JP5352385B2

JP5352385B2 - 組合せ秤

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Publication number: JP5352385B2
Application number: JP2009202007A
Authority: JP
Inventors: 勝三川西
Original assignee: 勝三川西
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-09-01
Also published as: JP2011053073A

Description

本発明は組合せ秤に関し、特に被計量物の載せ降しを手作業で行う手動式の組合せ秤に関する。

組合せ秤は、小分けされた被計量物を組み合わせて一定重量の被計量物を生成する装置である。例えば、目標となる重量が１００グラムであるとする。このとき、２０〜３０グラムの被計量物を複数の計量台又は計量ホッパに供給すると、各被計量物の正確な重量が計量され、合計重量が１００グラムとなる被計量物の組合せが選択される。そして、選択された被計量物を取り出して集めれば１００グラムの被計量物が出来上がる。これが組合せ秤量の原理であり、このような演算を組合せ演算と呼んでいる。

以上のような組合せ秤は、被計量物の供給方法や排出方法によって、自動式、半自動式、及び手動式に分けることができる。このうち、手動式の組合せ秤は、被計量物の供給や排出を作業者の手作業によって行うものであって（例えば、特許文献１参照）、生肉など計量台や計量ホッパに張り付きやすく機械では供給や排出が困難な被計量物の秤量に有効である。

特開平３−２５１７２５号公報

上述した組合せ秤量の原理から理解できるように、選択可能な被計量物の数が増えれば、組合せ精度（組合せの成立する確率が高いこと、又は、目標となる重量に近い組合せが成立しやすいこと）が向上する。選択可能な被計量物の数を増やすには、計量台の数を増やすのが直接的な解決策となるが、計量台の数が増えると装置自体の大きさが大きくなるため、設置スペースや製造コストの問題が生じる。一方、被計量物によっては、その大きさが計量台の大きさに比べて小さい場合もあり、この場合には計量台上に使用していないスペースが生じることになり、必ずしも計量台上のスペースが有効に使用されているとは言えなかった。

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あって、計量台に生じる空きスペースを有効に活用できる手動式の組合せ秤を提供することを目的としている。

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あって、本発明に係る組合せ秤は、被計量物の載せ降ろしを手作業で行う手動式の組合せ秤であって、被計量物が載置される複数の計量台と、前記計量台に載置された被計量物の重量に対応する荷重信号を生成する計量部と、前記計量部によって生成された前記荷重信号に基づいて前記計量台に載置された被計量物の重量を算出する演算制御部と、を備え、前記演算制御部は、前記計量台に少なくとも一の被計量物が先に載置された状態でさらに追加の被計量物が前記計量台に載置されたとき、前記追加の被計量物が載置されたときに増加した重量に基づいて前記追加の被計量物の重量を算出し、前記追加の被計量物を含む前記各計量台に載置された被計量物の中から、合計重量が所定重量範囲内の組合せとなる被計量物を選択する組合せ演算を行う。かかる構成によれば、１つの計量台で複数の被計量物の重量を計量できるため、被計量物が小さい場合には１つの計量台に複数の被計量物を供給することで、組合せ演算の際に選択可能な被計量物の数を増やし、組合せ精度を向上させることができる。

また、上記の組合せ秤において、前記計量台に先に載置された被計量物の重量の算出が完了したとの判定又は前記算出が可能であるとの判定がされたとき、その計量台へ追加の被計量物の載置が可能であることを通知するようにしてもよい。かかる構成によれば、計量中である計量台に追加の被計量物を載せるのを防止できるため、誤計量を避けることができる。

また、上記の組合せ秤において、前記組合せ演算によって選択された被計量物が載置されている計量台に前記組合せ演算によって選択された被計量物とは異なる他の被計量物が載置されており、かつ、その計量台から前記他の被計量物が取り降ろされたとき、取り違いであることを通知するようにしてもよい。かかる構成によれば、取り違いがあった場合には、作業者に通知されることから、誤った組合せ作業が行われるのを防止することができる。

また、上記の組合せ秤において、前記他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定は、被計量物が取り降ろされたときに減少した重量と、前記選択された被計量物の重量とを対比することにより行われるように構成してもよい。かかる構成によれば、他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定を容易に行うことができる。

また、上記の組合せ秤において、前記他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定は、取り降ろされた被計量物が載置されていた位置を検出し、該取り降ろされた被計量物が載置されていた位置と、前記組合せ演算によって選択された被計量物が載置されていた位置とを対比することにより行われるように構成しても良い。かかる構成によれば、取り降ろされた被計量物が載置されていた位置を実際に検出するため、他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定を正確に行うことができる。

また、上記の組合せ秤において、前記計量部は一の計量台をそれぞれ異なる位置で支持する複数のロードセルから成り、前記各ロードセルはそれぞれが受けた荷重に対応する部分荷重信号を生成し、前記計量部は、前記部分荷重信号に基づいて前記荷重信号を生成し、前記演算制御部は、前記荷重信号に基づいて前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置を算出し、前記取り降ろされた被計量物が載置されていた位置の検出は、被計量物が取り降ろされる前における前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置と、被計量物が取り降ろされる後における前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置とを対比することにより行われるように構成しても良い。このように重心位置によって他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定を行うようにすれば、重心位置の算出は重量を算出するロードセルを用いて行うことができるため、重量の算出と重心位置の算出に異なる装置を用いる必要がなく、組合せ秤の構造を単純化することができる。

