JP2012202937A - 組合せ秤 - Google Patents

Abstract

【課題】 被計量物の長手方向の向きを揃えて排出することができる組合せ秤を提供する。
【解決手段】 被計量物を一方向へ搬送して排出する集合コンベア装置３と、各々、搬送停止状態のときに被計量物が供給され、供給された被計量物を第１の方向へ搬送して排出することにより集合コンベア装置３へ被計量物を供給し、集合コンベア装置３の搬送方向に並んで配設された複数の計量コンベア１と、各々、計量コンベア１上に供給されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサ２と、重量センサ２の計量値に基づいて、被計量物の重量の合計が目標重量範囲内となる計量コンベア１の組合せからなる排出組合せを１つ求め、排出組合せに選択されている計量コンベア１を駆動させて計量コンベア１上の被計量物を第１の方向へ搬送して排出させる制御部５とを備え、集合コンベア装置３の搬送速度が計量コンベア１の搬送速度よりも速いように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被計量物の合計重量が所定の目標重量範囲内となる組合せを求める組合せ秤に関する。

組合せ秤は、計量部への被計量物の供給方法及び排出方法の違いにより、自動式、半自動式、手動式に大別することができる。手動式組合せ秤では、被計量物の供給と排出が人手によって行われる。また、半自動式組合せ秤では、被計量物の供給は人手によって行われ、被計量物の排出は自動で行われる（例えば、特許文献１参照）。また、自動式組合せ秤では、被計量物の供給と排出が自動（機械の制御）で行われる（例えば、特許文献２参照）。組合せ秤への被計量物の供給を自動で行うことができない被計量物あるいは自動で行うことに適さない被計量物に対して、手動式あるいは半自動式の組合せ秤が用いられる。また、組合せ秤の後段に、組合せ秤から排出された被計量物を整列させる整列装置が別途設けられることもある（例えば、特許文献３参照）。

例えば半自動式の従来の組合せ秤では、例えば、複数のホッパが直線状に配設されて、その下方に１つのベルトコンベアが配設されている。そして作業者がホッパに被計量物を供給すると被計量物の重量が計量され、組合せ重量が所定重量範囲内となる組合せに選択されたホッパの排出ゲートを開閉して被計量物を排出し、ホッパから排出された被計量物をベルトコンベアで一方向へ搬送して、包装機等の後段装置へ排出するように構成されている。

特開２００６−２１４７８４号公報 実公平７−３３１３９号公報 特開２００２−５３１０６号公報

上記従来の組合せ秤では、組合せに選択された複数のホッパから被計量物がベルトコンベアへ落下した後、ベルトコンベアで搬送されて排出されるので、例えば、被計量物が棒状あるいは細長い形状である場合に、被計量物の向きを揃えて排出することができない。

また、上記従来の組合せ秤では、組合せに選ばれたホッパから被計量物をベルトコンベア上へ排出させて搬送するが、ベルトコンベアではホッパが並んだ方向に被計量物を搬送するため、搬送される被計量物がホッパに接触しないようにベルトコンベアよりもかなり高い位置にホッパが配置されているので、ホッパから被計量物がベルトコンベアへ落下したときに衝撃が大きい。そのため、壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物の場合には、損傷しやすく、損傷によって商品価値が低下したり、商品として販売できなくなる。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、落下時の衝撃等によって壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物であっても損傷させることがなく、かつ、被計量物の長手方向の向きを揃えて排出することができる組合せ秤を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係る組合せ秤は、供給される被計量物を一方向へ搬送して排出する集合コンベア装置と、各々、搬送停止状態のときに被計量物が供給され、供給された被計量物を第１の方向へ搬送して一端から排出することにより搬送動作状態の前記集合コンベア装置へ被計量物を供給し、前記集合コンベア装置の搬送方向に並んで配設された複数の計量コンベアと、各々、前記計量コンベアに対応して設けられ、前記計量コンベア上に供給されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサと、前記重量センサの計量値に基づいて、供給されている被計量物の重量の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ手段と、前記排出組合せに選択されている計量コンベアを駆動させて前記計量コンベア上の被計量物を第１の方向へ搬送して前記計量コンベアの一端から排出させる計量コンベア制御手段とを備え、前記集合コンベア装置の搬送速度が前記計量コンベアの搬送速度よりも速いように構成されている。

この構成によれば、被計量物が棒状あるいは細長い形状の被計量物である場合に、被計量物の長手方向が計量コンベアの搬送方向と同方向（略同方向を含む）となるように被計量物を各計量コンベアへ供給するようにすれば、計量コンベアから排出される被計量物は、その被計量物の先頭部分が集合コンベア装置の搬送面に接触したときには、先頭部分以外の後方部分が計量コンベア上にあり、その後、被計量物はその先頭部分が集合コンベア装置の搬送方向へ引きずられながら計量コンベアから排出される。ここで、集合コンベア装置の搬送速度を計量コンベアの搬送速度よりも速い速度にすることにより、被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向にスムーズに変えることができ、各計量コンベアから排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向に揃えて集合コンベア装置から排出することができる。

また、前記集合コンベア装置は、無端の平ベルトを有する２つのベルトコンベアを搬送面が断面Ｖ字状となるように並行に配設されていてもよい。

この構成によれば、被計量物が集合コンベア装置上において２つのベルトコンベアの断面Ｖ字状の底部分に横たわった状態となるので、各計量コンベアから排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向に確実に揃えることが可能となり、かつ被計量物が集合コンベア装置の幅方向（搬送方向と直交する方向）に転がることを防止できる。

