JP2009538613A - 反転ホイールを備える複動式フィルタ組み込みホイール - Google Patents

Abstract

本発明は、ツーアップ構成で２つのフィルタを形成する方法及び装置に関する。本装置は、供給ホイール（１８）、組み込みホイール（２０）、取り出しホイール（２２）、及び反転ホイール２４を含む。本発明の方法によれば、チューブ（１０）は、供給ホイール（１８）からチューブの一方の中空端部を充填する組み込みホイール（２０）に取り込まれる。次に、半分だけ充填されたチューブ（１０’）は、取り出しホイール（２２）に移送され、その後、チューブが反転される反転ホイール（２４）に移送される。半分だけ充填され反転されたチューブ（１０’’）は、供給ホイール上の空席に戻されて元の組み込みホイールに移送され、残りの中空端部を充填できるようになっている。充填されたチューブ（１０’’’）は、取り出しホイール（２２）に移送されるが、ここでは、充填されたチューブ（１０’’’）は、ストリッパ及び／又は追加のホイールを用いて取り出しホイール（２２）から取り外されて別の処理が施される。【選択図】図７

Description

本発明は、たばこフィルタロッドを形成するためのフィルタ組み込みホイールに関する。

たばこフィルタロッドは、所謂「ツーアップ」フィルタロッド構成において二つ一組で加工されている。この構成によれば、１つの固形フィルタプラグがチューブの中央に存在しており、フィルタチューブの両端に空きスペースが形成されている。各々の端部は、一連のカーボン等の粒状材料、及びセルロースアセテート繊維又は芳香繊維等の固形材料で充填される。完成時、たばこロッドはフィルタチューブの各々の端部に結合され、その後、中央の固形フィルタは半分に切断されて２本のたばこが形成される。

チューブの各々の端部を充填するために別々の組み込みホイールを配置することができる。チューブの一端は、上向きの開口にフィルタ材料を垂直方向に挿入する及び／又は入れることで、第１の組み込みホイール上で充填される。次に、製品は、チューブをその長手方向軸に沿って反転するためのドラムシステム又は同様の装置を通って移送される。下向きの充填端部及び上向きの開口端部を有する、反転されたチューブは、次に、第２の組み込みホイール上に配置されるので、フィルタ材料を開口端部に入れる又は挿入することができる。

参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願番号１１／２６８，２９１は、チューブの一端部を充填する段階、チューブを反転させる段階、及び他端部を充填する段階を含む、フィルタチューブの開口端部を充填するための方法を教示する。この出願は、回転チューブ縦溝プレート、粒状材料の回転ビン、複数の垂直方向に向いた充填チューブ及び第２の充填チューブ、回転フィルタセグメントプレート及び第２の回転フィルタセグメントプレート、及び複数の回転プランジャを利用した方法を開示するが、これらの全ては集合的に中央垂直軸の周りを回転する上側ホイール組立体を構成する。また、実質的に同一の下側ホイール組立体は同じ中央垂直軸周りを回転する。各々のフィルタチューブの一方の端部には、上側ホイール組立体上において固形及び／又は粒状材料が充填される。コンベヤーシステムは、上側ホイール組立体から半分だけ充填されたフィルタチューブを取り外し、このチューブを反転させて下側ホイール組立体の回転チューブ縦溝プレート上に配置する。次に、フィルタチューブの他方の端部は、下側ホイール組立体上において固形及び／又は粒状材料が充填される。しかしながら、充填チューブの両端は、１つのホイール組立体だけを用いて充填できれば好都合である。

米国特許出願番号１１／２６８，２９１

従って、本発明の目的は、以下に説明するように、固形中央部を有する中空チューブの両端に構成材料を組み入れるための、単一のホイール組立体を用いる方法を開発することにある。

