(57)【要約】  タバコ又は他の顆粒、粉末、又は固形内容物が充填された小さいポーチ（１００）を極めて高い生産速度で生産するための装置及び方法。無限ウェブ基体（１２）が、香味（１４）に存在するか否かに関わらず、縦方向縫い目（１０６）を備えたチューブ状形状（２９）に形成される。チューブ（２９）は、個々の長さ（１０Ｖ）に切断され、チューブの行列が一端で圧着閉鎖され、充填され、別の端部（１０４）で圧着閉鎖されてポーチ生産が完成する。生産時には、ポーチの圧着端部（１０２、１０４）に形成された縫い目は、互いに平行であり、ポーチ（１００）の縦方向縫い目（１０６）は、ポーチ（１００）の側面の間の中間にあり、ポーチ（１００）の圧着端部（１０２、１０４）に形成された縫い目に対して直交する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のポーチ長さを有して充填されたポーチを生産するためのポーチ製造機であって、
ウェブのソースと、
縦方向縫い目を確立する前記ウェブの重なっている縁部部分を備えて中空無限チューブに該ウェブを形成するように作動する装飾品と、
両端を有するポーチ長さに対応する長さの個々のチューブを最終的に生産するように作動するカッターと、
経路に沿って前記個々のチューブの行列を確立して移動するように作動する一連の移送ドラムと、
前記カッターの出力を前記一連の移送ドラムの受け取り部分上に移送するように作動する移送区画と、
開放端ポーチ構造体の行列を確立するために各個々のチューブの一端を圧着閉鎖するように作動する前記経路に沿った第１の位置の第１の閉鎖機構と、
開放端の充填ポーチ構造体の行列を確立するために前記開放端ポーチ構造体の各々に所定量の材料を堆積させるために前記経路に沿った第２の位置の充填区画と、
ポーチ完成品の行列を確立するために前記開放端充填ポーチ構造体の各々の他端を圧着閉鎖するように作動する前記経路に沿った第３の位置の第２の閉鎖機構と、
前記充填区画の一貫した作動を維持するように作動するセンサ及びコントローラと、
を含み、
前記移送機構及び前記一連の移送ドラムは、前記完成ポーチの両側の間に前記縦方向縫い目の一貫した位置を維持する、
ことを特徴とするポーチ製造機。
【請求項２】
前記カッターは、最初に前記中空無限チューブを複数長さチューブ状要素に切断するように作動し、該カッターは、該複数長さチューブ状要素を個々のポーチ長さに切断してそれらを前記個々のチューブの行列に配置するために前記一連の移送ドラムに沿った位置に切断、選別、及びアラインメントドラムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項３】
前記移送区画は、前記カッターに隣接する位置から前記一連の移送ドラムの第１のドラムの溝上に前記複数長さチューブ状要素を繰返し移送することを特徴とする請求項２に記載のポーチ製造機。
【請求項４】
前記移送区画は、複数の周回アームを含み、各々は、前記隣接位置で前記複数長さチューブ状要素を繰返し取り上げて該要素を前記第１のドラム上の前記溝上に堆積させるように構成かつ配置された把持器要素に接続されることを特徴とする請求項３に記載のポーチ製造機。
【請求項５】
前記装飾品の前に前記ウェブにフィルムを適用するように作動するフィルムアプリケータを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項６】
前記香味フィルムアプリケータは、前記装飾品の前に前記ウェブに離間したフィルム部分を適用し、
各香味フィルム部分が、個々のポーチ長さに関連付けられる、
ことを特徴とする請求項５に記載のポーチ製造機。
【請求項７】
前記香味フィルムアプリケータは、前記フィルムが個々の部分に切断される回転している受け取りドラム上に無限フィルムを送出し、
前記受け取りドラムは、前記無限フィルムよりも僅かに速い面速度で回転し、それによって前記フィルム部分は、前記ウェブへの適用前に該受け取りドラム上で離間される、
ことを特徴とする請求項６に記載のポーチ製造機。
【請求項８】
前記一連の移送ドラムは、前記充填区画の前に前記個々のチューブの行列において垂直の向きを確立するために面取りした移送ドラムを含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項９】
前記装飾品は、ブッシュと協働し、該ブッシュは、該装飾品に隣接する前記ウェブの内側部分に対する支持を提供するように作動することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１０】
前記装飾品は、ローラーと協働し、該ローラーは、該装飾品に隣接する前記ウェブの内側部分に対する支持を提供するように作動することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１１】
前記装飾品は、真空と協働し、該真空は、該装飾品に隣接する前記ウェブの外側部分に対する支持を提供するように作動することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１２】
前記移送区画は、チューブ状要素をキャッチャードラムの溝上で縦方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１３】
前記移送区画は、チューブ状要素が前記キャッチャードラムの前記溝上で移動するのを助ける真空利用回転ローラーを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のポーチ製造機。
【請求項１４】
前記キャッチャードラムは、チューブ状要素を所定の望ましい半径方向向きに回転させるように固定された弓形レールに対して回転することを特徴とする請求項１２に記載のポーチ製造機。
【請求項１５】
前記第１のドラムは、逆転防止面を備えた広い溝を含み、
固定ロールバーと協働する前記第１のドラムは、移送されたチューブ状要素を望ましい半径方向向きに繰返し回転させるように作動する、
ことを特徴とする請求項４に記載のポーチ製造機。
【請求項１６】
前記センサは、前記充填区画の前記第２の位置の後の前記経路に沿って位置付けられ、かつ内容物のレベルを示す信号を発生するようになっており、前記コントローラは、該センサの該信号に応答して該充填区画の作動を調節するようにプログラムされることを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１７】
前記充填区画の前記第２の位置の後の前記経路に沿って位置付けられ、かつ完成ポーチを前記行列から取り出すよう作動する廃棄ステーションを更に含み、
前記コントローラは、受容できない充填作動を示す前記センサからの信号に応答して前記廃棄ステーションを作動させるようにプログラムされる、
ことを特徴とする請求項１６に記載のポーチ製造機。
【請求項１８】
前記廃棄ステーションは、前記第２の閉鎖機構の前記第３の位置の前に位置付けられることを特徴とする請求項１７に記載のポーチ製造機。
【請求項１９】
前記廃棄ステーションは、前記第２の閉鎖機構の前記第３の位置の後に位置付けられることを特徴とする請求項１７に記載のポーチ製造機。
【請求項２０】
付加的な基準に従って完成ポーチの検査及び廃棄のために前記コントローラ及び前記廃棄ステーションと協働する第２のセンサを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載のポーチ製造機。
【請求項２１】
前記充填区画は、前記コントローラの制御下の振動式パン給送機を含み、該充填区画は、前記開放端ポーチの行列の上方に位置付けられかつそれと共に移動する一連の漏斗を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項２２】
前記装飾品は、該装飾品においてチューブ状ウェブ形態を前記ウェブに維持するように真空のソースと協働することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項２３】
顆粒、粉末、及び固形内容物を含有する充填ポーチを高速生産する方法であって、
無限紙基体から無限中空紙チューブを形成し、紙の両方の縁部部分が互いに密封されて縦方向縫い目を形成する段階と、
両端を有する個々のポーチ長さチューブに前記紙チューブを切断する段階と、
各個々のポーチ長さチューブの一端を圧着閉鎖する段階と、
各圧着閉鎖された個々のポーチ長さチューブに内容物を充填する段階と、
前記充填された個々のポーチ長さチューブの他端を圧着閉鎖してポーチ形成を完了する段階と、
