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、実計量サイクル時間(Tr)ごとに組合せ処理が行われる動作をシングルシフト動作と言い、Tr/2ごとに組合せ処理が行われる動作をダブルシフト動作と言い、Tr/3ごとに組合せ処理が行われる動作をトリプルシフト動作と言う。ここで、1回の組合せ処理において、1組の排出組合せを求める場合、2組の排出組合せを求める場合、3組の排出組合せを求める場合等がある。実計量サイクル時間Tr及び組合せ処理の詳細については、以下で述べる各実施の形態において説明する。
(実施の形態1)
〔第1の構成例〕
図1(a)は、本発明の実施の形態1の第1の構成例の組合せ秤を正面から視た一部断面の概略模式図であり、図1(b)は、同組合せ秤の上段集合シュート(内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この組合せ秤は、2つの計量ユニットW1,W2と、それらの下方に配設された2つの下段シュート9L,9Rと、下段シュート9L,9Rのそれぞれの下部排出口に設けられた下段集合ホッパ10L,10Rと、制御部20とを備えている。
2つの計量ユニットW1,W2は同様の構成である。各計量ユニットW1,W2には、装置中央にセンター基体(ボディ)15が、例えば4本の脚(図示せず)によって支持されて配置され、その上部に、外部の供給装置から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ1が設けられている。分散フィーダ1の周囲には、分散フィーダ1から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ3に送りこむための複数のリニアフィーダ2が設けられている。各リニアフィーダ2の下方には、供給ホッパ3、計量ホッパ4がそれぞれ対応して設けられ、複数の供給ホッパ3及び計量ホッパ4はそれぞれセンター基体15の周囲に円状に配置されている。分散フィーダ1、リニアフィーダ2、供給ホッパ3及び計量ホッパ4は、センター基体15に取り付けられ、センター基体15内にそれらの駆動ユニット(分散フィーダ1及びリニアフィーダ2の振動装置や、供給ホッパ3及び計量ホッパ4のゲート開閉装置等)が収納されている。また、各計量ホッパ4には、計量ホッパ4内の被計量物の重量を計測するロードセル等の重量センサ41が取り付けられ、重量センサ41もセンター基体15内に駆動ユニットとともに収納されている。各重量センサ41による計測値は制御部20へ出力される。
円状に列設された計量ホッパ4の下方には、略逆円錐台形状の内側上段シュート5が配設されるとともに、内側上段シュート5の周囲に上部開口が同心円状で、かつ2分割された外側上段シュート6a、6bが配設されている。したがって、2つの外側上段シュート6a、6bが、内側上段シュート5の上部の開口部の周りを囲むように並んで配設されている。
各計量ホッパ4は、その下方の内側上段シュート5と外側上段シュート6aまたは6bとへ選択的に被計量物を排出可能なようにゲートが設けられた構成である。図1(a)中の円21内に、計量ホッパ4の実物に近い形状とゲートを模式的に示す。各計量ホッパ4には、2つの排出用ゲート22,23が設けられ、例えば、ゲート22が内側上段シュート5へ被計量物を排出するための第1ゲートであり、ゲート23が外側上段シュート6aまたは6bへ被計量物を排出するための第2ゲートである。
ここで、外側上段シュート6aの上方に配置された計量ホッパ4のグループAは、外側上段シュート6aに対応するグループであり、このグループAの計量ホッパ4は、内側上段シュート5と外側上段シュート6aとへ選択的に被計量物を排出可能である。同様に、外側上段シュート6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループBは、外側上段シュート6bに対応するグループであり、このグループBの計量ホッパ4は、内側上段シュート5と外側上段シュート6bとへ選択的に被計量物を排出可能である。また、グループAとグループBとを合わせたグループは内側上段シュートに対応するグループになる。したがって、各計量ホッパ4は、外側上段シュートに対応するグループと、内側上段シュートに対応するグループとの2つのグループに属する。
各上段シュート5、6a、6bのそれぞれの下部排出口5e、6ae、6beには上段集合ホッパ7、8a、8bが配設されている。
以上のように各計量ユニットW1,W2には、それぞれ、分散フィーダ1と、複数のリニアフィーダ2と、複数の供給ホッパ3と、複数の計量ホッパ4及び重量センサ41と、上段シュート5、6a、6bと、上段集合ホッパ7、8a、8bと、センター基体15とを備えている。なお、全ての計量ユニットW1,W2の分散フィーダ1には、同じ種類の被計量物が供給され、この組合せ秤に備えられている全ての計量ホッパ4には、同じ種類の被計量物が供給される。
そして、2つの計量ユニットW1,W2の合計6つの上段集合ホッパ7、8a、8bの下方には2つの下段シュート9L、9Rが配設されている。また、下段シュート9L、9Rのそれぞれの下部の排出口には下段集合ホッパ10L,10Rが設けられている。
また、各計量ユニットW1,W2において、上段集合ホッパ7は一方の下段シュート9Lへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられた構成であり、上段集合ホッパ8a、8bは他方の下段シュート9Rへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられた構成である。上段集合ホッパ7から下段シュート9Lへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ10Lに貯留された後、排出される。上段集合ホッパ8a、8bから下段シュート9Rへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ10Rに貯留された後、排出される。
この組合せ秤の下段集合ホッパ10L、10Rの下方には、図示されない2台の包装機あるいは被計量物の投入口を2つ有するツイン型の包装機が配置されており、下段集合ホッパ10L、10Rのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ対応する包装機の投入口(第1、第2の包装機投入口)へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。
このように本構成例では、各計量ユニットW1,W2の上段集合ホッパ7から排出される被計量物を下段シュート9L及び下段集合ホッパ10Lを介して第1の包装機投入口へ投入するように構成されるとともに、上段集合ホッパ8a、8bから排出される被計量物を下段シュート9R及び下段集合ホッパ10Rを介して第2の包装機投入口へ投入するように構成されている。
図17は、組合せ秤の下方に配置される包装機(縦型ピロー包装機)の包装ユニットの一例を示す概略模式図である。
包装機では、袋を製造しながら、この袋に組合せ秤から排出されてきた被計量物を充填して包装する。この包装機(包装ユニット)では、包材のロールから引き出されたシート状の包材50が、フォーマ52によってチューブ51に巻かれて筒状に成形され、プルダウンベルト機53により吸着されて下方に送られ、筒状にされた包材50の重ねられた縦の縁が縦シール機54によりシール(溶着による封止)される。そして、計量された被計量物がチューブ51を通って筒状の包材50内に充填され、チューブ51の下方に配置される横シール機55により先行する袋の上端と後続の袋の下端とにまたがって横方向のシール(横シール)が行われる。この横シールが行われることにより、先行する袋は、前回での横シールにより下端は封止されているので上下がシールされた完全な袋となる。
例えば、このような包装ユニットが2つ備えられた包装機が図1の組合せ秤の下方に配置される。そして、一方の包装ユニット(第1の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第1の下段集合ホッパ10Lから被計量物が投入される第1の包装機投入口となり、他方の包装ユニット(第2の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第2の下段集合ホッパ10Rから被計量物が投入される第2の包装機投入口となる。
制御部20は、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せを決定する組合せ処理を行う。組合せ処理では、全ての計量ユニットW1,W2に設けられている計量ホッパ4の計量値(重量センサ41による計量ホッパ4内の被計量物の重量の計測値)に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ重量値が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ、それぞれに同一の計量ホッパ4が含まれない計量ホッパ4の組合せを2組求め、この2組の組合せのうちのいずれか一方を内側上段シュート5へ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(第1の排出組合せ)に決定し、他方を外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(第2の排出組合せ)に決定する。組合せ秤では、目標重量値(組合せ目標重量値)及びその目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)が予め設定されている。
本実施の形態では、上記の第1の排出組合せの計量ホッパ4の選択対象となる計量ホッパ4のグループである組合せグループは、計量ユニットW1の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G1と、計量ユニットW2の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G2とからなり、2つの計量ユニットW1,W2に備えられた全ての計量ホッパ4によって構成される。また、上記の第2の排出組合せの計量ホッパ4の選択対象となる計量ホッパ4のグループである組合せグループは、計量ユニットW1の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G1と、計量ユニットW2の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G2とからなり、2つの計量ユニットW1,W2に備えられた全ての計量ホッパ4によって構成される。
ここでは、上記のように、2つの内側グループによって構成される組合せグループと、2つの外側グループによって構成される組合せグループとを例示しているが、組合せグループは内側グループ及び/又は外側グループによって構成することができる。各々の組合せグループにおいて、排出組合せに選択された計量ホッパ4が組合せグループを構成する内側グループである場合には、その計量ホッパ4の被計量物を内側上段シュート5へ排出させ、排出組合せに選択された計量ホッパ4が組合せグループを構成する外側グループである場合には、その計量ホッパ4の被計量物を外側上段シュート6a、6bへ排出させる。要するに、内側グループは、排出組合せに選択されたときに被計量物を内側上段シュート5へ排出する計量ホッパ4のグループであり、外側グループは、排出組合せに選択されたときに、被計量物を外側上段シュート6a、6bへ排出する計量ホッパ4のグループである。
なお、本実施の形態では、各計量ユニットW1,W2において、外側上段シュート6aに対応するグループAと外側上段シュート6bに対応するグループBのそれぞれは、外側上段シュート6a、6bへ排出される同一の第2の排出組合せが選択される計量ホッパ4のグループが2つに分けられたサブグループである。また、外側上段シュート6aと外側上段シュート6bとは、第2の排出組合せの選択対象となる計量ホッパ4から外側方向へ排出される被計量物を受ける集合シュートが2つに分割された分割シュートである。
以上のように構成された組合せ秤の動作について、まずその概略を説明する。
外部の供給装置から各々の分散フィーダ1へ供給された被計量物は、分散フィーダ1から各リニアフィーダ2を介し各供給ホッパ3へ供給され、各供給ホッパ3から各計量ホッパ4へ被計量物が投入される。各計量ホッパ4へ投入された被計量物の重量が各重量センサ41で計測され、その計量値が制御部20へ送出される。そして、制御部20による組合せ処理が行われて2組の排出組合せが同時に決定される。そして、2組の排出組合せに選択されている計量ホッパ4から被計量物が同時に排出され、空になった計量ホッパ4へは供給ホッパ3から被計量物が投入される。また、空になった供給ホッパ3へはリニアフィーダ2から被計量物が供給される。
上記において、組合せ処理で同時に決定される2組の排出組合せ(第1、第2の排出組合せ)のそれぞれの排出組合せの計量ホッパ4の排出方向を異ならせる。すなわち、第1の排出組合せの計量ホッパ4から内側上段シュート5へ被計量物を排出させると同時に、第2の排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出させる。また、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから同時に被計量物を排出させるとともに、2つの下段集合ホッパ10L、10Rから同時に被計量物を排出させる。
図2は、本実施の形態の第1の構成例の組合せ秤の下段集合ホッパ、上段集合ホッパ及び計量ホッパのゲートの開閉動作と包装機の横シール機の動作の一例を示すタイミングチャートである。
実計量サイクル時間Trは、例えば、直前の計量サイクル中での組合せ処理により排出組合せが決定された直後から、その排出組合せに選択されている計量ホッパ4から被計量物が排出され、次にその排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、その重量センサ41の安定時間が経過して被計量物の重量を計量後に、上記排出組合せの計量ホッパ4を含む複数の計量ホッパ4の計量値を用いて最も早く行われる組合せ処理が行われ、それにより排出組合せが決定されるまでに要する時間である。ここで、組合せ処理により排出組合せが決定されてから、その排出組合せに選択されている計量ホッパ4から被計量物が排出され始めるまでの余裕時間あるいは待ち時間等が零の場合を、理想計量サイクル時間Tとする。したがって、理想計量サイクル時間Tは、例えば、直前の計量サイクル中での組合せ処理により決定されている排出組合せの計量ホッパ4から被計量物が排出され始めたときから、次にその排出組合せの計量ホッパ4に被計量物が投入され、その重量センサ41の安定時間が経過して被計量物の重量を計量後に、上記排出組合せの計量ホッパ4を含む複数の計量ホッパ4の計量値を用いて最も早く行われる組合せ処理が行われ、それにより排出組合せが決定されるまでに要する時間である。この理想計量サイクル時間は、被計量物の性状等に応じて一意的に決められる時間である。なお、この第1の構成例では、1回の組合せ処理によって2組の排出組合せが決定されることは前述の通りである。
図2の例では、実計量サイクル時間Trが理想計量サイクル時間Tに等しい場合、すなわち組合せ秤が最高速度で運転されている場合が示されており、計量ホッパ4による排出サイクル時間Td1は、実計量サイクル時間Tr(=T)と同じであり、包装サイクル時間Tp1に等しい。
この第1の構成例では、Tr時間ごとに、2組の排出組合せを同時に決定する組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で決定された2組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物の排出が行われる。また、Tr時間ごとに、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから同時に被計量物の排出が行われるとともに、Tr時間ごとに、2つの下段集合ホッパ10L、10Rから同時に被計量物の排出が行われる。これにより、実計量サイクル時間Tr内に2組の排出組合せの被計量物が包装機へ投入される。この場合の構成としては、例えば、計量ユニットW1のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を4個ずつにし、計量ユニットW2のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を3個ずつにして、計量ホッパ4の全個数を14個とし、1組の排出組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば、良好な組合せ計量精度が得られる。なお、排出組合せに選択される予定選択個数を4個にするということは、各供給ホッパ3から計量ホッパ4へ1回に投入される被計量物の目標の投入量が、目標重量値の略1/4となるようにリニアフィーダ2等の動作設定がなされていることである。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して2つの下段集合ホッパ10L,10Rのゲートを同時に開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t1、t2、t3、・・・)。
この図2の場合、時刻t1で、第1ゲート22が開かれて計量ホッパ4から排出された被計量物は、時刻t2までの間に第1の上段集合ホッパ7に集められて保持され、時刻t2で上段集合ホッパ7のゲートが開いて、上段集合ホッパ7から排出された被計量物は、第1の下段集合ホッパ10Lに集められて時刻t3まで保持され、時刻t3で下段集合ホッパ10Lのゲートが開いて包装機へ排出される。時刻t3で下段集合ホッパ10Lのゲートが開いて排出された被計量物は、第1の包装ユニットの横シール機55による横シールが行われる時刻t3aまでに包装袋へ投入され、時刻t3aでその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが開始される。
同様に、時刻t1で、第2ゲート23が開かれて計量ホッパ4から排出された被計量物は、時刻t2までの間に第2の上段集合ホッパ8a、8bに集められて保持され、時刻t2で上段集合ホッパ8a、8bのゲートが開いて、上段集合ホッパ8a、8bから排出された被計量物は、第2の下段集合ホッパ10Rに集められて時刻t3まで保持され、時刻t3で下段集合ホッパ10Rのゲートが開いて包装機へ排出される。時刻t3で下段集合ホッパ10Rのゲートが開いて排出された被計量物は、第2の包装ユニットの横シール機55による横シールが行われる時刻t3aまでに包装袋へ投入され、時刻t3aでその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが開始される。
