JP2010175391A

JP2010175391A - 組合せ秤

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Publication number: JP2010175391A
Application number: JP2009018305A
Authority: JP
Inventors: Takeoki Shimizu; 勇起清水
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: JP5259440B2

Abstract

【課題】計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる組合せ秤を提供する。
【解決手段】制御部３１は組合せ演算手段３１ｂとして機能し、被計量物が保持されている計量ホッパ１及びメモリホッパ７（排出ホッパ）のうちから、重量センサ２及び制御部３１を含む計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる排出ホッパの組合せを、被計量物を排出すべき排出ホッパの組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算を行う（ステップＳ７）。制御部３１は制御手段３１ｂとして機能し、排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（以下、滞留ホッパという）を検出し、滞留ホッパを検出した場合に、空いている排出ホッパに供給する被計量物の重量を、滞留ホッパを検出する前より減少するように制御する（ステップＳ９からステップＳ１３）。
【選択図】図３

Description

本発明は、組合せ秤に関する。

複数の排出ホッパを有する組合せ秤において、被計量物が保持されている排出ホッパのうちから、計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる排出ホッパの組合せを、被計量物を排出すべき排出ホッパの組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算を行うことが公知である。組合せ演算において排出組合せに選ばれた排出ホッパ内の被計量物は排出処理されるが、ある排出ホッパに供給された被計量物の重量が過大である場合等において当該排出ホッパが排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（以下、滞留ホッパという）となる場合がある。

滞留ホッパが生じると、当該滞留ホッパに保持されている被計量物が排出されないで長時間滞留ホッパ内に残留することになる。従って、滞留ホッパ内に長時間残留した被計量物の品質が劣化する問題が生じる。特に、被計量物が生ものや冷凍物である場合には品質劣化の問題は特に重要である。

上記問題に対し、下記特許文献１では、滞留ホッパを検出した際、当該滞留ホッパを強制的に排出組合せに含める組合せ演算を行っている。また、下記特許文献２では、滞留ホッパを検出した際、当該滞留ホッパを排出組合せに含める組合せ演算を行うとともに、当該排出組合せに選ばれた排出ホッパに保持されている被計量物の総重量と目標組合せ重量とを比較して、被計量物の総重量が目標組合せ重量より少ない場合に、排出組合せに選ばれた排出ホッパの何れかに不足分の被計量物を追加供給するように供給部を制御している。

実公昭５５−１１９９３３号公報特開２００４−１２５６９４号公報

特許文献１に記載の組合せ秤においては、滞留ホッパが強制的に排出組合せに選択されて被計量物が排出されるため、排出ホッパに被計量物が滞留し続けることは防止することができるが、滞留ホッパを含む排出組合せについては計量精度が悪化してしまう。

また、特許文献２に記載の組合せ秤においては、滞留ホッパが排出組合せに選択され、且つ、不足分が追加で供給されるため、理論上は目標組合せ重量に近づけることができるが、不足分の追加供給は、直進フィーダを用いた既存の供給部により行われるため、その追加供給の精度を高めることが困難であり、結果として滞留ホッパを含む排出組合せについては計量精度が悪化してしまう。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、計量精度を悪化させることなく、排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる組合せ秤を提供することを目的とする。

本発明に係る組合せ秤は、被計量物を保持して排出する複数の排出ホッパと、前記排出ホッパに保持されている被計量物の重量を計量する計量手段と、前記被計量物が保持されている前記排出ホッパのうちから、前記計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる前記排出ホッパの組合せを、前記被計量物を排出すべき排出ホッパの組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算手段と、前記排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（以下、滞留ホッパという）を検出し、前記滞留ホッパを検出した場合に、空いている前記排出ホッパに供給する前記被計量物の重量を、前記滞留ホッパを検出する前より減少するよう動作する制御手段と、を備えている。

上記組合せ秤によれば、排出組合せに選ばれ難い排出ホッパが滞留ホッパとして検出された場合に、それ以後において排出ホッパに供給される被計量物の重量を減少させることにより、実質的に排出組合せに選ばれ得る排出ホッパの数を増やすことができるため、それ以後の組合せ演算において滞留ホッパを排出組合せに選ばれ易くすることができる。従って、計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる。

上記組合せ秤は、さらに、前記複数の排出ホッパのそれぞれに対して被計量物を供給する供給手段を備え、前記制御手段は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパへの供給量が前記滞留ホッパを検出する前より減少するように前記供給手段を制御するよう構成されてもよい。これにより、滞留ホッパが検出された場合に、空いている排出ホッパへ供給される被計量物の供給量を自動的に減少させることができる。

さらに、前記供給手段は、前記複数の排出ホッパのそれぞれに振動により被計量物を搬送する直進フィーダを有し、前記制御手段は、前記直進フィーダの振動振幅又は振動駆動時間を変更することにより前記排出ホッパへの供給量を変更するよう構成されてもよい。これにより、滞留ホッパが検出された場合に、空いている排出ホッパへ供給される被計量物の供給量を定量的に減少させることができる。

さらに、前記制御手段は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパへの供給量が前記滞留ホッパの検出前の１／３以上２／３以下となるように前記供給手段を制御するよう構成されてもよい。これにより、空いている排出ホッパへの供給量を検出前の２／３以下とすることで、以後の排出組合せにおいて滞留ホッパを含む組合せが目標組合せ重量を含む所定範囲に含まれ易くすることができ、且つ、前記供給量を１／３以上とすることで、滞留ホッパを含む排出組合せの数（排出ホッパ数）を可及的に低減することができる。

