专利名称：过滤咀香烟的检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及检测作为棒状物品的过滤咀香烟的过滤咀通气的过滤咀香烟检测装置及检测方法。
背景技术：
过滤咀香烟的过滤咀有具有棒状的过滤材和包入该过滤材的包材并在该包材上具有多个穿孔的过滤咀。过滤咀上具有穿孔的过滤咀香烟吸烟时，通过这些穿孔，空气流入过滤咀内，来自烟棒的烟流被稀释。由此，烟流中的尼古丁及焦油被降低，所以吸烟者可享受到轻的吸味感。
在此，通过穿孔流入的空气量相对于吸烟者吸入的烟流的量的比例被称为过滤咀通气度(以下也单记作VF)。上述过滤咀香烟中，若VF不是各个一定的，其吸味感(喫味感)就不稳定，其品质也有偏差。
在ISO中，使用测定标准原器的VF的测定方法被规定，该测定标准原器在过滤咀香烟的制造工厂被使用。更详细说，过滤咀香烟从香烟制造机以恒定的比例拔出，拔出后的过滤咀香烟的VF使用测定标准原器测定。即，仅制造的一部分的过滤咀香烟进行VF的拔出检测。
但是，上述的ISO依据的VF测定方法由于难以将测定标准原器搭载在制造机上，所以繁杂。另外，例如测定标准原器即使可以搭载在制造机上，一根过滤咀香烟进行VF检测也花费长时间。因此，用该测定方法对制造的全部过滤咀香烟施行检测是困难的。
另外，也用该测定标准原器对卷纸上的不希望的孔进行检测。但是，VF大的过滤咀香烟，由于通过穿孔流入的空气量相对于从卷纸的孔流入的空气量相对地较多，所以用测定标准原器可靠检测卷纸的孔是困难的。
另外一方，专利第3190132号公报公开的香烟制造机具有作为尼古丁·焦油量的控制指标，不检测VF，而是检测全通气度(以下也单称作VT)的检测装置。该VT是从烟棒的卷纸及过滤咀的穿孔进入的空气流入量与吸烟者吸入的烟流量之比。
但是，该公知的检测装置不能够直接检测VF，而不能可靠地控制过滤咀香烟的尼古丁·焦油量。
发明内容
本发明目的在于提供一种在短时间可测定过滤咀香烟的过滤咀通气度的新颖的检测装置及检测方法。
另外，本发明的另一目的在于能够可靠地检测卷纸的不希望的孔的发生的新颖的检测装置及检测方法。
为实现上述目的，本发明提供一种过滤咀香烟的检测装置，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向所述过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测装置特征在于，具有搬送路径，其将所述过滤咀香烟向与其轴线方向垂直的方向搬送，途中设有检测位置；过滤咀插座组件(アツセンブリ)，其配置在所述搬送路径的一侧，所述过滤咀香烟通过所述检测位置时，允许与所述过滤咀香烟的连接，该过滤咀插座组件具有插座，其可收入所述过滤咀，在其内部分别对用于围绕所述过滤咀的所述吸口端的第一气密室以及用于围绕包括所述通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室进行规定；侧方输入路径，其用于对所述插座的所述第二气密室供给规定压力的压缩流体；输出路径，其用于将所述第一气密室内的压力输出；压力传感器，其用于检测从所述输出路径输出的所述压力。
根据上述检测装置，其搬送过程中可检测过滤咀香烟，另外，可求得来自过滤咀外周面的空气的流入量与吸烟者的吸入量的比例即VF自身。并且，可以根据向所述二气密室内提供压缩流体时的规定压力和由压力传感器检测出的压力来求得VF，可迅速实施检测。因此，根据该检测装置可有效利用在机测定控制各过滤咀香烟，由此，可靠进行过滤咀香烟的尼古丁·焦油量的控制。
作为具体的方式，上述检测装置为能够插脱地在插座内接收过滤咀，而还设有使过滤咀插座组件朝向过滤咀香烟往复移动的往复移动机构。并且，上述结构中，烟棒插座组件在插座内含有可在其轴向离间和缩径地设置的一对密封环，密封环缩径后与过滤咀密接，分别区划出第一气密室及第二气密室。
上述结构中密封环由可弹性变形的橡胶环构成，烟棒插座组件2作为驱动源使往复移动机构动作，最好含有使各橡胶环压缩而缩径的压缩机构。
通过该结构，可由一个往复移动机构形成第一气密室及第二气密室。另外，由于可弹性变形的橡胶环与过滤咀部分紧密贴合，压缩流体、空气不会自区划第一气密室及第二气密室的密封环和过滤咀部分之间泄漏。因此，当向第二气密室提供规定压力的压缩流体后，第一压力传感器可准确检测出第一气密室的压力。即，可由简单的结构，提高过滤咀香烟的VF即尼古丁·焦油的控制的可靠性。
作为合适的实施方式，上述检测装置还具有烟棒插座组件，其配置在搬送路径的另一侧，过滤咀香烟通过所述检测位置时，允许与所述过滤咀香烟的连接，该烟棒插座组件具有烟棒插座，其可收入烟棒的前端，在其内部对用于围绕所述烟棒前端的第三气密室进行规定；前方输入路径，其用于在第二气密室被流体性闭塞的状态下对所述烟棒插座的第三气密室供给规定压力的压缩流体，所述过滤咀插座组件的侧方输入路径在向所述第三气密室供给有所述压缩流体期间被遮断。
根据该结构，在其搬送过程中不仅能够检测出过滤咀香烟的VF，还能够根据压力传感器检测出的压力而检测出卷纸中不希望的孔的发生。这时，第二气密室闭塞，所以可不依赖于过滤咀香烟的VF的级别而可靠检测孔的发生，结果，能够可靠排除不合格品的过滤咀香烟。
作为具体的实施例，上述检测装置中，搬送路径还具有在其外周面规定的可旋转的滚筒，各插座组件设于所述滚筒。
