JP5801198B2 - 切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、切断装置及び切断する方法に関し、特に、限るわけではないが、タバコの葉のような積層製品の一部を切断するための切断装置及び切断する方法に関する。

タバコの葉は、１次タバコ工程で紙巻タバコ製造のために加工される。タバコの葉の積層部分は、圧縮され、次いで、切断装置で切断され、紙巻タバコ製造に適したタバコの小片を作る。典型的な切断工程では、切断の幅は、０．７ｍｍ乃至１．０ｍｍである。製造されたタバコストランドの長さは、非常に可変であり、１ｍｍ以下ないし２００ｍｍ以上の長さに変動する。小片の最大長さは、切断される薄片部分のサイズに依存し、結局は、これら薄片部分のサイズは、葉が来る部分からの葉の寸法に依存する。

刻みタバコ内の長い小片の存在は、伝統的に有利であると考えられ、製品品質の指標であると考えられていた。しかしながら、長い小片は製品のさらさらした性質を減じ、紙巻タバコ製造を含む紙巻タバコ製造までの全ての段階で、加工の非均一性の問題を引き起すことを示していた。これらの問題を克服するために、刻みタバコのストランドの最大長さを制限する種々のやり方が考案されてきた。この一定のストランド長さの刻みタバコの１つの特徴は、それが普通に刻まれた材料よりもはるかにさらさらと自由でなめらかに流れることである。これは、製品が加工中に他のタイプのタバコ混合成分ともっと容易に混合され、且つ乾燥工程、及び風味をタバコに加える工程においてより高度の加工均一性が達成されることを意味する。また、一定なストランド長さの製品を加工する場合には、紙巻タバコ製造装置によって製造された紙巻タバコの重さの変動を著しく減少させることが発見された。

城郭形の或いはリブ付きのナイフの使用によって刻みタバコのストランドの最大長さを制限する技術の例が、WO85/104616に記載されている。かかる手段の適用によって、タバコのストランドの最大長さは、ナイフのリブの間の距離、或いは変形としてナイフの溝のピッチに制限される。通常、最大ストランド長さは、２０ｍｍ乃至４０ｍｍに制限されているが、他の寸法が実行可能である。WO85/104616に記載されている溝付きの或いはリブ付きのナイフのタイプは、ナイフの所要形状或いは輪郭への準備及び機械加工のために作るのに費用がかかる。

安価な装置と、簡単且つ安価な工程とを用いて、制限された最大長さに切断されたタバコストランドを作ることが望ましい。

第１の側面によると、本発明は、標準の輪郭のないナイフを備えたタバコ切断装置を用いて一定のストランド長さ効果を生じさせるための方法を提供する。

本発明は、標準平ナイフを切断装置ナイフ研磨システムの特別な運転モードと組合せて利用することによって、上述するように、刻みタバコのストランドの最大長さを制限させる。

リブ付きの又は溝付ナイフの使用のデメリットは、ナイフ材料の大部分を、ナイフの製造中、高価且つ正確な機械加工操作によって除去しなければならないことである。このことの結果、これらの消費部材の費用が、同等の標準ナイフの費用の数倍となる。

第２の側面によると、本発明は、切断装置であって、切断されるべき材料を切断位置に送出するためのあご組立体によって画成された口部と、切断刃を有する少なくとも１つのナイフを有する切断ドラムと、を含み、前記切断ドラムは、駆動手段を有し、前記少なくとも１つのナイフの前記切断刃が切断されるべき材料とほぼ垂直に配置されるように前記口部とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転可能であり、前記少なくとも１つのナイフの前記切断刃から材料を除去するためのグラインダを含み、前記グラインダは、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の移動で、及び前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の移動で、前記切断刃と接触させるように構成される、ことを特徴とする切断装置を提供する。

切断装置に切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向とほぼ垂直な方向の移動との組合わせで作動するグラインダを設けることによって、一定なストランド長さ切断操作を標準の輪郭のないナイフによって達成することができる。使用されるナイフは、均一の厚さのものであり、費用のかかる機械加工操作で作られる必要がない。かくして、この装置の全費用が、減少され、そして取替えパーツがより容易に得られる。各ナイフは、切断ドラムの回転の軸線から離れる方向に及び口部での切断位置に向かって、送られるように構成され、この構成によって、ナイフが切断位置に向かって移動され且つ切断されるべき材料に繰り返し信頼性の高い切断を有利に行うことができる。複数のナイフ、例えば８個乃至１０個の範囲の数のナイフがあってもよい。

グラインダは、グラインダを砥がれるべきナイフに容易にアクセスさせることができ、且つ切断刃が仮想の円筒面上にあるように配置されるように、切断位置で切断ドラムの回転軸線とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転されるように構成される。

