WO2012131986A1 - フィルタ製造機及びこれを用いたフィルタ製造方法 - Google Patents

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博之 唐来
智史 中村
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日本たばこ産業株式会社
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    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
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    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges

Definitions

  • the present invention relates to a filter manufacturing machine for manufacturing a hollow filter from filter fibers and a filter manufacturing method using the same.
  • a known filter manufacturing machine includes a storage container made of filter fibers, for example, storing acetate tow, and the tow (filter fibers) is supplied from the storage container along a predetermined supply path. During the tow feeding process, the tow is spread and spread. Thereafter, the tow is supplied with a plasticizer such as triacetin and supplied to the rod forming apparatus.
  • the rod forming apparatus wraps the rod-shaped tow with paper while forming the tow into a rod shape, and continuously forms the filter rod.
  • the rod shape of this tow is performed at a part called a molded tube.
  • the tow is molded by compression and heating into a rod shape.
  • a technique is known in which a tow is formed into a rod shape in this formed tube, and a hollow cylinder is formed by providing a through hole in the rod.
  • a mandrel is arranged in advance along the axis in the forming tube.
  • the tow that has flowed into the forming tube is formed into a rod shape around the mandrel, and is sequentially drawn out, and is pulled out from the mandrel to form a through hole.
  • the mandrel since the conventional mandrel has the same shape and size as the through hole, the mandrel has to be replaced each time the shape and size of the through hole are changed. For this reason, it is necessary to stop the filter manufacturing machine once, and productivity has been reduced.
  • Patent Document 1 describes an apparatus for producing a hollow cylindrical filter rod.
  • a hollow filter is manufactured by arranging a tube along the axis of the filter rod, and collecting and curing the tow around the tube.
  • a separate member called a tube is necessary, and the number of parts increases.
  • a tube feeding mechanism is separately required, the apparatus becomes complicated, and the control thereof is troublesome.
  • This invention aims at providing the filter manufacturing machine which can change the shape and size of a through-hole, and a filter manufacturing method using the same, without exchanging a mandrel.
  • a feeding device for continuously feeding out the filter tow, a molding device connected to the end of the feeding route, forming the filter tow into a hollow rod-shaped filter continuous body, and feeding the formed filter continuous body
  • a molding tube having a tubular molding path that is included in the molding device and passes through the filter tow while being squeezed and molded into the filter continuous body, and is arranged in the molding tube and cooperates with the molding tube
  • a mandrel having a proximal end portion located on the inlet side of the tubular forming passage and a distal end portion located on the outlet side, and one end portion of the mandrel on the inlet side of the tubular forming passage.
  • the section is formed of a plurality of continuous sections, and the section has a minimum distance that is a distance from the axis of the mandrel to a nearest outer edge in a cross section, and a maximum distance that is a distance to the farthest outer edge.
  • the minimum distance of the section located on the proximal end side is longer than the maximum distance of the section located on the distal end side, and the holding table is in the longitudinal direction of the mandrel
  • the apparatus further includes a monitoring device that monitors the shape or size of the through hole, and a control device that moves the holding table based on a result of the monitoring device.
  • the holding table is movable in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the mandrel, and the control device can be moved in all movable directions of the holding table, and the monitoring device Can further monitor the position of the through hole with respect to the axial direction of the manufactured filter.
  • the cross section in the section is a circle, polygon, star, crescent, heart, cross, alphabet, animal or plant.
  • a first manufacturing process for manufacturing a filter by forming the through hole in any section of the mandrel and after the first manufacturing process, the support base is placed in the longitudinal direction of the mandrel.
  • a filter manufacturing method using the filter manufacturing machine described above comprising: a moving step for moving; and a second manufacturing step for manufacturing the filter by forming the through hole in another section after the moving step. I will provide a.
  • the mandrel is formed of a plurality of sections that run along the longitudinal direction, the section being a minimum distance that is the distance from the axis of the mandrel to the nearest outer edge when viewed in cross-section,
  • the minimum distance of the section located on the proximal end side is longer than the maximum distance of the section located on the distal end side, and the holding table is , Movable along the longitudinal direction of the mandrel. Therefore, even if the filter is manufactured in the section on the proximal end side and the manufactured filter is fed to the distal end side of the mandrel, the minimum distance in the proximal end section is the maximum distance in the distal end section.
  • the shape of the through hole is not deformed in the section on the tip end side. For this reason, the filter which has the through-hole of the stable quality can be manufactured. Also, even if you want to form through-holes with different shapes or sizes in the middle of manufacturing, you can manufacture filters in other sections simply by moving the holding base in the longitudinal direction, so replace the mandrels The shape and size of the through hole can be changed without any change. Therefore, productivity is increased and workability is improved.
