JPH07128019A - 外形寸法重量計測器及び郵便料金計数機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外形寸法重量計測器に搭載された小包等の被計
測物体を自然に定位置に移動するようにし、外形寸法及
び重量を計測し、料金計数を自動的に行う。 【構成】外形寸法計測用ガイド１の各面間を通る光ビー
ム５を複数本照射し、光ビーム５の遮断状態により被計
測物体６の外形寸法を計測する。外形寸法計測用ガイド
１の各軸を水平面に対して傾けることにより、被計測物
体６が自然落下によって定位置に移動するようにすると
ともに、光ビーム５の遮断状態に基づいて定位置からの
ずれを検知する。また、重量計測値の変動パターンによ
り、不正な計測を検知する。そして、外形寸法及び重量
の計測値から料金を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小包等の郵便物の料金
を決定する装置における外形寸法及び重量の計測器及び
それを用いた郵便料金計数機に関する。

【０００２】

【従来の技術】小包等の郵便物の料金は、郵便物の外形
寸法及び重量に基づいて定められている。従来、郵便物
の外形寸法や重量は各々物差しや秤を用いて人手で測定
されている。物体の外形寸法や重量を計測している分野
は他にもあり、特開平３−２４６４０６号公報には簡単
な操作でこれらの計測が可能な荷物形状測定装置が開示
されている。

【０００３】しかし、小包のような立体の寸法計測は大
掛かりとなるため、機械化した場合の設備投資額に比べ
て効果が少なく、多くの場合機械化が遅れていた。した
がって、郵便料金算出はあまり自動化が進んでいないの
が現状であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、大掛かりな設備を用いることなく、小包等の郵便物
の外形寸法を計測することができる外形寸法計測器を提
供することにある。特に、面倒な物体の位置決め操作や
身長測定で行っているようなガイド板の移動作業を必要
とせず、計測器の上に置いた被計測物体が自然に定位置
に移動し、外形寸法を計測することができる外形寸法計
測器を提供することにある。

【０００５】本発明の第二の目的は、重量を計測する際
に、手の接触等による誤計測を防止可能な重量計測器を
提供することにある。

【０００６】本発明の第三の目的は、前記の外形寸法重
量計測器を用いて、小包等の郵便物の料金を自動的に算
出する郵便料金計数機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
被計測物体を搭載するための外形寸法計測用ガイドに外
形寸法計測のための定位置を設け、ガイドの各軸に対し
て、該軸に接する２平面を通り、該軸と交叉する平面に
平行な複数の第一の光ビームを照射する手段と、前記定
位置に位置付いた被計測物体の各軸方向の寸法を該光ビ
ームの遮断状態により計測する手段を設けることによっ
て達成することができる。各軸方向の外形寸法を計測す
るため、各軸毎に複数の光ビームを用意する。また、被
計測物体を定位置に自然に移動させるために、前記ガイ
ドの各軸を水平面に対して傾いた状態に外形寸法重量計
測器を構成する。更に、被計測物体が定位置に位置付い
ているか否かを検知するため、外形寸法計測用の光ビー
ムとは別に、定位置の基準点の付近を通る複数の光ビー
ムを走らせる。なお、外形寸法計測用の光ビームを用い
て、各軸毎に被計測物体により遮断された光ビームの中
で基準点から最も遠い光ビームよりも基準点に近い光ビ
ームが全て遮断されるか否かを調べるようにしてもよ
い。

【０００８】本発明の第二の目的は、重量計測時に計測
値の変動を一定時間観測し、計測値の変動が一定範囲か
どうかを調べることによって達成することができる。

【０００９】本発明の第三の目的は、計測した外形寸法
及び重量に基づいて小包料金を計数することによって達
成することができる。

【００１０】

【作用】光ビームは各軸方向の外形寸法を計測するのに
適した方向に複数本走らせてあり、光ビームの遮断有無
に基づいて外形寸法を計測することができる。また、外
形寸法計測用ガイドの各軸を水平面に対して傾けている
ので、前記ガイドに載せられた被計測物体は自然落下に
よって定位置に移動する。更に、定位置の基準点近くに
走らせた光ビームの遮断状態に基づいて、被計測物体が
外形寸法計測用ガイドから浮き上がっていないかを調
べ、被計測物体が定位置にあるかどうかを知ることがで
きる。なお、外形寸法計測用の光ビームを用いても、各
軸毎に基準点から最も遠い遮断光ビームよりも基準点に
近い光ビームで遮断されていないものが存在すれば、被
計測物体が外形寸法計測用ガイドから浮き上がっている
ことが分かり、被計測物体が定位置にないことを検知す
ることができる。

