JPH0628581B2 - 棒状物の孔あけ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、棒状物に多くの孔をあけるための装置に関す
る。

本発明は特に、喫煙商品特に紙巻煙草を製造するのに適
しており、以下の記載はこの紙巻煙草について述べてい
るが、これは何ら制限を受けない実例に示すにすぎない
ものである。

〔従来の技術〕

紙巻煙草製造工業において、いわゆる“換気孔付き”紙
巻煙草、すなわちフィルターの部分に多数の孔を有し、
吸入する煙を薄めこの煙の温度と有害物質の含有量との
両者を減少させるような方法で喫煙者が煙草の煙と一緒
に一定量の空気を吸い込むことができるような紙巻煙草
を生産することが知られている。

前記の換気孔は孔あけ装置を用いることによって形成さ
れることが知られているが、この孔あけ装置は、でき得
れば脈動するレーザーの源と、このレーザー光線を紙巻
煙草が与えられた経路に沿って走行する時にこの紙巻煙
草上に指向させまたなるべくはその軸線周りに回転させ
るようにした集光装置とを具備している。

この公知の型式の孔あけ装置においては、前記集光装置
は通常、紙巻煙草が移動する時にこれに追従するように
してこれらの紙巻煙草上に集められた光線を指向させる
よう構成した反射部材が当てがわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記型式の孔あけ装置の主な欠点の１つは、上記のよう
に形成された多数の孔が一般に形状が不揃いでありまた
紙巻煙草の周囲に不均一に配置されるということであ
る。この主なる原因は、レーザー源と集光装置とこれと
協同する反射装置とが一般に、孔あけされるべき紙巻煙
草からある離れた距離に置かれ、紙巻煙草の前記与えら
れた経路に沿う運動が、各孔あけ装置から離れて支持さ
れた運搬装置によって決められるということによるもの
である。この孔あけ装置はそのため前記運搬装置によっ
て紙巻煙草上に通常与えられる振動の影響を受けないの
で、これらの孔あけされるべき紙巻煙草は与えられた理
想的な経路となるべきところから予想できないほどには
ずれることになる。

すなわち、従来の技術では、紙巻煙草の運搬装置と孔あ
け装置とが別々に支持されているため、孔あけ装置とは
独立した紙巻煙草運搬装置の振動により紙巻煙草には細
長い不揃いの孔が形成されるので、紙巻煙草が孔あけ装
置と無関係に振動するのを防止する必要がある。

本発明の目的は前記の欠点を解決するようなレーザー孔
あけ装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的のため、本発明は棒状物品、特に紙巻煙草に孔
をあけるための装置に関し、この装置は、コンベアと、
前記コンベア上に又はこのコンベアの走行方向に対して
横断するよう支持され各々が前記物品を収容するように
なっている多数の移動凹所と、脈動するレーザー光線を
発するようにしたレーザー源と、前記レーザー光線を連
続して前記移動物品上に集中させるようにした集光装置
とを具備する孔あけ装置において、前記集光装置が前記
各凹所のために前記コンベアと一体でかつ与えられた経
路に沿ってコンベアと共に走行する集光レンズと、前記
各凹所を前記コンベアの軸線周りに回転させるためコン
ベア上に支持されている回転装置とを具備していること
を特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明の限定されない装置が添付図面を参照して以下に
説明される。

第１図において１は、紙巻煙草２のためのコンベア又は
供給ローラを示し、前記ローラ１はその全体を３で示す
フィルター組付け機械の一部を形成し、このフィルター
組付け機械はローラ１に加えてローラ１の周りの２つの
個所で接するよう配置され同じ方向に回転する供給ロー
ラ４と取出しローラ５とを具えている。

