片状原料压缩成形品的切片装置及分割刀的制作方法

专利名称：片状原料压缩成形品的切片装置及分割刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将片状原料重迭压缩成形制品分割成所定厚度的切片装置。特别是适合于香烟原料制造中的切片装置及分割刀。
背景技术：
收获的烟叶根据品种及等级分类后，将烟叶与杆分离，同一品种及等级的烟叶作为片状原料重迭地收纳在硬纸箱或筒等容器内，此层迭的烟叶在容器内压缩成形，成为压缩成形品。之后，容器内的压缩成形品保管规定期间而熟化。
熟化后，将烟叶的压缩成形品从容器中取出，水平分割成为具有一定厚度的片料。这样的压缩成形品切片依照所定的各种压缩成形品的片料的混合比得到片料的集合体。由于各个片料较小，片料内压缩状态的烟叶容易散开，能够很好地进行此后对于烟叶的调湿及加香工序。
上述烟叶的压缩成形品的切片使用了例如日本特开平8-38140公报所公开的切片装置。此公知的切片装置具有分割刀，此分割刀可在水平面内往复运动，具有相对于压缩成形品凸出的山形刀刃。分割刀向压缩成形品移动时，分割刀由山形刃口部分切入压缩成形品内，将压缩成形品水平切片。
上述的分割刀在切入压缩成形品内时，山形分割刀的刃口的中央部分比两端先进入压缩成形品内。因此，切片时，分割刀相对于压缩成形品给予从该压缩成形品的内部朝向外周的力，此力使压缩成形品的外周上发生碎片。因此，不能很好地由压缩成形品切出片料，难以保证片料大小的一致。
此外，切片时，若在分割刀刃的前方压缩成形品内发生层开裂，无法切出全范围厚度均一的片料。有关此点详述如下，容器内的压缩成形品由于受过压缩处理，其中央部为凹状，且压缩成品在容器倒置的状态下由容器中取出。因此，提升台上的压缩成形品为向上方凸出的状态。在这样的压缩成形品内、在分割刀的刀刃前方发生层开裂时，随着分割刀的切入，由于层开裂，上侧的部分浮起。结果分割刀就在目标切片面下侧对压缩成形品切片。
再者，上述公知的切片装置适合于香烟及过滤嘴香烟的小批量生产，而不适合于大批量的生产。

发明内容
本发明的目的是提供一种适合于大批量生产的、在片状原料的压缩成形品外周不发生碎片而且能够在全域切出有一定厚度的、稳定的片料的切片装置及其分割刀。
为实现上述目的，切片装置具有接收片状原料的压缩成形品的升降器，用以升降所接收的压缩成形品。切片装置还具有将升降器上的压缩成形品分割成所定厚度的片料的分割刀，和将所述片料从所述分割刀的上面向所述分割刀的侧方排出的排出机构，分割刀具有相对压缩成形品为凹状的有效刀尖区域。
采用上述的切片装置，分割刀从其暂停位置朝压缩成形品移动时，此分割刀切入压缩成形品内，由此，在分割刀上形成压缩成形品片料。此片料从分割刀的上面向分割刀的侧方排出。之后，分割刀返回暂停位置，升降器再上升所定的距离后，反复分割压缩成形品，可迅速进行压缩成形品的分割。
由分割刀上排出的片料供给到堆积托盘上，在此堆积托盘上堆积着各种质量及等级的片料，形成与特定品牌相对应的堆积体。
切断压缩成形品时，由于分割刀在从两侧夹着压缩成形品的同时切入压缩成形品内，因而压缩成形品的外周不会产生碎片。
切断压缩成形品时，压缩成形品的上面通过上压板机构压住，从而能够防止压缩成形品内的层破裂，使切得的片料的宽度在全部区域能保持一致。
切断压缩成形品时，压缩成形品的侧面通过侧挡板机构压住，随着向压缩成形品内的分割刀的切入，压缩成形品不会在升降器上移动。
分割刀的有效刀尖区域可为V字形、W字形、展开的U字形或圆弧形状。无论具有其中的哪一种形状，分割刀的有效刀尖区域都能够在夹着压缩成形品两侧的同时，向压缩成形品内切入。
附图简介

