JPH0418833B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、改良されたタバコフイルタ、及び、
その製造方法に関する。

タバコの煙と、その煙に帯同されている液体及
び半液体との運動エネルギーの差を利用して該液
体及び半液体成分を分離し、捕捉する型式のタバ
コ煙フイルタはすでに知られている。この原理に
依存しているフイルタの多くは、タールやニコチ
ンを除去する上で非常に有効であるが、フイルタ
の細部構造の面ではいろいろな難点があり、改良
の余地がある。

最も成功したフイルタ構造の設計は、ルバート
氏に端を発し、その後トーマス氏とマイクマンの
研究を通して改良されてきている。ルバート氏の
米国特許第2954772号に開示されたフイルタは、
タバコホルダの流路を横断するように設けられた
バリア壁（障壁）と、該バリア壁の中央に穿設さ
れた煙流加速開口と、該開口を通る煙の流れの下
流に設けられた第２バリアを備えている。喫煙者
が吸い込むことによつて吸引圧が及ぼされると、
煙とそれに帯同されている液体及び半液体粒子が
第２バリアに向つて加速され、その過程で帯同粒
子は煙より大きい運動エネルギーを得て、第２バ
リアの面（前記煙流加速開口に面した表面）に衝
突し、第２バリアの該面に堆積する。このフイル
タは、技術的には成功したが、商業的には成功し
なかつた。トーマス氏は、第１バリア壁の上流に
周囲空気導入口を追加することによつて、より商
業的に受入れられ易い製品を作つた。彼の米国特
許第3810476号、3926199号及び3548835号には、
又、煙流加速開口の前方に煙に帯同されている液
体及び半固体物質が堆積するのを防止するために
第２バリアの面からそのような堆積を引離すため
の試みが開示されている。即ち、加速開口は、下
流室の内壁に対向する側方通路に改変し、それに
よつて物質の堆積がより広い区域に亘つて生じる
ようになされている。

本出願人の米国特許第4038994号に、ルバート
氏の運動エネルギーの差を利用した分離法とトー
マス氏の空気導入口を採用したフイルタが開示さ
れている。それによつて第２バリアの下流領域に
おけるタール及びニコチンの煙からの十分な分離
を達成するのに成功している。

上記３人の開発した先行技術に共通しているこ
とは、フイルタを比較的長い構造体の形に構成し
なければならないことである。ルバートとトーマ
スは、フイルタを慣用形状のタバコホルダの中に
挿入している。アイクマンは、フイルタの外観を
多少変えているが、３者は、いずれも、フイルタ
素子を中に挿入したタバコホルダを提供してい
る。しかしながら、そのようなホルダはコストが
高くなり、使い捨て製品とするには無理がある。
従つて、それらのホルダは、フイルタ素子の掃除
及び交換をするために分解することができるよう
な態様に構成しなければならない。又、第２バリ
アを省除することができないので、従来技術では
フイルタ素子を一部片構造とすることができなか
つた。

周囲空気通路の追加により、フイルタ内蔵ホル
ダが喫煙癖をやめたいと希望している人にとつて
の補助具の役割を果すものに変換され、それぞれ
異る寸法の周囲空気導入口を備えたフイルタホル
ダセツトが「脱喫煙癖キツト」と称されて販売さ
れた。しかしながら、そのようなホルダは繰返し
使用した後、掃除して保存しなければならないの
で、結局はそれを使用する大抵の人にとつて、ホ
ルダの使用は喫煙を止めるための手段ではなく、
むしろ喫煙癖の一部になつてしまう。従つて、業
界では、脱喫煙癖補助具となるもの、あるいは少
くとも煙からタール及びニコチンの大部分を別
するための安価な器具、即ち、一部片構成の使い
捨て器具を探求したが、それに失敗した。

フイルタをタバコホルダ内に組入れる方法は十
分な解決策ではなかつた。フイルタを脱喫煙癖補
助具とするためには、タール及びニコチンを含有
した液体を凝縮させるために周囲空気を導入しな
ければならず、タール及びニコチンが煙流に再び
戻ることがないように凝縮した物質を収集しなけ
ればならない。タバコのメーカは、喫煙癖を止め
るのを助成するようなフイルタを採用することに
は当然のことながら消極的である。