また、本発明の他の形態に係る組合せ秤は、無端の平ベルトを有する２つのベルトコンベアを搬送面が断面Ｖ字状となるように並行に配設されてなり、供給される被計量物を一方向へ搬送して排出する集合コンベア装置と、各々、搬送停止状態のときに被計量物が供給され、供給された被計量物を第１の方向へ搬送して搬送端から排出することにより搬送動作状態の前記集合コンベア装置へ被計量物を供給し、前記集合コンベア装置の搬送方向に並んで配設された複数の計量コンベアと、各々、前記計量コンベアに対応して設けられ、前記計量コンベア上に供給されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサと、前記重量センサの計量値に基づいて、供給されている被計量物の重量の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ手段と、前記排出組合せに選択されている計量コンベアを駆動させて前記計量コンベア上の被計量物を第１の方向へ搬送して前記計量コンベアの一端から排出させる計量コンベア制御手段とを備えている。

この構成によれば、被計量物が棒状あるいは細長い形状の被計量物である場合に、被計量物の長手方向が計量コンベアの搬送方向と同方向（略同方向を含む）となるように被計量物を各計量コンベアへ供給するようにすれば、計量コンベアから排出される被計量物は、その被計量物の先頭部分が集合コンベア装置の搬送面に接触したときには、先頭部分以外の後方部分が計量コンベア上にあり、その後、被計量物はその先頭部分が集合コンベア装置の搬送方向へ引きずられながら計量コンベアから排出される。そして、被計量物が集合コンベア装置上において２つのベルトコンベアの断面Ｖ字状の底部分に横たわることにより、被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向とすることが容易であり、各計量コンベアから排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向に揃えて集合コンベア装置から排出することが可能となり、また、被計量物が集合コンベア装置の幅方向（搬送方向と直交する方向）に転がることを防止できる。

また、前記２つのベルトコンベアは隙間をあけて配置され、かつ前記隙間は、前記２つのベルトコンベア上の被計量物が落下することなく、かつ被計量物が挟まることのない寸法にしてもよい。

この構成によれば、被計量物に付着したごみ等が落ちても２つのベルトコンベアの隙間から落とすことができる。

また、前記集合コンベア装置で搬送される被計量物の重量を計量する計量手段と、前記排出組合せに選択されている全ての前記計量コンベアから前記集合コンベア装置へ被計量物が排出されたときに前記計量手段で計量される被計量物の重量が前記目標重量範囲内であるか否かを判定し、前記目標重量範囲内ではない場合には重量異常信号を後段装置へ出力する重量異常判定手段とをさらに備えていてもよい。

この構成によれば、例えば、被計量物に付着したごみ等が集合コンベア装置の２つのベルトコンベアの隙間から落ちることにより、被計量物の重量が目標重量範囲内でなくなった場合に、後段装置へ重量異常信号が出力されるので、後段装置を重量異常信号に対応して排出される被計量物を排除するように構成することにより、目標重量範囲内ではない重量不良の被計量物が製品として出荷されるのを防止できる。

また、前記複数の計量コンベアによって、前記集合コンベア装置を間に挟んで配置される第１及び第２の計量コンベア群が構成され、前記第１及び第２の計量コンベア群の各々は、各々を構成する前記計量コンベアが並行に配置され、前記第１及び第２の計量コンベア群の各々の前記計量コンベアは、前記一端側に前記集合コンベア装置が位置し、前記集合コンベア装置と搬送方向が直交するように配置されていてもよい。

この構成によれば、集合コンベア装置の両側に計量コンベア群を配置することにより、集合コンベア装置の長さを短くでき、被計量物の排出時間の短縮化及び組合せ秤のコンパクト化が図れる。

また、前記複数の計量コンベアによって、前記集合コンベア装置を間に挟んで配置される第１及び第２の計量コンベア群が構成され、前記第１及び第２の計量コンベア群の各々は、各々を構成する前記計量コンベアが並行に配置され、前記第１及び第２の計量コンベア群の各々の前記計量コンベアは、前記一端側に前記集合コンベア装置が位置し、前記計量コンベアの搬送方向が前記集合コンベア装置の搬送方向に対して９０度未満の角度をなすように配置されていてもよい。

この構成によれば、集合コンベア装置の両側に計量コンベア群を配置することにより、集合コンベア装置の長さを短くでき、被計量物の排出時間の短縮化及び組合せ秤のコンパクト化が図れる。また、計量コンベアの搬送方向が集合コンベア装置の搬送方向に対して９０度未満の角度をなすように計量コンベアを配置することにより、計量コンベアから排出される被計量物の向きを変更する角度が９０度より小さくてすむので、被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置の搬送方向と同方向へ変更することが容易になる。

また、前記重量センサの計量値に基づいて、各々の前記計量コンベアに供給されている被計量物の重量が適量範囲内であるか否かを判定する適量判定手段をさらに備え、前記計量コンベア制御手段は、前記適量判定手段による判定結果に基づいて前記適量範囲内ではない重量の被計量物が供給されている前記計量コンベアを前記第１の方向とは逆方向に被計量物を搬送させるように駆動して前記計量コンベアの他端から被計量物を排出させるように構成されていてもよい。

この構成によれば、計量コンベアを逆搬送（第１の方向とは逆方向に搬送）させて適量範囲内ではない被計量物を他端から排出させることにより、各計量コンベアに１個ずつ被計量物を供給する場合には、重量の揃った被計量物のみからなる組合せを排出することができる。また、各計量コンベアに複数個の被計量物を供給する場合には、高い組合せ計量精度が得られる組合せ選択個数（排出組合せに選択される計量コンベアの予定個数）に応じた重量範囲となるように適量範囲を設定することにより、目標重量範囲内となる重量の組合せができやすくなり、排出組合せの無い状態である組合せ不良が起こる頻度を少なくできる。

