JPH10137697A - 振動コンベヤ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料の搬送工程への適用が容易で、且つ、原
料中に混入している異物を高精度に検出して排除するこ
とができる振動コンベヤ装置を提供する。 【解決手段】 振動コンベア２が葉たばこＴを搬送する
途中で、加速度ピックアップ１２がトラフ４の底板１０
に小石Ｓが衝突した音波を検出し、この検出信号に基づ
いて判定回路１４は小石Ｓの位置を特定する。シュート
１６は判定回路１４によりその作動が制御され、その作
動時に小石Ｓをバケット４０内に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、原料に含まれる
異物を検出して搬送経路外へ排除する振動コンベヤ装置
に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】例えば、シガレットの原料となる
たばこの除骨葉にあっては、葉たばこに混じって小石が
含まれることがある。小石のような固い異物は裁刻機を
損傷する原因となるため、こうした異物を葉たばこから
取り除くために風選分離方式による異物の排除方法が用
いられている。この風選分離方式では、全ての葉たばこ
を一律に分離工程を通すことで異物と葉たばこを分離す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した風選分離方式
は、異物を分離する方法として有効ではあるものの、そ
の分離工程のために必要な設備の稼働コストが高くなる
し、シガレット製品の喫味品質に悪影響を与えるため、
設置することができる工程が限定されてしまう。この発
明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、原料中の異物を高精度に検出し、その
異物を搬送経路外へ排除することのできる振動コンベヤ
装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の振動コンベヤ装置は、原料を搬送する搬
送経路の途中に設けられた振動コンベヤと、この振動コ
ンベヤの振動基板の裏面に設けられており、振動基板の
上面への振動入力を測定してその測定信号を出力する複
数の測定器と、これらの測定器から出力された測定信号
のレベルに基づいて原料中の異物を検出し、異物検出信
号を出力する信号処理手段と、信号処理手段から異物検
出信号が出力されたときに、振動コンベヤの終端と異物
の位置との間の距離及び振動コンベヤの搬送速度に基づ
いて、異物が振動コンベヤの終端に到達する時点で排除
信号を出力する排除信号出力手段と、排除信号出力手段
からの排除信号を受け取ったときに、振動コンベヤの終
端から搬出される原料を異物とともに搬送経路の外側に
排除する排除手段とを備えている。

【０００５】請求項１の振動コンベヤ装置によれば、振
動コンベヤが原料を搬送すると、その振動基板の上面に
は原料がこの振動基板に広い範囲で衝突することによっ
て振動入力が加えられる。そして複数の測定器は、それ
らの各位置でこの振動入力に応じた測定信号を出力す
る。原料に異物が混入していた場合には、異物に特有な
レベルの測定信号が出力されるので、信号処理手段はこ
うした測定信号のレベルに基づいて原料中の異物を検出
し、異物検出信号を出力する。検出された異物が振動コ
ンベヤの終端まで搬送されると、このとき排除信号出力
手段から排除信号が出力されて、排除手段がこの異物を
原料とともに搬送経路の外へ排除する。

【０００６】請求項２の振動コンベヤ装置は、その測定
器が振動コンベヤの終端部に一列にして配置されてい
る。また排除手段は振動コンベヤの終端と下流側の搬送
経路との間に各測定器と対応し、且つ互いに隣接して設
けられ、互いに独立して回動可能な複数のシュートを備
えている。この場合、各測定器は、振動コンベヤの終端
部での測定精度が高くなり、信号処理手段はこの終端部
近くにある異物を高精度に検出する。また、複数のシュ
ートのうち、異物が通過する位置にあるシュートが独立
して作動し、原料とともにこの異物を排除する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して振動コンベ
ヤ装置の実施例を説明する。図１はシガレットの原料を
製造する工程の一部を概略的に示したものである。同図
を参照すると、ベルトコンベヤ１ａ，１ｂの中間に振動
コンベヤ２が設けられており、これらはいずれも図中矢
印の方向へ葉たばこＴを順次搬送している。公知の振動
コンベヤ２の構成を簡単に説明すると、振動コンベヤ２
はその上部にトラフ４を備えており、図２を参照する
と、このトラフ４の底板１０は長方形の金属製平板で、
その後面及び側面に側壁を有している。従って、図１か
ら明らかなように葉たばこＴは、トラフ４の後方上面か
ら振動コンベヤ２に供給され、その搬出部、即ち、トラ
フ４の前面開口から順次こぼれ落ちながら搬出される。
トラフ４の左右の一対の側壁には、それぞれに３個ず
つ、合計６個のバイブレータ６が搬送方向に対し傾斜し
て設けられている。トラフ４はこれらのバイブレータ６
を介してベース８に支持されており、これらバイブレー
タ６によってその全体が斜め上下に振動されるようにな
っている。

