JP5017104B2 - 複合タバコフィルタの製造装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセグメントで構成されるロッドの製造装置及び方法に係り、特に、タバコ用の合成フィルタ又は凹所フィルタの製造に適用できる。

タバコ(cigarette)は、通常、巻かれたたばこ(tobacco)柱を備え、その尖端にフィルタが任意に設けられる。フィルタは、複数のフィルタロッドセグメントで構成される複合多成分フィルタでよい。複合フィルタを作り上げるフィルタロッドセグメントは、異なる基本的フィルタ材料を含んでもよいし、又は同じ基本的フィルタ材料で構成されてもよいが、交互のセグメントに粒状材料が含浸される。図１ａは、セルロースアセテート２と、炭素粒子が含浸されたセルロースアセテート４との交互のセグメントで構成された複合フィルタロッドを示す。この複合フィルタは、エアギャップ、凹所又は空洞より成るセグメントが他のフィルタロッドセグメントに隣接するかそれらの間に設けられて複合フィルタを構成し、これに粒状材料又は他の材料を充填してもよい。図２ａは、セルロースアセテートのセグメント２と、炭素粒子が含浸されたセルロースアセテートのセグメント４と、隣接するセルロースアセテートセグメント２の間に介在するエアギャップ又は空洞６とを含む複合フィルタロッドを示す。図１ａ及び２ａに示す複合フィルタロッドの複数の非類似セグメント２、４、６は、プラグラップ(plug wrap)として知られたのり付き巻紙で複合フィルタロッドを巻くことにより互いに位置固定される。１つ以上のエアギャップ又は空洞を含む複数の非類似フィルタロッドセグメントで構成される複合フィルタは、凹所(recess)フィルタとして知られている。エアギャップを含まない複合フィルタは、一般に、合成(combined)フィルタと称される。

合成又は凹所フィルタを有するタバコを、２段階の二重巻きプロセスを使用して製造することが知られている。第１段階では、合成装置を使用して、２つ以上の異なる形式の整列された交互のフィルタロッドセグメントの連続流を形成し、これを、次いで、プラグラップのウェブで巻いて、連続するフィルタロッドを形成する。この連続するフィルタロッドを、その後、切断機構により規則的な間隔で切断して、一連の個別の複合フィルタロッドを形成する。このプロセスの第２段階では、尖端処理マシンを使用して、個別の複合フィルタロッドを、尖端処理紙を用いて予め巻かれたたばこ柱に接合して、タバコを形成する。

通常、二重巻きプロセスの第１段階で作られる個別の複合フィルタロッドは、多単位長さのもので、即ち２つ以上の複合フィルタを含み、その各々がたばこ柱と合成されて、タバコを形成する。例えば、第１段階で作られる個別の複合合成フィルタロッドは、中央に位置する２アップの第１フィルタロッドセグメント（２倍単位長さの第１フィルタロッドセグメント）の両側に一対の１アップの第２フィルタロッド区分が並べられたものを含む。二重巻きプロセスの第２段階では、個別の複合の合成フィルタロッドが、その両端において、巻かれたたばこ柱に接合されて、２アップフィルタを中心にもつ２アップタバコを形成する。最終的に、各々の２アップタバコが複合の合成フィルタロッドの中点で切断され、第２フィルタロッドセグメントを１つ及び第１フィルタロッドセグメントを半分含む合成フィルタを各々有する２つの１アップフィルタタバコを形成する。

図２ａに示す個別の凹所フィルタロッドは、エアギャップ６で分離されたフィルタロッドセグメント２、４のグループ８より成る連続フィルタロッドを形成し、次いで、その連続ロッドを希望の長さに切断することにより製造できる。エアギャップ６が未充填のままにされる場合には、図２ａの個別の凹所フィルタロッドは、中心で半分に切断して、一対の２アップ凹所フィルタロッドを形成することができ、その各々を、次いで、エアギャップ６において中心で半分に切断して、４つの個々の１アップ凹所フィルタを形成することができる。同様に、図１ａに示す個別の合成フィルタロッドは、等しい長さの４つの区分に切断されたときに、４つの合成フィルタを形成する。

複合タバコフィルタの濾過特性は、フィルタセグメントの長さ、及び凹所フィルタの場合には、それらの間隔に依存する。それ故、上述した二重巻きプロセスでは、連続するフィルタロッドにおいて複数の整列されたフィルタロッドセグメントに対してなされる各切断の正確な位置が非常に重要となる。というのは、それが、形成される個別の複合フィルタロッドの最も外側又は外部のフィルタロッドセグメントの長さを決定するからである。

複合フィルタを製造する既知の装置は、合成装置により希望の合成フィルタ又は凹所フィルタ構成へと組み立てられて複合フィルタを作り上げる複数のフィルタロッドセグメントが、プラグラップのウェブに巻かれて位置固定される前に、互いに若干シフトし得るという欠点で悩まされている。その結果、複合フィルタを作り上げるフィルタロッドセグメントは、それが切断される時点に、常に、連続フィルタロッド内の正しい位置になく、従って、図１ｂに示すように、異なる長さの外部フィルタロッドセグメントを有する個別の複合フィルタロッドが形成される。このような既知の装置を使用して凹所フィルタを製造するときには、紙ウェブで包む前のフィルタロッドセグメントの相対的な移動は、図２ｂに示すように、形成された個別の凹所フィルタロッドにおいてエアギャップ又は空洞の長さにも変化を生じさせる。