【００１１】重量計測に関しては、重量計測値の変動が
一定範囲内でない場合、手の接触等によって計測が正し
く行われていないと判断することができる。

【００１２】更に、小包等の郵便物の料金はその外形寸
法及び重量によって料金が決まるので、前記外形寸法重
量計測器によって計測した外形寸法及び重量に基づいて
郵便料金を求めることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る郵便料金計数機を更に詳
細に説明する。最初に、郵便料金計数機の概要を説明す
る。図６は郵便料金計数機の外観図、また、図７は郵便
料金計数機の構成を示すブロック図である。郵便料金計
数機７は、外形寸法計測用ガイド１、表示部８、操作ス
イッチ９の他に、重量センサ部１０、寸法計測回路１
１、重量計測回路１２、及び制御部１３を有する。重量
センサ部１０は、重量に比例した計測データが電気的あ
るいは電子的に得られるものを用い、得られた計測デー
タを重量計測回路１２が数値データに変換する。寸法計
測回路１１は外形寸法計測用ガイド１のガイド面を照射
する光ビーム５の遮断状態に基づいて、被計測物体の外
形寸法を計測する。制御部１３は、マイクロプロセッサ
等により数値データの処理を行えるものを用いる。ま
た、表示部８の代わりに音声によって利用者に情報や指
示を与える音声出力装置であってもよい。

【００１４】図１は、郵便料金計数機７の被計測物体の
外形寸法を計測する部分である外形寸法計測器を説明す
る図である。外形寸法計測用ガイド１は、互いに交叉す
るｘｙ面２、ｙｚ面４及びｚｘ面３の３つのガイド面か
ら構成され、外形寸法計測のための定位置を有する。計
測及び定位置への位置付けを容易にするため、ガイド面
を互いに直交させることが望ましい。なお、ｘｙ面２は
被計測物体を扱いやすいように、一部を切り取った形状
にしてある。ガイド面には光ビーム５の発光部及び受光
部を複数組設けられており、寸法計測回路１１の制御に
よって光ビーム５が照射される。寸法計測回路１１は光
ビーム５の照射制御の他に、光ビームの遮断検知及び遮
断状態に基づく被計測物体の外形寸法算出を行う。すな
わち、ｘ軸方向の寸法を計測するため、ｘｙ面２及びｚ
ｘ面３上の発光部及び受光部によって、これらの２面を
通り、ｙｚ面４に平行な複数の光ビーム５（Ｓｘ）を照
射させる。同様にして、ｙ軸方向の寸法を計測するため
の光ビーム５（Ｓｙ）及びｚ軸方向の寸法を計測するた
めの光ビーム５（Ｓｚ）を各々複数照射させる。光ビー
ムとしては、発行ダイオード及びフォトトランジスタを
用いたものが便利であり、光学的にも鋭く、電気的にも
制御しやすい。図４に実際に被計測物体６を外形寸法計
測用ガイド１に載せたときの様子を示す。図４におい
て、被計測物体６は外形寸法計測用ガイド１に設けた定
位置の基準点から順に光ビーム５を遮断するので、光ビ
ームの遮断有無に基づき被計測物体６の各軸方向の外形
寸法を知ることができる。光ビーム５の遮断有無をチェ
ックする際、一組の発光部と受光部を同期させ、各組に
ついて順次遮断有無をチェックする。

【００１５】図２は外形寸法計測用ガイド１をその各軸
が水平面に対して傾いているようにしたときの様子を示
す図である。このように外形寸法計測用ガイド１を外形
寸法計測器に設置するとともに、外形寸法計測用ガイド
１として被計測物体が適度に滑りやすいものを使用する
ことにより、被計測物体を外形寸法計測用ガイド１の上
に載せると、自然落下により被計測物体は定位置に移動
し、図４に示すように計測可能な状態になる。すなわ
ち、被計測物体６が直方体ならば、その１頂点で交わる
３面が外形寸法計測用ガイド１の３つのガイド面に接し
た状態に被計測物体は自然に移動する。このようにし
て、利用者は正確に被計測物体を定位置に置くように注
意することなく、普通に被計測物体を外形寸法計測用ガ
イド１の上に載せて手を離せばよいようになり、使い勝
手が向上する。