切断装置は、切断されるべき材料を切断位置で圧縮するためのクランプ装置を備えていてもよい。この構成によって、切断されるべき材料が、押し出され及び圧縮される方法で且つほぼ均一な組成で切断刃に与えられる。

１つ又は２つ以上のコンベヤバンド或いはコンベヤベルトがあご組立体を形成している。

好ましくは、切断装置は、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向のグラインダの移動を制御するように構成された制御組立体を含む。より好ましくは、制御組立体は、グラインダの移動を、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ又は２つ以上の不連続の移動に制御するように構成され、グラインダはほぼ溝形運動で移動する。変形実施形態では、制御組立体は、グラインダの移動を、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ又は２つ以上の漸進的な移動に、制御するように構成され、グラインダは波形運動で移動する。これらの形態の切断装置及び制御組立体は、ナイフに標準的でない輪郭を設けるときに特に有用であることが見出される。

好ましくは、制御組立体は、グラインダの移動を、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向に制御するように構成され、且つ、切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向のグラインダの移動を制御するように構成され、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向のグラインダの移動速度は、切断装置の回転軸線とほぼ平行な方向のグラインダの移動速度よりも速い。この形態は、ナイフを溝形の輪郭で研磨するために特に有用であることが分かった。制御組立体は、ピボットアーム及びギア付ステッパを含んでもよい。制御組立体は、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向のグラインダの移動を０．２ｍｍ乃至２．５ｍｍの範囲に調整するのがよく、材料の一定長さ部分を切断するために特に有用であることが分かった。

好ましくは、少なくとも１つのナイフの切断刃は、切断刃が口部に一致するように配置されるのがよい。ナイフと口部パーツの間の最小の隙間が切断幅中の全ての点で維持されるように、口部パーツにナイフの輪郭に対応する輪郭を設けることが好ましい。

第３の側面によると、本発明は、前記切断装置で構成される、一定なストランド長さのタバコの製造方法を提供する。

第４の側面によると、本発明は、一定なストランド長さのタバコの製造方法であって、切断されるべきタバコの材料を、あご組立体によって画成された口部での切断位置に送出するステップと、切断刃を有する切断ドラムを、前記切断刃が切断されるべき前記材料とほぼ垂直に配置されるように前記口部とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転させるステップと、グラインダを、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の移動及び前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の移動で、前記切断刃と接触させて、前記切断刃に切断輪郭を研磨するステップとを含むことを特徴とする。

グラインダを移動させるステップは、グラインダを切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向と切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ或いは２つ以上の別々の移動で、移動させて、切断刃に溝形の輪郭を研磨するステップを含んでもよい。

グラインダを移動させるステップは、グラインダを、切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向と切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ或いは２つ以上の漸進的な移動で、移動させて、切断刃に波形の輪郭を研磨するステップを含む。

前記方法は押し出されたタバコ材料をあご組立体で圧縮するステップを含んでもよい。

本発明の好ましい実施形態の詳細な説明では、次の用語が使用され且つ下に述べられる。

第１長手方向寸法及び第２長手方向寸法が記載される。第１長手方向寸法は、切断ドラムの回転軸線にほぼ沿って測定される寸法であり、また、下記に（例えば切断されたストランドの）長さ及び（例えば切断ドラムの）幅と称される。従って、タバコの切断されたストランドの長さは、ほぼ切断ドラムの回転軸線の方向のストランドの寸法の測定値である。従って、切断ドラムの幅は、その回転軸線とほぼ平行な方向の切断ドラムの寸法の測定値であり、したがって、口部の幅は、切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向での口部開口の寸法の測定値である。

”横方向の移動”は、切断ドラムの回転軸線とほぼ平行、かくして長さ寸法に沿う方向での移動を意味する。

第２長手方向寸法は、下記に幅又は深さ若しくは厚さとも称される切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直に測定された寸法である。従って、切断の幅又は深さは、切断ドラムの回転の軸線とほぼ垂直な平面での切断の寸法である。従って、タバコの切断されたストランドの幅又は厚さは、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な平面で測定された切断されたストランドの寸法である。

”半径方向の移動”は、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向での移動を意味する。”輪郭”は、切断されるべき材料に作用するナイフの切断刃を意味し、また、輪郭は、グラインダの作用によってナイフ先端に生じる研磨面の形状である。”別々の”は、パラメータ、例えば、寸法、状態或いは運転条件の変更、実質的なステップの変更を意味する。

本発明を、添付図面を参照して、単に例示として、より詳細に説明する。

本発明の切断装置を形成する構造に適した従来設計のたばこ切断機の断面図である。 図１のたばこ切断機の切断ドラムのさらなる詳細の側面図である。 本発明の切断装置の一部の側面図である。 グラインダーの移動の範囲を示す本発明の切断装置の概略図である。 本発明により作らされるナイフ先端の形状の概略図である。 図５のナイフ先端の側面図である。

