JPH0231948B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は米国防衛公報（defensive
publication）T941011号に記載されたタバコフ
イルタ製造の制御の改良に関する。防衛公報
T941011号にはフイルタトウ（tow）をその最終
断面積、即ち完成したフイルタロツドの断面積に
まで圧縮する舌状部材の上流端附近での圧力取出
によつてフイルタトウを通る圧力降下を検出する
装置（この測定はトウ供給を制御するのに使用さ
れる）が記載されている。

フイルタトウは普通酢酸セルロースの縮れた繊
維を含んでいるが、同じような物理的特性を有す
る他の材料も基本的には使える。

本発明の目的は、タバこ及びフイルタロツドの
重要な特性であるフイルタトウを通る空気の圧力
降下（喫煙者がタバコ喫煙時に感じるタバコの吸
引抵抗に関係する）の従来のモニタ装置を改善す
ると共に、この圧力降下の測定に基づいてフイル
タロツド形成部へのフイルタトウの供給を調節し
て圧力降下を一定に維持することによりその最終
寸法を均一にできるフイルタトウからタバコフイ
ルタを作るタバコフイルタ製造装置に関する。

この様な目的を達成するため本発明によるフイ
ルタトウからタバコフイルタを製造する装置は、
フイルタロツド形成部へフイルタトウを供給する
手段と、前記トウを最終断面にまで成形し圧縮す
る舌状部材を有し、前記フイルタトウを短軸方向
に圧縮して仕上りロツドの断面に形成する手段
と、前記フイルタトウが殆ど最終断面に達した領
域で、そのトウを通る圧力降下を検出するための
前記舌状部材に関連する手段と、前記圧力降下を
実質的に一定に維持するため圧力降下の測定値に
依存して前記フイルタトウの供給割合を可変量だ
け変化させるため前記フイルタトウを供給する手
段を調節する手段とからなる。

本願の発明者は、圧力降下のモニタは、トウの
主圧縮が起きた後、即ち、その断面積が完成した
ロツドの断面積よりそれ程大きくない場所で、か
つトウ繊維の位置が安定しておりそれがトウを通
つて動く空気又は舌状部材によつて生じる吸入抵
抗により変動しない場所で行なうのが最もよいこ
とを発見した。こうして、例えば舌状部材の下流
端附近の圧力降下（T941011のように舌状部材の
上流端での圧力降下測定と比較して）を検出する
ことにより、強いだけでなく、より信頼できる圧
力降下を表わす良好な信号が得られる。

トウの供給は好ましくはトウを供給する総ての
ローラーの速度を比例して調節して制御し、即ち
各ローラの上流または下流方向への速度を同じ比
で調節し引続くローラー間を動いている間にトウ
が伸びる量が変らないように行なう。この代りに
トウが延びる量を変えるように一対のローラだけ
の速度を変えることによつて所望の制御が行える
ようにトウ供給を行うこともできる。

本発明の好ましい実施例においてはトウが舌状
部材に達する前に吸込み輪もしくは他の吸込みコ
ンベアによつて短軸方向に好ましくはそのほぼ最
終断面積に圧縮する。吸込みコンベアの上流には
好ましくはトウのまわりにある環状空気出口を通
してトウに空気を吹き込みトウをふわりと脹らま
す装置があるのが好ましい。この場合、吹込みコ
ンベアは脹らます装置と協力して、トウが舌状部
材の下を通過する前に過剰の空気を引き出す。

舌状部材が耐摩耗性の高い材料でないときは、
圧力降下検出装置は舌状部材の下流端部の僅かに
上流に位置する様に設け、最大の摩耗量の生じ易
い舌状部材の領域を避ける様に設けるのが好まし
い。

本発明による機械の好ましい実施例を添付図面
に示した。

第１図に示したタバコフイルタ製造装置は圧縮
用コーン２５をもち、そのコーン２５の右方端を
通して酢酸セルロースまたは他のトウ（繊維の
束）が供給される。コーン２５はトウの圧縮を開
始し、この圧縮は側壁２６ｄ，２６ｅ（第２Ｆ図
参照）の間に設置された空気透過性リム２６ａを
有する吸込み輪２６によつて継続される。リム２
６ａはこの輪２６の回りに浅い周縁溝を形成する
ように壁２６ｄと２６ｅの外側縁から引込んでい
る。

