JPH0131873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシガレツト製造機の中味たばこ量制御
装置、より詳細には、中味たばこの量を一定に保
持し、所期の平均量目でかつ均一な中味たばこ量
を保証するための中味たばこ量制御装置に関する
ものである。

シガレツト生産者にとつて、生産するシガレツ
トの原価を引き下げることは利益の増大を図る上
で極めて重要であり、このために多大の努力が傾
注されている。

原価を引き下げる方法の１つは、シガレツト製
造機の生産性を向上することであり、現在では１
分間に実に8000本のシガレツトを生産することの
できるシガレツト製造機が実用に供されようとし
ている。

原価を引き下げる他の方法は、生産される個々
のシガレツトの中味たばこの重量のバラツキを減
ずることである。

すなわち、近年、葉たばこの価格が高騰してい
るため、シガレツトの中味たばこ量を僅かでも少
なくすることができれば、それによつて生じる利
益は莫大なものとなる。しかし、中味たばこ量を
余り減じると、シガレツトとして所定の品質を保
つことができなくなる。そこで、シガレツトの中
味たばこ重量のバラツキを測定し、その標準偏差
を統計的に求めて、不良のシガレツトがほとんど
でないように、シガレツトの中味たばこ重量のバ
ラツキに比例した量を良品としての最低限の重量
に加えた重量を目標値としてシガレツトを製造す
ることが行われている。

換言すると、シガレツトの中味たばこ重量のバ
ラツキを減少することは、目標値を下げることに
通じる。従つて、シガレツト生産者がシガレツト
の中味たばこ重量のバラツキの減少に多大の努力
を払う理由はまさにここにある。

シガレツトの中味たばこ量のバラツキを減ずる
ためには、シガレツト製造機を充分に保持して摩
耗によるガタつきなどの減少に努めることも重要
なことであるが、最良の方法は、性能の良い中味
たばこ量制御装置をシガレツト製造機に付加する
ことであり、従来から多くの装置が考案されて実
用に供されていた。

その１つは、特公昭38−18750号公報により開
示されているように、刻たばこの重量と空気透過
性との間に相関があることを利用し、空気透過性
を指標として中味たばこ量を制御するようにした
ものであるが、この方法では、吸引元圧の変動や
刻たばこの粒度組成の影響を受けて刻たばこの重
量と空気透過性との相関性が乱れるため、シガレ
ツトの中味たばこ量のバラツキをそれ程減少させ
ることができなかつた。

他の１つは、米国特許第2937280号、同第
2861683号に開示されているように、刻たばこ量
と静電容量との間に相関があることを利用し、静
電容量を指標としたものである。しかし、この方
法では、刻たばこの水分や温度の影響を受け易
く、刻たばこの重量と静電容量との相関性が乱れ
るため、シガレツトの中味たばこ量のバラツキの
減少に余り寄与せず、ほとんど実用に供されてい
ない。

更に他の１つは、放射線、特にストロンチウム
90の発するβ線と刻たばこの密度との間に相関が
あることを利用し、放射線の透過性を指標として
刻たばこの量を制御するようにしたものである。
この方法には、放射線を取扱う関係で安全性の確
保の問題や、検出手段であるイオン箱から出力さ
れる電流が極めて微弱であることに由来する後段
の増幅器のドリフトやその応答性の問題などがあ
るが、放射線を透過性と刻たばこの密度との間に
極めて良好な相関を有するので、現在ではほとん
どのシガレツト製造機において中味たばこ量を検
出するのにこの方法が用いられている。

ところが、放射線密度検出器を用いた従来の中
味たばこ量制御装置には重大な欠点があつた。す
なわち、放射線密度検出器の構成部品に故障が生
じた場合、シガレツトの中味たばこ量の代用値と
して計測される放射線の透過量の計測値が、中味
たばこ量が一定であつても変化し、結果として生
産されたシガレツトの重量が変動してしまう。放
射線密度検出器は通常の機器より注意をして作ら
れてはいるが、それでも構成部品の故障はまぬが
れることができない。この故障としては、例え
ば、放射線がシガレツトに入射する部分に貼られ
ているチタン箔のような金属膜の破損、透過して
きた放射線の量を電流の強弱に変換するイオン箱
のガス漏れ、イオン箱から出力される極微弱の電
流を増幅する増幅器のドリフトなどがある。これ
らは突然に或いは徐々に発生するので、生産され
ているシガレツトの平均の重量、換言すると制御
の目標値を常にチエツクする必要があり、通常
は、例えば10分間に１回位の割合で適当な本数を
取り出して重量を測定し、出荷するシガレツトの
平均重量を保証している。しかし、このような作
業は、シガレツト製造作業者にとつて余分な仕事
であり、延ては労働生産性を低下させ、シガレツ
トの原価を押し上げる要因となる。

