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特許7021207電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-07
(45)【発行日】2022-02-16
(54)【発明の名称】電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械
(51)【国際特許分類】
   A24F 40/70 20200101AFI20220208BHJP
【FI】
A24F40/70
【請求項の数】 22
(21)【出願番号】P 2019522648
(86)(22)【出願日】2017-10-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-11-21
(86)【国際出願番号】 IB2017056660
(87)【国際公開番号】W WO2018078565
(87)【国際公開日】2018-05-03
【審査請求日】2020-06-16
(31)【優先権主張番号】102016000108303
(32)【優先日】2016-10-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(73)【特許権者】
【識別番号】392003937
【氏名又は名称】ジー.デー ソチエタ ペル アツィオニ
【氏名又は名称原語表記】G.D SOCIETA PER AZIONI
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】ジョバンニ マデラ
(72)【発明者】
【氏名】カルロ モレッティ
(72)【発明者】
【氏名】ルカ ランツァリニ
(72)【発明者】
【氏名】ルカ フェデリーチ
【審査官】山本 崇昭
(56)【参考文献】
【文献】特開2016-104008(JP,A)
【文献】特開平05-051087(JP,A)
【文献】国際公開第2015/123558(WO,A2)
【文献】特表2016-511008(JP,A)
【文献】国際公開第2016/146213(WO,A1)
【文献】特開平11-114782(JP,A)
【文献】独国特許発明第102015103833(DE,B3)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A24F 40/00-47/00
B23Q 37/00-41/08
B65B 19/00-23/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子タバコ用の使い捨てカートリッジ(1)の生産のための製造機械(15)であって、前記使い捨てカートリッジ(1)は、基部(4)と、前記基部(4)に連結されており且つ前記基部(4)に電気的に接続されるように適合化されている幾つかの電極(9)を備えている支持本体(6)と、前記電極(9)に電気的に接続されている加熱部材(10)と、使用時には前記加熱部材(10)によって発生させられる熱が基材(14)を温めて液体物質の緩慢な揮発を生じさせるように前記加熱部材(10)を取り囲む、液体物質で含浸されている基材(14)とを備え、前記製造機械(15)は、第1の形成経路(P1、P2)に沿って半成品の使い捨てカートリッジ(1)を給送する第1の給送コンベヤ(16)と、前記第1の形成経路に沿って配置されている幾つかの作業ステーション(S1-S8、S13-S15)とを備え、前記作業ステーションは、前記第1の給送コンベヤによって運ばれる前記半成品の使い捨てカートリッジの対応する構成要素の供給を交番的に行うように設計されているか、又は、前記半成品の使い捨てカートリッジの構成要素の加工を行うように設計されており
前記第1の給送コンベヤが、
前記第1の形成経路に沿って固定位置に配置されている第1の環状ガイド(21、61)と、
幾つかのスライド(22、22*)であって、前記スライドの各々は、前記半成品の使い捨てカートリッジを収容するように設計されているそれぞれのキャリッジ(20、20*)に連結されており、且つ、その他のスライドとは独立的に前記第1の環状ガイドに沿って自由に滑動するように、前記第1の環状ガイドに連結されている、幾つかのスライド(22、22*)と、
リニア電気モーターであって、前記第1の環状ガイドに沿って固定位置に配置されているステーターと、幾つかの可動スライダーとを備え、前記可動スライダーの各々は、前記ステーターからの駆動力を受け取るように前記ステーターに電磁的に結合されており、それぞれのスライドに堅固に連結されているリニア電気モーターとを備える、製造機械(15)において、
前記製造機械(15)は、前記第1の形成経路に沿った前記基部の挿入のためのステーション(S1)であって、前記ステーション(S1)は収集容器(26)を備え、前記収集容器(26)は、前記それぞれのスライドに対して、前記基部を供給する、ステーション(S1)と、電極を備えている前記支持本体を供給するためのステーション(S5)と、それぞれの前記支持本体に前記基部を溶接するための複数の装置(40)を備える、それぞれの前記支持本体に前記基部を連結するためのステーション(S6)とを備えることを特徴とする、製造機械(15)
【請求項2】
各々の前記キャリッジは、カム作動システムによって制御される部材を備えており、前記部材は、前記半成品の使い捨てカートリッジの構成要素を収容するための座(23)を画定し、1つの作業ステーションと別の作業ステーションとの間の移動においてそれぞれの前記半成品の使い捨てカートリッジを保持するように設計されている、請求項1に記載の製造機械(15)
【請求項3】
前記幾つかの作業ステーションは、前記第1の形成経路(P1、P2)を画定する前記第1の環状ガイドの第1の直線部分(24*、62*)に沿って、互いに並んで連続的に配置されている、請求項1から2のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項4】
前記第1の形成経路は、2つの直線部分(24*、24**、62*、62**)を有する長円形の形状を有し、この2つの直線部分は互いに反対側に位置し且つ互いに平行であり、前記幾つかの作業ステーションは、前記直線部分の両方に沿って互いに並んで連続的に配置されている、請求項1又は2に記載の製造機械(15)
【請求項5】
前記収集容器(26)は振動収集容器(26)であり前記基部は、前記それぞれのスライドに対して、給送方向に対して垂直に方向配置されている請求項1から4のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項6】
前記基部の方向配置を変化させるためのステーション(S2)を備え、前記ステーション(S2)は、前記基部の挿入のための前記ステーションの下流に配置されており、前記基部の方向配置を検出するように設計されているセンサーによって伝送される信号に基づいて前記基部が所望の方向配置を得るまで軸線(X)を中心として前記基部を回転させるように設計されている部材(29)を備える、請求項5に記載の製造機械(15)
【請求項7】
電子タバコ用の前記使い捨てカートリッジ(1)は、前記基部の内側に収容されている信号電極(5)に電気的に接続されている電子回路(C)を備えており、前記製造機械(15)は、前記基部の挿入のための前記ステーションの下流に、前記信号電極を供給し且つ前記基部の中に前記信号電極を挿入するためのステーション(S3)を備え、複数のチャンネル(31)が、前記基部の中に信号電極がそのコンベヤベルト(30)から移送されるコンベヤベルト(30)に対して、信号電極の集団を供給する、請求項5又は6に記載の製造機械(15)