輪２６の側壁２６ｄと２６ｅの間には孔口２６
ｈを通してサクシヨン源に接続された凹部２６ｂ
が形成された固定部材２６ｃがあるので、第１図
にほぼ放射状矢印によつて示したように空気は輪
２６のリム２６ａを通して中へ引かれる。

コーン２５は切り取られているので吸込み輪２
６がコーン２５へ入つていてトウを締め、トウを
その輪２６と包装ウエブ２７の間で圧縮する。輪
２６とウエブ２７の間に形成された、断面積が次
第に減る通路の形状を第２Ｃ〜２Ｅ図に示した。
トウの圧縮は区分線Ｆで示す所まで行なわれ、そ
こでトウの断面積は、最終ロツド断面積が約50mm²
のとき例えば60mm²にほぼ等しい値にまで圧縮され
るのが好ましい。

区分線Ｇの所では、トウは輪２６から別れ、そ
してその圧縮及び最終成形は舌状部材２９によつ
て継続される。区分線ＦとＧの間にある輪２６と
ウエブ２７間の溝は僅かに断面積が増加していて
輪２６からトウを剥す舌状部材２９の働き（舌状
部材はまた剥離シユーとしても働く）を容易にし
ている。

さらに固定部２６ｃには第２の凹所２６ｆが形
成され、大気圧または大気圧以上の空気が供給さ
れるので凹所２６ｆから外側に空気が流れ、輪２
６の周辺部２６ａからトウを取外すのを助ける。
実質的には凹所２６ｆから流出する空気のすべて
は矢印２６ｇに示したように凹所２６ｂへ引き込
まれる。

コーン２５にはその両側に図に示したように多
くの開口２５ａを形成してもよい。

トウの主な圧縮は輪２６によつて行なわれるこ
とは理解されよう。トウのそれ以上の圧縮および
成形は舌状部材２９によつて行なわれる。舌状部
材２９は包装ウエブ２７の方へ僅かに収束してい
てトウを円柱状断面に形成するように断面が成形
されている。曲線状断面の縦溝が形成された基台
部材２８によつて紙はすつかり保持され、ウエブ
２７は縦溝の上面を移動する。

舌状部材２９には長軸方向に離れた２つの点３
０，３１で圧力取出を行う２個の開口が形成され
ている。これらの点からパイプ３２，３３が比較
装置３４へ圧力信号を送る。この比較装置３４か
らの電気信号は２個の圧力取出口における圧力差
に依存し、トウ内に残存する空気の流れによるト
ウを通つての圧力降下を示す。比較装置３４の出
力は実質的に上記圧力降下を一定に保つようにコ
ーン２５へ供給されるトウの速度を制御するのに
用いる。

舌状部材２９と包装ウエブ２７の間においてト
ウからまたはトウへ空気が漏洩しないようもしく
はその漏洩を最少にするために包装ウエブ２７の
縁は基舌部材２８の隣接する部分にあるスロツト
または開口を通して供給される空気圧によつて舌
状部材の両側へ押さえつけられるようにしてもよ
い。ウエブ２７上のこの圧力は実際上ウエブ２７
が通常の方法で支持される織物テープ（図示な
し）を経て伝達される。

輪２６の空気透過リム部２６ａは例えば非常に
細かな金属網（例えば穴直径0.254mm）または例
えばナイロン織物テープである。

第３図には別の装置を示したが、これは第１図
に示した機械と吸込み輪２６、包装ウエブ２７、
舌状部材２９、および比較装置３４を含む圧力降
下測定装置に関しては同じである。しかし輪２６
の上流にあるトウ供給は異つている。

第３図においてトウは脹らませる（毛羽だち）
装置４０を通してまず供給される。この装置４０
は、円錐状内側部分４１、および環状出口４４を
有する環状空間４３を内側部分４１と共に画定す
る外側部分４２とを含んでいる。圧縮空気は入口
４５，４６を通して空間４３へ供給され、例えば
約28.37／分の流速で出口４４からトウへ入る
環状空気流を作る。この空気流は酢酸セルロース
繊維の縮みが伸ばされて失われる傾向に対抗す
る。言い換えるとこの脹らませる装置は仕上つた
フイルタロツドを通つて所望の圧力降下を与える
のに必要な繊維の縮みを維持または保存する。

