JPH029789B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フイルタロツドを製造する装置に関
する。

（従来の技術） タバコに取り付けるフイルタを作るためのフイ
ルタロツドは、例えばセルローズアセテートのよ
うなフイルタ材の短い繊維すなわちトウを、例え
ばモリンス社（molins）のPM5Nのようなフイ
ルタロツド製造機械でフイルタロツドに連続的に
形成することにより作られる。通常トウがフイル
タロツドを形成する装置に入る前にトウにいわゆ
る可塑剤（通常はグリセリルトリアセテート）が
供給される。硬化すると可塑剤は製造されたフイ
ルタロツドを硬化することによりその特性を改善
する。

（発明が解決しようとする課題） 正確な量の可塑剤、即ちフイルタロツドの特性
の必要な改善を確実にするのに正しく十分な量の
可塑剤をトウに供給することが望ましい。本発明
は、特にトウへの可塑剤の供給を制御することに
関する。

可塑剤は一般にトウが可塑剤の小滴よりなるス
プレを通過する供給ブースにおいてトウに加えら
れる。可塑剤はトウに付着する以上の量で前記供
給ブースに連続的に供給され、該ブースより排出
される。典型的には該ブースに供給される可塑剤
の60％のみがトウに付着する。残りの40％は可塑
剤供給源に戻される。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、トウに流体添加剤を付与する
付与装置、この付与装置に流体添加剤を供給する
供給装置、前記付与装置に供給されたがトウに保
持されない流体添加剤を受け取る装置および前記
付与装置から出る流量を変える制御装置を含む、
フイルタのトウからフイルタロツドを製造する装
置において、前記付与装置への流量と前記受取り
装置への流量との差を指示して前記制御装置に適
用する信号を出す装置を含み、前記制御装置はト
ウまたは前記トウから作られるフイルタロツドの
測定された特性に応じて、前記付与装置から出る
流量を変化させるようにされていることを特徴と
するフイルタロツドを製造する装置が提供され
る。

制御装置は前記信号を希望する供給速度を示す
基準信号と比較する装置と、変動信号と基準信号
との間の差が零になるよう供給装置からの流量を
変える装置とを含むことができる。信号発生装置
は流体添加剤の重量により流量差を決定する装置
を含むことが好ましい。

流体添加剤を受取る装置は、そこから供給源装
置が流体添加剤を取り出す貯槽を含むことができ
る。信号発生装置は前記貯槽からの流体添加剤の
減量比を測定する装置を含むことができる。該貯
槽からの流体の減量比は貯槽における流体の液位
の変化速度、例えばある測定期間における流体の
液位の変化あるいは流体の液位が所定値の間に落
ちる時間により測定できる。貯槽における流体の
液位は光学検出器あるいはキヤパシタンス検出
器、あるいはフロートスイツチにより検出でき
る。

貯槽における流体の液位の変化に基く測定は使
用された流体添加剤の量を示す。可塑剤の濃度は
温度によつて著しく変動し、かつ通常トウを単位
トウ当りあるいはフイルタロツドの特性（例えば
長さ、質量）当りの添加剤の一定質量でトウを処
理する必要があるので、使用した流体添加剤の質
量（あるいは重量）を測定することが好ましい。
同様に、制御装置が流体の質量（あるいは重量）
に直接反応するのであれば種々の濃度の種々の流
体添加剤を必要な速度でより容易に供給できる。
このように、ある測定期間中の貯槽における流体
の圧力変化を流体の減量指示に使用できる。代替
的に、この流体は例えば測定期間の最初と最後に
貯槽を計量することにより直接計量できる。固定
した測定期間を使用する代りに、貯槽中の流体の
圧力あるいは重量が固定した所定値の間で変化す
るのに要する時間を貯槽からの可塑剤の減量速度
の指示に使用してもよい。