好ましくは、前記制御手段は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパへの供給量が前記滞留ホッパの検出前の１／２となるように前記供給手段を制御するよう構成される。

また、前記制御手段が前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパに保持させるべき被計量物の重量を前記滞留ホッパの検出前より減少させるための報知を行う表示装置を備えていてもよい。この場合、滞留ホッパが検出された場合に、空いている排出ホッパへ供給すべき被計量物の重量を、滞留ホッパを検出する前より減らすべきことが組合せ秤に設けられた表示装置において報知されるため、次回以降の被計量物の供給作業において空いている排出ホッパへ供給する被計量物の重量を滞留ホッパを検出する前より確実に減らすことができる。

前記滞留ホッパは、前記目標組合せ重量に対して所定割合以上の重量を有する被計量物が保持されている排出ホッパであってもよい。あるいは、前記滞留ホッパは、被計量物が供給されてから前記排出組合せの選択を行った回数が所定回数となるまでの間に被計量物が排出されなかった排出ホッパであってもよい。あるいは、前記滞留ホッパは、前記複数の排出ホッパに保持されている被計量物の平均重量に対する自身が保持する被計量物の差の絶対値が所定値以上となっている排出ホッパであってもよい。

上記組合せ秤において、前記組合せ演算手段は、前記制御手段が前記滞留ホッパを検出した場合、以後の排出組合せの選択において、前記滞留ホッパを含む排出組合せを優先的に選択する優先制御を行うよう構成されてもよい。この構成によれば、滞留ホッパが検出された以後の排出組合せ演算において、目標組合せ重量を含む所定範囲内に滞留ホッパを含む排出組合せがあれば、滞留ホッパを含まない排出ホッパの排出組合せであって、より目標組合せ重量に近い重量となる排出組合せが存在したとしても、滞留ホッパを含む排出組合せが優先的に選択される。従って、滞留ホッパが検出された場合、滞留ホッパを優先的に排出させることができる。

以下、特許請求の範囲及び明細書の記載に用いられる用語の定義について説明する。

特許請求の範囲及び明細書にいう「排出ホッパ」とは、排出組合せの選択対象となるホッパを意味する。より具体的には、例えば、計量ホッパでもよいし、計量ホッパの下流に配設されたメモリホッパでもよい。

特許請求の範囲及び明細書にいう「目標組合せ重量」とは、被計量物の定貫すべき目標重量を意味する。

特許請求の範囲及び明細書にいう「組合せに選ばれ難い排出ホッパ」である「滞留ホッパ」とは前述した条件を満たした排出ホッパを意味する。

特許請求の範囲及び明細書にいう「計量手段」は、計量ホッパの重量を検出する重量センサと、この重量センサで検出された重量に基づいて計量ホッパに保持されている被計量物の重量を演算する（計量する）演算手段と、この演算手段で演算された被計量物の重量を記憶する記憶手段とを含んだ概念である。

本発明は以上に説明したように構成され、計量精度を悪化させることなく、排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る組合せ秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。図１に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。図１に示す組合せ秤の制御動作を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る組合せ秤の概略構成を示す平面図である。図４に示す組合せ秤の概略構成を示す正面図である。図４に示す組合せ秤の概略構成を示す側面図である。図４に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。

（本発明の原理）
まず、本発明の原理について以下に説明する。

組合せ演算は、複数の排出ホッパの全ての組合せについてその組合せた排出ホッパに保持されている被計量物の総重量を演算し、その全ての組合せのうちから、当該総重量が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる排出ホッパの組合せを選択するものである。組合せ演算による計量精度は、選択された排出ホッパに保持されている被計量物の総重量が目標組合せ重量に如何に近いかで評価される。より具体的には、計量精度は、複数組の排出組合せの被計量物の総重量の平均値及び標準偏差を用いて評価される。

被計量物が保持されている排出ホッパ（排出組合せに選ばれ得る排出ホッパ）の総数をｎとすると、組合せ演算において演算される組合せの数は２^ｎ−１通りである。ここで、各排出ホッパに供給する被計量物の重量を目標組合せ重量の１／ｍ前後とすると、排出組合せに選ばれる排出ホッパの数は実質的にｍとなる。従って、このとき組合せ演算によって実質的に排出組合せに選ばれ得る排出ホッパの組合せの数は、_ｎＣ_ｍ通りである。

ここで、被計量物が保持されている排出ホッパの総数を１０とした例を説明する。目標組合せ重量の１／２前後の重量を排出ホッパに供給した場合、排出組合せに選ばれる排出ホッパの数は実質的に２個であり、実質的に排出組合せに選ばれ得る排出ホッパの組合せの数（以下、実質的な組合せの数という）は_１０Ｃ_２＝４５通りである。ｍの値を変更して同様に計算すると以下のようになる。

従って、各排出ホッパに供給する被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／４前後、１／５前後、又は１／６前後とすることにより、実質的な組合せの数が増えるため、計量精度は高くなるといえる。

続いて、被計量物が保持されている排出ホッパの総数を１０とし、各排出ホッパに供給される被計量物の重量（設定重量）を目標組合せ重量の１／４前後とした場合を例にさらに説明する。

本例においては、目標組合せ重量の１／４前後の被計量物を各排出ホッパに供給すべきところ、被計量物のくっつきや供給部における供給ムラ等により、目標組合せ重量の１／２前後の被計量物が排出ホッパの１つに供給された場合を考える。このとき、当該排出ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通りとなる。これに対し、当該排出ホッパを含まない実質的な組合せの数は、_９Ｃ_４＝１２６通りとなるため、目標組合せ重量の１／２前後の被計量物が保持されている排出ホッパが排出組合せに選ばれる確率は、他の排出ホッパが排出組合せに選ばれる確率より低くなる。

