JP5701443B2 - フィルタセグメントの組を供給する装置の着脱式カッティングヘッド、着脱式カッティングヘッドの駆動装置、及び着脱式カッティングヘッドの交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、たばこ産業におけるフィルタセグメントの組を供給する装置の着脱式カッティングヘッド、着脱式カッティングヘッドの駆動装置、及び着脱式カッティングヘッドの交換方法を対象とする。

マルチセグメントフィルタを製造する機械において、複数の異なるフィルタセグメントを複数の供給装置から供給する必要がある。従来のセグメント供給装置の１つとして、フィルタセグメントの組を供給する装置があり、この装置では円形ナイフを備えたカッティングヘッドを用いて、ドラム上を移送される１本のフィルタロッドを切断することで１組のセグメントを形成する。特許文献１（英国特許第１０４３７０６号明細書）より、ナイフシャフトに取り付けられた複数の円形ナイフを備えた着脱式カッティングヘッドが開示されているが、ここでは動力伝達及びナイフシャフトの連結はカッティングヘッドのハウジングに配置された歯車によって行われる。円形ナイフの交換にはナイフが取り付けられたナイフシャフトを解体することが必要となるが、ここでシャフトをハウジングから押し出す間に、ナイフは続けてシャフトから滑り落ち、ハウジング内にとどまる。新しい円形ナイフを取り付けるために、ナイフシャフトはハウジング内に押し入れられ、その後続けてナイフは部分的にハウジング内に挿入されているシャフトに取り付けられる。

英国特許第１０４３７０６号明細書

本発明は、フィルタロッドの横移動のための溝を有するドラムコンベアを備えた、フィルタセグメントを供給する装置の着脱式カッティングヘッドであって、当該ヘッドのハウジング内に固定されたナイフユニットに配置された円形ナイフを備え、フィルタセグメントを供給する装置内の位置合わせのための基準面を備えたヘッドのハウジングと、ナイフユニット及び導出チャネルの位置合わせのためのシーティングと、円形ナイフをもつナイフユニットとを備えることを特徴とする着脱式カッティングヘッドを対象とする。位置合わせ用シーティングは、円形ナイフが重なり合わないように配置されている。

また、本発明のヘッドは、ナイフユニットの位置合わせのための第２基準面を備えることを特徴とする。

さらに、本発明のヘッドは、ナイフシャフトが異なる長さを有することを特徴とする。

あるいは、本発明のヘッドは、ナイフシャフトが同じ長さを有することを特徴とする。

また、本発明は、フィルタロッドの横移動のための溝を有するドラムコンベアを備えた、フィルタセグメントを供給する装置内の着脱式カッティングヘッドの駆動装置であって、当該駆動装置がフィルタセグメントを供給する装置に可動的に取り付けられており、さらに駆動装置の位置合わせのための手段と、カッティングヘッドのナイフシャフトと連動する駆動シャフトの組とを備えることを特徴とする駆動装置を対象とする。

本発明の駆動装置は、駆動シャフトが異なる長さを有することを特徴とする。

必要に応じて、本発明の駆動装置は、駆動シャフトが同じ長さを有することを特徴とする。

また、本発明は、着脱式カッティングヘッドと、駆動装置とを接続する方法であって、前記カッティングヘッドがフィルタロッドの横移動のための溝を有するドラムコンベアを備えた、フィルタセグメントを供給する装置に、前記カッティングヘッドの基準面と前記装置の基準面とが接するように配置するステップと、駆動シャフトに対するナイフシャフトの角度位置を定めるステップと、駆動ユニットを位置合わせ手段によりカッティングヘッドへとシフトするステップと、その後にナイフシャフトと駆動シャフトとを連結するステップとを含むことを特徴とする、方法を対象とする。

本発明の方法は、駆動シャフト又はナイフシャフトが異なる長さを有する場合又は互いに対してシフトしている場合にナイフシャフトの角度位置及び駆動ユニットのシフトが、ナイフシャフトについて継続的に影響を受けることを特徴とする。