【請求項8】
前記信号電極を供給するための前記ステーションは、各々の前記チャンネルのためのピックアンドプレイス位置決めシステム(32)を備え、前記ピックアンドプレイス位置決めシステム(32)は、乱雑に方向配置された前記信号電極を前記チャンネルから拾い上げて、適正な方向配置に前記信号電極を配置するように前記信号電極を回転させ、前記チャンネルに対して垂直に配置されている前記コンベヤベルトに対して前記信号電極を供給する、請求項7に記載の製造機械(15)
【請求項9】
電子タバコ用の前記使い捨てカートリッジ(1)は、前記基部の内側に収容されている電子回路(C)を備えており、前記製造機械(15)は、前記基部の挿入のための前記ステーションの下流に、前記電子回路を供給するための及び前記電子回路を前記基部の中に挿入するためのステーション(S4)を備え、前記ステーション(S4)は、前記電子回路をコンベヤ(36)から拾い上げて前記基部の中に移送するピックアンドプレイス位置決めシステム(35)を備える、請求項5から8のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項10】
電子タバコ用の前記使い捨てカートリッジ(1)は、前記基部の内側に収容されている電子回路(C)を備えており、前記製造機械(15)は、前記基部の挿入のための前記ステーションの下流に、スプールの形に巻かれている連続ベルトによって給送される前記電子回路を供給するための、及び、前記基部の中に前記電子回路を挿入するためのステーション(S4)を備える、請求項5から8のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項11】
前記製造機械(15)は、形成ユニット(1)を備え、前記形成ユニット(1)は、前記第1の給送コンベヤの下流に配置されており、第1の巻き上げコンベヤ(18)を備え、前記第1の巻き上げコンベヤ(18)は、回転軸線(X)を中心として回転するドラム(18)として形成されており、前記第1の給送コンベヤから前記半成品の使い捨てカートリッジを受け取るように設計されている複数の座(42、48、57)を支持し、前記第1の巻き上げコンベヤの区域内では、幾つかの第2の作業ステーション(S9-S12)が得られ、前記第2の作業ステーション(S9-S12)は、交番的に前記半成品の使い捨てカートリッジの対応する構成要素の供給を行うように、又は、前記半成品の使い捨てカートリッジの構成要素の加工を行うように設計されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項12】
前記形成ユニットは、互いに平行であるそれぞれの回転軸線(X)を中心に回転するドラム(18)として形成されている複数の巻き上げコンベヤ(18)を備え、前記第2の作業ステーション(S9-S12)は、前記複数の巻き上げコンベヤ(18)の区域内に配置されている、請求項11に記載の製造機械(15)
【請求項13】
前記加熱部材(10)は、「U」字形に曲げられた電気絶縁材料のウィック(11)と、U字形の前記ウィックの周りに螺旋状に巻き付けられており且つ前記電極に電気的に接続されているワイヤーから成るサーミスター(12)とを備え、前記形成ユニットは、前記加熱部材を前記半成品の使い捨てカートリッジに連結するためのステーション(S9)と、「U」字形に前記加熱部材を曲げるためのステーション(S10)とを備え、前記ステーション(S10)は、前記加熱部材を前記半成品の使い捨てカートリッジに連結するための前記ステーション(S9)の下流に配置されている、請求項11又は12に記載の製造機械(15)
【請求項14】
前記加熱部材を前記半成品の使い捨てカートリッジに連結するための前記ステーションは、前記第1の給送コンベヤから第1の巻き上げコンベヤ(18A)の第1の座(42)の中に軸方向に移送される半成品の使い捨てカートリッジを供給するためのステーションと、スプールの形に巻かれた連続ベルトから前記第1の座の中に給送される前記加熱部材を供給するための装置(43)とを備え、前記装置(43)は、前記半成品の使い捨てカートリッジを供給するための前記ステーションの上流の前記第1の給送コンベヤの上方の周縁部の区域内に配置されており、切断装置(46)を備え、前記切断装置(46)は、所望の長さで一連の加熱部材を切り離すように、前記スプールを循環的に切断する、請求項13に記載の製造機械(15)
【請求項15】
前記第1の座は、曲げられていない対応する前記加熱部材を保持するための手段(45)を備える、請求項14に記載の製造機械(15)
【請求項16】
前記加熱部材を前記半成品の使い捨てカートリッジに連結するための前記ステーションは、前記加熱部材に対する前記電極の溶接を行う溶接装置(47)を備え、且つ、前記半成品の使い捨てカートリッジを供給するための前記ステーションの下流に配置されている、請求項14又は15に記載の製造機械(15)
【請求項17】
「U」字形に前記加熱部材を曲げるための前記ステーションは、前記加熱部材を横取りすることによって前記加熱部材を前記支持本体(6)の周りに「U」字形に曲げる少なくとも1つの可動曲げ装置(48*)を備える、請求項16に記載の製造機械(15)
【請求項18】
前記形成ユニットは、前記基材を供給し及び付与するためのステーション(S11)と、前記基材を供給するための装置(54)とを備え、前記基材を供給し及び付与するためのステーション(S11)は、前記加熱部材を前記半成品の使い捨てカートリッジに連結するための前記ステーションから前記半成品の使い捨てカートリッジを受け取り、前記基材を供給し及び付与するための前記ステーションは、複数の保持ヘッド(52)を備えている第2の給送コンベヤ(18C)を備え、前記保持ヘッド(52)は、それぞれの半成品の使い捨てカートリッジを収容するように設計されており、前記基材を供給するための前記装置(54)は、前記保持ヘッドの中への前記半成品の使い捨てカートリッジの挿入が、前記基材が横取りされて曲げられ、したがって、前記半成品の使い捨てカートリッジの周りで管状の形状をとるように、各々の前記保持ヘッド(52)の前方に長方形で且つ初期状態では平らである基材を配置するように設計されている、請求項1から17のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項19】
各々の前記使い捨てカートリッジは円筒形ケース(2)を備え、前記円筒形ケース(2)は、内側が中空であり、且つ、前記基部に連結されている下方端部を有し、前記形成ユニットは、前記円筒形ケースを供給し付与するためのステーション(S12)を備え、前記ステーション(S12)は、前記基材を供給して付与するための前記ステーションから前記半成品の使い捨てカートリッジを受け取り、前記円筒形ケース(2)を保持するように設計されている複数の座(57)を備えており、前記座(57)の中に前記半成品の使い捨てカートリッジのそれぞれが軸方向に送り込まれる、請求項18に記載の製造機械(15)
【請求項20】
第2の給送コンベヤ(19)を備え、前記第2の給送コンベヤ(19)は、第2の形成経路(P2)と、前記第2の形成経路(P2)に沿って配置されている幾つかの第3の作業ステーション(S13-S15)とに沿って、前記使い捨てカートリッジ(1)を給送し、前記第2の給送コンベヤ(19)は、前記形成ユニットから前記使い捨てカートリッジを受け取り、前記使い捨てカートリッジを排出コンベヤ(64)に移送する、請求項1から19のいずれか一項に記載の製造機械(15)
