JP3034203B2 - 自動喫煙機のたばこの巻の先端検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シガレット等のた
ばこの巻を自動的に喫煙し、煙の中に含まれる成分を自
動的に分析する自動喫煙機において、喫煙口に装着され
たたばこの巻の先端の位置を正確に検出し、このたばこ
の巻の先端への点火、喫煙の終了したたばこの巻の切断
消火等の作動を確実にすることができるたばこの巻の先
端検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シガレット等のたばこの巻を製造販売す
る場合には、このたばこの巻を喫煙した際の煙の中に含
まれているニコチンやタール等の成分を分析し、その含
有量を表示する必要がある。

【０００３】しかし、たばこの葉は農産物であり、その
品質は正確には一定ではなく、上記のたばこの巻を製造
する際にはその製造本数に対応して所定の割合で所定本
数のサンプルを取り出し、このサンプルを喫煙機によっ
て喫煙し、巻のパフ回数や、燃焼速度の測定およびその
煙の中に含まれている成分を分析する。この分析を自動
的に行うには、喫煙機が用いられている。この喫煙機に
は、複数の喫煙口が設けられており、これらの喫煙口に
ホルダを装着するとともに、このホルダにシガレット等
のたばこの巻を装着し、このホルダを介してシガレット
等のたばこの巻が装着される。そして、この装着された
たばこの巻の先端部がヒータ等によって点火され、この
喫煙機は標準喫煙条件に従った所定のパターンでこのた
ばこの巻を通して空気を吸入し、喫煙がなされる。上記
のホルダの内部には、ケンブリッジフイルタが設けら
れ、ニコチンやタール等の成分を捕集する。また、ケン
ブリッジフイルタを通過してこの喫煙機内に吸入された
煙中成分は、ガス分析装置によってその他の成分が分析
される。

【０００４】また、この喫煙機へのホルダやたばこの巻
の装着、点火、消火、吸殻の排除等の一連の作業を自動
的に行う自動喫煙機が開発されている。このような自動
喫煙機は、喫煙機と、上記の作業を自動的におこなうロ
ボット装置を備えている。このロボット装置は、たとえ
ば関節形のアームを備えており、このアームの先端部に
たとえば巻を把持する巻ハンド、点火用のライターハン
ド、消火用の切断ハンド等を順次装着して上記の一連の
作業をおこなう。

【０００５】上記のライターハンドは、点火機構として
ヒータを備えており、装着されたたばこの巻の先端部か
らこのヒータをたとえば１ｍｍ程度のわずかな間隙を持
つように位置させ、このたばこの巻の先端部に点火する
ものである。

【０００６】ところで、上記の巻ハンドでたばこの巻を
ホルダに装着する場合には、このたばこの巻のホルダへ
の挿入長さにばらつきがあり、この装着されたたばこの
巻の先端位置は正確ではない。このため、上記のライタ
ーハンドによりこの装着されたたばこの巻の先端部に点
火する場合に、このライターハンドのヒータがたばこの
巻の先端に当接し、このたばこの巻がずれたり、また逆
にこのヒータがたばこの巻の先端から離れ過ぎ、点火が
なされなかったりする不具合を生じる。

【０００７】また、このたばこの巻が所定位置まで燃焼
したことを赤外線検出器等によって検出し、このたばこ
の巻を切断して消火する場合においても、この燃焼の終
了位置や切断位置も可能なかぎり正確に制御する必要が
ある。

【０００８】このような事情から、上記のたばこの巻を
把持する巻ハンドのフインガ部の基部に光検出器を設
け、この巻ハンドでたばこの巻を装着した後に、このフ
インガを開放してたばこの巻の把持を解放し、この巻ハ
ンドをたばこの巻に対してその軸方向に移動させる装置
が提案されている。このものは、上記の光検出器がたば
この巻の先端を検出した時点でのロボット装置のアーム
の位置を記憶させ、この位置を基準として後の点火作業
の際にライターハンドをたばこの巻の先端に正確に位置
決し、また燃焼終了位置や切断位置を正確に制御する。

【０００９】しかしながら、上記のような位置検出装置
では、ロボット装置のアームすなわち巻ハンドを移動さ
せながらたばこの巻の先端を検出するので、その位置検
出の精度が十分でないという不具合があった。すなわ
ち、ロボット装置の制御は、所定の時間間隔のスキャン
タイムでアーム等の位置を検出して制御するものである
が、このスキャンタイムの時間間隔、および上記の光検
出器からの信号の遅れ等に影響され、このたばこの巻の
先端の位置の検出に誤差が生じる。このため、次の点火
作業において、ライターハンドのヒータがたばこの巻の
先端と干渉したり、またたばこの巻の先端から離れ過ぎ
て点火ができない等の不具合を生じる可能性がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、上述のような自動喫煙機にお
いて、装着されたたばこの巻の先端位置をより高い精度
で確実に検出し、このたばこの巻の先端への点火、燃焼
終了位置、切断位置等をより正確に制御することができ
るたばこの巻の先端位置検出装置を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、ロボット装置のハンドに設けられ、このハンドが上
記の喫煙口に装着されたたばこの巻の先端部近傍に停止
した状態で所定の測定範囲内に存在するたばこの巻の先
端部分の長さを光学的に検出する光学測長器と、この光
学測長器および上記のロボット装置からの信号を受け、
上記のロボット装置のハンドの停止位置および上記の光
学測長器で測定された上記の測定範囲内のたばこの巻の
先端部の長さからこのたばこの巻の先端位置を算定する
制御装置とを具備したものである。