另外，为实现上述目的，本发明提供一种过滤咀香烟的检测方法，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测方法特征在于，形成用于围绕过滤咀的吸口端的第一气密室，形成用于围绕包含通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室，当向所述第二气密室供给所述规定压力的压缩流体后，检测所述第一气密室内的压力。
通过该检测方法，可直接求得来自外周面的空气的流入量相对于吸烟者的吸入量的比例即VF自身。并且，可根据向第二气密室内供给压缩流体后的规定压力和由第一压力传感器检测出的压力求得VF，所以可迅速实施检测。
具体地，上述检测方法在过滤咀香烟沿与其轴向垂直的方向上被搬送的途中进行。
根据上述检测方法，由于可迅速检测一根过滤咀香烟，所以可在其搬送过程中检测过滤咀香烟。因此，根据该检测方法，可有效利用在机测定来控制全部的过滤咀香烟的VF，由此，能够可靠进行过滤咀香烟的尼古丁·焦油量的控制。
进而，为实现上述目的，本发明提供一种过滤咀香烟的检测方法，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测方法特征在于，形成用于围绕过滤咀的吸口端的第一气密室，形成用于围绕包含通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室，形成用于围绕过滤咀的前端的第三气密室，当向所述第三气密室供给所述规定压力的压缩流体后，检测所述第一气密室内的压力。
具体地，上述检测方法在所述过滤咀香烟沿与其轴向垂直的方向被搬送的途中进行。
根据该检测方法，可根据由压力传感器检测出的压力来检测过滤咀香烟的卷纸中不希望的孔的发生，由于第二气密室闭塞着，所以能够不依赖于过滤咀香烟的VF的级别而可靠检测出孔的发生。
图1是一实施例的过滤咀装附机构(filter attachment)的模式图；图2是图1的过滤咀装附机构上设置的稀释度(dilution)检测装置的侧面图；图3是图2的稀释度检测装置的III-III线的剖面图；图4是图3的稀释度检测装置中含有的组列的剖面图；图5是图2的稀释度检测装置中的凸轮线图(カム線図)的一部分；图6是图2的稀释度检测装置中的伴随滚筒壳的旋转的组列的动作说明图；图7是图2的稀释度检测装置的过滤咀通气度测定的模式图；图8是表示图7的过滤咀通气度测定的模拟模型图；图9是现有技术的稀释度检测装置的全通气度测定的模式图；
图10是图9的全通气度测定的模拟模型图；图11是使用测定标准原器的过滤咀通气度测定的模式图；图12是图11的过滤咀通气度测定的模拟模型图；图13是图7及图11的过滤咀通气度测定的响应速度的曲线图；图14是图2的稀释度检测装置的卷纸的孔检测的模式图；图15是图14的卷纸的孔检测及现有技术的孔检测适用于正常品及不合格品时的检测压力的直方图。
具体实施例方式
图1模式性表示在烟棒上装附过滤咀的过滤咀装附机构10，装附机构10具有自上游侧至下游侧相连的滚筒组12，在其上游侧(图中右侧)接收烟棒2及过滤咀4，将过滤咀4装附在烟棒2上。滚筒组12对制得的过滤咀香烟FT进行规定的检测后，可从其下游侧(图中左侧)取出过滤咀香烟FT。更详细地，滚筒组12含有存在于端部校验滚筒14和搬运滚筒16之间的稀释度检测装置18。
图2表示稀释度检测装置18的两端，向该稀释度检测装置18上，在旋转角区域θ1的始端自其正上游的端部校验滚筒14将检测对象的过滤咀香烟FT转载。之后，香烟FT在稀释度检测装置18的外周上沿旋转方向R在旋转角区域θ1、旋转区域θ2及旋转角区域θ3上搬送，在旋转角区域θ3的终端，转载到正下流的搬运滚筒16上。
在该稀释度检测装置18中，当在旋转角区域θ1内的旋转角区域θ4搬送过滤咀香烟期间，顺序进行该香烟FT的过滤咀通气度VF和该香烟FT的烟棒2的卷纸中产生的不希望的孔的检测。并且，这些检测结果中被认为有异常的过滤咀香烟FT在旋转角区域θ2自稀释度检测装置18排除。
如图3所示，过滤咀装附机构10具有相对配置的基框20和侧框22，该基框20和侧框22间配置检测装置18。
更详细地，稀释度检测装置18具有驱动轴28，该驱动轴28自基框20向侧框22水平延伸。驱动轴28的一端部及中间部经由一对轴承24可自由旋转地支承在内套筒34上。内套筒34在其一端与基框20嵌合的状态下，从基体框20的正面水平突出，并经由其一端侧的凸缘48固定在基框20上。
驱动轴28的一端自内套筒34向基框20的背面侧突出，该突出端经由键32安装有驱动齿轮30。该驱动齿轮30经由未图示的齿轮组而与驱动源连接，驱动轴28接收来自驱动源的驱动力，而可在旋转方向R(参照图2)上旋转驱动。另外，驱动轴28上在一对轴承24间嵌合衬套(bush)38。
而驱动轴28的另一端也自内套筒34突出，该另一端部可自由旋转地支承在侧框22上。更详细地，在侧框22上安装有圆筒状的轴承支架36，驱动轴44的另一端部经由一对轴承44支承在轴承支架36上。另外，驱动轴28的另一端部上在一对轴承44间嵌合有衬套40。
在内套筒34的外周面上经由螺栓固定有控制套筒56。该控制套筒56的一端气密地与吸气通道52嵌合，其另一端自内套筒34突出。
吸气通道52由盖板构成，该盖板固定在基体框20的正面，并且收纳有内套筒34的凸缘48。吸气通道52与基框20协动形成吸气通路53，吸气通路53与吸气装置即送风机连接。
内套筒34的外周面上形成周槽，该周槽在与控制套筒56的内面之间形成吸气室58。该吸气室58在其一端侧处于总是与吸气通路53连通的状态。即，在内套筒34的外周面上形成将吸气室58和吸气通路53连通的多个连通槽，这些连通槽在内套筒34的周向间隔配置。因此，吸气室58内总是提供有规定的吸引压。