本発明の発明者らは、以上の知見に基づいて、排出組合せに選ばれる確率が低下して排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（即ち、滞留ホッパ）が存在する場合に、空いている排出ホッパに供給する被計量物の供給量を減少させることにより滞留ホッパが排出組合せに選ばれる確率を向上させる本発明を想到した。

即ち、例えば、上記例において、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の半分にした場合、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／８前後となる。このため、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと、１／４前後の被計量物が保持されている排出ホッパ２つが選ばれる）から_９Ｃ_４＝１２６通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと、１／８前後の被計量物が保持されている排出ホッパ４つが選ばれる）に増加する。従って、目標組合せ重量の１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパが排出組合せに選ばれる確率は、空いている排出ホッパへの供給量を減少する前より高くなる。このとき、滞留ホッパが排出組合せに選ばれた場合であっても、排出組合せに選ばれた排出ホッパに保持されている被計量物の総量は、目標組合せ重量を含む所定範囲内であることに変わりがないため、計量精度は悪化しない。

以上の原理により、本発明に係る組合せ秤は、計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる。

続いて、以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る組合せ秤の概略構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る組合せ秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。

本実施の形態に係る組合せ秤は、図１に示すように、複数（例えば１４個）の計量ホッパ１を有している。これらの複数の計量ホッパ１は、例えば、円状（円周上）に配置されているが、他の態様（楕円状、直線状等）に配置されていても構わない。複数の計量ホッパ１は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート１１，１２を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。複数の計量ホッパ１のそれぞれは、当該計量ホッパ１の重量を検出する重量センサ２に支持されている。重量センサ２には、例えば、ロードセルが用いられる。重量センサ２は、制御装置３に接続されており、重量センサ２で計量された重量は、制御装置３に送信される。ここで、計量ホッパ１の重量は、既知であるので、制御装置３は、重量センサ２によって検出された重量から計量ホッパ１の重量を差し引くことにより当該計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量を計量する。このように、本実施形態における重量センサ２及び制御装置３は、計量手段を構成している。

計量ホッパ１の上流には、供給ホッパ４が設けられている。本実施形態においては、複数の計量ホッパ１の上方に複数の供給ホッパ４がそれぞれ配設されている。供給ホッパ４は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート４１を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。

供給ホッパ４の上流には、供給部５が設けられている。供給部５は、組合せ秤上部の中央に外部の供給装置１０から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させるメインフィーダ５１と、メインフィーダ５１から送られてきた被計量物を振動によって送り込む複数の直進フィーダ５２と、を有している。メインフィーダ５１は、外部の供給装置１０の供給口の下方に配設された円錐形のトップコーン５１１と、トップコーン５１１を上下方向に振動させる加振器５１２と、を有している。また、複数の直進フィーダ５２は、トップコーン５１１の周囲に配置された複数の直進フィーダパン５２１と、複数の直進フィーダパン５２１のそれぞれをその先端方向の斜め上方に振動させる複数の加振器５２２と、を有している。複数の直進フィーダ５２は、供給ホッパ４に対応して設けられており、複数の直進フィーダ５２により送り込まれた被計量物は、対応する供給ホッパ４に供給される。このように、本実施形態の組合せ秤には、直進フィーダ５２、供給ホッパ４、計量ホッパ１及び重量センサ２を一組とするヘッド部が複数組設けられている。加振器５１２，５２２は、例えば、電磁石のＯＮ−ＯＦＦを連続的に切り替えることによりトップコーン５１１又は直進フィーダパン５２１を振動させる。

供給ホッパ４の下流には、後述する排出組合せに選ばれた１又は複数の排出ホッパ（計量ホッパ１及び後述するメモリホッパ）に保持されている被計量物を集合させつつ機外へ排出する集合排出部６が配設されている。集合排出部６は、逆円錐状の集合シュート６１と、集合シュート６１の下方に配設された排出シュート６２と、を有している。ゲート１２を通じて１又は複数の排出ホッパから排出された被計量物は、集合シュート６１を滑落することによって集合され、集合シュート６１の下方に設けられた排出シュート６２を通じて機外の包装機（図示せず）へと排出される。なお、集合排出部６は、排出シュート６２の位置にホッパが配設された構成としてもよい。

本実施形態の組合せ秤は、複数の計量ホッパ１の下流に被計量物を保持可能な複数のメモリホッパ７を備えている。メモリホッパ７は、計量ホッパ１と同様に、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート７１を開放することにより、被計量物を下方の集合排出部６へ排出する。より具体的には、各計量ホッパ１の内側のゲート１１と外側のゲート１２とは互いに独立して開閉可能に構成されており、メモリホッパ７は、各計量ホッパ１の内側のゲート１１の下方に配設されている。即ち、計量ホッパ１に保持されている被計量物を直接的に集合排出部６へ排出させる場合には、外側のゲート１２が開かれ、計量ホッパ１に保持されている被計量物を次回以降に排出させる場合であって、且つ、対応するメモリホッパ７が空の場合には、内側のゲート１１が開かれて被計量物をメモリホッパ７に保持させる。制御装置３は、被計量物が計量ホッパ１から対応するメモリホッパ７へ移動した場合には、移動前の計量ホッパ１において計量された被計量物の重量値を移動先のメモリホッパ７に関連付けて記憶する。このように、本実施形態における計量ホッパ１及びメモリホッパ７は、排出ホッパを構成している。