图1为示出压缩成形品的切片/堆积系统整体的简略俯视图，图2为切片装置的简略后视图，图3为切割刀的前端部的剖面图，图4为切片装置的简略立体图，图5为示出切片装置的一部分的视图，图6为示出刚分割后的压缩成形品的俯视图，图7为示出刚分割后的压缩成形品的侧视图，图8为示出切片层的一部分的视图，图9为示出由压缩成形品的分割至片料层积的顺序的立体图，图10为示出其他分割刀的俯视图，图11为示出其他分割刀的俯视图，图12为示出其他分割刀的俯视图。
最佳实施例参照图1，切片/堆积系统具有供给传送带2，此供给传送带2在水平方向延伸，可正、反方向驱动。在供给传送带2的始端，压缩成形品(A、B、C…)承接于托盘4之上，此外，由始端可将空的托盘4排出。
在此，压缩成形品是如前所述的将烟叶的烟叶层叠于容器内、经压缩成为这些烟叶的层积体。压缩成形品为立方体形状，其大小例如宽、长及高度分别为600mm、1000mm、700mm。其重量为100-200kg。
与供给传送带2的终端相邻设置着移载传送带5，此移载传送带5由可正、反方向驱动的辊式输送机构成。移载传送带5从供给传送带2上接收平板及压缩成形品，所接收的压缩成形品位于所定的供给位置。为了确定此位置，移载传送带5的上方设置有挡板6，此挡板6可向移载传送带5的移动方向及上下方向移动。此外，移载传送带5自身可沿与托盘4的移送方向垂直的横方向移动，同时，在此横移时，移载传送带5上的托盘4由图中未示出的固定装置固定。在移载传送带5的一侧设有推进器8。此推进器8与移载传送带5上的托盘4在同一水平面内，可沿与移载传送带5的移送方向垂直的方向往复运动。具体来说，推进器8通过进给螺杆(图中未示出)的回转而往复运动，此进给螺杆通过伺服电机正反回转。
在图1所示状态下，1个压缩成形品B与托盘4共同在供给位置，即位于移载传送带5上。此时，其压缩成形品B与挡板6相接触，推进器8后退到待机位置。并且，如图1所示在供给传送带2上的下一个压缩成形品C与托盘6共同处于待机状态。在这里，压缩成形品B、C烟叶的品种及等级不同。
进一步地，在处于供给位置的压缩成形品B的上方设置有传感器10(例如3个)。这些传感器10可上下移动，以分别测定压缩成形品B的高度，根据这些测定结果，求出压缩成形品B的高度。在此，如图1所示，3个传感器10沿压缩成形品的对角线设置，在压缩成形品A的中央位置及2个角部分别对压缩成形品B的高度进行测定。
移载传送带5和与供给传送带2相反一侧的待机传送带12相邻，可在待机传送带12及移载传送带5之间传送空的托盘4。
在移载传送带5附近，即前述推进器8的相反侧设有切片装置14。此切片装置14具有主框架16，此主框架16位于供给传送带2到待机传送带12之间，并沿它们延伸。
在主框架16内设置有升降器18，此升降器18可在主框架16内上下移动。详细来说，升降器18可自由滑动地支撑在多个垂直的导杆(图中未示出)上。如图2所示，升降器18与垂直的进给螺杆20通过连接机构22相连接。故此，伴随着进给螺杆20的正反回转，升降器18能沿导杆上下运动。进给螺杆20的下端连接有伺服电机24，此伺服电机24使进给螺杆20回转。导杆及进给螺杆20由主框架16支撑。
升降器18位于与前述移载传送带5上的托盘4同一高度的位置上时，首先，移载传送带5横移至升降器18一侧，由此，移载传送带5上的托盘4与升降器18相连接。在此状态下，托盘4上的压缩成形品B由推进器8推出至升降器18上。如图2所示，压缩成形品B从托盘4移到升降器上。此后，推进器8退回到其待机位置，避开升降器18，从而，压缩成形品B与升降器18共同上升至所定的高度位置。