また、これらの発明によれば、被計量物の重量を計量する計量部に被計量物を搬送する計量コンベアを用い、計量コンベアの搬送端（一端）から排出される被計量物を集合コンベア装置で集めて排出するようにしているので、計量コンベアと集合コンベア装置との段差を小さくでき、排出組合せに選択されている計量コンベアから排出される被計量物が集合コンベア装置上へ乗り移るときの衝撃が少なくなる。そのため、落下時の衝撃等によって壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物であっても損傷することなく計量することができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、落下時の衝撃等によって壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物であっても損傷させることがなく、かつ、被計量物の長手方向の向きを揃えて排出することができる組合せ秤を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は本発明の実施形態の一構成例の組合せ秤を上から見た平面図、（ｂ）は同組合せ秤の正面図、（ｃ）は同組合せ秤の計量部及び集合コンベア装置の詳細を示す模式図である。 本発明の実施形態の一構成例の組合せ秤の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の一構成例の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、被計量物がある１つの計量コンベアから集合コンベア装置へ乗り移る場合の移動状態を示す模式図であり、（ｂ）は、被計量物が集合コンベア装置へ完全に乗り移って移送されるときの状態の断面を示す図であり、（ｃ）は、被計量物が計量コンベアから集合コンベア装置へ乗り移る場合において計量コンベア及び集合コンベア装置の搬送速度について説明するための図である。 本発明の実施形態の他の構成例の組合せ秤を上から見た概略平面図である。 （ａ）は本発明の実施形態の変形例の組合せ秤を上から見た平面図、（ｂ）は同組合せ秤の計量部及び集合コンベア装置の詳細を示す模式図である。

以下、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、以下では全ての図面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。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施形態）
図１は本発明の実施形態の一構成例の組合せ秤の外観の概略を示す図であり、図１（ａ）は同組合せ秤を上から見た平面図、図１（ｂ）は同組合せ秤の正面図、図１（ｃ）は同組合せ秤の計量部及び集合コンベアの詳細を示す模式図である。図２は本発明の一構成例の実施形態の組合せ秤の概略構成を示すブロック図である。

この組合せ秤は、複数の計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ１２と、集合コンベア装置３と、操作設定表示器４と、制御装置５などを備えている。

複数の計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ１２の各々は、ベルトコンベアで構成される計量コンベア１と、計量コンベア１を支持するロードセル等からなり、計量コンベア１上の被計量物の重量を計量する重量センサ２とを備えている。各計量コンベア１には、被計量物が計量コンベア１の両サイドから落ちないように一対のガイド板１１が配設されている。具体的には、例えば、図１（ｃ）に示すように、ガイド板１１はコンベアフレーム１Ｆに取り付けられている。また、各計量コンベア１のコンベアフレーム１Ｆの下面には計量コンベア１の駆動モータ１Ｍが取り付けられている。また、重量センサ２は装置本体部２２内で図示されない固定部材に固定され、その上部に取付部材を介してコンベアフレーム１Ｆが取り付けられている。すなわち、重量センサ２は、一対のガイド板１１及び駆動モータ１Ｍを含む計量コンベア１を支持している。なお、本実施形態では、計量コンベア１と重量センサ２とを区別しているが、両者を含めた装置を計量コンベアと称する場合もある。

６個の計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ６と、他の６個の計量部Ｃｗ７〜Ｃｗ１２との間に、２つの集合コンベア３ａ、３ｂからなる集合コンベア装置３が配設されている。計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ６の６個の計量コンベア１は、集合コンベア装置３の一方の側方において並行に配置され、これら各々の搬送方向（矢印ａの方向）が集合コンベア装置３の搬送方向（矢印ｃの方向）と直交するように配置されている。また、計量部Ｃｗ７〜Ｃｗ１２の６個の計量コンベア１は、集合コンベア装置３の他方の側方において並行に配置され、これら各々の搬送方向（矢印ｂの方向）が集合コンベア装置３の搬送方向（矢印ｃの方向）と直交するように配置されている。

集合コンベア装置３は、図１（ｃ）に示すように、無端の平ベルトを有するベルトコンベアからなる２つの集合コンベア３ａ、３ｂを、その搬送面が断面Ｖ字状（逆ハの字状）となるように並行に配設されて構成されている。なお、集合コンベア３ａ、３ｂは搬送コンベアの一種であるが、ここでは複数の計量コンベア１から排出される被計量物を集めて搬送するので、集合コンベアと称している。これら２つの集合コンベア３ａ、３ｂは、搬送速度が同一に設定されており、ここでは矢印ｃの方向を搬送方向とする。これら２つの集合コンベア３ａ、３ｂは隙間（所定の間隔）３ｓをあけて配設され、その隙間３ｓの下方には、隙間３ｓから落ちるごみ等を受けて溜めるためのトレー１３が置かれている。このトレー１３を引きだして溜まったごみ等を捨てることができる。２つの集合コンベア３ａ、３ｂの隙間３ｓの寸法ｈ（図４（ａ）参照）は、例えば数ｍｍ程度であり、被計量物が隙間３ｓから落下せず、かつ被計量物が隙間３ｓに挟まらないような小さな寸法にしている。また、２つの集合コンベア３ａ、３ｂの搬送面のなす角度θ（図４（ｂ）参照）は、例えば１２０度程度である。この角度θを調整可能な構成としてもよい。