控制套筒56的外周面上形成吸气槽60，吸气槽60经由多个径向孔62与吸气室58连通。更详细地，吸气槽60定位在控制套筒56的另一端侧，并且，控制套筒56的轴线方向上具有规定的宽度。另外，吸气槽60在除去旋转角区域θ2以外的旋转角区域θ1及旋转角区域θ3沿控制套筒56的周向延伸，其底面上将多个径向孔62的一端开设口。径向孔62在控制套筒56的周向上间隔配置，它们的另一端在控制套筒56的内周面开设口。
在控制套筒56的另一端侧，在部分包围其外周面的状态下自由旋转地安装有滚筒壳64，该滚筒壳64与驱动轴28一体连结。更详细地，自驱动轴28及滚筒壳64分别延伸有外凸缘66及内凸缘68，这些凸缘66、68用连结螺栓相互结合。因此，滚筒壳64与驱动轴28一体旋转驱动。
滚筒壳64在气密状态下覆盖上述的控制套筒56的吸气槽60。滚筒壳64的外周面上沿其周向等间隔设有多个搬送槽70。各搬送槽70沿滚筒壳64的轴线方向延伸，但是比过滤咀香烟FT的烟棒2短，其横断面呈半圆形。在各搬送槽70的底上将多个吸引孔72的一端开设口，这些开口沿搬送槽70并排。吸引孔72朝向滚筒壳64的径向内侧延伸，其另一端在滚筒壳64的内周面上开设口。
进而，在滚筒壳64上与各搬送槽70对应分别形成轴向孔74。各轴向孔74横断对应的搬送槽70的吸引孔72而延伸，并在内凸缘68侧的滚筒壳64的端面上开设口。
而，在滚筒壳64的内凸缘68的外侧上配置控制环76，滚筒壳64的端面相对该控制环76滑动接触。因此，轴向孔74的开口端由控制环76覆盖。控制环76经由销及盘簧(都未图示)不能旋转地支承在固定筒78上，该固定筒78安装在前面所述的轴承支架36的外周面上。盘簧将控制环76压附在滚筒壳64的端面上，该滚筒壳64的端面及控制环76相互气密地紧密贴合。
控制环76的内端面上形成排除用的控制槽80，该控制槽80在旋转角区域θ2(参照图2)以圆弧状延伸。自控制槽80的底延伸有连通孔82，该连通孔82在控制环76的外端面开设口。该连通孔82的开口端连接排除管84的一端，排除管84贯通固定筒78而延伸。因此，伴随滚筒壳64的旋转，各轴向孔74经由控制槽80顺次连接在排除管84上。并且，未图示，但是排除管84经由电磁阀而与包含压缩机等的空气压力源连接，可由电磁阀的切换动作而通过控制槽80向轴向孔74提供规定的排除压力。
另外，控制环76的内端面上，未图示，但是，在滚筒壳64的旋转方向R上看，在旋转角区域θ3的正下游形成大气开放槽，该大气开放槽总是与大气连通。
伴随上述的滚筒壳64的旋转，搬送槽70进入旋转角区域θ1、即吸气槽60，则自吸气室58通过径向孔62及吸引孔72向搬送槽70提供吸引压。结果，搬送槽70从前段的端部校验滚筒14吸引接收过滤咀香烟FT。之后，过滤咀香烟FT在通过旋转角区域θ1及旋转角区域θ3期间，被吸引保持并搬送到其搬送槽70。另外，在通过旋转角区域θ2期间，向搬送槽70提供吸引压的途径被断绝，但是只要不供给前述的排除压，其残余压力就会使过滤咀香烟FT继续吸引保持在搬送槽70上，越过旋转角区域θ2而被搬送。
搬送槽70越过旋转角区域θ3进一步旋转，搬送槽70的轴向孔74与控制环76的大气开放槽连接，则此时过滤咀香烟FT的吸引被解除。释放了的过滤咀香烟FT转载搬送到检测装置18即位于滚筒壳64的正下游的后段的搬运滚筒16。
在上述的滚筒壳64上安装多对组列86，各搬送槽70在其轴向看由一对组列86夹持着。这些组列86与滚筒壳64即其对应的搬送槽70一起旋转。
一对组列86伴随滚筒壳64的旋转而可相对于搬送槽70上的过滤咀香烟FT接触离开。即，一对组列86在向过滤咀香烟FT侧前进的动作位置和从动作位置后退的休止位置之间被往复驱动。
更详细地，图2所示的旋转角区域θ1的始端具有一对组列86时，这些组列86定位在休止位置。
在此，关于组列86的往复驱动，旋转角区域θ1在旋转方向R上看被进一步区划成中央的旋转角区域θ4、与该旋转角区域θ4的上游侧及下游侧邻接的旋转角区域θ5、θ6。即，一对组列86在通过旋转角区域θ5期间，从休止位置向动作位置渐渐前进移动，并且，在通过旋转角区域θ4中被维持在动作位置。之后，一对组列86在通过旋转角区域θ6期间，从动作位置向休止位置渐渐后退移动，再直到到达旋转角区域θ5的始端，维持在休止位置。
另外，在图3中，组列86仅由双点划线所包围的方框表示，但是，图3看，上侧的一对组列86位于动作位置，并且，下侧的一对组列86位于休止位置。
以下参照图4说明一对组列86中图3看位于搬送槽70的右侧且位于休止位置的组列86。图4中，位于休止位置的一对组列86与图3的情况不同，其位于滚筒壳64的上侧，但是要根据作图的情况而定。
由图4可清楚知道，滚筒壳64在搬送槽70的两侧分别具有小径部，右侧的小径部同心嵌合有支承环88。该支承环88具有搬送槽70例形成大径的台阶形状并且与滚筒壳64的端面相接的端壁90。
端壁90上安装导向杆94的一端，导向杆94在滚筒壳64的轴向上延伸。导向杆94的另一端安装在旋转环96上，该旋转环96在滚筒壳64的另一端侧上与支承环88配置在同轴上。
旋转环96上安装有两个导向管100、102。这些导向管100、102从旋转环96的正面向支承环88突出，分别与导向杆94平行延伸。并且，这些导向管100、102以从导向杆94向支承环88的径向外侧的顺序间隔配置在支承环88的径向外侧。即，由该径向上看，导向管100的两侧上分别定位有导向杆94及导向管102。而导向管100、102的基端埋入旋转环，并分别在旋转环96的背面开设口。
