JP2006238850A

JP2006238850A - ローリング装置

Info

Publication number: JP2006238850A
Application number: JP2005062500A
Authority: JP
Inventors: Katsu Nakano; 克中野; Takayuki Watanabe; 貴之渡邊
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】丸棒状体の詰まりを簡易にして確実に検出し、その詰まりの程度に応じて機械の運転を制御して、その稼動効率を高めることのできるローリング装置を提供する。
【解決手段】ローリングドラムの周面と平行な光路を形成した光センサ（回帰反射形レーザセンサ）を用いてローリングブロックによる丸棒状体の挟み込み開始位置にて、ローリングドラムの周面に保持されている丸棒状体を検出し、この棒状体の検出時間幅が前記丸棒状体の正規の通過時間幅を越え、且つ前記丸棒状体の搬送周期よりも長く設定された管理時間に満たないときにはローリング不良の発生として当該丸棒状体の排除指令を発すると共に、前記検出時間幅が前記管理時間を越えるときには前記ローリングドラムの回転駆動を停止させるローリング制御手段を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば端部にフィルタチップを同軸に連結したシガレットの周面にチップペーパを巻き付けてフィルタ付きシガレットを製造するためのローリング装置に係り、特にその稼動効率を高めるに好適なローリング装置に関する。

フィルタ付きシガレットは、例えば図１に示すように最終製品としてのシガレット長の２倍の長さを有するたばこロッドＷを２等分し、これらの２本のシガレットＣの間にフィルタチップＦを同軸に挟み込んで互いに突き合わせた後、その突き合わせ部の周面にチップペーパＰを巻き付けることで上記シガレットＣとフィルタチップＦとを連結一体化し、その後、チップペーパＰの上から上記フィルタチップＦの中央部分にて切断することにより製造される。

このようなチップペーパＰの巻き付けに用いられるのがローリング装置である。このローリング装置は、基本的には周面に丸棒状体（同軸に突き合わせたシガレットＣとフィルタチップＦ）を保持して搬送するローリングドラムと、このローリングドラムの周面に対向して配置されたローリングブロックとを備えて構成される。そして上記ローリングドラムの回転に伴って該ローリングドラムと前記ローリングブロックとの間に前記丸棒状体を挟み込んで転動させることで、該丸棒状体の周面にチップペーパを巻き付けるものとなっている（例えば特許文献１を参照）。

またこのようにして、シガレットＣとフィルタチップＦとの突き合わせ部の周面にチップペーパＰを巻き付けて製造されたフィルタ付きシガレットの外観を検査し、巻き傷やチップペーパＰの破れ、更には巻きずれ等が生じた不良品を排除するための外観検査装置も種々提唱されている（例えば特許文献２を参照）。
特開２０００−３４２２３９号公報特公平５−１５４２６号公報

ところで従来のフィルタ付きシガレットの製造工程においては、専ら、ローリング装置を用いてシガレットの端部にフィルタチップを装着した後の最終製品の外観を検査して不良品を排除しているに過ぎない。そして不良品の発生割合が多い場合、特にローリング装置内におけるシガレットやフィルタチップの詰まりに起因するローリング不良が生じた場合、機械を停止させてローリング装置を掃除する等の対策を講じている。

