JP2014032184A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被計量物を適切なタイミングで排出することができる計量装置を提供する。
【解決手段】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に基づき被計量物を排出する中投入計量ホッパ群と、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、ロスイン計量を行うロスインホッパ４２と、被計量物を集合させる集合シュート２２とを有し、集合シュート２２から排出される被計量物の排出タイミングを制御する分散シュート８０、第１、第２、第３ゲート８３、８４、８５、および第１、第２、および第３ゲート開閉制御部７５，７６，７７をさらに備える。
【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。

ところで、このように、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装置では、加算貯槽のかさ密度のばらつきにより投入重量差が生じる場合がある。そこで、この投入重量差を補正するために、一または複数の加算補助槽を備えた装置も開発されている（例えば、特許文献６）。

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装置も開発されている。例えば、この種の装置では、図１３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１３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。

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８−３１３３２７号公報

ところで、上述した従来技術のように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を行なって排出する構成の場合、図１３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、大計量ホッパと小計量ホッパとの間において被計量物の排出時間差が生じる。

そこで、被計量物を所定の容器などの供給先に送出する場合、上述した排出時間差を補正し、適切なタイミングで該供給先に被計量物が排出されることが求められる。

また、計量された被計量物を集合させ、排出する集合シュートの排出口や、供給先に被計量物を充填させるための充填口などの径が小さい場合、これら排出口または充填口近傍において被計量物の詰まりが生じる場合がある。このような被計量物の詰まりが生じると供給先への被計量物の受け渡しに時間がかかってしまうという問題もある。なお、ここで供給先への被計量物の充填とは、この被計量物を例えば容器等の供給先に収容することを意味する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被計量物を適切なタイミングで排出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。さらには、排出時に生じる被計量物の詰まりを防止し、供給先への被計量物の受け渡し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、前記大投入計量ホッパ、前記中投入計量ホッパ、および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、該被計量物の供給先に排出させるための集合シュートと、を有し、前記集合シュートにおける被計量物の排出口の下方に、該集合シュートから前記供給先に排出される被計量物の排出タイミングを制御する排出制御手段をさらに備える。

ここで、被計量物の供給先とは、例えば、計量後の被計量物が収容される容器、袋などが挙げられる。

上記した構成によると、前記大投入計量ホッパ、前記中投入計量ホッパ、前記ロスインホッパ、および前記集合シュートを備えた構成において、前記排出制御手段を備えるため、集合シュートで集合させられた被計量物を所望のタイミングで供給先に排出することができる。すなわち、本発明に係る計量装置は、被計量物を適切なタイミングで排出す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、前記排出制御手段は、前記排出口から排出される前記被計量物を一時保持したり、保持した被計量物を前記供給先に排出したりするために開閉する排出ゲートを備えるように構成されていてもよい。

上記した構成によると、排出制御手段は、排出ゲートを備えるため、この排出ゲートの開閉により被計量物の一時保持および排出を容易に行なうことができる。

本発明に係る計量装置は、上記した構成において、前記排出制御手段は、前記集合シュートから排出される被計量物を分散させて前記供給先に導くための複数の流路を有する分散シュートをさらに有し、前記分散シュートが有する複数の流路のうちの少なくとも１つは、前記排出ゲートを備えるように構成されていてもよい。

また、本発明に係る計量装置は、上記した構成において、前記分散シュートは、前記集合シュートにて集合させられた被計量物の一部を導くための第１流路と、該第１流路とは異なる方向に延設され、第１流路に導かれた被計量物を除く残余の被計量物を導くための第２流路とを備え、少なくとも第２流路が前記排出ゲートを備えるように構成されていてもよい。

上記した構成によると分散シュートを備えるため、集合シュートで集合させられた被計量物を適切に分散させて供給先に送出することができる。

また、分散シュートが第１流路と第２流路とを有し、少なくとも第２流路に排出ゲートを備えるため、第１流路と第２流路とによって被計量物を分散させて供給先に導くことができる。さらには、第１流路を介して供給先に導く被計量物と第２流路を介して供給先に導く被計量物とを異なるタイミングで供給先に排出することができる。