フイルタ材のトウで必要とする添加剤の量は、
（処理されたトウをフイルタロツドに形成するフ
イルタロツド製造機械の運転速度により決まる）
トウの速度とは関係なく、一般に（特定のトウや
添加剤に対して）一定である。このため、貯槽か
らの流体の減量を繰り返し測定し、あるいはもつ
と一般的には前記の流量の差を決定するとき、通
常の時間よりもむしろ機械時間に関連して測定期
間を決定することが好ましく、かくしてトウの速
度が変化する場合も測定値が比較しうる（ここ
で、「機械時間」とは、測定期間が機械の速度、
例えば主駆動軸の回転数と共に変動する量に関し
て決定されることを意味している。機械の速度が
変わりつつある場合、通常の時間の経過により決
定される測定期間に頼ることは測定期間毎に測定
装置を通る流体の量に大きな変動を生じることが
あることは明らかである。）。このように、各測定
期間はフイルタロツドの製造機械によるフイルタ
ロツドの所定製造本数あるいは製造されたフイル
タロツドの所定長さにより決定できる。代替的
に、必要な供給速度は例えばフイルタロツドの密
度あるいは重量のようにフイルタロツドの長さ以
外の特性により決定できる。このように、少なく
とも理論的には、測定期間はトウあるいはフイル
タロツドの所定重量の通過により決定できる。

好ましい配備においては、前記の流量の差、例
えば貯槽からの流体添加剤の減量を示す信号はト
ウへの添加剤の所望の供給速度を示す値と比較さ
れ、差信号が作られる。この差信号は供給速度を
制御する装置へ送られ、測定された信号と基準値
が互いに近似するように供給量を調整できる。供
給源装置は、トウの速度に依存するが、トウの速
度に対するポンプの速度の比を変えることにより
可変である速度で駆動されるポンプまたはその他
の装置を含む。このように、ポンプはフイルタロ
ツド製造機械の主モータからの駆動装置から無段
変速ギヤボツクスを介して駆動することができ、
該ギヤボツクスの速度比は前記の差信号によつて
制御される。

貯槽からの流体添加剤の減量速度は、貯槽にお
ける流体の量の低下にしたがつて繰り返し断続的
な測定を行うことにより測定できる。流体の減量
がその液位や圧力の変化により測定される場合、
流体の減量と圧力または液位の変化との間の関係
が線形となるように貯槽の断面積は一定にするよ
う配設すると都合がよい。貯槽での流体の量が下
限に達すると、流体の再充てんが必要となり、こ
れは測定装置からの信号により容易に開始でき
る。同様に信号は貯槽があふれるのを阻止し、上
限に達したとき、充てん装置を停止するのに使用
できる。このように、測定装置からの信号により
充てんポンプはオン−オフできる。代替的に、充
てんが開始すればいつでも、一定量の流体が貯槽
へ移送されうる。

（実施例） 第１図に示す装置はフイルタ材のトウを連続し
たロツドに形成し、そのロツドを個々のフイルタ
ロツドの長さに切断する、例えばモリンス社
（molins）のPM5Nのようなフイルタロツド製造
機械に関連している。供給源（例えば梱）からフ
イルタ材のトウ２の織材を連続的に引出し、フイ
ルタロツド製造機械の運転速度に応じた速度で室
４を通して動かす装置（図示せず）が設けられて
いる。続いてトウ２はフイルタロツド製造機械へ
進む。

室４内で動いているトウ２に可塑剤が加えられ
る。可塑剤は貯槽６から計量流路を介して室４へ
供給される。一方逆止弁１０を備えた管８が貯槽
６をフラスコ１２に連結している。一方逆止弁１
６を備えた別の管１４がフラスコ１２から計量シ
リンダ１８へ延びている。フラスコ１２は、また
管２４を介して大気へ、または圧力空気源２６の
いづれかに接続可能の二方弁２２から延びる空気
入口管２０を備えている。

