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▶ イ・エメ・ア，インドゥストリア・マキーネ・オートマティーク・ソシエタ・ペル・アチオニの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-11
(54)【発明の名称】コンテナを自動充填する充填装置および方法
(51)【国際特許分類】
A24C 5/02 20060101AFI20240604BHJP
G01G 13/08 20060101ALI20240604BHJP
【ＦＩ】
A24C5/02
G01G13/08 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023571512
(86)(22)【出願日】2022-05-20
(85)【翻訳文提出日】2024-01-16
(86)【国際出願番号】 IT2022050140
(87)【国際公開番号】W WO2022244031
(87)【国際公開日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】102021000013220
(32)【優先日】2021-05-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500361593
【氏名又は名称】イ・エメ・ア，インドゥストリア・マキーネ・オートマティーク・ソシエタ・ペル・アチオニ
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】ドラゲッティ フィオレンツォ
【テーマコード（参考）】
2F046
4B144
【Ｆターム（参考）】
2F046BA09
4B144CG08
4B144CL07
4B144CL09
4B144CL10
4B144CM01
(57)【要約】
計量された所望の量の繊維タイプのインコヒーレント材料（Ｍ）を複数のコンテナ（１００）に充填するための充填装置（１０）および方法であって、前記充填装置（１０）は、第１および第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を各前記コンテナ（１００）にデリバリするように構成された１つ以上のデリバリデバイス（２２）をそれぞれ備える第１および第２充填ステーション（Ａ２，Ａ４）を有し、前記第２充填ステーション（Ａ４）は、作業ラインに沿って前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側に配置される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計量された所望の量の繊維タイプのインコヒーレント材料（Ｍ）を複数のコンテナ（１００）に充填するための充填装置（１０）であって、第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を各前記コンテナ（１００）にデリバリするように構成された１つ以上のデリバリデバイス（２２）を備える第１充填アセンブリ（１２）を有する第１充填ステーション（Ａ２）と、
作業ラインに沿って前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側に配置され、かつ、前記第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）が既にデリバリされた前記第１充填ステーション（Ａ２）の各前記コンテナ（１００）に第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリするように構成された追加の１つ以上のデリバリデバイス（２２）を備える第２充填アセンブリ（１４）を有する、少なくとも１つの第２充填ステーション（Ａ４）と、
前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側に配置され、かつ、前記第２充填ステーション（Ａ４）に前記第２の量のインコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリする前に前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧するために、前記第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）が既にデリバリされた後に前記コンテナ（１００）に選択的に挿入されるように構成された押圧手段（１６，１７）と、
を備えることを特徴とする、充填装置（１０）。
【請求項2】
前記作業ラインに沿って前記第２充填ステーション（Ａ４）の下流側に配置され、かつ、追加の１つ以上のデリバリデバイス（２２）を備える第３充填アセンブリ（１５）を有する第３充填ステーション（Ａ６）をさらに備え、前記追加の１つ以上のデリバリデバイス（２２）は、前記第１の量および前記第２の量に対して補完的な量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリし、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を取得できるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の充填装置（１０）。
【請求項3】
前記押圧手段（１６，１７）は、第１押圧ステーション（Ａ３）および第２押圧ステーション（Ａ５）のそれぞれに配置された複数の第１押圧部材（１６）および複数の第２押圧部材（１７）を備え、前記第１押圧ステーション（Ａ３）は、前記第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧するように、前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側、かつ、前記第２充填ステーション（Ａ４）の上流側に配置され、
前記第２押圧ステーション（Ａ５）は、前記第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧するように、前記第２充填ステーション（Ａ４）の下流側、かつ、前記第３充填ステーション（Ａ６）の上流側に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の充填装置（１０）。
【請求項4】
前記複数のデリバリデバイス（２２）のそれぞれは、前記インコヒーレント材料（Ｍ）を計量する計量手段（２３）を備え、前記充填装置（１０）は、前記複数のコンテナが前記作業ラインに沿って前進するにつれ、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を徐々にデリバリするために、前記計量手段（２３）によって行われる前記計量の機能として前記デリバリデバイス（２２）を指示するように構成される制御手段（７６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の充填装置（１０）。
【請求項5】
前記第１充填ステーション（Ａ２）の上流側に配置され、選択的に空きの前記コンテナ（１００）内に挿入されることで前記コンテナ（１００）内に存在するしわおよび折り目を除去するように構成される成形手段（１３，６６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充填装置（１０）。
【請求項6】
複数の前記デリバリデバイス（２２）のそれぞれは、前記インコヒーレント材料（Ｍ）を計量する手段を定義し、かつ、互いに協同して前記複数のコンテナ（１００）のそれぞれに、前記計量された所望の量の一部に等しい計量された所定の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリするように構成された第１回転部材（４０）および第２回転部材（４１）を備え、前記第１回転部材（４０）および前記第２回転部材（４１）は、共に前記コンテナ（１００）に向けて前記インコヒーレント材料（Ｍ）を搬送するように、互いに異なる角速度（ω１，ω２）で、互いに反対の回転方向に回転するように構成されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の充填装置（１０）。
【請求項7】
前記複数のデリバリデバイス（２２）のそれぞれは、前記第１回転部材（４０）および前記第２回転部材（４１）の下方に配置され、上部に広い部分を有し、底部に狭い部分（５３）を有する実質的に漏斗の形状を有し、前記複数のコンテナ（１００）の一つに選択的に挿入されるサイズに設定されて構成される搬送部材（５２）を備え、前記搬送部材（５２）は、前記第１回転部材（４０）および前記第２回転部材（４１）によってデリバリされる前記インコヒーレント材料（Ｍ）が意図せずに前記搬送部材（５２）内に残留することを防止するように、前記インコヒーレント材料（Ｍ）の搬送中に振動するように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の充填装置（１０）。
【請求項8】
