JPH034193B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、喫煙可能な材料からできている棒
（材料棒）の物理的特性を制御するための方法及
び装置に関する。

従来の技術 これから述べる問題は、これ以降巻タバコの製
造との関連で論じられるが、同様の問題はその他
の喫煙可能な物品においても生じるものである。

巻タバコの製造において、巻タバコの生産中に
棒状にされたタバコ葉繊維のいくつかの物理的特
性を連続して制御するために、従つて最終的に、
完成した巻タバコの対応するそれぞれの特性を連
続して制御するために、種々の技術が用いられて
いる。例えば、巻タバコの重量を一定にするため
に必要となる方法であつて、巻タバコの重さに対
応するタバコ葉棒の密度を決定し、決定されたそ
の現実の値と希望する値とを比較し、そしてその
比較の結果に基づいてタバコ葉棒の成形を制御す
るという方法が知られている（ドイツ特許公開第
2208944号公報）。密度の計測のために、例えば棒
状のタバコ葉繊維の光の吸収が利用できる。特
に、ベータ線あるいはマイクロ波の吸収が利用で
きる。

ドイツ特許公開2728797号公報にも、フイルタ
繊維（filter tow）の吸引抵抗を決定し、それを
希望値と比較し、そしてフイルタ繊維の供給のた
めにその比較の結果を用いるという巻タバコ用フ
イルタの製造法が記述されている。フイルタ繊維
の供給は、計測されるフイルタ繊維の横方向から
計つた場合の圧力の低下が実質的に一定になるよ
うに行われる。

ヨーロツパ特許公開32399号公報に他の方法が
開示されている。この方法では、水分含有量、質
量、機械の速度、そして棒状のタバコ葉繊維の硬
度が制御のために検出される。計測された硬度値
が、水分含有量、質量、そして機械の速度等の他
のパラメータによつて修正され、これにより、希
望値と比較されるべき正確な現実の値が得られ
る。この比較の結果に基づいてタバコ葉の高さを
均等にする均等化装置（複数の除去円盤）が調節
され、タバコ葉棒の成形の際に該タバコ葉棒の高
さが所定の高さに設定される。

タバコ葉棒の硬度を検知するのに適当なセンサ
は、ドイツ特許公開第3306543号公報及びドイツ
特許公開第3404635号公報に開示されている。

しかしながら重さとか密度のコントロールのプ
ラクテイスにおいて今まで通例であつた方法は、
以下のような欠点を持つている。タバコ葉の充填
能力を変える時、結局は不良品につながるタバコ
葉の吸引抵抗あるいはタバコ葉の硬度の大きな変
動が起こるおそれがある。吸引抵抗に大きな変動
が生ずると、完成した巻タバコの空気の流通の程
度に好ましくない影響が出るのと同様に、吸引特
性、風味の充実度、そしてタバコの特性の上にお
いて好ましくない影響が出る。又、巻タバコの硬
度及びそれと結びついた重量不足は、消費者にと
つて重要な品質特性である。

タバコの硬度の調節、あるいは水分、質量及び
機械速度等の調節を行なえば、重要な品質特性を
一定に保つことはできるが、結局のところ問題が
生じる。それは、上記品質特性以外の物理的特
性、特に密度、重さ、そして吸引抵抗等がもはや
考慮に入れなくなるからである。従つて、完成し
た巻タバコの品質に好ましくない影響を与える大
きな変動が再び起こる可能性がある。