本発明によれば、中空端部とセルロースアセテート又は同様の材料から成る固形中央部とを備える、予備成形されたペーパチューブは、２つのたばこフィルタに形成される。詳細には、本発明による複合たばこフィルタを形成するプロセスは、中空端部及び固形フィルタ中央部を備えるフィルタチューブを実質的に立向き姿勢に配置する段階を含む。チューブは、該チューブを組み込みホイールに供給する供給ホイールの縦溝に一つおきに配置される。所定量の材料は、直接固形中央部に接してフィルタチューブの上側開口端部に挿入
される。次に、チューブは、反転ホイールへ移送されるが、ここではチューブが自身の垂直軸周りを反転する。次に、反転されたチューブは、供給ホイール上の未充填チューブの間の１つの空席に戻され、次に、もとの組み込みホイールへ移送される。フィルタの両端が充填された後、充填されたチューブ又はロッドは、取り出しホイールへ移送され、そこから取り出される。固形の中央フィルタは、フィルタの各々の端部にたばこロッドを結合し、フィルタを半分に切断してたばこを形成することよって、更に加工することができる。単一の組み込みホイールを使用することで、この設備に必要な据え付け面積は相当少なくなる。また、チューブの両端を充填するのに１つのホイールを使用するので、チューブの各々の端部に別個の組み込みホイールは必要ない。これにより、段取り時間やマシン費用が少なくなり、更にマシンの複雑性が低減される。

前述の及び他の本発明の新規な特徴点及び利点は、当業者であれば、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで理解できるはずである。図面において同じ参照文字数字は同じ部品を示している。

図面を詳細に参照すると、図１は、本発明によって搬送されて充填されることになるチューブ１０の平面図を示す。また、図２を参照すると、チューブ１０はセルロースアセテートトウ又は他の適切な材料のプラグのような中央フィルタ１２を有する。フィルタ１２は、フィルタペーパ１４で包むことができるので、チューブ１０の各々の端部には２つの中空開口１６が形成される。

図３は、本発明の目的を達成するための装置を概略的に示す平面図である。この装置は、供給ホイール１８、組み込みホイール２０、取り出しホイール２２、及び反転ホイール２４を含む。概略的には、チューブ１０は、供給ホイール１８から一方の中空端部を充填する組み込みホイール２０へ移動することになる。次に、半分だけ充填されたチューブ１０’は、取り出しホイール２２、次に反転ホイール２４へ移送されることになるが、反転ホイール２４においてチューブは反転されることになるので、充填された端部は下向きになり、残った端部は上向きになる。半分だけ充填されると共に反転されたチューブ１０’’は、供給ホイール上の空席に戻され、組み込みホイールに戻るので、残った中空端部を充填することができる。次に、充填されたチューブ１０’’’は、更なる加工及び包装のために、取り出しホイール２２上に配置されて、そこから取り出される。フィルタチューブの中空端部を充填する特定の方法は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願１１／２６８，２９１に詳細に説明されている。以下に、１つの組み込みホイールだけを用いて両端を充填できるようにチューブ１０を処理する新規なプロセスを詳細に説明する。

最初に、チューブ１０は、従来と同様に供給ホイール１８の位置１８Ａの縦溝１１に導入される。縦溝１１は、ホイールの周囲に沿った略半円チューブ形の開口である。例示的に、工程時の箇所を示す特定の指定位置を記載する。ホイールが軸周りを回転することで前進すると、縦溝１１は、１つの工程位置から次の工程位置に変わることになる。従って、各々のチューブ１０は位置に取り込まれることになる。取り込み後、ホイールは回転してチューブ１０は工程位置１８Ｂに移動することになる。

チューブ１０は、真空又は他の適切な手段によって種々のホイールの縦溝内に保持される。チューブ１０は、最初、供給ホイール１８上の一つおきの縦溝に取り込まれるが、その理由は以下に説明する。新たに導入されたチューブ１０は、ホイール１８の周りを反時計回りに移動するが、これらは、反転ホイール２４上の隣接する各縦溝の間のノッチ２６により、時計回りに移動する反転ホイール２４上の縦溝に影響されることはない。このことは図３に見ることができ、位置１８Ｅのチューブ１０はノッチ２６を通り過ぎる。供給ホイール１８のチューブ１０は位置１８Ｇに移動し、次に、組み込みホイール縦溝の位置２０Ａにおいて．組み込みホイール２０に移送される。位置１８Ｇにおいてチューブ１０の真空保持が解放されるが位置２０Ａで真空引きされ、チューブ１０はホイール１８からホイール２０へ移送されることになる。ホイール１８上の隣接する縦溝１１は、ホイール２０上の隣接する縦溝１１と位置合わせされているので、２つのホイールが回転すると、チューブ１０は最初に組み込みホイール２０上の一つおきの縦溝に導入される。

