【図1A】
携帯吸入デバイスの一実施態様の部分分解図である。
【図1B】
携帯吸入デバイスの一実施態様の側面図である。
【図1C】
携帯吸入デバイスの一実施態様の前面図である。
【図2A】
図1A~1Cのデバイスの一部品を形成するマウスピース集合体形状の消耗品ユニットの軸方向断面図である。
【図2B】
図2Aのマウスピース集合体の分解斜視図である。
【図2C】
吸入デバイスの別の部品を形成するアトマイザーカートリッジの形体の別の第1消耗品ユニット一と緒に図2Aおよび2Bのマウスピース集合体を略式に示す。
【図3A】
図1A~1Cのデバイス用の消耗品ユニットを含む梱包された製品の平面図である。
【図3B】
図3Aの梱包された製品の立面図である。
【図4】
図2Aおよび2Bのマウスピース集合体の自動組み立て用装置の第1の実施態様の略図である。
【図5】
図3を参照して説明した装置によって実行される組み立て工程をフローチャートである。
【図6】
図2Aおよび2Bのマウスピース集合体の自動組み立ておよび集合体を他の部品と小売り販売用に梱包するための装置の第2実施態様の略図である。
【図7】
図4および6の装置に使用される台車の略図である。
【図8】
図2に示した物とは別のマウスピース集合体の軸方向断面図である。
図中、容易に参照できるように類似の部品、システムまたは特徴は同じ参照番号を有している。
吸入デバイスおよび部品
図1A~C、2Aおよび2Bを参照すると、符号100で包括して示す吸入デバイスは、タバコなどの粒状植物性材料を燃やさずに加熱することによって、そしてタバコ系であってもよく、ニコチンを含んでもよい特に風味剤などの1つ以上の活性成分を担体と共に含む液体の揮発化によって発生させた蒸気を送出することを意図したものである。デバイスは成型されたプラスチック材からなる3つの中空のセクションを有し、それらはデバイスの作動システムおよび機構を含む本体1と2つの消耗品ユニット、即ち揮発性液体風味剤を含むアトマイザーカートリッジ2の形体の第1消耗品ユニットと、加熱されるとエアロゾルを発生させる材料を所与の容量含むマウスピース集合体の形体の第2消耗品ユニットである。これら3つのセクションは、互いに取り外し自在に接続され、アトマイザーカートリッジ2とマウスピース集合体3が互いにそして本体1から外せていずれかの種類の交換用消耗品ユニットを本体に嵌められるようになっている。
本体1は軸方向に長尺で成人消費者の手で楽に保持されるように平坦なほぼ円筒状である。本体1は、上方セクション1aと下方セクション1bといった2つの軸方向に整列した中空の成型されたセクションから形成されている。本体の上方セクションは、開口した上端部と閉じた下方端部壁4を有し、これらセクションはアトマイザーカートリッジ2を収容するための凹部を画定している。本体の下方セクション1bは、防火壁を供するために上方セクション1aの下方端部壁4によって上方セクションから隔絶されている。本体の下方セクションは、バッテリー、電気回路板、パフセンサおよびここには示していない本体1の一面にある作動ボタン6によって始動させてもよい他の作動部品を含む。本体1の開口部に収容された電光はデバイスの作動状態を示す。
図1Aおよび2Cに示すようにアトマイザーカートリッジ2は、上方セクション1aの凹部内に押し込み式接続によって本体1に取り外し自在に接続され、本体1から離れて上部出口2aの方へ軸方向にテーパーしている。カートリッジ2は、揮発性液風味剤が充填された貯蔵部201と、作動ボタン6によって本体1のバッテリーから電気の供給が制御される該液体を揮発させるための加熱エレメント202とを含む。
マウスピース集合体3は、アトマイザーカートリッジ2の上部出口2a内に押し込み式接続によって取り外し自在に接続される。マウスピースの外面は、蒸気出口5の方へと軸方向にテーパーしたアトマイザーカートリッジの形状に続くスカートを形成しており、消費者の口で快適に保持される形状になっている。
図2Aおよび2Bで最もよくわかるように楕円形の断面の軸方向に延びた端部が開口した容器10がマウスピース集合体3内に取り付けられている。容器10の一端部はマウスピース内のスカート内に位置し、出口5のマウスピース上流の内面に形成された相補的な形状のソケット14内に収容されている差し込み部12内で終結している。マウスピースは超音波溶接、誘導溶接または任意の他の好適な方法によって容器10に接続されててもよい。この実施態様では容器と一体に成型されている内部穿孔されたスクリーン16が容器の半径方向に延び、出口5の上流の近い距離に容器10を横切る蒸気透過性の仕切りを画定している。容器10の他端部はマウスピースのスカート部から突出し、穴あきスクリーンの形体の閉鎖板17が設けられている。閉鎖板17は、メッシュまたは箔またはプラスチック材からなる成型品で構成され、超音波溶接、誘導溶接または任意の他の好適な方法によって容器10の端部壁に取り付けられてもよい。2つのスクリーン16、17は、1回分の粒状材19が保持される容器10のチェンバー18の端部壁を画定してもよい。スクリーンの穴はチェンバーを通ってマウスピースの方へと軸方向下流に蒸気を通し、穴の大きさはタバコ粒子が容器10から落下しないようにするまたは吸入される蒸気と一緒に吸入されないタバコ粒子の大きさに関連付けて選択される。