計量シリンダ１８は外側密封デイスク３０と内
方に突出した中央部分３２を有する底部の栓２８
を有する。第１の孔３４が前記デイスク３０の外
周部を貫通して該デイスクと中央部分３２との間
の環状のくぼみ空間へ通じている。管１４は第１
の孔３４に通じている。第２と第３の孔３６，３
８がデイスク３０と中央部分３２を貫通してい
る。定容積ポンプ４２を含む管４０が第２の孔３
６から室４の分配マニホルド４４へ延びている。

底部の栓２８の第３の孔３８は圧力変換器５６
に通じる管５４に接続している。

回転式スプレブラシ４６がその周縁をマニホル
ド４４に接触させて室４内に配置されている。排
出管４８が室４の底から計量シリンダ１８へ延び
ている。

定容積ポンプ４２は通常トウ２の速度に応じた
出力速度を有する駆動源から無段変速ギヤボツク
ス５０を介して駆動される。該ギヤボツクスの速
度比はモータ５２により制御される。

貯槽６内の可塑剤は、第１図に示すように二方
弁２２が管２４を介して空気入口管２０を大気中
に通気させるよう位置すると管８を通つてフラス
コ１２（および空気入口管２０）へ流入する。フ
ラスコ１２が一杯になると、空気入口管２０が圧
力空気源２６と連通するように二方弁２２を動か
すことにより計量シリンダ１８に可塑剤を補給で
きる。次に、可塑剤は空気圧により管１４を通し
てフラスコ１２から計量シリンダ１８へ圧送され
る。栓２８の構造は、導入された可塑剤を旋回運
動させ、あふれて可塑剤が流出しないようにす
る。逆止弁１０は可塑剤が貯槽６へ戻らないよう
にする。逆止弁１６は、二方弁２２が空気入口管
２０を大気に通気させるとき計量シリンダ１８か
らフラスコ１２への可塑剤の逆流がないようにす
る。

可塑剤は定容積ポンプ４２により計量シリンダ
１８から取り出されマニホルド４４へ送られ、該
マニホルドから可塑剤は回転スプレブラシ４６に
よりトウ２に噴射される。トウ２に付かなかつた
可塑剤は室４の底へしたたり落ち、そこから排出
管４８を介して計量シリンダ１８へ戻る。

定容積ポンプ４２はトウ２の速度、例えばフイ
ルタロツド製造機械の運転速度と共に変わる速度
で駆動される。トウ２の速度と定容積ポンプ４２
の速度の間の比はギヤボツクス５０により調整可
能である。本装置ではトウ２に付与される可塑剤
の量をモニターし、ギヤボツクス５０の速度比を
調整し可塑剤の供給量を適量にするように可塑剤
の供給速度を変えることができる。トウ２に付か
なかつた可塑剤は排出管４８を介して計量シリン
ダ１８に落下するので、トウに付いた可塑剤の量
は計量シリンダから失われた可塑剤の量に一致す
る（少なくとも安定状態に達した場合）。圧力変
換器５６が時々圧力を読み取ることにより可塑剤
のこの減量を測定する。計量シリンダ１８はその
作動高さ以上は一定の面積を有するので、一連の
読取り値は測定期間中失われた可塑剤の重量を表
わす。計量シリンダ１８内の可塑剤の液位が上限
から下限まで落ち込む期間にわたり数回一連の読
取りを行うことができる。これらの読取り値は測
定期間中にトウに付与すべき可塑剤の量の所望値
と比較され、必要なら、モータ５２に信号が送ら
れギヤボツクス５０の速度比を調整して定容積ボ
ンプ４２の速度を変えて可塑剤の供給速度を増減
する。

ギヤボツクス５０を制御し、圧力変換器５６と
モータ５２とを連結する回路を含む制御装置を第
２図に示す。圧力変換器５６からの信号は緩衝増
幅器５８を介してアナログ・デジタル変換器６０
へ送られ、この変換器は圧力変換器が示す圧力に
比例するデジタル出力を提供する。この出力はア
ンドゲート６２に送られる。動作検出器６６から
提供されるパルスを積算し、所定数のパルスに達
したときはいつでも出力を発生するカウンタ６４
が遅延装置６７を介してアンドゲート６２に、か
つ別のアンドゲート６８に接続されている。動作
検出器６６はフイルタロツド製造機械の切断装置
７０に連結されている。

