JP2006507001A - 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置 - Google Patents

Abstract

タバコ葉をタバコチューブに充填するための装置が開示されている。１つの特徴において、装置は別個の計量、圧縮及び射出機構を含み、それらは手動、一部自動又は完全自動であり得る。計量機構は、適切な分量のタバコ葉を圧縮チャンバに移動し、然る後、タバコ葉は最終的な射出のために圧縮チャンバ内で圧縮される。幾つかの実施態様において、十分な分量のタバコ葉が圧縮チャンバに計量されたか否かを評価する手段が設けられ、もし十分な分量のタバコ葉が計量されていなければ、射出以前にさらなる計量が達成される。他の特徴において、計量機構及び圧縮機構は、同一効果を達成する単一機構に組み合わされている。

Description

（関連出願）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づいて、２００２年１１月２１日に出願された米国仮出願第６０／４２８，１９９号の優先権を主張し、その全文が参照として本明細書に引用される。

本発明は、概して、タバコ葉をタバコチューブに充填するための装置に関し、より詳細には、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するために完全手動化、一部自動化或いは完全自動化された装置に関する。

一般的に、タバコチューブは開放端及びフィルタ端を有する紙円筒を含む。自分自身のタバコを製作するために、使用者がばらタバコ葉をそのようなチューブに充填することを許容する様々な機械が市場に存在する。

従来技術のタバコチューブ充填機械の例は、Ｊａｃｋ Ｇｅｅ’ｓ Ｓａｌｅｓによって販売されているＳｕｐｅｒｍａｔｉｃ ＩＩ 装置を含む（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｃｋｇｅｅ．ｃｏｍ／ｓｕｐｅｒｍａｔｉｃ＿ｉｉ．ｈｔｍを参照）。この装置の内部構成は次のウェブサイトに見られる。即ち、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｃｋｇｅｅ．ｃｏｍ／ｐａｒｔｓ．ｈｔｍ及びｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｙｏｍａｇａｚｉｎｅ．ｃｏｍ／ｊｕｌｙ２００１／ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ．ｈｔｍ。この卓上装置は手回しクランク操作され、装置頂面に開放の長方形の圧縮チャンバを含む。使用者は圧縮され且つタバコに形成されるべきタバコ葉を圧縮チャンバ内に配置する。操作者は手回しクランクを時計廻りに回転することで、タバコ葉を圧縮し、且つ、最終的に、圧縮されたタバコ葉を装置の外部ハウジングのノズルに固定されたタバコチューブに射出する。より詳細には、使用者が休止位置から約９０°の位置まで手回しクランクを回転すると、圧縮スライドが圧縮チャンバ方向に直線的に移動され、最終的に、タバコ葉の栓を形成するために、圧縮スライドは圧縮チャンバ内のタバコ葉を円筒に圧縮する。然る後、手回しクランクが追加的に約６０°までさらに回転されると、手回しクランク上の機構が直線状の射出スライドに接触する。この射出スライドは今や固定的な圧縮スライドに対して直交し且つ固定されたタバコチューブと平行に移動し、圧縮されたタバコ葉の栓を、圧縮チャンバを通じて、待機しているタバコチューブ内に押し込む。

類似してはいるが自動化された装置は、ＣｉｇＦａｃｔｏｒｙによって販売されているＭａｃｋＲｏｌｌｅｒ装置である（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｅｂｂｓｐｏｔ．ｃｏｍ／ｍａｃｋｒｏｌｌｅｒ／を参照）。この装置は電気的に自動化されており、使用者がタバコチューブを装置上に単に配置してスイッチを入れることを許容し、圧縮及び射出は自動的に遂行される。しかしながら、所要回転動作を提供するために、手回しクランクがモータによって置換されている点を除き、ＭａｃｋＲｏｌｌｅｒ装置は、その構造及び内部機構がＳｕｐｅｒｍａｔｉｃ ＩＩ と類似しているように思われる。ＭａｃｋＲｏｌｌｅｒ装置の動作を示すビデオが、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｅｂｂｓｐｏｔ．ｃｏｍ／ｍａｃｋｒｏｌｌｅｒ／ｃｉｇａｒｅｔｔ＿ｒｏｌｌｉｎｇ＿ｍａｃｈｉｎｅ＿ｖｉｄｅ４．ｈｔｍに見られる。この背景技術部分に開示されている全てのウェブサイト及び関連するビデオはその全体が参照のために本明細書に引用される。

タバコチューブにタバコ葉を充填するための他の自動的な装置は、デンマーク国のＣＰ Ｒｏｌｌｉｎｇｓ ＡｐＳによって製造されているＥａｓｙＲｏｌｌｅｒ装置を含む。この装置も自動化されており、単にボタンを押すことによって、固定されたタバコチューブを充填することができる。基本的に、装置はロータに固定されたネジ機構を備えたモータを含む。ネジ機構は、ばらタバコ葉を保持するためのタバコホッパの底部に配置され、タバコチューブが固定される金属チューブを通じて続く。動作時、ネジ機構は回転し、タバコ葉をホッパから方向付け、それを待機するタバコチューブに詰め込み或いは「螺子」込む。

これらの及び他のタバコチューブ充填装置は、発明者が本願と共に提出した情報開示陳述書に開示されており、それらのすべてが参照として本明細書に引用される。しかしながら、これらの装置の各々は以下の様々な欠点を有するので、これらの装置のいずれも「手巻き」タバコ市場を満たすのに適しているとは考えられない。即ち、一部の装置は危険であり、他の装置は十分にタバコチューブを充填せず、或いは、緩く且つ不規則に充填し、一部の装置は適当な速度でタバコチューブを充填しない。

その上、タバコチューブ充填分野に蔓延していると思われる問題は、そのような装置が、一貫的に精密な分量のタバコ葉をタバコチューブに充填する能力に欠けることである。前記議論されたＳｕｐｅｒｍａｔｉｃ ＩＩ 及びＭａｃｋＲｏｌｌｅｒ装置はこの問題のよい例を提供している。そのような装置は概ね適切にタバコ葉を圧縮して待機するタバコチューブに射出するが、それらは、機械の使用者が、ある分量のタバコ葉を圧縮チャンバ内に本質的に手で詰め込むことによって、圧縮チャンバを十分な分量のタバコ葉で適切に充填することに依存している。よって、これらの機械は、タバコチューブ内の最終的な射出のための適切な分量のタバコ葉を自動化し或いは計量する手段を有さない。その上、そのような装置は、一般的に、例えばシャグ切断（ｓｈａｇ ｃｕｔ）又はバルク切断（ｂｕｌｋ ｃｕｔ）のようなタバコ用タバコ葉の異なる切断及び様々な湿気内容等に対処する手段に欠ける。その結果、密度において非均一又は不完全な、及び／又は、適切に燃焼しない或いは燃焼時にバラバラになるタバコの形成を引き起こすのが一般的であり、タバコ喫煙者はそれらを望ましくないと考える。

本発明は開示は、従来技術のそのような問題を解決或いは軽減するタバコチューブ充填機械の幾つかの異なる実施態様を提供している。特に、開示されている機械の利点は、とりわけ、圧縮され且つ最終的には射出されるべき適切な分量のタバコ葉を計量するための機構を含むことである。完全手動、一部自動又は完全自動の種類の開示されている機械が用いられるにしても、その結果は、密度があり且つ均一な分量のタバコ葉を含むタバコの形成が得られることである。

タバコ葉をタバコチューブに充填するための装置が開示されている。１つの特徴において、本装置は、別個の計量機構、圧縮機構及び射出機構を含み、これらは、手動、一部自動又は完全自動であり得る。計量機構は、適切な分量のタバコ葉を圧縮チャンバに移動する。然る後、最終的な射出のために、タバコ葉は圧縮チャンバで圧縮される。幾つかの実施態様においては、十分な分量のタバコ葉が圧縮チャンバに計量されたか否かを評価するための手段が設けられ、射出前にさらなる計量が遂行される。他の特徴において、計量機構及び圧縮機構は同一効果の単一機構に組み合わされる。

本発明の前記実施態様は、添付の図面と共に、以下の詳細な記載を参照して読むことで最大に理解されよう。

Ｉ．第一実施態様
図１Ａ乃至１Ｄを参照すると、計測又は計量された分量のタバコ葉をタバコチューブ７０に充填するための一部自動化された装置１０の第一実施態様が例示されている。この第一実施態様において、後に詳細に説明されるように、タバコ葉の計量は自動化されているのに対し、圧縮及び射出は手動である。

開示されている装置１０は、図１Ａにおいて正面図、また、図１Ｂにおいて側面図で例示されている。図１Ｃにおいて、開示されている装置１０は側断面図で例示されている。図１Ｄにおいて、開示されている装置１０は平断面図で例示されている。開示されている装置１０は、装置の肉眼解剖学を示すために、基本的形態で描写されている。しかしながら、それは当業者によって審美的に設計され或いは変更され得る。

開示されている装置１０は、本体１１と、ホッパユニット２０と、計量ユニット３０と、圧縮ユニット８０と、タバコチューブマガジン１３０と、射出ユニット１５０と、クランプユニット１８０とを含む。開示されている装置１０は、「手巻き」喫煙者による容易な使用のためにテーブル上に位置するような大きさとされるのが好ましい。しかしながら、開示されている装置１０は、所望の実施に適するよう、より大きく或いはより小さくすることが可能であり、或いは、製造又は生産環境で用いることが可能である。開示されている装置１０の様々な部材は、適切な金属及び／又はプラスチックで構成され得る。高応力又は磨耗し易い部材は金属で構成されるのが好ましい。さらに、摺動可能な部材は、オイル又はグリースの追加が不要な金属−プラスチック接触面又はプラスチック−プラスチック接触面を用いるのが好ましい。

図１Ｃに最も良く示されているホッパユニット２０は本体１１内に形成され、タバコ葉７６を貯蔵し且つ計量ユニット３０に供給するために用いられる。次いで、計量ユニット３０は、圧縮ユニット８０及び射出ユニット１５０に、ホッパ２０からのタバコ葉を計量或いは計測するために用いられる。圧縮ユニット８０はタバコ葉を圧縮するために用いられ、射出ユニット１５０は結果として得られるタバコ葉の圧縮された栓を、マガジン１３０（図１Ｄ）上に位置するタバコチューブ７０に挿入するために用いられる。図１Ｄに最も良く示されているクランプユニット１８０は、タバコ葉７６の圧縮された栓の挿入中、タバコチューブ７０のタバコ紙部分７２（図１Ａ）の開放端を射出ユニット１５０の近傍で堅く保持するために用いられる。そのようなタバコチューブ７０はフィルタ７４も含むのが普通である。

本体１１（図１Ｂ）は第一及び第二側壁１２，１４（図１Ａ）を有し、それらは装置１０の様々な構成部材を収容し且つ取り付けるために用いられる。ホッパ２０は側壁１２，１４間で本体１１内に形成されている。図１Ｃに最も良く示されているように、ホッパ２０は、第一又は下部面２１と、第一漏斗壁２２と、バッフルユニット２４とを有する。バッフルユニット２４は、第二漏斗壁２６と、第三保持壁２８とを有する。漏斗壁２２，２６，２８は、図示のように、ホッパ２０の下部面２１に対して約４５°で傾斜しているのが好ましい。好適実施態様において、第一漏斗壁２２及び保持壁２８は約１インチの水平間隙Ｇを定め、ホッパ２０の下部面２１は４平方インチの表面領域を定める。