しかしながら不良品の原因を選別する作業は非常に大変であり、まして機械を停止させてローリング装置を点検してもシガレットやフィルタチップの詰まりを見出せないないことがある。従ってフィルタ付きシガレットの製造稼動効率を高めるには、ローリング装置におけるシガレットやフィルタチップの詰まりをリアルタイムに確実に検出し得ることが望まれる。即ち、高速度で運転されるローリング装置においては、いわゆる引っ掛かり程度の一時的な詰まりが生じても、その後のローリングドラムの回転に伴ってその引っ掛かりが解消されることもある。これ故、詰まり（引っ掛かり）が検出される都度、機械を停止させるようにすると、その稼働効率が大幅に低下すると言う問題が生じることが否めない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ローリングドラムとローリングブロックとを備え、ローリングドラムの回転に伴って該ローリングドラムとローリングブロックとの間に丸棒状体を挟み込んで転動させて該丸棒状体の周面にチップペーパを巻き付けるローリング装置において、特に丸棒状体の詰まりを簡易にして確実に検出し、その詰まりの程度に応じて機械の運転を制御することで、その稼動効率を高めることのできる詰まり検出機能を備えたローリング装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係るローリング装置は、周面に丸棒状体を保持して搬送するローリングドラムと、このローリングドラムの周面に対向して配置されたローリングブロックとを備え、上記ローリングドラムの回転に伴って該ローリングドラムと前記ローリングブロックとの間に前記丸棒状体を挟み込んで転動させて該丸棒状体にチップペーパを巻き付けるものであって、特に
<ａ> 前記ローリングブロックによる前記丸棒状体の挟み込み開始位置を横切って前記ローリングドラムの側方から該ローリングドラムの周面に平行なセンシング光を照射して前記ローリングドラムの周面に保持されている丸棒状体を検出する光センサと、
<ｂ> この光センサの出力から前記丸棒状体の検出時間幅を求め、この検出時間幅が前記丸棒状体の正規の通過時間幅を越え、且つ前記丸棒状体の搬送周期よりも長く設定された管理時間に満たないときにはローリング不良の発生として当該丸棒状体の排除指令を発すると共に、前記検出時間幅が前記管理時間を越えるときには前記ローリングドラムの回転駆動を停止させるローリング制御手段と
を備えたことを特徴としている。

即ち、本発明は、ローリング装置における丸棒状体の詰まりは、ローリングブロックによって丸棒状体を挟み込み、チップペーパによる巻き付けを開始する部位において生じることに着目し、この挟み込み開始部位における丸棒状体の通過時間をリアルタイムに検出することで、ローリングブロック上に丸棒状体が正常に送り込まれたか、一時的な引っ掛かりが生じたか、或いは詰まりが生じたかを判定し、これらの判定結果に応じて機械の運転を制御するようにしたことを特徴としている。特に大量の不良品発生の要因となる丸棒状体の詰まりが生じた場合にだけ、機械の運転を停止させるようにしたことを特徴としている。

ちなみに前記丸棒状体は、例えば請求項２に記載するように同軸に並べて配置されて前記チップペーパの巻き付けによる一体化に供せられるシガレットとフィルタチップとの連結体からなる。また前記光センサは、例えば前記ローリングドラムの一側部に設けられて該ローリングドラムの周面に平行なレーザビーム光をセンシング光として投光すると共にその反射光を受光するセンサ本体と、このセンサ本体に対峙させて前記ローリングドラムの他側部に設けられて前記レーザビーム光を反射する反射器とを備えた回帰反射形レーザセンサからなる。

更には請求項３に記載するように前記丸棒状体の正規の通過時間幅については、前記ローリングドラムの周速と丸棒状体の径とにより規定するようにし、また前記丸棒状体の搬送周期については、前記ローリングドラムの周速と該ローリングドラムの周面における前記丸棒状体の保持間隔とにより規定するようにすれば良い。

上述した如く構成されたローリング装置によれば、チップペーパによる巻き付けに供せられる丸棒状体の詰まり（引っ掛かり）が、ローリングガイドとローリングドラムとの間に上記丸棒状体を挟み込む巻き付け開始位置において発生することに着目して、この巻き付け開始位置にて丸棒状体の通過時間を検出するようにしている。しかもローリングドラムの周面に沿ってその幅方向に光（例えばレーザビーム光）を照射して丸棒体の存在を光学的に検出するようにしている。従って丸棒状体の詰まり（引っ掛かり）によって該丸棒状体の通過時間が長くなった場合、速やかにその状況を検出することができ。またローリングドラムの幅方向にどの部位で詰まり（引っ掛かり）が生じても、これを確実に検出することができる。

