JP2014212740A - 刻たばこの裁刻機 - Google Patents

Abstract

【課題】刻たばこの刻幅を容易に変更でき、また、刻幅を一定に維持するうえで有利となる刻たばこの裁刻機を提供する。
【解決手段】本発明の刻たばこの裁刻機は、給送コンベア（１２）及び給送ドラム（１４）を有し、たばこ原料（Ａ）を駒口（１８）に向けて給送する過程にて、たばこ原料（Ａ）を圧縮する給送経路（１０）と、駒口（１８）にて、たばこ原料（Ａ）を裁刻して刻たばこに形成する揺動型の裁刻ナイフ（２０）と、給送コンベア（１２）及び給送ドラム（１４）のための独立したコンベアモータ（２４）及びドラムモータ（２６）と、裁刻ナイフ（２０）のための別個の裁刻モータ（２８）と、これらモータ（２４〜２８）を作動させ、刻たばこの刻幅を一定に制御する刻幅制御装置（４８）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、葉たばこを裁刻して刻たばこに形成する裁刻機に係わり、特にキセル用の刻たばこの形成に好適した裁刻機に関する。

刻たばこは、葉たばこ等のたばこ原料を裁刻機にて裁刻して形成され、このような裁刻機の一例は例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１の裁刻機は、たばこ原料を移送する給送経路と、給送経路の出口にて、圧縮状態にあるたばこ原料を裁刻する裁刻ナイフを備え、この裁刻ナイフは回転型又は揺動型である。なお、特許文献１の裁刻機は回転型の裁刻ナイフを採用している。

特開2001-269157号公報

特許文献１の裁刻機は、給送経路及び裁刻ナイフに共通の駆動源としての電動モータを備え、この電動モータの駆動力を給送経路及び裁刻ナイフに動力伝達経路を介してそれぞれ分配し、給送経路及び裁刻ナイフを連動して駆動している。
この場合、刻たばこの刻幅は給送経路上でのたばこ材料の給送速度と、裁刻ナイフの裁刻周期とによって一義的に決定される。このため、刻幅の変更には動力伝達経路の改作が必要となり、刻幅の変更は容易ではない。

また、給送経路上にてたばこ材料に滑りが発生すれば、たばこ材料の給送速度が変動し、刻たばこの刻幅を一定に維持できず、不良の刻たばこが形成されてしまう。
本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的は刻たばこの刻幅を容易に変更できるとともに、刻幅を安定させるうえで有利となる刻たばこの裁刻機を提供することにある。

上記の目的は本発明の刻たばこの裁刻機によって達成され、この裁刻機は、たばこ原料を出口に向けて給送する過程にて、たばこ原料を圧縮する給送経路であって、たばこ原料の給送速度を決定する給送駆動源を含む、給送経路と、給送経路の出口に配置された裁刻装置であって、出口から送り出されたたばこ原料を裁刻して刻たばこに形成する裁刻ナイフ及び給送駆動源とは別個に設けられ、裁刻ナイフによるたばこ原料の裁刻周期を決定する裁刻駆動源とを含む、裁刻装置と、給送駆動源及び裁刻駆動源を個別に作動させ、刻たばこの刻幅を一定に制御する刻幅制御装置とを備える（請求項１）。

上述の刻たばこの裁刻機によれば、供給駆動源及び裁刻駆動源が別個に備えられているので、例えば、給送経路上でのたばこ原料の給送速度を一定とした場合、裁刻駆動源による裁刻ナイフの裁刻周期を変更するだけで、刻たばこの刻幅が調整される。この場合、裁刻周期が短くされれば刻幅は狭くなり、逆に、裁刻周期が長くされれば刻幅は広くなる。

一方、給送経路上にてたばこ原料に滑りが発生しても、裁刻ナイフの裁刻周期に影響を及ぼすことなく、たばこ原料の滑りに応じてたばこ材料の給送速度を給送駆動源の作動制御によって補正できるから、刻たばこの刻幅を一定に制御可能となる。

本発明の刻たばこの裁刻機（請求項１）は、刻たばこの刻幅の変更が容易であるとともに、刻幅を一定するうえで有利となる。

本発明の一実施形態に係る裁刻機を示した概略図である。 図１の一部を拡大して示した詳細図である。 刻幅制御装置を示したブロック構成図である。 刻幅とサーボモータの回転速度との関係を表したマップを示す図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る刻たばこの裁刻機が概略的に示されている。この裁刻機は給送経路１０を備え、この給送経路１０はたばこ原料Ａを図１中に矢印で示す給送方向Ｂに給送する。なお、たばこ原料Ａは葉たばこを積み重ねたもので、ブロック形状をなしている。

