JP2013142641A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計量サイクルにかかる時間を短縮させることができる計量装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係るパッカースケール１００は、目標重量未満の被計量物が供給され、この被計量物の重量を計量し、計量後の被計量物を排出する大投入計量ホッパ２１と、異なる比率となるように重量が調整された被計量物がそれぞれ供給され、大投入計量ホッパ２１により計量された被計量物の重量と目標重量との差に応じて行なわれる組合せ演算の結果に基づき前記被計量物を排出する複数の中投入計量ホッパ６４、６５、６６、４４と、目標重量と、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出される被計量物の重量との差を補うために、ロスイン計量を行いながら被計量物を排出するロスインホッパ４２と、を備え、ロスインホッパ４２は、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパ６４、６５、６６、４４よりも、包装機に近い位置に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は計量装置に関する。特に、本発明は、粉体（洗剤、肥料等）、粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）の被計量物を所定の目標重量に調整するとともに、袋等の包装機（供給先）に充填する計量装置に関する。

製品の軽量化や射出成型器による製品の量産容易化の点等から、金属代替用のエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂の需要が増えている。そして、この樹脂成型加工原料となる樹脂ペレットを効率良く目標重量にひとまとめにして袋詰めするのに、従来からパッカースケールが使用されている。

このパッカースケールは、粉体（洗剤、肥料等）、粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）の被計量物を所定の目標重量に調整するとともに、袋等へ被計量物を詰め込む包装機（供給先）に、被計量物を充填する自動計量装置の一種である。パッカースケールは、一般に、投入カットゲート、ホッパ、ホッパゲート、ロードセルおよびアクチュエータ等の各種機器により構成されるが、その使用目的に合わせて、様々な方式のパッカースケールがすでに提案されている。

例えば、カットゲートの開時間制御によるタイマー充填を用いて、ホッパに被計量物を供給する技術が知られている（特許文献１、２参照）。

また、ホッパへの被計量物の大投入と、容積比率（例えば、１：２：４：８）が異なる複数の補充投入の組合せとによって、被計量物の計量の高速化や高精度化を意図した装置が提案されている（特許文献３、４、５参照）。この装置では、目標重量よりも小さく、かつ目標重量に近い重量（例えば約９０パーセント）の被計量物を貯留できる容量を有する大投入貯槽と、この大投入貯槽によって投入された大投入（ボリューム投入）の、目標重量に対する不足分を補うために用いられる、容積比率が異なる複数の加算貯槽とを備えている。そして、大投入貯槽に投入された被計量物の重量の、目標重量に対する不足重量を求め、この不足重量に最も近くなる加算貯槽の組合せを選択する。

また、より正確な計量を行うために、不足重量分の被計量物を小計量ホッパからロスインウエイト式計量（ロスイン計量）を行なって排出し、これによって定量計量を行う定量秤も開発されている。例えば、この種の定量秤では、図８に示すように、ボリューム計量（容積計量）によって大計量ホッパに対して目標重量の約９５％をねらって被計量物を大投入（ボリューム投入）する。そして、安定時間Ａ１が経過した後に重量計量し、目標重量に対する不足重量を演算するとともに、大計量ホッパ内の被計量物を排出（ボリューム排出）する。図８は、従来の定量秤の計量手順を示すタイムチャートである。

一方、小計量ホッパに対して被計量物を定量値の約１０％を狙って小投入して安定時間Ａ２が経過した後、演算により求められた不足重量分の被計量物を小計量ホッパからロスイン計量して排出する。なお、ロスイン計量とは、小計量ホッパ内の被計量物重量を常時監視しておき、初期重量から設定された重量だけ減少したときに、小計量ホッパからの被計量物の排出を停止させる計量方式である。

このような定量秤は、図８に示すように、安定時間Ａ１が経過した後に求められた不足重量に基づいてロスイン計量を行うため、定量秤の計量サイクル時間は、大投入時間、大投入後に大計量ホッパが安定するまでの時間（安定時間Ａ１）、ロスイン計量時間に基づくものとなり長くなる。特に、大投入時間と安定時間Ａ１は、定量秤の機械的構造によって定まっている固定時間であるため、短縮することができない。そこで、計量サイクル時間を短くするためには、ロスイン計量にかかる時間を実質的に短縮できるかにかかる。

そこで、特許文献６では、大計量ホッパから被計量物の排出が開始される前に、小計量ホッパから目標重量に対する不足重量分の排出（ロスイン計量）を開始させ、演算によって求められた不足分に基づき、ロスイン計量を終了させる定量秤が提案されている。

特開昭６０−８２８１８号公報 特開昭６２−１１９４１３号公報 特開平８−２７８１８９号公報 特開２００４−１２５４２２号公報 特開昭６２−９２２６号公報 特開平１０−５４７５０号公報

ところでボリューム投入された大計量ホッパからの被計量物の排出にかかる時間、および小計量ホッパからの、ロスイン計量による被計量物の排出にかかる時間それぞれには、大計量ホッパおよび小計量ホッパの位置から供給先（包装機）に至るまでの被計量物の移動時間（落下時間）が含まれる。

そこで、小計量ホッパの位置から供給先（包装機）に至るまでの被計量物の移動時間を短縮することができれば、ロスイン計量による被計量物の排出にかかる時間を短くすることができ、結果的に計量サイクル時間を短くすることができる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、計量サイクルにかかる時間を短縮することができる計量装置を提供することを目的とする。

本発明に係る計量装置は、上記した課題を解決するために、目標重量未満の被計量物が供給され、この被計量物の重量を計量し、計量後の被計量物を排出する大投入計量ホッパと、異なる比率となるように重量が調整された被計量物がそれぞれ供給され、前記大投入計量ホッパにより計量された被計量物の重量と目標重量との差に応じて行なわれる組合せ演算の結果に基づき前記被計量物を排出する複数の中投入計量ホッパと、前記目標重量と、前記大投入計量ホッパおよび前記中投入計量ホッパから排出される被計量物の重量との差を補うために、ロスイン計量を行いながら前記被計量物を排出するロスインホッパと、を備え、前記ロスインホッパは、前記大投入計量ホッパおよび前記中投入計量ホッパよりも、排出した被計量物の供給先に近い位置に配置される。

ここで、ロスイン計量とは、ロスインホッパ内の被計量物重量を常時監視しておき、初期重量から設定された重量だけ減少したときに、このロスインホッパからの被計量物の排出を停止させる計量方式である。

上記した構成によると、大投入計量ホッパ、中投入計量ホッパ、およびロスインホッパを備えるため、高精度に目標重量に近似した重量の被計量物を排出することができる。

また、前記ロスインホッパが前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパよりも被計量物の供給先に近い位置に配置される構成である。このため、供給先までの距離がほぼ同じとなるように大投入計量ホッパ、中投入計量ホッパ、およびロスインホッパがそれぞれ配置されている構成と比較して、ロスインホッパから排出された被計量物が供給先に至るまでの距離を短縮することができる。つまり、ロスインホッパから排出された被計量物が供給先に至るまでの移動(落下)にかかる時間を短縮することができる。

ここで、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれにおいて排出された被計量物が供給先に至るまでに必要な時間よりも、ロスインホッパにおいてロスイン計量を行いながら排出された被計量物が供給先に至るまでに必要な時間の方が長くなる。このため、大投入計量ホッパ、中投入計量ホッパ、およびロスインホッパそれぞれで計量し、目標重量に近似する重量の被計量物を排出する一連の工程を一つの計量サイクルとすると、ロスインホッパから排出された被計量物の、供給先への供給が終了した時点がこの計量サイクルの終端となる。

