JP3181102B2 - 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】

【産業上の利用分野】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検出してこの巻の先端の点火を
確実にする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シガレット等のたばこを製造・販売する
際には、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
等を表示する必要がある。

【０００３】このシガレット等のたばこの巻のたばこ葉
は農産物であり、その性質は正確には一定でなく、上記
のたばこの巻を製造する際には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、その煙の中に含まれている成
分を分析する。したがって、たばこの巻の製造本数が多
くなるにしたがって、この分析すべき巻の本数も増加す
る。

【０００４】この喫煙機には、複数の喫煙口が形成され
ており、これらの喫煙口に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、この装着された巻
に点火するとともに、この喫煙機は所定のパターンでこ
のたばこの巻を通して空気を吸入する。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、タール等
の成分を捕集する。また、この喫煙機内に吸入された煙
は、分析装置によってその他の成分が分析される。

【０００５】ところで、従来は、この喫煙機へのたばこ
の巻やホルダの装着、吸殻の排除等はすべて検査員の手
作業でおこなっていた。しかし、上記のように検査すべ
き巻の本数は多いので、これら巻の装着、吸殻の排除等
の単純作業を長時間にわたって繰り返さねばならず、検
査員の負担が増加する。

【０００６】このような不具合を解消するために、上記
の巻の装着、点火、吸殻の排除等をロボットによって自
動的におこなう装置の開発が試みられた。このような装
置は、たばこの巻を把持し、この把持された巻を上記の
喫煙口に装着されたホルダに挿入する。しかし、たばこ
の巻は軟弱な物品であり、この巻を強く把持すると潰れ
るので、この巻をあまり強い力で把持することはできな
い。このため、たばこの巻をホルダに挿入する際には、
この巻を把持しているフインガとの間で滑りを生じ、こ
の結果、このたばこの巻の挿入深さはたばこの巻毎に一
定とはならなず、挿入深さにばらつきが生じる。したが
って、複数の喫煙口に装着されたたばこの巻の先端の位
置はたばこの巻毎に相違する。

【０００７】また、このような自動装置の場合、この装
着されたたばこの巻の先端にヒータ等により自動的に点
火する。しかし、このような点火機構のヒータは、装着
されたたばこの巻の先端からたとえば１ｍｍ程度のわず
かな間隙をもつような位置に正確に位置させる必要があ
る。したがって、上記のように、装着されたたばこの巻
の挿入深さにばらつきがあると、このヒータがたばこの
巻の先端から離れすぎて点火しなかったり、またこのヒ
ータが点火の際にたばこの巻の先端に強く当接して装着
されたたばこの巻がずれたりする不具合が生じることが
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
基づいてなされたもので、たばこの巻の装着、吸殻の取
り外し等を自動的におこなう自動喫煙機において、たば
この巻の先端の位置を検出し、このたばこの巻の先端の
点火を確実にすることができるたばこの巻の先端検出装
置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、喫煙口に装着
されたたばこの巻の先端の位置を検出する先端検出装置
を備えており、この先端検出装置には、上記の喫煙口に
装着されたたばこの巻の軸方向に沿って移動する走査移
動部材が設けられ、この走査移動部材にはたばこの巻の
先端を検出する光学検出器が設けられ、この移動する走
査移動部材に設けられた光学検出器が上記のたばこの巻
の先端を検出した際のこの光学検出器の位置からたばこ
の巻の先端の位置を検出する。

【００１０】また、実施例によれば、この先端検出装置
はたばこの巻を喫煙口に自動的に装着する巻自動着脱装
置と兼用されている。この巻自動着脱装置には一対の開
閉自在なフインガを有する把持機構が設けられている。
そして、この把持機構のフインガによってたばこの巻を
把持し、この巻を喫煙口に装着する。また、この一対の
フインガにはたばこの巻を検出する光学検出器、たとえ
ば光源とフオトダイオードからなる光学検出器が設けら
れ、これらは上記の一対のフインガに互いに対向して取
り付けられている。

【００１１】また、上記の巻自動着脱装置は、上記の把
持機構でたばこの巻を把持した上記の喫煙口に装着した
後に、上記の一対のフインガを開いた状態にしておき、
この一対のフインガの間に装着された巻を位置させ、こ
の把持機構をこのたばこの巻の軸方向に移動させる。し
たがって、上記の光学検出器は上記のたばこの巻をその
軸方向に走査し、このたばこの巻の先端を光学的に検出
する。そして、この巻自動着脱装置は、この光学検出器
が巻の先端を検出した位置、すなわち巻の先端の位置を
検出してこれを記憶する。