前記圧着端部及び縦方向縫い目の向きを前記完成ポーチ形態の該圧着端部が互いに平行になり、かつ該縦方向縫い目が形成されたポーチの両側の間の中間に位置付けられた該圧着端部の間を延びるようにポーチ形成を通して維持する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記切断する段階は、最初に前記中空無限チューブを複数長さチューブ状要素に切断し、それが次に個々のポーチ長さに切断されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数長さチューブ状要素を受け取ってそれらを一連の溝付きドラム上に下流方向に移送するための移送段階を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記紙チューブの前記縦方向縫い目は、該チューブが移送される前記ドラムに対して外向き又は内向きに半径方向に整列することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記顆粒、粉末、又は固形内容物は、タバコであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記紙基体を無限中空紙チューブに形成する前に該紙基体上に香味フィルムを適用するための香味フィルム供給段階を更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記香味フィルム供給段階は、無限中空紙チューブに形成する前に前記紙基体上に離間した香味フィルム部分を適用するように機能することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記紙基体は、中空無限チューブに水平に形成され、
前記圧着及び充填段階は、前記個々のポーチ長さを垂直位置にして行われる、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３１】
前記中空紙チューブを前記形成する段階又は密封する段階の少なくとも一方は、装飾品と協働する内部ブラシ、内部ローラー、又は外部真空のうちの少なくとも１つによって容易にされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
高速ポーチ製造の方法であって、
複数ユニット長さを有するチューブ状要素を繰返し作成する段階と、
前記複数ユニットチューブ状要素を第１のホイールのレセプタクル上に繰返し移送し、該移送が、該第１のホイールの回転軸線に対する該チューブ状要素の所定の半径方向向きを確立する作動を含む段階と、
前記複数ユニットチューブ状要素の各部分を切断、選別、及び整列させるホイール対ホイール作動を利用し、一方で該ホイール対ホイール作動における半径方向関係を維持しながら前記移送された複数ユニットチューブ状要素を１歩先のチューブ状要素の行列に次に変換する段階と、
前記１歩先のチューブ状要素の行列を該１歩先のチューブ状要素を部分的に閉鎖、充填、かつ完全に閉鎖するステーションを含む経路に沿って移動することにより、該１歩先のチューブ状要素の行列を完成ポーチ製品に変換する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記変換する段階は、前記充填された又は完全に閉鎖された１歩先のチューブ状要素を検査する段階を更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記変換する段階は、受容できない前記検査したチューブ状要素を廃棄する段階を更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
望ましい１歩先の長さと、横方向縫い目と、該横方向縫い目と直交する関係の縦方向縫い目とを有する顆粒、粉末、又は固形内容物充填ポーチ製品の高速生産の方法であって、
ポーチ製品の望ましい１歩先の長さの倍数に等しい所定長さを有する開放端チューブ状要素を繰返し形成する段階であって、該繰返し形成する段階が、
連続チューブ状形態に沿って縦方向縫い目を形成するようにチューブ状形態に折り畳まれかつ重なっている縁部部分に沿って密封されたウェブのリボンを折り畳み及び密封作動を通して引き出す段階、及び
前記チューブ状形態を前記所定長さの個別のチューブ状要素に繰返し切断するようになったカッターを通して誘導し、該形成されたチューブ状要素の各々に沿った前記縦方向縫い目が第１の向きを有する段階、
を含む前記繰返し形成する段階と、
１歩先のチューブ状要素の各々が前記望ましい１歩先の長さを有する配向開放端の１歩先のチューブ状要素の行列を前記形成されたチューブ状要素から確立する段階であって、該確立する段階が、
前記チューブ状要素の行列を開始するために前記形成されたチューブ状要素の各々を回転している溝付きドラムの溝上に連続的に移送する段階であって、該移送が、各移送されるチューブ状要素の前記縦方向縫い目がドラムに対して所定の半径方向関係にあるように移送において各チューブ状要素の向きを調節する段階を含む前記移送する段階、及び
前記チューブ状要素に対してドラム対ドラム移送と共に切断、選別、及びアラインメント作動を実行し、同時に該ドラム対ドラム移送の進行において該ドラムに対する所定の半径方向関係を維持することにより、移送されて共通に半径方向に向けられたチューブ状要素の前記行列を共通に半径方向に向けられた１歩先のチューブ状要素の行列に変換する段階、
を含む前記確立する段階と、
共通に半径方向に向けられた１歩先のチューブ状要素の前記行列を第１の圧着作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、部分的に形成されて配向されたポーチの行列を形成する段階であって、該第１の圧着作動が、該１歩先のチューブ状要素の各々の第１の端部部分を閉じて密封し、それによって第１の横方向縫い目が、各部分的に形成されたポーチの前記縦方向縫い目に対して直交する関係で形成される前記ポーチの行列を形成する段階と、
部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの前記行列を充填作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、該部分的に形成されて配向されたポーチの行列を充填する段階であって、それによって該充填作動が、該部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの第２の端部部分を通じて所定量の顆粒、粉末、又は固形内容物を給送する段階を含む前記充填する段階と、
前記充填されて部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの行列を第２の圧着作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、完成ポーチを確立する段階であって、それによって前記第１の圧着作動が、該共通に半径方向に向けられたポーチの各々の前記第２の端部部分を閉じて密封する段階を含み、それによって第２の横方向縫い目が、各完成ポーチの前記縦方向縫い目に対して直交する関係で形成される前記完成ポーチを確立する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記顆粒、粉末、又は固形内容物は、タバコであることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、無煙タバコのような小さい密封ポーチ材料を生産する方法及び装置に関し、より詳細には、１時間当たり数千ユニットの割合でポーチを生産するために超高速で作動させる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スヌースは、成人喫煙者のためにポーチ形態で販売される無煙タバコ製品である。多くの例で、ポーチは、タバコと、いくつかを挙げるとスペアミント、ペパーミント、又はスパイスのような香味料とを含有する。ポーチは、ユーザの口内に置かれ、その後香味及びタバコ液体を口腔の中に放出するように設計される。個々のポーチは、一般的に小売パッケージ当たり６又はそれよりも多いポーチの数量で販売される。
【０００３】
スヌース充填ポーチの生産は、ドイツのＳｃｈ１ｏｓｓ−Ｈｏ１ｔｅ所在の「ＭｅｄｉＳｅａ１  ＧｍｂＨ」のＭｅｄｉＳｅａ１機械、及びドイツのＬｉｃｈ所在の「Ｍｅｒｚ  Ｖｅｒｐａｃｋｕｎｇｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｎ  ＧｍｂＨ」によって提供されるもののようなポーチ製造機を用いて行われている。これらの機械は、通常は、ベースウェブのリボンを垂直方向に向けられたチューブ状形態に折り重ねて、チューブ状形態が下向きに引っ張られる時にチューブ状形態に沿って密封して縦方向縫い目を形成し、チューブに沿った位置で横方向に密封して第１の（下側）横方向縫い目を形成するように作動する。ウェブは、通常は紙を含む。ウェブは、好ましくは、ポリプロピレン、又は縫い目の熱密封が容易になる他の適切な材料を含む。タバコは、部分的に形成されたポーチ内に給送され、次に第２の（上側）横方向シールが形成されてポーチ構造体が完成し、それが次にチューブ状形態の残りの部分から切断される。この作動は、各ポーチに対して連続的に繰り返され、上述の段階の全ては、横方向縫い目に対して縦方向縫い目の望ましい直交する向きが保証されるように互いの近傍内で実行される。