【請求項21】
前記第2の給送コンベヤは、第2の環状ガイド(61)と、幾つかのスライド(22*)と、リニア電気モーターとを備え、前記第2の環状ガイド(61)は、前記第2の形成経路に沿って固定位置に配置されており、前記スライド(22*)の各々は、前記使い捨てカートリッジを収容するように設計されているそれぞれのキャリッジ(20*)に連結されており、且つ、その他のスライドから独立的に前記第2の環状ガイドに沿って自由に滑動するように前記第2の環状ガイドに連結されており、前記リニア電気モーターは、前記第2の環状ガイドに沿って固定位置に配置されているステーターと、幾つかの可動スライダーとを備え、前記可動スライダーの各々は、前記ステーターから駆動力を受け取るように前記ステーターに電磁的に結合されており、且つ、それぞれのスライドに堅固に連結されている、請求項20に記載の製造機械(15)
【請求項22】
前記使い捨てカートリッジの各々は円筒形ケース(2)を備え、前記円筒形ケース(2)は、内側が中空であり、且つ、前記基部に連結されている下方端部を有し、前記第2の給送コンベヤに沿って、各々の前記使い捨てカートリッジの前記円筒形ケース(2)をそれぞれの前記基部に溶接するためのステーション(S13)と、各々の前記使い捨てカートリッジを制御及び検査するためのステーション(S14)と、欠陥がある前記使い捨てカートリッジを廃棄するためのステーション(S15)とが得られている、請求項20又は21に記載の製造機械(15)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械に関する。
【背景技術】
【0002】
最近においては、数回にわたって使用され且つ特に(電子タバコの機能のための必要な電力を供給する)電池を収容する再使用可能な円筒形部分を備える、(例えば、特に、ある特許文献で説明されている)電子タバコが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。これに加えて、この電子タバコは、再使用可能な部品にねじ留めされている使い捨ての円筒形カートリッジ(即ち、したがって一回だけしか使用されず、且つ、使用後に交換される、一回使い切りのカートリッジ)を備える。
【0003】
各々の使い捨てカートリッジは、内側が中空である円筒形ケースと、上方キャップに連結されているそのカートリッジの上方端部とを備え、このカートリッジの下方端部は支持基部(support base)に連結されており、この支持基部は、(電気絶縁性の)プラスチック材料で作られており、且つ、2つの電気接続端子に電気的に接続されている電子回路を内側に収容する。この使い捨てカートリッジは、さらに、(電気絶縁性の)プラスチック材料で作られており、且つ、基部を含む支持本体を備えている、フローチューブ(flow tube)を備えており、このフローチューブの支持本体は、使用時には、支持基部と中央チャンネル(central channel)とに対して溶接によって連結されており、この中央チャンネルは、支持物として、及び、これと同時に、電気接続端子に接続されるのに適している2つの電極が互いに適切に分離させられている状態を保つように、絶縁スペーサーとしても作用する。この2つの電極は、さらに、加熱部材にも電気的に接続されており、この加熱部材は、「U」字形に曲げられた電気絶縁材料で作られているウィック(wick)と、少なくともこのU字形ウィックの中心側の周りに螺旋状に巻き付けられているワイヤーから成るサーミスターとを備える。このワイヤーの互いに反対側に位置した2つの端部には、2つの端子が得られており、これら2つの端子は、溶接によってその対応する電極に電気的に接続されている。
【0004】
この使い捨てカートリッジは、さらに、ニコチンと場合によっては香料とを含む粘性液体物質で含浸されている(綿パッドのような)基材(substrate)を備える。この基材は円筒形の管状形状を有し、使用時に加熱部材によって発生させられる熱が基材を温めて、その基材に含浸されている粘性液体物質の緩慢な揮発を生じさせるように、加熱部材のサーミスターの周りに配置されている。
【0005】
現在では、この使い捨てカートリッジは、多くの場合に、手作業で作られるか、又は、労働力の連続的な使用を含む原始的な製造機械を用いて作られている。したがって、使い捨てカートリッジの生産は、時間を要する仕方で(即ち、低い生産性で)、且つ、非常に変動的な(しかし、一般的には、程々の)品質を伴って行われ、幾つかの欠点を有する。
【0006】
例えば、電気接続端子は、その電気接続端子が中にばら積みの形で入れられている対応する容器から拾い上げられ、対応する可動連結部材に送られ、この可動連結部材は、軸方向移動によって、その電気接続端子を対応する支持基部の中に挿入する。この工程は、対応する支持物基部の中への電気接続端子の締まり嵌めを得るために必要とされる特定の力を加えることによって成し遂げられる。
【0007】
これに加えて、管状基材は、スプールの形に巻かれた連続ベルトから切り取られて、2つの電極の周りに取り付けられる。特に、この管状基材は、2つの電極のサイズよりも大きい寸法となるように弾性的に変形させられ(拡張され)、その後に、2つの電極の周りに取り付けられ、最後に、この管状基材の自然弾性復帰(natural elastic return)がこの管状基材を2つの電極に付着させるように釈放される。
【0008】
2つの電極の周りに管状基材を取り付けた後に、荷重を支持する支持基部、(特に)電極と基材とを、(軽量の機械的な締まり嵌め連結を実現するように)力を用いて、ケース内に取り付けることが必要である。基材を(深刻にさえも)損傷させる危険性が高いので、この作業は特に複雑であり、且つ、細心の注意を要する。したがって、その基材の完全性を保つために、この作業は非常にゆっくりと(即ち、非常に低い単位時間当たりの生産性を伴って)行われる。
【0009】
したがって、許容可能な生産品質を維持するためには、非常にゆっくりと作業することが必要とされる(即ち、非常に低い単位時間当たりの生産性を伴う)ので、使い捨てカートリッジの生産のためのこれらの方法が非効率的であるという欠点を有するということが指摘されてきた。これに加えて、容器から連結部材に電極を移動させるために必要とされる電極の取り扱いの最中に、基材又は電極上での損傷(特に、電極の望ましくない変形)が頻繁に発生する。
【0010】
別の特許文献には、電子タバコ用の使い捨てカートリッジをアセンブリするための方法が記載されている(例えば、特許文献3参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】国際公開第2014/058678号
【文献】国際公開第2014/088889号
【文献】国際公開第2015/123558号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明の目的が、従来技術に見出される欠点が無く、且つ、これと同時に、実施が容易であり且つ低コストである、電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明によって、添付されている特許請求項に記載されている、電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械が提供される。
【0014】
以下では、非限定的な実施形態の幾つかの事例を図示する添付図面を参照しながら、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の目的である製造機械によって作られる使い捨てカートリッジの略分解組立図である。
