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JP6881817B2 - ヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置 - Google Patents

ヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置 Download PDF

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JP6881817B2 JP2019558557A JP2019558557A JP6881817B2 JP 6881817 B2 JP6881817 B2 JP 6881817B2 JP 2019558557 A JP2019558557 A JP 2019558557A JP 2019558557 A JP2019558557 A JP 2019558557A JP 6881817 B2 JP6881817 B2 JP 6881817B2
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Description

本発明は、ヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、組み立て状態が堅固に維持され、耐久性が向上したヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置に関する。
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に対する需要が増大している。例えば、シガレットを燃焼させ、エアロゾルを生成させる方法ではなく、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成される方法に対する需要が増大している。それにより、加熱式シガレットまたは加熱式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に進められている。
シガレットを加熱してエアロゾルを生成するエアロゾル生成装置には、電気によって熱を発生させるヒータ組立体が使用される。シガレットに挿入された状態において、シガレットを加熱する方式のヒータ組立体は、シガレットに挿入されてシガレットから分離される作動を反復的に遂行する過程において、部品の結合状態が緩むことにより、ヒータに揺れが発生してしまう。また、ヒータを支持するようにヒータに結合される部品の製造公差により、エアロゾル生成装置の内部に配置されたヒータの位置が安定して維持されず、シガレット装着動作時またはシガレット分離動作時、ヒータと部品とに揺れが生じる。このように、ヒータ組立体の組み立て状態が不良な場合、外部の異物がヒータ組立体を介してエアロゾル生成装置の内部に流入されることにより、電子部品の性能を弱化させてしまう。
本発明が解決しようとする課題は、組み立て状態が堅固に維持されるので、耐久性が向上し、密封性能が向上したヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置を提供することである。
本発明が解決しようとする課題は、また、ヒータを支持するための構成要素が互いに堅固に結合され、ヒータの振動発生が最小化されたヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置を提供することである。
一実施形態に係わるヒータ組立体は、シガレットの全体長の少なくとも一部に対応するように延長し、一端がシガレットに挿入され、電気が印加されれば、熱を発生させるヒータと、ヒータに結合し、ヒータに対する位置を維持し、ヒータの一端に向かう一側面が、ヒータから外側に向けて延長する第1カバーと、ヒータの他端に結合し、ヒータの他端に向かう第1カバーの他側面を支持する第2カバーと、を具備する。
該第1カバーは、ヒータの外側面に固定され、ヒータの外側面において、外側に向けて突出したフランジと、一側面を形成するように、フランジの位置よりさらに、ヒータの一端に向かう位置に配置され、フランジの外側表面の少なくとも一部を接触しながら支持する外部カバーと、を具備することができ、第2カバーが支持する第1カバーの他側面は、フランジによっても形成される。
該外部カバーは、外部カバーの内側から突出し、フランジの外側表面に接触する内部突起をさらに具備することができる。
該第2カバーは、ヒータの他端が挿入される装着孔と、装着孔の外側において、フランジに向かう方向に突出し、第2カバーに向かうフランジの他側面に接触する接触突出部と、を具備することができる。
該接触突出部は、ヒータを中心に円周方向に沿って互いに離隔されるように、複数個が配置されてもよい。
該接触突出部は、ヒータを中心に円周方向に沿って延長することができる。
当該の第1カバーと第2カバーは、接触突出部の位置の外側において、互いに結合することができる。
該第2カバーは、接触突出部の外側において、第1カバーに向けて突出し、第1カバーに結合する外部突出部をさらに具備することができ、該第1カバーは、ヒータを中心に円周方向に沿って延長することができ、該第2カバーの外部突出部も、ヒータを中心に円周方向に沿って延長することができる。
該フランジは、第2カバーに向けて突出し、第2カバーが支持する第1カバーの他側面を形成する接触突出部を具備することができ、該第2カバーは、接触突出部の他側面を収容し、他側面を支持する収容溝を具備することができる。
該第2カバーは、ヒータの他端が挿入される装着孔と、ヒータの外側面から離隔されるように、ヒータから外側に向けて拡張し、ヒータを取り囲む収容チャンバと、該収容チャンバの内面において、ヒータに向けて突出し、第2カバーに向かうフランジの他側面に接触する接触突出部を具備することができる。
該接触突出部は、フランジの外側表面に沿って互いに離隔されるように複数個が配置される。
該接触突出部は、フランジの外側表面の少なくとも一部分に沿って延長することができる。
該ヒータには、ヒータに電気を伝達するための配線が連結され、該第2カバーは、配線を通過させる配線孔を具備することができる。
該第1カバーは、インサート射出工法によってヒータの外側に一体にも固定され、該第2カバーは、ヒータの他端が挿入される装着孔を具備することができ、ヒータの他端が装着孔に挿入されれば、第2カバーが第1カバーに結合することにより、第1カバーの他側面を支持することができる。
他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置は、前述の実施形態に係わるヒータ組立体と、 一側にシガレットが挿入されるように、外部に開放されたシガレット挿入孔を具備し、ヒータ組立体が内部に配置された中空状のケースと、ケースに配置され、ヒータ組立体に電気を供給するバッテリと、を具備する。
前述のような実施形態に係わるヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置においては、ヒータに結合され、ヒータに対する位置を維持する第1カバーの他側面を第2カバーが確実に支持すると共に、第2カバーがヒータの他端を支持する。このように、ヒータと第1カバーと第2カバーとの相互結合作用が複合的になされることにより、エアロゾル生成装置の内部に配置されたヒータの位置が堅固に維持されるので、ヒータ組立体の構成要素の相対的な運動(振動、流動)があまり発生しない。