本発明に係る計量装置は、ロスインホッパから供給先に至るまでの距離を短くすることでロスインホッパから排出した被計量物が供給先に至るまでに必要な時間を短縮することができる。

このため、本発明に係る計量装置は、計量サイクルにかかる時間を短縮させることができるという効果を奏する。

本発明に係る計量装置は、上記した構成において、前記ロスインホッパは、前記被計量物を収容するために前記供給先が備える開口部である、収容口近傍に配置されるように構成されていてもよい。

上記した構成によるとロスインホッパが前記供給先の収容口近傍に配置されるため、ロスインホッパから排出された被計量物を即座に供給先に収容することができ、ロスインホッパから排出した被計量物が供給先に至るまでに必要な時間を短縮することができる。

本発明に係る計量装置は、上記した構成において、排出された前記被計量物を集合させ、前記供給先に供給するための集合シュートをさらに備え、前記集合シュートは、前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物が前記ロスインホッパ内に侵入しないように、該ロスインホッパを隔離するための隔離壁を有するように構成されていてもよい。

上記した構成によると集合シュートを備えるため、大投入計量ホッパ、中投入計量ホッパ、ロスインホッパそれぞれから排出された被計量物を集合させ供給先に供給することができる。

ここで、ロスインホッパよりも供給先から離れた位置に、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパが存在する。このため、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパから排出された被計量物が、供給先の近傍に配置されたロスインホッパ内に混入したり、該被計量物によりロスインホッパが埋もれたりする可能性がある。

しかしながら、本発明に係る計量装置は、集合シュートが前記隔離壁を有するため、ロスインホッパに、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパから排出された被計量物が混入したり、この被計量物の中にロスインホッパが埋もれたりすることを防ぐことができる。

すなわち、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパから排出された被計量物による、ロスインホッパへの干渉を防ぐことができる。

また、本発明に係る計量装置は、上記した構成において、前記集合シュートは、前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物を集合させる第１集合シュートと、前記隔離壁により該第１集合シュートと隔てられ、前記ロスインホッパで排出された被計量物を前記供給先に導く第２集合シュートとから構成されていてもよい。

上記した構成によると、前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物を集合させる第１集合シュートとは別に、第２集合シュートを備えるため、ロスインホッパは、大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物に干渉されることなく、ロスイン計量しながら被計量物を排出することができる。

本発明に係る計量装置は、以上に説明したように構成され、計量サイクルにかかる時間を短縮させることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態によるパッカースケール（計量装置）の一例を示した図である。 図１のパッカースケールを鉛直方向に見た図である。 図１に示すパッカースケールを左方から見たときの第１中投入計量部、第２中投入計量部、および第３中投入計量部の配置関係の一例を示す図である。 図１に示すパッカースケールを右方から見たときの第４中投入計量部、および小投入計量部の配置関係の一例を示す図である。 図１のパッカースケールの制御系の一例を示した図である。 本発明の実施形態のパッカースケールによる被計量物の投入動作、計量動作および排出動作の一例を示した図である。図６では、図１のパッカースケールに用いられる各ゲートの開閉タイミングチャートが示されている。 本発明の実施形態のパッカースケールにおける被計量物の計量制御に係る投入動作、計量動作および排出動作の一例を示す図であり、同図（ａ）は、図１のパッカースケールによる被計量物の投入および排出のタイミングの一例を示すタイムチャートである。同図（ｂ）は、図１のパッカースケールによる被計量物の投入（排出）重量の時間変化の一例を示すグラフである。 従来の定量秤の計量手順を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態による計量装置の具体的な構成例について、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対応する部材については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

また、以下の具体的な説明は、計量装置の特徴を例示しているに過ぎない。例えば、計量装置を特定した用語と同じ用語或いは相当する用語に適宜の参照符号を付して以下の具体例を説明する場合、当該具体的な構成要素は、これに対応する上記計量装置の構成要素の一例である。よって、計量装置の特徴は、以下の具体的な説明によって限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態によるパッカースケール（計量装置）１００の一例を示した図である。図２は、図１のパッカースケール１００を鉛直方向に見た図である。図２では、図１のパッカースケール１００をIIＡ−IIＡ視した図が示されている。

図１および図２に示すように、本実施形態のパッカースケール１００は、包装機（図示せず）への被計量物（例えば、樹脂ペレット）の大投入（多量投入）が行われる大投入計量部１０と、包装機への被計量物の中投入（中量投入）が行われる中投入計量部５０（５０Ａ〜５０Ｄ）と、包装機への被計量物の小投入（少量投入）が行われる小投入計量部３０と、を備える。

なお、以下の説明の便宜上、図１および図２において、被計量物が、大投入計量部１０の途中（鉛直高さＨ）から中投入計量部５０および小投入計量部３０それぞれに被計量物が振り分けられる方向を「左右方向」としている。そして、中投入計量部５０の主要部が配置されている側を「左」、小投入計量部３０が配置されている側を「右」としている。

また、パッカースケール１００では、「上方」（図示せず）から「下方」（図示せず）、すなわち鉛直方向、下向きに重力が作用しているものとする。また、上述した左右方向と垂直をなし、かつ鉛直方向と垂直をなす方向を前後方向（図１の紙面の手前側を「前」、奥側を「後」）として示している。

また、図１では、パッカースケール１００の小投入計量部３０の構成を理解し易くする趣旨で、パッカースケール１００の右側に配置されている中投入計量部５０の構成要素（図２に示す第４中投入計量部５０Ｄ）の図示を省略している。

（大投入計量部の構成）
まず、本実施形態のパッカースケール１００が備える大投入計量部１０の構成について図１および図２を参照しながら説明する。

図１に示すように、大投入計量部１０は、鉛直方向に立設する計量ホッパ本体２０と、計量ホッパ本体２０の下方に配された大投入計量ホッパ２１と、を備える。

計量ホッパ本体２０は、図１、図２に示すように、パッカースケール１００の中央部に配され、水平方向（左右方向）に切り出した断面形状が矩形の箱体である供給部２０Ａと、供給部２０Ａの下方に配され、水平方向に切り出した断面形状が円形の箱体である排出部２０Ｂとを備える。

計量ホッパ本体２０の上端部１１には、被計量物供給用の円形の供給口（不図示）が形成されており、この供給口を介して被計量物が、計量ホッパ本体２０内に投入される。また、計量ホッパ本体２０の供給口から被計量物を投入する場合、被計量物がエアーを抱き込むことがある。そこで、本実施形態のパッカースケール１００は、計量ホッパ本体２０の上端部１１に、一対のメッシュ状のエアー抜き部（不図示）が設けられている。そして、計量ホッパ本体２０内のエアーを、このエアー抜き部を用いて排気するように構成されている。これにより、計量ホッパ本体２０内の被計量物の嵩密度が一定に保たれる。

計量ホッパ本体２０の排出部２０Ｂの下端部には被計量物排出用の排出口（図示せず）が形成されている。これにより、被計量物が、この排出口から計量ホッパ本体２０外（すなわち、大投入計量ホッパ２１内）に排出される。

但し、計量ホッパ本体２０の排出口から被計量物を排出しない場合（計量ホッパ本体２０内に被計量物を一時保持する場合）、この排出口を、一対の大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂを用いて塞ぐことができる。