【０００４】
しかし、これらの機械は、それらが各ポーチを構成、充填、及び完了するのに速度制限のある一度に１つずつの方式のために、毎分１５０から３５０ポーチ又はその付近の限られた生産速度を有する。
【０００５】
加えて、これらの機械の作動に利用される引き抜きアクションには滑る傾向があり、その傾向により機械が長さ及び容積の変動するポーチを生産する原因になる。そのような非一貫性は、製品の口内感覚、風味、及び他の属性に影響を与える可能性がある。
【０００６】
ポーチは比較的小さく、高速生産は、高度に有益な方式で互いに協働する非常に特殊な構成要素を要求する。
【０００７】
本発明は、縫い目の望ましい向きを維持するための機能を有し、かつポーチ長さ及び容積及び他の属性の一貫性を強化した高速ポーチ生産が可能な機械及び方法に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ  ２００７／０２６１７０７Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ２００７／００１２３２８Ａ１
【特許文献３】米国特許第５，２２１，２４７号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５４２，９０１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８７５，８２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、好ましい実施形態の目的の１つは、高度に有益かつ効率的な方式でタバコのような小さい材料の密封ポーチを生産するように機能する高速ポーチ製造機を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、１時間当たりに数千のそのようなポーチを生産するポーチ製造機である。
【００１１】
好ましい実施形態の別の目的は、タバコ及び任意的に香味料のような材料の小さい密封ポーチを高度に有益かつ効率的な方式で生産する方法を提供することである。
【００１２】
好ましい実施形態の更に別の目的は、高速ポーチ製造機と、顆粒、粉末、又は固形材料の小さい密封ポーチを高度に有益かつ効率的な方式で生産する方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つ又はそれよりも多くの実施形態により、紙基体の無限供給が下流方向に搬送され、同時に、香味フィルム又はストリップの別々の無限供給も下流方向に搬送される。香味ストリップは、単位長さの部分に切断され、最終的に香味ストリップの各部分は、基体上のストリップの間に等しい間隔で進行している紙基体の上の所定位置に接着される。接着剤も、紙の上の１つの縁部に沿って適用される。
【００１４】
その１つの縁部に接着剤及びその所定位置に香味ストリップを有する紙基体は、次に、装飾品を通して搬送され、そこで紙基体は、その両方の縁部が互いに接着された無限中空チューブに形成され、それによって無限の縦方向縫い目が形成される。形成されたチューブ内の構造体は、チューブ形状を支持及び維持するのに使用することができる。そのような構造体は、チューブの構造的一体性を維持し、かつ縦方向縫い目の密封を強化する目的のために、チューブの内部表面に係合する内部ブラシ又は内部ローラーバーを含むことができる。代替的に又は追加的に、外側真空を印加してチューブを形成し、縦方向縫い目を密封することができる。
【００１５】
無限中空チューブの形成後に、チューブは、生産されている個々のポーチの各々の長さに等しい長さに切断することができる。各々が内側に香味ストリップを有する個々のチューブの長さは、次に、下流方向への進行のために一連の溝付き伝達ドラムに移送される。代替的に、チューブは、複数のポーチを生産する長さに切断され、次にドラム上で切断、選別、かつ下流に整列させることができる。
【００１６】
ドラムの第１のものへの個々の又は複数のチューブ状長さの一貫した配置は、完成かつ形成されたポーチの各々に対して縦方向縫い目を適正に位置決めするか及び適正に向けるのに役に立つ。従って、縦方向縫い目は、受け取り溝付き又はドラム空洞の底部に（その方向に向けて）又はその位置と１８０度反対の位置に位置付けることができる。この向きは、チューブの端部の次の圧着が、縦方向縫い目を各形成されたポーチの側縁の間の中間で又は必要に応じて他の相対位置で起こることを保証する。
【００１７】
適切に溝を付けて面取りしたドラムを含む一連のドラムは、１つの溝付きドラムから次のものまでのそれらの進行の経路の端部で垂直方向に個々のチューブを位置決めする。
【００１８】
最終的に、中空チューブは、垂直回転軸線を有する処理ホイールの外側溝上に配置される。各チューブは、その縦方向縫い目を受け取り溝を底部に又はその位置と１８０度反対の位置にしてホイールの溝の１つに配置される。処理ホイールの直ぐ下の１対の圧着ローラーは、各チューブの下端を圧着し、それによって密封閉鎖するように機能する。各圧着ローラーは、好ましくは、垂直回転軸線を有し、両軸線は、処理ホイールの半径上に位置決めされる。上述のように位置決めされた各ポーチの縦方向縫い目を用いて、下側圧着は、一貫して形成することができ、縫い目は、必要に応じて各ポーチの側面の間の中間に形成される。
【００１９】
各チューブの下端を圧着閉鎖した後に、処理ホイールの回転は、タバコ又は他の内容物がチューブの中に給送される充填ステーションまでチューブを搬送する。
【００２０】
圧着ローラーの第２の対は、各チューブの上部を圧着閉鎖するために処理ホイールの上方に位置付けられる。第２の圧着ローラーの各々の垂直軸線は、処理ホイールの半径に沿って位置決めされ、これは、縦方向縫い目を形成されてる各ポーチの側面の間の中間にして上部圧着が下側圧着に平行になることを保証する。
【００２１】
ポーチは、次に、処理ホイールから取り外され、品質管理のために検査され、かつ輸送のために包装される。
【００２２】
好ましい実施形態の新しい特徴及び利点は、上に指摘したことに加えて、類似の参照記号が類似の部品を参照する添付図面と併せて以下の詳細説明を読むと当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による高速ポーチ製造機の斜視図である。
【図２】図１のポーチ製造機を利用するポーチ形成の様々なステージを示す概略図である。
【図３】その構造的一貫性を維持するように形成チューブ内側に構造的ブラシを備えた紙基体からの中空チューブの形成を示す端面図である。
【図４】チューブ内のブラシを示すためにその部分を破断したチューブ形成の側面図である。
【図３Ａ】図３と類似の図であるが同じ機能を果たすブラシに替わる代替の内部ローラーバーを示す図である。
【図４Ａ】図４と類似の図であるが紙チューブの一体性を維持するための内部ローラーバーを示す図である。
【図５】第１のドラム上で切断したチューブ状構成要素を移送して望ましい縫い目の向きを維持する図１の実施形態に示す詳細の概略図である。
【図５Ａ】図５に示す移送の更なる詳細の端面図である。
【図６】ストリップを部分に切断しないで連続紙基体に適用される連続香味ストリップを示す代替的な実施形態の図である。
【図７】図６に示す連続香味フィルムを備えた連続紙基体の上面図である。
【図８】第１のドラム上に切断されたチューブ状構成要素の図９の実施形態の移送と同時に望ましい縫い目の向きの実現を示す図式的端面図である。
【図９】多くの点で図１と同様であるが香味を何も入れないポーチが生産される場合の本発明の更に別の実施形態の概略図である。
【図１０】離間した香味フィルム又はストリップ部分が無限紙基体に位置決めされた場合の図１の機械の一部分を示す拡大概略図である。
【図１１】完成ポーチ製品の上面図である。
【図１２】離間した香味フィルム又は基体にストリップ部分を備えた無限紙基体の上面図である。
【図１３】タバコを充填する前に各形成チューブの下端を密封閉鎖するための下側圧着ローラーを示す各部分を断面にした概略図である。
【図１４】チューブにタバコを充填するためのホッパ及び振動式パン給送機の側面図である。
【図１５】図１４のホッパ及び振動式パン給送機の上面図である。
【図１６】下端において圧着閉鎖されたチューブ内にタバコを誘導するための構造体の側面図である。
【図１７】下端において圧着閉鎖されたチューブ内にタバコを誘導するための構造体の平面図である。
【図１８】下端において圧着閉鎖されたチューブ内にタバコを誘導するための構造体の断面図である。