この図2において、期間taの間、計量ホッパ4の第1、第2ゲート22,23が開かれると、期間tbの間、計量ホッパ4から排出された被計量物が第1、第2の上段集合ホッパ7、8a、8bへ投入される。また、期間tcの間、第1、第2の上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートが開かれると、期間tdの間、上段集合ホッパ7、8a、8bから排出された被計量物が第1、第2の下段集合ホッパ10L,10Rへ投入される。また、期間teの間、第1、第2の下段集合ホッパ10L,10Rのゲートが開かれると、期間tfの間、下段集合ホッパ10L,10Rから排出された被計量物がそれぞれの包装機投入口へ投入される。包装機では、例えば、一定の包装サイクル(Tp1)にて動作が行われ、この図2の例では組合せ秤から排出された被計量物が投入されている期間tfを外れた期間tgにおいて、第1、第2の包装ユニットの横シール機55によって横シールが行われる。
以上のように動作させることにより、実計量サイクル時間Trごとに、包装機の2つの投入口へそれぞれ1回ずつ被計量物が排出され、所定時間内における生産量(組合せ秤から包装機への総排出回数)の向上を図ることができる。
なお、図2の例では、下段集合ホッパ10L,10Rと上段集合ホッパ7、8a、8bと計量ホッパ4とのそれぞれのゲートの開動作のタイミングを同じにしているが、それぞれ異なるようにしてもよい。例えば、下段集合ホッパ10L,10Rのゲートを開く動作を開始させた後に、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させるようにしてもよいし、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させた後に、排出組合せの計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるようにしてもよい。例えば、制御部20では、包装機からの投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D1(≧0)後に下段集合ホッパ10L,10Rのゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D2(≧0)後に上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D3(≧0)後に計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるように制御し、D1、D2、D3を任意に設定することで、各ホッパ4、7、8a、8b、10L、10Rのゲートを開くタイミングを任意に設定することができる。
なお、上記の第1の構成例では、シングルシフト動作を行い、Tr時間ごとに、組合せ処理、2組の排出組合せの計量ホッパ4からの排出、上段集合ホッパ7、8a、8bからの排出、及び下段集合ホッパ10L、10Rからの排出が行われるようにしたが、これらをTr/n時間(nは複数)ごとに行うようにしてもよい。例えば、n=2の場合はダブルシフト動作を行う構成であり、この場合には、Tr/2時間ごとに、2組の排出組合せを同時に決定する組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で決定された2組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物の排出が行われる。また、Tr/2時間ごとに、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから同時に被計量物の排出が行われるとともに、Tr/2時間ごとに、2つの下段集合ホッパ10L、10Rから同時に被計量物の排出が行われる。これにより、実計量サイクル時間Tr内に4組の排出組合せの被計量物が包装機へ投入される。この場合の構成としては、例えば、計量ユニットW1のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を6個ずつにし、計量ユニットW2のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を5個ずつにして、計量ホッパ4の全個数を22個とし、1組の排出組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば、良好な組合せ計量精度が得られる。
なお、上記の第1の構成例では、2つの計量ユニットW1,W2のいずれの計量ユニットにおいても、同時に求めた2組の排出組合せのうち一方の排出組合せの計量ホッパ4からは内側上段シュート5へ被計量物を排出し、他方の排出組合せの計量ホッパ4からは外側上段シュート6a、6bへ排出するようにしたが、2つの計量ユニットW1,W2において、同一の排出組合せに選択されている計量ホッパ4からの排出方向を異ならせるように構成してもよい。例えば、組合せ処理によって同時に求めた2組の排出組合せのうちの一方を第1の排出組合せとし、他方を第2の排出組合せとした場合、第1の排出組合せに選択されている計量ユニットW1の計量ホッパ4からは内側上段シュート5へ被計量物を排出するようにし、同じ第1の排出組合せに選択されている計量ユニットW2の計量ホッパ4からは外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出するようにする。そして、第2の排出組合せに選択されている計量ユニットW1の計量ホッパ4からは外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出するようにし、同じ第2の排出組合せに選択されている計量ユニットW2の計量ホッパ4からは内側上段シュート5へ被計量物を排出するようにする。そして、この場合、計量ユニットW1の上段集合ホッパ7と計量ユニットW2の上段集合ホッパ8a、8bとが被計量物を下段シュート9Lへ排出するように構成し、計量ユニットW1の上段集合ホッパ8a、8bと計量ユニットW2の上段集合ホッパ7とが被計量物を下段シュート9Rへ排出するように構成する。これにより、第1の排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の内側上段シュート5及び計量ユニットW2の外側上段シュート6a、6bと下段シュート9Lとを滑り落ち、下段集合ホッパ10Lから第1の包装機投入口へ排出される。また、第2の排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の外側上段シュート6a、6b及び計量ユニットW2の内側上段シュート5と下段シュート9Rとを滑り落ち、下段集合ホッパ10Rから第2の包装機投入口へ排出される。
この場合、第1の排出組合せの計量ホッパ4が選択される組合せグループは、計量ユニットW1の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G1と、計量ユニットW2の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G2とによって構成される。また、第2の排出組合せが選択される組合せグループは、計量ユニットW1の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G1と、計量ユニットW2の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G2とによって構成される。
〔第2の構成例〕
図3は、本発明の実施の形態1の第2の構成例の組合せ秤の上段集合シュート(内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この第2の構成例における計量ユニットW1,W2は、第1の構成例のものと同様であるが、2つの計量ユニットW1,W2の配置の仕方を変更している。すなわち、図1(b)に示された平面配置構成に対し、図3の場合、2つの計量ユニットW1,W2のそれぞれを90度回転させた状態で配置している。そして、2つの計量ユニットW1,W2の合計6つの上段集合ホッパ7、8a、8bの下方には1つの下段シュート9が配設されている。また、下段シュート9の下部の排出口には下段集合ホッパ10が設けられている。この場合、2つの計量ユニットW1,W2の合計6つの上段集合ホッパ7、8a、8bは、それぞれ同一の下段シュート9へ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられていればよい。上段集合ホッパ7、8a、8bから下段シュート9へ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ10に貯留された後、排出される。
この組合せ秤の下段集合ホッパ10の下方には、図示されない投入口が1つである1台の包装機が配置されており、下段集合ホッパ10から排出される被計量物は、包装機の投入口へ投入される。
このように本構成例では、全ての上段集合ホッパ7、8a、8bから排出される被計量物を下段シュート9及び下段集合ホッパ10を介して同一の包装機投入口へ投入するように構成されている。
例えば、図17に示す包装ユニットが1つ備えられた包装機が図3の組合せ秤の下方に配置される。そして、チューブ51の上部開口部が下段集合ホッパ10から被計量物が投入される包装機投入口となる。
なお、2つの計量ユニットW1,W2の配置は、図1の場合と同様にしてもよいが、図3のように配置することで、2つの計量ユニットW1,W2の並び方向における下段シュート9の長さを短くできるため下段シュート9を小さくすることができ、下段シュート9上を移送(滑落)する被計量物の移送距離及び移送時間をより短くすることができる。
本構成例では、第1の構成例とは、制御部20(図1(a)参照)による組合せ処理が異なる。本構成例における組合せ処理では、全ての計量ユニットW1,W2に設けられている計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ重量値が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になる計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。例えば、組合せ重量値が許容範囲内であって目標重量値との差の絶対値が最小になる組合せ1つ求めて排出組合せに決定する。そして、組合せ処理が順次行われて順次決定される排出組合せを、内側上段シュート5へ排出すべき排出組合せと、外側上段シュート6a、6bへ排出すべき排出組合せとに交互に決定する。
このように、本構成例では、1回の組合せ処理により1組の排出組合せが決定される。そして、順次決定される排出組合せごとに、計量ホッパ4からの排出方向をその都度切り替え、内側上段シュート5と外側上段シュート6a、6bとへ交互に被計量物を排出させる。これに対応して、第1の上段集合ホッパ7と第2の上段集合ホッパ8a、8bとから交互に被計量物を排出させる。
図4は、本実施の形態の第2の構成例の組合せ秤の下段集合ホッパ、上段集合ホッパ及び計量ホッパのゲートの開閉動作と包装機の横シール機の動作の一例を示すタイミングチャートである。この図4の例では、Tr/2時間ごとに組合せ処理を行う所謂ダブルシフト動作を行う場合が示されている。
ダブルシフト動作させる場合には、例えば、計量ユニットW1のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を4個ずつにし、計量ユニットW2のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を3個ずつにして、計量ホッパ4の全個数を14個とし、1組の排出組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば、良好な組合せ計量精度が得られる。
このダブルシフト動作では、Tr/2時間ごとに組合せ処理が繰り返されて順次選択される排出組合せの計量ホッパ4からの被計量物の排出は、排出組合せごとに内側上段シュート5と外側上段シュート6a、6bとへ交互に行われ、それに対応して、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから交互に被計量物の排出が行われるとともに、Tr/2時間ごとに下段集合ホッパ10から被計量物の排出が行われる。これにより、実計量サイクル時間Tr内に2回、包装機へ被計量物が投入される。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して下段集合ホッパ10のゲートを開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t11、t12、t13、・・・)。
この図4の場合、時刻t11で、第1ゲート22が開かれて計量ホッパ4から排出された被計量物は、時刻t13までの間に第1の上段集合ホッパ7に集められて保持され、時刻t13で上段集合ホッパ7のゲートが開いて、上段集合ホッパ7から排出された被計量物は、下段集合ホッパ10に集められて時刻t14まで保持され、時刻t14で下段集合ホッパ10のゲートが開いて包装機へ排出される。時刻t14で下段集合ホッパ10のゲートが開いて排出された被計量物は、包装機の横シール機55による横シールが行われる時刻t14aまでに包装袋へ投入され、時刻t14aでその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが開始される。
同様に、時刻t12で、第2ゲート23が開かれて計量ホッパ4から排出された被計量物は、時刻t14までの間に第2の上段集合ホッパ8a、8bに集められて保持され、時刻t14で上段集合ホッパ8a、8bのゲートが開いて、上段集合ホッパ8a、8bから排出された被計量物は、下段集合ホッパ10に集められて時刻t15まで保持され、時刻t15で下段集合ホッパ10のゲートが開いて包装機へ排出される。時刻t15で下段集合ホッパ10のゲートが開いて排出された被計量物は、包装機の横シール機55による横シールが行われる時刻t15aまでに包装袋へ投入され、時刻t15aでその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが開始される。
このように、順次決定される排出組合せごとに、排出組合せの計量ホッパ4から被計量物を内側上段シュート5と外側上段シュート6a、6bとへ交互に排出させるとともに、それに対応して、第1の上段集合ホッパ7と第2の上段集合ホッパ8a、8bとから交互に被計量物を包装機へ排出させる。
以上のようにダブルシフト動作させることにより、Tr/2時間ごとに包装機への排出が行われ、シングルシフト動作の場合の2倍の速度での高速排出が可能となり、高速に動作する包装機に対応できる。
なお、図4の例では、下段集合ホッパ10と上段集合ホッパ7、8a、8bと計量ホッパ4とのそれぞれのゲートの開動作のタイミングを同じにしているが、それぞれ異なるようにしてもよい。例えば、下段集合ホッパ10のゲートを開く動作を開始させた後に、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させるようにしてもよいし、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させた後に、排出組合せの計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるようにしてもよい。例えば、制御部20では、包装機からの投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D1(≧0)後に下段集合ホッパ10のゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D2(≧0)後に上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D3(≧0)後に計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるように制御し、D1、D2、D3を任意に設定することで、各ホッパ4、7、8a、8b、10のゲートを開くタイミングを任意に設定することができる。
なお、上記の第2の構成例では、Tr/2時間ごとに組合せ処理が繰り返されて計量ホッパ4からの排出が行われるダブルシフト動作を例に説明したが、Tr時間ごとに組合せ処理が繰り返されて計量ホッパ4からの排出が行われるシングルシフト動作を行うように構成することもできるし、Tr/3時間ごとに組合せ処理が繰り返されて計量ホッパ4からの排出が行われるトリプルシフト動作を行うように構成することもできる。ダブルシフト動作及びトリプルシフト動作のように、Tr/n時間(nは複数)ごとに組合せ処理が繰り返されて計量ホッパ4からの排出が行われるように動作させることにより、シングルシフト動作の場合のn倍の速度での高速排出が可能となる。
なお、トリプルシフト動作させる場合には、例えば、計量ユニットW1のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を5個ずつにし、計量ユニットW2のグループA及びグループBの計量ホッパ4の個数を4個ずつにして、計量ホッパ4の全個数を18個とし、1組の排出組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば、良好な組合せ計量精度が得られる。
このトリプルシフト動作では、Tr/3時間ごとに組合せ処理が繰り返されて順次選択される排出組合せの計量ホッパ4からの被計量物の排出は、排出組合せごとに内側上段シュート5と外側上段シュート6a、6bとへ交互に行われ、それに対応して、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから交互に被計量物の排出が行われる。
以上のようにトリプルシフト動作させることにより、Tr/3時間ごとに包装機への排出が行われ、シングルシフト動作の場合の3倍の速度での高速排出が可能となり、高速に動作する包装機に対応できる。