また、上記の組合せ秤において、前記計量部は前記計量台に載置された被計量物の荷重によって生じるモーメントに対応するモーメント信号を生成し、前記演算制御部は、前記計量部によって生成された荷重信号及び前記モーメント信号に基づいて、前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置を算出し、前記取り降ろされた被計量物が載置されていた位置の検出は、被計量物が取り降ろされる前における前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置と、被計量物が取り降ろされる後における前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置とを対比することにより行われるように構成してもよい。かかる構成によれば、ロードセルの数を増やすことなく、被計量物の重心位置を算出することができるため、組合せ秤の構造をより単純化することができる。

本発明によれば、１つの計量台で複数の被計量物の重量を計量できるため、被計量物が小さい場合には１つの計量台に複数の被計量物を供給することで、組合せ演算の際に選択可能な被計量物の数を増やし、組合せ精度を向上させることができる。よって、本発明によれば、計量台に生じる空きスペースを有効に活用できる手動式の組合せ秤を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る組合せ秤の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る組合せ秤のブロック図である。本発明の第１実施形態に係る被計量物の重量を計量するときのフロー図である。本発明の第１実施形態に係る計量台に被計量物の載置が可能であることを通知するときのフロー図である。本発明の第１実施形態に係る取り違いを通知するフロー図である。本発明の第２実施形態に係る計量部の概念を示した斜視図である。本発明の第２実施形態に係る組合せ秤のブロック図である。本発明の第２実施形態に係る被計量物の重量を計量するときのフロー図である。本発明の第２実施形態に係る計量台に被計量物の載置が可能であることを通知するときのフロー図である。本発明の第３実施形態に係る計量部の側面図である。本発明の第３実施形態に係る組合せ秤のブロック図である。

本発明に係る実施形態について、図を参照しつつ以下に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る組合せ秤１００の構成について説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る組合せ秤１００は、本体部１と、計量台２と、計量部３と、表示ランプ４と、制御ユニット５とを備えている。さらに、図２に示すように、上記の制御ユニット５は、入力表示部６と、演算制御部７と、記憶部８とを有している。以下、これらの構成要素について順に説明する。なお、以下では、図１に示す組合せ秤１００において、制御ユニット５が位置する方向を「前」とし、これとは反対の方向を「後」とし、後ろから前を見たときの右を単に「右」とし、後ろから前を見たときの左を単に「左」として説明する。また、左右方向中央側を「内側」、左右方向外側を単に「外側」として説明する。

本体部１は、計量台２など他の構成要素を支持したり固定したりする部分である。本実施形態に係る本体部１は、左右方向中央において前後方向に延在する中央フレーム９と、中央フレーム９に平行で右側に位置する右フレーム１０と、中央フレーム９に平行で左側に位置する左フレーム１１と、本体部１の底部分に位置する土台部１２とを有している。中央フレーム９の上面、右フレーム１０の上面、及び左フレーム１１の上面にはそれぞれ複数の表示ランプ４が設けられている。

計量台２は、被計量物が載置される部分である。本実施形態に係る計量台２は、中央フレーム９の左側に６箇所、中央フレーム９の右側に６箇所、合計１２箇所に配置されている。計量台２の上面には、前後方向に伸びて断面が上方に突出する境界部１３が形成されており、この境界部１３によって計量台２の上面は内側と外側の２つの領域に区分されている。作業者は、被計量物が大きい場合には内側と外側の両区域にまたがるようにして被計量物を計量台２に載せ、被計量物が小さい場合には内側と外側のそれぞれの区域に被計量物を載せる。

計量部３は、計量台２に載置された被計量物の重量に対応する荷重信号Ｓｗを生成する装置である。計量部３は、１２箇所に位置する計量台２のそれぞれに対応して設けられている。計量部３は、図示しないロードセルを有しており、このロードセルが発生する電気信号に基づいて荷重信号Ｓｗを生成する。計量部３によって生成された荷重信号Ｓｗは演算制御部７に送信される。

表示ランプ４は、作業者に各種の通知を行うための装置である。本実施形態に係る表示ランプ４は、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する載置可能通知、組合せ演算によって選択された被計量物を通知する選択表示通知、及び被計量物に取り違いがあったことを通知する取り違い通知の各通知などを行う。表示ランプ４は、中央フレーム９の上面、右フレーム１０の上面、及び左フレーム１１の上面において、各計量台２の内側の区域及び外側の区域に対応するようにして配設されている。表示ランプ４は、演算制御部７が送信する作動信号に基づいて作動する。また、本実施形態に係る表示ランプ４は内蔵されたＬＥＤが発する光の合成により青、緑、黄、赤、白、オレンジ、及び紫の７色での点灯が可能である。

入力表示部６は、組合せ演算の条件などを入力し、また、演算結果等の表示を行う装置である。本実施形態に係る入力表示部６には、タッチパネルが採用されている。入力表示部６は、入力されたデータに対応する入力データ信号を演算制御部７に送信し、また、演算制御部７から送信された画像表示信号に対応する画像を表示する。

