JP6140186B2 - カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法及び装置一式 - Google Patents

カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法及び装置一式 Download PDF

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Description

本発明は、カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法及び装置一式に関する。
特に、本発明に係る方法及び装置一式は、タバコを含有する粘性のばら材料を金属カプセルに充填するため、及びその後金属カプセルをシールするために有利に使用できる。金属カプセルは、紙タバコ又は同様の製品を喫う感覚を使用者に与えることができるエアゾールを生成するよう設計された装置と一緒に使用できる。以後、本発明の範囲を限定することなく、この形式のカプセル及びこの形式の充填材料を参考にする。
この形式の装置は、例えば、国際特許出願第2009079641(A2)号から知られている。この装置において、物質を収容するための小型容器と容器閉鎖シートとから成る上記のタイプの物質を収容するカプセルは、装置の特殊なハウジングに挿入できる。シートは孔が穿たれ、吸引するための気化した物質がカバーに作られた穿孔部から外へ出るようにカプセルが加熱される。
上記の形式のカプセルを充填しシールするための先行技術の装置一式は、比較的作動速度が遅く、従って、この分野の操作者にとってあまり魅力的とは思えない。操作者は、信頼でき、同時に非常に高速の作動速度を保証できる装置一式を欲するだろう。
本発明の目的は、高速の作動速度及び絶対的信頼性を保証できる、カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法及び装置一式を提供することである。
従って、本発明は、特許請求の範囲において説明するように、カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法及び装置一式を提供する。
本発明について、本発明の非限定的実施例を示す添付図面を参照しながら説明する。
本発明に係る装置一式によって操作できるカプセルの軸方向の断面図である。 図1に示す形式の複数のカプセルを支持するように設計されたプレートの平面図である。 図2に示す形式の複数のカプセルを支持するように設計されたプレートの断面図である。 本発明に係る装置一式の立面図である。 本発明に係る装置一式の平面図である。 図4及び5の装置一式の一部の概略的立面図である。 図6の装置一式の部分の細部の拡大図である。 図6の装置一式の部分の細部の拡大図である。 図4の装置一式の別の実施形態である。
特に図4及び5を参照すると、参照番号1は、カプセル2にばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための装置一式全体を示す。
カプセル2は、金属材料特にアルミニウム又はアルミニウム合金を成形することによって作られ、図1に示すように、実質的に円錐台形の中空回転固体(hollow revolved solid)の形状を有し、僅かにテーパー状で土台において頂点を持ち、底部において円形ベース3によって閉鎖され、上部に円形開口部4を備え、上部側面ゾーンに環状狭小部5を有し、その上方に、中空回転固体が、半径方向外向きに突出して、縁壁6が水平面に乗るリングによって形成される。
カプセル2は、様々なタイプの材料を収容するために使用でき、材料をカプセル2内に閉鎖するためには様々な操作又は定量供給が必要である。
この装置一式1において、カプセル2は、移動プレート8に作られたそれぞれの垂直貫通ハウジング7の中へ、それぞれの開口部4を上向きにして挿入した後、下に説明する各種処理作業ステーション間を移動する。より正確に言うと、各プレート8は、図2及び3に示す実施例において、平面図において実質的に長方形であり、ハウジング7は、数個の平行の列で(図示する実施例において、プレート8において12ハウジング4列)配列される。ハウジング7は、ハウジング7に挿入されたカプセル2が、カプセルの側面がハウジング7の側面に当接し、それによって完璧に支持され位置付けられるように、カプセルの下部の形状に合致するサイズ及び実質的に円錐台形を有する。
図2に示すように、プレート8の短辺の各々は、下で更に詳しく説明する理由で、垂直軸を持つ歯車46と係合するように設計された歯部又はラック8aを備える。
比較的多数の考えられる操作及び作業の実施を含むカプセル2を充填するように設計された装置一式1は、図4及び5に示す概略的実施形態の完全体において、
−連続運動で移動でき、水平軸を有する2つの端部ローラーの周りにループを形成し、水平搬送面を備え、かつ下で更に詳しく説明する設定基準に従って一連のステーションに近接してそれぞれのハウジング7の中にカプセル2を収容するプレート8を順次循環的に搬送するように設計されたベルトコンベア9を備えるコンベア手段であって、プレート8がその主要な延長方向を水平にかつベルトコンベア9の移送方向に直角に位置付けられるようにベルトコンベア9上に取り外し可能に乗る、コンベア手段と、
−プレート8のハウジング7の中へ開口部4を上向きにして順番に位置付けられたカプセル2を供給するための(既知の形式の)装置11を備える第1作業ステーション10と、
−プレート8によって支持されたカプセル2の中へばら材料を供給するための装置13を備える(既知の形式の物で、第3作業ステーション14と同時的であってもよい)第2作業ステーション12と、