フィルタセグメントの相対的移動の結果として、各個別の複合フィルタロッドの組成が同じになるように連続フィルタロッドが切断されないような既知の装置では、製造される個別の複合フィルタロッドの外部フィルタセグメントの長さ、及び凹所フィルタの場合にはエアギャップの長さ、を常時監視して、品質基準を維持することも知られている。個別の複合フィルタロッドの構造が所定の基準を満足しないことが示された場合には、ロッドがそのようにマークされて、残りの満足な個別のフィルタロッドから分離され、取り除かれる。この無駄な「仕様外れ」の個別の合成フィルタロッドの発生は、望ましからぬことである。

既知の装置に関連した欠点を克服するために、合成フィルタ及び凹所フィルタの両方の外部フィルタロッドセグメント長さ及び／又は凹所フィルタのエアギャップの長さの形成中に高い精度を許す複合タバコフィルタの製造装置を提供することが望まれる。

又、同じレベルの最終的な複合フィルタクオリティを維持しながら、装置の加工速度を高めることのできる複合タバコフィルタの製造装置を提供することも望まれる。

更に、「仕様外れ」合成フィルタロッドに関して製造中の浪費を既知の装置より少なくする複合タバコフィルタの製造装置を提供することも望まれる。

更に、既知の装置に比して保守の要求が少ない複合タバコフィルタの製造装置提供することも望まれる。

又、上述した望ましい特性をもつように既存の既知の複合タバコフィルタ製造装置を簡単に変更できると共に、合成タバコフィルタ及び凹所タバコフィルタの両方を製造できるように既存の既知の複合タバコフィルタ製造装置を適応させることも望まれる。

本発明によれば、複数のセグメントで構成されるロッドを製造する装置であって、複数のセグメントを経路に沿って供給するフィーダと、該フィーダより下流にあって、材料のウェブで複数のセグメントを巻いてロッドを形成するための巻き付け装置と、フィーダと巻き付け装置との間の位置で動作して、複数のセグメントから整列されたセグメントの流れを形成し、そしてその整列されたセグメントの流れを経路に沿って巻き付け装置へ搬送するための合成器と、ロッドを、複数のセグメントで各々構成された複数の個別のロッドへと切断するためのカット手段とを備えた装置において、前記合成器は、整列されたセグメントの流れを巻き付け装置へ搬送するときに整列されたセグメントの流れにおいてセグメントの整列を維持するように適応されて、使用中に、その流れにおけるセグメントの相対的移動が、合成器から巻き付け装置に至る経路の全長にわたって実質的に防止されるようにしたことを特徴とする装置が提供される。

又、本発明によれば、複数のセグメントで構成されるロッドを製造する方法であって、複数のセグメントを経路に沿って第１位置へ供給するステップと、その第１位置において複数のセグメントから整列されたセグメントの流れを形成するステップと、その整列されたセグメントの流れを経路に沿って第１位置から第２位置へ搬送するステップと、第２位置においてそのセグメントの流れを材料のウェブで巻いてロッドを形成するステップと、ロッドを繰り返し切断して、複数のセグメントで各々構成された複数の個別のロッドを形成するステップと、を備えた方法において、前記搬送ステップ中に、整列されたセグメントの流れにおいてセグメントの整列を維持して、その流れにおけるセグメントの相対的移動が、前記第１位置と第２位置との間で実質的に防止されるようにするステップを更に備えたことを特徴とする方法が提供される。

複合フィルタの製造中にタバコフィルタロッドセグメントのようなロッドセグメントの相対的な移動を減少することにより、本発明の方法及び装置は、既知の複合フィルタ製造方法及び装置に比して、外部ロッドセグメント及び／又はエアギャップの長さの変化に対して高い品質標準を維持することができる。

更に、ロッドセグメントの相対的移動がこのように減少するために、複合フィルタ製造中に外部ロッドセグメントの長さを連続的に監視することが不要とされる。

以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図３は、日本のサンジョー・マシン・ワークスＬｔｄにより製造されてジャパン・フィルタ・テクノロジーＬｔｄ（ＪＴグループ）によりモデル番号ＮＤ−３のもとで販売されている形式の個別の合成フィルタロッドを製造するための既知の装置を示す。この既知の装置は、配送ホイール１２を含む合成装置１０を備え、この配送ホイールは、複数の非類似のフィルタロッドセグメント２、４を、図１ａに示すような予め選択された望ましい構成で第１のエンドレスベルトコンベア１４に配列する。非類似のフィルタロッドセグメント２、４は、２つ以上のマガジン又はホッパーから一連のコンベア（図示せず）により配送ホイール１２へ搬送される。フィルタロッドセグメント２、４が第１のエンドレスベルトコンベア１４に配送されると、それらが互いに押し付けられて、連続流１６を形成する。第１のベルトコンベア１４は、当接するフィルタロッドセグメント２、４を、ボビン（図示せず）から引き出される連続的に延びる紙ウェブ１８の上面へ搬送する。紙ウェブ１８は、その上面の少なくとも一部分に接着剤が付着されたものであるが、ガーニチャー(garniture)（図示せず）によりフィルタロッドセグメント２、４のまわりに掛けられて、連続的に巻かれた複合の合成フィルタロッド２０を形成する。連続的な紙ウェブ１８は、ボビンから引き出され、そして第２のエンドレスベルトコンベア２２によりガーニチャーを通過してカッティングヘッド２４へと下流へ搬送される。カッティングヘッド２４において、連続的な複合フィルタロッド２０が規則的な間隔で切断されて、一連の個別の合成フィルタロッド２６を形成する。カッティングヘッド２４は、連続的な複合フィルタロッド２０の長手軸に平行な軸の周りで一定の速度で回転するように取り付けられたロータリナイフ２８を備えている。配送ホイール１２と同調するロータリナイフは、各回転時に、個別の合成フィルタロッドをカットする。カッティングヘッド２４は、フィルタロッドセグメント２、４が紙ウェブ１８により位置固定されたときにフィルタロッドセグメントと同調される。この既知の装置が最適な設定で運転するときには、フィルタロッドセグメント２、４が合成装置１０により解放されるポイントから、それが連続紙ウェブ１８により巻かれて位置固定されるポイントまで経路に沿って生じるフィルタロッドセグメント２、４の位置エラーが、カッティングヘッド２４に同じエラーを生じさせる。