本発明の着脱式カッティングヘッドのナイフシャフトの駆動源は、ヘッドのハウジングの外に配置されており、このためカッティングヘッド自体が従来のヘッドと比較して簡略化された構造を有することとなり、潤滑性を要し得る駆動システムの素子がフィルタセグメントのフローの領域から離れた構造となっている。さらに、円形ナイフの交換は、駆動システムにおける干渉を要しない。カッティングヘッドを取り外した後に、各ナイフシャフトユニットを他のユニットとは完全に独立して取り外すことができ、これにより摩耗又は損傷したナイフの交換が大いに高速化され、容易となる。

フィルタセグメントの組を供給する装置を示す図である。 ２本のナイフシャフトをもつカッティングヘッドの斜視図である。 ３本のナイフシャフトをもつカッティングヘッドを示す図である。 非連結位置における、位置を変更するための手動引張り棒を備えた、カッティングヘッドの駆動装置を示す図である。 連結位置における、図４の装置を示す図である。 非連結位置における、位置を変更するためのアクチュエータを備えた、カッティングヘッドの駆動装置を示す図である。 連結位置における、図６の装置を示す図である。

添付図面において、本発明の対象の好適な実施形態を示す。
図１は、主板３に取り付けたフィルタロッド２用のホッパー１を備えた、フィルタセグメントの組を供給するための装置を示す。ホッパー１の下には、外周面に複数の溝（flutes）５を備えたカッティングドラム４があり、ホッパー１からのフィルタロッド２は当該複数の溝５に配置されて、移送される。フィルタロッド２はそれらの軸線に対して横方向、すなわち矢印で示したドラムの回転方向に運ばれ、円形ナイフ６によりセグメントとなるように切断される。円形ナイフ６は、カッティングヘッド９のハウジング８内に取り付けられたナイフシャフト７に取り付けられている。動作中、円形ナイフ６の切削エッジは、ドラム４の外周溝に挿入される。フィルタロッドを切断して作りだすフィルタセグメントの数量に応じて、カッティングヘッド９はナイフシャフト７に取り付けた、１組以上の円形ナイフ６を備える。以下、ナイフ６をもつナイフシャフト７、距離スリーブ、スペーサ、ベアリング、及び以下に述べる他の素子を、ナイフシャフトユニット１０又はナイフユニット１０と称する。フィルタロッド２を切断することで得られるフィルタセグメント１１の組は、通常、溝５の最下部にて回収される。ハウジング８にある開口部１２は、ヘッド９の位置合わせに用いられる。ハウジング８を、主板３に取り付けられたマンドレル１３に通した後、前記ハウジング８は主板３又は他の抵抗素子にもたれさせる。作動位置において、ハウジングはさらに主板３に固定された抵抗素子１４にもたれさせる。簡略化のために、カッティングヘッド９を固定するためのボルトは図面に示していない。図２は、ナイフユニット１０の２本のシャフト７を備えるカッティングヘッド９を示すが、ナイフユニット１０はさらに、ナイフ６と、ナイフどうしの間の距離スリーブ及びスペーサと、スリーブ１６と、ベアリングと、連結素子と、手動シャフト回転のための末端部１９とを含む。ユニット１０は、ハウジング８の位置合わせ用シーティング２０及び２１に配置されており、ベアリングを備えたスリーブ１６は穴２１に押し込まれており、前記スリーブのフランジ１７は面２２によって支えられており、ベアリング１８は穴２０に押し込まれている。簡略化のために、スリーブ１６をハウジング８に固定する接続素子は図面において省略している。ナイフシャフト７には末端部１９が取り付けられており、前記末端部によってシャフト７をナイフ６とともに手動で回転することができる。

穴２１には、ナイフユニット１０の取り外しを容易にする導出チャネル２５がある。図３は、３つのユニット１０をもつカッティングヘッド９を示す。中央のユニット１０はその作業位置から軸線方向にせり出しており、他のユニット１０とは独立して、シャフト７の回転軸線に対して略垂直方向に、シャフト７の直径よりも大きな幅をもつ導出チャネル２５を介して、ハウジング８から取り外すことができる。ナイフ６の外側端縁が、ナイフ６の面に対して垂直方向に観たときに、互いに重ならないため、各中央ユニット１０を、他のユニットと独立して、軸線方向に変位させることが可能である。

