(57)【要約】【課題】棒状物品の積層流れが高速化しても棒状部材の物理特性への影響を大きく低減して、そのサンプリングを可能とした棒状物品のサンプリング装置を提供する。【解決手段】シガレットのサンプリング装置（１）は、昇降アーム（６）のスライドガイドブロック（８）に一対のガイドロッド（１０）及びヘッドホルダ（１４）を介して取付けられたプローブヘッド（１６）を備え、プローブヘッド（１６）はシガレット（Ｃ）の積層流れ（ＬＦ）のシガレット（Ｃ）との当接を緩衝すべくスライドガイドブロック（８）に対して上下動自在且つ回動可動であり、積層流れ（ＬＦ）中からシガレット（Ｃ）を掬い取るようにして取り出す掬い取り溝（２６）を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層状態にして横向きに移送される棒状物品の積層流れから棒状物品を１本ずつ取り出すサンプリング装置において、
前記積層流れの上方に設けられ、前記積層流れに対して昇降可能な昇降体と、
前記昇降体の下側に前記昇降体に対して上下動自在なガイドを介して設けられ、前記積層流れに沿う方向に回動自在であるとともに、前記昇降体に対して所定の範囲内にて上下動自在なプローブヘッドと、
前記プローブヘッドの下部に設けられ、前記積層流れに向けて開き且つ前記積層流れから１本の棒状物品を掬い取り可能な掬い取り溝と、
前記プローブヘッドと前記昇降体とを相互に連結し、前記昇降体に対して前記プローブヘッドが下限位置にあるときには前記掬い取り溝が上方を向く第１姿勢に前記プローブヘッドを保持する一方、前記昇降体に対して前記プローブヘッドが前記下限位置から上動されたときには前記積層流れの下流側に向けて前記プローブヘッドを前記第１姿勢から回動させ、前記掬い取り溝が前記積層流れの上流側を向く前記プローブヘッドの第２姿勢を許容するリンク機構と
を具備したことを特徴とする棒状物品のサンプリング装置。
【請求項２】
前記昇降体と前記ガイドとの間に設けられ、前記プローブヘッドを支えるばね部材を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の棒状物品のサンプリング装置。
【請求項３】
前記プローブヘッドに設けられ、前記掬い取り溝内に導かれた棒状物品を感知する感知センサを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の棒状物品のサンプリング装置。
【請求項４】
前記リンク機構は、前記昇降体に一端が回動自在に連結された第１リンクと、前記プローブヘッドから一体に延び、先端が前記第１リンクの他端に回動自在に連結された第２リンクとを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の棒状物品のサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシガレットやフィルタシガレット等の棒状物品の製造ラインから、その品質検査ために棒状物品をサンプリングするためのサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばシガレットやフィルタシガレット（以下、両者を単にシガレットと称する）の製造分野ではシガレットの品質検査を実施するにあたり、その製造ラインからシガレットを周期的にサンプリングする必要がある。具体的には、製造ラインの後段には、製造されたシガレットを積層状態にして移送する移送コンベアが配置され、この移送コンベア上のシガレットの積層流れからシガレットがサンプリングされる。
【０００３】
例えば、シガレットのサンプリングにサクションヘッドを使用することも考えられるが、この場合、サクションヘッドがシガレットを吸引するサクション力はシガレットに過度な負荷を加え易く、シガレットの物理的特性に影響を与えてしまう。それ故、サクションを使用することなく、シガレットのサンプリングを可能にしたサンプリング装置が知られている（特許文献１）。この公知のサンプリング装置は中空の楔形状をなしたプローブを備え、このプローブはシガレットのサンプリングウインドウ及び出口ウインドウをそれぞれ有し、シガレットの積層流れ中に置かれることで、サンプリングウインドウからシガレットをその内部に取り込み、そして、出口ウインドウを通じて排出可能となっている。