随升降器18上升，移载传送带5也回到原位置，移载传送带5上的空托盘4移动至待机传送带12上。于是，下一个压缩成形品B与其托盘4被共同供给到移载传送带5上。
前述的主框架16的上面设置有板状的分割刀26。此分割刀26沿主框架16的长度方向延伸。分割刀26的两侧缘部相对主框架16被可自由滑动地支撑，分割刀26可沿供给传送带2在水平面内往复运动。即分割刀26的下方设有进给螺杆28，此进给螺杆28在分割刀26的中央沿水平延伸，其两端支持于主框架16上。分割刀26及进给螺杆28通过连接结构相互连接，进给螺杆28通过其一端连接的伺服电机30正反回转。
分割刀26具有刀尖，此刀尖如图1所示，位于升降器18侧，V字形朝向升降器18。详细来说，分割刀26含有板状的刀托32及形成有效刀尖区域的一对刀刃34，刀托32在前述主框架16上可往复运动。刀托32的一端缘成V字形缺口，在规限着此V字形缺口的一对倾斜边缘上分别固定着刀刃34。
图3详细示出了刀托32与一方的刀刃34的连接构造。在刀托32的倾斜缘部及刀刃34的峰部上分别形成相互接合的台阶，由此，板部件32及刀刃34的上面及下面分别在同一面内相互连接。相对于刀托32，一对刀刃34由多个埋头螺钉36可取出地连接，这些埋头螺钉36不从分割刀26的上面及下面伸出。埋头螺钉36沿刀刃34成2列且相互错开地设置。
由图3所示可知，刀刃34为楔状，其前端形成刀尖38。此刀尖38是将高速钢制成的板部件40压接于刀刃34的底材上后研磨而成的。
一对刀刃34固定到刀托32上时，这些刀刃34的刀尖38构成的角度α(见图4)为60°-120°，最好设定为70°-90°，此外，一对刀刃34的刀尖38的连接区域也可为圆弧状。
前述的升降台18在与压缩成形品B共同上升时，分割刀26位于图1及图4所示的暂停位置，不妨碍压缩成形品B的上升。
升降器18的上升位置根据压缩成形品的大小、重量及分割数来设定。详细地说，升降器18应以使在压缩成形品B的目标切片面中最上面的目标切片面位于与前述分割刀26同一平面上为目的上升。并且，能够在升降器18上测定压缩成形品B的重量。
压缩成形品B与升降器18一同上升时，如图4所示，压缩成形品的上面及侧面上分别压有上压板42及侧挡板44。上压板42具有一对压板垫46，这些压板垫46使得在从压缩成形品B的上面看分割刀26对侧的端部得到相当于例如15kg重量的压力。
侧挡板44具有上下压板垫48，这些压板垫48分别推压着位于与分割刀26相反侧的压缩成形品B的侧面。这里，压板垫48之间具有允许分割刀26进入的开口，即空刀槽50。
上压板42可在相对于压缩成形品B的上面接触、离开的上下方向上移动。且侧挡板44可在相对压缩成形品B的侧面接触、离开的水平方向移动。详细来说，如图5所示，上压板42与垂直的气缸52的活塞杆54相连接，侧挡板44与水平的气缸56的活塞杆58相连接。这些气缸52、56为气动缸，一个气缸56由前述的主构架16支撑，另一个气缸52由前述的主构架16的上方突出的副构架60支撑。图5示出了升降器18的最高上升状态。
在压缩成形品B处于图4所示状态时，前述的压缩成形品B夹持在升降器18与上压板42之间，于是，侧挡板44处于推压压缩成形品B侧面的状态。此时，即使侧挡板44推压压缩成形品B，压缩成形品B在升降器18上也不会动。
在此状态下，分割刀26向压缩成形品B移动时，分割刀26由其一对刀刃34沿目标切片面向压缩成形品内切入，其结果，如图6及图7所示分割刀26上形成片料SPB。在此，分割刀26的移动速度为50-80m/min、最好为60-70m/min。
