(57)【要約】  フィルタ繊維屑を連続ロッド形成ユニット２１２に供給するフィルタ繊維屑処理ユニット２１８を組入れた装置が、所定の間隔で位置決めされた物体５０、３０８、３１０、３１２、３１４を含むフィルタロッド２２０を製造するためにフィルタ繊維屑の中に物体を位置付ける物体挿入ユニット２１４を有し、複数の物体のためのリザーバとして働き、下側ホッパー３８０への物体の供給を提供する上側ホッパー３６０を有する。下側ホッパー３８０は物体がその中に積み重ねられるように、またその底部は回転ホイール２４８の上側領域の一部分と連携するように形状を定められる。回転ホイール２４８の周縁面は間隔を置かれた複数のポケット４５４を組入れ、各々のポケット４５４は１個の物体を収容するために十分な形状とサイズである。下側ホッパーの中の物体は回転ホイール２４８の上側領域内の周縁面４５８の一部に沿って１本の線に並べられる。
2009508524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々のロッドがその長さに沿って所定の間隔の距離に置かれた個々の物体を有する、シガレットフィルタ要素の製造に使用する複数のロッドを提供するための装置であって、
（ａ）ロッドフィルタ材料の連続的な供給を提供する手段と、
（ｂ）物体のためのリザーバを提供するための第１のホッパー手段と、
（ｃ）第１のホッパー手段から物体を受け取るように位置合わせされ、複数の個々の物体を提供する第２のホッパー手段と、
（ｄ）第１のホッパー手段と第２のホッパー手段との間の往復運動型篩い分け手段と、
（ｅ）第２のホッパーからフィルタ材料の供給品の中に所定の間隔の距離で個別物体を位置付ける手段と、
（ｆ）フィルタ材料を、ロッドの中に所定の間隔の距離で位置付けられた個々の物体を有する連続的なロッドに形成する手段と、
（ｇ）連続的なロッドを所定の間隔で細分する手段と
を有する、装置。
【請求項２】
ラッピング材料の連続的な供給を提供する手段をさらに有し、フィルタ材料を連続的なロッドに形成する手段がラッピング材料をフィルタ材料の周りに連続的に形成する装飾手段を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
フィルタ材料の中への各々の個別物体の排出を確実にする排出手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
往復運動型篩い分け手段が複数の通路を保有するバーの形態を有し、各々の通路が一度に１個の物体の通過を可能にするために十分なサイズである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
細長の部材であって部材の対向する両側を貫通して連絡する管状の通路を有する部材を往復運動型篩い分け手段が有し、前記細長の部材が、対向する両側のうちの一方が上側ホッパーと並列し、対向する両側のうちの他方が下側ホッパーと並列するように位置決めされ、それにより、管状の通路が上側と下側のホッパーの間に連絡を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１のホッパー手段が上側ホッパーであり、第２のホッパー手段が下側ホッパーであり、上側ホッパーが重力送りを手段として物体を下側ホッパーに供給するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
シガレットフィルタロッドを製造するための装置であって、
（ａ）フィルタ材料の連続的な供給を提供する手段と、
（ｂ）フィルタ材料を連続的なロッドに形成する手段と、
（ｃ）最外側周縁面に位置する複数のポケットを有し、動作可能な状態でフィルタ材料と連絡しており、垂直平面内で回転可能なホイール手段と、
（ｄ）回転可能なホイール手段と動作可能な状態で連絡している下側ホッパー手段と、
（ｅ）下側ホッパー手段と動作可能な状態で連絡している上側ホッパー手段と、
（ｆ）フィルタ材料の周りにオーバーラップ材料を巻き付ける手段と、
（ｇ）連続的なロッドを所定の間隔で細分する手段と
を有する、装置。
【請求項８】
上側ホッパー上に取り付けられた振動手段をさらに有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
上側と下側のホッパーユニットの間に位置する分離部材をさらに有し、分離部材が上側と下側のホッパーの間の連絡を提供する貫通した複数の通路を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
各々のロッドがその長さに沿って所定の間隔の距離に置かれた個別の物体を有する、シガレットフィルタ要素の製造に使用するための複数のロッドを提供するための方法であって、
（ａ）ロッドフィルタ材料の連続的な供給を提供する工程と、
（ｂ）物体のためのリザーバを提供する第１のホッパーに物体を供給する工程と、
（ｃ）第１のホッパーから第２のホッパー手段に物体を供給する工程と、
（ｄ）第２のホッパーからフィルタ材料の供給品の中に所定の間隔の距離で個別の物体を位置付ける工程と、
（ｅ）フィルタ材料を、ロッドの中に所定の間隔の距離で位置付けられた個別の物体を有する連続的なロッドに形成する工程と、
（ｆ）連続的なロッドを所定の間隔で細分する工程と
を含む、方法。
【請求項１１】
ラッピング材料の連続的な供給を提供する工程、およびフィルタ材料の周りにラッピング材料を連続的に形成することによってフィルタ材料を連続的なロッドに形成する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フィルタ材料の中への個別の物体の位置付けを補助するために空気噴出手段を使用する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のホッパーが上側ホッパーであり、第２のホッパーが下側ホッパーであり、上側ホッパーが下側ホッパーに物体を重力送りするように位置決めされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
上側ホッパーと下側ホッパーとの間の部材を往復運動させる工程をさらに含み、この部材が、物体が各々の穴を個々に通過することを可能にするようにサイズを定められた複数の穴を内部に有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
下側ホッパー内の物体の量が所定の限界を超えると篩い分けの往復運動を調節する工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
上側ホッパーを振動させる工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
位置付ける工程が、
動作可能な状態でフィルタ材料と連絡しているホイール手段を、ホイールの一部分が所定の場所でフィルタ材料に接触するように、および接触中の回転ホイール手段の周縁とフィルタ材料の進行の全体的方向が概して同じ方向になるように垂直平面内で回転させる工程と、
回転可能なホイール手段と動作可能な状態で連絡している下側ホッパー手段を提供する工程と
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
細分された連続ロッド内の物体の場所を検出するための検査システムを提供する工程、および検査システムからのフィードバックと比較してホイールの回転のスピードを制御する工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は喫煙物およびフィルタ要素などの喫煙物の部品を製造するための装置および方法に関する。特に、本発明はシガレットなどの喫煙物用のフィルタ要素の製造に使用するためにフィルタ要素の中に物体を挿入するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シガレットなどの普及している喫煙物は実質的に円筒ロッド形状の構造を有し、巻紙で取り巻かれた刻みタバコ（例えば細断された充填物の形態）などの喫煙材料の装填体、巻物、または柱状物を含み、それによっていわゆる「喫煙用ロッド」または「タバコロッド」を形成する。普通、シガレットはタバコロッドと端面を接して並べられた円筒状のフィルタ要素を有する。通常では、フィルタ要素はトリアセチンを使用して可塑化された酢酸セルロースの繊維屑を含み、この繊維屑が「プラグラップ」として知られている紙材料によって囲まれる。シガレットは多数の区画を有するフィルタ要素を組み入れることも見込まれ、これらの区画のうちの１つが活性炭粒子を含むこともあり得る。通常、フィルタ要素は「ティッピングペーパー」として知られている取り巻きラッピング材料を使用してタバコロッドの一方の端部に取り付けられる。吸引される主流煙の周囲空気による希釈を提供するためにティッピング材料とプラグラップに穴を開けることもやはり望ましくなっている。シガレットおよびその様々な成分の記述はＴｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｖｉｓら（Ｅｄｓ．）（１９９９）に述べられている。シガレットはその一方の端に火を点けてタバコロッドを燃やすことで喫煙者によって使用される。次いで、喫煙者はシガレットの反対側の端（例えばフィルタ端部）を吸引することによって自分の口の中に主流煙を受ける。
【０００３】
シガレット煙の感覚的特性はタバコに添加物を加えることによって、および／または別の場合には香味材料をシガレットの様々な成分の中に組み入れることによって増進されることが可能である。Ｌｅｆｆｉｎｇｗｅｌｌらによる，Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ（１９７２）を参照されたい。例えば、タバコ香味添加物の１つのタイプはメントールである。Ｂｏｒｓｃｈｋｅ，Ｒｅｃ．Ａｄｖ．Ｔｏｂ．Ｓｃｉ．，１９，ｐ．４７〜７０，１９９３を参照されたい。シガレットの感覚的特性を変更するための様々な提案された方法は、これらのシガレットの主流煙に香味を追加するための媒体としてフィルタ要素が使用され得るという示唆を含んできた。Ｊｕｐｅらの米国特許出願公開第２００２／０１６６５６３号はシガレットフィルタ内に吸着剤と香味放出材料を配置することを提案している。Ｘｕｅらの米国特許出願公開第２００２／００２０４２０号はフィルタに小さい粒子サイズの吸着剤／吸収剤を含む繊維の配置を提案している。Ｄｕｂｅらの米国特許第４９４１４８６号およびＧｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの米国特許第４８６２９０５号はシガレットフィルタ内の香味含有ペレットの配置を提案している。香味添加剤を組み入れるシガレットフィルタの他の代表的なタイプはＴｉｇｇｅｌｂｅｃｋらの米国特許第３９７２３３５号、Ｏｗｅｎｓ，Ｊｒ．の米国特許第４０８２０９８号、Ｂｙｒｎｅの米国特許第４２８１６７１号、Ｗｏｏｄｓらの米国特許第４７２９３９１号、およびＴｈｅｓｉｎｇらの米国特許第５０１２８２９号に述べられている。
【０００４】
主流煙の中に移すために利用可能な香味のレベルを喫煙者が選択することを可能にする調節可能なフィルタ要素を有するシガレットが提案された。例えばＫａｌｌｉａｎｏｓらの米国特許第４６７７９９５号およびＰａｔｒｏｎらの米国特許第４８４８３７５号を参照されたい。いくつかの提案されたシガレットは、伝えられるところによれば主流煙の性質または特性を変える傾向をフィルタ要素の成分に与える目的のために操作されることが可能である。例えばＨｏｍｂｕｒｇｅｒの米国特許第３２９７０３８号、Ｋａｒａｌｕｓの米国特許第３３３９５５７号、Ｂｏｕｋａｒの米国特許第３４２０２４２号、Ｓｅｙｂｕｒｎの米国特許第３５０８５５８号、Ｃａｒｔｙの米国特許第３５１３８５９号、Ｋｉｎｄｇａｒｄの米国特許第３５９６６６５号、Ｃｏｈｅｎの米国特許第３６６９１２８号、およびＧｒｏｓｓｍａｎの米国特許第４１２６１４１号を参照されたい。