脹らませる装置４０は出口部４７をもち、この
出口部４７はダクト４８および接続リング４９を
経て、トウを吸込み輪２６へ供給するダクト５０
へ通じている。脹らます装置４０の内側部分４１
は出口４７と同様に円形の断面である。ダクト４
８、接続リング４９およびダクト５０は第４図に
示すように円形断面から次第に長円形に変る。第
４図は第３図の−断面である。

脹らませる装置４０と吸込み輪２６の組合せ
は、吸込み輪２６がないときよりも脹らませる装
置４０によつてトウへ空気を多く吹き込むことが
できる点で有用である。これは吸込み輪２６が空
気を下流へ吸引して空気の逆流を防止し、トウが
舌状部材２９の下方領域へ入る前にトウからほと
んどの空気を除くからである。

接続リング４９には開口４９ａを設けてもよ
く、もし必要なら大気からさらに多くの空気を入
れる。このリング４９は、同様の一組の孔の形成
された可撓性スリーブで密接に取囲むようにして
もよい。この孔はスリーブの回転によつて一部ま
たは全部が開口４９ａと整列し空気流を制御す
る。さらに図に示したようにダクト５０にはその
両側に沿つて輪２６の近くに多くの空気入口孔５
０ａを設けてもよい。

第６図に示した装置はトウ圧縮コーン６０を有
している。フイルタトウ（図示してない）はコー
ン６０の右側から供給され、コーン６０を通過す
る間に短軸方向へ圧縮される。

トウはコーン６０の左側から出て来るとき、舌
状部材６１と包装ウエブ６２の間に閉じ込められ
る。第２Ｃ図に示したようにこのとき包装ウエブ
６２はすでに樋状に曲つている。ウエブ６２はそ
れを支え駆動する織物テープ６３で支持されてい
る。

舌状部材６１はトウを成形し、ウエブ６２と共
にトウを実質的にその最終円断面にまで圧縮す
る。

舌状部材６１の下流端附近には２個の圧力取出
点６１ａ，６１ｂがある。これらの点における舌
状部材内の圧力はパイプ１６２および１６３によ
つて第７図に示したような比較装置６４へ供給さ
れる。比較装置６４からの信号は実質的に取出点
６１ａと６１ｂの間の圧力差を一定に保つように
トウ供給を制御するのに使用する。

第６図および第１図と第３図の各圧力取出は点
６１ａの圧力取出を示した第７図と同じように作
つてもよい。この舌状部材は、それに取り付けら
れ室６６を画定しているハウジング６５によつて
覆われた開口６１ａを有している。パイプ１６２
は図に示したように室６６から比較装置６４へ通
じている。大気圧以上の空気はパイプ６７を通し
て室６６へ供給される。小さな開口６８ａを備え
た円板６８は空気が室６６へ入るときパイプ６７
から来る空気の圧力降下を作るオリフイスとして
働く。

室６６の圧力は舌状部材内の圧力より僅かに大
きく調節してあるので、正常運転中空気は室６６
から開口６１ａを通つて流れる。開口６１ａを通
るこの空気の流れは開口６１ａが閉塞するのを防
ぐ助けをする。例えばパイプ６７の圧力は約0.21
Kg／cm²で、室６６の圧力は水柱約88.9mmの平均値
である。言い換えるとオリフイス６８ａは圧力を
約96％落とす。別の実施例ではパイプ６７の圧力
は約0.84Kg／cm²で開口６１ａの直径は１mmであ
る。十分に圧力を落とすためにオリフイス６８ａ
の直径は約0.1mmである。

第７図には説明のために実際に好ましいより大
きく作つた室６６が示してある。第８図にはパイ
プ１６２のすぐ下流の横断面でパイプ１６２の方
向を見た別の構造が示してある。この実施例では
パイプ１６２は舌状部材６１へずつと延びていて
実際上第７図の室６６と等価な室として働く。圧
力供給パイプ８１はパイプ１６２に接続され、第
７図のオリフイス６８ａと等価なオリフイス８２
はパイプ８１内でパイプ１６２の壁に形成されて
いる。

