JP6510325B2 - たばこ産業における搬送チャネル内のロッド状物品のマスフローを切り換える弁装置 - Google Patents

Description

本発明の対象は、たばこ産業における搬送チャネル内のロッド状物品のマスフロー（流れ）を切り換える弁装置である。

シガレット、フィルタ又はフィルタを取り付けたシガレット等の、たばこ産業のロッド状物品の製造ラインにおいて、製造工程中、前記物品は、製造機械を出てから、包装機械にて包装されるまでの間、又は倉庫に収納されるまでの間、相当の距離を移動する。通常、これらの物品は、多層状に配列されたスタック状態で搬送されており、これにより物品の変形や破損を防止している。製造ラインで用いられる様々な装置間において、物品を搬送する際の流れの管理が必要であり、この搬送は他の物品とともに、引力の作用する方向と逆方向に行われる。そのために、商品を連通させる水平なコンベアの経路上に、一つの水平なコンベアと、別の水平なコンベア又は受入装置と、を接続するチャネルが設けられている。ここで、垂直なチャネル及び実質的に水平なコンベアは、ロッド状物品で完全に充填されるが、このことはロッド状物品の配置が維持されるか否かを決定付ける条件である。通常、水平な経路上の移送はコンベアによって行われ、角度をなしたチャネルにおける上方への移送についても同様である。一方、下方への移送は、通常、重力によって行われる。フローについての前記管理は、多くの場合、物品が流れるチャネルを遮断すること、又は別の受入装置への若しくは当該受入装置からの物品の流れを作り出すこと、からなる。ここで、フローの管理の際にロッド状物品が受ける損傷が最小限であることを必須の条件とする。ロッド状物品で充填された供給チャネルから受入チャネルへのフローの方向を切り換える際、弁の切換点にて、商品への瞬間的な応力が生じ、商品の永久的な変形又は損傷につながる。流れを連通させる装置及び／又は当該流れの方向を切り換える装置については、従来技術において公知となっている。特許文献１（欧州特許第１３９５１３５号明細書）には、搬送チャネルの接続点において、多層状のロッド状物品のスタックの１本１本を分離させる装置及び方法が開示されている。分離要素は筒体扇形部分であり、これが自軸を中心として回転し、１つのチャネルから別のチャネルへと、マスフローを方向付ける。チャネルは固定されており、その位置は変更されない。しかし、弁の回転運動により、弁とチャネル壁との接触領域において、ロッド状物品に局所的な応力が生じる。この解決方法において、ロッド状物品は水平方向及び／又は下方向に供給される。垂直チャネル内において、物品の移動は重力によって行われる。特許文献２（国際公開２０１３／０１９１３１号）には、たばこ産業におけるマスフローを制御する装置が開示されている。重力によって移送されたロッド状物品のフローの制御は、可動プレートによって行われる。フローを遮断するとき、又は阻止面との接触領域においてフローの方向を変更するときに、連続する商品の層により上方から受ける圧力、及びフローの方向を変更するプレートの移動、によって生じる応力がロッド状物品に作用する。

多くの場合に、ロッド状物品のマスフローの方向を変更するために弁を使用することと関連する、別の実質的な問題として、移動又は回転可能な弁要素の遮断面によって、チャネルの遮断点において、商品がチャネル端部との間に挟まることが挙げられる。