第３図に示すようにローラ１は、全体が６で示される孔
あけ装置の一部分を構成し、この孔あけ装置は、全体が
７で示されかつローラ１を回転自在に支持している固定
管状軸１０の中心孔９の軸線に沿ってレーザー光線８を
発するようにした脈動レーザーの源と、レーザー光線８
を半径方向外側に偏向させさらに詳しくは後述するよう
にこれを形成するようにした拡散器１１と、ローラ１と
共に回転しかつ複数の紙巻煙草状に輪状に並んだ複数の
孔を形成するためこれらの紙巻煙草上にレーザー光線８
を集めるようにした集光装置１２と、軸１０の軸線の周
りに回転するローラ１によって紙巻煙草２が移動される
ときにこれら紙巻煙草のそれぞれの軸線周りにこれらの
紙巻煙草を回転させるようにした回転装置１４とを具備
している。

第３図に示すように、孔９はレーザー源７に対面する側
の反対側においてフランジ付きキャップ１５によって閉
じられており、このキャップ１５中央部分は孔９の内側
を突き抜け鏡１６を区画形成する４５゜の鏡面によって
その限界が定められている。この鏡は拡散器１１の一部
を構成しスリット１７を通って軸１０の半径方向外側に
レーザー光線８をそらすようになっており、このスリッ
ト１７は第１図に示すように１つの円弧にわたって軸１
０の周りに延び、この円弧の開口はローラ１の周囲にお
いて複数の紙巻煙草２の空間の少なくとも３倍に等しい
円弧に対応するものである。

第３図及び特に第２図に示されるように、拡散器１１は
さらに、図示の特定例においては軸１０の軸線と平行な
軸線を持った本質的に扁平円筒形のレンズからなる第１
のレンズ１８と、図示の特定例においては軸１０の軸線
と垂直の軸線を持った本質的に扁平円筒形のレンズから
なる第２のレンズ１９とを具備している。このレンズ１
８及び１９は共に軸１０と一体であり軸１０の軸線に対
して第２のレンズが第１のレンズの外側になるように配
置されスリット１７の中央半径方向の軸線に沿ってこの
スリット１７に面している。第１図及び第２図に示すよ
うに、集光装置１２は、ローラ１の周りに均等に配置さ
れかつその各々がローラの周囲に軸方向に形成されてそ
れぞれの紙巻煙草２を収容するようにした凹所２１と協
同する、多数の集光レンズ２０を具備する。

第３図及び第４図に示す特定の装置によれば、軸１０は
機械３の側壁２２から突出し、その自由端上に、キャッ
プ１５と連結しかつローラ１を支持する第１の軸受２４
の内輪と共にこのキャップの外周と協同する外側フラン
ジ２３を形成している。ローラ１は、軸１０と共軸でか
つこの軸上に壁２２と対面するその凹面側が嵌合された
本質的に円筒形のベル２５を具備している。ベル２５
は、軸受２４を収容する軸方向の中央孔２７を有する端
壁２６と、この端壁２６に隣接する環状溝２９を有する
本質的に円筒形の外壁２８とを形成する。環状溝２９の
端壁を貫通して孔３０が形成され、これらの孔３０は軸
１０の軸線の周りに均等に配置され凹所２１の数と同じ
数でありまたその各々がそれぞれ集光レンズ２０を収容
している。

ベル２５の側壁２８は、溝２９に隣接した小径部３１
と、壁２２に対面し環状肩部３３によって小径部３１と
合体される大径部３２とを具備する。

壁２８の内面から２つの環状フランジ３４と３５が半径
方向内側に延出し、肩部３３に近い第１のフランジと壁
２８の自由端に近い、第２のフランジとが壁２２に対面
し、軸１０と共軸でかつこの軸１０上にローラ１を支持
する第２の軸受３７を収容する円筒径の孔３６を、区画
形成する。

フランジ３５に隣接して、側壁２８は外側輪状歯車３８
を形成し、この歯車３８は、壁２２上に回転自在に支持
されかつローラ４と５とは反対方向に与えられた一定速
度でその軸線周りにローラ１を回転させる駆動装置（図
示しない）に連結された歯車３９と噛み合う。