−カプセル2の中へ挿入されたばら材料の上部を展延して均質化するための装置15を備える(既知の形式の物で、特定のタイプのばら材料の場合、省略してもよく、また第2作業ステーション12と同時的であってもよい)第3作業ステーション14と、
−カプセル2の中へ挿入されたばら材料の上部を圧縮するための装置17を備える(既知の形式の物で、第3作業ステーション14と同時的であってもよい)第4作業ステーション16と、
−充填済みカプセル2の縁壁6の上面からばら材料の痕跡を除去するための清掃装置19を備える(既知の形式の物で、第4作業ステーション16と同時的であってもよい)第5作業ステーション18と、
−充填済みカプセル用の計量装置21(既知の形式の物)を備える第6作業ステーション20と、
−各充填済みカプセル2の縁壁6上方に円形シート24を供給するための装置23(既知の形式の物)を備える第7作業ステーション22であって、シート24が、通常、帯状アルミニウム又はアルミニウム合金から切断することによって得られ、上述の国際特許出願第2009079641(A1)号において指摘されるように、帯状体が、プラスチック材の薄層で被覆された表面を持つこともできる、第7作業ステーション22と、
−各充填済みカプセル2の縁壁6の上に円形シート24をシールするためのシール装置26(既知の形式の物で、例えば誘導又はパルスによって作動する)を備える第8作業ステーション25(ステーション22と同時的であってもよい)と、
−充填及びシール済みカプセル2の密閉をチェックするための装置28(既知の形式の物)を備える第9作業ステーション27と、
−カプセルに収容されたばら材料の重量の誤差又は密封不足のために不良品であるカプセルを拒否するための装置30(既知の形式の物)を備える第10作業ステーション29と、
−各プレート8のハウジング7からシール済みカプセル2を取り出すための抜取り装置32(既知の形式の物)を備える第11作業ステーション31と、
−プレート8のハウジング7から抜き取られたカプセル2を密集させ、整列し、再グループ化し、その後カプセルを包装装置(図示せず)へ向けて供給するように設計された、第12作業ステーション33(既知の形式の物で、省略することもできる)と、
−プレート8のハウジング7から抜き出されたカプセル2をまとめるための第13作業ステーション34(既知の形式の物で、第12作業ステーション33の代替)と、
を備える。
以下の説明において、時に、上記の作業ステーションにある作業装置について簡潔な情報を提供する。前記の説明の純粋に指示的性質は、本発明の主旨は装置が使用する方法ではなく、プレート8によって支持されたカプセルに関して装置を作動する様式及びプレート8を搬送し操作する方法にあるので、前記装置は必要な仕事を実施するように設計された任意の形式のものでよい、という事実から発する。
図6において例として概略的に示す実施形態において、第1作業ステーション10において作動するプレート8のハウジング7の中へカプセル2を供給するための装置11は、ばらばらに配列された空のカプセル2を収容するためのホッパー35を備え、その右側は、図6において右上向きのベルトコンベア36の上昇搬送ブランチに近接する。ベルトコンベア36の搬送面は、設定された数量のカプセルを保持してカプセルを上向きへ搬送するように、ホッパー35に収容されかつベルトコンベア36と当接するように位置付けられたカプセル2と係合するように設計された複数の横断リブ37を備える。
ホッパー35の反対側、図6の右側に位置するベルトコンベア36の上端部付近に、ベルトコンベア36から離れるように延びるシュート38の第1端(図6において左側)が、また第1端より低い位置に第2端がある。シュート38は、相互に平行でかつ相互に対になって近接する複数のストリップ39によって形成される(図8)。ストリップは、シュート38の延長長手方向にシュート38の両端の間に延びかつカプセル2の環状狭小部5の直径より僅かに大きいがカプセルの縁壁6の直径より小さい幅を有する所定数の傾斜通路40(図7)を形成する。前記通路40の数は、プレート8のハウジング7の数に等しい。
シュート38の下方には、不良品カプセル2(例えば破損又は過小カプセル)を受け取るように設計されたコレクタ41が配置される。不良品は、サイズが小さいため、2つの隣り合うストリップ39の間を通り抜けてシュート38から落下する。
シュート38の第2端は、下向きに延びる複数の流路42の相互に並列に配置された入口の上方へ通じる。流路の数はプレート8のハウジング7の数に等しい。流路42の下側の送出し端の配列は、プレート8のハウジング7の配列と同じであり、流路42は、ブロック43として概略的に示す既知の形式のインタセプト装置の起動後に、プレート8のハウジング7の数に等しい数のカプセル2を同時に解放できる。第1作業ステーション10において作動する上述の供給装置11は、プレート8の全てのハウジング7にカプセル2を挿入でき、プレートは、下で更に明らかなように、使用時に、流路42の下側送出し端の下方に順次運ばれる。
図4に示す本発明の実施形態において、既述のようにそれぞれの作業ステーション12、14、16及び18において作動する、プレート8によって支持されたカプセル2の中へばら材料を供給するための装置13、前記カプセル2の中へ挿入されたばら材料の上部を展延して均質化するための装置15、カプセル2の中へ挿入されたばら材料の上部を圧縮するための装置17及び充填済みカプセル2の縁壁6の上面からばら材料の痕跡を全て除去するための装置19は、全て既知の形式の物なので、これについては説明しない。同様に、既述のように、装置21、23、26、28、30及び32も既知の形式の物なので、説明しない。
図4に示すように、ベルトコンベア9の水平上側搬送ブランチ44の経路に沿って、上記の作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31及びステーション33、34の一方が、適切な間隔を置いて配置される。