【０００８】トラフ４の底板１０の裏面であって、振動
コンベヤ２の終端部には、圧電式の加速度ピックアップ
（測定器）１２が幅方向に列をなして例えば８個設けら
れており、それぞれが判定回路１４に電気的に接続され
ている。なお、図１には１個の加速度ピックアップ１２
が示されている。トラフ４の底板１０に物体が衝突して
発生した音波が底板１０の表面から内部を伝搬してその
裏面に到達すると、加速度ピックアップ１２はこの音波
を振動としてとらえ、その入力加速度に比例した大きさ
の電気信号を判定回路１４に出力可能となっている。

【０００９】振動コンベヤ２の搬出先で、葉たばこＴの
搬送経路の下流にあるベルトコンベヤ１ｂの直前には、
エアシリンダ作動型のシュート列１５が設けられてい
る。また、シュート列１５の左方で、葉たばこＴの搬送
経路とは逆方向の位置にバケット４０が設けられてい
る。シュート列１５は図２から明らかなように、加速度
ピックアップ１２の設置位置に対応する８個のシュート
１６により構成されており、これらの個々のシュート１
６がそれぞれエアシリンダ１８により作動されて、振動
コンベヤ４から原料が搬出される方向をベルトコンベヤ
１ｂ又はバケット４０のどちらかに切換え可能となって
いる。より詳しくは、シュート列１５は８個のシュート
１６を振動コンベヤ２の搬送方向に対して一列に連接さ
せたものであり、これらシュート１６の中央の位置には
１本のシャフト４２が水平に延びている。各シュート１
６はシャフト４２を介して脚４４に支持されており、そ
れぞれがこのシャフト４２を中心として上下方向に回動
可能となっている。なお、図１には１個のシュート１６
のみが示されている。

【００１０】各シュート１６はそれぞれ別個のエアシリ
ンダ１８により作動されるものとなっており、以下、図
示されたシュート１６と組をなす空圧回路について説明
する。エアシリンダ１８は、ばね付単動シリンダであ
り、その圧力室２０内が大気圧のときは、図１に示すよ
うに圧縮コイルばね２２によりピストン２４は常に下方
に付勢されている。ピストンロッドの上端はシュート１
６の裏面にブラケットを介して回動可能に連結されてい
る。より詳しくは、ピストンロッドの上端にはピンが設
けられており、このピンがブラケットのガイドスロット
に摺動自在ににして嵌合されている。従って、ピストン
ロッドの伸縮に伴い、ピンはブラケットのガイドスロッ
ト内を移動することができ、この結果、シュート１６は
シャフト４０を中心に上下に回動される。

【００１１】エアシリンダ１８の圧力室２０内に圧縮空
気を供給するために、コンプレッサ２６及び空気タンク
２８が備えられており、これらは空圧管路３０ａを介し
て接続されている。空圧管路３０ａには逆止弁３２が介
挿されており、この逆止弁３２は空気タンク２８に向け
てのみ開かれる。コンプレッサ２６は図示しない駆動源
により駆動されて空気タンク２８に圧縮空気を供給可能
となっており、空気タンク２８は内部に高圧の圧縮空気
を蓄積可能となっている。

【００１２】制御弁３６は３ポート２位置の電磁作動型
の方向切換弁からなり、そのソレノイドは判定回路１４
に電気的に接続されている。エアシリンダ１８の圧力室
２０からは空圧給排管路３４が延びており、制御弁３６
の入出口ポートに接続されている。一方、制御弁３６の
入口ポートには、空気タンク２８から延びる空圧管路３
０ｂが接続されており、また、出口ポートには、大気開
放管路３８が接続されている。ここで、コンプレッサ２
６から空気タンク２８までの空圧回路及び判定回路１４
は各シュート１６に対して共用されており、空気タンク
２８と各エアシリンダ１８の圧力室２０との間は上述し
た空圧管路３０ｂ、制御弁３６及び空圧給排管路３４を
介してそれぞれ接続されている。また、制御弁３６のソ
レノイドはそれぞれ判定回路１４に電気的に接続されて
いる。

【００１３】図１の葉たばこＴの搬送工程において、上
流側のベルトコンベヤ１ａから順次搬出されてきた葉た
ばこＴは、振動コンベヤ２のトラフ４内に移し替えられ
る。振動コンベヤ２はトラフ４を振動させながら葉たば
こＴを図中右方向へ搬送していく。振動コンベヤ２の前
面開口からこぼれ落ちた葉たばこＴは、シュート１６を
介して下流のベルトコンベヤ１ｂ上に順次移し替えら
れ、次の製造工程に供給される。