各々のチューブ１０が組み込みホイール２０上の位置２０Ｍに達すると、露出した中空端部は従来の充填技術により充填が行われ、半分だけ充填されたチューブ１０’が形成される。種々のプロセス段階のチューブを見分けるために、この時点で図７に示す指示システムを導入することが有用である。図７に示す指示システムは４つのシンボルを利用する。白丸はフィルタ材料が導入されていないチューブ１０を指示する。つまり、チューブ１０の両端は中空である。第２のシンボルは半黒の丸であり、一方の露出端部がフィルタ材料で充填され、この充填された端部が上向きになっていることを指示する。第３のシンボルは、３／４黒の丸であり、一方の端部の充填後にチューブ１０’が反転され、中空端部が上向きで充填装置に関連しており、充填された端部が下向きになっている。この構成は反転されたチューブ１０’’として参照できる。最後に、第４のシンボルは完全な黒丸であり、チューブ１０’’の両端がフィルタ材料で充填されてチューブ１０’’’を形成することを指示する。

図３に戻ると、半分だけ充填されたチューブ１０’は位置２０Ｍに示されている。つまり、位置２０Ａと２０Ｍとの間で、チューブ１０の上向きの端部に１つ又はそれ以上の材料が挿入されている。位置２０Ｎにおいて、半分だけ充填されたチューブ１０’は、組み込みホイール２０と取り出しホイール２２との間に位置することになる。位置２０Ｎの真空は解放されるが、取り出しホイール２２は真空引きされることになる。取り出しホイール２２を説明する場合、１つの工程位置から次の位置に移動する縦溝１−４を示すことが有用である。つまり図３に示すように、半分だけ充填されたチューブ１０’が位置２０Ｎに配置される場合、ホイール２２の縦溝１又は３に位置合わせされることになる。組み込みホイール２０及び取り出しホイール２２は、半分だけ充填されたチューブ１０’が位置２０Ｎにおいて縦溝１及び３に連続的に移送できるような速度で回転する。

図４は、図３のライン４−４に沿ったフィルタチューブ反転機構２８の正面図を示す。反転ホイール２４は、該ホイールを回転させるモータ２９と、フィルタチューブ１０’の中空端部が上向きになるように、半分だけ充填されたチューブ１０’を回転させて反転させる反転機構２８とを有する。反転機構２８は、半円断面の縦溝３０、及び半分だけ充填されたフィルタチューブ１０’を真空保持する吸引ポート３２を有する。また、反転機構２８は軸３３に取り付けることができる。ピニオン３４は、軸３３に取り付けられ往復ラック３６と係合することができる。ラック３６の往復動は、反転ホイール２４がモータ２９の駆動力で回転する際にカムトラック４９に沿って移動する、ラックの一端のホイール３８がもたらすようになっている。ラック、ピニオン、及びカムトラックは、フィルタチューブ１０’が取り出しホイール２２から反転ホイール２４へ移送された後、及び反転フィルタチューブ１０’’が供給ホイール１８へ移送される前に、フィルタチューブ１０’が１８０度だけ反転するように設計することができる。

図５は、組み込みホイール２０が図３に示す位置から１４４度だけ回転した後のホイール及びチューブの位置を示す。半分だけ充填されたチューブ１０’は、組み込みホイール２０の位置２０Ｍ及び反転ホイール２４の縦溝７にある。中空端部が露出した反転されたチューブ１０’’は縦溝５及び６にある。半分だけ充填され反転されたチューブ１０’’は、次に、供給ホイール１８上の隣の空の縦溝に移送される。中空チューブ１０は最初にホイールの一つおきの縦溝１８にのみ取り込まれているので、ホイールのタイミングによっては、反転されたチューブ１０’’がこれまで空であった縦溝の一つに配置され得ることに留意されたい。前述のように、位置１８Ｅでの中空チューブ１０は、図５に示すようにノッチ２６を通り過ぎる。

図６は、組み込みホイール２０が図３に示す位置から２１６度だけ回転した後のホイール及びチューブの位置を示す。ホイールは連続して回転するので、図５のホイール２４の縦溝５にあった、半分だけ充填され反転されたチューブ１０’’は、この段階では位置１８Ｇにある。位置１８Ｇでの真空引きは解放されるが、位置２０Ａにおいて真空引きされることになる。縦溝６のチューブ１０’’は、位置１８Ｅにおいて供給ホイール１８の上に取り込まれる。位置６での真空引きは解放されるが、位置１８Ｅで真空引きされることになる。