【００１２】したがって、このたばこの巻の先端位置
は、このロボット装置のスキャンタイム、光学検出器か
らの信号の遅れ等に影響されることがなく、正確な先端
位置の検出が可能である。

【００１３】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
光学測長器は、上記の測定範囲内に平行光を放射し、上
記のたばこの巻の先端部がこの平行光を遮る長さを検出
することによりこの測定範囲内のたばこの巻の先端部の
長さを測定する平行光センサである。したがって、この
光学測長器は簡単な構成となり、かつ精度も高い。

【００１４】また、請求項３に記載の本発明は、前記の
制御装置は、たばこの巻の複数の銘柄に対応してそれぞ
れその巻の長さがあらかじめ入力されており、装着され
たたばこの巻の銘柄に対応してその先端の概略的な位置
を算定し、このたばこの巻の先端が前記の光学測長器の
測定範囲内に位置するように前記のロボット装置のハン
ドの停止位置を制御するものである。したがって、装着
するたばこの巻の銘柄が変更された場合においても、そ
の巻の先端が測定範囲内に位置するように自動的にロボ
ット装置のハンドの停止位置が制御され、このたばこの
巻の先端部が光学測長器の測定範囲から外れることがな
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。この実施形態のものは、シガレット等
のたばこの巻を自動的に喫煙する自動喫煙機に関するも
のである。まず、図１ないし図４を参照してこの自動喫
煙機全体の構成を説明する。なお、図１はこの自動喫煙
機全体の正面図、図２は同平面図、図３は喫煙機構の概
略的な側面図、図４は喫煙口の部分の斜視図である。

【００１６】図中の１は喫煙機本体であって、この喫煙
機本体１の前面板５には複数の喫煙口２が水平方向に並
んで配列されている。そして、これらの喫煙口２にはそ
れぞれホルダ３が装着され、これらのホルダ３を介して
シガレット等のたばこの巻Ｃがこれらの喫煙口２に装着
される。

【００１７】上記の喫煙機本体１の内部には、上記の各
喫煙口２にそれぞれ対応して図３に示すような喫煙機構
１１が設けられている。この喫煙機構１１には、シリン
ダ機構１３が備えられ、このシリンダ機構１３は三方弁
１２を介して上記の喫煙口２および煙の捕集袋１５に連
通している。そして、このシリンダ機構１３は、駆動機
構１４によって所定の周期で往復駆動され、このシリン
ダ機構１３の作動に対応して上記の三方弁１２が切換え
作動される。これにより、上記のホルダ３を介してたば
この巻Ｃを通して空気が間欠的に吸引され、この吸引さ
れた煙すなわちガスは三方弁１２を介して捕集袋１５内
に送られる。

【００１８】この捕集袋１５は二方弁１６を介して吸引
ポンプ１７に接続され、この捕集袋１５内に送られた煙
はこの吸引ポンプ１７によって吸引される。そして、こ
の煙すなわちガスは、ガス分析装置１８に送られ、その
成分が分析される。また、上記のホルダ３内にはケンブ
リッジフイルタが内蔵され、巻Ｃからの煙中のニコチン
およびタールはこのケンブリッジフイルタに捕集され
る。

【００１９】また、この喫煙機本体１の各喫煙口２の近
傍には、図４に示すような燃焼位置検出機構２０が設け
られている。図中の２２はそのヘッドであって、軸２１
の先端部に取り付けられている。この軸２１は、図示し
ない駆動機構によって前後に突没するとともに、所定の
角度回動するするように構成されている。また、上記の
ヘッド２２内には、赤外線検出器が内蔵され、たばこの
巻Ｃの燃焼部分からの赤外線を検出する。また、このヘ
ッド２２には、フード２３が突設され、所定の方向以外
から上記の赤外線検出器に赤外線が入射するのを防止し
ている。

【００２０】そして、たばこの巻Ｃが装着された場合に
は、上記の軸２１がこの巻Ｃの軸方向の所定位置までに
突出し、後述するようにこのヘッド２２はロボット装置
に装着された巻ハンドのフインガによって所定の燃焼停
止位置まで押し戻される。ついでこの軸２１が回動して
上記のヘッド２２のフード２３がこの巻Ｃの方向を指向
する。したがって、この巻Ｃが、このヘッド２２に対応
した燃焼停止位置まで燃焼すると、その燃焼部分からの
赤外線が検出され、この巻Ｃが所定の位置まで燃焼した
ことが検出される。なお、この場合に、上記のフード２
３はこのたばこの巻の燃焼部分から放射される赤外線以
外の光を遮断し、この燃焼位置の検出精度を向上させ
る。