导向管100定位在与搬送槽70即保持在该搬送槽70上的过滤咀香烟FT同轴上，其前端具有大径端104。
导向管100自外侧自由滑动地嵌合可动套筒114，该可动套筒114的旋转环96侧的端部上安装有滑块108。导向杆94经由滑动轴承112而贯通该滑块108，滑块108自由滑动地支承在导向杆94上。另外，滑动轴承112经由开口环(snap ring)110保持在滑块108内，可动套筒114的开口环122与可动套筒114和滑块108一体结合。因此，滑块108由导向杆94滑动自如地导向，相对于滚筒壳64在其轴线方向上与可动套筒114一同可接触离开。在此，可动套筒114相对于搬送槽70即保持在搬送槽70上的检测对象的过滤咀香烟FT而在其同轴上接触离开。
可动套筒114的内径在支承环88侧的端部118上扩径，可动套筒114和导向管100之间确保有环状室120。该环状室120朝向导向管100的大径端104侧开口，环状室120的外径比大径端104的外径大。
并且，组列86定位在动作位置时，可动套筒114最接近香烟FT，导向管100的大径端104进入可动套筒114的环状室120内。这时，大径端104上设置的O型圈106与环状室120的内端面紧密贴合，环状室120由O型圈106气密地密封。
可动套筒114的端部118滑动自如地插入环支架124的环安装孔126。环安装孔126通过环支架124，在其两端面上开设口。导向管100的大径端104侧的部分同心配置在环安装孔126内。
该环支架124的滚筒壳64侧的一端面上固定端板128，该端板128上形成有与环安装孔126同心的插入口130。该插入口130比环安装孔126的径小，并且，这些环安装孔126及插入口130的内径都比过滤咀香烟FT的外径大。因此，组列86从休止位置移动到动作位置时，过滤咀香烟FT的烟棒侧的端部通过插入口130而可插入环安装孔126内。
另外，环支架124内与环安装孔126平行形成有导向孔136。该导向孔136在环支架124的一端面侧具有闭塞端，并在环支架124的另一端面即旋转环96侧的端面开设口。导向管102经由O型圈138从导向孔136的开口滑动自如地气密地插入其中。
径向孔从导向孔136的闭塞端朝向环安装孔126延伸。径向孔在环安装孔126的内周面开设口，该开口端位于可动套筒114和端部128的中间。
进而，环安装孔126的内周面上形成轴向槽140，该轴向槽140在环支架124的另一端面开设口。在轴向槽140上安装止部142，而销144从可动套筒114的外周面向轴向槽140内突出。该销144当组列86位于休止位置时，在轴向槽140内处于与止部142抵接的状态。另外，销144如后所述，当组列86从动作位置向休止位置移动时，构成经由止部142将环支架124反压的作用。
在环安装孔126内配置中筒132，中筒132定位在可动套筒114和端板128之间。中筒132相对于环安装孔126的内周面滑动接触，在环安装孔126的轴线方向上移动自如。中筒132的内径比过滤咀香烟FT的外径大，当组列86移动到动作位置时，中筒132内可插入过滤咀香烟FT的端部。
中筒132在其内周面和外周面上形成有周槽，并且在其周向并列形成有将那些周槽间连通的多个小孔。中筒132的外周槽经由径向孔与导向孔136连通。因此，导向管102经由中筒132的外内的周槽及小孔与环安装孔126连通。
环安装孔126内在中筒132的两侧分别收纳由硅橡胶构成的橡胶环134、135。橡胶环134夹持在中筒132和端板128之间，并且，橡胶环135夹持在中筒132和可动套筒114之间。因此，橡胶环134、135在环安装孔126的轴向上看相互离开。各橡胶环134、135可弹性变形，当组列86处于休止位置时处于自由状态。该自由状态下，橡胶环134、135的内径比过滤咀香烟FT的外径大，橡胶环134、135内可非接触插通香烟FT。
另一方面，如图4中双点划线所示，环支架124位于动作位置，则如后所述橡胶环134、135在端板128和中筒132之间、中筒132和可动套筒114之间在环安装孔126的轴线方向上被压缩。此时，由于橡胶环134、135外周受环安装孔126约束，所以被压缩的橡胶环134、135的内周向径向内侧延伸出而缩径。此时，若过滤咀香烟FT的过滤咀通过橡胶环134、135插通环安装孔126内，则缩径的橡胶环134、135的内周面分别无间隙地与过滤咀香烟ET的过滤咀的外周面紧密贴合。此时，过滤咀香烟FT的穿孔列6定位在橡胶环134、135之间。
此状态下，环安装孔126的内部在压缩状态的橡胶环134、135间气密地区划出包围过滤咀的外周面的围绕室和橡胶环135与前述的环状室120的底之间的端部室。该围绕室内定位有过滤咀香烟FT的穿孔列6，并且，端部室内定位有过滤咀4的端部(围绕室及端部室若参照图6更明朗)。从前述的说明已经可以明确，围绕室与导向管102连通，并且，端部室与导向管100连通。
可弹性变形的橡胶环134、135的内周面与过滤咀的外周面的凹凸吻合而伸出，所以在橡胶环134、135和过滤咀之间确立良好的密封状态。另外，烟棒4的外周面通过橡胶环134、135而过度拧合，过滤咀4的外周面即片纸(チツプペ一パ)上不会出现褶皱。
另一方面，旋转环96的背面紧密贴合有静止环146，该静止环146与旋转环96配置在同轴上。如图3所示，静止环146支承在环状的支承板148上。该支承板148的内周部折曲，帖在前述的固定筒78上，并且，经由支架固定在固定筒78上。未图示，但是支承板148和静止环146之间介装有弹簧，该弹簧将静止环146朝向旋转环96靠压静止环146由相互重合的外环150及内环152构成。在旋转环96的背面分别开设口的导向管100、102的开口端由内环152气密闭塞。