  • a monitoring device that monitors the shape or size of the through-hole and a control device that moves the holding base based on the result of the monitoring device are further provided, the shape and size of the filter manufactured by the monitoring device And the holding table can be moved using the control device based on the result. For this reason, a through-hole can be formed in a different section based on a monitoring result, and a through-hole of a desired shape or a size can be formed reliably.
  • the holding table can be moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the mandrel, the control device can be moved in all the movable directions of the holding table, and the monitoring device can be used for the manufactured filter.
  • the position of the through hole with respect to the axial direction can be further monitored. For this reason, even if it is found by the monitoring device that the position of the through hole is shifted with respect to the axial direction of the manufactured filter, the holding base is moved using the control device to correct the position shift of the through hole. be able to. For this reason, the quality and reliability of the filter as a product are further improved.
  • cross section in the section can be a circle, triangle, square, or star. Alternatively, other figures can be used. Thereby, coupled with the provision of the plurality of sections, through holes having various cross sections can be formed with one mandrel without stopping the manufacturing machine.
  • the filter manufacturing method by this invention has a 1st manufacturing process and a 2nd manufacturing process at least, and moves a mandrel to a longitudinal direction at the moving process between them, and a 1st manufacturing process and a 2nd manufacturing process Then, since the through holes are formed in different sections, a filter having a plurality of through holes can be manufactured with one mandrel without stopping the manufacturing machine.
  • the filter manufacturing machine 1 in FIG. 1 includes a feeding path 7, a molding device 3, and a wrapping device 4.
  • the feeding path 7 is for feeding the filter tow (fiber) 5 and the filter tow 5 continuously.
  • a storage container 8 storing filter tows 5 such as cellulose acetate fibers is disposed at the start end of the feeding path 7.
  • the feeding path 7 has a plurality of guide rollers 10 (two in the drawing) and is connected to the molding apparatus 3 described later.
  • the feeding path 7 is provided with a plasticizer addition unit 9.
  • the plasticizer addition unit 9 includes a known banding jet, a pair of pre-tension rollers, a pair of blooming rollers, and the like (not shown), and the filter tow 5 is first opened with these.
  • the plasticizer addition unit 9 is provided with a known spray (not shown) from which a plasticizer is added to the tow 5. As a result, the tow 5 is cured to some extent.
  • the forming device 3 for forming the tow 5 into the hollow rod-shaped continuous filter body 11 is connected to the end of the feeding path 7.
  • the molding apparatus 3 includes a molding tube 12 and a mandrel 13.
  • the forming tube 12 has a hollow cylindrical shape, and is used for allowing the tow 5 to pass through while being narrowed (in the direction of arrow F in FIG. 2).
  • the tow 5 passes through the tubular forming path 2 of the forming tube 12.
  • the diameter on the inlet side of the molded tube 12 may be gradually increased. That is, the tubular forming path 2 may be curved and formed in an R shape so that the diameter gradually increases toward the inlet side.
  • a trumpet guide or the like may be separately provided on the inlet side of the molded tube 12.
  • the forming pipe 2 is formed by cooperation of a forming pipe 12 and a mandrel 13 described later.
  • the mandrel 13 is disposed in parallel to the axis of the forming tube 12 and is used for providing the through hole 15 in the filter continuum 11. That is, a through hole 15 according to the shape of the mandrel 13 is formed in the rod-shaped filter tow 5 that has passed through the forming tube 12.
  • the tow 5 is heat-treated in the forming tube 12 to be a filter continuous body 11. This heat treatment is performed in the heat treatment unit 17.
  • a hole 18 penetrating the peripheral wall of the molded tube 12 is provided as the heat treatment portion 17, and steam is blown into the molded tube 12 through the hole 18 (in the direction of arrow I in FIG. 2).
  • This spraying is performed on a place where a filter is manufactured in a section of a mandrel 13 described later when a desired hole shape is formed.
  • a new heat source such as microwave, high-temperature air, or heating wire may be used.
  • the filter tow 5 is plasticized and hardened in the process of passing through the tubular molding path 2.
  • One end of the mandrel 13 is held by a holding table 14 on the inlet side of the tubular molding path 2.
  • the wrapping device 4 cuts the continuous filter body 11 to a predetermined length on the base 23 by the rod forming unit 20 and wraps the continuous filter body 11 with a paper roll (not shown) to form the filter rod 19.
  • the filter plug 21 is molded by cutting (not shown). These are performed using a known mechanism.
  • the filter plug 21 is sent to the next process by the garnish belt 22 (in the direction of arrow A in FIG. 1).
  • the mandrel 13 has a plurality of sections that are continuous along the longitudinal direction.
  • These sections 24 to 26 have a minimum distance 24i, 25i, 26i that is the distance from the axis S of the mandrel 13 to the nearest outer edge when viewed in cross section, and a maximum distance 24j, 25j that is the distance to the farthest outer edge. , 26j.