演算制御部７は、ＣＰＵ等からなり、組合せ秤１００全体の制御や組合せ演算などを行う装置である。また、演算制御部７は、入力表示部６を介して取得したデータや自ら算出したデータを記憶部８に記憶させることができる。その他、演算制御部７によって遂行される主な動作については後述する。

記憶部８は、コンピュータの内部メモリからなり、各種のデータを蓄積する装置である。上述したように、記憶部８には、演算制御部７から送信された各種データを蓄積するとともに、必要により、蓄積した各種データが演算制御部７によって取り出される。

次に、図３〜図５を参照し、組合せ秤１００の作動について説明する。ここでは、計量台２の内側と外側に被計量物を載せて組合せ秤量を行う場合について説明する。以下で説明する動作は、演算制御部７の制御によって遂行される。なお、被計量物の数は複数の独立した固体から成るものであっても、全体をひとかたまりとして計量台２に載せ降ろしする場合には１つと数えることとする。例えば、被計量物が「数の子」であるとき、数の子を３本ずつ計量台２に載せ降ろしする場合は、この３本の数の子を１つの被計量物とする。

はじめに、図３を参照して被計量物の重量を計量する動作について説明する。まず、新たに被計量物が計量台２に載せられたか否かを判定する（ステップＳ１）。計量部３からの荷重信号Ｓｗが増える方向に（例えば荷重に換算して８グラム以上）変動した場合には、新たに被計量物が計量台２に載せられたと判定することができる。新たに被計量物が計量台２に載せられたと判定した場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。新たに被計量物が計量台２に載せられていないと判定した場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１を繰り返して待機する。なお、新たに載せられた被計量物の荷重が確定する前であっても、上記の判定は可能である。

続いて、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であるか否かを判定する（ステップＳ２）。つまり、新たに被計量物を載せる前に、同じ計量台２に他の被計量物が載っていたか否かを判定する。後述するように、記憶部８には被計量物の重量とともにその被計量物が載せられた位置が記憶されているため、被計量物の重量に関するデータを記憶部８から取り出して同じ計量台２に他の被計量物が載っているかを確認すれば、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であるか否かを判定することができる。

続いて、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であると判定した場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、計量台２に載せられている被計量物の全重量を算出し、この全重量から先に載せられていた被計量物の重量を差し引いた重量を、新たに載せられた被計量物の重量とする（ステップＳ３）。そして、先に載せられていた被計量物とは異なる位置に新たな被計量物が載せられたと判断する（ステップＳ４）。例えば、記憶部８に記憶されているデータによれば、先に載せられていた被計量物が計量台２の外側に載せられていることがわかれば、新たな被計量物は計量台２の内側に載せられたと判断する。

一方、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物ではないと判定した場合には（ステップＳ２でＮＯ）、計量台２に載せられた被計量物の全重量を算出し、その全重量を新たに載せられた被計量物の重量とする（ステップＳ５）。そして、新たに載せられた被計量物は、計量台の内側に載せられたと判断する（ステップＳ６）。このように計量台の内側に載せられたと判断するのは、本実施形態では計量台２に被計量物が無い場合に、作業者は計量台２の内側に被計量物を載せることを事前に取り決めているからである。つまり、上記のステップＳ６において計量台２のどちら側に載せられたかについての判断は、事前の取り決めによる。

最後に、新たに載せられた被計量物の重量を載せられた位置とともに記憶部８に記憶する（ステップＳ７）。以上が被計量物の重量を計量する動作である。なお、これらの動作（ステップＳ１〜Ｓ７）は、各計量台について行われる。そして、すでに記憶部８に記憶されている被計量物の重量と、今回新たに記憶された被計量物の重量とに基づいて組合せ演算が行われる。つまり、新たに記憶した重量が追加の被計量物である場合は、追加の被計量物の重量を含む各計量台に載置された被計量物の中から、合計重量が所定重量範囲内の組合せとなる被計量物を選択する組合せ演算が行われる。なお、組合せ演算自体は周知であるため、詳細な説明は省略する。以上のように、本実施形態によれば、計量台２の数に変化がなくとも組合せ可能な被計量物の数は増えるため、組合せ精度は向上する。

なお、被計量物の重量を計量する際、荷重信号Ｓｗが一旦安定したとしても、荷重信号Ｓｗに変動が無いことを所定時間待って確認し、その後被計量物の重量を確定させる場合がある。被計量物が複数の独立した固定物から構成されている場合には、計量台２に被計量物全体を一度に載せることができず、被計量物を複数回に分けて計量台に載せることがあるからである。

次に、図４を参照して、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する動作について説明する。まず、計量部３から送信される荷重信号Ｓｗが安定しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。荷重信号Ｓｗが安定していると判定した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）ステップＳ１２に進み、荷重信号Ｓｗが安定していないと判定した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、安定するまでステップＳ１１を繰り返す。例えば、荷重信号Ｓｗの変動量が重量に換算したとき１目量以内であれば荷重信号Ｓｗが安定したと判定し、１目量よりも大きい場合は安定していないと判定する。

続いて、計量台２の内側のスペースが空いているか否かを判定し（ステップＳ１２）、計量台２の内側のスペースが空いていると判定した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、計量台２の内側に対応する表示ランプ４を白色で点灯させる（ステップＳ１３）。ここでは、計量台２から見て内側に位置する中央フレーム９に設けられた表示ランプ４を白色で点灯させる。この表示ランプ４の点灯によって、作業者へ被計量物の載置が可能であることを通知し、計量台２の内側に被計量物を載せるように誘導する。また、計量台２の内側のスペースが空いているか否かは、被計量物の重量とともに記憶部８に記憶されている載置位置（被計量物が載せられている位置）についてのデータを取り出せば判断することができる。