給送経路１０はベルト型の給送コンベア１２と、この給送コンベア１２の直前方に配置された給送ドラム１４と含み、この給送ドラム１４のトップは給送コンベア１２の延長部を形成する。なお、図１中、給送コンベア１２の走行方向及び給送ドラム１４の回転方向は矢印Ｃ，Ｄでそれぞれ示されている。

更に、給送経路１０は圧縮ガイド１６を更に含み、この圧縮ガイド１６は給送コンベア１２の上方から給送ドラム１４の上方に亘って延びている。図１中、圧縮ガイド１６は単にラインで示されているが、圧縮ガイド１６と給送経路１０との間の間隔は、給送経路１０上でのたばこ材料Ａの給送が進むに連れて徐々に減少されている。それ故、たばこ材料Ａは給送経路１０上を給送されるに従い圧縮される。

給送経路１０の出口、即ち、圧縮ガイド１６の終端と給送ドラム１４との間は所謂、門形をなした駒口１８に形成され、この駒口１８には裁刻装置１９、即ち、裁刻ナイフ２０の刃先が接した状態で配置されている。
本実施形態の場合、裁刻ナイフ２０は揺動型であって、裁刻装置１９の裁刻アーム（図示しない）の先端に取付けられ、この裁刻アームの往復運動に伴い、駒口１８に対して摺接しながら図１中、矢印Ｅで示す上下方向に揺動可能である。

従って、給送経路１０上を給送されるたばこ原料Ａが駒口１８から所定の刻幅分だけ、はみ出したタイミングにて、裁刻ナイフ２０が駒口１８に摺接しながら下降することで、たばこ原料Ａは裁刻され、例えば、０．１ｍｍ程度の刻幅を有するキセル用の刻たばこが形成される。

一方、給送ドラム１４の下流には移送テーブル２２が水平に配置され、この移送テーブル２２は駒口１８にて裁刻された刻たばこを受け取ることができる。それ故、裁刻ナイフ２０によるたばこ原料Ａの裁刻が繰り返されると、裁刻して得られた刻たばこは移送テーブル２２にて順次押し出されるようにして移送される。

図１に示されるように、給送コンベア１２はサーボモータからなるコンベアモータ２４からの駆動力を受けて走行し、一方、給送ドラム１４はサーボモータからなるドラムモータ２６からの駆動力を受け、給送コンベア１２とは独立して回転する。これらコンベアモータ２４及びドラムモータ２６は給送経路１０のための給送駆動源を構成する。
裁刻ナイフ２０、即ち、前述した裁刻アームはサーボモータからなる裁刻モータ２８からの駆動力を受けて上下方向に往復回動する。それ故、裁刻ナイフ２０は給送コンベア１２及び給送ドラム１４と独立して上下方向に揺動可能である。

更に、前述した圧縮ガイド１６は駒口１８側の領域、即ち、図１中、矢印Ｆで示した領域にローラ列を備えており、このローラ列３０の詳細は図２に示されている。本実施形態の場合、ローラ列３０は４つのローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄからなり、これらローラ３２はたばこ材料Ａの給送方向Ｂに沿い互いに隣接して配置されている。図２から明らかなように、ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのボトムはそのローラ３２と駒口１８との間の距離が短くなるに連れて降下し、一方、給送ドラム１４のトップは給送コンベア１２の給送面よりも高く位置付けられている。

それ故、たばこ原料Ａが給送コンベア１２から給送ドラム１４に乗り移る際、たばこ原料Ａは強力に圧縮される。このような強力な圧縮はたばこ原料Ａの給送を阻害する虞があることから、ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは給送コンベア１２の走行及び給送ドラム１４の回転に連動し、図２中の矢印Ｇで示す方向に強制的に回転されるのが好ましい。

このため、ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのローラ軸は動力伝達経路を介して互いに接続され、例えば、ローラ３２ｃのローラ軸にサーボモータからなるローラモータ３４の駆動力が伝達されることで、ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは一斉に回転される。なお、これらローラ３２の周速は、給送コンベア１２の走行速度及び給送ドラム１４の周速に一致する。