このため、例えば、第１流路を経由する被計量物が供給先に収容された後に、第２流路を経由する被計量物を供給先に収容させることができる。つまり、多段階で適切なタイミングにより被計量物を排出するように構成することができ、排出時に生じる被計量物の詰まりを防止し、供給先への被計量物の受け渡しにかかる時間を短縮す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、以上に説明したように構成され、被計量物を適切なタイミングで排出す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が備える大投入計量部の構成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２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に示すパッカースケール１００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。 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り、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。 本発明の実施形態に係るパッカースケールが備える集合シュートの集合シュート排出口の下方に配置された分散シュートと包装機が備える容器との間における、被計量物の充填処理に係る構成の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るパッカースケールの計量動作と、第１流路に備えられた第１ゲート、第２流路に備えられた第２ゲートおよび第３ゲートの開閉動作と、容器の移動動作との関係の一例を示すタイムチャートである。 本実施の形態の変形例に係るパッカースケールの一例を示した図である。 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。

なお、図３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４では、図２のパッカース１００をIIＢ−IIＢ視した図が示されている。

図１から図４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）に供給する被計量物（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、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、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から図４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第４中投入計量部５０Ｄの図示を省略している。

また、図２では、パッカースケール１００の大投入計量部１０の構成を理解し易くする趣旨で、パッカースケールの１００の大投入計量部１０の構成のみを図示している。

なお、パッカースケール１００の左側に配置される中投入計量部５０の主要部（後述の第１、第２および第３中投入計量部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）の構成は、図５において図示されている。また、パッカースケール１００の右側に配置される第４中投入計量部５０Ｄおよび小投入計量部３０の構成は、図６において図示されている。また、パッカースケール１００の制御系の一例は、図７において図示されている。

（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の構成について上述した図１から図４を参照しながら説明する。

大投入計量部１０は、鉛直方向に立設するサービスホッパ２０と、サービスホッパ２０の下方に配された大投入計量ホッパ２１と、を備える。

サービスホッパ２０は、パッカースケール１００の中央部に配され、供給部２０Ａと排出部２０Ｂとを備える。

サービスホッパ２０の上端部１１には、図４に示すように、被計量物供給用の円形の供給口１２が形成されており、この供給口１２を介して被計量物が、サービスホッパ２０内に投入される。

サービスホッパ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、この排出口からサービスホッパ２０外（すなわち、大投入計量ホッパ２１内）に排出される。

但し、サービスホッパ２０の排出口から被計量物を排出しない場合（サービスホッパ２０内に被計量物を一時保持する場合）、この排出口を、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、前後方向それぞれに２分されるように動く。大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂの開度は、図７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。

このようにして、サービスホッパ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、サービスホッパ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。

つまり、指示制御器７１は、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。より具体的には、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂは、大投入計量ホッパ２１に被計量物を投入する際、目標重量ＭＴおよび単位時間当たりに落下する被計量物重量に応じて設定されるゲート開放時間だけゲートを開放するように構成される。この場合、大投入計量部１０は、大投入計量ホッパ２１に被計量物を投入する際、まず、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂに設定されたゲート開放時間の間、当該カットゲート１５Ａ、１５Ｂを開き、大投入計量ホッパ２１に被計量物を投入する。ゲート開放時間経過後、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂはゲートを閉鎖する。そして、大投入計量部１０では、被計量物の投入後、所定の計量安定待ち時間経過後に後述する大投入計量ホッパ２１内の被計量物の重量を計量して、組み合わせ演算を行うように構成されている。

大投入計量ホッパ２１は、目標重量未満の被計量物がサービスホッパ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、大投入計量ホッパ本体２１Ａと大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂとを備え、サービスホッパ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により支持されている。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。