計量された所望の量の繊維タイプのインコヒーレント材料（Ｍ）を複数のコンテナ（１００）に自動的に充填するための充填方法であって、１つ以上のデリバリデバイス（２２）が前記複数のコンテナ（１００）のそれぞれに、前記計量された所望の量の一部に等しい計量された所定の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリするデリバリステップであって、
少なくとも１つの前記デリバリデバイス（２２）を備える第１充填アセンブリ（１２）を有する第１充填ステーション（Ａ２）で行われ、前記コンテナ（１００）に第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を充填する第１充填サブステップ、および
作業ラインに沿って前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側に配置され、かつ、前記第１充填サブステップにおいて、前記第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）が既にデリバリされた各前記コンテナ（１００）に第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリするように構成された追加の１つ以上のデリバリデバイス（２２）を備える第２充填アセンブリ（１４）を有する第２充填ステーション（Ａ４）で行われ、前記コンテナ（１００）に前記第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を充填する、少なくとも１つの第２充填サブステップを有するデリバリステップと、
前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側に配置される押圧手段（１６，１７）によって行われ、前記第１充填サブステップの後に、前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧するために、少なくとも一部の前記インコヒーレント材料（Ｍ）が充填された前記コンテナ（１００）に前記押圧手段（１６，１７）が選択的に挿入される押圧ステップと、
を備えることを特徴とする、充填方法。
【請求項9】
前記デリバリステップは、前記作業ラインに沿って前記第２充填ステーション（Ａ４）の下流側に配置され、かつ、前記第１の量および前記第２の量に対して補完的な量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリし、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を取得できるように構成される追加の１つ以上のデリバリデバイス（２２）を備える第３充填アセンブリ（１５）を有する第３充填ステーション（Ａ６）で行われる、第３充填サブステップをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の充填方法。
【請求項10】
前記第１充填サブステップにおいて、２５％から３５％の間、好ましくは約３０％の前記計量された所望の量である第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリし、前記第２充填サブステップにおいて、４５％から５５％の間、好ましくは約５０％の前記計量された所望の量である第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリし、
前記第３充填サブステップにおいて、１５％から２５％の間、好ましくは約２０％の前記計量された所望の量である第３の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリすることを特徴とする、請求項９に記載の充填方法。
【請求項11】
前記押圧ステップは、前記第１充填ステーション（Ａ２）の下流側、かつ、前記第２充填ステーション（Ａ４）の上流側に配置される第１押圧ステーション（Ａ３）における第１押圧部材（１６）によって行われ、前記第１の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧する第１押圧ステップと、
前記第２充填ステーション（Ａ４）の下流側、かつ、前記第３充填ステーション（Ａ６）の上流側に配置される第２押圧ステーション（Ａ５）における第２押圧部材（１７）によって行われ、前記第２の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を押圧する第２押圧ステップと、
を備えることを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の充填方法。
【請求項12】
前記デリバリステップよりも前に、前記第１充填ステーション（Ａ２）の上流側に配置される成形手段（１３，６６）によって行われる成形ステップをさらに備え、前記成形ステップにおいて、前記コンテナ（１００）内に存在するしわおよび折り目を除去するように、前記成形手段（１３，６６）を選択的に空きの前記コンテナ（１００）内に挿入することを特徴とする、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の充填方法。
【請求項13】
第１回転部材（４０）および第２回転部材（４１）を回転させることによって前記量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）をデリバリするステップと、前記複数のデリバリデバイス（２２）のそれぞれに含まれる搬送部材（５２）を回転させるステップと、をさらに備え、
前記第１回転部材（４０）および前記第２回転部材（４１）は、前記複数のデリバリデバイス（２２）のそれぞれに含まれて相互に協同して動作し、
前記搬送部材（５２）は、上部に広い部分を有し、底部に狭い部分（５３）を有する実質的に漏斗の形状を有して、前記複数のコンテナ（１００）の一つに選択的に挿入されるサイズに設定されて構成されることを特徴とする、請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の充填方法。
【請求項14】
前記複数のデリバリデバイス（２２）のそれぞれに含まれる計量手段（２３）によって行われ、前記インコヒーレント材料（Ｍ）を計量する計量ステップと、前記複数のコンテナ（１００）が前記作業ラインに沿って前進するにつれ、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を徐々にデリバリするために、前記計量手段（２３）によって行われる前記計量の機能として前記デリバリデバイス（２２）を指示するように構成される制御手段（７６）によって行われる、前記デリバリステップを制御するステップと、をさらに備えることを特徴とする、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の充填方法。
【請求項15】
固定ガイド（２０９）上にスライドするように構成される輸送部材（２０７）を備える輸送装置を用いる手段で前記複数のコンテナ（１００）を輸送する輸送ステップをさらに備え、前記輸送ステップは、作業方向（Ｘ）に平行する前記作業ラインに沿って前記複数のコンテナ（１００）を輸送し、少なくとも前記第１充填ステーション（Ａ２）および前記第２充填ステーション（Ａ４）を順次通過させ、かつ、前記第１充填ステーション（Ａ２）および前記第２充填ステーション（Ａ４）のそれぞれにおいて、サイクルタイム（ＴＣ）に等しい時間停止させることで、前記複数のコンテナ（１００）の部分的かつ段階的充填を可能にすることを特徴とする、請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、喫煙具またはカプセル向けのケーシングのような空きコンテナを自動的に充填する充填装置および方法に関する。これらのコンテナのそれぞれは、油性および／または樹脂性の性質を有し得る繊維状タイプのインコヒーレント材料（incoherent material）を挿入できる開口端を備える。本発明による装置および方法は、高い生産性を達成するように、非常に速い作業サイクルで各コンテナの正確な、かつ制御された充填を自動的に実行することができる。
【背景技術】
【0002】
例えば紙巻きタバコなどの喫煙用品の、特に生産性の高い機械を使用した自動生産において、考慮すべき重要な側面の１つであり、かつ、克服すべき技術的問題の１つが、例えばタバコ、他の喫煙可能物質（smokable substances）、またはそれらの組み合わせなどのインコヒーレント材料である喫煙材料の、例えばケーシングのような充填ステーション内のコンテナ内への挿入である。また、上流に配置された、コンテナをフィードするためのステーションと、下流に配置された、包装ステーション、配送ステーション、そして場合によっては完成した喫煙具を包装するためのステーションとを関連つけることもできる。
【0003】
喫煙材料の挿入に関しては、通常はタバコからなるインコヒーレント材料を堆積させるための紙切れを準備することが知られている。次いで、紙切れは、インコヒーレント材料を含む単一の管状ケーシングに形成するように巻かれてから、所望の形式に従って、個々の喫煙用品を得るために所定のサイズに切断される。
【0004】