【図１９】タバコを充填した後に各チューブの上端を密封閉鎖するための上側圧着ローラーを示す各部分を断面にした概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面に示す本発明のいくつかの好ましい実施形態により、その両方が本明細書において引用により組み込まれている本出願人に譲渡された米国公開特許出願番号ＵＳ  ２００７／０２６１７０７Ａ１及びＵＳ  ２００７／００１２３２８Ａ１に説明されているような毎分１，３００から１，７００の個々のポーチを生産する機能を有し、各ポーチが、好ましくは、タバコ及び適切な香味料の所定の部分と、必要に応じて及び任意的に溶解性の香味フィルム又はストリップとを含む高速ポーチ製造機１０を提供する。
【００２５】
図１１を参照すると、好ましい実施形態で形成される製品は、好ましくは、互いに平行な横方向縫い目に沿って密封される圧着端部部分を有するポーチ１００である。縦方向縫い目１０６は、圧着端部の間を延び、好ましくは、横方向縫い目１０２及び１０４に対して直交する関係でポーチの側面に平行である。好ましくは、縦方向縫い目１０６は、ポーチの側面の間の中間に位置付けられるが、その相対的な位置は、別の面よりも１つの側面の近くになるように選択することができると考えられる。各ポーチ１００は、所定の長さ「Ｌ」を有する。
【００２６】
図１、２、及び９を参照して、所定ユニット長さＬの個々のポーチ１００が生産可能な高速ポーチ製造機１０、１０’の実施形態を提供する。各機械１０、１０’は、各チューブ状要素１０１が与えられた向きに縦方向縫い目１０６を有し、好ましくは、複数の上述の所定ユニット長さＬの長さを有するベースウェブ１２の連続リボンから開放端複数ユニットのチューブ状要素１０１を繰返し形成する第１の区画Ａ，Ａ’と、その向きがドラム区画Ｃ、Ｃ’（ドラム区画Ｃ、Ｃ’はまた、上述のチューブ状要素１０１の部分を切断、選別、及び所定長さＬの１歩先のチューブ状要素１０１’の行列に整列させる）の続くドラムに沿って維持される第１のドラムに対して、半径方向関係で上述の縦方向縫い目１０６の向きで区画Ａ，Ａ’の出力をドラム区画Ｃ、Ｃ’の第１のドラム上に移送する移送区画又は機構Ｂ、Ｂ’と、ポーチ１００を形成するためにそれぞれ１歩先の要素１０１’を部分的に閉鎖し、充填し、及び閉鎖を終了するように、一方で１歩先の要素１０１’の行列が区画Ｄ、Ｄ’を通って移動するように適合された圧着及び充填区画Ｄ、Ｄ’とを含む。
【００２７】
図１及び１０を参照すると、区画Ａの作動では、ウェブ１２の無限供給が速度Ｖ１で下流方向に搬送される。ウェブは、一般的に紙を含み、好ましくは、縫い目の熱密封を容易にするためにポリプロピレン又は他の材料を収容することができる。同時に、香味フィルム又はストリップ１４の無限リボン（又は無限供給）は、僅かに遅い速度Ｖ２で下流方向に搬送され、その速度Ｖ２が、香味フィルム１４のリボンに沿ってコルクローラー１６の上流に位置付けられた計量ローラー１７のサイズ（直径）によって決定される。接着剤は、アプリケータ１８によって香味フィルムに適用される。香味フィルムは、フィルム１４が、コルクドラム上のユニット長さの部分２０に切断された場合、ナイフドラム１９とコルクドラム１６の間のニップに給送される。コルクドラムは、速度Ｖ１に等しい表面速度Ｖ３を有し、Ｖ２とＶ３の差が、コルクドラム上の香味フィルム１４の切断した部分２０の間に所定の間隔２４を生産する。香味フィルムの無限供給のより遅い速度Ｖ２及びコルクドラムの僅かに速い表面速度が、固有に望ましい間隔を生産する。離間した香味ストリップ部分２０は、次に、接着され、又は進行している紙基体の所定位置にその他の方法で固定される。好ましくは、糊又は他の接着剤も、アプリケータ２６又は他の適切なデバイスによって紙の１つの縁部２７に沿って適用される。また、コルクドラム１６の表面に香味フィルムの切断した部分２０を保持することを助けるために、コルクドラム１６の内側の真空チャンバ２３に真空２１を適用することができる。また、図１０に示すように、紙の上部に香味フィルム１４の部分２０を保持することを助けるために、紙基体１２の下側に真空２１を供給することができる。
【００２８】
図２及び１０の両方を参照すると、１つの縁部２７に沿って接着剤を備えた及び所定位置に香味フィルム部分２０を備えた紙基体が、次に装飾品２８を通して搬送され、そこで紙基体が連続中空チューブ２９に形成されて紙の両方の縁部部分が接着され、図２に示すように縦方向縫い目１０６を形成する。縦方向縫い目１０６は、完成ポーチ１００に現れる縦方向縫い目１０６になる。内部ブラシ３０は、香味フィルム１４がチューブ２９に含まれる時に省略される中空紙チューブの形成及び支持に使用することができる。代替的に、内部ローラー３２をこの目的のために使用することができる。これらの態様は、図３、３Ａ、及び４Ａを参照して以下に更に説明される。チューブの形成を容易にするために外側真空を印加することができ、一部の例では、外側真空は、特に連続香味フィルム１４がウェブ１２と組み合わされた時に内部支持構造体なしに使用することができ、それがウェブだけを含む（香味フィルムを何も含んでいない）チューブ状構造体よりも崩壊する傾向が少ない。
【００２９】
連続紙チューブ２９の形成は、装飾品２８を通してウェブ１２を引き出すためにドイツのＨａｍｂｕｒｇ所在の「Ｈａｕｎｉ  Ｋｏｒｂｅｒ」のＫＤＦ−２又は類似の装置のような連続多孔性ベルトドライブを使用して実行することができる。装飾品２８は、シガレット製造機のタバコロッド製造機で使用される装飾品に使用されるものと類似の折り畳み面及び接着剤アプリケータを有し、形状を確実に保持するために装飾品内で折り畳まれたウェブの外側に真空を印加するポートを含むことができる。
【００３０】
図２を参照すると、連続中空チューブ２９の形成の後に、チューブは、カッター３４によって個々のポーチ１００の長さ（すなわち、１歩先の長さ）又はより好ましくは、その倍数（すなわち、２歩、４歩、又は６歩先に出た長さ又はそれよりも長い）に等しい長さを有するチューブ状要素１０１に切断することができる。１歩先の長さに切断すると、区画Ｃ、Ｃ’を不要にすることができると考えられ、区画Ｂ、Ｂ’が機械１０の区画Ｄ、Ｄ’に直接給送するようになるが、１歩先の要素は、移送することが困難であり、倒れることが多いであろう。それは、従って、カッター３４において複数ユニット長さのチューブ状要素１０１を作り出すために、及び機械１０、１０’の区画Ａ、Ａ’からその区画Ｂ、Ｂ’を通じてチューブ状要素１０１を移送するために操作上有利である。
【００３１】
移送された状態で、複数のユニット長さのチューブ状要素１０１は、ポケット付き又は溝付きのホイール対ホイール真空移送技術を利用して区画Ｃ、Ｃ’の一連の溝付きドラム３６に沿って下流方向に移動される。好ましくは、ドラム又はホイール区画の間に機械１０、１０’の区画Ｃ、Ｃ’の端部に１歩先の開放端チューブ状要素１０１’の行列が確立されるように、チューブ状要素１０１の切断、選別、及び整列した部分が含まれる。例えば、図２を参照すると、２歩先に出たチューブ状要素１０１は、区画Ｃ、Ｃ’の第１のドラム２０２に移送され、次にドラム区画を通じて、それぞれ、指示２０４、２０６、及び２０８で表したように、切断（非加工物を複数の部分に切断）、選別（互いに対して切断した部分を周方向に変位させる）、及びアラインメント（変位された部分を互いに対して一直線の列に収束させる）をもたらすことができることを理解すべきである。４歩先に出たチューブ状要素は、これらの操作の８歩先に出た及びそれよりも多くの付加的な繰返しを要求することになる。
【００３２】
機械１０、１０’の実施形態の区画Ｃ、Ｃ’は、一般的に水平な割り付けから１歩先のチューブ状要素１０１’の行列が区画Ｄ、Ｄ’を通って移動する時に、実行すべき充填及び圧着操作用になる一般的に垂直な割り付けに、１歩先のチューブ状要素１０１’の行列の向きを変える面取りしたドラム又はホイール４６を更に含むことができる。
【００３３】
図１，２及び９の区画Ｂ、Ｂ’を再度参照すると、複数ユニット長さのチューブ状要素１０１の区画Ｃ、Ｃ’の第１のドラム上への移送及び配置は、各受け取りのための溝又は空洞において、ドラム２０２の半径に対して縦方向縫い目１０６が最終的に半径方向外向きに（又はその向きに１８０度対抗して、すなわち、半径方向内向きに）整列するように実行される。この半径方向関係は、区画Ｃ、Ｃ’のドラム対ドラム移送にわたって維持され、区画Ｄ、Ｄ’の１歩先に出るチューブ状要素１０１’の端部のその後の圧着及び密封により、その縦方向縫い目１０６に対して望ましい直交する関係で横方向縫い目１０２及び１０４と共に起こることが保証され、縦方向縫い目１０６が一貫して、好ましくは、形成されたポーチ１００の側縁の間の中間に位置決めされることが保証される。チューブ状紙要素が１つの要素から次の要素まで通過する時に、それらの半径方向向きが、ドラムからドラムまで半径方向外向きから半径方向内向きに変わり、かつそれが「半径方向関係に維持する」という意味の範囲にあるように意図していることを理解すべきである。更に、半径方向関係は、上述の好ましい０度及び１８０度の半径方向関係の代わりに選択された角度を含むことができる。
