JPS61139375A - 棒状物品に孔を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、棒状物品に多数の孔を形成するための方法に
関する。

本発明は喫煙物品、特に紙巻煙草の生産に特に有利に適
用され、以下の記載は特にこの紙巻煙草について述べら
れるが、それによって本発明の応用が制限されるもので
はない。

〔従来の技術〕

紙巻煙草の製造において、いわゆる“通気孔付き”紙巻
煙草、すなわち、そのフィルタ一部分に複数個の孔が設
けられ煙と一緒にある割合の外部空気を吸い込むことが
できるようにし、吸い込む煙を薄めまたその温度と有害
要素の含有量を減少させるという二重の利点をもつよう
な、紙巻煙草を形成することが知られている。

前記の通気孔を形成するには、穿孔装置を用いることが
知られており、この穿孔装置は、なるべくは脈動型のレ
ーザー源と、紙巻煙草が所定の通路に沿って前進しまた
でき得ればその軸線周りに回転する時にレーザー光線を
この紙巻煙草上に指向させるよう配設された集光装置と
を具備している。

特に、穿孔されるべき紙巻煙草が、大口ローラによって
、この人口ローラに接して配置されかつその外周に沿っ
て複数個の架台の設けられている穿孔ローラに移送され
、この架台の各々が穿孔されるべき各紙巻煙草を受は入
れまた穿孔される時これを前記穿孔ローラに接している
出口ローラに移送するように配置されている、穿孔装置
が知られている。

各架台が入口ローラと出口ローラとに接している位置を
通過する時、各架台は、紙巻煙草を入口ローラ、穿孔ロ
ーラ及び出口ローラの間に正しく移送するのを容易にす
るため、穿孔ローラに対して所定の角度の休止位置をと
る。各架台が前記２つの接点の間の前進通路の中央部分
を横切る間、各架台は最初角速度を増して回転され、次
に一定の角速度で回転され、その次に角速度を減少して
回転される．各紙巻煙草は穿孔円弧に沿って前進する時
に穿孔され、この穿孔円弧に沿って対応架台がその軸線
周りに前記一定の角速度で回転しそ〔発明が解決しよう
とする問題点〕 前記公知の穿孔装置において、各紙巻煙草は穿孔ローラ
に沿って前進する時に相当の正及び負の角加速度を受け
、これがその構造上の安定性をそこない、少なくとも煙
草が抜は出るような結果となる。

さらに前記架台を角度上加速しまた減速する必要がある
結果として穿孔円弧の長さが比較的小さくなる。このた
め、穿孔に必要なエネルギーが非常に短かい時間の間に
各紙巻煙草に転移されなければならないので非常に強力
なレーザー源を用いなければならない。

最後に機械的な観点から、穿孔ローラのその軸線周りの
各完全回転の間に架台がその軸線周りに零と所定の一定
値との間で回転するよう角速度を変化させる必要がある
ことにより、前記公知の穿孔装置は比較的複雑な構造を
有している。

本発明の目的は前記の欠点をなくした穿孔方法を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の目的は、棒状物品、特に紙巻煙草に孔を形成させ
る方法であって次のような段階を含んでなる本発明の方
法によって達成される。

−少なくとも３つの、それぞれの軸線周りに回転可能な
搬送ローラであって、その第１のローラが入口ローラ、
第２のローラが出口ローラであり、第３のローラが前記
２つのローラの間の中間位置に配置されかつ１つの穿孔
円弧の対向両端を区画形成するその周辺の２つの離れた
位置で前記２つのローラに接している、前記３つの搬送
ローラによって区画形成された前進通路に沿って、前記
各物品をその軸線を横切って平行移動させること、−前
記各物品が中間ローラに沿って前進する時、前記中間ロ
ーラに対しそれ自体の軸線周り回転可能でありかつ中間
ローラの周りに沿って一定のピッチをもって分配されて
いる各対応架台の内部に、前記各物品を収容すること、 一前記架台を、前記中間ローラの回転の角速度の全倍数
に等しい一定の角速度でその軸線周りに回転させ、各架
台に、前記穿孔円弧に沿ってこれが前進する時それ自体
の軸線周りの全回転数の回転を行わせること、 一前記各物品が前記穿孔円弧に沿って前進する時少なく
とも１つの輪の多数の孔を前記物品の各々に形成させる
ためレーザー発生器ユニットを用いること。