大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂはそれぞれ、回転軸１４Ａ、１４Ｂを中心に前後方向に揺動可能に構成されている。つまり、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂは、上記回転軸１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ、ＡＣサーボモータ１４の駆動力を用いて回転することにより、前後方向それぞれに２分されるように動く。なお、このとき、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂの開度は、図５に示すようにロータリエンコーダ７０を用いて、大投入計量部制御用の指示制御器７１により制御されている。図５は、図１のパッカースケール１００の制御系の一例を示した図である。

このようにして、計量ホッパ本体２０の排出口が、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂを用いて開放され、これにより、計量ホッパ本体２０内の所定量の被計量物（目標重量未満の被計量物）が、大投入計量ホッパ２１内に供給される。なお、上述したＡＣサーボモータ１４の駆動は、ＡＣサーボドライバ７４を用いて指示制御器７１により制御されている。

大投入計量ホッパ２１は、目標重量未満の被計量物が計量ホッパ本体２０から供給されるとともに、供給された被計量物の重量を計量し、計量後の被計量物を排出するホッパである。大投入計量ホッパ２１は、図１に示すように、大投入計量ホッパ本体２１Ａと一対の大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂとを備え、計量ホッパ本体２０から供給された被計量物を一時保持し、その下方に配置された集合シュート２２へ被計量物を排出する。

また、大投入計量ホッパ２１は、４個のロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４に連結され、これらのロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４により支持されている。なお、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４は、パッカースケール１００の架台に固定されている。ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４のそれぞれから出力される荷重信号（電気信号）は、周知の信号処理回路（Ａ／Ｄ変換器、アンプ、フィルタ等；図示せず）を経て指示制御器７１に入力されるように構成されている。

大投入計量ホッパ２１の下方には、図１に示すように、集合シュート２２が配設され、この集合シュート２２の下方には被計量物を包装機（図示せず）に充填するための充填シュート１９がさらに配設されている。

上述した大投入計量ホッパ２１や、中投入計量部５０から排出される被計量物は、集合シュート２２上を滑り落ちてその下部の充填シュート１９において、小投入計量部３０から排出される被計量物と一緒になる。そして、充填シュート１９の排出口（図示せず）から包装機（図示せず）に送られる。

大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ、図１に示すように、公知のトグル機構を備えるリンク部を用いて左右にスイング移動可能に構成されている。つまり、大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂが、図１において、左右に２分されるように、リンク部が、ロータリアクチュエータ１７の駆動力を用いて移動する。なお、ロータリアクチュエータ１７の駆動は、図５に示すように、指示制御器７１により制御されている。

すなわち、大投入計量部１０は以上のように各部を備え、指示制御器７１が大投入計量ホッパ本体２１Ａ内の被計量物の重量をロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４のそれぞれからの出力信号に基づいて計量することができる。さらに、指示制御器７１が、包装機からの被計量物の排出許可信号を受け取ることもできる。そして、指示制御器７１がこの排出許可信号を受け取った場合、大投入計量ホッパ２１の排出口が開放されるように大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂを制御し、計量後の被計量物を、集合シュート２２に送る。

（中投入計量部の構成）
次に、本実施形態のパッカースケール１００が備える中投入計量部５０の構成について説明する。本実施形態のパッカースケール１００は、中投入計量部５０として、第１中投入計量部５０Ａ、第２中投入計量部５０Ｂ、第３中投入計量部５０Ｃ、および第４中投入計量部５０Ｄを備えてなる構成である。図２に示すように、パッカースケール１００の左側において前側から後側に向かって、順に第１中投入計量部５０Ａ、第２中投入計量部５０Ｂ、および第３中投入計量部５０Ｃが直列に配されている。また、パッカースケール１００の右側において、前側に第４中投入計量部５０Ｄが配されている。

また、第１中投入計量部５０Ａ、第２中投入計量部５０Ｂ、第３中投入計量部５０Ｃ、および第４中投入計量部５０Ｄそれぞれは、中投入計量ホッパとして、第１中投入計量ホッパ６４、第２中投入計量ホッパ６５、第３中投入計量ホッパ６６、および第４中投入計量ホッパ４４を備えている。これら中投入計量ホッパでは、異なる比率（容積比率）となるように重量が調整された被計量物がそれぞれ供給される。そして、複数の中投入計量ホッパのうち、大投入計量ホッパ２１により計量された被計量物の重量と目標重量との差に応じて実施された組合せ演算の演算結果に基づき決定された、被計量物を排出する組合せ対象となる中投入計量ホッパから、被計量物が排出される。

例えば、中投入計量ホッパにおける組合せ演算は、大投入計量ホッパ２１により計量された被計量物の重量と目標重量との差に、さらに、小投入計量部３０において被計量物の計量を可能とするために最低限度、小投入計量部３０に供給する必要のある被計量物の重量を差し引いたその残余の重量に対して行なわれる。

なお、第１中投入計量部５０Ａ、第２中投入計量部５０Ｂ、第３中投入計量部５０Ｃ、および第４中投入計量部５０Ｄそれぞれは同様な構成を有する。このため、以下において、第１中投入計量部５０Ａの構成のみを代表して説明し、第２中投入計量部５０Ｂ、第３中投入計量部５０Ｃ、および第４中投入計量部５０Ｄの説明については省略するものとする。

（第１中投入計量部５０Ａの構成）
まず、上述した図２、図５に加え、図３を参照して第１中投入計量部５０Ａの構成について説明する。図３は、図１に示すパッカースケール１００を左方から見たときの第１中投入計量部５０Ａ、第２中投入計量部５０Ｂ、および第３中投入計量部５０Ｃの配置関係の一例を示す図である。

第１中投入計量部５０Ａは、図２に示すように、第１中投入シュート６１を備え、この第１中投入シュート６１の下方には第１中投入計量ホッパ６４が配されている。

第１中投入シュート６１は、鉛直方向に立設する略円筒体であって、その下端部６１Ｂに設けられた排出口から被計量物が第１中投入計量ホッパ６４に排出されるように構成されている。また、計量ホッパ本体２０の左側面に接続される中空構造の中継部６０と、この中継部６０の下端部において前側に分岐した中空構造の第１中投入分岐部６０Ａとを介して、計量ホッパ本体２０と第１中投入シュート６１とが連通するようになっている。

なお、第１中投入シュート６１の下端部６１Ｂから被計量物を排出しない場合（例えば、第１中投入シュート６１内に被計量物を一時保持する場合）、下端部６１Ｂに設けられた排出口を、図３に示すように、第１中投入カットゲート５４を用いて塞ぐことができる。

第１中投入カットゲート５４は、第１中投入シュート６１における排出口の開閉を行なうものであり、回転軸５１Ａを中心に前後方向に揺動可能となっている。

つまり、第１中投入シュート６１の排出口の直下に置かれた第１中投入カットゲート５４は、回転軸５１Ａが、ロータリアクチュエータ５１の駆動力を用いて回転することにより、後方に後退するように動く。このように第１中投入カットゲート５４が後方に移動することにより、第１中投入シュート６１の排出口が開放された状態となり、第１中投入シュート６１内の所定量の被計量物が、第１中投入計量ホッパ６４内に供給される。なお、ロータリアクチュエータ５１の駆動は、図５に示すように、中投入計量部制御用の指示制御器７３により制御されている。

第１中投入計量ホッパ６４は、第１中投入シュート６１から供給された被計量物の重量を計量するとともに、この供給された被計量物を一時保持し、その下方に配置された集合シュート２２へ排出するためのものである。第１中投入計量ホッパ６４は、第１中投入計量ホッパ本体６４Ａおよび第１中投入計量ホッパゲート６７から構成される。