内环152上作为后述的测定压或检测压的输出部而分别形成沟隙154、155、156。这些沟隙(slot)中沟隙154、156相互在内环152的径向上离间的状态下在规定的旋转角区域VF沿内环152的周向延伸。参照图2，该旋转角区域VF规定在前述的旋转角区域θ4内。
沟隙154可与导向管100的开口端2吻合而定位，其宽度比导向管100的内径大一些。另外，沟隙156可与导向管102的开口端吻合而定位，其宽度比导向管102的内径大一些。
另一方面，剩下的沟隙155如图2所示在定位有沟隙154的圆周上形成，但是沟隙154、155在内环152的周向相互离间。沟隙155在旋转角区域VP延伸，该旋转角区域VP在旋转角区域θ4内规定在沟隙154的下游侧。
外环150上与沟隙154、155、156分别对应形成多个连接孔158。这些连接孔158贯通外环150，与对应的沟隙154、155和156连通。各连接孔158经由接头(nipple)160分别连接有空气管162。
与沟隙156连通的空气管162与压力传感器和空气压力源连接。因此，沟隙156上连接有导向管102时，空气压力源通过空气管162及导向管102等，可对前述的围绕室提供测定压，并且，压力传感器可监控测定压。
另外，与沟隙154、155连接的空气管162分别连接压力传感器，这些压力传感器测定前述的端部室的压力。
如图4所示，辊轴164从前述的滑块108向固定筒78突出，辊轴164由螺母安装在滑块108上。辊轴164中，作为凸轮从动件的辊子168被旋转自如地支承，该辊子168收纳在固定筒78的凸轮槽170内。凸轮槽170在固定筒78的外周面遍及其全周形成，其两侧壁172、172引导辊子168的传动。
即，伴随滚筒壳64的旋转，当组件86在固定筒78的外侧旋转时，滚子168跟随凸轮槽170的凸轮轮廓而向固定筒78即导向杆94的轴线方向移动。由此，滑块108被导向杆94导向的同时往复运动。
滑块108朝向滚筒壳64移动，则可动套筒14也另外在导向杆100上朝向滚筒壳64移动，可动套筒114经由橡胶环135、中筒132及橡胶环134按压环支架124的端板128。因此，组件86即环支架124前进直至其端板128与前述的支承环88的端壁90抵接的动作位置。
之后，从环支架124位于动作位置的状态开始，滑块108伴随可动套筒114朝向旋转环96侧移动，则可动套筒114其销144经由止部142压回环支架124。由此，环支架124回到休止位置。
另外，环支架124往复移动，环支架124也不会从导向管102拔出，导向管102和环支架124的导向孔136之间的连接总是被维持。
图5表示凸轮槽170的凸轮线图，横轴表示组件86的旋转角，纵轴表示凸轮升程(即、可动套筒114的往复行程)。由图5可清楚，从组件86通过旋转角区域θ5的始端的时刻，凸轮升程渐渐增加，随之，环支架124朝向动作位置移动，在旋转角区域θ5内到达动作位置。
并且，组件86旋转，进入旋转角区域θ4的过程，可动套筒114进一步前进。但是，此时环支架124位于动作位置，环支架124的前进处于被支承环88的端壁90约束的状态。因此，由在此的可动套筒114的前进，橡胶环135被压缩在可动套筒114和中筒132之间，同时橡胶环134被压缩在端板128和中筒132之间。结果，此时橡胶环134、135的内径缩径。
另一方面，此时，可动套筒114的环状室120内导向管100的大径端104与O型圈106一同进入，另外，可动套筒114的销144和环支架124的止部142处于离间的状态。
并且，当组件86通过旋转角区域θ4内的时候，凸轮升程维持最大值，橡胶环134、135保持缩径的状态。
之后，组件86从旋转角区域θ4进入旋转角区域θ6，通过该旋转角区域θ6的过程中，凸轮升程渐渐减少。随之，基于可动套筒114的橡胶环134、135的压缩被释放，这些橡胶环134、135的内径扩径至原来的状态。并且，可动套筒114的销144与环支架124的止部142抵接，则环支架124与可动套筒114一同从动作位置朝向休止位置移动。
进而，组件86通过旋转角区域θ6，然后再进入旋转角区域θ5的始端，至此期间，环支架124维持在休止位置。
另一方面，由图4看，位于滚筒壳64的左侧的组件86，形成与右侧的组件86行程类似的结构。因此，图2、图3及图4中具有同一功能的部件及部位赋予相同的附图标记，省略其说明，以下仅说明不同点。
首先，由图3可清楚，与左侧的组件86成组的凸轮槽170形成在固定筒174的外周面，该固定筒174固定在控制套筒56的外周面。另外，支承静止环146的支承板148固定在基体框20上。
并且，如图4所示，左侧的组件86未设置导向孔136、导向管102、沟隙156及中筒132。
左侧的组件86即其环支架124仅具有橡胶环134，该橡胶环134配置在可动套筒114和端板128之间。组件86定位在动作位置时，橡胶环134从外侧气密地紧密贴合在过滤咀香烟FT的烟棒2的端部上。此时，凸轮槽170赋予的环支架124的往复行程与右侧的组件86的环支架124相比设定成大致一半。
因此，左侧的组件86中，处于动作位置时，仅形成端部室，该端部室内定位有检测对象的过滤咀香烟FT的烟棒2的端部。
内环152的沟隙154经由形成在外环150的孔与大气连通。因此，左侧的组件86位于动作位置，并且形成端部室，该端部室的压力也通过旋转角区域VF的沟隙154保持成大气压。