欧州特許第１３９５１３５号明細書 国際公開２０１３／０１９１３１号

本発明の本質は、たばこ産業のロッド状物品のマスフローを切り換える弁装置にあり、当該弁装置は、ロッド状物品を供給する少なくとも２つの非平行な搬送チャネルと、ロッド状物品を受け入れる搬送チャネルとの間で、又はロッド状物品を供給する搬送チャネルと、ロッド状物品を受け入れる少なくとも２つの非平行な搬送チャネルとの間で、前記ロッド状物品のマスフローを切り換えるものでありマスフローを切り換える少なくとも１つの回転切換要素を備え、前記回転切換要素は、前記供給搬送チャネルと前記受入搬送チャネルとの間でマスフローを連通させるスルーチャネルを備え、該回転切換要素は、そのほぼ水平な回転軸に対する様々な角度位置を有することで、個々の供給チャネルと受入チャネルの接続を可能にするように設計されている。本発明に係る弁は、前記回転切換要素の中に、前記回転切換要素のスルーチャネルの壁に位置する少なくとも１つの搬送ユニットが配置されており、前記搬送ユニットは、スルーチャネルを介した、供給チャネルから受入チャネルの方向へのロッド状物品のマスフローを補助する動作部を備えることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記マスフローを切り換える前記回転要素が、前記切換要素の前記スルーチャネルと接続されていないチャネルの開口部を遮断するための、前記スルーチャネルとともに回転可能な、少なくとも１つの遮断面を備えることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記回転切換要素の回転の際、前記切換要素の前記スルーチャネルの中のロッド状物品のための案内面を備えることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記搬送ユニットが、搬送ベルト又はチェーンと、前記搬送ユニットの前記動作部の両端に位置する、前記搬送ベルト又はチェーンを案内する要素と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記スルーチャネルの少なくとも１つの壁が、前記搬送ユニットの前記動作部と、少なくとも１つの壁要素と、によって形成されることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記回転切換要素の前記回転軸が、前記案内要素又は前記壁要素の中に位置することを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記スルーチャネルの少なくとも１つの壁が、前記搬送ユニットの前記動作部によって、全体的に形成されることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記回転切換要素の前記回転軸が、前記案内要素の中に位置することを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記スルーチャネルの壁が、互いにほぼ平行であることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記供給チャネルの中の前記ロッド状物品を、前記回転切換要素の中の前記ロッド状物品から分離するための押退け要素(pushing away element)が、前記供給チャネルと前記回転切換要素との間に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記押退け要素が、圧縮空気ノズルであることを特徴とする。

本発明に係る装置は、前記押退け要素が、押退けローラであることを特徴とする。

たばこ産業のロッド状物品のマスフローについて弁装置を使用することで、供給搬送チャネルと受入搬送チャネルとの間のフローをより効果的に切り換えることができ、特に上方、斜め方向又は垂直方向に供給する際、すなわち切換要素、及び引力の作用によりロッド状物品への圧力又は変形が生じるときに、効果的に切り換えることができる。フローの方向に対する位置の変更により生じる、マスフローの乱れの発生は、通常避けることができる。弁装置の回転切換要素は、そのスルーチャネルの壁に搬送ユニットを備え、当該搬送ユニットは、ロッド状物品への圧力又は変形を減少させるか完全に排除する役割を果たす。このことは、生産廃棄物の減少及び製品品質の向上に直結する。搬送ユニットは、その作用面によって、供給搬送チャネルから受入搬送チャネルへと、回転切換要素のスルーチャネルを介して、ロッド状物品を搬送することで、マスフローを補助する。搬送ユニットは、ベルト、チェーン、又はロッド状物品の搬送を可能にする別の搬送要素であってよい。

また、弁装置は遮断面を有し、当該遮断面はフローの切り換えの際、供給搬送チャネル又は受入搬送チャネルからのフローを遮断又は解放するため、回転切換要素の位置の変更に先んじて、すなわちロッド状物品のマスフローの方向を変更する際に、供給搬送チャネル及び受入搬送チャネルからロッド状物品を取り除く必要がない。これにより、搬送チャネルの連続的な充填に要する時間を節約することができる。遮断面は、回転切換要素に固定されており、ともに回転運動をする。

弁装置の回転要素による製品の詰まりを排除するために、供給チャネル又は受入チャネルの遮断領域の周辺から製品を押し退ける要素が用いられている。押退け要素は、回転可能なローラ、圧縮空気を供給するノズル、プッシュヒンジ又は遮断面とチャネル端部との接触点からロッド状物品を押し退ける、他の装置であってよい。

上向きフローの際の位置における第１実施形態の弁装置を示す図である。 右側供給チャネルから左側受入チャネルへのフローの際の位置における図１の弁装置を示す図である。 ２つの供給搬送チャネルと、１つの受入搬送チャネルとを備えた、上向きフローの際の位置における第２実施形態の弁装置を示す図である。 左側供給チャネルから右側受入チャネルへのフローの際の位置における図３の弁装置を示す図である。 １つの供給搬送チャネルと、２つの受入搬送チャネルとを備えた、上向きフローの際の位置における第３実施形態の弁装置を示す図である。 水平フローの際の位置における図５の弁装置を示す図である。 ３つの供給チャネルと、１つの受入チャネルとを備えた、第４実施形態の弁装置を示す図である。