本実施形態では、集合コンベア装置３は、矢印ｃの方向へ被計量物を搬送し、その搬送端３ｅ（図４（ａ）参照）から被計量物を排出する。この場合、例えば矢印ｃの方向側（図１（ｂ）における右側）に後段装置（図示せず）が設置され、集合コンベア装置３によって搬送された被計量物は、その搬送端３ｅから排出されて後段装置へ供給される。

装置本体部２２は架台２１上に取り付けられ、装置本体部２２上に集合コンベア装置３が取り付けられている。なお、集合コンベア３ａ、３ｂの取付支持部材及び駆動モータは図示されていない。また、装置本体部２２の側方には支持部材２３が取り付けられ、支持部材２３に支柱２４を介して操作設定表示器４が取り付けられている。

また、装置本体部２２には、図２に示されたコンベア駆動回路部８ａ、８ｂ、Ａ／Ｄ変換部９、制御部５及びＩ／Ｏ回路部１０等が収納されている。

また、各計量コンベア１はロードセル等の重量センサ２によって支持されており、この重量センサ２によって計量コンベア１上の被計量物の重量が計量され、その計量値（アナログ重量信号）は、Ａ／Ｄ変換部９でデジタル信号に変換され、制御部５に送られる。

制御部５は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、ＣＰＵ等からなる演算制御部６と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリからなる記憶部７とを有している。記憶部７には、運転用プログラム、動作パラメータのデータ、計量データ等が記憶される。組合せ手段、計量コンベア制御手段、集合コンベア制御手段、重量異常判定手段及び適量判定手段は制御部５によって構成される。なお、制御部５は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

制御部５は、演算制御部６が記憶部７に記憶されている運転用プログラムを実行することにより、組合せ秤の全体の制御を行うとともに後述の組合せ処理等を行う。例えば、各計量コンベア１が取り付けられている重量センサ２によって計測される計量値をＡ／Ｄ変換部９を介してデジタル値として随時取得し、必要であれば記憶部７に記憶する。また、コンベア駆動回路部８ａを介して各計量コンベア１の駆動動作を制御し、コンベア駆動回路部８ｂを介して集合コンベア３ａ、３ｂの駆動動作を制御する。また、Ｉ／Ｏ回路部１０を介して、後段装置（図示せず）から排出命令信号を入力し、後段装置へ排出完了信号を出力する。また、操作設定表示器４から信号が入力されるとともに、操作設定表示器４へ表示するデータ等の信号を出力する。

制御部５による組合せ処理について説明する。この組合せ処理では、各重量センサ２の計量値から得られる各計量コンベア１上の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、供給されている被計量物の合計重量（組合せ重量）が目標重量範囲（組合せ目標重量に対する許容範囲）内になる計量コンベア１の組合せを全て求め、１つの組合せを排出組合せに決める。ここで、目標重量範囲になる組合せが複数存在する場合には、その複数の組合せのうちの、組合せ重量と組合せ目標重量との差の絶対値が最小である組合せを排出組合せに決める。そして、排出組合せに選択された計量コンベア１上の被計量物は、同排出組合せに選択されている計量コンベア１によって搬送されて集合コンベア装置３上へ排出される。

操作設定表示器４は、例えばタッチスクリーン式のディスプレイ（表示装置）を備え、このディスプレイの画面上で、組合せ秤の運転の開始及び停止等の操作、運転パラメータの設定等を行うことができるとともに、制御部５による組合せ処理の結果（組合せ重量等）をディスプレイ画面上に表示することができる。

以上のように構成された本実施形態の組合せ秤の動作について説明する。図３は、本実施形態の組合せ秤の動作の一例を示すフローチャートである。この組合せ秤の動作は制御部５の処理によって実現される。なお、組合せ秤の動作を制御するために必要となる情報等は全て記憶部７に記憶される。被計量物は、例えば、農産物等であり、一例を挙げれば、アスパラガス、エリンギなどの棒状あるいは細長い形状のものである。

作業者は、搬送停止状態で被計量物が載っていない計量コンベア１に被計量物を例えば１個ずつ随時供給する（載せる）作業を行う。ここで、被計量物は、その長手方向が計量コンベア１の搬送方向（矢印ａの方向）と同方向（略同方向を含む）となるように計量コンベア１に供給される（例えば図４（ａ）参照）。図示していないが、制御部５は、Ａ／Ｄ変換部９から一定時間間隔で各重量センサ２の計量値を取得し、重量センサ２の計量値に基づいて被計量物が供給されている計量コンベア１を認識するとともにその被計量物の重量値を認識する。ここで、被計量物が供給されている計量コンベア１を認識する際、計量値を予め設定されている載荷検出基準値（例えば６ｇ）と比較し、計量値が載荷検出基準値以上であれば被計量物が供給されていると判定し、載荷検出基準値未満であれば被計量物は供給されていないと判定する。なお、制御部５には、予め、上記の載荷検出基準値が設定され、記憶部７に記憶されている。

そして、制御部５は、ステップＳ１で、後段装置から排出命令信号を入力すると、ステップＳ２の処理へ進み、前述の組合せ処理を行い、排出組合せを求める。次に、ステップＳ３では、排出組合せに選択されている計量コンベア１を第１の所定時間駆動して、同計量コンベア１上の被計量物を集合コンベア装置３へ供給させるとともに、集合コンベア装置３を第２の所定時間駆動して計量コンベア１から供給される被計量物を後段装置へ搬送させる。そして、所定のタイミングで後段装置へ排出完了信号を出力する（ステップＳ４）。以上の動作が繰り返し行われる。