【０００５】
いくつかの提案されたシガレットはそのフィルタ要素内に位置する中空の物体を有し、伝えられるところによるとフィルタ要素を通過する主流煙の性質または特性を変えようとして、これらの物体を破裂させるとこれらの物体の内容物がフィルタ要素の中に放出される。例えばＷａｔｅｒｂｕｒｙの米国特許第３３３９５５８号、Ｃａｒｔｙの米国特許第３３６６１２１号、Ｉｒｂｙ，Ｊｒ．らの米国特許第３３９０６８６号、Ｌｅａｋｅの米国特許第３４２８０４９号、Ｈａｒｌｏｗらの米国特許第３５４７１３０号、Ｃａｒｔｙの米国特許第３５７３１８０９号、Ｄｏｃｋの米国特許第３６０２２３１号、Ｄｏｃｋの米国特許第３６２５２２８号、Ｈｏｒｓｅｗｅｌｌらの米国特許第３６３５２２６号、Ｄｏｃｋの米国特許第３６８５５２１号、Ｂｒｏｏｋｓらの米国特許第３９１６９１４号、Ｗａｌｋｅｒの米国特許第３９９１７７３号、Ｔａｔｅｎｏらの米国特許第４８８９１４４号、Ｄｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号、およびＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号、およびＫｉｍのＰＣＴ国際公開第０３／００９７１１号パンフレットを参照されたい。いくつかの提案されたシガレットはそのフィルタ要素内に位置するカプセルを有し、伝えられるところによるとシガレットが消された後にフィルタ要素を脱臭するために、これらのカプセルが破裂するとこれらのカプセルの内容物がフィルタ要素の中に放出される。例えばＭａｃＡｄａｍらの米国特許出願公開第２００３／００９８０３３号を参照されたい。
【０００６】
商業的に市販されている「Ｒｅｖａｇｅ（登録商標）」ブランドのシガレットは水または液体の香味溶液を入れた円筒状のプラスティック容器を有するフィルタを含んできた。「Ｒｅｖａｇｅ（登録商標）」ブランドのシガレットのうちの代表的なシガレットはＴａｍａｏｋｉらの米国特許第４８６５０５６号およびＴａｍａｏｋｉらの米国特許第５３３１９８１号に述べられており、これらの両方が日本たばこ産業株式会社に譲渡されている。伝えられるところによるとフィルタの中の円筒状のケーシングは外的な力を加えると変形させられることが可能であり、その結果、ケーシングの壁の薄い部分が壊れることでケーシングの中の液体の、フィルタのうちの隣接する部分への放出が可能になる。
【０００７】
「Ａｑｕａｆｉｌｔｅｒ（登録商標）」のブランド名の下でのシガレット用パイプが市販されてきた。「Ａｑｕａｆｉｌｔｅｒ（登録商標）」のブランド製品のうちの代表的なシガレット用パイプはＡｑｕａｆｉｌｔｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されたＳｈａｗの米国特許第３７９７６４４号、Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎの米国特許第４００３３８７号、およびＫａｙｅの米国特許第４０４６１５３号に述べられている。これらの特許はシガレットの口元端部が挿入される使い捨てのシガレット用ホルダを提案している。伝えられるところによるとパイプを通って吸引されるシガレットからの煙は水で含浸処理されたフィルタ材料を通過する。シガレットの口元端部に取り付け可能なように構成された使い捨てのフィルタがＳｍｉｔｈらの米国特許第５７２４９９７号で提案されている。伝えられるところによるとカプセルの中の香味を放出させるために使い捨てのフィルタの中に含まれた香味含有カプセルが圧搾されることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
何人かの喫煙者は、喫煙者の当座の要望に応じて様々な異なる香味を選択的に提供することが可能なシガレットを所望することもあり得る。そのようなシガレットの香味はその時の特定の香味に関する喫煙者の要望、または喫煙体験中に香味を変える要望に基づいて選択されてもよい。例えば、喫煙体験中の香味の変更は喫煙者がメントールやスペアミントなどの清涼香味でシガレットを終えることを可能にすることができる。したがって、独特で異なる快適な感覚体験を喫煙者の裁量で供給することが可能なシガレットを提供することが望ましい。
【０００９】
何人かの喫煙者が、喫煙体験の終了時に脱臭剤を選択的に放出することが可能なシガレットを要望することもやはりあり得る。そのような薬剤は、喫煙者がシガレットの喫煙を終了した後に吸い終えたシガレットの残りの部分が快適な芳香を生じることを確実にするために使用されることもあり得る。したがって、特に喫煙者の裁量で脱臭剤を放出することが可能なシガレットを提供することが望ましい。
【００１０】
何人かの喫煙者が、シガレットによって作り出される主流煙の性質または特性を選択的に潤し、冷却し、または他の場合では変えることが可能なシガレットを要望することもあり得る。煙と相互作用することが可能な或る種の薬剤は揮発性であり、かつ経時的に蒸発する傾向を有するので、シガレットの作用に対するこれらの薬剤の影響は喫煙体験の開始時近くでこれらの薬剤の導入を必要とすることもあり得る。したがって、喫煙者に供給される煙を喫煙者の裁量で選択的に潤し、滑らかにし、または冷却することが可能なシガレットを提供することが望ましい。
【００１１】
例えばシガレットが示す或る特性または作用を喫煙者が意図的に選択することを可能にすることによって達成され得るような喫煙者の喫煙体験を増進する能力を喫煙者に提供することが極めて望ましいであろう。すなわち、制御された方式で喫煙者がシガレットによって作り出される主流煙の性質または特性を変えることを可能にするように使用され得る成分を有するシガレットを提供することが望ましいであろう。特に、主流煙の感覚的特性を（例えば煙に香りを付けることによって）増進させるために薬剤を選択的に放出することが可能なシガレットを提供することが望ましいであろう。さらに特定すると、そのような選択的に放出可能な香味薬剤などを組み入れるそのようなシガレットを高速で高度に自動化された方式で製造するための手段を提供することが望ましいであろう。香味ペレット、交換樹脂ビーズ、および吸着剤／吸収剤粒子などの煙改変固体物体を高速で高度に自動化された方式でシガレットフィルタに組み入れるための改善された手段を提供することもやはり望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は喫煙物の製造に使用するためのフィルタロッドを提供する装置および方法に関し、各々のロッドがその長さに沿って所定の距離で個々に間隔を置かれた物体（例えば破裂させることが可能なカプセル）を有する。本装置はフィルタ材料の連続的補給を提供するための器具（例えば連続的なロッド形成ユニットにフィルタ繊維屑を供給するように構成されたフィルタ繊維屑処理ユニット）を組み入れる。代表的な装置は複数の物体の容器として働き、かつ下側ホッパーへの物体の供給を提供する上側ホッパーもやはり含む。上側ホッパーから下側ホッパーへの物体の通過は上側ホッパーに入った物体を振動させることによって、ならびに可動性の篩い分けメカニズム（例えば物体の輸送のための垂直に延びる通路を有する往復運動バー）を使用することによって促進される。下側ホッパーは物体がその中に積み重なるように形状を定められる。下側ホッパー内の物体は互いに上に重なって、しかし（ホッパーに向かって見ると）物体の単層の深さで積み重ねられる。下側ホッパーの底は垂直平面内を回転するように配置される回転ホイールの上側領域の部分と連携するように形状を定められ、物体は下側ホッパーから回転ホイールの周縁面へと供給される。すなわち、下側ホッパー内の物体は回転ホイールの上側領域の周縁面の部分に沿った１本の線に並べられる。
【００１３】
回転ホイールの周縁面は複数の間隔を置かれたポケットを内蔵しており、各々のポケットは１つの物体を収容するために充分な形状とサイズである。個々の物体は回転ホイールの周縁面に所定の間隔で配置された個々のポケットの中に置かれる。各々のポケットに加えられる真空が、各々のポケットが物体を受け入れること、およびポケットの中の各々の物体が輸送中にそのポケット内に保持されることを確実にする補助をするように働く。次いで各々の物体はフィルタ材料の連続的供給の中で所定の間隔に配置される。各々のポケットに加えられる空気圧が、所望の時間（例えば回転ホイールによって運ばれる物体がフィルタ材料の連続的な供給の中で望ましい位置に置かれるとき）に物体をポケットから外に吹き出すように働く。次いで、フィルタ材料はロッド内部で所定の距離の間隔で配置された個別の物体を有する連続的なロッドの中に形成される。次いで連続的なロッドは複数のフィルタロッド（４つの間隔を置いた物体を含む４連フィルタロッド）を形成するように所定の間隔で細分される。
【００１４】
本発明の実施形態の理解を支援するために、ここで添付の図面に参照が為されるが、ここでは類似した参照番号は類似した要素を参照する。これらの図は例示に過ぎず、本発明を限定するように解釈されてはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
フィルタロッド、フィルタロッド区分およびフィルタ要素の生産、およびこれらのフィルタロッド、フィルタロッド区分およびフィルタ要素からのシガレットの製造はシガレットフィルタ、複数区分のシガレットフィルタ、およびフィルタ付きシガレットを提供するために使用されてきたタイプのロッド形成ユニットを使用して実施されることが可能である。複数区分のシガレットフィルタロッドはドイツのハンブルグ市のＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧからブランド名Ｍｕｌｆｉで市販されているシガレットフィルタロッド作製装置を使用して製造されることが可能である。使用のために適切に改造され得る市販入手可能なフィルタロッド作製装置の他の代表的なタイプはＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから市販されているＫＤＦ−２ユニット、およびフランスのＤｅｃｏｕｆｌｅから市販されているＤｅｃｏｕｆｌｅユニットを含む。
【００１６】
本発明の装置によって作られるシガレットはフィルタロッドから提供されるフィルタ要素を使用して製造される。フィルタ付きシガレットの製造のために従来から使用される６連のフィルタロッド、４連のフィルタロッド、および２連のフィルタロッドはＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧからＬａｂ  ＭＡＸ、ＭＡＸ、ＭＡＸ  ＳまたはＭＡＸ  ８０として市販されているティッピング装置などの従来タイプまたは適切に改造されたシガレットロッド取り扱い装置を使用して扱われることが可能である。例えばＥｒｄｍａｎｎらの米国特許第３３０８６００号、Ｈｅｉｔｍａｎｎらの米国特許第４２８１６７０号、Ｒｅｕｌａｎｄらの米国特許第４２８０１８７号、およびＶｏｓらの米国特許第６２２９１１５号に述べられているタイプの装置を参照されたい。例えば、４連フィルタロッドは（図１１に示されるように）４つの円筒形状のフィルタ要素へと細分される。酢酸セルロースのフィルタ繊維屑に組み込まれ、内蔵され、または取り巻かれて間隔を置かれた複数の物体を有する代表的なタイプの４連フィルタロッドの記述はその全文を本願明細書に参照で組み入れるＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号およびＧｒｅｅｎ，Ｊｒ．らの米国特許第４８６２９０５号に述べられている。シガレット用のフィルタ要素の製造に使用するためのロッドのサイズは変わり得るが、しかし通常では長さで約８０ｍｍから約１４０ｍｍ、外周で約１６ｍｍから約２７ｍｍである。例えば、１００ｍｍの長さと２４．５３ｍｍの外周を有する代表的なロッドは、バージニア州リッチモンドのＦｉｌｔｒｏｎａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって型番ＦＴＳ−３００として市販されているカプセル化された圧力降下試験器を使用して風量１７．５ｃｃ／ｓｅｃで測定すると約２００ｍｍから約４００ｍｍの水の圧力降下を示す。