更に、広がつたタバコ葉や再生されたタバコ葉
をできるだけ多量に用いようとすると別の問題が
生じる。というのは、混入物による変動が生ずる
時、タバコ葉棒の密度あるいは重さを検知するセ
ンサはタバコ葉が少な過ぎることを検知する。す
なわち、タバコ葉棒はその混入物の中に、広がつ
たタバコ葉を過剰に含むことになり、よつて重さ
制御を行なう動作手段、一般には材料の均等化装
置（材料除去円盤）がタバコ葉棒を、より太めに
作るように調節される。その結果、巻タバコに過
剰のタバコ葉が入つてしまう。しかしながらこの
ことは、巻きタバコの吸引抵抗及び硬度、従つて
消費者にとつて重要な品質特性を増大させる。一
般に消費者は、巻タバコの重さの変動に比べて、
吸引抵抗及び硬度の変化はすぐに気づくものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、喫煙可能な材料棒からできる最終製
品、特に巻タバコ製造における最終製品の性質を
決定する、上記材料棒に関する少なくとも２つの
物理的特性を制御するための方法及び装置であつ
て、上記の最終製品において上記の各物理的特性
のいずれもが所定の限界値を越えないように制御
する方法及び装置を提供することを、解決すべき
問題点とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する手段、すなわち本発明
は、喫煙可能な材料棒から出来る最終製品、特に
巻タバコ製造における最終製品の性質を決定す
る、少なくとも２つの物理的特性を制御するため
の方法であつて、上記各物理的特性の値を決定
し、それら個々の現実の値とそれらに対応する希
望する所定の値との差を決定し、そしてその決定
された差より、上記の棒を構成する喫煙可能材料
のかたまりに働きかける動作手段のための複数の
制御信号が得られる方法において、それら得られ
た各制御信号を互いに比較し、それらのうちの特
に最大の制御信号を、喫煙可能材料のかたまりの
流れに働きかける１つの動作手段に送ることを特
徴とする方法である。

又、上記方法を実施するための本発明に係る装
置は、材料棒の有する２つの物理的特性の現実値
を検知する少なくとも２つのセンサと、個々の物
理的特性の現実の値と希望する値との差に基づい
て材料棒を形成する喫煙可能材料のかたまりに働
きかける動作手段のための制御信号を発生する複
数のコントローラとを有する装置において、得ら
れた上記複数の制御信号を互いに比較してそれら
のうちの特に瞬間的に最大の制御信号を材料のか
たまりの流れに働きかける１つの動作手段へ供給
する自動選択回路を設けたことを特徴とする装置
である。

好都合な実施態様は特許請求の範囲の従属項に
示されている。

本発明によつて得られるいくつかの利点は、喫
煙可能な材料棒の少なくとも２つの選ばれた物理
的特性、好ましくは材料棒あるいは喫煙可能物品
の硬度、吸引抵抗及び／又は重さがある許容限界
内で一定値に制御されるという事実に基づいてい
る。上記いくつかの物理的特性量のうちの少なく
とも２つに関して得られる制御信号は、好ましく
は吸引抵抗及び硬度に関して得られる制御信号が
互いに比較され、特に瞬間的に最大の制御信号が
タバコ葉のかたまりの流れに働きかける１つの動
作手段、特にタバコ葉を均等にする均等化装置
（材料除去円盤）あるいは材料供給装置（材料拡
散装置）等へ供給される。

上記の方法は、種々の物理的特性量の現実の値
を得るための対応するセンサを用意し、そしてそ
れらの各センサからの出力信号を特許請求の範囲
に記載したように処理することにより、既に配備
されている従来の巻タバコ製造機械に用いること
ができる。

制御手段としては、困難なく得ることのできる
従来の小型制御装置の構成部品のみを使用でき
る。すなわち、特別に作られた部品を必要としな
い。又、これに代えて制御手段としてプログラム
可能なマイクロプロセツサを用いることができ
る。

この方法においては、巻タバコの本質的な品質
パラメータを、より精確に設定することもでき
る。用いられている制御変数が直接的な品質パラ
メータ、すなわち吸引抵抗及び変形量であるか
ら、上記の精確な設定により廃棄品を減少させる
ことができる。

上記方法を実施する回路として、一般的には選
択回路と、あるいは今の場合は最高値選択回路と
呼ばれる自動選択ロジツク回路が用いられる。対
応する制御技術工程を、コントローラによつて実
行することができる。