フィルタロッドセグメント２、４は、紙ウェブ１８に巻かれて連続フィルタロッド２０を形成すると、互いに位置固定される。しかしながら、合成装置１０の配送ホイール１２から第１のエンドレスベルトコンベア１４により紙ウェブ１８へと下流に搬送される間に、フィルタロッドセグメント２、４は、互いに相対的に移動し得る。更に、第１のベルトコンベア１４と第２のエンドレスベルトコンベア２２との間の速度に差があると、フィルタロッドセグメント２、４が連続紙ウェブ１８へ移送されるときにそれらフィルタロッドセグメントが押し合うことになる。紙ウェブ１８で包まれる前にフィルタロッドセグメント２、４が相対的に移動すると、図１ｂに示すように、異なる長さの外部フィルタロッドセグメントを有する無駄な個別の合成フィルタロッドの形成を招くことになる。配送ホイール１２と、フィルタロッドセグメント２、４が紙ウェブ１８で固定されるポイントとの間では（通常、約４０ｃｍの距離）、各フィルタロッドセグメント２、４が隣接するフィルタロッドセグメントに対して単に押し付けられるので、個々のフィルタロッドセグメント２、４の長さ変化が、製造される個別の合成フィルタロッド２６において加算される。

図４は、英国ミルトン・キーンズのモリンスＰＬＣによりモデル番号ＰＴＣＭのもとで販売されている形式の個別の凹所フィルタロッドを製造する既知の装置を示す。

図３に示す既知の装置と同様に、図４に示す既知の装置は、配送ホイール３２を含む合成装置３０を備え、この配送ホイールは、複数のフィルタロッドセグメント２、４を第１のエンドレスベルトコンベア３４に堆積する。この第１のエンドレスベルトコンベア３４は、フィルタロッドセグメント２、４を、合成装置３０の一部分でもある螺旋スペーサドラム３６へと下流に搬送し、これは、セグメント２、４のグループ８間にエアギャップ６を形成することにより図２ａに示すような予め選択された望ましい凹所構成でフィルタロッドセグメント２、４をグループ編成する。螺旋スペーサドラム３６に隣接するエンドレスの移送ベルト３８は、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８を、ボビン（図示せず）から引き出される連続的に延びる紙ウェブ４０の上面に搬送する。紙ウェブ４０は、その上面の少なくとも一部分に接着剤が付着されたものであるが、ガーニチャー（図示せず）によりフィルタロッドセグメント２、４の離間されたグループ８まわりに掛けられて、連続的に巻かれた複合の凹所フィルタロッド４２を形成する。図３に示す装置と同様に、連続的な紙ウェブ４０は、ボビンから引き出され、そして第２のエンドレスベルトコンベア４８によりガーニチャーを通過して、ロータリナイフ４６を有するカッティングヘッド４４へと下流へ搬送される。カッティングヘッド４４において、連続的な複合フィルタロッド４２がロータリナイフ４６により規則的な間隔で個別の凹所フィルタロッド５０へと切断され、合成装置３０の螺旋スペーサドラム３６は、ロータリナイフ４６と調和して動作される。

フィルタロッドセグメント２、４のグループ８が合成装置３０と紙ウェブ４０との間で搬送されるところの距離は、図４に示す既知の装置では、図３に示す既知の装置に比して減少される。分離して考えると、これは、製造される個別の凹所フィルタロッド５０の外部フィルタロッドセグメントの長さの変化が対応的に減少することが期待されるが、図４に示す既知の装置のレイアウトでは、連続する複合フィルタロッド４２におけるフィルタロッドセグメント２、４のグループ８の相対的な位置付けに他のエラーソースを導入する。合成装置３０の螺旋スペーサドラム３６から移送ベルト３８への移送中に、フィルタロッドセグメント２、４は、紙ウェブ４０により位置固定される前に、全体的に又は互いに相対的に自由に位置がシフトする。更に、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８及びそれらの間のエアギャップ６の上に位置されるエンドレス移送ベルト３８の設計は、セグメント２、４及びエアギャップ６が移送ベルト３８の下にある間にそれらの周りで紙ウェブ４０を折り曲げることができないものであり、むしろ、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８を、折り曲げた紙ウェブ４０により位置固定する前に移送ベルト３８の下から出さねばならない。移送ベルト３８の端と、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８が紙ウェブ４０で固定されるポイントとの間では、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８、及び各グループ８内のフィルタロッドセグメント２、４も、互いに自由に相対的に移動する。

図４の装置において紙ウェブ４０で包まれる前のフィルタロッドセグメント２、４のグループ８の相対的な移動は、異なる長さの外部フィルタロッドセグメントを有する無駄な個別の凹所フィルタロッドの製造を招くだけでなく、図２ｂに示すように、異なる長さのエアギャップ６を有する無駄な個別の凹所フィルタロッドの製造も招く。

本発明の第１の実施形態により複合フィルタを製造する装置が図５に示されている。図５では、上述した図３に示す既知の装置の部分に対応する本発明の装置の部分を識別するために、同じ参照番号が使用される。