【００２１】また、この喫煙機本体１の前面の上部に
は、上記の各喫煙口２の上方にそれぞれ対応して排気フ
ード機構４が設けられ、これら喫煙口２に装着されたた
ばこの巻Ｃの副流煙を捕集して排気するように構成され
ている。なお、この排気フード機構４は、たばこの巻Ｃ
の近傍を流れる空気の流速が所定の値になるようにその
排気量が調節されている。

【００２２】また、この喫煙機本体１の前面側には、ロ
ボット装置３０が設けられ、このロボット装置３０によ
って上記の喫煙口２にホルダ３およびたばこの巻Ｃが自
動的に装着されるとともに、これら装着された巻Ｃに点
火がなされ、またこれら巻Ｃが所定の位置まで燃焼した
場合には上記の燃焼位置検出機構２０からの信号によっ
てこれら巻Ｃの先端の燃焼部分が切断されて燃焼が停止
され、またこの後に吸殻が除去される。

【００２３】このロボット装置３０は、関節形のアーム
を有する汎用形のものであり、３１はそのロボット本体
部である。このロボット本体部３１は、上記の喫煙機本
体１の前方に配置されたレール３２に沿って移動自在で
あり、この喫煙機本体１の各喫煙口２の位置に対応でき
るように構成されている。

【００２４】このロボット本体部３１には、上記のよう
に関節形のアーム３３が設けられ、このアーム３３の先
端部にはハンド装着部３４が設けられている。そして、
このハンド装着部３４には、前記のホルダ３を把持して
これを喫煙口２に装着するためのホルダハンド、たばこ
の巻を把持してこの巻Ｃを上記のホルダ３に装着する巻
ハンド、装着されたたばこの巻Ｃの先端に点火するライ
ターハンド、所定の長さまで燃焼した巻Ｃの先端部を切
断して消火する切断ハンド、等、作業に対応した任意の
ハンドが着脱される。

【００２５】なお、上記の喫煙機本体１、ロボット装置
３０、その他の機器等、この自動喫煙装置全体の作動
は、制御装置６によって制御される。次に、図５および
図６を参照して上記の各ハンドの載置台等の構成を説明
する。上記のロボット装置３０のレール３２の一端部に
対応して、上記の各ハンドの載置台３５が設けられてい
る。この載置台３５には、保持板３６が設けられ、これ
らの保持板３６には各ハンドに対応した形状の保持切欠
部が形成されている。これらの保持板３６は、５個設け
られており、各保持板３６には上記のたばこの巻Ｃを把
持する巻ハンド４１、上記のホルダ３を把持するホルダ
ハンド４２、所定位置まで燃焼したたばこの巻Ｃの先端
部を切断する切断ハンド４３、およびたばこの巻Ｃの先
端部に点火する２個のライターハンド４４が保持されて
いる。

【００２６】このライターハンド４４は、その先端部に
図７に示すようなヒータ４５を備えている。このヒータ
４５は、金属抵抗板４６にたとえば十字状の切欠部４７
を形成したもので、通電により加熱される。そして、こ
のヒータ４５が装着されたたばこの巻Ｃの先端にたとえ
ば１ｍｍ程度のわずかな間隙をもって近接し、この巻Ｃ
に点火する。このヒータ４５は、点火を確実にするた
め、その温度が６００°Ｃ以上、好ましくは７００°Ｃ
以上に加熱される。

【００２７】また、このヒータ４５に通電している場合
の電流値が測定され、その電流値が所定の値以下になっ
た場合には、このヒータ４５が断線したと判断される。
なお、このような電流値の測定および判断回路は、前述
した制御装置６内に内蔵されている。そして、上記の載
置台３５には、予備を含めた複数台、たとえば２台のラ
イターハンド４４が保持されており、上記のようにこの
ライターハンド４４のヒータ４５が断線した場合には、
ロボット装置３０のアーム３３には予備のライターハン
ド４４が装着される。

【００２８】次に、前記の巻ハンド４１の構成を図８を
参照して説明する。この巻ハンド４１には上記のロボッ
ト装置３０のアーム３３のハンド装着部３４に装着され
るソケット５１を備えている。また、この巻ハンド４１
には一対のフインガ５２が設けられ、これらのフインガ
５２は駆動機構５３によって開閉され、前記の巻Ｃを把
持し、喫煙口２に装着されたホルダ３にこの巻Ｃを装着
し、また燃焼の終了した巻Ｃの吸殻を把持して排除す
る。また、上記のフインガ５２には、前記の燃焼位置検
出機構２０のヘッド２２を燃焼停止位置まで押し戻す。

【００２９】また、この巻ハンド４１には、この装着さ
れたたばこの巻Ｃの先端の位置を検出する位置検出機構
を備えている。この位置検出機構は、投光器５５と受光
器５６とを備えている。これらの投光器５５と受光器５
６は、上記のフインガ５２とは別に固定側の部材に固定
され、所定の間隔で互いに対向している。そして、上記
の投光器５５からは所定の測定範囲に対応した所定の幅
の帯状のレーザービーム５７が放射され、このレーザー
ビーム５７は受光器５６で受光される。

