(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シガレット巻上機のたばこバンドまで延びる給送通路と、
前記給送通路の入口に向けて刻たばこを落下させ、この落下により刻たばこを供給する供給手段と、
前記給送通路の前記入口に向けて空気流を吹き出して、前記給送通路内に前記たばこバンドの吸着面に向かう空気流を発生させ、前記給送通路の入口に落下した刻たばこを前記空気流により風送する風送手段と、
前記給送通路の入口近傍にて上端が開口し、前記空気流を横断して落下する刻たばこを受け取る分離シュートと、
前記空気流の流れ方向でみて前記分離シュートの上端開口よりも下流位置で前記給送通路内に上端が開口するとともに、下端が落下方向に開放された分離通路と、
前記分離シュートと前記分離通路との間を気密に区画する一方、前記分離シュート内に落下した刻たばこを回収して前記分離通路の途中位置に送り出す送出手段と、
前記分離通路の途中位置よりも上方にて前記給送通路に向かう空気流を発生させ、その下端から外気を導入させる導入手段と、
前記分離通路内に送り出された刻たばこの滞留の有無を検出する検出手段であって、前記たばこバンドの走行方向に沿う前記分離通路の幅方向に検出光を出射し、前記検出光の光軸が前記分離通路の前記途中位置よりも下方に位置付けられ且つ前記分離通路の全幅に亘って延びている検出手段と
を具備したシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記分離通路の幅を規定する両側壁の一方に設けられ、その他方の側壁に対向する反射面を有した反射鏡と、
前記他方の側壁に設けられ、前記反射面に向けて前記検出光を照射するとともに、その反射光を受光可能な送受光面を有した光学センサとを含む請求項１に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記分離通路の幅を規定する両側壁間で検出光を送受光する光学センサを含む請求項１に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記反射面および前記送受光面の少なくとも一方に沿って空気流を噴出させるエアブロー手段を更に含む請求項２に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項５】
前記検出手段により前記分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、所定の警報を発する警報手段を更に備えた請求項１に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項６】
前記検出手段により前記分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、その滞留を解除させる解除手段を更に備えた請求項１に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項７】
前記分離通路は相対する２つの壁の間にて形成されており、
前記解除手段は前記壁を振動させて前記解除を行うものである請求項６に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項８】
前記検出手段により前記分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、その滞留を解除させる解除手段と、
前記検出手段により前記分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、所定の警報を発する警報手段とを更に備えた請求項１に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【請求項９】
前記分離通路は相対する２つの壁の間にて形成されており、
