(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な材料の流れに物体を導入するための装置であって、
−  複数の物体を提供するためのリザーバ（１）と、
−  前記物体を前記連続的な材料の流れに導入する挿入ユニットに前記物体を移送するための回転式搬送ホイール（３）と、
−  前記リザーバ（１）と前記回転式搬送ホイール（３）の間に配置された、前記物体を前記回転式搬送ホイール（３）に搬送するための搬送チャンバ（２）と、
を備え、前記回転式搬送ホイール（３）は、前記物体を搬入できる凹部（３２０）を備え、前記物体を前記回転式搬送ホイール（３）から前記連続的な材料の流れに導入する前記挿入ユニットに前記物体が送出されるまで、吸引力の付与を通じて前記凹部（３２０）内に前記物体を保持することができ、
前記回転式搬送ホイール（３）は、該回転式搬送ホイール（３）の中心を通じて吸引力を与えるように前記回転式搬送ホイール（３）の前記中心に配置された吸引口と、該吸引口と前記凹部（３２０）の間の流体連通を可能にするための流体接続部とを含み、
前記回転式搬送ホイール（３）は、前記搬送チャンバ（２）から前記物体を受け取るための前記凹部（３２０）を含む搬送ディスク（３２）、前記吸引口と前記凹部（３２０）の間の前記流体接続部の少なくとも一部を含む接続ディスク（３１；３４；３５）、及び供給ディスク（３０）の中心に配置された前記吸引口を含む前記供給ディスク（３０）という隣接して配置された３つのディスク（３０、３１、３２；３４、３５）を備え、前記接続ディスク（３１；３４；３５）は、前記供給ディスク（３０）と前記搬送ディスク（３２）の間に配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記吸引口は、供給管（４）の接続シリンダ（４０）を収容するようになっているソケット（３００）を含み、前記接続シリンダ（４０）は、前記回転式搬送ホイール（３；３０、３１、３２；３４、３５）が前記接続シリンダ（４０）の周囲を回転できるようにする軸受（４００）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記流体接続部は、前記搬送ディスク（３２）内で延びる搬送ディスクチャネル（３２１）をさらに含み、該搬送ディスクチャネル（３２１）の各々は、前記それぞれの凹部（３２０）の底部からそれぞれの半径方向の最も内側の端部に向かって半径方向内向きに延びるそれぞれの放射状チャネル部分（３２２）と、前記放射状チャネル部分（３２２）の前記それぞれの半径方向の最も内側の端部から前記搬送ディスク（３２）の前記接続ディスク（３１；３４；３５）に向いた表面（３２５）に設けられたそれぞれのオリフィス（３２４）に延びるそれぞれの横方向チャネル部分（３２３）とを含み、前記それぞれのオリフィス（３２４）及び前記それぞれの横方向チャネル部分（３２３）は、前記放射状チャネル部分（３２２）の断面よりも大きな断面を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記搬送ディスク（３２）の前記表面（３２５）の前記オリフィス（３２４）は、作動直径（３２６）に配置され、前記接続ディスク（３１；３４）は、前記供給ディスク（３０）の前記吸引口と流体連通する、中心に配置された開口部（３１０；３４０）を含み、前記接続ディスク（３１；３４）の前記中心に配置された開口部（３１０；３４０）は、前記作動直径（３２６）よりも小さな直径（３１１；３４１）を有し、前記接続ディスク（３１；３４）は、前記中心に配置された開口部（３１０；３４０）から前記作動直径に半径方向外向きに延びるとともに円周方向作動チャネル（３１４）と流体連通する複数の接続チャネル（３１２；３４２）をさらに含み、前記円周方向作動チャネル（３１４）は、前記接続ディスクの前記搬送ディスク（３２）に向いた表面上の前記作動直径に設けられ、前記円周方向作動チャネル（３１４）は、前記搬送ディスク（３２）の方に向いた開放面を有し、前記搬送ディスク（３２）は、前記オリフィス（３２４）の前記円周方向作動チャネル（３１４）が前記オリフィス（３２４）と流体連通する場所を除いて前記円周方向作動チャネル（３１４）の前記開放面を閉じるカバーを形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接続ディスク（３１；３４）は、前記搬送ディスク（３２）の前記オリフィス（３２４）の数よりも少ない複数の接続チャネル（３１２；３４２）を含み、該接続チャネル（３１２；３４２）は、該接続ディスク（３１；３４）の前記供給ディスク（３０）に向いた表面に設けられ、前記接続チャネル（３１２；３４２）は、前記供給ディスク（３０）の方に向いた開放面を有し、前記供給ディスク（３０）は、前記接続チャネル（３１２；３４２）の前記開放面を閉じるカバーを形成し、前記接続チャネル（３１２；３４２）から前記接続ディスク（３１；３４）を通じて前記円周方向作動チャネル（３１４）に延びて前記接続チャネル（３１２；３４２）と前記円周方向作動チャネル（３１４）の間に前記流体連通を確立する貫通開口部（３１３；３４３）が設けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記搬送ディスク（３２）の前記表面の前記オリフィス（３２４）は、作動直径（３２６）に配置され、前記接続ディスク（３５）は、前記供給ディスク（３０）の前記吸引口と流体連通する、中心に配置された開口部（３５０）を含み、該中心に配置された開口部（３５０）は、前記接続ディスク（３５）の前記中心に配置された開口部（３５０）が前記搬送ディスク（３２）の前記オリフィス（３２４）と直接的に流体連通するように前記作動直径よりも大きな直径（３５１）を有し、前記接続ディスク（３５）の前記中心に配置された開口部（３５０）は、一方の側からは前記供給ディスク（３０）によって覆われ、他方の側からは前記搬送ディスク（３２）によって覆われる、
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記搬送チャンバ（２）内の前記物体の循環経路に沿った循環運動を生み出す手段をさらに備え、前記循環経路の一部は、前記回転式搬送ホイール（３）の周囲面に沿って前記回転式搬送ホイール（３）の回転方向に延びる、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
連続的な材料の流れに物体を導入する方法であって、
−  複数の物体を含むリザーバ（１）を設けるステップと、
−  凹部（３２０）を有する回転式搬送ホイール（３）を設けるステップと、
−  前記物体を、前記リザーバ（１）から、該リザーバ（１）と前記回転式搬送ホイール（３）との間に配置された搬送チャンバ（２）に導入するステップと、
−  前記回転式搬送ホイール（３）の前記凹部（３２０）に吸引力を付与することにより、前記物体を前記搬送チャンバ（２）から前記回転式搬送ホイール（３）の前記凹部（３２０）内に搬送して、前記物体を前記凹部（３２０）内に保持するステップと、
−  前記凹部（３２０）内に保持された前記物体を、該物体を前記連続的な材料の流れに導入すべき挿入位置に移送するステップと、
−  前記挿入位置において前記物体を前記連続的な材料の流れに導入するステップと、を含み、前記回転式搬送ホイール（３）の凹部（３２０）に吸引力を付与するステップは、前記回転式搬送ホイール（３）の中心を通じ、前記回転式搬送ホイール（３）の前記中心に配置された吸引口を通じ、前記吸引口と前記凹部（３２０）の間に流体連通を確立する流体接続部を通じて吸引力を付与することにより行われ、
前記回転式搬送ホイールを設けるステップは、前記搬送チャンバ（２）から前記物体を受け取るための前記凹部（３２０）を含む搬送ディスク（３２）、前記吸引口と前記凹部（３２０）の間の前記流体接続部の少なくとも一部を含む接続ディスク（３１；３４；３５）、及び供給ディスク（３０）の中心に配置された前記吸引口を含む前記供給ディスク（３０）という隣接して配置された３つのディスク（３０、３１、３２；３４、３５）を設けるステップを備え、前記接続ディスク（３１；３４；３５）は、前記供給ディスク（３０）と前記搬送ディスク（３２）の間に配置される、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記搬送チャンバ（２）内の前記物体の循環経路に沿った循環運動を生み出すステップをさらに含み、前記循環経路の一部は、前記回転式搬送ホイール（３）の周囲面に沿って前記回転式搬送ホイール（３）の回転方向に延びる、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的な材料の流れに物体を導入するための装置及び方法に関する。例えば、この物体は、喫煙物品のフィルタ要素の製造中に連続的なフィルタ材料の流れに導入すべきカプセルとすることができる。
【背景技術】
【０００２】
例えばシガレットなどの喫煙物品は、一般にロッド状構造を有し、カットフィラーなどの柱状の喫煙可能材料を含む。カットフィラーは、一般に紙ラッパーで巻かれることにより、いわゆる「タバコロッド」を形成する。フィルタ付きシガレットでは、このタバコロッドと端部を接した関係で円筒状のフィルタ要素が位置合わせされる。一例として、フィルタ要素は、セルロースアセテートトウのフィルタ材料を含むことができる。このフィルタ材料を、「プラグラップ」として知られている紙材料で取り巻くことができる。通常、フィルタ要素は、「チップペーパー」として知られている取り巻き用の包装材料を用いてタバコロッドの一端に取り付けられる。
【０００３】
煙の官能特性を改善するための様々な提案されている方法は、喫煙物品の主流煙にさらなる香味を添加する手段としてフィルタ内に追加要素を取り入れるというものである。例えば、フィルタ要素の製造中にフィルタ材料内にカプセルなどの物体を導入することが提案されている。
【０００４】