ばらタバコ葉７６はホッパ２０内に配置され、壁２２、２６，２８がばらタバコ葉７６を計量装置３０の位置するホッパ２０の下部面２１に向かって方向付ける。ばらタバコ葉７６はタバコ葉の平坦な断片又は切断部で構成されるので、ばらタバコ葉は膨れ上がる或いは詰まる傾向にあり、以下により詳細に記載されるように、それは計量板４０が緩みタバコ葉を圧縮チャンバ９０に十分に通すことの妨げとなる。バッフルユニット２４は、そのようなことが発生するのを防止するのに特に適している。漏斗壁２２，２６は、ホッパ２０の底部に位置し得るばらタバコ葉の分量を制限する。加えて、計量ユニット３０が動作しているとき、保持壁２８はばらタバコ葉７６をホッパ２０の下部面２１近傍に保持する。バッフルユニット２４は約１インチの層のタバコ葉をホッパ２０の下部面２１近傍に保持し得る。

図面に示されていないが、緩みタバコ葉７６をホッパ２０内で下方に付勢するために他の仕組みを利用し得る。例えば、ホッパ２０内のタバコ葉の頂部に浮動重りを配置してよく、或いは、タバコ葉を下方に押圧するためのバネ付勢パネル又はレベルを用いてもよい。そのようなバネ付勢装置はホッパの頂部のためのカバーに組み込まれ得るし、或いは、ホッパ２０の内側に取り付けられ得る。いずれにしても、当業者が認識するように、タバコ葉を下方に押圧するための多くの異なる方法があり、この場合には、バッフル構造は厳格に必要ではない。代わりに、ホッパ２０は垂直或いは実質的に垂直な側壁を備えたボックスとして構築され得るし、もしホッパ内のタバコ葉の重量が適切な動作のために十分であるならば、下方へ付勢する仕組みを必要とさえしない。

図１Ｃに最も良く示されているように、計量ユニット３０は、外部ハウジング３１と、上部及び下部案内面３２，３４と、計量板４０と、剪断板４６とを含む。計量ユニット３０は、明瞭性のために図１Ｃにおいて断面で示されていないモータ５２、ギアボックス５４及びスライドクランク５６を有する自動計測アクチュエータ５０も含む。計量ユニット３０は、第二側壁１４に取り付けられた制御ユニット６０も含み、それは図１Ｄに示されている。

図１Ｃに最も良く示されているように、計量板４０は第一案内面３２と第二案内面３４との間に位置している。第一案内面３２は下部漏斗壁２２で終端している。第二案内面３４は圧縮ユニット８０方向に延びている。計量板４０の一端４２（図１Ｄ）はホッパ２０内のタバコ葉の近傍に位置し、剪断板４６に対して移動可能である。剪断板４６は計量板４０に対し実質的に直交して向けられ、下述のように、圧縮ユニット８０の近傍に位置している。

図１Ｄの頂面図に最も良く示されているように、計量板４０の一端４２は鋸歯状或いは斜角とされるのが好ましい。鋸歯端４２は、ばらタバコ葉を攪拌し且つ切断するために用いられる。例えば、鋸歯端４２は、ホッパ２０の底部でタバコ葉７６のばら断片を捕捉し、且つ、断片を剪断板４６（図１Ｃ）に対して切断し得る。計量板４０は、スライドクランク５６上の偏心ピン５８のための横スロット４４を含む。計量板４０が制御ユニット６０によって動作されるとき、計量板４０の他端４８はカウントスイッチ６４に対して当接する。計量板４０は鋸歯端に沿って約０．０６インチの厚み及び約２．７インチの幅を有するのが好ましい。

図１Ｃに最も良く示されるように、モータ５２及びギアボックス５４は、装置の側壁間に接続された計量取付部１８に取り付けられている。モータ５２及びギアボックス５４はスライドクランク５６に接続する。スライドクランク５６上の偏心ピン５８は、計量板４０に定められた横スロット４４内に配置されている。スライドクランク５６が回転すると、横スロット４４内の偏心ピン５８が計量板４０を案内面３２，３４間で前後に反復的に動作するよう、モータ５２の回転はギアボックス５４を通じてスライドクランク５６に伝達される。上記のように、スライドクランク５６の偏心ピン５８が位置する横スロット４４は計量板４０において横方向に定められる。よって、偏心ピン５８がスライドクランク５６と共に回転されると、偏心ピン５８は計量板４０を長手方向（即ち、図１Ｃ及びＤにおける左右方向）で前後に動作するが、横方向には動作しない。

モータ５２は、家庭用電化製品又は事務機器において用いられる従来的な直流モータであり得る。１つの例において、マブチモータによって製造されているモデル番号ＲＳ−３８５ＳＨを有する１２Ｖ直流モータを用い得る。この直流モータは、最大効率で１センチ当たり約７２．９ｇのトルクを提供し得る。モータ５２と共にギアボックス５４を用いることが好ましいが、使用されるモータ又はアクチュエータに応じて厳格に必要でなくてもよい。モータ５２及びギアボックス５４は、１インチ当たり約１０ポンドのトルクを提供し得るのが好ましい。しかしながら、当業者であれば、多数のモータ及び／又はギアボックスを開示されている装置と共に用いることが可能であり、モータ及び／又はギアボックスの数はそれらが遂行すべき機能によって決定されることを理解しよう。

制御ユニット６０は計量ユニット３０の動作を制御する。制御ユニット６０は、カウンタ（図示せず）と、入力制御部６１と、第一リミット又は活性化スイッチ６２と、第二リミット又はカウントスイッチ６４とを含む。明瞭性のために、当該技術分野において既知の他の所要電子機器は図１Ａ乃至図１Ｄに示されていない。

図１Ｃに最も良く示されている第一活性化スイッチ６２は、装置１０の頂部に位置し、外部ハウジング６３を有する。スイッチ６２の活性化は圧縮ユニット８０によって制御される。カウントスイッチ６４は計量板４０の端部４８の近傍に位置している。制御ユニット６０は電源（図示せず）に接続し、圧縮ユニット８０によって活性化スイッチ６２が活性化されると、電力をモータ５２に提供可能である。

モータ５２、ギアボックス５４及びスライドクランク５６は計量板４０を前後に動作させるので、計量板４０の端部４８はカウントスイッチ６４と反復的に接触する。制御ユニット６０内のカウント（図示せず）は、入力制御部６１での使用者の入力に従って、計量板４０の適切な回数のストロークが起こったときを決定するよう、各反復的接触を追跡するために用いられる。これに関して、制御ユニット６０上の入力制御部６１によって、使用者はホッパ２０から圧縮ユニット８０に計量されるべきタバコ葉の分量を設定することが可能であり、それは、次には、最終的に、タバコ内のタバコ葉７６の分量及び／又はその密度に影響を及ぼす。入力制御部６１を用いることで、使用者は計量板４０のストローク数を入力可能であり、或いは、各々ストローク回数と関連付けられた（例えば、「弱い」、「中間」或いは「強い」のように表示された制御ボタン６１を押圧することによって）１つ又は複数の所定選択肢から選択し得る。代替的に、使用者が計量板のストローク数を特定することを許容せず、計量板４０の所定数のストロークのみを遂行するよう装置が事前設定されてもよい。

図１Ｃの断面図に最も良く示されているように、圧縮ユニット８０は、圧縮チャンバ９０と、圧縮部材１００と、クランクユニット１１０とを含む。圧縮チャンバ９０は、装置の側壁の間に接続された第一壁９２及び第二壁９４によって定められている。第一壁９２は、タバコ７６が計量板４０の鋸歯端４２によって刻みホッパを通じて移動し且つ剪断板４６の通過時におけるホッパ２０から圧縮チャンバ９０へのタバコ葉７６の通路のためのスリット又は開口９６を定める。（勿論、開口９６近傍の第一壁９２の端部は剪断板４６としても作用してもよく、それはさもなければ不要であり得る）。スリット９６は圧縮チャンバ９０の近傍で面取りされるのが好ましい。圧縮チャンバ９０の第二壁９４は、圧縮チャンバ１００の構成部材がクランクユニット１１０の構成部材と接続するための開口９８を定める。

圧縮部材１００は、圧縮チャンバ９０の第一壁９２及び第二壁９４の間で垂直方向に移動可能である。圧縮部材１００は、それが圧縮チャンバ９０内の最頂部位置に移動されたときに活性化スイッチ６２を活性化し得る第一端１０２を有する。圧縮部材１００は、円筒面１０４を定める第二端１０４も有し、第二端は、圧縮部材１００が最低部位置に移動されるときに、タバコチューブへの挿入以前に、タバコ葉７６を圧縮して圧縮チャンバ９０内で適切な円筒形状（栓）に成形するために用いられる。

図１Ｂに最も良く示されているように、圧縮部材１００は、その１つの側部から延びるクランプピン１０６を含む。クランクピン１０６は、クランプユニット１８０のクランプロッド１８２内に含まれるスロット１８６内に嵌入している。クランクロッド１８２は第一側壁１２の外側の軌道１８４間を移動可能である。クランプロッド１８２の端部は把持部材１８８を有し、把持部材はエラストマーで構成されるのが好ましく、後に詳述されるように、タバコチューブを装置に固定するために用いられる。クランプロッド１８２のスロット１８６でのクランクピン１０６の係合を通じて、把持部材１８８は後に記載されるべき射出機構１５０の端部ブロック１７６上のホルダ又はノズル１７８（図１Ａ）に対して移動可能である。

把持部材１８８は圧縮部材１００と結合し或いは連通するように示されているが、これは厳格に必要ではない。代わりに、把持部材１８８はハウジングの外部に取り付けられた別個の装置を構成することが可能であり、装置の動作以前に、使用者がタバコチューブ７０を装置にクランプすることを許容する。（図１０Ｂの部材７９０を参照）。

図１Ｃに最も良く示されるように、カムピン１０８が圧縮チャンバ９０の壁９４に定めされた孔９８を通じて圧縮部材１００の表面から突出している。圧縮部材１００を圧縮チャンバ９０内で移動するために、カムピン１０８はクランクユニット１１０と係合している。

クランクユニット１１０は、クランクアーム１１２と、シャフト１１４と、カム部材１１６とを含む。クランクアーム１１２はシャフト１１４に取り付けられ、シャフトは本体１１の軸受取付部１６上で回転可能である。カム部材１１６はシャフト１１４にも取り付けられ、クランクアーム１１２及びシャフト１１４と共に回転可能である。追加的な軸受及びワッシャ（図示せず）をカム部材１１６、軸受取付部１６及びシャフト１１４の間に用い得る。

カム部材１１６は偏心又は螺旋スロット１１８（図１Ａ及び１Ｃを参照）を定め、圧縮部材１００のカムピン１０８がそこに挿入されている。使用者はクランクアーム１１２上のハンドル１１３を用いてカム部材１１６を回転する。カム部材１１６の回転に伴って、カムピン１０８は偏心スロット１１８内を移動し、クランクアーム１１２の回転方向に応じて、圧縮部材１００が圧縮チャンバ９０の第一壁９２及び第二壁９４の間を上下に移動する。