【００３４】
一連のドラム３６は、１つのドラムから次のドラムの進行のそれらの経路の端部で個々のチューブ１０１’を垂直な向きに位置決めする面取りしたドラム４６を含む。
【００３５】
図１、９、１３、及び１４を参照すると、１歩先のチューブ状要素１０１’は、次に、区画Ｃ、Ｃ’の最後のドラムを通じて連続回転している処理ホイール４８の外側に向けられ、それが、機械１０、１０’の区画Ｄ、Ｄ’に回転垂直軸線を有することができ、その配置が、上述の縦方向縫い目１０６の半径方向関係を維持する。チューブがホイール４８に配置される時に、処理ホイールの直ぐ下にある１対の圧着ローラー５０、５２が、各１歩先のチューブ状要素１０１’の下端を圧着してそれによって密封閉鎖するように機能し、下側横方向縫い目１０２を形成する。各圧着ローラーは、好ましくは、回転垂直軸線を有し、両方の軸線がホイールの半径に沿って位置決めされる。ホイール４８の溝に半径方向に位置決めされた縦方向縫い目１０６により、縦方向縫い目１０６が望ましい直交する関係で形成されるポーチの側面の間の中間にあるように下側圧着１０２が形成される。他の閉鎖及び密封機構は、圧着ローラーの代わりに又はそれと協働して利用することができると考えられる。
【００３６】
チューブの下端の圧着閉鎖の後に、処理ホイール４８の連続回転が、部分的に閉鎖されて１歩先のチューブ状要素１０１’をタバコ５６又は他の内容物がチューブ状要素１０１’に給送される充填ステーション３００まで通して更に搬送される。好ましくは、ホッパ５８及び振動式パン給送機６０は、タバコ又は他の内容物の充填操作を実施するように機能する。内容物給送及び充填装置はまた、その両方の全開示内容が引用により本明細書に組み込まれている同じ出願人に譲渡された米国特許第５，２２１，２４７号明細書及び第５，５４２，９０１号明細書に説明されている。充填の方法及び装置は、全開示内容が引用により本明細書に組み込まれている同じ出願人に譲渡された米国特許第５，８７５，８２４号明細書に開示されている。
【００３７】
図１５及び１９を参照すると、次に、処理ホイール４８の上方に離間した第２の対の圧着ローラー７０、７２が、各１歩先のチューブ状要素１０１’の上端分又は上側を圧着密封して上側横方向縫い目１０４を形成するように機能する。両方の圧着ローラーの垂直軸線は、好ましくは、処理ホイールの半径に沿って位置決め（相互にアラインメント）され、それによって上側縫い目１０４が下側縫い目１０２と平行になり、かつ縦方向縫い目１０６が側面間の中間になることが保証される。
【００３８】
図１５を参照すると、好ましくは、充填ステーション３００は、内容物（例えば、タバコ）の送出が完了する位置と上側圧着ローラー７０、７２、プロセッサ４０４、給送速度コントローラ４０６、及び廃棄ステーション４０８の中間の１歩先のチューブ状要素１０１’の行列の経路に沿った位置にセンサ４０２を含む検査及び給送制御システム４００を含む。センサ４０２は、上側圧着ローラー７０、７２に向けて進む中に、充填されたチューブ状要素１０１’の各々（又は代表的な番号）の内容物のレベルを示す信号を発生するようになっている。給送速度コントローラ４０６は、センサ４０２が発生した信号に応答して内容物の送出速度を上げるか又は下げるかのいずれかのために振動及び／又は振動パン６０のタバコの深さ５６を調節するように作動する。プロセッサ４０４は、システムの作動する要素（センサ４０２、給送速度コントローラ４０６、及び廃棄ステーション４０８）間で信号を処理してそれと通信するようにプログラムされる。システム４００は、ポーチ内容物（又は充填容積）が万一所定の値から離れる（プロセッサ４０６にロードされている製品規格から離れる）傾向がある場合、プロセッサ４０４は、充填作動がリアルタイムでかつオンラインで正確に維持されるように、検出された傾向に応じてかつ反作用的に給送速度コントローラ４０６の作動を調節することになるように作動する。万一間欠的な又は他のイベントが、指定された充填容積又はレベルから大きい逸脱を引き起こす場合、プロセッサは、処理ホイール４８から規格外製品を取り除くために廃棄ステーション４０８を作動させるようにプログラムすることができる。廃棄ステーション４０８は、廃棄製品を保持しているホイール４８の溝において真空保持を克服するために、十分な力を有するホイール４８に対して、空気のパルスを半径方向外向きに誘導する空気ジェットを含むことができる。その代わりに又はそれに追加して、廃棄ステーション４０８では機械式ピン又は他の手段を使用することができる。
【００３９】
好ましくは、廃棄ステーション４０８は、廃棄製品が開放端でありそのまま続いて検査及び内容物の回収の両方が簡単になるように、上側圧着ローラー７０、７２の上流（その前）に位置付けられる。回収された内容物は、ホッパ５８に戻されてそれによって浪費を防止し、かつ内容物の回収における処理段階を最小限にすることができる。
【００４０】
任意的に、廃棄ステーション４０８は、ポーチ１００が完全に閉じた（完成した）状態で製品の廃棄が実施されるように、かつ内容物が散乱しないように及び充填操作の清潔さに影響を及ぼさないように、上側圧着ローラー７０、７２の下流に配置することができる。問題解決へのこの技術は、内容物が特に微細な場合好ましい場合があり、そうでなければ散乱する傾向がある。
【００４１】
検査及び制御システムは、好ましくは、検査が順序よくかつ完全な方式で実行されるように、ポーチ完成品１００の行列の経路に沿って位置付けられると同時にそれらが処理ホイール４８又は続くホイール（ドラム）上で移動を続ける１つ又はそれよりも多くの検査ステーション又はセンサ４０９を更に含む。例えば、完成ポーチの各々（又は選択された数）が、上側圧着ローラー７０、７２の下流に移動する一方でホイール４８上に留まる時に、機械視覚検査を実行することが有利である。そのような構成は、センサ４０９に縦方向及び横方向縫い目１０６、１０４、及び１０２を呈示し、そのような検査の場合、繰返し及び順序よく一貫した態様で検査を簡単にする。検査を完全にするために、ポーチ完成品１００が、別の検査ステーション又はセンサ４０９’を有する別のドラムに移送され、そこでポーチ完成品１００の別の側面が検査のために呈示されることが考えられる。
【００４２】
上述の過程が完了した状態で、ポーチ１００は、処理ホイール４８又は次のホイールから取り外され、任意的に品質検査のために更に検査されて包装される。各完成ポーチは、好ましくは、タバコの所定部分及び任意的に香味フィルムを含む。機械１０、１０’は、タバコだけでなく顆粒、粉末、又は固体内容物のような他の形態の内容物を備えたポーチを作って充填することができる。
【００４３】
引き続き、図１及び２は、高速ポーチ製造機を含む本発明の好ましい一実施形態を示している。基本的に、ポーチ製造機１０は、チューブ形成区画Ａ、チューブ移送区画Ｂ、チューブ切断、選別、及びアラインメント区画Ｃ、及びチューブ圧着、充填、及び閉鎖区画Ｄを含む４つの区画を有する。
【００４４】
図１０に詳細に示すように、第１の実施形態では、チューブ形成区画Ａは、代表的な速度ＶＩで適切なコンベヤ手段（図示せず）によって下流方向に搬送される紙基体１２の無限供給を含む。同時に、香味フィルム又はストリップ１４の無限供給はまた、僅かに遅い速度Ｖ２でドラム１６に面した駆動コルクによって下流方向に搬送される。香味ストリップがコルクドラムに搬送される時に、アプリケータ１８によって香味ストリップの上面に接着剤が適用される。香味ストリップは、例えば、往復式ナイフブレード又はナイフドラム１９のようないずれか共通の切断要素によってストリップ１４及びドラム１６のニップにおいてユニット長さの部分２０に切断される。Ｖ２とＶ３の差が、コルクドラム上の香味ストリップの切断した部分間に所定の間隔２４を作り出す。香味ストリップ１４の無限供給のより遅い速度Ｖ２及びコルクドラムの僅かにより速い表面速度が、固有に望ましい間隔２４を作り出す。離間した切断された部分２０は、次に、図１２に示すように進行している基体１２の所定位置に接着される。アプリケータ２６からの接着剤２５はまた、紙基体の１つの縁部２７に沿って適用される。真空２１が、上述のように、コルクドラム及び紙基体１２への香味フィルムストリップ２０の保持を助ける。
【００４５】
紙基体１２は、縁部２７に沿った接着剤２５と共に及び所定位置にある香味ストリップ２０と共に装飾品２８を通して搬送され、そこで紙基体１２が無限中空チューブ２９に形成され、また紙の反対側の縁部部分が互いに接着されて縦方向縫い目１０６が形成される。
【００４６】