なお、大投入計量ホッパ２１の下方には、各計量ホッパにおいて計量された、計量後の被計量物を包装機に排出するための排出シュートが設けられている。この排出シュートは、図１に示すように、集合シュート２２と、この集合シュート２２の排出口である集合シュート排出口２３の下方に配置され、二股に分岐した分散シュート８０とから構成されている。なお、分散シュート８０の構成についての詳細は後述する。また、図１では集合シュート排出口２３を明確とするために、その位置を破線で図示している。

大投入計量ホッパゲート１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ、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、リンク部が、ロータリアクチュエータ１７の駆動力を用いて左右に２分されるように移動する。

また、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指示制御器７１が計量することができるように構成されている。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３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３、および図７に加え、図５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。

第１中投入計量部５０Ａは、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、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、サービスホッパ２０の左側面に接続される中継部６０と、この中継部６０の下端部において前側に分岐した第１中投入分岐部６０Ａとを介して、サービスホッパ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、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おり、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。ロータリアクチュエータ５１の駆動は、図７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。

より具体的には、第１中投入カットゲート５４は、対応する第１中投入計量ホッパ６４に被計量物を投入する際、上記目標重量および単位時間当たりに落下する被計量物重量に応じて設定されるゲート開放時間だけゲートを開放するように構成される。この場合、第１中投入計量ホッパ６４に被計量物を投入する際、まず、対応する第１中投入カットゲート５４に設定されたゲート開放時間の間、当該第１中投入カットゲート５４を開き、第１中投入計量ホッパ６４に被計量物を投入する。ゲート開放時間経過後、第１中投入カットゲート５４はゲートを閉鎖する。被計量物の投入後、所定の計量安定待ち時間経過後に、後述するように被計量物が投入された中投入計量ホッパ６４内の被計量物の重量を計量して、組み合わせ演算を行う。

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。

第１中投入計量ホッパ６４は、パッカースケール１００の架台（不図示）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分散シュート８０を介して、包装機が備える容器２９に送られる。

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。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。なお、駆動装置はロータリアクチュエータ５７に限定されるものではない。例えば、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、上記した図１、図３、および図７に加えて図６を参照しながら詳しく説明する。図６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。

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、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、小投入分岐部４０Ａの下端に配置され、その下端部４１Ｂが、ロスインホッパ４２の真上に至るように配置されている。サービスホッパ２０の右側面に接続される中継部４０と、この中継部４０の下端部において後側に分岐した小投入分岐部４０Ａとを介して、サービスホッパ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、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おり、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。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、集合シュート２２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、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、集合シュート２２に供給される。ロータリアクチュエータ３５の駆動は、図７に示すように、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、ロードセルＬＣ８により支持されている、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。

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集合シュート２２に送ることができる。

（排出シュート）
次に、本実施の形態に係るパッカースケール１００が備える排出シュートの構成について説明する。図１に示すように排出シュートは、集合シュート２２と分散シュート８０（第１流路８１および第２流路８２）とを備えてなる構成である。第１流路８１は、当該第１流路８１を経由して包装機が保持する容器２９へと排出される被計量物の排出タイミングを制御するための第１ゲート（排出ゲート）８３を備えている。第２流路８２は、当該第２流路８２を経由して包装機が備える容器２９へと排出される被計量物の排出タイミングを２段階で制御するための第２ゲート（排出ゲート）８４および第３ゲート（排出ゲート）８５を備えている。これら、第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５の開閉制御は、指示制御器７５からの制御指示に基づき、後述する第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７によって実行される。分散シュート８０、第１ゲート８３、第２ゲート８４、第３ゲート８５、第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７によって本発明の排出制御手段を実現する。