喫煙物品のフィルタ要素の製造中にフィルタ材料内にこのような物体を導入するための様々な方法及び装置が提案されている。例えば国際公開第２０１０／０５５１２０号に、１つのこのような装置が記載されている。この国際公開第２０１０／０５５１２０号による装置は、物体を含むリザーバを備える。このリザーバは、動作時に物体を循環させる搬送チャンバ内に開口する。搬送チャンバ内で循環する物体は、回転式搬送ホイールの周囲面に沿って移動する。この搬送ホイールは、その周囲面に凹部（ポケット）を有し、この凹部に付与される吸引力により物体が凹部内に導かれてそこに保持される。物体は、搬送ホイールの回転により挿入位置に移送され、ここで搬送ホイールから放出されて連続的なフィルタ材料の流れに導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５５１２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルタの大量製造においては、このようなフィルタを可能な限り効率的かつ確実に製造する必要性が今なお存在する。すなわち、１つの物体をフィルタ要素内に確実に配置する装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、連続的な材料の流れに物体を導入するための装置及び方法が提供される。以下の明細書では、フィルタ材料に物体を挿入する実施形態のみを示すが、本発明は、例えばタバコロッド又はフィルタ内のキャビティなどの、喫煙物品の他の部分に物体を挿入する事例も含む。
【０００８】
本発明による装置は、複数の物体を提供するためのリザーバと、連続的な材料の流れに物体を導入するための挿入ユニットに物体を移送するための回転式搬送ホイールと、回転式搬送ホイールに物体を搬送するための搬送チャンバとを備える。搬送チャンバは、リザーバと回転式搬送ホイールの間に配置される。回転式搬送ホイールは、物体を搬入できる凹部を備え、この中に吸引力の付与を通じて物体を保持することができる。物体は、回転式搬送ホイールから連続的な材料の流れに物体を導入するための挿入ユニットに送出されるまで凹部内に保持される。回転式搬送ホイールは、回転式ホイールの中心を通じて吸引力を与えるように回転式ホイールの中心に配置された吸引口を備える。回転式搬送ホイールは、吸引口と凹部の間の流体連通を可能にするための流体接続部をさらに備える。
【０００９】
「流体連通を可能にするための流体接続部」とは、回転式搬送ホイールの中央又は中心にある吸引口から搬送ホイール内の凹部に吸引力又は過圧力を伝達できるようにするあらゆる接続部又は接続部分のことを意味する。
【００１０】
本発明によれば、物体とは、本発明による装置及び方法により処理することができるあらゆる個別品目のことを意味する。物体は、実質的に球状の物体であることが好ましい。この実質的に球状の物体は、約０．５ｍｍ〜約６．５ｍｍの直径を有することが好ましく、約２．５ｍｍ〜約４．０ｍｍの直径を有することがさらに好ましい。この実質的に球状の物体は、カプセルであることが好ましい。このカプセルは、液体を含むことが好ましい。液体は、例えばメントールなどの香味料であることが好ましい。カプセルは、破砕可能であること、すなわち十分な破砕強度が加わった時にその内容物を放出できることが好ましい。このような物体では、製造工程中にカプセル内の液体が放出されないように物体を慎重に取り扱うことが特に重要である。
【００１１】
回転式搬送ホイールの中心に吸引口を配置し、吸引口と凹部の間の流体連通を可能にするための流体接続部を配置することにより、吸引力を単一の場所に（少なくとも回転式搬送ホイールの回転軸の一部に沿って吸引力が与えられるように中心に配置された吸引口に）容易に供給できるようになる。その後、この吸引力は、流体接続部によって回転式搬送ホイールの個々の凹部に「分散」される。この構成は、特に先行技術から既知である装置と比較した時に、構造的見地から見て単純かつ確実な解決策である。以下で説明する実施形態から明らかになるように、この構造的アプローチにより、構造的見地から見て単純な様々な実施形態を想到できるようになる。同時に、これらの実施形態は、特に高速で動く搬送ホイールにおいて非常に信頼性が高く、従って本発明による装置が特に効果的になる。
【００１２】
本発明による装置の１つの実施形態では、回転式搬送ホイールが、隣接して配置された３つのディスクを有する。これらの３つのディスクのうちの第１のディスクは、搬送チャンバからの物体を受け取るための凹部を備えた搬送ディスクである。第２のディスクは、吸引口と凹部の間の流体接続部の少なくとも一部を含む接続ディスクである。第３のディスクは供給ディスクであり、その中心に吸引口が配置される。接続ディスクは、供給ディスクと搬送ディスクの間に配置される。上述した３つのディスクを備えた構造的アプローチにより、「ホイールの中心における外部吸引力の供給」、「ホイールの中心から個々の凹部への吸引力の分散」、及び「搬送チャンバから挿入ユニットへの物体の移送」という機能を基本的に分離することができる。この機能の分離は、以下で明らかになるさらなる構造的な選択肢を可能にする。
【００１３】