また、第1カバーと第2カバーとがヒータを堅固に支持することにより、エアロゾル生成装置の内部にヒータ組立体が装着された状態が安定して維持されるので、反復的な使用により、ヒータ組立体の結合状態が不良になったり、それにより、電気を伝達する配線が断線されたりするというような不良があまり発生しない。
また、インサート射出工法により、第1カバーとヒータがと一体に形成されたヒータ組立体においては、第1カバーとヒータとが互いに緊密に結合されるので、第1カバーとヒータとの結合部位に遊隙(gap)が発生せず、完璧な密封(sealing;シーリング)効果を得ることができる。
また、インサート射出工法により、第1カバーとヒータとが一体に形成された後には、ヒータ組立体のための後工程において、第1カバーの変形が発生しないので、他の部品との結合工程において、部品間の寸法が初期の設計によって精密に一致するようになるので、完璧な製品デザインを具現することができる。
エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された一例を図示した図面である。 シガレットの一例を図示した図面である。 一実施形態に係わるヒータ組立体の斜視図である。 図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の構成要素の結合関係を概略的に図示した分解斜視図である。 図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の内部の一部構成要素を図示した斜視図である。 図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の一部分の横断面を図示した断面図である。 図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体を具備したエアロゾル生成装置の断面図である。 他の実施形態に係わるヒータ組立体の縦方向断面図である。 さらに他の実施形態に係わるヒータ組立体の縦方向断面図である。 さらに他の実施形態に係わるヒータ組立体の構成要素の結合関係を概略的に図示した分解斜視図である。 図10に示された実施形態に係わるヒータ組立体の断面図である。
本実施形態で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り現在汎用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野の当業者の意図、判例あるいは新棚記述の出現などによっても異なる。また、特定の場合、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」のような用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによっても具現され、ハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
以下では、添付した図面を参照し、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
以下では、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された一例を図示した図面である。
図1を参照すれば、エアロゾル生成装置10000は、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000を含む。また、エアロゾル生成装置10000の内部空間には、シガレット20000が挿入される。
図1に図示されたエアロゾル生成装置10000には、本実施形態と係わる構成要素が図示されている。従って、図1に図示された構成要素以外に、他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置10000にさらに含まれてもよいということは、本実施形態と係わる技術分野において当業者であるならば、理解することができるであろう。
図1には、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000が一列に配置されているように図示されているが、それに限定されるものではない。言い換えれば、エアロゾル生成装置10000の設計により、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000の配置は、変更されてもよい。
シガレット20000がエアロゾル生成装置10000に挿入されれば、エアロゾル生成装置10000は、ヒータ13000を加熱する。シガレット20000内のエアロゾル生成物質は、加熱されたヒータ13000によって温度が上昇し、それにより、エアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、シガレット20000のフィルタ22000を介してユーザに伝達される。
必要により、シガレット20000が、エアロゾル生成装置10000に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置10000は、ヒータ13000を加熱することができる。
バッテリ11000は、エアロゾル生成装置10000の動作に利用される電力を供給する。例えば、バッテリ11000は、ヒータ13000が加熱されるように、電力を供給することができ、制御部12000が動作するのに必要な電力を供給することができる。また、バッテリ11000は、エアロゾル生成装置10000に設けられたディスプレイ、センサ、モータなどが動作するのに必要な電力を供給することができる。
制御部12000は、エアロゾル生成装置10000の動作を全般的に制御する。具体的には、制御部12000は、バッテリ11000及びヒータ13000だけではなく、エアロゾル生成装置10000に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部12000は、エアロゾル生成装置10000の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置10000が動作可能な状態であるか否かということを判断することもできる。
制御部12000は、少なくとも1つのプロセッサを含む。該プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリとの組み合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアによっても具現されるということは、本実施形態が属する技術分野において当業者であるならば、理解することができるであろう。
ヒータ13000は、バッテリ11000から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置10000に挿入されれば、ヒータ13000は、シガレットの内部に位置することができる。従って、加熱されたヒータ13000は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させることができる。