上述した大投入計量ホッパ２１、中投入計量部５０、および小投入計量部３０から排出される被計量物は、集合シュート２２上を滑り落ちて一緒になる。そして、一緒になった被計量物のうちの約１／２が第１流路８１に、残りの約１／２が第２流路８２に送出され、第１流路８１および第２流路８２それぞれの排出口（第１排出口（充填口）８１Ａおよび第２排出口（充填口）８２Ａ）から包装機が備える容器２９へと送られる。なお、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、分散シュート８０が備える第１排出口８１Ａおよび第２排出口８２Ａが、容器２９への被計量物の充填口に相当するがこれに限定されるものではない。例えば、これら第１、第２排出口８１Ａ、８２Ａと容器２９との間において、分散シュート８０で導かれた被計量物を該容器２９内に導入するようにさらに充填用流路が設けられた構成の場合は、この充填用流路の排出口が本発明の充填口に相当することとなる。

第１流路８１および第２流路８２を介して実施される被計量物の排出処理の詳細については後述する。

（計量制御に係る構成）
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７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、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、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、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、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。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おり、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、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、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。

（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８および図９を参照して以下に説明する。図８および図９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。

まず、作業者が、被計量物を供給口１２からサービスホッパ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、その自重によりサービスホッパ２０の下方に向かって落下し、サービスホッパ２０内に堆積する。サービスホッパ２０内の被計量物が、所定の鉛直高さＨ（図１参照）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５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６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、サービスホッパ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、大投入計量部１０では、大投入カットゲート１５Ａ、１５Ｂが、サービスホッパ２０の排出口を開放させるように動く。すると、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、サービスホッパ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の開度およびサービスホッパ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、指示制御器７１は、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、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、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８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、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、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、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、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、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、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。

（パッカースケールにおける排出制御）
ところで、集合シュート２２で集合させられた被計量物を、包装機が備える容器２９内に充填させる場合、集合シュート２２の排出口である集合シュート排出口２３や、容器２９内に充填するための充填口は容器等の形状に起因して、集合シュート２２の上端部の口径よりもかなり小さくなる。このため、集合シュート２２で集合させられた被計量物は、集合シュート排出口２３および充填口近傍で詰まってしまう場合がある。このように、被計量物が詰まってしまうと容器２９への被計量物の充填に大きく時間がかかってしまう。つまり、パッカースケール１００から包装機への被計量物の受け渡しに大きく時間がかかってしまう。

そこで、本実施の形態に係るパッカースケール１００は、その特徴的な構成として、以下に示すように、集合シュート排出口２３の下方に、被計量物を容器２９に充填するタイミングを調整するためのゲート（第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５）を有する分散シュート８０をさらに設けた構成となっている。

以下に、分散シュート８０を介して容器２９に被計量物を充填する充填処理について、図１０および図１１を参照してより具体的に説明する。

本実施の形態に係るパッカースケール１００では、上述したように集合シュート排出口２３の下方に、第１流路８１および第２流路８２からなる分散シュート８０が配置されている。

すなわち、分散シュート８０は、図１または図１０に示すように、集合シュート排出口２３からパッカースケール１００の左下方向に延設した筒状の流路である第１流路８１と、右下向に延設した筒状の流路である第２流路８１とを備えた、二股に分かれた形状をしている。

そして、第１流路８１の端部、すなわち第１排出口８１Ａの真下には、該第１排出口８１Ａの開閉を行なう第１ゲート８３が備えられている。また、第２流路８２の中間位置には第２流路８２の筒内を開閉する第２ゲート８４と、第２流路８２の端部、すなわち第２排出口８２Ａの真下には、該第２排出口８２Ａの開閉を行なう第３ゲート８５とが備えられている。

第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５それぞれは、第１流路８１および第２流路８２それぞれの断面を塞ぐように形成された板であり、水平方向に移動することで第１流路８１および第２流路８２における開閉動作を行う。

より具体的には、これら第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５それぞれによる第１流路８１および第２流路８２の開閉動作は以下のようにして実施される。

