专利名称：棒状物品成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将填充材料卷入带中而连续地形成棒状物品的成形装置。
背景技术：
这种成形装置内装在香烟制造机或滤嘴制造机中，例如，特开平8-214854号公报所公开的香烟制造机的一例。公报中公开的制造机包括作为成形装置的卷包部，该卷包部具有环状的成形带。该成形带接收纸带和作为填充材料的烟丝，使纸带与烟丝一起向一个方向行进。在该过程中，把烟丝压缩成棒形之后通过成形带卷入纸带中，连续地成形为卷烟棒。
成形带卷挂在驱动滚筒上随着驱动滚筒的旋转而行进。另外，还通过张紧器对成形带施加一定的张力。成形带的张力使成形带紧绷在驱动滚筒的外周面上，防止成形带相对驱动滚筒旋转打滑。
近年来，为了提高上述制造机的制造能力，成形带的行进速度越来越高速化。为了实现成形带如此高速化，必须增加成形带对驱动滚筒外周面的绷紧力，防止成形带相对驱动滚筒打滑。
如上所述，成形带的绷紧力取决于成形带的张力，因此，为了增加绷紧力就必须增加成形带的张力。然而增加张力容易造成成形带断裂，导致制造机经常停止运转。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使成形带能够高速行进，同时又能够提高成形带的耐用性的棒状物品成形装置。
为了实现上述目的，本发明的棒状物品成形装置具有供给填充材料的供给部和把由该供给部供给的填充材料卷入纸带而成形为棒状物品的卷包部。
卷包部包括成形带，其是棒状物品成形使用的环状成形带，其经过卷包部延伸，并且具有同时接收纸带和填充材料的往路部分以及与往路部分连接的返路部分；驱动滚筒，其能够转动驱动，使成形带在一个方向行进，在其外周面上具有卷挂有成形带的返路部分的卷挂区；张紧器，其对成形带施加张力；按压设备，其在驱动滚筒的卷挂区内把成形带的返路部分向驱动滚筒的外周面按压。
根据上述成形装置，当成形带随着驱动滚筒旋转而行进时，成形带的返路部分被按压设备按压在驱动滚筒的外周面上。因此，在驱动滚筒的卷挂区，使成形带的返路部分对驱动滚筒的外周面的靠紧力增加，由此，成形带可相对驱动滚筒的外周面不打滑地行进。
若通过按压设备增加成形带的靠紧力，则成形带所需要的由张紧器施加的张力变小，也可以抑制成形带张力在行进中的变动。如果成形带的张力变动被抑制，则可以减少施加于成形带的负荷，即反复施加的负重降低。因此，能够延长成形带的耐用时间，减少成形带的更换次数。其结果，提高了成形装置的运转率和棒状物品的生产率。
上述的按压设备包括按压部件，其在与驱动滚筒的外周面之间夹持成形带的返路部分；驱动装置，其把按压部件向驱动滚筒的外周面上按压。
具体地说，按压部件具有沿着驱动滚筒的外周面配置的多个压辊，这些压辊分别旋转接触成形带的返路部分。另外，按压部件也可以使用介由成形带卷在驱动滚筒的卷挂区上的环状按压带来代替压辊，按压带与成形带的返路部分同步行进。
上述的压辊或者按压带在任何情况下都把成形带紧紧地按压在驱动滚筒的外周面上，增加成形带相对驱动滚筒的外周面的靠紧力。其结果，在成形带的行进中，能够可靠地防止成形带相对驱动滚筒的外周面滑动。
另外，因为上述按压设备、即压辊或者按压带可设置在驱动滚筒的外侧，故容易对现有的成形装置附加按压设备，并容易获得本发明的成形装置，按压设备的实用性高。
并且，按压设备可具有在驱动滚筒的外周面上形成的空吸面来代替压辊和按压带。该空吸面在驱动滚筒的卷挂区内吸附成形带的返路部分，由此，成形带被按压在驱动滚筒的外周面上。