本発明、従来技術のタバコフイルタの上述のよ
うな欠点を克服することを課題とするものであ
り、その目的は、喫煙癖を払拭するのを助成する
ことができ、しかも、使い捨てできるような廉価
なタバコフイルタ及びその製造方法を提供するこ
とである。

本発明は、一つには、上述した下流の第２バリ
アは、第１バリア壁の煙流加速開口を通る煙の流
れ内に必ずしも大きな面又は壁を呈する必要はな
いという新しい知見に基いている。第２バリア即
ちターゲツト（障壁部材又は衝突部材）の面は、
煙流加速開口の断面積より大きい面積を有してい
る必要はない。この比較的小さい上流端面を有す
る第２バリアを煙流加速開口と同心関係をなして
煙流加速開口の下流に配置すると、煙は自由に第
２バリアの周縁及び側面を通り過ぎることができ
る。しかも、この下流側第２バリアは、その有効
性を失うわけでは決してなく、この新規な構成は
第１バリア壁の下流で第２バリアの上流において
フイルタの内壁にタール及びニコチンを堆積させ
る効果をもたらすことが判明した。それは、第２
バリア即ちターゲツトによつて惹起される乱流に
基因するものであると考えられる。しかも、その
効果は、ターゲツトの面積を煙流加速開口の断面
積より小さくすると、ある程度高められる。又、
ターゲツトの面は、煙流加速開口の軸線に対して
垂直な平坦な表面とすることが好ましい。その表
面を凹面又は凸面とすると、効果が減少する。

煙流加速開口を有する第１即ち主バリア壁の下
流側に隣接した下流室の内壁面に凹凸（不規則
面）を形成することによつてタール／ニコチン収
集効果を高めることができる。この目的のために
は、下流室の側壁及び第１バリア壁の下流面から
煙流加速開口の軸線に並行な平面に位置するよう
に突出させた羽根を設けることが好ましい。

この羽根を設けたことと、第２バリア即ちター
ゲツトの面を煙流加速開口の断面積と同等又はそ
れより小さい面積としたこととが相俟つて、優れ
た効果が得られる。

しかも、本発明のフイルタユニツトは、一部片
の一体構造として成形によつて製造することがで
きる。ターゲツトの面は、煙流加速開口を通して
延長させた第１工具によつて形成する。第１工具
と協同して煙流加速開口の軸線に沿つて第１工具
に対して接近し、次いで離れる方向に相対的に移
動させる第２工具により、下流室、ターゲツトの
他の表面、第１バリアの下流面及び収集羽根を形
成する。これらの２つの工具は、ターゲツトの周
りに煙流の通る空間を設けるために煙流加速開口
と、ターゲツトとの間の領域で相互に係合させな
ければならない。周囲空気導入通路も、煙流加速
開口の軸線と平行であるからフイルタユニツトの
上流端の内壁に成形することができる。

この方法によれば、周囲空気導入手段と運動エ
ネルギーの差による分離手段を備えた真に低廉
な、短い、一部片構造のフイルタユニツトを低廉
な、使い捨て可能な材料で製造することができ
る。

以下に、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。

本発明のタバコ煙フイルタユニツト（以下、単
に「タバコフイルタ」とも称する）１０は、第１
図に示されるように、喫煙者が唇の間にくわえ易
い吸口部を形成するように両側面を平らにされて
いる下流端１２を除いて円筒状の管である。下流
端１２の上側平坦面は符号１４で、下側平坦面は
符号１６（第５図）で示されている。フイルタユ
ニツト１０全体は、好ましい実施形態では長さが
2.5cmであり、直径0.8cmである。

フイルタユニツトの上流端１８は、タバコの端
部を受容するためのタバコ受口端であり、時には
「カプラー」とも称される。第１図には、受け口
端１８の内面の一部が示される。２０，３４，３
６，３８は、受口端１８の側壁に円周方向に間隔
をおいて配置され長手方向に延設された４つの空
気流チヤンネル即ち通路であり、受口端に挿入さ
れたタバコの外周面を通して周囲空気を吸引する
ためのものである。２２，４０，４２，４４は、
タバコの巻紙が空気流通路２０，３４，３６，３
８内へ圧入されてそれらの通路を閉塞するのを防
止するための４つと、円周方向に間隔をおいて並
置され、半径方向内方に突出し、長手方向に延長
したリブである。受口端１８の側壁に、空気流通
路２０，３４，３６，３８及びリブ２２，４０，
４２，４４の間に円周方向に間隔をおいて配置さ
れた比較的短い凹溝２３は、タバコを確実に把持
するとともに、周囲空気の吸引を容易にするため
のものである。