チューブ形成のための装飾品２８の実施形態が、図３及び４に示す内部ブッシュ３０、又は図３Ａ又は４Ａに示す内部ローラーバー３２を含むものを含む利用することができる。基本的には、上に離間した香味フィルム２０を備えた紙基体１２が、空気透過性無限ベルトによって装飾品を通して引っ張られ、ロールされてチューブ状形態に形成される。上述のように、その目的のためにあらゆる適切な装飾品構造体を利用することができる。内部ブラシ３０は、装飾品によって形成されたチューブを保持及び維持するように機能し、縦方向縫い目１０６をきつくすることを助ける。
【００４７】
同様に、図３Ａ及び４Ａに示すように、内部ローラーバー３２は、紙基体のチューブ状形状を維持するのと類似の結果をもたらす。ローラーは、形成された中空チューブ２９のものと類似の湾曲した半径を有し、最適なチューブ形状を固定する。真空プレナムは、チューブ２９の形成を助ける装飾品に利用することができる。ウェブ（香味フィルムなしの）から紙チューブを形成する場合、装飾品の位置のブラシ及び／又はローラーは、紙が崩壊する傾向を打ち消す。ウェブ及びフィルム構造体は、崩壊する傾向が比較的少ないために、香味フィルムが含まれている場合はそのような便宜は必要ない。装飾品に沿った１つ又はそれよりも多くの位置で真空を印加することは、香味フィルムの空気透過特性のために、ウェブ及びフィルム構造体との折り畳み作動を簡単にする効果がある。
【００４８】
図１に示す実施形態では、カッター３４は、無限チューブ２９を所定長さ１０１に切断するように位置決めされる。一例として、各切断されたチューブ１０１は、ポーチ１００を形成するのに十分な長さとすることができる。いわゆる２歩先に出たチューブの各長さは、次に、移送区画Ｂにおいて主として一連の溝付きドラム３６に移送され、それが切断、選別、及び整列してチューブ１０１が１歩先の長さのチューブ１０１’になり、それぞれ１つのポーチ１００に形成される。最初に２歩先に出たチューブ１０１が半分に切断されて２つの個々の長さ１０１’が生産され、次に上述のように長さ１０１’が選別されて整列する。
【００４９】
図１、５、及び５Ａを参照すると、切断したチューブ１０１の図１の実施形態の一連のドラム３６の第１のドラム２０２への移送は、好ましくは、各溝６０４が、ドラムの１２時の回転位置に到着した時に溝６０４のカッター３４の出力を繰返し受け取るキャッチャードラムを用いて実行される。
【００５０】
キャッチャードラム構成は、溝６０４の各々に沿って各チューブ状要素１０１を一貫して停止させて登録するように作動する停止部６０６を各溝６０４に含む。好ましくは、１つ又はそれよりも多くの真空支援回転ローラー６０２が、チューブ状要素が溝６０４内に移動することを助ける。好ましくは、真空ポート６２３は、ローラー６０２の周囲に沿って離間した位置で、チューブ状要素１０１が所定位置に移動することを簡単にする。好ましくは、そこで一度、１つ又はそれよりも多くの真空ポート６０９が、要素１０１を保持するために縫い目１０６と望ましい向きで対応する溝６０４に真空を印加する。
【００５１】
図５Ａも参照すると、キャッチャードラムは、ドラム２０２の１２時の位置に周方向の弓形レール又はカナード６０８を含み、チューブ状要素１０１を所定位置に案内することを助けることができる。ドラム２０２は、１２時の位置から次のドラム２９５への移送のポイントまで周方向に延びる固定された内部真空プレナム６１０を含む。真空源６１２からの真空は、ドラム２０２の溝付き回転本体６１１が回転する時に真空ポート６０９を通って連通している。
【００５２】
第１のドラム２０２上へのチューブ状要素１０１の一貫した配置は、縦方向縫い目１０６が、その位置に対して１８０度対抗する位置の代わりにドラム２０２の外部のチューブを受け取る空洞の１つの底部に位置付けられるべきであるという点で重要である。図１１に示すように、形成されたポーチの側縁間の中間の好ましい位置で個々のチューブ長の端部の圧着が縦方向縫いによって起こることを固定するために、これが必要である。
【００５３】
ここで図８及び９を参照すると、機械１０’を含む機械１０の代替的な実施形態では、区画Ｂ’における複数ユニット長さ１０１の移送は、アーミチャー７０４の端部に真空作動の把持器バー７０２を有する「Ｈａｕｎｉ  Ｐｒｏｔｏｓ  ＳＥ  ８０」の「Ｓｐｉｄｅｒ」（又は他のモデル）のような「Ｈａｕｎｉ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｐｉｄｅｒ  ９２」を使用して実行される。アーム７０４は、Ｓｐｉｄｅｒディスクの回転を化逸して全て回転可能であり、各アーム７０４は、ディスク７０６に対して回転可能である。Ｓｐｉｄｅｒは、それがカッター３４でチューブ状要素１０１を取り上げるように（図８にＸと名称付けて示したように）、区画Ａ’の下流に位置決めされるカッター３４に隣接すると、真空の適用により把持器１０６が、３時の位置でチューブ状要素１０１を把持して受け取りドラム２０２’（図８にＹと名称付けて示したように）の３時の位置に隣接した送出位置まで移動し、次に楕円形経路に沿って位置Ｘまで戻る。送出位置では、真空が中断されてチューブ状要素１０１が開放され、ドラム２０２’による真空の適用によって取り上げられる。この実施形態では、チューブ状要素１０１が、ドラム２０２’の半径との望ましいアラインメントの代わりに、ドラム２０２’の半径に対して最初にある角度で縫い目１０６によって向けられる。
【００５４】
望ましいアラインメントを達成するために、この実施形態のドラム２０２’は、「逆転防止器」面４１を含む周方向に広い溝４０と、図８に指示Ｚで表したように望ましいラジカル関係を達成するように、送出されたチューブ状要素１０１を逆転防止器４１に対抗して逆に巻くロールバー４２とを含む。
【００５５】
区画Ｂ’のＳｐｉｄｅｒは、区画Ａ’及びＣに対して面取りした関係で示されているが、Ｓｐｉｄｅｒのディスク７０６の回転の軸線が、ドラム２０２’の回転の軸線に対して９０度の関係になるように区画Ａ’と整列すると考えられる。
【００５６】
内部香味フィルムを有するポーチの生産に「Ｈａｕｎｉ  Ｐｒｏｔｏｓ  ＳＥ  ８０」の「Ｓｐｉｄｅｒ」を使用することが特に有益である。
【００５７】
図８の複数長さのチューブ１０１は、縦方向縫い目の位置が図示のように真空移送によって第１のドラム２０２’に移送された時にチューブの上側に縦方向縫い目を示している。しかし、ドラム２０２’が回転する時に、ローラーバー４２がチューブ１０１に係合してドラム２０２’の外側の受け取り空洞４０内でチューブを回転させる。空洞は、縦方向縫い目が、図示のようにドラム２０２’の半径に位置決めされる最終位置までチューブ１０１が回転するように設計される。
【００５８】
上述のように、その区画の溝付きドラムにより、区画Ｃで複数長さチューブ１０１が切断、選別、及び整列する。最終的に１つのポーチ１００を生産するための１つのチューブ１０１’は、面取りしたドラム４６によって搬送され、それが、ステーションＣにおいて１つの溝付きドラムから次のドラムまで進行する経路の端部でそれぞれ個々のチューブ３７を垂直向きに位置決めする。
【００５９】
図１及び１３〜１５に示すように、各個々の中空チューブ１０１’が、垂直回転軸線を有する回転している処理ホイール４８の外側（周囲）に配置される。チューブがホイールに配置された時に、１対の圧着ローラー５０、５２は、処理ホイール４８の直ぐ下の固定された位置で圧着してそれによって各チューブの下端を密封閉鎖するように機能する。各圧着ローラー５０、５２は、好ましくは、垂直回転軸線を有し、両方の軸線が処理ホイール４８の半径に沿って位置決めされる。上述のように位置決めされた縦方向縫い目１０６により、縦方向縫い目１０６が、形成されているポーチ１００の側面の間の中間に位置決めされた状態で、及び横方向縫い目１０２が、縦方向縫い目１０６に対して直交する関係にある状態で下側横方向縫い目１０２が形成される。
【００６０】
チューブ１０１’の下端を閉鎖した後に、処理ホイール４８の続いている回転が、タバコ５６又は他の内容物がそのチューブに給送される充填ステーションにチューブを搬送する。ホッパ５８及び振動式パン給送機６０が充填ステーションでタバコ充填作動を実施するように機能する。給送速度は、振動と振動パン６０上のタバコ５６の深さを変えることによって制御することができる。
【００６１】
図１４〜１８を参照すると、処理ホイール４８は、ホイールの周囲回りに一連の漏斗様ポケット６２を有する。各ポケット６２の上側は、切頭円形セクタ形状であり、各ポケットの底部には丸い孔６４がある。各ポケットの孔は、好ましくは、チューブ１０１’の開放端の直ぐ上に位置付けられる。ポケット６２の壁は、タバコ５６がチューブ１０１’内に容易に流れるように向けられる。ポケット６２の底部は、チューブ１０１’の開放端の内側に嵌合する延長部６６を含むことができる。ポケットの内側及び外側壁は、延びてトラフを形成し、振動式パン給送機６０の吐出物を捕捉することができる。隣接するポケット６２の間の壁６８は、ポケットに落下するタバコ又は他の内容物の全てがポケットを通ってチューブ１０１’内に流れるように鋭い縁部を形成する。吐出は、垂直にするか又は面取りさせることができる。
