JP2007116942A - フィルタロッド製造機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタシガレット等の喫煙物品のためのフィルタロッドを製造するあたり、フィルタロッドのロッド長のばらつきを低減可能なフィルタロッド製造機を提供する。
【解決手段】フィルタロッド製造機は、ガニチャテープ１２を有する巻上セクション１０と切断装置７との間に、巻上セクション１０から送出されたフィルタロッドの連続体Ｃを切断装置７に向けて送出する一対のフィードローラ４４，４６と、これらフィードローラ４４，４６の周速をガニチャテープ１２の走行速度に比例させる制御装置６６とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィルタシガレット等の喫煙物品のためのフィルタロッドを製造するフィルタロッド製造機に関する。

この種のフィルタロッド製造機は、フィルタ素材をペーパウエブとしての巻紙又は成形紙により連続的に包み込んでフィルタロッドの連続体を成形し、この後、連続体を個々のフィルタロッドに切断する。具体的には、フィルタ素材はアセテート繊維のトウであるか、又は、複数種のフィルタ要素が交互に連続して並ぶ棒状の要素列である（特許文献１参照）。

連続体の成形のために、特許文献１に開示されたフィルタロッド製造機は、巻上セクションに無端状のガニチャテープを備え、このガニチャテープは駆動ドラムに回転に伴い、一方向に走行する。ガニチャテープ上には成形紙及び要素列が順次供給され、ガニチャテープはその走行に伴い、巻上セクション内を成形紙とともに要素列を搬送させる。これら要素列及び成形紙が巻上セクションを通過する際、巻上セクションはガニチャテープを介して成形紙により要素列を連続的に包み込み、フィルタロッドの連続体を成形する。
特開2003-24035号公報

上述した連続体の成形中、連続体の切断抵抗や、ガニチャテープと連続体との間のスリップ、また、駆動ドラムとガニチャテープとの間のスリップなどに起因して、連続体の搬送速度は大きく変動する。このため、連続体が個々のフィルタロッドに切断される際、フィルタロッドの切断が正規の切断タイミングから外れ、フィルタロッドのロッド長にばらつきを発生させる。このようなロッド長のばらつきは、特にフィルタ素材が前述した要素列である場合、フィルタシガレットの製造に重大な悪影響を及ぼす。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、連続体の搬送速度の変動を抑制し、ロッド長のばらつきを低減することができるフィルタロッド製造機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のフィルタロッド製造機は、ガニチャテープと連続体の切断位置との間に配置され、連続体を挟む込む一対のフィードローラと、一対のフィードローラを回転させるフィードモータと、フィードモータの回転速度を制御し、フィードローラの周速をガニチャテープの走行速度に比例させる制御装置と具備する（請求項１）。

具体的には、制御装置は、ガニチャテープの走行速度を検出する速度検出器と、この速度検出器からの検出信号に基づき、前記フィードモータの回転速度を可変する可変器とを含んでいる（請求項２）。
上述した請求項１，２のフィルタロッド製造機によれば、成形された連続体が通過する際、一対のフィードローラはガニチャテープの走行速度に比例した周速で回転し、切断位置に向けて連続体を送出する。

フィルタロッド製造機は、連続体の成形経路が二重化されたダブルトラック型の製造機であってもよい（請求項３）。

請求項１〜３のフィルタロッド装置は、成形された連続体を一対のフィードローラにより、成形された連続体を引き出すようにして切断位置に導くので、連続体の引出しは、前述したスリップの起因した連続体の搬送速度の変動を補償し、個々のフィルタロッドのロッド長のばらつきを低減する。

図１は、ダブルトラック型のフィルタロッド製造機を示す。
この製造機はその上流に要素列供給装置１を備え、この要素列供給装置１は、フィルタ素材としての２本の要素列Ｆ1，Ｆ2を形成し、そして、これら要素列Ｆ1，Ｆ2を巻上装置２に向けて供給する。
具体的には、要素列供給装置１は、要素列Ｆ1，Ｆ2のためのベルトコンベアからなる要素移送経路３，４をそれぞれ有し、これら要素移送経路３，４上に要素列Ｆ1，Ｆ2を構成する個々の要素が供給される。即ち、要素列Ｆ1を構成する要素は、ホッパ５ａ，５ｂから要素ロッドをそれぞれ取出し、これら要素ロッドを要素移送経路３に向けて供給する過程で、所定長さの要素に切断して得られる。一方、要素列Ｆ2を構成する要素は、ホッパ５ｃ，５ｄ内の要素ロッドを切断して得られる。