フイルタユニツト１０の全長のほぼ中間の該ユ
ニツトの内部に第１バリア壁（障壁）２４が該ユ
ニツトの長手方向の内孔を横断するようにして延
設されている（第３，５図）。バリア壁２４には、
フイルタユニツトの長手軸線と同心をなす煙流加
速開口（以下、端に「加速開口」又は「開口とも
称する）２６が設けられている。フイルタユニツ
トの上流端側から開口２６を通してみられる位置
に下流の第２バリア即ちターゲツト（障壁部材又
は衝突部材）２８（第２図）が設けられている。
フイルタユニツトの内径は、その受口端１８内で
下流にいくにつれて、即ち深くなるにつれて段階
的に減少しており、いろいろな異る径のタバコを
受容し、保持するようになされている。３０は、
受口端内の第１段部であり、３２は第２段部であ
る。

上記複数の空気流通路２０，３４，３６，３８
及びリブ２２，４０，４２，４４は、周囲空気を
タバコの端部より下流の混合室において煙と混合
するように導入させるという重要な役割を果す。
この混合室は、タバコ受口端１８の内部のうちタ
バコの端部と第１バリア壁２４の上流側の端面と
の間の部分である。

図示の好ましい実施例では、バリア壁２４の前
端面即ち上流側端面は、その外周縁から加速開口
２６が設けられている中央区域に向つて下流方向
に僅かにテーパしている（第４及び５図）。開口
２６は図示のように円形とすることが好ましく、
直径は0.75〜1.2mmの範囲とする。この寸法範囲
は、従来技術においてそのフイルタユニツト構造
に関連して教示されている。本発明では下流第２
バリア２８は、それが対面する加速開口２６の断
面積より小さい断面積のターゲツトとなつている
が、開口２６の寸法は従来のものと同じ寸法範囲
を適用することができる。

ターゲツト２８は、加速開口２６と同心関係を
なすように配置する。第３及び６図に示されるよ
うに、この実施例ではターゲツト２８は、該ター
ゲツトから２つの互いに対向する方向へ下流室５
０の内壁にまで延設されたウエブ５２，５４に付
設されている。ウエブ５２，５４の上流側前端
は、第１バリア壁２４の下流面と一体になつてい
る。ウエブ５２，５４は、ターゲツト２８の支持
体としての役割を果す他に、タール／ニコチン収
集羽根（以下、単に「収集羽根」とも称する）と
しての役割をも果す。タール／ニコチン収集羽根
５２，５４の他に更に２つのタール／ニコチン収
集羽根５６，５８が設けられている。収集羽根５
６，５８は羽根５２，５４の場合と同様に第１バ
リア壁２４の下流面即ち後面と一体に形成されて
いる。第４図に示されるように、羽根５６，５８
は、下流方向に向つて半径方向外方へテーパして
おり、全体として三角形状をなしている。タール
及びニコチンの収集即ち堆積は、主として、収集
羽根５２，５４，５６，５８と、バリア壁２４の
下流面及び下流室５０の内壁面との結合部に生じ
るが、収集羽根５６，５８はそのような堆積を促
進する。タール／ニコチンの堆積はターゲツト２
８の側面にもある程度生じるが、大部分はターゲ
ツト本体の上流側の面を周縁のかど部に堆積す
る。このフイルタユニツトを用いて相当数のタバ
コを喫煙すると、ターゲツトの上記周縁のかど部
がタールとニコチンで満たされ、収集区域が増大
する。