〔実施例〕

本発明は、ある限定されない好適な実施態様を示す添付
図面を参照して以下に説明される。

第１図において、参照符号１は、紙巻煙草（ツガレット
）又は棒状物品２に孔をあけまたその全体が３で示され
るフィルター取付は機の部分を形成するための穿孔装置
全体を示している。

この穿孔装置ｌは入口ローラ４とこれと均等に回転する
出口ローラ５とを具備しこれらローラの間に中間ローラ
６が２つの離れた接点７及び８でローラ４とローラ５に
対し接するよう配設されており、これらの接点がローラ
６の周囲に沿って２つの互いに変化する円弧を区画形成
し、この２つの円弧の第１の円弧は点７及び８の間でロ
ーラ６の回転方向に延在し以下に“穿孔円弧”として識
別されまた第２の円弧は以下に“復帰円弧°として識別
される。

第２図に示されるように、穿孔装置１はまた、その全体
が９で示されかつローラ６の中心管状軸１２の中心穴１
１の軸線に沿ってレーザー光線１０を放射するよう配設
されたパルスレーザ−発生器ユニットと、この光線１０
を実質的に半径方向に屈折させるよう配設された反射装
置１３と、ローラ６と共に回転することができかつ少な
くとも１つの輪状の多数の孔１５を紙巻煙草２に形成す
るためにこの紙巻煙草２上に光線１αを集中させるよう
配設された集光装置１４と、軸１２軸線周りのローラ６
の回転により生じる紙巻煙草２の平行移動の間その軸線
周りに所定の一定角速度でこの紙巻煙草２を回転させる
よう配設された回転装置１６とを具備している。

第２図に示すように、ローラ６には内側環状端部フラン
ジ１７が設けられ、その内側周辺部は管軸１２の環状端
部フランジ１８の外側周辺部に堅く接合されている。軸
１２はローラ６を貫通して延出しこのローラに連結され
た端部から離れた端部において歯付き車１９を支持し、
この歯付き車１９は図示しない駆動源に図示しない方法
で連結されている。

軸１２の中間部分はフィルター取付は機３の固定壁２１
の孔２０を通って延出する。壁２１の外面に対して管状
部材２３のフランジ２２が堅く連結されており、この管
状部材２３は軸１２と同軸でありかつ孔２０を通り歯付
き車１９に向って延出している。その１つだけが第２図
に示されている複数の軸方向ねじ２４によって、もう１
つの管状部材２５がフランジ２２の外面に管状部材２３
と同軸に堅く連結され、この管状部材２３と共に２つの
軸受２６により軸１２を回転自在に支持し、この軸２６
に一方は部材２３に係合し他方は部材２５に係合してい
る。

ローラ６はフランジ１７の外側周辺がら壁２１へと延出
する横壁２７を具備し、また部材２５の外側に配設され
た第１の円筒部分２８と、この第１の円筒部分２８より
大径でかつフランジ２２の外側に延出する第２の円筒部
分２９と、円筒部分２８及び２９の対向端面を共に連結
しかっローラ６の軸線に対して直角な平面上に延在する
中間平坦環状部分３０とからなっている。

回転装置１６は部分２８の外側表面の周りに均等に分配
されている複数の架台３１を具備し各架台３１は各紙巻
煙草２のための座部を区画形成する縦溝３２が設けられ
、各紙巻煙草２は図示しない吸引装置に連結された導管
３３を介しての吸引作用により各溝３２内に保持される
。

架台３１には、壁２１に対面する端部にヘッド３４が設
けられ、このヘッド３４から軸方向ピン３５が、壁２７
の部分３０を貫通して形成された各穴３６を通って回転
自在に取付けられて延出している。