本発明の対象の好適な実施形態について、添付図面において詳細に示す。
図１は、第１実施形態の弁装置１を示し、当該弁装置はロッド状物品Ｅを供給する２つの非平行な搬送チャネル２、２ａと、ロッド状物品Ｅを受け入れる搬送チャネル３との間の、たばこ産業のロッド状物品Ｅのマスフローを切り換えるものである。弁装置１は回転切換要素４を備えており、回転切換要素４には、当該要素のスルーチャネル７を介した、フロー６の方向に対して斜め方向の、ロッド状物品Ｅのマスフローを補助するために、２つの搬送ユニット５が配置されている。本実施形態において、搬送ユニット５はベルトユニット又はチェーンユニットとして設計されており、ベルトの動作面である、搬送ユニット５の動作部８ａ、８ｂが互いに平行となり、動作部８ａ、８ｂの少なくとも一方がスルーチャネル７の壁７ａ、７ｂを形成するように位置している。搬送ユニットの動作部８ａは、スルーチャネル７を形成するのに用いるチェーン又はベルトの一部領域として解されるべきである。動作面は、案内されるロッド状物品Ｅと接触するベルト又はチェーンの一部として解されるべきである。第１実施形態において、チャネル７の壁７ａ、７ｂは、動作部８ａ、８ｂと、チャネル２、２ａの側にある壁要素１５、１６と、によって形成される。回転切換要素４は１つの搬送ユニット５を備えてもよい。複数の搬送ユニット４を互いに対向させて、順次配置させる実施形態も可能である。回転切換要素４は、そのほぼ水平な回転軸Ａを中心として回転し、当該回転軸は、受入搬送チャネル３の側の、スルーチャネル７の出口領域にあるベルト又はチェーンの案内要素９の中に位置している。回転切換要素４を、その回転軸Ａを中心として、特定の角度αにて反時計回りに回転させると、回転切換要素４の遮断面１０が供給チャネル２の中のフローを遮断し、これに従い、回転切換要素４の遮断面１１が上がり、スルーチャネル７を介した、供給チャネル２ａから受入チャネル３への水平フローが解放される。この状態を図２に示す。回転切換要素４の位置変更の際、スルーチャネル７の中のロッド状物品は案内面１３上を、供給チャネル２ａの出口領域へと案内される。案内面１３は、２つの非平行な供給チャネルの出口の間に位置している。供給搬送チャネル２、２ａ及び受入搬送チャネル３の壁にはコンベア１２が設けられており、当該コンベア１２は、水平、垂直又は傾斜したチャネル内のロッド状物品の移動を可能にする。

図２は、回転切換要素４が第２位置にある第１実施形態の弁装置１を示し、当該弁装置は２つの供給搬送チャネル２、２ａと、１つの受入搬送チャネル３と、を備える。回転切換要素４を、図１に示す位置から、軸Ａを中心として、角度αにて反時計回りに回転させると、矢印６で示した、ロッド状物品の水平のマスフローが生じる搬送チャネルの配置が得られる。切換要素４の回転運動の際、遮断面１１は上方へと移動し、供給搬送チャネル２ａと受入搬送チャネル３との間のフローを解放する。一方、同時に遮断面１０が上方へと移動し、下方の供給搬送チャネル２からのフローを遮断する。回転切換要素の位置変更の際、チャネル２の中のロッド状物品Ｅのフローは止められる。