なお、ここでは計量台２の外側のスペースが空いているか否かを判断することなく、計量台２の内側に対応する表示ランプ４を点灯させている。言い換えれば、計量台２の内側のスペースが空いていれば、計量台２の外側のスペースが空いているか否かは判定しない。これは、計量台２の内側のスペースが空いている場合は言うまでもなく、計量台２の内側と外側の両方のスペースが空いている場合には、内側に被計量物を載せることが事前に取り決められているからである。この点は上述したとおりである。

一方、計量台２の内側のスペースが空いていないと判定した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、計量台２の外側が空いているか否かを判定し（ステップＳ１４）、計量台２の外側のスペースが空いていると判定した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、計量台２の外側に対応する表示ランプ４を白色で点灯させる（ステップＳ１５）。また、計量台２の外側のスペースが空いていないと判定した場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、終了する。

最後に、計量台２に新たに被計量物が載せられたことを確認して表示ランプ４を消灯する（ステップＳ１６）。計量部３からの荷重信号Ｓｗが増える方向に（例えば荷重に換算して８グラム以上）変動した場合には、新たに被計量物が計量台２に載せられたと判定することができる。本実施形態では、計量部３から送信された荷重信号Ｓｗが不安定になった場合、計量台２に被計量物が載せられたと判定する。以上が、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する動作である。なお、これらの動作（ステップＳ１１〜Ｓ１６）は、各計量台２について行われる。

上記のように、本実施形態では、荷重信号Ｓｗの安定を待って、被計量物の載置が可能であることを通知する表示ランプ４を点灯させているが、これは荷重信号Ｓｗの安定を待たずに表示ランプ４を点灯すると、作業者は追加の被計量物を計量台２に載せる可能性があり、これでは先に載せられた被計量物の重量を正確に計量できなくなってしまうからである。この理由から、荷重信号Ｓｗが安定しているか否かを判定するステップ（ステップＳ１１）に代えて、計量台２に載せられた被計量物の重量の計量が完了したか否かを判断するステップとしてもよい。この場合であっても、先に載せられた被計量物の重量の計量が妨げられるのを防止することができる。

次に、図５を参照して、取り違いを通知する動作について説明する。まず、組合せ演算で選択された被計量物に対応する表示ランプ４を点灯させる（ステップＳ２１）。例えば計量台２の内側に載せられた被計量物が組合せ演算によって選択された場合、その計量台２からみて内側（中央フレーム９）に設けられた表示ランプ４を緑色で点灯させる。作業者はこの表示ランプ４が緑色に点灯していることを確認することにより、計量台２の内側に載せられた被計量物が組合せ演算によって選択されたと判断し、その被計量物を取り降ろす。

続いて、組合せ演算によって選択された被計量物が載置されている計量台２に他の被計量物が載置されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。他の被計量物が載置されていると判断した場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３へ進む。一方、他の被計量物が載置されていないと判断した場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、終了する。他の被計量物が載置されているか否かは、重量とともに記憶された被計量物の載置位置についてのデータを記憶部８から取り出すことにより判断することができる。このように、他の被計量物が載置されているか否かを判定しているのは、計量台２に他の被計量物が載置されていない場合には、同じ計量台２で取り違いは発生しないからである。

続いて、取り違いがあったか否かを判定する（ステップＳ２３）。取り違いがあったか否かは、被計量物が取り降ろされたときに減少した重量と、選択された被計量物の重量とが異なるか否かで判定することができる。取り違いがあったと判定した場合には（ステップＳ２３でＹＥＳ）、取り降ろした被計量物が載っていた位置に対応する表示ランプ４を赤色に点灯させる（ステップＳ２４）。一方、取り違いがなかったと判定した場合には（ステップＳ２３でＮＯ）、選択された被計量物に関するデータを必要により記憶部から消去して終了する。選択された被計量物に関するデータを記憶部８から消去するのは、次の組合せ演算の際にそのデータは不要となるからであり、また、被計量物が取り降ろされた位置が空きスペースであることを明確にするためである。なお、以上では、取り違いの通知は表示ランプ４の点灯によって行うことを説明したが、スピーカを設けて音声を発生するなど、他の方法によって取り違いであることを通知するようにしてもよい。要は、作業者に取り違いであることを知らせることができればよいのである。

最後に、原状回復を確認して表示ランプを消灯する（ステップＳ２５）。本実施形態では、作業者が赤色に点灯した表示ランプ４によって取り違いがあったことに気づくと、取り降ろした被計量物をもとの計量台２に戻すよう事前に取り決められている。そのため、原状回復したか否かは、取り降ろした被計量物の重量に相当する荷重信号Ｓｗが新たに計量部３から得られたか否かで判断することができる。

以上が、本発明の第１実施形態に係る組合せ秤１００の説明である。以上で説明したように、本実施形態によれば、計量台２の数はそのままであっても、選択可能な被計量物の数を増やし、組合せ精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図５〜図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る組合せ秤２００の構成について説明する。本実施形態に係る組合せ秤２００の構成は、計量部２０３の構成及び一部の動作における判断手法を除いて、第１実施形態に係る組合せ秤１００の構成と同じである。以下では、本実施形態に係る計量部２０３の構成及び本実施形態に係る組合せ秤２００の動作について説明し、その他の点については説明を省略する。