なお、上記の第2の構成例では、2つの計量ユニットW1,W2において、同一の排出組合せに選択されている計量ホッパ4からの排出方向を同じ方向としたが、2つの計量ユニットW1,W2において、同一の排出組合せに選択されている計量ホッパ4からの排出方向を異ならせるように構成してもよい。例えば、組合せ処理が繰り返されることによって排出組合せが順次求められるが、この順次求められる排出組合せを、第1の排出組合せ及び第2の排出組合せとし、これらが交互に求められるものとした場合、第1の排出組合せに選択されている計量ユニットW1の計量ホッパ4からは内側上段シュート5へ被計量物を排出するようにし、同じ第1の排出組合せに選択されている計量ユニットW2の計量ホッパ4からは外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出するようにする。そして、次の第2の排出組合せに選択されている計量ユニットW1の計量ホッパ4からは外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出するようにし、同じ第2の排出組合せに選択されている計量ユニットW2の計量ホッパ4からは内側上段シュート5へ被計量物を排出するようにする。これにより、第1の排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の内側上段シュート5及び計量ユニットW2の外側上段シュート6a、6bと下段シュート9とを滑り落ち、下段集合ホッパ10から包装機投入口へ排出される。また、第2の排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の外側上段シュート6a、6b及び計量ユニットW2の内側上段シュート5と下段シュート9とを滑り落ち、下段集合ホッパ10から包装機投入口へ排出される。
この場合、第1の排出組合せの計量ホッパ4が選択される組合せグループは、計量ユニットW1の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G1と、計量ユニットW2の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G2とによって構成される。また、第2の排出組合せが選択される組合せグループは、計量ユニットW1の外側上段シュート6a、6bの上方に配置された計量ホッパ4のグループ(外側グループ)G1と、計量ユニットW2の内側上段シュート5の上方に配置された計量ホッパ4のグループ(内側グループ)G2とによって構成される。
また、第2の構成例では、各計量ユニットW1,W2の外側の上段集合シュートが2つの外側上段シュート6a、6bに分割されているが、3つ以上に分割された構成としてもよい。同様に、第1の構成例においても、外側の上段集合シュートが3つ以上に分割された構成としてもよい。この場合、下段集合シュートは、後述の例えば樋状部材を用いて構成すればよい。
なお、以上に述べた第1及び第2の構成例において、各計量ユニットW1,W2を構成する上段シュート5、6a、6bよりも下方の集合シュートは、その上方に配置された集合ホッパから排出される被計量物を下部の排出口へ集めればよいので、樋状の部材を用いた簡単な構成にすることもできる。例えば、図1の構成の場合、一方の下段集合シュート9Lは、2つの計量ユニットW1,W2の上段集合ホッパ7から排出される被計量物を下部排出口の下段集合ホッパ10Lへ集めればよいので、一方の計量ユニットW1の上段集合ホッパ7から排出される被計量物を下段集合ホッパ10Lへ導くための樋状部材と、他方の計量ユニットW2の上段集合ホッパ7から排出される被計量物を下段集合ホッパ10Lへ導くための樋状部材との2つの樋状部材を用いて構成することができる。また、他方の下段集合シュート9Rは、2つの計量ユニットW1,W2の上段集合ホッパ8a、8bから排出される被計量物を下部排出口の下段集合ホッパ10Rへ集めればよいので、一方の計量ユニットW1の上段集合ホッパ8a、8bの各々から排出される被計量物を下段集合ホッパ10Lへ導くための2つの樋状部材と、他方の計量ユニットW2の上段集合ホッパ8a、8bの各々から排出される被計量物を下段集合ホッパ10Rへ導くための2つの樋状部材との合計4つの樋状部材を用いて構成することができる。
上記に述べた第1及び第2の構成例のように本実施の形態1では、組合せ秤に備えるべき所定個数の計量ホッパ4を複数の計量ユニットW1,W2に分けて配設することにより、計量ホッパ4の配置ピッチ及び計量ホッパ4の総数(全個数)が同じであれば、上段シュート5、6a、6bのそれぞれの上部開口の半径を、従来例の図16における集合シュート26a、26b、26cの上部開口の半径より短くすることができる。例えば、計量ホッパ4の配置ピッチを一定にして、20個の計量ホッパ4を1つの円状に配置する場合に対して、計量ホッパ4を10個ずつ用いて2つの円状に配置した場合には、計量ホッパ4の配置形状の円の半径が半分になる。したがって、上段シュート5、6a、6bの上部開口の半径を約半分にできる。また、シュート面の傾斜角度を同じにした場合には、上段シュート5、6a、6bの高さ寸法は図16の集合シュート26a、26b、26cの高さ寸法の約半分にできる。なお、上段シュート5、6a、6bのシュート面の傾斜角度を必ずしも図16の集合シュート26a、26b、26cと同じにする必要はない。
前述のように、上段シュート5、6a、6bを小さくすることができるため、上段シュート5、6a、6b上を移送(滑落)する被計量物の移送距離及び移送時間を短くすることができ、計量ホッパ4から排出された被計量物の広がり具合が小さいうちに上段集合ホッパ7、8a、8bに被計量物を集めて一塊に密集させた状態で貯留することができる。そのため、集合シュートにおける被計量物の広がり時間が長くなりやすい性状の被計量物であっても、また計量ホッパ4の総数の多い場合や、計量ホッパ4の容量が大きく計量ホッパ4の配置ピッチを長くしなければならない場合であっても、上段シュート5、6a、6bにおける被計量物の広がり時間(例えば図2の期間tbに要する時間)を短くすることが可能である。なお、上段シュート5、6a、6bにおける被計量物の広がり時間とは、排出組合せの計量ホッパ4から上段シュート5、6a、6bへ排出された被計量物の先頭部分が上段シュート5、6a、6bの排出口(集合ホッパ7、8a、8b)へ到達してから、同被計量物の最後尾部分が上段シュート5、6a、6bの排出口(集合ホッパ7、8a、8b)へ到達するまでに要する時間である。
また、上段シュート5、6a、6bの排出口に上段集合ホッパ7、8a、8bを設けているため、一塊になった状態で被計量物を下段シュート(9L,9Rまたは9)へ排出することができる。このように、上段集合ホッパ7、8a、8bから一塊になった状態で被計量物を下段シュート(9L,9Rまたは9)へ排出することができるとともに、下段シュート(9L,9Rまたは9)を小さくすることにより、下段シュート(9L,9Rまたは9)上を移送(滑落)する被計量物の移送距離及び移送時間を短くすることができ、上段集合ホッパ7、8a、8bから排出された被計量物の広がり具合が小さいうちに下段集合ホッパ(10L、10Rまたは10)に被計量物を集めて一塊に密集させた状態で貯留することができる。そのため、集合シュートにおける被計量物の広がり時間が長くなりやすい性状の被計量物であっても、また計量ホッパ4の総数の多い場合や、計量ホッパ4の容量が大きく計量ホッパ4の配置ピッチを長くしなければならない場合であっても、下段シュート(9L,9Rまたは9)における被計量物の広がり時間(例えば図2の期間tdに要する時間)を短くすることが可能である。さらに、下段集合ホッパ(10L、10Rまたは10)を設けているため、一塊になった状態で被計量物を包装機の投入口へ排出することができる。なお、下段シュート(9L,9Rまたは9)における被計量物の広がり時間とは、上段集合ホッパ7a、7bから下段シュート(9L,9Rまたは9)へ排出された被計量物の先頭部分が下段シュート(9L,9Rまたは9)の排出口(集合ホッパ10L,10Rまたは10)へ到達してから、同被計量物の最後尾部分が下段シュート(9L,9Rまたは9)の排出口(集合ホッパ10L,10Rまたは10)へ到達するまでに要する時間である。
以上のように、被計量物の性状や計量ホッパ4の総数の多さ等にかかわらず、上段及び下段の各集合シュートにおける被計量物の広がり時間を短くすることができ、高速運転が可能になる。ここで、上段及び下段の各集合シュートにおける被計量物の広がり時間を、各集合シュートにおいて想定されている一定時間(広がり許容時間)以下に抑えるように構成することにより、運転速度を遅くすることなく、高速運転が可能になる。
上記の各集合シュートにおいて想定されている広がり許容時間とは、例えば、各集合シュートに対する所望の排出サイクル時間(Td)から、各集合シュートに対して予め定められている所定時間である広がり禁止時間Sを減算した時間である。ここで、各集合シュートに対する所望の排出サイクル時間(Td)とは、組合せ秤が所望の計量速度で運転される場合に、各集合シュート上へ被計量物を排出すべきホッパがゲートを開いて被計量物を排出する排出サイクルであり、以下、シュート排出サイクル時間という。
例えば、前述の図1に示された第1の構成例の場合には、上段シュート5、6a、6bに対するシュート排出サイクル時間(Td1;図2)、及び、下段シュート9L,9Rに対するシュート排出サイクル時間(Td2;図2)は、いずれも組合せ処理が行われる周期であるTr/k(Trは実計量サイクル時間であり、kは1または複数であり、例えば図2の場合はk=1)に等しい。また、第1の構成例の場合、例えば、上段シュート5、6a、6bに対する広がり禁止時間Sは、それぞれに設けられている上段集合ホッパ7、8a、8bが被計量物を排出するためにゲートを開いている時間であり、下段シュート9L、9Rに対する広がり禁止時間Sは、それぞれに設けられている下段集合ホッパ10L、10Rが被計量物を排出するためにゲートを開いている時間である。また、後述のように、下段集合ホッパ10L、10Rを設けない場合には、下段シュート9L、9Rに対する広がり禁止時間Sは、下方の包装機の動作(例えば横シール動作)に支障を与えないような時間に定めればよい。なお、上段及び下段の各集合シュートにおける被計量物の広がり時間については、例えば、この組合せ秤で計量する被計量物を用いて試験(例えば試作機による試験)を行って求めればよい。
そして、上述のように上段及び下段の各集合シュートにおける被計量物の広がり時間が広がり許容時間以下になるとともに、先に排出された被計量物と後から排出された被計量物とが各集合シュート上で混在しないように、各集合シュート等を設計し作製する。
例えば、第1の構成例において、図2に示すように、期間taの間(計量ホッパ4の第1、第2ゲートが開き始めてから開状態を経由して閉じられるまでの期間)、計量ホッパ4の第1、第2ゲートが開かれると、期間tbの間、計量ホッパ4から排出された被計量物が第1、第2の上段集合ホッパ7、8a、8bへ投入される。計量ホッパ4の第1、第2ゲートが開き始めてから、第1、第2上段集合ホッパ7、8a、8bに最後に到達する被計量物が上段集合ホッパ7、8a、8bへ投入されるまでの期間(以下、上段集合シュート移送期間)αが経過したすぐ後の時刻t2において、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開いて被計量物が排出される。第1の構成例では、上段集合シュート移送期間αに要する時間がシュート排出サイクル時間Td1(=Tr/k)以内となるように、上段シュート5、6a、6bを構成している。ここで、上段集合シュート移送期間αに要する時間をシュート排出サイクル時間Td1より長くしすぎると、上段シュート5、6a、6b上に計量ホッパ4から2回の排出分の被計量物が存在し、混在する可能性があるので好ましくない(事柄1)。また、上段集合シュート移送期間αに要する時間をシュート排出サイクル時間Td1より短くしても計量能力が上がる事はなく、被計量物の移送速度が速くなり被計量物が損傷しやすくなるだけである(事柄2)。経験則からすれば、上記の事柄1の点に対し、上段集合シュート移送期間αに要する時間を、図2のシュート排出サイクル時間Td1の1.1倍以下の時間にするのが好ましい。さらに、上記の事柄2の点を考慮すれば、上段集合シュート移送期間αに要する時間は、シュート排出サイクル時間Td1の0.9倍から1.1倍までの範囲内の時間にするのが好ましい。したがって、上段集合シュート移送期間αに要する時間が、シュート排出サイクル時間Td1の1.1倍以下となるように、さらには、シュート排出サイクル時間Td1の0.9倍以上となるように、上段シュート5、6a、6bを構成すればよい。例えば、上段シュート5、6a、6bのシュート面の傾斜を急にすることにより、上段集合シュート移送期間αに要する時間を短くし、傾斜を緩やかにすることにより、上段集合シュート移送期間αに要する時間を長くすることができる。また、上段集合ホッパ7、8a、8bからの被計量物の排出期間(上段集合ホッパ7、8a、8bのゲート開期間)tcは、上段集合ホッパ7、8a、8bへ被計量物が投入される期間tb以外の期間に設定されるようにしてあればよい。上段集合シュート移送期間αに要する時間が、例えばシュート排出サイクル時間Td1を超え、シュート排出サイクル時間Td1の1.1倍以下の場合、制御部20では、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開き始めるより前に、計量ホッパ4のゲートを開き始めるように制御する。
上段シュート5、6a、6bにおける被計量物の広がり時間(tb)は、上段シュート5、6a、6b上を滑り落ちる被計量物の移送距離(移送時間)が長くなるほど長くなる。したがって上述のように、上段集合シュート移送期間αに要する時間が、シュート排出サイクル時間Td1の1.1倍以下となるように上段シュート5、6a、6bを構成することにより、上段シュート5、6a、6bにおける被計量物の広がり時間(tb)を広がり許容時間(Td1−tc)以下にすることが可能になる。また、計量ホッパ4から先に排出される被計量物とその次に排出される被計量物とが同時に同一の上段シュート(5、6a、6b)上に存在しないようにすることができ、先の被計量物とその次の被計量物との上段シュート5、6a、6b上における混在を確実に防止することができる。
また、下段シュート9L、9Rについても同様にして構成すればよい。すなわち、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートが開き始めてから、下段集合ホッパ10L、10Rに最後に到達する被計量物が下段集合ホッパ10L、10Rへ投入されるまでの期間(以下、下段集合シュート移送期間)βに要する時間が、図2のシュート排出サイクル時間Td2(=Tr/k)の1.1倍以下となるように、さらには、シュート排出サイクル時間Td2の0.9倍以上となるように、下段シュート9L、9Rを構成すればよい。また、下段集合ホッパ10L、10Rからの被計量物の排出期間(下段集合ホッパ10L、10Rのゲート開期間)teは、下段集合ホッパ10L、10Rへ被計量物が投入される期間td以外の期間に設定されるようにしてあればよい。
下段シュート9L、9Rにおける被計量物の広がり時間(td)は、下段シュート9L、9R上を滑り落ちる被計量物の移送距離(移送時間)が長くなるほど長くなる。したがって上述のように、下段集合シュート移送期間βに要する時間が、シュート排出サイクル時間Td2の1.1倍以下となるように下段シュート9L、9Rを構成することにより、下段シュート9L、9Rにおける被計量物の広がり時間(td)を広がり許容時間(Td2−te)以下にすることが可能になる。また、上段集合ホッパ7、8a、8bから先に排出される被計量物とその次に排出される被計量物とが同時に同一の下段シュート(9L、9R)上に存在しないようにすることができ、先の被計量物とその次の被計量物との下段シュート9L、9R上における混在を確実に防止することができる。
以上のようにして、上段シュート5、6a、6b及び下段シュート9L、9Rを構成することにより、上段シュート5、6a、6b及び下段シュート9L、9R上における先の被計量物とその次の被計量物との混在を確実に防止して、高速運転が可能になる。
また、前述の図3に示された第2の構成例の場合も同様にして、上段集合シュート移送期間に要する時間が、図4のシュート排出サイクル時間Td1(=2Tr/k)の1.1倍以下となるように、さらには、シュート排出サイクル時間Td1(=2Tr/k)の0.9倍以上となるように、上段シュート5、6a、6bを構成すればよい。また、同様にして、下段集合シュート移送期間に要する時間が、図4のシュート排出サイクル時間Td2(=Tr/k)の1.1倍以下となるように、さらには、シュート排出サイクル時間Td2の0.9倍以上となるように、下段シュート9を構成すればよい。この第2の構成例の場合、組合せ処理が行われるたびに、上段シュート5と上段シュート6a、6bとへ交互に被計量物が排出されるので、上段シュート5、6a、6bに対するシュート排出サイクル時間Td1は2Tr/kである。
以上において、例えば図2のようにシングルシフト動作の場合はk=1、例えば図4のようにダブルシフト動作の場合はk=2、トリプルシフト動作の場合はk=3である。
なお、上記では、実計量サイクル時間Trが理想計量サイクル時間Tに等しい場合について説明したが、実計量サイクル時間Trが理想計量サイクル時間Tより長い場合もある。例えば、理想計量サイクル時間Tが850msである場合、シングルシフト動作させる場合の最高計量速度は、60000÷850から、70回/分であり、ダブルシフト動作させる場合の最高計量速度は140回/分であり、トリプルシフト動作させる場合の最高計量速度は210回/分である。最高計量速度での運転(動作)は、実計量サイクル時間Trが理想計量サイクル時間Tに等しい場合である。
第1の構成例の場合、例えば、包装機(2つの各包装ユニット)の最高速度が120回/分(包装サイクル時間が500ms)であり、包装機を最高速度で運転しようとすれば、組合せ秤が120回/分の計量速度(ここでは、1分間に組合せ処理が行われる回数)を実現できればよい。したがって、組合せ秤を、ダブルシフト動作で、シュート排出サイクル時間Td1、Td2(=Tr/2)が500msとなるように構成すればよく、この場合、実計量サイクル時間Trは1000msとなる。また、例えば、包装機(2つの各包装ユニット)の最高速度が200回/分(包装サイクル時間が300ms)であり、包装機を最高速度で運転しようとすれば、組合せ秤が200回/分の計量速度(ここでは、1分間に組合せ処理が行われる回数)を実現できればよい。したがって、組合せ秤を、トリプルシフト動作で、シュート排出サイクル時間Td1、Td2(=Tr/3)が300msとなるように構成すればよく、この場合、実計量サイクル時間Trは900msとなる。このように、包装機の最高速度に応じて組合せ秤の計量速度を決め、その計量速度に応じたシュート排出サイクル時間等に基づいて、前述のように集合シュート(5、6a,6b、9L,9R)等を構成することにより、組合せ秤を包装機の最高速度に応じた計量速度で運転し、包装機を最高速度で運転することが可能になる。