図３は、第２実施形態の弁装置１を示し、当該弁装置は２つの供給搬送チャネル２、２ａと、１つの受入搬送チャネル３と、を備える。ここで、ロッド状物品は、下方の垂直供給搬送チャネル２から水平受入搬送チャネル３へと、回転切換要素４のスルーチャネル７を介して、上方に流れる。回転切換要素４の回転軸Ａは、受入搬送チャネル３の側の、スルーチャネル７の出口領域にある案内要素９ａの中に位置している。回転切換要素４を、その回転軸Ａを中心として、特定の角度αにて時計回りに回転させると、回転切換要素４の遮断面１０が供給搬送チャネル２の中のフローを遮断し、これに従い、回転切換要素４の遮断面１１が上がり、供給搬送チャネル２ａから受入搬送チャネル３への水平フローが解放される。第２実施形態において、搬送ユニット５はベルトコンベアとして設計され、ベルトの動作面である、搬送ユニット５の動作部８ｃ、８ｄが互いに平行となり、スルーチャネル７の壁７ｃ、７ｄを形成するように位置している。コンベアベルトは回転式又は固定式の支持要素９ａに巻回されている。

図４は、第２実施形態の弁装置１を示し、当該弁装置は２つの供給搬送チャネル２、２ａと、１つの受入搬送チャネル３と、を備える。ここで、弁装置１は、回転切換要素４のスルーチャネル７を介した、左側供給搬送チャネル２ａから右側受入搬送チャネル３へのフローが生じる位置にある。回転切換要素４の遮断面１０は供給搬送チャネル２からのフローを遮断する。一方、同時に回転切換要素４の遮断面１１は、供給搬送チャネル２ａからのフローの外側に位置している。回転切換要素４を、回転軸Ａを中心として、角度αにて反時計回りに回転させると、回転切換要素４の遮断面１１が供給搬送チャネル２ａからのフローを遮断し、これに従い、回転切換要素４の遮断面１０が下がり、供給搬送チャネル２からのフローが解放される。回転切換要素４の位置変更の際、チャネル２ａからのロッド状物品のフローは止められる。回転切換要素４の回転軸Ａは、受入搬送チャネル３の側の、スルーチャネル７の出口領域にある案内要素９ａ内に位置している。回転切換要素４を切り換えた後、供給チャネル２から受入チャネル６へのフローを解放し得る。

図５は、第３実施形態の弁装置１を示し、当該弁装置は１つの供給搬送チャネル２と、２つの受入搬送チャネル３、３ａと、を備える。本実施形態では、ロッド状物品Ｅのマスフローは、水平供給搬送チャネル２から、回転切換要素４のスルーチャネル７を介して、垂直受入搬送チャネル３へと、供給される。弁装置１は押退け装置１４を備えており、当該押退け装置１４は、回転切換要素４の位置変更の際に生じる、ロッド状物品と、遮断面１０、１１と、による詰まりを防止する役割を果たす。回転切換要素４を、その回転軸Ａを中心として、角度αにて反時計回りに回転させることで当該要素の位置が変更されると、遮断面１１が受入搬送チャネル３へのフローを遮断し、回転切換要素４の遮断面１０が下がり、これに従い、水平受入搬送チャネル３ａへのフローが解放される。その後、ロッド状物品のマスフローは、右側から左側へと、回転切換要素４のスルーチャネル７を介して、水平に生じる。この状態を図６に示す。

図７は、第４実施形態の弁装置１を示す。当該弁装置は、３つの供給搬送チャネル２、２ａ、２ｂと、ロッド状物品Ｅのマスフローを受け入れる１つの搬送チャネル３と、を備える。回転切換要素４の位置は、３つの供給搬送チャネル２、２ａ、２ｂの１つから受入チャネル３へのフローを可能とするために、各角度位置間で切り換えることができる。本実施形態において、遮断面１０及び１１は、互いに隣接する２つの供給搬送チャネルからのフローを同時に遮断することができる長さを備える。回転切換要素４の、その回転軸Ａを中心とした回転運動により、供給搬送チャネル２、２ａ、２ｂに対する当該要素の位置が変更され、当該チャネルのうちの１つが解放され、残りの２つのチャネルは遮断されたままとなる。回転切換要素４が水平位置にあると、供給搬送チャネル２ｂから受入チャネル３へと、回転切換要素４のスルーチャネル７を介して、マスフローが生じ、供給搬送チャネル２及び２ａからのフローは遮断面１０によって遮断される。回転切換要素４の角度位置を、その軸Ａを中心として、角度αにて時計回りに変更すると、遮断面１１が供給搬送チャネル２ｂからのフローを遮断し、遮断面１０による供給搬送チャネル２からのフローの遮断は維持され、供給搬送チャネル２ａから受入搬送チャネル３へのフローが解放される。この状態を図に示す。回転切換要素４の角度位置を、その軸Ａを中心として、水平位置から角度βにて時計回りに変更すると、回転切換要素４の遮断面１１が供給搬送チャネル２ｂ及び２ａからのフローを遮断し、遮断面１０が引っ込められ、供給搬送チャネル２から受入チャネル３へのフローが解放される。本実施形態において、弁装置１は２つの案内面１３を備え、当該案内面の１つ目は供給搬送チャネル２と２ａとの間に配置され、２つ目は供給搬送チャネル２ａと２ｂとの間に位置している。