壁２７の内側に位置する各ビンの端部に歯車列３８の一
方の端部歯車を構成している歯付き車３７がキー止めさ
れ、上記歯車列の他方の端部歯車３９が軸１２上にキー
止めされている。歯車列３８は、円筒部材２３と２５に
よってその両端が回転自在に支持されかつこれらの部材
２３と２５との間に区画形成された空洞４２の内部に収
容されている軸４１上にキー止めされた、第１の歯付き
車４０を具備している。

軸４１には第２の歯付き車４３がキー止めされ、この歯
付き車４３は、図示しない方法で空洞４２内に支持され
ている歯付き車４４を介して円筒状リング歯車４６の内
歯４５と噛み合い、このリング歯車４６は軸１２と同軸
であり、かつ軸受４７を介し管状部材２３と２５によっ
てその内部に支持されている。このリング歯車４６はさ
らに外歯４８を具備し、この外歯４８が全てのピン３５
の歯付き車３７と噛み合う。

軸受４９を介し、軸１２を貫通して管軸５０が回転自在
に取付けられ、この管軸の第１の端部は、歯付き車１９
と同じ端部側で軸１２から現出し、そして図示しない運
動源に連結されかつこの管軸５０上にキー止めされた歯
付き車５１を担持し、またこの管軸５０の他の側の端部
はフランジ５４と同じ端部側で軸１２から現出し細長い
軸方向の溝５２を備えている。軸５０はその中を光線１
０箱 が継走し、この光線は、反射装置１３により、溝５２を
通って軸５０の外側に向けて屈折される。

反射装置１３は傾斜鏡又は反射要素５３を備え、この反
射要素５３は軸５０の内側の光線１０の通路に位置しか
つこの光線を溝５２を通り環状室５４の中へ実質的に半
径方向に屈折させるよう配設されており、この環状室５
４はその一例がフランジ１７によりその他側がフランジ
５４に平行な環状壁５５によって区画形成されローラ６
の外側に配設されている。壁５４の外側周辺は軸１２と
共軸の管状要素５６によってフランジ１７と一体的に作
られており、その中央部に軸５０の一端が回転自在に係
合している軸方向の穴５７を備えている。

管状要素５６は集光装置１４の支持部を形成し、この集
光装置１４は１つのリング状に配された多数のレンズ５
８を備え、この各レンズは、管状要素５６の穿孔される
べき各紙巻煙草２の端部に対面する位置に設けられた各
半径方向貫通穴５９の中に収容されている。この紙巻煙
草はその架台３１から片持ち梁成に適当に突出し、この
装置の作動時その穿孔されるべき部分がフランジ１７と
壁５５との間の対応レンズ５８に対面するように配置さ
れる。

作動時、歯付き車１９したがってまた軸１２とローラ６
はほぼ一定の角速度で回転し、この回転が歯車列３８に
よって歯付き車３７ド伝達される。

したがって、歯付き車Ｉ９の回転の結果、架台３１は、
ローラ６によって移動されるその長手方向の軸線を横切
る方向の平行移動を受け、また各架台は歯車列３８によ
って伝達されるトルクのために所定の角速度をもってそ
の軸線周りに回転する。

第１図を参照すると、各架台３１は、ローラ６が回転し
た時接点７に到達した各架台３１がその溝３３の凹面を
半径方向外側に向けて紙巻煙草２を入口ローラ４から受
は入れることができるように、ローラ６に対して角度的
な位相をもって配されている。

紙巻煙草２は公知の吸引作用によりローラ４から対応架
台３１の溝３３に移送される。

各紙巻煙草２を受は取ると、各架台３１は点７から点８
へと穿孔円弧に沿って進み、ローラ６の回転作用により
その軸線を横切って平行移動をしまたローラ６に対して
それ自体の周りに回転する。