図７は、組み込みホイールが図３に示す位置から６００度だけ回転した後のホイール及びチューブの位置を示す。予め半分だけ充填され反転されたチューブ１０’’は完全に充填されて、位置２０Ｍに見られるような充填されたチューブ１０’’’の完成品を形成するようになっている。完全に充填されたチューブ１０’’’は取り出しホイール２２の縦溝２及び４に移送されるが、半分だけ充填されたチューブ１０’は前述のように反転ホイール２４へ行く途中で縦溝１及び３に移送され続ける。完全に充填されたチューブ１０’’’が反転ホイール２４を通過する際、チューブ１０’’’はノッチ２６を通り過ぎるので、反転用の縦溝５−８に当たらず、上側マニホールドからの真空によりストリッパ２８に到達するまで取り出しドラム２２に保持され続ける。チューブ１０’’’がストリッパ２８に到達すると真空引きは停止し、完成した製品がマシンから取り外されて別の加工及び包装が行われる。勿論、ストリッパ２８の代わりに追加的なホイールを使用して完成した製品を取り外すこともできる。

両端が粒状材料及び固形フィルタセグメントで充填されたフィルタチューブ１０’’’によりツーアップ式のデュアルフィルタが形成されるが、その各端部で巻きたばこロッドと組み合わせると、最終的に２つの完成たばこが出来上がる（図示せず）。デュアルフィルタは、固形フィルタの中央で切断して２つのたばこに分離することができる。分離後、たばこフィルタの長さは３０ｍｍとすることができるが、所望であれば３０ｍｍよりも長くても又は短くてもよい。

前述の詳細な説明は、好適な実施形態を示すものではあるが、例示的なものであり、当業者であれば、詳細な説明から本発明の範囲及び精神の範疇で種々の変形及び変更が可能なことを理解されたい。例えば、各々のホイール上に示されている縦溝の数は単純に限定される。明らかに、特定のホイールの外径全体にわたってより多くの縦溝を等間隔で置くことで、ホイールの各完全回転において加工可能なチューブ数を増やすことができる。図３−７に示す各々の縦溝は、縦溝グループを表すことができる。要するに、各々のホイール上に示されるチューブ及び縦溝の数は、同じ効果を実現しながら変更可能である。

ツーアップフィルタ式充填チューブの平面図である。 図１のライン２−２に沿った断面図である。 本発明による処理ホイールを備えた装置のたばこフィルタを形成する第１の工程段階における概略平面図である。 本発明による１つのフィルタチューブ反転装置及びその１８０度駆動機構の正面図である。 本発明による処理ホイールを備えた装置のたばこフィルタを形成する第２の工程段階における概略平面図である。 本発明による処理ホイールを備えた装置のたばこフィルタを形成する第３の工程段階における概略平面図である。 本発明による処理ホイールを備えた装置のたばこフィルタを形成する第４の工程段階における概略平面図、及び図３−７で使用するシンボルの凡例である。

Claims (10)