分割刀26的刀刃34从压缩成形品中完全脱出时，刀刃34进入侧挡板44的空刀槽50内，分割刀26与侧挡板44不发生干涉。此外，分割刀26的刀刃34到达所定的位置时，此到达由限位开关(图中未示出)检出。此时，分割刀26的前进停止，分割刀26保持在切片位置。
正如图6中2点划线所示，分割刀26向压缩成形品B内切入时，V字形的一对刀刃34在从压缩成形品两侧夹持其边的同时进入压缩成形品内。故，一对刀刃34的切入力向压缩成形品B的中心作用，使压缩成形品的外周即片料SPB及剩余的压缩成形品B的外周不发生碎片。
在一对刀刃34从压缩成形品B中拔出时，在图6中点划线的圆中所示的压缩成形品B的角部特别容易发生这种碎片。即在压缩成形品B角部的烟叶由于与周围的烟叶的连接较弱，压缩成形品B易在角部破碎，将香烟原料洒落在周围。但是，由于V字形的刀刃34将压缩成形品B角部向压缩成形品B的中央压入的同时从成形品内脱出，压缩成形品B的角部不发生碎片。
在这一点上，如果分割刀的刀刃为山形形状，以往的分割刀在向成形品B内切入中，由压缩成形品B中向外的力波及压缩成形品B，压缩成形品B的外周及角部易发生碎片。
由于一对刀刃34构成的角度α设定于60°-120°，分割刀26不会引起切片装置过大，能够将压缩成形品良好地分割。有关此点详述如下，如果一对刀刃34构成的角度α大于120°，则相对于压缩成形品B的刀刃34的切入角过小。因此，分割刀26对压缩成形品B的切断成为推切而不圆滑，造成切屑增加。
如果一对刀刃构成的角度α小于60°，为使压缩成形品B能够夹在一对刀刃34中，一对刀刃34必须较长。因此，分割刀26的往复行程加长，造成切片装置过大。在此场合，由一对刀刃34向压缩成形品B的中心部的一对切入力过大，片料一边上浮一边被切断。其结果，片料中央部的厚度比周边部的厚度增加。
由于上述理由，一对刀刃34构成的角度α设定于从60°到120°的范围，考虑到切屑的发生量及切片装置的大小，角度为70°-90°最为合适。
如一对刀刃34的构成的角度α设定为70°-90°的范围，这些刀刃34，即分割刀26能象剪刀那样将压缩成形品B切断，使压缩成形品B的切断面平滑。
V字形的刀刃34在由压缩成形品B的外周向内部切入时，在压缩成形品B的上面中刀刃脱出侧的部位通过前述的上压板处于压紧状态。故，在压缩成形品B内刀刃34前侧不发生层破裂。其结果，一对刀刃34，即分割刀26沿目标切片面正确切进，片料SPB的厚度在全域为均一。
此点上，在使用以往的山形形状的分割刀的场合，前述压缩成形品B内在分割刀前侧发生破碎片。此层破碎片在位于分割刀前侧的压缩成形品A的部分如图7中2点划线所示上浮。结果，在使用以往的分割刀所得到的片料SPB中的厚度上，与分割刀的切入侧的部位相比，分割刀的脱出侧的部位要厚。
分割刀26的一对刀刃34可取出。故此，在从刀托32上取出一对刀刃34的状态下，能够对这些刀刃34的刀尖38进行再研磨。
使用上述的分割刀26从压缩成形品B上切出片料SPB后，上压板42及侧挡板44回到它们的暂停位置，分别离开片料SPB及升降器18上的剩余压缩成形品B。
此后，升降器18稍微下降，升降器18上的压缩成形品B如图8所示从分割刀26的下面离开。此时，片料SPB保持在分割刀26上。
如图8所示，在切片位置上的分割刀26的侧方设有连接板62，此连接板62与分割刀26位于同一水平面上，可移动地支撑于支持台64上。支持台64安装于主构架16侧面。在支持台64的下侧设有气动缸66，此气动缸66将支持台64与连接板62的下面相互连接。气动缸66能够在连接板62相对于分割刀26连接、分离的方向移动。
在连接板62的侧方还设有堆积板68，此堆积板68可在上下及水平方向移动。在图8所示状态时，堆积板68正在上升位置上。堆积板68的上升位置比连接板62要低。