図５に示す本発明の第１実施形態による装置は、配送ホイール１２とカッティングヘッド２４との間で、第１のエンドレスコンベアベルト１４及び第２のエンドレスコンベアベルト２２の上に取り付けられたエンドレス移送ベルト５２を更に備えるという点で、図３に示す形式の既知の装置とは異なる。エンドレス移送ベルト５２の外面には、複数の均一に離間されたスペーサ又は歯５４が装着され、隣接する歯５４の間隔は、配送ホイール１２により第１のエンドレスベルトコンベア１４に送り込まれる全数のフィルタロッドセグメント２、４の長さに等しい。エンドレス移送ベルト５２は、カッティングヘッド２４と調和して動力プーリー５６により駆動される。この動力プーリー５６上でエンドレス移送ベルト５２がスリップして、製造される個別のフィルタロッドの外部フィルタロッドセグメントの長さの変化を招くのを回避するために、エンドレス移送ベルト５２には、歯５４とは逆の内面に、調和ピン（図示せず）を設けることができ、これらのピンは、動力プーリー５６に設けられた対応的に離間された調和穴（図示せず）と協働する。エンドレス移送ベルト５２及び歯５４は、金属、ゴム、プラスチック、又は他の適当な材料で形成することができる。

使用中に、配送ホイール１２からのフィルタロッドセグメント２、４が第１のエンドレスベルトコンベア１４によりエンドレス移送ベルト５２の下に送り込まれたときに、エンドレス移送ベルト５２の歯５４が、フィルタロッドセグメント２、４を、歯５４間の間隔に等しい長さのグループ８へと分離し、次いで、そのグループ分けしたフィルタロッドセグメント２、４を、連続移動紙ウェブ１８へ移送する。次いで、紙ウェブ１８は、ガーニチャー（図示せず）のような既知の折り曲げ機構によりフィルタロッドセグメント２、４のグループ８の周りで折り曲げられて、連続する複合フィルタロッド２０を形成し、これは、その後、カッティングヘッド２４のロータリナイフ２８により規則的な間隔で切断されて、個別の複合フィルタロッドを形成する。

エンドレス移送ベルト５２により配送ホイール１２から紙ウェブ１８に向かって下流に搬送される間に、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８は、エンドレス移送ベルト５２の歯５４によって固定の相対的位置に保持される。フィルタロッドセグメント２、４のグループ８が折り曲げられた紙ウェブ１８により位置固定される前にそれらを移送しなければならない距離は、配送ホイール１２と、既知の装置においてフィルタプラグ２、４が折り曲げられた紙ウェブ１８で位置固定されるポイントとの間の距離に比して、著しく減少される。この距離を減少し、ひいては、連続的な複合ロッド２０におけるフィルタロッドセグメント２、４を互いに且つカッティングヘッド２４に対してより正しく位置付けることを保証することにより、図５に示す装置は、外部フィルタセグメントの長さの変化を減少し、そして凹所フィルタの場合には、製造される個別の複合ロッドのエアギャップ長さ６を既知の装置に比して減少する。

図５に示す本発明の第１実施形態による装置は、個別の合成フィルタロッド及び個別の凹所フィルタロッドの両方を作るのに使用できる（図３に示す既知の装置とは異なり）。個別の凹所フィルタロッドを製造する場合に、エンドレス移送ベルト５２と、紙ウェブ１８を搬送する第２のエンドレスベルトコンベア２２は、同じ速度で駆動される。従って、グループ分けされたフィルタロッドセグメント２、４が紙ウェブ１８へ移送されるときに、移送ベルト５２の歯５４により得られるフィルタロッドセグメント２、４のグループ８の間隔６が維持される。図５に示すように、この装置が図２ａに示す構成を有する個別の凹所フィルタロッドの製造に使用される場合には、各歯５４の巾が凹所フィルタにおけるエアギャップ６の巾に等しく、そして隣接する歯５４の間隔が、２つのセルロースアセテートセグメント２と、炭素粒子が含浸された１つのセルロースアセテートセグメントとの長さの和に等しい。

個別の合成フィルタロッドを製造するために、紙ウェブ１８を搬送する第２のエンドレスベルトコンベア２２は、エンドレス移送ベルト５２に比して、低い速度で駆動される。フィルタロッドセグメント２、４のグループ８がエンドレス移送ベルト５２の歯５４により紙ウェブ１８へ移送されるときに、エンドレス移送ベルト５２と第２のエンドレスベルトコンベア２２との間の速度の差で、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８を互いに押し付けるようにさせて、連続的な合成フィルタロッドを形成する。図５に示す本発明の第１実施形態に基づく装置を使用して、凹所フィルタではなく合成フィルタを製造するときには、エンドレス移送ベルト５２の歯５４の巾は、エンドレス移送ベルト５２と第２のエンドレスベルトコンベア２２との間の速度の差に基づき、著しいものでないことが明らかである。

図４に示す個別の凹所フィルタロッドを製造するための既知の装置では、螺旋スペーサドラム３６がフィルタロッドセグメント２、４をグループ分けして、それらの間に必要なエアギャップ６を形成し、次いで、エンドレス搬送ベルト３８がそのグループ分けされたフィルタロッドセグメント２、４を紙ウェブ４０に向けて移動する。図４を参照して既に述べたように、螺旋スペーサドラム３６と移送ベルト３８との間のフィルタロッドセグメント２、４のグループ８の移送は、製造される連続的凹所フィルタロッド４２におけるフィルタロッドセグメント２、４の相対的な位置付けに付加的なエラーソースを導入する。図５に示す本発明の第１実施形態による装置では、歯５４をもつエンドレス移送ベルト５２が、図４の既知の装置の螺旋スペーサドラム３６及び移送ベルト３８の両方の機能を果たし、従って、この付加的なエラーソースの導入を回避する。