  • a minimum distance 24i, 25i, 26i that is the distance from the axis S of the mandrel 13 to the nearest outer edge when viewed in cross section
  • a maximum distance 24j, 25j that is the distance to the farthest outer edge.
  • the section 24 has a diameter of 2.931 mm
  • the section 25 has a diameter of 3.044 mm
  • the section 26 has a diameter of 3.447 mm.
  • the diameter of the held portion 27 is 3.954 mm.
  • the total length of the mandrel 13 is 140 mm, and the length of each section 24 to 26 is 25 mm.
  • the distance to the inner vertex is the minimum distance 25i
  • the distance to the outer vertex is the maximum distance 25j.
  • the minimum distance 26i and the maximum distance 26j are the same.
  • the distance from the axis S to the nearest side is the minimum distance 24i
  • the distance to the farthest vertex is the maximum distance 24j.
  • the description of the held portion 27 is omitted.
  • the minimum distance of the section located on the base end side of the mandrel 13 is the maximum distance of the section located on the tip end side (exit side of the tubular forming path 2).
  • the minimum distance 26i of the section 26 located on the proximal end side is longer than the maximum distance 25j of the section 25 located on the distal end side, and further longer than the maximum distance 24j of the section 24. .
  • any part of the outer edge of each of the sections 24 and 25 does not protrude outward from the outer edge of the section 26 and is located on the inner side (the outer edge of the section on the distal end side of the mandrel 13 is necessarily the base (Inside the outer edge of the end section). This relationship is the same in the case of section 25 and section 24. In other words, the mandrel 13 has a tapered shape as a whole.
  • the filter which has the through-hole 15 of the stable quality can be manufactured.
  • the boundary between the sections 24 to 26 may be a stepped shape or a tapered shape. 3 shows an example in which the section 26 has a step with respect to the held portion 27, the section on the proximal end side may have the same diameter as the held portion 27.
  • the holding table 14 is movable along the longitudinal direction of the mandrel 13 (in the direction of arrow X in FIG. 2).
  • the filter can be manufactured in another section simply by moving the holding base in the longitudinal direction.
  • the shape and size of the through hole 15 can be changed without exchanging. For example, when a filter having a through-hole 15 having a round cross section is manufactured in the section 26 and a filter having a through-hole 15 having a star cross section is manufactured, the holding table 14 is moved rearward so that the section 25 is moved. It is only necessary to move to a position corresponding to the heat treatment unit 17. Therefore, productivity is increased and workability is improved.
  • the filter manufacturing machine 1 has a monitoring device 6.
  • the monitoring device 6 is for monitoring the shape or size of the through hole 15.
  • an image recognition device such as a surveillance camera.
  • the monitoring device 6 is connected to the control device 16.
  • the control device 16 is for moving the holding table 14 based on the result of the monitoring device 6.
  • the control device 16 is connected to the holding table 14 via the actuator 28. Accordingly, the shape and size of the filter manufactured using the monitoring device 6 can be monitored, and the holding table 14 can be moved using the control device 16 based on the result.
  • the control device 16 moves the holding table 14 in the direction of the arrow X via the actuator 28.
  • the through holes 15 having different cross sections can be formed. For this reason, the through-hole 15 can be formed in a different section based on the monitoring result, and the through-hole 15 having a desired shape or size can be reliably formed.
  • the present inventors compared the mandrel diameter (section diameter) with the through-hole diameter, the through-hole diameter almost coincided with the mandrel diameter. Therefore, it was confirmed that the control of the through-hole diameter using the monitoring device 6 and the control device 16 is effective.
  • the control device 16 can move the holding table 14 in any direction. Can also be moved. At this time, if the position of the through hole 15 with respect to the axial direction of the filter manufactured by the monitoring device 6 is monitored, the monitoring device 6 indicates that the position of the through hole has shifted from the axial direction of the manufactured filter. Therefore, it is possible to correct the positional deviation of the through hole 15 by moving the holding table 14 using the control device 16.
  • the holding table 14 may be moved in any direction orthogonal to the longitudinal direction of the mandrel 13. This is so-called feedback control.
  • the amount of positional deviation at this time is obtained by the calculation unit 29 in the control device 16 (for example, image processing). For this reason, the quality and reliability of the filter as a product are further improved.
  • the movement of the holding table 14 may be performed manually without using the actuator 28.
  • the cross section of the section is circular, polygonal (triangle, quadrangle, pentagon, hexagon, etc.), star, crescent, heart shape, cross, alphabet, animal shape (camel, horse, etc.), It is a plant shape (a palm tree, a flower, etc.), and can also be other figures.
  • through holes having various cross sections can be formed with one mandrel without stopping the manufacturing machine.