在分割刀26的上方设置有导轨70，此导轨70水平延伸至堆积板的上方。在导轨70上安装有片料推进器72，此片料推进器72可沿导轨70往复运动。使用了由伺服电机来正反回转的进给螺杆(图中未示出)使片料推进器72往复运动。
如前所述，在片料SPB保持在分割刀26上时，连接板62通过气动缸66向分割刀26前进，与分割刀26的侧缘连接。此时，堆积板68在上升位置。即图8所示的分割刀26通过连接板62与堆积板68连接的状态。
在此状态下，片料推进器72由其暂停位置向堆积板68移动，片料推进器72将分割刀26上的片料SPB推出，因此，片料SPB通过连接板62移送至堆积板68上。此时，片料SPB在通过连接板62上时，通过在片料SPB移送方向上的片料SPB的宽度由计测器(图中未示出)测定。片料SPB被移送至堆积板68上后，分割刀26由切片位置回到暂停位置，片料推进器72也由堆积板68上返回到暂停位置。
此后，升降器18上剩余的压缩成形品B与升降器18同时上升，压缩成形品B的下一个切片面位于与分割刀26同一高度位置。另一方面，片料SPB与堆积板68共同下降后，连接板回到堆积板68侧的后退位置。
这样升降器18上的压缩成形品B上升，连接板62回复到后退位置，分割刀26可同样对压缩成形品B切片。
如图8所示，在堆积板68的上升位置下方，设置有堆积托盘74。故此，如前所述，片料SPB在与堆积板68共同下降时，片料SPB借助堆积板68置于堆积托盘74上。详细来说，处于图8状态时，片料SPA已经置于堆积板74上。在此场合，片料SPB借助堆积板68置于片料SPA上。在此，片料SPA为在前次的加工过程中由与压缩成形品B相异的压缩成形品A分割得到的切片，压缩成形品A、B的烟叶的品种及等级不同。
在堆积板68上设有可往复移动的片料挡板76。堆积板68在上升位置时，片料挡板位于后退位置。故，堆积板68在接收片料SPB时，片料挡板76为从堆积板68上的片料SPB离开的状态。但是堆积板68随片料SPB移置于堆积托盘74上的片料SPA上时，片料挡板76由后退位置移动到前进位置，与片料SPB相接触。
在此状态下，如图8中2点划线所示，堆积板68后退，从片料SPA、片料SPB之间抽出，因此，片料SPB重合于片料SPA之上。在堆积板68抽出时，由于片料SPB与片料挡板76相接触，片料SPB不会因堆积板68的抽拉而移动。
此后，片料挡板76回到后退位置。堆积板68与片料挡板76共同上升，且前进到前述上升位置。在此上升位置上，堆积板68移入在后退位置的连接板62的下侧，堆积板68与连接板62部分重合。
上述堆积托盘74设置于循环传送带78上，此循环传送带78的轮廓由图1示出。循环传送带78与引入传送带80相连接，此引入传送带80将堆积托盘74供给循环传送带78，相反，也能由循环传送带78上取下堆积托盘74。
如图1所示，循环传送带78上供给有多个堆积托盘74，这些堆积托盘74能够依次定位于堆积位置，即位于上升位置的堆积板68的下方位置上，如前所述那样接收片料。
有关此点详细说来，在前述堆积位置上，堆积着片料SPB的堆积托盘74由堆积位置被搬送上循环传送带78上，下一个堆积托盘74定位于堆积位置上。此后，在下一个堆积托盘74上，同样地由压缩成形品B切出的片料SPB被堆积。
通过依次重复上述动作，由压缩成形品B切出的片料SPB被分配并堆积于对应的堆积托盘74上。
在此，在压缩成形品的分割中，升降器18上的最后的剩余压缩成形品，即最后的片料SP从升降器18上移送至堆积板68上。