本実施形態において、制御装置３は、さらに、各供給ホッパ４のゲート４１、各計量ホッパ１のゲート１１，１２及び各メモリホッパ７のゲート７１の開閉制御、供給部５の供給制御並びに外部の供給装置１０の供給制御を行っている。また、本実施形態の組合せ秤は、種々の操作設定を行い、当該設定を表示可能な操作設定表示装置８を備えている。操作設定表示装置８も制御装置３によって制御される。

本実施形態の組合せ秤における制御系統についてより詳しく説明する。図２は、図１に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。

制御装置３は、例えば、制御部３１及び記憶部３２を有する制御基板３０で構成されている。制御装置３は、例えば、マイクロコンピュータを備えており、制御部３１には、例えばこのマイクロコンピュータのＣＰＵが用いられる。記憶部３２には例えばこのマイクロコンピュータの内部メモリが用いられる。制御部３１と記憶部３２とは相互に接続されている。記憶部３２には制御プログラムが格納されている。さらに、記憶部３２は各種データを記憶する。また、制御部３１は、記憶部３２に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、演算等の処理や制御を行う。具体的には、制御部３１は、操作設定表示装置８及び複数の重量センサ２から信号を受け取り、これらの信号に基づいて組合せ演算を含む処理を行い、これらの処理結果を記憶部３２に記憶する。また、これらの信号に基づいて、複数の計量ホッパ１、複数のメモリホッパ７、メインフィーダ５１、複数の直進フィーダ５２及び操作設定表示装置８に制御信号を送信してこれらを制御する。換言すると、制御部３１は、組合せ演算手段３１ａ及び制御手段３１ｂとして機能する。

なお、本実施形態においては１つの制御基板で制御装置３を構成しているが、本発明は同様の制御を行い得る限りこれに限られない。即ち、例えば、各種制御に応じて複数の制御基板を設け、その複数の制御基板で制御装置３を構成してもよい。また、この制御装置３を、必ずしも組合せ秤に備える必要はなく、例えば、パソコン等を外部の制御装置３として接続することにより当該外部の制御装置３で制御することとしてもよい。

また、本実施形態の組合せ秤は、図１及び図２に示すように、外部の供給装置１０からメインフィーダ５１のトップコーン５１１への被計量物の供給状況を検出する供給レベル検出器９を備えている。供給レベル検出器９及び外部の供給装置１０は、それぞれ制御装置３に接続されており、制御装置３は、供給レベル検出器９で検出された被計量物の供給状況に応じて被計量物の供給量を変化させるように外部の供給装置１０を制御する。外部の供給装置１０は、例えば、ベルトコンベヤでもよいし、トラフ状の供給パンを振動させるものでもよい。

以下に、制御装置３の動作を順に説明する。図３は、図１に示す組合せ秤の制御動作を示すフローチャートである。

この制御においては、初期設定として、後述する供給量変更フラグがＯＦＦされる（図３には示さず）。その後、制御装置３の制御部３１は、外部の供給装置１０からメインフィーダ５１のトップコーン５１１へ供給される被計量物に応じて加振器５１２を駆動制御し、直進フィーダパン５２１へ被計量物を供給する（ステップＳ１）。さらに、制御部３１は、加振器５２２を駆動制御し、直進フィーダパン５２１を振動させることでトップコーン５１１から供給された被計量物を供給ホッパ４に供給する（ステップＳ２）。本実施形態において、供給ホッパ４の供給量は、直進フィーダパン５２１を振動させる加振器５２２の振動振幅及び／又は振動駆動時間によって制御される。

供給ホッパ４に所定量の被計量物が供給されたとき（供給ホッパ４のゲート４１が閉じられてから加振器５２２を設定された振動振幅で所定時間駆動したとき）、下流の計量ホッパ１が空であれば、制御部３１は、対応する供給ホッパ４のゲート４１を開放制御し、下流の計量ホッパ１へ被計量物を供給する（ステップＳ３）。制御部３１は、ゲート４１を開放した後、所定時間経過したときに再び当該ゲート４１を閉鎖する制御を行う。制御部３１は、空のメモリホッパ７の有無を検出し、当該空のメモリホッパ７があれば、対応する計量ホッパ１のゲート１１を開放制御し、空のメモリホッパ７へ被計量物を供給する（ステップＳ４）。

制御部３１は、被計量物が新たに供給された計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量を対応する重量センサ２により計量する計量制御を行う（ステップＳ５）。被計量物の重量は、当該被計量物が保持されている計量ホッパ１に関連付けて記憶部３２に記憶される。さらに、ステップＳ４において、新たに被計量物が保持されたメモリホッパ７がある場合、制御部３１は、前回の計量制御において当該メモリホッパ７の上流の計量ホッパ１で計量された被計量物の重量を記憶部３２から読み出し、当該重量を新たに被計量物が保持されたメモリホッパ７に関連付けて記憶部３２に記憶する。

計量制御の後、後述する供給量変更フラグがＯＮしているか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、供給量変更フラグがＯＮしている場合は、後述する滞留ホッパが検出されていることを意味し、供給量変更フラグがＯＦＦしている場合は、滞留ホッパが検出されていないことを意味する。初期設定では供給量変更フラグがＯＦＦしているので、まず、供給量変更フラグがＯＦＦしている場合について説明し、供給量変更フラグがＯＮしている場合については後で説明する。