すなわち、包装機が備える容器２９が第１流路８１の真下に配置されたとき、その旨を伝える通知を、包装機から指示制御器７８が受信する。指示制御器７８は、包装機からの通知に応じて、第１ゲート開閉制御部７５に第１ゲート８３を開くように指示するとともに、第２ゲート開閉制御部７６に第２ゲートを開くように指示する。

指示制御器７８からの指示に応じて、第１ゲート開閉制御部７５は、第１ゲート８３を水平方向に移動させて第１流路８１の第１排出口８１Ａを開く。同様に、第２ゲート開閉制御部７６も、第２ゲート８４を水平方向に移動させて第２流路８２の塞いでいた中間位置を開放させる。

これにより、第１流路８１内に導かれていた被計量物は容器２９に充填され、同時に第２流路８２に導かれ、該第２流路８２の中間位置でせき止められていた被計量物は第２流路８２の第２排出口８２Ａまで移動することができる。

以上のように、第１流路８１を介して容器２９に被計量物が充填されるとともに、第２流路８２の中間位置でせき止められていた被計量物が第２排出口８２Ａまで移動すると、指示制御器７８は、第１ゲート開閉制御部７５に第１ゲート８３を閉じるように指示するとともに、第２ゲート開閉制御部７６に第２ゲート８４を閉じるように指示する。この指示制御器７８からの指示に応じて、第１開閉制御部７５は、第１排出口８１Ａを塞ぐように第１ゲート８３を水平方向に移動させるとともに、第２開閉制御部７６は、第２流路８２の略中間位置を塞ぐように第２ゲート８４を水平方向に移動させる。

なお、第１流路８１および第２流路８２それぞれにはパッカースケール１００から排出された被計量物のうちの約半分ずつが導かれるようになっている。そして、第１流路８１の第１排出口８１Ａから容器２９へ被計量物を排出するまでに必要な時間（ｔ２）、もしくは第２流路８２の中間位置から第２排出口８２Ａまで被計量物が移動に必要な時間（ｔ２）は予め分かっている。そこで、指示制御器７８は、容器２９への被計量物の排出開始時点からの経過時間を計測し、該時間（ｔ２）に到達したら、上述した第１ゲート８３および第２ゲート８４をそれぞれ閉じるように第１ゲート開閉制御部７５および第２ゲート開閉制御部７６それぞれに指示を出す。

なお、図１１に示すように、本実施形態では、第１流路８１の第１排出口８１Ａから容器２９へ被計量物を充填（排出）するまでに必要な時間と、容器２９が停止している時間とは同じ時間（ｔ２）となるものとして説明する。

さらに、第１流路８１の第１排出口８１Ａから容器２９へ被計量物を充填（排出）するまでに必要な時間と、第２流路８２の中間位置から第２排出口８２Ａまで被計量物が移動に必要な時間とも同じ時間（ｔ２）となるものとして説明している。しかしながら、両者の時間が異なっていてもよい。もし、両者の時間が異なっている場合、指示制御器７８は、遅い方の時間を基準にして、第１ゲート８３および第２ゲート８４を閉じるように指示する構成であってもよい。あるいは、第１流路８１の第１排出口８１Ａから容器２９へ被計量物を充填（排出）するまでに必要な時間の経過後に第１ゲート８３を閉じ、第２流路８２の略中間位置から第２排出口８２Ａまで被計量物が移動するのに必要な時間の経過後に第２ゲート８４を閉じるように構成されていてもよい。

次に、第１流路８１を介して被計量物が充填された容器２９が第２流路８２の真下位置まで移動すると、指示制御器７８は、第３ゲート開閉制御部７７に第３ゲート８５を開くように指示する。なお、第１流路８１の第１排出口８１Ａの真下位置から第２流路８２の第２排出口８２Ａの真下位置まで容器２９が移動するのに要する時間（ｔ４）は予め分かっている。そこで、指示制御器７８は、容器２９への被計量物の充填（排出）が完了した時点からの経過時間を計測し、該時間（ｔ４）に到達したら、上述した第３ゲート８５を開くように第３ゲート開閉制御部７７に指示を出す。