ヒータ13000は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ13000には、電気伝導性トラック(track)を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることにより、ヒータ13000が加熱される。しかし、ヒータ13000は、前述の例に限定されるものではなく、希望温度まで加熱されるものであるならば、制限なしに該当する。ここで、該希望温度は、エアロゾル生成装置10000に既設定のものでもあり、ユーザによって所望温度に設定されてもよい。
一方、他の例として、ヒータ13000は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的には、ヒータ13000には、シガレットを誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含み、該シガレットは、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを含んでもよい。
図1には、ヒータ13000がシガレット20000の内部に挿入されるように配置されるように図示されているが、それに限定されるものではない。例えば、ヒータ13000は、管型加熱要素、板型加熱要素、針型加熱要素または棒型加熱要素を含み、該加熱要素の形態により、シガレット20000の内部または外部を加熱することができる。
また、エアロゾル生成装置10000には、ヒータ13000が複数個配置される。このとき、複数個のヒータ13000は、シガレット20000の内部に挿入されるようにも配置され、シガレット20000の外部にも配置される。また、複数個のヒータ13000のうち一部は、シガレット20000の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット20000の外部にも配置される。また、ヒータ13000の形状は、図1に図示された形状に限定されるものではなく、多様な形状にも作製される。
一方、エアロゾル生成装置10000は、バッテリ11000、制御部12000及びヒータ13000以外に、汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置10000は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ、及び/または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置10000は、少なくとも1つのセンサ(パフ感知センサ、温度感知センサ、シガレット挿入感知センサなど)を含んでもよい。
また、エアロゾル生成装置10000は、シガレット20000が挿入された状態でも、外部空気が流入されたり、内部気体が流出されたりする構造にも作製される。
図1には、図示されていないが、エアロゾル生成装置10000は、別途のクレードルと共に、システムを構成することもできる。例えば、該クレードルは、エアロゾル生成装置10000のバッテリ11000の充電にも利用される。または、該クレードルとエアロゾル生成装置10000とが結合された状態で、ヒータ13000が加熱されもする。
シガレット20000は、一般的な燃焼型シガレットと類似している。例えば、シガレット20000は、エアロゾル生成物質を含む第1部分21000と、フィルタなどを含む第2部分22000とに区分される。または、シガレット20000の第2部分22000にも、エアロゾル生成物質が含まれる。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られたエアロゾル生成物質が、第2部分22000に挿入されもする。
エアロゾル生成装置10000の内部には、第1部分21000全体が挿入され、第2部分22000は、外部に露出されもする。または、エアロゾル生成装置10000の内部に、第1部分21000の一部だけ挿入され、第1部分21000及び第2部分22000の一部が挿入されもする。ユーザは、第2部分22000を口にした状態で、エアロゾルを吸入することができる。このとき、該エアロゾルは、外部空気が第1部分21000を通過することによって生成され、生成されたエアロゾルは、第2部分22000を通過し、ユーザの口に伝達される。
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置10000に形成された少なくとも1つの空気通路を介しても流入される。例えば、エアロゾル生成装置10000に形成された空気通路の開閉、及び/または空気通路の大きさは、ユーザによっても調節される。それにより、霧化量、喫煙感などがユーザによっても調節される。他の例として、外部空気は、シガレット20000の表面に形成された少なくとも1つの孔(hole)を介して、シガレット20000の内部に流入される。
以下、図2を参照し、シガレット20000の一例について説明する。
図2は、シガレットの一例を図示した図面である。
図2を参照すれば、シガレット20000は、タバコロッド21000及びフィルタロッド22000を含む。図1を参照して説明した第1部分21000は、タバコロッド21000を含み、第2部分32000は、フィルタロッド22000を含む。
図2には、フィルタロッド22000が単一セグメントとして図示されているが、それに限定されるものではない。言い換えれば、フィルタロッド22000は、複数のセグメントによっても構成される。例えば、フィルタロッド22000は、エアロゾルを冷却する第1セグメント、及びエアロゾル内に含まれた所定成分をフィルタリングする第2セグメントを含んでもよい。また、必要により、フィルタロッド22000には、他の機能を遂行する少なくとも1つのセグメントをさらに含んでもよい。
シガレット20000は、少なくとも1つのラッパ24000によっても包装される。ラッパ24000には、外部空気が流入されたり、内部気体が流出されたりする少なくとも1つの孔(hole)が形成される。一例として、シガレット20000は、1つのラッパ24000によっても包装される。他の例として、シガレット20000は、2以上のラッパ24000により、重畳的にも包装される。例えば、第1ラッパによってタバコロッド21000が包装され、第2ラッパによってフィルタロッド22000が包装される。そして、個別ラッパによって包装されたタバコロッド21000及びフィルタロッド22000が結合され、第3ラッパにより、シガレット20000全体が再包装される。もしタバコロッド21000またはフィルタロッド22000それぞれが、複数のセグメントによって構成されているならば、それぞれのセグメントが、個別ラッパによって包装される。そして、該個別ラッパによって包装されたセグメントが結合されたシガレット20000全体が他のラッパによって再包装される。