供給量変更フラグがＯＦＦしている場合（ステップＳ６でＮｏ）には、制御部３１は、組合せ演算手段３１ａとして機能する。即ち、制御部３１は、被計量物が保持されている計量ホッパ１及びメモリホッパ７（排出ホッパ）のうちから、重量センサ２及び制御部３１を含む計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる排出ホッパの組合せを、被計量物を排出すべき排出ホッパの組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算を行う（ステップＳ７）。なお、目標組合せ重量を含む所定範囲とは、例えば、目標組合せ重量を下限値とし、且つ、当該目標組合せ重量に所定の上限許容値を付加した重量を上限値とするものである。

制御部３１は、組合せ演算の結果、排出組合せとして選択された排出ホッパに保持されている被計量物を排出する排出制御を行う（ステップＳ８）。より具体的には、排出組合せとして選択された計量ホッパ１の外側のゲート１２及びメモリホッパ７のゲート７１を全て開放制御する。これにより、目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる被計量物が集合排出部６を通じて機外へ排出される。このとき、制御部３１は、記憶部３２に記憶されている被計量物の重量及び排出ホッパのうち、排出制御された排出ホッパに関連付けられている被計量物の重量をリセットする（排出ホッパが空であることを記憶部３２に記憶させる）。

ここで、本実施形態において、制御部３１は制御手段３１ｂとして機能し、排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（以下、滞留ホッパという）の検出を行う（ステップＳ９）。

これを、より詳しく説明する。まず、制御部３１は、記憶部３２に記憶されている排出ホッパのうち、滞留ホッパの条件を満たしている排出ホッパを検出する。

検出すべき滞留ホッパの条件は、種々設定可能であるが、例えば、滞留ホッパは、目標組合せ重量に対して所定割合以上の重量を有する被計量物が保持されている排出ホッパである。この場合、制御部３１は、記憶部３２に記憶されている被計量物の重量のうち、目標組合せ重量に対して所定割合以上の重量を有する被計量物があれば、当該被計量物が保持されている排出ホッパを滞留ホッパとして検出する。所定割合は、被計量物によって種々設定し得るが、例えば、目標組合せ重量の１／２以上を設定し得る。なお、排出ホッパに保持される被計量物の重量が少ない場合はほとんど問題にならない。一般的に排出組合せに選択される排出ホッパの数を増やすことで排出組合せができ易いからである。また、既知の追加投入機能を備えた組合せ秤においては、被計量物の供給量が所定量より少ない排出ホッパに対して被計量物を追加供給して排出組合せを作ることが可能である。

なお、上記条件に加えて又は代えて、滞留ホッパは、被計量物が供給されてから排出組合せ演算において排出組合せの選択を行った回数が所定回数となるまでの間に被計量物が排出されなかった排出ホッパとしてもよい。この場合、制御部３１は、ステップＳ５において記憶部３２に被計量物の重量が新たに記憶されてからステップＳ７の組合せ演算において排出組合せの選択を行った回数を排出ホッパごとにカウントし、当該被計量物が排出されたときに当該被計量物が保持されていた排出ホッパにおける排出組合せ選択回数をリセットする。そして、排出組合せの選択を行った回数が所定回数を超えた排出ホッパを滞留ホッパとして検出する。

また、上記条件に加えて又は代えて、滞留ホッパは、複数の排出ホッパに保持されている被計量物の平均重量に対する自身が保持する被計量物の差の絶対値が所定値以上となっている排出ホッパとしてもよい。この場合、制御部３１は、記憶部３２に記憶されている被計量物の重量の平均重量を算出し、当該平均重量から各被計量物の重量を差し引いた値の絶対値を算出する。各被計量物が平均重量から所定値以上離れていることは、平均重量からの偏差が大きく排出組合せに選ばれ難いことを意味している。従って、制御部３１は、被計量物が平均重量から被計量物の重量を差し引いた値の絶対値が所定値以上である排出ホッパを滞留ホッパとして検出する。

上記のような滞留ホッパ検出制御の後、滞留ホッパを検出したか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、滞留ホッパを検出した場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）には、空いている排出ホッパに供給する被計量物の重量を、滞留ホッパを検出する前より減少するように制御する（ステップＳ１１からステップＳ１３）。その後、制御部３１は、運転をＯＦＦするか否かを判定する（ステップＳ１４）。滞留ホッパを検出しなかった場合（ステップＳ１０でＮｏ）には、制御部３１は、その後、運転をＯＦＦするか否かを判定する（ステップＳ１４）。

そして、組合せ秤の運転を継続する場合（ステップＳ１４でＮｏ）には、制御部３１は、再びステップＳ１からの制御（通常の組合せ演算）を行う。

ここで、滞留ホッパを検出した場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）の制御を詳しく説明する。この場合、制御部３１は、滞留ホッパ検出制御で検出された滞留ホッパを記憶部３２に優先処理ホッパとして設定し記憶させる（ステップＳ１１）。このとき、供給量変更フラグをＯＦＦからＯＮに切り替える（ステップＳ１２）。

続いて、制御手段３１ｂとして機能する制御部３１は、空いている排出ホッパへの供給量が滞留ホッパを検出する前より減少するように供給手段である直進フィーダ５２を制御する（ステップＳ１３）。より詳しくは、制御部３１は、直進フィーダ５２の振動振幅又は振動駆動時間を変更することにより空いている全ての排出ホッパへの供給量を変更する。これにより、滞留ホッパが検出された場合に、空いている排出ホッパへ供給される被計量物の供給量を自動的且つ定量的に減少させることができる。