1. 供給ホイールと、 組み込みホイールと、 取り出しホイールと、 反転ホイールと、を備えることを特徴とするオープンエンド式チューブの両端を充填するための装置。
2. 前記供給ホイールが、端部が開口したチューブを収容して保持するための複数の縦溝を備え、前記端部が開口したチューブが、前記チューブの中央において実質的に固形の中央部と、前記中央部の両側又は片側のチューブ状中空開口とを備え、前記端部が開口したチューブは、最初、一つおきの縦溝に取り込まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記組み込みホイールが、前記供給ホイールからの端部が開口したチューブを収容するための複数の縦溝を備え、前記端部が開口したチューブが、前記供給ホイールの一つおきの縦溝から前記組み込みホイールの一つおきの縦溝に供給され、前記端部が開口したチューブの上向きの中空開口は、組み込みホイール上にある間に粒状材料が充填されて、半分だけ充填されたチューブを形成するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記反転ホイールが、前記取り出しホイールからの半分だけ充填されたチューブを収容するための複数の縦溝を備え、前記縦溝は、前記フィルタチューブが反転して前記チューブの前記中空開口の残りが上向きに配置できるように回転可能であり、上向きの開口端部を充填するために、端部が開口したチューブ及び半分だけ充填されたチューブを組み込みホイール上の一つおきの位置に交互に取り込むことができるように、前記反転ホイールは、前記供給ホイールの最初の取り込み時に空いたままの位置に反転されたチューブを移送するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記取り出しホイールが、半分だけ充填されたチューブを前記反転ホイールに移送すると共に、完全に充填されたチューブをストリッパに移送するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 最初は一つおきの縦溝にのみ配置され、中央フィルタと、前記中央フィルタを超えて延び前記中央フィルタの片側又は両側に中空の開口を形成する巻紙とを備えるフィルタチューブを収容する複数の縦溝を備える供給ホイールと、 前記供給ホイールからのフィルタチューブを収容するための複数の縦溝を備える組み込みホイールであって、前記フィルタチューブが前記供給ホイールの一つおきの縦溝から前記組み込みホイールの一つおきの縦溝に移送され、前記フィルタチューブの上向きの中空開口が前記組み込みホイールにある間に粒状材料で充填されて半分だけ充填されたチューブを形成するようになっている、組み込みホイールと、 前記組み込みホイールからのフィルタチューブを収容する複数の縦溝を備える取り出しホイールと、 前記取り出しホイールからのフィルタチューブを収容する複数の縦溝を備える反転ホイールであって、前記縦溝が、前記フィルタチューブが反転して前記チューブの前記中空開口の残りが上向きに配置できるように回転可能であり、前記反転ホイールが、前記組み込みホイール上で前記中空開口の残りを粒状材料で充填できるように、前記供給ホイールの空席に反転されたフィルタチューブを移送するようになっている、反転ホイールと、を備える装置であって、 前記取り出しホイールは、半分だけ充填されたチューブを前記反転ホイールに移送すると共に、完全に充填されたチューブをストリッパに移送するようになっていることを特徴とする装置。
7. 複合たばこフィルタを作る方法であって、 ２つの中空端部及び固形フィルタ中央部を有するフィルタチューブを供給ホイールの縦溝に実質的に立向き姿勢で配置する段階と、 前記チューブを前記供給ホイールに沿って進める段階と、 組み込みホイールの縦溝に前記チューブを移送する段階と、 前記チューブが前記組み込みホイールにある間に前記チューブの一方の中空端部を粒状材料で充填する段階と、 取り出しホイール上の縦溝に前記チューブを移送する段階であって、前記縦溝の位置が前記チューブを反転ホイールに移送するように整列される段階と、 前記チューブを前記反転ホイールの回転縦溝に移送して、前記中空端部の残りが上向きになるように前記半分だけ充填されたチューブを反転させる段階と、 前記反転されたチューブを前記反転ホイールから前記供給ホイールの空席に移送する段階と、 前記反転されたチューブを前記供給ホイールから前記組み込みホイールに移送する段階と、 前記チューブが前記組み込みホイールにある間に、前記チューブの前記中空端部の残りを粒状材料で充填する段階と、 前記反転ホイールのノッチを通り過ぎるように整列された、前記取り出しホイールの縦溝に前記チューブを移送する段階と、 別の処理及び包装のために、前記チューブを前記取り出しホイールからストリッパによって取り出す段階と、を含む方法。
8. 前記反転ホイールは、前記供給ホイール上の縦溝の未充填のチューブが、前記反転ホイールに接触することなく通過できるが、前記供給ホイール上の空の縦溝が、前記反転ホイールの縦溝と整列して反転されたチューブが前記空の縦溝に移送されるように設計されたノッチを備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記方法は、前記反転されたチューブが満たすことになる空席を残して前記供給ホイール上の一つおきの縦溝にチューブを取り込むことによって連続的に繰り返され、前記チューブは、前記半分だけ充填されたチューブが前記反転ホイールに移送されると共に前記取り出しホイールからストリッパによって取り除かれないような方法でもって、最初に前記供給ホイール上に取り込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記反転ホイールは、前記取り出しホイール上の縦溝の完全に充填されたチューブが前記反転ホイールに接触することなく通過できるが、前記取り出しホイール上の前記半分だけ充填されたチューブが前記反転ホイールの縦溝と整列して、前記半分だけ充填されたチューブが前記反転ホイールに移送されるように設計されたノッチを備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。

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