また、第2の構成例の場合、例えば、包装機(1つの包装ユニット)の最高速度が120回/分(包装サイクル時間が500ms)であり、包装機を最高速度で運転しようとすれば、組合せ秤が120回/分の計量速度を実現できればよい。したがって、組合せ秤を、ダブルシフト動作で、下段シュートに対するシュート排出サイクル時間Td2(=Tr/2)が500msとなり、上段シュートに対するシュート排出サイクル時間Td1(=Tr)が1000msとなるように構成すればよく、この場合、実計量サイクル時間Trは1000msとなる。また、例えば、包装機の最高速度が200回/分(包装サイクル時間が300ms)であり、包装機を最高速度で運転しようとすれば、組合せ秤が200回/分の計量速度を実現できればよい。したがって、組合せ秤を、トリプルシフト動作で、下段シュートに対するシュート排出サイクル時間Td2(=Tr/3)が300msとなり、上段シュートに対するシュート排出サイクル時間Td1(=2Tr/3)が600msとなるように構成すればよく、この場合、実計量サイクル時間Trは900msとなる。このように、包装機の最高速度に応じて組合せ秤の計量速度を決め、その計量速度に応じたシュート排出サイクル時間等に基づいて、前述のように集合シュート(5、6a,6b、9)等を構成することにより、組合せ秤を包装機の最高速度に応じた計量速度で運転し、包装機を最高速度で運転することが可能になる。
図5(a)は、本実施の形態1の第1の構成例の組合せ秤及び包装機内における被計量物の落下状態の一例を示す模式図であり、図5(b)は、比較例の組合せ秤及び包装機内における被計量物の落下状態の一例を示す模式図である。図5(a)、(b)において、破線で示した被計量物S1は、計量ホッパ4内に留まっている被計量物である。
図5(a)において、上段集合シュートUS及び上段集合ホッパUSHは、第1の構成例の組合せ秤の上段シュート5及び上段集合ホッパ7、または上段シュート6a、6b及び上段集合ホッパ8a、8bに相当し、下段集合シュートDS及び下段集合ホッパDSHは、第1の構成例の組合せ秤の下段シュート9L及び下段集合ホッパ10L、または下段シュート9R及び下段集合ホッパ10Rに相当する。
ここで、比較例の組合せ秤は、第1の構成例における1つの計量ユニット(例えば計量ユニットW1)と同様の構成を有する1つの計量ユニットからなる組合せ秤である。この場合、第1の構成例において、2つの計量ユニットW1,W2に分けて配設される計量ホッパが、1つの計量ユニット(計量ユニットWXとする)に配設された構成である。すなわち、第1の構成例の2つの計量ユニットW1,W2に配設された計量ホッパ4の総数と同じ個数の計量ホッパ4が計量ユニットWXに配設されており、計量ユニットWXの上段シュート5、6a、6bの大きさは、第1の構成例の各計量ユニットW1,W2の上段シュート5、6a、6bの大きさの略2倍である。ここでは、計量ユニットWXについても計量ユニットW1,W2と同一の名称及び符号を用いて説明する。
図5(b)において、集合シュートSS及び集合ホッパSSHは、上記比較例の組合せ秤の上段シュート5及び上段集合ホッパ7、または上段シュート6a、6b及び上段集合ホッパ8a、8bに相当する。なお、例えば、上段集合ホッパ7から排出される被計量物を第1の包装機投入口へ導くための小さなシュート、及び、上段集合ホッパ8a、8bから排出される被計量物を第2の包装機投入口へ導くための小さなシュートが必要になると考えられるが、これらの小さなシュートについては、図5(b)では省略している。
図5(a)に示されるように、第1の構成例の組合せ秤の下段集合ホッパDSHから、例えばポテトチップス等の被計量物(一塊分)が、落下ピッチC1が600mmで次々に落下し、下段集合ホッパDSHから排出され包装機内を落下する被計量物の先端から終端までの長さ(以下、被計量物の長さ)P1を200mmとする。この時、連続して落下する被計量物間の隙間W1=C1−P1は400mmとなる。ここで、被計量物の落下速度が例えば1400mm/秒で一定であると仮定とすると、被計量物が落下する時間間隔は600mm÷1400mm/秒=0.43秒であり、下段集合ホッパDSHからの被計量物の排出速度は60秒÷0.43秒/回=140回/分である。なお、落下ピッチは、ある被計量物の終端(または先端)から次の被計量物の終端(または先端)までの距離である。
包装機で横シールをするためには横シール機55を作動させ、被計量物間の隙間を狙って横シール機55により包材50を挟み込む必要がある。そのため被計量物間の隙間(W1)が200mm程度以上なければ、被計量物を包装袋のシール部分に噛み込む可能性がある。図5(a)の場合、下段集合ホッパDSHによって一塊にされた被計量物が排出されるので、被計量物間の隙間が大きくなり、包装機での横シールのタイミングに余裕がある。
また、図5(b)に示されるように、比較例の組合せ秤の集合ホッパSSHから排出される被計量物についても、図5(a)の場合と同様の落下ピッチC1、被計量物の長さP1及び被計量物間の隙間W1を有し、集合ホッパSSHからの被計量物の排出速度は140回/分である。しかしながら、この場合、集合シュートSS上で先行の被計量物S3と後続の被計量物S2とが重なりあってしまっている。これは、被計量物の集合シュートSS上を滑り落ちる滑落距離が長いほど被計量物の長さが長くなるためである。このように被計量物どうしが重なり合うと、集合ホッパSSHのゲートをどのようなタイミングで開閉動作させても、ゲートに被計量物が噛み込む。しかも、1回分の被計量物が明確に区別できないので、包装袋に1回分の被計量物を正しく収納することは難しく、包装袋内の重量は大きな誤差を含むことになり、実用に耐えない。
また、図5(b)において、集合シュートSS上での被計量物の長さが図5(b)に示されるほど長くならず、先行の被計量物S3と後続の被計量物S2との隙間が十分空いており、集合ホッパSSHのゲートに被計量物が噛み込むことなく集合ホッパSSHのゲートの開閉動作を支障なく行える場合には、図5(b)の場合のような集合ホッパSSHのゲートでの噛み込みや包装袋内の重量誤差は生じない。しかし、この場合、先行する被計量物が集合ホッパSSHで一塊となり、集合ホッパSSHから下の包装機へ排出を始めるよりかなり前に、計量ホッパ4から次の被計量物の排出を開始しなければならない。このことは、包装機が全く支障なくノンストップで運転されているときには問題とならないが、包装機の包装フィルムが無くなった時や日付印字用フィルムが無くなった時など、包装機を停止したときに重大な問題を生ずる。この場合、組合せ秤では、集合ホッパSSHから被計量物を排出するよりかなり前に計量ホッパ4から次の被計量物を排出しなければならないため、包装機が停止する度に、集合ホッパSSH内に2回分の被計量物が溜まってしまうことになり、それが包装機へ排出されると包装袋内の重量に非常に大きな誤差を含むことになる。従って、この場合も事実上、実用にはならない。勿論、組合せ秤の運転速度を低下させ、集合ホッパSSHのゲートが開き始めるまで、計量ホッパ4からの排出を待たせることはできるが、包装機の最大能力を発揮できないという重大な問題を生ずる。
一方、第1の構成例の場合には、比較例の集合シュートSSに比べて、上部開口の直径及び高さ寸法が小さく被計量物の滑落距離(移送距離)が短い複数の上段集合シュートUSと、各上段集合シュートUSから排出される被計量物を集合させるための被計量物の滑落距離が短い下段集合シュートDSとが設けられるとともに、各集合シュートUS,DSの排出口に集合ホッパUSH,DSHが設けられている。この場合、比較例の集合シュートSSに対して上段集合シュートUS及び下段集合シュートDSのそれぞれにおける被計量物の滑落距離が短いため、比較例の集合シュートSSの場合に比べて被計量物の長さが短いうちに(被計量物の広がり具合が小さいうちに)それぞれの集合ホッパUSH,DSHへ被計量物が溜められる。したがって、図5(b)の場合のような、集合ホッパSSHのゲートでの噛み込みや包装袋内の大きな重量誤差は生じない。また、先行する被計量物S3が集合ホッパDSHで一塊となり、包装機の投入指令信号に基づいて下段集合ホッパDSHのゲートを開く時には、次の被計量物S2は、まだ上段集合ホッパUSH内に留まっており、さらにその次の被計量物S1は計量ホッパ4内に留まっている。従って、前述の包装機停止時に2回分の被計量物が集合ホッパに溜まってしまうという問題も解消される。
上記では、第1の構成例を用いてその効果を説明したが、第2の構成例の場合も同様の効果が得られる。すなわち、上記比較例のように全ての計量ホッパ4が1つの円周上に配置された組合せ秤において、所望の計量速度(例えば前述の140回/分)を実現するためには、集合シュートSS及び集合ホッパSSH上に先行する被計量物が存在する間に次の被計量物を計量ホッパ4から排出しなければならない場合がある。このような場合に、本実施の形態のように、全計量ホッパ4を複数のグループA,Bに分けてそれぞれのグループA,Bを1つの円周上に配置し、それぞれ小さい上段シュート5、6a、6bを有する複数の計量ユニットW1,W2を設けるとともに、下段シュート(9L,9Rまたは9)等を設けた構成とすることにより、比較例を用いて説明した前述の問題を解消することができる。
また、比較例の集合シュートSSに比べて、本実施の形態における上段シュート5、6a、6bの上部開口部の直径が小さいことは、上段シュート5、6a、6bのシュート面の曲率半径が小さく、計量ホッパ4から排出された被計量物の上段シュート5、6a、6b上での水平方向への拡がりが小さくなり、滑落する被計量物の長さを短くし、上段集合シュート移送期間に要する時間を短縮することに寄与する。
また、本実施の形態のように、排出組合せの計量ホッパ4から排出される被計量物がM個(Mは複数であり、図1の構成の場合は2である)の計量ユニットの上段集合ホッパ7、8a、8bに集められることは、比較例のように1つの計量ユニットの集合ホッパSSH(7、8a、8b)に集められる場合と比べて、上段集合ホッパ7、8a、8bに集められる被計量物の量が平均的に1/Mとなり、被計量物同士の衝突時や被計量物の集合ホッパの内壁との衝突時における跳ね返り等が減少し、上段集合シュート移送期間に要する時間を短縮することに寄与する。
また、本実施の形態では、上段シュート5、6a、6b及び下段シュート(9L,9Rまたは9)のそれぞれのシュート上を滑り落ちる被計量物の移送距離が短いためその滑落時の最高速度が低く抑えられ、被計量物同士がぶつかるときの衝撃や、被計量物が上段集合ホッパ7、8a、8b及び下段集合ホッパ(10L、10Rまたは10)へ入るときにそれらの集合ホッパの内壁とぶつかるときの衝撃が小さくなり、被計量物の破損を防止することができる。また、被計量物の滑落時の最高速度が低く抑えられることは、被計量物同士の衝突時や被計量物の集合ホッパの内壁との衝突時における跳ね返り等が減少し、上段集合シュート移送期間に要する時間及び下段集合シュート移送期間に要する時間を短縮することにも寄与している。
さらに、本実施の形態では、前述のように各計量ユニットW1,W2の上段シュート5、6a、6bのそれぞれの上部開口の半径を短くでき、組合せ秤全体の設置面積も小さくすることができる。
また、2つの計量ユニットW1、W2を備えた構成としたが、同様の計量ユニットを3つ以上備えた構成としてもよい。この場合、各計量ユニットの上段シュートのそれぞれの上部開口の半径をより短くでき、組合せ秤全体の設置面積をより小さくすることができる。
図6は、図3に示す組合せ秤の計量ユニットW1、W2の変形例の一例を示し、組合せ秤の上段集合シュート及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この図6の場合、図3において、2つの計量ユニットW1、W2が隣り合う部分に計量ホッパ4を配置しない構成であり、計量ユニットW1、W2はそれぞれ円弧状(C字形)に列設された計量ホッパ4を有するように構成されている。この場合、一方の計量ユニットW1の全ての計量ホッパ4からなるグループ(A及びB)と、他方の計量ユニットW2の全ての計量ホッパ4からなるグループ(A及びB)とは、それぞれ異なる2つの仮想円の円周の内側に沿って配置された複数の計量ホッパ4からなるグループであって、上記2つの仮想円同士の一部が重なり、その重なり部分に対応する互いの仮想円の円弧に沿う部分には、計量ホッパ4を配置しないように構成されたグループであると言える。
また、この図6の場合、2つのセンター基体15(図1参照)を連結して1つのセンター基体15Aとして構成することができる。また、それぞれの計量ユニットW1、W2の供給ホッパ3(図1参照)も、計量ホッパ4と対応して円弧状(C字形)に列設されている。なお、センター基体15A上には、例えば図1に示される2つの分散フィーダ1及び複数のリニアフィーダ2が配設される。ここで、リニアフィーダ2は供給ホッパ4の配置に合わせて配設し、各分散フィーダ1は、配設されているリニアフィーダ2へ被計量物を供給できるように構成すればよい。
この図6の場合、2つの計量ユニットW1、W2が隣接する部分に計量ホッパ4及び供給ホッパ3が配置されていないため、清掃や修理等を行う際に計量ホッパ4及び供給ホッパ3の取り外しや取り付けの作業が容易になる。しかしながら、一定個数の計量ホッパ4を一定間隔で配置した場合、上記の2つの仮想円の重なり部分が大きくなるほど、仮想円の直径を大きくしなければならない。図3のように、重なり部分がない2つの仮想円の円周の内側に沿って計量ホッパ4が配置された場合の2つの仮想円の直径は、図16に示される従来例のように全ての計量ホッパ4が1つの仮想円(以下、「従来仮想円」という)の円周の内側に沿って計量ホッパ4が配置された場合の従来仮想円の直径の1/2に縮小することができ、上段シュート5、6a、6bを小さくすることができる。この直径の縮小効果を考慮し、この縮小効果を少なくとも50パーセント得る(2つの仮想円の直径を従来仮想円の直径の3/4以下にする)ために、上記の2つの仮想円の重なり部分に対応する互いの円弧の中心角が120度以下となるようにすることが好ましい。これは、2つの仮想円の直径が等しい場合であり、2つの仮想円の直径が従来仮想円の直径の3/4のときに上記の円弧の中心角が120度である。
なお、図1の構成の場合でも、同様にして、2つの計量ユニットW1、W2が隣り合う部分に計量ホッパ4を配置しない構成とすることは可能である。
なお、実施の形態1において、1組の排出組合せに選択される計量ホッパ4が、複数の計量ユニットW1,W2の各々から少なくとも1個は必ず選択されるようにする、あるいは各計量ユニットW1,W2から選択される最大個数を予定選択個数未満の個数に制限することにより、上段集合ホッパ7、8a、8bの大きさを小さくすることができる。
なお、本実施の形態において、各々の計量ユニットに備えられる計量ホッパ4の個数はできるだけ等しくした方が好ましい。例えば、2つの計量ユニットW1、W2に備えられている計量ホッパ4の個数が異なる場合には、計量ホッパ4の個数に応じてその配置形状の円の半径を異ならせて、対応する上段シュートの大きさも異なるように構成することもできるが、全ての計量ユニットにおいて、対応する上段シュート5、6a、6bの大きさが同じである方が、対応する上段シュート5、6a、6b上を滑り落ちる被計量物の移送距離及び移送時間を等しくでき、各集合シュートにおける被計量物の広がり時間の短縮に寄与できる。この場合、例えば、計量ホッパ4の個数が多い方の計量ユニットW1において、計量ホッパ4の配置形状である円の直径を決め、それに応じて上段シュート5、6a、6bの大きさ(上部開口の半径)を決める。そして、計量ホッパ4の個数が少ない方の計量ユニットW2では、計量ユニットW1の上段シュート5、6a、6bと同じ大きさの上段シュート5、6a、6bとし、計量ユニットW1における計量ホッパ4の配置形状である円と同じ直径の円周上に、計量ホッパ4を配置するようにすればよい。これにより、全ての計量ユニットW1、W2において、対応する上段シュート上を滑り落ちる被計量物の移送距離及び移送時間を等しくできる。
また、本実施の形態1では、各計量ユニットにおいて外側上段シュートが2つに分割された構成について説明したが、外側上段シュートが2つに分割されていない構成とすることも可能である。この場合、各々の計量ユニットにおいて、1つの内側上段シュートと1つの外側上段シュートとを有し、それぞれの下部の排出口に上段集合ホッパが設けられている。また、この場合、各々の計量ユニットにおいて、外側上段シュートへ排出すべき排出組合せに選択されている計量ホッパ4から、分割されていない1つの外側上段シュートへ排出された被計量物は、その外側上段シュートの下部の排出口に設けられた1つの上段集合ホッパに一旦貯留された後、排出される。この場合、例えば、一部の計量ホッパから外側上段シュートへ排出された被計量物が内側上段シュートの周囲を迂回して外側上段シュートの排出口に到達するというように、内側及び外側上段シュートが複雑な構成になるが、この場合でも、従前のように1つの計量ユニットからなる構成とするよりも、各々の計量ユニットの内側及び外側上段シュートを小さくすることができ、上段シュートにおける被計量物の広がり時間を短くすることができ、高速運転が可能になる。
また、本実施の形態1では、各計量ユニットにおける計量ホッパ4の列設形状が円形である、あるいは、計量ホッパ4が仮想円の円周に沿って配置されているとしたが、種々変更することもできる。各計量ユニットにおいて、計量ホッパ4が、例えば、円形だけでなく楕円や、矩形、長方形等の凸多角形を含めた環状に計量ホッパ4が列設されていてもよい。そして、計量ホッパ4の列設形状に対応して、供給ホッパ3、リニアフィーダ2及び上段の集合シュート等が配設されていればよい。
また、本実施の形態1では、組合せ秤に備えられている全ての計量ホッパ4に、同じ種類の被計量物が供給されるものとしたが、複数の種類の被計量物が供給され、これら複数の種類の被計量物の全体の重量が所定重量範囲内となるように計量して排出する混合計量用組合せ秤として構成することも可能である。
一般的に、第1種類〜第m種類のm個(mは2以上の整数)の種類のミックス計量を行う際には、例えば、第1種類〜第m種類の各種類の目標重量値(種類別目標重量値)及びその目標重量値に対する許容範囲(種類別許容範囲)と、全種類合計の目標重量値(組合せ目標重量値)及びその目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)とを予め決めておく。各種類の種類別目標重量値は、それらの全種類についての合計が、組合せ目標重量値に等しいように決められている。