好都合なことに、図５の装置のエンドレス移送ベルト５２は、動力プーリー５６の周りで枢着運動するように装着されてもよく、これにより、製造中に移送ベルト５２の下でフィルタロッドセグメント２、４がジャミング状態になったときに、図４の既知の装置の移送ベルト３８に比して、移送ベルト５２の下を容易に清掃できるようにする。

本発明の第２の実施形態により複合フィルタを製造するための装置が図６に示されている。図６では、既に述べた既知の装置に対応する本発明の第２実施形態による装置の部分を識別するために同じ参照番号が使用される。

図６に示す本発明の第２実施形態による装置の構造は、配送ホイール１２とカッティングヘッド２４との間で、第１のエンドレスコンベアベルト１４及び第２のエンドレスコンベアベルト２２の上に取り付けられた移送装置５８を更に備えるという点で、図３に示す形式の既知の装置とは異なる。使用中に、移送装置５８は、配送ホイール１２からのフィルタロッドセグメント２、４を、ガーニチャー又は他の既知の折り曲げ機構（図示せず）のすぐ上流にある第２のエンドレスベルトコンベア２２に沿った位置で、連続的に延びる紙ウェブ１８に繰り返し配送する。

移送装置５８は、第１のエンドレスベルトコンベア１４におけるフィルタロッドセグメント２、４の移動方向に垂直な平行軸の周りで回転するように装着された３つの隣接ホイール６０、６２、６４を備えている。各ホイール６０、６２、６４は、複数の離間された丸み付けされた歯６６がその周囲に配置され、各ホイール６０、６２、６４における隣接する歯６６の間隔は、配送ホイール１２により第１のエンドレスベルトコンベア１４へ送り込まれる全数のフィルタロッドセグメント２、４に長さにほぼ等しい。移送装置５８の２つの外側のホイール６０、６４は、１行の歯６６がその周囲に配置され、一方、内側のホイール６２は、一対の対向する行の歯６６がその周囲に配置されている。３つのホイール６０、６２、６４は、使用中にそれらホイール６０、６２、６４が回転されたときに、２つの外側のホイール６０、６４における歯６６が、外側のホイール６０、６４と内側のホイール６２との間の挟み部において、内側ホイール６２における対向する行の歯６６の間を通過するように、移送装置５８において互いに装着される。ホイール６０、６２、６４及びそれらの歯６６は、金属又は他の適当な材料で作られる。

使用中に、配送ホイール１２からのフィルタロッドセグメント２、４が第１のエンドレスベルトコンベア１４により図６の装置の移送装置５８の下に送り込まれると、第１の外側ホイール６０の歯６６が、フィルタロッドセグメント２、４を、歯６６の間隔に等しい長さのグループ８に分離する。第１の外側ホイール６０が回転すると、その歯６６間に保持されたフィルタロッドセグメント２、４のグループ８が、逆回転する内側ホイール６２に向かって下流へ搬送される。第１の外側ホイール６０の歯６６が内側ホイール６２の歯６６に隣接するときには、第１の外側ホイールの歯６６間に保持されたフィルタロッドセグメント２、４のグループ８が、内側ホイール６２の歯６６間へ移送される。次いで、内側ホイール６２が更に回転すると、第１の外側ホイール６０から移送されたフィルタロッドセグメント２、４のグループ８を、逆回転する第２の外側ホイール６４に向けて更に下流に搬送する。第２の外側ホイール６４の歯６６が内側ホイール６２の歯６６とインターロックすると、第１の外側ホイール６０から内側ホイール６２へ以前に移送されて内側ホイール６２の歯６６間に保持されたフィルタロッドセグメント２、４のグループ８が、第２の外側ホイール６４の歯６６間へ移送される。第２の外側ホイール６４が更に回転すると、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８を、連続的に延びる紙ウェブ１８へ移送する。次いで、紙ウェブ１８は、ガーニチャーのような既知の折り曲げ機構（図示せず）によりフィルタロッドセグメント２、４の周りに折り曲げられて、連続的な複合フィルタロッド２０を形成し、これは、その後、カッティングヘッド２４のロータリナイフ２８により規則的な間隔で切断されて、個別の複合フィルタロッドを形成する。図６の装置の移送装置５８の３つのホイール６０、６２、６４の各々の回転は、カッティングヘッド２４と調和され、ロータリナイフ２８による連続的な複合フィルタロッド２０の正確なカットが得られる。

図５に示す本発明の第１実施形態による装置の運転と同様に、図６に示す本発明の第２実施形態による装置は、第２のエンドレスベルトコンベア２２及び移送装置５８のホイール６０、６２、６４を同じ速度で駆動して、第２の外側ホイール６４の歯６６の巾に等しい長さのエアギャップ６を有する連続的な凹所フィルタロッド２０を形成することにより、個別の凹所フィルタロッドを製造するか、或いは第２のエンドレスベルトコンベア２２を移送装置５８のホイール６０、６２、６４に比して低い速度で駆動して、連続する合成フィルタロッド２０を形成することにより、個別の合成フィルタロッドを製造するように、必要に応じて使用できる。

凹所フィルタロッドの製造中にフィルタロッドセグメント２、４の押し合いを回避するために、移送装置５８のホイール６０、６２、６４は、第２の外側ホイール６４の接線速度が第２のエンドレスベルトコンベア２２の接線速度と本質的に同じになって、フィルタロッドセグメント２、４の各グループ８が、第２の外側ホイール６４から、第２のエンドレスベルトコンベア２２に対して相対速度がほとんど又は全くない状態で、連続する紙ウェブ１８へ配送されるように、駆動される。