そしてビーム光を用いたセンシング部位での上記丸棒状体の通過時間の長さから、丸棒状体が正常にローリングブロックとローリングブロックとの間に送り込まれたか、或いは一時的な引っ掛かりを生じながらもローリングブロックとローリングブロックとの間に送り込まれたか、更にはローリングブロックとローリングガイドとの間に挟み込まれたまま詰まってしまったかを判定するので、徒に機械を停止させることなく丸棒状体の詰まりに対処することが可能となる。具体的には一時的な詰まり（引っ掛かり）が生じた場合には、例えばチップペーパに巻き傷が生じたり、チップペーパの巻き付け不良が生じている可能性が高いとして、その丸棒状体に対して排出指令を発して排除することができる。そして丸棒状体の完全な詰まりが生じた場合にのみ機械を停止させて、詰まりを生じた丸棒状体の排除（取り除き）作業を促すことが可能となる。

この結果、徒に機械を停止させることなくローリング装置を運転することが可能となるので、その稼動効率を高めることが可能となる。またチップペーパの巻き付け完了後の外観検査とは独立してその巻き付け不良の発生を予測し、巻き付け不良が発生していると思われる丸棒状体を速やかに廃棄することができるので、その製造品質を十分に高めることが可能となる等の効果が奏せられる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例に係るローリング装置について、シガレットの製造ラインに組み込まれてシガレットの端部にフィルタチップを取り付ける為のローリング装置を例に説明する。
図２はローリング装置の要部概略構成を示す図で、１はその周面に丸棒状体Ｓを保持して搬送するローリングドラム、２はローリングドラム１の周面に対向して配置されたローリングブロックである。また３はローリングブロック２の先端部に取り付けられたスタータレールである。所定の長さに切断されて前記ローリングドラム１に供給されるチップペーパＰは、その一端部をローリングドラム１の周面に吸着されて搬送される。また２本のシガレットＣの間にフィルタチップＦを同軸に挟み込んで連結された丸棒状体は、上記チップペーパＰの一端部に重なるように供給されて前記ローリングドラム１の周面に保持され、ローリングドラム１の回転に伴って前記チップペーパＰと共に前記ローリングブロック２の位置へと搬送される。そして上記丸棒状体およびチップペーパＰは、ローリングドラム１とローリングブロック２との間に挟み込まれ、この状態で前記ローリングドラム１とローリングブロック２との間を転がることで前記チップペーパＰの丸棒状体への巻き付けが行われる。

即ち、ローリングドラム１は、例えば直径３２ｃｍ、幅２０ｃｍ程度の円筒体からなり、その周面に軸方向に延びる複数本の保持溝が周方向に等間隔に設けて構成される。このローリングドラム１は、負圧（吸引力）を利用して上記各保持溝に前記チップペーパＰの一端部を吸着保持すると共に、更にこのチップペーパＰの上に前記丸棒状体Ｓを吸着保持する。これによってチップペーパＰの一端が丸棒状体Ｓの周面に貼付される。そしてローリングドラム１は、その回転に伴って上記チップペーパＰ上に丸棒状体Ｓを重ね合わせた状態のまま周方向に搬送する。

また前記ローリングブロック２は、円弧状の転動面を備えたブロック体からなり、ローリングドラム１の周面との間に前記丸棒状体Ｓの径よりも僅かに狭い間隙を形成して前記ローリングドラム１の周面に対向して配置固定される。尚、ローリングブロック２の先端部には、該ローリングブロック２の転動面から僅かに突出させて、図３にその正面から見た状態を示すようにローリングドラム１の幅方向に延びる棒状のスタータレール３が装着されている。