  • the molding device 3 When manufacturing the filter plug 21 using the filter manufacturing machine 1 as described above, the molding device 3 performs the following steps. First, the filter continuous body 11 is manufactured by forming the through-hole 15 having a circular cross section in one section (for example, the section 26) of the mandrel 13 (first manufacturing process). At this time, the shape and size of the through hole 15 are monitored by the monitoring device 6. After this first manufacturing process, for example, when it is desired to form the through-hole 15 having a star-shaped cross section, the support base 14 is placed in the longitudinal direction of the mandrel 13 (in the direction indicated by the arrow X in FIG. (Direction of movement). This movement is performed by the control device 16 via the actuator 28.
  • the filter continuous body 11 is manufactured by forming the through-hole 15 having a star-shaped cross section in another section (for example, the section 25) (second manufacturing step).
  • the shape and size of the through hole 15 are monitored by the monitoring device 6.
  • the first manufacturing process and the second manufacturing process are provided, and the mandrel is moved in the longitudinal direction in the moving process between the first manufacturing process and the second manufacturing process. Therefore, a filter having a plurality of through holes 15 can be manufactured with one mandrel 13 without stopping the manufacturing machine 1.
  • the displacement of the through hole is also monitored by the monitoring device 6, and the holding table 14 is moved using the control device 16 based on the monitoring result to correct the displacement. What can be done is as described above.

Abstract

成形装置（３）と、フィルタトウ（５）を絞り込みながら通過させる成形管（１２）と、成形管（１２）と協働して管状成形路（２）を形成するマンドレル（１３）と、該マンドレル（１３）の一方の端部を前記管状成形路（２）の入口側にて保持する保持台（１４）と、前記管状成形路（２）内を通ずる過程にて前記フィルタトウ（５）を加熱するための加熱処理部（１７）とを備え、前記マンドレル（１３）は、長手方向に沿って連続する複数のセクションで形成され、該セクションは、横断面で見て前記マンドレルの軸線から最も近接した外縁までの距離である最小距離と、最も離れた外縁までの距離である最大距離とを有し、隣り合う前記セクションにおいて、前記基端部側に位置するセクションの前記最小距離は、前記先端部側に位置するセクションの前記最大距離より長く、前記保持台（１４）は、前記マンドレル（１３）の長手方向に沿って移動可能である。

Description

フィルタ製造機及びこれを用いたフィルタ製造方法
　フィルタ繊維から中空フィルタを製造するためのフィルタ製造機及びこれを用いたフィルタ製造方法に関する。
　公知のフィルタ製造機は、フィルタ繊維からなる例えばアセテートトウを蓄えた貯蔵容器を備え、この貯蔵容器からトウ（フィルタ繊維）が所定の繰出し経路に沿って繰出される。トウの繰出し過程にて、トウは開繊処理を受けて広げられる。この後、トウはトリアセチン等の可塑剤の添加を受け、ロッド成形装置に向けて供給される。ロッド成形装置はトウをロッド形状に成形しながら、このロッド形状のトウをペーパにより包み込み、フィルタロッドを連続的に成形する。