【特許文献１】特表2003-534820号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した公知のサンプリング装置はそのサンプリングにサクションを使用しないことから、サンプリングされたシガレットの物理特性にサクションによる影響は無いものの、そのプローブは積層流れ中に固定されているため、たとえプローブが積層流れに対する抵抗の小さな楔形状をなしているとしても、プローブに対するシガレットの直接的な衝突や、積層流れ中でのシガレット同士の押し合いがサンプリングしたシガレットのみならず、他のシガレットの物理特性に大きく影響を及ぼし、ここでの影響は積層流れの速度が高速化すればする程、顕著になる。
【０００５】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、棒状物品の積層流れが高速化しても棒状部材の物理特性への影響を大きく低減して、そのサンプリングを可能とした棒状物品のサンプリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明の棒状物品のサンプリング装置は、棒状物品の積層流れの上方に設けられ、積層流れに対して昇降可能な昇降体と、この昇降体の下側に昇降体に対して上下動自在なガイドを介して設けられ、積層流れに沿う方向に回動自在であるとともに、昇降体に対して所定の範囲内にて上下動自在なプローブヘッドと、このプローブヘッドの下部に設けられ、積層流れに向けて開き且つ積層流れから１本の棒状物品を掬い取り可能な掬い取り溝と、プローブヘッドと昇降体とを相互に連結し、昇降体に対してプローブヘッドが下限位置にあるときには掬い取り溝が上方を向く第１姿勢にプローブヘッドを保持する一方、昇降体に対してプローブヘッドが下限位置から上動されたときには積層流れの下流側に向けてプローブヘッドを第１姿勢から回動させ、掬い取り溝が積層流れの上流側に向くプローブヘッドの第２姿勢を許容するリンク機構とを備える（請求項１）。
【０００７】
上述のサンプリング装置によれば、サンプリング時、昇降体は棒状物品の積層流れに向けて下降され、第１姿勢にあるプローブヘッドの下部、即ち、その掬い取り溝を積層流れにおける表層の棒状物品の流れに進入させる。この際、プローブヘッドの下部が表層の棒状物品に接触したとき、この棒状物品からの反力を受けて、プローブヘッドは昇降体に対して上動すると同時に、リンク機構の働きにより第１姿勢から第２姿勢に回動し、その掬い取り溝が積層流れの上流側に向けられる。
【０００８】
それ故、プローブヘッドを上動させた棒状物品の下流に続く１本の棒状物品が掬い取り溝内に円滑に導かれる。そして、この後に、昇降体が上昇されれば、プローブヘッドは積層流れの棒状物品から上方に離れ、その自重により下限位置まで下動する。この結果、プローブヘッドはリンク機構の働きにより第２姿勢から第１姿勢に復帰し、掬い取り溝内に導かれた棒状物品を積層流れから掬い取り、掬い取られた棒状物品は掬い取り溝内に保持される。
【０００９】
好ましくは、サンプリング装置は、昇降体とガイドとの間に設けられて、プローブヘッドを支えるばね部材（請求項２）や、プローブヘッドに設けられ、掬い取り溝内に導かれた棒状物品を感知する感知センサを更に備えている（請求項３）。この場合、ばね部材はプローブヘッド及びガイドの重量を支えて、プローブヘッドの上昇に要する力を軽減させ、そして、感知センサは、掬い取り溝内に棒状物品が導かれると直ちに、これを感知し、昇降体の速やかな上昇を可能にする。
【００１０】
更に、リンク機構は、昇降体に一端が回動自在に連結された第１リンクと、プローブヘッドから一体に延び、先端が第１リンクの他端に回動自在に連結された第２リンクとを含むことができる（請求項４）。このようなリンク機構は、第１姿勢と第２姿勢との間でプローブヘッドの姿勢変更を簡単にして実現する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜４の棒状物品のサンプリング装置はそのプローブヘッドが昇降体に対して上下動自在且つ回動自在であるから、棒状物品の積層流れ中にプローブヘッドを進入しても、プローブヘッドが積層流れ中の棒状物品に過度な負荷を加えることなく、掬い取り溝内に棒状物品を円滑に導いて棒状物品の掬い取り、即ち、そのサンプリングを迅速且つ確実に実施でき、棒状物品の物理的特性に影響を及ぼすことなく、棒状物品のサンプリングが可能となる。