(57)【要約】本発明の対象は、ドライブトレイン（４）によって可動圧縮要素（３）を駆動させる少なくとも１つの電気モータ（１）及び制御ユニット（２）を備えている、タバコカットフィラー圧縮用の電動プレス機において、ピストンロッドの圧縮要素（３）は、オープンワークの設計を有し、且つ制御可能な駆動トルクを維持しながら駆動されることを特徴とする、電動プレス機にある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブトレインによって可動圧縮要素を駆動させる少なくとも１つの電気モータ及び制御ユニットを備えている、タバコカットフィラー圧縮用の電動プレス機において、
前記圧縮要素は、オープンワークの設計を有し、且つ制御可能な駆動トルクを維持しながら駆動されることを特徴とする、
電動プレス機。
【請求項２】
前記電気モータは同期モータである、請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
前記圧縮要素はモータの一定の駆動トルクを維持しながら駆動される、請求項１〜２のいずれかに記載のプレス機。
【請求項４】
前記ドライブトレインは駆動チェーンを有する、請求項１〜３のいずれかに記載のプレス機。
【請求項５】
前記圧縮要素は横方向のバーをもつフレームの形状を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のプレス機。
【請求項６】
前記圧縮要素の大きさがタバコ塊の加圧室の断面よりもかなり小さい、請求項５に記載のプレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シガレットの製造に使用されるカットフィラー圧縮用の電動プレス機に関する。
【背景技術】
【０００２】
カットフィラーは、箱に入れて保管及び移送することができ、カットフィラーは、通常、箱の容積を最大限に活用するために圧縮される。カットフィラーの圧縮には、油圧及び空気圧駆動のプレス機が一般に使用される。カットフィラーの高度の圧縮には、大きな作業ストロークをもつアクチュエータを使用する必要がある。油圧プレス機は運動速度が低く、作業液による製品汚染の危険を伴うのに対し、空気圧式アクチュエータを使用する既知のプレス機設計の解決策は、高効率の給気システムを必要とし、運動速度及びピストンロッド推力の制御は複雑な制御システムを必要とする。代替解決策は二重圧縮法であり、この場合には、２度目の圧縮の前に、作業ストロークが短めのアクチュエータを使用して、追加のカットフィラーを供給する。
【０００３】
圧縮要素を長方形の重い金属板とする、油圧アクチュエータによって駆動するプレス機は、特許文献１から既知である。圧縮は２段階で行われ、先ず、空気を加圧室から吸い出し、次に、圧縮要素である金属板によってカットフィラーのプレッシングを補助する。圧縮後、タバコ又はカットフィラーのベールは加圧室から取り出される。
【０００４】
一方、カットフィラーを、保管又は移送する箱の中に直接プレスする解決法は特許文献２から既知である。装入ホッパーの底部は、箱の中に挿入され、カットフィラーの圧縮後に取り除かれる。箱の中に挿入される装入ホッパーの部分には、空気除去システムが備っている。
【０００５】
４つのチェーンによって駆動される平坦な固定板を備え、固定板の隅部に圧力を加える特殊構造をしているカットフィラープレス機は、特許文献３から既知である。
【０００６】
一方、特許文献４は、干し草のベール形成用プレス機の圧縮要素の軽量設計を開示している。圧縮要素は共通の圧縮表面を形成する数個の要素から成る。
【０００７】
圧縮プロセスを出来るだけ短くしたい製造業者の期待を考慮すると、圧縮要素がカットフィラーに達するまでの動きは高速にすべきだが、その運動の最終段階においては、埃が舞わないように、速度を落とすべきである。非オープンワーク(non-openwork)の圧縮要素を用いる既知の解決法において、これらの圧縮要素の運動速度を下げないと、埃が舞い上がる影響は、圧縮要素の下からの空気が、圧縮要素と、加圧室又は箱の壁部とによって形成される圧縮要素の周りの隙間からかなりの速度で押し出されることに起因する。
【０００８】
さらに、カットフィラーを圧縮している間、箱の壁部が膨らむことになる、箱の側壁に及ぼすカットフィラーの影響に対処をしなければならない。箱の壁部が伸びる影響は、カットフィラーを圧縮前に不均等に詰める場合に特に見られる。
【０００９】
カットフィラーを圧縮しながら、カットフィラーの層を薄くするには、圧縮要素によってカットフィラーにかけられる圧縮力を徐々に大きくする必要がある。一定圧力を加える場合には、圧縮プロセスは、タバコ繊維を永久変形するのに要する時間のために長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４５７２０６５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第３４０５１８２号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／０１３７３２号