【００１７】
香味含有カプセルなどの物体を組み入れる代表的なタイプのフィルタロッド、および物体を組み入れるフィルタ要素を有する代表的なタイプのシガレットは複数のタイプの部品、形式、および構造を有し、その全文を本願明細書に参照で組み入れるＤｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号およびＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号に述べられたタイプの技術および器具を使用して製造されることが可能である。本発明の装置によって作られるシガレットはこれ以降図１から図７および図１１と１２を参照して述べられるタイプの技術および器具を使用して作り出されるフィルタロッドから提供されるフィルタ要素を使用して製造されることもやはり可能である。
【００１８】
図１を参照すると、球状物体などの（図８に示される）間隔を置かれた物体を組み入れるフィルタロッド２０５はロッド作製装置２１０を使用して製造されることが可能である。一例のロッド作製装置２１０はロッド形成ユニット２１２（例えばＨａｕｎｉ−Ｗｅｒｋｅ  Ｋｏｒｂｅｒ＆Ｃｏ．ＫＧから入手可能なＫＤＦ−２ユニット）およびフィルタ材料４０の連続的な長さの中の所定の間隔での球状物体（図示せず）の配置を提供するように適切に構成された物体挿入ユニット２１４を含む。フィルタ材料の連続的な長さまたはウェブは貯蔵ベール、ボビンなどの供給源（図示せず）から供給される。概して、フィルタ材料４０はフィルタ材料処理ユニット２１８を使用して処理される。所定の距離の間隔で中に組入れられた物体を有するフィルタ材料の連続的な長さはロッド形成ユニット２１２を通され、それによって連続的なロッド２２０を形成し、これがロッド切断アセンブリ２２２を使用して複数のロッド２０５へと細分されることが可能である。連続または複数のロッド２０５はトレイ、回転式収集ドラム、搬送システムなどである収集手段２２６内で使用するために集められる。所望であれば、これらのロッドは直接シガレット作製機械へと移送されてもよい。そのような方式では、各々が約１００ｍｍの長さである５００を超えるロッドが毎分製造されることが可能である。
【００１９】
フィルタ材料４０は異なってもよく、シガレット用のタバコ煙フィルタを提供するために使用され得るいずれのタイプの材料であってもよい。酢酸セルロース繊維屑、寄せ集めた酢酸セルロースウェブ、ポリプロピレン繊維屑、寄せ集めた酢酸セルロースウェブ、寄せ集めた紙、再生タバコの撚り糸などといった従来のシガレットフィルタ材料が使用されることが好ましい。特に好ましいものは酢酸セルロースなどのフィラメント状繊維屑、ポリプロピレンなどのポリオレフィン等々である。適切なフィルタロッドを提供することができる１つの極めて好ましいフィルタ材料はフィラメント当たり３デニール、合計で４００００デニールを有する酢酸セルロース繊維屑である。他の実例として、フィラメント当たり３デニール、合計で３５０００デニールを有する酢酸セルロース繊維屑が適切なフィルタロッドを提供することができる。他の実例として、フィラメント当たり８デニール、合計で４００００デニールを有する酢酸セルロース繊維屑が適切なフィルタロッドを提供することができる。さらなる実例についてはＮｅｕｒａｔｈの米国特許第３４２４１７２号、Ｃｏｈｅｎらの米国特許第４８１１７４５号、Ｈｉｌｌらの米国特許第４９２５６０２号、Ｔａｋｅｇａｗａらの米国特許第５２２５２７７号、およびＡｒｚｏｎｉｃｏらの米国特許第５２７１４１９号に述べられたタイプのフィルタ材料を参照されたい。
【００２０】
酢酸セルロースなどのフィラメント状繊維屑はＡｒｊａｙ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐ．，Ｗｉｎｓｔｏｎ−Ｓａｌｅｍ，Ｎ．Ｃ．によって供給される市販入手可能なＥ−６０などの従来式のフィルタ繊維屑処理ユニット２１８を使用して処理される。当業者に知られているような他のタイプの市販入手可能な繊維屑処理器具も同様に使用されることが可能である。普通、トリアセチンなどの可塑剤が知られている技術を使用して慣例の量でフィラメント状繊維屑に加えられる。フィルタ要素の構築のための他の適切な材料はシガレットフィルタの設計および製造における当業者に容易に明らかになるであろう。
【００２１】
フィルタ材料４０の連続的な長さはロッド形成ユニット２１２の動作によってブロック２３０を通して引き出され、個別の物体（図示せず）がフィルタ材料のウェブの中に所定の間隔で挿入される。フィルタ材料はさらに、ロッド形成ユニット２１２の寄せ集め領域２３２へと方向付けられる。この寄せ集め領域は舌状と角状の構造、寄せ集め用のじょうご構造、詰め込みまたは移送ジェット構造、または他の適切なタイプの寄せ集め手段を有してもよい。舌状部２３２はブロック２３０からの円筒状複合材料のさらなる寄せ集め、圧縮、変換、または整形を提供して本質的に同筒（すなわちロッド状）の形状にし、それにより、フィルタ材料の途切れずに延びるスタンドまたはフィラメントがこのように形成された円筒の長手軸に本質的に沿って延びる。
【００２２】
円筒状複合材料へと圧縮されたフィルタ材料４０はさらにロッド形成ユニット２１２の中に受け入れられる。この円筒状複合材料は、エンドレスの装飾コンベヤーベルト２３６または他の装飾手段を有するラッピングメカニズム２３４の中に供給される。装飾コンベヤーベルト２３６は、ラッピングメカニズム２３４を通して円筒状複合材料を移送するためにリボンホイールや連携ドラムなどの推進メカニズム２３８を使用して連続的に長手方向に進められる。このラッピングメカニズムは連続的なラップ包装されたロッド２２０を作り出すために円筒状複合材料の外側表面にラッピング材料４５（例えば無孔質紙のプラグラップ）のストリップを提供する。
【００２３】
ラッピング材料４５のストリップまたはウェブは回転可能なボビン２４２から提供される。このラッピング材料はボビンから引き出され、一連のガイドローラー上で慣らされ、ブロック２３０の下を通され、ロッド形成ユニットのラッピングメカニズム２３４に入る。エンドレスの装飾コンベヤーベルト２３６はラッピング材料のストリップと円筒状複合材料の両方を長手方向に延びる方式でラッピングメカニズム２３４を通して移送しながら円筒状複合材料の周りにラッピング材料を覆うかまたは包む。
【００２４】
ラッピング材料の重なった境界部分によって形成された継ぎ目は、ラッピング材料がフィルタ材料のための管状容器を形成することができるように塗布器領域２４４で塗布された接着剤（例えばホットメルト接着剤）を有する。場合によっては、ホットメルト接着剤はラッピングメカニズム２３４の装飾または場合によってはブロック２３０へのラッピング材料の入り口の上流で直接塗布されてもよい。接着剤の迅速な硬化を引き起こすために接着剤は冷却棒２４６を使用して冷却されることが可能である。様々な他の封止手段および他のタイプの接着剤が連続的なラップ包装されたロッドを提供することに使用され得ることは理解される。
【００２５】
連続的なラップ包装されたロッド２２０は封止手段を通過し、回転カッター、極めて鋭利なナイフ、または他の適切なロッド切断用もしくは細分用の手段として有する切断用アセンブリ２２２を使用して望ましい所定の長さに規則的な間隔で細分される（切断される）。切断用アセンブリはロッドの形状を潰さない、または悪影響を与えないことが特に望ましい。切断用アセンブリが所望のポイントで連続的なロッドを切断する速度は調節可能な機械的ギア列（図示せず）、または他の適切な手段を介して制御される。フィルタ材料の連続的なウェブの中に物体が挿入される速度はロッド作製機械の動作の速度と直接的な関係にある。物体挿入ユニットは直接駆動関係でロッド作製ユニットの駆動アセンブリに連動させられてもよい。場合によっては、物体挿入装置はロッド形成装置の駆動アセンブリと同期した直接駆動モータを有し、物体挿入位置がずれている場合には挿入ユニットの駆動アセンブリを調節するために物体検査手段２４７と連結することによってフィードバック制御されてもよい。
【００２６】
挿入ユニット２１４は出っ張りになった（ｌｅｄｇｅｒ）ハウジング２５０の中で定位置に保持されることが最も好ましいホイールの形状を有する回転可能な部材２４８を含む。回転ホイール２４８は垂直平面内で回転するように配置される。挿入ユニットは挿入ホイール２４８への物体の移送を供給または別の方法で供給するためのホッパーアセンブリ２５２および／または他の移送手段もやはり含む。挿入ホイール２４８はロッド作製装置２１０の主駆動アセンブリと連結されたプーリー２５６およびベルト２５８によって駆動されてもよい。場合によっては、ホイール２４８はロッド形成ユニット２１２の主駆動アセンブリ（図示せず）と同期した、またはこれによって制御される独立した駆動モータを有してもよい。場合によっては、挿入ホイール２４８は同期のためにサーボ制御される独立した駆動系を使用して駆動されてもよい。好ましい実施形態では、このサーボシステムはノースカロライナ州シャーロットのＭａｎｎｅｓｍａｎｎ  Ｒｅｘｒｏｔｈ  Ｃｏｒｐ．からＩｎｄｒａｍａｔ（登録商標）  ＭＫＤ０２５Ｂ−１４４−ＫＰＯ−ＫＮとして入手可能なモータを使用して運転されるＩｎｄｒａｍａｔ（登録商標）（ＥｃｏＤｒｉｖｅ０３ＦＧＰ−０３ＶＲＳ）として入手可能な駆動制御システムを含む。この挿入ホイールは時計回りの方式で回転する。挿入ホイール２４８が回転するとき、このホイールの周縁面の間隔を置かれた各ポケット（図示せず）の中に保持された各物体（図示せず）はブロック２３０の中のフィルタ材料４０と接触させられ、次いで各物体はポケットから寄せ集められたフィルタ材料の中へと排出される。
【００２７】
通常の制御システムは制御ハードウェアとソフトウェアを含む。実例の制御システム２９０はＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ３１５−２ＤＰプロセッサ、Ｓｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＦＭ３５２−５（Ｂｏｏｌｅｅｎ  Ｐｒｏｚｅｓｓｏｒ）および１６入力ビット／１６出力ビットモジュールを組入れてもよい。そのようなシステムはＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＭＰ３７０などのシステムディスプレイ２９３を利用してもよい。通常のロッド作製ユニットは内部制御を有し、それにより、望ましい長さのロッドのために、切断用ユニットのナイフのスピードは連続的なロッド形成のスピードに対してタイミングを合わせられる。第１のエンコーダ２９６は、ロッド作製ユニットの駆動ベルトおよび挿入ユニットの制御ユニット２９９との接続を経由して、挿入ユニットのホイール位置に相対した切断用アセンブリのナイフ位置の基準を与える。したがって、第１のエンコーダ２９６はフィルタ繊維屑の連続的なウェブがロッド作製ユニットを通過するスピードに相対した挿入ユニットのホイールの回転のスピードの制御を可能にする手段を提供する。一例の第１のエンコーダはＨｅｉｄｅｎｈａｉｎ（登録商標）  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  ２０４８として入手可能である。
【００２８】
検査／検出システム２４７が切断用アセンブリの近くに置かれる。赤外検出システムなどの検出システムがフィルタロッドの中の物体の検出に関する情報を制御システム２９０へと中継する。通常、フィルタロッドの中の物体は検出システム２４７内の視覚検出センサによって検出される明暗の影または色彩である。
【００２９】
図１１を参照すると、好ましい検査／検出システム２４７は関連部品の格納と支持、およびロッド作製装置（図示せず）上の適切な位置への取り付けのためのフレーム１１０を含む。システム２４７は一対の光ファイバヘッド１２０、１２５および／または任意選択の第２の対の光ファイバヘッド１３０、１３５を含むことも可能なセンサ部品１１５もやはり有する。一例の検査／検出システム２４７は光ファイバ（ＰＩＲ１Ｘ６６Ｕ）およびＦｉｂｅｒ  ＦＵ−４２ＴＺを備えた主光電センサＫｅｙｅｎｃｅ（登録商標）増幅器ＦＳ−Ｖ２１ＲＰを含む。任意選択の二次の代表的なセンサ（光ファイバＦＵ−４２ＴＺを備えたＢａｎｎｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ増幅器（Ｄ１０ＤＮＦＰＱ））が使用されてもよい。このシステムは、例えば開口部１５０を通過する連続的なフィルタロッド（図示せず）からの光ファイバヘッドの隔離を提供するための高度に強化されたガラスの挿入物およびＯリングを含むセンサ窓領域１４５を組み入れる。開口部１５０の直径は通常、連続的なフィルタロッド（図示せず）がその中を容易に通過することを可能にするために十分である。対になった光ファイバヘッド１２０と１２５、および１３０と１３５は１８５と１８０、１７５と１７０を含めた位置で一対の増幅器１６０、１６１に適切に接続される。これらのケーブルの部分が切り欠いた形で示される。
【００３０】
図１２を参照すると、検出ヘッドシステム２４７に関する他の代替例の設計は信号送信用部品１９０と受信用部品１９５を有するセンサ部品１１５を支えるフレーム１１０もやはり含む。代表的なセンサ部品はＫｅｙｅｎｃｅ（登録商標）  ＬＶ−Ｈ１１０として入手可能なレーザ信号タイプの送信／受信ユニットである。このシステムは連続的なフィルタロッド（図示せず）が開口部１５０を通過することを可能にするセンサ領域１４０を組み入れる。送信用部品１９０および受信用部品１９５は各々、ケーブル１９４、１９９をそれぞれ使用してＫｅｙｅｎｃｅ（登録商標）  ＬＶ−５１ＭＰなどの増幅器１６０のポート１９８、１９９に適切に接続される。ケーブル１９４、１９６の部分が切り欠いた形で示される。
【００３１】
再び図１を参照すると、第２のエンコーダ３０２が連続的なロッドから切断される各々のロッドに相対した切断用ユニットのナイフ位置の基準を提供し、それゆえに、各々のロッドの場所に関する情報が制御システム２９０のＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＦＭ３５２−５（Ｂｏｏｌｅｅｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）へと中継される。提供される情報はまた、連続的なフィルタロッドの切断の場所がロッドの中の物体の場所にタイミングを合わせられることができるように情報を与える。ＦＭ３５２−５は物体の配置に関して信号を受信する。この信号は検査／検出システム２４７の測定ヘッドを介して供給される。ＦＭ３５２−５のオペレーティングソフトウェアが受信された信号を比較し、所定の望ましい場所および望ましくない場所に対して場所を比較し、誤差が検出されれば個々のフィルタが規定された遅延の下流で排斥される。フィルタロッド内の物体の欠落または位置誤りが検出されると、Ｓｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＦＭ３５２−５（Ｂｏｏｌｅｅｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）から前述のＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ３１５−２ＤＰを経由してフィルタロッド作成機械の排斥ユニット３０６（例えば従来式のフィルタドラムの慣例の吹き飛ばしポート）へと信号が送られる。それゆえに、このように提供される様々なフィルタロッド（例えば４連のフィルタロッド）はこれらのロッドの中に適切に位置決めされた適切な数の物体（例えば４個の物体）を有する。その様にして、フィルタ材料４０のウェブの供給の速度および物体挿入ユニット２１４のホイール２４８の回転の速度は物体が集められたフィルタロッド２０５のフィルタ材料の中で一貫して望ましい所定の間隔にあるように制御されることが可能である。
【００３２】
ロッド作製装置は場合によって、フィルタロッド生産および動作事象分析に関連する情報を提供するように構成されたシステムを装備することもあり得る。例えば、市販入手可能なＫＤＦ−２タイプのユニットなどのロッド作製装置は中央演算処理装置を装備されるように構成されることが可能である。代表的な中央演算処理装置はＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ３１４−Ｃプロセッサとして入手可能である。この中央演算処理装置は入力および出力モジュールを装備される。その様にして、ロッド作製ユニットの動作はモニタされることが可能であり、このようにして発生したデータは中央演算処理装置へと転送されることが可能である。付け加えると、中央演算処理装置によって受信されたデータはビデオタッチスクリーン上に提示されること、または（例えばイーサネット（登録商標）を経由して）高次のオペレーティングシステムによって取り出されることが可能である。入力部、出力部、および送信用ユニットに組み込まれたＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＦＭ３５０−２として入手可能なカウンタモジュールを装備されたＳｉｅｍｅｎｓ（登録商標）  ＩＭ−１５３などの遠隔ユニットがバスシステム（例えばＰｒｏｆｉｂｕｓ）を使用して中央演算処理装置に提供されたデータを収集する。集められる情報に応じて、作り出されることが可能なデータは特定の時間枠内に製造されるフィルタロッドの数、機械の動作スピード、製造効率、停止回数、作製機械に送られるフィルタ、および停止理由に関係することもあり得る。
【００３３】
図２を参照すると、挿入ユニット２１４はホッパーアセンブリ２５２を支えるフレーム３０８を有する。フレーム４０８はまた、挿入ユニット２１４をロッド作製ユニット（図示せず）のシャーシまたはフレームに取り付けて固定するために使用される。ホッパーアセンブリ２５２は物体（図示せず）を入れて移送するための内側領域を有する上側ホッパー３６０またはリザーバを有する。このホッパーの全体的形状は異なってもよく、ホッパーが保持できる物体の数が変わってもよい。ホッパーが物体を搭載される方式は異なってもよい。例えば、ホッパーは管状の供給部および空気による移送システムを使用し、コンベヤーシステムを使用し、容器から手動で物体を注ぐことなどによって充填されてもよい。
【００３４】
上側ホッパー３６０は概してじょうごの全体的機能を有し、それにより、比較的多数の物体が受け取られ、制御された方式で並べられ、下流の場所へと制御された方式で供給される。上側ホッパー３６０は全体としてくさび型の形状を有し、それにより、物体を収容してその通過を可能にするように構成されるホッパーの上側領域が比較的大きい断面積を有し、ホッパーの下側領域はこれらの物体が垂直平面に配列されて厚さにおいて物体の単一の層に近づく（すなわち１本の線または単一の層として並べられるように複数の物体が上側ホッパーの底の領域に収容される）ように物体を収容できるように構成される。例えば、約３．５ｍｍの直径を有する物体に関すると上側ホッパーの下側領域の幅は約４ｍｍであってもよい。
【００３５】
上側ホッパー３６０のフロントパネル（図示せず）は、上側ホッパーアセンブリの前部の壁を形成し、それゆえに望ましい方式でホッパーによる物体の収容を提供できるように配置された材料のシートによって供給されてもよい。ホッパーアセンブリを通る物体の移動がロッド作製ユニットの運転中に視覚的に観察されることが可能になるように、フロントパネルは透明のポリカーボネートまたはポリメチルメタクリレートの平坦なシートから製造されてもよい。このホッパーはまた、後部の壁３６５、左側の壁３６８、および右側の壁３７０を有する。フロントパネルがアフターサービス、洗浄などのためにホッパーアセンブリから容易に取り外されることが可能になるように、フロントパネルがボルト、クランプ、または他の適切な接続手段を使用してホッパーアセンブリに固定されることもやはり可能である。
【００３６】
上側ホッパー３６０は場合によって、しかし好ましくは、ホッパーを通る物体の自由な流れを確実にするために振動ユニット３６２または他の手段を装備されることがあり得る。振動ユニットはホッパーの後部の壁３６５、または図示されるような右側の壁３７０などのいずれかの場所に配置され得ることが好ましい。代表的な振動ユニットはペンシルバニア州フィラデルフィアのＦＭＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＳＹＮＴＲＯＮ（登録商標）  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｖｉｂｒａｔｏｒ，Ｓｅｒｉａｌ  ＧＰＶＢ００２１６として入手可能である。その様にして、物体の重力による供給が促進され、物体の望ましい流れに対するホッパーの閉塞が回避または阻止される。それにより、上側ホッパーの底部領域への物体の信頼できて一貫した供給が提供される。振動ユニットは上側ホッパーの外側でバックパネル３６５の中央領域付近に配置されることが好ましい。上側ホッパーに（それゆえにホッパー内の複数の物体に）供給される振動はホッパー内の物体の閉塞を最小にするかまたは阻止するため、それゆえにロッド製造工程のさらに下流の場所への物体の自由な流れを促進するために十分である。そのような振動ユニットの動作は定常的または断続的であってもよい。振動ユニットの動作は、フィルタロッド作製ユニットの物体挿入ユニットの運転中に動作を開始して継続するように適切に接続およびプログラムされることが好ましい。
【００３７】
ホッパーアセンブリ２５２はまた、下側ホッパー３８０を有する。物体（図示せず）は上側ホッパー３６０から下側ホッパー３８０へと供給される。下側ホッパー３８０のフロントパネル（図示せず）は、下側ホッパーアセンブリの前部の壁を形成し、それゆえに望ましい方式でホッパーによる物体の収容を提供できるように配置された材料のシートによって供給されてもよい。ホッパーアセンブリを通る物体の移動がロッド作製ユニットの運転中に視覚的に観察されることが可能になるように、フロントパネルは透明のポリカーボネートまたはポリメチルメタクリレートから製造されてもよい。この下側ホッパー３８０はまた、後部の壁３８５、左側の壁３８７、および右側の壁３９０を有する。フロントパネルがアフターサービス、洗浄などのためにホッパーアセンブリから容易に取り外されることが可能になるように、フロントパネルがボルト、クランプ、または他の適切な接続手段を使用してホッパーアセンブリに固定されることもやはり可能である。
【００３８】
往復運動バー４００が上側ホッパー３６０と下側ホッパー３８０との間に配置され、上側ホッパーから下側ホッパーへの制御された物体の供給を提供する。往復運動バー４００は上側ホッパーから下側ホッパーへの望ましい速度での物体の移送を容易にするタイプの篩い分け手段を供給する。物体（図示せず）を上側ホッパー３６０の底部領域から追い立てて下側ホッパー３８０の中に落とすために往復運動バー４００は前後左右に移動させられる。物体（図示せず）は往復運動バー内の通路４１０（例えば複数の縦の通路）を通って上側ホッパーから下側ホッパーへと通過する。挿入される物体として球状の物体を使用する極めて好ましい実施形態では、物体が上側ホッパーから下側ホッパーへと通過する唯一の方式は往復運動バー内の通路を経由してである。一例の往復運動バーは約５ｍｍのストロークで動作する。往復運動バーはプランジャアーム４２０を使用して動作させられ、往復運動の周波数は空気弁（図示せず）によって制御される。下側ホッパー３８０内の低位検出器４２５と高位検出器４２８が各々ホッパー内の物体のレベルを感知する。これらの検出器の各々のための代表的な光電検出器部品はＫｅｙｅｎｃｅ（登録商標）増幅器ＦＳ−Ｖ２１ＲＰおよび光ファイバＦＵ−４２ＴＺとして入手可能である。