【００１２】

【作用】上記のように、たばこの巻を装着した後に、こ
の巻の先端の位置が検出されるので、この装着された巻
の先端に点火する際に、この点火機構がこの検出された
位置に正確に位置決めされる。したがって、この巻に確
実に点火され、またこの点火機構のヒータ等が巻の先端
に強く当接してこの巻がずれたりすることも防止され
る。

【００１３】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１ないし図３は本発明の自動喫煙機の全体を示
し、図１は正面図、図２は平面図、図３は側面図であ
る。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が突設されている。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４が装着される。

【００１４】また、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４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１
５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
切り換え作動される。そして、上記の喫煙口２にホルダ
３を介して装着されたたばこの巻４を通して空気が間欠
的に吸引され、この吸引されたガスは三方弁１２を介し
て捕集袋１５に送られる。

【００１５】また、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。さら
に、この吸引ポンプ１７の排気口にはガス分析装置１８
が接続されている。

【００１６】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４からの煙中のタールはこのケンブリ
ッジフイルタに捕集される。また、この煙中の他の成分
は上記のガス分析装置１８によって分析される。

【００１７】また、このような喫煙機本体１の前方に
は、移動機構２１が設けられ、この移動機構２１はレー
ル２２を備えており、このレール２２は上記の喫煙機本
体１の前面と平行に配置されている。そして、このレー
ル２２上には移動台２３が設けられ、この移動台２３は
このレール２２に沿って任意の位置まで移動するように
構成されている。そして、この移動台２３には、検査す
べきたばこの巻４を載置しておく巻載置台２４およびホ
ルダ３を載置しておくホルダ載置台２５が設けられてい
る。

【００１８】また、この移動台２３には、巻自動着脱装
置としてロボット３１が取り付けられている。このロボ
ット３１は、市販されている汎用のアーム形のロボット
であって、関節形のアーム３２を備えている。そして、
このアーム３２の先端部には、作業ハンド３３が取り付
けられている。この作業ハンド３３は、軸３４を介して
上記のアーム３２に取り付けられており、この作業ハン
ド３３はこの軸３４回りに回動自在であり、またこの軸
３４はアーム３２に対して垂直方向に回動自在となって
いる。

【００１９】そして、この作業ハンド３３には、たばこ
の巻を把持する把持機構３５、上記のホルダ３や別位置
に備えられたたばこの巻の先端の燃焼部分を切断する切
断機構３６を着脱自在に把持する把持機構３５´、およ
び巻に点火する点火機構３７がそれぞれ突設されてい
る。これらの各機構は、互いに直交する方向に突設され
ており、それぞれ対応した作業をする場合には、この作
業ハンド３３が上記の軸２４回りに回動し、またこの軸
３４がアーム３２に対して回動し、作業すべき機構が上
記の喫煙機本体１の前面に向けて対向するように構成さ
れている。

【００２０】したがって、巻を装着する場合には、まず
上記のロボット３１が作動し、把持機構３５´によって
上記のホルダ載置台２５上のホルダを把持して対応する
喫煙口２に装着し、また次に把持機構３５によって巻載
置台２４上の巻を把持し、このホルダに装着する。

【００２１】次に、上記の点火機構３７によってこの装
着された巻に点火され、この喫煙機本体１内の喫煙機構
１１によって所定のモードで喫煙がなされ、ガスの分析
が行われる。

【００２２】また、上記の各喫煙口２の近傍にはそれぞ
れ燃焼位置検出機構４１が設けられている。これらの燃
焼位置検出機構４１は、赤外線センサを備え、巻の燃焼
部から放射される赤外線を検出する。そして、このたば
この巻が所定の位置まで燃焼すると、上記の赤外線セン
サが燃焼部から放射される赤外線を検出し、この巻が所
定の位置まで燃焼したことを検出する。

【００２３】このように、巻が所定の位置まで燃焼され
たことが検出されると、前記のロボット３１が作動し、
その作業ハンド３３の把持機構３５´が別の位置に配置
されている切断機構３６を把持し、この切断機構３６に
よってこの巻の先端部の燃焼部分が切断され、燃焼が停
止される。そして、この後も上記の喫煙機構１１によっ
て吸引がなされ、巻の内部に残留していた煙が残らず吸
引される。

【００２４】さらに、この切断が終了すると、ロボット
３１が作動し、その作業ハンド３３の把持機構３５が喫
煙機本体１の前面に対向し、たばこの巻４の吸殻を把持
して抜き取る。そして、上記のような巻の装着、点火、
切断による燃焼停止、吸い殻の排除を４回繰り返した
後、ホルダ３を喫煙口２から取り外す。

【００２５】なお、このロボット３１は、上記の移動機
構２１によって移動され、任意の喫煙口２の前方に位置
し、上記のような作動を繰り返し、全ての喫煙口２に対
して上記のような巻、ホルダの装着、点火、燃焼部の切
断、吸殻やホルダの取り外しの作業を自動的におこな
う。