本発明による装置の１つの実施形態では、吸引口が、供給管の接続シリンダを収容するようにされたソケットを含む。この接続シリンダは、例えば玉軸受又は滑り軸受などの軸受を備える。この軸受は、回転式ホイールが接続シリンダの周囲で回転できるようにする。この実施形態は、ホイールに吸引力供給ラインを取り付けるための容易な方法を表す。供給ディスクに接続シリンダを接続するだけでよい。この結果、供給ラインがソケット内に固定配置された状態で、供給ディスクを含む回転式ホイール全体が軸受の周囲を回転できるようになる。
【００１４】
本発明による装置のさらなる実施形態では、流体接続部が、搬送ディスク内に延びる搬送ディスクチャネルをさらに含む。搬送ディスクチャネルの各々は、それぞれの凹部の底部からそれぞれの半径方向の最も内側の端部に向けて実質的に放射状に延びるそれぞれの放射状チャネル部分を含む。放射状チャネル部分のそれぞれの半径方向の最も内側の端部から、搬送ディスクの接続ディスクに向いた表面に設けられたそれぞれのオリフィスに、それぞれの横方向チャネル部分が延びる。それぞれのオリフィス及びそれぞれの横方向チャネル部分は、放射状チャネル部分の断面よりも大きな断面を有する。これにより、それぞれの凹部の底部に吸引力を良好に「伝達」できるようになる。従って、連続的な材料の流れに物体を挿入すべき位置への移送中に、物体を凹部内に確実に吸引してこの中に保持できるようになる。
【００１５】
このような装置の１つの特定の実施形態では、搬送ディスクの表面のオリフィスが、作動直径に配置される。接続ディスクは、供給ディスクの吸引口と流体連通する、中心に配置された開口部を含む。接続ディスクの中心に配置された開口部は、作動直径よりも小さな直径を有する。従って、接続ディスクの中心に配置された開口部と、搬送ディスクの表面に配置されたオリフィスとの間に直接的な流体連通は存在しない。接続ディスクは、中心に配置された開口部から少なくとも作動直径まで半径方向に延びる複数の接続チャネルをさらに含む。接続チャネルは、円周方向作動チャネルと流体連通する。この作動チャネルは、接続ディスクの搬送ディスクに向いた表面に設けられる。作動チャネルは、搬送ディスクの方に向いた開放面を有する。搬送ディスクは、作動チャネルがオリフィスと流体連通するオリフィスの場所を除いて作動チャネルの開放面を閉じるカバーを形成する。従って、吸引口から接続チャネルを通じて作動チャネル内に、及び作動チャネルから搬送ディスクの及び搬送チャネルのオリフィスを通じて凹部の底部に吸引力を確実に伝達することができる。
【００１６】
この装置の実施形態の変形例では、接続ディスクが、搬送ディスクのオリフィスの数よりも少ない複数の接続チャネルを含む。これらの接続チャネルは、接続ディスクの供給ディスクに向いた表面に設けられる。接続チャネルは、供給ディスクの方に向いた開放面を有する。供給ディスクは、接続チャネルの開放面を閉じるカバーを形成する。接続チャネルから接続ディスクを通じて円周方向作動チャネルに延びて流体連通を確立する貫通開口部が設けられる。一例として、接続チャネルは、中央開口部から（星形の）半径方向に真っ直ぐに作動直径まで延びる。そこに、接続ディスクの反対側で接続チャネルと円周方向作動チャネルを接続する貫通開口部を配置することができる。この例は、中心に供給された吸引力を個々のオリフィスに、及びそこから搬送ディスク内のそれぞれの凹部に「分散」させるための単純な構造的解決策である。
【００１７】
本発明による装置の別の実施形態では、搬送ディスクの表面のオリフィスも作動直径に配置される。接続ディスクは、供給ディスクの吸引口と流体連通する、中心に配置された開口部を含む。中心に配置された開口部は、作動直径よりも大きな直径を有する。従って、接続ディスクの中心に配置された開口部は、搬送ディスクのオリフィスと直接的に流体連通する。接続ディスクの中心に配置された開口部は、一方の側からは供給ディスクによって覆われ、他方の側からは搬送ディスクによって覆われる。この実施形態は、接続チャネルを含んでいないので、上述した実施形態とは異なる。代わりに、中心に配置された開口部が、吸引力を直接伝達するように搬送ディスクのオリフィスと直接的に流体連通する。供給ディスク及び搬送ディスクは、いずれも中心に配置された開口部を覆って、吸引力を搬送ディスクのオリフィスに確実に伝達できるようにする。この実施形態は、中心に供給された吸引力を個々のオリフィスに、及びそこから搬送ディスクのそれぞれの凹部に「分散」させるための別の単純な構造的解決策である。
【００１８】
