JP3071537B2 - 棒状物品の太さ計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻たばこやフィルタロ
ッドなどのように巻包物を巻紙で巻き上げる際の巻上機
に取付けられ、この巻上機で製造される棒状物品の太さ
を計測するための棒状物品の太さ計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、この種の棒状物品である巻たば
こを製造するための従来のたばこ刻み巻上機の一例を示
す概略図であり、たばこ刻み巻上機は、刻み供給部１、
巻管部２、切断部３の大きく分けられる。

【０００３】刻み供給部１において、たばこ刻みＡは、
たばこ刻み供給ドラム１１により一定供給速度に調節さ
れたチムニー１２に移行し、次いで多孔を有する金属製
の無端たばこバンド１３の下部に吸引集積されたままエ
クレタディスク１４で余分なたばこ刻みがかき落とさ
れ、一定量のたばこ刻みＡが巻管部２に供給される。

【０００４】巻管部２において、たばこ刻みＡはガニチ
ャーテープ２１上に繰り出される巻紙２２上に移行さ
れ、巻紙２２とたばこ刻みＡがガニチャーテープ２１に
乗って走行され、たばこ刻みＡはトング２３で徐々に圧
縮され、ガニチャーテープ２１の走行方向に沿って配設
されたホルダー２４により巻紙２２が次第に巻かれる。
この間に巻紙糊付け器２５で巻紙の一辺が糊付けされて
棒状に巻かれ、ヒーター２６で糊付け部分が乾燥されて
巻たばこＴ（棒状物品）が形成される。そして、糊付・
乾燥された巻たばこＴは、機械始動時に切断部に巻たば
こを送るタイミングを自動調整するためのフィードイン
デフレクター２７を通って切断部３に移送される。

【０００５】切断部３において、巻管部２からの巻たば
こＴは、マウスピース３１から刻み流量制御用のスキャ
ニングヘッド３２を通り、切断器３３で一定寸法に切断
される。そして、切断器３３で切断された巻たばこＴは
レール３４に乗って順次送られ、キッカー４によって次
工程に送られる。

【０００６】図９は上記巻たばこ同様な棒状物品である
フィルタロッドを製造するための従来のフィルタ巻上機
の一例を示す概略図であり、この種のフィルタ巻上機
は、前記たばこ刻み巻上機とほぼ同様な処理によりフィ
ルタロッドを製造する。

【０００７】原料供給部７のベール７１から取り出され
たトウＢ（フィルタ内部の繊維となる紐状繊維）は一定
張力を与えられながら移送されてローラ７２で幅を広げ
られ、この幅を広げられたトウＢは補助剤供給装置７３
に送られる。補助剤供給装置７３では、トウの繊維同志
を接着して形状を保持させるための可塑剤や活性炭など
の吸着剤等の補助剤がトウに添加され、巻上部８に供給
される。

【０００８】巻上部８に供給されたトウは漏斗状入口８
１で圧縮されて再び紐状にされ、糊付部８２で糊付けさ
れてガニチャーテープ８３で繰り出される巻紙８４上に
紐状のトウＢが供給される。そして、ガニチャーテープ
８３の走行に伴ってホルダー８５により巻紙８４がトウ
Ｂに次第に巻き付けられ、ヒータ８６で糊付け部分が乾
燥されてトウＢの回りを巻紙８４で取り巻いた連続した
棒状体（棒状物品）とされる。この連続した棒状体は切
断部９で所定の長さに切断されて個々のフィルタロッド
Ｆとされ、移送部１０によって次工程に移送される。

【０００９】ところで、前記のような巻たばこの製造工
程でたばこ刻の物性等により巻紙の巻付け巾が変動し、
製造される紙巻たばこの太さが変わると、たばこの通気
抵抗や空気流入割合が変化するため、紙巻たばこの煙中
成分（ＴＮ）が変化し、喫味に悪影響を与える。また、
フィルタロッドにおいても、太さが変わると通気抵抗や
空気流入割合が変化するため、たばこの喫味に悪影響を
与える。また、巻たばこの太さが太く、刻みが緩く巻か
れている場合には、紙巻たばこの切り口からの刻みの先
落ちや歪みなどの変形が生じやすく、製品の外観品質を
損なうという問題がある。

【００１０】さらに、フィルタ付きの紙巻たばこを製造
する際には、前記のようにして製造した両切りの巻たば
こをフィルタロッドの両端に互いの切断面を付け合わせ
た状態でチップペーパーで一体に巻き上げ、フィルタロ
ッドの中央を切断して製造されるので、巻たばこやフィ
ルタロッドの太さの変動は、チップペーパーの巻方に影
響を与え、不良品の発生を招くことがある。