前記検出手段により前記分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、前記壁を振動させてその滞留を解除させる解除手段を更に備えた請求項４に記載のシガレット巻上機の刻給送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シガレット巻上機のたばこバンドに向けて刻たばこを給送する刻給送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の刻給送装置は、刻たばこをたばこバンドへ給送する過程で刻たばこを風送することにより、原料の刻たばこ中に含まれる中骨や裁刻時の切り損じ品（蝶葉）等を風選分離している（特許第2957173号公報）。具体的には、刻給送装置はたばこバンドに向かう空気流を発生させ、この空気流に対して全ての刻たばこを一律に落下させる。ここで大半の刻たばこは空気流に乗り、そして空気流とともに流動層を形成する。一方、比較的重い刻たばこは空気流を通過して落下する。この段階で、全ての刻たばこの中から１次的に重い刻たばこ（その多くは中骨や蝶葉である）が分離される。
【０００３】
１次的に分離された重い刻たばこは、更にその中でも軽いものと重いものに２次分離される。１次分離された刻たばこは次に、上昇する空気流の中に送り出され、ここで比較的軽量の刻たばこは空気流に乗って上昇し、上述した流動層に還流される。これに対し、中骨や切り損じ品等の重量のあるものは上昇する空気流に抗して落下し、最終的に刻給送装置から排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２次分離過程において空気流速の分布が一様でないと、空気流速が落ち込む領域では刻たばこが円滑に分離されにくい。例えば、２次分離過程が上下方向に延びる通路内で実施される場合、この通路内の空気流速分布を幅方向にみると、その両隅近傍では中央部に比べて流速が落ち込んでいる。このため、通路の両隅近傍では中央部に比べて刻たばこの分離が行われにくく、本来なら流動層に還流されるべき刻たばこが通路の両隅で澱み、そのまま通路内に滞留し続けることがある。このような刻たばこの滞留が発生すると、２次分離過程での刻たばこの円滑な分離は妨げられる。そればかりか、一度刻たばこが滞留すると、その上に次々と新たな刻たばこが積層され、やがて流動層まで至る刻詰まりを引き起こすことがある。このような刻詰まりは、シガレット巻上機全体の運転を停止させる要因となりうる。
【０００５】
このため、刻給送装置の技術分野においては、上述のような刻詰まりは未然に防止されるべきであり、その実現が一つの課題となっており、この課題が本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシガレット巻上機の刻給送装置は、シガレット巻上機のたばこバンドまで延びる給送通路を備えており、この給送通路の入口に向けて刻たばこを落下させ、この落下により刻たばこを供給する。それとともに、刻給送装置は給送通路の入口に向けて空気流を吹き出して、給送通路内にたばこバンドの吸着面に向かう空気流を発生させ、給送通路の入口に落下した刻たばこを空気流により風送する。また刻給送装置は、分離シュートおよび分離通路を備えており、分離シュートは給送通路の入口近傍にて上端が開口し、空気流を横断して落下する刻たばこを受け取ることができる。一方、分離通路は空気流の流れ方向でみて分離シュートよりも下流位置で給送通路内に上端が開口するとともに、下端が落下方向に開放されている。刻給送装置はこれら分離シュートと分離通路との間を気密に区画する一方、分離シュート内に落下した刻たばこを回収して分離通路の途中位置に送り出す送出手段と、分離通路の途中位置よりも上方にて給送通路に向かう空気流を発生させ、その下端から外気を導入させる導入手段と、分離通路内に送り出された刻たばこの滞留の有無を検出する検出手段とを備えている。この検出手段は、たばこバンドの走行方向に沿う分離通路の幅方向に検出光を出射し、この検出光の光軸は分離通路の前記途中位置よりも下方に位置付けられ、分離通路の全幅に亘って延びている。
【０００７】
上述した刻給送装置によれば、巻上機のたばこバンドに給送される全ての刻たばこが空気流による風選分離過程に通され、ここで１次的に分離された重い刻たばこは更に分離通路内での２次分離過程に送られる。分離通路では下端から導入される外気の空気流によって刻たばこを２次的に分離し、その外気とともに上昇する刻たばこは空気流によって給送通路内に還流される。一方、上昇する空気流に抗して落下する刻たばこは、最終的に分離通路の外へ排出される。このような２次分離過程において、分離通路内で刻たばこの滞留が生じた場合には、検出手段によりその滞留が検出される。
【０００８】