カッティングヘッドのハウジング８は、互いに平行な２つの面２２及び２３を備える。基準面２３は主板３に対してもたれるように配置されており、これによりハウジング８の主板３に対する位置合わせが可能となる。面２３の反対側の面２２は、ナイフユニット１０の位置合わせのための基準面である。さらに、ナイフ７は、距離スリーブによって、面２２によって支えられているフランジ１８に対して精度よく配置されている。本明細書の記載より明らかであるように、カッティングヘッドの構造が、損傷又は摩耗したナイフを容易に交換することを可能にし、カッティングドラムとの間で相対位置が合わせられた板３に対する、ナイフ７の正確な位置を確実に維持する。ナイフのうちの１つが損傷した場合には、カッティングヘッド９は、支持板３又は他の支持素子から取り外される。ヘッド９は、カッティングドラムから偏向されてから、マンドレル１３から押し下げられる。ナイフユニット１０を押し出してから、損傷又は摩耗したナイフ６の交換が行われるが、この交換の間距離スリーブ及びスペーサの位置を維持され、スリーブ１６のフランジ１７に対するそれらの位置の確認が行われる。交換したナイフをもつユニット１０は、ユニットの軸線に対して横方向に、カッティングヘッドのハウジング内へと押し込まれ、さらに軸線に沿って押し込まれてから連結素子を用いて固定される。このような方法で得られたカッティングヘッドは、案内マンドレルに配置され、支持体に対してもたれさせられ、カッティングドラム４の方向に回転させられてから、主板にネジ止めされる。以下に、カッティングドラムのナイフシャフトと駆動装置とを連結する方法を示す。

図４は、モータ３２を取り付けた支持体３１を備えたカッティングドラムの駆動装置３０を示す。装置３０は駆動シャフトを備える。ベルト３３によって駆動される駆動装置３０の各駆動シャフト３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは支持板３１に取り付けられており、その一端に駆動ホイール３４を、もう一端に連結素子４０を有し、駆動シャフト３５Ａ、３５Ｂ及び３５Ｃはそれぞれ異なる長さを有する。図面に示す実施形態において、シャフト３５Ａが最も長く、シャフト３５Ｃが最も短い。また、駆動シャフトは、歯車又は他のあらゆる種類のギアによって駆動することができる。駆動装置３０は、駆動シャフト３５の軸線に対応する方向に水平に移動することを可能にする、典型的なリニアガイド（図示せず）に取り付けられている。ここで連結素子４０と連結素子４１とが接触していないときは、図４の装置３０は非連結位置にあり、駆動力は、カッティングヘッド９のナイフシャフト７へと伝達されない。図面において、カッティングヘッド９のハウジング８のホイール郭のみが破線で示されており、ハウジングは基準面２８にもたれている。駆動装置３０の位置の変更は、手動引張り棒３８の形態をした、装置の位置合わせ手段によって行われる。ヘッド９のナイフシャフト７を連結するために、操作者は、引張り棒３８を用いて、シャフト３５Ａに取り付けられた連結素子４０と、ナイフシャフト７に取り付けられたそれぞれの連結素子４１とが接触するまで、矢印が示す方向に駆動装置３０をシフトさせる。このとき、連結素子４１の角度位置を素子４０に合わせて、素子４０と４１との、ひいてはシャフト３５Ａとシャフト７との係合を可能にするために、シャフト７及び素子４１を、末端部１９によって、手動で回転させる。素子４０及び４１は、任意の既知の着脱継手（disengaging coupling）とすることができる。シャフト３５Ａとシャフト７とを係合させた後に、操作者は、引張り棒３８によって、シャフト３５Ｂに取り付けられた連結素子４０と各ナイフシャフト７に取り付けられたそれぞれの連結素子４１とが接触するまで、駆動装置をシフトする。シャフト３５Ａの場合と同様に、シャフト３５Ｂと対応するシャフト７とが係合することを可能にするために、シャフト７を回転させる。シャフト３５Ｃの場合にも、工程はシャフト３５Ａ及び３５Ｂの場合と同様である。図５は、全てのナイフシャフト７が駆動シャフト３５Ａ、３５Ｂ、及び３５Ｃと連結した後の装置３０の位置を示す。