移送装置５８の各ホイール６０、６２、６４の直径、並びにその歯６６の間隔及びその巾又は横巾を変更して、異なるマシン速度を達成し及び／又は異なるフィルタ形式を製造することができる。凹所フィルタを製造する場合には、内側ホイール６２及び第２の外側ホイール６４の歯６６の横巾（弓形の長さ）は、連続する凹所フィルタロッド２０におけるフィルタロッドセグメント２、４のグループ８間のエアギャップ６の希望の巾に等しいのが好ましい。第１の外側ホイール６０の歯６６の横巾（弓形の長さ）は、内側ホイール６２及び第２の外側ホイール６４に比して減少されて、第１の外側ホイール６０の歯６６間に広い間隔を形成するのが好ましい。第１の外側ホイール６０の歯６６間のこの広い間隔は、使用中に、第１の外側ホイール６０の接線速度より高い速度で駆動される第１のエンドレスベルトコンベア１４からのフィルタロッドセグメント２、４の受け取りを、それらの間の挟み部において受け容れる。

フィルタロッドセグメント２、４のグループ８が第１の外側ホイール６０歯６６間に確立されると、それが、内側のホイール６２へ移送されるときに他のグループ８に対して位置合わせ状態となる。第１の外側ホイール６０と内側ホイール６２との間の挟み部においてフィルタロッドセグメント２、４のグループ８のシフトがもしあっても、歯６６の丸み付けされたプロフィール、及び挟み部における歯６６の一致（重畳関係）により受け容れられる。

図６では、移送装置５８の内側ホイール６２の回転軸が２つの外側ホイール６０、６４の回転軸に対して垂直方向にオフセットして示されているが、ホイール６０、６２、６４の回転軸は、互いに一線であってもよいことが明らかであろう。又、図６に示す本発明の第３実施形態による装置は、３つの隣接ホイール６０、６２、６４より成る移送装置５８を備えているが、異なる数の隣接ホイールより成る移送装置５８も使用できることが明らかであろう。

好都合にも、図６の装置の移送装置５８は、その一端の周りで枢着運動するように装着することもでき、これにより、製造中にホイール６０、６２、６４の下でフィルタロッドセグメント２、４がジャミング状態になったときに、図４の既知の装置の移送ベルト３８に比して、移送装置５８のホイール６０、６２、６４の下を容易に清掃できるようにする。

移送装置５８により配送ホイール１２から紙ウェブ１８に向かって下流に搬送する間に、フィルタロッドセグメント２、４のグループ８は、３つのホイール６０、６２、６４の歯６６により固定の相対的な位置に保持される。それ故、フィルタロッドセグメント２、４が互いに若干シフトするか又は押し合うところの距離は、この場合も、図３に示す既知の装置に比して、著しく減少される。この距離を減少すると共に、単一の移送装置５８を使用して、図４の既知の装置の螺旋スペーサドラム３６及び移送ベルト３８の両方の機能を遂行することにより、図６に示す装置は、図３及び４に示す形式の既知の装置に勝る効果であって、図５に示す本発明の第１実施形態による装置に関連して既に示して検討した同じ効果を発揮する。これらの効果に加えて、図６に示す本発明の第２実施形態による装置は、移送ベルトを含まないので、図４に示す形式の既知の装置に比して、保守をあまり必要としない。

本発明の第３の実施形態による複合フィルタを製造する装置は、図６に示す本発明の第２の実施形態による装置と同じ一般的構造及び動作モードを有する。しかしながら、本発明の第３の実施形態による装置の構造は、移送装置５８のホイール６０、６２、６４の周囲に、歯６６に代わって又はそれに加えて、複数の穴が設けられるという点で、本発明の第２実施形態による装置とは異なる。複数の穴は、ホイールの周囲に均一に離間されたグループに配列され、各グループは、ホイールの回転軸に平行な線に配列された２つ又は３つの隣接穴で構成される。使用中に、穴を通して空気が引き出されて、フィルタロッドセグメント２、４を第１のエンドレスベルトコンベア１４から第１の外側ホイール６０へ移送すると共に、フィルタロッドセグメントを第１の外側ホイール６０から内側ホイール６２へそして内側ホイール６２から第２の外側ホイール６４へ配送する。フィルタロッドセグメント２、４は、上流ホイールと次のホイールとの間の挟み部を通してそれらが回転するときに上流のホイールの穴に付与される吸引を解放することにより移送装置５８のあるホイールから次のホイールへと下流に移送される。フィルタロッドセグメント２、４は、第２の外側ホイール６４と第２のエンドレスベルトコンベア２２との間の挟み部を通してそれらが回転するときに第２の外側ホイール６４の穴に付与される吸引を解放することにより、移送装置５８の第２の外側ホイール６４から第２のエンドレスベルトコンベア２２へ同様に移送される。

ホイール６０、６２、６４の穴に付与される吸引は、フィルタロッドセグメント２、４がホイールにより紙ウェブ１８へ移送されるときにそれらを位置保持し、それらの相対的な移動を防止する。従って、フィルタロッドセグメント２、４が互いに自由に移動するか又は押し合うようにされるところの距離は、この場合も、図３に示す形式の既知の装置に比して著しく減少され、そしてこの第３実施形態による装置は、図３及び４に示す形式の既知の装置に勝る効果であって、図６に示す本発明の第２実施形態による装置に関連して既に示して検討した同じ効果を発揮する。

本発明の第２及び第３の実施形態による装置においてフィルタロッドセグメントの移送を容易にするために、第１エンドレスベルトコンベア１４と移送装置５８の第１外側ホイール６０との間の挟み部、移送装置５８の第１外側ホイール６０と内側ホイール６２との間の挟み部、移送装置５８の内側ホイール６２と第２外側ホイール６４との間の挟み部、及び／又は移送装置５８の第２外側ホイール６４と第２エンドレスベルトコンベア２２との間の挟み部にすき(plough)を位置させることができる。