歯車列３８の伝動比は必らず、少なくとも各架台３１の
その軸線周りの精密な完全の２回転がローラ６の完全の
１回転に対応するようにしなければならない。これは、
対応する紙巻煙草２がローラ６からローラ５に移送され
るためには各架台３１がその溝３３を点７のみでなく点
８においても半径方向外側に向けさせなければならず、
そしてまた点７を通過する時は同じ角度位置に復帰しな
ければならないからである。歯車列３８はしたがって、
各架台３１が穿孔円弧を通過する時その軸線周りに少な
くとも１回の完全回転がなされるように、またこの架台
３１が復帰円弧を通過する時に少なくともさらに１回の
完全回転がなされるような寸法にしなければならない。

ローラ６の回転中、軸５０は歯付き車５１によってロー
ラ６の角速度よりも大きなほぼ一定の角速度で回転され
る。軸５０及びこれと一体の鏡５３の回転によって、ユ
ニット９により連続的に放射されているレーザー光線１
０が、穿孔円弧に沿って分配されている架台３１によっ
て但持された祇＠煙草２に連続して当たるように、穿孔
円弧と復帰円弧を通過する。特に、鏡５３によって屈折
された前記光線は連続して集光レンズ５８に当たり、そ
してこの各レンズにより、光線がこのレンズ５８を通過
するに要する全時間の間対応紙巻煙草２の周囲に配され
た各固定焦点上に、連続して集光される。

上記説明から、穿孔円弧に沿いその軸線を横切って前進
する紙巻煙草２よりも大きな速度で鏡５３が移動するの
で、前記鏡５３によって屈折された光線は前記煙草に到
達しレンズ５８によって連続してその表面上に集光され
、それにより対応レンズ５８を通る通路にしたがって各
紙巻煙草に孔１５が形成されることが明らかである。

各紙巻煙草２が穿孔円弧を通過する時間中この紙巻煙草
に形成される孔工５の数は同時に輸５０によって行われ
る完全回転の数に等しい。紙巻煙草２が対応架台３１に
よってその軸線周りに連続して回転されるので、前記孔
１５は各紙巻煙草２の上に円形の輪に沿って分配される
ことになる。

実際には、軸１２の角速度に対する軸５０の角速度の比
は、どの瞬間においても穿孔円弧に沿って分配されてい
る紙巻煙草２の数のオーダーである。特に、歯車列３８
が、各架台３１が穿孔円弧を通過する時その軸線周りに
１回の完全回転を行うように構成されている場合は、軸
１２の角速度に対する軸５０の角速度の比は穿孔円弧に
沿って分配された紙巻煙草２の数に等しくされる。これ
と対照的に、第１図に示す例のように、架台３１が穿孔
円弧に沿いこれを横切って移送される時にその軸線周り
の完全１回転よりも多く回転され、それにより各紙巻煙
草２がそれ自体の周りに１回転される時に形成される孔
がその前の回転中に形成された孔に重なるのを阻止する
ようにした場合には、前記の比は穿孔円弧に沿って分配
された紙巻煙草２の数とは相違させなければならない。

最後に、実際上使用されるユニット９は連続的でなく鏡
５３がレンズ５８に対面する時にのみ光線１０が放射さ
れるようパルスを発するものとする。

これは、レーザー発生器ユニット９にとって適当な脈動
の連続を選ぶことによって容易に得られることが明らか
である。

しかしこの方法の代わりに、鏡５３の角度位置を測定す
ることと鏡５３がレンズ５８に対面する時だけこのユニ
ット９を作動させることとからなる別の方法が好適であ
る。この方法を行うための種々の実際上の方法があり、
これらの方法は公知の技術から容易に推測できるもので
ある。

第６図は、以下に説明するような作動装置又は発動装置
を用いている、前記の方法を行う特に簡単な電気機械的
な方法に関する。

第６図において、参照数字６０は軸１２と同軸でフラン
ジ１７と一体の円盤を示している。この円盤６０は室５
４内に配設され複数の′周囲の歯６１が設けられ、この
各歯は各レンズ５８と半径方向に整列している。円盤６
０に対面して配設された付属具６２が室５４内部で軸５
０から半径方向に延出し、歯６１の輪に沿って動き得る
誘電子要素６３を支持している。この誘電子要素６３が
各歯６１の前方を通過する時ユニット９の脈動を１ｔｉ
ＩＩ′ａするのに用いることのできる電気信号を発する
。