このスタータレール３は、ローリングドラム１の周面に保持されて導かれる前述した丸棒状体Ｓの外周縁部に当接して移動抵抗（回転力）を与え、これによって該丸棒状体Ｓを前述した保持溝から転がり出させる役割を担う。このようにして前記保持溝から転がり出た丸棒状体Ｓは、ローリングドラム１の回転に伴って前記ローリングブロック２の転動面を転がりながら前記ローリングドラム１の回転方向に搬送されることになる。そしてこの丸棒状体Ｓの転動により、該丸棒状体Ｓの外周縁部に一端が貼付されたチップペーパＰが、その周面に巻き付けられることになる。ちなみにローリングブロック２は、例えば丸棒状体Ｓを３回転させる程度の長さとして設定されている。

尚、ローリングブロック２の内部にはヒータ４が組み込まれており、このヒータ４によってローリングブロック２が加熱される。そしてこの熱により丸棒状体Ｓに巻き付けられたチップペーパＰの内側面に塗布されている糊が乾燥処理されて、該チップペーパＰが丸棒状体Ｓ（シガレットＣとフィルタチップＦの接合部を含む領域）の周面に接着固定される。そしてこのチップペーパＦにより前述したシガレットＣとフィルタチップＦとが連結一体化されることなる。

基本的にはこのようなローリングドラム１とローリングブロック２とを備えて構成されるローリング装置において、この発明が特徴とする第１の特徴点は、図２に示すようにスタータレール３による丸棒状体Ｓのローリングブロック２内への挟み込み開始位置であってチップペーパＰの巻き付け開始位置、具体的にはローリングドラム１の周方向の前記スタータレール３の配置位置に前記丸棒状体Ｓの通過を光学的に検出する光センサ５を設けたことにある。この光センサ５は、図３に示すようにローリングドラム１の側方に設けられてレーザビーム光を投光すると共にその反射光を受光するセンサ本体５ａと、前記ローリングドラム１を挟んで該ローリングドラム１の軸方向に設けられて上記センサ本体５ａに対峙させて配置されて前記レーザビーム光を反射する反射板５ｂとを備えた回帰反射形レーザセンサからなる。そしてローリングドラム１の周面に平行な所定ビーム径の平行光束光路を形成し、該ローリングドラム１の周面に保持されて搬送される丸棒状体Ｓにより上記光路が遮られたとき、当該センシング部位における丸棒状体Ｓの存在を検出する役割を担う。

尚、光センサ５として、前記ローリングドラム５の一側部からレーザビーム光を投光するレーザ光源と、このレーザ光源から投光されたレーザビーム光を受光する受光器とを前記ローリングドラム５の両側部に互いに対峙させて配置し、上記受光器によるレーザビーム光の受光の有無によって前記ローリングドラム５の周面に保持された丸棒状体を検出する透過型のものを用いることも勿論可能である。

そしてこのような光センサ５を備えたローリング装置における第２の特徴点は、ローリングドラム１の回転に伴って上記光センサ５により検出される前記丸棒状体Ｓの通過時間ＴＰから、ローリングブロック２に対する丸棒状体Ｓの引っ掛かりの状態、つまりローリングドラム１とローリングブロック２との間への丸棒状体Ｓの詰まり具合を判定し、その判定結果に応じてローリング装置の運転を、ひいては丸棒状体ＳへのチップペーパＰの巻き付け処理を制御することを特徴としている。