另外，在与左侧的组件86的沟隙155连接的空气管162上，与压力传感器一同连接有空气压力源。因此，当组件86通过形成有沟隙155的旋转角区域VP时，空气压力源对端部室提供测定压，该测定压由压力传感器监控。
图6模式性表示上述稀释度检测装置18的一对组件86的动作。
根据该检测装置18，在滚筒壳64的旋转角区域θ1的始端，过滤咀香烟FT从前段的端部校验滚筒14转载到一个搬送槽70上(S100)。此时，与该搬送槽70成组的一对组件86位于休止位置，不会与这些组件86干涉，而过滤咀香烟FT可靠被搬送槽70接收。另外，过滤咀香烟FT的烟棒2的前端及过滤咀4分别自搬送槽70的两端突出。
之后，伴随滚筒壳64的旋转，被搬送槽70上吸引保持的同时搬送过滤咀香烟FT。并且，过滤咀香烟FT进入旋转角区域θ5，则一对组件86从休止位置朝向动作位置即其搬送槽70的过滤咀香烟FT渐渐前进。
一对组件86位于动作位置(S200)，则过滤咀香烟FT的两端部通过端板128的插入口130分别插入左右的环支架124的环安装孔126内。
之后，如前所述，左右的环支架124内的橡胶环134、135分别受压缩力而缩径，与过滤咀香烟FT的外周面气密地紧密贴合。右侧的环支架124内形成端部室EC及围绕室SC，并且，左侧的环支架124内仅形成端部室EC(S300)。
过滤咀香烟FT，在形成有上述端部室EC及围绕室SC的状态下，与一对组件86一同通过旋转角区域VF内。在通过该旋转角区域VF的期间，过滤咀4侧(图6看右侧)的组件86的导向管102与空气管162连接。因此，由压力传感器P1监控的压力将压缩空气提供给围绕室SC，该围绕室SC内，测定压(输入压)升起。测定压向过滤咀香烟FT的过滤咀4的外周面给予。根据该测定压，压缩空气通过穿孔列6导入过滤咀4内，然后，该压缩空气从过滤咀4端面流入端部室EC。因此，端部室EC内作为检测压(输出压)出现比测定压衰减的压力。
另一方面，此时，导向管100经由空气管162与压力传感器P2连接，所以，通过该压力传感器P2能够检测出端部室EC内的检测压。在此，右侧的环支架124的橡胶环134、135与过滤咀香烟FT的过滤咀4气密地紧密贴合，所以不会从围绕室SC及端部室EC泄漏压缩空气。因此，各个压力传感器P1及P2可准确检测出测定压及检测压。
另外，旋转角区域VF中，左侧的环支架124的端部室EC保持大气压。
过滤咀香烟FT通过旋转角区域VF后，与其一对的组件86一同进入旋转角区域VP。通过旋转角区域VP期间，左右的组件86的导向管100分别与空气管162连接(S400)。因此，压缩空气提供给左侧的组件86的端部室EC，端部室EC上，测定压给予过滤咀香烟FT的烟棒端。另一方面，处于右侧的组件86并与围绕室SC连通的导向管102由静止环146气密地密封，并且，与端部室EC连通的导向管100经由空气管162而与压力传感器P3连接的状态。因此，压力传感器P3检测出与左侧的组件86的端部室EC内的测定压(输入压)对应的右侧的组件86的端部室EC内的检测压(输出压)。即，测定压施加给烟棒端，则该测定压衰减传递给过滤咀香烟FT的过滤咀端，该传递压力表现为检测压。
此时，也是由于在过滤咀香烟FT的外周分别气密地紧密贴合有各环支架124的橡胶环134、135，所以不会从围绕室SC及端部室EC泄漏空气。因此，压力传感器P3可准确检测出检测压。
之后，过滤咀香烟FT通过旋转角区域VP，进入旋转角区域θ6，则左右的组件86中，橡胶环134、135的内径扩径成原来的状态，从过滤咀香烟FT的外周面离间(S500)。然后，这些组件86从动作位置朝向休止位置移动，过滤咀香烟FT的两端部从组件86相对拔出。
这样，左右的组件86即环支架124从过滤咀香烟FT离间后(S600)，发现不合格的过滤咀香烟FT在旋转角区域θ2排除。因此，仅正常的香烟FT搬送直至旋转角区域θ3的终端，从搬送槽70转载搬送到后段的搬运滚筒16。
图7模式表示在上述的检测装置18中在旋转角区域VF上进行的测定原理。根据该测定原理，可求出过滤咀香烟FT的过滤咀通气度VF。该VF是指来自穿孔列的空气流入量与吸烟者的吸入的烟流量的比例。图8表示将该测定原理置换成电气等效电路的模拟模型。根据该模拟模型，将压力传感器P1、P2测定的测定压及检测压分别形成为P1和P2，则检测压P2对测定压P1的比P2/P1如下式表示。
式1
P2P1=RP(RT1+RT2+RFF)+RT1(RT2+RFF)RP(RT1+RT2+RFF+RV)+RT1(RT2+RFF+RV)······1]]>式1的右边，与后述的测定标准原器的VF的电阻式(式3)相同。即，VF是检测压P2除以测定压P1的值，将测定压P1和检测压P2代入式1，则可直接求出VF进行监控。
另外，式1中，RT1表示过滤咀香烟FT的烟棒2内流动空气时的烟棒端侧的等效电阻；RT2表示过滤咀香烟FT的烟棒2内空气流动时的过滤咀侧的等效电阻；RFF表示过滤咀香烟FT的过滤咀4内空气流动时的烟棒2侧的等效电阻RFR表示过滤咀香烟FT的过滤咀4内空气流动时的过滤咀端侧的等效电阻；RP表示空气从烟棒2的外侧经由卷纸流入烟棒2内时的等效电阻；RV表示空气从过滤咀4的外侧经由含有穿孔列6的片纸而流入过滤咀4内时的等效电阻。
因此，根据该检测装置18，可有效进行过滤咀香烟FT的尼古丁·焦油的控制。例如，该检测装置18连接运算装置，若向该运算装置输入测定压P1及检测压P2，进行前式的运算处理，则能够立即求得VF。并且，该运算装置判断VF是否合格，根据该判断结果，驱动排除管84的电磁阀，能够容易且可靠排除VF被认为是不合格的过滤咀香烟FT。