【００３０】この帯状のレーザービーム５７の幅方向
は、装着されたたばこの巻Ｃの長さ方向に合致してお
り、この巻Ｃの先端がこの帯状のレーザービーム５７の
幅内に位置していると、このレーザービーム５７の一部
がこのたばこの巻Ｃの先端部で遮られる。そして、上記
の受光器５６は、到達するレーザービーム５７の量か
ら、この巻Ｃの先端部によって遮られている部分の長さ
を測定し、これによってこの巻Ｃの先端の位置を測定す
る。

【００３１】また、前記の制御装置６には、喫煙するた
ばこの巻Ｃの銘柄およびその長さが予め登録されてお
り、この巻Ｃの長さに対応してロボット装置３０が制御
され、この巻Ｃの先端が上記のレーザービーム５７の幅
内すなわち所定の測定範囲内に位置するような所定位置
にこの巻ハンド４１が停止される。したがって、上記の
位置検出機構によりこのレーザービーム５７を遮る巻Ｃ
の先端部の長さを測定することにより、この巻Ｃの先端
の位置を正確に測定することができる。

【００３２】次に、前述したホルダ３およびたばこの巻
Ｃを供給する装置を図６、図９および図１１を参照して
説明する。この実施形態では、上記の喫煙機本体１の喫
煙口２は２０個が設けられ、これら喫煙口２にはそれぞ
れホルダ３が装着される。また、この装着されたホルダ
３の１個に対して、たばこの巻Ｃは複数本が装着、喫煙
され、これらのホルダ３にはそれぞれ複数本分の巻Ｃの
ニコチンおよびタールが捕集される。

【００３３】すなわち、上記のロボット本体部３１の下
部には、巻トレーホルダ６１が突設されている。この巻
トレーホルダ６１の上には、巻トレー６２が載置され、
この巻トレー６２の上には複数本のたばこの巻Ｃが載置
されており、その本数は上記の喫煙機本体１の２０個の
喫煙口２に装着された２０個のホルダ３に対して装着さ
れるたばこの巻の総本数である。

【００３４】そして、この巻トレーホルダ６１に保持さ
れた巻トレー６２は、このロボット本体部３１とともに
移動し、このロボット装置のアーム３３の先端の巻ハン
ド４１がこの巻トレー６２上の巻Ｃを把持して各喫煙口
２のホルダ３に順次装着してゆくものである。

【００３５】また、上記のホルダ３は、上記のロボット
装置３０のレール３２の一終端部に対応して配置された
ホルダトレー６３上に喫煙口２の個数分すなわち２０個
が載置されている。そして、上記の巻トレー６２上の巻
Ｃが全て燃焼試験を終了した場合には、このロボット装
置３０のアーム３３の先端部の巻ハンドが４１がホルダ
ハンド４２に換装され、このホルダハンド４２でタール
分を捕集した各ホルダ３を喫煙口２から順次取り外すと
ともに、その都度このロボット本体部３１がレール３２
の終端部まで移動し、上記のホルダトレー６３上にホル
ダ３を戻してゆく。

【００３６】また、上記のロボット装置３０のレール３
２の終端部には、上記の巻トレー６２を順次供給する巻
トレー供給機構６５、および上記のホルダトレー６３を
順次供給するホルダトレー供給機構６６がそれぞれ配置
されている。

【００３７】そして上記の巻トレー供給機構６５は、以
下のように構成されている。図中の６８は巻トレーラッ
クであって、５段の棚状をなしており、この巻トレーラ
ック６８には５個の巻トレー６２が上下に離間して収容
されており、これらの巻トレー６２はこの巻トレーラッ
ク６８の側方に引き出し可能である。

【００３８】また、この巻トレーラック６８の側方に隣
接して、巻トレー引出し機構６９が配置されている。こ
の巻トレー引出し機構６９は上記の巻トレーラック６８
から巻トレー６２を引出して保持する巻トレーキヤリア
７０を備えており、またこの巻トレーキヤリア７０を上
下に昇降させる昇降機構７１と、この巻トレーキヤリア
７０を水平方向に移動させる水平移動機構７２とを備え
ている。

【００３９】この巻トレーキャリア７０は、上記の昇降
機構７１によって上昇し、上記の巻トレーラック６８の
任意の段から巻トレー６２を引出して保持し、ついでこ
の昇降機構７１によってこの巻トレーキヤリア７０は下
降する。そして、この巻トレーキヤリア７０は巻トレー
６２を保持したまま水平移動機構７２によって水平方向
にロボット装置３０のレール３２に平行して移動する。
そして、このレール３２の終端部まで移動してきたロボ
ット本体部３１の巻トレーホルダ６１上にこの巻トレー
６２が受け渡される。

【００４０】また、上記のホルダトレー供給機構６６は
以下のように構成されている。図中の８１は、昇降ラッ
クであって、この昇降ラック８１は５個のホルダトレー
６３を上下に離間して保持するとともに、これらホルダ
トレー６３を保持したままこの昇降ラック８１全体が上
下に昇降するように構成されている。なお、８２はこの
昇降ラック８１を昇降させる昇降機構である。また、上
記のロボット装置３０のレール３２の終端部に対向し
て、ホルダトレー載置台８４が設けられ、このホルダト
レー載置台８４の側方にはホルダトレー移動機構８３が
設けられている。このホルダトレー移動機構８３は、押
し板８６と、これを水平方向に移動させるエアシリンダ
機構８５とを備えている。そして、上記の昇降ラック８
１が昇降して任意のホルダトレー６３が上記のホルダト
レー載置台８４と同じ高さに位置すると、上記のホルダ
トレー移動機構８３が作動し、その押し板８６が前進し
てホルダラック６３をホルダラック載置台８４上に押し
出す。

【００４１】なお、上記の上記の巻トレー供給機構６
５、およびホルダトレー供給機構６６の各部の作動は、
前述した制御装置６によって制御されるものである。ま
た、上記のロボット本体部３１には、前記の喫煙機本体
１に装着されたたばこの巻Ｃの着火不良を検出する着火
不良検出機構が設けられている。この着火不良検出機構
は、赤外線検出機９１を備えており、この赤外線検出機
９１は上記のロボット本体部３１に取り付けられてい
る。この赤外線検出機９１は、図１１に示すように、喫
煙機本体１に装着されたたばこの巻Ｃを指向しており、
このロボット本体部３１のアーム３３の先端部に装着さ
れたライターハンド４４がたばこの巻Ｃの先端部に点火
作業をしている場合に、その巻Ｃの一つ前に隣接するた
ばこの巻Ｃの先端部を指向し、この巻Ｃの先端部からの
赤外線を検出するように構成されている。

【００４２】そして、この赤外線検出機９１は上記の制
御装置６に送られ、上記の隣接する巻Ｃからの赤外線が
所定のレベル以下の場合には、この巻Ｃへの点火が不良
と判断し、このロボット装置３０に再点火作業を行うよ
うに制御信号を出力する。

【００４３】次に、上記の実施形態の自動喫煙装置の全
体の作動を順を追って説明する。まず、この自動喫煙装
置の作動開始前に、上記の巻トレー供給機構６５の巻ト
レーラック６８に５個の巻トレー６２を装着し、また上
記のホルダトレー供給機構６６の昇降ラック８１に５個
のホルダトレー６３を装着する。

【００４４】前述したように、上記の各ホルダトレー６
３には、喫煙機本体１の２０個の喫煙口２に装着する分
２０個のホルダ３が保持されている。また、これらホル
ダ１個につき、複数本のたばこの巻Ｃが装着されて喫煙
試験がなされ、上記の巻トレー６２にはこれら２０個の
ホルダ３にそれぞれ数本ずつ装着される巻Ｃの総数分だ
けのたばこの巻Ｃが保持されている。そして、上記の２
０個の喫煙口２にそれぞれホルダ３を装着し、各ホルダ
３につき数本分の巻Ｃを装着して喫煙試験を行うに要す
る時間はこの実施形態の場合に２時間である。

【００４５】したがって、これら５個のホルダトレー６
３および巻トレー６２で２×５＝１０時間分のホルダお
よび巻を装着することができ、一日分のホルダおよび巻
を１回の作業で装填できる。このため、上記のように一
日の作業の始めに、これら５個のホルダトレー６３およ
び巻トレー６２を装着すれば、一日の間この自動喫煙装
置の近傍、すなわちロボット装置３０の作動半径内に作
業員が立ち入る必要はない。このため、この自動喫煙装
置の作動を途中で中断することなく１日中連続して稼働
させることが可能である。

【００４６】このようにホルダトレー６３および巻トレ
ー６２を装着した後に、この自動喫煙装置の自動運転を
開始する。まず、上記のホルダトレー供給機構６６の昇
降ラック８１が昇降するとともに、ホルダトレー移動機
構８３が作動し、最初のホルダトレー６３がホルダトレ
ー載置台８４上に供給される。同時に、巻トレーキャリ
ア７０は、昇降機構７１によって上昇して巻トレーラッ
ク６８から最初の巻トレー６２を引出して保持し、昇降
機構７１および水平移動機構７２によって移動され、こ
の水平移動機構７２の先端部まで移動する。

【００４７】次に、このレール３２の終端部まで移動し
ていた、上記のロボット本体部３１が上記の巻トレー供
給機構６５の巻トレーキヤリア７０上の巻トレー６２を
受取り、このロボット本体部３１の巻トレーホルダ６１
の上に保持する。

【００４８】なお、この巻トレー６２の移送が終了した
後に、上記の巻トレーキヤリア７０は水平移動機構７２
上を水平方向に移動して戻る。次に、上記のロボット装
置３０のロボット本体部３１がレール３２に沿って載置
台３５の位置まで移動し、アーム３３の先端部のハンド
装着部３４にホルダハンド４２が装着される。