巻タバコ棒の制御に関する方式である最高値選
択をする場合においては、その瞬間において最も
大きな変数を有しているコントローラのみが動作
手段、すなわち材料均等化装置に働きかける。従
つて、この方法はいわゆるオーバーライド制御と
呼ぶこともできる。

ある瞬間において作動しているコントローラか
ら待機中のコントローラへの制御の変更は、待機
中のコントローラの出力信号が作動しているコン
トローラの出力信号より大きくなる時に実行され
る。ある瞬間に作動しているコントローラから待
機中のコントローラへの円滑な変更が、操業中何
時でも確実に行なわなければならない。この目的
のため、全てのコントローラのフイードバツク信
号が、動作手段に作用するとともに現在取扱われ
ている変数の瞬時値を受けなければならない。

少なくとも２つのセンサの出力信号を、制御技
術においては通例である重み付手段に接続するこ
とが可能である。これにより、制御動作時に、よ
り精度の良い選択が得られる。重み付手段とは、
例えば材料の温度又は他の測定パラメータを考慮
して、与えられた出力信号の値を修正する手段の
ことを意味する。

実施例 第１図において全体を符号１０で示す棒製造装
置は、回転可能に配置された２つのローラ１２及
び１４を有している。これらのローラのうちの少
なくとも１つが駆動される。これらのローラ１２
及び１４の上に搬送手段として作用する穴開きベ
ルト１６が掛けられている。ベルト１６の上走側
と下走側との間に真空室１８が設けられている。

タバコの葉は矢印の如く下方より持ち運ばれ、
矢印方向へ周動しているベルト１６に真空によつ
て吸着され、それによつてベルト１６にタバコ層
２０が形成される。均等化装置（複数の除去円
盤）２２が、タバコ層２０を所定の密度に設定す
るために用いられる。第１図において、上記の円
盤２２は、サーボモータ２４により、垂直方向へ
移動できる。符号２６は、均等化装置２２によつ
て除去される過剰なタバコ葉である。

これにより、符号２８で示される如く所定の高
さであつて、一様なタバコ層がベルト１６に形成
される。このタバコ層は成型用の指状部材によつ
て棒状にされ、そして巻タバコ用紙に封入され
る。

上記のタバコ葉棒あるいは完成した巻タバコが
特定長さに切断された時、２つの物理的特性が計
測される。すなわち、吸引抵抗ZW及び硬度（す
なわち変形量）Ｄが計測される。

実際の吸引抵抗ZWに相当する値がセンサ３０
から第１減算手段３７へ供給され、実際の変形量
Ｄに相当する値がセンサ３２から第２減算手段３
９へ供給される。又、これと同時に、希望する吸
引抵抗ZWに相当する値が希望値発信器３４より
第１減算手段３７へ供給され、希望する硬度（す
なわち変形量）Ｄに相当する値が希望値発信器３
６より第２減算手段３９へ供給される。２つの減
算手段３７，３９からの差信号は、２つの互いに
対を成すコントローラ３８，４０に送られて、所
定の制御特性に従つて対応するコントロール信号
に形成される。

これら２つのコントロール信号は、自動選択回
路４２へ供給される。この回路は、２つのコント
ロール信号のうち特に瞬間的に最大のものを検知
し、この特に最大のコントロール信号に基づいて
均等化装置２２のためのサーボモータ２４を駆動
する。本実施例では、上記の差信号即ちコントロ
ール信号に基づいて、これが０となるまで均等化
装置２２を作動し、ついで次に検知される最大コ
ントロール信号へ移動する。