前記作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31及び33又は34の各々には、ベルトコンベア9の水平搬送ブランチ44によって搬送されるプレート8をロックするための装置45がある。
図2に示すように、各ロック装置45は、ベルトコンベア9の両側に配置されそれぞれのシャフト47にキー式に取り付けられた、垂直軸を持つ2つの歯車46を備える。シャフトは、シャフト47に回転運動を与えるように設計されコンピュータ化された管理ユニット49によって制御されて反対方向へシャフトを回転させるモーター手段48に接続される。各ロック装置45の歯車46は、それぞれ、プレートが乗っているベルトコンベア9によって運搬されるプレートが歯車46に到達したとき、カプセル2を支持するプレート8の短辺に存在する歯部8aと係合するように設計される。
より正確に言うと、ベルトコンベア9によって運搬されるプレート8が上記の作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、31、33、34の1つに到達したとき、プレート8の到着は、既知の形式の適切なセンサ(図示せず)によって検出され、管理ユニット49は、これに従ってオペレーションステーションに関連付けられる2つの歯車46に関連するモーター手段48を起動する。前記歯車46は、歯部8aを備えるプレート8の側面と係合し、歯車は、好ましくは、プレート8の移動速度を変更することなく係合が行われるような速度で回転することが好ましく、プレートが運ぶカプセル2が作業ステーションにおいて該当の作業を受けられるようにプレート8を停止すべき正確な時点で停止する。プレート8は、プレートによって移送されるカプセル2が必要な作業を受けるために必要な時間、その作業ステーションに留まり、その間、関連する歯車46は静止している。その後前記歯車46に関連するモーター手段48を再始動すると、ロック装置45の作用から解放されたプレート8は、再びプレートが乗っているベルトコンベア9の供給作用を受けるので、直ちにプレート8の供給が続行される。
作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33又は34において装置11、13、15、17、19、21、23、26、28、3032から成る操作装置及び作業ステーション33及び34で作動する装置によって実施すべき作業は、全てが同じ時間が掛かるわけではないことが分かるはずである。特に、例えば、各充填済みカプセル2の縁壁6の上に円形シート24をシールするためにシール装置26が実施するシール作業は、比較的長い時間が掛かり、いずれにしても、装置11、13、15、17、19、21、23及び26の作動に必要な時間より長く、装置28、29、30、32及び作業ステーション33及び34において作動する装置の作動に必要な時間よりずっと長い。これを考慮すると、装置一式1をできる限りスピードアップするためには、本発明に従って、各種装置11、13、15、17、19、23、26、28、30、32及び作業ステーション33及び34において作動する装置の作動時間を最良に使用し、かつ作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33又は34における最適なプレート8滞在時間を使用すると、関連するカプセル2が該当の処理を受けるために各種作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33または34に到着するプレート8の数は、作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33又は34の全てにとって同じではない。従って、速度の遅い装置に関連付けられる作業ステーションは、より速い作動の装置に関連付けられる作業ステーションのプレートの数より大きい数のプレート8を同時に処理できる。例えば、図4及び5に示すように、作業ステーション10、12、14、16、18、20、22及び27においては、2枚プレートのグループが処理され、作業ステーション25においては、4枚プレート8のグループが処理され、作業ステーション29、31、33又は34においては、1度に1枚のプレート8が処理される。
作業ステーション16、18、20、22、25及び27における複数のプレートから成るグループの集積は、それぞれのロック装置45の歯車46を用いて適切な位置に各グループの第1プレート8をブロックし、その後、そのグループの後続のプレートの到達のために必要な時間並びにプレート(単数又は複数)によって支持されるカプセル2がそれぞれの作業ステーション16、18、20、22、25及び27において実施される予定の作業を受けるために必要な時間、第1プレート8を保持することによって実施される。プレート8又はプレート8のグループを停止させ保持していた歯車46を再始動すると、それぞれのロック装置45がプレート(単数又は複数)8との係合から外れて、前記プレート8は、一度に1枚ずつ及び適切な数で、次の作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33又は34へ向かって進行を続ける。