また、上記のようなインコヒーレント材料をコンテナ内に挿入するための装置を使用することも知られており、この装置は、空気圧移動システムを利用して、インコヒーレント材料を収容ホッパーから、例えば喫煙用品用のケーシングからなる各コンテナの内部に移動させる。このような既知の装置には、処理するインコヒーレント材料の化学物理的特性を劣化させるという欠点がある。
【0005】
計量された量の喫煙可能材料をコンテナに充填するための既知の装置は、特許文献独国特許出願公開第３２２６６５４号明細書および米国特許第３４０４７４２号明細書にも記載されている。これらの解決策は、そのような材料の所定量、通常は所望の計量された量よりも少ない量を調製できるシステムを提供する。そして、関係する量の重みがチェックされた後、この材料に１つ以上の残量を選択的に追加できる。
【0006】
しかしながら、上記の既知の技術では、例えば、とりわけ材料の化学物理的特性および例えば、含有する可能性がある樹脂や油などに関連する様々な特性を有するタバコ以外の葉材料も含む最終製品を得るためにコンテナを自動的に充填することができない。特に、これらの物質は、材料が接触する表面に付着して装置の効率を低下させる傾向があるため、特に、時間当たりの生産性が高い場合、例えば完成品が７０００個程度を達成したいの場合に、インコヒーレント材料の移動が非常に困難になる。
【0007】
本発明が新たな独創的な方法で解決しようとする技術的問題は、コンテナの自動充填のための装置を提供し、その方法を完成させることである。そして、例えば、管状で数ミリメートル程度の直径を有する喫煙用品用のカプセルやケーシングなど、非常に小さなサイズで非常に狭い空間におけるインコヒーレント材料のフィードを困難にさせるような物質をインコヒーレント材料が有する場合においても、コンテナの自動充填を実現させる。さらに、計量が非常に精密に１０分の１グラムのオーダーで行われる必要がる点、かつ、その目標が上記の高い時間当たりの生産性を達成する点を考慮すると、各完成品の平均生産時間が約０．５秒のオーダーであることを意味する。
【0008】
実際、現時点の当技術分野では、上記の技術的問題を解決し、上記の目的を達成できる充填装置および方法は存在しない。
【0009】
したがって、本発明の１つの目的は、簡単で信頼性が高く、同時に高い生産性を達成することができる、コンテナ、例えば喫煙用品またはカプセルのケーシングを自動的に充填する充填装置を提供し、充填方法を完成させることで、生産性を向上させるように、上記の技術的問題を解決する。
【0010】
本発明の別の目的は、インコヒーレント材料がフィード要素の表面に糊付けしたり貼付けしたりすることを防止することができ、代わりに各コンテナの内部に容易に搬送することができる、コンテナを自動的に充填する充填装置を提供し、充填方法を完成させることである。
【0011】
本発明の別の目的は、各コンテナ内および充填される予定のすべてのコンテナ内のインコヒーレント材料の非常に正確かつ信頼性の高い計量を可能にする、コンテナを自動的に充填する充填装置および方法を利用可能にすることであり、これにより、すべてのコンテナは、所望のまったく同じ量のインコヒーレント材料を含む。
【0012】
本発明の別の目的は、複数のコンテナを同時に充填できるように、コンテナの充填がシリアルおよび並行的に行われることができる、コンテナを自動的に充填する充填装置を提供し、充填方法を完成させることである。
【0013】
出願人は、従来技術の欠点を克服し、これらおよび他の目的および利点を得るために、本発明を発案し、テストし、具体化した。
【発明の概要】
【0014】
本発明は、独立請求項に記載されて特徴付けられる。従属請求項は、本発明の他の特徴または主要な発明のアイデアの変形を記載する。
【0015】
上記の目的に従って、また、新規かつ独創的な方法で上記の技術的問題を解決し、驚くべき良好な結果を達成するために、本発明は、所望の計量された量の繊維状インコヒーレント材料をコンテナに自動的に充填するための充填装置に関する。
【0016】
本発明の一態様によれば、装置は、第１の量のインコヒーレント材料を各コンテナにデリバリするように構成された１つ以上のデリバリデバイスを有する第１充填アセンブリを備える第１充填ステーションを備える。
【0017】
本発明の一態様によれば、前記装置は、作業ラインに沿って前記第１充填ステーションの下流側に配置され、追加の１つまたは複数のデリバリデバイスを有する第２充填アセンブリを備える少なくとも１つの第２充填ステーションを備える。追加の１つまたは複数のデリバリデバイスは、前記第１充填ステーションで第１の量のインコヒーレント材料が既にデリバリされた前記複数のコンテナのそれぞれに、第２の量の前記インコヒーレント材料をデリバリするように構成される。
【0018】
本発明の一態様によれば、前記装置は、前記第１充填ステーションの下流側に配置され、かつ、前記第２充填ステーションに前記第２の量のインコヒーレント材料をデリバリする前に前記インコヒーレント材料を押圧するために、前記第１の量のインコヒーレント材料がデリバリされた後に前記複数のコンテナに選択的に挿入されるように構成される押圧手段をさらに備える。
【0019】
本発明の一態様によれば、前記装置は、前記作業ラインに沿って前記第２充填ステーションの下流側に配置され、かつ、追加の１つ以上のデリバリデバイスを備える第３充填アセンブリを有する第３充填ステーションをさらに備え、前記追加の１つ以上のデリバリデバイスは、前記第１の量および前記第２の量に対して補完的な量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料（Ｍ）を取得できる。
【0020】
本発明の別の態様によれば、前記押圧手段は、前記第１充填ステーションの下流側、かつ、前記第２充填ステーションの上流側に位置する第１押圧ステーションに配置された複数の第１押圧部材を備え、前記第２充填ステーションが前記第２の量のインコヒーレント材料をデリバリする前に前記第１の量のインコヒーレント材料を押圧する。
【0021】
本発明の別の態様によれば、前記押圧手段は、前記第２充填ステーションの下流側、かつ、前記第３充填ステーションの上流側に位置する第２押圧ステーションに配置された複数の第２押圧部材を備え、前記計量された所望の量のインコヒーレント材料に達するまで前記第３充填ステーションが前記補完的な量のインコヒーレント材料をデリバリする前に、前記第２の量のインコヒーレント材料を押圧する。
【0022】
本発明の一態様によれば、前記複数のデリバリデバイスのそれぞれは、前記インコヒーレント材料を計量する計量手段を備え、前記充填装置は、前記複数のコンテナが前記作業ラインに沿って前進するにつれ、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料を徐々にデリバリするために、前記計量手段によって行われる前記計量の機能として前記デリバリデバイスを指示するように構成される制御手段をさらに備える。
【0023】
本発明の別の態様によれば、前記充填装置は、前記第１充填ステーションの上流側に配置され、選択的に空きの前記コンテナ内に挿入されることで前記コンテナ内に存在するしわおよび折り目を除去するように構成される成形手段をさらに備える。
【0024】
本発明の別の態様によれば、複数の前記デリバリデバイスのそれぞれは、前記インコヒーレント材料を計量する手段を定義し、かつ、互いに協同して前記複数のコンテナのそれぞれに、前記計量された所望の量の一部に等しい計量された所定の量の前記インコヒーレント材料をデリバリするように構成された第１回転部材および第２回転部材を備える。
【0025】
本発明の別の態様によれば、前記第１回転部材および前記第２回転部材は、共に前記コンテナに向けて前記インコヒーレント材料を搬送するように、互いに異なる角速度で、互いに反対の回転方向に回転するように構成される。
【0026】
本発明の別の態様によれば、前記１つまたは複数のデリバリデバイスのそれぞれは、前記第１回転部材および前記第２回転部材の下方に配置され、上部に広い部分を有し、底部に狭い部分を有する実質的に漏斗の形状を有し、前記複数のコンテナの一つに選択的に挿入されるサイズに設定されて構成される搬送部材を備える。
【0027】
本発明の別の態様によれば、前記搬送部材は振動型であり、前記第１回転部材および前記第２回転部材によってデリバリされる前記インコヒーレント材料が意図せずに前記搬送部材内に残留することを防止するように、前記インコヒーレント材料の搬送中に振動するように構成される。
【0028】
本発明の別の態様によれば、前記搬送部材は、前記搬送部材を振動させるように移動させることができる対応するアクチュエータに接続される。
【0029】
本発明の別の態様によれば、前記搬送部材は、底部の最も狭い部分に対応して、水平断面で測定して１５０ｍｍ２よりも小さい表面を占める。
【0030】
本発明の別の態様によれば、前記第１回転部材は、その円筒面上に、角度的に等間隔で分布し、複数の平行な列に整列された複数の鋭利な要素を備えている。さらに、前記第２回転部材は、前記第１回転部材の直径よりも小さい直径を有し、その円筒面上に、角度的に等間隔で分布し、複数の平行な列に整列され、前記鋭利な要素に対して軸方向にオフセットされた複数の歯が設けられている。
【0031】