図１Ａにおいて、クランクアーム１１２及びカム部材１１６は最大反時計周り位置で例示されており、圧縮部材１００は最頂部位置に移動されている。そのように位置するとき、圧縮部材１００の頂端部１０２は、後に詳述されるように、活性化スイッチ６２（図１Ｃを参照）と係合する。例えば、クランクアーム１１２が図１Ａに示される位置から時計廻りに回転されると、圧縮部材１００の底端部１０４が圧縮チャンバ９０の底部のいかなるばらタバコ葉をも押し付け得るよう、圧縮部材１００は下方へ移動される。

図１Ａに最も良く示されているように、射出ユニット１５０は、シャトル１６０と、ストップ１７０と、バネ１７２と、保持具１７４と、端部ブロック１７６と、チューブホルダ１７８とを有する。図面１Ｃに最も良く示されているように、シャトル１６０は、トリガ１６２と、挿入部材１６４と、案内部１６６，１６８とを含む。シャトル１６０は圧縮チャンバ９０の下方に位置し、案内部１６６，１６８に沿って移動可能である。図１Ｄに最も良く示されているように、トリガ１６２はシャトル１６０の１つの側部から延び、下述のように、クランクユニット１１０のクランクアーム１１２（図１Ｃ）と係合するようにされている。挿入部材１６４は案内部１６６，１６８の間に位置し、シャトル１６０に取り付けられた端部１６５を有する。挿入部材１６４は、その末端部に向かってテーパ状の半円筒面を定めるのが好ましい。圧縮されたタバコ葉の栓をタバコチューブ内に挿入するのを容易にするためのそのような形状は当該技術分野で既知である。

案内部１６６，１６８は第一壁９２及び第二壁９４（図１Ｃ）の下端部に定められたスロットに嵌入し、シャトル１６０の案内動作のためにスロット内で移動可能である。図１Ａに最も良く示されるように、ストップ１７０はシャトル１６０の端部に締結具１７１によって接続されている。バネ１７２はストップ１７０と保持具１７４との間に相互接続され、保持具１７４は本体１１の第二側壁１４に取り付けられている。バネ１７２が伸長されていないとき、シャトル１６０はその最も横方向位置（即ち、図１Ａにおける最も右側位置）にあり、ストップ１７０は端部ブロック１７６と係合し、それによって、シャトルがさらに保持具１７４方向に移動することが阻止される。

時計回り方向に回転されると、クランクアーム１１２は最終的にシャトル１６０のトリガ１６２と係合し、バネ１７２を引き伸ばし、且つ、シャトル１６０をタバコチューブマガジン１３０方向に移動する。そのように移動されると、図１Ｄに最も良く示されているように、次に、挿入部材１６４の末端部が端部ブロック１７６の開口に取り付けられたノズル１７８を通じて配置され得る。

図１Ａに最も良く示されているように、タバコチューブマガジン１３０は第一側壁１２に取り付けられ、底面１３２及び２つの側部１３４，１３６を有する。底面１３２は射出ユニット１５０に向かって傾斜している。折り重なり部１３８が、射出ユニット１５０近傍の底面１３２の開放端に形成され、タバコチューブ７０を射出ユニット１５０近傍で底面１３２に対して保持している。タバコチューブマガジン１３０は複数のタバコチューブ７０を保持し得る。

上述の記載の利益を伴って、記載された装置１０の動作が図２Ａ乃至図４を参照して今や議論される。

図２Ａ及び２Ｂを参照すると、装置１０は、ある分量のタバコ葉がホッパ２０から圧縮チャンバ９０に計量される計量工程中の様々段階が示されている。図２Ａにおいて、開示されている装置１０は側面図で示されている。図２Ｂにおいて、開示されている装置１０は正面図で示されており、開示されている装置の内部部材を明らかにするために、所定部材が省略され或いは破線で示されている。例えば、第一壁９２、スリット９６及び挿入部材１６４が図２Ｂにおいて可視的であるよう、第二壁９４及び案内部１６８は取り除かれている。また、第一側壁１２、クランプ部材１８２、端部ブロック１７６及びノズル１７８は断面で示されている。

動作中、使用者はホッパ２０を十分な量のばらタバコ葉７６を充填し、タバコチューブの開放紙端部が側壁１２近傍にある状態で、幾つかのタバコチューブ７０をタバコチューブマガジン１３０内に配置する。使用者は、第一のタバコチューブ７０の開放端を圧縮チャンバ９０近傍のタバコチューブホルダ又はノズル１７８上に手動で挿入する。タバコチューブ７０の円筒形紙部分７２への挿入を容易にするために、タバコチューブホルダ１７８は図示のように傾斜開口を定めるのが好ましい。

制御ユニット６０の入力制御部６１を用いることで、次に、前述のように、使用者はタバコチューブ７０に充填するための所望のタバコ葉分量を選択する。次に、使用者はクランクアーム１１２を図２Ｂに示されるような最大反時計回り位置に回転し、それは圧縮チャンバ１００の頂端部１０２を活性化スイッチ６２に接触するようにし、次いで、計量ユニット３０が活性化され得ることを制御ユニット６０に通知する。

次に、使用者は制御ユニット６０上の適切な入力制御部６１を活性化し、計量を開始し且つ動力をモータ５２に供給する。前述のように、モータ５２からの回転はギアボックス５４を通じてスライドクランク５６等に伝達され、それによって、最終的に、計量板４０が案内面３２，３４の間で摺動される。鋸歯端４２が剪断板４６を通過して反復的に移動されるので、図２Ａに示されるように、ある分量のばらタバコ葉７６が、ホッパ２０から、第一壁９２のスリット９６を通じて、最終的に、圧縮チャンバ９０に移動される。

上記のように、保持壁２８はホッパ２０の底部におけるタバコ葉７６の分量を制限するだけでなく、計量板４０の鋸歯端４２が圧縮チャンバ９０方向に押し込まれるときに、保持壁２８はホッパ２０の底部面２１の近傍にタバコ葉７６のばら断片を保持する。この機能がなければ、タバコ葉７６はスリット９６を通過することなくホッパ２０内の周りに押し込まれるに過ぎない。再度、前述されたような、タバコ葉７６をホッパ２０に向かって下方に付勢するための他の手段を用い得る。

剪断板４６は、過剰に長いタバコ葉の断片を切断する機能とホッパ２０から圧縮チャンバ９０に通し得るタバコ葉の分量を制限する機能の双方を果たす。いずれにしても、計量板４０及び剪断板４６は、例えば、シャグ切断又はバルク切断のような、ばらタバコ葉の多様な種類又は切断に適合し得る。圧縮され且つタバコチューブ７０内に挿入されるタバコ葉７６が予測可能な密度を有するために、タバコ葉の切断（使用されるタバコ葉に応じてもし必要とされるならば）は有益である。最終的にタバコチューブ７０内に挿入されるときに、タバコ葉７６は、タバコの完全性を保持し且つタバコ葉７６が取扱い中又は喫煙中にタバコチューブ７０からこぼれ落ちるのをより少なくするのを助ける良質の密度を有するのが好ましい。剪断板４６は第一壁９２に恒久的に取り付けられても、第一壁９２の全体を構成してもよい。代替的に、剪断板４６は、その垂直位置が使用者によって変更され得るように第一壁９２に取り付けられてもよく、それによって、圧縮チャンバ９０に通されるべきタバコ葉の分量、或いは、タバコ葉７６が切断される程度を調節することが許容される。勿論、調節可能な剪断板と共に用いられるとき、スリット９６は図示よりも大きくされる必要がある。

モータ５２によって計量板４２の鋸歯端４２が剪断板４６から引き離されると、より多くのタバコ葉７６がホッパ２０の底部面２１へ移動可能とされる。後方引き毎に、計量板４０の第二端４８はカウントスイッチ６４を活性化する。制御ユニット６０内のカウンタ（図示せず）は各後方引きを計算し、所定数の反復的な引きが計量板４０によって達成されると、モータ５２への動力を切断する。この結果、図２Ｂに示されるように、計量された分量のタバコ葉が圧縮チャンバ９０に供給され、射出部材１６４の円筒面に集まる。ホッパ２０から圧縮チャンバ９０に移動されるタバコ葉の計量された分量は、計量板４０、ホッパ２０及び剪断板４６によって定められる開口の寸法、計量板４０を用いてなされる引き回数、並びに、用いられるタバコ葉の切断等のような数々の変数に依存する。典型的には、タバコチューブ７０は０．８グラムのタバコ葉を保持する。そのような十分な分量のタバコ葉を計量するために、計量板４０は約６〜２０回のばらタバコ葉７６を反復的に引き、全体的な計量工程は約１５秒かかるだけであり得る。

図３Ａ及び３Ｂを参照すると、開示されている装置１０は、圧縮動作中、即ち、圧縮チャンバ９０内に計量されたタバコ葉が圧縮される動作中の様々の段階で示されている。上記のように、計量ユニット３０が所望分量のタバコ葉７０を射出チャンバ１６４に計量した後、制御ユニット６０は計量ユニット３０を停止し、その時点で、次に、使用者はカムアーム１１２を時計回り位置に回転する。カムアーム１１２及び固定されたカム部材１１６のそのような回転は、カムピン１０８とカム部材１１６の偏心溝１１８との相互作用を通じて、圧縮部材１００を圧縮チャンバ９０内で下方に移動する。圧縮部材１００の円筒端部１０４は挿入部材１６４上に集められたばらタバコ葉７６を押圧し、実質的に円筒形のタバコ葉の栓を形成する。

カムアーム１１２が回転され、圧縮部材１００が下方に移動されると、クランクピン１０６（図３Ｂ）が最終的にクランプロッド１８２に定められたスロット１８６の端部と係合し、それによって、クランプロッド１８２はタバコチューブ保持ノズル１７８の方向に下方に移動される。よって、クランプロッド１８２の端部上の把持部材１８８は、ノズル１７８上に設置されたタバコチューブ７０の紙部分７２に対して保持される。このようにタバコチューブ７０が所定位置に堅く保持された状態で、工程は図４を参照して記載される射出動作に継続し得る。

図４を参照すると、使用者がクランクアーム１１２を継続して時計廻りに回転すると、クランクアーム１１２は最終的にシャトル１６０上のトリガ１６２と接触し、シャトルを横方向（即ち、図４における左方向）に移動する。さらに追加的な回転はバネ１７２の付勢力に打ち勝ち、挿入部材１６４及びタバコ葉７６の圧縮された栓を移動し、それは圧縮部材１００の底端部１０４によって挿入部材上にさらに圧縮される。挿入部材１６４の末端部はノズル１７８を通過し、タバコチューブ７０の円筒形紙部分７２に挿入される。前記のように、射出中、把持部材１８８は紙部分７２を所定位置に保持する。

クランクアーム１１２及びシャトル１６０が最大横方向位置（図４には示されていない）に達すると、使用者はクランクアーム１１２の回転を反転する（即ち、反時計回り）。バネの付勢力の故に、シャトル１６０及び挿入部材１６４は、タバコ葉７６の栓が円筒形の筒状部７２内に残った状態で、タバコチューブ７０から引込む。加えて、最終的に、圧縮部材１００及びクランプユニット１８０は上方に移動される。次に、充填されたタバコチューブ７０がノズル１７８から除去され、次のタバコチューブ７０がノズル１７８上に装着されることによって、次のタバコチューブ７０が充填のために準備される。使用者がクランクアーム１１２を最大反時計回り位置（図２Ｂ）まで回転すると、圧縮部材１００は再度活性化スイッチ６２と係合し、タバコチューブマガジン１３０内の次のタバコチューブ７０に計量、圧縮及び射出するための全工程が反復され得る。開示されている装置１０を用いることで、使用者は約１分間内に約４本のタバコチューブを充填し得る。
ＩＩ．第二実施態様
図５Ａ及び５Ｂは、タバコチューブを充填するための装置２００の第二実施態様を例示しており、装置は完全手動である。より詳細には、また、第一実施態様と対比すると、これらの第二実施態様における計量工程は使用者によって手動で遂行される。便宜上、この第一実施態様における同一の部材番号は、第一実施態様に関して開示された実質的に類似部材を表わしており、そのような類似部材の議論は簡潔性のために省略される。