図8は図2aの容器の穿孔された内方スクリーンが容器10の内方端部を横断して延びた穿孔スクリーン16aに変えられ、マウスピースのソケットと容器10の間に位置しているマウスピース集合体3の別の構造を例示している。
使用時、消費者は作動ボタン6を使用してデバイスのスイッチを入れ、マウスピースから吸い込み、デバイスから引き込まれる蒸気を吸入する。始動させると、本体1内の電子システムがデバイス内で空気およびアトマイザーカートリッジ2内の液体を熱し、噴霧させる。加熱された空気は容器内で粒状材からの風味剤を揮発させ、アトマイザーカートリッジ2からの噴霧化させた液体風味剤を同伴する。風味剤の混合物はこれにより吸入用のエアロゾルとして消費者に送られる。
梱包された製品
吸入デバイス100および第1および第2消耗品ユニット2、3は、種々の方法で消費者への販売用に梱包してもよい。例えば、デバイス100は、図1Cに例示するように単独の本体、単独のアトマイザーカートリッジ2および単独のマウスピース集合体3を含む完全な集合体として梱包してもよい。これとは別に装置は、販売用に1つ以上の交換消耗品ユニットと組み合わせて梱包してもよく、あるいはそれら消耗品ユニットは、本体ユニットと別個に例えば1つ以上のマウスピース集合体3または1つ以上のアトマイザーカートリッジ2を含むパックに梱包されてもよい。
図1A~1Cに例示した実施態様ではアトマイザーカートリッジ2内の揮発性液は、単独のアトマイザーカートリッジ2が2つ以上のマウスピース集合体3、例えば3つのマウスピース集合体で消費するための充分な液体を含むように第2消耗品ユニット内の粒状材よりゆっくり消費される。その結果、消費者への小売りに役立つ梱包された製品はアトマイザーカートリッジ2を単独でそして3つのマウスピース集合体3を含む。このような梱包された製品の例を図3Aおよび3Bに例示する。梱包された製品は、エアロゾル化可能な材料が満載された単独のアトマイザーカートリッジ2と、それぞれ満載の粒状タバコを支持する3つのマウスピース集合体とを含む。
梱包される物品は周辺部の継ぎ目104が封止された2つのプラスチック材シート101、102から形成されたブリスターパック110に入れられる。上部シート101は透明であり、下部シート102は不透明であってもよい。上部シートは1つのアトマイザーカートリッジを収容するために形成された単独のポケットと第2マウスピース集合体3のうちの1つを収容するようにそれぞれ形成された3つのポケットが設けられるように成型されている。使用説明および製品情報を含む印刷されたシート材をパッケージ内の上部および下部シートの間に封入してもよい。
組み立て装置および組み立て方法
第2消耗品ユニット3(マウスピース集合体)の自動組み立ては、以下に説明する装置の実施態様によって変わる。マウスピース集合体3の組み立ては、3つの工程、即ち(1)マウスピース内に容器10を取り付けること、(2)容器に所与の容量のタバコを充填すること、および(3)容器をスクリーン22で閉じることを含むが、この順番通りに実行する必要はない。例えば、容器10は、マウスピース内に取り付けられる前に充填され、閉じられてもよい。これとは別に空の容器をマウスピースと組み立てて、次に充填し、閉じてもよい。
図4は吸入デバイス1のマウスピース集合体3の自動組み立ての第1の実施態様を略式に示している。図5は装置で実行される作業順序を例示するプロセスマップである。
本発明の装置は、符号20で包括して示す組み立てラインを含み、これは符号22、24、26で包括して示す3つの組み立てステーションからなるグループを有し、各ステーションはマウスピース集合体の部品の組み立て作業を実行する工具群を含む。組み立てラインは、符号29で包括して示す4番目のステーションを含み、ここでコンベア37などのさらなる輸送システムを介したさらなる処理のために組み立てられた部品がコンベア28から取り去られる。
組み立てステーションは、部品を組み立てステーション内に出し入れする図に矢印で略式に示されている種々の移送機構およびマウスピース集合体3を組み立てるために矢印Aで示す方向に部品が連続的に組み立てステーションを通過するように進めるコンベア28を含む輸送システムによってそれぞれ部品が供給され、互いに接続されている。コンベア28は組み立てステーションを通過する閉鎖ループ経路を画定するようにレイアウトされている。それは線型誘導ドライブテクノロジーまたは独立型移動カートテクノロジー(XTSテクノロジーとして知られている)を取り入れてもよい。