上述的空吸型的按压设备适宜用于在驱动滚筒的周边没有能配置压辊或按压带的空间的情况。
卷包部具有引导成形带的往路部分的导向路径，成形装置除了上述的按压设备之外，还可包括降低导向路径和成形带的往路部分之间的摩擦阻力的减阻设备。
在成形带的往路部分通过导向路径时，使用成形带的往路部分以促使纸带卷包填充材料，即棒状物品的成形。在这样的成形工序中，导向径路对成形带行进产生过大的阻力。但是，减阻设备减少成形带的行进阻力，减少成形带的张力变动、即减少反复施加的负重。结果，通过减阻设备和上述的按压设备的共同作用，不仅能够进一步延长成形带的耐用时间，而且防止成形带的损伤。
图1是香烟制造机的正面示意图；图2是将图1的制造机的局部放大表示的图；图3是具体表示图2中的按压单元的图；图4是图3中沿IV-IV的剖面图；图5是按压带单元的示意图；图6是表示驱动滚筒的变形例的图；图7是表示成形床的下成形导向器的平面图；图8是图7中沿VIII-VIII线的剖面图；图9是带导向器的平面图；图10是将成形床截断表示的图。
具体实施例方式
棒状物成形装置形成香烟制造机或者滤嘴制造机的一部分。即，如图1所示，香烟制造机具有烟丝的供给装置2和成形装置4，该成形装置4形成香烟棒。
更详细地说，供给装置2具有环状空吸带、即烟丝带6，烟丝带6向一个方向行进。在该行进中烟丝带6的空吸面把烟丝吸着成为层状而形成烟丝层，通过烟丝带6的行进向成形装置4移送该烟丝层。
成形装置4具有与烟丝带6连接的卷包部8，卷包部8在其始端分别接收烟丝层和纸带P。这些烟丝层和纸带P通过卷包部8，在该过程中，纸带P卷包烟丝层，连续地形成卷烟棒，而且，通过干燥器14干燥处理卷烟棒的接缝。
卷包部8具有环状成形带10，用于使纸带P和烟丝层行进并通过卷包部8内，成形带10挂绕在多个导向辊上，这些导向辊规定成形带10的行进路径。
成形带10具有水平地通过卷包部8的上侧的往路部分和下侧的返路部分。行进路径的返路部分卷挂在驱动滚筒12上，通过驱动滚筒12的旋转使成形带10向图1中的箭头方向行进。
图2更详细地表示成形带10的行进路径和香烟棒R的形成过程。
在成形带10的往路部分的始端，纸带P重合在成形带10上，从烟丝带6向纸带P上供给烟丝层。然后，伴随着成形带10的行进，烟丝层T与纸带P一起通过卷包部8的压缩成形模16(shoe-tongue)，压缩成形模16与成形床17共同作用，介由成形带10和纸带P把烟丝层压缩成形为圆棒形。
更详细地说，成形床17沿着成形带10的往路部分延伸，其上面具有导向槽(未图示)。导向槽引导成形带10的往路部分。成形床17的位于压缩成形模16正下方的部分称为下成形导向器18，在下成形导向器18内延伸的导向槽部分形成为成形槽。该成形槽在下成形导向器18的上游端具有平坦的剖面形状，在下成形导向器18的下游端具有大体U字形的剖面形状。即，成形槽从下成形导向器18的上端开始形成，成形槽的槽底宽度和曲率半径向下成形导向器18的下游端逐渐减少。
由此，当成形带10通过成形槽内时，成形带10根据成形槽的形状逐渐弯曲成形，最终成为U字形。成形带10如此弯曲成形是通过纸带P使烟丝层T的下半层的剖面形成为半圆形。
另一方面，当烟丝层T通过上述压缩成形模16时，压缩成形模16的舌板把烟丝层T的上半层形成为半圆形的剖面。
卷包部8在压缩成形模16的下游具有上成形导向器，该上成形导向器配置在成形床17的正上方。上成形导向器从压缩成形模16顺次配置有短夹具20、前带21和长夹具22。
短夹具20通过成形带10把纸带P的一侧边卷曲成圆弧形，使一侧边从上侧包在棒形的烟丝T上。这时，纸带P的另一侧边由前带21导向并通过前带21，同时，浆糊喷嘴(未图示)把接缝浆糊涂敷在纸带P的另一侧边部上。