図５Ａにおいて、開示されている装置２００は、内部詳細を明らかにするために、側面図において部分的に剥き出しにされている。開示されている装置２００は、タバコ葉７６の分量を計量するための手動動作可能な計量ユニット２３０を含む。計量ユニット２３０は、案内面２３２，２３４と、計量板２４０と、ハンドル２４６と、ストップ２４８とを含む。前記と同様に、計量板２４０は案内面２３２，２３４の間で移動可能である。計量板２４０は、ホッパ２０から圧縮チャンバ９０にタバコ葉７６の分量を計量するために、剪断板４６に対して移動可能な鋸歯状の傾斜端部２４２を有する。

ハンドル２４６は、装置２００の本体１１を越えて延びる計量板の他端２４４に取り付けられている。計量板２４０を案内し且つ支持するために、第二又は下部案内面２３４も本体１１を越えて延びている。計量板２４０を案内し且つ計量板が左から右に移動されるときに側部から側部に移動されることを防止するために、下部案内面２３４は図示の後壁２３５のような側壁も含む。ストップ２４８は計量板２４０に位置し、本体と係合して計量板２４０の過剰な挿入を防止する。

計量ユニット２３０を動作するために、使用者はハンドル２４６を把持し、計量板２４０を前後に引き、ホッパ２０から圧縮チャンバ９０にタバコ葉の分量を計量する。開示されている装置２００の他の動作は前記に記載された動作と類似する。

図５Ｂは、図５Ａの手動ハンドル２４６の使用の代替手段を示している。図５Ｂでは、クランクアーム構造２５０が用いられている。この構造は、その基本構造において、第一実施態様で開示されている計量ユニット３０に幾分類似しているが、顕著な相違はモータが使用されていないことである。代わりに、使用者はクランクアーム２５２を回転して計量板２４０を往復動させる。計量板２４０は、クランクアーム２５２に固定されたクランク２５６に固定された偏心ピン２５８を収容する横スロット２４８を定める。手動クランクアーム２５２を回転することによって、使用者は計量板２４０を前後に引いて、タバコ葉をホッパ２０から圧縮チャンバ９０に計量し得る。

当業者であれば、図５Ａ及び５Ｂの実施態様のために多様な軸受及び支持体を用い得ることを認識するであろう。
ＩＩＩ．第三実施態様
図６Ａ及びＢは、タバコチューブを充填するための装置３００の第三実施態様を例示しており、装置は完全自動である。再度、以前参照された実質的に類似の構造には、同一の部材番号が用いられており、ここでは繰り返されない。

装置３００は、圧縮モータ３１０と、計量モータ３５０と、射出モータ３７０と、制御ユニット３６０とを含む。自動計量は第一実施態様の自動計量ユニットに関して記載されたものと実質的に類似しており、ここでは繰り返されない。

圧縮チャンバの構成部材も、クランクアーム１１２が圧縮モータ３１０及びギアボックスと置換されている点を除き、第一実施態様に関して開示されたものと大部分類似している。それらは示されておらず、それらは前記のものと類似であり、それらは第一ギアシャフト３１２と、駆動ベルト３１４と、第二ギアシャフト３１６とを含む。圧縮モータとギアボックスは第一ギアボックス３１２を駆動し、第一ギアボックス３１２は駆動ベルト３１４で第二ギアボックス３１６を回転する。第二ギアボックス３１６はカム部材１１６に接続されているので、そのような回転は、前述のように、圧縮部材１００及びクランプ部材１８０（図１Ｂ）を移動する。具体的には、１つの方向へのギアボックス３１２の回転は、圧縮チャンバ内に計量されたタバコ葉の圧縮を引き起こすのに対し、反対方向への回転は、圧縮部材１００をハウジング６３内の活性化スイッチ（図示せず）と係合させる。

当業者であれば認識するように、もしモータの軸が第二ギアボックス３１６に直接的に接続されているならば、第一ギアシャフト３１２及び駆動ベルト３１４は必要でない。その上、装置３００のためのハウジングの外部に示されているが、圧縮機構の構成部材はハウジング内に存在するよう構成され得る。

射出モータ３７０は同様にギアボックスを含む。それは図示されていないが、前記のものと類似している。射出モータ３７０はピニオン３７２を含み、ピニオンはシャトル１６０に取り付けられたラック３７４上に形成された歯と相互に歯合している。モータ及びギアボックスはピニオン３７２を回転し、次いで、ピニオンはラック３７４を左から右、即ち、前記のように、タバコチューブマガジン１３０に接近又は離間する方向に移動する。より具体的には、１つの方向にピニオン３７２を回転することによって、以前に圧縮されたタバコ葉を待機中のタバコチューブ７０に射出するために、射出モータ３７０はシャトル３６０をタバコチューブマガジン１３０方向に移動する。反対方向へのピニオン３７２の回転はシャトル１６０を圧縮チャンバの下の位置に戻す。

図６Ｂを参照すると、開示されている装置３００のための制御ユニット３６０が図式的に示されている。制御ユニット３６０は、順次動作可能であり、且つ、計量モータ３５０、圧縮モータ３１０及び射出モータ３７０を制御可能である。計量板４０、圧縮部材１００及びシャトル１６０の位置を決定し、且つ、そのような位置を制御ユニット３６０に報告するために、複数のリミット又は接触スイッチ３６１乃至３６５が制御ユニット３６０によって用いられている。リミットスイッチが本実施態様の制御ユニット３６０に用いられているが、当業者であれば、構成部材の位置を感知若しくは検知するために、当該技術分野において既知である多数の他の位置感知装置を用い得ることを認識するであろう。例えば、ホール効果センサ、エンコーダ、近接スイッチ又は光学スイッチを用い得る。

制御ユニット３６０は電源に接続されている。電源はバッテリ源又は従来的な商用電源であってよく、前記に参照された様々スイッチ及びモータに接続されている。また、制御ユニット３６０内に典型的に存在するのは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＣ）、マイクロコントローラ又はスイッチ入力を受信し且つモータ出力を発生するための他の類似の非集積回路である。さもなければ、制御ユニットは充填工程の計量、圧縮及び射出部分を順次的に行う適切なアルゴリズムを含む。制御ユニット内で用いられている１つの好適なＰＬＣは、ニュージャージー州ニュープロビデンス市のＡｒｏｍａｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されている部品番号ＦＰ−ｅである。当業者であれば理解するように、もし集積回路がモータを駆動するための適切な電流駆動を提供し得ないならば、直流調整電力をモータに通すために、継電器が制御ユニット３６０の出力とモータ３１０，３５０，１７０との間のスイッチとして介挿され得る。いずれにしても、本明細書に記載されているような基本構造及び事象順序を理解することで、当業者であれば、制御ユニットのためのそのような回路を当然のこととして設計し得る。

前記のように、制御ユニット３６０は、前述のようにタバコ内に配置されるべきタバコ葉の量を選択するために用いられるもののような、オン／オフスイッチ又はボタン若しくはキーパッドのような多様な入力のような様々な入力３８１を含むユーザーインターフェイス３８０を有し或いは接続され得る。使用者への指示を提供し或いはさもなければ装置又は充填動作の状態を使用者に通知するために、ユーザーインターフェイスは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はドットマトリックスディスプレイも含む。最も単純な実施態様において、ユーザーインターフェイス３８０は、オン／オフスイッチだけを含めば十分である。

タバコチューブ７０をノズル１７８に固定後、使用者は（例えば、「弱い」或いは「強い」タバコを特定するために）遂行されるべき充填動作を３８１で選択し、或いは、さもなければ、単にボタン（例えば、オン／オフスイッチ）を押して、事前設定された充填アルゴリズムを遂行する。その時点で、制御ユニット３６０内のカウンタは更新され、遂行されるべき計量ストローク数を定める。（代替的に、制御ユニットは、設定数のストロークの代わりに、設定時間周期の間計量ストロークを遂行するよう構成され得る）。次に、計量モータ３５０が活性化され、計量板４０を前後に移動する。計量以前に、図示のように、制御ユニット３６０が圧縮部材１００を上方に移動し且つシャトル１６０を右側に移動するか、或いは、さもなければ、これらの構成部材が正しい位置にあり計量に干渉しないことを保証するために、スイッチ３６２，３６４が押圧されていることが確認されるのが好ましい。

１つの実施態様において、スイッチ３６１が特定回数のストロークによって押圧されたことをカウンタが判別すると、制御ユニット３６０は計量モータ３５０を停止し、次に、圧縮モータ３１０を活性化して、圧縮部材１００（及びクランプユニット１８０）を下方に向ける。これが起こると、スイッチ３６３は押圧され、スイッチ３６４が押圧されたことを恐らく初めに確認することによって、次に、制御ユニット３６０は射出モータ３７０と係合するよう合図される。この時点で、射出モータ３７０はシャトル３６０を左に移動し、タバコ葉圧縮された栓を待機中の（クランプされた）タバコチューブ７０内に射出する。制御ユニットは、スイッチ３６５が押圧されたときに、射出が起こったことを知る。この時点で、モータ３１０，３７０を活性化して圧縮部材１００及びシャトル１６０を開始位置に戻すことによって、制御ユニット３６０は次の充填工程のために装置を初期化する。

当業者であれば、モータが開示されている装置３００の構成部材４０，１００，１６０を移動し及び／又はタバコ葉を圧縮し且つ射出するための十分な力又はトルクを提供し得なければならないことを理解するであろう。モータ、ギアボックス及びその他の十分な能力又は等級の決定は当業者の普通の作業である。

リミットスイッチ３６１乃至３６５は特に有用であるが、もしモータ３５０，３１０，３７０がステップモータを構成するか、或いは、位置を示すエンコーダを有し且つそれが制御ユニット３６０によって解明可能であるならば、リミットスイッチは厳格に必要ではないであろう。
ＩＶ．第四実施態様
図７を参照すると、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置４００の第四実施態様が例示されている。再度、類似の部材番号が前記に例示された類似構成部材のために用いられている。

第三実施態様に関してと同様に、この第四実施態様は、タバコ葉の自動計量、自動圧縮及び自動射出が可能である。しかしながら、この実施態様は、圧縮及び射出の双方の機能を遂行する二重の圧縮及び射出モータ４１０を提供する。自動計量スキーム及び制御ユニット３６０は前記の実施態様において記載されたものと類似するので、それらはここでさらに議論されない。

二重の圧縮及び射出モータ４１０は圧縮ユニット８０及び射出ユニット１５０の双方を活性化し、ギアボックスを含むのが好ましい。ギアボックスは図示されていないが、前記に記載されたものと類似し得る。第三実施態様に関してと同様に、第一ギアシャフト４１２と、駆動ベルト４１４と、第二ギアシャフト４１６が図示されており、それらは最終的に回転動作を第二ギアシャフト４１６に提供する。前記に記載のように、そのような回転はカム部材１１６を回転して、圧縮部材１００（及びクランプユニット１８０）を下方に移動する。