通常の操業時において、均等化装置２２の位置
は吸引抵抗ZWに従つてセツトされる。すなわ
ち、吸引抵抗コントローラ３８が棒の製造をコン
トロールする。

しかしながら、変形量Ｄが急激に増大すると、
すなわち硬度が減少すると、完成した巻タバコ製
品はもはや予めセツトした特性に一致しなくな
る。よつて、コントローラ４０の出力信号が過度
に大きくなつた場合には、そのコントローラが均
等化装置２２のコントロールを行なうようにす
る。つまり、この場合には、自動選択回路４２が
コントローラ４０の出力信号を選択し、計測され
た変形量Ｄに依存する該出力信号を用いて、均等
化装置２２の位置設定が行なわれる。

この時、吸引抵抗ZWが必然的にわずかに変動
する。しかしながら、この変動は変形量Ｄすなわ
ち硬度の過度の変動に比較して許容される。

このような場合には、例えば干渉パラメータ
（interfering parameter）、特に切断されたタバ
コ葉の不均一性に原因して、棒成形の状態が通常
の操業状態へと再び変更されるまで、現実に制御
されるべき変数、すなわち吸引抵抗ZWが非制御
状態のままに置かれる。追つて生ずる上記の操業
状態の変更も、吸引抵抗による制御から硬度によ
る制御への変更と同様に、自動的に且つ円滑に行
なわれる。

一旦生じた障害がなくなつた時、例えば切断さ
れたタバコ（タバコ・マツト）の不均一な状態が
解消された時、変形量Ｄは減少し、硬度は増大す
る。従つて、吸引抵抗ZWのためのコントローラ
３８がもう一度、均等化装置２２の位置設定を引
き継ぐことになる。

第２図はコントロールされるべき３個の変数を
備えた他の実施例を示している。すなわち吸引抵
抗ZW及び硬度（すなわち変形量）Ｄとは別に、
重量コントロールが行なわれる。上記の３つの要
素を制御するコントロールシステムとコントロー
ラ３８，４０，４４との結合は、材料均等化装置
２２のためのサーボモータ２４を駆動する自動選
択回路４６を介して行なわれる。この図には、成
形部及び接着部、そしてそれとともタバコ葉棒あ
るいは完成した巻タバコの重さ、吸引抵抗ZW、
そして硬度（すなわち変形量）Ｄを検知するため
の後続する各センサ３０，３１，３２が示されて
いる。

重さ、吸引抵抗、そして硬度に関する現実値を
各センサ３０，３１，３２から各コントローラ３
８，４０，４４へ伝える信号線内に、限界値回路
４８，５０，５２が設けられている。これらの限
界値回路は、これら自体良く知られているように
個々現実の値と所定の限界値とを比較する。そし
て、上記現実の値が所定の限界値を越える時、こ
れらの界限値回路から拒否信号が発生されて、対
応する巻タバコが廃棄すべき物として検知され、
そして例えば風の吹き出しによつて取り除かれ
る。

最後に、他の変数、例えばタバコ葉棒の速度あ
るいはタバコ葉の水分含有量等を上記のコントロ
ールシステムに供給することができる。これらの
変数は、各センサ３０，３１，３２の出力信号と
結合され、これにより、制御のために修正された
現実の値が後段位置に得られる。

第３図は更に他の実施例を示している。この実
施例では、吸引抵抗ZW及び硬度（すなわち変形
量）Ｄに関する２つの現実の値が、２つのセンサ
ー３０，３２から２つの重み付手段５４，５６へ
供給される。これらの重み付手段は、複数の現実
の値を加算又は減算するための直線結合を行うた
めの制御技術において用いられる型式のものであ
る。

２つの重み付手段５４，５６の出力信号はその
後２つの減算手段３７，３９へ供給される。それ
以降のプロセスは第１図の実施例と同じである。

２つのセンサ３０，３２の出力信号は、２つの
減算手段３７，３９へ供給される信号が αZW＋βD γZW＋δD の形になるように、２つの重み付手段５４，５６
によつて直線結合される。同様の方法により、３
つのセンサからの出力信号を互いに結合すること
もできる。

