JPS60141271A - たばこ裁刻機等における流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたばこ裁刻機等における流量制御装置に関し、
詳しくはたばこ裁刻機等で裁刻された原料の流量を一定
に制御するものである。

一般に、たばこ裁刻機では、上下２本のプレスコンベヤ
により原料である葉たばこを圧縮しながらプレスコンベ
ヤの前方に設けられた裁刻口に送り出し、該裁刻口に近
接して回転する回転Ｉ・ラム形カッターによって裁刻す
る。

裁刻された葉たばこは、たばこ裁刻機の後続工程である
乾燥工程、香料添加工程あるいは配合工程等に送り出さ
れるが、これら後続工程に送り出す流量を一定となるよ
うにたばこ裁刻機等で制御することば裁刻される刻の品
質を安定化するだけでなく、乾燥工程の負荷変動の低域
、香料の均一添加、配合精度の向上環の種々の目的から
非常に重要である。

このため、従来より裁刻機およびその周辺装置において
流量を制御する流量制御装置が種々提案されており、次
の３つの方式に分類される。

まず、第１は特開昭５１−１１８８９８号公報、特公昭
５５〜４．５１８５号公報等に提案されているように、
裁刻機に入る葉たばこの流量を一定にするものである。

また、第２には裁刻機で裁刻された刻たばこの流量を連
続計重機で計重し、この計重信号を直接あるいは間接的
に裁刻機にフィーＩＳバックして裁刻機の処理流量を制
御するものである。

また、第３にはＤＴ１５３２０６２号に提案されている
ように、裁刻機の上下プレスコンベヤのうち、一定圧力
で原料を加重する上部プレスコンベヤが原料の量によっ
て上下動することに着目して、上部プレスコンベヤと同
時に上下動する裁刻口の上辺部にその移動量を測定する
測定部材を装備し、該測定部材の測定結果をプレスコン
ベヤ駆動装置の速度制御部に送り上下プレスコンベヤの
速度を制御して裁刻口に押し出される原料の量を一定に
するものである。

しかしながら、第１．第２の方式にあっては、裁刻機以
外に種々の設置Ｍ装置を必要とし、コストアンプとなり
、また設備スペースが大型化する等問題があった。

第３の方式にあっては、裁刻機自体で流量を制御するよ
うにしたので、コストアンプとなったり、設備スペース
が大型化する等の問題がないものの、裁刻口を通過する
原料の密度がプレスコンベヤによる圧搾強度によって変
化し、また同一圧搾強度においても原料の含水率が変化
すると、原料の柔軟ざなどの物理的性質が変わり、圧搾
時の原料密度が変わるため、限られた条件のなかでしか
その制御精度が保たれない等の問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、コスト、設備スペース等の点で問題がな
く、また種々の条件のもとでも制御精度を保つことがで
きるたばこ裁刻機等における流量制御装置を提供するこ
とである。

すなわち、本発明は、一定の切断幅をもって物を切断す
るときの仕事量は切断された物の量に比例することに着
目してなされたもので、原料裁刻時の回転ドラム形カッ
ターの回転トルクを検出し、この回転トルク値と該回転
ドラム形カッターの回転数との積（回転ドラム形カッタ
ーの仕事率）が一定となるように回転ドラム形カッター
の回転数を制御して、裁刻される原料の流量を一定にす
ることを特徴としている。

したがって、比較的簡単な制御装置により従来の裁刻機
の流量制御装置のもつ問題点を解決することができ、工
程の簡略化に寄与することができる。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第一実施例を示している。まず、たば
こ裁刻機の全体について説明すると、ホッパ１と上下プ
レスコンベヤ２，３と回転ドラム形カッター４とから構
成されている。

ホッパ１は原料供給用ヘルドコンベヤ５から投入された
たばこ原（［１を上下プレスコンへＡ−２、３間に案内
するもので、サイドフレーム６ａ、６ｂの一部と原料給
送板７とから構成されている。この原料給送板７は、サ
イドフレーＡ５ａ、５ｂにより形成された給送通路８内
にビン９を介して設けられたリンクアーム１０に取付け
られている。

リンクアーム１０には、モータ１１により回転される回
転板１２に一端部を枢着したリンクアーム１３の他α１
１１部が連結されている。これらリンクアーム１０，１
３とモータ１１により、原料給送板７がピン９を支点と
して第１図に示す矢印Ａ、Ｂ方向に揺動して、たばこ原
料を上下プレスコンベヤ２，３ 上下プレスコンベヤ２，３はたばこ原料を圧搾しつつ回
転ドラム形カッター４に順送するもので、サイドフレー
ム５ａ，５ｂ間に装備されている。