【００１６】それでも被計測物体が定位置からずれてい
る場合が発生する可能性がある。被計測物体が定位置か
らずれているときの様子を図５に示す。図５では、被計
測物体６はｘｙ面とは面で接しているが、ｙｚ面及びｚ
ｘ面とは稜線で接しているのみである。このような状態
を検知するため、外形寸法計測用の光ビームの他に、基
準点に近い位置に補助用光ビーム５ａ（Ｓｘｏ、Ｓｙ
ｏ、Ｓｚｏ）を設ける。すなわち、被計測物体が定位置
にない場合、基準点の付近で被計測物体と外形寸法計測
用ガイド１の間に隙間ができるので、補助用光ビーム５
ａの遮断有無により被計測物体が定位置にあるか否かを
判断することができる。補助用光ビーム５ａの少なくと
も１つが遮断されていない場合、寸法計測回路１１は被
計測物体６が定位置にないと判断し、寸法計測回路１１
からその旨の報告を受けた制御部１３の指示により表示
部８は被計測物体が定位置にない旨のアラームを出す。
図５の場合、光ビームＳｘｏ及びＳｙｏが遮断されない
ので、ｘ軸方向及びｙ軸方向に関して被計測物体と外形
寸法計測用ガイド１の間に隙間があり、被計測物体６が
定位置にないことを検知することができる。これらの補
助用光ビーム５ａの基準点及び各軸からの距離は、正確
な直方体からの小包の形状的なずれが許容範囲内ならば
補助用光ビームが遮断される程度に大きいとともに、最
小サイズの小包に対しても補助用光ビームが遮断される
程度に小さくする必要がある。なお、外形寸法計測用の
光ビームがこの条件を満たす範囲に設けられている場合
は、これらの光ビームを補助用光ビームの代わりに用い
てもよい。すなわち、各軸毎に、被計測物体６によって
遮断されるその軸方向の寸法計測用光ビーム５の中で基
準点から最も遠い光ビーム５を特定し、それよりも基準
点に近い光ビーム５がすべて被計測物体６によって遮断
されているかを調べればよい。

【００１７】外形寸法計測用の光ビーム５を設ける間隔
は、経済的な面からは料金を区分する寸法の位置に配置
すると効率がよい。一方、後に料金体系等が変更された
ときのことを考えると、等間隔で配置したほうが汎用性
が保たれる。外形寸法計測用の光ビームとその計測対象
方向の軸（Ｓｘの場合はｘ軸）の距離は、通常の小包に
関しては計測可能なように、正確な直方体からの小包の
形状的なずれが許容範囲内ならば光ビームが遮断される
程度に大きいとともに、最小サイズの小包に対しても光
ビームが遮断される程度に小さくする必要がある。ま
た、軸方向に外形寸法計測用の光ビームを設ける範囲
は、料金区分及び外形寸法重量計測器で計測対象とする
小包の一辺の長さの許容範囲に基づいて設定する。な
お、正確な直方体からの形状的なずれが大きい定型外の
小包については、小包が定位置に位置付いているかをチ
ェックしないように、利用者が操作スイッチ等から指示
できるようにしてもよい。この場合、位置付けのチェッ
クは利用者が行い、外形寸法計測器は外形寸法の計測の
みを行う。外形寸法計測用ガイド１が図１のような形状
の場合、被計測物体の外形寸法を実際の寸法よりも小さ
く計測することはなく、しかも利用者が被計測物体を定
位置に位置付いていれば正しく計測することができるの
で、実用上問題はない。

【００１８】小包郵便等の場合、外形寸法の他に重量が
料金決定の基準になる。重量は重量センサ１０からのデ
ータに基づいて重量計測回路１２が計測するが、郵便料
金計数機７が無人機、すなわち郵便局の係員無しで一般
の利用者が使用する場合、重量計測が正しく行われない
場合もありうる。このような場合への対策として、一定
時間被計測物体の重量を計測し、計測値の変動が顕著な
場合、利用者にアラームを出す。すなわち、図３に示す
ように、重量が正常に計測された場合、被計測物体を置
いた直後の過渡的な変動期間Ｔ０の後は一定値（実線）
を示すはずである。ところが、被計測物体に手が触れて
いたりすると、図３中の破線に示すように重量計測値は
一定せずに変動する。したがって、計測指令がでた後の
重量計測は一回のサンプリングによる計測ではなく、一
定時間Ｔ（例えば５秒間）の間の変動を計測する。そし
て、変動範囲が一定値を超えた場合、重量計測が正しく
行えなかった旨のアラームを出す。変動の範囲が一定値
を超えたか否かの判断は、例えば（最大値−最小値）／
平均値が一定値を超えたか否かによって行う。