また、積層流れへのプローブヘッドの進入が短時間で済むことから、サンプリングした棒状物品以外の他の棒状物品の物理特性に対する影響をも大幅に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、棒状物品としてのシガレット（具体的にはフィルタシガレット）Ｃのサンプリング装置１を示す。このサンプリング装置１は、シガレット製造機の製造ライン、具体的には、製造したシガレットの移送コンベア２の上方に配置され、この移送コンベア２はシガレットＣを積層流れＬＦとして移送する。ここで、積層流れＬＦは、シガレットＣが層状に積み重ねられた状態で、それらの軸線と直交する方向、つまり、横向きにして図２中の矢印方向Ａに移送される流れである。
【００１３】
サンプリング装置１は昇降体４を備え、この昇降体４は垂直に延びる昇降アーム６を有する。この昇降アーム６は、移送機構（図示しない）により移送コンベア２に対して接離する方向に昇降可能であるとともに、移送コンベア２を横断する水平方向にも移動可能である。
昇降アーム６の下端にはスライドガイドブロック８が取付けられており、このスライドガイドブロック８もまた昇降アーム６の下端から下方、つまり、移送コンベア２に向けて延びている。スライドガイドブロック８には一対のガイドロッド１０が取付けられており、これらガイドロッド１０は移送コンベア２の幅方向に互いに離間してスライドガイドブロック８を上下に貫通し、スライドガイドブロック８に対して上下方向に摺動自在である。
【００１４】
ガイドロッド１０の上端は連結板１２を介して相互に連結され、一方、それらの下端はヘッドホルダ１４を介して相互に連結されている。図２及び図３に示されるように、ヘッドホルダ１４は上下が逆向き、つまり、下向きに開いたＵ字形状をなし、その下端部にプローブヘッド１６がヘッドホルダ１４に挟み込まれた状態で、ヘッドピン１８を介して回動自在に支持されている。
【００１５】
図３に示されているように、スライドガイドブロック８の上面及び下面から調整ねじ２０，２２がそれぞれ上下に突出されており、調整ねじ２０は連結板１２に当接することで、スライドガイドブロック８に対するガイドロッド１０、即ち、プローブヘッド１６の下限位置を決定し、これに対し、調整ねじ２２はヘッドホルダ１４に当接することで、スライドガイドブロック８に対するガイドロッド１０、即ち、プローブヘッド１６の上限位置を決定する。
【００１６】
更に、スライドガイドブロック８の上面と連結板１２との間には一対のばね部材、具体的には、各ガイドロッド１０を囲むようにして一対の圧縮コイルばね２３が配置されており、これら圧縮コイルばね２３は、ガイドロッド１０やプローブヘッド１６等の自重を支え、プローブヘッド１６が下限位置にあるとき、連結板１２は調整ねじ２０を押下することなく調整ねじ２０に単に接触した状態にある。
【００１７】
なお、図２において、調整ねじ２０，２２は省略され、そして、図３中の参照符号２４はスライドガイドブロック８に対してガイドロッド１０の摺動を案内するブッシュを示す。
再度、図１を参照すれば明らかなように、プローブヘッド１６はその下部に掬い取り溝２６を有し、この掬い取り溝２６はプローブヘッド１６の下部をフック形状に形成する。より詳しくは、掬い取り溝２６は、前述したシガレットＣの積層流れＬＦの上流側に向けて開き、且つ、図１に示す状態では上向きの姿勢となっている。また、掬い取り溝２６は１本のシガレットＣを受取り可能な断面円弧形状をなし、図２から明らかなように、掬い取り溝２６、即ち、プローブヘッド１６は移送コンベア２の幅方向、つまり、積層流れＬＦ中のシガレットＣの軸線方向に延び、その幅Ｗ1はシガレットＣの長さＬ1よりも短い。
【００１８】
更に、掬い取り溝２６の開口縁２８は丸められ、そして、図１でみてプローブヘッド１６の下面もまた積層流れＬＦの流れ方向Ａに沿い且つ下向きに凸となる円弧形状をなしている。
一方、スライドガイドブロック８の下端部にはアッパリンクピン３０を介して一対の第１リンク３２の上端が回動自在に連結され、そして、本実施例の場合、プローブヘッド１６には第２リンク３４が一体に形成されている。この第２リンク３４は上方に向けて延び、その上端に一対の第１リンク３２の下端がロアリンクピン３６を介して回動自在に連結されている。
【００１９】