図６及び図７で示すように、本実施形態に係る計量部２０３は、一の計量台２をそれぞれ異なる位置で支持する複数のロードセル１４〜１７を有している。ロードセル１４〜１７は計量台２の四隅の４箇所に配置されており、各ロードセル１４〜１７はその位置において受ける荷重に対応する部分荷重信号を生成する。そして、計量部は、全体としてこれらの各部分荷重信号をまとめた荷重信号Ｓｗを演算制御部７に送信する。演算制御部７は、受信した荷重信号Ｓｗ（部分荷重信号）に基づいて、被計量物の重量および重心位置を算出する。これらの算出方法については後述する。なお、図６において、計量台２の中央から見てロードセル１４、１５の位置する方向が計量台２の内側にあたり、ロードセル１６、１７の位置する方向が計量台２の外側にあたるものとする。

次に、図８を参照して、被計量物の重量を計量する動作について説明する。以下で説明する動作は、演算制御部７の制御によって遂行される。まず、新たに被計量物が計量台２に載せられたか否かを判定する（ステップＳ３１）。計量部２０３からの荷重信号が増える方向に（例えば荷重に換算して８グラム以上）変動した場合には、新たに被計量物が計量台２に載せられたと判定することができる。新たに被計量物が計量台２に載せられたと判定した場合には（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２へ進む。新たに被計量物が計量台２に載せられていないと判定した場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、ステップＳ３１を繰り返して待機する。

続いて、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。つまり、新たに被計量物を載せる前に、同じ計量台２に先に他の被計量物が載っていたか否かを判定する。記憶部８には被計量物の重量とともにその被計量物が載せられた位置が記憶されているため、被計量物の重量に関するデータを記憶部８から取り出して同じ計量台２に他の被計量物が載っているかを確認すれば、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であるか否かを判定することができる。

続いて、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物であると判定した場合には（ステップＳ３２でＹＥＳ）、計量台２に載せられた被計量物の全重量を算出し、この全重量から先に載せられていた被計量物の重量を差し引いた重量を、新たに載せられた被計量物の重量とする（ステップＳ３３）。一方、新たに載せられた被計量物が、追加の被計量物ではない判定した場合には（ステップＳ３２でＮＯ）、計量台に載せられた被計量物の全重量を算出し、その全重量を新たに載せられた被計量物の重量とする（ステップＳ３４）。

ここで、内側の２箇所に設けられたロードセル１４、１５が受ける荷重をそれぞれｗ_a1、ｗ_a２とし、外側の２箇所に設けられたロードセル１６、１７が受ける荷重をそれぞれｗ_ｂ1、ｗ_ｂ２とすると、計量台２に載せられた被計量物による全荷重Ｗは次の（１）式で算出することができる。演算制御部７は、この（１）式を利用して、計量台２に載せられた被計量物の全重量を算出することができる。

Ｗ＝ｗ_ａ１＋ｗ_ａ２＋ｗ_ｂ１＋ｗ_ｂ２・・・（１）

続いて、被計量物が載せられた位置を判定する（ステップＳ３５）。本実施形態では、被計量物が載せられた位置を次のように判定する。まず、被計量物の重心位置を求める。具体的には、計量台２の中心を基準として左右方向における被計量物の重心位置Ｇ（座標）は、内側に配置されたロードセルと外側に配置されたロードセルとの距離をＬとすると、次の（２）式で算出することができる。

Ｇ＝Ｌ（（ｗ_ａ１＋ｗ_ａ２）−（ｗ_ｂ１＋ｗ_ｂ２））／２Ｗ・・・（２）

そして、重心位置Ｇの値がプラスのとき計量台２の内側に重心があり、マイナスのとき計量台２の外側に重心があると判定することができる。すなわち、新たな被計量物を計量台２に載せたとき、上記の重心位置Ｇがプラス側に移動すれば、被計量物は計量台２の内側に載せられたと判断でき、マイナス側に移動すれば、被計量物は計量台２の外側に載せられたと判断できる。

なお、第１実施形態では、計量台２に計量物が載っていない場合、事前の取り決めがない限り被計量物が計量台２のどこに載せられたかを判断することができなかったが、本実施形態によれば、重心位置に基づいて被計量物が載せられた位置を判断することができる。そのため、事前の取り決めは不要となり、被計量物の載せ間違いも生じない。

最後に、新たに載せられた被計量物の重量を載せられた位置とともに記憶する（ステップＳ３６）。以上が、被計量物の重量を測定する動作である。なお、以上の動作（ステップＳ３１〜Ｓ３６）は、各計量台２について行われる。そして、すでに記憶部８に記憶されている被計量物の重量と、今回新たに記憶された被計量物の重量とに基づいて組合せ演算が行われる。