本発明の目的は、放射線密度検出器の故障を直
ちに検出できるようにしたシガレツト製造機の中
味たばこ量制御装置を提出することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明によ
る中味たばこ量制御装置は、シガレツト製造機内
を移送されてくるたばこに放射線を照射し透過し
た放射線の量を計測することによりたばこの密度
を検出し電気量に変換する放射線密度検出手段を
備え、該放射線密度検出手段の出力信号により、
中味たばこ量を所定値に保つ制御を行うシガレツ
ト製造機の中味たばこ量制御装置において、所定
範囲の上限と下限をそれぞれ表わす２つの電圧信
号を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段に
より発生される２つの電圧信号と前記放射線密度
検出手段の出力信号とを比較し、出力信号が上限
電圧信号以上又は下限電圧以下となつたとき信号
を出力する比較手段とを備え、該比較手段の出力
信号により放射線密度検出手段の不具合を報知す
ることを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は、本発明による中味たばこ量制御装置
を具備するシガレツト製造機を示す。図におい
て、該たばこはチムニ１００内を吸引されて上昇
し、吸気室１０２の下面に配置された有孔シガレ
ツトコンベア１０３の下面に吸着されて積層され
る。積層された刻たばこは同図において左方向に
運ばれ、トリミング装置１０４により適当な層厚
に調整される。層厚が調整された刻たばこは、ト
リミング装置１０４の直後に設けられた第１の放
射線密度検出器１０６によりその密度が計測され
た後、巻紙ロール１０８から供給され布テープ１
１０上に重ねられた巻紙上に移されて巻紙によつ
て包み込まれ、かつのり付け器１１２によりのり
付けされる。こののり付け部分がヒータ１１４に
より乾燥されることにより、棒状のシガレツトに
成形される。成形された棒状シガレツトは、第２
の放射線密度検出器１１６を通過され、ここで密
度が測定された後、切断器１１８によつて個々の
シガレツトに切断される。この切断されたシガレ
ツトは、図示しないコンベアに移されて運搬さ
れ、最後にトレイにつめ込まれる。

第２図は第１の放射線密度検出器１０６の構造
を示し、該検出器１０６は放射線を発生する放射
線源１０６ａと、該放射線源１０６ａからの放射
線が入射されるイオン箱１０６ｂとからなり、こ
れらは所定距離離間されたそれぞれのケースに穿
たれた窓孔１０６ｃ，１０６ｄを介して対向され
ている。各窓孔１０６ｃ，１０６ｄには好ましく
はチタン箔からなる金属薄膜１０６ｅ，１０６ｆ
がそれぞれ貼られて、これら金属薄膜１０６ｅ及
び１０６ｆ間には、有孔シガレツトコンベア１０
３上の刻たばこＴがトリミング後通過されるチヤ
ンネルが形成されている。なお、放射線源１０６
ａと窓孔１０６ｃとの間にはシヤツタ１０６ｇが
設けられ、放射線を必要としないとき、不要の放
射線が外部に漏れないようにされている。

以上の構成において、放射線源１０６ａからの
放射線は、シヤツタ１０６ｇが開いているとき、
窓孔１０６ｃの金属薄膜１０６ｅを介して層状の
刻たばこＴを貫通し、窓孔１０６ｄの金属薄膜１
０６ｆを通じてイオン箱１０６ｂに入射する。イ
オン箱１０６ｂは高圧電源１０６ｈにより外周に
電圧が印加されていて、刻たばこＴの密度が高い
場合には小さく、密度が低い場合には大きな電流
が増幅器１０６ｉに供給される。すなわち、増幅
器１０６ｉの出力には、巻紙により巻かれる前の
層状の刻たばこの密度を表わす信号が得られる。