上部プレスコンベヤ２は下部プレスコンベヤ３よりも短
尺に設定されていて、そしてこれら上下プレスコンベヤ
２，３ は回転ドラム形カッター４側に向って漸次幅狭となって
いる。

上下プレスコンへ−１−２、３は、基台１５に設置した
減速機付可変速電動機１６により駆動される。

すなわち、電動機１６の出力軸に固定されたスプロゲソ
Ｉ・１７とサイドフレーム６ａ、６ｂの一例に設けられ
た中間軸１８に回転可能に設けた主スプロケット１９と
の間にチェーン２０を設け、そして該主スプロケット１
９に中間スプロケット２１と主歯車２２を固定し、該中
間スプロケット２１と上部プレスコンベヤ２のテール側
ホイール軸２３に固定した従スプロケット２４との間に
チェーン２５を設け、また十〇コ車２２を下部プレスコ
ンベヤ３のヘッド側ポイール軸２６に固定した従歯車２
７と噛合している。電動機１６を動作すると、この回転
はスプロケット１７からチェーン２０を介して主スプロ
ケソ１〜１９、中間スプロケット２２、主歯車２２に伝
達されて、そして中間スプロケット２２からチェーン２
５を介して従スプロケット２４に伝達され、また主歯車
２２から従歯車２７に伝達される。これにより、従スプ
ロケソｌ□　２４と従１Ｊｉｔ車２７か互いに反対方向
に回転して、上下プレスコンヘ−１−２、３がたばこ原
料を回転ドラム形カッター４側に搬送するよ・うに駆動
される。

」二部プレスコンベヤ２はテール側ホイール軸２３を支
点として第１図に示す矢印Ｃ，Ｄ方向に揺動可能となっ
ていて、そのヘット側ポイール軸２８にリイドフレーム
５ａ、５ｂの前（！ＩＩ＋−Ｌ部にそれぞれ起立した状
態で装備された圧搾用シリンダ２９．２９のシリンダロ
ンド２９ａの先端部が枢着されている。すなわち、上部
プレスコンベヤ２は、そのヘソＩＸ側が圧搾用シリンダ
２９．２９に吊持された状態となっている。

圧搾用シリンダ２９．２９のシリンダロソ１−２９ａの
先端部には、たばこ原料を回転ドラム形カッター４に押
し出す裁刻口３０の」−辺部を構成する圧搾板３１が固
定されている。

裁刻口３０は、この圧搾板３１と、下部プレスコンベヤ
３のヘット側に装備された受刃板３２と、サイドフレー
ム６ａ　、６ｂを延１区して設りた左右のガイド（図示
せず）とから構成されている。

−ｈ部プレスコンベヤ２と圧搾板３１の圧搾力は、圧搾
用シリンダ２９．２９に流入する流体の圧力を調整する
りリフ付減圧弁（図示せず）により設定される。

一ヒ下プレスコンベヤ２，３間に押し込まれたたばこ原
料は裁刻口３０に近づくに従って圧搾され、裁刻口３０
から送り出されたとき扁平塊状に形成される。

回転ドラム形カッター４は裁刻口３０から送り出された
扁平塊状のたばこ原料を一定幅に裁刻するもので、ドラ
ム３３の外周面に複数枚のナイフ３４を一定間隔に配置
して構成されていて、裁刻口３０に近接して装備されて
いる。

ナイフ３４の刃先は、長時間の高速処理に通ずるように
研磨装Ｗ３５により運転中、常時研磨される。この研磨
装置３５は、砥石車３６とモータ３７とモータ３７の回
転を砥石車３６に伝達する伝達機構であるプーリ３Ｂ、
３９、ヘルド４０とから構成されていて、砥石車３６を
回転させつつドラム３３の軸線方向に往復動する６また
、トラム３３内には、図示しないが、ナイフ３４を研磨
された長さだけ回転トラム形カッター４の回転に同調し
て連続的または間欠的に微少量ずつ送り出すナイフ送出
し機構が装備されている。これにより、ナイフ３４の切
味と、ナイフ３４の刃先と裁刻口３０との間隙が常時一
定に保たれる。