　このトウをロッド形状にするのは、成形管とよばれる部分で行われる。成形管では、トウは圧縮と加熱により成形されてロッド形状とされる。一方、この成形管にて、トウをロッド形状にするとともに、このロッドに貫通孔を設けて中空円筒状とする技術が公知である。
　このような貫通孔を設けるため、予め成形管内にマンドレルが軸線に沿って配置されている。成形管内に流入したトウは、マンドレルの周りでロッド形状に成形されて順次繰り出され、マンドレルから引き抜かれることで貫通孔が形成される。しかしながら、従来のマンドレルは、貫通孔と同じ形状及びサイズのものを使用しているため、貫通孔の形状及びサイズを変更する場合は、その都度マンドレルを交換する必要があった。このため、フィルタ製造機を一旦停止する必要があり、生産性が低下していた。
　一方で、中空円筒状のフィルタロッドを製造する装置が特許文献１に記載されている。この製造装置では、フィルタロッドの軸線に沿ってチューブを配し、このチューブの周りにトウを集めて硬化させることで、中空フィルタを製造している。しかしながら、チューブという別部材が必要であり、部品点数が増加する。また、チューブの繰出し機構が別途必要であり、装置が複雑化し、その制御も面倒である。
米国特許第３０９５３４３号明細書
　本発明は、マンドレルを交換することなく貫通孔の形状やサイズを変更することができるフィルタ製造機及びこれを用いたフィルタ製造方法を提供することを目的とする。
　本発明では、フィルタトウを連続的に繰り出す繰り出し経路と、該繰り出し経路の終端に接続され、前記フィルタトウを中空ロッド形状のフィルタ連続体に成形し、該成形したフィルタ連続体を送出する成形装置と、該成形装置に含まれ、前記フィルタトウを絞り込みながら通過させ、前記フィルタ連続体に成形する管状成形路を有する成形管と、該成形管内に配され、前記成形管と協働して前記管状成形路を形成し、前記管状成形路の入口側に位置する基端部と出口側に位置する先端部とを有するマンドレルと、該マンドレルの一方の端部を前記管状成形路の入口側にて保持する保持台と、前記成形管に含まれ、前記管状成形路内を通ずる過程にて前記フィルタトウを加熱するための加熱処理部とを備え、前記マンドレルは、長手方向に沿って連続する複数のセクションで形成され、該セクションは、横断面で見て前記マンドレルの軸線から最も近接した外縁までの距離である最小距離と、最も離れた外縁までの距離である最大距離とを有し、隣り合う前記セクションにおいて、前記基端部側に位置するセクションの前記最小距離は、前記先端部側に位置するセクションの前記最大距離より長く、前記保持台は、前記マンドレルの長手方向に沿って移動可能であることを特徴とするフィルタ製造機を提供する。
　好ましくは、前記貫通孔の形状又は大きさを監視する監視装置と、該監視装置の結果に基づいて前記保持台を移動させる制御装置とをさらに備えた。
　好ましくは、前記保持台は前記マンドレルの長手方向に対して直交する方向にも移動可能であり、前記制御装置は前記保持台の移動可能な全方向に対して移動させることができ、前記監視装置は製造されたフィルタの軸方向に対する前記貫通孔の位置をさらに監視することができる。
　好ましくは、前記セクションでの横断面は円形、多角形、星形、三日月形、ハート形、十字形、アルファベット形、動物形状、植物形状である。
　さらに、本発明では、前記マンドレルが有するいずれかのセクションで前記貫通孔を形成してフィルタを製造する第１製造工程と、該第１製造工程の後、前記支持台を前記マンドレルの長手方向に移動させる移動工程と、該移動工程の後、他のセクションで前記貫通孔を形成してフィルタを製造する第２製造工程とを含むことを特徴とする上述したフィルタ製造機を用いたフィルタ製造方法を提供する。
　本発明によれば、マンドレルは、長手方向に沿って連続する複数のセクションで形成され、このセクションは、横断面で見て前記マンドレルの軸線から最も近接した外縁までの距離である最小距離と、最も離れた外縁までの距離である最大距離とを有し、隣り合うセクションにおいて、基端部側に位置するセクションの最小距離は、先端部側に位置するセクションの最大距離より長く、保持台は、マンドレルの長手方向に沿って移動可能である。このため、基端部側のセクションでフィルタを製造し、この製造されたフィルタがマンドレルの先端部側に送り込まれても、基端部側のセクションにおける最小距離は先端部側のセクションにおける最大距離よりも長いため、貫通孔の形状が先端部側のセクションで変形されることはない。このため、安定した品質の貫通孔を有するフィルタを製造することができる。また、製造の途中で異なる形状又は大きさの貫通孔を形成したい場合であっても、保持台を長手方向に移動させるだけで他のセクションでフィルタを製造することができるので、マンドレルを交換することなく貫通孔の形状やサイズを変更することができる。したがって、生産性が高まり、作業性が向上する。
　また、貫通孔の形状又は大きさを監視する監視装置と、この監視装置の結果に基づいて保持台を移動させる制御装置とをさらに備えれば、監視装置で製造されたフィルタの形状や大きさを監視でき、この結果をもとに制御装置を用いて保持台を移動させることができる。このため、監視結果に基づいて異なるセクションで貫通孔を形成することができ、確実に所望の形状又は大きさの貫通孔を形成することができる。