効 果 本発明によれば、特に瞬間的に最大の制御信号
が発生する時には、その信号に対応する物理的特
性を補償するように動作手段、例えば材料の均等
化装置を作動させるようにしているので、最終製
品における各種の物理的特性を常に均一に維持で
きて、不良品の発生を押えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸引抵抗及び硬度のための制御装置の
基本的構成を示す図、第２図は硬度、吸引抵抗及
び重さのための他の制御装置を示す図、第３図は
２つのセンサの出力信号が重み付手段によつて結
合される実施例を示す図である。 ２２…動作手段（材料均等化装置）、３０，３
２，３１…センサ、３８，４０，４４…コントロ
ーラ、４２，４６…自動選択回路、５４，５６…
重み付手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 喫煙可能な材料棒のごとき最終製品の品質を
   決定する少くとも２つの物理的特性を制御するた
   めの方法であつて、 (a) 上記物理的特性の各々の値を検知すること、 (b) これら物理的特性の各々の値をそれらの特性
   の予め定めた希望値と比較すること、 (c) 上記物理的特性の各々とこれら物理的特性の
   希望値との間の差に基づく制御信号をつくり出
   すこと、 (d) 上記制御信号を互いに比較すること、 そして (e) 供給される制御信号に従つて喫煙可能な材料
   のかたまりの流れを増加させ又は減少させるこ
   との出来る１つの動作手段に、上記制御信号の
   うち瞬間的の最大制御信号を供給すること の各段階を含むことを特徴とする方法。 ２ 上記物理的特性が喫煙可能な材料棒の硬度、
   吸引抵抗および重さよりなるグループから選択さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３ 検知された少なくとも２つの現実の物理的特
   性値を直線結合し、それらの直線結合値の差をと
   ることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。 ４ 喫煙可能な材料のかたまりの流れに働きかけ
   る上記動作手段として、材料の均等装置又は材料
   の供給装置が用いられることを特徴とする請求項
   １に記載の方法。 ５ 少なくとも１つの物理的特性に関して制御信
   号を得るとき、水分量及び／又は機械速度が考慮
   に入られることを特徴とする請求項１に記載の方
   法。 ６ 喫煙可能な材料棒の品質を制御する装置にお
   いて、 (a) 上記喫煙可能な材料棒の品質を決定する少く
   とも２つの物理的特性の現実の値をそれぞれ検
   知し、そしてそれらの検知を表わす信号を発す
   る少くとも２つのセンサと、 (b) 上記センサからの上記信号を受信し、物理的
   特性の１つの現実の値を表わす上記信号の各々
   を物理的特性の希望値と比較し、そしてこの各
   比較を表わす制御信号を発するコントローラ
   と、 (c) このコントローラからの上記制御信号を受信
   し、これら制御信号を比較し、そして瞬間的に
   最大の制御信号を発する自動選択回路と、 (d) この自動選択回路からの最大制御信号を受信
   し、そして喫煙可能な材料棒の製造における喫
   煙材料のかたまりを、上記自動選択回路により
   発せられた制御信号に従つて増加せ又は減少さ
   せることの出来る手段に駆動結合される動作手
   段と を有することを特徴とする装置。 ７ 上記センサが、喫煙可能な材料棒の硬度、吸
   引抵抗および重さよりなるグループから選択され
   た少くとも２つの物理的特性の現実の値を検知す
   るために設けられていることを特徴とする請求項
   ６に記載の装置。 ８ 上記少なくとも２つのセンサと上記複数のコ
   ントローラとの間に、これら少なくとも２つのセ
   ンサの出力信号を結合する手段を設けたことを特
   徴とする請求項６に記載の装置。 ９ 上記の出力信号を結合する手段が重み付手段
   によつて構成されていることを特徴とする請求項
   ８に記載の装置。 １０ 上記の動作手段として材料均等化装置又は
   材料供給装置が用いられることを特徴とする請求
   項６に記載の装置。