タバコロッド21000は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、該エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。また、タバコロッド21000は、風味剤、湿潤剤及び/または有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド21000には、メンソールまたは保湿剤などの加香液が、タバコロッド21000に噴射されることによって添加される。
タバコロッド21000は、多様にも作製される。例えば、タバコロッド21000は、シート(sheet)にも作製され、筋(strand)にも作製される。また、タバコロッド21000は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコにも作製される。また、タバコロッド21000は、熱伝導物質によっても取り囲まれる。例えば、該熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、それに限定されるものではない。一例として、タバコロッド21000を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド21000に伝達される熱を押しなべて分散させ、タバコロッドに加えられる熱伝導率を向上させることができ、それにより、タバコ味を向上させることができる。また、タバコロッド21000を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能を行うことができる。このとき、図面に図示されていないが、タバコロッド21000は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にも、追加のサセプタをさらに含んでもよい。
フィルタロッド22000は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド22000の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド22000は、円柱型ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ型ロッドでもある。また、フィルタロッド22000は、リセス型ロッドでもある。もしフィルタロッド22000が複数のセグメントによって構成された場合、複数のセグメントのうち少なくとも一つが異なる形状にも作製される。
フィルタロッド22000は、香味が発生されるようにも作製される。一例として、フィルタロッド22000に加香液が噴射され、該加香液が塗布された別途の纎維が、フィルタロッド22000の内部に挿入されてもよい。
また、フィルタロッド22000には、少なくとも1つのカプセル23000が含まれてもよい。ここで、カプセル23000は、香味を発生させる機能を遂行することもでき、エアロゾルを発生させる機能を遂行することもできる。例えば、カプセル23000は、香料を含む液体を被膜で覆い包んだ構造でもある。カプセル23000は、球形、または円筒状の形状を有することができるが、それらに制限されるものではない。
もしフィルタロッド22000にエアロゾルを冷却するセグメントが含まれる場合、該冷却セグメントは、高分子物質または生分解性高分子物質によっても製造される。例えば、該冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸だけによっても作製されるが、それに限定されるものではない。または、該冷却セグメントは、複数の孔がある酢酸セルロースフィルタによってお作製される。しかし、該冷却セグメントは、前述の例に限定されるものではなく、エアロゾルを冷却する機能を遂行することができるものであるならば、制限なしに該当する。
図3は、一実施形態に係わるヒータ組立体の斜視図であり、図4は、図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の構成要素の結合関係を概略的に図示した分解斜視図である。
図3及び図4に示された実施形態に係わるヒータ組立体70は、シガレット7に挿入され、外部から電気が印加されるとき、熱を発生させ、シガレット7を加熱することができるヒータ10と、ヒータ10を支持するための第1カバー20及び第2カバー30を具備する。
ヒータ10は、シガレット7の全体長のうち少なくとも一部分に対応するように、シガレット7の長手方向に沿って延長し、シガレット7の直径より小さい直径を有する円筒形状や、棒状を有することができる。ヒータ10の軸方向(ここで、「軸方向」は、ヒータの中心軸が延長する長手方向を意味する)の全体長は、シガレット7の全体長より短く設定される。
ヒータ10の形状は、図面に表現された実施形態によって制限されるものではなく、ヒータ10の形状は、多様にも変形される。例えば、ヒータ10の直径は、図3に図示されたところよりさらに長く変形されたり、さらに短く変形されたりもし、針のような形状にも作製される。
ヒータ10の一端11は、端部に向けって行くほど尖ったような形状を有するので、ヒータ10の一端11がシガレット7に容易に挿入される。また、ヒータ10には、ヒータ10に電気を伝達するための配線15が連結される。配線15は、例えば、半田付けや、超音波溶接のような溶接工程により、ヒータ10の外側面に電気的にも連結される。
ヒータ10の外側には、第1カバー20と第2カバー30とが結合される。第1カバー20と第2カバー30は、例えば、耐熱性のポリマー素材や、金属素材や、表面に耐熱性ポリマー素材がコーティングされた金属素材や、合金素材などによっても作製されることができる。
第1カバー20は、ヒータ10に結合し、ヒータ10に対する位置を維持する。第1カバー20のヒータ10の一端11に向かう一側面20fは、ヒータ10から外側に向けて延長する。
第1カバー20の一側面20fは、ヒータ10の一端11がシガレット7に挿入されたとき、ヒータ10の一端11が挿入されたシガレット7の端部に向かうように配置され、シガレット7の端部を支持する機能を遂行することができる。
図5は、図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の内部の一部構成要素を図示した斜視図であり、図6は、図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体の一部分の横断面を図示した断面図であり、図7は、図3に図示された実施形態に係わるヒータ組立体を具備したエアロゾル生成装置の断面図である。
図5及び図7を参照すれば、ヒータ10の他端12には、第2カバー30が結合される。第2カバー30は、ヒータ10の他端12を支持すると共に、第1カバー20を支持する機能を遂行することができる。
ヒータ組立体70を組み立てるときには、第1カバー20が、まず、ヒータ10に結合されることにより、第1カバー20がヒータ10に対する位置を維持する。ヒータ10に第1カバー20がまず結合された後、第2カバー30をヒータ10に結合すれば、第2カバー30がヒータ10の他端12に結合すると共に、第2カバー30が第1カバー20に結合し、第2カバー30も、ヒータ10に対する位置を安定して維持する。