図2図1の使い捨てカートリッジの製造機械の略正面図である。
図3図2の給送システムの移動アセンブリの斜視図である。
図4】図を明瞭にするために部品が取り外されている、図2の第1の給送システムの分岐の略図である。
図5図4の電気接続端子の挿入のためのステーションの略図である。
図6図2の形成ユニットの正面図である。
図7】半成品の使い捨てカートリッジに加熱部材を連結するためのステーションと、図6の形成ユニットの加熱部材のための曲げステーションとの略斜視図である。
図8】基材を付与するためのステーションと、図6の形成ユニットのケースを付与するための後続のステーションとの略斜視図である。
図9図8のステーション内での材料の給送を示す略正面図である。
図10図8のステーション内での材料の給送を示す略斜視図である。
図11】基材を付与するためのステーションの略斜視図である。
図12】図を明瞭にするために部品が取り外されている、図2の第2の給送システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1では、番号1が、(公知のタイプであり、詳細には説明しない)円筒形の電子タバコのための使い捨てカートリッジを全体として示し、この使い捨てカートリッジは、円筒形の再使用可能な部品(図示されていない)にねじ込まれており、特に、電子タバコの機能のために必要な電力を供給する電池を収容する。
【0017】
各々の使い捨てカートリッジ1は、内部が中空である円筒形ケース2を備え、この円筒形ケース2の上方端部は上方キャップ3に連結され、一方、その下方端部は、軸線Xを有する(電気絶縁性の)プラスチック材料で作られている支持基部4に連結され、この支持基部4は、2つの信号電極5に電気的に接続されている電子回路を内側に収容する。さらに、使い捨てカートリッジ1は、(電気絶縁性の)プラスチック材料で作られており、且つ、使用時に支持基部4に溶接によって連結される基部7を備えている、フローチューブ6を備える。フローチューブ6は中央チャンネル8を備え、この中央チャンネル8は、使用時には軸線Xと同軸に配置され、支持物として、及び、これと同時に、2つの電極を、互いに適切に隔てられているように、且つ、信号電極5に接続されるのに適合化されているように維持するための絶縁スペーサーとして機能する。2つの電極9は、さらに、加熱部材10に連結されており、この加熱部材10は、「U」字形に曲げられた電気絶縁性材料で作られているウィック11と、この「U」字形ウィック11の周りに螺旋状に巻かれたワイヤーで作られているサーミスター12とを備える。このワイヤーの互いに反対側に位置する2つの端部に2つの端子が得られ、これら2つの端子は、対応する電極9に溶接によって電気的に接続されている。
【0018】
この使い捨てカートリッジ1は、さらに、ニコチンと場合に応じて香料とを含む粘性液体物質で含浸されている基材14(例えば、綿パッド)を備える。この基材14は同軸の円筒形の管状の形態であり、この基材14は、使用時に加熱部材10によって発生させられる熱が基材14を温めて、基材14に含浸させられている粘性液体物質のゆっくりとした揮発(気化)を生じさせるように、使用時に加熱部材10のサーミスター12の周りに軸線Xと同軸に配置されている。図2では、番号15が、上述した電子タバコ用の使い捨てカートリッジの生産のための製造機械を全体として示している。
【0019】
製造機械15は、給送システム16を備え、この給送システム16は、概ね楕円形の形成経路P1に沿って延び、給送システム16に沿って配置されている複数の作業ユニットを備え、対応する使い捨てカートリッジ1の構成要素を供給する。
【0020】
給送システム16の下流には、複数のドラム18(より適切に後述される)を備える形成ユニット17が備えられており、この形成ユニット17は、給送システム16から半成品の使い捨てカートリッジ1を受け取り、概ね楕円形の形成経路P2に沿って延び且つ給送システム19に沿って配置されている複数の作業ユニットを備える給送システム19に、半成品の使い捨てカートリッジを移送する。
【0021】
給送システム16は、概ね楕円形に延びる直線コンベヤ16*を備え、この直線コンベヤ16*は、使い捨てカートリッジ1の構成要素を受け取り、保持し、その後で付与するようになっている、互いに独立している複数のキャリッジ(carriage)20(図3に示されている)を備える。コンベヤ16*はキャリッジ20を支持し、幾つかの加工ステーションを通過する形成経路P1に沿って循環的にキャリッジ20を移動させる。直線コンベヤ16*は、固定位置に配置されており且つ形成経路P1を画定する環状ガイド(ループ形に閉じられている)を備える。特に、環状ガイド21は、単一の固定された(即ち、移動しない)レールによって形成されており、このレールは形成経路P1に沿って配置されている。これに加えて、直線コンベヤ16*は複数のスライド(slide)22を備え、これらのスライド22の各々は、対応するキャリッジ20を支持し、且つ、環状ガイド21に沿って自由に滑動するように環状ガイド21に連結されている。最後に、直線コンベヤ16*は、形成経路P1に沿ってキャリッジ20を搬送するスライド22を動かすリニア電気モーターを備える。好ましい代替案では、このリニア電気モーターは、環状ガイド21に沿って固定位置に配置されている環状ステーター(即ち、固定一次側)と、複数の可動スライダー(即ち、可動二次側)とを備え、この可動スライダーの各々は、ステーター自体から駆動力を受け取るようにステーターに電磁的に結合されており、且つ、対応するスライド22に堅固に連結されている。好ましい代替案では、スライド22は、機械的制動部材を備えていない。所望の位置におけるスライド22の停止が、リニア電気モーターだけによって駆動される。各々のスライド22は、断続的に、即ち、移動ステップの循環的な交番を生じさせる非連続的な動作の形で動作させられ、この場合に、スライド22は、互いに隣接する加工ステーションと加工ステーションにおける停止ステップとの間を移動するように動いている。スライド22は互いに独立的に制御される。
【0022】
各々のキャリッジ20は、使い捨てカートリッジ1の構成要素を収容するための座23を画定する、1つのステーションとその他のステーションとの間の移動において使い捨てカートリッジ1の構成要素を締め付け固定するための保持部材(例えば、クランプ)を備えている。各々のキャリッジ20は、さらに、保持部材を制御するためのカム作動システムを備える。
【0023】
より適切に図2に示されているように、形成経路P1は、互いに反対側に位置した2つの半円形の部分25*、25**によって接合されている、互いに平行であり且つ互いに反対側に位置した2つの直線部分24*、24**を有する長円形の形状を有する。好ましい代替案では、この長円形の形成経路P1は、給送システム16の負担を制限するように、両方の直線部分24*、24**の区域内に連続的に加工ステーションを備えていることによって、両方の直線部分24*、24**を使用することを可能にする。
【0024】
図示されていない別の代替案では、形成経路P1は長円形の形状を有し、加工ステーションは、単一の直線部分24*、24**の区域内に、互いに隣同士に且つ連続的に配置されている。
【0025】