然后，长夹具22介由成形带10同样地把纸带P的另一侧边卷曲成圆弧形，使另一侧边从上侧包在棒形的烟丝T上。因此，纸带P的两侧边互相重合，并由浆糊粘接。此时，烟丝T完全被纸带P卷包，形成卷烟棒R。形成的卷烟棒R与成形带10一起连续地从长夹具22送出，并且成形带10复原为原U字形。
在长夹具22的下游配置有一对带导向器24，这一对带导向器24位于干燥器14的两侧，沿着成形床17的导向槽延伸。当卷烟棒R通过干燥器14时，带导向器24引导成形带10的对应的侧边。
干燥器14具有棒加热器(未图示)，棒加热器通过加热来干燥卷烟棒R的接缝浆糊。
经过了干燥器14，即经过了卷包部8的卷烟棒R通过切断部15(参照图1)，此时，切断部15把卷烟棒R切断成一根根的香烟棒C，香烟棒C具有过滤嘴香烟中的香烟部分两倍的长度。
另外，把香烟棒C从香烟制造机供给滤嘴安装机(未图示)，由滤嘴安装机制造过滤嘴香烟。
如图2所示，成形带10的返路部分由多个导向辊27和蛇行限制辊29引导。在成形带10的返路上还配置有张紧辊28。张紧辊28转动自如地安装在臂30的前端，臂30的基端被可转动地支承。参照图2，臂30向顺时针方向A转动驱动，介由张紧辊28向成形带10施加规定的张力。结果，成形带10在行进路径中被不松驰地拉紧，靠压在驱动滚筒12的外周面上。
另外，在成形带10的返路上将一对导向辊26配置在驱动滚筒12的附近。由驱动滚筒12的圆周方向看，该一对导向辊26规定卷挂在驱动滚筒12上的成形带10的卷挂区。
在驱动滚筒12的附近沿着卷挂区配置按压单元32，按压单元32在卷挂区提高成形带10对驱动滚筒12的外周面的靠紧力。具体来说，按压单元32具有多个压辊34(例如四个)，这些压辊34配置在沿着驱动滚筒12的外周的同一条圆弧线上，压辊34旋转接触成形带10，把形成带10夹入驱动滚筒12和压辊30之间。
如图3和图4所示，按压单元32有圆弧形的基板36，基板36沿着驱动滚筒12的外周延伸并安装在成形装置4的框架上。在基板36上通过支架40分别对应压辊34安装有多个气缸38，这些气缸38在驱动滚筒12的圆周方向上隔开间隔配置。气缸38具有活塞杆，该活塞杆向向驱动滚筒12的外周面突出。因此，气缸38的活塞杆向驱动滚筒12的外周面伸长或者收缩离开外周面。
在各气缸38上分别配设有滑块42，该滑块42在其所对应的气缸38中的活塞杆的伸缩方向上相对基板36自由滑动地支承，而且与该活塞杆连接。因此，滑块42能够随着气缸38的活塞杆的伸缩，在活塞杆的伸缩方向上滑动。
在各滑块42上安装有辊子支架44，辊子支架44转动自如地支承所对应的压辊30。更详细地，如图4所示，辊子支架44具有U字形的剖面形状，在其内部放置有压辊34。另外，辊轴46的两端支承在辊子支架44上，在该辊轴46上通过一对轴承48转动自如地支承压辊34。
各气缸38与气压源(未图示)连接，能够接收从该气压源供给的动力空气。当向气缸38内供给动力空气时，气缸38就推动对应的滑块42向驱动滚筒12的外周面滑动。此时，辊子支架44就从图3中用双点划线表示的停止位置向驱动滚筒12前进。结果，辊子支架44的压辊34向驱动滚筒12推出，把成形带10夹紧在驱动滚筒12和压辊34之间。通过这样地夹紧成形带10，成形带10紧密地靠压在驱动滚筒12的外周面上。
在成形装置4运转时，成形带10在行进路径中高速行进，由驱动滚筒12的旋转产生成形带10的牵引力。为了实现成形带10稳定、高速的行进，必须提高成形带10对驱动滚筒12的外周面上的靠紧力，防止成形带10相对驱动滚筒12打滑。