第2カバー30がヒータ10の他端12に結合すれば、第2カバー30は、ヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを支持することができる。
第1カバー20は、ヒータ10の外側面に固定され、ヒータ10の外側面において、外側に向けて突出するフランジ22と、第1カバー20の一側面20fを形成するように、フランジ22の位置よりさらにヒータ10の一端11に向かう位置に配置され、フランジ22の外側表面22sの少なくとも一部を接触しながら支持する外部カバー21を具備する。第2カバー30が支持する第1カバー20の他側面20rは、フランジ22の下側表面によって形成される。
第1カバー20の外部カバー21は、ヒータ10の一端11を通過させる結合孔21hを具備する。また、第1カバー20は、第2カバー30との結合のための支持体の機能を行うように、ヒータ10を中心に、すなわち、結合孔21hを中心に、円周方向に延長する装着板21yを具備する。
フランジ22は、ヒータ10の一端11を通過させ、ヒータ10の外側面に直接結合する貫通孔22hを具備する。フランジ22は、アルミナ、セラミック、テフロン(登録商標)、耐熱性プラスチックのような耐熱性及び耐久性を有する素材によっても作製される。
フランジ22をヒータ10に結合するときには、一次的に、フランジ22の貫通孔22hにヒータ10を挿入し、ヒータ10に対するフランジ22の位置を設定した後、フランジ22の貫通孔22hにセラミックボンドを注入し、フランジ22とヒータ10とを臨時固定させる。その後には、フランジ22とヒータ10との組立体を焼結炉に配置し、熱を加えることにより、フランジ22とヒータ10とを完全に固定させることができる。
本実施形態は、前述のフランジ22とヒータ10との結合方式によって制限されるものではなく、多様な方式を利用し、フランジ22とヒータ10とを結合することができる。例えば、フランジ22とヒータ10とに螺合構造を適用したり、バヨネットマウント(bayonet mount)のようなワンタッチ締結構造を適用したり、接着剤を利用し、フランジ22とヒータ10とを接合したりすることもでき、フランジ22の素材によっては、インサート射出工程を適用し、ヒータ10の外側にフランジ22を設けることができる。
図6を参照すれば、第1カバー20は、ヒータ10に結合されたフランジ22の外側表面22sを取り囲むように、フランジ22の外側表面22sに沿って延長する内側壁面21wを内部に具備する。内側壁面21wは、フランジ22の外側表面22sから外側に向け、所定間隔離隔されるように設置される。
第1カバー20は、内側壁面21wから突出し、フランジ22の外側表面22sに接触し、外側表面22sを支持する内部突起21pを具備する。第1カバー20の内部突起21pは、フランジ22の外側表面22sに沿って離隔されるように、複数個が配置される。
図面に図示された実施形態において、フランジ22と内側壁面21wとの横方向の断面形状は、およそ正方形を有するものの、本実施形態は、そのようなフランジ22と内側壁面21wとの形状によって制限されるものではない。例えば、フランジ22は、円形や楕円形や多角形の断面形状を有することができ、第1カバー20の内側壁面21wの断面形状も、フランジ22の断面形状に対応するようにも変形される。
第2カバー30も、第1カバー20に対応し、円周方向に沿って延長する。第2カバー30は、ヒータ10の他端12が挿入される装着孔30hと、装着孔30hの外側において、フランジ22に向かう方向、すなわち、ヒータ10の一端11に向かう方向に突出する接触突出部37と、を具備する。接触突出部37は、第2カバー30に向かうフランジ22の他側面20rに直接接触することにより、第1カバー20のフランジ22を安定して支持する機能を遂行することができる。
第2カバー30の接触突出部37は、装着孔30hを中心に円周方向に沿って離隔されるように、複数個が配置される。接触突出部37の個数や設置位置や形状は、図4に図示された実施形態の構成によって制限されるものではなく、接触突出部37の個数と設置位置と形状は、多様にも変形される。
第1カバー20と第2カバー30は、接触突出部37の外側で互いに結合することができる。第2カバー30は、接触突出部37の外側において、第1カバー20に向けて突出する外部突出部38を具備する。第1カバー20の装着板21yがヒータ10を中心に円周方向に延長し、第2カバー30の外部突出部38も、第1カバー20の形状に対応し、円周方向に沿って延長することができる。
図4及び図5を参照すれば、第1カバー20と第2カバー30は、締結手段の一例であるボルト50によって互いに結合される。ボルト50が第2カバー30に形成されたボルト用通孔51を貫通した後、第1カバー20に形成されたネジ孔(図示せず)に螺合することにより、第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態が安定して維持される。
第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合される方法は、本実施形態で説明されたボルト50による締結方式だけに制限されるものではない。例えば、リベットやピンのような他の形態の締結手段を利用したり、接着剤を利用したポンディング方式や、超音波や熱を利用した融着方式や、第1カバー20と第2カバー30との両側に、突起、フック、クリップ、結合溝などの構成を適用したり、第1カバー20と第2カバー30との両側に互いに対応するねじ面を設けたり、バヨネットマウントのようなワンタッチ締結構造を適用したりすることにより、第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合する構成を具現することができる。
または、外部突出部38と装着板21yとが互いに結合することにより、第1カバー20と第2カバー30とが互いに固定される。
前述のような構成のヒータ組立体70においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10に結合されれば、第2カバー30が第1カバー20の他側面20rを確実に支持すると共に、第1カバー20がヒータ10を支持し、第2カバー30も、ヒータ10を支持することにより、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30との相互結合作用が複合的になされる。従って、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態においては、ヒータ10の第1カバー20及び第2カバー30に対する相対的な運動(振動、遊動)があまり発生しない。
図7を参照すれば、図7に示された実施形態に係わるエアロゾル生成装置は、シガレット7を収容することができるケース80と、ケース80に配置され、シガレット7を加熱するヒータ組立体70と、を具備する。
ケース80は、エアロゾル生成装置の外観を形成し、内部に形成された空間にさまざまな構成要素を収容して保護する機能を遂行する。ケース80は、全体的に内部が空いている中空の円筒形状を有し、前方端部に外部に開放され、シガレット7が挿入されるシガレット挿入孔を具備する。