本実施形態の組合せ秤によれば、排出組合せに選ばれ難い排出ホッパが検出された場合に、それ以後において排出ホッパに供給される被計量物の重量を減少させることにより、実質的に排出組合せに選ばれ得る排出ホッパの数を増やすことができるため、それ以後の組合せ演算において滞留ホッパを排出組合せに選ばれ易くすることができる。従って、計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる。

制御部３１は、ステップＳ１３の供給量減少制御において、例えば、空いている排出ホッパへの供給量が滞留ホッパの検出前の１／３以上２／３以下となるように制御する。これにより、空いている排出ホッパへの供給量を検出前の２／３以下とすることで、以後の排出組合せにおいて滞留ホッパを含む組合せが目標組合せ重量を含む所定範囲に含まれ易くすることができ、且つ、供給量を１／３以上とすることで、滞留ホッパを含む排出組合せの数（排出ホッパ数）を可及的に低減することができる。

冒頭の本発明の原理で説明した例を用いてより具体的に説明する。即ち、被計量物が保持されている排出ホッパの総数を１０、各排出ホッパに供給される被計量物の重量（設定重量）を目標組合せ重量の１／４前後としたときに、排出ホッパの１つに目標組合せ重量の１／２前後の被計量物が供給された場合を例に取る。この場合において、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の１／３にした場合、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／１２前後となるため、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通りから_９Ｃ_６＝８４通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと１／１２前後の被計量物が保持されて入り排出ホッパ６つとが選ばれる）に増加する。ここで、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の１／４にした場合、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／１６前後となるため、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通りから_９Ｃ_８＝９通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと１／１６前後の被計量物が保持されている排出ホッパ８つとが選択される）に減少してしまう。被計量物が保持されている排出ホッパの総数がより多い場合（例えば１２の場合）には、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の１／４にした場合であっても、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_１２Ｃ_２＝６６通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと１／４前後の被計量物が保持されている排出ホッパ２つとが選ばれる）から_１２Ｃ_８＝４９５通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと１／１２前後の被計量物が保持されている排出ホッパ８つとが選ばれる）に増加するが、滞留ホッパを含む排出組合せの数（排出ホッパ数）が３から９へと大幅に増加する。従って、次回以降の組合せに選択され得る排出ホッパ数が少なくなり計量速度が大幅に遅くなってしまう。

同様に、冒頭の本発明の原理で説明した例において、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の２／３にした場合、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／６前後となるため、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通りから_９Ｃ_３＝８４通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持されている滞留ホッパ１つと１／６前後の被計量物が保持されている排出ホッパ３つとが選ばれる）に増加する。空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の２／３を超える値にした場合には、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通り以下となり、供給量減少制御前に比べて増加しない。

以上に説明したように、制御部３１が、ステップＳ１３の供給量減少制御において、空いている排出ホッパへの供給量が滞留ホッパの検出前の１／３以上２／３以下となるように制御することにより、以後の排出組合せにおいて滞留ホッパを含む組合せが目標組合せ重量を含む所定範囲に含まれ易くすることができ、且つ、滞留ホッパを含む排出組合せの数（排出ホッパ数）を可及的に低減することができる。

なお、より好ましくは、制御部３１は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている排出ホッパへの供給量が滞留ホッパの検出前の１／２となるように制御する。これにより、以後の排出組合せにおいて滞留ホッパを含む組合せが目標組合せ重量を含む所定範囲に含まれ易く、しかも、滞留ホッパを含む排出組合せの数（排出ホッパ数）を可及的に低減することができる。

再び本発明の原理において説明した例を用いてより具体的に説明すると、前述した通り、本例において、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量を滞留ホッパ検出前の半分にした場合、空いている各排出ホッパに供給される被計量物の重量は、目標組合せ重量の１／８前後となるため、滞留ホッパが排出組合せに選ばれる実質的な組合せの数は、_９Ｃ_２＝３６通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持された滞留ホッパ１つと１／４前後の被計量物が保持された排出ホッパ２つとが選ばれる）から_９Ｃ_４＝１２６通り（このとき、１／２前後の被計量物が保持された滞留ホッパ１つと１／８前後の被計量物が保持された排出ホッパ４つとが選ばれる）に増加する。しかも、滞留ホッパを含む排出組合せの数の増加を３から５の２つだけに抑えることができる。

ステップＳ１３の供給量減少制御の後、上述のように、制御部３１は、次回以降の組合せ演算のために空いている各排出ホッパへ被計量物を供給し、当該被計量物を計量する制御を行う（ステップＳ１からステップＳ５）。

その後、組合せ演算手段３１ａとして機能する制御部３１は、供給量変更フラグがＯＮしているか否かを判定する（ステップＳ６）が、ここでは、滞留ホッパを検出したことによって供給量変更フラグがＯＮになっているため（ステップＳ６でＹｅｓ）、以後の排出組合せ演算において、滞留ホッパを含む排出組合せを優先的に選択する優先制御を行う（ステップＳ１５からステップＳ１７）。

これをより詳しく説明する。制御部３１は、組合せ演算（ステップＳ１５）によって得られた排出組合せのうち、優先処理ホッパ（即ち、滞留ホッパ）を含む組合せの有無を判定する（ステップＳ１６）。優先処理ホッパを含む排出組合せがなければ（ステップＳ１５でＮｏ）、制御部３１は、通常の場合と同様に優先処理ホッパを含まない排出組合せについて排出制御を行う（ステップＳ８）。一方、優先処理ホッパを含む排出組合せがあれば、優先処理ホッパを含まない排出組合せであって、より目標組合せ重量に近い重量となる排出組合せが存在しても、制御部３１は、優先処理ホッパを含む排出組合せを優先的に選択し、排出制御する（ステップＳ１７）。従って、滞留ホッパが検出された場合、滞留ホッパを優先的に排出させることができる。