このミックス計量を行う際に、1つの排出組合せを求めるための組合せ処理では、その排出組合せに選択される対象となる複数の計量ホッパ4内の被計量物の重量値に基づいて組合せ演算を行い、各種類について被計量物の重量値の組合せの合計である種類別組合せ重量値が種類別許容範囲内になり、かつ、全ての種類についての種類別組合せ重量値の合計が所定重量範囲内になる計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。なお、種類別組合せ重量値は、それぞれの種類ごとに、重量センサ41により計測される計量ホッパ4内の被計量物の重量値に基づいて組合せ演算を行うことにより、上記重量値を種々に組合せて求められる、重量値の組合せの合計が種類別組合せ重量値である。
この排出組合せを求めるための具体的な方法については様々あり、どの方法を用いてもよい。ここでは、具体的な方法の一例を説明する。まず、第1種類について、第1種類の種類別許容範囲内にあり、かつ第1種類の種類別目標重量値との差の絶対値が最も小さい種類別組合せ重量値を求める。次に、第1種類について求めた種類別組合せ重量値と第1種類の種類別目標重量値との差を補償するように第2種類の種類別目標重量値を補正し、第2種類について、第2種類の種類別許容範囲内にあり、かつ補正後の第2種類の種類別目標重量値との差の絶対値が最も小さい種類別組合せ重量値を求める。この第2種類についての種類別組合せ重量値を求める処理と同様の処理を以下、繰り返すことにより、m個の全ての種類についてそれぞれの種類別組合せ重量値を求める。ここで、最後(m番目)に求める第m種類の種類別組合せ重量値は、それを含む全ての種類についての種類別組合せ重量値の合計が所定重量範囲内の値となるように求められる。そして、各種類について求めた種類別組合せ重量値に対応する計量ホッパ4の組合せを排出組合せとする。
本実施の形態1の組合せ秤を混合計量用組合せ秤に適用する場合には、各種類の種類別目標重量値及び種類別許容範囲、組合せ目標重量値及びそれに対する許容範囲(所定重量範囲)等が、求めるべき排出組合せごとに定められ、予め制御部20に記憶されている。
この場合における組合せ処理では、組合せグループごとに、前述のように排出組合せを決定する。
本実施の形態では、例えば、2つの計量ユニットW1,W2の全ての計量ホッパ4によって外側上段シュート6a、6bへ排出する排出組合せが選択される組合せグループを構成し、2つの計量ユニットW1,W2の全ての計量ホッパ4によって内側上段シュート5へ排出する排出組合せが選択される組合せグループを構成している。
ここで、m個の種類の被計量物のミックス計量を行う場合には、それぞれの組合せグループが、さらにm個の種類別グループに分けられ、種類別グループごとの計量ホッパ4にそれぞれ異なる種類の被計量物が供給される。
例えば、2つの種類(第1種類,第2種類)の被計量物をミックス計量する場合には、例えば図1において、外部の供給装置から一方の計量ユニットW1の分散フィーダ1に第1種類の被計量物が供給され、他方の計量ユニットW2の分散フィーダ1に第2種類の被計量物が供給されるように構成する。これにより、計量ユニットW1の全ての計量ホッパ4からなるグループG1の計量ホッパ4には第1種類の被計量物が供給され、計量ユニットW2の全ての計量ホッパ4からなるグループG2の計量ホッパ4には第2種類の被計量物が供給される。そして、制御部20は、前述のミックス計量に応じた組合せ処理を行い、組合せグループごとに排出組合せを決定するように構成される。
例えば、2組の排出組合せを同時に決定する場合、まず、2つの計量ユニットW1,W2の全ての計量ホッパ4のなかから、外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出する1組の排出組合せ(外側排出組合せ)を決定する。この外側排出組合せを求める際は、第1種類の被計量物が供給される計量ユニットW1の計量ホッパ4のグループG1から前述のように第1種類の種類別組合せ重量値が1つ求められ、第2種類の被計量物が供給される計量ユニットW2の計量ホッパ4のグループG2から前述のように第2種類の種類別組合せ重量値が1つ求められ、それらの種類別組合せ重量値に対応する計量ホッパ4の組合せが外側排出組合せとなる。
次に、2つの計量ユニットW1,W2の全ての計量ホッパ4のなかから、内側上段シュート5へ被計量物を排出する1組の排出組合せ(内側排出組合せ)を決定する。この内側排出組合せを求める際は、第1種類の被計量物が供給されるグループG1から外側排出組合せの計量ホッパ4を除いた計量ホッパ4のなかから前述のように第1種類の種類別組合せ重量値が1つ求められ、第2種類の被計量物が供給されるグループG2から外側排出組合せの計量ホッパ4を除いた計量ホッパ4のなかから前述のように第2種類の種類別組合せ重量値が1つ求められ、それらの種類別組合せ重量値に対応する計量ホッパ4の組合せが内側排出組合せとなる。
なお、上記では、外側排出組合せを求めた後で内側排出組合せを求める場合を説明したが、内側排出組合せを求めた後で外側排出組合せを求めるようにしてもよい。また、上記では、1回の組合せ処理において外側排出組合せ及び内側排出組合せの2組の排出組合せを求めるようにしたが、組合せ処理を行うたびに外側排出組合せと内側排出組合せとを交互に求めるようにしてもよい。
また、例えば、第1〜第4種類の4種類の被計量物をミックス計量する場合には、例えば、計量ユニットW1のグループAの計量ホッパ4に第1種類の被計量物を供給し、計量ユニットW1のグループBの計量ホッパ4に第2種類の被計量物を供給し、計量ユニットW2のグループAの計量ホッパ4に第3種類の被計量物を供給し、計量ユニットW2のグループBの計量ホッパ4に第4種類の被計量物を供給するように構成する。この場合、計量ユニットW1,W2の各分散フィーダ1上に、異なる種類の被計量物が混ざらないようにするための仕切り板を配設し、分散フィーダ1上の領域を仕切り板によって2つの領域に区画し、その2つの領域にそれぞれ異なる種類の被計量物が供給されるようにすればよい。そして、制御部20では、外側排出組合せ及び内側排出組合せのそれぞれを求める際に、第1〜第4種類の種類別組合せ重量値を求めて、それら4つの種類別組合せ重量値に対応する計量ホッパ4の組合せを排出組合せとすればよい。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2の組合せ秤の上段集合シュート(内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
本実施の形態における計量ユニットW1,W2は、図3に示された実施の形態1の第2の構成例と同様の構成であり、その説明を省略する。また、実施の形態1と同様、全ての計量ユニットW1,W2の分散フィーダ1(図1参照)には、同じ種類の被計量物が供給され、この組合せ秤に備えられている全ての計量ホッパ4には、同じ種類の被計量物が供給される。
本実施の形態では、2つの計量ユニットW1,W2の下方に、3つの下段シュート9a、9b、9cが並んで配設されている。下段シュート9aは、2つの上段集合ホッパ8aから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9bは、2つの上段集合ホッパ7から排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9cは、2つの上段集合ホッパ8bから排出される被計量物を受けるように配設されている。また、それぞれの下段シュート9a、9b、9cの下部の排出口には下段集合ホッパ10a、10b、10cが設けられている。上段集合ホッパ7、8a、8bから下段シュート9b、9a、9cへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ10b、10a、10cに貯留された後、排出される。この場合、2つの計量ユニットW1,W2の合計6つの上段集合ホッパ7、8a、8bは、それぞれ1つの下段シュート9b、9a、9cへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられていればよい。
この組合せ秤の下方には、図示されない3台の包装機あるいは被計量物の投入口を3つ有する包装機が配置されており、下段集合ホッパ10a、10b、10cのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ包装機の投入口へ投入され、包装機でそれぞれ袋詰めされながら包装される。
例えば、図17に示す包装ユニットが3つ備えられた包装機が図1の組合せ秤の下方に配置される。そして、第1〜第3の3つの包装ユニットの各々のチューブ51の上部開口部が、3つの下段集合ホッパ10a、10b、10cの各々から被計量物が投入される包装機投入口となる。
制御部20は、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、組合せ処理を行う。
本実施の形態における組合せ処理について説明する。計量ホッパ4へ被計量物が投入され、重量センサ41により計量ホッパ4内の被計量物の重量の計測が行われると、制御部20は、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ処理を行う。ここで、計量ユニットW1において、グループA1,B1は、それぞれ外側上段シュート6a、6bに対応する計量ホッパ4のグループであり、グループX1は、内側上段シュート5に対応する計量ホッパ4のグループであり、グループA1とグループB1とを合わせたグループからなる。同様に、計量ユニットW2において、グループA2,B2は、それぞれ外側上段シュート6a、6bに対応する計量ホッパ4のグループであり、グループX2は、内側上段シュート5に対応する計量ホッパ4のグループであり、グループA2とグループB2とを合わせたグループからなる。したがって、各計量ホッパ4は、外側上段シュートに対応するグループと、内側上段シュートに対応するグループとの2つのグループに属する。
本実施の形態における組合せ処理では、2つの外側上段シュート6aに対応する計量ホッパ4のグループA(グループA1及びグループA2)のなかから、外側上段シュート6aへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)を決定し、2つの外側上段シュート6bに対応する計量ホッパ4のグループB(グループB1及びグループB2)のなかから、外側上段シュート6bへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)を決定し、2つの内側上段シュート5に対応する計量ホッパ4のグループX(グループX1及びグループX2)のなかから、内側上段シュート5へ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)を決定する。したがって、1回の組合せ処理によって3組の排出組合せを求める。
上記グループA、グループB及びグループXは、それぞれ排出組合せの選択対象となる計量ホッパ4のグループである組合せグループである。組合せグループAは、2つの外側グループ(A1,A2)によって構成され、組合せグループBは、2つの外側グループ(B1,B2)によって構成され、組合せグループCは、2つの内側グループ(X1,X2)によって構成される。内側グループ及び外側グループの意味は、実施の形態1で述べた通りである。
この組合せ処理では、例えば、まず、グループA、Bの各々のグループについて、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計(組合せ重量値)が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ目標重量値との差の絶対値が最小である計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。これにより、各外側上段シュート6a、6bへ排出すべき排出組合せが求められる。
次に、グループX(全ての計量ホッパ4)の中から先に求めた外側上段シュート(6a、6b)へ排出すべき2組の排出組合せの計量ホッパ4を除いた計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ目標重量値との差の絶対値が最小である計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。これにより、内側上段シュート5へ排出すべき排出組合せが求められる。
そして、上記で求めた3組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物を排出させる。すなわち、内側上段シュート5へ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から内側上段シュート5へ被計量物を排出させ、外側上段シュート6aへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6aへ被計量物を排出させ、外側上段シュート6bへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6bへ被計量物を排出させる。また、上段集合ホッパ7と上段集合ホッパ8a、8bとから同時に被計量物を排出させるとともに、3つの下段集合ホッパ10a、10b、10cから同時に被計量物を排出させる。これらの計量ホッパ、上段集合ホッパ及び下段集合ホッパから排出させるタイミングは、実施の形態1の第1の構成例と同様にすればよい。例えば、図2の動作と同様にした場合には、実計量サイクル時間Trごとに、包装機の3つの投入口へそれぞれ1回ずつ被計量物が排出される。この場合の構成としては、例えば、計量ユニットW1のグループA1及びグループB1の計量ホッパ4の個数を5個ずつにし、計量ユニットW2のグループA2及びグループB2の計量ホッパ4の個数を5個ずつにして、計量ホッパ4の全個数を20個とし、1組の排出組合せに選択される予定選択個数を4個とすれば、良好な組合せ計量精度が得られる。なお、3組の排出組合せを求める方法は、前述以外の他の方法によってもよい。
本実施の形態2においても、実施の形態1と同様、組合せ秤に備えるべき所定個数の計量ホッパ4を複数の計量ユニットW1,W2に分けて配設しているため、実施の形態1の場合と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態2の場合も、実施の形態1の場合と同様にして、所望の計量速度に応じた各シュートに対するシュート排出サイクル時間等に基づいて、上段シュート5、6a、6b及び下段シュート9a、9b、9cを構成することにより、それぞれのシュート上における先の被計量物とその次の被計量物との混在を確実に防止して、所望の計量速度での運転が可能になる。
また、本実施の形態2では、3組の排出組合せを1回の組合せ処理において同時に求めるようにしたが、順番に求めるようにしてもよい。すなわち、1回の組合せ処理では、1組の排出組合せを求めるようにする。例えば、外側上段シュート6aへ排出すべき排出組合せを求める第1の組合せ処理と、外側上段シュート6bへ排出すべき排出組合せを求める第2の組合せ処理と、内側上段シュート5へ排出すべき排出組合せを求める第3の組合せ処理とを順番に繰り返すようにしてもよい。この場合、排出組合せが求められる順番に、排出組合せに選択されている計量ホッパ4から被計量物を排出させるようにし、その排出組合せに応じて排出される上段シュートの排出口に設けられている上段集合ホッパ(8a、8b、7)から被計量物を排出させるようにする。このように第1、第2及び第3の組合せ処理をその順番に繰り返す場合、例えばシングルシフト動作、ダブルシフト動作及びトリプルシフト動作等のいずれかの動作を行うように構成すればよい。さらに、この場合、1つの包装機投入口あるいは2つの包装機投入口へ被計量物を排出するように構成してもよい。1つの包装機投入口へ被計量物を排出する場合には、例えば、3つの下段シュート9a〜9c及び下段集合ホッパ10a〜10cに代えて、実施の形態1の第2の構成例(図3)のように、全ての上段集合ホッパから排出される被計量物を受ける1つの下段シュート9及び下段集合ホッパ10を設けて、上段集合ホッパ(8a、8b、7)から順番に被計量物が排出されるたびに、下段集合ホッパ10から1つの包装機投入口へ被計量物を排出するように構成すればよい。また、2つの包装機投入口へ被計量物を排出する場合には、例えば、図1(a)、(b)と同様の構成において、上段集合ホッパ8a、8b、7を2つの下段シュート9L,9Rへ被計量物を選択的に排出可能な構成とし、上段集合ホッパ(8a、8b、7)から2つの下段シュート9L,9Rへ交互に被計量物を排出させるように構成し、それに応じて下段集合ホッパ10L,10Rから被計量物を排出させるように構成すればよい。
また、本実施の形態では、2つの計量ユニットW1、W2を備えた構成としたが、同様の計量ユニットを3つ以上備えた構成としてもよい。この場合、各計量ユニットの上段シュートのそれぞれの上部開口の半径をより短くでき、組合せ秤全体の設置面積をより小さくすることができる。
また、実施の形態1と同様、図6のように、2つの計量ユニットW1、W2が隣り合う部分に計量ホッパ4を配置しない構成とすることも可能である。
また、各組の排出組合せに選択される計量ホッパ4が、複数の計量ユニットW1,W2の各々から少なくとも1個は必ず選択されるようにする、あるいは各計量ユニットW1,W2から選択される最大個数を予定選択個数未満の個数に制限することにより、上段集合ホッパの大きさを小さくすることができる。
また、実施の形態1と同様、各計量ユニットにおける計量ホッパ4は、円形以外の環状に列設された構成とすることもできる。
また、本実施の形態では、各計量ユニットにおいて、外側上段シュートが2つ設けられた構成について説明したが、例えば上部開口の中心角が120度の円弧状である外側上段シュートが3つ設けられた構成、あるいは同様にして上部開口が円弧状の外側上段シュートが4つ以上設けられた構成とすることもでき、それらに対応して下段シュート等を配設すればよい。この場合、排出組合せは、例えば、全ての計量ユニットにおいて対応して設けられている内側及び外側のそれぞれの上段シュートに対して排出する組合せを求める。例えば、各計量ユニットにおいて外側上段シュートが3つ設けられている場合には、内側上段シュートに対して排出すべき排出組合せ(1組)と、3つの外側上段シュートの各々に対して排出すべき排出組合せ(3組)とを求める。