【００１１】このため、従来の製造過程では、巻たばこ
やフィルタロッドを製造しながら、一定時間毎に所定本
数の巻たばことフィルタロッドをサンプリングし、この
サンプリングした巻たばことフィルタロッドについて太
さを計測し、計測結果に基づいて巻上機の所定箇所の調
整をして太さの管理を行うようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなサンプリングによる太さの管理では、巻たばこやフ
ィルタロッドの断面が真円でないこともあって、多くの
計測結果を集計しなければならないなど測定に手間と時
間を要するという問題がある。また、製造される巻たば
こやフィルタロッドの一部についてしか計測が行われな
いばかりか、サンプリングされた試料の実際の製造時
と、計測結果に基づいて行う巻上機の調整時とに大きな
時間差が生じるので、計測結果の巻上機へのフィードバ
ックが充分とれず、太さの管理精度が悪いという問題が
ある。

【００１３】本発明は、巻たばこやフィルタロッドなど
の棒状物品の太さを、製造工程で直に計測できるような
棒状物品の太さ計測装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の棒状物品の太さ計測装置は、連続す
る棒状物品を形成して該棒状物品をその軸方向に移送
し、該移送行程中の切断部で該棒状物品を所定の長さに
切断する棒状物品製造装置に備えられた棒状物品の太さ
計測装置であって、投光部からの光束を該投光部に対面
する受光部で受光して、該投光部と受光部との間に有る
物体について上記光束の投光方向と直交する測定方向の
幅を検出する第１および第２の幅検出センサーと、該第
１および第２の幅検出センサーの検出結果に基づいて前
記棒状物品の太さを求める制御手段とを備え、前記投光
部と受光部との間で前記棒状物品を挟むようにして、前
記第１の幅検出センサーを前記切断部の前段の棒状物品
の走行路に沿って配設するとともに、前記第２の幅検出
センサーを前記切断部の後段の棒状物品の走行路に沿っ
て配設し、かつ、該第１および第２の幅検出センサーの
各測定方向を互いに交差させ、前記制御手段により、前
記第２の幅検出センサーの検出結果の平均をとって、該
検出結果の平均と前記第１の幅検出センサーの検出結果
とに基づいて前記棒状物品の太さを求めるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の棒状物品の太さ計測装置において、第
１の幅検出センサーと第２の幅検出センサーとは測定方
向が互いに交差しているので、棒状物品の交差する２つ
の径が測定され、制御手段により平均の径が計測され
る。また、第１および第２の幅検出センサーは、棒状物
品の走行路に沿って配設されいるので、巻上部で製造さ
れる棒状物品を直に計測できる。さらに、第２の幅検出
センサーの検出結果の平均をとるので、切断部で切断さ
れて移送される棒状物品間の間隙による計測誤差を低減
することができる。

【００１６】

【実施例】図２は本発明実施例の棒状物品の太さ計測装
置をたばこ刻み巻上機に適用した実施例を示し、同計測
装置の第１および第２の幅検出センサーの取付け位置を
示す図である。また、同図は前記図８における切断部３
の周辺を示しており、図８の要素に対応するものには同
符号を付記してある。

【００１７】図２において、５−１は切断部３における
スキャニングヘッド３２に取付けられ、このスキャニン
グヘッド３２と巻管部２側のフィードインデフレクター
２７との間に配設された垂直幅検出センサー、５−２は
切断部３におけるレール３４に取付けられ、スキャニン
グヘッド３２とキッカー４との間に配設された水平幅検
出センサー、６は垂直幅検出センサー５−１と水平幅検
出センサー５−２からの信号に基づいて巻たばこＴの太
さを演算して表示するするコントロールボックスであ
る。

【００１８】図４は、垂直幅検出センサー５−１および
水平幅検出センサー５−２として用いる幅検出センサー
５を示す斜視図であり、この幅検出センサー５は、図示
のように投光部５Ａと受光部５Ｂとを対面させた「コ」
の字型の形状になっており、この投光部５Ａと受光部５
Ｂとの間を通過する巻たばこの一定方向の径を検知し
て、この径に対応する信号を出力する。