第３図は第２の放射線密度検出器１１６の構造
を示し、該検出器は既に多くのシガレツト製造機
において使用されていることは先に述べた通りで
ある。放射線源１１６ａから発せられる放射線は
棒状シガレツトＳを貫通してイオン箱１１６ｂに
入射するが、棒状シガレツトＳの密度が高い場
合、該シガレツトＳを貫通してイオン箱１１６ｂ
に入射する放射線量が減少してイオン箱１１６ｂ
に発生する電離電流が減少するのに対し、シガレ
ツトＳの密度が低い場合には、イオン箱１１６ｂ
に入射する放射線量が増えて電離電流も多くな
る。なお、放射線源１１６ａとシガレツトＳとの
間に開閉自在のシヤツタ１１６ｃが設けられてい
る。

上記放射線源１１６ａに隣接して別の放射線源
１１６ｄが設けられているが、該放射線源１１６
ｄからの放射線は標準密度物体１１６ｅを貫通し
てイオン箱１１６ｆに入射され、該イオン箱１１
６ｆに標準の電離電流が発生されるようになつて
いる。通常イオン箱１１６ｂには負の電圧が印加
され、イオン箱１１６ｆには正の電圧が印加され
ているため、棒状シガレツトＳが標準の密度であ
るとき、入力に両イオン箱１１６ｂ，１１６ｆの
電離電流が印加されている増幅器１１６ｇの出力
は零となるのに対し、棒状シガレツトＳの密度の
高、低に応じ増幅器１１６ｇの出力がそれぞれ
負、正となる。従つて、増幅器１１６ｇの出力に
は、標準密度に対する棒状シガレツトＳの密度の
偏差に相当する大きさの信号が得られる。

第４図は本発明による装置の制御回路を示す
が、第１図乃至第３図中の部分と同一の部分には
同一の符号を付してある。

第１図について上述したように、刻たばこＴは
チムニ１００内を吸引されて上昇し、吸気室１０
２の下面に配置された有孔シガレツトコンベア１
０３の下面に吸着されて積層され、図中矢印方向
に運ばれ、トリミング装置１０４のトリミング用
円板１０４ａにより余分の刻たばこが切り落され
る。その後、点線で示すように第１の放射線密度
検出器１０６に運ばれ、ここで密度が計測され
る。すなわち、第５図について上述したように放
射線源１０６ａより発せられる放射線は、該たば
こＴを貫通してイオン箱１０６ｂに入射する。イ
オン箱１０６ｂには高電圧が加えられており、微
弱な電離電流がその出力に発出される。この微弱
電流は増幅器１０６ｉにより増幅された後、標準
電圧発生器２００からの標準信号と加え合わされ
て増幅器２０２により増幅される。該増幅器２０
２の出力に発生される信号は、標準の密度に対す
る実測密度の偏差に応じた極性と大きさの電圧信
号である。その後、刻たばこＴは巻紙によつて包
み込まれ、のり付けされて棒状シガレツトに成形
され、この棒状シガレツトＳの状態で第２の放射
線密度検出器１１６に入る。

第３図について上述したように検出器１１６に
おいては、放射線源１１６ａから発せられる放射
線は棒状シガレツトＳを貫通してイオン箱１０６
ｂに入射する。また、別の放射線源１１６ｄから
の放射線は、標準密度物体１１６ｅを貫通してイ
オン箱１０６ｆに入射する。イオン箱１０６ｂ，
１０６ｆには逆極性の電圧がそれぞれ印加されて
いるので、増幅器１１６ｇの出力には、標準密度
に対する棒状シガレツトＳの実測密度の偏差に応
じた極性と大きさの電圧信号が発生される。この
増幅器１１６ｇの出力は増幅器２０４において増
幅される。

以上のように、増幅器２０４の出力には棒状シ
ガレツトＳの密度の偏差が、増幅器２０２の出力
には層状刻たばこＴの密度の偏差がそれぞれ出力
される。この２つの出力は本来同一となるべきで
あるが、上述のように刻たばこＴが第１の密度検
出器１０６を出た後にも、細かい刻が有孔シガレ
ツトコンベア１０３の孔を通じて吸気室１０２に
吸い込まれるため、若干の誤差が発生する。

上記増幅器２０４の出力は、増幅器２０２の出
力との差を得るため、増幅器２０６によつて反転
された増幅器２０２の出力が入力されている増幅
器２０８において加え合わされる。そして増幅器
２０８の出力には、第１の放射線密度検出器１０
６の出力と第２の放射線密度検出器１１６の出力
の差に比例した信号が得られる。この信号が、電
圧発生器２１０及び２１２によつてそれぞれ設定
される電圧値の間の値であれば、比較器２１４及
び及び２１６のいずれの出力もＬレベルになつて
いるが、上記電圧値間にない場合、比較器２１４
及び２４６の一方の出力がＨレベルとなり、オア
ゲート２１８の出力２２０にＨレベルの信号が現
われる。