ケース80は、電気と熱とを伝達しないプラスチック素材や、表面にプラスチック素材がコーティングされた金属性素材によっても作製される。図示された実施形態において、ケース80は、円形の断面を有する円筒形状を有するものの、本実施形態は、そのようなケース80の構成によって限定されるものではない。例えば、ケース80は、四角形のような多角形の断面を有する筒状を有することができる。
ケース80は、シガレット7を収容するための通路81を具備する。ケース80には、シガレット7を加熱する機能を遂行するヒータ組立体70が結合される。ヒータ組立体70のヒータ10の一端11は、ケース80の通路81の内部に配置され、ケース80にシガレット7が収容される場合、ヒータ10の一端11がシガレット7の端部の底面に挿入される。
ヒータ10の他端12は、配線15を介してケース80の後方に配置されたバッテリ90に電気的に連結される。第2カバー30は、配線15を通過させる配線孔30wを具備する。配線15は、一端は、ヒータ10に電気的に連結され、配線15の他端は、第2カバー30の配線孔30wを貫通し、バッテリ90に電気的に連結される。
ケース80の後方には、バッテリ90を取り囲むベース85が連結される。ヒータ10の一端11に、シガレット7が挿入された状態で、バッテリ90の電気がヒータ10に供給されれば、ヒータ10が加熱されることにより、シガレット7が加熱される。
エアロゾル生成装置のユーザがシガレット7をケース80に装着するときには、シガレット7をケース80の通路81に挿入し、シガレット7が通路81に沿って移動していて、シガレット7の端部がヒータ組立体70の第1カバー20の一側面20fに達すれば、シガレット7を手にしているユーザの手に、第1カバー20の一側面20fと、シガレット7端部とが接触する感じが伝達される。従って、ユーザは、シガレット7を手にし、通路81にシガレット7を押し込む簡単な動作を実施することにより、シガレット7をエアロゾル生成装置に簡便に装着させることができる。
前述のような構成のヒータ組立体70においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10の外側に結合した状態で、ヒータ10に対して移動しないように、ヒータ10に対する位置を確実に維持する。
ヒータ組立体70がエアロゾル生成装置のケース80に装着されたときには、第1カバー20と第2カバー30とがケース80の内部に固定されることにより、ケース80の内部に装着されたヒータ組立体70の位置と装着状態とが安定して維持される。
エアロゾル生成装置が反復的に使用される間には、シガレット7がケース80に装着されるとき、ヒータ10の一端11がシガレット7に挿入される動作と、シガレット7がケース80から分離されるとき、ヒータ10の一端11からシガレット7歯が抜ける動作と、が反復的になされる。
前述のような構成のヒータ組立体70においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10を堅固に支持するので、エアロゾル生成装置のケース80の内部にヒータ組立体70が装着された状態が安定して維持される。従って、反復的な使用により、ヒータ組立体70の結合状態が不良になったり、それにより、ヒータ10に電気を伝達する配線15が断線されたりするというような不良があまり発生しない。
図8は、他の実施形態に係わるヒータ組立体の縦方向断面図である。
図8に示された実施形態に係わるヒータ組立体170は、シガレットに挿入され、外部から電気が印加されるとき、熱を発生させ、シガレットを加熱することができるヒータ10と、ヒータ10に結合し、ヒータ10に対する位置を維持し、ヒータ10の一端11に向かう一側面20fが、ヒータ10から外側に向けて延長する第1カバー20と、ヒータ10の他端12に結合し、ヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを支持する第2カバー30と、を具備する。
第1カバー20は、ヒータ10の外側面に固定され、ヒータ10の外側面において、外側に向けて突出するフランジ22と、第1カバー20の一側面20fを形成するように、フランジ22の位置よりさらにヒータ10の一端11に向かう位置に配置され、フランジ22の外側表面を接触しながら支持する外部カバー21と、を具備する。
図8に図示された実施形態に係わるヒータ組立体170においては、フランジ22が第2カバー30に向けて突出する接触突出部127を具備する。接触突出部127は、第1カバー20からヒータ10の他端12に向かう他側面20rの少なくとも一部を形成する。第2カバー30は、接触突出部127の他側面20rを収容することにより、接触突出部127の他側面20rを支持する収容溝37hを具備する。
接触突出部127は、ヒータ10を中心に円周方向に沿って互いに離隔されるように、複数個が配置される。接触突出部127の他側面20rを収容する第2カバー30の収容溝37hも、接触突出部127の個数に対応し、ヒータ10を中心に円周方向に沿って互いに離隔されるように、複数個が配置される。
本実施形態は、フランジ22の接触突出部127、及び第2カバー30の収容溝37hの構成によって制限されるものではなく、接触突出部127と収容溝37hは、多様な形態にも変形される。例えば、接触突出部127は、ヒータ10を中心に円周方向に延長する円形のリング形状や、ヒータ10を中心に円弧状をなすように、ヒータ10を中心にした円周方向の一部区間に延長することができる。それに対応し、第2カバー30の収容溝37hも、円形のリング形状や、円弧形状を有することができる。
前述のような構成のヒータ組立体170においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10に結合されれば、第1カバー20のフランジ22から、第2カバー30に向けて突出する接触突出部127によって形成された他側面20rを、第2カバー30が確実に支持すると共に、第1カバー20がヒータ10を支持し、第2カバー30も、ヒータ10を支持することにより、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30との相互結合作用が複合的になされる。従って、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態においては、ヒータ10の第1カバー20及び第2カバー30に対する相対的な運動(振動、遊動)があまり発生しない。
図9は、さらに他の実施形態に係わるヒータ組立体の縦方向断面図である。
図9に示された実施形態に係わるヒータ組立体270は、シガレットに挿入され、外部から電気が印加されるとき、熱を発生させ、シガレットを加熱することができるヒータ10と、ヒータ10に結合し、ヒータ10に対する位置を維持し、ヒータ10の一端11に向かう一側面20fが、ヒータ10から外側に向けて延長する第1カバー20と、ヒータ10の他端12に結合し、ヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを支持する第2カバー30と、を具備する。
第1カバー20は、ヒータ10の外側面に固定され、ヒータ10の外側面において、外側に向けて突出するフランジ22と、第1カバー20の一側面20fを形成するように、フランジ22の位置よりさらにヒータ10の一端11に向かう位置に配置され、フランジ22の外側表面22sを接触しながら支持する外部カバー21と、を具備する。第2カバー30が支持する第1カバー20の他側面20rは、フランジ22の下側表面によって形成される。