制御部３１は、優先処理ホッパを排出制御した後、供給量変更フラグをＯＮからＯＦＦに切り替える（ステップＳ１８）。さらに、制御部３１は、空いている排出ホッパへの供給量が滞留ホッパを検出する前の状態に戻るように供給手段である直進フィーダ５２を制御する（ステップＳ１９）。以後の制御は、滞留ホッパの検出前と同様であり、一連の制御が運転終了まで繰り返される（ステップＳ１４）。

以上に説明したように、本実施形態によれば、全自動式の組合せ秤において、計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る組合せ秤の概略構成について説明する。図４から図６は、本発明の第２実施形態に係る組合せ秤の概略構成を示す平面図、正面図及び側面図である。また、図７は、図４に示す組合せ秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態のように被計量物の供給から排出までを全自動で行う組合せ秤の代わりに被計量物の供給を人手で行う半自動式の組合せ秤に本発明を適用したものであり、当該組合せ秤が、制御手段３１ｂが滞留ホッパを検出した場合に、空いている排出ホッパに保持させるべき被計量物の重量を滞留ホッパの検出前より減少させるための報知を行う表示装置である操作設定表示装置８を備えていることである。

本実施形態の組合せ秤は、図４から図６に示すように、直線状に配置された複数（ここでは９つ）の計量ホッパ１Ｂを有している。複数の計量ホッパ１Ｂのそれぞれは、被計量物を保持し得る２つの保持部に区画されており、各保持部の下部に、それぞれ、互いに独立して開閉可能に構成されたゲート１１Ｂ，１２Ｂが配設されている。従って、これらのゲート１１Ｂ，１２Ｂを開放することにより、２つの保持部に保持されている被計量物を下方へ排出可能である。即ち、本実施形態における組合せ秤は、総計１８個の保持部（即ち、１８個の排出ホッパ）を有している。

複数の計量ホッパ１Ｂのそれぞれは、当該計量ホッパ１Ｂの重量を検出するロードセル等の重量センサ２によって支持されている。重量センサ２は、図７に示すように、制御装置３Ｂに接続されており、重量センサ２で検出された重量は、制御装置３Ｂに送信される。制御装置３Ｂは、組合せ秤の本体１３の下部に配設された電装品収納部１５に収納されている。本実施形態においても、計量ホッパ１Ｂの重量は、既知であるので、制御装置３Ｂは、計量ホッパ１Ｂの２つの排出ホッパのうちのいずれか一方に被計量物が供給された際、重量センサ２によって検出された重量から計量ホッパ１Ｂの重量を差し引くことにより当該計量ホッパ１Ｂのいずれか一方の排出ホッパに保持されている被計量物の重量を計量している。さらに、計量ホッパの１Ｂの２つの排出ホッパのうちのいずれか他方に被計量物が供給された際、重量センサ２によって検出された重量から計量ホッパ１Ｂの重量及び計量ホッパ１Ｂのいずれか一方の排出ホッパに保持されている被計量物の重量を差し引くことにより当該計量ホッパ１Ｂのいずれか他方の排出ホッパに保持されている被計量物の重量を計量している。このように、本実施形態における重量センサ２及び制御装置３Ｂは、計量手段を構成している。

複数計量ホッパ１Ｂの上流には、図４から図６に示すように、供給ホッパ４Ｂが設けられている。本実施形態においては、複数の計量ホッパ１Ｂの上方に複数（９つ）の供給ホッパ４Ｂがそれぞれ配設されている。供給ホッパ４Ｂの下方には、対応する計量ホッパ１Ｂの２つの排出ホッパのそれぞれに被計量物を供給可能な開閉可能なゲート４１Ｂ，４２Ｂが設けられている。これにより、被計量物の供給箇所が少なくなるため、人手による被計量物の供給作業を効率的に行うことができる。

本実施形態の組合せ秤には、供給ホッパ４Ｂごとに被計量物が供給されたか否かを検出する複数の被計量物検出センサ２０が設けられている。被計量物検出センサ２０には、例えば、被計量物の重量を検出可能なロードセル等が用いられる。被計量物検出センサ２０は、図７に示すように、制御装置３Ｂに接続されている。制御装置３Ｂは、被計量物検出センサ２０が検出する重量が所定重量以上であるか否かによって、その対応する供給ホッパ４Ｂが被計量物を保持しているか空であるかを検出する。制御装置３Ｂは、供給ホッパ４Ｂが空である状態を検出している間は当該供給ホッパ４Ｂのゲート４１Ｂ，４２Ｂを閉鎖した状態に保持し、供給ホッパ４Ｂが被計量物を保持した状態を検出し且つ対応する計量ホッパ１Ｂの少なくとも何れか一方の排出ホッパが空いている状態である場合には当該供給ホッパ４Ｂのゲート４１Ｂ，４２Ｂのいずれか一方（対応する排出ホッパが空いている方）を開放する制御を行う。

本実施形態の組合せ秤は、さらに、図４から図６に示すように、本体１３の上部に天板１４が設けられている。天板１４には、複数（９つ）の供給口１４ａが設けられており、当該供給口１４ａのそれぞれの下方に上述の供給ホッパ４Ｂが配設されている。従って、作業者が、天板１４上に供給された被計量物を小分けにして各供給口１４ａに投入することにより、各計量ホッパ１Ｂに被計量物が供給される。