指示制御器７８からの指示に応じて、第３ゲート開閉制御部７７は、第３ゲート８５を水平方向に移動させて第２流路８２の第２排出口８２Ａを開く。これにより、第２流路８２に導かれた被計量物が容器２９に充填され、結果的に、パッカースケール１００で計量され、集合シュート２２にて集合させられた被計量物の全てが容器２９に充填されることとなる。

次に図１１を参照して、上述した分散シュート８０と容器２９との間における、被計量物の排出処理について、パッカースケール１００の計量動作と、第１ゲート８３、第２ゲート８４および第３ゲート８５の開閉動作と、容器２９の移動動作とを対応づけてより詳細に説明する。

まず、パッカースケール１００は上述したように複数の計量パッカーを備え、それぞれで投入から排出までの時間が異なっていた。そこで図１１では、説明を簡便化するため、大投入計量部１０、中投入計量部５０、および小投入計量部３０のうち、もっとも被計量物の投入、計量および排出に時間がかかる計量部を代表させて、パッカースケール１００の動作を示すものとする。また、排出として示す期間（ｔ０）は、計量ホッパ内に保持されている被計量物が該計量ホッパ内から出始めるタイミングから全て出てしまうタイミングまでの間であって、容器２９にすべての被計量物が排出され、収容される期間を含むものではない。

図１１に示すように、パッカースケール１００における計量部への被計量物の投入・計量（ｔ１）と被計量物の排出（ｔ０）とを合わせた期間がパッカースケール１００の動作サイクルとなる。また、容器２９が第１流路８１の真下で停止している時間（ｔ２）、第１流路８１から第２流路８２の真下位置まで移動する時間（ｔ４）、第２流路８２の真下で停止している時間（ｔ２）と、をあわせた期間が包装機における容器充填サイクルとなる。

まず、パッカースケール１００が被計量物を排出している期間（ｔ０）では、第１ゲート８３および第２ゲート８４は、閉じられた状態にあるため、パッカースケール１００から排出された被計量物のうちの、約半分が第１排出口８１Ａに、残りの約半分が第２流路８２の略中間位置で保持される。

また、容器(容器Ａ)２９が第１排出口８１Ａの真下に配置されたタイミングで第１ゲート８３および第２ゲート８４を開くように第１ゲート開閉制御部７５および第２ゲート開閉制御部７６は動作する。そして、指示制御部７８からの指示に応じて、第１ゲート開閉制御部７５は、ｔ２経過後に第１ゲートを閉じるように動作し、第２ゲート開閉制御部７６は、ｔ２経過後に第２ゲートを閉じるように動作する。

これにより、パッカースケール１００において排出された被計量物のうちの、約半分が第１排出口８１Ａから容器２９に充填される。また、残りの約半分が第２流路８２の中間位置から第２流路の第２排出口８２Ａで保持される。

また、ｔ２の間、第１流路８１の真下位置で停止していた容器２９は、包装機によって第２流路８２の真下位置に移動させられる（ｔ４）。

また、第１流路８１から導かれた被計量物の容器２９への充填（排出）が完了してからｔ４の時間、すなわち容器２９の移動に要する時間が経過すると、第３ゲート開閉制御部７７は、指示制御部７８からの指示に応じて、第３ゲート８５を水平移動させて第２流路８２の第２排出口８２Ａを開放させた状態とする。

これにより、パッカースケール１００において排出された被計量物のうちの、残りの約半分が第２排出口８２Ａから容器２９に充填される。

以上のように、本実施の形態に係るパッカースケール１００は、第１ゲート８３、第２ゲート８４、第３ゲート８５、第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７を備えるため、パッカースケール１００から排出された被計量物を所望のタイミングで適切に容器２９に充填させることができる。