第３図及び第４図に一例として示されている回転装置１
４は、交互の対の凹所２１と協同する２つの群の歯車連
鎖４０及び４１に分けられている。言いかえれば、前記
凹所２１の対の一方が例えば一方の歯車連鎖４０と協同
する時は、２つの隣接する凹所２１の対は歯車連鎖４１
と協同する。

各歯車連鎖４０はロッカアーム４２を具備し、このロッ
カアーム４２はベル２５の軸線と平行な軸線を持った枢
着ピン４３を具備している。各ピン４３はフランジ３４
を貫通して形成された各貫通孔４４に回転自在に係合
し、その壁２６に対面する方の端部が、ピン４３と直角
でかつその自由端がカム４７に沿って動くタペットロー
ラ４６に連係された第１の腕４５に、一体に連結され
る。カム４７は軸１０と一体であり、そして軸１０自体
の軸線の周りに形成された作用面を有している。

壁２２に対面する方の端部で、各ピン４３は第２の腕に
一体に連結され、この第２の腕は軸１０の軸線と直角な
平面内に延出しかつカム５０に沿って動くタペットロー
ラ４９と一体の扇形歯車４８からなっている。このカム
５０は軸１０と一体でありこの軸１０自体の軸線の周り
に形成された作用面を有している。各扇形歯車４８は２
つの歯車５１と噛み合い、これら歯車５１の各々は、軸
10と平行でその一端が肩部３３に隣接するベル２５の孔
５３を貫通するとともにその他端がフランジ３５の孔５
４を貫通して回転自在に取付けられた各軸５２上に嵌合
されている。

壁２６に対面する方の軸５２の端部は各孔５３を貫通し
てベル２５の外側に出て、壁２８の部分３１の外側に延
出しかつ各凹所２１を区画形成する軸方向溝を有する軸
方向の付属具５５に一体に連結されている。この各凹所
２１は、これに沿って走行しかつダクト５７と連通する
排出溝５６を有し、ダクト５７は各軸５２に沿って延び
また壁２２に対面する側で、図示しない排出源に連通し
ている排出溝５８に連通している。

溝５８は環状分配板５９の全面上に形成され、ローラ４
と５とがローラ１と接触する個所の間の本質的に全円弧
にわたって軸１０の軸線の周りに延びている。

分配板５９は、軸１０と共軸でかつ壁２２と一体の円筒
形ブッシュ６０上に軸方向摺動自在に取付けられ、多数
のスプリング６１によって軸５２の端部に屈撓自在に接
触するよう保持されている。各歯車連鎖４１は多数のロ
ッカーアーム６２を具備し、このロッカーアームの各々
はフランジ３５に形成された各貫通孔６４を貫通して回
転自在に取付けられた枢着ピン６３を具備している。

ロッカーアーム６２は本質的にロッカーアーム４２と同
一であり、これらロッカーアーム６２の各々は、アーム
４５と同じでかつタペットローラ６６を有する第１の腕
６５と、扇形歯車４８と同じでかつタペットローラ６８
を有する扇形歯車６７とを具備している。

各ローラ６８はカム５０の作用面に接触して取付けられ
ており、これに対し各ローラ６６は、軸１０と一体でか
つその作用面が軸１０自体の軸線の周りに形成されてい
るもう１つのカム６９に接触して取付けられている。

各扇形歯車６７は２つの歯車５１と噛み合い、この２つ
の歯車５１は、各扇形歯車４８によって制御される２つ
の対の隣接する凹所２１の間に配置された一対の凹所２
１に対応する各軸５２上に取付けられている。

第４図に示されるように、ローラ４６と６６がそれぞれ
これに沿って走行するカム４７と６９とは、同一であ
り、この各々は、低い部分７０と高い部分７１と２つの
傾斜した合体部分７２とからなる作用面を形成し、その
開口が本質的にスリット１７の開口と一致している孔あ
け円弧７３上を各凹所２１が走行する時に、ローラ４６
と６６とが、この傾斜部分７２のうちの一方の中央部分
に沿い連続して走行する。