在るタイプの典型的な在来のタバコ切断機及び本発明の切断装置を形成するようになっているタバコ切断機を、図１及び図２の装置を参照して説明する。切断装置は、振動供給装置１と、モニター２と、入ってくる低密度のタバコの薄片を圧縮して口部５を通って切断ドラム６に向かって搬送する２つの先細送りバンド３、４とを含む。好ましい実施形態では、各送りバンド３、４は、圧縮加重部品を備えたコンベヤベルトの形態である。送りバンド３、４は、口部５のあご組立体を形成し、一緒になって、タバコ層が通過し且つ圧縮されるプレナムを画成する。

切断ドラム６は、軸受け間で支持され、且つ、ドラムが２００rpm乃至６００rpmの速度で回転するようにモーター（図示せず）によって駆動される。

切断ドラム６は、その円周に均等に配置された８個又は１０個のナイフ１２を備えるが、他の個数のナイフ１２を使用してもよい。図２は、切断ドラムをより詳細に示す。好ましい実施形態では、ナイフ１２は、口部５の全幅にわたって延びる厚さおおよそ１ｍｍ乃至１．５ｍｍの合金鋼の平板である。切断ドラム６は、口部５に隣接して位置決めされ、タバコの圧縮”チーズ”又は”ケーキ”が、口部５を通って、回転する切断ドラム６に向かって押し出される。切断ドラム６は、切断ドラム６の回転軸線が口部５とほぼ平行であるように配置される。切断されるべき押し出された材料”チーズ”の頂部から底部に、すなわち送りバンド４より上の位置から送りバンド３より下の位置に通る鋭利なナイフ１２の作用の結果、タバコのストランドが、切断され、その厚さは切断ドラム６の回転速度に対する押し出し速度の関数である。

タバコ切断機の在来の構成では、ナイフが、よくある間隔で切断ドラムから少しだけ外方に送出されている。回転砥石の形態のグラインダが、切断ドラムの幅を横切って連続的に横移動し、ナイフを鋭利にし且つナイフの鋭い傾斜輪郭を維持する。砥石の移動によって、口部からナイフ先端の半径及び切断ドラムの中心からナイフ先端の半径は確実に一定のままである。数回の横移動の後、砥石が、切断ドラムの軸線に向かって半径方向に、換言すれば半径の方向に送り移動され、その接触位置が、固定ダイヤモンドの作用によって、一定に保たれ、固定ダイヤモンドは、砥石がそのストロークの一端で固定ダイヤモンドを通過するとき、砥石を”修正”する。コンベヤベルト又は送りバンドの速度は、要求される切断幅を生ずるように、切断ドラムの速度との比率に制御される。

従来のタバコ切断機の運転の本発明の改良を、今、図１及び図３を参照してここに説明する。本発明の好ましい実施形態では、グラインダは、切断ドラム６の軸線と平行な軸線上に取付けられた砥石車７の形態を取っている。砥石組立体は、これを、切断ドラム６の周囲即ち外円周により近く或いは外円周からより遠く離れて正確に位置決めすることができるように配置されている。砥石７はモーターによって駆動され且つ回転される。砥石７及びそのモーターは、枢動アーム１５で支持されている。枢動アーム、かくして、砥石及びモーターは、ギア付きステッピングモーター１６及びねじ１７によって昇降される。砥石組立体は、横方向に、すなわち切断ドラム６の回転軸線と平行な方向に移動可能に位置決め装置に取付けられている。好ましい実施形態では、位置決め装置は、自身が切断ドラム６の幅にわたって移動することができるように線形軸受け１４によって支持された横移動トロリー１３である。砥石７の位置は、モーターによって駆動され、位置エンコーダーのような位置決め装置を備えた親ねじによって決定される。

所望の溝付ナイフ輪郭を達成するために、グラインダは、図４に示すような運動で次のように制御される

砥石７は、切断ドラム６を１回又は２回以上の横移動をして、ナイフ１２の外周を確立する。

次いで、砥石７は、１回又は２回以上の”突込み（plunging）”横移動をし、その間、砥石７は横移動にわたる所定位置で、ドラムの中心に向かって一定距離だけ移動される。半径方向のこれらの突込み移動は不意であってもよく、その場合は、溝付き効果が生じ、或いは変形例として、突込み移動はより漸進的であってもよく、その場合は波形又は波のようにうねる効果が生じる。

好ましい実施形態では、突込み移動の深さは、切断寸法の幅（又は深さ）と等しい、又はそれよりも大きい。個々のストランドが、溝又は波形部分の縁で完全に切断され、そしてストランド長さは、所望の最大値に制限される。もし半径方向の突込み移動が切断寸法の幅（又は深さ）よりも著しく小さいならば、ストランドは溝の縁で完全に切断されない可能性がある。ナイフの先端の研磨面の形状が、図５及び図６に示される。