【００３９】
動作中では下側ホッパー内の物体の最小数を保持し、それゆえに物体のレベルが低位検出器４２５によって制御される領域よりも下に落ちると高い周波数で動作するように空気弁を介してプランジャアーム４２０が作動させられることが望ましい。物体がフィルタロッド作製ユニットを通るさらなる移送のために自由に移動する能力を促進するために動作中に下側ホッパー内の物体の最大数を保持し、それゆえに物体のレベルが高位検出器４２８によって制御される領域よりも上に上がると低い周波数で動作するかまたはオフに切り換えられてもよいように空気弁を介してプランジャアーム４２０が作動させられることが望ましい。通常の周波数は約０．５Ｈｚから約２Ｈｚの範囲にわたる。
【００４０】
物体挿入ユニット２５２は周縁部に沿って所定の間隔で配置された一連のポケット４５４を有する回転可能なホイール２４８を含む。このホイールの周縁面４５８に沿って配置されるポケット４５４は等距離の間隔に置かれることが好ましい。ホイールの直径とホイールの周縁面にあるポケットの数は概してホイールの回転のスピード、および連続的なフィルタロッドの中の個々の物体の望ましい間隔などの要因によって決まる。例えば、約１０８ｍｍの直径のホイールが３２個のポケットを有してもよく、これらの中心が互いに等しい間隔を置かれる。他の例では、約１５８ｍｍの直径のホイールが１６個のポケットを有してもよく、これらの中心が互いに等しい間隔を置かれる。ホイール２４８はアルミニウム、予め強化された冷延鋼板、または他の適切な材料から製造される。
【００４１】
ホイール２４８の幅は製造される連続的なロッドの外周、および物体の直径などの要因によって決定されてもよい。概して、ホイール２４８の幅はホイールの周縁面の幅である。約６ｍｍから約６．５ｍｍの幅を有するホイールが特に重要である。そのような幅を備えたホイールは約２５ｍｍの外周を有するロッドの製造のために都合良く使用されることが可能である。各々のポケットの幅はホイールの周縁面の幅未満であり、通常ではポケットに入るカプセルなどの物体の直径によって決定される（すなわちポケットの幅は物体および物体の台座の直径よりも大きい）。
【００４２】
下側ホッパー３８０はその底部で開いており、下側ホッパーの底部は垂直平面内で回転するように配置される回転ホイール２４８の上側領域の一部と連携するように形状を定められる。すなわち、下側ホッパーの前部と後部の壁、ならびに左の壁３８７と右の壁３９０を規定するフロントプレート（図示せず）とバックプレート３８５は、回転ホイールの周縁面の一部の上に嵌合するように構成される。ホイールの周縁面内の各々のポケットはＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号Ａ１に示されるような１つの物体を収容するのに十分な形状とサイズである。下側ホッパー３８０の開いた底部は通常ではホイール２４８の周縁の約５パーセントから約３０パーセント、しばしば約８から約２０、および頻繁に約１０から約１５パーセントにわたって延びる。回転ホイール２４８と下側ホッパー３８０の底部領域との間の間隔は、ホッパーの中の物体がホイールの周縁面に対して押し付けられ、それゆえにホイールのポケット４５４内に位置付けられることを可能にされながらホイールが自由に回転できるようにされる。したがって、下側または供給ホッパー３８０は上側ホッパー３６０から物体を受け取り、これらの物体を挿入ホイール２４８の周縁の部分に沿って位置付ける。下側ホッパー３８０の底部領域の中の物体は挿入ホイール２４８の周縁面４５８と直接接触し、その表面に乗っていることが好ましい。したがって、物体は回転ホイールの周縁面に沿って延びる１本の線（例えば端と端を接して並べられた約１５個から約２０個の物体）で下側ホッパーから供給される。すなわち、１つの層の深さでの物体の積み重ねによって規定される物体の線が回転ホイールの周縁面の一部と整列させられる。挿入ホイールのポケット４５４に加えられる真空の補助で、各々のポケットはポケットが供給ホッパー３８０の開いた底部の内側で回転するときに物体を取り込む。単層の厚さ（そのような深さはユニットの内側を見ることによって判定される）の物体の積み重ね（図示せず）は１つの物体を回転ホイール２４８上の各々のポケット４５４の中に出すことが可能である。例えば、約３．５ｍｍの直径のカプセルが使用される状況に関すると、前部と後部の壁はこれらの壁の各々の内面が互いにに平行または殆ど平行になり、これらの内壁が互いに約４ｍｍの間隔を置かれることができるように並べられる。
【００４３】
各々の個別物体（図示せず）は、フィルタ材料（図示せず）のウェブの中への物体の挿入が要求されるまで回転ホイール２４８のそれぞれのポケット４５４各々の中に良好に位置付けられて留まる。ホイールの底部領域付近では、出っ張りのハウジング２５０は縁としてホイールを覆っておらず、次いで物体はベアリングのハウジング４７２を通って提供される空気流から結果として生じる空気噴出の補助でフィルタ材料のウェブの中に挿入される。加圧された空気流は実験室空気源などの供給源（図示せず）、または他の適切な手段から受け取られる。そのような方式で、重力と加圧空気流の作用は物体をポケットからフィルタ材料のウェブの中へと押しやる。特に、各々のポケット４５４に対して出っ張りハウジング２５０と鋤４７５の縁状の性質、および（例えば物体が移送用のポケットの中に固定されることが可能になるように物体をポケットの中に吸いつけるための）各々のポケットへの真空および（例えば物体をポケットから吹き飛ばす、または空気で噴出させるための）空気流の噴出の供給と組合わせたホイール２４８の外側表面に対して比較的狭い出っ張りハウジング内側表面と鋤の間隔は、各々の物体がフィルタ材料の移動中のウェブの中に効率的かつ効果的に挿入されるまで好ましくはポケットから移動することなく、またはポケット内でふらつくことなく各々の個別物体がそれぞれのポケットの中に保持されることを可能にする。所望の場所における各々のポケットからの各々の物体の移動を確実にするための他の技術（例えば機械的もしくは空気圧式プランジャの使用）は当業者に明らかである。
【００４４】
好ましい挿入ユニット２１４は適切なギア減速機４９５（例えば１０：１のギア減速比を有する）と連結されたサーボユニット４９０を含む。直角ギア５００（例えば１：１のギア比を有する）はタイミングプーリーまたは他の適切な機械的手段を介してホイール２４８に回転運動を与える。いったんサーボユニットの駆動部が駆動有効化信号を与えられると、物体は切断用ヘッドのスピードによって支配されるスピードで連続的なウェブの中に挿入される。すなわち、このサーボユニットは処理ユニット（図示せず）から情報を受け取り、ホイールの周縁面上のポケットの位置と切断用ユニット（図示せず）のナイフの位置との間の望ましい関係を維持するためにホイールを加速または減速させることによって回転ホイールを進ませ、または遅らせる。結果として、各々のポケット４５４の中の物体の位置取り、ホイール２４８の回転の速度、およびこれに続いて結果として生じるフィルタロッドの中の物体の位置取りはフィルタ材料がロッド形成ユニットの中に供給される速度に関して同期させられる。
【００４５】
図３を参照すると、往復運動バー４００はアルミニウムまたは他の適切な材料から製造されてもよい。この往復運動バーはバーを縦に通って延びる複数の通路４１０を有する。代表的な往復運動バーは断面形状で概して四角形であり、約１５０ｍｍの長さ、６ｍｍの高さ、および約８ｍｍの幅を有する。そのような代表的な往復運動バーは各々約４ｍｍの直径で均等に間隔を置かれた１８本の通路を有してもよく、かつそのような往復運動バーは約３．５ｍｍの直径の物体の連続的な供給を下側ホッパー内で維持するように使用されることもあり得る。
【００４６】
図４を参照すると、フィルタ材料４０の連続的なウェブは（部分的に切り取られて示された）ガイドもしくはブロック２３０の中に供給される。ブロック２３０は広い帯のフィルタ材料４０を受け取り、徐々にこのウェブを概して円筒状複合材料に似た複合材料へと形成する。出っ張りハウジング２５０の鋤領域４７５がこのフィルタ材料４０を分離し、または広げ、それによって物体５０はホイール２４８の周縁面４５８内のポケット４５４からフィルタ材料のウェブの中に望ましい場所で配置または設置される。繊維屑が鋤の最も端の部分に達すると、繊維屑の動きは自体を円筒状複合材料へと閉じるように作用し、これが各々の個別物体を連続的なウェブの中の望ましい場所に封入し、取り囲み、または包含する。適切な鋤は最大深さで約６ｍｍから約６．５ｍｍフィルタ材料の中に延びることが好ましい。挿入ユニットは物体がフィルタ材料の中の望ましい深さに挿入されるように上昇または下降させられることが可能である。そのような方式で、一連の物体５０はブロック２３０を出て舌状部２３２または他の適切なかき集め手段に入る円筒状複合材料の中で所定の間隔でフィルタ材料のウェブ内に位置付けられる。
【００４７】
図５を参照すると、ガイドまたはブロック２３０（これの最上部は部分的に切り取られて示される）はフィルタ材料４０がその中に供給されることができるように一方の端部に比較的広い開口部５２０を有する。適切な広い開口部は約１２ｍｍの高さと約６５ｍｍの幅である。適切なブロックは約１３０ｍｍから約１４０ｍｍの長さを有する。このブロックの中空の内側部分の形状は、フィルタ材料が概して一層円筒に似た複合材料へと形成される得るようにされる。適切な複合材料は直径で約１０ｍｍから約１５ｍｍである。特に、ブロック２３０の内側部分はフィルタ材料がこれを通過させられることができるように中空領域または空洞である。このブロックは回転ホイールと出っ張りハウジング（図示せず）がフィルタ材料のウェブの中に延びること、およびその中の望ましい場所に物体を挿入することを可能にするように最上部分に沿って長手方向に延びる溝５２３を有する。約１３０ｍｍから約１４０ｍｍの長さを有するブロックにとって適切な溝５２３は約９０ｍｍから約１１０ｍｍの長さである。適切な状況では、鋤（図示せず）はブロックの中空の内側部分の最も底の部分から約０．３ｍｍから約０．４ｍｍ延びるように溝５２３の中に延びる。結果として得られる円筒状複合材料５２５はロッド形成ユニットのうちのさらに下流の処理領域に受け取られる。同様のタイプのブロックがＧｒｅｅｎらの米国特許第４８６２９０５号に述べられている。
【００４８】
ここで図６を参照すると、回転可能なホイール２４８およびこれに付随する部品類が拡大斜視図で描かれている。そのようなタイプのアセンブリの適切な部品類はＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号Ａ１に述べられている。挿入ホイール２４８はホイールの周縁面４５８の周りで間隔を置かれた一連のポケット４５４を有する。これらのポケットはホイールを貫いてドリルで穴を開けられ、ホイールの中央の開口５３０に行き着くまで延びてこれと連絡している。各々のポケット４５４の中では、物体の台座５３５がポケットの半径方向端部付近に配置される。物体の台座５３５は概して中空で畝を有する構造であり、ホイールが回転するときに物体を保持するための台座またはクレードルを提供する。
【００４９】