ホッパ５ａ，５ｃ内の要素ロッドはそのフィルタ繊維束中に活性炭の粒子を分布させたチャコールタイプの要素ロッドであり、そして、ホッパ５ｂ，５ｄ内の要素ロッドは活性炭の粒子を含まないプレーンタイプの要素ロッドである。
図１から明らかなように要素列Ｆ1，Ｆ2は何れも、チャコール要素ロッド及びプレーン要素ロッドから得られた要素をその供給方向に交互に並べることで得られる。この場合、要素列Ｆ1，Ｆ2はその対応する要素の長さが同一であってもよいし、又は、異なっていてもよい。また、要素列Ｆ1，Ｆ2中の個々の要素は巻上装置２に供給される直前にて互いに連なり、その要素が連続した棒状となる。

なお、一対のホッパから巻上装置２までの具体的な経路は特許文献１の製造機と同様に構成することができる。
巻上装置２は要素列Ｆ1，Ｆ2とともにペーパＰ1，Ｐ2を受取り、これらが巻上装置２を通過する過程にて、各要素列Ｆは対応するペーパＰに包み込まれ、形成すべきフィルタロッドが連続した連続体Ｃ1，Ｃ2をそれぞれ形成し、これら連続体Ｃ1，Ｃ2をその下流に向けて送出する。

なお、巻上装置２の詳細については後述する。
また、ペーパＰ1，Ｐ2は自動通紙装置６を介して巻上装置２に供給可能となっており、自動通紙装置６は製造機の段取り作業時、ペーパＰ1，Ｐ2を自動的に巻上装置２内に導くことができる。
巻上装置２の下流には連続体Ｃ1，Ｃ2に共通の切断装置７が配置されている。この切断装置７は回転可能なカッタディスクを含み、このカッタディスクはその外周面に複数の切断刃を備え、これら切断刃により連続体Ｃ1，Ｃ2を所定長さ毎に切断し、個々のフィルタロッドＦＲを形成する。

更に、切断装置７の下流には一対のキッカーローラ８ａ，８ｂを介してドラム列９が配置され、一対のキッカーローラ８ａ，８ｂは連続体Ｃ1，Ｃ2における先頭のフィルタロッドＦＲを後続のフィルタロッドＦＲから分離しながらドラム列９に供給する。
ドラム列９は複数の溝付きドラムを連ねて構成され、連続体Ｃ1，Ｃ2からのフィルタロッドＦＲをその溝に交互に受取り、これらフィルタロッドＦＲをフィルタシガレットの製造機、いわゆるフィルタアタッチメントに向けて搬送する。なお、ドラム列９上にて、フィルタロッドＦＲは品質検査を受け、この品質検査により不良と判定されたフィルタロッドＦＲはドラム列９から排除される。

前述した巻上装置２は、前述した要素列供給装置１から要素列Ｆ1，Ｆ2をそれぞれ受け取る２つの巻上セクション１０を含む。これら巻上セクション１０は同一の構成を有することから、以下には、一方の巻上セクション１０について、図２を参照しながら説明する。なお、図２に示した巻上セクション１０の構成や配置は図１の巻上装置２に対して若干異なっているものの、これは作図上の都合によるものである。

巻上セクション１０は無端状のガニチャテープ１２を備え、このガニチャテープ１２は巻上セクション１０内を通じて水平に延びている。巻上セクション１０の両端には、ガニチャテープ１２の走行を案内するエンドローラ１４，１６がそれぞれ配置され、そして、これらエンドローラ１４，１６間には一対のピンチローラ１８を備えた駆動ドラム２０が配置されている。ガニチャテープ１２は駆動ドラム２０に所定の巻掛け角にて巻き付けられ、駆動ドラム２０の回転に伴い一方向に回転する。即ち、駆動ドラム２０のドラム軸には製造機のメインモータ２２が連結されている。

巻上セクション１０の下方にはペーパＰのロールＲが配置されており、ペーパＰはロールＲから所定のウエブ経路に沿って入口ローラ２４に導かれ、そして、この入口ローラ２４から巻上セクション１０の入口にて、ガニチャテープ１２上に供給される。
ウエブ経路は複数のガイドローラ２６から形成され、その途中にはリザーバ２８、プーリングローラユニット３０及び糊塗布ノズル（図示しない）が配置されている。リザーバ２８はロールＲの交換に先立ち、その内部にペーパＰを蓄えることができ、プーリングローラユニット３０はガニチャテープ１２の走行速度に一致した繰出し速度にて、ペーパＰを巻上セクション１０に向けて供給する。そして、糊塗布ノズルはペーパＰの内面にレール糊を連続して塗布する。