【００１９】図５は幅検出センサー５の検出原理を示す
図であり、投光部５Ａ内に収容された半導体レーザ素子
５１からのレーザ光はコリメートレンズ５２によって平
行光束にされ、受光部５Ｂ側に配設されたイメージセン
サ５３に向けられる。イメージセンサ５３は多数のフォ
トダイオードを用いたリニア・フォトダイオード・アレ
イで構成され、各フォトダイオードは投光部５Ａからの
レーザ光を受光するとそれぞれ受光電圧を出力し、この
各フォトダイオードの受光電圧は一定周期で走査されて
パルス信号をビデオ信号として出力される。

【００２０】すなわち、図５のように図面と直角な方向
に長さを有する巻たばこＴが投光部５Ａと受光部５Ｂと
の間に配されると、投光部５Ａからのレーザ光束のう
ち、巻たばこＴで遮光される部分については、イメージ
センサー５３のこの遮光部分に対応するフォトダイオー
ドの受光電圧は得られず、その他の部分のフォトダイオ
ードからは受光電圧が得られる。

【００２１】したがって、イメージセンサー５３から出
力される出力信号のうち、“Ｌ”レベルのビット数を計
数することにより、レーザ光が遮光されたフォトダイオ
ードの数が求められる。また、レーザ光は平行光束にな
っているので、求められたビット数と各フォトダイオー
ド間の間隔から、レーザ光束の遮光された幅すなわち巻
たばこの一方向の径（図５の矢印方向の径）を求めるこ
とができる。

【００２２】コントロールボックス６は、垂直幅検出セ
ンサー５−１と水平幅検出センサー５−２からのビデオ
信号から上記のビット数を検出し、幅検出センサー５−
２については複数回ビット数を検出して平均を求め、垂
直幅検出センサー５−１で得られるビット数と水平幅検
出センサー５−２で得られる平均ビット数とについてさ
らに平均を求め、このビット数を長さに換算して表示す
る。また、これらの計測値はコントロールボックス６か
ら図示しないパーソナルコンピュータに伝送され、この
パーソナルコンピュータで集計される。

【００２３】なお、以上のような垂直幅検出センサー５
−１、水平幅検出センサー５−２およびコントロールボ
ックス６としては、一般市販品のセンサー（立石電機
製：３Ｘ２Ｃ−Ｐ型 平行ビデオメジャーと３Ｘ２ＣＰ
−Ｐ型 コントローラ・プログラミングコンソール）を
使用しており、このコントロールボックス６の機能ブロ
ックは、図６のようになっている。

【００２４】すなわち、コントロールボックス６はマイ
クロコンピュータ等から構成され、垂直幅検出センサー
５−１で遮光されたフォトダイオードの数（ビット数）
を入力する第１入力機能６−１０、同様に水平幅検出セ
ンサー５−２で遮光されたフォトダイオードの数（ビッ
ト数）を入力する第２入力機能６−２０、第２入力機能
６−２０で複数回検出したビット数の平均を取る平均機
能６−１３、第１入力機能６−１０のビット数と平均機
能６−１３の平均ビット数を加算する加算機能６−１
４、加算機能６−１４の加算ビット数から巻たばこＴの
径を演算する乗算機能６−１５、乗算機能６−１５で得
られる巻たばこＴの径を複数回検出して平均を取る平均
機能６−２３、平均機能６−２３で計測された巻たばこ
Ｔの径のデータをパーソナルコンピュータにシリアル伝
送するための伝送機能６−３５および各機能において得
られるデータを表示するために、機能を分類選択する分
類機能６−１６とを備えている。

【００２５】これらの各機能は、各機能毎にユニット化
されたプログラムとしてコントロールボックス６に予め
入力設定されたものであり、平均機能６−１３は第２入
力機能６−２０で検出されるビット数を複数回（例えば
８回）入力するように設定され、これらのビット数の平
均値を演算する。また、乗算機能６−１５は、加算機能
６−１４の加算ビット数に、第１入力機能６−１０と平
均機能６−１３の各ビット数の平均を取るための定数
（０．５）や、幅検出センサー５−１，５−２のイメー
ジセンサー５３におけるフォトダイオードの間隔によっ
て決まる定数を乗算し、ビット数を長さに変換して巻た
ばこＴの径のデータを求める。