本発明による装置のさらなる実施形態は、搬送チャンバ内の物体の循環経路に沿った循環運動を生み出す手段をさらに含む。循環経路の一部は、回転式搬送ホイールの周囲面に沿って回転式搬送ホイールの回転方向に延びる。回転式搬送ホイール（又は搬送ディスク）の周囲面に（それぞれ）沿った物体の循環運動は、凹部が空になるのを避けるために、物体が回転式搬送ホイールの各凹部内に確実に搬送されるようにする補助となる。また、搬送チャンバ内で物体を循環させることにより、搬送チャンバ内の目詰まりが防がれる。一般に、物体の速度は広い範囲で変動してもよいが、回転式搬送ホイールの周囲面に沿って延びる循環経路の部分に沿った物体の速度は、回転する搬送ホイールの周囲面の速度と同じ又はほぼ同じであることが好ましい。例えば、物体の速度は、回転式搬送ホイールの周囲面の速度よりも約２５パーセント遅い速度から約２５％パーセント速い速度の範囲内で回転式搬送ホイールの周囲面の速度と異なることができる。より好ましくは、物体の速度は、回転式搬送ホイールの周囲面の速度よりも約１０パーセント遅い速度から約１０％パーセント速い速度の範囲内で回転式搬送ホイールの周囲面の速度と異なることができる（物体の速度と回転式搬送ホイールの周囲面の速度がほぼ同じ場合を含む）。一般に、特定の値に関連して「約」という用語を使用する場合には、その正確な値を含むことが常に意図される。
【００１９】
本発明による装置の別の実施形態は、リターン部材をさらに含む。リターン部材は、搬送チャンバ内の搬送チャンバの湾曲した側壁部分に配置される。この湾曲した側壁部分及びリターン部材は、循環経路の回転式搬送ホイールの周囲面に沿って延びる部分の端部に配置される。とりわけ、リターン部材は、リターン部材及び湾曲した側壁部分が搬送チャンバ内の物体の移動方向を反転させるように配置される。従って、リターン部材は、搬送チャンバ内の物体の循環運動をさらに向上させる。
【００２０】
このような装置の１つの実施形態では、リターン部材が滴形形状を有する。この滴形形状のリターン部材は、頂点と、２つのほぼ真っ直ぐな側面と、側面を接続する湾曲部分とを含む。頂点は、搬送チャンバの内部の方に向く。この頂点は、回転式搬送ホイールの周囲面の方に向いた滴の側面が、基本的に回転式搬送ホイールの周囲面の接線方向に延びるような形で内部の方に向く。これにより、搬送チャンバ内の物体の循環運動をさらに向上させることができる。「ほぼ真っ直ぐな側面」という用語は、真っ直ぐな側面と、わずかに湾曲した側面とを含むことが意図されている。搬送ホイールに向いたほぼ真っ直ぐな側面は、凹曲面を有することが好ましい。この側面の湾曲は、搬送ホイールの湾曲にほぼ対応し、すなわち側面の湾曲は、搬送ホイールと同心状であることが好ましい。
【００２１】
具体的には、この真っ直ぐな側面は、真っ直ぐな側面と回転式搬送ホイールの周囲面との間の空間が、循環経路の回転式搬送ホイールの周囲面に沿って延びる部分の端部に向かう方向にテーパー付けされるように配置することができる。これにより、搬送ホイールの凹部（ポケット）内への物体の導入をさらに支援することができる。しかしながら、この空間は、物体が損傷したり又は壊れたりしないような程度にしかテーパー付けすべきでない。このテーパー付けは、カプセルの直径の約１／４未満の大きさであることが好ましい。
【００２２】
本発明による装置のさらなる実施形態では、回転式搬送ホイールの周囲面の方に向いたほぼ真っ直ぐな側面が、回転式搬送ホイールの周囲面から所定の距離に配置される。この所定の距離は、ほぼ真っ直ぐな側面と回転式搬送ホイールの周囲面との間に１個〜６個の物体の層が形成されるように選択される。とりわけ、この所定の距離は、ほぼ真っ直ぐな側面と回転式搬送ホイールの周囲面との間に２個〜４個の物体の層が形成されるように選択される。この層は、物体が搬送領域に重なり合って詰め込まれるように物体１個分の深さであることが好ましい。
【００２３】
この実施形態は、回転式搬送ホイールのそれぞれの凹部が搬送チャンバの領域を離れた時に、各凹部内に１つの物体が保持されるように、回転式搬送ホイールの周囲面の凹部内への物体の導入にさらに寄与するという点で有利である。
【００２４】
本発明による装置のさらに別の実施形態では、搬送チャンバ内の物体の循環運動を生み出す手段がノズルを含む。これらのノズルは、循環経路の回転式搬送ホイールの周囲面に沿って延びる部分の端部に配置される。これらのノズルは、空気流を生み出すことができる。これらの空気流は、搬送チャンバの湾曲した側壁部分又はリターン部材とともに、或いは湾曲した側壁部分とリターン部材の両方とともに、搬送チャンバ内の物体の移動方向を反転させる。これらのノズルは、搬送チャンバ内の物体の循環運動をさらに向上させる。
【００２５】
本発明の別の態様は、連続的な材料の流れに物体を導入する方法に関する。この方法は、複数の物体を含むリザーバを設けるステップと、リザーバから、リザーバと凹部を有する回転式搬送ホイールとの間に配置された搬送チャンバに物体を導入するステップと、回転式搬送ホイールの凹部に吸引力を付与することにより、搬送チャンバから回転式搬送ホイールの凹部内に物体を搬送して凹部内に物体を保持するステップと、凹部内に保持された物体を、連続的な材料の流れに物体を導入すべき挿入位置に移送するステップと、挿入位置において連続的な材料の流れに物体を導入するステップとを含む。回転式搬送ホイールの凹部に吸引力を付与するステップは、回転式ホイールの中心を通じ、回転式搬送ホイールの中心に配置された吸引口を通じ、吸引口と凹部の間の流体連通を確立する流体接続部を通じて吸引力を付与することにより行われる。
【００２６】