また、集合シュート２２の下に分散シュート８０を設け、容器２９に充填させる被計量物を分散させることができる。このため、集合シュート２２で集合させられた被計量物が、集合シュート２２の集合シュート排出口２３および容器２９への充填口近傍で詰まってしまうことを防ぐことができる。このため、パッカースケール１００から包装機への被計量物の受け渡しにかかる時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態に係るパッカースケール１００では、分散シュート８０の第１流路８１に第１ゲート８３を、第２流路８２に第２ゲート８４および第３ゲート８５を備える構成であったがゲートの配置はこれに限定されるものではない。

例えば、上述したようにパッカースケール１００では、包装機からの指示に応じて、各計量部から被計量物の排出を行うように構成されていた。このため、パッカースケール１００の被計量物の排出開始時点には容器２９を第１流路８１の真下に配置できるように構成されている場合、第１流路８１に備えた第１ゲートを省略することができる。

また、本実施の形態に係る分散シュート８０は、第１流路８１と第２流路８２との２又に分岐する構成であったが、この構成に限定されるものではない。例えば、さらに第３分岐部を備え、パッカースケール１００から排出された被計量物を第１流路８１、第２流路８２、および第３分岐部それぞれに分散させて導き、それぞれの分岐部の排出口（充填口）から異なるタイミングで容器２９に被計量物を排出するように構成してもよい。

（変形例）
上記したパッカースケール１００では、集合シュート２２の下方に分散シュート８０を設け、分散シュート８０に第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５を備えた構成であった。さらには、上記した第１ゲート８３、第２ゲート８４、および第３ゲート８５による開閉動作を制御する第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７を備えた構成であった。

このパッカースケール１００の構成において、分散シュート８０、第１ゲート８３、第２ゲート８４、第３ゲート８５、第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７の代わりに、集合シュート２２（集合シュート排出口２３）の下方に排出ホッパ８６を備えた構成としてもよい（図１２参照）。換言すると、本発明の排出制御手段として排出ホッパ８６を備えた構成としてもよい。

以下において、本実施の形態に係るパッカースケール１００の変形例として、排出ホッパ８６を備えたパッカースケール１００について説明する。

なお、分散シュート８０、第１ゲート８３、第２ゲート８４、第３ゲート８５、第１ゲート開閉制御部７５、第２ゲート開閉制御部７６、および第３ゲート開閉制御部７７の代わりに排出ホッパ８６を備える点を除き、それ以外の構成は上記した本実施の形態に係るパッカースケール１００と同様である。このため、排出ホッパ８６以外の部材についての説明は省略する。

排出ホッパ８６は、集合シュート排出口２３の下方に設けられ、集合シュート２２で集合された被計量物の容器２９への排出タイミングを調整するものである。より具体的には、図１２に示すように排出ホッパ８６は、上述した大投入計量ホッパ２１と同様な構成をしているホッパとして実現することができる。

すなわち、排出ホッパ８６は、排出ホッパ本体８６Ａと一対の排出ホッパゲート８８Ａ、８８Ｂ（排出ゲート）とを備え、集合シュート２２で集合させられた被計量物を一時保持し、その下方に配置された充填口８９を介して容器２９へ被計量物を排出する。

排出ホッパゲート８８Ａ、８８Ｂはそれぞれ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、排出ホッパゲート８８Ａ、８８Ｂが、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８７の駆動力を用いて移動する。

ロータリアクチュエータ８７の駆動は、指示制御器７８により制御されている。すなわち、指示制御器７８が、包装機からの被計量物の排出許可信号を受け取ると、排出ホッパ８６の排出口が開放されるように排出ホッパゲート８８Ａ、８８Ｂを制御し、計量後の被計量物を、充填口８９を介して容器２９に充填（排出）する。

以上のように、排出ホッパ８６を備えることにより、パッカースケール１００の各計量部で計量され排出された被計量物を集合シュート２２からまとめて、適切なタイミングで容器２９に向かって排出することができる。