次に、図９を参照して、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する動作について説明する。まず、計量部２０３から送信される荷重信号Ｓｗが安定しているか否かを判定する（ステップＳ４１）。荷重信号Ｓｗが安定していると判定した場合には（ステップＳ４１でＹＥＳ）ステップＳ４２に進み、荷重信号Ｓｗが安定していないと判定した場合には（ステップＳ４１でＮＯ）、安定するまでステップＳ４１を繰り返す。例えば、部分荷重信号のうち変動量の最も大きいものについて、変動量がその部分荷重信号を重量に換算したとき１目量以内であれば荷重信号Ｓｗが安定したと判定し、１目量よりも大きい場合は安定していないと判定する。

続いて、計量台２の内側のスペースが空いているか否かを判定し（ステップＳ４２）、計量台２の内側のスペースが空いていると判定した場合には（ステップＳ４２でＹＥＳ）、計量台２の内側に対応する表示ランプ４を白色で点灯させる（ステップＳ４３）。一方、計量台２の内側のスペースが空いていないと判定した場合には（ステップＳ４２でＮＯ）、ステップＳ４４に進む。計量台２の内側にスペースが空いているか否かについては、記憶部８に記憶されている被計量物に関するデータによって判定することもできるが、本実施形態によれば、計量台２に載せられた被計量物の重心位置からも判定することができる。

続いて、計量台２の外側が空いているか否かを判定し（ステップＳ４４）、計量台２の外側のスペースが空いていると判定した場合には（ステップＳ４４でＹＥＳ）、計量台２の外側に対応する表示ランプ４を白色で点灯させる（ステップＳ４５）。一方、計量台２の外側のスペースが空いていないと判定した場合には（ステップＳ４４でＮＯ）、ステップＳ４６に進む。

なお、本実施形態では、第１実施形態の場合とは異なり、計量台２の内側及び外側のいずれのスペースも空いている場合には、内側及び外側に対応する表示ランプ４を両方とも点灯させることになる（ステップＳ４３及びステップＳ４５）。これは、上述したように、本実施形態によれば、被計量物が計量台２に載せられたとき、内側及び外側のいずれに載せられたかを判定することができるからである。

最後に、計量台２に新たに被計量物が載せられたことを確認し、点灯した表示ランプ４を消灯する（ステップＳ４６）。計量部２０３から送信された荷重信号Ｓｗが不安定になった場合、計量台２に被計量物が載せられたとすることができる。なお、計量台２の内側に対応する表示ランプ４と外側に対応する表示ランプ４の両方が点灯している場合は、両方の表示ランプ４を消灯させる。このように両方の表示ランプ４を消灯させるのは、例えば計量台２の内側に先に載せられた被計量物の計量中に、外側に新たな被計量物が載せてしまうと、内側に載せられた被計量物の重量だけでなく、外側に載せられた被計量物の重量も正しく計量できなくなってしまうからである。以上が、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する作業である。なお、以上の動作（ステップＳ４１〜Ｓ４６）は、各計量台について行われる。

次に、第１実施形態の説明で使用した図５を参照して、取り違いを通知する動作について説明する。本実施形態に係る取り違いを通知する作動のフローは、第１実施形態の場合と同じである。ただし、取り違いがあったか否か等の具体的な判断手法は第１実施形態の場合と異なる。まず、組合せ演算で選択された被計量物に対応する表示ランプ４を点灯させる（ステップＳ２１）。例えば計量台２の内側に載せられた被計量物が組合せ演算によって選択された場合、その計量台２からみて内側（中央フレーム９）に設けられた表示ランプ４を緑色で点灯させる。作業者はこの表示ランプ４が緑色に点灯していることを確認することにより、計量台２の内側に載せられた被計量物が組合せ演算によって選択されたと判断し、その被計量物を取り降ろす。

続いて、組合せ演算によって選択された被計量物が載置されている計量台２に他の被計量物が載置されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。他の被計量物が載置されていると判断した場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３へ進む。一方、他の被計量物が載置されていないと判断した場合には（ステップＳ２２でＮＯ）終了する。なお、計量台２に他の被計量物が載置されているか否かの判断は、記憶部８に記憶されているデータに基づいて行うことも可能であるが、本実施形態によれば、計量台２に載せられた被計量物の左右方向の重心位置Ｇが計量台２の中心に近く、かつ、計量台２に載せられた被計量物の全重量が所定以上であるとき、他の被計量物が計量台２に載置されていると判断することができる。

続いて、取り違いがあったか否かを判定する（ステップＳ２３）。本実施形態では、計量台２の内側に載せられた被計量物が組合せ演算により選択されている場合に、計量台２に載せられた被計量物全体の重心位置が内側に移動したときには、外側の被計量物が取り降ろされたと判断し、取り違いがあったと判定することができる。また、計量台２の外側に載せられた被計量物が組合せ演算により選択されている場合に、計量台２に載せられた被計量物の重心位置が外側に移動したときには、内側の被計量物が取り降ろされたと判断し、取り違いがあったと判定することができる。

このように、作業者に取り違いがあったか否かを判定するにあたり、本実施形態では計量台２に載せられた被計量物の重量のみならず重心位置に基づいて判断している。そのため、仮に組合せ演算によって選択された被計量物と他の被計量物が同じ重量であったとしても、他の被計量物を誤って取り下ろしたときには重心位置の移動を確認することで、取り違いがあったと判定することができる。