上述した検出手段は、光学センサを用いて実現することができる。光学センサは分離通路の両側壁間で幅方向に検出光を送受光するものが好ましい。分離通路内で刻たばこが滞留すると、刻たばこが次々と通路内を上方へ積層されていくことから、その検出光の光軸を幅方向に設定していれば、滞留した刻たばこが確実に検出光に反応する。このように分離通路内を幅方向にセンシングすることにより、刻たばこの滞留を確実且つ効率的に検出することが可能となる。
【０００９】
光学センサは反射型のものであってもよい。この場合、分離通路の幅を規定する両側壁の一方に反射鏡が設けられており、そして他方の側壁には光学センサが設けられている。反射鏡は他方の側壁に対向する反射面を有し、また光学センサは反射面に向けて検出光を照射するとともにその反射光を受光可能な送受光面を有する。
【００１０】
分離通路内には多数の刻たばこの微粉が舞っていることから、上述した反射面や送受光面が刻たばこの微粉で覆われることがある。このため、検出手段は反射面または送受光面に沿って空気流を噴出させるエアブロー手段を含むことが好ましい。噴出された空気流は反射面または送受光面が微粉で覆われるのを防止し、あるいは、これら反射面または送受光面を既に覆っている微粉を除去する。
【００１１】
より実用的な刻給送装置は、検出手段により分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、所定の警報を発する警報手段を更に備えている。この場合、刻給送装置のオペレータは、刻たばこの滞留を早期に確認することが可能となる。またオペレータは、その後の具体的な対処（例えば、滞留を取り除く作業）を的確に行うことができる。
【００１２】
また刻給送装置は、検出手段により分離通路内での刻たばこの滞留が検出されたとき、その滞留を解除させる解除手段を更に備えることもできる。この場合、刻たばこの滞留が発生しても、自動的に滞留が解除される。このため、オペレータが保守作業を行わなくても、そのまま刻給送装置の連続運転が可能となる。
上述のように、刻たばこの滞留を検出して警報を発することができれば、オペレータが早期に滞留を視認して滞留を除去することができる。この場合、オペレータは刻たばこの滞留を常時監視している必要がなくなる。更に刻たばこの滞留を自動的に解除することができれば、オペレータによる人的な作業労力をも軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
第１図は、一実施形態に係る刻給送装置の一部を概略的に示している。この刻給送装置は上下方向に延びる重力シュート２を備えている。重力シュート２の上端にはニードルローラ４およびピッカローラ６が配置されている。刻たばこはニードルローラ４の上方から落下して供給されている。刻たばこはニードルローラ４とピッカローラ６との間を通過する際、一定量に調整されて重力シュート２内に落とし込まれる。
【００１４】
刻給送装置内は給送通路８を備えている。給送通路８は重力シュート２の下端から横方向に延びている。給送通路８の入口手前には１次ダンパ１０が配置されている。１次ダンパ１０は重力シュート２の下方で横方向にジェットエアを吹き出し、給送通路８内に空気を送り込んでいる。給送通路８は１次ダンパ１０の空気吹き出し方向に延びており、流動層トラフ１２の上面に沿って上方へ湾曲し、そして、たばこバンド１４の吸着面に達している。
【００１５】
重力シュート２の下端から落下する刻たばこの中でも、比較的軽量の刻たばこは１次ダンパ１０から吹き出す空気流によって給送通路８内に送り込まれる。流動層トラフ１２の湾曲面にも空気の吹き出し口（図示していない）が設けられており、そこから吹き出すジェットエアにより空気流が形成されている。このため給送通路８内に送り込まれた刻たばこは、その空気流とともにたばこバンド１４に向かう流動層を形成する。一方、比較的重い刻たばこは空気流を横断（通過）し、給送通路８内に送り込まれることなくそのまま落下する。通常、ここで全ての刻たばこのうち、その約１０％程度が１次的に風選分離される。分離シュート１６はその上端が給送通路８の入口近傍にて開口しており、落下した刻たばこは分離シュート１６により受け取られる。分離シュート１６の下端にはエアロッカ１８が接続されており、分離シュート１６内に落ち込んだ刻たばこは順次、エアロッカ１８内に取り込まれる。
【００１６】