回転トラ人形カッター４で一定幅に裁刻されたたばこ原
料は、回転ドラム形カッター４のほぼ真下に装備された
排出シュート４１から後続の工程に送られる。

次に本発明の特徴部分について説明する。回転ドラム形
カッター４を回転駆動する直流電動機４２の出力軸に固
定したプーリ４３とトルク変換器４４の入力部に固定し
たプーリ４５との間にヘルド４６を設け、また該トルク
変換器４４の出力部に固定したプーリ４７と回転ドラム
形カッター４のメインシャフトに固定したブー１Ｊ４８
との間にヘルド４９を設げて、直流電動機４２の回転を
１゜ラム形カッター４に伝達する。これにより、回転Ｉ
゛ラム形カックー４が第１図に示す矢印Ｒ方向に回転さ
れる。このときの回転トルクはｌ・ルク変換器４４によ
り検出される。

トルク変換器４４は歪ゲージ式のもので、軸の６＋ｊＡ
の入力部と他端の出力部との間に加わる捩り力を電気信
号として検出する。

また、回転ドラム形カッター４のメインシャフトにプー
リ４８と同軸に固定したプーリ５０と回転数発信器５１
の入力軸に固定したプーリ５２との間にベルト５２ａを
設けて、回転ドラム形カッター４の回転数を回転数発信
器５１により電気信号として検出する。

トルク変換器４４で検出された検出信号（回転ｌ・ルク
）は増幅器５３で増幅された後、演算器５４に入力され
る。演算器５４には、無負荷時（原料を裁刻しないで回
転するとき）の回転トルクに相当する電圧を発生する設
定器５５が接続されていて、検出信号から無負荷時の回
転トルクに相当する電圧を減算する。これにより、原料
の裁刻に要する正味の回転トルク値が算出される。この
正味の回転トルク（ｉｉ　Ｉｒよ、裁刻１］３０により
形成された扁平塊状のたばこ原料の裁刻断面から空隙部
を除いた正味の原料断面積に比例し、裁刻時のハＰ料裁
断幅が一定の場合にはｆＪｉ位裁刻回数あたりの裁刻重
量に比例する。したがって、原料の密度（空隙部）が変
化しても何んら影響を受けない。

上述の正味の回転トルク値は演算器５６に入力される。

演算器５６には、裁刻されるべき刻たばこ流量の目標に
相当する電圧を発生する設定器５７が接続されていて、
該目標値を正味の回転トルク値で除算する。刻たばこ流
量の目標値は回転トルクと回転ドラム形カッター４の回
転数との積であり、正味の回転トルク値で除算すると、
目標とする回転数がめられる。演算器５６から電力増幅
器５８には、この目標回転数に相当する電圧が入力され
る。

電力増幅器５８には前述の回転数発信器５１から回転ド
ラム形カッター４の回転数が入力されていて、該回転数
と目標回転数と比較して目標回転数となるように直流電
動機４２を制御する。

また、回転数発信器５１から演算器５９に同様に回転ド
ラム形カッター４の回転数が入力される。

演算器５９にば刻幅の目標値に相当する電圧を発生する
設定器６０が接続されていて、回転ドラム形カッター４
の回転数と該目標値とから電動機１６の目標回転数をめ
、該目標回転数に相当する電圧を電力増幅器６１に出力
する。

電力増幅器６１にば電動機１６と同期して回転し該電動
機１６の回転数に相当する電圧を発生する回転数発信器
６２が接続されていて、該回転数と目標回転数を比較し
て目標回転数となるように電動機１６を制御する。これ
により、回転ドラム形カッター４の回転数に同期して一
ヒ下ブレスコンヤ２，３が駆動されて、たばこ原料の刻
幅が一定に制御される。

次に上記実施例の作用を説明する。

たばこ原料は原料供給用ベルトコンベヤ５からボソバ１
内に投入されて、原料給送板７により上下プレスコンベ
ヤ２，３間に押し込まれる。上下プレスコンベヤ２，３
間に押し込まれたたばこ原料は裁刻口３０に搬送される
途中において圧搾用シリンダ２９に設定した圧搾力で圧
搾される。そして裁刻口３０から押し出されて、ナイフ
３４により裁刻される。このとき、回転ドラム形カッタ
ー４と上下プレスコンベヤ２，３ば同期して駆動される
ため、たばこ原料の裁刻幅は一定となる。