アンドゲート６２の出力は演算装置７４とアン
ドゲート６８に接続されているレジスタ７２によ
つて受け取られる。アンドゲート６８の出力は演
算装置７４に接続された別のレジスタ７６へ送ら
れる。カウンタ６４は遅延装置７７を介して演算
装置７４に接続されている。

別のレジスタ７８は演算装置７４からの出力を
受け取る。第２の演算装置８０はレジスタ７８
に、またこのレジスタにおける値をプリセツトす
る装置８４を有するレジスタ８２に接続されてい
る。さらに別のレジスタ８６が第２の演算装置８
０に接続され、出力信号をモータ５２に接続され
たタイマ８８へ送る。

動作検出器６６はフイルタロツド製造機械によ
り作られる各フイルタロツドに対し一つのパルス
（あるいは数個のパルス）を出す。カウンタ６４
へ送られるパルスの数が、普通は該カウンタがオ
ーバフローしてリセツトするように設定され、典
型的には同数のフイルタロツドを示す1000のパル
スに設定された所定値に達すると、出力パルスが
提供される。これは、まづレジスタ７２に現在あ
る値をアンドゲート６８を介してレジスタ７６へ
移す。僅か後に、遅延装置６７を通過した同じパ
ルスがアンドゲート６２を作動させアナログ・デ
ジタル変換器６０にある値をレジスタ７２に入れ
させる。さらに僅か後に遅延装置７７を介して同
じパルスにより演算装置７４が始動し、レジスタ
７２と７６からの入力の差に対応する出力がレジ
スタ７８に供給され、このレジスタにおける値が
カウンタ６４により発生するパルス間の、圧力変
換器５６の圧力読取り値における差を示す。換言
すれば、この値は典型的には前の1000本のフイル
タロツドに供給された可塑剤の重量を示す。

レジスタ７８の値は第２の演算装置８０におい
てレジスタ８２により提供される所望値と比較さ
れる。差の信号（もしあれば）はレジスタ８６に
記憶され、レジスタ８６における値の符号に応じ
て２本の配線の中の１本にあるタイマ８８に信号
が送られる。該タイマ８８はレジスタ８６におけ
る値に比例した期間モータ５２へ出力を出し、レ
ジスタ７８における値がレジスタ８２におけるプ
リセツト値に近づくような方向に、かつ量だけ定
容積ポンプ４２による可塑剤の供給速度を変える
ように、該モータ５２はギヤボツクス５０の速度
比を変える。

パルスがカウンタ６４により発生する毎に、レ
ジスタ７８における値は、必要なら補正信号がモ
ータ５２に送られるようにレジスタ８２における
値と比較される。パルス間の測定期間は典型的に
は５秒から20秒であり、カウンタ６４がフイルタ
ロツド1000本毎に作動する場合、その測定期間は
毎分5000本では12秒である。

計量シリンダ１８とフラスコ１２はそれぞれ約
１キロの可塑剤を入れることができ、これはトウ
に毎分約200グラムの可塑剤を供給する最大速度
では計量シリンダへの可塑剤充てん間隔は約５分
であることを示す。充てんは約20秒までかかる。
充てん期間中の測定は勘定しない（あるいはでき
ない）。同様に計測を安定させるために、フイル
タロツド製造機械の始動後最初の１分かそこらは
勘定しない。これは、可塑剤が室４の内面をぬら
す際の初期の不正確な読取りを排除する。

計量シリンダ１８への充てんの開始と停止を行
う二方弁２２の切換えは圧力変換器５６（あるい
はもつと便宜的には変換器６０）の読取りにより
制御され、これが計量シリンダ１８内の可塑剤の
量の上限と下限を有効に指示しうる。代替的にフ
ロートスイツチを計量シリンダ１８に設けること
ができる。