【００２６】また、上記の各喫煙口２の上方には、それ
ぞれ排煙フード６１が設けられており、各喫煙口２に装
着された巻４の回りの空気の流れを制御する。これらの
排煙フード６１は、シリンダ機構６２によって上下に移
動自在に構成され、上記のロボット３１によって各種の
作業を行う場合には、これらの排煙フード６１が上方に
移動され、ロボットのアーム等との干渉を防止する。ま
た、これらの排煙フード６１の上端部には小形のフアン
６３が設けられ、この排煙フード６１内およびこの下方
の巻の周囲に強制的な空気の流れを発生させ、煙やガス
を含んだ空気を上方に送り、たとえばこれらの排煙フー
ド６１の上方に配置されたダクト６４まで送るように構
成されている。

【００２７】また、上記の喫煙口２の下方には、コンベ
ア機構５１が設けられている。このコンベア機構５１
は、水平方向に沿って配置されている。このコンベア機
構５１には、無端状のベルトが掛け渡されており、図示
しない駆動機構によってこのベルト５３は水平方向に走
行される。このベルトは、耐熱性の材料、たとえばステ
ンレス鋼等の金属の薄板材で形成されている。

【００２８】また、このコンベア機構５１の末端部の下
方には、灰皿容器５５が配置されている。したがって、
このコンベア機構５１のベルトの上に落下した巻の灰や
吸殻等は、このベルトの走行によって水平方向に搬送さ
れ、上記の灰皿容器５５内に落下する。

【００２９】次に、このような自動喫煙機において、上
記の喫煙口２に装着されたたばこの巻４の先端の位置を
正確に検出し、このたばこの巻の先端の点火を確実にす
る装置を説明する。この実施例では、たばこの巻を自動
的に着脱する前記の巻自動着脱装置がたばこの巻の先端
を検出する先端検出装置を兼用している。

【００３０】図５には、前述した作業ハンド３３の把持
機構３５を示し、この把持機構３５がたばこの巻の軸方
向に移動する走査移動部材として兼用されている。そし
て、この把持機構３５は一対のフインガ７１を有してお
り、これらのフインガ７１は駆動機構７２によって互い
に平行な状態を維持したまま開閉し、たばこの巻を把持
するように構成されている。

【００３１】また、これらのフインガ７１の先端部に
は、光学検出器、たとえばＬＥＤ等の光源７３とフオト
ダイオード７４が設けられ、これらはそれぞれ上記のフ
インガ７１に取り付けられ、互いに対向している。した
がって、上記の光源７３から放射された光は、上記のフ
オトダイオード７４で受光される。したがって、これら
のフインガ７１の間、すなわち上記の光源７３とフオト
ダイオード７４との間に他の物体、すなわちたばこのの
巻４が存在すると、この光源７３の光が遮られる。

【００３２】そして、上記のロボット３１は、上記のた
ばこの巻４を喫煙口２に装着した後、上記のフインガ７
１を開いた状態にしておき、これらの間に図５に示すよ
うに装着したたばこの巻４を位置させ、この把持機構３
５をこのたばこの巻４の軸方向に移動させる。したがっ
て、上記の光源７３とフオトダイオード７４がこのたば
この巻４の中間部に対応している場合には、このたばこ
の巻４によって光が遮られ、このフオトダイオード７４
は光を検出しない。そして、この把持機構３５がさらに
移動して、この光源７３とフオトダイオード７４がこの
たばこの巻４の先端を越えると、この光源７３の光がこ
のフオトダイオード７４に入射し、これによってこのた
ばこの巻４の先端が検出される。

【００３３】そして、このロボット３１は、この場合の
位置、すなわちたばこの巻４の先端の位置を記憶する。
そして、このたばこの巻４に点火する場合には、前述の
ようにこの作業ハンド３３に取り付けられている点火機
構３７のヒータをこの喫煙機本体１の前面に対向するよ
うに指向させ、この点火機構３７のヒータをこのたばこ
の巻４の先端からわずかに離れた位置、たとえば１ｍｍ
程度離れて位置させ、点火をする。この場合、この点火
機構３７の移動位置は、上記のたばこの巻４の先端の位
置情報を基準にして制御される。したがって、このヒー
タがたばこの巻４の先端から所定の間隔、たとえば１ｍ
ｍの間隔に確実に位置決めし、確実に点火することがで
きる。したがって、このヒータがたばこの巻の先端から
離れすぎて点火しなかったり、また逆にこのヒータがこ
のたばこの巻４の先端に当接してこのたばこの巻４がず
れたりすることも防止できる。