【００２６】図１は、垂直幅検出センサー５−１および
水平幅検出センサー５−２と、巻管部２から切断部３に
送られる巻たばこＴとの位置関係を説明する図である。
垂直幅検出センサー５−１はマウスピース３１の前位置
で、投光部５Ａと受光部５Ｂとが水平方向に対向するよ
うに配設され、巻たばこＴはこの垂直幅検出センサー５
−１の投光部５Ａと受光部５Ｂの間を通され、マウスピ
ース３１からスキャニングヘッド３２へと通されてい
る。また、水平幅検出センサー５−２は、切断器３３と
キッカー４との間に配設されているレール３４に取付け
られ、投光部５Ａと受光部５Ｂとが垂直方向に対向する
ように配設され、巻たばこＴは切断器３３からレール３
４上に導かれ、このレール３４上で水平幅検出センサー
５−２の投光部５Ａと受光部５Ｂの間を通されている。

【００２７】レール４３の水平幅検出センサー５−２の
位置には、巻たばこＴの走行方向（図の矢印Ａ）に対し
て直交するスリット３４ａが形成され、水平幅検出セン
サー５−２の投光部５Ａからのレーザ光はこのスリット
３４ａを通して受光部５Ｂに向けられる。なお、巻たば
こＴは、レール３４上では、板バネによって押さえられ
ているが、この板バネの幅は巻たばこＴの径より小さく
なっており、巻たばこＴの径の測定には影響しないよう
になっている。

【００２８】ここで、垂直幅検出センサー５−１の測定
方向（投光部５Ａから受光部５Ｂに向けられるレーザ光
の光軸方向）と水平幅検出センサ５−２の測定方向とは
互いに９０°をなしている。これによって、垂直幅検出
センサー５−１は、図３（Ａ）に示したように巻たばこ
Ｔの垂直方向Ｖの径を検出し、水平幅検出センサー５−
２は図３（Ｂ）に示したように巻たばこＴの水平方向Ｈ
の径を検出する。なお、巻たばこＴは、巻紙のラップ部
Ｔ１を上方にして走行され、このラップ部Ｔ１の部分が
巻管部２のヒーター２６によって押圧されることから、
通常は水平方向の径が垂直方向の径より僅かに大きくな
る。

【００２９】しかしながら、このように巻たばこの断面
が真円になっていなくても、垂直幅検出センサー５−１
と水平幅検出センサー５−２の測定方向が互いに９０°
をなしており、これら垂直幅検出センサー５−１および
水平幅検出センサー５−２で計測される垂直方向と水平
方向の径の平均が求められるので、巻たばこの太さ管理
を行うための径のデータとして、安定した計測値を得る
ことができる。

【００３０】さらに、切断器３３からレール３４に繰り
出される巻たばこＴは切断部分に間隙が生じることがあ
るので、水平幅検出センサー５−２で検出したビット数
のデータには、この切断部分に対応するデータが稀に含
まれることがあるが、この水平幅検出センサー５−２の
計測値については複数個（例えば８個）のビット数の平
均をとるようにしているので、計測誤差を低減すること
ができる。

【００３１】また、垂直幅検出センサー５−１と水平幅
検出センサー５−２の取付け位置をそれぞれ異なる位置
にし、垂直幅検出センサー５−１を巻上部と切断部の間
に、水平幅検出センサー５−２を切断部３とキッカー４
との間に配設するようにしているので、たばこ刻み巻上
機における各部材間の狭いスペースを有効に利用したも
のになり、製造工程での巻たばこの径を直に計測するこ
とができる。

【００３２】上記の実施例では、垂直幅検出センサー５
−１および水平幅検出センサー５−２はそれぞれ１つの
幅検出センサーを用いるようにしているが、例えば図７
に示したように、垂直幅検出センサー５−１および水平
幅検出センサー５−２として、２個の幅検出センサー５
−１Ａ，５−１Ｂ、２個の幅検出センサー５−２Ａ，５
−２Ｂをそれぞれ並設して垂直幅検出センサー５−１お
よび幅検出センサー５−２を構成するようにすると、そ
れぞれ並設した２個の幅検出センサー間での計測値を比
較することにより、受光部等おける塵埃等の付着をチェ
ックすることができる。

【００３３】上記の実施例では、２個の幅検出センサー
を測定方向が直角になるように配置しているが、２個の
幅検出センサーの測定方向がある程度の角度を成せば、
直角になっていなくてもよいことはいうまでもない。

【００３４】上記の実施例は、たばこ刻み巻上機に適用
したものであるが、フィルタ巻上機に適用することもで
きる。例えば、図９に示したように、巻上部８と切断部
９との間隙ａでは連続した棒状体としてのフィルタが走
行し、切断部９と移送部１０との間隙ｂでは切断された
個々のフィルタロッドが走行する。