架台３１が穿孔円弧に沿う移動中その軸線周りの１回の
完全回転より多くの回転をする場合は、その軸線周りの
紙巻煙草の１回の完全回転中にあけられた孔が前の回転
中にあけられた孔と重なるのを阻止するよう位相をもっ
て軸１２と５０とは配置しなければならないことはすで
に述べた。

軸１２と５０はしかし位相をもって保持されることがで
き、すなわちこれらの角速度の比は、孔１５が円周方向
のみでなく紙巻煙草に沿って軸方向にも分配される場合
には、穿孔円弧に沿って分配されている紙巻煙草の数に
等しくすることができる。

これを行うための３つの異なった方法が第３゜４及び５
図の実例によって示される。

第３図に示すように部材２５の外側に延出する環状リン
グ６４がフランジ１７の外側周辺に一体に連結され、各
架台３１に一致する軸方向の六６５を備え、この穴６５
の中に、リング６４とリング歯車４６との間で摺動する
ことができかつ対応ピン３５を回転自在に支持する摺動
子６７のための案内ロッド６６の一端が固定されている
。このビンの歯付き車３７は、リング歯車４６の歯４８
と摺動自在に係合し摺動子６７によって移動されるどの
ような軸方向の位置においても常に歯４８と噛み合うよ
うな長さとなっている。

各摺動子６７はその内面に連結された半径方向のカム従
動ローラ６８を担持し、このローラ６８は部材２５の外
面に設けられたカム軸６９と係合する。

作動時、各紙巻煙草２は穿孔円弧に沿うその前進時にレ
ンズ５日の焦点に対して所定の軸方向の移動を行い、そ
れにより孔１５の重なるのを阻止する。

これらの孔１５は、溝６９が連続した形状であるか又は
段階的な形状であるかによって実質的にらせん形の曲線
に沿うか又は並列した輪に沿うかして分配されることに
なる。

架台３１を軸方向に固定して保持し、かつ溝６９によっ
て形成されているのと同様なカム装置の推力のもとでロ
ーラ６に対して軸方向に動く円盤上にレンズ５８を取付
けることにより、同じ結果が得られることが明らかであ
る。

第４図及び第５図に示されるように、管状要素５６は複
数の輪に配列されたレンズ５８を支持している。この特
別の場合は、架台３１が穿孔円弧に沿って前進する時そ
の軸線周りに２回の完全回転を行うという想定で２つの
近接した輪のレンズ５８がある。

作動装置７２の出力ロット７１が軸５０のための閉鎖プ
ラグ７０を貫通して摺動自在に取付けられかつ鏡５３に
連結されている。

第４図に示すように、光線ｌＯを各架台３１と協同する
近接レンズ５８の一方又は他方に選択して指向させるた
め、鏡５３が２つの位置の間でロッド７１の推力のもと
に軸５０に沿って軸方向に摺動自在に取付けられており
、この作動装置が、孔１５が紙巻煙草２上で重なるのを
阻屯するように制御される。

第５図において、光線１０を各対の近接レンズ５８の一
方又は他方のレンズ上に選択して屈折させるため、ロッ
ド７１は、軸５０の軸線に互角な軸線を有しかつ鏡５３
を軸５０に連結する枢軸７３の周りに、鏡５３が軸５０
に対して２つの別の角度位置をとるように配設される。