上記において、排出組合せに選択されている計量コンベア１と集合コンベア装置３とは例えば同時に駆動（搬送動作）が開始され、計量コンベア１の搬送端１ｅ（図４参照）から排出される被計量物は、搬送動作状態の集合コンベア装置３に供給される。また、計量コンベア１の搬送速度（Ｖ１）よりも集合コンベア装置３（集合コンベア３ａ、３ｂ）の搬送速度（Ｖ２）の方が速い速度となるように予め設定されている。

図４（ａ）は、被計量物がある１つの計量コンベア１から集合コンベア装置３へ乗り移る場合の移動状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は、被計量物が集合コンベア装置３へ完全に乗り移って移送されるときの状態（図４（ａ）の位置Ｐ４の状態）の断面を示す図である。

この場合、被計量物は、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順に移動する。計量コンベア１が停止状態のときに位置Ｐ１にあった被計量物は、計量コンベア１が駆動されると矢印ａの方向へ移送されて位置Ｐ２になったときに被計量物の先頭部分（進行方向の先端部分）が集合コンベア３ａに接触する。すると、被計量物は、その後部部分が計量コンベア１によって矢印ａ方向へ移送されると同時に、その先頭部分が集合コンベア装置３の移送方向（矢印ｃの方向）に引きずられることにより、位置Ｐ３の状態を経て、２つの集合コンベア３ａ、３ｂの断面Ｖ字状の底部分に横たわった状態（位置Ｐ４の状態）となる。そして、この状態、すなわち、被計量物の長手方向が移送方向（矢印ｃの方向）と同方向となった状態で移送されて集合コンベア装置３の搬送端３ｅから後段装置へ排出される。

ここで、計量コンベア１の搬送速度Ｖ１よりも集合コンベア装置３（集合コンベア３ａ、３ｂ）の搬送速度Ｖ２を速い速度に設定する理由について説明する。図４（ｃ）は、被計量物が計量コンベア１から集合コンベア装置３へ乗り移る場合において計量コンベア１及び集合コンベア装置３の搬送速度について説明するための図である。

図４（ｃ）において、実線で示すように模式的に示した被計量物４１の長手方向の長さｅをＬとし、被計量物４１の先端（先頭部分）４１ｆが計量コンベア１の搬送端から長さｆだけ飛び出したときに被計量物４１の先端４１ｆが集合コンベア装置３の搬送面に接触し、その後、被計量物４１の先端４１ｆが集合コンベア装置３によって矢印ｃ方向へ引きずられる場合を考える。以下では、搬送速度Ｖ１、Ｖ２は秒速を示すものとする。

ここで、被計量物４１が実線で示す状態から、ｔ秒後に、被計量物４１の後端４１ｒが計量コンベア１から落ちる直前の状態（鎖線で示す状態）になったとする。このｔ秒間に計量コンベア１によって被計量物４１の後端４１ｒが矢印ａ方向に移送される距離は、Ｖ１×ｔである。

まず、被計量物４１の先端４１ｆが集合コンベア装置３に接触したときの被計量物４１の飛び出し長さｆは、
ｆ＝ｋ×Ｌ＝ｋＬ（０＜ｋ＜１）
と示すことができる。

そして、ｔ秒間における計量コンベア１による移送距離（Ｖ１×ｔ）は、被計量物４１の長さｅ（＝Ｌ）から飛び出し長さｆを減算した距離であり、次の（１）式で示される。

Ｖ１×ｔ＝Ｌ−ｋＬ＝Ｌ（１−ｋ）・・・（１）
また、ｔ秒間に被計量物４１の先端４１ｆが矢印ｃ方向に移動した距離ｇは、次のようになる（以下では、例えば、√ｘは、ｘの正の平方根を示すものとして表記する）。

ｇ＝√（ｅ^２−ｆ^２）＝√（Ｌ^２−ｋ^２Ｌ^２）＝Ｌ√（１−ｋ^２）
この被計量物４１の先端４１ｆが矢印ｃ方向に移動した距離ｇを、集合コンベア装置３によってｔ秒間に矢印ｃ方向に移送される距離（Ｖ２×ｔ）として考えれば、次の（２）式が得られる。

Ｖ２×ｔ＝Ｌ√（１−ｋ^２）・・・（２）
上記の（１）式及び（２）式を用いてＶ２／Ｖ１を算出すると、次のようになる。

Ｖ２／Ｖ１＝Ｖ２×ｔ／Ｖ１×ｔ＝Ｌ√（１−ｋ^２）／Ｌ（１−ｋ）
＝√（１＋ｋ）／√（１−ｋ）
ここで、０＜ｋ＜１であるので、Ｖ２／Ｖ１＞１となり、Ｖ２＞Ｖ１となる。

上記説明では、被計量物４１が図４（ｃ）で示す実線の状態と鎖線の状態とのみを考えて、その間の移行途中の状態等を考慮していないが、少なくともＶ２＞Ｖ１とすることにより、被計量物４１の向き（長手方向）を、計量コンベア１の搬送方向（矢印ａ方向）から集合コンベア装置３の搬送方向（矢印ｃ方向）へ変更することが容易になることは明らかである。

そして、後段装置では、所定のタイミングで排出命令信号を組合せ秤へ出力し、組合せ秤からの排出完了信号を入力すると所定の動作を開始するように構成されている。後段装置としては、例えば複数のトレー（浅い箱）を環状に連結して間欠的に水平移動させる装置（間欠搬送装置）が配置される場合がある。この場合、集合コンベア装置３から排出される被計量物が間欠搬送装置のトレーに供給される。各トレーに供給された被計量物は、さらに次段の装置あるいは作業者によって１つのパックに詰められる。この場合、間欠搬送装置は、例えば、トレーを移動させて空のトレーを集合コンベア装置３の排出口に移動させたときに排出命令信号を組合せ秤へ出力し、排出完了信号を組合せ秤から入力してから所定時間経過後にトレーを移動させて、次の空のトレーを集合コンベア装置３の排出口に移動させる。また、後段装置として、例えば被計量物を袋詰めするための給袋式の包装機が配置される場合もある。