２次セパレータ２０は刻給送装置内を上下方向に延びており、その上端が分離シュート１６よりも下流位置で給送通路８内に開口し、下端は外気に開放されている。またその上端は、風送方向に屈曲して給送通路８につながっており、その手前から給送通路８内に向けてジェットエアの吹き出し口（図示していない）が設置されている。ここから吹き出される空気流によって２次セパレータ２０内の空気が給送通路８内に吸い込まれるので、その開放下端から２次セパレータ２０内に外気が導入される。導入された外気は２次セパレータ２０内で上向きの空気流を形成する。
【００１７】
２次セパレータ２０はまた、その上端と下端との間の途中位置でエアロッカ１８に接続されている。エアロッカ１８内にはスターホイール２２が配置されており、その外周にある６枚のベーンによって２次セパレータ２０と分離シュート１６との間の気密が保持されている。またスターホイール２２は、その回転により分離シュート１６から刻たばこを取り込み、これを順次２次セパレータ２０内に掃き出す。
【００１８】
２次セパレータ２０内に掃き出された刻たばこの中でも比較的軽量の刻たばこは、下端から導入される外気とともに給送通路８内に吸い込まれ、ここで刻たばこの流動層に合流する。ここでは通常、２次セパレータ２０内に掃き出された刻たばこのうち約９５％程度の量が給送通路８内に還流される。これに対し、残り約５％程度の比較的重い刻たばこは、上向きの空気流に抗して２次セパレータ２０内を落下し、その開放下端から排出される。このとき排出される刻たばこの量は、重力シュート２からの全供給分からみて約０．５％程度であり、その中身は主に中骨や蝶葉等である。また排出された刻たばこは振動コンベヤ２４に受け取られ、所定の処理セクションへ搬送される。
【００１９】
第２図は、２次セパレータ２０の構造を具体的に示している。２次セパレータ２０は可動壁２６および固定壁２８を有し、これら可動壁２６および固定壁２８は刻給送装置の内部をその幅方向、即ち、たばこバンド１４の走行方向に延びている。可動壁２６は平行リンク機構３０に接続されており、その調節レバー３２を上下方向に動かすと、その操作量に応じて可動壁２６が固定壁２８に接近したり、あるいは固定壁２８から離れたりする。このように調節レバー３２を操作することによって２次セパレータ２０の開度（通路断面積）調節が可能であり、その開度に応じて上述した刻たばこの排出割合が調整される。また固定壁２８には、エアロッカ１８の掃出口よりも下方位置に断面三角形状の絞り３４が取り付けられており、この絞り３４の部分で導入外気の平均流速が高められている。このような流速の増加は、エアロッカ１８から掃き出された刻たばこの分離を促進し、本来還流されるべき刻たばこの排出を抑制する。
【００２０】
第３図は、２次セパレータ２０を含む刻給送装置の内部を部分的に示している。刻給送装置は、その機体両側に一対のサイドフレーム３６，３８を有しており、これらサイドフレーム３６，３８は刻給送装置の両側壁を構成している。２次セパレータ２０はその幅方向でみて両側のサイドフレーム３６，３８間に渡って延びており、それゆえ、サイドフレーム３６，３８は２次セパレータ２０の両側壁をも構成する。
【００２１】
一方のサイドフレーム３６には反射型の光学センサ４０が取り付けられており、その他方のサイドフレーム３８には検出光を反射するための反射鏡４２が取り付けられている。光学センサ４０の光軸Ｌはエアロッカ１８の掃出口より下方に位置付けられ、且つ、絞り３４より上方の位置で２次セパレータ２０内を幅方向に横断している。反射型の光学センサ４０は、透過型センサに比較して光軸調整が容易となるため、本実施形態のように刻給送装置の内部に設置する場合に適している。
【００２２】
第４図および第５図は光学センサ４０の取り付けを具体的に示している。光学センサ４０はアングル材４４を介してサイドフレーム３６の外面に固定されており、サイドフレーム３６には、検出光の光軸Ｌの位置に合わせて送受光窓４６が設けられている。この送受光窓４６には、２次セパレータ２０の内側から透過カバー４８が填め込まれており、その四隅はサイドフレーム３６にねじ止めされている。一方、外側にはガスケット５０が宛がって取り付けられており、光学センサ４０の外面と送受光窓４６との間はガスケット５０によりシールされている。
【００２３】