第８図はまたこの段階では包装ウエブ６２が飾
織物テープ６３によつて一方の側（左側）に沿つ
て舌状部材６１上に折り重ねられていることを示
す。その結果開口６１ａは舌状部材６１の中心か
ら右側へずれている。

例として例えば舌状部材６１の全長が22.86cm、
圧力取出口６１ａおよび６１ｂが舌状部材６１の
下流側からそれぞれ約1.27cmおよび5.08cmであ
る。

第７図に示したように、比較装置６４は、室７
０と７１の間にあるダイヤフラム６９を有しこれ
らの室はそれぞれパイプ１６２と１６３へ連通す
る。キヤパシタンス板７２，７３がこのダイヤフ
ラム６９（金属板もしくは金属被覆）の互に反対
側に設置されている。その配置方法は室７０と７
１の圧力が同一でダイヤフラムが押されていない
とき、ダイヤフラムと各板７２および７３の間の
キヤパシタンスが同じであるのが好ましい。室７
０と７１の間に圧力差が生じるとき、ダイヤフラ
ムは一方のキヤパシタンス板の方へ曲がり他方の
キヤパシタンス板からは遠ざかり、こうしてキヤ
パシタンス差を生じる。電気導線７４，７５，７
６はそれぞれ２枚のキヤパシタンス板およびダイ
ヤフラムに接続され、電気回路７７に通じてい
る。回路７７はダイヤフラムと各キヤパシタンス
板の間に形成されるキヤパシタンスと共にブリツ
ジ回路（それ自体は公知）を形成し、圧力取出点
６１ａ，６１ｂ間における圧力差を示す出力を作
る。この出力は予め定めた時間にわたつて積分回
路７８によつて平均され、積分回路７８からの出
力は増幅器７９を経て供給されモータ８０の速度
を制御する。このモータ８０によつてトウが圧縮
コーン６０へ供給される。すでに述べたようにモ
ータ速度の制御は圧力取出点６１ａと６１ｂ間の
圧力差を実質的に一定に保つようにする。モータ
８０によつて駆動される単数もしくは複数のプー
リーの上流には公知の方法でトウを伸ばす装置が
ある。

もし比較装置６４で検出される圧力差が大きく
て予め定められた範囲外へ変化するとこの本装置
はトウのこれに相当する部分から形成されたフイ
ルタを不良品として排出するように構成してもよ
く、一方同時にこのことが起きたことを表示する
のが好ましい。

上述の本発明による装置が適用できる公知の装
置（米国防衛公報T941011号）との関連を、第９
図を参照して説明する。フイルタトウ１２０はベ
ール１４０からロツド製造装置１００の付属装置
３８０へフイルタトウ供給装置により送られる。
この供給装置は、３対の供給プーリー又はローラ
ー２００，２４０，３２０からなる。これらのロ
ーラー対は總て同じ速度で駆動されることは限ら
ない。通常ローラー２４０は、ローラー２００よ
りも速く駆動されトウ１２０を伸ばすようにす
る。トウを伸ばすことによりロツド製造装置にお
いて最良の状態になるようにする。実際には、こ
の工程では、トウの個々の繊維は分離され幾分伸
び広がる。トウの伸び量の変更はローラー２００
と２４０の速度比を変えることにより行われる。

ローラー２４０を通過した後、トウ１２０は可
塑化室２６０に入り可塑剤が加えられて硬化され
フイルタロツドになつた後適当な頑丈さのロツド
になるようにする。次に、トウ１２０は可塑化室
２６０から供給ローラー３２０により引出されて
コーン３４０へ送られる。コーン３４０は、本当
はロツド製造装置の始めの部分である。

第６図及び第７図との関連では、第７図のモー
タ８０はローラー３２０の駆動のために結合され
る。また、トウを伸ばす装置はローラー２２０及
び２４０を含む。

上記した実施例はトウのまわりに紙または他の
材料で包装を含むフイルタロツドの製造に関係し
ていた。本発明の別の例として包装材を持たない
例えば英国特許明細書第1169932号に述べられて
いるフイルタロツドを作る機械にも応用されよ
う。