続いて、取り違いがあったと判定した場合には（ステップＳ２３でＹＥＳ）、取り降ろした被計量物が載せられていた位置に対応する表示ランプ４を赤色に点灯させる（ステップＳ２４）。取り違いがなかったと判定した場合には（ステップＳ２３でＮＯ）、選択された被計量物に関するデータを必要により記憶部８から消去して終了する。

最後に、原状回復を確認して表示ランプ４を消灯する（ステップＳ２５）。本実施形態では、作業者が赤色に点灯した表示ランプ４によって取り違いがあったことに気づくと、取り降ろした被計量物をもとの計量台２に戻すよう事前に取り決められている。そのため、原状回復したか否かは、取り降ろした被計量物の重量に対応する荷重信号Ｓｗが新たに計量部２０３から得られたか否かで判断することができる。

（第３実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第３実施形態に係る組合せ秤３００の構造について説明する。本実施形態に係る組合せ秤３００の構成は、計量部３０３の構成を除けば、動作の基本的な流れも含め、第２実施形態に係る組合せ秤２００の構成と同じである。これは、後述するように、第２実施形態の場合とは算出方法が異なるものの、本実施形態に係る組合せ秤もまた計量台２に載せられた被計量物の重心位置を算出でき、これらのデータを利用して種々の判断を行っているからである。以下では、計量部３０３の構成と、計量台２に載せられた被計量物の重心位置の算出方法について説明し、その他の点については説明を省略する。

本実施形態に係る計量部３０３は、図１０に示すように、矩形枠状の起歪体１８と、起歪体１８の４箇所に貼付された歪みゲージＡ〜Ｄを有している。また計量部３０３は、図１１に示す抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ａ／Ｄ変換回路１９、２０、及び減算回路２１を含む図示されない回路基板も有している。なお、直流電圧Ｖは例えば演算制御部７から供給される。

起歪体１８は、上ビーム１８ａ、下ビーム１８ｂ、固定部１８ｃ、及び可動部１８ｄからなり、このうち固定部１８ｃは中央フレーム９に固定され、可動部１８ｄは計量台２を支持している。なお、中央フレーム９の右側に位置する計量部３０３であれば起歪体１８は中央フレーム９を基端として右方向に伸び、中央フレーム９の左側に位置する計量部３０３であれば起歪体１８は中央フレーム９を基端として左方向に伸びている。また、上ビーム１８ａ及び下ビーム１８ｂは、その両端の内面側が切り欠かれており、その切り欠かれた部分とは反対の外側に歪みゲージＡ〜Ｄが貼付されている。起歪体１８の可動部１８ｄに鉛直荷重（下向きの力）が印加されると、歪みゲージＡ、Ｄには引張り力が加わり、歪みゲージＢ、Ｄには圧縮力が加わることになる。

４つの歪みゲージＡ〜Ｄは、図１１に示すように、ホイートストンブリッジ回路２２を構成するように接続されている。歪みゲージＡ〜Ｄの各々の初期抵抗値は、例えば３５０Ωで等しい。そして、歪みゲージＡ、Ｂの接続点Ｎ１と歪みゲージＣ、Ｄの接続点Ｎ３との間に直流電圧Ｖが印加され、歪みゲージＡ、Ｃの接続点Ｎ２と歪みゲージＢ、Ｄの接続点Ｎ４との間に発生する電位差信号が取り出され、Ａ／Ｄ変換回路１９に入力され、デジタル信号（Ｓｗ）に変換されて演算制御部７と減算回路２１とへ出力される。上記電位差信号は、各ビーム１８ａ、１８ｂに生じた歪みの大きさ（歪み量）に比例した信号であり、計量台２に載せられた被計量物の全重量によって生じるアナログの荷重信号である。この信号がＡ／Ｄ変換回路１９にてデジタルの荷重信号Ｓｗに変換される。

また、接続点Ｎ１と接続点Ｎ３との間に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とが直列接続され、歪みゲージＢ、Ｄと抵抗（ダミー抵抗）Ｒ１、Ｒ２とでホイートストンブリッジ回路を構成している。抵抗Ｒ１、Ｒ２の各抵抗値は、歪みゲージＢ、Ｄの初期抵抗値と等しく、例えば３５０Ωである。抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は変動しないように構成されている。この場合、歪みゲージＢ、Ｄの接続点Ｎ４と抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点Ｎ５との間に発生する電位差信号が取り出され、Ａ／Ｄ変換回路２０に入力され、デジタル信号に変換されて減算回路２１へ出力される。減算回路２１では、Ａ／Ｄ変換回路１９の出力信号からＡ／Ｄ変換回路２０の出力信号を減算し、その減算結果（Ｓｍ）が演算制御部７へ出力される。

Ａ／Ｄ変換回路１９の出力信号は、荷重信号成分とモーメント信号成分とが合成された信号であり、この信号から減算回路２１によって荷重信号成分が取り除かれ、モーメントに対応するモーメント信号Ｓｍが減算回路２１から出力される。ここでいうモーメントとは、歪みゲージＢ、Ｄの鉛直上方に位置し、前後方向（図１０の紙面に垂直な方向）に伸びる軸Ｈの回りにおける計量台２でのモーメントであって、計量台２に載置された被計量物の重量及び被計量物の載置位置によって変動する。なお、本実施形態では、上記の軸Ｈが計量台２の中心に位置するように構成されている。