以下では、本実施の形態における3つの組合せグループ(第1〜第3の組合せグループ)の様々な構成のしかたについて説明する。以下で述べる第1〜第3の組合せグループについては、第1の組合せグループ及び第2の組合せグループのそれぞれについての排出組合せを決定した後、第3の組合せグループについての排出組合せを決定するようにすればよい。
まず、本実施の形態では、図7において、2つの外側グループA1、A2によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB1、B2によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループX1、X2によって第3の組合せグループを構成することにより、それぞれ排出組合せが選択される3つの組合せグループを構成(組合せグループ基本例)しているが、これに限られない。例えば、2つの外側グループA1、B2によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB1、A2によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループX1、X2によって第3の組合せグループを構成してもよい(組合せグループ変形例1)。また、2つの外側グループA1、B1によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループA2、B2によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループX1、X2によって第3の組合せグループを構成してもよい(組合せグループ変形例2)。また、1つの内側グループX1によって第1の組合せグループを構成し、1つの内側グループX2によって第2の組合せグループを構成し、4つの外側グループA1、B1、A2、B2によって第3の組合せグループを構成してもよい(組合せグループ変形例3)。また、1つの内側グループX1によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループA2、B2によって第2の組合せグループを構成し、2つの外側グループA1、B1と1つの内側グループX2によって第3の組合せグループを構成してもよい(組合せグループ変形例4)。
なお、組合せグループの構成のしかたによって、下段シュート等の構成も異なる。例えば、被計量物を3つの包装機投入口へ投入するための第1〜第3の3つの下段集合ホッパを配設する場合において、前述の組合せグループ変形例3のように、1つの内側グループX1によって第1の組合せグループを構成し、1つの内側グループX2によって第2の組合せグループを構成し、4つの外側グループA1、B1、A2、B2によって第3の組合せグループを構成した場合の下段シュートについて説明する。この場合には、1つの内側グループX1によって構成される第1の組合せグループから求められる排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の上段集合ホッパ7に貯留される。この上段集合ホッパ7から排出される被計量物を滑落させて第1の下段集合ホッパへ移送するための第1の下段シュートを設ける。また、1つの内側グループX2によって構成される第2の組合せグループから求められる排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW2の上段集合ホッパ7に貯留される。この上段集合ホッパ7から排出される被計量物を滑落させて第2の下段集合ホッパへ移送するための第2の下段シュートを設ける。また、4つの外側グループA1、B1、A2、B2によって構成される第3の組合せグループから求められる排出組合せの計量ホッパ4から排出された被計量物は、計量ユニットW1の上段集合ホッパ8a、8bと計量ユニットW2の上段集合ホッパ8a、8bとに貯留される。これら4つの上段集合ホッパ8a、8bから排出される被計量物を滑落させて第3の下段集合ホッパへ移送するための第3の下段シュートを設ける。
このように、同一の組合せグループについて求められた排出組合せの計量ホッパ4から排出され、上段集合ホッパに貯留されている被計量物を、同一の下段集合ホッパあるいは同一の包装機投入口へ導くように下段シュートを構成すればよい。他の組合せグループ変形例1、2、4の場合も同様である。なお、下段シュートは、実施の形態1でも説明したように、例えば樋状部材を用いて構成することができる。
次に、計量ユニットを3つ以上備えた構成における組合せグループについて説明する。図8は、本実施の形態において、3つの計量ユニットを備えた組合せ秤の上段集合シュート及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。図8において、計量ユニットW1,W2,W30は、図7に示す計量ユニットW1,W2と同様の構成である。
この図8の場合、例えば、3つの外側グループA1、A2、A30によって第1の組合せグループを構成し、3つの外側グループB1、B2、B30によって第2の組合せグループを構成し、3つの内側グループX1、X2、X30によって第3の組合せグループを構成してもよい。また、3つの外側グループA1、B1、B2によって第1の組合せグループを構成し、3つの外側グループA2、A30、B30によって第2の組合せグループを構成し、3つの内側グループX1、X2、X30によって第3の組合せグループを構成してもよい。
このように、それぞれ1つの内側グループと3つの外側グループとを有する3つの計量ユニットW1,W2,W30を備えている場合、2つの組合せグループをそれぞれ3つの外側グループによって構成し、1つの組合せグループを3つの内側グループによって構成することができる。同様に、3つの各計量ユニットが外側グループを4つ有する場合には、4つの組合せグループをそれぞれ3つの外側グループによって構成し、1つの組合せグループを3つの内側グループによって構成することができる。
したがって、計量ユニットを2つ備えた構成の場合の一部の例を含め、1つの内側グループとb個(bは複数)の外側グループとを有するN個(Nは複数)の計量ユニットを備えている場合、b個の組合せグループをそれぞれN個の外側グループによって構成し、1個の組合せグループをN個の内側グループによって構成することができる。ここで、それぞれN個の外側グループによって構成するb個の組合せグループは、N個の各計量ユニットからそれぞれ1個ずつ選ばれた外側グループによって構成してもよいし、N個全ての計量ユニットのなかから適当に選ばれたN個の外側グループによって構成してもよい。
なお、下段シュート等の構成については、排出組合せごとに排出される被計量物の出口(上段集合ホッパ)の位置、下段集合ホッパあるいは包装機投入口の個数及び配置等を考慮して決めればよい。
また、本実施の形態2では、組合せ秤に備えられている全ての計量ホッパ4に、同じ種類の被計量物が供給されるものとしたが、前述の実施の形態1の組合せ秤を混合計量用組合せ秤に適用する場合と同様にして、本実施の形態2の組合せ秤を混合計量用組合せ秤に適用することができる。
(実施の形態3)
〔第1の構成例〕
図9(a)は、本発明の実施の形態3の第1の構成例の組合せ秤を正面から視た一部断面の概略模式図であり、図9(b)は、同組合せ秤の上段集合シュート(2つの内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この組合せ秤は、2つの計量ユニットW3,W4と、それらの下方に配設された2つの下段シュート9L,9Rと、下段シュート9L,9Rのそれぞれの下部排出口に設けられた下段集合ホッパ10L,10Rと、制御部20とを備えている。
本構成例の組合せ秤では、計量ユニットW3,W4が、図1に示された計量ユニットW1,W2における内側上段シュート5が2つに分割された構成の内側上段シュート5a、5bを有し、内側上段シュート5a、5bの各々の下部の排出口5ae、5beに上段集合ホッパ7a、7bを有する構成であり、他の構成については図1と同様であり、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、上段集合ホッパ7aと上段集合ホッパ8aとは、2つの下段シュート9L,9Rのうち、それぞれ異なるいずれか一方の下段シュートへ被計量物を排出させるようにゲート(図示せず)が設けられている。同様に、上段集合ホッパ7bと上段集合ホッパ8bとは、2つの下段シュート9L,9Rのうち、それぞれ異なるいずれか一方の下段シュートへ被計量物を排出させるようにゲート(図示せず)が設けられている。また、実施の形態1と同様、全ての計量ユニットW3,W4の分散フィーダ1には、同じ種類の被計量物が供給される。
この組合せ秤の下方には、図示されない2台の包装機あるいは被計量物の投入口を2つ有するツイン型の包装機が配置されており、下段集合ホッパ10L、10Rのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ対応する包装機の投入口(第1、第2の包装機投入口)へ投入される。
例えば、図17に示す包装ユニットが2つ備えられた包装機が図9の組合せ秤の下方に配置される。そして、一方の包装ユニット(第1の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第1の下段集合ホッパ10Lから被計量物が投入される第1の包装機投入口となり、他方の包装ユニット(第2の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第2の下段集合ホッパ10Rから被計量物が投入される第2の包装機投入口となる。
制御部20は、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、組合せ処理を行う。
本構成例における組合せ処理について説明する。計量ホッパ4へ被計量物が投入され、重量センサ41により計量ホッパ4内の被計量物の重量の計測が行われると、制御部20は、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ処理を行う。ここで、計量ユニットW3において、グループA3,B3は、それぞれ外側上段シュート6a、6bに対応する計量ホッパ4のグループであるとともに、それぞれ内側上段シュート5a、5bに対応する計量ホッパ4のグループである。同様に、計量ユニットW4において、グループA4,B4は、それぞれ外側上段シュート6a、6bに対応する計量ホッパ4のグループであるとともに、それぞれ内側上段シュート5a、5bに対応する計量ホッパ4のグループである。したがって、各計量ホッパ4は、外側上段シュートに対応するグループと、内側上段シュートに対応するグループとの2つのグループに属する。
本構成例における組合せ処理では、以下に述べる第1の組合せ処理と第2の組合せ処理とを交互に行う。第1の組合せ処理では、計量ホッパ4のグループA(グループA3及びグループA4)について、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計(組合せ重量値)が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ、それぞれに同一の計量ホッパ4が含まれない計量ホッパ4の組合せを2組求め、この2組の組合せのうちのいずれか一方を外側上段シュート6aへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)に決定し、他方を内側上段シュート5aへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)に決定する。
また、第2の組合せ処理では、計量ホッパ4のグループB(グループB3及びグループB4)について、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計(組合せ重量値)が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ、それぞれに同一の計量ホッパ4が含まれない計量ホッパ4の組合せを2組求め、この2組の組合せのうちのいずれか一方を外側上段シュート6bへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)に決定し、他方を内側上段シュート5bへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(排出組合せ)に決定する。
そして、上記の組合せ処理で求めた2組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物を排出させる。
例えば、第1の組合せ処理により決定された2組の排出組合せの計量ホッパ4の排出については、内側上段シュート5aへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から内側上段シュート5aへ被計量物を排出させると同時に、外側上段シュート6aへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6aへ被計量物を排出させる。そして、上段集合ホッパ7aから2つの下段シュート9L,9Rのうちいずれか一方の下段シュート(例えば下段シュート9L)へ被計量物を排出させると同時に、上段集合ホッパ8aから他方の下段シュート(例えば下段シュート9R)へ被計量物を排出させる。さらに、2つの下段集合ホッパ10L、10Rから同時に被計量物を排出させる。
また、第2の組合せ処理により決定された2組の排出組合せの計量ホッパ4の排出については、内側上段シュート5bへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から内側上段シュート5bへ被計量物を排出させると同時に、外側上段シュート6bへ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6bへ被計量物を排出させる。そして、上段集合ホッパ7bから2つの下段シュート9L,9Rのうちいずれか一方の下段シュート(例えば下段シュート9L)へ被計量物を排出させると同時に、上段集合ホッパ8bから他方の下段シュート(例えば下段シュート9R)へ被計量物を排出させる。さらに、2つの下段集合ホッパ10L、10Rから同時に被計量物を排出させる。
本構成例では、例えば、計量ホッパ4のグループA(A3及びA4)とグループB(B3及びB4)とについて、それぞれ実計量サイクル時間Trごとに、あるいは、Tr/n時間(nは複数)ごとに組合せ処理及び被計量物の排出処理を行い、グループAとグループBとで組合せ処理及び被計量物の排出処理を行うタイミングをTr/2時間、あるいは、Tr/2n時間ずらして行うようにする。これにより、2つの下段集合ホッパ10L、10Rからそれぞれの包装機投入口へTr/2時間ごとに、あるいは、Tr/2n時間ごとに被計量物が排出される。
〔第2の構成例〕
図10は、本発明の実施の形態3の第2の構成例の組合せ秤の上段集合シュート(2つの内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この第2の構成例における計量ユニットW3,W4は、図9に示す第1の構成例のものと同様であるが、2つの計量ユニットW3,W4の配置の仕方を変更している。すなわち、図9(b)に示された平面配置構成に対し、図10の場合、2つの計量ユニットW3,W4のそれぞれを90度回転させた状態で配置している。この場合、2つの計量ユニットW3,W4の並び方向における下段シュート9L,9Rの長さを短くできるため、下段シュート9L,9R上を移送(滑落)する被計量物の移送距離及び移送時間を短くすることができる。そして、2つの計量ユニットW3,W4の上段集合ホッパ7a、8aは、それぞれ1つの下段シュート9Rへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられており、上段集合ホッパ7b、8bは、それぞれ1つの下段シュート9Lへ被計量物を排出可能なようにゲート(図示せず)が設けられている。
本構成例では、第1の構成例とは、制御部20(図9(a)参照)による組合せ処理が異なる。本構成例における組合せ処理では、以下に述べる組合せ処理Aと組合せ処理Bとを例えば同時に行う。組合せ処理Aでは、計量ホッパ4のグループA(グループA3及びグループA4)について、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ重量値が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になる計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。そして、組合せ処理Aが順次行われて順次決定される排出組合せを、内側上段シュート5aへ排出すべき排出組合せと、外側上段シュート6aへ排出すべき排出組合せとに交互に決定する。そして、制御部20では、順次決定される排出組合せごとに、計量ホッパ4からの排出方向をその都度切り替え、内側上段シュート5aと外側上段シュート6aとへ交互に被計量物を排出させる。これに対応して、上段集合ホッパ7aと上段集合ホッパ8aとから交互に被計量物を排出させる。上段集合ホッパ7aと上段集合ホッパ8aとから排出されたそれぞれの被計量物は、下段集合ホッパ10Rに一旦貯留された後、排出される。
組合せ処理Bでは、計量ホッパ4のグループB(グループB3及びグループB4)について、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量値の合計である組合せ重量値が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になる計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。そして、組合せ処理Bが順次行われて順次決定される排出組合せを、内側上段シュート5bへ排出すべき排出組合せと、外側上段シュート6bへ排出すべき排出組合せとに交互に決定する。そして、制御部20では、順次決定される排出組合せごとに、計量ホッパ4からの排出方向をその都度切り替え、内側上段シュート5bと外側上段シュート6bとへ交互に被計量物を排出させる。これに対応して、上段集合ホッパ7bと上段集合ホッパ8bとから交互に被計量物を排出させる。上段集合ホッパ7bと上段集合ホッパ8bとから排出されたそれぞれの被計量物は、下段集合ホッパ10Lに一旦貯留された後、排出される。