言い換えると、また、より概略的に言うと、上記の考えによれば、一度に少なくとも1枚のプレートが、少なくとも1つの操作装置11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32の作用を受けることができるように、各作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34において設定された時間停止し、かつ、一度に少なくとも1枚のプレートが、操作装置11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32の作動が完了したら作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34から離れて移動する。各作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34において停止する又はそれぞれの操作装置11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32の各作動ステップにおいて作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34から離れて移動するプレート8の枚数は、作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34の少なくともいくつかに関して異なる。
図4に示すように、必要な操作を受けたカプセル2がアンロードされる、作業ステーション12又は操作装置13を通過して移動したプレート8は、例えば、コンベア装置の作用によって駆動されるベルトコンベア9の下方を通過させる(既知の様式で)ことによって、ベルトコンベア9の送込み側へ向かって1つずつ戻される。
ロック装置45はどのような形式の物でも良く、歯車46及びプレート8の歯部又はラック8aを備える実施形態は、単に例として説明し例証することが分かるはずである。
図9は、装置一式1の別の実施形態の概略図であり、水平軸を持つ2つのローラーの周りでループを形成するベルトコンベア9は、完全に水平面上に在る搬送面51を備える環状コンベア50に取って代わられる。環状コンベア50は、側方に可撓性であり、それぞれの垂直軸の周りで回転可能な2つの支持体(図示せず)の周りに延在する。
前記環状コンベア50の搬送ブランチに、それぞれ上記の装置11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32及び作業ステーション33及び34において作動する装置に関連付けられる作業ステーション10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34が関連付けられる。環状コンベア50を使用する装置一式1の作動は、上述のベルトコンベア9を使用する装置一式1の作動と同じである。
ベルトコンベア9又は環状コンベア50の代わりに、プレート8を乗せて、各種作業ステーションにおいてプレートを保持できるロック装置の作用によって必要な時に適切な時間プレートを停止できる他の任意の形式のコンベアを使用できることが分かるはずである。

Claims (11)

  1. カプセルにばら材料を充填するため及びカプセルをシールするための方法であって、この方法によれば
    関連するカプセル(2)を収容するように設計された複数のハウジング(7)を備えるプレート(8)が、複数の作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)に対応して、順次、コンベア手段(9;50)によって運送され
    前記作業ステーションの各々において、各プレート(8)に関連する前記カプセル(2)が、少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)によるそれぞれの操作を受け
    一度に少なくとも1枚のプレート(8)が、各作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)による操作を受けるために設定された時間停止し、かつ、一度に少なくとも1枚のプレートが前記少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)による操作の終了時に前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)から離れて移動し
    前記関連する操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)の各作動ステップにおいて各作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において停止する又はそれぞれ前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)から離れて移動するプレート(8)の数が、前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)の少なくとも一部に関して異なることを特徴とする、方法。
  2. 前記プレート(8)が、前記コンベア手段(9;50)によって取外し可能に支持され、かつ、前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)によって前記プレートを操作するために設定された時間一度に少なくとも1枚のプレート(8)を停止するため、及び前記少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)の操作の終了時に一度に少なくとも1枚のプレートを解放するために、各作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)には管理装置(49)によって起動できる前記プレート(8)をロックするための装置(45)が存在することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記各種作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)が実施すべき作業の持続時間は同じではないので、前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において前記関連するカプセル(2)に