本発明の第４実施形態による合成フィルタの製造装置が図７に示されている。この場合も、図７では、既に述べた既知の装置の部分に対応する本発明の装置の部分を識別するために同じ参照番号を使用する。

図７に示す本発明の第４実施形態による装置の構造は、配送ホイール１２とカッティングヘッド２４との間で、第１エンドレスコンベアベルト１４及び第２エンドレスコンベアベルト２２の上に装着されたエンドレス吸引ベルト６８であって、第２ベルトコンベア２２と同じ速度で駆動されるエンドレス吸引ベルト６８を更に備えるという点で、図３に示す既知の装置とは異なる。

使用中に、配送ホイール１２により第１エンドレスベルトコンベア１４に配送される当接するフィルタロッドセグメント２、４が吸引ベルト６８の上流端に到達すると、それらは、ベルト６８に与えられる吸引によりベルト６８に対して保持され、そして連続的に延びる紙ウェブ１８に向かって下流に搬送される。ベルトの下流端では、吸引が解放され、フィルタプラグ２、４が紙ウェブ１８に配置され、この紙ウェブは、次いで、ガーニチャーのような既知の折り曲げ機構を使用してそれらの周りで折り曲げられて、連続的な合成フィルタロッド２０を形成する。この連続的な合成フィルタロッド２０は、その後、下流のカッティングヘッド２４のロータリナイフ２８により個別の合成フィルタロッド２６へと切断される。

図７の装置では、フィルタロッドセグメント２、４は、吸引ベルト６８により、配送ホイール１２から吸引ベルト６８の下流端７２までの全経路に沿って固定の相対的位置に保持され、下流端では、それらが解放され、紙ウェブ１８により巻かれてその位置でのり付けされる。従って、フィルタロッドセグメント２、４の互いの移動、又は紙ウェブ１８及びカッティングヘッド２４に対するその移動が防止される。それ故、図３及び４に示す形式の既知の装置に比して、図７に示す本発明の装置を使用して製造される個別の複合ロッドの外部フィルタセグメント長さの精度が高まると共に、製造中に生じる浪費のレベルが減少される。

複数の均一に離間される歯は、図５に示す第１実施形態のものと同様でもよいし、図７に示す装置の第４実施形態による装置のエンドレス吸引ベルト６８の外側に設けられてもよいことが明らかであろう。

図３及び４に示す形式の既知の装置と対照的に、本発明の第１、第２、第３及び第４実施形態による装置の運転速度は、製造される個別の複合フィルタロッドの品質を下げずに、高めることができ、一方、図３及び４に示す形式の既知の装置では、製造される個別の複合フィルタロッドの外部フィルタロッドセグメントの長さの信頼性が、加工速度の増加と共に更に低下した。

本発明による装置は、図１ａ及び２ａに示すものとは異なる構造の複合フィルタロッドを製造するのに使用できることが明らかであろう。例えば、本発明による装置は、グループ８が単一のセルロースアセテートフィルタセグメントであるような図２ａに示す形式の凹所フィルタロッドを製造するのに使用できる。更に、配送ホイールにより装置へ供給される一連のフィルタロッドセグメントは、異なる長さ及び／又は形式のフィルタロッドセグメントを交番させることを含んでもよい。更に、本発明の装置で作られる凹所フィルタロッドにおけるエアギャップ６には、既知の配送装置、例えば、図６に示す本発明の第２実施形態による装置の第３ホイール６４とガーニチャー又は他の既知の折り曲げ機構との間に取り付けられた炭素配送装置により、炭素及び／又は他の吸着材料が充填されてもよい。

例示的合成フィルタロッドにおけるフィルタロッドセグメントの概略図である。 例えば、連続する合成フィルタロッドの不正確な切断により生じる図１ａの合成フィルタロッドの外部フィルタロッドセグメントの長さの変化を示す図である。 例示的な２アップ凹所フィルタロッドにおけるフィルタロッドセグメントの概略図である。 例えば、連続する凹所フィルタロッドの製造中にフィルタロッドセグメントの移動により生じる図２ａの凹所フィルタのエアギャップの長さの変化を示す図である。 図１ａに示す形式の個別の合成フィルタロッドを製造する既知の装置の概略図である。 図２ａに示す形式の個別の凹所フィルタロッドを製造する既知の装置の概略図である。 複合フィルタを製造する本発明の第１実施形態による装置の概略図である。 複合フィルタを製造する本発明の第２実施形態による装置の概略図である。 合成フィルタを製造する本発明の第４実施形態による装置の概略図である。

Claims (10)