種々の修正を、本発明の範囲から逸脱することなく記述された実施形態にしてもよい。ナイフ及びグラインダの数が異なっていてもよい。切断ドラムが１つ以上あってもよく且つ、切断されるべき材料の送出用の装置が１つ以上あってもよく、例えば、１つ以上のコンベヤ又は圧縮ラインが設けられてもよい。変形実施形態では、砥石車の回転の軸線或いは配列の向きが、一定角度で、或いは切断ドラムの軸線と異なる軸線に沿って設定されてもよい。さらに、他の回転速度の切断ドラム及び砥石車が予想されてもよい。

Claims (15)

1. 切断装置であって、
   切断されるべき材料を切断位置に送出するためのあご組立体によって画成された口部と、
   切断刃を有する少なくとも１つのナイフを有する切断ドラムと、
   前記切断ドラムは、駆動手段を有し、前記少なくとも１つのナイフの前記切断刃が切断されるべき材料とほぼ垂直に配置されるように前記口部とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転可能であり、
   材料を前記少なくとも１つのナイフの前記切断刃から除去するためのグラインダを含み、
   前記グラインダは、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転されるように構成され、
   前記グラインダは、ほぼ一定の半径を有する円筒面を有する筒を構成し、
   前記グラインダは、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向と、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向との両方への移動により、切断刃と接触させるように構成され、それにより、切断刃に切断輪郭を研磨することを特徴とする切断装置。
2. 前記ナイフが、前記切断ドラムの回転の軸線から離れる方向に及び前記口部での前記切断位置に向かって、送られるように構成される請求項１に記載の切断装置。
3. 切断面が研磨されるように材料が各ナイフから除去され、且つ切断刃が仮想の円筒面上にあるように配置されている、請求項１又は２に記載の切断装置。
4. さらに、前記切断位置で切断されるべき材料を圧縮するためのクランプ装置を含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載の切断装置。
5. 前記あご組立体は少なくとも２つのコンベヤバンドを含む、請求項１乃至４の何れか１項に記載の切断装置。
6. 前記グラインダの移動を前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向に制御する制御組立体をさらに含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の切断装置。
7. 前記制御組立体は、前記グラインダの移動を、前記切断刃に沿った所定の複数の位置において、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ或いは２つ以上の不連続の移動に制御するように構成され、前記グラインダは突込み横移動をされ、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向に城郭形に形成された切断刃を形成する、請求項６に記載の切断装置。
8. 前記制御組立体は、前記グラインダの移動を、前記切断刃に沿って、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ或いは２つ以上の漸進的な移動に制御するように構成され、前記グラインダは前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向に波形にうねるような切断刃を形成するように移動する、請求項１に記載の切断装置。
9. 前記制御組立体は、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の前記グラインダの移動を制御するように構成され、且つ、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の前記グラインダの移動を制御するように構成され、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の前記グラインダの移動速度は、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の前記グラインダの移動速度よりも速い、請求項６乃至８の何れか１項に記載の切断装置。
10. 前記制御組立体は、ピボットアーム及びギア付ステッパを含む、請求項６乃至９の何れか１項に記載の切断装置。
11. 前記制御組立体は、切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の移動を０．２ｍｍ乃至２．５mmの範囲に調整するように構成される、請求項６乃至１０の何れか１項に記載の切断装置。
12. 少なくとも１つのナイフの前記切断刃が、前記口部に対応するように配置される、請求項１乃至１１の何れか１項に記載の切断装置。
13. 一定なストランド長さのタバコの製造方法であって、
    切断されるべきタバコ材料をあご組立体によって画成された口部の切断位置に送出するステップと、
    切断刃を有する切断ドラムを、前記切断刃が切断されるべき前記材料とほぼ垂直に配置されるように前記口部とほぼ平行に配置された軸線を中心に回転させるステップと、
    グラインダを、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の移動と前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の移動とで、前記切断刃と接触させて、前記切断刃に切断輪郭を研磨するステップと、を含むことを特徴とする、製造方法。
14. 前記切断ドラムの回転の軸線が長手方向軸線であり、前記グラインダを前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の及び前記切断ドラムの回転の軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ或いは２つ以上の不連続の移動により、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向に城郭形に形成された前記切断刃を研磨するステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記切断ドラムの回転の軸線が長手方向軸線であり、前記グラインダを、前記切断ドラムの回転軸線とほぼ平行な方向の及び前記切断ドラムの回転軸線とほぼ垂直な方向の一連の１つ又は２つ以上の漸進的な移動で、移動させて前記切断刃に波形輪郭を研磨するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の製造方法。

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