一方、巻上セクション１０の入口には前述した要素列Ｆがガニチャテープ１２の走行速度に一致した速度で供給され、この要素列Ｆはガニチャテープ１２上のペーパＰに重ねられる。
巻上セクション１０はトング３２、糊塗布ノズル３４を備えたフォーマ３６（ショートホルダ及びロングホルダ）、ヒータ３８及びクーラ４０を含み、これらは巻上セクション１０の入口側から順次配置されている。ガニチャテープ１２の走行に伴い、要素列ＦがペーパＰとともに巻上セクション１０を通過する際、公知のように巻上セクション１０は、ペーパＰに要素列Ｆを連続的に包み込んだフィルタロッドＦＲの連続体Ｃを成形し、この連続体Ｃを前述した切断装置７に向けて送出する。

前述したように連続体Ｃが切断装置７、即ち、そのカッタディスクを通過する際に連続体Ｃが切断されるが、連続体Ｃの切断タイミング（カッタディスクの回転速度）は駆動ドラム２０の回転速度、換言すれば、連続体Ｃの搬送速度に応じて設定されている。
そして、図２に示されているように、巻上セクション１０（ガニチャテープ１２）と切断装置７（連続体Ｃの切断位置）との間にはステンレス鋼からなる一対のフィードローラ４４，４６が配置され、これらフィードローラ４４，４６は、巻上セクション１０から切断装置７に向かう連続体Ｃを上下から挟み込み、そして、挟み込んだ連続体Ｃを切断装置７に向けて引き出すべく互いに逆向きに回転される。なお、図１中、フィードローラ４４，４６は図示されていない。

より詳しくは、図３から明らかなように上下のフィードローラ４４，４６はその外周面に断面円弧形状の周溝を有し、これら周溝間にて連続体Ｃを挟み込むことができる。なお、図３に示されるように、上下のフィードローラ４４，４６は２組備えられ、各組のフィードローラ４６，４８が連続体Ｃ1，Ｃ2にそれぞれ対応する。
フィードローラ４４，４６の共通のローラ軸４８，５０は軸受ユニット５２にそれぞれ回転自在に支持されている。ローラ軸４８，５０の先端は対応する軸受ユニット５２からそれぞれ突出し、ローラ軸４８の突出端はカップリング５４を介してフィードモータとしてのサーボモータ５６に接続されている。

また、ローラ軸４８，５０の突出端にはプーリ５８及びギヤ６０がそれぞれ取付けられ、更に、図４に示されているようにギヤ６０の近傍にはプーリ６２が回転自在に支持されている。プーリ５８，６２間には無端状のギヤベルト６４が掛け回され、このギヤベルト６４はギヤ６０と噛み合っている。サーボモータ５６が駆動されたとき、サーボモータ５６の駆動力はローラ軸４８のみならず、ギヤベルト６４を介してローラ軸５０にも伝達され、これにより、フィードローラ４４，４６は互いに逆向きに回転される。

サーボモータ５６の回転速度は図１に示す制御装置６６により制御され、この制御装置６６の概略は図５に示されている。
制御装置６６は、ガニチャテープ１２のエンドローラ１４，１６のうち、その下流側のエンドローラ１６のローラ軸に取付けられたエンコーダ６８を備えている。このエンコーダ６８は速度検出器として機能し、エンドローラ１６の回転速度、即ち、ガニチャテープ１２の走行速度を示す検出信号をサーボアンプ７０に供給する。このサーボアンプ７０はサーボモータ５６に電気的に接続され、サーボモータ５６、即ち、フィードローラ４４，４６の回転速度を可変する可変器を構成する。

具体的には、サーボアンプ７０は電子ギヤを内蔵し、この電子ギヤはエンコーダ６８からの検出信号に基づきサーボモータ５６の回転速度を制御し、フィードローラ４４，４６の周速をガニチャテープ１２の走行速度に比例させる。
具体的には、サーボアンプ７０は、フィードローラ４４，４６の周速をガニチャテープ１２の走行速度に一致させるべくサーボモータ５６の回転速度を制御するか、又は、フィードローラ４４，４６の周速をガニチャテープ１２の走行速度よりも若干速くすべく、サーボモータ５６の回転速度を制御する。

更に、サーボアンプ７０はプログラマブル論理制御回路（ＰＬＣ）７２にも電気的に接続されており、このＰＬＣ７２はフィルタロッド製造機における幾つかの運転条件を監視し、これら運転条件の全てが満たされたとき、サーボアンプ７２のオン作動を許容する。
フィルタロッド製造機の運転中、一対のフィードローラ４４，４６の周速がガニチャテープ１２の走行速度に一致するか、又は、走行速度よりも僅かに速い速度に制御されていれば、連続体Ｃが一対のフィードローラ４４，４６を通過する際、これらフィードローラ４４，４６は連続体Ｃをその周速により決定される搬送速度にて切断装置７に向けて送り出すことができる。