【００４９】次に、このロボット本体部３１がこのレー
ル３２の終端部まで移動し、この終端部に配置されてい
るホルダトレー供給機構６６のホルダトレー載置台８４
上のホルダトレー６３からホルダ３を１個把持する。次
にこのロボット本体部３１が上記の喫煙機本体１の端の
喫煙口２の位置まで移動し、この把持しているホルダ３
をこの喫煙口２に装着する。以下、上記のような作動を
繰り返し、この喫煙機本体１の各喫煙口２に順次ホルダ
３を装着してゆく。

【００５０】次に、このロボット本体部３１は前記の各
種ハンドの載置台３５の位置まで移動し、そのアーム３
３の先端部のホルダハンド４２を取外してこの載置台３
５の所定位置に保持させるとともに、このアーム３３の
先端部に巻ハンド４１を新たに装着する。

【００５１】次に、このロボット本体部３１はこの巻ト
レー６２を保持したまま、巻を装着すべき喫煙口２の最
初の位置までこのレール３２に沿って移動する。そし
て、このロボット本体部３１のアーム３３の先端の巻ハ
ンド４１により、上記の巻トレー６２上の巻Ｃを把持
し、この喫煙口２に装着されているホルダ３にこの巻を
装着する。そして、この巻Ｃの装着が終了したら、この
巻ハンド４１はこの巻Ｃの把持を解放するとともに、前
記の制御装置６に記憶されている巻Ｃの銘柄等のデータ
に対応して、この装着された巻Ｃの軸方向に沿ってその
先端に対応する所定の位置まで移動して停止する。

【００５２】そして、この状態で前述のようにこの巻ハ
ンド４１に装着された位置検出機構の投光器５５から所
定の範囲内に帯状のレーザー光が放射され、このレーザ
ー光は受光器５６によって受光される。この場合に、こ
のレーザー光の一部は装着されている巻Ｃの先端部によ
って遮られ、受光器５６は受光した光量等からこの巻Ｃ
によって遮られている部分の長さを検出する。これによ
って、この装着された巻Ｃの先端の位置が正確に検出さ
れ、この巻Ｃの先端の位置のデータは各巻Ｃごとに上記
の制御装置６に記憶される。

【００５３】そして、この制御装置６は、記憶されてい
るたばこの巻Ｃの銘柄データから、その巻Ｃの燃焼すべ
き長さと、この巻Ｃの先端位置とから、この巻Ｃの燃焼
停止位置を算出し、この信号をロボット本体部３１にフ
イードバックする。このロボット本体部３１は、このフ
イードバック信号に基づいてハンド４１を移動させ、前
述したように前記の燃焼位置検出機構２０のヘッド２２
を所定の燃焼停止位置まで押し戻す。

【００５４】そして、このロボット本体部３１は、レー
ル３２に沿って移動しながらこのような作動を繰り返
し、これら各喫煙口２のホルダ３に巻Ｃを順次装着して
ゆく。この場合に、このロボット本体部３１に保持され
てこれとともに移動する巻トレー６２上から巻Ｃを把持
して喫煙口２のホルダ３に装着してゆくので、これらの
巻Ｃを装着する際にこのロボット本体部３１は各喫煙口
２に端から順次対応するように移動するだけでよく、こ
の巻Ｃの装着に必要な時間が短縮される。

【００５５】このようにして巻Ｃの装着が終了したら、
このロボット本体部３１は前記のハンドの載置台３５の
位置まで移動し、アーム３３の先端部の巻ハンド４１を
ライターハンド４４に換装する。そして、このロボット
本体部３１はレール３２に沿って移動しながら、これら
装着されている巻Ｃの先端部に順次点火してゆく。

【００５６】この場合に、上記のライターハンド４４
は、そのヒータ４５が巻Ｃの先端から１ｍｍ程度のわず
かな間隔をもって対向し、この状態でこの喫煙機本体１
がこの巻Ｃを介して空気を吸引し、これによって点火す
る。この場合に、前記のようにこれら巻Ｃの装着の際に
これら巻Ｃの先端の位置が正確に検出、記憶されている
ので、このライターハンド４４のヒータ４５を巻Ｃの先
端に極めて近接し、かつ接触しない状態にさせることが
でき、点火が確実であるとともに、このヒータ４５が巻
Ｃの先端と干渉してこの巻Ｃがずれたりすることも確実
に防止できる。

【００５７】また、この点火作業の際には、上記の制御
装置６によって、このヒータ４５に通電される電流値等
が制御され、このヒータ４５の温度を所定の温度に維持
する。また、このヒータ４５への電流値はこの制御装置
６によって常時監視されており、その電流値が所定の値
以下になった場合には、このライターハンド４４のヒー
タ４５が断線したと判定する。