カム５０は他方において、交互に作用するローラ４９と
６８がこれに沿って走行し、またカム４７と６９と同様
に、低い部分７４と高い部分７５と２つの傾斜した合体
部分７６とを形成し、対応ローラ４６と６６が各カム４
７又は６９上の前記傾斜部分７２の前記中央部分に沿っ
て走行する時、ローラ４９と６８がこの２つの傾斜部分
７６のうちの一方の中央部分に沿い連続して走行する。

ベル２５が駆動歯車３９によって回転される時、ローラ
４６と６６は各カム４７と６９の作用面に沿って転動さ
れ、ローラ４９と６８はカム５０の作用面に沿って転動
される。

１つのローラ４６がカム４７上の低い部分７０から離れ
て転動し傾斜部分７２の１つに沿って転動を始める時、
対応ローラ４９はカム５０上の対応する低い部分７４か
ら離れて転動しこのカム上の対応傾斜部分７６に沿って
転動を始める。

ローラ４６と４９が前記対応傾斜部分７２と７６に沿っ
て転動するにつれて、対応するロッカーアーム４２とこ
れに伴って対応扇形歯車４８とが、２つの全く異った末
端の角度の間で対応ピン４３の軸線の周りに徐々に回転
され、そのため対応する２つの付属具５５がこれらの軸
線の周りに回転されることとなる。

各扇形歯車４８と対応歯車５１との間の駆動比は通常、
前記２つの末端角度の間の扇形歯車４８の角移動が、付
属具５５をこれらの軸線周りに 360゜ 以上に回転させ
るようなものである。明らかに、前記ローラ４６と４９
とが対応傾斜部分７２と７６の他の対に沿って転動する
時には、付属具５５はこれらの元の位置へ復帰する反対
方向に回転される。

前記の装置において、３つのカム47，50及び69はもっぱ
ら特定の構造上の要求のために用いられ、例えば、単一
カム５０が、ローラ４９と６８のための積極的な２方向
案内を可能とするようその対向側面上に２つの溝を有し
ていれば、扇形歯車４８と６７の角度制御を可能とする
には十分であり、そのためカム４７及び６９とローラ４
６及び６６を省くことができる。

さらに、２つの歯車連鎖装置４０と４１とを設けたのは
もっぱらローラ１の直径を一定の範囲内に保持する必要
があるためである。実際に、ローラ１の直径とこれに伴
ってカムの直径が非常に大きくなったならば、ロッカー
アーム４２と６２の全てがカム５０の同じ側に配置され
るようになるであろう。

第２図及び第３図に示すように、スリット１７を通過し
て鏡１６によって半径方向外側に向きを変えられた後
に、光線８はレンズ１８に衝突し、このレンズ１８はこ
の光線を軸１０の軸線に直角な方向に拡散させる。対面
レンズ１９上で前記拡散された光線は、その幅ができ得
る限りに一定で少なくとも多数のレンズ２０の直径に等
しい光の“広がり部分”を区画形成するようにして、軸
１０の軸線と平行にさらに拡散される。

さらにまた、少なくとも図示の装置においては、軸１０
の軸線に直角な平面内のしかも孔あけ円弧７３の大きさ
と一致している幅の広げられた光線の大きさは、少なく
とも４つの連続したレンズ２０を同時に通り過ぎるよう
な大きさである。

ローラ１が回転するにつれて、複数の紙巻煙草２がかわ
るがわる孔あけ円弧７３上を走行し、同時にカム47，50
及び69上の傾斜部分７２と７６に沿って転動する対応ロ
ーラ４６及び４９又は６８及び６６により、これらの紙
巻煙草がそれぞれの軸線の周りに回転する。