このような一対のフィードローラ４４，４６による連続体Ｃの強制的な送り出しは、ガニチャテープ１２と駆動ドラム２０との間のスリップやガニチャテープ１２と連続体Ｃとの間のスリップ、また、切断装置７での連続体Ｃの切断抵抗等に起因した連続体Ｃの搬送遅れを補償することなり、切断装置４２での連続体Ｃの切断タイミングが駆動ドラム２０の回転速度（周速）に同期すべく設定されていても、連続体Ｃは切断装置４２にてほぼ所望の切断タイミングで切断されるようになり、フィルタロッドＦＲのロッド長と正規のロッド長との間の偏差、つまり、ロッド長のばらつきを低減することができる。

この点に関して詳述すれば、連続体Ｃが前述した要素列Ｆから形成されている場合、フィルタロッドＦＲは、個々のフィルタシガレットに使用されるデュアルフィルタ（チャコール要素とプレーン要素との組合せ）の整数倍の長さを有することから、ロッド長のばらつきは個々のデュアルフィルタでのチャコール要素の長さのばらつきをもたらし、フィルタシガレットの品質を低下させる要因となる。しかしながら、前述したようにフィルタロッドＦＲのロッド長が正確になれば、フィルタシガレットの品質低下を招くことはない。

本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、一実施例は、連続体Ｃ1，Ｃ2を同時に成形するダブルトラック型のフィルタロッド製造機を示しているが、本発明は、前述したプレーン及びチャコールの要素ロッドを製造するロッド製造機にも同様にして適用可能である。
また、ガニチャテープ１２の走行速度に一対のフィードローラ４４，４６の周速を一致させる場合には、連続体Ｃのグリップ力を増加させるため、フィードローラ４４，４６の周溝の仕上げ粗さをサンドブラスト処理等により粗くするか、または、周溝にサーモスプレーによる塗膜やゴム等のライニングを設けてもよく、そして、周溝の耐摩耗性を高めるには、フィードローラの材質を変更したり、周溝に対して熱処理やショットピーニング等の表面硬化処理を施してもよい。

一方、ガニチャテープ１２の走行速度よりも一対のフィードローラ４４，４６の周速を若干速い速度に制御する場合には、フィードローラ４４，４６が切断装置７に向けて連続体Ｃを強制的に引き出すことになるので、その周溝に研磨又はラッピング処理を施し、連続体Ｃのグリップ力を小さくする方が望ましい。
なお、サーボモータ５６の回転速度を制御する制御装置６６は、エンコーダ６８やサーボアンプ７０に代えて、種々の構成により実現可能である。

ダブルトラック型のフィルタロッド製造機を示した概略図である。 図１の巻上セクションの構成を示した図である。 図２の一対のフィードローラを示した断面図である。 一対のフィードローラを回転させるギヤベルトの掛け回しを示した図である。 サーボモータの回転速度を制御する制御装置の概略図である。

符号の説明

７ 切断装置
１０ 巻上セクション
１２ ガニチャテープ
１６ エンドローラ
２０ 駆動ドラム
４４，４６ フィードローラ
５６ サーボモータ（フィードモータ）
６６ 制御装置
６８ エンコーダ
７０ サーボアンプ
Ｃ 連続体
Ｆ フィルタ材料
ＦＲ フィルタロッド

Claims (3)

1. 駆動ドラムの回転に伴い、一方向に走行する無端状のガニチャテープ上にペーパウエブを介してフィルタ素材を供給し、このフィルタ素材をペーパウエブにより連続的に包み込んでフィルタロッドの連続体を成形し、この後、前記連続体が切断位置を通過する際、前記連続体を個々のフィルタロッドに切断するフィルタロッド製造機において、
   前記ガニチャテープと前記切断位置との間に配置され、前記連続体を挟む込む一対のフィードローラと、
   前記一対のフィードローラを回転させるフィードモータと、
   前記フィードモータの回転速度を制御し、前記フィードローラの周速を前記ガニチャテープの走行速度に比例させる制御装置と
   を具備したことを特徴とするフィルタロッド製造機。
2. 前記制御装置は、前記ガニチャテープの走行速度を検出する速度検出器と、この速度検出器からの検出信号に基づき、前記フィードモータの回転速度を可変する可変器とを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタロッド製造機。
3. 前記連続体を成形する成形経路が二重化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタロッド製造機。

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