計量ホッパ１Ｂの下方には、計量ホッパ１Ｂから排出された被計量物を搬送する搬送コンベヤ１６が設けられている。搬送コンベヤの両側には、被計量物の落下を防止するガイド１７が設けられている。ガイド１７のさらに外側には、作業者がガイド１７内に誤って触れるのを防止する進入防止用の柵１８が設けられている。

本実施形態の組合せ秤においても、図３に示すステップＳ１からステップＳ１２及びステップＳ１４からステップＳ１８までは第１実施形態と同様の制御を行っている。ただし、本実施形態の組合せ秤においては、滞留ホッパが検出された場合に、ステップＳ１３の供給量減少制御として、空いている排出ホッパへ供給すべき被計量物の重量を滞留ホッパの検出前より減らすべきことが組合せ秤に設けられた操作設定表示装置８に表示される。これにより、次回以降において作業者が空いている排出ホッパへ被計量物を供給する際に、その供給する被計量物の重量を滞留ホッパの検出前より減少させる。また、優先処理ホッパが排出された場合に、ステップＳ１９の供給量通常制御として、空いている排出ホッパへ供給すべき被計量物の重量を滞留ホッパの検出前より減らすべき旨の表示が操作設定表示装置８において消滅される。

このような本実施形態によれば、半自動式の組合せ秤において、計量精度を悪化させることなく排出ホッパに被計量物が滞留し続けることを有効に防止することができる。

なお、本実施形態においては、半自動式の組合せ秤に本発明を適用した例を説明したが、本実施形態と同様に、制御手段３１ｂが滞留ホッパを検出した場合、操作設定表示装置８において空いている排出ホッパに保持させるべき被計量物の重量を滞留ホッパの検出前より減少させるための報知を行う構成を採用することによって、被計量物の供給及び排出を人手で行う手動式の組合せ秤にも本発明を適用することが可能である。

本発明の組合せ秤は、被計量物の形状、重量が均一でなく排出ホッパへの供給量にムラが生じ易い被計量物を計量する組合せ秤等に有用である。特に、生ものや冷凍物を被計量物として計量する組合せ秤等に有用である。

１，１Ｂ計量ホッパ（排出ホッパ）
２重量センサ（計量手段）
３，３Ｂ制御装置
４，４Ｂ供給ホッパ
５供給部
６集合排出部
７メモリホッパ
８操作設定表示装置
９レベル検出器
１０外部の供給装置
１１，１２，１１Ｂ，１２Ｂ計量ホッパのゲート
１３本体
１４天板
１４ａ供給口
１５電装品収納部
１６搬送コンベヤ
１７ガイド
１８柵
２０被計量物検出センサ
３０制御基板
３１制御部（計量手段、組合せ演算手段、制御手段）
３１ａ組合せ演算手段
３１ｂ制御手段
３２記憶部
４１，４１Ｂ，４２Ｂ供給ホッパのゲート
５１メインフィーダ
５２直進フィーダ（供給手段）
６１集合シュート
６２排出シュート
７１メモリホッパのゲート
５１１トップコーン
５１２，５２２加振器
５２１直進フィーダパン

Claims

被計量物を保持して排出する複数の排出ホッパと、
前記排出ホッパに保持されている被計量物の重量を計量する計量手段と、
前記被計量物が保持されている前記排出ホッパのうちから、前記計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる前記排出ホッパの組合せを、前記被計量物を排出すべき排出ホッパの組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算手段と、
前記排出組合せに選ばれ難い排出ホッパ（以下、滞留ホッパという）を検出し、前記滞留ホッパを検出した場合に、空いている前記排出ホッパに供給する前記被計量物の重量を、前記滞留ホッパを検出する前より減少するよう動作する制御手段と、を備える組合せ秤。
前記複数の排出ホッパのそれぞれに対して被計量物を供給する供給手段を備え、
前記制御手段は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパへの供給量が前記滞留ホッパを検出する前より減少するように前記供給手段を制御するよう構成されている請求項１に記載の組合せ秤。
前記供給手段は、前記複数の排出ホッパのそれぞれに振動により被計量物を搬送する直進フィーダを有し、
前記制御手段は、前記直進フィーダの振動振幅又は振動駆動時間を変更することにより前記排出ホッパへの供給量を変更するよう構成されている請求項２に記載の組合せ秤。
前記制御手段は、前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパへの供給量が前記滞留ホッパの検出前の１／３以上２／３以下となるように前記供給手段を制御するよう構成されている請求項２に記載の組合せ秤。
前記制御手段が前記滞留ホッパを検出した場合、空いている前記排出ホッパに保持させるべき被計量物の重量を前記滞留ホッパの検出前より減少させるための報知を行う表示装置を備えている請求項１に記載の組合せ秤。
前記滞留ホッパは、前記目標組合せ重量に対して所定割合以上の重量を有する被計量物が保持されている排出ホッパである請求項１に記載の組合せ秤。
前記滞留ホッパは、被計量物が供給されてから前記排出組合せの選択を行った回数が所定回数となるまでの間に被計量物が排出されなかった排出ホッパである請求項１に記載の組合せ秤。
前記滞留ホッパは、前記複数の排出ホッパに保持されている被計量物の平均重量に対する自身が保持する被計量物の重量の差の絶対値が所定値以上となっている排出ホッパである請求項１に記載の組合せ秤。
前記組合せ演算手段は、前記制御手段が前記滞留ホッパを検出した場合、以後の排出組合せの選択において、前記滞留ホッパを含む排出組合せを優先的に選択する優先制御を行うよう構成されている請求項１に記載の組合せ秤。