第一実施態様におけるように、カム部材１１６はそれに接続されたクランクアーム１１２を有するが、このクランクアームは使用者によって手動で活性化されない。代わりに、クランクアーム１１２は第二ギアシャフト４１６の動力化によって回転され、圧縮後、トリガ１６２と接触して、前記のように、タバコ葉を射出するためにシャトル１６０を移動する。手短に言えば、モータ４１０は圧縮及び射出を自動的に遂行する。勿論、この第四実施態様も制御ユニット３６０を有するのが好ましい。制御ユニット３６０は、この第四実施態様の二段階充填工程（計量及び圧縮／射出）によって単純化されているが、第三実施態様において記載されたものと類似して動作する。（例えば、図６Ｂを参照すれば、リミットスイッチ３６３，３６４はこの第四実施態様では必要ないかもしれない。何故ならば、制御ユニット３６０は、装置がいつ計量のために準備完了し（スイッチ３６２）且ついつ射出が終了したか（スイッチ３６５）を識別する必要があるだけだからである）。さらに、手動の活性化が必要ではないので、この実施態様のための移動構成部材は全て装置４００のハウジングの内部に配置され得る。
Ｖ．第五実施態様
より洗練された完全自動アプローチも用いられ得る。例えば、図８は、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置５００の第五実施態様が示されている。この実施態様は、以前に例示された第三実施態様と大部分類似している。より具体的には、計量及び射出ハードウェア並びに制御ユニット３６０の特徴はこの実施態様において類似しており、再度、類似の部材番号が前記導入された構成部材を記載するために用いられる。しかしながら、この第五実施態様において、圧縮されるべきタバコ葉７６の分量が十分であるか否かを評価するために感知されることを許容するよう、圧縮ハードウェア及びアルゴリズムは変更されている。もし感知されたタバコ葉の分量が不十分であるならば、追加の計量ストロークが遂行され、後に詳述されるように、量が再度圧縮を介して評価される。

この第五実施態様において、圧縮モータ５１０は第三実施態様とは相違して位置付けられている。第三実施態様において、モータのギアシャフト３１２は水平であるが、この実施態様において、ギアシャフト５１２は垂直である。この実施態様のための適切なモータ５１０は、ペンシルバニア州ハーレーズビル市のＰｉｔｔｍａｎによって製造されている部品番号８３２２Ｓ００２を含む。

ギアシャフト５１２はピニオン５１４に連結され、ピニオンは駆動ギア５１６と歯合関係で接触する。次いで、駆動ギア５１６は駆動ネジ５１８と連結される。ギアシャフト５１２及び駆動ネジ５１８はハウジング５１８に連結されるが、それらが回転することを許容するために軸受を含む。（ハウジング５５０は例示的であるに過ぎず、商業的実施態様においては幾つかの異なる構成部材から構成され得る。当業者であれば、様々な構成部材をハウジング５５０内に取り付ける多くの方法があり、内部構成部材の動作を許容するために、そのような構成部材は様々な通孔を含むことを認識するであろう）。図示のように、駆動ネジ５１８のシャフトはネジ山付きであり、内部ネジ山を備える移動ナット５１０を有する。内部ネジ山は、駆動ネジ５１８上のネジ山に螺合されている。移動ナット５２０は圧縮部材１００に剛的に固定され、実に、圧縮部材と一体的に形成され得る。圧縮部材１００及び移動ナット５２０はハウジング５５０内で溝に固定されることで、図３Ａに関して議論されたのと大体同様に、それらの水平位置を一定に保持する。そのように構成されて、モータ５１０の動作はギアシャフト５１２を回転し、次いで、ギアシャフト５１２は駆動シャフト５１８を回転し、次いで、駆動シャフト５１８は、移動ナット５２０及び圧縮部材を装置５００のハウジング５５０内で垂直方向に移動させる。

モータ５１０が動作すると、圧縮部材はＤ＋△の最大垂直距離を移動可能であり、その距離はモータの動作を制御することによって決定され得る。この距離は、例えば、圧縮チャンバ９０に接触する圧縮部材１００、又は、より高い可能性としては、ハウジング５５０に接触する移動ナット５２０の底部のような、機械的ストップによっても制限される。移動ナット５２０がハウジングに対して最低部に位置すると、移動ナット５２０がハウジングに対して結合したり詰まる可能性があり、モータ５１０の停止後でさえも駆動シャフト５１８の慣性がさらなる締め付けを引き起こすことを考えると、それは特に起こり得る。この問題を軽減するために、バネ５３０が駆動シャフト５１８上に位置し、それはハウジング５５０と駆動シャフト５１８に固定されたシャフト鍔５３２との間の所定位置に保持される。移動ナット５２０がハウジングに対して最低部に位置すると、駆動シャフト５１８のさらなる回転は、シャフト鍔５３２、よって、駆動シャフト５１８を少しだけ上方に引き、次いで、それによって、圧縮バネ５３０が圧縮され、移動ナット５２０の結合が防止される。

いずれにしても、△は超過ストローク距離を構成し、Ｄ＋△の最大距離が圧縮部材１００及び／又は移動ナット５２０によって移動されると、装置５００は、十分なタバコ葉（図示せず）が計量モータ３５０によって圧縮チャンバ９０に通されなかったことを識別する。これが装置によって理解されるのは、最大距離の横断によって移動ナット５２０上のアクチュエータ５２２がスイッチ３６３に接触するからである。換言すれば、スイッチ３６３が接触されると、制御ユニット３６０は、より多くのタバコ葉を圧縮チャンバ９０にもたらすために、タバコ葉のさらなる計量が必要であることを理解する。（勿論、制御ユニット３６０はスイッチ３６３の状態を問い合わせる時を知らなければならない。これは、圧縮部材１００が完全に下方に横断するのにかかる時間を知り、次に、制御ユニット３６０がその時間周期経過後にスイッチ３６３に問い合わせるようプログラムすることによって達成され得る）。従って、制御ユニット３６０は圧縮部材１００を上方に向け、計量モータ３５０が追加的な１回の計量ストロークのために活性化されるのが好ましい（１ストローク以上が用いられるであろうが）。然る後、モータ５１０の活性化を通じて、圧縮が再度試みられる。スイッチ３６３が再度接触されるならば、追加的な計量等が遂行される。最終的に、十分な分量のタバコ葉が圧縮チャンバに計量され、このタバコ葉の追加的なバルクによって、圧縮部材１００が超過ストローク△を移動することが阻止される。（実際には、モータ５１０の電力の適切な制限に鑑みると、モータ５１０は停止する）。換言すれば、図８に示されるように、圧縮部材１００は最終的に距離Ｄだけ移動し、それはアクチュエータ５２２がスイッチ３６３に接触するのを許容するには不十分な距離である。このスイッチ３６３の接触の欠如が制御ユニット３６０によって検知されると、それは適切な分量のタバコ葉が計量され、従って、圧縮が今や完了したと理解し、前記のように、射出モータ３７０の活性化を通じて、射出が開始し得る。

よって、第五実施態様において、装置５００はタバコ葉の計量された分量を検知し、適切に完成された充填タバコを保証するよう計量されるタバコ葉の分量を調節し得る。そのような追加的な能力は、計量ストローク毎に同一分量で計量されず、よって、装置５００による調節を必要とし得る異なる切断又は密度のタバコ葉を取扱うときに特に有益である。前記に開示された計量システムのための寸法を用いることで、制御ユニット３６０内にプログラムされ得るように、初期的に５回の計量ストロークを遂行し、引き続き圧縮及び検知を行い、射出のための準備完了を暗示する充填状態の圧縮チャンバ９０が検知されるまで、もし必要であれば、引き続き追加的な１回の計量ストロークを行い、引き続き再度圧縮及び検知を行う等するのが好ましい。しかしながら、これは厳格には必要でなく、勿論初期的計量ストロークが適当な分量のタバコ葉を供給する可能性は小さいが、アルゴリズムを単純化するために、圧縮及び検知を各計量ストローク後に遂行し得る。
ＶＩ．第六実施態様
図９Ａは、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置６００の第六実施態様を描写しており、それは多くの観点で上記の第五実施態様に類似している。しかしながら、この第六実施態様は、十分な分量のタバコ葉が圧縮チャンバ９０に計量されたか決定するための追加的な知能を含んでいる。

図９Ａにおいて、追加的なスイッチ５４０が開示されており、このスイッチは、スイッチ３６３と共に、十分な分量のタバコ葉が計量されたか、或いは、上記のように追加的な計量が必要であるかを決定するのを助ける。第六実施態様において、移動ナット５２０は圧縮部材１００に剛的に連結されていない。代わりに、それはバネ荷重プランジャ５５０によって連結されている。１つの実施態様において、プランジャ５５０は外側に位置決めネジ山を有する位置決めネジに似ており、図９Ｂに示されるように、位置決めネジ５５０は移動ナット５２０内に螺入され得る。プランジャ５５０は、底部でボール状ノーズに連結された内部バネを含み、それは内部バネを圧縮するために押圧され得る。適切なプランジャ５５０は、ミシガン州ムスケゴン市のＲｅｉｄ Ｔｏｏｌ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｍｐａｎｙによって供給されている部品番号ＬＫ−１Ａを含む。

プランジャ５５０を供えた移動ナット５２０は、圧縮部材１００内に形成されたスロット５７０内に位置している。これによって、プランジャ５５０は圧縮され、それによって、移動ナット５２０の頂部はスロット５７０の上端部に対して付勢され、それによって、移動ナット５２０の底部とスロット５７０の底端部との間に小さな間隙５８０が顕にされる。好適実施態様において、この間隙５８０は約０．０３インチであるが、他の間隔も用い得る。第五実施態様に関連して上記に説明されたように、ハウジング５５０の全ての詳細は示されていないが、ハウジング５５０の部分が圧縮部材１００及び移動ナット５２０の横方向の動作を制限するために用いられており、それは動作中これらの２つの部材が分離しないようにしている。

プランジャ５５０が一旦移動ナット５２０内に組み込まれ、且つ、移動ナットが一旦圧縮部材１００内に組み込まれると、プランジャ５５０は圧縮部材１００に形成された空孔（図示せず）を通じてアクセス可能であり、必要であれば、プランジャ５５０の高さがスクリュドライバによって調節されることを許容する。新しい装置内におけるプランジャ５５０の最善位置を決定するために、そのような調節機能は有益であるが、商業的実施態様においては、プランジャ５５０のための適切な深さ及び高さが決定され、よって、バネは移動ナット５２０内のポケット内に位置し得るに過ぎないことが想定される。プランジャ５５０の代わりに、エラストマー又はゴムナブ（ｒｕｂｂｅｒ ｎｕｂｓ）等のような、バネのような特性を示す如何なる変形可能な材料をも用い得る。この開示において用いられるとき、「バネ」はそのようなバネのような特性を示す全ての材料を示しているとして理解されるべきである。

図９Ｂに示されるように、圧縮部材１００からその長さに沿って均一なフィードバックを提供するよう、圧縮部材１００の長さの中心部に沿って亘る複数のプランジャ５５０が用いられ、その機能の理由は直ぐに明らかにされる。圧縮部材１００の約２．７インチの長さに比べ、移動ナット５２０の実際の長さＬは約０．７５インチであり得る。