相对于此，图9模式表示现有技术的检测装置中进行的稀释度的测定原理。图10表示其模拟模型，由此，由烟棒端供给的测定压P1和从过滤咀端取出的检测压P2之比得到下式。
P1-P2P1=RP(RT1+RT2+RFF)+RT1(RT2+RFF+RV)RP(RT1+RT2+RFF+RV)+RT1(RT2+RFF+RV)······2]]>式2的右边，由于与后述的测定标准原器的VT的电阻式(式5)相同，所以能够证明该测定原理可求出过滤咀香烟FT的全通气度VT。该全通气度VT是指如上所述来自穿孔列的空气流入量与吸烟者的吸入烟流量的比例。
另外，与上述式1的情况相同，RT1、RT2、RFF、RFR、RP以及RV分别是烟棒2的烟棒端侧、过滤咀侧、过滤咀4的烟棒侧、过滤咀端侧、卷纸以及片纸的等效电阻。
香烟制造业界一般作为尼古丁·焦油的代替控制目标不使用VT，而使用VF，但是VF和VT未必是恒定的关系。因此，根据VT准确推测VF是困难的。因此，在现有的方法中，不能准确推测(预测)VF，不适合控制香烟的尼古丁·焦油。
另外，图11表示在香烟制造业界中，为制造VF及卷纸通气度VP而一般使用的测定标准原器(ISO基准)。使用该测定标准原器的测定对采样出来的过滤咀香烟FT由在机测定实施。另外，图11中，QP表示流入包围烟棒2的室的空气量；QF表示流入包围过滤咀4的室的空气量；Q表示从过滤咀端面流出的空气量。
根据该方法，过滤咀香烟FT的过滤咀端面提供有负压的状态下，测定空气量QP、QF、Q。图12表示该测定方法的模拟模式，可从测定的空气量QP、QF、Q求出VF、VP、VT(式3、式4，式5)。
式3VF=QFQ=RP(RT1+RT2+RFF)+RT1(RT2+RFF)RP(RT1+RT2+RFF+RV)+RT1(RT2+RFF+RV)······3]]>式4VP=QPQ=RT1·RVRP(RT1+RT2+RFF+RV)+RT1(RT2+RFF+RV)······4]]>式5VT=VF+VP=QF+QPQ=RP(RT1+RT2+RFF)+RT1(RT2+RFF+RV)RP(RT1+RT2+RFF+RV)+RT1(RT2+RFF+RV)······5]]>另外，与上述式1和式2的情况相同，RT1、RT2、RFF、RFR、RP以及RV分别是烟棒2的烟棒端侧、过滤咀侧、过滤咀4的烟棒侧、过滤咀端侧、卷纸以及片纸的等效电阻。
但是，该测定标准原器的VF的测定方法，在由在机测定进行的基础上，进行流量比QF/Q的测定。因此，该测定方法为得到如图13所示关于VF稳定的测定结果而需要长时间(0.1秒以上)。
对此，根据测定压力比P2/P1的检测装置18，可在短时间(约5ms)求得高精度的VF，实现VF的测定中的高速化。因此，这样的具有高速响应性的检测装置18可适用于过滤咀装附机构10，过滤咀装附机构制造的过滤咀香烟FT全都可有进行VF检测。即，可由在机测定连续测定VF。
另外，图13中表示VF的值大约60％的过滤咀香烟FT的测定结果，在流量比测定中，测定使用音速喷咀测定流量Q，并且，由使用φ1.2的孔的压差方式测定流量QF。
另外，图14模式表示上述检测装置18中，旋转角区域VP进行的测定。根据该测定，过滤咀香烟FT的过滤咀4的外周面由围绕室SC而处于闭塞状态，所以在过滤咀的穿孔列实质上闭塞的状态下，可根据检测压P3，判定VP的大小。因此，根据该测定方法，过滤咀香烟FT的VF即使大，换言之，与VF无关，也能够可靠判定烟棒2的卷纸的不希望的破损及孔的发生。
例如，图15是用直方图表示卷纸上有意形成孔的不合格的过滤咀香烟FT及正常品的过滤咀香烟FT的各自的、过滤咀4的外周面不闭塞的现有的测定方法测定的检测压P3的测定结果和上述实施例的检测压P3的测定结果。
其中，不合格品和正常品的过滤咀香烟FT的VF是68％。另外，供给压缩空气压上1kPa，不合格品的卷纸上开设的孔的直径是1mm。
图15可清楚看出，根据使用检测装置18的测定方法，正常品和不合格品的检测压的分布完全分离，能够可靠判定过滤咀香烟FT的合格否。因此，上述的运算装置不再进行该是否合格的判定，而能够可靠排除不合格的过滤咀香烟FT。
对此，现有的测定方法，过滤咀4的穿孔列6不闭塞，压缩空气经由穿孔列6漏向过滤咀香烟FT的外部，所以检测压P3与VF对应降低。因此，具有大的VF的过滤咀香烟FT的情况下，不合格品和正常品之间的检测压P3的差小，现有的方法下检测不合格品是困难的。
该发明不受上述一实施例的制约，可进行种种变形，例如，稀释度检测装置中，VF的测定步骤和卷纸的破损及孔引起的不合格品的检测步骤的顺序也可调换实施。
上述的一实施例中，旋转角区域θ4中，过滤咀香烟FT也吸引保持在搬送槽70，但是VF的测定精度及卷纸的破损的检测精度可进一步提高，因此，旋转角区域θ4中可解除吸引。即，一层模拟模型可忠实地进行测定，提高测定精度等。因此，例如，旋转角区域θ4的整个上切断吸气槽60。此时，在旋转角区域θ4中，过滤咀香烟FT也不吸引而是利用组件86可靠保持在搬送槽70上。
另外，橡胶环的材料是硅橡胶，但是该材料不是特别限定的，也可从天然橡胶、合成橡胶、或凝胶状物质等适宜选择。并且，在橡胶环的内周面形成沟隙，提高向该香烟的外周面的紧密贴合性，提高密封性能，进而，在过滤咀侧的组件86，使橡胶环134比橡胶环135柔软，橡胶环134的缩径量可确保与橡胶环135同程度。