また、演算制御部７は、計量部３０３が生成した荷重信号Ｓｗに基づいて計量台２に載せられた被計量物の重量を算出することができ、また、計量部３０３が生成したモーメント信号Ｓｍに基づいてその被計量物によって計量台２に生じるモーメントを算出することができる。さらに、重量をＷ、モーメントをＭとすれば、計量台２の中心（軸Ｈ）を基準とする左右方向における被計量物の重心位置Ｇ（座標）は、次の（３）式によって求めることができる。

Ｇ＝Ｍ／Ｗ・・・（３）

このように、本実施形態によれば被計量物の（左右方向における）重心位置を算出することができ、これらを用いて、被計量物の重量を計量する動作、計量台２に被計量物の載置が可能であることを通知する動作、及び取り違いを通知する動作を第２実施形態の場合とほぼ同様に行うことができる。さらに、本実施形態によれば、１つの計量台２に対して第２実施形態のようにロードセルを複数設ける必要が無いため、第２実施形態の場合に比べより構造を簡略化でき、また、製造コストを抑えることができる。

以上、本発明に係る第１実施形態乃至第３実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上記の実施例では、計量台２が内側と外側の左右方向２つの区域に分けられている場合について説明したが、１つの計量台２を３つ以上に区分けしてもよく、区域を左右方向ではなく前後方向で区分けしてもよい。ただし、前後方向に区分けした場合は、各区域に対応する表示ランプ４を中央フレーム９と外側のフレーム（右フレーム１０及び左フレーム１１）とに分けて設けるだけでなく、互いに前後位置をずらして設ければ、表示ランプ４と計量台２の区域との対応関係が理解しやすくなる。

また、上記の実施形態では、全ての計量台２において２つの被計量物を載せることを前提に説明したが、一部の計量台２には１つの被計量物を載せるようにし、その他の計量台２には複数の被計量物を載せるようにしてもよい。この場合であっても、組合せ演算の際に選択可能な被計量物の数を増やせることに変わりはない。

また、上記の第２実施形態及び第３実施形態では、取り違いがあったか否かを判断するにあたり、被計量物の重心位置に基づいて取り降ろされた被計量物が載置されていた位置を検出（算出）していたが、取り降ろされた被計量物が載置されていた位置は必ずしも重心位置に基づいて算出しなくてもよい。例えば、計量台２の各区域に光電管センサ等を設け、各区域における被計量物の載せ降ろしを直接検知することにより、取り降ろされた被計量物が載置されていた位置を検出するようにしてもよい。

本発明によれば、計量台に生じる空きスペースを有効に活用できる手動式の組合せ秤を提供することができる。よって、組合せ秤の技術分野において有益である。

１００、２００、３００組合せ秤
２計量台
３、２０３、３０３計量部
４表示ランプ
７演算制御部
８記憶部
１４〜１７ロードセル
Ｓｗ荷重信号
Ｓｍモーメント信号

Claims

被計量物の載せ降ろしを手作業で行う手動式の組合せ秤であって、
被計量物が載置される複数の計量台と、
前記計量台に載置された被計量物の重量に対応する荷重信号を生成するとともに、前記計量台に載置された被計量物の荷重によって生じるモーメントに対応するモーメント信号を生成する計量部と、
前記計量部によって生成された前記荷重信号に基づいて前記計量台に載置された被計量物の重量を算出するとともに、前記計量部によって生成された前記荷重信号及び前記モーメント信号に基づいて前記計量台に載置された被計量物全体の重心位置を算出する演算制御部と、を備え、
前記演算制御部は、前記計量台に少なくとも一の被計量物が先に載置された状態でさらに追加の被計量物が前記計量台に載置されたとき、前記追加の被計量物が載置されたときに増加した重量に基づいて前記追加の被計量物の重量を算出し、前記追加の被計量物を含む前記各計量台に載置された被計量物の中から、合計重量が所定重量範囲内の組合せとなる被計量物を選択する組合せ演算を行うとともに、算出した前記重心位置に基づいて前記計量台上における各被計量物が載置された位置を判断する、組合せ秤。
前記計量部は、矩形枠状の起歪体と、該起歪体の４箇所に貼着された歪ゲージと、を有し、前記計量台に被計量物が載置されたことによる前記各歪ゲージの抵抗値の変化に基づいて、前記荷重信号及び前記モーメント信号の両方を生成するように構成されている、請求項１に記載の組合せ秤。
前記計量台に先に載置された被計量物の重量の算出が完了したとの判定又は前記算出が可能であるとの判定がされたとき、その計量台へ追加の被計量物の載置が可能であることを通知する、請求項１に記載の組合せ秤。
前記組合せ演算によって選択された被計量物が載置されている計量台に前記組合せ演算によって選択された被計量物とは異なる他の被計量物が載置されており、かつ、その計量台から前記他の被計量物が取り降ろされたとき、取り違いであることを通知する、請求項１に記載の組合せ秤。
前記他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定は、被計量物が取り降ろされたときに減少した重量と、前記選択された被計量物の重量とを対比することにより行われる、請求項４に記載の組合せ秤。
前記他の被計量物が取り降ろされたか否かの判定は、取り降ろされた被計量物が載置されていた位置を検出し、該取り降ろされた被計量物が載置されていた位置と、前記組合せ演算によって選択された被計量物が載置されていた位置とを対比することにより行われる、請求項４に記載の組合せ秤。