スライド22は、支持基部4の挿入のためのステーションS1と、支持基部4の方向配置を制御するためのステーションS2と、信号電極5の挿入のためのステーションS3と、電子プロセッサーCの挿入のためのステーションS4と、フローチューブ6に対して支持基部4を連結するためのステーションS5と、支持基部4をフローチューブ6に溶接するためのステーションS6と、制御及び検査ステーションS7と、廃棄ステーションS8とを通過する形で、時計回り方向に形成経路P1に沿って移動する。第1の代替策では、S1からS6の参照番号が付けられているステーションは、上方直線部分24*に沿って配置されており、S7とS8の参照番号が付けられているステーションは、下方直線部分24**に沿って配置されている。キャリッジ20は、使用時にそれぞれのステーションS1-S8に対向するそれぞれのスライド22の側に配置されており、複数の個別的な要素を受け取り、且つ、半成品の使い捨てカートリッジ1を形成ユニット17に配送する。ステーションS1-S8の全ては、環状ガイド21の同一の側に配置されている。
【0026】
図4に示されているように、それぞれのキャリッジ20の座23が支持基部4のための振動回収集容器(vibrating collecting container)26の出口に直接的に対向する位置にあるように、各スライド22が挿入ステーションS1の区域内に配置されるまで、各々のスライド22が制御される。振動回収集容器26内には、乱雑な集団の形で上方から供給される個別的な支持基部4の下向きの移動のために、チャンネル27が備えられている。回収容器26の底部では、支持基部4が、直線部分24*に対して概ね水平であり且つ直交している軸線Xを有する形に方向配置されている。挿入ステーションS1はプッシャー要素(pusher element)28を備え、このプッシャー要素28は、キャリッジ20に対して反対側に振動回収容器26の出口に対向する位置に配置されている。プッシャー要素28は、直線部分24*に対して直交する方向に移動可能である。プッシャー要素28は、支持基部4を横取り(intercept)するように、且つ、それぞれの座23の中への支持基部4の挿入を可能にするように、前進する。
【0027】
その次に、所望の方向配置が得られるまで支持基部4を回転させるように設計されている部材29を備えている、支持部材4の方向配置を制御するためのステーションS2の区域内に配置されるまで、スライド22が制御される。この方向配置ステーションS2は、挿入ステーションS1から到来する支持基部4の方向配置を検出するための光学センサーを備えている。部材29は、上記センサーによって検出される信号にしたがって、軸線Xを中心として支持基部4を回転させるように設計されている。
【0028】
その次に、スライド22は、信号電極5の挿入のために、コンベヤベルト30に対向する位置において、挿入ステーションS3に位置合わせされるまで、前進させられらる。信号電極5のための挿入ステーションS3は、乱雑に方向配置された信号電極5の集団を給送するための複数のチャンネル31を備える。好ましい代替案では、信号電極5を給送するための4つのチャンネル31が備えられている。図5aと図5bとにより適切に示されているように、各チャンネル31のためのピックアンドプレイス位置決めシステム(pick-and-place positioning system)32によって、信号電極5が4つのチャンネル31から拾い上げられ、適正な方向配置の形で信号電極5を配置するために(必要に応じて)回転させられ、4つのチャンネル31に対して垂直に配置されているコンベヤベルト30上で得られる座33の内側に挿入される。コンベヤベルト30は、キャリッジ20の反対側に位置したコンベヤベルト30の側に配置されているプッシャー要素34の区域内において、信号電極5の整然とした集団を搬送する。プッシャー要素34は、直線部分24*に対して垂直方向に移動可能である。プッシャー要素34は、信号電極5を横取りするように、且つ、それぞれの支持基部4の中に信号電極5が挿入されることを可能にするように、前進する。
【0029】
図示されていない代替案では、挿入ステーションS3は、追加のピックアンドプレイス位置決めシステムを備えており、この追加のピックアンドプレイス位置決めシステムは、コンベヤベルト30の座33から信号電極5を拾い上げて、プッシャー部材と協働する空洞の中に信号電極5を移送し、このプッシャー部材は、それぞれの支持基部4の中に信号電極5が挿入されることを可能にするように前進する。
【0030】
電子プロセッサーCの挿入のために、挿入ステーションS4においてピックアンドプレイス位置決めシステム35に対向する位置にスライド22が配置されるまで、スライド22が前進させられる。電子プロセッサーCの整然とした集団が、直線搬送コンベヤ16*に対して垂直に配置されており且つ個々の電子プロセッサーCを収容するための座を備えているコンベヤベルト36によって、搬送される。さらに別の代替案では、電子プロセッサーCの整然とした集団が、スプールによって給送される。ピックアンドプレイス位置決めシステム35は、電子プロセッサーCを拾い上げて、空洞37の中に電子プロセッサーCを搬送し、この空洞37は、キャリッジ20に対して反対側に位置したコンベヤベルト36の側に配置されているプッシャー部材36と協働する。このプッシャー部材38は、直線部分24*に対して垂直な方向に沿って移動可能である。プッシャー要素28は、電子プロセッサーCを横取りするように、且つ、それぞれの支持基部4の内側への電子プロセッサーCの挿入を可能にするように、前進する。
【0031】
最後に、挿入ステーションS4の下流には、それぞれのフローチューブ6に対して支持基部4を連結するためのステーションS5が備えられている。同一の方向配置を有するフローチューブ6の整然とした集団(プラスチック材料で作られている支持基部7と、電極9との両方を備える)が、排出ステーション(output station)までコンベヤ39によって給送される。この排出ステーションでは、フローチューブ6の下方端部をそれぞれの支持基部4に連結するために、スライドが個別のフローチューブ6を拾い上げる。
【0032】
給送システム16は、さらに、それぞれのフローチューブ6に支持基部4を溶接するための複数の装置40を含む溶接ステーションS6を備えている。溶接装置40は互いに同一であり、且つ、互いに位置合わせされており、好ましくは超音波溶接を行う。各々の溶接装置40は、互いに固定されなければならない支持基部4とフローチューブ6とに対して振動の形態のエネルギーを直接的に送るソノトロード(sonotrode)41を備え、このソノトロード41は溶接圧力を付与する。特に、このソノトロード41の各々は、直線部分24*に対して垂直な軸線に沿って縦方向に延びる本体を備える。複数の溶接装置40は、同時機械加工を行うように適合化されており、即ち、それぞれの支持基部4に対してフローチューブ6を同時に溶接するように適合化されている。
【0033】
スライド22は、直線部分24*を移動した後に、半円形部分25*を通過し、その次に直線部分24**を通過して移動し、この直線部分24**に沿って、直線部分24*内で得られる半成品の使い捨てカートリッジ1を制御及び検査するためのステーションS7が配置されている。制御及び検査ステーションS7の下流には、欠陥があるか又は不適合な使い捨てカートリッジ1のための廃棄ステーションS8が配置されている。
【0034】
給送システム16内では、様々な個別的な要素(支持基部4、電子回路C、信号電極5、フローチューブ6)が、アセンブリ方向に対して垂直な経路に沿って給送される。給送システム16内では、様々な個別的な要素(支持基部4、電子回路C、信号電極5、フローチューブ6)が、形成経路P1に対して垂直な経路に沿って水平平面上を給送される。