第2カバー30がヒータ10の他端12に結合すれば、第2カバー30は、ヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを支持することができる。
図9に図示された実施形態に係わるヒータ組立体270においては、第1カバー20の他側面20rを支持するための第2カバー30の接触突出部237の設置位置が変形された。
第2カバー30は、ヒータ10の他端12が挿入される装着孔30hと、ヒータ10の外側面において、外側に向けて離隔されるように、ヒータ10から外側に向けて拡張し、ヒータ10を取り囲む収容チャンバ30cと、収容チャンバ30cの側面の内面において、ヒータ10の外側面を向けて突出し、第2カバー30に向かうフランジ22の他側面20rに接触する接触突出部237と、を具備する。
接触突出部237は、フランジ22の外側表面22sに沿って離隔されるように、複数個が設けられる。しかし、本実施形態は、接触突出部237の構造によって制限されるものではないので、接触突出部237の構造は、多様にも変形される。
例えば、接触突出部237は、フランジ22の他側面20rに沿って延長するようにも形成される。すなわち、フランジ22が、円形や楕円形の横方向断面を有するものであるならば、接触突出部237が、フランジ22の外側表面22sの延長方向に沿い、円周方向に沿って延長する円形状や楕円形状や、フランジ22の外側表面22sの延長方向の円周方向の一部区間に延長する円弧形状を有することができる。また、フランジ22が多角形の横方向断面を有する場合には、接触突出部237も、フランジ22の他側面20rに沿って延長する多角形状を有することができる。
前述のような構成のヒータ組立体270においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10に結合されれば、第2カバー30の収容チャンバ30cの側面の内面において、ヒータ10に向けて突出する接触突出部237が、フランジ22に形成された第1カバー20の他側面20rを確実に支持すると共に、第1カバー20が、ヒータ10を支持し、第2カバー30も、ヒータ10を支持することにより、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30との相互結合作用が複合的になされる。従って、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態においては、ヒータ10の第1カバー20及び第2カバー30に対する相対的な運動(振動、遊動)があまり発生しない。
図10は、さらに他の実施形態に係わるヒータ組立体の構成要素の結合関係を概略的に図示した分解斜視図であり、図11は、図10に示された実施形態に係わるヒータ組立体の断面図である。
図10及び図11に示された実施形態に係わるヒータ組立体370は、シガレットに挿入され、外部から電気が印加されるときに熱を発生させ、シガレットを加熱することができるヒータ10と、ヒータ10に結合し、ヒータ10に対する位置を維持し、ヒータ10の一端11に向かう一側面20fが、ヒータ10から外側に向けて延長する第1カバー20と、ヒータ10の他端12に結合し、ヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを支持する第2カバー30と、を具備する。
図10及び図11に図示された実施形態に係わるヒータ組立体370においては、第1カバー20の構成が変形された。第1カバー20は、インサート射出工法(insert injection molding)により、ヒータ10の外側に一体に固定される。すなわち、金属や合金素材によってヒータ10をまず作製した後、ヒータ10を、あらかじめ準備した金型に配置させた後、溶融した耐熱性プラスチック(樹脂)溶液を金型に注入して冷却させることにより、ヒータ10の外側に第1カバー20を設ける。そのようなインサート射出工法によれば、ヒータ10と第1カバー20とが一体に一体化され、互いに完全に固定される。
図10には、インサート射出工法により、ヒータ10と第1カバー20とが一体化された後、ヒータ10と第1カバー20との組立体に、第2カバー30を組み立てる動作が例示的に図示された。
第2カバー30は、ヒータ10の他端12が挿入される装着孔30hを具備する。ヒータ10の他端12が第2カバー30の装着孔30hに挿入されれば、第2カバー30が第1カバー20に結合することにより、第2カバー30が第1カバー20の他側面20rを堅固に支持することができる。
第1カバー20と第2カバー30とを互いに堅固に結合させるために、第1カバー20と第2カバー30との間には、フックと欠陥溝とを利用した締結構造が適用された。
図10及び図11を参照すれば、第1カバー20は、放射方向の外側面に、結合溝20gを具備する。第2カバー30は、装着孔30hの外側において、第1カバー20に向けて突出する外部突出部38を具備し、外部突出部38は、第1カバー20の結合溝20gに挿入されるように、内側に向けて突出したフック30gを具備する。
第2カバー30は、配線15を通過させる配線孔30wを具備する。配線15を配線孔30wに挿入した状態で、第2カバー30の装着孔30hに、ヒータ10の他端12を挿入すれば、第2カバー30と第1カバー20との結合動作が共になされる。すなわち、第2カバー30が第1カバー20に向けて進入する間、第2カバー30の外部突出部38のフック30gが若干開いた後、第1カバー20の結合溝20gに挿入されることにより、フック30gと結合溝20gとが完全に結合される。
そのように、フック30gと結合溝20gとが互いに結合することにより、第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態を安定して維持することができ、第1カバー20に第2カバー30が結合した状態においては、第2カバー30がヒータ10の他端12に向かう第1カバー20の他側面20rを堅固に支持することができる。
前述のような構成のヒータ組立体370においては、インサート射出工法により、第1カバー20とヒータ10とが互いに完全に固定され、一体を形成する。インサート射出工法によって一体に形成された第1カバー20とヒータ10との組立体に、第2カバー30が結合すれば、第2カバー30が第1カバー20の他側面20rを堅固に支持すると共に、ヒータ10の他端12を支持する。
そのように、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30との相互結合作用が複合的になされることにより、ヒータ10と第1カバー20と第2カバー30とが互いに結合した状態においては、ヒータ10の第1カバー20及び第2カバー30に対する相対的な運動(振動、遊動)があまり発生しない。