また、この第１中投入計量ホッパ６４は、パッカースケール１００の架台に固定されたロードセルＬＣ５に連結されており、このロードセルＬＣ５により支持されている。そして、ロードセルＬＣ５から出力される荷重信号（電気信号）は、周知の信号処理回路（Ａ／Ｄ変換器、アンプ、フィルタ等）を経て指示制御器７３に入力されるようになっている。

第１中投入計量ホッパ６４の下方には、集合シュート２２が配設されている。そして、第１中投入計量ホッパ６４から排出される被計量物は、集合シュート２２上を滑り落ちてその下部の充填口（収容口）１６を介して、充填シュート１９に向かう。そして、被計量物はこの充填シュート１９を通じて包装機（図示せず）に送られる。なお、充填口１６とは、被計量物を収容させるために包装機が備える開口部である。また、充填シュート１９は、充填口１６を介して供給された被計量物を包装機内における所定の充填位置（図示せず）に導くものである。

第１中投入計量ホッパ６４が備える第１中投入計量ホッパゲート６７は、公知のトグル機構およびロータリアクチュエータ５７の駆動力を用いて開閉可能となるように構成されている。なお、図５に示すように、ロータリアクチュエータ５７の駆動は、指示制御器７３により制御されている。また、本実施形態では第１中投入計量ホッパゲート６７の駆動装置として、ロータリアクチュエータ５７を用いた構成であるが、駆動装置はこれに限定されるものではない。例えば、駆動装置としてステッピングモータを用いる構成であってもよい。

以上により、本実施形態のパッカースケール１００では、指示制御器７３は、第１中投入計量ホッパ本体６４Ａ内の被計量物の重量をロードセルＬＣ５からの出力信号に基づいて計量できる。その後、指示制御器７３が、例えば、包装機からの被計量物の排出許可信号を受け取った場合、第１中投入計量ホッパ６４の排出口が、第１中投入計量ホッパゲート６７によって開放されると、計量後の被計量物が、集合シュート２２に送られる。

（小投入計量部の構成）
次に、本実施形態のパッカースケール１００の小投入計量部３０について図１、図２、図４、および図５を参照しながら詳しく説明する。図４は、図１に示すパッカースケール１００を右方から見たときの第４中投入計量部５０Ｄ、および小投入計量部３０の配置関係の一例を示す図である。図４では、右方からみた第４中投入計量部５０Ｄおよび小投入計量部３０の配置関係が明確となるように、これら各部以外の部材については破線で示している。

なお、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、小投入計量部３０が配置されている位置に特徴がある。さらにまた、上述した大投入計量部１０および中投入計量部５０のように集合シュート２２に被計量物を排出するのではなく、小投入計量部３０からの被計量物は、集合シュート２２とは別途設けられた補助シュート２３に排出される点でも特徴がある。なお、集合シュート（第１集合シュート）２２とこの補助シュート(第２集合シュート)２３とによって本発明の集合シュートを構成する。

また、集合シュート２２と補助シュート２３との間には、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物がロスインホッパ４２内に混入しないように隔離壁２５が設けられ、それぞれが物理的に分離された構成となっている。このため、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパから排出された被計量物による、ロスインホッパ４２への干渉を防ぐことができる。

以下において、小投入計量部３０の構成について説明する。

小投入計量部３０は、図１、図２、および図４に示すように、ロスイン投入シュート４１、およびロスイン投入シュート４１の下方に配されたロスインホッパ４２を備える。この小投入計量部３０は、パッカースケール１００の右側において、第４中投入計量部５０Ｄよりも後側に配されている。

ロスイン投入シュート４１は、略鉛直方向に立設する略円筒体であって、小投入分岐部４０Ａの下端に配置されている。ロスイン投入シュート４１は、小投入分岐部４０Ａとの連結部分から所定の距離（第４中投入シュート４３が鉛直方向、下向きに延伸している距離と略同じ距離）では鉛直方向に延紳し、そこから前側方向に向かって下向きに傾斜している。そして、ロスイン投入シュート４１は、集合シュート２２の中心線上に至ると、この中心線上に沿うように鉛直方向に下向きに延伸する。そして、この延伸部分の先端部（下端部４１Ｂ）は、補助シュート２３内に入るように配置されている。

すなわち、ロスイン投入シュート４１は、その下端部４１Ｂが、図４に示す集合シュート２２の中心線上に位置するように、小投入分岐部４０Ａの下端から折れ曲がって、充填口１６の近傍まで延伸している。そして、ロスイン投入シュート４１の下端部４１Ｂに設けられた排出口から被計量物がロスインホッパ４２に排出されるように構成されている。

なお、計量ホッパ本体２０の右側面に接続される中空構造の中継部４０と、この中継部４０の下端部において後側に分岐した中空構造の小投入分岐部４０Ａとを介して、計量ホッパ本体２０とロスイン投入シュート４１とが連通するようになっている。

ここでロスイン投入シュート４１の下端部４１Ｂから被計量物を排出しない場合（例えば、ロスイン投入シュート４１内に被計量物を一時保持する場合）、下端部４１Ｂに設けられた排出口を、図４に示すように、ロスイン投入ゲート３１を用いて塞ぐことができる。

ロスイン投入ゲート３１は、ロスイン投入シュート４１における排出口の開閉を行なうものであり、回転軸３４Ａを中心に左右方向に揺動可能となっている。

つまり、ロスイン投入シュート４１の排出口の直下に置かれたロスイン投入ゲート３１は、回転軸３４Ａが、ロータリアクチュエータ３４の駆動力を用いて回転することにより、右側に後退する。このようにロスイン投入ゲート３１が移動することにより、ロスイン投入シュート４１の排出口が開放された状態となり、ロスイン投入シュート４１内の所定量の被計量物が、ロスインホッパ４２内に供給される。なお、ロータリアクチュエータ３４の駆動は、小投入計量部制御用の指示制御器７２により制御されている。

ロスインホッパ４２は、目標重量と、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパから排出される被計量物の重量との差を補うために、ロスイン計量を行いながら被計量物を排出するホッパである。このロスインホッパにより目標重量との差を微調整して補うことができる。ロスインホッパ４２は、第４中投入計量ホッパ４４よりも下方で充填口（収容口）１６の近傍位置でかつ、図４における集合シュート２２の中心線上であって、補助シュート２３内に配置されている。すなわち、ロスインホッパ４２は、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパよりも被計量物の供給先である包装機に近い位置に配置されている。

また、このロスインホッパ４２は、鉛直方向に立設する略円筒体形状となっている。つまり、ロスイン投入シュート４１と、ロスインホッパ４２とは、集合シュート２２の中心線上に鉛直方向に並んで配されている。そして、ロスイン投入シュート４１から排出された被計量物は、ロスインホッパ４２の上端部４２Ａに供給され、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂに設けられた排出口から被計量物が、補助シュート２３に排出される。

補助シュート２３は、集合シュート２２の右側部に設けられており、集合シュート２２に形成されているシュート開口部２４を通じて連通している。このため、補助シュート２３に排出された被計量物は、シュート開口部２４を介して集合シュート２２の下端部に設けられた充填口１６に排出される。

ここで、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂから被計量物を排出しない場合（例えば、ロスインホッパ４２内に被計量物を一時保持する場合）、下端部４２Ｂにおける排出口を、ロスイン排出ゲート３２（補助ホッパ）を用いて塞ぐことができる。