　また、保持台はマンドレルの長手方向に対して直交する方向にも移動可能であり、制御装置は保持台の移動可能な全方向に対して移動させることができ、監視装置は製造されたフィルタの軸方向に対する貫通孔の位置をさらに監視することができる。このため、製造されたフィルタの軸方向に対して貫通孔の位置がずれていたことが監視装置によりわかったとしても、制御装置を用いて保持台を移動させ、貫通孔の位置ずれを修正することができる。このため、フィルタの製品としての品質及び信頼性がさらに向上する。
　また、セクションでの横断面は円、三角、四角、又は星形とすることができる。あるいは、その他の図形とすることもできる。これにより、上記複数のセクションを設けたことと相俟って、種々の横断面を有する貫通孔を一のマンドレルで製造機を停止することなく形成することができる。
　また、本発明によるフィルタ製造方法では、少なくとも第１製造工程と第２製造工程とを有し、その間の移動工程にてマンドレルを長手方向に移動させることにより、第１製造工程と第２製造工程では異なるセクションで貫通孔を形成することになるため、製造機を停止することなく一のマンドレルで複数の貫通孔を有するフィルタを製造することができる。
本発明に係るフィルタ製造機の概略図である。 管状成形路の近傍の概略図である。 マンドレルの概略図側面図である。 マンドレルを先端側から見たときの概略図である。
　図１のフィルタ製造機１は、繰出し経路７と、成形装置３と、ラッピング装置４とを備えている。繰出し経路７は、フィルタトウ（繊維）５及びこのフィルタトウ５を連続的に繰出すものである。繰出し経路７の始端には、例えばセルロースアセテート繊維等のフィルタトウ５を蓄えた貯蔵容器８が配設されている。繰出し経路７は、複数のガイドローラ１０（図では２個）を有し、後述する成形装置３に接続されている。繰出し経路７には、可塑剤添加ユニット９が設けられている。この可塑剤添加ユニット９では、公知のバンディングジェット、一対のプレテンションローラ、一対のブルーミングローラ等が備わり（不図示）、これらでまずフィルタトウ５を開繊する。そして、可塑剤添加ユニット９には公知の噴射スプレー（不図示）が備わり、ここから可塑剤がトウ５に添加される。これにより、トウ５はある程度硬化する。
　上述したように、繰出し経路７の終端には、トウ５を中空のロッド形状のフィルタ連続体１１に成形するための成形装置３が接続されている。図２から明らかなように、成形装置３は、成形管１２と、マンドレル１３とを備えている。成形管１２は、中空の円筒状であり、トウ５を絞り込みながら通過させる（図２の矢印Ｆ方向）ためのものである。トウ５は、成形管１２の管状成形路２内を通過する。なお、トウ５を安定して流入するために、成形管１２の入口側の径を徐々に拡径してもよい。すなわち、管状成形路２は、入口側に向けて徐々に径が広がるように湾曲してＲ形状に形成されていてもよい。これにより、トウ５が管状成形路２内に進入しやすくなり、生産性が向上する。同様の効果を得るため、別途成形管１２の入口側にトランペットガイド等を設けてもよい。なお、成形管路２は、成形管１２と後述するマンドレル１３とが協働して形成されている。
　マンドレル１３は、成形管１２の軸線に平行に配置され、フィルタ連続体１１に貫通孔１５を設けるためのものである。すなわち、成形管１２を通過したロッド形状のフィルタトウ５には、マンドレル１３の形状にしたがった貫通孔１５が形成される。トウ５は、成形管１２内にて、熱処理されフィルタ連続体１１とされる。この熱処理は加熱処理部１７にて行われる。図では、加熱処理部１７として成形管１２の周壁を貫通する孔１８を設け、この孔１８を通して蒸気を成形管１２内に吹き込んでいる（図２の矢印Ｉ方向）。この吹きつけは、所望の孔形状を形成するに際し、後述するマンドレル１３のセクションでフィルタを製造する箇所に対して行われる。なお、蒸気の他、マイクロ波や高温空気、あるいは電熱線等の新たな熱源を利用してもよい。この加熱処理部１７により、フィルタトウ５は管状成形路２内を通ずる過程にて可塑化が促進されて固められる。マンドレル１３は、その一方の端部を管状成形路２の入口側にて保持台１４によって保持されている。
　ラッピング装置４は、ロッド成形部２０にて台２３上でフィルタ連続体１１を所定長さに切断し、これを巻取紙（不図示）により包み込んでフィルタロッド１９を形成し、フィルタロッド１９を切断カッター（不図示）にて切断してフィルタプラグ２１を成形するものである。これらは、公知の機構を利用して行われる。フィルタプラグ２１はガーニチャベルト２２にて次なる工程に送られる（図１の矢印Ａ方向）。
　ここで、図３を参照すれば明らかなように、マンドレル１３は、長手方向に沿って連続する複数のセクションを有している。例えば、図３では３つのセクション２４、２５、２６を有し、さらに保持台１４にて保持される被保持部２７を有している。これらセクション２４～２６は、横断面で見てマンドレル１３の軸線Ｓから最も近接した外縁までの距離である最小距離２４ｉ、２５ｉ、２６ｉと、最も離れた外縁までの距離である最大距離２４ｊ、２５ｊ、２６ｊとを有している。例えば、図３において、セクション２４～２６及び被保持部２７の断面が全て円形である場合、セクション２４の直径は２．９３１ｍｍ、セクション２５の直径は３．０４４ｍｍ、セクション２６の直径は３．４４７ｍｍ、被保持部２７の直径は３．９５４ｍｍである。また、マンドレル１３の全長は１４０ｍｍであり、各セクション２４～２６の長さは２５ｍｍである。