参照图9，它明确示出了从压缩成形品的分割到片料堆积的顺序，即，由各种压缩成形品分割的片料依次堆积到各堆积托盘74上的情况。片料堆积所得的堆积体与堆积托盘74共同由循环传送带向引入传送带80排出，并且由引入传送带80向下一工序供给。
本发明并不限于上述实施例，可有各种变形。例如，分割刀的刀尖不限于V字形，也可为近似W字形(图10)、展开的U字形(图11)、圆弧形(图12)。
在图10的分割刀82的场合，中央山形的中央刀刃84与两侧的侧刀刃相比为缩进状态。故，图10的分割刀82虽有山形的中央刀刃84，仍能发挥前述的分割刀26同样的切断机能。并且分割刀82由于中央刀刃84的存在，压缩成形品的切断能力更高，并能够得到圆滑的切断表面。在此，一对侧刀刃86的构成角度设定为前述的α。
在图11的分割刀88的场合、其刀刃90的深度为D1、中央部分及两端部的曲率半径分别为Ra、Rb、分割刀88的宽度为W，这些参数满足下式的关系。
0＜D1≤W/2，0＜Ra≤W/2，W＜2≤Rb在图11的分割刀92的场合，刀刃94的深度及曲率半径分别为D2、Rc，这些参数满足下式的关系。
D2＜Rc并且，上述切片装置及分割刀并不限于烟叶的压缩形成品，也能够用于各种的片状原料压缩成形的压缩成形品的分割。
权利要求
1.一种将片状原料的压缩成形品进行切片的装置，其特征为，具有设有接收片状原料的压缩成形品的升降器、并将所述压缩成形品与升降器一起升降的升降机构；将所述升降器上的压缩成形品分割为具有规定厚度的片料的分割机构，该分割机构包括在水平面内向所述升降器移动、并将所述升降器上的压缩成形品上下切断的分割刀，该分割刀具有相对于所述压缩成形品为凹形的有效刀尖区域及保持着切断所述压缩成形品所得的片料的上面；将所述片料由所述分割刀的上面向所述分割刀的侧方排出的排出机构。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述分割机构还包括在所述压缩成形品切断时，压住所述压缩成形品上面的上压板机构。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征为，所述上压板机构压住位于所述分割刀相对所述压缩成形品的脱出侧的所述压缩成形品上面部分。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述分割机构还包括在切断所述压缩成形品时，压住所述分割刀脱出侧的所述压缩成形品侧面的侧挡板机构。
5.一种分割刀，它向片状原料的压缩成形品水平方向移动以将所述压缩成形品分割为具有所定厚度的片料，具有相对于所述压缩成形品为凹形的有效刀尖区域。
6.按照权利要求5所述的分割刀，其特征为，所述分割刀的所述有效刀尖区域相对所述压缩成形品为V字形。
7.按照权利要求6所述的分割刀，其特征为，所述有效刀尖区域有60°-120°的角度。
8.按照权利要求5所述的分割刀，其特征为，所述分割刀的所述有效刀尖区域相对所述压缩成形品为W字形，中央山形的刀尖部分还要比两侧的刀尖部分的两端缩进。
9.按照权利要求5所述的分割刀，其特征为，所述分割刀的所述有效刀尖区域相对所述压缩成形品为扩开的U字形。
10.按照权利要求5所述的分割刀，其特征为，所述分割刀的所述有效刀尖区域相对所述压缩成形品为圆弧形状。
全文摘要
分割烟叶的压缩成型品的切片装置,具有在水平面内往复移动的分割刀,此分割刀有朝向压缩成型品的V字形的刀尖,在从两侧夹着压缩成型品的同时将其切断。
文档编号B26D1/00GK1197378SQ9719088
公开日1998年10月28日 申请日期1997年7月10日 优先权日1996年7月11日
发明者铃木和幸, 山崎芳裕, 岛田浩二 申请人:日本烟业产业株式会社