【００６２】
各ポケット６２がタバコ５６の「滝」を通って移動し、又は他の内容物が振動式パン給送機６０によって送出されるので、タバコは、ポケットを通って各ポケットの底部開口部６４、６６の下に位置決めされたチューブ１０１’に注ぎ込まれる。タバコの流れが、流れ及び吐出形態の両方で一貫しており、かつ処理ホイール４８の各ポケット６２が同一サイズ及び形状なので、ホイールの回転の速度が一定であり、各ポケット６２によって捕捉されるタバコの量が一貫している。従って、各チューブ１０１’内にロードされるタバコ及び他の内容物の量が一貫している。また、様々な構成要素の寸法決め及びタバコの流れ速度は、処理ホイール４８の全回転未満でタバコの全てがポケットからチューブ１０１’まで送出され、回転の残りが、チューブの圧着閉鎖、上述の検査及び規格外ポーチの廃棄、他の品質管理対策、ポーチ１００の取り外し、及び空のチューブの処理ホイール４８へのローディングのようなために使用することができるようなものである。
【００６３】
第２の対の圧着ローラー７０，７２は、固定された位置にあり、かつ上側の第２の横方向縫い目１０４を形成するために、各チューブ１０１’の上側の圧着閉鎖及び密封のための処理ホイール４８の上に離間している。第１の対の圧着ローラー５０、５２と同様に、好ましくは、第２の圧着ローラーの各垂直軸線は、それによって上側横方向縫い目１０４が下側横方向縫い目１０２と平行であり、縦方向縫い目１０６が完成ポーチ１００の側面の間の中間にあり、上側横方向縫い目が縦方向縫い目１０６に対して望ましい直交する関係にあることを保証するために処理ホイール４８の半径に沿って位置決めされる。圧着ローラーは、チューブ１０１’の横方向縫い目に沿った密封を強化するために加熱することができる。また、必要に応じて、閉鎖を強化するためにチューブの内側開放縁部に接着剤を適用することができる。これらの部品はまた、同様に下側圧着を形成するのに使用することができる。
【００６４】
形成されたポーチ１００は、次に、処理ホイール４８から取り外し、上述のように品質管理のための検査をして輸送のために包装することができる。各完成ポーチ１００は、好ましくは、タバコ５６及び任意的に溶解性香味フィルムを含む。
【００６５】
図６及び７は、図１０に示すように香味ストリップが個々の部分に切断されないで、無限香味フィルム１４が紙基体１２に沿って配置された場合の本発明の別の実施形態を概略で示している。任意的に、アプリケータ８０によって紙基体の上側に接着剤が適用され、無限香味フィルム１４が次に基体及び香味ストリップが下流方向に移動する時に、チャンバ８２を通じて真空が適用されて紙基体の所定位置に接着される。好ましくは、紙のリボン１２は、香味フィルムのリボン１４よりも広い幅を有し、紙及び香味フィルムのリボンは、縦方向縫い目１０６の形成を容易にするために上述のように紙ストリップが装飾品２８によってチューブ状形態に巻かれているので、紙基体１２の縦方向縁部８４が香味フィルムなしで相互に配置される。装飾品は、チューブを形成するのに使用され、上述の又は当業技術で公知のようないずれかの公知の装飾品又は他の折り畳み装置がその目的に使用することができる。チューブが形成された状態で、最終のポーチ形成に対して残っている下流の作業は、図１及び９のポーチ１０、１０’に関連して上述したものとほぼ同様とすることができる。
【００６６】
区画Ｃ、Ｃ’においてチューブの部分を切断、選別、及び整列させる必要性を避けるために、個々の長さが等しいチューブを生産するためにいずれの実施形態も修正することができることは認識すべきである。そうでなければ、区画は、上述したものと同様である。
【００６７】
上述の区画Ａ、Ａ’は、繊維状スラリ又は他の適切な材料がダイを通して押し出し成形されて次に切断される場合、チューブ状押し出し過程などから複数ユニットチューブ状構成要素１０１を形成するように設定することができることも想定される。そのような場合、チューブ状要素１０１’に縦方向縫い目がないことがある。
【００６８】
圧着及び材料充填区画は、好ましくは、その機能性を容易に実行するために一連のドラム又はホイールを含む。その圧着、充填、閉鎖、及び任意的に検査機能は、回転するドラム又はホイールに沿ってではなく線形方式に沿った位置で達成することができる。区画Ｃ、Ｃ’の場合も同様である。
【００６９】
香味フィルム１４はまた、部分２０の状態又は連続状態であろうと、内部ライナとして機能し、それが、タバコ又はその添加剤からの水分が使用前に紙に到達する可能性を低減することにより、タバコ５６又は他の内容物が紙１２を変色（汚損）させる傾向を低くする。
【００７０】
以上の変形及び修正は、当業者には明らかであろう。そのような変形及び修正は、ここに添付する特許請求の範囲の視野及び範囲内であると考えるものとする。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ  区画Ａ
２８  装飾品
２９  連続中空チューブ
３４  カッター
５６  タバコの深さ
１００  ポーチ
１０１  チューブ状要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【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】
所定のポーチ長さを有して充填されたポーチを生産するためのポーチ製造機であって、
ウェブのソースと、
縦方向縫い目を確立する前記ウェブの重なっている縁部部分を備えて中空無限チューブに該ウェブを形成するように作動する装飾品と、
前記中空無限チューブを複数ユニット長さチューブ状要素に切断するように作動するカッターと、
両端を有する個々のポーチ長さチューブに前記複数ユニット長さチューブ状要素を切断するために一連の移送ドラムに沿った位置に該個々のチューブの行列を確立するように作動する切断、選別、及びアラインメントドラムを含み、該個々の移送ドラムの行列を経路に沿って移動するように作動する一連の移送ドラムと、
前記カッターの出力を前記一連の移送ドラムの受け取り部分上に移送するように作動する移送区画と、
開放端ポーチ構造体の行列を確立するために各個々のチューブの一端を圧着閉鎖するように作動する前記経路に沿った第１の位置の第１の閉鎖機構と、
開放端の充填ポーチ構造体の行列を確立するために前記開放端ポーチ構造体の各々に所定量の材料を堆積させるために前記経路に沿った第２の位置の充填区画と、
ポーチ完成品の行列を確立するために前記開放端充填ポーチ構造体の各々の他端を圧着閉鎖するように作動する前記経路に沿った第３の位置の第２の閉鎖機構と、
前記充填区画の一貫した作動を維持するように作動するセンサ及びコントローラと、
を含み、
前記移送機構及び前記一連の移送ドラムは、前記完成ポーチの両側の間に前記縦方向縫い目の一貫した位置を維持する、
ことを特徴とするポーチ製造機。
【請求項２】
前記移送区画は、前記カッターに隣接する位置から前記一連の移送ドラムの第１のドラムの溝上に前記複数ユニット長さチューブ状要素を繰返し移送することを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項３】
前記移送区画は、複数の周回アームを含み、各々は、前記隣接位置で前記複数ユニット長さチューブ状要素を繰返し取り上げて該要素を前記第１のドラム上の前記溝上に堆積させるように構成かつ配置された把持器要素に接続されることを特徴とする請求項２に記載のポーチ製造機。
【請求項４】
前記装飾品の前に前記ウェブにフィルムを適用するように作動するフィルムアプリケータを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項５】
前記香味フィルムアプリケータは、前記装飾品の前に前記ウェブに離間したフィルム部分を適用し、
各香味フィルム部分が、個々のポーチ長さに関連付けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載のポーチ製造機。
【請求項６】
前記香味フィルムアプリケータは、前記フィルムが個々の部分に切断される回転している受け取りドラム上に無限フィルムを送出し、
前記受け取りドラムは、前記無限フィルムよりも僅かに速い面速度で回転し、それによって前記フィルム部分は、前記ウェブへの適用前に該受け取りドラム上で離間される、
ことを特徴とする請求項５に記載のポーチ製造機。
【請求項７】
前記一連の移送ドラムは、前記充填区画の前に前記個々のチューブの行列において垂直の向きを確立するために面取りした移送ドラムを含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項８】
前記第１のドラムは、逆転防止面を備えた広い溝を含み、
固定ロールバーと協働する前記第１のドラムは、移送されたチューブ状要素を望ましい半径方向向きに繰返し回転させるように作動する、
ことを特徴とする請求項３に記載のポーチ製造機。