なお、上記では、排出組合せに選択されている全ての計量コンベア１を同時に駆動して被計量物を集合コンベア装置３へ排出させるようにしたが、これに限られない。例えば、各計量コンベア１から排出される被計量物が集合コンベア装置３上で重なり合うように、排出組合せに選択されている各計量コンベア１の駆動開始タイミングを随時決定するように構成してもよい。

本実施形態では、棒状あるいは細長い形状の被計量物を、その被計量物の長手方向が計量コンベア１の搬送方向と同方向（略同方向を含む）となるように各計量コンベア１へ例えば１個ずつ供給するようにし、集合コンベア装置３の搬送速度Ｖ２を計量コンベア１の搬送速度Ｖ１よりも速い速度に設定しているので、計量コンベア１から排出される被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同方向にスムーズに変えることができる。そのため、各計量コンベア１から排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同方向に揃えて集合コンベア装置３の搬送端から後段装置へ排出することができる。また、集合コンベア装置３として、断面Ｖ字状に配設した２つの集合コンベア３ａ、３ｂを用いているので、被計量物が２つの集合コンベア３ａ、３ｂの断面Ｖ字状の底部分に横たわった状態となり、各計量コンベア１から排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同方向に確実に揃えて排出することができる。

また、本実施形態では、被計量物の重量を計量するための複数の計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ１２の各々に計量コンベア１を用い、計量コンベア１の一端（例えば図４（ａ）の搬送端１ｅ）から排出される被計量物を集合コンベア装置３で集めて後段装置へ排出するようにしているので、計量コンベア１と集合コンベア装置３との段差を小さくでき、排出組合せに選択されている計量コンベア１から排出される被計量物が集合コンベア装置３上へ乗り移るときの衝撃が少なくなる。そのため、落下時の衝撃等によって壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物であっても損傷することなく計量することができる。

また、本実施形態では、各計量コンベア１と集合コンベア装置３とをそれぞれの搬送方向が直交するように配置したが、図５に示すように、計量コンベア１の搬送方向（矢印ａ、ｂの方向）と集合コンベア装置３の搬送方向（矢印ｃの方向）とのなす角度θ１、θ２が９０度未満となるように配置してもよい。図５は、本実施形態の他の構成例の組合せ秤を上から見た概略平面図である。この構成の場合、被計量物の向きを変更する角度が９０度より小さくてすむので、計量コンベア１から排出される被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同じ方向に容易に変更させることができる。

また、本実施形態では、集合コンベア装置３として、２つの集合コンベア３ａ、３ｂを用いたが、１つのベルトコンベアで構成してもよい。この場合の構成の一例を図６に示す。図６（ａ）は本発明の実施形態の変形例の組合せ秤を上から見た平面図、図６（ｂ）は同組合せ秤の計量部及び集合コンベア装置の詳細を示す模式図であり、図１（ａ）〜（ｃ）と対応する部分には同一符号を付している。

この変形例の場合、集合コンベア装置は、ベルトコンベアからなる１つの集合コンベア３０によって構成されている。この集合コンベア３０も搬送コンベアの一種である。ここでは、図６（ｂ）に示すように、集合コンベア３０は、回転する輪状のベルトの上面部分（搬送面）の両縁部（ベルトの幅方向両端部）３０ａ、３０ｂが支持金具（図示せず）によって持ち上げられた状態となり、上面部分の両縁部３０ａ、３０ｂよりも中央部３０ｃが凹んだ状態で被計量物を搬送するトラフ型のベルトコンベアで構成されている。このように、搬送面の中央部が凹んだトラフ型のベルトコンベアを用いても、集合コンベア３０の搬送速度を計量コンベア１の搬送速度より速い速度とすることにより、被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向に揃えて被計量物を後段装置へ排出することができる。また、両側の計量コンベア１から排出される被計量物を略中央に集めて後段装置へ排出することができ、後段装置への被計量物の供給を正確に行うことができる。例えば、後段装置が包装機の場合には袋からはみ出さないように被計量物を入れることができ、後段装置が前述の間欠搬送装置の場合にはトレーからはみ出さないように被計量物を入れることができる。なお、搬送面が平坦であるベルトコンベアで構成することも可能である。その場合、必要に応じてベルトの両縁部に、計量コンベア１のガイド板１１のようなガイド板を配設してもよい。以上のように、集合コンベア装置を１つのベルトコンベアで構成してもよい。これは図５のように構成する場合も同様である。

しかしながら、集合コンベア装置を１つのベルトコンベアで構成するよりも、先に述べた断面Ｖ字状の集合コンベア装置３を用いた方が、被計量物が断面Ｖ字状の底部分に横たわった状態（図４（ａ）、（ｂ）の位置Ｐ４の状態）となるので、被計量物の長手方向の向きを確実に揃え、かつ被計量物が集合コンベア装置３の幅方向（搬送方向と直交する方向）に転がることを防止できる。

また、被計量物の種類等によっては、断面Ｖ字状の集合コンベア装置３を用いることで、集合コンベア装置３の搬送速度を計量コンベア１の搬送速度より速い速度としなくても、計量コンベア１から排出される被計量物が２つの集合コンベア３ａ、３ｂの断面Ｖ字状の底部分に横たわることにより、被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同方向とすることが容易であり、各計量コンベア１から排出された被計量物の長手方向の向きを集合コンベア装置３の搬送方向と同方向に揃えて排出することができる。