タール及びニコチンを全部除去してしまうよう
なフイルタは、タバコの煙の味を変えてしまうの
で喫煙者に好まれないという点で商業的には受入
れられない。タール及びニコチンを除去する上で
も、又、喫煙癖をなくさせる補助具としても成功
を収めるフイルタは、周囲空気の導入と、タール
及びニコチンの分離及び収集機能を兼ね備えた型
式のものである。周囲空気導入口の大きさを変え
ることによつて煙と空気の混合物における周囲空
気の割合を変えるという好便な方法は、従来から
すでに提案されているが、除去されるタール及び
ニコチンの割合（百分率）を変更させる方法は提
案されていない。従来のフイルタではどの設計の
ものも、タール／ニコチン除去率に関してそれぞ
れ独自の特性があり、その除去率を変えるには設
計をし直さなければならなかつた。これに対し
て、本発明においては、ターゲツト２８の周りの
壁の表面不規則の度合を変えることによつてター
ル／ニコチン除去率を変えることができる。各収
集羽根を加速開口２６の軸線に平行な平面内に位
置させた羽根構造の故に、単に収集羽根の数を変
えるだけで液体と半固体の除去割合を好便に変更
することができるという利点が得られる。例え
ば、第７図に示された、４枚の収集羽根６０，６
２，６４，６６を有する本発明の変型フイルタユ
ニツトは、第１〜６図の構造のフイルタユニツト
より大きいタール／ニコチン除去率を有する。

加速開口２６の軸線に平行な平面内に形成した
羽根で除去率の変更に可能にするということは重
要な利点である。なぜなら、そのような羽根は、
成形工具をフイルタ１０の下流室５０から加速開
口２６の軸線に沿つて引抜くことによつて容易に
製造されるからである。この成形工具は、ターゲ
ツト２８の上流面と、該ターゲツトの上流面と第
１バリア壁２４の下流面と間のウエブ５２，５４
の中央部分を除いてフイルタの下流端の内表面を
形成する。上流室の内表面、加速開口２６の壁、
ウエブ５２，５４の内側露出面、及びターゲツト
２８の上流面は、すべて、工具をフイルタ１０か
ら開口２６の軸線に沿つて引抜くことによつて形
成される。これらの２つの工具、即ち下流側の工
具と上流側の工具とは、ターゲツト２８の上流面
とバリア壁２４の下流面との間の、ウエブ５２，
５４の領域を除く領域において互いに嵌合する表
面を有している。両工具が嵌合する個所では材料
に成形が行なわれないのでそこには空気通路が形
成される。

第２，３，５及び７図に示されるように、本発
明の好ましい実施例では、ターゲツト２８は、非
常に小さい加速開口の直径より小さい径を有して
いる。にも拘らず、ターゲツトの面が比較的平坦
である場合、下流室５０の上流領域にタール／ニ
コチンの堆積が生じる。これは、予想外のことで
あり、その理由は解明されていない。