本発明の別の態様によれば、計量された所望の量の繊維タイプのインコヒーレント材料を複数のコンテナに自動的に充填するための、本発明に係る充填方法は、１つ以上のデリバリデバイスが前記複数のコンテナのそれぞれに、前記計量された所望の量の一部に等しい計量された所定の量の前記インコヒーレント材料をデリバリするデリバリステップを備える。
【0032】
本発明の別の態様によれば、前記デリバリステップは、少なくとも１つの前記デリバリデバイスを備える第１充填アセンブリを有する第１充填ステーションで行われ、前記コンテナに第１の量の前記インコヒーレント材料を充填する第１充填サブステップを備える。また、前記方法は、作業ラインに沿って前記第１充填ステーションの下流側に配置され、かつ、前記第１充填サブステップにおいて、前記第１の量の前記インコヒーレント材料が既にデリバリされた各前記コンテナに前記第２の量の前記インコヒーレント材料をデリバリするように構成された追加の１つ以上のデリバリデバイスを備える第２充填アセンブリを有する第２充填ステーションで行われ、前記コンテナに第２の量の前記インコヒーレント材料を充填する、少なくとも１つの第２充填サブステップをさらに備える。
【0033】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、前記第１充填ステーションの下流側に配置される押圧手段によって行われ、前記第１充填サブステップの後に、前記インコヒーレント材料を押圧するために、少なくとも一部の前記インコヒーレント材料が充填された前記コンテナに前記押圧手段が選択的に挿入される押圧ステップをさらに備える。
【0034】
本発明の別の態様によれば、前記デリバリステップは、前記作業ラインに沿って前記第２充填ステーションの下流側に配置され、かつ、前記第１の量および前記第２の量に対して補完的な量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料を取得できるように構成される追加の１つ以上のデリバリデバイスを備える第３充填アセンブリを有する第３充填ステーションで行われる、第３充填サブステップをさらに備える。
【0035】
本発明の別の態様によれば、前記第１充填サブステップにおいて、２５％から３５％の間の前記計量された所望の量である第１の量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記第２充填サブステップにおいて、４５％から５５％の間の前記計量された所望の量である第２の量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記第３充填サブステップにおいて、１５％から２５％の間の前記計量された所望の量である第３の量の前記インコヒーレント材料をデリバリする。
【0036】
本発明の別の態様によれば、前記方法のより好ましい実施形態によれば、前記第１充填サブステップにおいて、３０％の前記計量された所望の量である第１の量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記第２充填サブステップにおいて、５０％の前記計量された所望の量である第２の量の前記インコヒーレント材料をデリバリし、前記第３充填サブステップにおいて、２０％の前記計量された所望の量である第３の量の前記インコヒーレント材料をデリバリする。
【0037】
いずれのケースにおいて、本明細書で説明する実施形態によれば第３充填サブステップである最後の充填ステップには、のちに充填する必要がある計量された所望の量を参照し、コンテナに既にデリバリされた量に対して補完的な量の前記インコヒーレント材料をデリバリする。
【0038】
異なる充填ステーションにデリバリされる量の分配により、最後の充填ステーション、すなわち第３充填ステーションにのみ、優れた感度、信頼性、および測定の実行速度を有する計量部材を配置することができるという利点がある。これにより、それより前の充填ステーション、すなわち第１および第２充填ステーションに、性能が低く、従ってより安価な計量部材を配置することが可能になる。
【0039】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、前記第１充填ステーションの下流側、かつ、前記第２充填ステーションの上流側に配置される第１押圧ステーションにおける第１押圧部材によって行われ、前記第１の量の前記インコヒーレント材料を押圧する第１押圧ステップと、前記第２充填ステーションの下流側、かつ、前記第３充填ステーションの上流側に配置される第２押圧ステーションにおける第２押圧部材によって行われ、前記第２の量の前記インコヒーレント材料を押圧する第２押圧ステップと、を備える。
【0040】
本発明の別の態様によれば、前記充填方法は、前記デリバリステップよりも前に、前記第１充填ステーションの上流側に配置される成形手段によって行われ、前記成形ステップにおいて、前記コンテナ内に存在するしわおよび折り目を除去するように、前記成形手段を選択的に空きの前記コンテナ内に挿入する成形ステップをさらに備える。
【0041】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、前記複数のデリバリデバイスのそれぞれに含まれて相互に協同して動作する第１回転部材および第２回転部材を回転させることによって前記量の前記インコヒーレント材料をデリバリするステップを備える。
【0042】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、前記複数のデリバリデバイスのそれぞれに含まれ、上部に広い部分を有し、底部に狭い部分を有する実質的に漏斗の形状を有して、そして前記複数のコンテナの一つに選択的に挿入されるサイズに設定されて構成される搬送部材を回転させるステップをさらに備える。
【0043】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、前記複数のデリバリデバイスのそれぞれに含まれる計量手段によって行われ、前記インコヒーレント材料を計量する計量ステップと、前記複数のコンテナが前記作業ラインに沿って前進するにつれ、前記計量された所望の量の前記インコヒーレント材料を徐々にデリバリするために、前記計量手段によって行われる前記計量の機能として前記デリバリデバイスを指示するように構成される制御手段によって行われる、前記デリバリステップを制御するステップとの両方を備える。
【0044】
本発明の別の態様によれば、前記計量ステップおよび前記制御ステップは、前記デリバリステップ中に連続的に、またはプログラムされた時間間隔で行われることが好ましい。
【0045】
本発明の別の態様によれば、前記方法は、固定ガイド上にスライドするように構成される輸送部材を備える輸送装置を用いる手段で前記複数のコンテナを輸送する輸送ステップをさらに備え、前記輸送ステップは、作業方向に平行する前記作業ラインに沿って前記複数のコンテナを輸送し、少なくとも前記第１充填ステーションおよび前記第２充填ステーションを順次通過させ、かつ、前記第１充填ステーションおよび前記第２充填ステーションのそれぞれにおいて、サイクルタイムに等しい時間停止させることで、前記複数のコンテナの部分的かつ段階的充填を可能にする。
【0046】
本発明の別の態様によれば、前記方法において、順次に前記成形ステップ、第１の量の前記インコヒーレント材料がデリバリされる前記第１充填サブステップ、第１充填ステーションの下流側かつ第２充填ステーションの上流側に配置された第１押圧ステーションの手段によって前記第１の量を押圧する前記第１押圧ステップ、第２の量の前記インコヒーレント材料がデリバリされる前記第２充填サブステップ、第２充填ステーションの下流側かつ第３充填ステーションの上流側に配置された第２押圧ステーションで前記第２の量を押圧する前記第２押圧ステップ、そして最後に前記第３充填サブステップを実行する。
【0047】
本発明のこれらおよび他の態様、特徴および利点は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられ、その実施形態のいくつかについての以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一つの実施形態に係る充填装置の正面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
本明細書および特許請求の範囲において、例えば、水平、垂直、前方、後方、高さ、低さ、内部、および外部という用語などは、それらの表現の傾向とともに、図面を参照して本発明をより良く説明するものであり、本発明自体の範囲、または添付の特許請求の範囲によって定義される保護分野を限定するために決して使用されてはならないことを明確にしなければならない。
【0050】
さらに、当業者であれば、本発明のより容易理解できるバージョンを提供するために、図面内の特定のサイズまたは特徴が、従来にない方法または不均衡な方法で拡大、変形、または示されている可能性があることを認識すべきである。以下の説明において、サイズおよび／または値が指定されている際、そのサイズおよび／または値が添付の特許請求の範囲に記載されている場合を除いて、そのサイズおよび／または値は例示のみを目的として提供され、本発明の保護範囲を限定するものとして解釈してはならない。