【特許文献４】米国特許第３７８２２７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明によって解決すべき課題は、圧縮要素の運動学的特性の最適化、つまり、箱の壁部を膨らます作用を同時になくす、圧縮パラメータの最適化にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の大要は、ドライブトレインによって可動圧縮要素を駆動させる少なくとも１つの電気モータ及び制御ユニットを備えている、タバコカットフィラー圧縮用のプレス機にある。本発明によると、プレス機が備える圧縮要素は、オープンワークの設計を有し、且つ制御可能なトルクを維持しながら駆動される。
【００１３】
本発明によるプレス機は、該プレス機の電気モータが同期モータであることを特徴とする。
【００１４】
本発明によるプレス機は、圧縮要素が、モータの一定の駆動トルクを維持しながら駆動されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によるプレス機は、ドライブトレインがドライブチェーンを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるプレス機は、圧縮要素が横方向のバーをもつフレームの形状を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によるプレス機は、圧縮要素の大きさがタバコ塊の加圧室の断面よりもかなり小さいことを特徴とする。
【００１８】
本発明による解決策によれば、圧縮の開始前に圧縮要素を素早く動かし、圧縮要素の圧縮力を最適に制御し、且つ圧縮要素を素早く引き戻すことができる。圧縮要素の構造は、圧縮が行われる箱が変形されないようにする。
【００１９】
本発明の対象を以下の図面に示す好適な実施形態にて示す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】プレス機の運動図を示す図である。
【図２】第１実施形態における圧縮要素を示す図である。
【図３】圧縮要素を中に配置した箱の上面図を示す図である。
【図４】第２実施形態における圧縮要素を示す図である。
【図５】第３実施形態における圧縮要素を示す図である。
【図６】空気圧式アクチュエータ駆動部を有するプレス機のパフォーマンス特性を示す図である。
【図７】本発明によるプレス機のパフォーマンス特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、制御ユニット２によって制御される電気モータ１が駆動するプレス機の運動図を示す。モータ１による駆動は、チェーン５及びチェーンホイール６を備えることができるドライブトレイン４によって圧縮要素３に伝えられる。圧縮要素は、ガイド７に沿って垂直にスライダー１０と一緒に動いて、箱８内に沈むことができる。図１に示す、上側位置にある圧縮要素３と箱８との間の空所には、箱８にカットフィラーを供給するコンベヤ９が位置付けられている。図１において、コンベヤ９は、箱８にカットフィラーを供給することができる位置にある。
【００２２】
箱８にカットフィラーを充填して、それを圧縮するために、箱８は、圧縮要素が箱８の中に滑りこめるように、プレス機の下に置く。箱８を置いたら、コンベヤ９を動かして、コンベヤ９によって供給されるカットフィラーが箱の中に落ちるようにする。タバコカットフィラーの一部を供給したら、圧縮要素３を動かせるようにするためにコンベヤ９を引き戻す。
【００２３】
図２は、第１実施形態における圧縮要素１０３を示す。圧縮要素のフレーム１１０は、２つの長手方向の要素１１１と２つの横方向の要素１１２とから成る。圧縮要素１０３の中央を隆起した部分１１５は、長手方向の要素１１３と横方向の要素１１４とから作られる。圧縮要素の中央部１１５とフレーム１１０は、斜めに位置付けたカプラー１１６によって接続される。簡略化のために、圧縮要素１０３をドライブトレイン４のスライダー１０と接続する要素は図示していない。
【００２４】
圧縮しているうちに、カットフィラーは、繊維が互いに絡み合う３次元構造として、スポンジのように作用する。圧縮要素１０３のフレーム１１０に属する斜めに位置付けられるカプラー１１６は、タバコカットフィラーを箱の壁部からある程度遠ざける。圧縮しているうちに、タバコカットフィラーの中にたまる空気はオープンワークの中央部１１５を経て逃げる。
【００２５】
図３は、内部に圧縮要素１０３を入れた箱８の上面図を示す。圧縮要素の全体寸法は、圧縮要素が加圧室を最少の隙間でいっぱいにする既知の解決法の場合におけるよりも小さくすることができる。
【００２６】
図４は、第２実施形態における圧縮要素２０３を示す。この圧縮要素のフレーム２１０は、２つの平らで傾いた長手方向要素２１１と２つの平らで傾いた横方向の要素２１２とから成る。圧縮要素の中央部２１５は、横方向の要素２１２に接続した長手方向の要素２１３で作られる。
【００２７】