挿入ホイール２４８は駆動軸５３８の取り付け用フランジ５３６上に取り付けられる。挿入ホイールの外側寄りの表面を貫通するボルト５３９のセットがホイールを取り付け用フランジに対して保持する。駆動軸５３８はブッシング５４４によって分離されるボールベアリング５４０と５４２のセットを通して挿入され、従来式の方法によってベアリングのハウジング４７２の中に保持される。ベアリングのハウジングはハブ５７４の外側周縁表面に切り込まれる真空通路５７２と連絡した真空ポート（図示せず）を有する。ベアリングハウジングのハブの底部周縁面内の正圧空気供給ポート（図示せず）がベアリングハウジングのハブ５７４へと導かれ、ホイール２４８が回転するとこのハブ上のポートからホイール上の１つのポイントにある各々の連続する通路５７５を通って空気が流れる。このポイントはフィルタ材料の中に挿入するためにポケットが位置付けられる場所に対応し、そのため、ホイールの中の適切に周縁に延びる空気流路がハブの底部周縁上の空気供給ポートと空気流連絡して適切に並べられるとポケット内に担持された物体がポケットから吹き飛ばされる。挿入ホイール２４８はベアリングハウジングのハブ５７４上に嵌合し、それにより、挿入ホイール２４８の内側表面５８６は真空通路５７２の上に乗る挿入ホイールのポケット４５４と共にハブ５７４の周りを回転することが可能となる。駆動軸５３８は、ハブと内側表面５８６との間に小さいエアギャップを維持してそれゆえにこれらの部分の間に望ましくない接触が無くなるように挿入ホイール２４８をベアリングハウジングのハブの周りで同軸に保持するようにベアリングハウジング４７２の内側の中心に据えられる。この方式で、ベアリングハウジングと挿入ホイールとの間にこれら２つの部分の間のベアリング、ブッシング、または他の接触シールの必要性を伴わずに真空シールが提供される。ロッド作製装置上のサポートブラケット（図示せず）へのベアリングハウジングの調節可能な取り付けを可能にするためにボルト穴５９０がベアリングハウジングの周囲に提供される。
【００５０】
図７を参照すると、図６を参照して前に述べられたベアリングハウジング４７２の背面図が示されている。真空ポート６０３はベアリングハウジングの裏側からドリルで穴を開けられた通路（図示せず）を介して真空通路５７２と連絡している。真空は普通の実験室用真空システムおよびこのポートに接続された適切なホース（図示せず）、または他の適切な手段によって供給されてもよい。真空は回転可能なホイール（図示せず）の周縁面上の様々なポケットに真空を加えるように使用され、それによって個々の物体（図示せず）が個々のポケットの中に吸いつけられてその中で定位置に固定される。正圧空気供給ポート６１０もやはりハブ５７４の周縁面に位置するドリルで穴を開けられた空気供給流路６１５と連絡している。この空気供給は普通の実験室用加圧空気供給システムおよびこのポートに接続された適切なホース（図示せず）、または他の適切な手段によって供給されてもよい。空気供給流路６１５を通る空気供給は、物体がポケットから放出されてフィルタ繊維屑（図示せず）の中に挿入された後に残りの物体または他の残りの材料がホイール（図示せず）の周縁面の各々のポケットから取り除かれることができるようにされる。正圧空気供給ポート６２５もやはりハブ５７４の底部周縁面に位置するドリルで穴を開けられた空気供給流路（図示せず）と連絡している。空気供給流路６２５を通る空気供給は、この流路からホイールの個々の周縁部に延びる空気流路を通る空気の噴出によって個々の物体がホイール（図示せず）の周縁面上の各々のポケットから押し出されることができるようにされる。そのため、物体を担持するポケットを有するホイールが低い位置へと回転するとホイールのこの領域が移動中のフィルタ繊維屑の中に位置付けられる。ポケットに加えられる真空（例えば負圧空気供給）は遮断され、空気供給流路６１５からの空気供給（例えば正圧空気供給）が、ハブの底部周縁面上に位置するポート（図示せず）からの空気流路の位置合わせの結果としてポケットへ延びる空気流路を通過する。結果として生じるこの流路を通る空気の噴出が物体をポケットからフィルタ繊維屑の中へと押しやる。
【００５１】
好ましいタイプの物体およびその寸法が下記で述べられる。物体は多様であってよい。この物体は通常、概して球の形状を有し、最も好ましいものは事実上極めて球状である。この物体は概して事実上中実である。この物体はプラスティック材料で構成されてもよく、例えばポリエチレンと香味剤の混合物から成る中実の球状ビーズ、または交換樹脂もしくはゲルの形態を有する球状ビーズであってもよい。この物体は無機材料で構成されてもよく、例えば球状のアルミナビーズであってもよい。この物体は炭素質の材料で構成される球状のビーズの形態を有することもやはりあり得る。この物体は中空の球の形態を有することもやはりあり得る。代表的な中空の物体は破裂可能なカプセルなどの液体含有物体であり、これらは極めて球状であり、サイズと重量で一様であり、自動化されたフィルタ作製器具を使用して物体が効率的かつ効果的に処理されることを可能にする表面特性を有し、組成で極めて一様である。代表的な物体は約３ｍｍから約４ｍｍ、好ましくは約３．５ｍｍの直径を有し、本発明の好ましいフィルタロッド作製器具の構成要素はこれらのタイプの物体を組み入れるフィルタロッドを効率的かつ効果的に作り出すように適切に構成または設計される。好ましい中空の物体はホッパーアセンブリ２５２への移送、そこからの移送、および内部での移送中に経験する取り扱いの状況の中で破裂しないように十分な物理的完全性を有する。
【００５２】
前述のフィルタロッド製造技術および器具を使用するフィルタロッドの生産のために使用され得る他のタイプの物体、ビーズ、カプセルとカプセル成分は本願明細書に参照で組入れられるＤｏｃｋの米国特許第３６８５５２１号、Ｂｒｏｏｋｓらの米国特許第３９１６９１４号、およびＴａｔｅｎｏらの米国特許第４８８９１４４号、ＭａｃＡｄａｍらの米国特許出願公開第２００３／００９８０３３号およびＤｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号、およびＫｉｍのＰＣＴ国際公開第０３／００９７１１号パンフレットに述べられたタイプである。
【００５３】
図８を参照すると、フィルタロッド２４は概して、従来のシガレット製造技術に精通した当業者に知られ、かつ上述されたような技術を使用して円筒形状のフィルタ要素へとさらに細分されることが可能である。フィルタロッド２４は従来式の空気透過性または空気不透過性の紙製プラグラップなどの取り巻きラッピング材料、または他の適切なラッピング材料内に入れられたフィルタ材料４０を含む。一例として、４個の物体３０８、３１０、３１２、および３１４がロッド２４の中で所定の距離で個々に間隔を置かれる。特に、各々の物体は互いに間隔を開けられた関係でロッドに沿って位置付けられる。線１−１、２−２、および３−３でそれぞれ示されるように、示された線１−１、２−２、および３−３に沿ってロッドを切断することによって４つのフィルタ要素を提供するようにロッドは「４連の」ロッドとして使用されてもよい。いわゆる「６連の」ロッドなどの他の構成もやはり製造されることが可能である。シガレット用のフィルタ要素の製造に使用するためのロッドのサイズは異なってもよいが、しかし通常では長さで約８０ｍｍから約１４０ｍｍ、外周で約１６ｍｍから約２７ｍｍの範囲にある。例えば、１００ｍｍの長さと２４．５３ｍｍの外周を有する通常のロッドは、Ｆｉｌｔｒｏｎａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって型番ＦＴＳ−３００として市販されているカプセル化された圧力降下試験器を使用して風量１７．５ｃｃ／ｓｅｃで測定すると約２００ｍｍから約４００ｍｍの水の圧力降下を示す。
【００５４】
図９を参照すると、喫煙物の或る代表的な構成要素を有するシガレットなどの喫煙物１０が示されている。シガレット１０は取り巻きラッピング材料２０内に収容された喫煙可能な充填材料１６の装填体または巻物の概して円筒のロッド１５を含む。ロッド１５は従来から「タバコロッド」と称される。このタバコロッドの端部は開放されて喫煙可能な充填材料を露出している。シガレット１０はラッピング材料２０に付けられた１つの任意選択の帯２５（例えばデンプン、エチルセルロース、またはアルギン酸ナトリウムなどの膜形成剤を含む印刷コーティング）を有して示されており、この帯がシガレットの長手軸を横切る方向でシガレットロッドを囲む。すなわち、この帯はシガレットの長手軸に対して交差方向の領域を提供する。この帯は図示されるようにラッピング材料の内側表面上に印刷されてもよく（すなわち喫煙可能な充填材料に面する）、または好ましくはないがラッピング材料の外側表面上であってもよい。このシガレットは１つの任意選択の帯を有するラッピング材料を有してもよいが、シガレットが２つ、３つまたはそれを上回る数のさらに任意選択の間隔を設けた帯を有するラッピング材料を有することもやはりあり得る。
【００５５】
タバコロッド１５のラッピング材料２０は広範囲の組成および特性を有することが見込まれる。特定のラッピング材料の選択はシガレットの設計および製造の業者に容易に明らかになるであろう。タバコロッドは１層のラッピング材料を有してもよく、またはいわゆる「ダブルラップの」タバコロッドのケースのように、タバコロッドが１層よりも多くの取り巻きラッピング材料を有することもあり得る。一例のタイプのラッピング材料、ラッピング材料成分、および処理されたラッピング材料はその全文を本願明細書に参照で組み入れるＧｅｎｔｒｙの米国特許第５２２０９３０号、およびＨａｎｃｏｃｋらの米国特許出願公開第２００４／０１２９２８１号およびＢａｒｎｅｓらの米国特許出願公開第２００５／００３９７６４号、およびＨａｎｃｏｃｋらのＰＣＴ国際公開第２００４／０５７９８６号およびＡｓｈｃｒａｆｔらのＰＣＴ国際公開第２００４／０４７５７２号パンフレットに述べられている。
【００５６】
タバコロッド１５の一方の端部は点火用端部２８であり、他方の端部はフィルタ要素３０に位置する。フィルタ要素３０は、フィルタ要素とタバコロッドが好ましくは互いに境を接して端と端を接する関係で軸方向に整列させられるようにタバコロッド１５の一方の端部に隣接して位置付けられる。フィルタ要素３０は概して円筒の形状を有してもよく、その直径はタバコロッドの直径と本質的に等しくてもよい。フィルタ要素の端部はこれを通る空気および煙の通過を許容する。フィルタ要素３０は取り巻きプラグラップ材料４５で長手方向に延びる表面に沿って重ね巻きされるフィルタ材料４０（例えばトリアセチン可塑剤で含浸処理された酢酸セルロースの繊維屑）を含む。すなわち、フィルタ要素３０はその外周または長手方向の周囲に沿ってプラグラップ４５の層によって取り巻かれ、各々の端部はフィルタ材料４０を露出させるように開いている。
【００５７】
フィルタ要素３０の中には少なくとも１つの物体５０が配置される。各々のフィルタ要素の中の物体の数は予め決められた数であることが最も好ましく、その数は１個、２個、３個、またはこれを超えることもあり得る。各々のフィルタ要素が単一の物体を含むことが最も好ましい。この物体はフィルタ要素のフィルタ材料４０の中に、特にフィルタ要素の中心領域に向かって配置されることが好ましい。フィルタ材料４０の性質は、物体５０がフィルタ要素３０の中に固定されてまたは定位置にとどめられるようにされることが最も好ましい。各々の物体５０は、フィルタ要素を通して吸引される主流煙の性質または特性にいくらかの変化を導入するように意図される化合物（例えば香味薬剤）を組み入れる搭載物を担持することもあり得る破裂可能なカプセルのように中空であってもよい。つまり、中空の物体５０の殻は、物体の搭載物を放出するように喫煙者の方向に破裂してもよい。場合によっては、物体５０はフィルタ材料を通して吸引される煙および／または空気を変えることができる大きい表面積を備えた中実の多孔質材料であってもよい。この物体は香味薬剤のための基剤またはマトリックスの支持体として働くポリエチレンビーズなどといった中実の材料であってもよい。極めて好ましい物体はユーザの指令で薬剤を放出することが可能である。例えば、液体の搭載物を含む好ましい破裂可能な中空物体は中空物体を破裂させるのに十分な意図的な物理的力の印加を喫煙者が加えるまで搭載物の放出に抵抗できる。通常、酢酸セルロース繊維屑などのフィルタ材料はこの搭載物を含むタイプの概して液体材料の吸収剤であり、それゆえに放出される搭載物成分はフィルタ要素を全体を通じたウィッキングを受ける（他の場合では移動または移送を経験する）ことが可能である。