【0035】
スライド22は、直線部分24**を移動し終わった後に、形成ユニット17の第1のドラム18Aに対向する排出ステーションに配置されるまで、半円形部分25**を通って移動する。
【0036】
加熱部材10を半成品の使い捨てカートリッジ1に連結するためのステーションS9と、加熱部材10を曲げるためのステーションS10と、基材14を付与するためのステーションS11と、最後に、完成しているが上方キャップ3が無い使い捨てカートリッジ1を給送システム19に搬送する、基材14を付与するためのステーションS12とが、形成ユニット17に沿って連続的に配置されている。
【0037】
図6に示されているように、形成ユニット17は、互いに平行なそれぞれの中央回転軸線Xを中心として回転するドラムとして形成されている、4つの給送コンベヤ18A、18B、18C、18Dを備える。
【0038】
図7に示されているように、半成品の使い捨てカートリッジ1に加熱部材10を連結するためのステーションS9はドラム18Aを備え、このドラム18Aは、回転軸線XS9を中心として時計回り方向に回転し、且つ、複数の周囲の座42を支持する。半成品の使い捨てカートリッジ1がプッシャー部材によってドラム18Aの座42にそれぞれのキャリッジから軸方向に(ドラム18Aの回転軸線XS9に対する平行な移動を伴って)移送されることが可能であるように、搬送コンベヤ16*は排出ステーションにおいてドラム18Aの前方に部分的に重ねられている。半成品の使い捨てカートリッジは、回転軸線XS9に対して平行な回転軸線Xを有する形で、座42の中に収容されている。
【0039】
加熱部材10を挿入するための装置43も備えられており、この装置43は、半成品の使い捨てカートリッジ1がドラム18Aの座42に移送される排出ステーションの上流において、ドラム18Aの上方周縁部に配置されている。加熱部材10は、電気絶縁性材料のウィックの周りにワイヤーが既に螺旋状に巻き付けられ終わっている、スプールの形に巻かれている連続ベルトによって給送される。加熱部材10を得るための材料の連続スプールは巻きを解かれて、加熱部材10の挿入のための装置43の可動ガイド内に給送される。ガイド44は、スプールによって巻きを解かれた加熱手段10を得るための材料の下降に追従するように垂直方向に移動可能であり、且つ、座42内への上記材料の挿入を容易化するために水平方向に移動可能である。この可動ガイド44は、実際には、ドラム18Aの座42の中に連続的に巻きを解かれるスプールの動作に追従するように、ドラム18Aと協働し、ドラム18Aは、対応する加熱部材10を保持するための手段45を備えている。特に、各々の座42は、真っ直ぐに伸ばされた加熱部材10を保持するためのクランプを備えている。好ましい一代替案では、各々の座42は、座42内での真っ直ぐに伸ばされた加熱部材10の保持を向上させるための取入れシステム(intake system)も備えている。加熱部材10の挿入のための装置43は、さらに、切断装置46を備え、この切断装置46は、所望の長さで一続きの加熱部材10を切断するように、スプールの交差切りを循環的に行う。各々の真っ直ぐに伸ばされた加熱部材10は、電極9に直接的に対向する位置に配置されるように、それぞれの座42の中に収容される。座42内では、加熱部材42は直線的な展開(development)を有し、半成品の使い捨てカートリッジ1の回転軸線Xに対して垂直に配置されている。
【0040】
ドラム18Aの周縁部に沿って、ドラム18Aの座42に対して半成品の使い捨てカートリッジ1が搬送される排出ステーションの下流に、それぞれの加熱部材10に対して2つの電極9を溶接するためのステーションが備えられている。この溶接ステーションは、好ましくは2つの電極9の各々に対して加熱部材10をレーザー溶接する、単一の溶接装置47を備える。特に、溶接装置47は、ドラム18Aの停止ステップ中に2つの溶接箇所をその軌道中において行う楕円形の軌道を描いて移動する可動レーザーヘッドを備える。
【0041】
加熱部材10を曲げるためのステーションS10がドラム18Bを備え、このドラム18Bは、回転軸線XS10を中心として時計回り方向に回転し、複数の周縁の座48を支持する。ドラム18Aは通過ステーションにおいてドラム18Bに対向し、この通過ステーションでは、半成品の使い捨てカートリッジ1とカウンタープッシャー(counter-pusher)要素50とを軸方向に押すように、プッシャー部材49がドラム18Aの座42の中を通って移動し、このカウンタ-プッシャー要素50は、プッシャー部材49に位置合わせされており且つその反対側に位置しており、プッシャー部材49に対して反対の側において半成品の使い捨てカートリッジ1の軸方向移動に追従するように、ドラム18Bの座48の中を通って移動する。
【0042】
半成品の使い捨てカートリッジが、回転軸線XS10に対して平行なその回転軸線Xを伴って、座48の内側に収容されている。折り曲げステーションS10は、座48の内側で可動加熱部材20を曲げるための装置48*を備え、この装置48*は、加熱部材10を横取りすることによって、加熱部材10をフローチューブ6の周りで「U」字形に曲げる。この加熱部材10を「U」字形に曲げる段階中は、予め作られる2つの電極9の各々に対する加熱部材10の溶接箇所は、必ずしも応力を加えられる必要は無いということを指摘することが重要である。
【0043】
加熱部材10を「U」字形に曲げることが完了すると、半成品の使い捨てカートリッジ1が、ドラム18Cに搬送され、このドラム18Cは、回転軸線XS11を中心として時計回り方向に回転し、且つ、基材14の付与のためにドラム18Bに隣接して配置されている。図8から図11により適切に示されているように、基材14の付与のためのステーションS11は、ドラム18Cの対応する保持ヘッド52の内側に、ドラム18Bのポケット48から、(支持基部4と、フローチューブ6と、事前に付与されている「U」字形に曲げられた加熱部材10とが備えられている)各々の使い捨てカートリッジ1を挿入するための、且つ、したがって、対応するポケット53内に収容されており且つ保持ヘッド52に入る加熱部材10の周りで「U」字形に曲がる基材14を横取りするための、挿入装置51を備えている。
【0044】
ドラム18Cの保持ヘッド52の各々は、実際には、ポケット53に連結されており、ポケット53は、保持ヘッド52から半径方向に最も外側に配置されており、且つ、このポケット53は、対応する長方形の基材14を受け取って保持するようになっており、基材自体が保持ヘッド52の前方に配置されているように初期状態では平らである。好ましくは、各ポケット53は2つの互いに反対側に位置したフックを備え、これらのフックは、ドラム18Cに対してヒンジ式に取り付けられており、且つ、対応する平らな基材14をドラム18Cの外側表面に対して押し付けて保持する。
【0045】
基材14を挿入するための装置54が備えられており、この装置54は、ドラム18Cの上方周縁部の区域内に配置されており、対応するポケット53の中に平らな基材14を逐次的に挿入するのに適合させられている。この挿入装置54は、スプールから到来する吸湿性材料の連続ベルトを受け取り、対応するポケット53の中に挿入される一連の基材14を切断するように、吸湿性材料の連続ベルトの交差切りを循環的に行う。
【0046】