【0051】
理解を容易にするために、図面において同一の共通要素を識別するために可能な限り同じ参照番号が使用されている。同一実施形態の要素および特徴は、さらなる説明がなくても、他の実施形態に適宜組み合わせることができ、または他の実施形態に組み込むことができることが理解される。
【0052】
図１を参照すると、複数のコンテナ１００（図３参照）、例えば喫煙用品またはカプセル用のケーシングを自動的に充填するための、本発明に係る充填装置１０は、例えば紙巻きタバコ、カプセルなどの喫煙用品の製造用機械２００（図２参照）と関連付けられるか、またはその一部となるように構成される。
【0053】
装置１０は、タバコまたは他の植物、あるいは例えば、喫煙可能なタイプ、またはそれらの組み合わせの他の物質に由来し、みじん切りまたは細断された葉材料などの油性および／または樹脂性の繊維状材料、例えばインコヒーレント材料Ｍを複数のコンテナ１００に充填するように構成されている。
【0054】
機械２００は、図２のブロック図に概略的に示され、例えば、複数のコンテナ１００にフィードするように構成されるフィードステーション(feed station)２０１と、続いて充填ステーションを構成する装置１０と、既に充填されたコンテナ１００を包装し、例えば、それらを適切に閉じて、喫煙用品またはカプセルなどの最終製品を製造するように構成される包装ステーション２０２と、最終製品を、場合によって機械２００の外部に位置する梱包ステーション２０５に向けて転送する配送ステーション２０３とを順に備える。しかしながら、機械２００は、この構成に限定されない。機械２００は、フィードステーション２０１（図２の左側参照）から梱包ステーション２０５（図２の右側参照）までの作業ライン全体に沿って、例えば、作業方向Ｘに沿って、好ましくは直線的かつ水平である方向に沿って、コンテナ１００を輸送する機能を有する適切な輸送装置２０６をさらに備えることもできる。しかしながら、機械２００はこの構成に限定されない。
【0055】
フィードステーション２０１、包装ステーション２０２、配送ステーション２０３、梱包ステーション２０５、および輸送装置２０６は、任意の既知のタイプであってもよいし、将来開発されるタイプであってもよい。あるいは、輸送装置２０６は、例えば、本特許出願と同じ出願人によって出願された産業発明の関連特許出願に記載されているタイプのものであってもよい。
【0056】
例えば、輸送装置２０６は、シャトルの形状および機能を有し、固定ガイド２０９上を作業Ｘ方向にスライドするように構成された輸送部材２０７を備える。ここで提供される例によれば、輸送部材２０７が４つの中空で貫通する台座２１０を有し、４つの台座２１０のそれぞれが、例えば、コンテナ１００、または少なくともその下部のサイズに合致するサイズを有する円錐台形状を有する。ここで提供される例では、各台座２１０のサイズは、各コンテナ１００が台座２１０に挿入されたときに、輸送部材２０７の上面からだけでなく輸送部材２０７の底面からも数ミリメートル単位で突出するようなものである（図１、図４、図５、図６、図８、図９、および図１０参照）。
【0057】
台座２１０の数が４つ以外であってもよいことは明らかであり、その数が機械２００の時間当たりの生産性に影響を与えることが理解される。実際、異なるステーション２０１、２０２、２０３、および２０５のそれぞれと装置１０とで、あるいはこれらの中における遅い装置で１つの作業サイクルを行うのに確定のサイクル時間ＴＣが必要な場合、機械２００の時間当たりの生産性は、３６００をサイクルタイムＴＣで割った値に、さらにそれぞれの輸送部材２０７の台座２１０の数を乗じた値に等しくなる。実際、４つの台座２１０において、作業は並行して行われる。
【0058】
【0059】
２つの隣接する台座２１０の間の距離Ｄは、装置１０および／または機械２００の設計段階で定められ、以下に詳細に説明するように、複数のコンテナ１００を管理するのに適している。
【0060】
非限定的な例として、機械２００は、喫煙用品またはカプセルなどの各製品を非常に短い時間で、すなわち約２秒のサイクルタイムＴＣで用意することができるため、機械２００は、約７０００個の喫煙用品を生産する時間当たりの生産性を有する。これは、ステーション２０１、２０２、２０３、および２０５のそれぞれと装置１０とにおいて、例えば充填された喫煙用品またはカプセルを成形するために、４つのコンテナ１００が同時に、そして並行して作業されるためである。
【0061】
装置１０およびその動作を詳細に説明する前に、コンテナ１００（図３）の一例を説明する。特に、以下の説明では、コンテナ１００は喫煙用品を製造するためのケーシングとして形成される。しかし、それは、カプセルまたはインコヒーレント材料Ｍを収容するのに適した他のタイプのコンテナであってもよい。
【0062】
各コンテナ１００は、シート状の材料、例えば非常に薄い紙、あるいは紙巻きタバコまたは他の喫煙可能製品を製造するのに適した他の材料で作られ、通常、既知のタイプのフィルタ１０１が設けられる。
【0063】
コンテナ１００の長さＬは、得られる喫煙用品に応じて変えることができ、例えば約６０ｍｍから約１５０ｍｍの間である。
【0064】
さらに、各コンテナ１００は、円錐台形状を有することができ、フィルタ１０１に対応する第１端部１０２と、第１端部よりも大きい直径を有し、フィルタ１０１の内部にインコヒーレント材料Ｍを挿入するように構成された第２開口端部１０３とを備えることができる。平均して、各コンテナ１００の直径は、従来の紙巻きタバコの直径と同様に、数ミリメートル程度、例えば６ミリメートルから８ミリメートルの間である。
【0065】
コンテナ１００がカプセルである場合、それは例えば円錐台または半球の形状を有し、そして閉じた第１端部と、第１端部の反対側に開口した、インコヒーレント材料の挿入用に構成された第２端部とを備えることになる。
【0066】
装置１０（図１参照）は、固定構造１１上に取り付けられた一連の作業ユニットを備え、各作業ユニットはそれぞれのワークステーションに配置されている。作業ユニットおよびステーションは、作業Ｘ方向に平行な作業ラインに沿って連続して互いに隣接して配置される。図１を見ると、作業ユニットおよびステーションが作業ライン上に配置される配置は、以下に示した装置の動作の説明から明らかになるように、左から右への介入に漸進的順序があるようなものである。
【0067】
本発明の一実施形態によれば、作業ユニットは、コンテナ１００にインコヒーレント材料Ｍを充填するように構成された少なくとも第１充填アセンブリ１２を備え（図３参照）、これについては以下で詳細に説明する。
【0068】
本発明の別の実施形態によれば、第１充填アセンブリ１２の上流には、成形アセンブリ１３（図１）がある。
【0069】
本発明の他の実施形態によれば、作業ユニットは、第１充填アセンブリ１２と同じ第２充填アセンブリ１４、及び場合によっては第３充填アセンブリ１５をさらに備える。
【0070】
本発明の他の実施形態によれば、作業ユニットは、第１充填アセンブリ１２の下流側に配置された第１加圧手段、すなわち第１加圧アセンブリ１６と、場合によっては第２加圧手段、すなわち第２充填アセンブリ１５の下流側に配置される第２加圧アセンブリ１７をさらに備える。
【0071】
第１充填アセンブリ１２（図８参照）は、固定構造１１の垂直ガイド２０上を垂直にスライドする可動構造１９を備える。
【0072】
可動構造１９の上部には、コンテナ１００を充填するために使用されるインコヒーレント材料Ｍを収容するのに適したホッパー２１が取り付けられており、その下に４つのデリバリ装置２２（図４および図５参照）が配置されている。
【0073】
以下に詳細に説明するように、第１充填アセンブリ１２は、例えば計量ユニット２３（図５、図６、図８および図９参照）として構成され、４つのデリバリ装置２２の下方に配置され、そしてインコヒーレント材料Ｍをコンテナ１００内にデリバリするステップにおける第１充填サブステップ中に各コンテナ１００の重量を図るのに適している計量手段をさらに備える。
【0074】
ホッパー２１は、少なくとも、両方とも垂直な前壁２４および後壁２５と、例えば約３０°から約４５°の間の角度α（図８参照）だけ下向きに傾斜したベース２６とを備える。
【0075】
ホッパー２１の内部には、４つのフィード部材２７が配置され、それぞれがベース２６に平行な対応する供給軸Ｓに沿って配置されている。ホッパー２１および４つのフィード部材２７は、インコヒーレント材料Ｍを供給するための手段を画定することに留意されたい。
【0076】
ホッパー２１の前壁２４の下部には、フィード軸Ｓに対して実質的に中心に位置し、フィード部材２７によって対応するデリバリ装置２２に向けて移動されるインコヒーレント材料Ｍの流出を許容するように構成された４つの貫通孔２９（図５参照）がある。
【0077】
各フィード部材２７は、ホッパー２１の後壁２５に取り付けられ、かつ、移動要素３０を回転させる第１アクチュエータ３１（図８参照）の回転シャフトに取り付けられた、例えば螺旋形状を有する移動要素３０（図４および図５参照）を備える。移動要素３０は、実質的に材料自体に圧縮を加えることなく、インコヒーレント材料Ｍを対応する貫通孔２９に向かって前進させる動作を引き起こすように構成されている。
【0078】