【００５８】
フィルタ要素３０はフィルタ要素３０の全長とこれに隣接するタバコロッド１５の領域の両方を取り巻くティッピング材料５８（例えば本質的に空気不透過性のティッピングペーパー）を使用してタバコロッド取り付けられる。ティッピング材料５８の内側表面は適切な接着剤を使用してプラグラップ４５の外側表面およびタバコロッドのラッピング材料２０の外側表面に固く固定され、それゆえにフィルタ要素とタバコロッドが互いに接続される。
【００５９】
フィルタ要素３０をタバコロッド１５に接続するティッピング材料５８はその上に印刷された証印（図示せず）を有してもよい。例えば、シガレットフィルタ端部上の帯（図示せず）がフィルタ要素３０の中の物体の一般的な場所または位置を喫煙者に視覚的に示してもよい。これらの証印は喫煙者が物体５０を位置特定する補助をすることが可能であり、それにより、物体の位置の直ぐ外側のフィルタ要素３０を圧搾することによって物体が一層容易に破裂させられることが可能である。ティッピング材料５８上の証印は物体によって担持された搭載物の性質を示すこともあり得る。例えば、特定の色、形状、またはデザインを有することによってこの証印は特定の搭載物がスペアミント香味料であることを示してもよい。所望であれば、ティッピング材料の内側表面（例えばプラグラップに面した表面）が、破裂する物体の内容物がフィルタ材料４０からティッピング材料の中に移動、ウィッキング、または滲出し、それゆえにティッピング材料の見た目の悪い染みとして気付かれかねない傾向を遅らせるように作用することが可能な材料でコーティングされてもよい。そのようなコーティングは適切な膜形成剤（例えばエチルセルロース、またはシガレット製造に一般的に使用されるタイプのいわゆる唇離れを良くするコーティング組成）を使用して提供されることが可能である。
【００６０】
通気または空気希釈された喫煙物は場合によって設けられる一連の穿孔６２などの空気希釈手段を提供されてもよく、これらの各々はティッピング材料およびプラグラップを通って延びる。場合によって設けられる穿孔６２はレーザ穿孔技術などの当業者に知られている様々な技術によって作られることが可能である。これらの技術はフィルタ要素３０の中への物体５０の挿入の後に実行されるので、穿孔６２の形成時に物体に損傷を与えることを回避するために注意が払われる。レーザ穿孔技術を使用するなどの空気希釈技術からの損傷を回避するための１つの方法は穿孔を物体５０の位置の隣の位置に配置することを含む。そのような方式で、穿孔処理中のフィルタ要素に作用する放射、熱、または物理的力はこの物体に損傷を与えるような大きな性向を有さない。場合によっては、いわゆるオフラインの空気希釈技術が（例えば多孔質紙のプラグラップと予め穿孔されたティッピングペーパーの使用を通じて）使用されてもよい。穿孔される領域は（図示されるように）物体の上流に配置されてもよく、または穿孔される領域は物体の下流に（すなわちフィルタ要素の口元寄り側端部に向かって）配置されてもよい。
【００６１】
プラグラップ４５は異なってもよい。例えばＭａｒｔｉｎの米国特許第４１７４７１９号を参照されたい。通常、プラグラップは多孔質または無孔質の紙材料である。プラグラップ材料は市販入手可能である。一例のプラグラップ紙はＳｃｈｗｅｉｔｚｅｒ−Ｍａｕｄｉｔ  ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌからＰｏｒｏｗｒａｐ  Ｐｌｕｇ  Ｗｒａｐ  １７−Ｍ１、３３−Ｍ１、４５−Ｍ１、６５−Ｍ９、９５−Ｍ９、１５０−Ｍ４、２６０Ｍ−４、および２６０−Ｍ４Ｔとして入手可能である。好ましいプラグラップ材料は事実上無孔質である。無孔質プラグラップは約１０ＣＯＲＥＳＴＡ単位未満、好ましくは約５ＣＯＲＥＳＴＡ単位未満の多孔率を示す。一例の無孔質プラグラップはＣｚｅｃｈ  Ｒｅｐｕｂｌｉｃ（Ｔｒｉｅｒｅｎｄｂｅｒｇ  Ｈｏｌｄｉｎｇ）のＯｌｓａｎｙ  Ｆａｃｉｌｉｔｙ（ＯＰ  Ｐａｐｒｉｎａ）からＲｅｆ．Ｎｏ．６４６  Ｇｒａｄｅとして入手可能である。プラグラップ紙は膜形成材料の層で特にフィルタ材料に面する表面上にコーティングされてもよい。そのようなコーティングは適切な重合膜形成剤（例えばエチルセルロース、炭酸カルシウムと混合されたエチルセルロース、またはシガレット製造に一般的に使用されるタイプのいわゆる唇離れを良くするコーティング組成）を使用して設けられることもあり得る。場合によっては、プラスティックフィルム（例えばポリプロピレンフィルム）がプラグラップ材料として使用されてもよい。例えば、Ｔｒｅｆａｎ  Ｇｅｒｍａｎｙ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧからＺＮＡ−２０およびＺＮＡ−２５として入手可能な無孔質ポリプロピレン材料がプラグラップ材料として使用されてもよい。
【００６２】
フィルタ要素の中の破裂した物体の内容物がティッピング材料５８の見た目の悪い染みとして気付かれかねないことを避けるために、無孔質プラグラップ材料の使用が望ましい。例えば、極めて無孔質のプラグラップ材料は破裂した物体の液体内容物がフィルタ材料４０からティッピング材料の中に移動、ウィッキング、または滲出するのを遅らせるかまたは阻止する役割を果たすことができる。
【００６３】
本発明を実行するために有用なタバコ材料１６は異なってもよい。タバコ材料は火力乾燥タバコ、バーレイタバコ、オリエンタルタバコもしくはメリーランドタバコ、黒タバコ、ダークファイヤードタバコ、およびＲｕｓｔｉｃａタバコ、並びに他の希少種もしくは特殊タバコ、あるいはこれらのブレンドなどの様々なタイプのタバコから由来する。様々なタイプのタバコ、栽培業務、収穫業務、および乾燥業務の記述はＴｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｖｉｓら（Ｅｄｓ．）（１９９９）に述べられている。これらのタバコは適切に乾燥および熟成されたものであることが最も好ましい。
【００６４】
通常、シガレット製造用のタバコ材料はいわゆる「ブレンドされた」形で使用される。例えば、一般的に「アメリカンブレンド」と称される或る普及しているタバコのブレンドは火力乾燥タバコ、バーレイタバコ、およびオリエンタルタバコの混合物を含む。多くのケースでそのようなブレンドは加工タバコ葉柄（例えば刻んで巻いた、または刻んで膨らませた葉柄）、体積膨張させたタバコ（例えば、好ましくはカットフィラーの形態のドライアイス拡張タバコ（ＤＩＥＴ）などの膨張タバコ）などの加工された形態を有するタバコ材料を含む。タバコ材料はまた、再生タバコ（例えば製紙タイプまたはキャストシートタイプの処理を使用して製造される再生タバコ）の形態を有することもあり得る。特定のシガレット銘柄の製造に使用されるタバコブレンドの中の各々のタバコのタイプの正確な量は銘柄によって異なる。例えばＴｏｂａｃｃｏ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ，Ｖｏｇｅｓ（Ｅｄ．）ｐ．４４〜４５（１９８４），Ｂｒｏｅｎｅ、Ｔｈｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ，３ｒｄ  Ｅｄ．，ｐ．４３（１９９０）およびＴｏｂａｃｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｖｉｓら（Ｅｄｓ．）ｐ．３４６（１９９９）を参照されたい。他の代表的なタバコのタイプおよびタバコブレンドのタイプがＬａｗｓｏｎらの米国特許第４８３６２２４号、Ｐｅｒｆｅｔｔｉらの米国特許第４９２４８８８号、Ｂｒｏｗｎらの米国特許第５０５６５３７号、Ｇｅｎｔｒｙらの米国特許第５２２０９３０号、およびＢｌａｋｌｅｙらの米国特許第５３６００２３号、およびＳｈａｆｅｒの米国特許出願公開第２００２／００００２３５号、Ｌａｗｓｏｎらの米国特許出願公開第２００４／００８４０５６号、Ｐｅｒｆｅｔｔｉらの米国特許出願公開第２００４／０２５５９６５号、Ｄｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号、Ｃｒｏｏｋｓらの米国特許出願公開第２００５／００６６９８１号、およびＮｅｓｔｏｒらの米国特許出願公開第００６６９８６号、およびＰＣＴ国際公開第０２／３７９９０号パンフレット、およびＢｏｍｂｉｃｋらのＦｕｎｄ．Ａｐｐｌ．Ｔｏｘｉｃｏｌ．，３９，ｐ．１１〜１７（１９９７）にもやはり述べられている。
【００６５】
通常、タバコ材料はシガレットなどの喫煙物の製造にとって慣習的な形態および方式で使用される。普通、タバコはカットフィラーの形態（例えば約１／１０インチから約１／６０インチ、好ましくは約１／２０インチから約１／３５インチの幅、および約１／４インチから約３インチの長さに切断されたタバコ充填物の切れ端またはストランド）で使用される。普通、シガレットのタバコロッドの中に使用されるタバコ充填物の量は約０．６ｇから約１ｇの範囲である。普通、タバコ充填物は約１００ｍｇ／ｃｍ３から約３００ｍｇ／ｃｍ３、しばしば約１５０ｍｇ／ｃｍ３から約２７５ｍｇ／ｃｍ３の充填密度でタバコロッドを充填するように使用される。
【００６６】
所望であれば、タバコロッドのタバコ材料は他の成分をさらに含むこともあり得る。他の成分はケーシング材料（例えば糖類、グリセリン、ココア、およびリコリス）および味付け（ｔｏｐ  ｄｅｒｓｓｉｎｇ）材料（例えばメントールなどの香味材料）を含む。特定のケーシングおよび味付け成分の選択は望まれる感覚特性などの要因によって決まり、これらの成分の選択はシガレットの設計および製造の当業者に容易に明らかになるであろう。ＧｕｔｃｈｏのＴｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．（１９７２）、およびＬｅｆｆｉｎｇｗｅｌｌらのＴｏｂａｃｃｏ  Ｆｌａｖｏｒｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｓｍｏｋｉｎｇ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（１９７２）を参照されたい。
【００６７】
代表的なシガレット１０の寸法は異なってもよい。好ましいシガレットはロッド形状であり、約７．５ｍｍの直径（例えば約２２．５ｍｍから約２５ｍｍの外周）を有してもよく、約８０ｍｍから約１００ｍｍの全長を有してもよい。フィルタ要素３０の長さは異なってもよい。通常のフィルタ要素は約２０ｍｍから約４０ｍｍの長さを有してもよい。１つの好ましい実施形態では、フィルタ要素３０の長さは約２７ｍｍであり、タバコロッド１５の長さは約５６ｍｍから約５７ｍｍである。他の実施形態では、フィルタ要素の長さは約３１ｍｍであり、タバコロッドの長さは約６７ｍｍから約６８ｍｍである。ティッピングペーパー５８はフィルタ要素全体およびフィルタ要素に隣接する領域でタバコロッドの長さの約４ｍｍを取り囲んでもよい。約３ｍｍから約４ｍｍの直径を有することもあり得る代表的な物体５０はフィルタ要素の中央領域に配置されてもよい。
【００６８】