【請求項９】
前記センサは、前記充填区画の前記第２の位置の後の前記経路に沿って位置付けられ、かつ内容物のレベルを示す信号を発生するようになっており、前記コントローラは、該センサの該信号に応答して該充填区画の作動を調節するようにプログラムされることを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１０】
前記充填区画の前記第２の位置の後の前記経路に沿って位置付けられ、かつ完成ポーチを前記行列から取り出すよう作動する廃棄ステーションを更に含み、
前記コントローラは、受容できない充填作動を示す前記センサからの信号に応答して前記廃棄ステーションを作動させるようにプログラムされる、
ことを特徴とする請求項９に記載のポーチ製造機。
【請求項１１】
前記廃棄ステーションは、前記第２の閉鎖機構の前記第３の位置の前に位置付けられることを特徴とする請求項１０に記載のポーチ製造機。
【請求項１２】
前記廃棄ステーションは、前記第２の閉鎖機構の前記第３の位置の後に位置付けられることを特徴とする請求項１０に記載のポーチ製造機。
【請求項１３】
付加的な基準に従って完成ポーチの検査及び廃棄のために前記コントローラ及び前記廃棄ステーションと協働する第２のセンサを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載のポーチ製造機。
【請求項１４】
前記充填区画は、前記コントローラの制御下の振動式パン給送機を含み、該充填区画は、前記開放端ポーチの行列の上方に位置付けられかつそれと共に移動する一連の漏斗を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のポーチ製造機。
【請求項１５】
顆粒、粉末、及び固形内容物を含有する充填ポーチを高速生産する方法であって、
無限紙基体から無限中空紙チューブを形成し、紙の両方の縁部部分が互いに密封されて縦方向縫い目を形成する段階と、
最初に複数ユニット長さチューブ状要素に前記紙チューブを切断し、次に、両端を有する個々のポーチ長さチューブに該複数ユニット長さチューブ状要素を切断する段階と、
各個々のポーチ長さチューブの一端を圧着閉鎖する段階と、
各圧着閉鎖された個々のポーチ長さチューブに内容物を充填する段階と、
前記充填された個々のポーチ長さチューブの他端を圧着閉鎖してポーチ形成を完了する段階と、
前記圧着端部及び縦方向縫い目の向きを前記完成ポーチ形態の該圧着端部が互いに平行になり、かつ該縦方向縫い目が形成されたポーチの両側の間の中間に位置付けられた該圧着端部の間を延びるようにポーチ形成を通して維持する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記複数ユニット長さチューブ状要素を受け取ってそれらを一連の溝付きドラム上に下流方向に移送するための移送段階を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記紙チューブの前記縦方向縫い目は、該チューブが移送される前記ドラムに対して外向き又は内向きに半径方向に整列することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記顆粒、粉末、又は固形内容物は、タバコであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記紙基体を無限中空紙チューブに形成する前に該紙基体上に香味フィルムを適用するための香味フィルム供給段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記香味フィルム供給段階は、無限中空紙チューブに形成する前に前記紙基体上に離間した香味フィルム部分を適用するように機能することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記紙基体は、中空無限チューブに水平に形成され、
前記圧着及び充填段階は、前記個々のポーチ長さを垂直位置にして行われる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数ユニット長さチューブ状要素を第１のホイールのレセプタクル上に繰返し移送し、該移送が、該第１のホイールの回転軸線に対する該チューブ状要素の所定の半径方向向きを確立する作動を含む段階と、
前記複数長さユニットチューブ状要素の各部分を切断、選別、及び整列させるホイール対ホイール作動を利用し、一方で該ホイール対ホイール作動における半径方向関係を維持しながら前記移送された複数ユニット長さチューブ状要素を前記個々のポーチ長さチューブの行列に次に変換する段階と、
前記圧着−閉鎖段階及び前記充填段階を実行するように作動するステーションを含む経路に沿って前記個々のポーチ長さチューブの行列を移動することにより、該個々のポーチ長さチューブの行列を完成ポーチ製品に変換する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記変換する段階は、前記充填された又は完全に閉鎖された個々のポーチ長さチューブを検査する段階を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記変換する段階は、受容できない前記検査した個々のポーチ長さチューブを廃棄する段階を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記形成する段階は、折り畳み及び密封作動を通じて前記無限紙基体を引き出し、該基体が、前記中空紙チューブに沿って前記縦方向縫い目を形成するように該中空紙チューブに折り畳まれ、かつ重なっている縁部部分に沿って密封される段階を含み、
前記紙チューブを最初に切断する前記段階は、該紙チューブを前記複数ユニット長さチューブ状要素に繰返し切断するようになったカッターを通して該紙チューブを誘導する段階であって、該複数ユニット長さチューブ状要素の各々に沿った前記縦方向縫い目が第１の向きを有する前記誘導する段階を含み、
方法が、
前記複数ユニット長さチューブ状要素の行列を開始するために該複数ユニット長さチューブ状要素の各々を回転している溝付きドラムの溝上に連続的に移送する段階であって、該移送が、各移送されるチューブ状要素の前記縦方向縫い目が該ドラムに対して所定の半径方向関係になるように移送における各チューブ状要素の向きを調節する段階を含む前記連続的に移送する段階と、
個々のポーチ長さチューブに対してドラム対ドラム移送と共に切断、選別、及び整列作動を実行し、同時に該ドラム対ドラム移送の進行において該ドラムに対する前記所定の半径方向関係を維持することにより、前記移送されて共通に半径方向に向けられたチューブ状要素の行列を共通に半径方向に向けられた個々のポーチ長さチューブの行列に変換すると段階と、
を更に含み、
前記圧着−閉鎖段階の第１のものが、共通に半径方向に向けられた個々のポーチ長さチューブの前記行列を第１の圧着作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、部分的に形成されて配向されたポーチの行列を形成する段階であって、該第１の圧着作動が、該個々のポーチ長さチューブの各々の第１の端部部分を閉じて密封し、それによって第１の横方向縫い目が、各部分的に形成されたポーチの前記縦方向縫い目に対して直交する関係で形成される前記ポーチの行列を形成する段階を含み、
前記充填段階は、部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの前記行列を充填作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、該部分的に形成されて配向されたポーチの行列を充填する段階であって、それによって該充填作動が、該部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの第２の端部部分を通じて所定量の顆粒、粉末、又は固形内容物を給送する段階を含む前記充填する段階を含み、
第２の圧着−閉鎖段階が、前記充填されて部分的に形成されて共通に半径方向に向けられたポーチの行列を第２の圧着作動を通じて移動し、同時に該向きを維持することにより、完成ポーチを確立する段階であって、それによって該第２の圧着作動が、該共通に半径方向に向けられたポーチの各々の前記第２の端部部分を閉じて密封する段階を含み、それによって第２の横方向縫い目が、各完成ポーチの前記縦方向縫い目に対して直交する関係で形成される前記完成ポーチを確立する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１５又は請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
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