以１゛ボ白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された穿孔装置の概略図、 第２図は第１図の細部の第１の実施態様の軸方向断面図
、 第３図は第１図の細部の第２の実施態様の軸方向断面図
、 第４図は第１図の細部のさらに他の実施態様の軸方向断
面図、 第５図は第４図の実施態様の変形例の軸方向断面図、 第６図は、第２．３．４及び５図の実施態憎の細部の変
形を示す概略図である。 １・・・穿孔装置、　　　　２・・・紙巻煙草、４・・
・入口ローラ、　　　　５・・・出口ローラ、６・・・
中間ローラ、 ９・・・レーザー発生ユニット、 １０・・・レーザー光線、　１３・・・反射装置、１４
・・・集光装置、　　　　１５・・・孔、３１・・・架
台、　　　　　５３・・・反射要素（鏡）、５８・・・
集光レンズ、　　　６０・・・円盤、６１・・・歯、　
６２・・・付属具、　６２・・・誘電子、６８・・・従
動ローラ、　　　６９・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、棒状物品（２）、特に紙巻煙草に複数の孔を形成す
   る方法であって、下記の段階、すなわち、−少なくとも
   ３つの、それぞれの軸線周りに回転可能な搬送ローラ（
   ４、５、６）であって、その第１のローラ（４）が入口
   ローラ、第２のローラ（５）が出口ローラであり、第３
   のローラ（６）が前記２つのローラの間の中間位置に配
   置されかつ１つの穿孔円弧の対向両端部を区画形成する
   その周辺の２つの離れた位置で前記２つのローラに接し
   ている前記少なくとも３つのローラにより区画形成され
   た前進通路に沿って、前記各物品（２）をその軸線を横
   切って平行移動させること、 −前記物品が前記中間ローラ（６）に沿って前進する時
   、前記物品（２）を、その各々が前記中間ローラ（６）
   に対してそれ自体の軸線周りに回転可能でかつ前記中間
   ローラの周囲に沿って一定のピッチをもって分配されて
   いる、各架台（３１）の内部に収容すること、 −前記各架台（３１）を、前記中間ローラ（６）の回転
   の角速度の全倍数に等しい一定の角速度でその軸線周り
   に回転させ、また各架台（３１）にこれが前記穿孔円弧
   に沿って前進する時それ自体の軸線周りの全回転数の回
   転を行わせること、 −前記物品が前記穿孔円弧に沿って前進する時この物品
   の各々に少なくとも１つの輪の複数の孔（１５）を形成
   するためレーザー発生器ユニット（９）を用いること、 の各段階を含んでなることを特徴とする棒状物品に孔を
   形成する方法。 ２、前記レーザーユニット（９）が、脈動レーザー光線
   （１０）を発生する発生器と前記物品（２）の各々に前
   記光線（１０）を選択して指向させる少なくとも１つの
   反射要素（５３）とを具備し、前記反射要素（５３）が
   前記中間ローラ（６）の軸線周りに回転可能に取付けら
   れかつ前記中間ローラ（６）の角速度よりも大きな角速
   度で回転されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３、前記物品（２）の各々と前記発生器ユニット（９）
   により放射されかつ前記反射要素（５３）により反射さ
   れたレーザー光線（１０）の対応焦点とを、前記物品（
   ２）が前記穿孔円弧を横切る時間中前記中間ローラ（６
   ）の回転の軸線の方向に、相対移動させる段階を含んで
   なることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法
   。 ４、前記架台（３１）の各々が前記中間ローラ（６）に
   軸方向摺動自在に連結され、前記穿孔円弧の走行中前記
   軸方向の移動を行う作動手段（６８、６９）と協同する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、前記中間ローラ（６）が、前記物品（２）の各々の
   ための少なくとも集光レンズ（５８）を備えた集光装置
   （１４）を支持し、この集光レンズ（５８）が前記中間
   ローラ（６）の軸線に平行な方向に並列して配置され、
   前記相対移動が、反射されたレーザー光線（１０）を前
   記２つのレンズ（５８）の一方から他方に所定の関係に
   したがって動かすように前記反射要素（５３）を前記中
   間ローラ（６）に対して動かすことによって、行われる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 ６、前記反射要素（５３）の移動が前記中間ローラ（６
   ）の軸線の方向の平行移動からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、前記反射要素（５３）の移動が前記中間ローラ（６
   ）の回転の軸線に直角な軸線の周りの回転運動からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８、前記レーザー発生ユニット（９）が、前記反射要素
   （５３）と協同しかつ各時間に前記反射要素に放射され
   るべきレーザー脈動が前記穿孔円弧を通過中に前記物品
   （２）の１つに当たるように配設されている作動装置又
   は発動装置（６０−６３）によって、脈動的に作動され
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲各項中の１項に
   記載の方法。