上記オアゲート２１８の出力信号は、２つの放
射線密度検出器の測定値の間に異常な差があつた
ことを示す信号となり、これを利用して機械の運
転を停止したり表示を行わせたりすることができ
る。従つて、生産される全てのシガレツトについ
て中味たばこ量を保証することができ、万が一に
も故障による不良品出荷という、シガレツト生産
者にとつて最も恐ろしい事態の発生を未然に防ぐ
ことができる。

上記第１の放射線密度検出器１０６の測定値を
出力する増幅器２０２の出力を第１の信号とし
て、上記第２の放射線密度検出器１１６の測定値
を出力する増幅器２０４の出力を積分器２２２で
積分し、その出力信号を増幅器２２４で利得調整
したものを第２の信号として加算器２２６に加
え、ここで互に加え合わせる。

上記加算器２２６の出力は積分器２２８で積分
された後、増幅器２３０で増幅されて、電気油圧
サーボ弁２３２に入力される。電気油圧サーボ弁
２３２は、ギヤポンプ２３４の発生する油の流れ
を、それに印加される電圧に応じてシリンダ２３
６内の上下に選択的に供給して、シリンダ２３６
内のピストン２３８を上下動させる。このピスト
ン２３８の上下動は、リンク２４０、軸２４２、
リンク２４４及び連結棒２４６を介してトリミン
グ装置１０４のトリミング円板１０４ａに伝達さ
れて、トリミング円板１０４ａを上下させる。

上記トリミング円板１０４ａの位置は、差動変
圧器２４８により検出される。差動変圧器２４８
には、発振器２５０が発生する数ｋHzの信号が印
加され、かつその中央コアにはシヤフト２４２、
リンク２４０を介してピストン２３８が連結され
ている。従つて、ピストン２３８の上下動に応じ
て差動変圧器２４８の出力に信号が現われ、これ
が増幅器２５２により増幅される。増幅器２５２
の出力は、発振器２５０の出力信号により作動さ
れるスイツチ２５４により半波部分がアースに落
され、残りのみがローパスフイルタ２５６により
平滑されて増幅器２５８により直流増幅される。
この増幅器２５８の出力は第３の入力信号として
加算器２２６に印加される。

以上の構成により、加算器２２６の第１の入力
と第２の入力の和が正のとき、すなわち中味たば
こ量が少ないときには、加算器２２６の出力に電
圧が発生するので、積分器２２８の出力は徐々に
負の方向に増加するようになる。このため、増幅
器２３０の出力は徐々に正の方向に増加し、電気
油圧サーボ弁２３２は徐々に油の流れを変えてピ
ストン２３８を押し上げ、リンク２４０、軸２４
２、リンク２４４及び連結棒２４６を介してトリ
ミング円板１０４ａを下げて中味たばこ量を増加
させる。これと同時に、差動変圧器２４８にも出
力が生じ、加算器２２６の第３の入力が増大する
ようになる。そして、第３の信号が第１の信号と
第２の信号の和に等しくなるまでトリミング円板
１０４ａが下げることになる。中味たばこ量が多
いときには、上記の場合とは逆の極性で動作す
る。この動作の速度は積分器２２８の積分速度を
変更することにより、また大きさは増幅器２３０
の利得を変更することによりそれぞれ調整でき
る。

以上の構成によれば、第２の信号、すなわち放
射線密度検出器１１６に係る信号は密度信号を積
分器２２２で積分したものである。これに対し、
第１の信号、すなわち放射線密度検出器１０６に
係る信号は密度信号に比例するものである。従つ
て、第２の信号と第１の信号との間に差がある場
合、短い時間では第１の信号が第２の信号に比べ
て優勢であつても、第２の信号は積分されて徐々
に増加し、ついには第１の信号を圧倒する大きさ
になる。このため、周期の短い変動に関しては第
１の信号により、また周期の長い変動に関しては
第２の信号のよりシガレツトの中味たばこ量が決
定され、制御される。