より具体的には、ロスイン排出ゲート３２は、回転軸３５Ａを中心に左右方向に揺動可能となるように構成されている。そこで、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂに設けられた排出口の直下に置かれたロスイン排出ゲート３２は、回転軸３５Ａが、ロータリアクチュエータ３５の駆動力を用いて回転することにより、右側に後退するように動く。

このようにロスイン排出ゲート３２が右側に移動することで、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂに設けられた排出口が開状態となり、ロスインホッパ４２内の被計量物が、補助シュート２３に供給される。なお、ロータリアクチュエータ３５の駆動は、図５に示すように、指示制御器７２により制御されている。

また、ロスインホッパ４２は、パッカースケール１００の架台に固定されているロードセルＬＣ８に連結され、このロードセルＬＣ８により支持されているそして、ロードセルＬＣ８から出力される荷重信号（電気信号）は、周知の信号処理回路（Ａ／Ｄ変換器、アンプ、フィルタ等；図示せず）を経て指示制御器７２に入力されるように構成されている。

また、本実施形態のパッカースケール１００では、指示制御器７２が、包装機からの被計量物の排出許可信号を受け取ると、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂに設けられた排出口を開状態とするようにロスイン排出ゲート３２に対して指示する。この指示に応じてロスイン排出ゲート３２が移動して、ロスインホッパ４２の下端部４２Ｂに設けられた排出口が開状態となると、ロスインホッパ４２内の被計量物が、ロードセルＬＣ８からの出力信号に基づいてロスイン排出される。なお、このロスイン排出において被計量物の単位時間の排出量が一定となるよう、被計量物の嵩密度に基づいて、ロスインホッパ４２の直径が適宜の値に設定されている。これにより、所定時間内に適量の被計量物を補助シュート２３に送ることができる。

（指示制御器の構成）
次に、本実施の形態に係るパッカースケール１００における被計量物の計量制御に係る構成について説明する。まず、被計量物の計量制御を実施する指示制御器の構成について説明する。

本実施の形態に係るパッカースケール１００では、計量制御を指示制御器７１、７２、７３によって実施する。

指示制御器７１、７２、７３は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなるメモリ部（図示せず）と、重量表示部やメッセージ表示部等からなる表示部（図示せず）と、作業者が様々なデータを入力できるキー入力部（図示せず）と、により構成することができる。

本実施形態では、図５に示すように、指示制御器７１、７２、７３が互いに協働して計量制御を実施しているがこれに限定されるものではない。例えば、指示制御器７１、７２、７３の複数の制御器により計量制御を実施するのではなく、単独の制御器によって計量制御を実施する構成であってもよい。

指示制御器７１は、上述したように、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂならびに大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂを開閉するためのアクチュエータ（上記ＡＣサーボモータ１４およびロータリアクチュエータ１７）の動作を制御する制御器である。また、指示制御器７１は、大投入計量ホッパ２１を支持するロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４のそれぞれからの出力信号を受け取り、この出力信号に基づいて大投入計量ホッパ２１に保持されている被計量物の重量を算出するものでもある。

指示制御器７２は、上述したように、ロスイン投入ゲート３１およびロスイン排出ゲート３２を開閉するためのアクチュエータ（ロータリアクチュエータ３４、３５）の動作を制御する制御器である。また、指示制御器７２は、ロスインホッパ４２を支持するロードセルＬＣ８からの出力信号を受け取り、この出力信号に基づいてロスインホッパ４２内の被計量物の重量を算出するものでもある。つまり、本実施形態のパッカースケール１００では、指示制御器７２は、ロードセルＬＣ８を用いてロスインホッパ４２内の被計量物の重量を常時監視している。よって、指示制御器７２は、被計量物の排出前の初期重量から丁度設定された重量分だけ、ロスインホッパ４２内の被計量物の重量が減少したときに、ロスインホッパ４２の排出口を、ロスイン排出ゲート３２を用いて閉めることができる。かかる小投入計量部３０によるロスイン計量を用いることにより、被計量物の排出量を高精度に調整できる。

指示制御器７３は、上述したように、第１、第２、第３および第４中投入カットゲート５４、５５、５６、および３７、ならびに第１、第２、第３および第４中投入計量ホッパゲート６７、６８、６９、および３８を開閉するためのアクチュエータ（ロータリアクチュエータ５１、５２、５３、および３６、ならびにロータリアクチュエータ５７、５８、５９、および３９）の動作を制御する制御器である。また、指示制御器７３は、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれを支持するロードセルＬＣ５、ＬＣ６、ＬＣ７、ＬＣ９のそれぞれからの出力信号を受け取り、これらの出力信号に基づいて第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、４４内のそれぞれの被計量物の重量を算出するものでもある。

更に、指示制御器７３は、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４による組合せ演算も行う。つまり、本実施形態に係るパッカースケール１００では、大投入計量部１０への被計量物の大投入と、容積比率を異ならせた複数の中投入計量部５０への被計量物の中投入と、小投入計量部３０への被計量物の小投入とによって、被計量物の重量が目標重量に近似するようにしている。指示制御器７３は、このうち容積比率を異ならせた複数の中投入計量部５０へ投入された被計量物の組合せのうち、所望の重量に最も近い組合せを求める処理、すなわち組合せ演算を行う。より具体的には、指示制御器７３は、異なる容積比率（比率）に調整された４個の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、被計量物の重量の合計が、組合せ目標重量に最も近くなる第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４の組合せを求め、組合せ対象として選ばれた中投入計量ホッパの被計量物が集合シュート２２に排出される。

（パッカースケールにおける計量制御）
上述した指示制御器７１、７２、７３の制御指示の下、実施される計量制御について、図６および図７を参照して以下に説明する。図６および図７により、本発明の実施形態のパッカースケール１００における被計量物の計量制御に係る投入動作、計量動作および排出動作の一例を示す。

図６は、本実施形態のパッカースケール１００において用いられる各ゲートの開閉タイミングの一例を示すタイムチャートである。また、図７は、本発明の実施形態のパッカースケール１００における被計量物の計量制御に係る投入動作、計量動作および排出動作の一例を示す図であり、同図（ａ）は、図１のパッカースケール１００による被計量物の投入および排出のタイミングの一例を示すタイムチャートである。図７（ｂ）は、図１のパッカースケール１００による被計量物の投入（排出）重量の時間変化の一例を示すグラフである。

まず、本実施形態のパッカースケール１００による被計量物の投入動作、計量動作および排出動作の準備作業として、作業者が、被計量物を供給口１２から計量ホッパ本体２０内に投入する。なお、このとき、パッカースケール１００に用いられるゲートは全て閉じられている。

すると、供給口１２からの被計量物は、その自重により計量ホッパ本体２０の下方に向かって落下し、計量ホッパ本体２０内に堆積する。計量ホッパ本体２０内の被計量物が、所定の鉛直高さＨ（図１（ａ）、図３および図４参照）にまで堆積したとき、被計量物が、左右の中継部４０、６０のそれぞれにもこれらの開口部４０Ｄ、６０Ｄを介して自重落下し始める。すると、図３に示すように、開口部６０Ｄからの被計量物は、中継部６０の下端部において中継部６０から第１、第２および第３中投入分岐部６０Ａ、６０Ｂ、および６０Ｃに振り分けられて自重落下し、その結果、被計量物が、第１、第２および第３中投入シュート６１、６２、および６３のそれぞれに堆積する。また、図４に示すように、開口部４０Ｄからの被計量物は、中継部４０の下端部において中継部４０から第４中投入分岐部４０Ｂおよび小投入分岐部４０Ａに振り分けられて自重落下し、その結果、被計量物が、第４中投入シュート４３およびロスイン投入シュート４１のそれぞれに堆積する。最終的には、計量ホッパ本体２０および中継部４０、６０のそれぞれの内部に被計量物が満たされるよう、供給口１２から被計量物を投入する。