更に、本実施例の場合、駒口１８を形成する駒口部材３６には圧力センサ３８が配置され、この圧力センサ３８は駒口１８を通過するたばこ原料Ａの圧縮圧、即ち、駒口圧Ｐを検出する。
図３に示されているように、前述したコンベアモータ２４，ドラムモータ２６，裁刻モータ２８及びローラモータ３４はそれぞれドライバ４０，４２，４４，４６を介して刻幅制御装置４８に電気的に接続され、また、圧力センサ３８もまた刻幅制御装置４８に電気的に接続されている。

刻幅制御装置４８はマイクロプロセッサを含む中央制御ユニット５０を含み、この中央制御ユニット５０は位置決めユニット５２，５４，５６，５８を介してドライバ４０〜４６に電気的に接続され、また、Ａ／Ｄ変換ユニット６０を介して圧力センサ３８にて検出した駒口圧Ｐを受け取ることができる。

一方、中央制御ユニット５０にはパラメータ設定器６２が電気的に接続され、このパラメータ設定器６２は刻たばこの刻幅Ｗ等のパラメータを中央制御ユニット５０に指示することができる。
更に、刻幅制御装置４８は刻幅設定マップＭ１、第１及び第２給送速度補正マップＭ２，Ｍ３を含み、これらマップＭ１〜Ｍ３は刻幅Ｗの制御に必要なデータを中央制御ユニット５０に提供する。

刻幅設定マップＭ１は、刻幅Ｗのサイズに応じて、給送経路１０上でのたばこ材料Ａの給送速度と裁刻ナイフ２０の裁刻周期（揺動周期）との関係を示す。本実施例の場合、図４から明らかなように、例えば、刻幅設定マップＭ１は、たばこ材料Ａの給送速度を一定とし、つまり、コンベアモータ２４及びドラムモータ２６の回転速度Ｎｃ，Ｎｄをそれぞれ一定とし、裁刻周期Ｔ、即ち、裁刻モータ２８の回転速度Ｎｎを変更することで、刻幅Ｗを可変する。ここで、回転速度Ｎｃは給送コンベア１２の走行速度を決定し、回転速度Ｎｄは給送ドラム１４の周速を決定するが、これら走行速度及び周速は給送速度に一致する。

例えば、刻幅Ｗが広くされる場合、裁刻モータ２８の回転速度Ｎｎは低くされ、逆に、刻幅Ｗが狭くされる場合、裁刻モータ２８の回転速度Ｎｎは高くされる。即ち、刻幅Ｗは回転速度Ｎｃ又はＮｄに対する回転速度Ｎｎの速度比によって決定される。

一方、第１給送速度補正マップＭ２は、前述した駒口圧Ｐと、給送コンベア１２上でのたばこ材料Ａの滑り量Ｓｃとの関係を表し、第２給送速度補正マップＭ３は駒口圧Ｐと、給送ドラム１４上でのたばこ材料Ａの滑り量Ｓｄとの関係を表している。これらの関係は給送経路１０上でのたばこ原料Ａの給送実験によって予め求められている。

上述の刻幅制御装置４８によれば、刻幅Ｗが指定されたとき、中央制御ユニット５０は刻幅設定マップＭ１から刻幅Ｗに応じた回転速度Ｎｎを読み込み、回転速度Ｎｎを位置決めユニット５６に指令する。なお、本実施形態では、たばこ原料Ａの給送速度は一定であるから、中央制御ユニット５０は既知の回転速度Ｎｃ，Ｎｄを位置決めユニット５２，５４にそれぞれ指令する。

それ故、位置決めユニット５２〜５８は指令された回転速度Ｎに基づき、対応するドライバ４０〜４４を介してコンベアモータ２４、ドラムモータ２６及び裁刻モータ２８を駆動し、給送コンベア１２を走行させると同時に給送ドラム１４を回転させ、そして、裁刻ナイフ２０を上下方向に揺動させる。
なお、中央制御ユニット５０は回転速度Ｎｃ又はＮｄに基づき、ローラモータ３４の回転速度を決定し、位置決めユニット５８及びドライバ４６を介してローラモータ３４を駆動し、ローラ列３０のローラ３２ａ〜３２ｄを回転させる。

一方、中央制御ユニット５０は第１給送速度補正マップＭ２から駒口圧Ｐに対応したたばこ原料Ａの滑り量Ｓｃを読み込む一方、第２給送速度補正マップＭ３から駒口圧Ｐに対応したたばこ原料Ａの滑り量Ｓｄを読み込む。このようにして読み込まれた滑り量Ｓｃ，Ｓｄに基づき、中央制御ユニット５０はコンベアモータ２４の回転速度Ｎｃ及びドラムモータ２６の回転速度Ｎｄをフィードバック制御する。