具体的には、例えば図４にその制御手順の一例を示すようにローリング装置の運転に伴って前記光センサ５の出力を検出し〈ステップＳ１〉、その光路が丸棒状体Ｓによって遮られる時間幅からローリングドラム１の回転に伴って搬送される丸棒状体Ｓの通過時間ＰＴを計測する〈ステップＳ２〉。そしてその通過時間ＰＴが、予め設定された第１の時間ｔ１を越えるか否か、更には予め設定された第２の時間ｔ２を越えるか否かを判定し〈ステップＳ３,Ｓ４〉、丸棒状体ＳへのチップペーパＰの巻き付け処理を制御するものとなっている。ちなみに上記第１の時間ｔ１は、ローリングドラム１の周速（丸棒状体Ｓの搬送速度）と丸棒状体Ｓの径とによって規定される時間であって、丸棒状体Ｓがローリングブロック２内に正常に送り込まれて巻き付け処理される場合の通過時間（例えば８.５ｍ秒程度）からなる。また第２の時間ｔ２は、ローリングドラム１の周速（丸棒状体Ｓの搬送速度）と該ローリングドラム１による丸棒状体Ｓの搬送間隔（保持溝の間隔）とにより規定される、該丸棒状体Ｓの搬送周期Ｔよりも十分に長い時間として設定された管理時間からなる。この管理時間（第２の時間）ｔ２については、例えば巻き付け不良品の発生を検出する管理時間が１００ｍ秒程度であるので、５００ｍ秒程度の機械停止管理時間として設定される。

そしてその制御手段においては、前述した如く検出される丸棒状体Ｓの通過時間ＰＴが第１の時間ｔ１を越えない場合には〈ステップＳ３〉、これを丸棒状体Ｓが正常にローリングブロック２内に導かれてチップペーパＰの巻き付けが行われる正常状態であると判定している〈ステップＳ５〉。また前記通過時間ＰＴが第１の時間ｔ１を越え〈ステップＳ３〉、且つ第２の時間ｔ２を越えない場合には、前記丸棒状体Ｓの一時的な引っ掛かりが生じたが、ローリングドラム１の回転に伴ってその引っ掛かりが解消されてローリングブロック２内に導かれたと判定する。しかし上記一時的な引っ掛かりに起因して、例えばチップペーパに巻き傷が生じたり、チップペーパの巻き付け不良が生じている可能性が高いと判定し〈ステップＳ６〉、その不良品に対する排除指令を発する〈ステップＳ７〉。尚、この排除指令は、丸棒状体Ｓの搬送速度に応じて当該丸棒状体Ｓがその排出セクションに到達する時間を見込んで発せられる。

そして前述した通過時間ＰＴが第１の時間ｔ１のみならず、第２の時間ｔ２をも越えるような場合には〈ステップＳ３,Ｓ４〉、ローリングブロック２の入口部（スタータレール３の部分）にて丸棒状体Ｓが完全に引っ掛かり、いわゆる詰まりが発生したと判定する〈ステップＳ８〉。そしてこの場合には機械を停止させ、ローリングブロック２の入口部に詰まった丸棒状体Ｓの取り除き（排除作業）を促す〈ステップＳ９〉。

かくしてこのような制御を実行するローリング装置によれば、図５にその動作タイミングを示すように、丸棒状体Ｓが一時的に詰まり（引っ掛かり）、その後のローリングドラム１の回転に伴って上記詰まりが解消された場合には、ローリング装置の運転が継続される。そして一時的な詰まりが生じた丸棒状体Ｓの選択的な排除が行われることになる。これに対して丸棒状体Ｓが完全に詰まった場合には、前記光センサ５の出力が長時間に亘って途切れることから、その状態が速やかに検出されて機械（ローリング装置）の運転が停止されることになる。

従って本装置によれば、丸棒状体Ｓの詰まりが発生した場合にだけ機械（ローリング装置）の運転が停止することになり、一時的な引っ掛かりが生じたような場合には、その丸棒状体に対する選択的な排出が行われるだけなので、丸棒状体Ｓに対するチップペーパＰの巻き付け品質（製造品質）を安定に維持しながら、装置の運転停止の頻度を極少なくしてその稼動効率を高めることが可能となる。特にシガレットの製造装置においてはその動作速度が高く、高速度に大量の製品を製造するので、巻き付け不良が検出される都度、装置を停止させることはその稼動効率を著しく低下させる要因となる。この点、本装置においては、詰まり（引っ掛かり）に起因して不良品となる可能性が高い場合には、その不良品を排除し、装置の運転に伴ってその詰まりが自然に解消されないような事態が発生した場合にだけ装置の運転を停止させるので、その稼動効率を十分に高く維持することが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