図面には示されていない一変形例によれば、単一の第１アクチュエータ３１が４つの運動要素３０を同時に回転させることができる。
【0079】
【0080】
本発明の一実施形態では、４つのデリバリ装置２２は、可動構造１９（図８参照）に取り付けられ、実質的に垂直な同一なプレート３２を使用して作られ、４つの実質的に垂直な搬送キャビティ３３（図４および図５参照）を有するように形に作られる。４つの搬送キャビティ３３は、デリバリ装置２２ごとに１つずつ設けられ、その上部には４つの貫通孔２９が開いている。各搬送キャビティ３３は、ホッパー２１から出てくるインコヒーレント材料Ｍを鉛直方向に案内するものであり、その下方への落下を妨げない形状となっている。
【0081】
４つの搬送キャビティ３３は、例えばプラスチックまたはガラスなどの透明な材料で作られた密閉プレート３５（図８参照）によって、その内部のインコヒーレント材料Ｍの流れを見ることができるように前面が密閉されている。
【0082】
各搬送キャビティ３３は、その下部に垂直軸Ｖに沿って整列された出口開口部３６（図５および図７参照）を有し、かつ、その近傍に、垂直軸Ｖに関して反対側に配置されている２つの台座、すなわち第１台座３７および第２台座３８が作られるような形状に形成される。特に、２つの台座３７、３８は、部分的な円筒面によって画定され、そして共通領域を有する。２つの計量ローラー４０、４１は、２つの台座３７、３８内にそれぞれ回転可能に取り付けられ、２つの実質的に水平な回転軸Ｔおよび回転軸Ｕの周りで逆方向に回転し、回転軸Ｔおよび回転軸Ｕが垂直軸Ｖに関して反対側に配置されている。回転軸Ｔは、対応する穴２９と実質的に垂直に整列している。ここで提供される例では、各第１計量ローラー４０は、ホッパー２１から来るインコヒーレント材料Ｍを対応する出口開口部３６に向かって搬送するために、時計回り方向に回転するように構成されている。
【0083】
４つの垂直軸Ｖは、同じ搬送部材２０７の台座２１０間の距離と同じ距離Ｄだけ互いに離れている。
【0084】
ここで説明される実施形態では、各デリバリ装置２２の回転軸Ｔおよび回転軸Ｕは、同じ水平面Ｐ１またはＰ２上に位置する。さらに、全体のサイズを最適化し、かつ、垂直軸Ｖ間の距離Ｄを維持するために、各デリバリデバイス２２の水平面Ｐ１およびＰ２は、互いに対して垂直にオフセットされる。例えば、図５に示されるように、左から開始して、第１および第３デリバリデバイス２２に関連付けられる水平面Ｐ１は、第２および第４デリバリデバイス２２に関連付けられる水平面Ｐ２よりも低くなる。
【0085】
各デリバリ装置２２の第１計量ローラー４０には、その円筒面上に、一定の間隔で、例えば約１２°の角度ごとに１つになるように分布し、かつ、回転軸Ｔに平行する複数の列に整列している複数の鋭利要素４２が設けられる（図７参照）。鋭利要素４２の外径は、対応する第１台座３７の直径よりもわずかに小さい。
【0086】
各デリバリ装置２２の第２計量ローラー４１は、第１計量ローラー４０の直径よりも小さい直径を有し、その円筒面上に、等間隔で、例えば約６０°の角度ごとに１つになるように分布し、回転軸Ｕに平行する複数の列に整列し、そして、鋭利要素４２に対して軸方向にオフセットされている複数の歯４３を備える。歯４３の外径は、対応する第２台座３８の直径よりわずかに小さい。
【0087】
さらに、各デリバリ装置２２について、回転軸Ｔおよび回転軸Ｕの間の中心距離、計量ローラー４０および計量ローラー４１の直径、そして鋭利要素４２および歯４３の外径は、後者が互いに接触することなく、垂直軸Ｖに沿って交差するように選択される。
【0088】
第１計量ローラー４０は、毎分約２５回転程度の比較的低い第１の角速度ω１で回転するように構成され、鋭利要素４２とともに貫通孔２９から来るインコヒーレント材料Ｍを搬送し、第２計量ローラー４１へ案内する機能を有する。代わりに、第２計量ローラー４１は、毎分約７５０回転程度の比較的高い第２の角速度ω２で反対方向、すなわち反時計回りに回転するように構成される。
【0089】
さらに、各搬送キャビティ３３において、第２台座３８に隣接する第１台座３７のセクタ４５は、第１計量ローラー４０によって第２計量ローラーに向けてフィードされるインコヒーレント材料Ｍの量を容易に制御できるように、インコヒーレント材料Ｍ用の校正通路を画定する。その後、第１計量ローラー４０の回転振幅の関数として、インコヒーレント材料Ｍの正確な計量を実行する。
【0090】
第２計量ローラー４１は、比較的大きな第２の角速度ω２で回転する。第２計量ローラー４１は、第１計量ローラー４０と接触しているインコヒーレント材料Ｍを完全に除去し、それを実質的に垂直軸Ｖの方向に沿って下方へ押し出して出口開口部３６内に押し込む機能を有する。
【0091】
４つの第１計量ローラー４０は、４つの対応するシャフト４４によってそれらに接続された４つの対応する第２アクチュエータ４６（図８参照）によって選択的に回転するように作られる。４つの第２計量ローラー４１は、４つの対応するシャフト４８によってそれらに接続された４つの対応する第３アクチュエータ４７によって選択的に回転するように作られる。説明を簡単にするため、図８において、２つの第２アクチュエータ４６と２つの第３アクチュエータ４７のみを概略的に示している。
【0092】
あるいは、単一のアクチュエータ、または異なる数のアクチュエータが、２つ以上の計量ローラー４０および／または４１に指示することもできる。
【0093】
４つの搬送キャビティ３３のそれぞれの内部には、例えば、対応する第１計量ローラー４０に向けたインコヒーレント材料Ｍの下降を促進するように構成され、曲線状に形成される可能性がある垂直ロッドを含む、またはそれからなる撹拌部材４９（図４および図５参照）がある。
【0094】
例えば、４つの撹拌部材４９（図５参照）は、プレート３２の上に配置された水平バー５０に取り付けられている。４つの撹拌部材４９が対応する４つの搬送キャビティ３３内で振動および／または移動するように、第４アクチュエータ５１は、水平バー５０を移動させるために水平バー５０に接続されている。
【0095】
【0096】
各搬送部材５２は、出口開口部３６から来るインコヒーレント材料Ｍを受け取り、それをコンテナ１００内に搬送するように構成されている。特に、各搬送部材５２は、コンテナ１００の第２端部１０３（図３および図７参照）の直径よりもわずかに小さい外径を有する円筒管状に形成された下部５３を有する。非限定的な例として、下部５３に対応する水平断面で測定した表面は、約７５ｍｍ２から約１１５ｍｍ２の間にあり、いずれの場合でも約１５０ｍｍ２よりも小さい。下部５３は、先端部（pointed end）５４（図５参照）を生成するために、作業方向Ｘとは反対の方向に斜めに切り取られた終端を有する。実際、装置１０の動作中において、以下に詳細に説明するように、各下部５３は選択的に部分的にコンテナ１００の第２端部１０３に導入され、下部５３のこの形状によりコンテナ１００内への導入が容易になる。
【0097】
４つの搬送部材５２は、インコヒーレント材料Ｍの下方への流出、したがって対応するコンテナ１００への流出を促進するために、搬送部材５２を振動させることができる１つまたは複数の第５のアクチュエータ５５（図８および図９）に接続されている。
【0098】
４つの搬送部材５２の下部５３を、同様の下部５３が下方に位置するコンテナ１００よりも数ミリメートル上昇しているアイドル位置ＰＲ１（図８参照）と、下部５３がコンテナ１００の第２端部１０３内に挿入される下降動作位置ＰО１（図９参照）との間、またはその逆も同様に変位させるために、垂直ガイド２０に対する可動構造１９の選択的な垂直移動は、第１スライダ５７に接続されて垂直ガイド２０条をスライドする第６アクチュエータ５６（図８参照）によって指示される。従って、第１スライダ５７は、可動構造１９の一部構成である。２つの位置ＰＲ１と位置ＰО１との間の距離に等しい第１スライダ５７の移動量Ｃは、コンテナ１００の長さＬに依存する。
【0099】
計量ユニット２３（図１、５、６、８および９参照）は、搬送部材２０７の下方に配置され、固定ガイド２０９の下部キャビティ２１１内に部分的に収容される。
【0100】
計量ユニット２３は、固定構造１１に取り付けられた支持プレート５９を備え、その上に、４つの垂直軸Ｖと同軸であり、それぞれ自体が例えば既知のタイプのロードセルを含む、またはそれからなる４つの計量部材６０が取り付けられる。
【0101】
各計量部材６０（図６参照）は、コンテナ１００が輸送部材２０７によって作業Ｘの方向に移動される間、同じコンテナ１００の上でそのコンテナ１００の第２端部１０２に付随するように構成された傾斜壁６１を備える。コンテナ１００は、空きのときと、インコヒーレント材料Ｍで少なくとも部分的に満たされているときとの両方で計量されるように、計量部材６０に対して実質的に中央の位置で停止する。
【0102】
別の実施形態によれば、図示されていないが、同じコンテナ１００について、空きのときと、インコヒーレント材料Ｍで少なくとも部分的に満たされているときとの両方で計量されるように、各計量部材６０は、対応するアクチュエータによって、コンテナ１００の対応する第１端部１０２からわずかに離れたアイドル位置と、同じ第１端部１０２に接触するように持ち上げられる上昇動作位置との間に軸方向に変位するように構成される。
【0103】