例えば、組合せ処理Aと組合せ処理Bとは、それぞれ、実計量サイクル時間Trごとに、あるいは、Tr/n時間(nは複数)ごとに同時に行うように構成される。これにより、2つの下段集合ホッパ10L、10Rからそれぞれの包装機投入口へ、実計量サイクル時間Trごと、あるいは、Tr/n時間ごとに被計量物が排出される。
〔第3の構成例〕
図11は、本発明の実施の形態3の第3の構成例の組合せ秤の上段集合シュート(2つの内側上段シュート及び2つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この第3の構成例における計量ユニットW3,W4は、図10に示す第2の構成例のものと同様であり、その説明を省略する。
本構成例では、2つの計量ユニットW3,W4の下方に、4つの下段シュート9a〜9dが並んで配設されている。下段シュート9aは、2つの上段集合ホッパ8aから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9bは、2つの上段集合ホッパ7aから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9cは、2つの上段集合ホッパ7bから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9dは、2つの上段集合ホッパ8bから排出される被計量物を受けるように配設されている。また、それぞれの下段シュート9a〜9dの下部の排出口には下段集合ホッパ10a〜10dが設けられている。上段集合ホッパ8a、7a、7b、8bから下段シュート9a、9b、9c、9dへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ10a、10b、10c、10dに貯留された後、排出される。
この組合せ秤の下方には、図示されない4台の包装機あるいは被計量物の投入口を4つ有する包装機が配置されており、下段集合ホッパ10a〜10dのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ包装機の投入口へ投入される。下段集合ホッパ10a〜10dの動作は制御部20(図9(a)参照)により制御される。
例えば、図17に示す包装ユニットが4つ備えられた包装機が図11の組合せ秤の下方に配置される。そして、4つのそれぞれの包装ユニットのチューブ51の上部開口部が、4つのそれぞれの下段集合ホッパ10a〜10dから被計量物が投入される包装機投入口となる。
また、本構成例では、本実施の形態3の第1、第2の構成例とは、制御部20(図9(a)参照)による組合せ処理が異なる。
本構成例における組合せ処理では、本実施の形態3の第1の構成例における第1の組合せ処理と第2の組合せ処理とを同時に行い、1回の組合せ処理によって4組の排出組合せを求める。すなわち、計量ホッパ4のグループA(グループA3及びグループA4)の中から、外側上段シュート6aへ被計量物を排出すべき排出組合せと、内側上段シュート5aへ被計量物を排出すべき排出組合せとを求めると同時に、計量ホッパ4のグループB(グループB3及びグループB4)の中から、外側上段シュート6bへ被計量物を排出すべき排出組合せと、内側上段シュート5bへ被計量物を排出すべき排出組合せとを求める。
そして、上記の組合せ処理で求めた4組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物を排出させる。そして、全ての上段集合ホッパ7a、7b、8a、8bから同時に被計量物を排出させ、さらに、4つの下段集合ホッパ10a〜10dから同時に被計量物を排出させる。
なお、組合せ処理、計量ホッパ4からの排出、上段集合ホッパ7a、7b、8a、8bからの排出及び下段集合ホッパ10a〜10dからの排出は、実計量サイクル時間Trごとに行うように構成してもよいし、Tr/n時間(nは複数)ごとに行うように構成してもよい。
以上に述べた本実施の形態3においても、実施の形態1と同様、組合せ秤に備えるべき所定個数の計量ホッパ4を複数の計量ユニットW3,W4に分けて配設しているため、実施の形態1の場合と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態3の場合も、実施の形態1の場合と同様にして、所望の計量速度に応じた各シュートに対するシュート排出サイクル時間等に基づいて、上段シュート(5a、5b、6a、6b等)及び下段シュート(9L,9R、9a〜9d等)を構成することにより、それぞれのシュート上における先の被計量物とその次の被計量物との混在を確実に防止して、所望の計量速度での運転が可能になる。
また、2つの計量ユニットW3,W4を備えた構成としたが、同様の計量ユニットを3つ以上備えた構成としてもよい。この場合、各計量ユニットの上段シュートのそれぞれの上部開口の半径をより短くでき、組合せ秤全体の設置面積をより小さくすることができる。
また、実施の形態1と同様、図6のように、2つの計量ユニットW3,W4が隣り合う部分に計量ホッパ4を配置しない構成とすることも可能である。
また、各組の排出組合せに選択される計量ホッパ4が、複数の計量ユニットW3,W4の各々から少なくとも1個は必ず選択されるようにする、あるいは各計量ユニットW3,W4から選択される最大個数を予定選択個数未満の個数に制限することにより、上段集合ホッパの大きさを小さくすることができる。
また、実施の形態1と同様、各計量ユニットにおける計量ホッパ4は、円形以外の環状に列設された構成とすることもできる。
また、本実施の形態3では、各計量ユニットW3、W4において、外側上段シュート6a、6bに対応する計量ホッパ4のグループと、内側上段シュート5a、5bに対応する計量ホッパ4のグループとが、全て同一の計量ホッパ4からなるグループとなるように構成したが、外側上段シュートに対応するグループと、内側上段シュートに対応するグループとを、異なる計量ホッパのグループとして構成することもできる。この一例を図12に示す。
〔変形例〕
図12は、本発明の実施の形態3の変形例の組合せ秤の上段集合シュート(2つの内側上段シュート及び3つの外側上段シュート)及び計量ホッパを上方から視た概略模式図である。
この変形例の組合せ秤は、2つの計量ユニットW5,W6と、それらの下方に配設された5つの下段シュート9a〜9eと、下段シュート9a〜9eのそれぞれの下部排出口に設けられた下段集合ホッパ10a〜10eと、制御部20(図9(a)参照)とを備えている。
2つの計量ユニットW5,W6は、前述の計量ユニットW3、W4が2つの内側上段シュートと2つの外側上段シュートとを有していたのに対し、2つの内側上段シュート5a、5bと3つの外側上段シュート6a、6b、6cとを有する点が異なる。なお、内側上段シュート5a、5bの下部排出口には、上段集合ホッパ7a、7bが設けられ、外側上段シュート6a、6b、6cの下部排出口には、上段集合ホッパ8a、8b、8cが設けられている。他の構成は、計量ユニットW3、W4と同様である。
下段シュート9aは、2つの上段集合ホッパ8aから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9bは、2つの上段集合ホッパ7aから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9cは、2つの上段集合ホッパ8cから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9dは、2つの上段集合ホッパ7bから排出される被計量物を受けるように配設され、下段シュート9eは、2つの上段集合ホッパ8bから排出される被計量物を受けるように配設されている。各上段集合ホッパ(7a、7b、8a〜8c)から各下段シュート(9a〜9e)へ排出された被計量物は一旦、各下段集合ホッパ(10a〜10e)に貯留された後、排出される。
この組合せ秤の下方には、図示されない5台の包装機あるいは被計量物の投入口を5つ有する包装機が配置されており、下段集合ホッパ10a〜10eのそれぞれから排出される被計量物は、それぞれ包装機の投入口へ投入される。下段集合ホッパ10a〜10eの動作は制御部20(図9(a)参照)により制御される。
例えば、図17に示す包装ユニットが5つ備えられた包装機が図12の組合せ秤の下方に配置される。そして、5つのそれぞれの包装ユニットのチューブ51の上部開口部が、5つのそれぞれの下段集合ホッパ10a〜10eから被計量物が投入される包装機投入口となる。
また、この変形例では、本実施の形態3の第1〜第3の構成例とは、制御部20による組合せ処理が異なる。計量ユニットW5において、グループA5,B5、C5は、それぞれ外側上段シュート6a、6b、6cに対応する計量ホッパ4のグループであり、グループD5、E5は、それぞれ内側上段シュート5a、5bに対応する計量ホッパ4のグループである。同様に、計量ユニットW6において、グループA6,B6、C6は、それぞれ外側上段シュート6a、6b、6cに対応する計量ホッパ4のグループであり、グループD6,E6は、それぞれ内側上段シュート5a、5bに対応する計量ホッパ4のグループである。したがって、各計量ホッパ4は、外側上段シュートに対応するグループと、内側上段シュートに対応するグループとの2つのグループに属する。
この変形例における組合せ処理では、まず、外側上段シュート6aに対応する計量ホッパ4のグループA(グループA5及びグループA6)のなかから、外側上段シュート6aへ被計量物を排出すべき排出組合せを決定し、外側上段シュート6bに対応する計量ホッパ4のグループB(グループB5及びグループB6)のなかから、外側上段シュート6bへ被計量物を排出すべき排出組合せを決定し、外側上段シュート6cに対応する計量ホッパ4のグループC(グループC5及びグループC6)のなかから、外側上段シュート6cへ被計量物を排出すべき排出組合せを決定する。ここで、グループA、B、Cの各々について、計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ目標重量値との差の絶対値が最小である計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。
次に、内側上段シュート6aに対応する計量ホッパ4のグループD(グループD5及びグループD6)のなかから、内側上段シュート6aへ被計量物を排出すべき排出組合せを決定し、内側上段シュート6bに対応する計量ホッパ4のグループE(グループE5及びグループE6)のなかから、内側上段シュート6bへ被計量物を排出すべき排出組合せを決定する。ここで、グループD、Eの各々について、先に求めた外側上段シュート(6a、6b、6c)へ排出すべき排出組合せの計量ホッパ4を除いた計量ホッパ4の計量値に基づいて組合せ演算を行い、計量ホッパ4の計量値の合計が目標重量値に対する許容範囲(所定重量範囲)内の値になり、かつ目標重量値との差の絶対値が最小である計量ホッパ4の組合せを1つ求めて排出組合せに決定する。
上記のように、1回の組合せ処理によって5組の排出組合せを求め、5組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物を排出させる。そして、全ての上段集合ホッパ7a、7b、8a〜8cから同時に被計量物を排出させ、さらに、5つの下段集合ホッパ10a〜10eから同時に被計量物を排出させる。なお、5組の排出組合せを求める方法は、前述以外の他の方法によってもよい。
また、この変形例においても計量ユニットを3つ以上備えた構成等、種々変更が可能である。例えば、各計量ユニットにおいて、内側上段シュート及び外側上段シュートがそれぞれ複数設けられた構成であれば、それらに対応して下段シュート等を配設すればよい。
以下では、本実施の形態における組合せグループの様々な構成のしかたについて説明する。
まず、例えば図11に示す計量ユニットW3、W4を備えた構成の場合の4つの組合せグループ(第1〜第4の組合せグループ)について説明する。図11において、グループA3、A4、B3、B4は、それぞれ、外側グループを構成するとともに内側グループを構成する。以下では、被計量物を外側上段シュートへ排出する計量ホッパ4のグループとする場合には、外側グループとし、被計量物を内側上段シュートへ排出する計量ホッパ4のグループとする場合には、内側グループとして記載する。この内側グループ及び外側グループの意味は、実施の形態1で述べた通りである。
上記に述べた実施の形態では、図11に示す計量ユニットW3、W4において、2つの外側グループA3、A4によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB3、B4によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループA3、A4によって第3の組合せグループを構成し、2つの内側グループB3、B4によって第4の組合せグループを構成することにより、それぞれ排出組合せを選択する4つの組合せグループを構成しているが、これに限られない。例えば、2つの外側グループA3、A4によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB3、B4によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループA3、B4によって第3の組合せグループを構成し、2つの内側グループB3、A4によって第4の組合せグループを構成してもよい。また、2つの外側グループA3、B4によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB3、A4によって第2の組合せグループを構成し、2つの内側グループA3、A4によって第3の組合せグループを構成し、2つの内側グループB3、B4によって第4の組合せグループを構成してもよい。また、外側グループA3と内側グループA4とによって第1の組合せグループを構成し、内側グループA3と外側グループA4とによって第2の組合せグループを構成し、内側グループB3と外側グループB4とによって第3の組合せグループを構成し、外側グループB3と内側グループB4とによって第4の組合せグループを構成してもよい。また、外側グループA3と内側グループB4とによって第1の組合せグループを構成し、外側グループB3と内側グループA3とによって第2の組合せグループを構成し、外側グループA4と内側グループB3とによって第3の組合せグループを構成し、外側グループB4と内側グループA4とによって第4の組合せグループを構成してもよい。上記の例以外に4つの組合せグループを構成することもできる。
次に、図12に示す計量ユニットW5、W6を備えた構成の場合の5つの組合せグループ(第1〜第5の組合せグループ)について説明する。図12において、計量ユニットW5のグループA5、B5、C5及び計量ユニットW6のグループA6、B6、C6は、それぞれ、外側グループである。また、計量ユニットW5のグループD5、E5及び計量ユニットW6のグループD6、E6は、それぞれ、内側グループである。
上記に述べた実施の形態の変形例では、図12に示す計量ユニットW5、W6において、2つの外側グループA5、A6によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループB5、B6によって第2の組合せグループを構成し、2つの外側グループC5、C6によって第3の組合せグループを構成し、2つの内側グループD5、D6によって第4の組合せグループを構成し、2つの内側グループE5、E6によって第5の組合せグループを構成することにより、それぞれ排出組合せを選択する5つの組合せグループを構成しているが、これに限られない。例えば、2つの外側グループA5、B5によって第1の組合せグループを構成し、2つの外側グループC5、A6によって第2の組合せグループを構成し、2つの外側グループB6、C6によって第3の組合せグループを構成し、2つの内側グループD5、E6によって第4の組合せグループを構成し、2つの内側グループE5、D6によって第5の組合せグループを構成してもよい。
このように、それぞれ2つの内側グループと3つの外側グループとを有する2つの計量ユニットW5、W6を備えている場合、3つの組合せグループをそれぞれ2つの外側グループによって構成し、2つの組合せグループを2つの内側グループによって構成することができる。
要するに、a個(aは複数)の内側グループとb個(bは複数)の外側グループとを有するN個(Nは複数)の計量ユニットを備えている場合、b個の組合せグループをそれぞれN個の外側グループによって構成し、a個の組合せグループをN個の内側グループによって構成することができる。ここで、それぞれN個の外側グループによって構成するb個の組合せグループは、N個の各計量ユニットからそれぞれ1個ずつ選ばれた外側グループによって構成してもよいし、N個全ての計量ユニットのなかから適当に選ばれたN個の外側グループによって構成してもよい。また、それぞれN個の内側グループによって構成するa個の組合せグループは、N個の各計量ユニットからそれぞれ1個ずつ選ばれた内側グループによって構成してもよいし、N個全ての計量ユニットのなかから適当に選ばれたN個の内側グループによって構成してもよい。なお、上記では、aを複数としたが、aが1であってもよい(実施の形態2を参照)。
また、1回の組合せ処理では、1つの組合せグループに対する排出組合せを求めるようにし、順次繰り返される組合せ処理において、各組合せグループに対する排出組合せを順番に求めるようにしてもよい。この場合、排出組合せが求められる順番に、排出組合せに選択されている計量ホッパ4から被計量物を排出させるようにし、その排出組合せに応じて排出される上段シュートの排出口に設けられている上段集合ホッパから被計量物を排出させるようにする。さらに、この場合、例えば、実施の形態1の第2の構成例(図3)のように、全ての上段集合ホッパから排出される被計量物を受ける1つの下段シュート9及び下段集合ホッパ10を設けて、上段集合ホッパから順番に被計量物が排出されるたびに、下段集合ホッパ10から1つの包装機投入口へ被計量物を排出するように構成してもよい。
なお、下段シュート等の構成については、排出組合せごとに排出される被計量物の出口(上段集合ホッパ)の位置、下段集合ホッパあるいは包装機投入口の個数及び配置等を考慮して決めればよい。
また、本実施の形態3では、組合せ秤に備えられている全ての計量ホッパ4に、同じ種類の被計量物が供給されるものとしたが、前述の実施の形態1の組合せ秤を混合計量用組合せ秤に適用する場合と同様にして、本実施の形態3の組合せ秤を混合計量用組合せ秤に適用することができる。