【００１９】小包等の郵便物が外形寸法計測用ガイド１
に搭載されてから郵便料金を表示部８に表示するまでの
郵便料金計数機７の制御フローを図８に示す。待機状態
の郵便料金計数機７の制御部１３は、寸法計測回路１１
から報告された計測情報に基づいて「荷重あり、かつ光
ビームの遮断あり」の状態が連続するか否かを調べ、小
包等の郵便物の外形寸法計測用ガイド１への搭載有無を
判定する（ステップ１１０）。ステップ１１０の判定結
果がＮＯの場合、制御部１３はさらに寸法計測回路１１
からの計測情報に基づいて「荷重あり」又は「光ビーム
の遮断あり」のいずれか一方の状態が連続するか否かを
調べ、外形寸法計測用ガイド１に異物が載っているか否
かを判定する（ステップ１２０）。ステップ１２０の判
定結果がＹＥＳの場合、制御部１３の指示により表示部
８は不要物の除去又は郵便物の載せ直しを依頼するアラ
ームを出す（ステップ１３０）。ステップ１２０の判定
結果がＮＯの場合、郵便物が外形寸法計測用ガイド１に
載せられていないので、制御部１３は再び待機状態に戻
り、利用者が郵便物を外形寸法計測用ガイド１に搭載す
るのを待つ。一方、ステップ１１０の判定結果がＹＥＳ
（郵便物が外形寸法計測用ガイド１に搭載されたと判
定）の場合、制御部１３は料金計数を指示する操作スイ
ッチ９の押下をチェックし、料金計数開始の指示を待つ
（ステップ１４０）。そして、一定時間経過しても指示
がない場合は、制御部１３は待機状態に戻ってやり直
す。料金計数指示があった場合、制御部１３は重量計測
かいろ１２に指示してＴ秒間重量を連続的に計測し（ス
テップ１５０）、前述の要領で変動の範囲が一定値以下
か否かを判定する（ステップ１６０）。変動の範囲が一
定値を超えている場合、制御部１３は重量が正しく計測
されていないと推測し、制御部１３の指示により表示部
８は郵便物の載せ直し又は郵便物から手を離すことを依
頼するアラームを出す（ステップ１７０）。重量計測値
の変動範囲が一定値以下の場合、制御部１３の指示によ
り寸法計測回路１１は郵便物の外形寸法を計測する（ス
テップ１８０）。そして、寸法計測回路１１は郵便物が
定位置に位置付いているか否かを判定し（ステップ１９
０）、位置付いていない場合、寸法計測回路１１からそ
の旨の報告をうけた制御部１３の指示により表示部８は
利用者に郵便物の載せ直しを依頼するアラームを出す
（ステップ２００）。判定の結果、郵便物が定位置に位
置付いていれば、制御部１３は料金計数を行い、制御部
１３の指示により表示部８は計数値を表示する（ステッ
プ２１０）。なお、ステップ１３０、ステップ１７０及
びステップ２００でアラームを出した後は、制御部１３
は待機状態に戻り、利用者が郵便物を外形寸法計測用ガ
イド１に載せ直すのを待つ。

【００２０】以上により、被計測物体の外形寸法及び重
量を簡単な操作で計測し、郵便料金計数を自動化するこ
とができる。なお、上記実施例では、寸法計測回路１１
が光ビーム５の遮断状態に基づいて被計測物体が定位置
にあるかをチェックしているが、寸法計測回路１１から
の光ビームの遮断状態に関する報告に基づいて制御部１
３がこのチェックを行ってもよい。同様に、光ビーム５
の遮断状態に基づく被計測物体の外形寸法計測を制御部
１３が行ってもよい。また、上記実施例では図８の制御
フローに示したように、「荷重あり、かつ光ビームの遮
断あり」の状態が連続するか否かにより小包等の郵便物
の外形寸法計測用ガイド１への搭載有無を判定したが、
まず荷重有無のみで搭載有無を判定し、郵便物の搭載を
確認してから光ビームの照射を開始するようにしてもよ
い。

【００２１】また、外形寸法計測用ガイド１を傾けて自
然落下によって被計測物体が定位置に移動するようにし
たが、外形寸法計測用ガイド１を傾けないように設置
し、利用者が被計測物体を定位置に位置付けるようにし
てもよい。また、封筒のように厚みがあまりなく平面的
な外形寸法及び重量で料金が定まる郵便物に対しては、
２つの軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）方向の外形寸法のみ
を計測するようにすればよい。さらに、小包等の郵便物
だけでなく、外形寸法の計測が必要な分野及び外形寸法
に基づいて料金等の計数処理が必要な分野に対しても、
本発明が適用可能なことは明らかである。