1. 複数のセグメントで構成されるロッドを製造する装置であって、
   複数のセグメント(2,4)を経路に沿って供給するフィーダ(12)と、
   該フィーダ(12)より下流にあって、材料のウェブ(18)で前記複数のセグメントを巻いてロッド(20)を形成するための巻き付け装置と、
   前記フィーダ(12)と巻き付け装置との間の位置で動作して、前記複数のセグメント(2,4)から整列されたセグメントの流れを形成し、そしてその整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記巻き付け装置へ搬送するための合成器(52,68)と、
   前記ロッド(20)を、複数のセグメントで各々構成された複数の個別のロッドへと切断するためのカット手段(24,28)と、
   を備えた装置において、
   前記合成器(52)は、前記整列されたセグメントの流れを前記巻き付け装置へ搬送するときに前記整列されたセグメントの流れにおいてセグメントの整列を維持して、使用中に、その流れにおける前記セグメントの相対的移動が、前記合成器から前記巻き付け装置に至る前記経路の全長にわたって実質的に防止されるようにし、
   前記合成器(52,68)は、前記経路に一部分平行に移動するように装着されたエンドレスベルト(52)を備え、当該エンドレスベルト(52)の外面は、前記整列されたセグメントの流れにおける前記セグメントの整列を維持するための複数の長手方向に離間されたスペーサ(54)を有することを特徴とする装置。
2. 前記エンドレスベルト(52)の面は、使用中に真空を引くことのできる複数の穴を有する、請求項１に記載の装置。
3. 複数のセグメントで構成されるロッドを製造する装置であって、
   複数のセグメント(2,4)を経路に沿って供給するフィーダ(12)と、
   該フィーダ(12)より下流にあって、材料のウェブ(18)で前記複数のセグメントを巻いてロッド(20)を形成するための巻き付け装置と、
   前記フィーダ(12)と巻き付け装置との間の位置で動作して、前記複数のセグメント(2,4)から整列されたセグメントの流れを形成し、そしてその整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記巻き付け装置へ搬送するための合成器(52)と、
   前記ロッド(20)を、複数のセグメントで各々構成された複数の個別のロッドへと切断するためのカット手段(24,28)と、
   を備えた装置において、
   前記合成器(58)は、前記整列されたセグメントの流れを前記巻き付け装置へ搬送するときに前記整列されたセグメントの流れにおいてセグメントの整列を維持して、使用中に、その流れにおける前記セグメントの相対的移動が、前記合成器から前記巻き付け装置に至る前記経路の全長にわたって実質的に防止されるようにし、
   前記合成器(58)は、前記経路に垂直な軸の周りで回転するように装着された少なくとも１つのホイール(60,62,64)を備え、当該ホイール(60,62,64)の外面は、前記整列されたセグメントの流れにおける前記セグメントの整列を維持するための複数の周囲に離間されたスペーサ(66)を有することを特徴とする装置。
4. 前記フィーダ(12)に接近した前記合成器(58)のホイール(60)における隣接スペーサ(66)間の間隔は、前記合成器(58)の他のホイール(62,64)における隣接スペーサ(66)の間の間隔より大きいことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記ホイール(60,62,64)の外周面には、使用中に真空を引くことのできる複数の穴が設けられる、請求項４に記載の装置。
6. １つ以上のセグメントがエアギャップ(6)である複数のセグメントで構成されるロッドを製造するためのものであって、各スペーサ(54,66)の巾が前記エアギャップ(6)の巾にほぼ等しい、請求項２乃至５のいずれか一つに記載の装置。
7. 複数のセグメントで構成されるロッドを製造する方法であって、
   複数のセグメント(2,4)を経路に沿って第１位置へ供給するステップと、
   前記第１位置において前記複数のセグメント(2,4)から整列されたセグメントの流れを形成するステップと、
   前記整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記第１位置から第２位置へ搬送するステップと、
   前記第２位置において前記セグメントの流れを材料のウェブ(18)で巻いてロッド(20)を形成するステップと、
   前記ロッドを繰り返し切断して、複数のセグメント(2,4,6)で各々構成された複数の個別のロッドを形成するステップと、
   を備えた方法において、
   前記搬送ステップ中に、前記整列されたセグメントの流れにおいて前記セグメントの整列を維持して、その流れにおけるセグメントの相対的移動が、前記第１位置と第２位置との間で実質的に防止されるようにするステップを更に備え、
   方法は、
   合成器（52,68）を用いて、前記第１位置において前記整列されたセグメントの流れを形成するステップと、前記整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記第１位置から第２位置へ搬送するステップとを有し、当該合成器(52,68)は、前記経路に一部分平行に移動するように装着されたエンドレスベルト(52)を備え、当該エンドレスベルト(52)の外面は、前記整列されたセグメントの流れにおける前記セグメントの整列を維持するための複数の長手方向に離間されたスペーサ(54)を有することを特徴とする方法。
8. 複数のセグメントで構成されるロッドを製造する方法であって、
   複数のセグメント(2,4)を経路に沿って第１位置へ供給するステップと、
   前記第１位置において前記複数のセグメント(2,4)から整列されたセグメントの流れを形成するステップと、
   前記整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記第１位置から第２位置へ搬送するステップと、
   前記第２位置において前記セグメントの流れを材料のウェブ(18)で巻いてロッド(20)を形成するステップと、
   前記ロッドを繰り返し切断して、複数のセグメント(2,4,6)で各々構成された複数の個別のロッドを形成するステップと、
   を備えた方法において、
   前記搬送ステップ中に、前記整列されたセグメントの流れにおいて前記セグメントの整列を維持して、その流れにおけるセグメントの相対的移動が、前記第１位置と第２位置との間で実質的に防止されるようにするステップを更に備え、
   方法は、
   合成器（58）を用いて、前記第１位置において前記整列されたセグメントの流れを形成するステップと、前記整列されたセグメントの流れを前記経路に沿って前記第１位置から第２位置へ搬送するステップとを有し、当該合成器(58)は、前記経路に垂直な軸の周りで回転するように装着された少なくとも１つのホイール(60,62,64)を備え、当該ホイール(60,62,64)の外面は、前記整列されたセグメントの流れにおける前記セグメントの整列を維持するための複数の周囲に離間されたスペーサ(66)を有することを特徴とする方法。
9. 前記第１位置において前記複数のセグメントから１つ以上のセグメント(2,4)の離間されたグループ(8)で構成される整列されたセグメントの流れを形成するステップを更に備えた、請求項７又は８に記載の方法。
10. １つ以上のセグメントがエアギャップ(6)である複数のセグメントで構成されるロッドを製造する請求項９に記載の方法。

Images