以上の被計量物の投入動作、計量動作および排出動作の準備作業が完了すると、パッカースケール１００の動作開始ボタン（図示せず）が押されることにより、指示制御器７１、７２、７３が、パッカースケール１００の各部の動作を実行するための制御プログラムに基づいて、以下の動作をパッカースケール１００の各部を制御しながら実行する。

まず、図６の大投入計量部１０では、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂが、計量ホッパ本体２０の排出口を開放させるように動く。すると、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、計量ホッパ本体２０内の被計量物が、大投入計量ホッパ２１内にボリューム投入（供給）される。

このとき、指示制御器７１は、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂの開度および計量ホッパ本体２０の排出口の開放時間を制御することにより、大投入計量ホッパ２１への被計量物のボリューム投入重量ＭＢを被計量物の嵩密度に基づいて被計量物の目標重量ＭＴを僅かに下回る重量（例えば、目標重量ＭＴの９８％程度）に調整することができる。つまり、本実施形態のパッカースケール１００では、指示制御器７１は、大投入計量ホッパ２１の真上の大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂを用いて、大投入計量ホッパ２１に、目標重量ＭＴ未満の適量（ボリューム投入重量ＭＢ）の被計量物をタイマー充填により供給する。そして、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４での計量安定待ち時間Ｔ１が経過すると、指示制御器７１は、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４のそれぞれからの出力信号に基づいてボリューム投入重量ＭＢを演算する。これにより、指示制御器７１は、目標重量ＭＴの不足重量（目標重量ＭＴ−ボリューム投入重量ＭＢ）を演算し、その結果、ロスインホッパ４２からの被計量物のロスイン排出重量ＭＲ（図７（ｂ）参照）を決定でき、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４での最適な組合せを選択できる。

その後、図６に示すように、指示制御器７１は、適時に大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂを用いて大投入計量ホッパ２１の排出口を開放させ、この排出口から被計量物をボリューム排出する。

また、図６の第１中投入計量部５０Ａでは、大投入計量ホッパ２１に対して被計量物のボリューム投入が行われている間、第１中投入カットゲート５４が移動して第１中投入シュート６１の排出口を開放させる。これにより、第１中投入シュート６１内の被計量物が、第１中投入計量ホッパ６４内に中投入（供給）される。

このとき、指示制御器７３は、第１中投入シュート６１の排出口の開放時間を制御することにより、第１中投入計量ホッパ６４への被計量物の投入重量Ｓ１を調整する。つまり、ここでの投入重量Ｓ１は、被計量物の嵩密度に基づき所定の比率で調整された重さとなる。そして、ロードセルＬＣ５での計量安定待ち時間Ｔ２が経過すると、指示制御器７３は、ロードセルＬＣ５からの出力信号に基づいて実際の被計量物の投入重量Ｓ１を求める。

投入重量Ｓ１を求めた後に、指示制御器７３が組合せ演算に基づいて第１中投入計量ホッパ６４を組合せ対象として選択した場合、適時に（例えば、計量安定待ち時間Ｔ１の経過直後に）第１中投入計量ホッパゲート６７を移動させて第１中投入計量ホッパ６４の排出口を開放させる。このようにして、第１中投入計量ホッパ６４の排出口から被計量物を組合せ選択排出させる。

また、第３中投入計量部５０Ｃでは、図６に示すように、大投入計量ホッパ２１に対して被計量物のボリューム投入が行われている間、第３中投入カットゲート５６が移動して第３中投入シュート６３の排出口を開放させる。これにより、第３中投入シュート６３内の被計量物が、第３中投入計量ホッパ６６内に中投入（供給）される。

このとき、指示制御器７３は、第３中投入シュート６３の排出口の開放時間を制御することにより、第３中投入計量ホッパ６６への被計量物の投入重量Ｓ２を、被計量物の嵩密度に基づいて所定の比率の重さ（例えば、上記投入重量Ｓ１の２倍）に調整することができる。なお、この場合、第３中投入シュート６３の排出口の開放時間は、投入重量Ｓ２が投入重量Ｓ１の２倍なので、第１中投入シュート６１の排出口の開放時間よりも長くなる。そして、ロードセルＬＣ７での計量安定待ち時間Ｔ３が経過すると、指示制御器７３は、ロードセルＬＣ７からの出力信号に基づいて、実際の被計量物の投入重量Ｓ２を求める。

投入重量Ｓ２を求めた後、指示制御器７３が組合せ演算に基づいて第３中投入計量ホッパ６６を組合せ対象として選択した場合、適時に（例えば、計量安定待ち時間Ｔ１の経過直後に）第３中投入計量ホッパゲート６９を移動させて第３中投入計量ホッパ６６の排出口を開放させる。このようにして、第３中投入計量ホッパ６６の排出口から被計量物を組合せ選択排出させる。

また、第２中投入計量部５０Ｂでは、図６に示すように、大投入計量ホッパ２１に対して、被計量物のボリューム投入が行われている間に、第２中投入カットゲート５５が移動して第２中投入シュート６２の排出口を開放させる。これにより、第２中投入シュート６２内の被計量物が、第２中投入計量ホッパ６５内に中投入（供給）される。

このとき、指示制御器７３は、第２中投入シュート６２の排出口の開放時間を制御することにより、第２中投入計量ホッパ６５への被計量物の投入重量Ｓ３を、被計量物の嵩密度に基づいて所定の比率の重さ（例えば、上記投入重量Ｓ１の４倍）に調整する。なお、この場合、第２中投入シュート６２の排出口の開放時間は、投入重量Ｓ３が投入重量Ｓ１の４倍なので、第１中投入シュート６１の排出口の開放時間および第３中投入シュート６３の排出口の開放時間よりも長くなる。

そして、ロードセルＬＣ６での計量安定待ち時間Ｔ４が経過すると、指示制御器７３は、ロードセルＬＣ６からの出力信号に基づいて、実際の被計量物の投入重量Ｓ３を求める。

投入重量Ｓ３を求めた後、指示制御器７３が組合せ演算に基づいて第２中投入計量ホッパ６５を組合せ対象として選択した場合、適時に（例えば、計量安定待ち時間Ｔ１の経過直後に）第２中投入計量ホッパゲート６８を移動させて第２中投入計量ホッパ６５の排出口を開放させる。このようにして、第２中投入計量ホッパ６５の排出口から被計量物を組合せ選択排出させる。

また、第４中投入計量部５０Ｄでは、図６に示すように、大投入計量ホッパ２１に対して被計量物のボリューム投入が行われている間に、第４中投入カットゲート３７が移動して第４中投入シュート４３の排出口を開放させる。これにより、第４中投入シュート４３内の被計量物が、第４中投入計量ホッパ４４内に中投入（供給）される。