【００２２】

【発明の効果】本発明により、小包等のほぼ直方体の物
体の外形寸法及び重量を簡単な操作で計測し、郵便料金
の計数を自動化することができる。特に、外形寸法の計
測に際して、計測ガイドに載せるだけで被計測物体が自
然に定位置に移動するので操作が簡単である。また、万
一定位置に位置付いていない場合は、位置付いていない
ことを検知し、その旨のアラームを出して利用者に被計
測物体を載せ直してもらうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外形寸法計測器を説明する図

【図２】外形寸法計測器を水平面に対して傾けたときの
外観図。

【図３】重量計測時の計測値の変動を示す図。

【図４】被計測物体を外形寸法計測用ガイドに載せたと
きの外観図。

【図５】外形寸法計測用ガイドに載せた被計測物体が定
位置からずれているときの様子を示す概念図。

【図６】郵便料金計数機の外観図。

【図７】郵便料金計数機の構成を示すブロック図。

【図８】郵便料金計数機の制御フロー図。

【符号の説明】

１…外形寸法計測用ガイド ５…光ビーム ６…被
計測物体 ７…郵便料金計数機 ８…表示部 ９…操作スイッ
チ １０…重量センサ部 １１…寸法計測回路 １２…
重量計測回路 １３…制御部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外形寸法計測のための定位置を有し、被計
   測物体を搭載するための外形寸法計測用ガイドと、該ガ
   イドの各軸に対して、該軸に接する２平面を通り、該軸
   と交叉する平面に平行な複数の第一の光ビームを照射す
   る手段と、前記定位置に位置付いた被計測物体の各軸方
   向の寸法を該第一の光ビームの遮断状態により計測する
   手段とを有することを特徴とする外形寸法計測器。
2. 【請求項２】前記各軸が水平面に対して傾いた状態に前
   記ガイドが取付けられ、搭載された被計測物体を自然落
   下により前記定位置に移動させることを特徴とする請求
   項１に記載の外形寸法計測器。
3. 【請求項３】前記定位置の基準点の付近を通る複数の第
   二の光ビームを照射する手段と、該第二の光ビームの遮
   断状態により前記被計測物体が前記定位置に位置付いて
   いるか否かを検知する手段とを有することを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の外形寸法計測器。
4. 【請求項４】前記各軸毎に、前記被計測物体により遮断
   された前記第一の光ビームの中で前記定位置の基準点か
   ら最も遠い前記第一の光ビームよりも前記基準点に近い
   前記第一の光ビームは前記被計測物体によって遮断され
   ていることから前記被計測物体が前記定位置にあること
   を検知する手段を有することを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の外形寸法計測器。
5. 【請求項５】被計測物体の重量を計測する手段と、該重
   量計測手段による重量計測時に計測値の変動を一定時間
   観測する手段と、該計測値の変動が一定範囲でないこと
   により重量の誤計測を検知する手段とを有することを特
   徴とする重量計測器。
6. 【請求項６】外形寸法計測のための定位置を有し被計測
   物体を搭載するための外形寸法計測用ガイドと、該ガイ
   ドの各軸に対して、該軸に接する２平面を通り、該軸と
   交叉する平面に平行な複数の光ビームを照射する手段
   と、前記定位置に位置付いた被計測物体の前記各軸方向
   の寸法を該光ビームの遮断状態により計測する手段と、
   前記定位置に位置付いた前記被計測物体の重量を計測す
   る手段と、該重量計測手段による重量計測時に計測値の
   変動を一定時間観測する手段と、前記計測値の変動が一
   定範囲でないことにより重量の誤計測を検知する手段
   と、前記被計測物体として計測した郵便物の外形寸法及
   び重量に基づいて郵便料金を計数する手段とを有するこ
   とを特徴とする郵便料金計数機。
7. 【請求項７】前記重量計測手段による荷重有無及び前記
   光ビームの遮断有無に基づき前記ガイドへの被計測物体
   の搭載有無を検知する手段を有することを特徴とする請
   求項６に記載の郵便料金計数機。
8. 【請求項８】前記重量計測手段による荷重有無に基づき
   前記ガイドへの被計測物体の搭載有無を検知する手段
   と、前記搭載有無検知手段による被計測物体の搭載検知
   により前記光ビームの照射を開始するように制御する手
   段とを有することを特徴とする請求項６に記載の郵便料
   金計数機。