Claims (11)

1. たばこ産業のロッド状物品のマスフローを切り換える弁装置であって、
   該弁装置は、ロッド状物品を供給する少なくとも２つの非平行な搬送チャネルと、ロッド状物品を受け入れる搬送チャネルとの間で、又はロッド状物品を供給する搬送チャネルと、ロッド状物品を受け入れる少なくとも２つの非平行な搬送チャネルとの間で、前記ロッド状物品のマスフローを切り換えるものであり、
   マスフローを切り換える少なくとも１つの回転切換要素を備え、
   前記回転切換要素は、前記供給搬送チャネルと前記受入搬送チャネルとの間でマスフローを連通させるスルーチャネルを備え、該回転切換要素は、そのほぼ水平な回転軸に対する様々な角度位置を有することで、個々の供給チャネルと受入チャネルの接続を可能にし、
   前記回転切換要素（４）の中に、前記回転切換要素（４）のスルーチャネル（７）の壁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に位置する、少なくとも１つの搬送ユニット（５）が配置されており、
   前記搬送ユニット（５）は、前記スルーチャネル（７）を介した、供給チャネル（２、２ａ、２ｂ）から受入チャネル（３、３ａ）の方向へのロッド状物品（Ｅ）のマスフローを補助する動作部（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を備え、
   前記回転切換要素（４）は、前記切換要素（４）の前記スルーチャネル（７）と接続されていないチャネル（２、２ａ、２ｂ、３、３ａ）の開口部を遮断するための、前記スルーチャネル（７）とともに回転可能な少なくとも１つの遮断面（１０、１１）を備えることを特徴とする、装置。
2. 前記回転切換要素（４）の回転の際、前記切換要素（４）の前記スルーチャネル（７）の中のロッド状物品（Ｅ）のための案内面（１３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記搬送ユニット（５）は、搬送ベルト又はチェーンと、前記搬送ユニット（５）の前記動作部（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）の両端に位置する、前記搬送ベルト又はチェーンを案内する案内要素（９、９ａ）と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記スルーチャネル（７）の少なくとも１つの壁（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、前記搬送ユニット（５）の前記動作部（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、少なくとも１つの壁要素（１５、１６）と、によって形成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記回転切換要素（４）の前記回転軸（Ａ）は、前記案内要素（９、９ａ）又は前記壁要素（１５、１６）の中に位置することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記スルーチャネル（７）の少なくとも１つの壁（７ａ、７ｂ）は、前記搬送ユニット（５）の前記動作部（８ａ、８ｂ）によって、全体的に形成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
7. 前記回転切換要素（４）の前記回転軸（Ａ）が、前記案内要素（９、９ａ）の中に位置することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記スルーチャネル（７、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の壁（７ａ）は、互いにほぼ平行であることを特徴とする、請求項３から７のうちいずれか一項に記載の弁装置。
9. 前記供給チャネル（２、２ａ、２ｂ）の中の前記ロッド状物品（Ｅ）を、前記回転切換要素（４）の中の前記ロッド状物品（Ｅ）から分離するための押退け要素（１４）が、前記供給チャネル（２、２ａ、２ｂ）と前記回転切換要素（４）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記押退け要素（１４）は、圧縮空気ノズルであることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記押退け要素（１４）は、押退けローラであることを特徴とする請求項９に記載の装置。