このとき、指示制御器７３は、第４中投入シュート４３の排出口の開放時間を制御することにより、第４中投入計量ホッパ４４への被計量物の投入重量Ｓ４を、被計量物の嵩密度に基づいて所定の比率の重さ（例えば、上記投入重量Ｓ１の８倍）に調整する。なお、この場合、第４中投入シュート４３の排出口の開放時間は、投入重量Ｓ４が投入重量Ｓ１の８倍なので、第１中投入シュート６１の排出口の開放時間および第３中投入シュート６３の排出口の開放時間よりも長くなる。

そして、ロードセルＬＣ７での計量安定待ち時間Ｔ５が経過すると、指示制御器７３は、ロードセルＬＣ７からの出力信号に基づいて、実際の被計量物の投入重量Ｓ４を求める。

投入重量Ｓ４を求めた後、指示制御器７３が組合せ演算に基づいて第４中投入計量ホッパ４４を組合せ対象として選択した場合、適時に（例えば、計量安定待ち時間Ｔ１の経過直後に）第４中投入計量ホッパゲート３８を移動させて第４中投入計量ホッパ４４の排出口を開放させる。このようにして、第４中投入計量ホッパ４４の排出口から被計量物を組合せ選択排出させる。

また、小投入計量部３０では、図６に示すように、ロスイン投入ゲート３１を用いてロスイン投入シュート４１の排出口を開放する。これにより、ロスイン投入シュート４１内の被計量物が、ロスインホッパ４２内にロスイン投入（供給）される。

このとき、指示制御器７２は、ロスインホッパ４２を支持するロードセルＬＣ８からの出力信号を監視し、ロスインホッパ４２への被計量物の投入重量が、被計量物の不足重量分（例えば、前回のサイクルで使用した重量分）に達したときに、ロスイン投入ゲート３１を用いてロスイン投入シュート４１の排出口を閉める。そして、ロスイン投入におけるロードセルＬＣ８での計量安定待ち時間Ｔ７が経過すると、指示制御器７２は、適時に（例えば、計量安定待ち時間Ｔ１の経過直後に）ロスイン排出ゲート３２を用いてロスインホッパ４２の排出口を開放させ、ロードセルＬＣ８からの出力信号に基づいて被計量物のロスイン計量の演算を行いながら、この排出口から少量（例えば、上記投入重量Ｓ１未満）の被計量物をロスイン排出する。

なお、ロスイン排出後、ロードセルＬＣ８での計量安定待ち時間（例えば、計量安定待ち時間Ｔ６）経過後に、再び、ロスイン投入シュート４１内の被計量物が、ロスインホッパ４２内にロスイン投入（供給）される。

上記した構成を有するパッカースケール１００では、大投入計量ホッパ２１への被計量物のボリューム投入（タイマー充填）のタイミング、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれへの被計量物の中投入のタイミング、および、ロスインホッパ４２への被計量物のロスイン投入のタイミングのうちの少なくとも一対の投入タイミングが、オーバーラップするように構成されている。例えば、図６に示す例では、大投入計量ホッパ２１への被計量物のボリューム投入（タイマー充填）のタイミングと、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれへの被計量物の中投入のタイミングと、がオーバーラップするように構成されている。

また、第１、第２、第３および第４中投入カットゲート５４、５５、５６、および３７はそれぞれ、ほぼ同時に開くとともに、投入重量Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４それぞれに調整されると適時に閉まるように構成されている。

このように本実施形態のパッカースケール１００では、パッカースケール１００における計量処理に係る処理時間、より具体的には、投入、計量および排出の１サイクルの時間を短縮することができる。

さらにまた、大投入計量ホッパ２１からの被計量物のボリューム排出のタイミングと、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれからの被計量物の組合せ選択排出のタイミングと、ロスインホッパ４２からの被計量物のロスイン排出のタイミングと、が、オーバーラップしている。

また、第１、第２、第３および第４中投入計量ホッパゲート６７、６８、６９、３８およびロスイン排出ゲート３２はそれぞれ、ほぼ同時に開き、第１、第２、第３および第４中投入計量ホッパゲート６７、６８、６９、３８はそれぞれ、ほぼ同時に閉まるように構成されている。

また、大投入計量部１０の大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂによる被計量物のタイマー充填を用いて、大部分（例えば、９５％以上）の被計量物を適量、大投入計量ホッパ２１に一気にボリューム投入することができる。

さらにまた、パッカースケール１００は、図７に示すように、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４での計量安定待ち時間Ｔ１が経過したら、第１、第２、第３および第４中投入計量ホッパゲート６７、６８、６９、３８およびロスイン排出ゲート３２のそれぞれを即座に開く構成である。また、第１、第２、第３および第４中投入計量ホッパゲート６７、６８、６９、３８のそれぞれを閉める際に、第１、第２、第３および第４中投入カットゲート５４、５５、５６、および３７のそれぞれがすでに開き始めるようにも構成されている。

このように構成されているため、パッカースケール１００では、計量処理に係る処理時間、より具体的には、投入、計量および排出の１サイクルの時間を短縮することができる。

また、パッカースケール１００は、上述のように、被計量物の重量を異なる比率（ここでは、投入重量Ｓ１：投入重量Ｓ２：投入重量Ｓ３：投入重量Ｓ４＝１：２：４：８の比率重を例示）となるように調整した被計量物を、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれに供給する。そして、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４内のそれぞれの被計量物の重量に基づいた組合せ演算を行う構成である。

そして、大投入計量ホッパ２１への被計量物のボリューム投入後、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４での計量安定待ち時間Ｔ１を経過すると、指示制御器７１は、大投入計量ホッパ２１を支持するロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４のそれぞれからの出力信号に基づいてボリューム投入重量ＭＢを求める。

このように、組合せ演算に用いる組合せ目標重量は、被計量物の目標重量ＭＴと被計量物のボリューム投入重量ＭＢと被計量物のロスイン排出重量ＭＲとに基づいて設定される。例えば、図７（ｂ）に示すように、ロスイン排出において好都合なロスイン排出重量ＭＲを予め定め、被計量物の目標重量ＭＴからロスイン排出重量ＭＲを差し引き、この差分重量（ＭＴ−ＭＲ）と被計量物のボリューム投入重量ＭＢとの差を、組合せ目標重量として設定する。

このように、パッカースケール１００では、被計量物の重量を目標重量ＭＴに最終調整するのに、高精度のロスイン排出を用いる構成であり、被計量物の計量精度（カット精度）を高精度に維持できる。また、パッカースケール１００では、第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４のそれぞれの内、被計量物の重量の合計が、組合せ目標重量に最も近くなる第１、第２、第３、および第４中投入計量ホッパ６４、６５、６６、および４４の組合せを求める構成である。そして組合せ対象として選ばれた中投入計量ホッパから被計量物が組合せ選択排出される。

ところで、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、上述したように、小投入計量部３０では、ロスイン排出ゲート３２を用いてロスインホッパ４２の排出口を開放させ、ロードセルＬＣ８からの出力信号に基づいて被計量物のロスイン計量の演算を行いながら、この排出口から少量の被計量物をロスイン排出する構成である。一方、大投入計量部１０では、大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂを用いて大投入計量ホッパ２１の排出口を開放させ、この排出口から被計量物をボリューム排出する構成である。また、中投入計量部５０は、中投入計量ホッパゲートを移動させて中投入計量ホッパの排出口を開放させ、被計量物を組合せ選択排出させる構成である。