計量シリンダ１８の充てんは第１図に示すもの
以外の手段によつても可能である。例えば、計量
シリンダ１８へ必要量の可塑剤を供給するのにポ
ンプ、ピストンおよびシリンダ装置あるいはヘツ
ダタンクを使用できる。どの場合も計量シリンダ
１８内の可塑剤の量は圧力変換器５６または変換
器６０の読取りによりモニターして充てん作業を
制御することができる。可塑剤の導入は計量シリ
ンダ１８の底部のみならず頂部あるいは中間位置
であつてもよい。

定容積ポンプ４２の代りに可変容積ポンプを使
用することも可能であり、この場合モータ５２が
ポンプの排出量を調整するのに使用され、通常ギ
ヤボツクス５０は必要でない。かかるポンプはス
トローク可変ピストンを含んでもよい。

ギヤボツクス５０により（あるいは排出量を変
えることにより）定容積ポンプ４２を制御する代
りに、マニホルド４４への可塑剤の供給はマニホ
ルドあるいは管４０に可変絞りを設けることによ
り制御できる。そうすれば定容積ポンプ４２は過
剰の可塑剤を供給し、管４０から貯槽１８へバイ
パス管を設ける必要がある。可変絞りは、管４０
またはマニホルド４４におけるのと同様にバイパ
ス管に設けることができ、または管４０またはマ
ニホルド４４には設けないでバイパス管に設ける
ことができる。

圧力変換器５６は約０から10000paの範囲の歪
計型式のものでよい。該圧力変換器５６の作動範
囲は管５４の長さを変えることにより調整可能で
ある。適当な変換器はベルハウエル社（Bell
and Howell）のBHL4104（75mBゲージ）型か、
シエービツツイー・エム社（Schaevitz EM
Limited）のP502／0001（1.5psig.）型である。

前記のように、計量シリンダ１８は一定の断面
積を有するので、圧力変換器５６は測定期間中の
可塑剤の減量重量を有効に測定する。これは、第
２図の制御装置に使用する読取り値を得るため、
計量シリンダ１８をさおばかりに吊り下げる構
成、または１個以上の計量セルで該圧力変換器を
置き換えることによつてさらに直接的に測定でき
る。

第２図に示す装置は、また計量シリンダ１８に
おける可塑剤の液位、即ち体積変化に応答した変
換器６０からの入力に使用することもできる。代
替的に、可塑剤の液位が所定の上方の値から下方
の値へ落下する間に掛つた時間あるいは製造され
たフイルタロツドの数は、ギヤボツクス５０の制
御用の基準信号と比較するための可塑剤供給量の
測定入力として使用できる。

一般に経過時間（製造されたフイルタロツドの
数よりはむしろ）による測定期間としうるが、そ
の場合フイルタロツド製造機械の速度の入力を必
要とし、例えば測定期間中のフイルタロツドの平
均速度に従つてレジスタ８２におけるプリセツト
値を変える必要がある。都合のよい代替方法は製
造されたフイルタロツドの長さを直接測定し、例
えば毎10メートル後の可塑剤の量を測定すること
である。

所定数または所定長さのフイルタロツドに対し
て所定量の可塑剤が供給されるような速度で可塑
剤を供給する必要はない。可塑剤の供給速度は代
替的な、あるいは付加的な特性により決めてもよ
く、その場合カウンタ６４または圧力変換器５６
または変換器６０からの読取りを行わせる他の装
置が、これらの特性と共に変動する信号を受け取
るようにしてもよい。例えば、測定期間中におけ
るトウまたはフイルタロツドの速度、質量、密
度、重量または圧力降下を示す信号を使用でき
る。一般に、各測定期間について、トウに供給さ
れる可塑剤の量は、対応の期間の間選定した特性
の値（測定値または測定から得られた値）に対し
て所定の（通常は一定）関係を有するように制御
してもよい。しかしながら、少なくともロツドに
おいて速度以外の特性を測定する場合、測定の結
果としての可塑剤供給速度の変化は、これから製
造すべきフイルタロツドに影響するのみであり、
換言すれば、可塑剤と選定した特性の値の面か
ら、測定は通常は対応のトウやフイルタロツドに
対してのものでないことを留意すべきである。可
塑剤が供給される区域またはその上流区域にある
トウに対して測定を行う場合、少なくとも理論的
には同じ長さのトウに関係する測定を行うことが
可能である。