以上に述べた各々の実施の形態では、複数の計量ユニットの下方に、1段のシュート(下段シュート)を設けた構成としたが、2段以上のシュートを設けた構成とすることもできる。この場合の一例を図13に示す。
図13は、本発明の実施の形態1の第1の構成例において、複数の計量ユニットの下方に2段のシュートを設けた構成の組合せ秤を正面方向から視た一部断面の概略模式図である。
各計量ユニットW11〜W14は、実施の形態1の第1の構成例(図1)における各計量ユニットW1,W2と同様の構成である。2つの計量ユニットW11,W12の下方及び2つの計量ユニットW13,W14の下方には、図1と同様のシュート9L、9Rが設けられ、シュート9L、9Rの下部排出口に集合ホッパ10L,10Rが設けられている。なお、図13では、シュート9R及び集合ホッパ10Rは、シュート9L及び集合ホッパ10Lの後方に隠れているため図示されていない。また、ここでは、シュート9L、9Rを中段シュートと呼び、集合ホッパ10L,10Rを中段集合ホッパと呼ぶ。
2つの中段集合ホッパ10Lの下方に下段シュート11Lが配設され、下段シュート11Lの排出口には下段集合ホッパ12Lが設けられている。また、2つの中段集合ホッパ10Rの下方に下段シュート(11R)が配設され、下段シュート(11R)の排出口には下段集合ホッパ(12R)が設けられている。下段シュート11R及び下段集合ホッパ12Rは、下段シュート11L及び下段集合ホッパ12Lの後方に隠れているため図示されていない。
制御部20は、組合せ秤全体の動作を制御するとともに、組合せ処理を行う。この組合せ処理では、実施の形態1の第1の構成例の場合と同様、全ての計量ユニットW11〜W14に設けられている計量ホッパ4の中から2組の排出組合せを求め、この2組の排出組合せのうちのいずれか一方を内側上段シュート5へ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(第1の排出組合せ)に決定し、他方を外側上段シュート6a、6bへ被計量物を排出すべき計量ホッパ4の組合せ(第2の排出組合せ)に決定する。
この構成の場合、各々の計量ユニットW11〜W14において、例えば、第1の排出組合せの計量ホッパ4から内側上段シュート5へ排出された被計量物は、一旦、上段集合ホッパ7に貯留された後、上段集合ホッパ7から中段シュート9Lへ排出される。そして、中段シュート9Lへ排出された被計量物は、一旦、中段集合ホッパ10Lに貯留された後、中段集合ホッパ10Lから下段シュート11Lへ排出される。そして、下段シュート11Lへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ12Lに貯留された後、第1の包装機投入口へ排出される。
また、第2の排出組合せの計量ホッパ4から外側上段シュート6a、6bへ排出された被計量物は、一旦、上段集合ホッパ8a、8bに貯留された後、上段集合ホッパ8a、8bから中段シュート9Rへ排出される。そして、中段シュート9Rへ排出された被計量物は、一旦、中段集合ホッパ10Rに貯留された後、中段集合ホッパ10Rから下段シュート11Rへ排出される。そして、下段シュート11Rへ排出された被計量物は一旦、下段集合ホッパ12Rに貯留された後、第2の包装機投入口へ排出される。
したがって、この組合せ秤の2つの下段集合ホッパ11L,11Rの下方には、例えば、図17に示す包装ユニットが2つ備えられた包装機が配置される。そして、一方の包装ユニット(第1の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第1の下段集合ホッパ10Lから被計量物が投入される第1の包装機投入口となり、他方の包装ユニット(第2の包装ユニット)のチューブ51の上部開口部が、第2の下段集合ホッパ10Rから被計量物が投入される第2の包装機投入口となる。
図14は、図13に示す組合せ秤の下段集合ホッパ、中段集合ホッパ、上段集合ホッパ及び計量ホッパのゲートの開閉動作と包装機の横シール機の動作の一例を示すタイミングチャートである。
この例では、実計量サイクル時間Trごとに、2組の排出組合せを同時に決定する組合せ処理が行われるとともに、その組合せ処理で決定された2組の排出組合せの計量ホッパ4から同時に被計量物の排出が行われる。また、Tr時間ごとに全ての上段集合ホッパ7、8a、8bから同時に被計量物の排出が行われ、Tr時間ごとに全ての中段集合ホッパ10L,10Rから同時に被計量物の排出が行われ、Tr時間ごとに全て(3つ)の下段集合ホッパ12L,12Rから同時に被計量物の排出が行われる。これにより、実計量サイクル時間Tr内に2組の排出組合せの被計量物が包装機へ投入される。
制御部20は、例えば包装機から投入指令信号が入力されると、その投入指令信号に応答して全ての下段集合ホッパ12L,12Rのゲートを同時に開いて被計量物を包装機へ排出させる(時刻t1、t2、t3、・・・)。
この図14の場合、時刻t1で、第1、第2ゲートが開かれて計量ホッパ4(2組の排出組合せの計量ホッパ4)から排出された被計量物は、時刻t2までの間に各上段集合ホッパ7、8a、8bに集められて保持され、時刻t2で各上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートが開いて、各上段集合ホッパ7、8a、8bから排出された被計量物は、各中段集合ホッパ10L,10Rに集められて時刻t3まで保持され、時刻t3で各中段集合ホッパ10L,10Rのゲートが開いて、各中段集合ホッパ10L,10Rから排出された被計量物は、各下段集合ホッパ12L,12Rに集められて、時刻t4まで保持され、時刻t4で各下段集合ホッパ12L,12Rのゲートが開いて包装機(第1、第2の包装ユニット)へ排出される。時刻t4で下段集合ホッパ12L,12Rのゲートが開いて排出された被計量物は、第1、第2の包装ユニットの横シール機55による横シールが行われる時刻t4aまでに包装袋へ投入され、時刻t4aでその包装袋の上端となる部分をシールする横シールが開始される。
以上のように動作させることにより、実計量サイクル時間Trごとに、包装機の2つの投入口へそれぞれ1回ずつ被計量物が排出され、所定時間内における生産量(組合せ秤から包装機への総排出回数)の向上を図ることができる。
なお、この図14の例では、下段集合ホッパ12L,12Rと中段集合ホッパ10L,10Rと上段集合ホッパ7、8a、8bと計量ホッパ4とのそれぞれのゲートの開動作のタイミングを同じにしているが、それぞれ異なるようにしてもよい。例えば、下段集合ホッパ12L,12Rのゲートを開く動作を開始させた後に、中段集合ホッパ10L,10Rのゲートを開く動作を開始させるようにしてもよいし、中段集合ホッパ10L,10Rのゲートを開く動作を開始させた後に、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させるようにしてもよいし、上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させた後に、排出組合せの計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるようにしてもよい。例えば、制御部20では、包装機からの投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D11(≧0)後に下段集合ホッパ12L,12Rのゲートを開く動作を開始させ、所定時間D12(≧0)後に中段集合ホッパ10L,10Rのゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D13(≧0)後に上段集合ホッパ7、8a、8bのゲートを開く動作を開始させ、上記投入指令信号を入力した時刻から、所定時間D14(≧0)後に計量ホッパ4のゲートを開く動作を開始させるように制御し、D11、D12、D13、D14を任意に設定することで、各ホッパ4、7、8a、8b、10L,10R、12L,12Rのゲートを開くタイミングを任意に設定することができる。
なお、上記の例では、Tr時間ごとに、組合せ処理、計量ホッパ4からの排出、上段集合ホッパ7、8a、8bからの排出、中段集合ホッパ10L,10Rからの排出、及び下段集合ホッパ12L,12Rからの排出が行われるようにしたが、これらをTr/n時間(nは複数)ごとに行うように構成してもよい。
図13の組合せ秤においても、実施の形態1と同様、組合せ秤に備えるべき所定個数の計量ホッパ4を複数の計量ユニットW11〜W14に分けて配設しているため、計量ホッパ4の配置ピッチ及び計量ホッパ4の総数(全個数)等が一定であれば、それぞれの上段シュート5、6a、6bを小さくすることができ、また、中段、下段シュート17,18も小さくすることにより、実施の形態1の場合と同様の効果を得ることができる。
また、図13の構成の場合も、実施の形態1の場合と同様にして、所望の計量速度に応じた各シュートに対するシュート排出サイクル時間(Td1,Td2,Td3)等に基づいて、上段シュート(5、6a、6b)、中段シュート(9L,9R)及び下段シュート(11L,11R)等を構成することにより、それぞれのシュート上における先の被計量物とその次の被計量物との混在を確実に防止して、所望の計量速度での運転が可能になる。
また、各組の排出組合せに選択される計量ホッパ4が、全ての計量ユニットW11〜W14のうちの2つ以上の計量ユニットから少なくとも1個は必ず選択されるようにする、あるいは各計量ユニットW11〜W14から選択される最大個数を予定選択個数未満の個数に制限することにより、各上段集合ホッパ7、8a、8bの大きさを小さくすることができる。同様に、各組の排出組合せに選択される計量ホッパ4が、計量ユニットW11とW12とからなる第1の計量ユニット群と、計量ユニットW13とW14とからなる第2の計量ユニット群との両方の計量ユニット群から少なくとも1個は必ず選択されるようにする、あるいは2つの各計量ユニット群から選択される最大個数を予定選択個数未満の個数に制限することにより、各中段集合ホッパ10L,10Rの大きさを小さくすることができる。
なお、図13の構成では、4つの計量ユニットW11〜W14を直線状に並べて配置しているが、2つの計量ユニットW11、W12と、2つの計量ユニットW13、W14とが並行するように配置してもよい。この場合、2つの計量ユニットW11、W12の下方の中段シュート9L,9Rに設けられた中段集合ホッパ10L,10Rと、2つの計量ユニットW13、W14の下方の中段シュート9L,9Rに設けられた中段集合ホッパ10L,10Rとの距離が短くなり、下段シュート11L,11Rを図13の場合よりも小さくすることができる。
また、集合シュートの段数については、計量ユニットの個数等を勘案して任意に設定すればよく、計量ユニットの上段シュートを含んで4段以上にする構成も可能である。また、計量ユニットの個数は、被計量物の性状や計量ホッパ4の総数等を勘案して任意に設定すればよい。例えば、計量ユニットを直線状に2つ乃至3つ並べて配置する場合には、2段の集合シュート(例えば図1の構成)を設け、直線状に4つ乃至6つ並べて配置する場合には、3段の集合シュート(例えば図13の構成)を設けるようにすればよい。
なお、実施の形態1において説明したが、以上に述べた各実施の形態1〜3等において、各計量ユニットを構成する上段集合シュートよりも下方の集合シュートは、その上方に配置された集合ホッパから排出される被計量物を下部の排出口へ集めればよいので、樋状の部材を用いた簡単な構成にすることができる。
また、上記の各実施の形態等において、上段乃至下段の各集合ホッパは、その集合ホッパが設けられているシュートを滑落してくる被計量物を集めて一塊に密集させた状態で貯留し、各集合ホッパから一塊になった状態で被計量物を排出するために設けられている。したがって、最も下段の集合シュートの排出口に下段集合ホッパを設けていることにより、被計量物を一塊になった状態で包装機へ排出することができて好ましいが、包装機の包装動作(例えば横シール動作)に支障をきたさなければ、下段集合ホッパを設けない構成とすることも可能である。
また、上記の各実施の形態では、供給されている被計量物の計量値が組合せ演算に用いられるホッパ(組合せ演算に参加させるホッパ)である組合せ用ホッパとして、計量ホッパ4のみを用いた例を示したが、このような組合せ用ホッパに限られるものではない。図15(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ他の例の組合せ用ホッパ等のホッパを模式的に示す平面図である。図15(a)、(b)、(c)、(d)において、組合せ用ホッパ等の下方に配置されている集合シュート(内側上段シュート5及び外側上段シュート6X)については、一例として図1の場合を示したが、これに限られるものではない。なお、外側上段シュート6Xは例えば図1の外側上段シュート6a、6bに該当する。また、図15(a)、(b)における計量ホッパ4及び図15(c)、(d)における計量ホッパ4X、4Yのそれぞれには、1個の重量センサ41(例えば図1(a)参照)が取り付けられている。
例えば、図15(a)の場合、各計量ホッパ4が、それぞれに被計量物が投入される2つの室(計量室)4a、4bを有するように構成されている。各計量ホッパ4の2つの計量室4a、4bは複数の計量ホッパ4の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置されている。この場合、供給ホッパ3は計量ホッパ4の計量室4aと計量室4bとへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、計量ホッパ4の2つの計量室4a、4bはそれぞれ内側上段シュート5と外側上段シュート6Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、各計量ホッパ4の計量室4a、4b内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われ、各計量室4a、4bが排出組合せに選択される。各計量ホッパ4では、一方の計量室例えば計量室4aのみに被計量物が供給されているときに、計量室4a内の被計量物の重量が重量センサ41により計量される。さらに他方の計量室4bに被計量物が供給されると、2つの計量室4a、4b内の被計量物の合計重量が重量センサ41により計量される。制御部20(例えば図1(a)参照)では、この2つの計量室4a、4b内の被計量物の合計重量から計量室4a内の被計量物の重量を減算することで、計量室4b内の被計量物の重量(計量値)を算出する。
また、図15(b)の場合、各計量ホッパ4の下方に、計量ホッパ4から被計量物が供給される2つの室(収容室)19a、19bを有するメモリホッパ19が設けられた構成である。各メモリホッパ19の2つの収容室19a、19bは複数のメモリホッパ19の並び方向(列設方向)と略同方向に並んで配置されている。ここでは、計量ホッパ4へ被計量物を供給する供給ホッパ3(例えば図1(a)参照)は図示していない。この場合、計量ホッパ4はメモリホッパ19の収容室19aと収容室19bへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、計量ホッパ4から内側及び外側上段シュート5、6X上へは排出されない。メモリホッパ19の2つの収容室19a、19bはそれぞれ内側上段シュート5と外側上段シュート6Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、例えば、各メモリホッパ19の収容室19a、19b内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われ、各収容室19a、19bが排出組合せに選択される。この場合、計量ホッパ4は組合せ演算に参加させない。各収容室19a、19b内の被計量物の重量は、その上方の計量ホッパ4において計量されたときの重量が用いられる。
また、図15(c)の場合、それぞれに重量センサ41が取り付けられている計量ホッパ4X、4Yを2列に並べて配設し、計量ホッパ4X、4Yの下方に、計量ホッパ4X、4Yから被計量物が供給される1つの室を有するメモリホッパ19が設けられた構成である。この場合、供給ホッパ3はその下方の計量ホッパ4Xと計量ホッパ4Yとへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、一方の計量ホッパ4Xはメモリホッパ19と内側上段シュート5とへ選択的に被計量物を排出可能な構成であり、他方の計量ホッパ4Yはメモリホッパ19と外側上段シュート6Xとへ選択的に被計量物を排出可能な構成である。組合せ演算は、各計量ホッパ4X、4Y及び各メモリホッパ19内の被計量物の重量(計量値)を用いて行われる。ここで、例えば、内側上段シュート5上へ排出される被計量物の排出組合せには、計量ホッパ4Yが選択されず、計量ホッパ4X及びメモリホッパ19が選択されるように組合せ演算を行うとともに、外側上段シュート6X上へ排出される被計量物の排出組合せには、計量ホッパ4Xが選択されず、計量ホッパ4Y及びメモリホッパ19が選択されるように組合せ演算を行う。各メモリホッパ19内の被計量物の重量は、計量ホッパ4X、4Yのうちメモリホッパ19へ被計量物を供給した計量ホッパにおいて計量されたときの重量が用いられる。
また、図15(d)の場合、図15(c)の構成における1つの供給ホッパ3に代えて、2つの供給ホッパ3X、3Yが設けられた構成であり、組合せ演算に参加させるホッパは図15(c)の場合と同じである。この場合、各供給ホッパ3X、3Yには、それぞれに対応してリニアフィーダ2X、2Yが配設されており、各リニアフィーダ2X、2Yから対応する供給ホッパ3X、3Yへ被計量物が供給される。また、供給ホッパ3Xは、その下方に配置された計量ホッパ4Xへ被計量物を供給し、供給ホッパ3Yは、その下方に配置された計量ホッパ4Yへ被計量物を供給する。このように、計量ホッパ4X、4Yのそれぞれに対応して供給ホッパ3X、3Yを設けているため、例えば、対をなす2つの計量ホッパ4X、4Yが同時に排出組合せに選択されて空になっても両方の計量ホッパ4X、4Yへ同時に被計量物を供給することができる。これにより、図15(c)の場合と比較して、後の組合せ演算で用いられる計量値の個数の減少を抑え、組合せ計量精度の向上を図ることができる。
上記以外にも、組合せ用ホッパ等のホッパ構成を種々変更してもよい。
なお、上記の各実施の形態において、制御部20は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成されるが、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して組合せ秤の動作を制御するよう構成されていてもよい。