以下に詳細に説明するように、成形アセンブリ１３（図１、図１０、および図１１参照）は、フィードステーション２０１（図２参照）に隣接して配置され、特に充填を行う前の喫煙用品用のケーシングの場合、コンテナ１００内に存在するあらゆるしわまたは折り目を除去する機能を有する。
【0104】
成形アセンブリ１３（図１０および図１１参照）は、固定構造１１の垂直ガイド６５上を垂直方向にスライドする第２スライダ６３に取り付けられた実質的に水平な支持要素６２を備える。支持要素６２には、互いに同一であり、かつ、それぞれがコンテナ１００の内部の形状および寸法と実質的に一致する形状および寸法を有する、４つの円錐要素が取り付けられている。４つの円錐要素６６は、互いに、同じ輸送部材２０７の台座２１０が離間する距離と同じ距離Ｄだけ離れて対応する垂直軸Ｒ上にそれぞれ配置される。
【0105】
それ自体既知のタイプの第７アクチュエータ６７（図１１参照）は、第２スライダ６３について、円錐要素６６が下にあるコンテナ１００から離れているアイドル位置ＰＲ２から同じ円錐要素６６がコンテナ１００内に挿入され、例えばフィルタ１０１の近接まで到達する下降動作位置ＰО２までの選択的な下降を指示するために、第２のスライダ６３に接続されている。その逆も同様である。
【0106】
１つまたは複数の制御装置６９は、成形アセンブリ１３の上流および／または下流に関連付けることができるが、図１１には、そのうちの１つの、コンテナ１００の形状を確認するのに適している構成のみが概略的に示されている。
【0107】
各押圧センブリ１６、１７（図１および図１２参照）は、４つの円錐要素が４つの垂直バー７０によって置き換えられている点を除いて、成形アセンブリ１３と実質的に同じである。４つの垂直バー７０は、例えば、円筒形に形成され、インコヒーレント材料Ｍを含むコンテナ１００の内部に選択的に進入し、それらを軽く押圧する機能を有する。
【0108】
４つの垂直バー７０はそれぞれ、対応する垂直軸Ｗに沿って配置される。４つの垂直軸Ｗは、同じ搬送部材２０７の台座２１０が離間する距離と同じ距離Ｄだけ互いに離間する。
【0109】
各押圧アセンブリ１６、１７は、固定構造１１の垂直ガイド７３上を垂直にスライドする第３スライダ７２に取り付けられ、第８アクチュエータ７５によって制御される実質的に水平な支持要素７１を備える。
【0110】
４つの垂直バー７０は、支持要素７１に取り付けられ、下にあるコンテナ１００から離れている上昇アイドル位置ＰＲ３と、それらの端部が部分的にコンテナ１００の内部に挿入されてインコヒーレント材料Ｍを軽く押圧する下降動作位置ＰО３との間で、対応する垂直軸Ｗに沿って両方向に垂直移動可能である。その逆も同様である。
【0111】
４つの垂直バー７０のそれぞれの移動は、対応するコンテナ１００の内部に存在するインコヒーレント材料Ｍの量に依存することは明らかである。
【0112】
装置１０は、例えば、アクチュエータ３１、４６、４７、５１、５５、５６、６７、７５のうちの１つまたは複数、場合によってはそのすべてを制御し、かつ、各制御装置６９から、および／または装置１０の異なるアセンブリに関連付けられ、図示されていない他のセンサまたは制御装置から信号を受信するように構成された、特にプログラマブルタイプの電子制御ユニット７６（図１３参照）として構成された、自身の動作を制御するための手段をさらに備える。電子制御ユニット７６は、またはそれに接続された他の非図示の制御装置は、例えば、機械２００の他の制御ユニットは、同様に輸送装置２０５を指示することができる。
【0113】
一般に、上述のアクチュエータのいずれかを使用して行われる移動は、電気モーター、または例えば、空気圧または流体力学による他のタイプのアクチュエーションを利用して実現できる。
【0114】
さらに、上述した作業ユニットの様々な構成要素のあらゆる移動は、図に示されていない既知のタイプの１つまたは複数の制御装置に従属させることができ、このような制御装置は、１つまたは複数のフィードバック信号を電子制御ユニット７６に送信することにより、電子制御ユニット７６は、異なるコンテナ１００を充填する方法を最適化するように異なるアクチュエータを制御することができる。
【0115】
本発明に係る方法に対応する、これまでに説明した装置１０の動作は、以下のステップを含む。
【0116】
上述のすべての作業ユニットがアイドル位置にある初期状態から開始し、複数のコンテナ１００にインコヒーレント材料Ｍを自動的に充填するために、電子制御ユニット７６（図２）は、直接的または間接的に輸送装置２０５を指示することにより、それぞれが対応する台座２１０に位置する４つのコンテナ１００を搭載する（図１参照）第１輸送部材２０７が成形アセンブリ１３のちょうど下に位置する第１成形ステーションＡ１内に移動し、その際、４つの台座２１０の軸Ｙが円錐要素６６の４つの垂直軸Ｒと整列している。
【0117】
制御装置６９（図１１参照）は、空きのコンテナ１００のそれぞれの形状をチェックし、欠陥のあるいずれかのコンテナ１００の存在に関する信号を電子制御ユニット７６に送ることにより、欠陥のあるコンテナ１００が充填されないようにすることで、インコヒーレント材料Ｍの無駄を防止する。
【0118】
次に、電子制御ユニット７６は、成形アセンブリ１３（図１、図１０および図１１参照）に成形ステップを実行するように指示し、その間、第７アクチュエータ６７（図１１参照）が第２スライダ６３とともにそれに取り付けられた４つの円錐要素６６を、アイドル位置ＰＲ２から動作位置ＰО２まで下降させる。これにより、４つの円錐要素６６がコンテナ１００の内部に進入し、あらゆるしわや折り目を取り除き、その後、それらはアイドル位置ＰＲ２に戻る。
【0119】
上述の成形工程は、約２秒のサイクルタイムＴＣで実行される。
【0120】
上述の成形ステップが完了すると、第１搬送部材２０７（図１参照）は、第１充填アセンブリ１２に向かって、すなわち作業Ｘ方向の右に向かって１ピッチＰＴだけ変位される。ここで提供される例では、ピッチＰＴは、輸送部材２０７の２つの隣接する台座２１０の間の距離Ｄの４倍に等しい。これにより、第１輸送部材２０７は、４つのデリバリ装置２２のちょうど下で、かつ計量ユニット２３の真上にある第１充填ステーションＡ２に到達する。同時に、第２搬送部材２０７が第１成形ステーションＡ１に取り込まれ、上述の方法同様に、成形アセンブリ１３が第２輸送部材２０７の台座２１０内に配置された他の４つの対応するコンテナ１００内で成形ステップを実行する。
【0121】
第１充填ステーションＡ２では、第１搬送部材２０７の４つの台座２１０の４つの軸Ｙは、４つの垂直軸Ｖと一致する（図５参照）。
【0122】
第１充填ステーションＡ２に向かう変位において、台座２１０の内側に配置されたコンテナ１００は、その第２端部１０２が傾斜壁６１（図５および図６参照）上にある状態でスライドし、計量部材６０の上部に載せられるまで持ち上げられ、実質的にその中央の位置で停止する。
【0123】
次に、電子制御ユニット７６は、未だ空きのコンテナ１００を計量し、それぞれの重量、すなわち自重を検出する第１の計量ステップと、第１成形ステーションＡ１における成形ステップを制御する際、実質的に同時の第１の配送ステップとを指示する。
【0124】
別の実施形態によれば、電子制御ユニット７６は、対応するアクチュエータを作動させて、４つの計量部材６０をコンテナ１００の対応する第１の端部１０２に当てるように上昇させて、その後、コンテナ１００を適切にリフトしてそれぞれの重量を検出する。
【0125】
同時に、電子制御ユニット７６は、デリバリステップ、特に、まず第６アクチュエータ５６が可動構造１９を下降させて、移動構造１９の下部５３をコンテナ１００の第２端部１０３内に（図９に示す動作位置ＰО１参照）取り込む第１充填サブステップの開始を指示する。有利なことに、電子制御ユニット７６は、可動構造１９を下降させて、下部５３の先端部５４（図５および図７参照）が先にコンテナ１００の第２端部１０３に進入し、第１の輸送部材２０７が依然として第１充填ステーションＡ２に向かって移動している間、実質的に後者の中心から開始するように、第６アクチュエータ５６を指示することができる。このように、先端部５４の下降とコンテナ１００の前進との間の相対運動により、下部によってコンテナ１００の第２端部１０３の可能な再構築が許容され、コンテナにおけるしわや折り目の発生が防止される。
【0126】
第１充填サブステップは、対応する計量ユニット６０に関連付けられた各コンテナ１００の重量が継続的に検出されるように、電子制御ユニット７６が計量ステップを継続してアクティブに維持する間に実行されることを明確にしなければならない。
【0127】
その直後または同時に、電子制御ユニット７６は、ホッパー２１内の移動要素３０、搬送キャビティ３３内の撹拌部材４９、計量ローラー４０、４１、および搬送部材５２を駆動するアクチュエータ３１、４６、４７、５１、５５のそれぞれのアクティベーションを指示し、そしてコンテナ１００内において、所望の量のインコヒーレント材料Ｍの最初の計量された充填を実行する。
【0128】
本発明のいくつかの実施形態では、電子制御ユニット７６は、対応する搬送キャビティ３３内において、対応する第１計量ローラー４０上に一定量のインコヒーレント材料Ｍが常に存在するように、第１アクチュエータ３１のそれぞれを選択的に作動させることができる。