第五実施態様に関するように、開示されている構造は、移動ナット５２０が圧縮部材１００を下方に移動し、圧縮チャンバ９０内のタバコ葉を圧縮することを許容するが、もし圧縮チャンバ９０内のタバコ葉によって生成される荷重がプランジャ５５０の圧縮力に打ち勝つ程に大きいならば、圧縮部材１００が間隙５８０相当分だけ移動ナット５２０に対して上方に移動することを許容する。タバコ葉の荷重が射出のために十分であるか否かは、図９Ａに示されるように、第二アクチュエータ５９０とそれに関連付けられたスイッチ５４０との間の相互作用によって決定される。圧縮部材１００がモータ５１０によって完全に下方に、即ち、前記記載の超過ストローク距離Ｄ＋△まで延出されたとき、第二アクチュエータ５９０はスイッチ５４０と接触可能である。同時に、圧縮部材１００を超過ストローク距離まで駆動することによって、第五実施態様に関連して記載されたように、アクチュエータ５２２はスイッチ３６３に接触させられる。この第六実施態様において、スイッチ３６３は圧縮チャンバ９０内の十分なタバコ葉の分量を評価するために用いられていないが、それはスイッチ５４０の目的である。実に、スイッチ３６３は、圧縮部材１００が完全に延出され、よって、タバコ葉の分量を評価するために、スイッチ５４０が問い合わされ得ることを制御ユニット３６０に通知するために用いられるに過ぎない。

よって、圧縮部材１００が完全に延出されると、圧縮部材１００に対する圧縮チャンバ９０内のタバコ葉の荷重は計量されたタバコ葉の分量が十分か、或いは、さらなる計量ストロークが必要であるかを決定する。もしタバコ葉の分量が不十分であれば、タバコ葉は十分な上向きの力を圧縮部材１００に配置せず、次いで、それは圧縮部材１００が間隙５８０を移動ナット５２０に対して上方に移動させるための満足できる十分な力をプランジャ５５０内のバネに生成しない。実に、移動ナット５２０はスロット５７０の状端部に対して固定されたままであり、アクチュエータ５９０はスイッチ５４０と接触させられる。よって、スイッチの状態（３６３は接触されている、５４０は接触されている）は制御ユニット３６０によって不十分なタバコ葉状態として解釈され、第五実施態様を参照して議論されたように、さらなる計量が遂行される。最終的に、タバコ葉の分量が圧縮チャンバ９０内で十分になると、タバコ葉の力は、プランジャ５５０内のバネの圧縮を引き起こす程に十分になり、それによって、圧縮部材１００は間隙５８０を移動ナット５２０に対して上方に移動し、それによって、アクチェエータ５９０がスイッチ５４０に接触することが阻止される。よって、スイッチの状態（３６３は接触されている、５４０は接触されていない）は制御ユニット３６０によって十分な分量のタバコ葉の状態として解釈され、従って、射出工程が今や開始し得る。

この第六実施態様は、第五実施態様よりも複雑であるが、制御ユニット３６０がタバコ葉の分量の不適切な評価を行う可能性を低減するので、好適であると考えられる。例えば、装置内で何かが詰まり、圧縮部材１００が完全に下方に延出することが阻止されると想定しよう。もしこれが起こると、第五実施態様は、スイッチ３６３の評価の経過後、スイッチ３６３が押圧されなかったと理解し、よって、十分な分量のタバコ葉が圧縮チャンバ９０内に存在すると誤って決定し、また、圧縮が完了したと理解し、さらに、射出を開始し得ると理解するであろう。しかしながら、第六実施態様では、目詰まりはスイッチ３６３が押圧されることを阻止し、制御ユニット３６０は（ある時間の経過後）それを誤りとして解釈し、よって、スイッチ５４０の状態をわざわざ問い合わせない。

当業者であれば、本明細書に記載された機能性を達成するために、装置６００の構成部材を機械的に構成するための多くの異なる手段があることを認識するであろう。例えば、移動ナット５２０及び関連するハードウェアの平面図をモータ５１０が省略された状態で示す図９Ｃに示されるように、図９Ａに示されるような反対側部の代わりに、スイッチ３６３及び５４０は、圧縮部材１００の同一側部上の反対端部に配置し得る。そのような変形において、アクチュエータ５２２及び５９０は相互に直交して配置され得る。その上、図９Ｃに示されるように、アクチュエータ５９０は、圧縮部材１００を拘束する壁９４の１つの空孔５９５を通じて配置され得る。（この図において、第二壁９４の背後にある圧縮部材１００は破線で示されている）。また、図９Ｃに示されているのは第二壁９４内の開口９８であり、移動ナット５２０はこの開口を通じて圧縮部材１００と連通しており、それは図１Ａ及び１Ｃに示されている開口９８と類似している。
ＶＩＩ．第七実施態様
計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置７００の第七実施態様において、計量及び圧縮は自動化され、単一動作に組み合わされ、且つ、単一のモータによって制御されている。よって、この第七実施態様は、タバコ葉の分量を調節する能力においてその性質上第五及び第六実施態様に類似するが、３つのモータの追加的な複雑性を必要としないので、実施がより単純であり且つおそらくより安価である。実に、２つのモータが必要とされる。１つは計量及び圧縮のためであり、もう１つは射出のためである。

装置７００の基本構造が、装置の側面図及び端面図を各々示す図１Ａ及び１Ｂに示されている。重要な動作構成部材を曖昧にしないように特定の内部構造部材は省略されているが、当業者であれば、そのような追加的構造が商業的実施態様に存在することを理解するであろう。適切なハウジング構造７１０は、金属又はプラスチックのような任意の適切な材料で形成され得る。タバコ葉（図示せず）を保持するためのホッパ２０は装置の中央に形成されており、前記記載されたような、適切なタバコ葉下方付勢手段を有する。図１０Ａにさらに記載されているのは、前記記載された制御ユニット３６０のユーザーインターフェイス３８０部分と、計量／圧縮部７１５と、射出部７２０とである。図１０Ｂにさらに記載されているのは、充填されるべきタバコチューブ７０が固定されるノズル１７８と（タバコチューブマガジン１３０は便宜上示されていない）、タバコチューブをノズル１７８に堅く固定するための、手動のバネに基づくエラストマーが先端に付いた把持部材７９０とである。

この第七実施態様における関心のある主要機能は計量／圧縮部７１５であるが、射出部７２０を初めに議論する。射出部７２０はモータ７２２を含み、モータのロータは駆動シャフト７２６を有するギアボックス７２４に接続されている。これに関する使用に適するモータ／ギアボックス製品の組み合わせは、イリノイ州ローリングミードウ市のＭｏｌｏｎ Ｍｏｔｏｒ ａｎｄ Ｃｏｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されている部品番号ＣＨＭ−２４４５−ＩＭである。駆動シャフト７２６は、射出シャトル７３２上のラック７３０上の歯と歯合する歯を有するギア７２８を駆動する。射出シャトルは前記開示された射出シャトルと類似するが、この実施態様において、シャトル７３２は９０°で回転される。シャトル７３２の端部地点位置を追跡するため、前記実施態様におけるように、スイッチ３６４，３６５が再度用いられている。当業者であれば理解するように、もし必要であれば、駆動軸をギア７２８に連結するために、及び／又は、もしシャトルが詰まるならば、ギアが滑ることを許容するために、様々なアダプタを駆動シャフト７２６と共に用い得る。他の点については、射出部７２０及び関連構成部材は前記実施態様において議論されたものと類似する。

計量／圧縮部７１５の基本スキームは、計量／圧縮部材７３５をホッパ２０の底部に亘って通して、タバコ葉を圧縮チャンバ７４０に計量し、且つ、同一の部材７３５を用いて、ストロークの最後に、タバコ葉を圧縮チャンバ７４０内で圧縮することである。これに関して、計量／圧縮部７１５は、射出部７２０と同様に、モータ７４０と、ギアボックス７４２と、駆動シャフト７４４と、ギア７４６とを含み、上記議論されたＭｏｌｏｎの部品番号ＣＨＭ−２４４５−ＩＭも構成し得る。ギア７４６は歯を有し、移動シャトル７５０に剛的に連結されたラック７４８上の歯に歯合する。移動シャトル７５０が最終的に計量／圧縮部材７３５を駆動し、且つ、（第五実施態様におけるように）２つの部材間の剛的な連結又は（第六実施態様におけるように）バネ付勢された連結を通じてそのようにする点で、移動シャトル７５０は第五及び第六実施態様において開示された移動ナット５２０と類似する。ここに例示されているのは、バネ付勢連結の構成である。第六実施態様に関して前述されたように、それは、十分な分量のタバコ葉が計量されたか並びに射出が開始し得るかに関して、より良い知能を制御ユニット３６０にもたらす。

計量／圧縮部材７３５及びそれに関連する移動シャトル７５０は、図１０Ｃ乃至１０Ｅにおいてさらに詳細に示されている。計量／圧縮部材７３５は金属で形成されるのが好ましく、移動シャトル７５０を収容するために形成された長方形の開口７５５を有する。移動シャトル７５０は、ボルト７６２（図１０Ｃ）又は他の適切な締結手段によって相互に固定された上方部材７６０及び下方部材７６１（図１０Ｅ）で形成されるのが好ましい。上方部材及び下方部材７６０，７６１それ自体は相互に固定された他の部材で形成されたり、或いは、図示のように、鍛造或いは圧延されてもよい。単純化のために、それらは固形の一体部材として示されている。上方部材７６０は、前記導入されたラック７４８を含む。図１０Ｄに最も良く見られるように、下方部材７６１はバネ７６４を伴う。バネ７６４は第六実施態様に関して開示され且つ議論されたプランジャ５５０と機能が類似する。１つのバネ７６４のみが示されているが、３つのバネが計量／圧縮部材７３５の幅に部分的に亘ってかかって用いられるのが好ましい。バネ７６４は下方部材７６１に形成されたポケット７６５内に見られ、ポケットは下方部材７６１に空孔を穿け、次に、図示のように、固形のサブ部材７６６を空孔の後部に固定することによって形成され得る。図１０Ｅに最も良く示されているように、上方部材７６０及び下方部材７６１が相互にボルト締めされたときに計量／圧縮部材７３５がそれらの間に拘束されるよう、上方部材７６０及び下方部材７６１の幅は計量／圧縮部材７３５に形成された開口７５５よりも広い。しかしながら、後述のように、計量／圧縮部材７３５は移動シャトル７５０２つの部材７６０，７６１間で往復動し得なければならないので、そのような移動の自由を許容するために、様々な部材の厚さが調節される。

図１０Ｄに最も良く示されるように、計量／圧縮部材７３５はその下部面に沿ってレッジ７７０を備える。バネ７６４はこのレッジ７７０に対して付勢されている。計量／圧縮部材７３５は移動シャトル７５０内で移動可能であるので、このバネ付勢の効果は、図示のように、シャトル７５０を計量／圧縮部材７３５に形成された開口７５５の左端部に向かって押し付けることである。移動シャトル７５０の長さは開口７５５の長さよりも僅かに小さいので、そのような付勢によって、開口７５５の右端部と移動シャトル７５０との間に約０．０７インチの間隙７７２が形成される。しかしながら、移動シャトル７５０はギア７４６との接続（図１０Ａ）によってハウジング７１０に対して堅く保持されているので、計量／圧縮部材７３５の右端部に力が働くと、バネ７６４の付勢力に打ち勝つことが可能であり、計量／圧縮部材７３５は左方向に移動し、それによって、開口７５５の右側の間隙７７０が閉じられ、間隙７７２が開口７５５の左側に再構築される。換言すれば、計量／圧縮部材７３５によって経験される荷重に依存して、計量／圧縮部材７３５は間隙７７２の長さ、を通じて移動シャトル７５０に対して左右に往復動し得る。この間隙の長さは、以下に説明されるように、適切な分量のタバコ葉が圧縮チャンバ７４０内で圧縮されたか否かを評価する上で有用な特性である。