本発明においては、ロツドの速度を制御するた
めのトウを通る空気の圧力降下の検出をトウの主
圧縮が生じた後であつてロツドの断面積が最終断
面積より大幅に大きくなくトウ繊維の位置が安定
した位置で行つているので、従来よりも強く信頼
性ある圧力降下検出信号が得られ、その結果供給
されるトウの速度が良好に制御されフイルタトウ
の最終寸法が均一に保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタバコフイルタ製造装置の一
実施例による機械の部分断面図、第２Ａ図から第
２Ｇ図は第１図の線Ａ〜Ｇにおける拡大断面図、
第３図は別の機械の部分断面図、第４図から５図
は第３図の線−，Ｖ−Ｖに沿つた拡大断面、
第６図は別の機械の舌状部材領域におけるダイヤ
グラム側面図、第７図は２個の圧力取出点をどの
ように舌状部材に配置するかおよび制御回路を示
す線図、第８図は各圧力取出点の別の配置方法を
示す図、第９図は、本発明の装置が適用できる公
知の装置の斜視図である。 符号の説明、２６……吸込みコンベア、２９，
６１……舌状部材、３０，３１および６１ａ，６
１ｂ……圧力取出点、３４，６４……比較装置、
４０……脹らます装置、４４……空気出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイルタロツド形成部へフイルタトウを供給
   する手段８０，２００，２２０，２４０，２６
   ０，３２０と、 前記トウを最終断面にまで成形し圧縮する舌状
   部材２９；６１を有し、前記フイルタトウを短軸
   方向に圧縮して仕上りロツドの断面に形成する手
   段２５，２６，２９；５０，２６，２９；６０，
   ６１と、 前記フイルタトウが殆ど最終断面に達した領域
   で、そのトウを通る圧力降下を検出するための前
   記舌状部材に関連する手段３０，３１，３４；６
   １ａ，６１ｂ，６４と、 前記圧力降下を実質的に一定に維持するため圧
   力降下の測定値に依存して前記フイルタトウの供
   給割合を可変量だけ変化させるため前記フイルタ
   トウを供給する手段を調節する手段７７，７８，
   ７９とからなるフイルタトウからタバコフイルタ
   を作るタバコフイルタ製造装置。 ２ 前記圧力降下を検出する手段が、前記舌状部
   材においてその長軸方向に離れて配置された２個
   の圧力取出口３０，３１；６１ａ，６１ｂおよび
   この２個の圧力取出口における圧力を比較する比
   較手段３４：６４を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載した製造装置。 ３ 前記形成手段が、前記トウが前記舌状部材２
   ９を通過する前に該トウを短軸方向へ圧縮する吸
   込みコンベア２６を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載した製造装
   置。 ４ 前記吸込みコンベア２６が吸込み輪であつ
   て、該トウを支持するウエブまたはテープ２７に
   隣接して回転し該ウエブまたはテープと共同して
   該トウを圧縮することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載した製造装置。 ５ 前記吸込みコンベア２６が該トウをその最終
   断面積近くまで圧縮するように配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項または第４
   項に記載された製造装置。 ６ 前記形成手段が、該トウが短軸方向に圧縮さ
   れる前に側面からトウに空気を吹き込むように配
   置された膨らます手段４０を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第５項までのいづれ
   か１項に記載した製造装置。 ７ 前記膨らます手段が環状空気出口４４を有
   し、それを通つて空気が全面から該トウへ吹き込
   まれることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
   記載した製造装置。 ８ 前記形成手段が、前記舌状部材に設けられた
   圧力取出口６１ａ、該圧力取出口の領域に前記舌
   状部材の外面と隣接する圧力空間６６を画定する
   凹部材６５；１６２、該圧力空間に接続され実質
   的に前記舌状部材内の圧力より高い圧力で空気を
   供給する配管６７；８１、該圧力空間に入ると該
   配管からの圧力を前記圧力取出口領域にある前記
   舌状部材内の平均圧力より僅かに高いレベルまで
   降下するオリフイス６８ａ；８２とを有し、該圧
   力空間が圧力測定手段または圧力比較手段６４へ
   接続されている圧力降下検出手段を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から５項までの
   いづれか１項に記載した製造装置。