【００１４】このとき、振動コンベヤ２のトラフ４内で
は、その底板１０の上で葉たばこＴが細かく跳びはねな
がら搬送されている。葉たばこＴ中に小石Ｓが混入して
いると、この小石Ｓもまた底板１０上にて跳びはねなが
ら搬送される。図３を参照すると、小石Ｓが底板１０の
上で跳ね、底板１０と衝突する様子が示されている。小
石Ｓが跳びはねた後、金属製の底板１０に衝突すると、
このとき発生する固有の音波が表面から裏面に向けて伝
搬する。加速度ピックアップ１２はこれを振動として検
出し、そのときの入力加速度に応じた大きさの電圧を電
気信号として判定回路１４に出力する。

【００１５】図４を参照すると、加速度ピックアップ１
２からの測定信号の大きさである振動レベルの時間変化
が示されている。トラフ４は常に振動しているので、底
板１０上での葉たばこＴ自体の搬送により発生する音波
も加速度ピックアップ１２に伝達される。これらは図４
中の低い振動レベルの波形となって現れている。しか
し、小石Ｓのような硬いものが衝突して発生する音波の
波形はその振動レベルがトリップレベルＬ１に達するこ
とになる。

【００１６】このとき、加速度ピックアップ１２は、上
述したように８個設けられているから、それぞれの位置
で出力する波形の大きさも異なっている。即ち、一つの
小石Ｓが底板１０と衝突して発生する音波は、その衝突
点で最も大きく、衝突点から遠ざかるほど減衰して小さ
くなる。従って加速度ピックアップ１２は、この衝突点
に近いほど出力する振動レベルが大きく、遠いほど小さ
くなっている。判定回路１４はこうした複数の加速度ピ
ックアップ１２からの異なる測定信号に基づいて演算を
行い、小石Ｓの位置を特定する。ここで、判定回路１４
が小石Ｓの位置を特定する方法としては、アコースティ
ック・エミッションの位置特定法を用いることができ
る。なお、葉たばこＴの搬送中、小石Ｓではなく葉たば
こＴが底板１０に衝突して、図４中の振動レベルがアラ
ームレベルＬ０になることがあるが、こうした中程度の
大きさの波形が現れるのは、葉たばこＴの比較的硬い中
骨部分が底板１０に衝突したためと考えられる。この場
合、アラームレベルＬ０の大きさの信号が入力されて
も、判定回路１４は小石Ｓの位置特定のための演算処理
を行わない。

【００１７】判定回路１４は底板１０上の小石Ｓの位置
を特定すると、その内部で異物検出信号を出力し、この
異物検出信号が出力されると、次に判定回路１４は８個
のシュート１６の内、どのシュート１６の向きを切換え
るかを決定するとともに、その切換えの時期（タイミン
グ）を計算する。この切換え時期は、振動コンベヤ２の
搬送速度と、特定された小石Ｓの位置から振動コンベヤ
２の終端までの距離との関係から求めることができる。
なお、この切換えの対象となるシュート１６は１個とす
ることもできるし、複数とすることもできる。

【００１８】これらの演算結果に基づいて判定回路１４
は、小石Ｓが振動コンベヤ２の終端に到達する時点で、
その向きを切換えるべきシュート１６に対応する制御弁
３６のソレノイドに通電し、その位置を切換え作動させ
る。すると、制御弁３６においてその入口ポートが入出
口ポートに接続される結果、空気タンク２８に蓄積され
た圧縮空気が制御弁３６を介してエアシリンダ１８の圧
力室２０に供給される。そして、圧力室２０内に供給さ
れた空圧によりピストン２４が上方に押されることによ
り、シュート１６の搬送方向がベルトコンベヤ１ｂへの
方向からバケット４０への方向に切換えられる。

【００１９】上記のシュート１６の向きが切換えられた
後、葉たばこＴが小石Ｓとともに振動コンベヤ２のトラ
フ４から搬出されてこぼれ落ちると、このシュート１６
を介してバケット４０内に導かれる。従って、葉たばこ
Ｔの搬送経路から小石Ｓは排除される。判定回路１４は
その後一定時間が経過すると制御弁３６のソレノイドへ
の通電を停止する。すると、制御弁３６は非作動位置に
復帰し、その入出口ポートが出口ポートに接続される結
果、エアシリンダ１８の圧力室２０内から圧縮空気が制
御弁３６を介して大気に開放され、圧力室２０内は大気
圧になる。そして、ピストン２４が圧縮コイルばね２２
によって下方の位置に復帰することにより、シュート１
６の向きはバケット４０側からベルトコンベヤ１ｂ側へ
切換え復帰される。