更に、図２から明らかなように、プローブヘッド１６の下部には開口３８が形成されており、この開口３８は前述した開口縁２８側とは反対側の掬い取り溝２６の側壁の下部に開口され、掬い取り溝２６に臨んでいる。一方、積層流れＬＦの流れ方向Ａでみて、プローブヘッド１６の背面には感知センサ４０が取付けられており、この感知センサ４０は開口３８を通じて、掬い取り溝２６内のシガレットＣの有無を光学的に感知可能である。
【００２０】
上述したサンプリング装置１によるシガレットＣのサンプリング手順について、以下に説明する。
先ず、サンプリングヘッド装置１はシガレットＣの積層流れＬＦの上方にて待機しており、この際、プローブヘッド１６はスライドガイドブロック８に対し、図１に示す下限位置に位置付けられた状態にある。
【００２１】
この状態から昇降体４が図４中の矢印Ｄで示す如く、移送コンベア２上を流れるシガレットＣの積層流れＬＦに向けて下降され、ここでの昇降体４の下降はプローブヘッド１６の下部が積層流ＬＦの表層のシガレットＣの流れに進入する位置にて停止される。
この際、プローブヘッド１６の下部がシガレットＣに接触した時点で、プローブヘッド１６はシガレットＣからの反力を受け、このような反力は、スライドガイドブロック８に対して一対のガイドロッド１０が摺動自在であり、しかも、ガイドロッド１０やプローブヘッド１６等の自重が圧縮コイルばね２３により支えられた状態にあることから、スライドガイドブロック８に対し、プローブヘッド１６はヘッドホルダ１４及び一対のガイドロッド１０を介して図４中の矢印Ｕで示す如く円滑に上動する。それ故、プローブヘッド１６がシガレットＣに強く衝突するようなことはなく、プローブヘッド１６はスライドガイドブロック８に向けて上方に逃げる。
【００２２】
そして、プローブヘッド１６は第１及び第２リンク３２，３４を介してスライドガイドブロック８に連結されていることから、プローブヘッド１６が上方に逃げるのと同時に、プローブヘッド１６の下部は積層流れＬＦの下流側、つまり、図４中の矢印Ｅ方向に逃げるようにヘッドピン１８の回りに回動する。これにより、プローブヘッド１６の姿勢はその掬い取り溝２６が上方を向いた第１姿勢から、掬い取り溝２６が積層流れＬＦの上流側を向くような第２姿勢に変更される。
【００２３】
ここで、図５は第１及びリンク３２，３４の動きを実線及び１点鎖線で示しており、本実施例の場合、プローブヘッド１６の最大上動距離、即ち、ロアリンクピン３６回りにおける第２リンク３４の回動角、具体的には、プローブヘッド１６の最大回動角αは例えば３０°に設定されている。より詳しくは、最大回動角αは、図４に示されているように第２リンク３４のストッパ面３４ａに第１リンク３２が当接することで決定される。
【００２４】
図４から明らかなように、上述したプローブヘッド１６の姿勢変更は、プローブヘッド１６の姿勢変更に寄与したシガレットＣよりも下流のシガレットＣを掬い取り溝２６内に円滑に導く。このようにしてシガレットＣが掬い取り溝２６に導かれれば、掬い取り溝２６内のシガレットＣは感知センサ４０に直ちに感知され、感知センサ４０は昇降体４を上昇させる上昇信号を出力する。
【００２５】
上昇信号の出力を受け、昇降体４が上昇されると、プローブヘッド１６は積層流れＬＦから上方に離れることから、プローブヘッド１６はその下限位置に速やかに下動する。それ故、プローブヘッド１６の下動に伴い、図６に示されるようにプローブヘッド１６が逆向きに回動されることで、その姿勢は第２姿勢から第１姿勢に復帰する。この結果、掬い取り溝２６に導かれたシガレットＣは積層流れＬＦから掬い取り溝２６に掬い取られるように取り出され、そして、第１姿勢では掬い取り溝２６は上方を向くことから、掬い取られたシガレットＣは掬い取り溝２６内に安定して保持される。
【００２６】
この後、掬い取り溝２６内のシガレットＣはその品質の分析をなすため、サンプリング装置１から後述する分析装置に移送され、そして、上述したシガレットＣのサンプリングは周期的に実施される。
上述の説明から明らかなように、シガレットＣのサンプリングに供されるプローブヘッド１６はスライドガイドブロック８に対して上下動自在且つ回動自在であるから、積層流れＬＦの移送速度が高速化しても、プローブヘッド６とシガレットＣとの当接が効果的に緩衝され、これにより、シガレットＣに過度な負荷をかけずにサンプリングが可能となり、サンプリングしたシガレットＣの物理特性に影響が及ぶことはない。