【００３４】また、上記のようなたばこの巻４の先端の
位置を基準にして、このたばこの巻４の所定の燃焼長さ
の位置に、前記の燃焼位置検出機構４１をセットするこ
とができる。そして、このたばこの巻４の燃焼位置は前
述した燃焼位置検出機構によって検出され、このたばこ
の巻４が上記の先端の位置から所定の長さの位置まで燃
焼した場合に、前述した切断機構３６によってこのたば
この巻の燃焼部が切断され、燃焼が停止される。

【００３５】なお、本発明は上記の実施例には限定され
ない。たとえば、上記の実施例では、たばこの巻を喫煙
口に自動的に着脱する巻自動着脱装置に光学検出器を設
け、この巻自動着脱装置を先端検出装置として兼用した
が、本発明はこのようなものには限定されない。たとえ
ば、このような巻自動着脱装置とは別にたばこの巻の軸
方向に移動する走査移動部材を設け、これに光学検出器
を設けてもよい。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、走査移動部
材に光学検出器を設けるとともに、この走査移動部材を
たばこの巻の軸方向に移動させてこのたばこの巻の先端
を検出するので、この先端の位置を正確に検出すること
ができる。そして、この先端の位置を基準にして、たば
この巻に確実に点火することができ、またこのたばこの
巻が所定の長さ燃焼した場合に、この燃焼部を切断して
燃焼を停止させる位置を正確に算出できる等、その効果
は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動喫煙機全体の正面図

【図２】本発明の自動喫煙機全体の平面図

【図３】本発明の自動喫煙機全体の側面図

【図４】喫煙機構の側面図

【図５】把持機構の平面図

【符号の説明】

１…喫煙機本体 ２…喫煙口 １１…喫煙機構 ２１…移動機構 ３１…ロボット ３３…作業ハンド ３５…把持機構 ７１…フインガ ７３…光源 ７４…フオトダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 浩吉 神奈川県平塚市黒部丘１番31号 日本た ばこ産業株式会社生産技術開発センター 内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/00 G01B 11/00

Claims (4)

(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
   水平方向に配列された複数の喫煙口と、上記の喫煙口に
   装着されたたばこの巻の先端部に点火する点火機構と、
   たばこの巻の燃焼部を切断して燃焼を停止させる切断機
   構とを備えたものにおいて、 上記の喫煙口に装着されたたばこの巻の先端の位置を検
   出する先端検出装置を備え、この先端検出装置には、上
   記の喫煙口に装着されたたばこの巻の軸方向に沿って移
   動する走査移動部材が設けられ、この走査移動部材には
   たばこの巻の先端を検出する光学検出器が設けられ、こ
   の移動する走査移動部材に設けられた光学検出器が上記
   のたばこの巻の先端を検出した際のこの光学検出器の位
   置からたばこの巻の先端の位置を検出することを特徴と
   する自動喫煙機のたばこの巻の先端検出装置。
2. 【請求項２】 喫煙機本体と、この喫煙機本体の前面に
   水平方向に配列された複数の喫煙口と、上記の喫煙口に
   装着されたたばこの巻の先端部に点火する点火機構と、
   たばこの巻の燃焼部を切断して燃焼を停止させる切断機
   構とを備えたものにおいて、 上記の喫煙口に装着されたたばこの巻の先端の位置を検
   出する先端検出装置を備え、 前記の先端検出装置は、前
   記の喫煙口にたばこの巻を自動的に装着する巻自動装着
   装置を兼用しており、この巻自動装着装置には上記のた
   ばこの巻を把持する一対の開閉自在なフインガを有した
   把持機構が設けられ、これらの一対のフインガには上記
   のたばこの巻の先端部を検出する光学検出器が設けら
   れ、また上記の巻自動装着装置は開いた状態の上記の一
   対のフインガの間に上記の喫煙口に装着されたたばこの
   巻を位置させた状態でこの把持機構を上記のたばこの巻
   の軸方向に沿って移動させて上記の光学検出器によって
   上記のたばこの巻の先端を検出するものであることを特
   徴とする自動喫煙機のたばこの巻の先端検出装置。
3. 【請求項３】 前記の巻自動装着装置は、先端部を任意
   の位置に位置決めできる関節形のアームを有し、このア
   ームの先端部には前記の把持機構と、前記の点火機構
   と、前記の切断機構および前記の喫煙口とたばこの巻の
   間に介在されるホルダを着脱自在に把持する把持機構と
   を備えていることを特徴とする請求項２の自動喫煙機の
   たばこの巻の先端検出装置。
4. 【請求項４】 前記の巻自動装着装置は、関節形のアー
   ムを有するロボットであることを特徴とする請求項２の
   自動喫煙機のたばこの巻の先端検出装置。