また、上記実施形態においては、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に投入する被計量物の量を、対応する、第１、第２、第３、および第４カットゲート５４、５５、５６、および３７のゲート開放時間で制御する態様について説明したが、これに限られない。例えば、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への被計量物の投入制御態様として、被計量物を投入しながらこれら第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それぞれでの、該被計量物の重量を計量することにより制御する態様を採用してもよい。例えば、第１、第２、第３、および第４カットゲート５４、５５、５６、および３７の開放中に、所定時間間隔ごとに第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内の被計量物の重量を計量し、これによって得られた複数の計量値から目標重量に到達する時間を予測する。例えば、複数の計量値に移動平均等の平滑化処理を行うことにより、計量重量の経時変化の割合が求められ、当該割合から目標重量に到達する時間が演算により求められる。このようにして予測された目標重量に到達する時間に基づいて第１、第２、第３、および第４カットゲート５４、５５、５６、および３７の閉鎖制御が行われる。なお、このような場合でも、最終的には第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それぞれに投入された被計量物の重量を計量安定待ち時間経過後に再度、正確に計量する。

また上記実施形態のように、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への被計量物の投入制御をゲート開放時間のみで制御する場合、被計量物の粘性の変化や外部の衝撃等の影響により投入される被計量物の重量には比較的大きなばらつきが生じることがある。これに対し、投入中の被計量物の重量に基づいて被計量物の投入制御を行う構成の場合、被計量物の投入重量のばらつきを抑え、計量装置全体の処理速度を落とすことなく高精度な計量を行うことができる。

また、大投入計量ホッパ２１への被計量物の投入制御についても、上記実施形態のようゲート開放時間のみで制御する構成に限定されるものではない。上記した第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への被計量物の投入制御と同様に計量物を投入しながら大投入計量ホッパ２１での、該被計量物の重量を計量することにより制御する態様を採用してもよい。

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、容器２９に対して適切なタイミングで被計量物を充填させることができる。さらには、集合シュート２２の集合シュート排出口２３または容器２９への充填口近傍において被計量物が詰まることを防止することができる。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２９に充填する計量装置において広く利用できる。

２１ 大投入計量ホッパ
２２ 集合シュート
２３ 集合シュート排出口
２９ 容器
４２ ロスインホッパ
４４ 第４中投入計量ホッパ
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
７５ 第１ゲート開閉制御部
７６ 第２ゲート開閉制御部
７７ 第３ゲート開閉制御部
７８ 指示制御器
８０ 分散シュート
８１ 第１流路
８１Ａ 第１排出口
８２ 第２流路
８２Ａ 第２排出口
８３ 第１ゲート
８４ 第２ゲート
８５ 第３ゲート
８６ 排出ホッパ
８８Ａ 排出ホッパゲート
８８Ｂ 排出ホッパゲート
８９ 充填口
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、
   前記大投入計量ホッパ、前記中投入計量ホッパ、および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、該被計量物の供給先に排出させるための集合シュートと、を有し、
   前記集合シュートにおける被計量物の排出口の下方に、該集合シュートから前記供給先に排出される被計量物の排出タイミングを制御する排出制御手段をさらに備える計量装置。
2. 前記排出制御手段は、
   前記排出口から排出される前記被計量物を一時保持したり、保持した被計量物を前記供給先に排出したりするために開閉する排出ゲートを備える請求項１に記載の計量装置。
3. 前記排出制御手段は、
   前記集合シュートから排出される被計量物を分散させて前記供給先に導くための複数の流路を有する分散シュートをさらに有し、
   前記分散シュートが有する複数の流路のうちの少なくとも１つは、前記排出ゲートを備える請求項２に記載の計量装置。
4. 前記分散シュートは、前記集合シュートにて集合させられた被計量物の一部を導くための第１流路と、該第１流路とは異なる方向に延設され、第１流路に導かれた被計量物を除く残余の被計量物を導くための第２流路とを備え、
   少なくとも第２流路が前記排出ゲートを備える請求項３に記載の計量装置。

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