本発明による方法の実施形態は、回転式搬送ホイールの周囲面において、搬送チャンバ内の物体が回転式搬送ホイールの回転方向に延びる循環経路に沿って移動するように物体の循環運動を生み出すステップと、搬送チャンバ内において、回転式搬送ホイールの周囲面に沿った物体の循環経路の終端に、搬送チャンバ内の物体の移動方向を反転させるリターン部材を設けるステップとをさらに含み、リターン部材は、頂点と、２つの真っ直ぐな側面と、真っ直ぐな側面を接続する湾曲部分とを含む滴形形状を有し、頂点は、回転式搬送ホイールの周囲面の方に向いた滴の側面が、基本的に回転式搬送ホイールの周囲面の接線方向に延びるような形で搬送チャンバの内部の方に向く。
【００２７】
この方法の実施形態の利点は、対応する本発明による装置の実施形態に関して上述した利点と同じものである。
【００２８】
図面を参照しながら行う以下の本発明による装置及び方法の実施形態の説明から、さらに有利な側面が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による装置の基本部品の実施形態の斜視図である。
【図２】図１の装置の前部プレートを通して見たいくつかのさらなる詳細を示す図である。
【図３】供給ディスクと、接続ディスクと、搬送ディスクとを備え、供給ディスクのソケットに中心供給管の接続シリンダが接続されている回転式搬送ホイールの実施形態の中心部分の拡大断面図である。
【図４】回転式搬送ホイールの実施形態の、搬送ディスク及び接続ディスクのいくつかの詳細を示す分解図である。
【図５】搬送ディスクの前にある回転式搬送ホイールの接続ディスクの第１の実施形態を示す図である。
【図６】搬送ディスクの前にある回転式搬送ホイールの接続ディスクの第２の実施形態を示す図である。
【図７】搬送ディスクの前にある回転式搬送ホイールの接続ディスクの第３の実施形態を示す図である。
【図８】搬送チャンバ内の物体の流れを反転させるためのリターン部材を内部に配置した搬送チャンバの詳細を示す図である。
【００３０】
図１は、本発明による装置の基本部品の実施形態を組み立てた状態で示す斜視図であり、図２は、この実施形態のいくつかのさらなる詳細を開示する正面図である。図１及び図２から分かるように、装置は、例えばカプセル又はビーズなどの、連続的な材料の流れに導入すべき物体が提供されるリザーバ１を備える。図１では、リザーバ１の不透明な前部プレート１０を見ることができ、図２では、装置のさらなる詳細が見えるように前部プレート１０を透明にして示している。
【００３１】
図２で分かるように、装置は、リザーバ１と回転式搬送ホイール３の間に配置された搬送チャンバ２をさらに備える。搬送チャンバ２内には、滴形形状を有するリターン部材２０が配置される。リターン部材２０は、以下でさらに詳細に説明するように、搬送チャンバ２０内の回転式搬送ホイール３の周囲に沿ったカプセルの移動を反転させる助けとなる。
【００３２】
前壁１０には、複数のノズル１００が配置される。これらのノズル１００により、図２の搬送チャンバ２内に矢印で示すような搬送チャンバ２内のカプセルの循環運動を生み出すために、及びカプセルが回転式搬送ホイール３に向かって移動するのを補助するために、過圧力又は吸引力を付与することができる。搬送チャンバ２は、後壁１１と前壁１０の間に形成される。前壁１０と後壁１１の間の搬送チャンバ２の奥行きは、カプセルの層を１つだけ形成できるようなものである。一例として、搬送チャンバ２の奥行き（「厚み」）は、カプセル又はビーズの外形寸法の約１１０パーセント〜約１２０パーセントとすることができる。後壁１１には、前壁１０のノズル１００の位置と同様の位置に、さらなるノズル（図示せず）を配置することができる。これらのさらなるノズルを通じて、搬送チャンバ２内のカプセルの循環運動を生み出すために、及びカプセルが回転式搬送ホイール３の周囲面に向かって移動するのを補助するために、ノズル１００の場合と同様に過圧力又は吸引力を付与することができる。カプセルは、回転式搬送ホイール３の周囲面に向かって又は周囲面に沿って移動している最中に、回転式搬送ホイール３の周囲面に設けられた凹部内に吸引される（この凹部は、図１及び図２では見えない）。この吸引は、各凹部に１個のカプセルを吸引するように個々の凹部の底部を通じて吸引力を付与することにより行われ、このカプセルは、例えばフィルタトウなどの連続的な材料の流れに導入されるまでここに保持される。このカプセルの導入は、連続的な材料の流れにカプセルを導入するためのユニットにより行われる。このフィルタトウにカプセルを導入するためのユニットは図示しておらず、当業で周知の従来のユニットとすることができる。一例として、国際公開第２０１０／０５５１２０号の図１０〜図１２に、連続的なフィルタトウの流れにカプセルを導入するための好適なユニットが示されており、この明細書の対応部分に詳細に説明されている。従って、この連続的なフィルタ材料の流れにカプセルを導入するためのユニットに関連する開示は、引用により本明細書に組み入れられる。国際公開第２０１０／０５５１２０号で分かるように、回転式搬送ホイールのそれぞれの凹部が最下位置にきた時に、連続的なフィルタトウの流れにカプセルが導入される。
【００３３】