圧縮要素２０３のフレーム２１０に属する斜めに位置付けられる要素２１１及び２１２は、圧縮の間に、タバコフィラーを箱の壁部からある程度遠ざける。圧縮の間に、タバコカットフィラー内にたまる空気はオープンワークの中央部２１５を経て逃げる。
【００２８】
図５は、第３実施形態における圧縮要素３０３を示す。圧縮要素３０３のフレーム３１０は、アーチ形の内面３１９をもつ２つの長手方向要素３１１とアーチ形の内面３１８をもつ２つの横方向要素２１２とから成る。圧縮要素の中央部３１５は、要素３１１及び３１２に接続される長手方向要素３１３と横方向要素３１４とで作られる。
【００２９】
圧縮要素３０３のフレーム３１０に属する要素３１１及び３１２のアーチ形の内面３１８及び３１９は、タバコフィラーを圧縮する間に、箱の壁部からある程度遠ざける。圧縮の間に、タバコカットフィラー内にたまる空気はオープンワークの中央部３１５を経て逃げる。
【００３０】
図６及び７は、空気圧式アクチュエータを使用するプレス機及び本発明によるプレス機の例示的に簡易化したパフォーマンス特性の比較を示す。これらの図の縦軸は、加圧室又は箱の底部に関連する圧縮要素の位置を示し、横軸は時間軸を示す。これらの特性は、圧縮要素の上側位置に対応する高さｈ1から、カットフィラーの圧縮ベールの高さに対応する高さｈ2までの圧縮要素の移動及び最初の位置、つまり高さｈ1への圧縮要素の復帰に関連する。圧縮前のゆるく詰められたカットフィラーの高さを、ｈ3で示してある。圧縮プロセスは、以下の３段階に分けることができる。
ａ．圧縮要素をカットフィラーの近くに押し付け、カットフィラーを圧縮する。
ｂ．カットフィラーが弾性を失い、つまりカットフィラーの繊維が永久変形して、圧縮したカットフィラーのベールの上側表面が、圧縮要素を引き戻した後に、上昇しなくなるような瞬時にまでカットフィラーを圧縮状態に保つ。
ｃ．圧縮要素を引き戻す。
【００３１】
図のセクション２１（図６）は、カットフィラーの近くに圧縮要素を押し付けて、圧縮を開始することを含む、空気圧式アクチュエータにより駆動される圧縮要素の移動を示し、セクション２２は、部分的に圧縮されたカットフィラーの抵抗性が増すまでの圧縮要素の更なる移動を示す。フラグメント２１及び２２は、前述した段階ａに相当する。セクション２３は圧縮プロセスの段階ｂに、セクション２４は段階ｃに相当する。図のセクション４１は、電気モータによって駆動される圧縮要素の移動を示す。モータは、制御ユニットによって一定の速度、つまり一定の駆動トルクで圧縮要素を動かすように制御され、従って、圧縮要素の圧縮力は圧縮されるカットフィラーの抵抗性を増すように調整される。セクション４１は圧縮プロセスの段階ａに、セクション４３は段階ｂに、セクション４４は段階ｃに相当する。
【００３２】
図７は、図６におけるように空気圧式アクチュエータによって駆動される圧縮要素の移動を表すセクション２１，２２，２３及び２４を、また、本発明によるプレス機によって駆動される圧縮要素の移動を表すセクション４１，４２，４３及び４４を示す。段階ａの第１部分に関連するセクション４１は、圧縮の抵抗力が圧縮要素によってかけられる力よりも低くなるまで、カットフィラーの近くに圧縮要素を押し付けて、圧縮を開始することを含む圧縮要素の移動を示す。セクション４２は、モータによる一定の駆動トルクによって得られる一定の力でカットフィラーに影響を与える圧縮要素の移動を示す。カットフィラーを高さｈ3に圧縮するのに必要な時間ｔ2は、圧縮要素を一定の速度で移動させる場合の時間ｔ１よりも長くなるも、それでも、圧縮プロセスの合計時間は、空気圧式アクチュエータによって駆動されるプレス機による圧縮の場合よりも短くなる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月11日(2013.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブトレインによって可動圧縮要素を駆動させる少なくとも１つの電気モータ及び制御ユニットを備えている、タバコカットフィラー圧縮用の電動プレス機において、
前記圧縮要素は、平坦で、傾いた長手方向の要素を含むオープンワークの設計を有し、且つ制御可能な駆動トルクを維持しながら駆動されることを特徴とする、
電動プレス機。
【請求項２】
前記電気モータは同期モータである、請求項１に記載のプレス機。
【請求項３】
前記圧縮要素はモータの一定の駆動トルクを維持しながら駆動される、請求項１〜２のいずれかに記載のプレス機。
【請求項４】
前記ドライブトレインは駆動チェーンを有する、請求項１〜３のいずれかに記載のプレス機。
【請求項５】
前記圧縮要素は横方向のバーをもつフレームの形状を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のプレス機。
【請求項６】
前記圧縮要素の大きさがタバコ塊の加圧室の断面よりもかなり小さい、請求項５に記載のプレス機。
【国際調査報告】
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