図６に示す実施形態は、駆動装置３０と同様の素子を含む駆動装置３０′を示す。板３１′は、操作者による駆動装置の手動でのシフトの代わりとなる空圧アクチュエータ４３と連動するように構成されている。この実施形態において、駆動シャフト３５どうしは互いに同じ長さを有する一方で、ナイフシャフト７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃはそれぞれ異なる長さを有する。シャフト７Ａが最も長く、シャフト７Ｃが最も短い。先の実施形態と同様に、駆動シャフト３５は連結素子４０を備え、ナイフシャフト７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃは連結素子４１を備える。駆動装置３０′の位置の変更は、空圧アクチュエータ４３の形態をした、装置の位置合わせ手段によって行われる。ヘッド９のナイフシャフト７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃを連結するために、空圧アクチュエータ４３は、シャフト３５に取り付けられた連結素子４０と、ナイフシャフト７Ａに取り付けられた対応する連結素子４１とが接触するまで、矢印が示す方向に駆動装置３０′をシフトさせる。このとき、連結素子４１の角度位置を素子４０に合わせて、素子４０と４１との、ひいてはシャフト３５とシャフト７との係合を可能にするために、シャフト７を、末端部１９によって、手動で回転させる。シャフト３５とシャフト７Ａとを係合させ後に、空圧アクチュエータ４３は、シャフト３５に取り付けられた連結素子４０とナイフシャフト７Ｂに取り付けられた、対応する連結素子４１とが接触するまで、駆動装置をシフトする。シャフト７Ａの場合と同様に、シャフト３５とシャフト７Ｂとが係合することを可能にするために、シャフト７Ｂを回転させる。シャフト７Ｃの場合にも、工程はシャフト７Ａ及び７Ｂの場合と同様である。図７は、ナイフシャフト７Ａ、７Ｂ、及び７Ｃと駆動シャフト３５とが連結した後の装置３０′の位置を示す。上記の実施形態はいずれも、個々のナイフシャフトと駆動シャフトとの、順次の連結に関連する。順次のシャフト連結は、駆動シャフトが互いに同じ長さを有し、同じ長さを有するナイフシャフトが互いに対して軸線方向にシフトしている場合にも必要となる。全て同じ長さを有する駆動シャフト及び軸線方向に互いにシフトしていない、全て同じ長さを有するナイフシャフトを用いた場合、駆動装置のシフト中に、全ての組のシャフトを同時に連結することを可能にするためには、全ての連結素子の、同時の角度的位置合わせが必要となる。駆動装置の位置の変更には、空圧式駆動、電動駆動、又は電磁駆動を備えた他のアクチュエータ素子を用いることができる。

Claims (5)

1. フィルタセグメントを供給する装置内の着脱式カッティングヘッドのための駆動装置であって、
   前記フィルタセグメントを供給する装置は、フィルタロッドの横移動のための溝を有するドラムコンベアを備え、
   前記駆動装置が、前記フィルタセグメントを供給する装置内で可動に取り付けられており、
   前記駆動装置が、
   該駆動装置（３０、３０′）の位置合わせのための手段（３８、４３）と、
   カッティングヘッド（９）のナイフシャフト（７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）と連動する駆動シャフト（３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）の組と、
   を備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動シャフト（３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）が互いに異なる長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記駆動シャフト（３５）が互いに同じ長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
4. 着脱式カッティングヘッドと駆動装置とを接続する方法であって、
   前記カッティングヘッドが、フィルタセグメントを供給する装置内に、前記カッティングヘッドの基準面（２３）と前記装置（２８）の基準面とが接するように配置されるステップであって、前記装置が、フィルタロッドの横移動のための溝を有するドラムコンベアを備えている、ステップと、
   駆動シャフト（３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）に対するナイフシャフト（７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）の角度位置を定めるステップと、
   駆動装置（３０、３０′）を位置合わせ手段（３８、４３）によりカッティングヘッド（９）へとシフトさせ、前記ナイフシャフト（７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）と前記駆動シャフト（３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）とを連結するステップと、
   を含むことを特徴とする、方法。
5. 前記駆動シャフト（３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ）又は前記ナイフシャフト（７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が互いに異なる長さを有する場合又は互いに対してシフトされている場合に、前記ナイフシャフト（７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）の角度位置の位置合わせ及び駆動ユニットのシフトが、前記各ナイフシャフトについて順次に行われることを特徴とする、請求項４に記載の方法。