それ故、給送コンベア１２及び給送ドラム１４は互いに協働して、たばこ原料Ａの給送速度を一定に維持した状態で、駒口１８からたばこ原料Ａを安定して送り出すことができ、この結果、刻幅Ｗに基づいて決定される裁刻周期にて裁刻ナイフ２０が揺動されれば、裁刻ナイフ２０は一定の刻幅Ｗを有する刻たばこを安定して形成することができる。

また、前述の説明から明らかなように、給送コンベア１２及び給送ドラム１４のためのコンベアモータ２４及びドラムモータ２６とは別個に、裁刻ナイフ２０のための裁刻モータ２８が備えられていることから、本実施形態にあっては、刻幅Ｗに応じて裁刻ナイフ２０の裁刻周期、即ち、裁刻モータ２８の回転速度Ｎｎを可変するだけで刻幅Ｗを簡単に変更することができる。

本発明は上述の一実施形態に制約されるものではなく、種々に変更することができる。
例えば、刻幅Ｗの変更に際しては、裁刻ナイフ２０の裁刻周期、つまり、裁刻モータ２８の回転速度Ｎｎを一定とし、給送コンベア１２の走行速度及び給送ドラム１４の周速、つまり、コンベアモータ２４及びドラムモータ２６の回転速度Ｎｃ，Ｎｄを可変してもよいし、又は、回転速度Ｎｎ，Ｎｃ，Ｎｄの三者を可変するようにしてもよい。

また、ローラ３２ａ〜３２ｄの周速、つまり、ローラモータ３４の回転速度もまた、滑り量Ｓｃ、Ｓｄに基づいて補正されてもよく、この場合、たばこ原料Ａの給送速度を更に安定させることができる。
最後に、裁刻ナイフは揺動型に限らず、回転型であってもよいし、本発明の裁刻機はキセル用に限らず、シガレットの刻たばこの裁刻にも適用可能である。

１０ 給送経路
１２ 給送コンベア
１４ 給送ドラム
１８ 駒口（出口）
１９ 裁刻装置
２０ 裁刻ナイフ
２４ コンベアモータ（給送駆動源）
２６ ドラムモータ（給送駆動源）
２８ 裁刻モータ（裁刻駆動源）
３０ ローラ列
３４ ローラモータ
４８ 刻幅制御装置
Ｍ１ 刻幅設定マップ
Ｍ２ 第１給送速度補正マップ
Ｍ３ 第２給送速度補正マップ

Claims (5)

1. たばこ原料を出口に向けて給送する過程にて、前記たばこ原料を圧縮する給送経路であって、前記たばこ原料の給送速度を決定する給送駆動源を含む、給送経路と、
   前記給送経路の前記出口に配置された裁刻装置であって、前記出口から送り出された前記たばこ原料を裁刻して刻たばこに形成する裁刻ナイフ及び前記給送駆動源とは別個に設けられ、前記裁刻ナイフによる前記たばこ原料の裁刻周期を決定する裁刻駆動源とを含む、裁刻装置と、
   前記給送駆動源及び前記裁刻駆動源を個別に作動させ、前記刻たばこの刻幅を一定に制御する刻幅制御装置と
   を具備したことを特徴とする刻たばこの裁刻機。
2. 前記刻幅制御装置は、前記給送速度を一定として前記裁刻周期と刻たばこの刻幅との関係を表した刻幅設定マップを含み、この刻幅設定マップから刻幅に応じた前記裁刻周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の刻たばこの裁刻機。
3. 前記刻幅制御装置は、前記出口での前記たばこ原料の圧縮圧力と前記給送経路上での前記たばこ原料の滑り量と関係を表す給送速度補正マップと、前記圧縮圧力を検出する圧力センサとを更に含み、前記給送速度補正マップから前記圧力センサにより検出した圧縮圧力に対応する前記たばこ原料の滑り量を求め、この滑り量に基づき前記給送速度を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の刻たばこの裁刻機。
4. 前記給送経路は、給送コンベアと、この給送コンベアの直下流に配置され、前記出口の底を形成する給送ドラムとを更に含み、
   前記給送駆動源は、前記給送コンベア及び前記給送ドラム毎のコンベアモータ及びドラムモータをそれぞれ含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の刻たばこの裁刻機。
5. 前記裁刻ナイフは前記出口に対して上下方向に揺動する揺動型であり、
   前記裁刻駆動源は、前記裁刻ナイフを揺動させる裁刻モータを含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の刻たばこの裁刻機。

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