トウへの可塑剤の供給速度を決定するのにフイ
ルタロツドの数とかフイルタロツドの長さ以外の
特性が使用される場合、レジスタ８２の目標値を
修正することにより第２図の装置が使用できる。
このように、例えば、測定期間を開始させたり終
了させるためにフイルタロツド1000本毎の読取り
値を提供するのに、カウンタ６６が使用できる
が、レジスタ８２の値はトウまたはフイルタロツ
ドの特性（例えば、重量、平均密度）に応答して
装置から出てくる信号に従つて各測定期間に対し
て変更することができる。このように、所望な
ら、供給する可塑剤の重量または量の比は、その
特性の値に対して一定に保持できる。例えば、フ
イルタロツドの速度または長さに応じて可塑剤の
供給速度を制御する代りに、各測定期間はカウン
タ６６により決定しうるとしても、フイルタロツ
ドの重量または密度が決定的な特性となりうる。
勿論、所望なら、測定期間は代表的な基準、例え
ば計量シリンダ１８内の可塑剤の液位、または単
にフイルタロツド製造機械の速度に関係なく経過
時間によつて決定できる。

室４はマニホルド４４とスプレブラシ４６を含
むものとして概略的に示されている。しかし、該
室４から計量シリンダ１８へのドレンの配設を除
いては供給室の特定の形態は重要でないことを認
識すべきである。特に、本発明による装置は英国
特許願第7924869号および同第8023119号に開示さ
れた供給装置にうまく使用できる。

トウの制御はトウを通して均等に可塑剤を分配
する上で重要である。トウの処理装置において、
トウは必要な速度で引き出し、かつ搬送するため
２対以上のローラを通過する。ロールの挾圧をか
なりの精度で設定できることが重要である。これ
を達成する装置は、ロール圧を制御するよう配置
した油圧または他の装置の圧力を圧力変換器で測
定し、それをロール圧の基準圧と比較し、圧力調
整器を使用して圧力調整を行うことにより差を補
正することを含む。対となつたロールの速度比
は、ロールの実際の速度を動作検出器で検出し、
それをプリセツト基準値と比較し、必要なら確実
な無段変速ギヤボツクスにより速度を調整するこ
とにより同様に制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフイルタ材のトウに可塑剤を供給する
装置の部分的な断面図および第２図は第１図に示
す装置用の制御装置を示す図である。 図において、２：フイルタ材のトウ、４：可塑
剤供給室、６：貯槽、１２：フラスコ、１８：計
量シリンダ、４２：ポンプ、４４：マニホルド、
４６：スプレブラシ、５０：ギヤボツクス、５
２：モータ、５６：圧力変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トウに流体添加剤を付与する付与装置、この
   付与装置に流体添加剤を供給する供給装置、前記
   付与装置に供給されたがトウに保持されない流体
   添加剤を受け取る装置および前記付与装置から出
   る流量を変える制御装置を含む、フイルタのトウ
   からフイルタロツドを製造する装置において、前
   記付与装置４４への流量と前記受取り装置１８へ
   の流量との差を指示して前記制御装置５０，５
   ２，８０−８８に適用する信号を出す装置５６−
   ７８を含み、前記制御装置はトウ２または前記ト
   ウから作られるフイルタロツドの測定された特性
   に応じて、前記付与装置４４から出る流量を変化
   させるようにされていることを特徴とするフイル
   タロツドを製造する装置。