図３は、回転式搬送ホイール３の実施形態の中心部分の拡大断面図である。回転式搬送ホイール３は、供給ディスク３０、接続ディスク３１及び搬送ディスク３２を含む。供給ディスク３０のソケット３００には、中心供給管４の接続シリンダ４０が接続される。ソケット３００は吸引口を形成し、接続シリンダ４０を収容するようになっている。接続シリンダ４０は、玉軸受４００を備える。玉軸受４００により、回転式搬送ホイール３が接続シリンダ４０の周囲を回転できると同時に、供給管４を通じて回転式ホイール３の中心に吸引力を供給することができる。供給ディスク３０に設けられた溝３０２内にはＯ−リング３０１を配置して接続シリンダ４０の最も内側の端部を取り囲み、導管４及び接続シリンダ４０を通じて供給された吸引力が、接続ディスク３１に設けられた中央開口部３１０に付与されるようにする。接続ディスク３１は、搬送ディスク３２に設けられた搬送ディスクチャネルに向けて吸引力を半径方向外向きに「分散」する。これらの搬送ディスクチャネルは、ビーズが保持される凹部のそれぞれの底部に通じる。
【００３４】
図４は、供給ディスク３０、接続ディスク３１及び搬送ディスク３２を含む回転式搬送ホイール３の実施形態の分解概略図である。図４では、供給ディスク３０については概略的にしか示していないが、接続ディスク３１及び搬送ディスク３２についてはいくつかの詳細を示している。特に、図４からは、搬送ディスク３２が、搬送チャンバ２からカプセルが吸引される凹部３２０を含むことが分かる。カプセルは、連続的なフィルタトウの流れにカプセルを導入するためのユニットに移送されている間、凹部３２０内に保持される。それぞれの凹部３２０の底部からは、搬送ディスクチャネル３２１が延びる。搬送ディスクチャネル３２１は、最も内側の端部に向かって半径方向に延びる放射状チャネル部分３２２を含む。この放射状チャネル部分３２２の最も内側の端部からは、搬送ディスク３２の接続ディスク３１に向いた表面３２５に設けられたオリフィス３２４まで横方向チャネル部分３２３が延びる。オリフィス３２４は、作動直径３２６に円形に配置される。
【００３５】
以下、図４のさらなる詳細を、図５に示す接続ディスク３１の実施形態に関連して説明する。接続ディスク３１は、作動直径３２６よりも小さな内径３１１（図５を参照）を有する、中心に配置された開口部３１０（やはり図５を参照）を含む。従って、中心に配置された開口部３１０は、搬送ディスク３２のオリフィス３２４と直接的には流体連通しない。中心に配置された開口部３１０からは、作動直径３２６（図４を参照）又は作動直径３２６よりもさらに少し外側まで複数の接続チャネル３１２が半径方向外向きに延びる（図５を参照）。接続チャネル３１２は、接続ディスク３１の供給ディスク３０に向いた表面に設けられる。接続チャネル３１２は、供給ディスク３０の方に向いた開放面を有する。供給ディスク３０は、装着されると接続チャネル３１２を覆い、実質的に流体密封チャネルを形成するように接続チャネル３１２の開放面を閉じる。
【００３６】
接続ディスク３１は、その搬送ディスク３２に向いた表面上に円周方向作動チャネル３１４を含む。作動チャネル３１４は、作動直径３２６に配置され、搬送ディスク３２の方に向いた開放面を有する。搬送ディスク３２に向いた表面上に設けられた作動チャネル３１４と、供給ディスク３０に向いた表面上に設けられた接続チャネル３１２は、貫通開口部３１３により接続される。搬送ディスク３２は、装着されると、オリフィス３２４の位置を除いて円周方向作動チャネル３１４の開放面を閉じる。
【００３７】
従って、中心に配置された開口部３１０、接続チャネル３１２、貫通開口部３１３、作動チャネル３１４、オリフィス３２４及び搬送ディスクチャネル３２１を通じて吸引口と凹部３２０の間に流体連通が確立される。
【００３８】
図６に、接続ディスク３４の第２の実施形態を示す。この接続ディスク３４の実施形態は、図５に示す接続ディスク３１の実施形態とある程度類似する。接続ディスク３４は、作動直径３２６（図４を参照）よりも小さな内径３４１を有する中心に配置された開口部３４０を有する。接続ディスク３４は、接続ディスク３１の接続チャネル３１２よりも幅広い接続チャネル３４２を含む。ここでも、接続チャネル３４２は、供給ディスク３０（図６には示さず）の方に向いた開放面を有する。供給ディスク３０は、装着されるとチャネル３４２を覆い、接続チャネル３４２の開放面を閉じて、実質的に流体密封チャネルが形成されるようにする。貫通開口部３４３が設けられて、接続チャネル３４２と作動チャネルを接続する。作動チャネルは、図６では見えないが、図４に示すように配置される。接続ディスク３４の貫通開口部３４３を通じて、搬送ディスク３２のオリフィス３２４の一部を見ることができる。吸引力は、図５に示し図４及び図５に関連して上述した実施形態と同様に伝達され、従ってここでは説明を繰り返さない。
【００３９】