ターゲツト２８の径は、２つの理由から加速開
口２６の径より大きくしない。１つは、一部片構
造として製造することを可能にするあめであり、
１つは性能を高めるためである。ターゲツトの直
径は、加速開口の径と等しい大きさから加速開口
の径の1/2の大きさの範囲とした場合の所期の機
能を果すことができる。実用上の理由、特に成形
工具による製造及び成形工具の保守の観点から、
ターゲツトは加速開口の寸法より大きくしない方
が好ましい。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、
本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態
に限定されるものではなく、本発明の精神及び範
囲から逸脱することなく、いろいろな実施形態が
可能であり、いろいろな変更及び改変を加えるこ
とができることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフイルタユニツトの透視図、
第２図は第１図のフイルタユニツトの一端からみ
た端面図、第３図はフイルタユニツトの他端から
みた端面図、第４図は第３図の線４−４に沿つて
みた断面図、第５図は第３図の線５−５に沿つて
みた断面図、第６図は第４及び第５図の線６−６
に沿つてみた断面図、第７図は本発明の変型実施
例によるフイルタユニツトの端面図である。 １２：下流端、１８：上流端、２０：空気流通
路、２４：バリア壁、２６：加速開口、２８：タ
ーゲツト、５２，５４，５６，５８：タール／ニ
コチン収集羽根。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タバコの端部を受容するための上流端１８
   と、喫煙者の吸口としての役割を果す下流端１２
   とを有する筒状部材と、 前記下流端と上流端の間の部位において前記筒
   状部材の内孔を横切つて延設されたバリア壁２４
   と、 前記上流端からバリア壁２４を貫通して下流端
   へ通じる流体連通を設定するように該バリア壁の
   中央部に設けられた煙流加速開口２６と、 前記バリア壁の下流に該バリア壁に隣接して、
   かつ、前記と同心関係に配設されており、該煙流
   加速開口に面した側に該煙流加速開口の断面積よ
   り大きくない面積の表面を有するターゲツト２８
   とから成るタバコフイルタ。 ２ 前記ターゲツト２８の、前記煙流加速開口２
   ６に面した表面は、該煙流加速開口から該煙流加
   速開口の直径より短い距離のところに配置されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載のタバコフイル
   タ。 ３ 前記煙流加速開口は、直径0.75〜1.2mmの範
   囲の円形である特許請求の範囲第１項に記載のタ
   バコフイルタ。 ４ 前記ターゲツト２８の、前記煙流加速開口２
   ６に面した表面の面積は、該煙流加速開口の断面
   積の1/2より小さくない特許請求の範囲第１項に
   記載のタバコフイルタ。 ５ 前記下流端の、前記ターゲツト２８と煙流加
   速開口の間の空間の周りの内壁面に複数のター
   ル／ニコチン収集羽根が形成されている特許請求
   の範囲第１項に記載のタバコフイルタ。 ６ 前記下流端の、前記ターゲツト２８と煙流加
   速開口の間の空間の周りの内壁面に複数のター
   ル／ニコチン収集羽根が形成されている特許請求
   の範囲第２項に記載のタバコフイルタ。 ７ 前記ターゲツト２８の、前記煙流加速開口２
   ６に面した表面は、該煙流加速開口の中心線に対
   して垂直である特許請求の範囲第１項に記載のタ
   バコフイルタ。 ８ 前記ターゲツト２８の、前記煙流加速開口２
   ６に面した表面は、該煙流加速開口の中心線に対
   して垂直である特許請求の範囲第４項に記載のタ
   バコフイルタ。 ９ 前記上流端に保持されたタバコからの煙と平
   行に該上流端内へ空気を導入するための手段２
   ０，３４，３６，３８を備えている特許請求の範
   囲第２項に記載のタバコフイルタ。 １０ 前記煙流加速開口２６は、直径0.75〜1.2
   mmの範囲の円形であり、該煙流加速開口の軸線は
   前記筒状部材の軸線と一致している特許請求の範
   囲第９項に記載のタバコフイルタ。 １１ 前記下流端の内壁面には、前記ターゲツト
   ２８とバリア壁２４の間の空間に臨み該ターゲツ
   トに向つて内方へ突出した複数のタール／ニコチ
   ン収集羽根が形成されている特許請求の範囲第１
   ０項に記載のタバコフイルタ。 １２ 前記ターゲツト２８の、前記煙流加速開口
   ２６に面した表面は、該煙流加速開口の断面積の
   １／２より小さくない面積の平坦な表面である特許
   請求の範囲第１１項に記載のタバコフイルタ。 １３ タバコの端部を受容するための上流端１８
   と、喫煙者の吸口としての役割を果す下流端１２
   とを有する筒状部材と、 前記下流端と上流端の間の部位において前記筒
   状部材の内孔を横切つて延設されたたバリア壁２
   ４と、 前記上流端からバリア壁２４を貫通して下流端
   へ通じる流体連通を設定するように該バリア壁の
   中央部に設けられた煙流加速開口２６と、 前記バリア壁の下流に該バリア壁に隣接して、
   かつ、前記煙流加速開口と同心関係に配設されて
   おり、該煙流加速開口に面した側に該煙流加速開
   口の断面積より大きくない面積の表面を有するタ
   ーゲツト２８とから成るタバコフイルタを製造す
   る方法において、 第１工具を前記筒状部材の前記上流端１８から
   前記バリヤー壁２４に形成された前記煙流加速開
   口２６を通し該筒状部材の中心軸線に沿つて挿入
   し、該第１工具によつて前記ターゲツト２８の前
   記表面を成形し、 それと同時併行的に、第２工具を前記筒状部材
   の前記下流端１２から該筒状部材の中心軸線に沿
   つて挿入し、該第２工具を該ターゲツトの前記表
   面と該煙流加速開口との間の部位において前記第
   １工具の壁に係合させ、該第２工具によつて該タ
   ーゲツトの側面および下流端を成形し、 前記第１工具及び第２工具をそれぞれ前記筒状
   部材の上流端１８及び下流端１２を通して引抜く
   ことを特徴とするタバコフイルタ製造方法。 １４ 前記ターゲツトを成形する工程と同時併行
   的に、前記筒状部材の内壁に前記軸線の周りに間
   隔をおいて該軸線に沿つて延長する複数のター
   ル／ニコチン収集羽根を成形する工程を含む特許
   請求の範囲第１３項に記載のタバコフイルタ製造
   方法。