また、本実施形態において、計量コンベア１から集合コンベア装置３へ排出された被計量物の合計重量をチェックするために、集合コンベア装置３に計量機能を持たせてもよい。例えば２つの集合コンベア３ａ、３ｂの各々を支持する２つの重量センサ（例えばロードセル）、あるいは、２つの集合コンベア３ａ、３ｂの両方を支持する重量センサ（例えばロードセル）を設け、重量センサによる計測値を制御部５に入力するように構成する。そして、制御部５では、排出組合せに選択されている計量コンベア１から排出された集合コンベア装置３上の被計量物の重量（重量センサにより計測される重量）が、目標重量範囲内であるか否かを判定し、目標重量範囲内ではない場合（目標重量範囲外である場合）に、重量異常信号を後段装置へ出力するように構成する。この場合、後段装置では、重量異常信号を入力すると、目標重量範囲外に該当する被計量物を生産ライン上から排除するように構成されている。このように構成することにより、例えば、被計量物にごみ等が付着していた場合に、そのごみ等が集合コンベア３ａ、３ｂの隙間３ｓから落ちて被計量物の重量が軽くなり、目標重量範囲外に該当する被計量物が出荷されるのを防止できる。

また、本実施形態において、各計量コンベア１へ載せられる被計量物の重量が予め定められた適量範囲内であるか否かを判定し、適量範囲内ではない被計量物を排除するように構成してもよい。この場合、制御部５には、予め、適量範囲の上限値及び下限値とが設定され、記憶部７に記憶されている。そして、作業者によって搬送停止状態の計量コンベア１へ被計量物が載せられると、制御部５は、各重量センサ２の計量値として得られる各々の計量コンベア１上の被計量物の重量が適量範囲内であるか否かを判定し、適量範囲内ではない場合は、その計量コンベア１を通常の搬送方向（矢印ａ、ｂの方向）とは逆方向に所定時間だけ被計量物を搬送（逆搬送）するように駆動させて被計量物を例えば回収容器１２（例えば図６参照）へ排出させる。この回収容器１２は、例えば図６の鎖線で示されるように、各計量部Ｃｗ１〜Ｃｗ１２の計量コンベア１が被計量物を逆搬送したときに排出される被計量物を受けるように集合コンベア装置とは反対側に設けられる。この場合、適量範囲内でない重量の被計量物が供給されている計量コンベア１については組合せ処理の対象とはせず、排出組合せに選択されることがなく、前述のようにその被計量物は回収容器１２へ排出される。そのため、各計量コンベア１に１個ずつ被計量物を載せる場合には、重量の揃った被計量物のみからなる組合せを排出することができる。

なお、上記のように計量コンベア１を逆搬送させずに、適量範囲内ではない被計量物を作業者が取り除くように構成してもよい。この場合、適量範囲内ではない被計量物が載せられている計量コンベア１は駆動停止状態を維持させ、同計量コンベア１を作業者に報知する報知手段を設ければよい。この報知手段としては、例えば、各々の計量コンベア１に対応する表示灯を１つずつ設け、制御部５の制御によって、適量範囲内ではない被計量物が載せられている計量コンベア１に対応する表示灯を点灯あるいは点滅させるように構成してもよい。また、適量範囲内ではない被計量物を作業者に報知できれば他の構成であってもよい。

また、本実施形態では、集合コンベア装置３の両側に計量コンベア１を配置することにより、集合コンベア装置３の長さを短くして被計量物の排出時間を短縮できる。また、組合せ秤のコンパクト化が図れるとともに、作業者が被計量物の供給作業を行いやすい。なお、集合コンベア装置３の一方の側にのみ計量コンベア１を配置した構成としてもよい。この場合には所定個数の計量コンベア１を配置するために集合コンベア装置３の長さが長くなり、集合コンベア装置３による被計量物の排出時間も長くなるので、計量サイクルを短縮する上では前述のように両側に配置した方が好ましい。

なお、本実施形態では、後段装置から排出命令信号が入力されると組合せ処理を行うようにしたが、これに限られない。例えば予め設定された所定時間間隔で組合せ処理を行い、排出命令信号が入力されると、排出組合せに選択されている計量コンベア１及び集合コンベア装置３を駆動して被計量物を後段装置へ排出するようにしてもよい。組合せ処理に要する時間は１０ｍｓ程度であり、本実施形態のように排出命令信号が入力されてから組合せ処理を行うようにしても、実際の計量サイクルには殆ど影響しない。また、本実施形態のように排出命令信号が入力されてから組合せ処理を行うようにした方が、組合せ演算に用いられる計量値の個数を多くすることができ、組合せ計量精度を向上させることができる。

また、集合コンベア装置３は、常時駆動させるようにしてもよい。コンベア駆動用のモータは駆動していないと電力を消費しないが、モータの起動時に余分な電力を消費するので、全体として消費電力の少ないように駆動させるのが好ましい。

また、本実施形態では、計量コンベア１のコンベアフレーム１Ｆの下面に駆動モータ１Ｍを取付け、各重量センサ２が駆動モータ１Ｍを含む計量コンベア１を支持するように構成したが、各重量センサ２は駆動モータ１Ｍを除く計量コンベア１を支持するように構成してもよい。この場合、駆動モータ１Ｍは重量センサ２に支持されない別途部材に取り付けられる。そして、例えば駆動モータ１Ｍと計量コンベア１の駆動ローラとの連結機構を、駆動させるとき（被計量物の搬送時）にのみ駆動モータ１Ｍの回転力を計量コンベア１の駆動ローラへ伝達し、駆動停止状態（搬送停止状態）のときには、駆動モータ１Ｍを計量コンベア１の駆動ローラから物理的に切り離して重量センサ２に駆動モータ１Ｍによる荷重が負荷されないように構成する。そして、重量センサ２は計量コンベア１が駆動停止状態のときに計量コンベア１上の被計量物の重量を計量するように構成する。以上のように構成してもよい。