また、前述のような構成のヒータ組立体370においては、第1カバー20とヒータ10とがインサート射出工法によって互いに緊密に結合され、第1カバー20とヒータ10との結合部位に遊隙(gap)が発生しないので、さらに完璧な密封(sealing)効果を得ることができる。すなわち、ヒータ10がシガレットに挿入され、シガレットを加熱することにより、エアロゾルを発生させる過程で発生する物質や、外部からエアロゾル生成装置で流入された異物が、ヒータ10と第1カバー20との結合部位を介して流入され難いので、外部の物質がヒータ10の他端12に向けて流入されないようにする密封効果が向上する。
また、インサート射出工法により、第1カバー20とヒータ10とを一体に形成する方法を利用すれば、ヒータ10と第1カバー20とを焼結炉で加熱する方式に比べ、部品間の寸法精度が向上する。すなわち、インサート射出工法により、第1カバー20とヒータ10とが一体に形成された後には、ヒータ組立体370作製のための後工程において、第1カバー20の変形が発生せず、第1カバー20の形状が維持される。従って、第1カバー20と第2カバー30との組み立て工程や、ヒータ組立体370をエアロゾル生成装置に結合したり、他の部品と結合したりする工程において、部品間の寸法が初期の設計によって精密に一致するようになり、完璧な製品デザインを具現することができる。
また、前述のような構成のヒータ組立体370においては、第1カバー20と第2カバー30とがヒータ10を堅固に支持し、エアロゾル生成装置の内部に、ヒータ組立体370が装着された状態が安定して維持される。従って、ヒータ10がシガレットに挿入され、ヒータ10からシガレットを分離する動作が反復的に実行されても、ヒータ組立体370の構成要素の結合状態が良好に維持され、部品間の振動現象があまり発生せず、それにより、ヒータ10に電気を伝達する配線15が断線されるというような不良があまり発生しない。
本実施形態と係わる技術分野において当業者であるならば、前述の記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるということを理解することができるであろう。従って、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであるとのである解釈されなければならない
本実施形態は、組み立て状態が堅固に維持され、耐久性が向上したヒータ組立体、及びそれを具備したエアロゾル生成装置に係わる。

Claims (14)

  1. シガレットの全体長の少なくとも一部に対応するように延長し、一端が前記シガレットに挿入され、電気が印加されれば、熱を発生させるヒータと、
    前記ヒータに結合し、前記ヒータに対する位置を維持し、前記ヒータの前記一端に向かう一側面が、前記ヒータから外側に向けて延長する第1カバーと、
    前記ヒータの他端に結合し、前記ヒータの前記他端に向かう前記第1カバーの他側面を支持する第2カバーと、を具備し、
    前記第1カバーは、前記ヒータの外側面に固定され、前記ヒータの前記外側面において、外側に向けて突出したフランジと、前記一側面を形成するように、前記フランジの位置よりさらに前記ヒータの前記一端に向かう位置に配置され、前記フランジの外側表面の少なくとも一部を接触しながら支持する外部カバーと、を具備し、
    前記第2カバーが支持する前記第1カバーの前記他側面は、前記フランジによって形成されるヒータ組立体。
  2. 前記外部カバーは、前記外部カバーの内側から突出し、前記フランジの前記外側表面に接触する内部突起をさらに具備することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  3. 前記第2カバーは、前記ヒータの前記他端が挿入される装着孔と、前記装着孔の外側において、前記フランジに向かう方向に突出し、前記第2カバーに向かう前記フランジの前記他側面に接触する接触突出部と、を具備することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  4. 前記接触突出部は、前記ヒータを中心に円周方向に沿って互いに離隔されるように、複数個が配置されることを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  5. 前記接触突出部は、前記ヒータを中心に円周方向に沿って延長することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  6. 前記第1カバーと前記第2カバーは、前記接触突出部の位置の外側で互いに結合することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  7. 前記第2カバーは、前記接触突出部の外側において、前記第1カバーに向けて突出し、前記第1カバーに結合する外部突出部をさらに具備し、
    前記第1カバーは、前記ヒータを中心に円周方向に沿って延長し、前記第2カバーの前記外部突出部も、前記ヒータを中心に円周方向に沿って延長することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  8. 前記フランジは、前記第2カバーに向けて突出し、前記第2カバーが支持する前記第1カバーの前記他側面を形成する接触突出部を具備し、前記第2カバーは、前記接触突出部の前記他側面を収容し、前記他側面を支持する収容溝を具備することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  9. 前記第2カバーは、前記ヒータの前記他端が挿入される装着孔と、前記ヒータの外側面から離隔されるように、前記ヒータから外側に向けて拡張し、前記ヒータを取り囲む収容チャンバと、前記収容チャンバの内面から前記ヒータに向けて突出し、前記第2カバーに向かう前記フランジの前記他側面に接触する接触突出部と、を具備することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  10. 前記接触突出部は、前記フランジの外側表面に沿って互いに離隔されるように複数個が配置されることを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  11. 前記接触突出部は、前記フランジの外側表面の少なくとも一部分に沿って延長することを特徴とする請求項に記載のヒータ組立体。
  12. 前記ヒータには、前記ヒータに電気を伝達するための配線が連結され、前記第2カバーは、前記配線を通過させる配線孔を具備することを特徴とする請求項1に記載のヒータ組立体。
  13. 前記第1カバーは前記ヒータの外側に一体に固定され、前記第2カバーは、前記ヒータの前記他端が挿入される装着孔を具備し、前記ヒータの前記他端が前記装着孔に挿入されれば、前記第2カバーが前記第1カバーに結合することにより、前記第1カバーの前記他側面を支持することを特徴とする請求項1に記載のヒータ組立体。
  14. 請求項1ないし13のうちいずれか1項に記載のヒータ組立体と、
    一側に前記シガレットが挿入されるように、外部に開放されたシガレット挿入孔を具備し、前記ヒータ組立体が内部に配置された中空状のケースと、
    前記ケースに配置され、前記ヒータ組立体に電気を供給するバッテリと、を具備するエアロゾル生成装置。
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