通常、フィルタ要素３０は要素の中の所定の位置で所定の数の物体を有する。例えば、フィルタ要素は少なくとも約１ｍｍ、通常では少なくとも約２ｍｍ、しばしば少なくとも約３ｍｍの直径を有する１個の球状物体を有することが好ましい。通常、これらの物体は約６ｍｍを超えない、しばしば約５ｍｍを超えない、頻繁には約４．５ｍｍを超えない直径を有する。或る好ましい物体は直径で約３ｍｍから約４ｍｍの範囲の直径を有し、或る極めて好ましい物体は約３．５ｍｍの直径である。この物体は好ましくはフィルタ要素の中央１／３、さらに好ましくはフィルタ要素の中央に配置される。約７ｍｍから約８ｍｍの直径を有するシガレットについては、通常の酢酸セルロース繊維屑フィルタ材料は約３．５ｍｍの直径を有する単一の物体をフィルタ要素の中に容易に受けいれて望ましい位置に保持することが可能である。
【００６９】
本発明の方法に従って作製される好ましいシガレットはそのフィルタ要素の中の中空の物体が壊されても壊されなくても望ましい吸引抵抗を示す。例えば、一例のシガレットは風量１７．５ｃｃ／ｓｅｃで約５０ｍｍと約２００ｍｍの水圧降下の間の圧力降下を示す。好ましいシガレットは風量１７．５ｃｃ／ｓｅｃで約７０ｍｍと約１８０ｍｍ、さらに好ましくは約８０ｍｍと約１５０ｍｍの水圧降下の間の圧力降下の値を示す。通常、シガレットの圧力降下の値はＦｉｌｔｒｏｎａ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｎｔｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｌｔｄ．から入手可能なＦｉｌｔｒｏｎａ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｔｅｓｔ  Ｓｔａｔｉｏｎ（ＣＴＳシリーズ）を使用して測定される。
【００７０】
使用時に、喫煙者はシガレット１０の点火用端部２８に火を点け、シガレットの反対側端部のフィルタ要素３０を通して煙を口の中に吸引する。喫煙者は物体５０を無傷に保ってシガレットの全部または一部を喫煙してもよい。物体５０が無傷を保っている喫煙体験の部分の間では、タバコロッド１５に発生した煙はフィルタ要素のフィルタ材料４０を通して喫煙者に吸引される。吸引される煙の全体的な特性または性質は、フィルタ要素の中の無傷の物体の存在の結果としてどのような有意の程度にも事実上影響を受けないことが最も好ましい。所望であれば、喫煙者は喫煙体験の前、途中、または後にさえ、いつでも物体５０を破裂させてもよい。物体の破壊はその中に含まれて密閉される内容物を放出するように作用する。したがってフィルタ要素の中への物体の内容物の放出は喫煙者が或る一定のこれらの内容物の作用の意図された恩典を、この恩典が煙に香りまたは臭いをつけること、煙に涼味をつけるか潤すこと、シガレットの残片の臭いを除くこと、または煙の全体的組成の変更またはシガレットの性能特性の変更に付随するいくらかの他の目標を達成することから結果として生じてもそうでなくても達成することを可能にする。すなわち、極めて好ましい実施形態では、物体の内容物はこの物体が意図的に物理的に破壊されるまでフィルタ要素の中に放出されないが、この物体が破裂させられると、結果としてフィルタ要素の中に放出されるこの物体の中に含まれた成分の一部（例えば香味剤の部分）は、フィルタ要素を通して受け取られる主流煙の各々の続いて起こる吸煙の中に組入れられる。
【００７１】
シガレットの使用中に、例えば喫煙者の指によってフィルタ要素３０に加えられる圧搾動作による物体５０への物理的圧力の印加は関連するフィルタ要素の領域を変形させ、それゆえにこの物体を破裂させてその搭載物をフィルタ要素のフィルタ材料４０へと放出させる。物体５０の破裂は聞き取れるポンもしくはポキッという音、物体の破砕もしくは粉砕の感触、または喫煙者によって加えられる圧力への抵抗の急速な減少の感覚によって見分けられることが可能である。この物体の破裂はその搭載物の内容物をフィルタ材料４０の部分全体にわたって分散させ、ある程度はタバコロッド１５の中に分散させることも見込まれる。内部に物体が設置されて保持されるフィルタ要素は、シガレットの製造、貯蔵、および使用の期間にフィルタ要素がその全体的形状を有効に維持できるようにされることが最も好ましい。フィルタ要素への圧力の印加が止められた後にフィルタ要素の全体的な円筒形状が本質的に元の形状に戻ることができるようにフィルタ要素が十分に弾力的であることが最も好ましい。すなわち、フィルタ要素は喫煙者の指によって加えられる圧搾圧力が物体を破壊することを可能にするための十分な柔軟性、および変形したフィルタ要素がその元の形状に戻ることを可能にするための十分な弾力性を有する。
【００７２】
図１０を参照すると、ティッピング材料５８を使用して端部に接続されたフィルタ要素３０を有するタバコロッド１５を有するシガレット１０が示されている。フィルタ要素３０は２つの長手方向に並べられた区分７０、７２から成る。タバコロッド１５の一方の端部の隣りに位置付けられる第１の区分７０は好ましくは端と端で境を接する関係でフィルタ材料８０および取り巻きプラグラップ８５を有する。第２の区分７２は好ましくは端と端の関係で境を接して第１の区分に隣接し、シガレットの口元寄り端部に配置される。第２の区分７２は内部に配置された破裂可能な物体５０を有するフィルタ材料４０を組み入れる。第２のフィルタ要素７２の長手方向の表面が今度は他方でプラグラップ４５によって取り囲まれる。図１を参照して前に述べられたタイプのフィルタ要素が第２のフィルタ区分７２を供給するために使用されてもよい。これらの区分７０、７２の各々がこれらフィルタ区分の両方にある長手方向に延びる外側の表面を取り囲むプラグラップ８８を使用して互いに対して定位置に保持される。通気または空気希釈される喫煙物は一連の穿孔６２などの場合によって設けられる空気希釈手段を設けてもよく、これらの各々はティッピング材料、ならびに２つのフィルタ区分のためのプラグラップ８８および第１の区分７０のプラグラップ８５を通って延びる。
【００７３】
物体５０を組入れた第２のフィルタ区分７２の領域のためのプラグラップ４５は図８を参照して前に述べられたタイプのプラグラップ材料（例えば無孔質プラグラップ材料）であってもよい。
【００７４】
通常の２重区分フィルタ要素３０については、物体５０を有する第２のフィルタ区分７２は通常では約１５ｍｍから約３０ｍｍの長さを有し、第１のフィルタ区分７０は約５ｍｍから約１５ｍｍ、最も好ましくは約１０ｍｍの長さを有する。好ましい２重区分フィルタ要素３０は約２５ｍｍから約３５ｍｍの全長を有する。
【００７５】
第１の区分は概して円筒形状のフィルタ要素であることが最も好ましい。第１の区分は酢酸セルロース繊維屑、寄せ集められた酢酸セルロースウェブ、ポリプロピレン繊維屑、寄せ集められたポリプロピレンウェブ、寄せ集められた酢酸セルロースウェブ、寄せ集められた紙、再生タバコのストランドなどといった慣例のシガレットフィルタ材料を使用して製造されることが最も好ましい。多成分シガレットフィルタ用の一例のシガレットフィルタ区分は本願明細書に参照で組入れられるＬａｗｒｅｎｃｅらの米国特許第４９２０９９０号、Ｔｈｅｓｉｎｇらの米国特許５０１２８２９号、Ｒａｋｅｒの米国特許第５０２５８１４号、Ｊｏｎｅｓらの米国特許第５０７４３２０号、Ｗｈｉｔｅらの米国特許第５１０５８３８号、Ａｒｚｏｎｉｃｏらの米国特許第５２７１４１９号、およびＢｌａｋｌｅｙらの米国特許第５３６００２３号に述べられている。活性炭粒子などの炭素質の材料がこのフィルタ区分の中に組入れられることもやはりあり得る。
【００７６】
多成分フィルタを有する他のタイプのシガレットが本発明を代表するタイプの物体含有フィルタ区分を組み入れることもやはりあり得る。すなわち、シガレットが他のタイプの形式および構成を有する多成分フィルタ要素を有することもあり得る。例えば、２区分フィルタ要素が破裂可能な物体を保有する１つの区分を有してもよく、この区分がタバコロッドと口元寄り端部のフィルタ区分との間に配置されることもあり得る。別の例として、３区分フィルタ要素が破裂可能な物体を保有する１つの区分をしてもよく、この区分がタバコロッドの直ぐ隣り、シガレットの口元寄り端部、またはタバコ端部のフィルタ区分と口元端部のフィルタ区分の間の中央のフィルタ区分として配置されてもよい。本発明の方法に従って作られる物体含有フィルタ区分は本願明細書に参照で組入れられるＢｌａｋｌｅｙの米国特許第５３６００２３号、Ｇｅｎｔｒｙらの米国特許第５３９６９０９号、およびＢａｎｅｒｊｅｅらの米国特許第５７１８２５０号、Ｊｕｐｅらの米国特許出願公開第２００２／０１６６５６３号、Ｄｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号、およびＣｒｏｏｋｓらの米国特許出願公開第２００５／００６６９８１号、およびＸｕｅらのＰＣＴ国際公開第０３／０４７８３６号パンフレットに述べられたタイプのシガレットの多成分フィルタの中に組入れられることが可能である。本願明細書に参照で組入れられるＢｅｒｇｅｒの米国特許第４０４６０６３号、Ｂｅｒｇｅｒの米国特許第４０６４７９１号、Ｂｅｒｇｅｒの米国特許第４０７５９３６号、Ｂｅｒｇｅｒの米国特許第４３５７９５０号、およびＢｅｒｇｅｒの米国特許第４５０８５２５号に述べられた代表的なタイプのフィルタ要素もやはり参照されたい。例えば、本願明細書に参照で組入れられるＤｕｂｅらの米国特許出願公開第２００４／０２６１８０７号、Ｃｒｏｏｋｓらの米国特許出願公開第２００５／００６６９８１号、およびＤｅａｌの米国特許出願公開第２００５／００７０４０９号、およびＫｉｍのＰＣＴ国際公開第０３／００９７１１号パンフレットにシガレットフィルタ成分として述べられたタイプの物体は本願明細書に述べられるタイプの物体と置き換えられることが可能である。
【００７７】
所望であれば、その全文を本願明細書に参照で組入れられるＳｍｉｔｈらの米国特許第５７２４９９７号に述べられたタイプのフィルタ要素が前述のタイプの物体を組み入れることも可能である。
【００７８】
本発明の多くの改造例および他の実施形態が前述の記述に提示された教示の恩典を有する本発明の関連の技術の当業者の脳裏に浮かぶであろうが、本発明の範囲または精神から逸脱することなく本発明の変形例および改造例が作られることは当業者に明らかであろう。したがって、本発明が開示された特定の実施形態に限定されないこと、および改造例および他の実施形態が添付の特許請求項の範囲の中に含まれると意図されることは理解されるべきである。特定の用語が本願明細書に使用されているが、これらは一般的かつ説明的な意味で使用されているに過ぎず、限定の目的のためではない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】フィルタ繊維屑処理ユニット、物体の供給源、物体挿入ユニット、およびフィルタロッド形成ユニットの部分を含むロッド作製装置を例示する図である。
【図２】物体挿入ユニットの斜視図である。
【図３】図５の物体挿入ユニットの往復運動バーの斜視図である。
【図４】物体挿入ユニットの一部分の斜視図であって、物体挿入ホイールを示している。
【図５】物体挿入ユニットの一部分の斜視図であって、フィルタ繊維屑の連続したウェブの中への個々の物体の設置を示している。
【図６】物体挿入ホイールアセンブリの拡大斜視図である。
【図７】物体挿入ホイールアセンブリのための実装用ハウジングの斜視図である。
【図８】フィルタ材料とその中で所定の間隔に配置された物体とを含む代表的なフィルタロッドの断面図である。
【図９】シガレットの形態を有する喫煙物の断面図であって、シガレットの喫煙材料、ラッピング材料部品、および物体を含むフィルタ要素を示している。
【図１０】シガレットの形態を有する喫煙物の断面図であって、シガレットの喫煙材料、ラッピング材料部品、および物体を含むフィルタ要素を示している。
【図１１】物体検出ユニットの一実施形態の斜視図である。
【図１２】物体検出ユニットの別の実施形態の斜視図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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