好ましい代替案では、各々の保持ヘッド52は環状の形状を有し、2つの(半円形の横断面を有する)シェル(shell)形の要素55によって形成されており、このシェル形要素55は、2つのシェル形要素55が互いに特定の距離を隔てて配置されている開放位置と、2つのシェル形要素55が互いに接触して配置されている閉鎖位置との間を、互いに対して相対的に移動可能である。特に、各々の保持ヘッド52内では、2つのシェル形要素55は、対応する回転によって互いに対して相対的に移動するようにドラム18Cにヒンジ式に取り付けられている。
【0047】
各々の保持ヘッド52のシェル形要素55は、加熱部材10の周りに巻かれている基材14に連結させられている半成品の使い捨てカートリッジ1とフローチューブ6との半径方向の進入を可能にする開放位置に配置され、この進入後に、加熱部材10とフローチューブ6の周りでチューブ形に吸湿性材料のスワッブ(swab)14を曲げるための閉鎖位置に配置される。言い換えると、各々の保持ヘッド52において、初期状態では平らな基材が、ドラム18Bから到来する半成品の使い捨てカートリッジ1によって横取りされ、この基材は、(開放位置に配置されているシェル形要素55を有する)保持ヘッド52の中に進入することによって、使い捨てカートリッジ1の周りに「U」字形に曲がる。使い捨てカートリッジ1が完全に保持ヘッド52の中に挿入され終わると、保持ヘッド52のシェル形要素55は、加熱部材10とフローチューブ6との周りで基材14を管状に曲げるために閉鎖位置に移動させられる。
【0048】
基材14が付与され終わると、保持ヘッド52のシェル形要素55が依然として閉鎖位置にある時に、移送装置56が、(特に、加熱部材10と、チューブ形に曲げられた基材14とを備えている)半成品の使い捨てカートリッジ1を保持ヘッド52から軸方向に取り外す。
【0049】
ケース2を付与するためのステーションS12がドラム18Dを備え、このドラム18Dは、回転軸線XS12を中心として時計回り方向に回転し、複数の周縁の座57を支持する。それぞれの保持ヘッド52によって、半成品の使い捨てカートリッジ1が軸方向に(即ち、ドラム18Aの回転軸線XS12に対して平行な移動を伴って)ドラム18Dの座57にプッシャー部材によって移送されることが可能であるように、ドラム18Dが移送装置56においてドラム18Cの前方に部分的に重ねられている。半成品の使い捨てカートリッジ1は、その回転軸線Xが回転軸線XS12に平行である形で、座57の内側に収容されている。
【0050】
ホッパー(hopper)58がドラム18Dに連結されており、このホッパー58は、ケース2を給送するための装置から到来するケース2の乱雑な集団を受け取る。ホッパー58の下方出口がドラム18Dの周縁に配置されており、プッシャー部材が備えられており、このプッシャー部材はドラム18Dの回転軸線XS12に対して平行な方向に沿って交番移動させられ、このプッシャー部材はケース2を横取りし、対応するドラム18Dの座57の中に挿入されるまでホッパー58の下方出口の外にケース2を循環的に押し出す。
【0051】
半成品の使い捨てカートリッジ1が軸方向に保持ヘッド52から拾い上げられて、移送装置56によって運ばれるケース2の中に移送装置56の動作によって軸方向に挿入されるように、ドラム18Dの座57の各々は、対応するドラム18Cの保持ヘッド52と軸方向に位置合わせされている。好ましい一実施形態では、ドラム18Cの保持ヘッド52の各々は、対応する基部2の中への進入を容易にするために、(損傷なしに弾性的に変形することが可能である)チューブ形に曲げられた基材14を半径方向に圧縮するように、出口端部において段階的に縮小するフレアー形状を内側に有する。
【0052】
好ましくは、移送装置56は、半成品の使い捨てカートリッジ1とカウンタープッシャー要素とを軸方向に押すように、ドラム18Cの保持ヘッド52の中を通過するプッシャー要素を備え、このカウンタープッシャー要素は、プッシャーの反対側において半成品の使い捨てカートリッジ1の軸方向移動に追従するように、プッシャー要素に位置合わせされており、且つ、その反対側に位置し、ドラム18Dの座57を横断して移動する。好ましくは、この移送装置56は、さらに、基部2内への半成品の使い捨てカートリッジ1の挿入を容易にするように、半成品の使い捨てカートリッジ1の軸方向挿入中に、対応するケース2を回転させることが可能である回転装置も備える。
【0053】
最後に、ドラム18Dは移送装置59を備え、この移送装置59は、使い捨てカートリッジ1を給送装置19のキャリッジの内側に軸方向に押し込むように、ドラム18Dの座57の中を通って移動するプッシャー要素を備えている(下記においてより適切に説明される)。
【0054】
給送システム19は給送システム16に全体的に類似しているが、概ね楕円形に延びる直線搬送コンベヤ60もさらに含み、この直線搬送コンベヤ60は、互いに独立しており且つ使い捨てカートリッジ1を受け取って保持するようになっている、複数のキャリッジ20*図3に示されている)を備える。直線搬送コンベヤ60はキャリッジ20*を支持し、幾つかの加工ステーションを通過する形成経路P2に沿ってキャリッジ20*を循環的に移動させる。直線搬送コンベヤ60は、固定位置に配置されており且つ形成経路P2を画定する(即ち、ループ状に閉じている)環状ガイド61を備える。特に、環状ガイド61は、単一の固定(即ち、移動なしの)レールによって形成されており、このレールは形成経路P2に沿って配置されている。これに加えて、直線搬送コンベヤ60は複数のスライド22*を備え、このスライド22*の各々は、対応するキャリッジ20*を支持し、環状ガイド61に沿って自由に滑動するように環状ガイド61に連結されている。最後に、直線搬送コンベヤ60は、形成経路P2に沿ってキャリッジ20*を搬送するスライド22*を動作させるリニア電気モーターを備える。好ましい代替案では、このリニア電気モーターは、環状ガイド61に沿って固定位置に配置されている環状ステーター(即ち、固定一次側)と、複数の可動スライダー(即ち、可動二次側)とを備え、可動スライダーの各々は、ステーター自体から駆動力を受け取るようにステーターに電磁的に結合されており、且つ、対応するスライド22*に堅固に連結されている。好ましい代替案では、スライド22*は機械的ブレーキ部材を備えてはいない。所望の位置におけるスライド22*の停止は、リニア電気モーターによってだけ駆動される。各々のスライド22*は断続的に動作させられ、即ち、動作ステップの循環的な交番を実現する不連続的な動作であり、この場合にスライド22*が、互いに隣接する加工ステーションと、加工ステーションにおける停止ステップとの間を移動するために動作している。スライド22*は互いに独立的に制御される。
【0055】
各々のキャリッジ20*は、1つのステーションから別のステーションへの移動の際に使い捨てカートリッジ1を締め付けるための保持部材(例えば、クランプ)を備えており、この保持部材は使い捨てカートリッジ1を収容するための座を画定する。各々のキャリッジ20*は、さらに、保持部材を制御するためのカム作動システムを備える。
【0056】
形成経路P2は、互いに反対側に位置した2つの半円形部分63*、63**によって接合されている、互いに平行であり且つ互いに反対側に位置した2つの直線部分62*、62**を有する長円形の形状を有する。この長円形の形成経路P2は、加工ステーションを上に配置するために唯一の直線部分62*、62**を使用すること、又は、代替案として、給送システム19の負担を限定するために、両方の直線部分62*、62**に加工ステーションを配置することを可能にする。
【0057】