由上述张紧辊28赋予成形带10的张力对于增加成形带10向驱动滚筒12的外周面的靠紧力有效。但是，在成形装置4的动转速度更加高速化的状况下，成形带10所容许的张力的增加受到限制，结果，仅用成形带10的张力难以得到所需要的成形带10的靠紧力。
在此，上述的按压单元32不使成形带10的张力增加，而提高成形带10和驱动滚筒12之间的靠紧力，能够有效地防止成形带10相对驱动滚筒12的外周面的滑动。
另一方面，因为通过按压单元32使成形带10的靠紧力增加，所以相应地可减少由张紧辊28赋予成形带10的张力。
根据本发明者的验证，在成形带10的行进路径中，施加在成形带10上的张力(行进负荷)在从下成形导向器18到卷包部8的区域内急剧上升，在该区域之外成形带10的张力降低。另外，如果由张紧辊28赋予成形带10的张力增加，则对应该增加，上述区域的成形带10的张力也继续增加。
上述成形带10的张力的变动使成形带10的材料(芳纶纤维等)反复承受大的荷重，很快地导致成形带10的疲劳破坏。因此，若把成形带10的反复的负重、即其张力的变动抑制在小范围内，则可以延长用S-N曲线表示的成形带10的疲劳极限，能够延长成形带10的耐用期限。
结果，上述按压单元32提高成形带10对驱动滚筒12的外周面的靠紧力，相应地，减小成形带10所需要的张力。由此，因为减小由张紧辊28赋予成形带10的张力，所以在成形带10的行进中抑制成形带10的张力变动，成形带10的耐用时间延长。
关于这一方面，在对具有按压单元32的本实施例的成形装置4和没有按压单元32的现有在的成形装置比较成形带10的耐用期间时，本发明者确认本实施例的成形装置4比现有的成形装置的成形带10的耐用时间延长。
图5表示能够代替上述按压单元32的按压带单元50。
按压带单元50具有环状按压带52，该按压带52在上述卷挂区内把成形带10按压在驱动滚筒12的外周面上。具体地说，按压带单元50包括两个引导按压带52行进的导向辊54、55，这两个导向辊54、55分别由辊轴旋转自如地支承，这些辊轴固定在成形装置4的框架上。在图5中，导向辊54配置在驱动滚筒12的左侧，导向辊55配置在驱动滚筒12的下方。
按压带单元50还包括引导按压带52行进的张紧辊56，该张紧辊56配置在驱动滚筒12的右侧。按压带52介由成形带10将导向辊54和张紧辊56之间的部分卷挂在驱动滚筒12上。
张紧辊56旋转自如地支承在辊轴上，该辊轴与驱动器58连接。驱动器58例如由气缸构成。当驱动器58驱动时，其能够向上推动张紧辊56的辊轴，由此，张紧辊56就从图5中用双点划线表示的停止位置移动到上方的动作位置。在动作位置上，张紧辊56通过成形带10把按压带52按压在驱动滚筒12的外周面上，由此，使成形带10对驱动滚筒12的外周面的靠紧力增加。
另外，也可以替代气缸58利用油压或者电磁线圈的驱动器。
图6表示具有上述按压单元32或按压带单元50的功能的驱动滚筒12。此时，驱动滚筒12是空吸滚筒，其外周形成空吸面12s。在驱动滚筒12的圆周方向看，空吸面12s的空吸区域S既可以遍及成形带10的卷挂区的全部延伸，也可以在卷挂区的一部分上延伸。进而，空吸区域S在卷挂区内，在驱动滚筒12的圆周方向上可以分割成几段。
图6的驱动滚筒12把成形带10吸着在其空吸面上，结果，使成形带10对于驱动滚筒12的外周面的靠紧力增加。
代替按压单元32而使用按压带单元50或者空吸滚筒12中的任一个，都可以防止成形带10打滑，并降低成形带10的张力。其结果，可抑制成形带10的张力变动，延长成形带10的耐用时间。