本发明适用于用于向过滤咀导入外气的通气区域的过滤咀香烟，但是作为通气区域的穿孔的配列不作特别限定。此外，稀释度检测必要的各种棒状物品也适用自不必说。另外，包围外周面的围绕室的数目也不限定一个，可沿其轴向设置多个围绕室。进而，棒状物品的搬送路径也可以是滚筒以外的结构，组件的往复移动机构及橡胶环的压缩机构也不限定于附图。例如，滚筒壳64的周向邻接的两个组件可一体形成，这些组件同时往复移动。
权利要求
1.一种过滤咀香烟的检测装置，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向所述过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测装置特征在于，具有搬送路径，其将所述过滤咀香烟向与其轴线方向垂直的方向搬送，途中设有检测位置；过滤咀插座组件，其配置在所述搬送路径的一侧，所述过滤咀香烟通过所述检测位置时，允许与所述过滤咀香烟的连接，该过滤咀插座组件具有插座，其可收入所述过滤咀，在其内部分别对用于围绕所述过滤咀的所述吸口端的第一气密室以及用于围绕包括所述通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室进行规定；侧方输入路径，其用于对所述插座的所述第二气密室供给规定压力的压缩流体；输出路径，其用于将所述第一气密室内的压力输出；压力传感器，其用于检测从所述输出路径输出的所述压力。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还设有将所述过滤咀可插脱地收入到所述插座内而使所述过滤咀插座组件向所述过滤咀香烟往复移动的往复移动机构。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述过滤咀插座组件包括在所述插座内沿其轴线方向离间且可缩径地设置的一对密封环，所述密封环缩径后与所述过滤咀紧密贴合，分别划分出所述第一气密室以及第二气密室。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述密封环由可弹性变形的橡胶环构成，所述过滤咀插座组件含有以所述往复移动机构为驱动源动作而使所述各橡胶环压缩并缩径的压缩机构。
5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，还具有烟棒插座组件，其配置在所述搬送路径的另一侧，所述过滤咀香烟通过所述检测位置时，允许与所述过滤咀香烟的连接，该烟棒插座组件具有烟棒插座，其可收入所述烟棒的前端，在其内部对用于围绕所述烟棒的所述前端的第三气密室进行规定；前方输入路径，其用于在所述第二气密室被流体性闭塞的状态下对所述烟棒插座的所述第三气密室供给规定压力的压缩流体，所述过滤咀插座组件的所述侧方输入路径在向所述第三气密室供给有所述压缩流体期间被遮断。
6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，上述搬送路径还具有在其外周面规定的可旋转的滚筒，所述各插座组件设于所述滚筒。
7.一种过滤咀香烟的检测方法，其特征在于，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向所述过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测方法特征在于，形成用于围绕所述过滤咀的所述吸口端的第一气密室，形成用于围绕包含所述通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室，当向所述第二气密室供给所述规定压力的压缩流体后，检测所述第一气密室内的压力。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，其在所述过滤咀香烟在与其轴线方向垂直的方向上被搬送的途中进行。
9.一种过滤咀香烟的检测方法，其特征在于，该过滤咀香烟具有烟棒、与该烟棒连接并具有吸口端的过滤咀、用于向所述过滤咀的外周面导入外气的通气区域，该检测方法特征在于，形成用于围绕所述过滤咀的吸口端的第一气密室，形成用于围绕包含所述通气区域的所述过滤咀的外周面的第二气密室，形成用于围绕所述过滤咀的前端的第三气密室，当向所述第三气密室供给所述规定压力的压缩流体后，检测所述第一气密室内的压力。
10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，其在所述过滤咀香烟在与其轴线方向垂直的方向上被搬送的途中进行。
全文摘要
本发明涉及过滤嘴香烟的检测装置及其检测方法。具有用于向过滤嘴(4)的外周面导入外气的穿孔列(6)的过滤嘴香烟FT的检测装置具有过滤嘴插座组件(86)和压力传感器。该过滤嘴插座组件具有环支架(124)，其可接收过滤嘴(4)，在其内部分别对用于围绕过滤嘴(4)的吸口端的端室以及用于围绕包括穿孔列(6)的过滤嘴(4)的外周面的围绕室进行规定；用于对环支架(124)的围绕室供给规定压力的压缩流体的导向管(102)；用于使端室内的压力输出的导向管(100)。该压力传感器用于检测从使端室内的压力输出的导向管(100)输出的压力。
文档编号A24C5/34GK1787752SQ200480012950
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月13日 优先权日2003年5月14日
发明者石川悦朗, 木田信三 申请人:日本烟草产业株式会社