図１０Ｄに最も良く示される圧縮チャンバ７４０は、この第七実施態様では、本質的に円筒形である。計量／圧縮部材７３５がギア７４６によって動かされると、計量／圧縮部材７３５の半円筒形の先端７７４がホッパ２０の底部を通じて左から右に引かれ、よって、タバコ葉を集め、それを圧縮チャンバ７４０に移動する。（前述のように）一旦計量／圧縮部材７３５がその超過ストローク又は完全延出状態に達すると、この先端７７４は圧縮チャンバ７４０の上部円筒面に形成された間隙７７６にもたらされ（或いは、超過ストロークされるとき、好ましくは、僅かに通過され）ることで、圧縮チャンバ７４０の円筒面を実質的に完成し、射出に適した円筒形に圧縮されたタバコ葉の栓を定める。厳格に必要ではないが、圧縮チャンバ７４０の上部に空隙７７６を形成するのが好ましく、２７０°〜３６０°の間に形成するのが最も好ましい。このようにして、タバコ葉が圧縮チャンバ７４０に移動されると、圧縮チャンバ７４０の頂部にタバコ葉の空隙が形成されず、代わりに、タバコ葉は、図１０Ｄ内に矢印で描写されるように、圧縮チャンバ内で漸進的に時計廻りに移動するように働きかけられる。手短に言えば、このような空隙７７６及び先端７７４の形成は、完全且つ円筒形のタバコ葉の栓が形成されることを保証する。その上、先端７７４の鋭さは、圧縮チャンバ７４０内への進入以前に、タバコ葉を剃り落とし又は切断することも助け、よって、（前述の）波型端部の使用は必要ではない。タバコ葉がホッパ２０から圧縮チャンバ７４０へ通るときのタバコ葉の適切な切断をさらに保証するために、ホッパ２０の正面壁７９１は刃形状（図示せず）を備え得る。

図１０Ａ及び１０Ｄに最も良く示されているように、ハウジング７１０に回転可能に固定されたローラ７７８が移動シャトル７５０及び究極的には計量／圧縮部材７３５への支持を提供するのと同時に、これらの構成部材が装置７００内で水平方向に移動するのを依然として許容している。

この第七実施態様における計量／圧縮工程は第六実施態様で用いられているものに類似した性質であり、圧縮チャンバ７４０内のタバコ葉の分量の適切性を評価するための類似のスイッチ構造を使用している。よって、用いられているスイッチは同一の部材番号で印されている。より具体的には、図１０Ａを参照すると、計量／圧縮のために３つのスイッチが用いられている。即ち、スイッチ３６２は、移動シャトル７５０が定位置又は（図１Ａにおける左への）完全引込位置にある時を制御ユニット３６０に通知し、スイッチ３６３は、移動シャトル７５０が（図１０Ａにおける右へ）完全に延出された時を制御ユニット３６０に通知し、スイッチ５４０は、タバコ葉荷重を評価し、さらなる計量が必要か、或いは、射出が開始し得るかを制御ユニット３６０に通知する。スイッチ３６２及び３６３はアクチュエータ７８０によって活性化される。アクチュエータ７８０は図１０Ｃにおいて最も容易に見られる。図１０Ａ及び１０Ｂに見られるように、移動シャトル７５０が完全引込位置と完全延出位置との間を摺動するとき、このアクチュエータ７８０はこれらのスイッチ上の接点と相互作用し、よって、これらの端部地点に達した時を制御ユニット３６０に通知する。

それに対して、スイッチ５４０上の接点は、図１０Ａ及び１０Ｂに最も良く見られるように、計量／圧縮部材７３５自体によって活性化される。より具体的には、また、圧縮チャンバ７４０内の無視可能なタバコ葉荷重を想定すると、計量／圧縮部材７３５が完全延出（最も右側）位置にあるときを除き、スイッチ５４０の接点がその上を通る計量／圧縮部材７３５によって常に押圧されるよう、スイッチ５４０はハウジング内に位置している。さらにより具体的には、完全に延出されると、スイッチ５４０上の接点は、最大で間隙７７２の長さだけ計量／圧縮部材７３５の左端部から離間している。そのように位置付けられることで、スイッチ５４０は、圧縮チャンバ７４０内のタバコ葉の分量が適切か否かを決定し得る。もし分量が不十分であれば、タバコ葉によって計量／圧縮部材７３５に置かれる荷重はないか或いは殆どなく、計量／圧縮部材７３５と移動シャトル７５０との間のバネ７６４（図１０Ｄ）は感知し得る程には圧縮されない。その結果、計量／圧縮部材７３５は移動シャトル７５０に対して左に移動せず、スイッチ５４０上の接点も押圧されない。もし分量が十分であれば、タバコ葉によって十分な荷重が計量／圧縮部材７３５に置かれ、計量／圧縮部材７３５と移動シャトル７５０との間のバネ７６４を圧縮する。その結果、計量／圧縮部材７３５は移動シャトル７５０に対して左に移動し、それによって、計量／圧縮部材７３５の左端部がスイッチ５４０上の接点と係合したままにされる。従って、制御ユニット３６０はスイッチを次の通り解釈する。即ち、スイッチ３６３が押圧されると、制御ユニットは、移動シャトル７５０が完全に延出され、スイッチ５４０の状態を問い合わせるのが適切であり、もしスイッチ５４０が押圧されないならば、さらなる計量が必要であり、（少なくとも）１回の追加的な計量ストロークのために計量／圧縮部材７３５が引っ込められ、もしスイッチ５４０が押圧されるならば、さらなる計量は不要であり、射出を開始し得ると解釈する。

この実施態様において、計量及び圧縮は同一部材７３５によって遂行されるので、制御ユニット３６０によって用いられるアルゴリズムは単純化される。例えば、第五及び第六実施態様を参照して上記議論されたように、制御ユニット３６０が初期的に数回の事前設定量の計量ストロークを遂行し、その後にのみ、タバコ葉分量の適切性の評価を開始する理由はない。この実施態様においては、第一回目のストロークが十分な分量のタバコ葉を移動する可能性が余りないのは明らかであるが、スイッチ５４０の状態を問い合わせることによって、計量／圧縮部材７３５の各ストロークは分量評価を遂行し得る。
ＶＩＩＩ．結論
上述の実施態様は、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の幾つかの異なる構造を示しており、それらは完全手動、一部自動或いは完全自動のいずれかである。特定の機能、詳細及び構造が各構造に関連して議論された。しかしながら、当業者であれば、そのような機能、詳細及び構造が特定の実施態様に関連して特に記述されなかったとしても、そのような機能、詳細及び構造を様々な異なる実施態様と共に用い得ること、並びに、この開示は本明細書において開示された機能、詳細及び構造の様々な組み合わせを想定していることを理解するであろう。より具体的には、そのような機能、詳細及び構造は、それらが請求項又はその均等物の範囲内である限りにおいて、この特許によってカバーされることが意図されている。

計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第一実施態様を示す正面図であり、開示されている装置は自動計量ユニットを有する。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第一実施態様を示す側面図であり、開示されている装置は自動計量ユニットを有する。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第一実施態様を示す側断面図であり、開示されている装置は自動計量ユニットを有する。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第一実施態様を示す正断面図であり、開示されている装置は自動計量ユニットを有する。 タバコ葉の分量が計量される動作段階における第一実施態様を示す側断面図である。 タバコ葉の分量が計量される動作段階における第一実施態様を一部断面で示す正面図である。 計量された分量のタバコ葉が圧縮されるさらなる動作段階における第一実施態様を示す側断面図である。 計量された分量のタバコ葉が圧縮されるさらなる動作段階における第一実施態様を一部断面で示す正面図である。 計量され且つ圧縮されたタバコ葉がタバコチューブに射出されるさらなる動作段階における第一実施態様を一部断面で示す正面図である。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための手動動作される装置の第二実施態様を一部断面で示す側面図である。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための手動動作される装置の第二実施態様を一部断面で示す側面図である。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第三実施態様を示す正面図である。 図６Ａの装置の制御ユニットを示す概略図である。 計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第四実施態様を示す正面図である。 計量されたタバコ葉の分量の適切性を検知し、必要に応じて、分量を調整する能力を有する、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置の第五実施態様を示す概略図である。 計量されたタバコ葉の分量の適切性を検知し、必要に応じて、分量を調節する改良された能力を有する、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための自動化された装置の第六実施態様を示す概略図である。 計量されたタバコ葉の分量の適切性を検知し、必要に応じて、分量を調節する改良された能力を有する、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための自動化された装置の第六実施態様を示す概略図である。 計量されたタバコ葉の分量の適切性を検知し、必要に応じて、分量を調節する改良された能力を有する、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための自動化された装置の第六実施態様を示す概略図である。 計量及び圧縮が一体化された、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための自動化された装置の第七実施態様を示す概略図である。 計量及び圧縮が一体化された、計量された分量のタバコ葉をタバコチューブに充填するための自動化された装置の第七実施態様を示す概略図である。 第七実施態様と共に用い得る計量／圧縮部材の詳細を示す概略図である。 第七実施態様と共に用い得る計量／圧縮部材の詳細を示す概略図である。 第七実施態様と共に用い得る計量／圧縮部材の詳細を示す概略図である。

Claims (104)