另外，在成形带装置4中为了减小成形带10的行进阻力而采用了各种方法，以下说明这些方法。
图7和图8具体地表示上述下成形导向器18。下成形导向器18包括两个半导向器60、62，这两个半导向器60、62分别配置在成形带10的行进路径的两侧。半导向器60、62在其之间确定上述的成形槽63，该成形槽63具有引导成形带10的背面的导向面64，该导向面64由成形槽63的底面和两内侧面形成。
半导向器60、62相互保持规定的间隔，确保在成形槽63的底部上形成缝隙61。该缝隙61在成形带10的行进方向上延伸。在缝隙61内配置多个垫片65，垫片65不从成形槽63的底部突出，在成形带10的行进方向隔开间隔排成一列。另外，半导向器60、62通过垫片65由螺栓(未图示)相互连接。
另外，下成形导向器18内设有多个辊子66，这些辊子67和垫片65互相交替配置。各辊子66的外周的一部分位于缝隙61内，形成成形槽63的底部的一部分。
更详细地，如图8所示，半导向器60、62在其介由缝隙61而相对的面上具有凹部70、72，该凹部70、72形成对应的辊子66的放置室67。在放置室67内放置有辊子66的凸台68，该凸台68向辊子66的两侧突出。
辊子66的凸台68通过一对轴承76转动自如地支承在辊轴74上，辊轴74的两端向凸台68的两侧突出。另一方面，在凹部70、72的底部分别形成导孔68，这些导孔68滑动自如地支承辊轴74的对应的端部。
在辊轴74上形成凸缘78、80，这些凸缘78、80位于凸台68的两侧，夹住辊子66的凸台68。凸缘78触接在凹部70的底部，在凸缘80和凹部72的底部之间配置有盘形弹簧82。盘形弹簧82包围辊轴74，通过凸缘80向凹部70侧推压辊轴74。由此，凸缘78被推压在凹部70的底面上，把辊子66准确地定位在缝隙61，使辊子66不接触半导向器60、62而旋转。另外，可以使用螺旋弹簧代替盘形弹簧82。
当成形带10通过下成形导向器18时，由成形槽63、即其导向面64引导成形带10行进。此时，因为烟丝层T如上所述地受到压缩成形，所以烟丝层T介由纸带P紧紧地把成形带10靠压在导向面64上。由此，特别在下成形导向器18上成形带10的行进阻力显著增加。
然而，因为上述下成形导向器18的成形槽63的底部的一部分由多个辊子66形成，所以能降低成形带10的行进阻力，结果，抑制了成形带10的张力变动。
图9具体地表示上述一对带导向器24。
一对带导向器24的互相相对的面分别形成波浪状，由成形带10的行进方向看，这些波形面24a的波峰顶部朝向下游侧。
另外，各带导向器24在其终端部各有3个导向辊86，这些导向辊86在成形带10的行进方向上隔开间隔配置。具体地说，在各带导向器24上形成3个凹部88，导向辊86分别以水平状态装入这些凹部88内。各导向辊86旋转自如地支承在辊轴上，导向辊86的辊轴固定在托架90上。另外，托架90安装在带导向器24上。导向辊86的外周面在凹部88的外侧以旋转接触成形带10的状态引导成形带10行进。
因为上述一对带导向器24的波形面24a与成形带10的两侧边部的接触面积少，所以成形带10的摩擦和行进阻力降低。
成形带10通过一对带导向器24之后，由复原导向器96引导，并从U字形回复为平坦形，此时，成形带10的两侧边缘紧紧地靠压在带导向器24的终端部上。但是，因为在带导向器24的终端部配置有导向辊86，所以成形带10能够平滑地从带导向器24取出。由此成形带10的摩擦降低。
图10表示上述成形床17的一部分。