【0129】
さらに、本発明のいくつかの実施形態では、電子制御ユニット７６は、サイクルタイムＴＣよりも長い周期であっても、周期的なタイミングで撹拌部材４９を駆動するために、第４アクチュエータ５１を選択的に作動させることができる。
【0130】
図１に示す実施形態では、コンテナ１００の完全な充填は、３つの充填アセンブリ１２、１４、１５を使用して実行される。それにより、この第１充填サブステップでは、インコヒーレント材料Ｍの総量の約３分の１、すなわち、例えば約０．３０グラムから０．３３グラムのインコヒーレント材料Ｍが各コンテナ１００に挿入される。
【0131】
特に、各デリバリ装置２２において、搬送キャビティ３３内へのインコヒーレント材料Ｍの下方への滑り込みは、撹拌部材４９によって最適化される。各第１計量ローラー４０は、鋭利要素４２によって、搬送キャビティ３３内に存在するインコヒーレント材料Ｍを収集し、インコヒーレント材料Ｍを出口開口部３６に向けて押圧する第２計量ローラー４１に向けて搬送する。下方に位置する搬送部材５２の振動により、すべてのインコヒーレント材料Ｍが対応するコンテナ１００に向かって滑りやすくなる。
【0132】
各フィード部材２７によって対応する搬送キャビティ３３に向けて単位時間内にデリバリされるインコヒーレント材料Ｍの量に関係なく、各コンテナ１００内にデリバリされるインコヒーレント材料Ｍの実際の量は、各第１計量ローラー４０の回転の振幅に正比例し、かつ、対応する計量部材６０によって常に測定されることに留意されたい。
【0133】
実際、電子制御ユニット７６は、各充填サブステップ中、計量ステップを実行し続け、そしてコンテナ１００の所望の重量に達すると、インコヒーレント材料Ｍのデリバリを停止し、対応するアクチュエータ３１、４６、４７、５１、５５を無効化する。その直後、電子制御ユニット７６は、可動構造１９を上向きにアイドル位置ＰＲ１（図８参照）に戻すように、第６アクチュエータ５６に指示する。
【0134】
各デリバリ装置２２の各充填サブステップの終了は、計量ステップ中に計量部材６０によって供給されるデータと、第１計量ローラー４０および第２計量ローラー４１の停止命令の後に実際にコンテナ１００内で搬送されるインコヒーレント材料Ｍの量を予測する統計データとの両方に基づいて、電子制御ユニット７６によって指示されるため、各コンテナ１００内におけるインコヒーレント材料Ｍを非常に正確に計量することが可能になる。実際、異なる水平面（Ｐ１およびＰ２）上にある計量ローラー４０、４１と、コンテナ１００との間の垂直距離の関数として、計量ローラー４０、４１が停止した後は、残留量の不均一のインコヒーレント材料Ｍが後者に落下する可能性がある。
【0135】
上述の第１充填サブステップおよび対応する計量ステップも、全体として約２秒のサイクル時間ＴＣ内で実行される。
【0136】
これらのステップが完了すると、第１搬送部材２０７（図１参照）はさらに第１押圧アセンブリ１６に向かって、すなわち作業方向Ｘの右側に向かって１ピッチＰＴだけ変位される。これにより、搬送部材２０７は、４つの垂直バー７０のちょうど下に位置する第１押圧ステーションＡ３に到達する。同時に、第３搬送部材２０７は、第１成形ステーションＡ１内に取り込まれ、そこで第３搬送部材２０７の台座２１０内に位置する他の４つの対応するコンテナ１００において、成形アセンブリ１３が上述のように成形ステップを実行する。また、第２搬送部材２０７は、第１充填ステーションＡ２に取り込まれ、そこで第２搬送部材２０７の台座２１０内に位置する他の４つの対応するコンテナ１００において、第１充填アセンブリ１２が上述のように、第１充填サブステップおよび同時の計量ステップを実行する。
【0137】
第１押圧ステーションＡ３において、第１搬送部材２０７の４つの台座２１０の４つの軸Ｙは、第１押圧アセンブリ１６の垂直バー７０の４つの垂直軸Ｗと一致する。
【0138】
電子制御ユニット７６は、上述のように、２つのステーションＡ１およびＡ２における成形および計量ステップ、ならびに第１デリバリサブステップを指示する一方で、第１押圧ステーションＡ３における第１押圧アセンブリ１６による第１押圧ステップも命令する。特に、電子制御ユニット７６は、４つの垂直バー７０をアイドル位置ＰＲ３から動作位置ＰО３まで降下させ、それらを対応するコンテナ１００内に部分的に挿入することにより、そこに含まれるインコヒーレント材料Ｍを過度に平らにすることなく、より均一にするために軽く押圧するために、第８アクチュエータ７５（図１および１２参照）に指示する。
【0139】
続いて、電子制御ユニット７６は、４本の垂直バー７０をアイドル位置ＰＲ３に戻すように第８アクチュエータ７５に指示する。この第１押圧ステップも、約２秒のサイクルタイムＴＣ内で実行される。
【0140】
本発明の一実施形態によれば、第１押圧ステップの後に、対応する計量ステップを伴う第２充填サブステップが続き、場合によっては、対応する計量ステップを伴う第３充填サブステップが続く。
【0141】
ここで提供される例では、第２充填サブステップにおいて、電子制御ユニット７６は、各コンテナ１００にインコヒーレント材料Ｍの総量の約半分、すなわち例えば０．５グラムのインコヒーレント材料Ｍを挿入するように第２充填アセンブリ１４に指示する。第３の充填サブステップにおいて、電子制御ユニット７６は、提供されるインコヒーレント材料Ｍの総量に達するために、各コンテナ１００内に、その中にすでに存在する材料に対して補完的な量のインコヒーレント材料Ｍを挿入するように第３充填アセンブリ１５に指示する。ここで提供される例では、この補完的な量は、約０．２グラムに等しい。
【0142】
代替する１つの実施形態では、装置１０は、第３充填ステーションおよび対応する第３充填サブステップを有さないため、対応する充填サブステップが実行される第１および第２充填ステーションのみを備えることができる。この場合、第２充填ステーションによってデリバリされる第２の量のインコヒーレント材料が、所望の計量された量に関して、第１充填ステーションによって供給される第１の量のインコヒーレント材料を補完することは明らかである。
【0143】
さらに、３つの充填サブステップと同数の計量ステップが提供される場合、これらの２番目と３番目との間に、第２押圧アセンブリ１７（図１参照）によって第２押圧ステップが実行される。
【0144】
この場合、上記と同様に、全ての支持部材２０７を一度に１ピッチＰＴずつ左から右に変位させ、それらの最初の支持部材２０７、次に他の全ての支持部材２０７が最初に第２充填アセンブリ１４に対応する第２充填ステーションに取り込まれるまで、実質的に上述の第１計量ステップおよび第１充填サブステップと同様である第２計量ステップおよび第２充填サブステップを実行することができる。次に、第２押圧アセンブリ１７に対応する第２押圧ステーションＡ５に取り込まれるまで、実質的に上述の第１押圧ステップと同様である第２押圧ステップを実行することができる。最後に、第３充填アセンブリ１５に対応する第３充填ステーションＡ６に取り込まれるまで、実質的に上述の第１計量ステップおよび第１充填サブステップと同様である第３計量ステップおよび第３充填サブステップを実行することができる。
【0145】
すべてのステップの終わりに、コンテナ１００は所望の量のインコヒーレント材料Ｍで満たされており、支持部材２０７は装置１０から機械２００の隣接する包装ステーション２０２（図２参照）に、例えば、輸送装置２０６によって移送され得る。
【0146】
適切にプログラムされた電子制御ユニット７６は、固定ガイド２０９に沿った搬送部材２０７の前進と連携して、上述の様々な漸進的充填サブステップおよび押圧サブステップを含み、成形、折り畳み、デリバリの異なるステップすべてを同時に管理することができる。
【0147】
したがって、各コンテナ１００へのインコヒーレント材料Ｍの充填の精度、および同量の完成品に相当する約７０００個の充填されたコンテナ１００を得られる高い時間生産性を含む、すべての目的は、上述の充填装置１０および上述の充填方法によって達成される。
【0148】
特許請求の範囲によって定義される本発明の分野および範囲から逸脱することなく、これまで説明した充填装置１０およびコンテナを自動的に充填するための方法に対して、部品またはステップの修正および／または追加を行うことができることは明らかである。
【0149】
例えば、本発明の簡略化された一実施形態では、各充填アセンブリ１２、１４、および１５は、４つとは異なる数のデリバリデバイス２２、すなわち、１つだけ、または４つ以上のデリバリデバイス２２を有してもよく、類似する形状を有することができる。そして押圧アセンブリに対しても同様である。
【0150】
また、本発明をいくつかの特定の例を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の分野において、コンテナを自動的に充填するための他の多くの同等の形態の充填装置および方法を確実に実現できることは明らかである。以下の特許請求の範囲において、括弧内の参照の唯一の目的は、読みやすさを向上させるためであり、それらは特許請求の範囲によって定義される保護分野に関する制限要素として考慮されてはならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【国際調査報告】