【００２７】
また、プローブヘッド１６はサンプリング時のみ、シガレットＣの積層流れＬＦ中に進入するだけであるから、サンプリング以外の時、プローブヘッド１６が積層流れＬＦ中のシガレットの物理特性に影響を及ぼすこともない。
次に、図７〜図９を参照し、サンプリング装置１から前述した分析装置４２へのシガレットＣの受渡しについて説明する。
【００２８】
図７は前述した移送コンベア２及び分析装置４２のレイアウトを示し、分析装置４２は移送コンベア２の側方に配置されている。シガレットＣをサンプリングしたサンプリング装置１は移送コンベア２の上方から分析装置４２に向けて移送され、分析装置４２の上方にて停止される。
ここで、分析装置４２はその上部にシガレットＣのホッパ４４を備えており、このホッパ４４はその内部にサンプリング装置１からシガレットＣを受け入れるためのシュート４６を有する。図８から明らかなように、シュート４６はプレートから形成され、その上端縁に矩形の切欠４８を有する。この切欠４８の開口幅Ｗ2は、前述したプローブヘッド１６の幅Ｗ1よりも広く、プローブヘッド１６を通過させることができるが、しかしながら、シガレットＣの長さＬ1よりは狭い。一方、シュート４６の幅Ｌ2はシガレットＣの長さＬ1と同等の寸法以上である。
【００２９】
それ故、サンプリング装置１、即ち、サンプリングしたシガレットＣとともにプローブヘッド１６がシュート４６の切欠４８に向けて下降されたとき、プローブヘッド１６のみが切欠４８を通過し、シガレットＣは図９から明らかなようにシュート４６上に残され、シュート４６上を転動してホッパ４４内に導かれ、そして、ホッパ４４内のシガレットＣは分析装置４２にて分析試験を受ける。
【００３０】
この後、サンプリング装置１は元の位置まで上昇した後、移送コンベア２の上方の待機位置に戻る。
なお、シュート４６はブラケット５０を介して分析装置４２に支持されており、図９中、参照符号５２は、シュート４６からホッパ４４内へのシガレットＣの受取りを確実になすためのガイドプレートを示す。
【００３１】
本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、スライドガイドブロック８とプローブヘッド１６とを連結するリンク機構については、前述の第１及び第２リンク３２，３４に限らず、種々の態様が考えられ、また、本発明はシガレットＣに限らず、その物理特性に影響を受け易い種々の棒状物品のサンプリングに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施例のサンプリング装置を示した概略正面図である。
【図２】図１のサンプリング装置の側面図である。
【図３】図２の一部を破断して示した図である。
【図４】サンプリング時、シガレットの積層流れ中に進入したプローブヘッドの作動状態を示した図である。
【図５】プローブヘッドの作動時、第１及び第２リンクの動きを示す概略図である。
【図６】積層流れからプローブヘッドが上方に抜け出した状態を示す図である。
【図７】移送コンベア及び分析装置のレイアウトを示す図である。
【図８】シュートの上端部を拡大して示した斜視図である。
【図９】サンプリング装置のプローブヘッドからシュートへのシガレットの受渡しを示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
４              昇降体
６              昇降アーム（昇降体）
８              スライドガイドブロック（昇降体）
１０            ガイドロッド
１２            連結板
１４            ヘッドホルダ
１６            プローブヘッド
２３            圧縮コイルばね（ばね部材）
２６            掬い取り溝
３２            第１リンク（リンク機構）
３４            第２リンク（リンク機構）
３８            開口
４０            感知センサ
【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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