成形床17具有导向槽92，该导向槽92的剖面为半圆形。在导向槽92的内面上形成多个凹窝94，这些凹窝94在导向槽92的内面上分布成矩阵形。每个凹窝94具有0.5～1.0mm左右的孔径和0.1～0.5mm左右的深度，这些凹窝94不会对成形带10的行进，即不会对卷烟棒R的成形产生不良影响。另外，凹窝94例如可由电火花加工机等加工成形。
因为成形床17的导向槽92有多个凹窝94，所以能够减少成形带10的摩擦和行进阻力。因此，抑制成形带10的张力变动，成形带10的耐用时间延长。
凹窝94可以在导向槽92的内面上无规则地分布，导向槽92可具有喷砂加工的内面以代替凹窝94。
如上所述成形装置4能够降低成形带10所需要的张力和成形带10的行进阻力，因而，不仅能够延长成形带10的耐用期限，还能够防止因成形带10的摩损造成的损伤，具体来说能防止在成形带10的两侧边产生龟裂。
本发明不限于上述的实施例，可以进行各种变更。例如，可以把按压单元32、按压带52和空吸滚筒12任意地组合使用。
权利要求
1.一种棒状物品成形装置，其具有供给填充材料的供给部、把从上述供给部供给的填充材料卷入纸带中而成形为棒状物品的卷包部，上述卷包部包括成形带，其是棒状物品成形使用的环状成形带，其经过上述卷包部延伸，并且具有同时接收上述填充材料和上述纸带的往路部分以及与上述往路部分连接的返路部分；驱动滚筒，其能够转动驱动，使上述成形带在一个方向行进，在其外周面上具有卷挂着上述成形带的上述返路部分的卷挂区；张紧器，其对上述成形带施加张力；按压设备，其在上述滚筒的上述卷挂区内把上述成形带的上述返路部分按压在上述驱动滚筒的外周面上。
2.如权利要求1所述的成形装置，其特征在于，上述按压设备包括按压部件，其在上述按压部件与上述驱动滚筒的外周面之间夹持上述成形带的上述返路部分；驱动装置，其向上述驱动滚筒的外周面上按压上述按压部件。
3.如权利要求2所述的成形装置，其特征在于，上述按压部件具有沿着上述驱动滚筒的外周面配置的多个压辊，上述压辊分别旋转接触上述成形带的上述返路部分。
4.如权利要求3所述的成形装置，其特征在于，上述卷包部还包括引导上述成形带的上述往路部分的导向路径和减小上述导向路径与上述成形带的上述往路部分之间的摩擦阻力的减阻设备。
5.如权利要求2所述的成形装置，其特征在于，上述按压部件具有介由上述成形带卷装在上述驱动滚筒的上述卷挂区上的环状按压带，上述按压带与上述成形带的上述返路部分同步行进。
6.如权利要求5所述的成形装置，其特征在于，上述卷包部还包括引导上述成形带的上述往路部分的导向路径和减小上述导向路径与上述成形带的上述往路部分之间的摩擦阻力的减阻设备。
7.如权利要求1所述的成形装置，其特征在于，上述按压设备具有在上述驱动滚筒的外周面上形成的空吸面，上述空吸面在上述卷挂区内吸附上述成形带的上述返路部分。
8.如权利要求7所述的成形装置，其特征在于，上述卷包部还包括引导上述成形带的上述往路部分的导向路径和减小上述导向路径与上述成形带的上述往路部分之间的摩擦阻力的减阻设备。
全文摘要
一种棒状物品成形装置，其具有由烟丝及纸带(P)形成卷烟棒(R)时使用的环状成形带(10)、使成形带(10)向一个方向行进的驱动滚筒(12)、将成形带(10)按压在驱动滚筒(12)外周面的多个压辊(34)，这些压辊(34)使成形带(10)对驱动滚筒(12)外周面的靠紧力增加。
文档编号A24C5/00GK1655696SQ0381211
公开日2005年8月17日 申请日期2003年4月18日 优先权日2002年4月26日
发明者冈本浩 申请人:日本烟草产业株式会社