また本装置においては、ローリングブロック２の入口部において丸棒状体Ｓの引っ掛かりを、光センサを用いた丸棒状体Ｓの非接触検出によりその通過時間から判定するので、非常に簡易に、しかも安定確実に検出することができる。しかも既存のローリング装置に上述した検出機能を追加して、その制御機能を高めることも容易である。従って構成的にも非常に優れており、安価にその機能をバージョンアップすることができる等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば前述した管理時間（第２の時間ｔ２）は、装置の仕様やその動作速度等に応じて設定すれば良いものである。また不良品の排出書については、従来一般的な巻き付け処理後の外観検査と併用しても良いことは言うまでもない。またシガレットＣとフィルタチップＦとからなる丸棒状体Ｓ以外の丸棒状体ＳにチップペーパＰを巻き付ける場合にも同様に適用可能である。また予め丸棒状体にチップペーパの一端を貼付した状態（旗付き状態）でローリングドラムに供給し、ローリングドラムの回転に伴って上記チップペーパを丸棒状体に巻き付ける方式のローリング装置にも同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

シガレットとフィルタチップとのチップペーパを用いた巻き付け一体化処理の手順を模式的に示す図。本発明の一実施形態に係るローリング装置の要部概略構成図。図１に示すローリング装置における光センサの配置例を示す図。本発明の一実施形態に係るローリング装置における巻き付け制御手順の一例を示す図。図４に示す巻き付け制御による制御指令の動作タイミングを示す図。

符号の説明

１ローリングドラム
２ローリングブロック
３スタータレール
４ヒータ
５光センサ（回帰反射形レーザセンサ）
Ｓ丸棒状体
Ｐチップペーパ

Claims

周面に丸棒状体を保持して搬送するローリングドラムと、このローリングドラムの周面に対向して配置されたローリングブロックとを備え、上記ローリングドラムの回転に伴って該ローリングドラムと前記ローリングブロックとの間に前記丸棒状体を挟み込んで転動させて該丸棒状体にチップペーパを巻き付けるローリング装置であって、
前記ローリングブロックによる前記丸棒状体の挟み込み開始位置を横切って前記ローリングドラムの側方から該ローリングドラムの周面に平行なセンシング光を照射して前記ローリングドラムの周面に保持されている丸棒状体を検出する光センサと、
この光センサの出力から前記丸棒状体の検出時間幅を求め、この検出時間幅が前記丸棒状体の正規の通過時間幅を越え、且つ前記丸棒状体の搬送周期よりも長く設定された管理時間に満たないときにはローリング不良の発生として当該丸棒状体の排除指令を発すると共に、前記検出時間幅が前記管理時間を越えるときには前記ローリングドラムの回転駆動を停止させるローリング制御手段と
を具備したことを特徴とするローリング装置。
前記丸棒状体は、同軸に並べて配置されて前記チップペーパの巻き付けによる一体化に供せられるシガレットとフィルタチップとの連結体からなり、
前記光センサは、前記ローリングドラムの一側部に設けられて該ローリングドラムの周面に平行なレーザビーム光をセンシング光として投光すると共にその反射光を受光するセンサ本体と、このセンサ本体に対峙させて前記ローリングドラムの他側部に設けられて前記レーザビーム光を反射する反射器とを備えた回帰反射形レーザセンサからなる請求項１に記載のローリング装置。
前記丸棒状体の正規の通過時間幅は、前記ローリングドラムの周速と丸棒状体の径とにより規定されるものであって、前記丸棒状体の搬送周期は、前記ローリングドラムの周速と該ローリングドラムの周面における前記丸棒状体の保持間隔とにより規定されるものである請求項１に記載のローリング装置。