【００５８】そして、この場合には、この制御装置６に
よってこのロボット本体部３１が上記のハンドの載置台
３５の位置まで移動し、この断線したライターハンド４
４を予備のライターハンド４４に換装し、再び上記のよ
うな点火作業を続行する。したがって、このライターハ
ンドの断線によって点火作業や喫煙試験等が中断するこ
とがなく、確実な試験が可能である。また、このように
ライターハンド４４のヒータ４５の断線が生じても、上
記のように点火作業や喫煙試験に支障は生じないので、
このライターハンド４４のヒータ４５の温度を前述の如
く６００°Ｃ以上、好ましくは７００°Ｃ以上の高温に
設定し、巻Ｃへの点火をより確実にすることができる。

【００５９】また、このような巻Ｃの点火をより確実に
するため、前記の着火不良検出機構によりこの巻Ｃの着
火を確認する。すなわち、着火不良検出機構の赤外線検
出機９１は前記の如くロボット本体部３１に取り付けら
れ、この赤外線検出機９１はアーム３３の先端のライタ
ーハンド４４で点火している巻Ｃの一つ前の巻Ｃの先端
からの赤外線を検出するように構成されている。そし
て、この赤外線検出器９１からの信号は上記の制御装置
６に送られ、この巻Ｃの先端からの赤外線の光量やスペ
クトル分布により、この巻Ｃの先端部の温度を測定し、
その温度が所定の設定値以下、たとえば正規に着火され
ている場合の温度より５０°Ｃ以上低い場合にはこの巻
Ｃの着火が失敗したと判定される。

【００６０】そして、この制御装置６では、この着火に
失敗した巻Ｃの位置を記憶しておき、全部の巻Ｃへの点
火作業が終了した後に、このロボット本体部３１がこの
着火に失敗した巻Ｃの位置まで戻り、この巻に再度の点
火をおこなう。

【００６１】この巻Ｃへの点火は、上述のようにライタ
ーハンド４４のヒータ４５を巻Ｃの先端に近接させた状
態でこの巻Ｃを介して空気を吸引することにより行われ
るので、場合によってはこの巻Ｃに着火しなかったり、
また一旦着火した後に立消えする場合がある。これらの
場合においても、着火されてから所定の時間が経過した
一つ前の巻Ｃの先端部からの赤外線を赤外線検出機９１
によって検出するので、この巻Ｃへの着火の失敗を確実
に検出することができる。したがって、この着火の失敗
に起因して、喫煙試験全体を再度やり直すようなことが
確実に防止できる。

【００６２】上記のようにして各喫煙口２の巻Ｃに点火
された後には、この喫煙機本体１が前述したような所定
の喫煙試験作動をおこない、各巻Ｃのパフ回数や燃焼速
度の測定、および成分分析を行う。

【００６３】また、上記のロボット本体部３１は、前記
の載置台３５の位置まで移動し、そのアーム３３の先端
のライターハンド４４を切断ハンド４３に換装し、これ
らの巻Ｃの燃焼終了まで待機する。そして、上記の各巻
が所定の燃焼終了位置まで燃焼すると、この喫煙機本体
１の燃焼位置検出機構２０のヘッド２２により赤外線が
検出され、この巻Ｃについて所定の位置まで燃焼したこ
とが検出される。そして、この信号は制御装置６に送ら
れ、この制御装置６からはこのロボット装置３０に制御
信号が送られる。そして、このロボット本体部３１がこ
の燃焼の終了した巻Ｃの位置まで移動し、切断ハンド４
３でその巻Ｃの先端部を切断して消火する。

【００６４】このような作動を繰り返し、燃焼が終了し
た巻Ｃの先端部を切断して消火し、吸い殻等の除去がな
される。この場合、上記のヘッド２２の燃焼停止位置へ
の設定、上記の切断ハンド４３による巻Ｃの先端部の切
断等は、前記の巻ハンド４１の位置検出機構による巻先
端の位置の検出データに基づいて行われ、正確な位置で
燃焼終了、切断消火が可能となる。

【００６５】上記のようにして、全ての巻Ｃについて喫
煙試験が終了すると、再びこのロボット装置３０によっ
て上述のような各喫煙口２のホルダ３への巻Ｃの装着、
点火、喫煙試験、切断消火等の一連の作動が行われる。
そして、１つのホルダ３について所定の本数の巻の喫煙
試験が行われると、ロボット本体部３１のアーム３３に
再びホルダハンド４２が装着され、これらのホルダ３は
各喫煙口２から取外されてホルダトレー６３に戻され、
さらにこのホルダトレー６３はラック８１へと戻され
て、捕集したタールの分析過程等に送られる。また同時
に、このロボット本体部３１に保持されている空の巻ト
レー６２は巻トレーラック６８へと戻される。