２次セパレータ２０の内側で、透過カバー４８より下方位置にはデフレクタ５２が取り付けられており、このデフレクタ５２は上向きに形成された３つのエア吹き出し口を有している。デフレクタ５２にはエア配管５４を通じて空圧が供給されており、その空圧はサイドフレーム３６を貫通してデフレクタ５２に導かれている。デフレクタ５２は３つのエア吹き出し口から透過カバー４８の表面に沿ってエアを噴き出し、その表面に刻微粉が付着するのを防止し、あるいは、一旦付着した刻微粉を除去することができる。これにより、光学センサ４０は検出光を良好な状態で送受することができる。
【００２４】
第６図は、反射鏡４２の取り付けを具体的に示している。反射鏡４２は２次セパレータ２０の内側からサイドフレーム３８に填め込んで取り付けられており、その鏡面がサイドフレーム３６に対向して設置されている。またサイドフレーム３８には、反射鏡４２に重ねて透過カバー５６が更に填め込まれており、それゆえ反射鏡４２の鏡面は透過カバー５６により覆われている。
【００２５】
反射鏡４２についても同様に、デフレクタ５２およびエア配管５４がサイドフレーム３８に取り付けられている。デフレクタ５２は透過カバー５６の表面に沿ってエアを噴き出し、その表面に刻微粉が付着するのを防止し、あるいは、一旦付着した刻微粉を除去することができる。これにより、反射鏡４２は光学センサ４０からの検出光を良好な状態で反射することができる。
【００２６】
以上が一実施形態に係る刻給送装置の基本的な構成であるが、その光学センサ４０を用いて刻たばこの滞留を検出するシステムの概要は、例えば第１図に示されている。上述のように、通常、２次セパレータ２０内ではその下端から導入される外気の上昇空気流により刻たばこの分離が行われている。しかしながら、２次セパレータ内でも両サイドフレーム３６，３８の近傍では中央部に比べて空気流速が落ち込んでいるため、このような位置では刻たばこが円滑に分離されずに澱みやすい。加えて、絞り３４が設けられている場所では２次セパレータ２０の通路間隔が狭められているため、澱んだ刻たばこが絞り３４に引っかかり、そのまま滞留し続けることがある。このような刻たばこの滞留が光学センサ４０の光軸Ｌに干渉し、検出光が遮られると、光学センサ４０からの検出信号に基づいてコントローラ５８が刻たばこの滞留を検出する。
【００２７】
検出システムには、例えば警報器６０を組み込むことができる。警報器６０としては、例えば警報ブザーや警報ランプ、警報メッセージを表示するディスプレイ等が使用可能であり、これら警報器６０はコントローラ５８からの動作信号に基づいて所定の警報を発する。コントローラ５８は刻たばこ（以下、「刻」と略称することがある。）の滞留を検出すると警報器６０に対して動作信号を出力する。警報が発せられると、これを受けて例えばオペレータが刻給送装置の前カバーを開け、実際に刻の滞留を確認してこれを除去する。なお可動壁２６は透明アクリル板からなっているため、その内部の視認は容易である。
【００２８】
また検出システムには、刻の滞留を積極的に解除する手段を組み込むこともできる。例えば解除手段は、可動壁２６にエアバイブレータ６２を設置することで実現される。エアバイブレータ６２は空圧機器６４から空圧の供給を受けて作動し、可動壁２６に振動を与えることができる。コントローラ５８は刻の滞留を検出すると、空圧機器６４に対して動作信号を出力し、エアバイブレータ６２を駆動させる。エアバイブレータ６２から可動壁２６に振動が加えられることにより、その内面に接している刻の滞留が解除される。
【００２９】
上述したコントローラ５８による動作信号の出力制御は、例えば警報器６０およびエアバイブレータ６２を統合して行うようにしてもよい。具体的には、光学センサ４０により刻の滞留が検出されると、コントローラ５８は先ずエアバイブレータ６２を作動させて滞留の解除を試みる。そして、所定時間あるいは所定回数だけエアバイブレータ６２を作動させた後、刻の滞留が解除されていれば（つまり、もはや刻の滞留が検出されなくなれば）、コントローラ５８は警報器６０を作動させることなく、そのままエアバイブレータ６２の作動を停止させる。これに対し、未だ刻の滞留が解除されていない（つまり、刻の滞留が検出され続けている）場合にはコントローラ５８は警報器６０を作動させ、オペレータによる解除作業を促すものとする。
【００３０】
また、上述した動作信号の出力制御に合わせてコントローラ５８にはタイマ機能を組み込むことができる。例えばコントローラ５８は刻の滞留を検出すると、その内蔵したタイマカウンタを起動して滞留時間の計測を開始し、一定の時間が経過した後にエアバイブレータ６２や警報器６２を作動させる。このときタイマカウンタによる計測時間は、例えば０秒〜数秒の間で任意に設定することができる。コントローラ５８が警報器６２を作動させるまでの時間を予め適切に設定しておけば、短時間の刻滞留によって頻繁に警報が発せられることはない。