第５図はトリミング円板１０４ａを駆動するた
めの駆動装置の詳細を示す。図において、ピスト
ン２３８は外凾に固定して設けられたシリンダ２
３６内を上下摺動可能に設けられていて、油圧が
パイプ３００を通してシリンダ室２３６ａに加圧
されるときはピストン２３８を下方に押下げ、こ
のときピストン２３８の反対側のシリンダ室２３
６ｂにある油はパイプ３０２を通りリターンパイ
プ３０４を通してタンク内に排出される。同様に
して、パイプ３０２を通してシリンダ室２３６ｂ
に加圧されるときにはピストン２３８を上方に押
上げ、シリンダ室２３６ａ内の油はパイプ３０
０、リターンパイプ３０４を通してタンク内へ排
出される。リターンパイプ３０４の出口にはフイ
ルタ３０８が設けられている。

上記油圧系は一定の油圧が保持される。設定さ
れた圧力を越える油圧がギヤポンプで与えられる
ときは、ギヤポンプ２３４から電気油圧サーボ弁
２３２に至るパイプ３１０の途中に分岐されて設
けられたパイプ３１２を通してレリーフパイプ３
１４を作動させリターンパイプ３１６、フイルタ
３０８を通してタンクに排出される。油圧系内の
油圧は圧力調整ねじ３１８を調整することによつ
て設定される。

ピストン２３８の上下の移動は、ピストン２３
８に枢着された連結杆３２０により取出される。
連結杆３２０の他端はリンク２４０に軸支されて
いて、ピストン２３８の上下移動はリンク２４０
を軸２４２とともに回転揺動させる。リンク２４
０は軸２４２に固着され、軸２４２は外凾３０６
に軸支されている。軸２４２に伝えられた回転揺
動は、軸２４２の端に固着されているリンク２４
４を介して該アームの他端に軸支された連結軸２
４６を縦方向に上下移動させる。連結軸２４６の
上下移動によつてトリミング円板１０４ａが上下
動される。

軸２４２の他端には、リンク３３０が固着され
ており、軸２４２の回動はリンク３３０を回転揺
動する。リンク３３０にはリンク３３２が取り付
けられていてリンク３３０の回転揺動によつてリ
ンク３３２は上下に運動させられる。リンク３３
２には、差動変圧器２４８の中央コアが固定して
設けられ、該コアはリンク３３２の上下動により
移動する。

差動変圧器２４８はコアが上に移動すると例え
ば移動量に比例して正電圧を発生し、下に移動す
ると負電圧を発生するように構成されている。本
例では、連結軸２４６が上方に移動されるとき差
動変圧器２４８から正電圧が、連結軸２４６が下
方に移動されるとき負電圧がそれぞれ発生され
る。

なお、３３６はギヤポンプ２３４に自在継手３
３８を介して連結されたモータである。

ところで、上述の実施例では、第１の放射線密
度検出器１０６と第２の放射線密度検出器１１６
の差が所定範囲外に出たかどうかを検出している
が、各検出器の出力について同様な検出を行うよ
うにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、放射線密
度検出手段の出力信号が所定範囲外に出てしまつ
たことを検出し、これにより放射線密度検出手段
の不具合を報知しているため、放射線密度検出手
段が故障してたばこの密度を正しく計測すること
ができなくなつたときなどにシガレツト製造機を
自動的に停止させることも可能となる。従つて、
オペレータがシガレツトを定期的に検査するとい
う面倒な作業を行わなくても、不良品の大量生産
という恐しい事態の発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置を用いたシガレ
ツト製造機を示す正面図、第２図及び第３図は第
１図中の一部分の拡大断面図、第４図は本発明に
よる制御装置の電気回路を示す回路図及び第５図
は第１図中の他の部分の詳細を示す斜視図であ
る。 １０６，１１６……放射線密度検出器、２１
０，２１２……電圧発生器、２１４，２１６……
比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シガレツト製造機内に移送されてくるたばこ
   に放射線を照射し透過した放射線の量を計測する
   ことによりたばこの密度を検出し電気量に変換す
   る放射線密度検出手段を備え、該放射線密度検出
   手段の出力信号により、中味たばこ量を所定値に
   保つ制御を行うシガレツト製造機の中味たばこ量
   制御装置において、 所定範囲の上限と下限をそれぞれ表わす２つの
   電圧信号を発出する電圧発生手段と、該電圧発生
   手段により発生される２つの電圧信号と前記放射
   線密度検出手段の出力信号とを比較し、出力信号
   が上限電圧信号以上又は下限電圧以下となつたと
   き信号を出力する比較手段とを備え、該比較手段
   の出力信号により放射線密度検出手段の不具合を
   報知することを特徴とするシガレツト製造機の中
   味たばこ量制御装置。