【００３５】したがって、前記実施例の図１に示したと
同様に、間隙ａに第１の幅検出センサーを配置し、間隙
ｂに第２の幅検出センサーを配置し、前記巻たばこにつ
いてと同様にフィルタロッドの太さを計測することがで
きる。また、間隙ａまたは間隙ｂの何れか一方に第１お
よび第２の幅検出センサーを一緒に配設するようにして
もよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の棒状物品の
太さ計測装置によれば、連続する棒状物品を形成して該
棒状物品をその軸方向に移送し、該移送行程中の切断部
で該棒状物品を所定の長さに切断する棒状物品製造装置
に備えられた棒状物品の太さ計測装置であって、投光部
から受光部に光束を投光してこの投光部と該受光部との
間に有る物体の光束の投光方向と直交する方向の幅を検
出する第１および第２の幅検出センサーを備え、前記第
１の幅検出センサーを前記切断部の前段の棒状物品の走
行路に沿って配設するとともに、前記第２の幅検出セン
サーを前記切断部の後段の棒状物品の走行路に沿って配
設し、かつ、該第１および第２の幅検出センサーの各測
定方向を互いに交差させ、前記第２の幅検出センサーの
検出結果の平均をとって、該検出結果の平均と前記第１
の幅検出センサーの検出結果とに基づいて前記棒状物品
の太さを求めるようにしたので、切断部で切断されて移
送される棒状物品間の間隙による計測誤差を低減するこ
とができ、巻たばこやフィルタロッドなどの太さ管理を
行うための安定した計測値が得られるとともに、製造さ
れる棒状物品を直に計測することができる。したがっ
て、巻たばこやフィルタプラグなどの棒状物品の太さ管
理の精度を向上させることができる。また、第１および
第２の幅検出センサーが切断部の前後であるそれぞれ異
なる位置に配設されるので、幅検出センサーの配設位置
として比較的狭いスペースを有効に利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例における垂直幅検出センサーと水
平幅検出センサーの巻たばことの位置関係を説明する図
である。

【図２】本発明をたばこ刻み巻上機に適用した実施例を
示す図である。

【図３】実施例における垂直幅検出センサーと水平幅検
出センサーで検出される巻たばこの径の方向を説明する
図である。

【図４】実施例における幅検出センサーを示す斜視図で
ある。

【図５】実施例における幅検出センサーの検出原理を示
す図である。

【図６】実施例におけるコントロールボックスの機能ブ
ロック図である。

【図７】実施例における垂直幅検出センサーと水平幅検
出センサーの他の例を示す図である。

【図８】従来のたばこ刻み巻上機の一例を示す概略図で
ある。

【図９】従来のフィルタ巻上機の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

３ 切断部 ５−１ 垂直幅検出センサー ５−２ 水平幅検出センサー ６ コントロールボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村内 隆男 広島県広島市南区皆実町２丁目８番51号 日本たばこ産業株式会社 広島工場内 (72)発明者 篠原 信二 岡山県岡山市下石井２丁目10番２号 日 本たばこ産業株式会社 岡山工場内 (72)発明者 土井 幾信 東京都品川区東品川４丁目12番１号 日 本たばこ産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−64462（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−94640（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−66454（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 A24C 5/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続する棒状物品を形成して該棒状物品
   をその軸方向に移送し、該移送行程中の切断部で該棒状
   物品を所定の長さに切断する棒状物品製造装置に備えら
   れた棒状物品の太さ計測装置であって、 投光部からの光束を該投光部に対面する受光部で受光し
   て、該投光部と受光部との間に有る物体について上記光
   束の投光方向と直交する測定方向の幅を検出する第１お
   よび第２の幅検出センサーと、該第１および第２の幅検
   出センサーの検出結果に基づいて前記棒状物品の太さを
   求める制御手段とを備え、 前記投光部と受光部との間で前記棒状物品を挟むように
   して、前記第１の幅検出センサーを前記切断部の前段の
   棒状物品の走行路に沿って配設するとともに、前記第２
   の幅検出センサーを前記切断部の後段の棒状物品の走行
   路に沿って配設し、かつ、該第１および第２の幅検出セ
   ンサーの各測定方向を互いに交差させ、前記制御手段に
   より、前記第２の幅検出センサーの検出結果の平均をと
   って、該検出結果の平均と前記第１の幅検出センサーの
   検出結果とに基づいて前記棒状物品の太さを求めるよう
   にしたことを特徴とする棒状物品の太さ計測装置。