なお、本実施形態では、計量コンベア１への被計量物の供給を手動で行う（作業者が行う）ようにしたが、被計量物に損傷を与えることなく計量コンベア１へ被計量物を供給することができる供給装置を実現できれば、同供給装置によって自動で供給するように構成してもよい。

本発明は、落下時の衝撃等によって壊れやすいあるいは傷つきやすい被計量物であっても損傷させることのない組合せ秤等として有用である。

１ 計量コンベア
２ 重量センサ
３ 集合コンベア装置
３ａ、３ｂ、３０ 集合コンベア
４ 操作設定表示器
５ 制御部

Claims (8)

1. 供給される被計量物を一方向へ搬送して排出する集合コンベア装置と、
   各々、搬送停止状態のときに被計量物が供給され、供給された被計量物を第１の方向へ搬送して一端から排出することにより搬送動作状態の前記集合コンベア装置へ被計量物を供給し、前記集合コンベア装置の搬送方向に並んで配設された複数の計量コンベアと、
   各々、前記計量コンベアに対応して設けられ、前記計量コンベア上に供給されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサと、
   前記重量センサの計量値に基づいて、供給されている被計量物の重量の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ手段と、
   前記排出組合せに選択されている計量コンベアを駆動させて前記計量コンベア上の被計量物を第１の方向へ搬送して前記計量コンベアの一端から排出させる計量コンベア制御手段とを備え、
   前記集合コンベア装置の搬送速度が前記計量コンベアの搬送速度よりも速いように構成された、組合せ秤。
2. 前記集合コンベア装置は、無端の平ベルトを有する２つのベルトコンベアを搬送面が断面Ｖ字状となるように並行に配設されてなる、請求項１に記載の組合せ秤。
3. 無端の平ベルトを有する２つのベルトコンベアを搬送面が断面Ｖ字状となるように並行に配設されてなり、供給される被計量物を一方向へ搬送して排出する集合コンベア装置と、
   各々、搬送停止状態のときに被計量物が供給され、供給された被計量物を第１の方向へ搬送して搬送端から排出することにより搬送動作状態の前記集合コンベア装置へ被計量物を供給し、前記集合コンベア装置の搬送方向に並んで配設された複数の計量コンベアと、
   各々、前記計量コンベアに対応して設けられ、前記計量コンベア上に供給されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサと、
   前記重量センサの計量値に基づいて、供給されている被計量物の重量の合計が目標重量範囲内となる前記計量コンベアの組合せからなる排出組合せを１つ求める組合せ手段と、
   前記排出組合せに選択されている計量コンベアを駆動させて前記計量コンベア上の被計量物を第１の方向へ搬送して前記計量コンベアの一端から排出させる計量コンベア制御手段とを備えた、組合せ秤。
4. 前記２つのベルトコンベアは隙間をあけて配置され、かつ前記隙間は、前記２つのベルトコンベア上の被計量物が落下することなく、かつ被計量物が挟まることのない寸法にしてある、請求項２または３に記載の組合せ秤。
5. 前記集合コンベア装置で搬送される被計量物の重量を計量する計量手段と、
   前記排出組合せに選択されている全ての前記計量コンベアから前記集合コンベア装置へ被計量物が排出されたときに前記計量手段で計量される被計量物の重量が前記目標重量範囲内であるか否かを判定し、前記目標重量範囲内ではない場合には重量異常信号を後段装置へ出力する重量異常判定手段とをさらに備えた、請求項４に記載の組合せ秤。
6. 前記複数の計量コンベアによって、前記集合コンベア装置を間に挟んで配置される第１及び第２の計量コンベア群が構成され、
   前記第１及び第２の計量コンベア群の各々は、各々を構成する前記計量コンベアが並行に配置され、
   前記第１及び第２の計量コンベア群の各々の前記計量コンベアは、前記一端側に前記集合コンベア装置が位置し、前記集合コンベア装置と搬送方向が直交するように配置された、請求項１〜３のいずれかに記載の組合せ秤。
7. 前記複数の計量コンベアによって、前記集合コンベア装置を間に挟んで配置される第１及び第２の計量コンベア群が構成され、
   前記第１及び第２の計量コンベア群の各々は、各々を構成する前記計量コンベアが並行に配置され、
   前記第１及び第２の計量コンベア群の各々の前記計量コンベアは、前記一端側に前記集合コンベア装置が位置し、前記計量コンベアの搬送方向が前記集合コンベア装置の搬送方向に対して９０度未満の角度をなすように配置された、請求項１〜３のいずれかに記載の組合せ秤。
8. 前記重量センサの計量値に基づいて、各々の前記計量コンベアに供給されている被計量物の重量が適量範囲内であるか否かを判定する適量判定手段をさらに備え、
   前記計量コンベア制御手段は、
   前記適量判定手段による判定結果に基づいて前記適量範囲内ではない重量の被計量物が供給されている前記計量コンベアを前記第１の方向とは逆方向に被計量物を搬送させるように駆動して前記計量コンベアの他端から被計量物を排出させるように構成された、請求項１〜３のいずれかに記載の組合せ秤。

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