【００２０】上述した実施例の振動コンベヤ装置によれ
ば、振動コンベヤ２のトラフ４の面積が大きく、また、
トラフ４全体が振動することで小石Ｓが底板１０に衝突
する確率が高くなり、加速度ピックアップを複数配置す
ることによって小石Ｓの検出精度を高くすることができ
る。また、振動コンベヤ装置を葉たばこＴの搬送過程の
いろいろな位置に設置することができるので、既存の葉
たばこ処理ラインへの適用も容易である。

【００２１】そして、各シュート１６を独立して作動さ
せることができるので、小石Ｓとともに搬送経路外へ排
出される葉たばこＴの量を少なくすることができ、原料
のロスを低減することができる。この発明は上述の実施
例に制約されるものではない。例えば、図５に示すよう
に、シュート１６に代えて空気噴射ノズル４６を設け、
制御弁３６を入口・出口ポートがそれぞれ１つずつの電
磁開閉弁として、この空気噴射ノズル４６から圧縮空気
を小石Ｓに向けて噴射することにより小石Ｓを葉たばこ
Ｔとともに排除するものであってもよい。

【００２２】また、加速度ピックアップ１２は、図６に
示すようにトラフ４の底板１０において、振動コンベヤ
２の搬送方向と平行に設置位置を変更することもでき
る。この場合、判定回路１４は、振動コンベヤ２の搬送
速度と同図中の搬送距離との関係から上述の排除時期を
算出する。そして、葉たばこＴの異物である小石Ｓが、
例えば金属片であっても、判定回路１４においてトリッ
プレベルＬ１を所定の値に設定することでこの異物にも
対応することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の振動コ
ンベヤ装置によれば、振動コンベヤの振動基板に原料が
広い範囲で接するため、原料に異物が混入していても異
物が振動基板に衝突する確率が高く、異物の検出精度を
高くすることができるので、原料の搬送経路から異物を
確実に排除することができる。また、振動コンベヤを使
用するので既存の原料搬送工程への組み込みも容易であ
る。

【００２４】請求項２の振動コンベヤ装置によれば、振
動コンベヤの終端部で異物を検出するため、その振動基
板上で、検出された異物が振動コンベヤの終端に達する
までの間にその位置や搬送速度に大きな変化がなく、検
出された位置に対応するシュートによって異物の排除を
正確に行うことができる。また、シュートが独立して作
動するので異物と共に排除されるその周囲にある原料の
量を少なくすることができる。そして、シュートの向き
を切換えることによって異物を排除するため、原料の品
質に影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の振動コンベヤ装置を示す図である。

【図２】シュート列１５及び振動コンベヤ２の平面図で
ある。

【図３】小石Ｓがトラフ４の底板１０に衝突する様子を
示した図である。

【図４】加速度ピックアップ１２からの測定信号の時間
変化を示す図である。

【図５】振動コンベヤ装置の一変形例を示す図である。

【図６】振動コンベヤ装置の一変形例を示す図である。

【符号の説明】

２ 振動コンベヤ １２ 加速度ピックアップ １４ 判定回路（信号処理手段、排除信号出力手段） １６ シュート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料を搬送する搬送経路の途中に設けら
   れた振動コンベヤと、 前記振動コンベヤの振動基板の裏面に設けられ、前記振
   動基板の上面への振動入力を測定し、その測定信号を出
   力する複数の測定器と、 前記測定器から出力された測定信号のレベルに基づいて
   前記原料中の異物を検出し、異物検出信号を出力する信
   号処理手段と、 前記信号処理手段から異物検出信号が出力されたとき、
   前記振動コンベヤの終端と異物の位置との間の距離及び
   前記振動コンベヤの搬送速度に基づき、前記異物が前記
   振動コンベヤの終端に到達する時点で排除信号を出力す
   る排除信号出力手段と、 前記排除信号出力手段からの排除信号を受け取ったと
   き、前記振動コンベヤの終端から搬出される原料を前記
   異物とともに、前記搬送経路の外側に排除する排除手段
   とを具備したことを特徴とする振動コンベヤ装置。
2. 【請求項２】 前記測定器は、前記振動コンベヤの終端
   部に一列にして配置されており、前記排除手段は、前記
   振動コンベヤの終端と下流側の搬送経路との間に前記各
   測定器と対応し且つ互いに隣接して設けられ、互いに独
   立して回動可能な複数のシュートを備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の振動コンベヤ装置。