たばこ原料の裁刻時の回転１°ラム形カツター４の回転
トルク値は、トルク変換器４４により電気信号として検
出される。この回転ｌ・ルク値は増幅器５３を介して演
算器５４に入力され、ここで正味の回転トルク値がめら
れ、この正味の回転トルク値が演算器５６に入力される
。ｌＮｊ算器５６では、たばこ原料の刻けの目標値を正
味の回転トルク値で除算して目標回転数をめ、この目標
回転数を電力増幅器５８に出力する。電力増幅器５８で
は、回転数発信器５１から入力した回転数と目標回転数
とを比較して直流電動機を制御する。

これにより、例えば回転トルク値が大きくなったときに
は、回転数を遅（し、また回転トルク値が小さくなった
ときには、回転数を速くして、裁刻されるたばこ原料の
流ｉｌｌを一定に制御する。

たばこ原！ｌ！−１の圧搾時におりる原料密度が変化し
ても、回転トルク値はたばこ原料の裁刻断面から空隙部
を除いた正味の原料断面積に比例するものであり、この
ため原料密度の変化により回転数が変わることがない。

すなわち、圧搾時の原料密度の変動があっても、これに
影響されることなく回転ドラム形カッター４の回転数を
制御して裁刻されるたばこ原料の流量を一定に制御する
。

また、回転ドラム形カッター４の回転数が変わると、電
力増幅器６１によって電動機１６が回転ドラム形カック
ー４と同１１ｒ１するように制御され、例えば回転数が
遅くなったときにば、上下プレスヘルドコンベヤ２，３
の搬送速度がこれに合わせて遅くなり、また回転数が速
くなったときには、これに合わせて搬送速度が速くなる
。これにより、たばこ原料の裁刻幅が一定に制御される
。

回転ドラム形カッター４で裁刻されたたばこ原料は一定
′／Ｒ量となって次工程に送られる。

第２図は本発明の第二実施例を示している。この第二実
施例では、回転ｌ・ラム形カッター４の駆動源として油
圧モータ６３を使用している。この油圧モータ６３の一
次側圧力と二次側圧力の差圧、すなわち駆動圧は、油圧
モータ６３の出力トルクと非常に高度な相関関係がある
ので、この駆動圧を前述の回転トルク値とすることがで
きる。

油圧モータ６３の入口側（−次側）と出口側（二次側）
には導圧管７５，７６が分岐して設けられて差圧変換器
６４に接続されており、この差圧変換器６４により駆動
圧が検出される。この差圧変換器６４は、駆動圧を電気
信号に変換し、増幅器５３を介して演算器５４に出力す
る。演算器５４ではこの駆動圧から無負荷時の駆動圧を
減算して正味の駆動圧をめて、これを演算器５６に出力
する。演算器５６では、たばこ原Ｙ１の刻量の目標値を
正味の駆動圧で除算して目標回転数をめ、この目標回転
数を信男増幅器６５に出力する。

信号増幅器６５には回転数発信器５１から回転ドラム形
カッター４の回転数が入力されていて、該回転数と目標
回転数を比較して、電気−油圧サーボ機構６６に制御信
号を出力する。

電気−油圧ザーボ機構６６は、サーボ弁６７とザーボシ
リンダ６８とからなり、信号増幅器６５からの制御信号
によってポンプ６９の圧力流体の吐出ｉ７Ｊを操作する
。

ポンプ６９から吐出された圧力流体ば管路７０から油圧
モータ６３の入口（−次側）に送られ、該油圧モータ６
３で圧力エネルギーを放出した後、出口（二次側）から
管路７１、流路切断弁７２、管路７３，７４を通ってポ
ンプ６９に戻る。

油圧モータ６３はこれにより回転ドラム電力・７ター４
の回転数を上述の目標回転数に制御する。

なお、図示しないが、回転ドラム形カッター４の回転数
に同期して上下プレスコンベヤ２，３の速度が制御され
ることば、前述の第一実施例と同様である。

なお、ポンプ７７は、ザーボシリンダ６８を駆動する圧
力流体を供給する。この圧力流体は圧力調整弁７８によ
り圧力調整される。

また、ポンプ７９から吐出された圧力流体が逆止弁８０
から管路７４内に流入し、これにより管路７０，７１，
７３．７４内で汚れ、発熱した圧力流体の一部が管路８
１、逆１１−弁９１、管路８３、圧力調整弁８４、フィ
ルタ８５、冷却器８６を通ってタンク８７内に戻る。