すなわち、小投入計量部３０は、ロスイン計量を行いながら被計量物の排出を行う構成であるが、大投入計量部１０および中投入計量部５０はそれぞれゲートの開閉により被計量物の排出を行う構成である。このため、後者よりも前者の方が排出にかかる時間が大きくなる。それゆえ、図７（ａ）に示すように、大投入計量部１０におけるボリューム排出、中投入計量部５０における組合せ選択排出、および小投入計量部３０におけるロスイン排出を同時に開始したとしても、ロスイン排出にかかる時間が他の排出処理よりも大きくなるため、その大きくなった分だけ被計量物の計量サイクル時間（計量処理に係る１サイクル時間）が長くなる。逆に、このロスイン排出にかかる時間を短縮できれば、その短縮した時間分だけ計量サイクル時間を短縮できる。

ここで、本実施の形態に係るパッカースケール１００は、図１、２に示すように、ロスイン排出ゲート３２が、充填口１６近傍に配置されている点で特徴的な構成を有する。すなわち、大投入計量ホッパゲート１８Ａ，１８Ｂ、第１中投入計量ホッパゲート６７、第２中投入計量ホッパゲート６８、第３中投入計量ホッパゲート６９、および第４中投入計量ホッパゲート３８が配置されている位置よりも、ロスイン排出ゲート３２が配置されている位置の方が充填口１６までの距離が短くなっている。

このため、大投入計量ホッパゲート１８Ａ，１８Ｂ、第１中投入計量ホッパゲート６７、第２中投入計量ホッパゲート６８、第３中投入計量ホッパゲート６９、および第４中投入計量ホッパゲート３８と同じ高さ位置にロスイン排出ゲート３２が配置されている構成（一般的なロスイン排出の構成）と比較して、排出された被計量物が自重により落下し充填口１６まで達する距離を短くすることができる。このため、図７（ａ）、（ｂ）に示すように本実施の形態に係るパッカースケール１００は、一般的なロスイン排出の構成と比較してロスイン排出にかかる時間をＴ８だけ短縮することができる。つまり、計量処理に係る１サイクル時間をＴ８の分だけ短縮することができる。

また、小投入計量部３０では、ロスインホッパ４２、ロスイン投入ゲート３１、ロスイン排出ゲート３２等が補助シュート２３内に収容されている。このため、大投入計量ホッパゲート１８Ａ，１８Ｂ、第１中投入計量ホッパゲート６７、第２中投入計量ホッパゲート６８、第３中投入計量ホッパゲート６９、および第４中投入計量ホッパゲート３８それぞれから排出された被計量物が飛散して、ロスインホッパ４２内に混入することを防ぐことができる。また、大投入計量ホッパゲート１８Ａ，１８Ｂ、第１中投入計量ホッパゲート６７、第２中投入計量ホッパゲート６８、第３中投入計量ホッパゲート６９、および第４中投入計量ホッパゲート３８それぞれから排出された被計量物が集合シュート２２の下方、充填口１６近傍に溜まってしまい、それに小投入計量部３０（ロスインホッパ４２、ロスイン投入ゲート３１、ロスイン排出ゲート３２等）が埋もれてしまうことを防ぐことができる。

このように、本実施形態では、ロスインホッパ４２、ロスイン投入ゲート３１、ロスイン排出ゲート３２等を補助シュート２３内に収容させる構成である。このため、大投入計量ホッパゲート１８Ａ，１８Ｂ、第１中投入計量ホッパゲート６７、第２中投入計量ホッパゲート６８、第３中投入計量ホッパゲート６９、および第４中投入計量ホッパゲート３８よりも下方に位置させることができる。

なお、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、ロスインホッパ４２、ロスイン投入ゲート３１、ロスイン排出ゲート３２等を収容するための補助シュート２３を、集合シュート２２とは別に設けた構成であった。しかしながらこの構成に限定されるものではない。例えば、大投入計量ホッパ２１、中投入計量ホッパ（第１中投入計量ホッパ６４、第２中投入計量ホッパ６５、第３中投入計量ホッパ６６、および第４中投入計量ホッパ４４）それぞれから排出された被計量物が飛散してきて混入したり、充填口１６近傍に溜まった被計量物によって埋まったりしないように集合シュート２２内に隔離壁２５を形成した構成であってもよい。このように、集合シュート２２内に設けられた隔離壁２５によって、ロスインホッパ４２から被計量物が排出される空間と、大投入計量ホッパ２１および中投入計量ホッパそれぞれから被計量物が排出される空間とを物理的に分離する構成であってもよい。

また、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、１つの充填口１６、充填シュート１９を介して被計量物が包装機に送り込まれる構成であった。しかしながらこの構成に限定されるものではない。例えば、充填口１６、充填シュート１９とは別に、充填口および充填シュートを新たに設け、ロスイン排出ゲート３２から排出された被計量部物だけこの新たに設けられた充填口および充填シュートを介して包装機に送り込まれる構成であってもよい。

このように、充填口及び充填シュートを新たに設ける構成の場合、ロスイン排出された被計量物については別ルートで包装機に送り込むことができるため、充填シュート１９から排出される被計量物の量を低減させることができる。このため、充填口１６近傍に溜まる被計量物の量を低減させることができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明によれば、被計量物の計量処理にかかる計量サイクルを短縮する計量装置が得られる。よって、本発明は、粉体（洗剤、肥料等）、粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）の被計量物を所定の目標重量に調整するとともに、袋等の容器に充填する計量装置に利用できる。

１０ 大投入計量部
１９ 充填シュート
２０ 計量ホッパ本体
２１ 大投入計量ホッパ
２２ 集合シュート
２３ 補助シュート
２４ シュート開口部
２５ 隔離壁
３０ 小投入計量部
４１ ロスイン投入シュート
４２ ロスインホッパ
４４ 第４中投入計量ホッパ
５０ 中投入計量部
５０Ａ 第１中投入計量部
５０Ｂ 第２中投入計量部
５０Ｃ 第３中投入計量部
５０Ｄ 第４中投入計量部
６４ 第１中投入計量ホッパ
６５ 第２中投入計量ホッパ
６６ 第３中投入計量ホッパ
１００ パッカースケール

Claims (4)

1. 目標重量未満の被計量物が供給され、この被計量物の重量を計量し、計量後の被計量物を排出する大投入計量ホッパと、
   異なる比率となるように重量が調整された被計量物がそれぞれ供給され、前記大投入計量ホッパにより計量された被計量物の重量と目標重量との差に応じて行なわれる組合せ演算の結果に基づき前記被計量物を排出する複数の中投入計量ホッパと、
   前記目標重量と、前記大投入計量ホッパおよび前記中投入計量ホッパから排出される被計量物の重量との差を補うために、ロスイン計量を行いながら前記被計量物を排出するロスインホッパと、を備え、
   前記ロスインホッパは、前記大投入計量ホッパおよび前記中投入計量ホッパよりも、排出した被計量物の供給先に近い位置に配置される計量装置。
2. 前記ロスインホッパは、前記被計量物を収容するために前記供給先が備える開口部である、収容口近傍に配置される請求項１に記載の計量装置。
3. 排出された前記被計量物を集合させ、前記供給先に供給するための集合シュートをさらに備え、
   前記集合シュートは、前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物が前記ロスインホッパ内に侵入しないように、該ロスインホッパを隔離するための隔離壁を有する請求項１または２に記載の計量装置。
4. 前記集合シュートは、前記大投入計量ホッパおよび中投入計量ホッパそれぞれから排出された被計量物を集合させる第１集合シュートと、前記隔離壁により該第１集合シュートと隔てられ、前記ロスインホッパで排出された被計量物を前記供給先に導く第２集合シュートとから構成されている請求項３に記載の計量装置。

Images