前記該当する処理を受けさせるために前記ロック装置(45)によって停止されるプレート(8)の数は、前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)全てについて同じではないことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、)における複数のプレート(8)から成るグループの集積が、ロック装置(45)を用いて各グループの第1プレート(8)を適切な位置で停止させ、その後前記グループを構成する次のプレート(8)の到着のために並びに同じプレート(8)によって支持された前記カプセル(2)に対して前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27)において実施される作業の実施のために必要な時間、前記プレート(8)を静止しておくことによって、実施されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
  5. 作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)においてプレート(8)またはプレート(8)のグループを停止し保持した前記ロック装置(45)を解除することが、一度に及び適切な数で次の作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)へ向かって前記プレート(8)を再び移動させることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
  6. 予定された操作を全て受けた前記カプセル(2)を排出した前記プレート(8)が順次前記コンベア手段(9;50)の前記送込みエリアへ向かって運送されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 複数の作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)に対応してプレート(8)を順次運ぶために、それぞれのカプセル(2)を収容するように設計された複数のハウジング(7)を備えるプレート(8)を搬送する手段を備える、カプセルにばら材料を充填するため及び前記カプセルをシールするための一式のであって
    前記作業ステーションの各々において、各プレート(8)に関連する前記カプセル(2)が少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)によるそれぞれの操作を受け
    前記プレート(8)が前記コンベア手段(9;50)によって取外し可能に支持され
    かつ前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において前記プレートが少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)による操作を受けるために設定された時間一度に少なくとも1枚のプレート(8)を停止させるため、及び前記少なくとも1つの操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)の前記操作の終了時に一度に少なくとも1枚のプレートを解放するために、各作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)には前記プレート(8)をロックするための装置(45)が存在し、かつ前記ロック装置(45)を起動するための管理ユニット(49)が存在し、
    前記関連する操作装置(11、13、15、17、19、21、23、26、28、30、32)の各作動ステップにおいて各作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)において停止する又はそれぞれ前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)から離れて移動するプレート(8)の数が、前記作業ステーション(10、12、14、16、18、20、22、25、27、29、31、33、34)の少なくとも一部に関して異なるようにすることを特徴とする、一式の
  8. 前記コンベア手段が、それぞれの水平軸の周りで回転可能な2つの端部ローラーの周りにループを形成しかつ上側水平移送区分(44)を備える連続運動の移動型ベルトコンベア(9)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の一式の
  9. 前記コンベア手段が、上側水平移送区分を備え、側方に可撓的でかつそれぞれの垂直軸の周りで回転可能な2つの支持体の周りに延在する、連続運動の移動型環状コンベア(50)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の一式の
  10. 各ロック装置(45)が、前記コンベア手段(9;50)の対向する側に配置されかつ反対方向にシャフト(47)を回転させるように設計されたモーター手段(48)に接続されたそれぞれのシャフト(47)にキー式に取り付けられた垂直軸を持つ2つの歯車(46)を備え、前記プレート(8)がその両側にそれぞれの歯車(46)と係合できる対応するラック(8a)を備えることを特徴とする、請求項7〜9のいずれか1項に記載の一式の
  11. 前記カプセル(2)が前記一式の(1)において受けるべき操作を全て受けた後前記カプセルを排出した前記プレート(8)を前記コンベア手段(9;50)の前記送込みエリアへ向かって運送するためのコンベア装置を備えることを特徴とする、請求項7〜10のいずれか1項に記載の一式の装置
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