【００６６】そして、この一連の喫煙試験は最初の状態
に戻り、上記のロボット本体部３１がレール３２の終端
部まで移動し、ホルダトレー供給機構６６のホルダトレ
ー載置台８４の上の次のホルダトレー６３からホルダ３
を把持して各喫煙口２に装着してゆき、前述したような
一連の喫煙試験が開始される。なお、前述のように、こ
のホルダトレー供給機構６６および巻トレー供給機構６
５には、それぞれ５個のホルダトレー６３および巻トレ
ー６２が収容されており、各ホルダトレーおよび巻トレ
ー上のホルダおよび巻の喫煙試験に２時間を必要とする
ので、１０時間はこのロボット装置３０の作動半径内に
作業員が立ち入る必要がなく、終日にわたって中断する
ことなく喫煙試験を自動的に行うことができる。

【００６７】なお、本発明は上記の実施形態のものには
限定されない。たとえば、ロボット装置の形式は、必ず
しも上記の実施形態のものには限定されず、その他の形
式のロボット装置を採用することができる。

【００６８】また、上記の光学測長器は、上記のような
所定範囲に投射される光を遮る部分によりこの巻の先端
部の長さを測定するものには限定されず、たとえば所定
の測定範囲を撮影するビデオカメラを備え、このビデオ
カメラからの画像信号を処理してこの測定範囲内の巻の
先端部の長さを測定するいわゆるカメラ式測長センサ
等、各種の光学的な測長器が使用できる。

【００６９】また、喫煙試験するたばこの巻の銘柄等に
よるこの巻の長さに差がない場合には、この巻の銘柄ご
とにその長さを制御装置に記憶させておく必要はない。
また、本発明においては上記の巻ハンドによる巻の先端
位置の検出の機構以外の部分は、必ずしも上記の実施形
態のものには限定されない。

【００７０】

【発明の効果】上述の如く本発明は、ロボット装置のハ
ンドを所定の位置に停止させておき、このハンドに装着
された光学測長器により所定の測定範囲内にあるたばこ
の巻の先端部の長さを測定し、この測定した長さからこ
の巻の先端の位置を検出するものである。

【００７１】したがって、このロボット装置のアーム等
の制御のスキャンタイム、信号の遅れ等に影響されるこ
とがなく、この巻の先端の位置を正確に測定することが
でき、この巻の先端への点火作業、燃焼の終了および消
火等の作業をこの先端の正確な位置データに基づいて正
確かつ確実におこなうることができ、また構造も簡単で
信頼性が高い等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の自動喫煙機の全体の正面
図。

【図２】自動喫煙機の全体の平面図。

【図３】喫煙機本体の喫煙機構の部分の断面図。

【図４】喫煙機本体の喫煙口の部分の斜視図。

【図５】ロボット装置と各種ハンドの載置台の部分の正
面図。

【図６】ロボット装置と各種ハンドの載置台の部分の平
面図。

【図７】ライターハンドの一部の斜視図。

【図８】巻ハンドおよび位置検出機構の部分の平面図。

【図９】巻トレー供給機構およびホルダトレー供給機構
の側面図。

【図１０】巻トレー供給機構お呼びホルダトレー供給機
構の平面図。

【図１１】ロボット本体部および着火不良検出機構の部
分の平面図。

【符号の説明】

１ 喫煙機本体 ２ 喫煙口 ３ ホルダ ３０ ロボット装置 ３１ ロボット本体部 ３３ アーム ４１ 巻ハンド ５５ 投光器 ５６ 受光器 Ｃ たばこの巻

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−50960（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50961（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50962（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50963（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50964（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/00 101 G01N 1/02 G01N 33/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 喫煙機本体と、この喫煙機本体の前面に
   配列された複数の喫煙口と、上記の喫煙機本体の前方に
   配置され上記の喫煙口にたばこの巻を装着、点火するハ
   ンドを有するロボット装置とを備えた自動喫煙機におい
   て、 上記のロボット装置のハンドに設けられ、このハンドが
   上記の喫煙口に装着されたたばこの巻の先端部分近傍に
   停止した状態で所定の測定範囲内に存在するたばこの巻
   の先端部分の長さを光学的に検出する光学測長器と、こ
   の光学測長器および上記のロボット装置からの信号を受
   け、上記のロボット装置のハンドの停止位置および上記
   の光学測長器で測定された上記の測定範囲内に存在する
   たばこの巻の先端部の長さからこのたばこの巻の先端位
   置を算定する制御装置とを具備したことを特徴とする自
   動喫煙機のたばこの巻の先端位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記の光学測長器は、上記の測定範囲内
   に平行光を放射し、上記のたばこの巻の先端部がこの平
   行光を遮る長さを検出することによりこの測定範囲内に
   存在するたばこの巻の先端部の長さを測定する平行光セ
   ンサであることを特徴とする請求項１の自動喫煙機のた
   ばこの巻の先端位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記の制御装置は、たばこの巻の複数の
   銘柄に対応してそれぞれその巻の長さがあらかじめ入力
   されており、装着されたたばこの巻の銘柄に対応してそ
   の先端の概略的な位置を算定し、このたばこの巻の先端
   が前記の光学測長器の測定範囲内に位置するように前記
   のロボット装置のハンドの停止位置を制御するものであ
   ることを特徴とする請求項１の自動喫煙機のたばこの巻
   の先端位置検出装置。