図７に、接続ディスク３５の第３の実施形態を示す。この接続ディスク３５の実施形態では、中心に配置された開口部３５０が、作動直径３２６（図４を参照）よりも大きな内径３５１を有する。従って、この接続ディスク３５の実施形態では、接続チャネルは存在しない。図７では、搬送ディスク３２のオリフィス３２４が見える。装着時には、中心に配置された開口部３５０が一方の側からは供給ディスク３０により覆われ、他方の側からは搬送ディスク３２により覆われて、実質的に流体密封が行われる。従って、中心に配置された開口部３５０を通じて付与される吸引力がオリフィス３２４に直接伝達され、そこから搬送チャネル３２１を通じて凹部３２０（やはり図４を参照）に伝達される。
【００４０】
図８には、搬送チャンバ２の詳細を示し、リターン部材２０をより詳細に示している。リターン部材２０は、搬送チャンバ２の、カプセルの循環経路が回転式搬送ホイール３の周囲面に沿って延びる部分の端部に配置される。リターン部材２０は、頂点２００、２つの側面２０１及び２つの側面２０１を接続する湾曲部分２０２を含む滴形形状を有する。頂点２００は、搬送チャンバ２の内部の方に向く。回転式搬送ホイール３の周囲面の方に向いた側面２０１は、カプセルがリターン部材２０の周囲に流れるように、基本的に搬送ホイール３の周囲面の接線方向に延びる。従って、リターン部材２０は、搬送チャンバ２内のカプセルの移動方向を反転させる補助となる。
【００４１】
回転式搬送ホイール３の周囲面の方に向いたリターン部材２０の側面２０１は、回転式搬送ホイール３の周囲面から所定の距離２０４に配置される。所定の距離２０４は、側面２０１と回転式搬送ホイール３の周囲面との間に１個〜６個のカプセルの層を形成できるように選択される。とりわけ、所定の距離２０４は、側面２０１と回転式搬送ホイール３の周囲面との間に２個〜４個のカプセルの層が形成されるように選択することができる。やはり図から分かるように、リターン部材２０は、側面２０１と回転式搬送ホイール３の周囲面との間の空間がわずかにテーパー付けされるように構成することができる。この空間は、回転式搬送ホイール３の周囲面に沿って延びる循環経路の部分の終端に向かう方向にテーパー付けされる。これにより、カプセルが循環経路に沿って移動した時に、これらのカプセルにわずかに圧力が加わるようになる。このわずかな圧力により、回転式搬送ホイール３の凹部３２０内へのカプセルの挿入を補助することができる。しかしながら、このテーパー付けは、このテーパー付けによって生じるわずかな「圧力」がカプセル又はビーズの損傷又は破損を引き起こすことがないように選択しなければならない。
【００４２】
さらに、回転式搬送ホイール３（又は搬送ディスク３２）の周囲面に沿ったカプセルの循環経路の終端には、（それぞれ）１又はそれ以上のノズル２０３を配置することができる。ノズル２０３は、図８に矢印で示すように、搬送チャンバ２の湾曲した側壁又はリターン部材２０のいずれかと共に、或いはこれらの両方と共に、搬送チャンバ２内のカプセルの移動方向を反転させる空気流を伝達することができる。
【００４３】
動作時には、リザーバ１にカプセルが充填され、これらのカプセルは、重力によりリザーバ１（図１を参照）の下端にある搬送チャンバ２内に入る。搬送チャンバ２内では、図２に矢印で示すようにカプセルの循環運動が生じる。カプセルは、回転式搬送ホイール３の周囲面に沿って移動する。それぞれの凹部３２０の底部に吸引力が付与されることにより、凹部３２０の各々にカプセルが充填される。凹部３２０内に吸引されなかったカプセルは、リターン部材２０及びノズル２０３の補助により、図２に矢印で示す循環経路に沿って方向転換する。凹部３２０内に吸引されたカプセルは、回転式搬送ホイール３により、連続的なフィルタ材料の流れにカプセルビーズを導入するためのユニットに移送される。カプセルは、この位置で凹部３２０から放出され、国際公開第２０１０／０５５１２０号に詳細に記載されるようにフィルタ材料に導入される。回転式搬送ホイール３のさらなる回転中には、空の凹部３２０が再び搬送チャンバ２の領域に到達し、ここで再びカプセルが、上述したように凹部３２０内に吸引される。
【００４４】
カプセルは、回転式搬送ホイール３の周囲面の速度と同じ又はほぼ同じ速度で回転式搬送ホイール３の周囲面に沿って移動する。具体的には、回転式搬送ホイール３の周囲面に沿ったカプセルの速度は、回転式搬送ホイール３の周囲面の速度よりも２５パーセント遅い速度から２５パーセント速い速度までの範囲内である。より好ましくは、カプセルの速度は、回転式搬送ホイール３の周囲面の速度よりも１０パーセント遅い速度から１０パーセント速い速度までの範囲内である。カプセルの移動速度が回転式搬送ホイール３の周囲面の速度と同じ又はほぼ同じ場合には、カプセルの速度と搬送ホイールの速度が実質的に同期することにより、搬送チャンバ２から回転式搬送ホイール３の凹部３２０へのカプセルの搬送がさらに向上するので有利である。
【符号の説明】
【００４５】
１  リザーバ
３  回転式搬送ホイール
１０  前部プレート
１００  ノズル
３００  ソケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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