スライド22*は、時計回り方向に形成経路P2に沿って移動し、移送装置59のプッシャー部材が使い捨てカートリッジ1の各々をドラム18Dからそれぞれのキャリッジ20*の内側に移動させる、形成ユニット17のドラム18Dに対向する装填ステーション(loading station)において、半成品の使い捨てカートリッジ1を拾い上げ、完成しているが上方キャップ3が無い使い捨てカートリッジ1を使い捨てカートリッジ1各々のケース2の溶接ステーション13を通過して移動させることによって、排出コンベヤ64に対して、それぞれの支持基部4に対して、電子回路Cを検査するためのステーションS14に対して、及び、欠陥がある使い捨てカートリッジ1を廃棄するためのステーションS15に対して配送する。
【0058】
ステーションS13-S15の全ては環状ガイド61の同じ側に配置されている。第1の代替案では、溶接ステーションS13と、電子回路Cを検査するためのステーションS14と、廃棄ステーションS15の全ては、直線部分62*に沿って配置されている。別の代替案では、溶接ステーションS13と、電子回路Cを検査するためのステーションS14は、直線部分62*に沿って配置されており、一方、廃棄ステーションS15は直線部分62**に配置されている。
【0059】
溶接ステーションS13は、互いに等しく且つ互いに位置合わせされている複数の溶接装置を備え、これらの溶接装置は、好ましくは、支持基部4に対するケース2の超音波溶接を行う。各々の溶接装置はソノトロードを備え、ソノトロードは、互いに固定されなければならない支持基部4とフローチューブ6とに対して振動の形でエネルギーを直接的に伝送し、且つ、溶接圧力を加える。特に、各々のソノトロード41は、直線部分に対して垂直な軸線に沿って縦方向に延びる本体を備える。複数の溶接装置が、同時機械加工を行うように、即ち、ケース2をそれぞれの支持基部4に同時に溶接するように適合化されている。
【0060】
各々の使い捨てカートリッジ1の直線部分62*に沿って、ケース2の溶接ステーションS13の下流において、それぞれの支持基部4に対して、使い捨てカートリッジ1内に含まれている電子回路Cを制御及び検査するためのステーションS14が備えられている。
【0061】
第1の実施形態では、電子回路Cを制御及び検査するためのステーションS14の下流において、直線部分62*に沿って、電子回路Cが不適合である使い捨てカートリッジ1を廃棄するためのステーションS15が配置されている。廃棄ステーションS15の下流の、直線部分62*の一方の末端には、排出ステーションが備えられており、この排出ステーションは、排出コンベヤ64に対向する位置に配置されており且つ直線部分62*に対して垂直な方向に沿って移動可能である、少なくとも1つのプッシャー要素65(好ましくは、2つのプッシャー要素65)を備えている。直線搬送コンベヤ60が、プッシャー要素65と排出コンベヤ64との間に挿入されている。プッシャー要素65は、キャリッジ20*の使い捨てカートリッジ1を横取りするために、且つ、排出コンベヤ64の区画の内側への使い捨てカートリッジ1の挿入を可能にするために、前進する。その次に、スライド22*が、直線部分62*を横断して移動した後に、連続的に、半円形部分63*と、直線部分62**と、半円形部分63**とを移動し、最後には、新たな半成品の使い捨てカートリッジ1を拾い上げるために、形成ユニット17のドラム18Dに対向する位置において移送装置59に配置される。
【0062】
よりコンパクトである、さらに別の代替案では、直線部分62**に沿って、電子回路Cを制御及び検査するためのステーションS14の下流において、排出ステーションが備えられており、この排出ステーションは、排出コンベヤ64に対向する位置に配置されており且つ直線部分62*に対して垂直な方向に沿って移動可能であるプッシャー要素65を備える。直線搬送コンベヤ60が、プッシャー要素65と排出コンベヤ64との間に挿入されている。プッシャー要素65は、使い捨てカートリッジ1を横取りするために、且つ、排出コンベヤ64の区画の内側への使い捨てカートリッジ1の挿入を可能にするために、前進する。スライド22**が、直線部分62*を横断して移動した後に、半円形部分63*を移動する。直線部分62**に沿って、電子回路Cが不適合である使い捨てカートリッジ1を廃棄するためのステーションS15が、代わりに配置されている。スライド22*は、直線部分63**を通って移動した後に、半円形部分63**を移動し、最後には、新たな半成品の使い捨てカートリッジ1を拾い上げるために、形成ユニット17のドラム18Dに対向する位置において移送装置59の区域内に再び配置される。
【0063】
図示されていない別の代替案では、概ね楕円形の形成経路P1に沿って延びる給送システム16と、形成経路P2に沿って展開される給送システム19とが、概ね楕円形の形成経路に沿って展開され且つその給送システムに沿って配置されている複数の操作ユニットを備える、単一の給送システムによって置き換えられることが可能である。この給送システムは、単一の直線搬送コンベヤを備え、この直線搬送コンベヤに沿って、互いに独立した複数のキャリッジ20、20*が、幾つかの加工ステーションS1-S15を通過する形で循環的に移動させられる。形成経路は、互いに反対側に位置した2つの半円形部分によって接合されている、互いに平行であり且つ互いに反対側に位置した2つの直線部分を有する長円形の形状を有する。上方直線部分に沿って、形成ユニット17も備えられており、この形成ユニット17は複数のドラムを備えている。
【0064】
図示されていない、さらに別の代替案では、形成ユニット17は、加工ステーションS9-S12がそれに沿って配置されている単一のドラム18又は任意の個数のドラム18を備えている。
【0065】
本明細書で説明される製造機械15は、幾つかの利点を有する。
【0066】
まず第1に、上述した製造機械15は、1分間当たり約300個の使い捨てカートリッジ1という非常に高い時間生産性(即ち、単位時間当たりで生産される製品の個数)を実現することを可能にすると同時に、使い捨てカートリッジ1の高い品質標準を確実なものにする。当然であるが、高い生産性(1分間当たり約300個の使い捨てカートリッジ1)を確実なものにするためには、幾つかの作業ステーションで並行的に作動する装置の個数を増大させることが必要である可能性がある。例えば、支持基部4を収容するための容器26、又は、所望の方向配置で支持基部4を配置するまでその支持基部4を回転させるように設計されている部材29を、2倍にすることが必要である可能性がある。
【0067】
さらに、上述した製造機械15は、オペレーターの介入なしに完全に自動的な形で使い捨てカートリッジ1が生産されることを可能にし、非常に融通性が高く、各構成要素の周りに適切な操作空間(manoeuvring space)を提供し、したがって、構成要素の初期アセンブリとその後の構成要素自体のメンテナンス(単純なクリーニングから交換まで)との両方を容易にする。
【0068】
これに加えて、給送システム16、19が、互いに独立的に動作させられるスライド22、22*を備えており、したがって、総合的なサイクル時間を最適化するように、形成経路P1、P2に沿ったスライド22、22*の速度を変化させることと、要素の付与ステーションが備えられていない部分(直線部分及び/又は湾曲部分)を使用することとを可能にするということを指摘することが重要である。
図1
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図5a
図5b
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