さらに詳細には、孔あけ円弧７３に到達する前に、これ
らの紙巻煙草２はこれが本質的に一定の回転速度に到達
するまでそれ自体の軸線周りに回転し始め、この一定回
転速度は全孔あけ円弧にわたって保たれ、この円弧の終
端においては紙巻煙草２の回転速度は徐々に零に向かっ
て減少する。さらに、傾斜部分７２と７６によるロッカ
ーアーム４２と６２の角移動は、紙巻煙草２が孔あけ円
弧７３上を走行する間にその軸線周りの本質的の全回転
が行われるようなものである。

最後に、レーザー源７の脈動周波数は、孔あけ円弧７３
上を走行する各紙巻煙草によって費される時間中に発せ
られる脈動（パルス）の数が、各紙巻煙草にあけられる
べき孔１３の数に等しい。

以上の説明に関して、特別の回転装置１４のために、各
紙巻煙草２は何らの回転上のひずみを受けることなくそ
の軸線周りに回転され、そしてあけられた孔１３は非常
にきれいで正確であり、これは各紙巻煙草２と各レンズ
２０との間に相対運動が本質的に存在しないことによる
ものであるということが強調されるべきである。

レンズ１８と１９に関して、これらのレンズによって作
り出されかつ前記したような引き伸ばされた光の広がり
部分は、前記レンズ１８と１９と違わない方法で１つ又
は多数のレンズを用いることにより得ることができる。

前記光の広がり部分の長さ、すなわち孔あけ円弧７３の
長さに関して、少なくとも４つのレンズによって占めら
れている空間に一致するその長さは、もっぱら意図され
た構造上の理由によるものであり、一方において、でき
るだけ小さなレーザー源７の使用を可能にし、他方にお
いて、紙巻煙草２が孔あけ円弧７３上を移動する間のそ
の軸線周りの回転速度を、ある範囲内に保つということ
が強調されるべきである。

最後に、各扇形歯車４８と６７に２つの連続した凹所２
１が当てがわれているという事実はまた構造上の理由に
よるものであり、各凹所２１とそれぞれの１つの扇形歯
車が当てがわれ又は各扇形歯車が３個もしくはそれ以上
の凹所２１を制御するような１つの回転ユニットが、完
全に実施可能なものとなるであろう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、紙巻煙草の運搬装置と孔あけ装置とが
同一の支持体上に取付けられていることによりこれら両
装置間に何らの相対運動を生じることがなく、そのた
め、移動中の紙巻煙草に正確な形状のかつ規則的に配列
された孔をあけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の孔あけ装置の前面図、 第２図は第１図の要部の斜面図、 第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、 第４図は明瞭にするためその一部を取り除いた第３図の
要部の斜面図である。 １……供給ローラ、２……紙巻煙草、 ３……組立て機械、４……供給ローラ、 ６……孔あけ装置、７……レーザー源、 ８……レーザー光線、１１……拡散器、 １２……集光装置、１４……回転装置、 18，19……レンズ、２０……集光レンズ、 ２１……凹所、42，62……ロッカーアーム、 48，67……扇形歯車、47，50，69……カム、 ５１……歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】棒状物品、特に紙巻煙草に孔（13）をあけ
   るための装置であって、前記装置は、コンベア（１）
   と、前記コンベア（１）の走行方向に対して横断して該
   コンベア（１）上に支持されかつその各々が前記各物品
   を収容するようにしている多数の移動凹所と、脈動する
   レーザー光線（８）を発するようにしているレーザー源
   （７）と、前記レーザー光線（８）を連続して前記移動
   物品（２）上に集中させるようにした集光装置（12）と
   を具備する装置において、前記集光装置（12）が、前記
   各凹所（21）のために、前記コンベア（１）と一体でか
   つこのコンベアと共に与えられた経路に沿って走行する
   集光レンズ（20）と、前記各凹所（21）をそれ自体の軸
   線の周りに回転させるため前記コンベア（１）上に支持
   されている回転装置（14）とを具備していることを特徴
   とする孔あけ装置。