また、圧力調整弁８８は、回転１’ラム形カツターの負
荷が大きくなって油圧モータ６３、ポンプ６９に定格以
上の圧力が加わったとき安全弁として作用し、これら油
圧モータ６３、ポンプ６９が破損するのを回避する。

この場合、圧力流体は管路７０，８９、逆１１−弁９０
、圧力調整弁８８、逆止弁９１を通り、またその一部は
管＋１ＰＴ８１，９２を１ｆｆｌってポンプ６９の入口
に戻り、さらにその一部は管ＶＰｒ８３、圧力調整弁８
８より低い圧力で作動する圧力調整弁８４を通ってタン
ク８７内に戻る。

なお、流路切換弁７２が第２図に示す位置にあって管路
７１と７３を遮断して油圧モータ６３を停止している状
態のとき、流路切換弁９４および管路９５を切換えて管
路７１，９５．７０を短絡すれば、油圧モータ６３を手
動で回転させることができる。

この第二実施例において、油圧モータ６３の出口側の流
体圧力を圧力調整弁８４等でほぼ一定にすれば、−次側
圧力を上述の駆動圧とすることができる。この場合、設
定器５５ば、無負荷時の一次側圧力に相当する電圧信号
を発生ずるように調整される。

本発明は、たばこ裁刻器に限定されず、例えばバルブ裁
断器等に適用して裁刻される原料流量を一定にすること
もできる。

以上説明したように本発明によれば、トルク検出手段（
トルク変換器４４、差圧変換器６４）により回転ドラム
形カッターの裁刻時の回転トルク値を検出し、また回転
数検出手段（回転数発信器５１）により回転数を検出し
て、この回転トルク値と回転数に基づいて回転数制御手
段（増幅器５３、演算器５４．　、５６、設定器５５．
５７、電力増幅器５８、信号増幅器６５）により目標原
料流量とるように回転ドラム形カッターの回転数を制御
し、かつ速度制御手段（演算器５９、設定器６０、電力
増幅器６１、回転数発信器６２）により回転ドラム形カ
ッターに同期して１般送手段（上下プレスコンベヤ２，
３、電動機１６）の搬送速度を制御するので、裁刻口に
おける原料の圧搾強度、原料の含水率等に関係なく原料
流けを一定に制御でき、これにより裁刻された削片の品
質が安定し、また裁刻機の前後に特別に流量制御用の設
備等を設けるｒ、４−要がないので、コストアンプの問
題もなく、また設備スペースが大型化することもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
第一実施例を示す略解側面図、第２図は本発明の第二実
施例を示す略解図である。 ■・・・ボソパ、２・・・」二部プレスコンベヤ、３・
・・下部プレスコンベヤ、４・・・回転トラム形カック
ー、１６・・・減速機付可変速電動機、３ｏ・・・裁刻
口、４２・・・直流電動機、４４・・・トルク変換器、
５１・・・回転数発信器、５３・・・増幅器、５４・・
・演算器、５５・・・設定器、５６・・・演算器、５７
・・・設定器、５９・・・演算器、６０・・・設定器、
６１・・・電力増幅器、６２・・・回転数発信器、５８
・・・電力増幅器、６３・・・油圧モーフ、６４・・・
差圧変換器、６５・・・信号増幅器。 特許出願人　日　本　専　売　公　杜 氏　理　人　日本専売公社研究開発部長中　山　道　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１原料を裁刻口まで圧搾搬送する搬送手段と該裁刻
   口と近接して回転し裁刻口から押し出された原料を裁刻
   する回転ドラム形カッターとを具備してなるたばこ裁刻
   機等の該回転ドラム形カッターの裁刻時の回転トルクを
   検出するトルク検出手段と、前記回転ドラム形カッター
   の回転数を検出する回転数検出手段と、前記トルク検出
   手段と回転数検出手段から検出信号を入力して原料裁刻
   流量（回転トルクと回転数との積）が一定となるように
   前記回転ドラム形カッターの回転数を制御する回転数制
   御手段と、前記回転ドラム形カッターの回転数に同期し
   て前記搬送手段の搬送速度を制御する速度制御手段とを
   ・具備してなることを特徴とするたばこ裁刻機等におけ
   る流量制御装置。 （２）前記回転ドラム形カックーが油圧モータ駆動回転
   ドラム形カッターで、また前記トルク検出手段が油圧モ
   ータの駆動圧検出手段であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のたばこ裁刻機等における流量制御装
   置。