1. ばらタバコ葉を保持するためのホッパと、
   前記ばらタバコ葉を前記ホッパから圧縮チャンバへ移動するために移動可能であり、且つ、前記ばらタバコ葉を前記ホッパから前記圧縮チャンバへ移動するために複数回の直線ストロークを通じて往復動する移動可能な計量部材と、
   前記圧縮チャンバ内で前記ばらタバコ葉を圧縮するための移動可能な圧縮部材と、
   前記圧縮されたタバコ葉を前記圧縮チャンバから前記圧縮チャンバと連通するタバコチューブへ射出するための移動可能な射出部材と、
   を含むことを特徴とするタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置。
2. 前記計量部材、前記圧縮部材及び前記射出部材の動作は、各々、計量モータ、圧縮モータ及び射出モータによって自動化されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するために、前記圧縮部材によって活性化される第一スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記圧縮部材が圧縮位置に移動されたか否かを決定するための第二スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記圧縮部材は第一軸に沿って圧縮位置に移動可能であり、前記圧縮部材は、前記圧縮チャンバ内の前記タバコ葉によって提供される荷重に対応して前記圧縮位置が前記第一軸に沿って変化することを許容するバネによって、前記圧縮モータに連結されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 前記荷重に対応する前記圧縮位置の変化は、第一スイッチの状態を選択的に変更することを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記圧縮部材が圧縮位置に移動したか否かを決定するための第二スイッチさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. タバコ葉の十分な分量が前記圧縮チャンバ内に圧縮されたか否かを決定するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパから前記圧縮チャンバに移動するために、前記計量部材は複数のストロークを通じて直線的に往復動することを特徴とする請求項２に記載の装置。
12. アルゴリズムに従って前記計量部材、圧縮部材及び射出部材の動作を自動化するための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 前記アルゴリズムは、十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かをさらに評価し得ることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. もし不十分な分量のタバコ葉が評価されるならば、前記アルゴリズムは、前記計量部材による追加的な計量をもたらすことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記計量部材は第一モータによって動作が自動化されており、前記圧縮部材及び前記射出部材は第二モータによって動作が自動化されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
16. 前記第二モータはアームを駆動し、該アームは、前記圧縮部材を移動後、前記射出部材を移動することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記計量部材は計量モータによって動作が自動化されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
18. 前記圧縮部材及び射出部材は手動で移動可能であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 前記圧縮部材及び前記射出部材は、回転可能なクランクアームによって、手動で移動可能であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記クランクアームの回転は、前記圧縮部材を移動後、前記射出部材を移動することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記計量部材、前記圧縮部材及び前記射出部材は手動で移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
22. 前記圧縮部材及び前記射出部材は、回転可能なクランクアームによって、手動で移動可能であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記クランクアームの回転は、前記圧縮部材の移動後、前記射出部材を移動することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパから前記圧縮チャンバへ移動するために、前記計量部材は、複数の直線ストロークを通じて往復動する板を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
25. 前記計量部材はモータによって移動可能であることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記計量部材は回転クランクアームによって移動可能であることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
27. 前記計量部材、前記圧縮部材及び前記射出部材は、相互に直交し合う軸に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
28. 前記タバコチューブを前記圧縮チャンバに連通して堅く保持するために、前記圧縮部材は把持部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
29. 前記タバコチューブを前記圧縮チャンバに連通して堅く保持するためにの把持部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
30. 前記射出部材はシャトルに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
31. 前記シャトルはバネ付勢されており、前記圧縮されたタバコ葉を前記圧縮チャンバからタバコチューブへ射出することは前記バネの伸長を含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
32. 前記射出部材を移動するために、前記シャトルはモータに連結されていることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
33. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパ内で下方に付勢する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
34. ばらタバコ葉を保持するホッパと、
    前記ばらタバコ葉を前記ホッパから圧縮チャンバへ移動するため、並びに、前記ばらタバコ葉を前記圧縮チャンバ内で圧縮するための移動可能な第一部材と、
    前記圧縮されたタバコ葉を前記圧縮チャンバから前記圧縮チャンバと連通するタバコチューブへ射出するための移動可能な射出部材と、
    を含むことを特徴とするタバコ葉をタバコチューブに充填するための装置。
35. 前記第一部材及び前記射出部材の動作は、各々、第一モータ及び射出モータによって自動化されていることを特徴とする請求項３４に記載の装置。
36. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するために、前記第一部材によって活性化される第一スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
37. 前記第一部材が圧縮位置に移動されたか否かを決定するための第二スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
38. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
39. 前記第一部材は第一軸に沿って圧縮位置に移動可能であり、前記第一部材は、前記圧縮チャンバ内の前記タバコ葉によって提供される荷重に対応して前記圧縮位置が前記第一軸に沿って変化することを許容するバネによって、前記第一モータに連結されていることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
40. 前記荷重に対応する前記圧縮位置の変化は、第一スイッチの状態を選択的に変更することを特徴とする請求項３９に記載の装置。
41. 前記第一部剤が圧縮位置に移動したか否かを決定するための第二スイッチをさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載の装置。
42. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチへ問い合わせるための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の装置。
43. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
44. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパから前記圧縮チャンバへ移動するために、前記第一部剤は複数の直線ストロークを通じて往復動することを特徴とする請求項３５に記載の装置。
45. 前記第一部材及び前記射出部材の動作をアルゴリズムに従って順次的に自動化するための制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
46. 前記アルゴリズムは、十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かをさらに評価し得ることを特徴とする請求項４５に記載の装置。
47. 前記アルゴリズムは、もし不十分な分量のタバコ葉が評価されるならば、前記第一部材による追加的な計量をもたらすことを特徴とする請求項４６に記載の装置。
48. 前記第一部材及び前記射出部材は手動で移動可能であることを特徴とする請求項３４に記載の装置。
49. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパから前記圧縮チャンバへ移動するために、前記第一部材は複数ストロークを通じて往復動することを特徴とする請求項３４に記載の装置。
50. 前記第一部材及び前記射出部材は相互に直交し合う軸に沿って移動可能であることを特徴とする請求項３４に記載の装置。
51. 前記圧縮チャンバと連通する前記タバコチューブを堅く保持するための把持部材をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
52. 前記射出部材はシャトルに連結されていることを特徴とする請求項３４に記載の装置。
53. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパ内で下方に付勢するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
54. 前記圧縮チャンバは本質的に円筒形であり、且つ、その上面に間隙を有し、前記第一部材は、前記間隙で、前記圧縮チャンバとインターフェイス接続する端部を有することを特徴とする請求項３４に記載の装置。
55. 前記第一部材の前記端部は半円筒形であることを特徴とする請求項５４に記載の装置。
56. 複数の直線ストロークを通じた往復動によってばらタバコ葉をホッパから圧縮チャンバへ計量するステップと、
    前記ばらタバコ葉を前記圧縮チャンバ内で圧縮するステップと、
    前記圧縮されたタバコ葉を前記圧縮チャンバから前記圧縮チャンバと連通するタバコチューブに射出するステップと、
    を含むことを特徴とするタバコ葉をタバコチューブに充填するための方法。
57. 前記計量ステップ、前記圧縮ステップ及び前記射出ステップは、各々、計量モータ、圧縮モータ及び射出モータによって自動化されていることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
58. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否か決定するために、前記圧縮ステップ中に第一スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
59. 前記圧縮ステップが完了したか否かを決定するために、第二スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５８に記載の方法。
60. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチを問い合わせるステップをさらに含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
61. 前記圧縮ステップは第一軸に沿って移動可能な圧縮部材によって遂行され、該圧縮部材は、前記タバコ葉を圧縮することによってもたらされる荷重に対応して前記圧縮部材の位置が前記第一軸に沿って変化することを許容するバネによって、前記圧縮モータに連結されていることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
62. 前記荷重に対応する前記圧縮部材の前記位置の変化は、第一スイッチの状態を選択的に変更することを特徴とする請求項６１に記載の方法。
63. 前記圧縮ステップが完了したか否かを決定するために、第二スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
64. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるステップをさらに含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
65. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
66. 前記計量ステップ及び前記圧縮ステップは、前記射出ステップ以前に、交互に遂行されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
67. 各圧縮ステップ中に十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
68. 前記計量ステップ、前記圧縮ステップ及び前記射出ステップをアルゴリズムに従って自動化するステップを含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
69. 前記アルゴリズムは、十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを評価することを特徴とする請求項６８に記載の方法。
70. 前記アルゴリズムは、もし不十分な分量のタバコ葉が評価されるならば、追加的な計量ステップをもたらすことを特徴とする請求項６９に記載の方法。
71. 前記計量ステップは自動化されていることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
72. 前記圧縮ステップ及び前記射出ステップは手動であることを特徴とする請求項７１に記載の方法。
73. 前記圧縮ステップ及び前記射出ステップはクランクアームを回転するステップを含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
74. 前記クランクアームを回転するステップは、前記射出ステップ以前に、前記圧縮ステップを遂行することを特徴とする請求項７３に記載の方法。
75. 前記計量ステップ、前記圧縮ステップ及び前記射出ステップは手動であることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
76. 前記圧縮ステップ及び前記射出ステップは、クランクアームを回転するステップを含むことを特徴とする請求項７５に記載の方法。
77. 前記クランクアームを回転するステップは、前記射出ステップ以前に、前記圧縮ステップを遂行することを特徴とする請求項７６に記載の方法。
78. 前記計量ステップは、複数の直線ストロークを通じた計量部材の往復動を含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
79. 前記計量部材は、モータによって移動可能であることを特徴とする請求項７８に記載の方法。
80. 前記計量部材は、回転クランクアームによって移動可能であることを特徴とする請求項７８に記載の方法。
81. 前記タバコ葉は第一軸に沿って計量され、前記タバコ葉は第二軸に沿って圧縮され、且つ、前記タバコ葉は第三軸に沿って射出され、前記第一軸、前記第二軸及び前記第三軸は相互に直交し合うことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
82. 前記圧縮ステップは、前記タバコチューブを前記圧縮チャンバに連通して固定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
83. 前記計量ステップ、前記圧縮ステップ及び前記射出ステップ以前に、前記タバコチューブを前記圧縮チャンバと連通して固定することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
84. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパ内で下方に付勢するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
85. 前記計量ステップ及び前記圧縮ステップの双方は、第一部材を用いて遂行されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
86. 前記第一部材の動作を自動化するステップと、前記射出ステップを自動化するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
87. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するために、前記圧縮ステップ中に第一スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
88. 前記圧縮ステップが完了したか否かを決定するために、第二スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８７に記載の方法。
89. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるステップを含むことを特徴とする請求項８８に記載の方法。
90. 前記圧縮ステップは第一軸に沿って移動可能な圧縮部材によって遂行され、前記圧縮部材は、タバコ葉を圧縮することによってもたらされる荷重に対応して前記圧縮部材の位置が前記第一軸に沿って変化することを許容するバネによって、前記圧縮モータに連結されていることを特徴とする請求項８６に記載の方法。
91. 前記荷重に対応する前記圧縮部材の位置の変化は、前記第一スイッチの状態を選択的に変更することを特徴とする請求項９０に記載の方法。
92. 前記圧縮ステップが完了したか否かを決定するために、第二スイッチの状態を評価するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９１に記載の方法。
93. 前記第二スイッチの係合後にのみ前記第一スイッチに問い合わせるステップをさらに含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
94. 十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
95. 前記第一部剤を複数ストロークを通じて往復動することを特徴とする請求項８５に記載の方法。
96. アルゴリズムに従って、前記第一部材の動作を自動化するステップと、前記射出ステップを自動化するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
97. 前記アルゴリズムは、十分な分量のタバコ葉が前記圧縮チャンバ内で圧縮されたか否かを評価することを特徴とする請求項９６に記載の方法。
98. 前記アルゴリズムは、もし十分な分量のタバコ葉が評価されないならば、前記第一部材による追加的な計量をもたらすことを特徴とする請求項９７に記載の方法。
99. 前記第一部材及び前記射出部材は、手動で移動可能であることを特徴とする請求項８５に記載の方法。
100. 前記第一部材は第一軸に沿って移動可能であり、前記タバコ葉は第二軸に沿って射出され、前記第一軸及び第二軸は相互に直交し合うことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
101. 前記ばらタバコ葉を前記ホッパ内で下方に付勢するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
102. 前記圧縮チャンバは本質的に円筒形であり、且つ、上面に間隙を有し、前記第一部材は、前記間隙で、前記圧縮部材とインターフェイス接続する端部を有することを特徴とする請求項８５に記載の方法。
103. 前記第一部材の前記端部は半円筒形であることを特徴とする請求項１０２に記載の方法。
104. 前記タバコ葉は、前記圧縮チャンバ内の前記圧縮されたタバコ葉が適切な分量であることが確認された後にのみ射出されることを特徴とする請求項５６に記載の方法。

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