【００３１】
上述のように、一実施形態に係る刻給送装置は２次セパレータ内での刻の滞留を検出する機能を有することから、オペレータによる刻詰まりの監視負担は大幅に軽減される。また検出システムにおいて、警報器６０を作動させてオペレータに解除作業を促したり、あるいは、エアバイブレータ６２を作動させて刻の滞留を積極的に解除したりすることができるので、２次セパレータ２０内での刻の滞留が長時間に渡って放置されることはない。このため、シガレット巻上機の運転停止に至るトラブルが未然に防止され、その稼働効率の向上に大きく寄与することができる。
【００３２】
また上述のように、光学センサ４０による検出光の送受や反射鏡４２による反射が良好な状態で行われるので、検出システムによる滞留の検出精度が高い。したがって、検出システムには誤作動がなく、その警報に対する信頼性もまた向上する。
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形した態様で実施が可能である。例えば光学センサ４０は１個に限られず、複数個のものを設置してもよい。この場合、例えば複数の光学センサを上下に配列することで、滞留した刻の積層高さを段階的に検出することも可能である。あわせてコントローラ５８による動作信号の出力制御を変更し、例えば滞留の初期段階でエアバイブレータ６２を作動させ、積層が進行するに連れてエアバイブレータ６２の動作を頻繁に行わせたり、あるいは、刻の積層高さが段階的に増加するに連れて警報器６０による警報音量、警報メッセージの内容等を変更したりすることもできる。
【００３３】
なお、光学センサ４０には反射型だけでなく、透過型センサを採用してもよいし、その他の種類のセンサや画像処理装置等を用いて刻の滞留を検出することも可能である。
また刻の滞留を解除する手段としてエアバイブレータ６２を挙げているが、解除手段はこれに限定されない。例えば、可動壁２６に振動を与えるものであれば解除手段は電動式バイブレータでもよい。その他、解除手段は滞留した刻たばこに向けてジェットエアを吹き付けるものでもよいし、機械的な可動アームを用いて滞留を取り除くものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の刻給送装置は、分離通路内での刻たばこの滞留を検出手段により検出することで、その後の対処を早期に実現可能とする。これにより、シガレット巻上機全体の運転停止を伴う刻詰まりのトラブルが未然に回避され、シガレット生産効率や生産能力の向上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の刻給送装置の構成を概略的に示した図である。
【図２】  ２次セパレータの具体的な構造を示した図である。
【図３】  第１図中、III−III線に沿う刻給送装置の部分的な断面図である。
【図４】  光学センサの取り付けを具体的に示した図である。
【図５】  第４図中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】  反射鏡の取り付けを具体的に示した図である。
【符号の説明】
２  重力シュート
４  ニードルローラ
６  ピッカローラ
８  給送通路
１０  １次ダンパ
１２  流動層トラフ
１４  たばこバンド
１６  分離シュート
１８  エアロッカ
２０  ２次セパレータ（分離通路）
２２  スターホイール
２４  振動コンベヤ
２６  可動壁
２８  固定壁
３０  平行リンク機構
３２  調節レバー
３４  絞り
３６，３８  サイドフレーム
４０  光学センサ
４２  反射鏡
４４  アングル材
４６  送受光窓
４８  透過カバー
５０  ガスケット
５２  デフレクタ
５４  エア配管
５６  透過カバー
５８  コントローラ
６０  警報器
６２  エアバイブレータ
６４  空圧機器
【図１】
0003900427.tif 000002
【図２】
0003900427.tif 000003
【図３】
0003900427.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003900427.tif 000007