　図４を参照すれば明らかなように、例えば横断面が星形として示されているセクション２５の場合、内側の頂点までの距離が最小距離２５ｉとなり、外側の頂点までの距離が最大距離２５ｊとなる。横断面が丸形として示されているセクション２６の場合、最小距離２６ｉと最大距離２６ｊとは同じである。横断面が四角形として示されているセクション２４の場合、軸線Ｓから最も近い辺までの距離が最小距離２４ｉであり、最も遠い頂点までの距離が最大距離２４ｊとなる。なお、図４では被保持部２７の記載は省略している。
　隣り合うセクションにおいては、マンドレル１３の基端部側（管状成形路２の入口側）に位置するセクションの最小距離は、先端部側（管状成形路２の出口側）に位置するセクションの最大距離より外側にある。すなわち、例えば図４の例において、基端部側に位置するセクション２６の最小距離２６ｉは、先端部側に位置するセクション２５の最大距離２５ｊよりも、さらにはセクション２４の最大距離２４ｊよりも長い。換言すれば、セクション２４、２５のいずれの外縁の部位であっても、セクション２６の外縁から外側に突出せず、内側に位置している（マンドレル１３の先端部側のセクションの外縁は必ず基端部側のセクションの外縁よりも内側にある）。この関係は、セクション２５とセクション２４との場合でも同様である。さらに言い換えれば、マンドレル１３は全体として先細り形状となっている。このため、基端部側のセクション（例えばセクション２６）でフィルタを製造し、この製造されたフィルタがマンドレル１３の先端部側に送り込まれても、基端部側のセクション（例えばセクション２６）における最小距離は先端部側のセクション（例えばセクション２４、２５）における最大距離よりも長いため、貫通孔１５の形状が先端部側のセクション（例えばセクション２４、２５）で変形されることはない。このため、安定した品質の貫通孔１５を有するフィルタを製造することができる。なお、これらセクション２４～２６との境目は、段差形状としてもよいし、テーパ形状としてもよい。また、図３では被保持部２７に対してセクション２６が段差を有している例を示したが、基端部側のセクションは被保持部２７と同径としてもよい。
　また、保持台１４は、マンドレル１３の長手方向に沿って移動可能である（図２の矢印Ｘ方向）。これにより、製造の途中で異なる形状又は大きさの貫通孔１５を形成したい場合であっても、保持台を長手方向に移動させるだけで他のセクションでフィルタを製造することができるので、マンドレル１３を交換することなく貫通孔１５の形状やサイズを変更することができる。例えば、セクション２６で断面丸形の貫通孔１５を有するフィルタを製造していて、断面星形の貫通孔１５を有するフィルタを製造する場合には、保持台１４を後方に移動させてセクション２５を加熱処理部１７に対応した位置に移動させるだけでよい。したがって、生産性が高まり、作業性が向上する。
　一方で、フィルタ製造機１には、監視装置６が備わっている。この監視装置６は、貫通孔１５の形状又は大きさを監視するためのものである。例えば、監視カメラ等の画像認識装置である。監視装置６は、制御装置１６と接続されている。この制御装置１６は、監視装置６の結果に基づいて保持台１４を移動させるためのものである。制御装置１６は、アクチュエータ２８を介して保持台１４と接続されている。これにより、監視装置６を用いて製造されたフィルタの形状や大きさを監視でき、この結果をもとに制御装置１６を用いて保持台１４を移動させることができる。すなわち、監視装置６による監視結果をもとに、現在の貫通孔１５の断面形状がわかり、これを変更させたいときには制御装置１６によりアクチュエータ２８を介して保持台１４を矢印Ｘ方向に移動させて異なる断面の貫通孔１５を形成するようにできる。このため、監視結果に基づいて異なるセクションで貫通孔１５を形成することができ、確実に所望の形状又は大きさの貫通孔１５を形成することができる。なお、本発明者等は、マンドレル径（セクション径）と貫通孔径とを比較したが、貫通孔径はほぼマンドレル径と一致していた。したがって、監視装置６と制御装置１６とを用いた貫通孔径の制御が有効であることが確認されたことになる。
　さらに、保持台１４をマンドレル１３の長手方向に対して直交する方向（例えば図１のＹ方向やＺ方向）にも移動可能とすれば、制御装置１６にて保持台１４をどのような方向にも移動させることができる。このとき、監視装置６にて製造されたフィルタの軸方向に対する貫通孔１５の位置を監視させれば、製造されたフィルタの軸方向に対して貫通孔の位置がずれていたことが監視装置６によりわかるので、制御装置１６を用いて保持台１４を移動させて貫通孔１５の位置ずれを修正することができる。特にフィルタの横断面における貫通孔１５の位置ずれを修正するには、マンドレル１３の長手方向に対して直交するいずれかの方向に保持台１４を移動させればよい。いわゆるフィードバック制御である。このときの位置ずれ量は、制御装置１６内にある演算部２９によって求められる（例えば画像処理等）。このため、フィルタの製品としての品質及び信頼性がさらに向上する。なお、保持台１４の移動は、アクチュエータ２８を用いずに手動で行ってもよい。
　上述したように、セクションの横断面は円形、多角形（三角形、四角形、五角形、六角形等）、星形、三日月形、ハート形、十字形、アルファベット形、動物形状（らくだや馬等）、植物形状（やしの木や花等）であり、さらにはその他の図形とすることもできる。これにより、複数のセクションを設けたことと相俟って、種々の横断面を有する貫通孔を一のマンドレルで製造機を停止することなく形成することができる。
　上述したようなフィルタ製造機１を用いてフィルタプラグ２１を製造する場合、成型装置３では以下の工程が行われる。まず、マンドレル１３が有する一のセクション（例えばセクション２６）で断面円形の貫通孔１５を形成してフィルタ連続体１１を製造する（第１製造工程）。このとき、貫通孔１５の形状、大きさは監視装置６にて監視されている。この第１製造工程の後、例えば断面星形の貫通孔１５を形成したい場合には、支持台１４をマンドレル１３の長手方向（図２の矢印Ｘ方向のうち、トウ５の走行方向と反対側の方向）に移動させる（移動工程）。この移動は、制御装置１６によってアクチュエータ２８を介して行われる。そして、この移動工程の後、他のセクション（例えばセクション２５）で断面星形の貫通孔１５を形成してフィルタ連続体１１を製造する（第２製造工程）。このときも貫通孔１５の形状、大きさは監視装置６にて監視されている。このように、第１製造工程と第２製造工程とを有し、その間の移動工程にてマンドレルを長手方向に移動させることにより、第１製造工程と第２製造工程では異なるセクションで貫通孔１５を形成することになるため、製造機１を停止することなく一のマンドレル１３で複数の貫通孔１５を有するフィルタを製造することができる。なお、上記第１及び第２製造工程において、貫通孔の位置ずれも監視装置６にて監視させ、この監視結果に基づいて制御装置１６を用いて保持台１４を移動させてその位置ずれを修正することができるのは上述したとおりである。
１　フィルタ製造機
２　管状成形路
３　成形装置
４　ラッピング装置
５　フィルタトウ
６　監視装置
７　繰出し経路
８　貯蔵容器
９　可塑剤添加ユニット
１０　ガイドローラ
１１　フィルタ連続体
１２　成形管
１３　マンドレル
１４　保持台
１５　貫通孔
１６　制御装置
１７　加熱処理部
１８　孔
１９　フィルタロッド
２０　ロッド成形部
２１　フィルタプラグ
２２　ガーニチャベルト
２３　台
２４　セクション
２５　セクション
２６　セクション
２７　被保持部
２８　アクチュエータ
２９　演算部

Claims (5)

  1. 　フィルタトウを連続的に繰り出す繰り出し経路と、
    　該繰り出し経路の終端に接続され、前記フィルタトウを中空ロッド形状のフィルタ連続体に成形し、該成形したフィルタ連続体を送出する成形装置と、
    　該成形装置に含まれ、前記フィルタトウを絞り込みながら通過させ、前記フィルタ連続体に成形する管状成形路を有する成形管と、
    　該成形管内に配され、前記成形管と協働して前記管状成形路を形成し、前記管状成形路の入口側に位置する基端部と出口側に位置する先端部とを有するマンドレルと、
    　該マンドレルの一方の端部を前記管状成形路の入口側にて保持する保持台と、
    　前記成形管に含まれ、前記管状成形路内を通ずる過程にて前記フィルタトウを加熱するための加熱処理部と
    を備え、
    　前記マンドレルは、長手方向に沿って連続する複数のセクションで形成され、
    　該セクションは、横断面で見て前記マンドレルの軸線から最も近接した外縁までの距離である最小距離と、最も離れた外縁までの距離である最大距離とを有し、
    　隣り合う前記セクションにおいて、前記基端部側に位置するセクションの前記最小距離は、前記先端部側に位置するセクションの前記最大距離より長く、
    　前記保持台は、前記マンドレルの長手方向に沿って移動可能であることを特徴とするフィルタ製造機。
  2. 　前記貫通孔の形状又は大きさを監視する監視装置と、
    　該監視装置の結果に基づいて前記保持台を移動させる制御装置とをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ製造機。
  3. 　前記保持台は前記マンドレルの長手方向に対して直交する方向にも移動可能であり、
    　前記制御装置は前記保持台の移動可能な全方向に対して移動させることができ、
    　前記監視装置は製造されたフィルタの軸方向に対する前記貫通孔の位置をさらに監視することができることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ製造機。
  4. 　前記セクションでの横断面は円形、多角形、星形、三日月形、ハート形、十字形、アルファベット形、動物形状、植物形状であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ製造機。
  5. 　前記マンドレルが有するいずれかのセクションで前記貫通孔を形成してフィルタを製造する第１製造工程と、
    　該第１製造工程の後、前記支持台を前記マンドレルの長手方向に移動させる移動工程と、
    　該移動工程の後、他のセクションで前記貫通孔を形成してフィルタを製造する第２製造工程と
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ製造機を用いたフィルタ製造方法。
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