各組み立て作業が複数のマウスピース集合体に同時に行えるように集合体をまとめて製造するのが都合がよい。このためコンベアは集合体の群を当業界ではパックまたはトレイと言われていて、そのうちの1つを図7に示している台車に載せて組み立てステーション内を進めるように構成してもよい。台車80は複数のコンパートメント、この場合10個のコンパートメントが設けられているフレーム82を含み、各コンパートメントはマウスピース集合体を収容するように構成、適合している。台車1台当たりの最適なコンパートメントの数はその後の組み立て工程の特性によって変わる。コンパートメントは図示したように一列に配置してもよく、あるいは使用される移送システムに応じてコンパートメントの列、例えば1列3個の3列(3×3アレイ)、2×4アレイ、2×5アレイを供するために2列以上に配置してもよい。
第1組み立てステーションまたはマウスピース組み立てステーション22はマウスピース供給システム30および容器供給システム32を含む。マウスピース供給システム30は、ホッパーまたはスタックなどの供給源31からマウスピースを移送し、マウスピースをマウスピース組み立て工具群34へ順番に連続して所望の向きで供給するように構成され配置されている。図5に示すようにこのシステムは開梱作業33および/または種分け作業35を含んでもよい。集合体の順番および向きは、例えば遠心分離またはボウル供給システムで変えてもよい。供給システムは、マウスピースが台車80のコンパートメントの数に適した数でその後の同時処理用に供給されるように複数の流れ(例えば、2、3、4つの流れ)でマウスピースを供給するように構成してもよい。
同様に容器供給システム32は、ホッパーまたはスタックなどの供給源36からマウスピースを移送し、容器をマウスピース組み立て工具群34へ順番に連続して所望の向きで供給するように構成され配置されている。この工程は、図5に示すように開梱作業33aおよび/または種分け作業35aを含んでもよく、これらも遠心分離またはボウル供給システムで変えてもよい。供給システムも同時処理のための複数の流れで容器を供給するように構成してもよい。
マウスピース組み立て工具群34は、連続して供給される各容器10を対応するマウスピースとこれら2つの部品を軸方向に整列させ、容器10の開口端部の栓12をマウスピース内のソケット14に挿入し、例えば超音波溶接、摩擦溶接または任意の他の好適な方法で2つの部品を接合することによって合体させて組み立てるように構成され配置されている。
マウスピースが上述し、そして図8に例示したものとは別の構成を有する場合、マウスピース組み立てステーションは、追加でマウスピース内に位置する容器10の端部を閉じるスクリーン16a用の供給システムを含んでもよい。この供給システム(図示せず)は、供給源から連続してスクリーンを移送し、組み立て工具群34に供給される際にスクリーンを順番に連続して所望の向きで、場合によっては複数の流れでマウスピースに供給するように構成され配置されている。例えば、スクリーンはマウスピースのソケット上の組み立て工具群内に前進させられるメッシュまたは箔からなる連続した片の形状であってもよく、工具群は、容器をソケットに挿入する前にマウスピースのソケットにスクリーンを挿入し、スクリーン16が容器が挿入される際に各マウスピースおよび関連する容器10の間で捕捉されるように構成され配置されてもよい。
第1組み立てステーションの移送機構38はマウスピース集合体3を第2組み立てステーション24へ搬送するコンベア28にマウスピース集合体3を移送する。
第2組み立てステーションまたは計量投入ステーション24は、順番に連続して所望の向きでマウスピース集合体3を計量投入ステーションのコンベア28と工具群44の間で移送するように構成され配置された移送機構48を含む。また計量投入ステーションは材料供給システム40を含み、これはホッパーなどの供給源42から粒状エアロゾル化可能な材料を供給し、計量された量のエアロゾル化可能な材料を計量投入ステーションの工具群44に供給するように構成され配置された材料供給システム40を含み、工具群44は計量された量または投入量の粒状材を各連続して供給される容器10の対応するチェンバーに充填するように構成され配置されている。計量投入作業は、例えば注射投入、キャビティ投入、垂直または水平キャビティホイール投入の使用またはオーガー投入などの好適な方法を使用して実行してもよく、粒状材の性質によって容量または重量的に測定してもよい。
図5の43および43aに示すように工具群ステーションは、タバコを充填する前後にマウスピース集合体3を計量してそれらが所望の充填量の材料を含んでいることを確認するための計量装置を含んでもよい。
移送機構48は、充填された容器を有するマウスピース集合体3を移送してコンベア28に戻すように構成され配置され、コンベア28はマウスピース3を第3組み立てステーション26上に進める。
第3組み立てステーションまたは閉鎖板ステーションは、粒状材で満たされたマウスピース集合体3を含む台車80をコンベア28と閉鎖板ステーションの工具群54の間で移送するように構成され配置された移送機構58を含む。閉鎖板ステーションは、個別の閉鎖板または閉鎖板を支持するリボンを含むホッパーなどの供給源52から閉鎖板22を移送し、閉鎖板を容器10に対して好適な向きで必要に応じて複数の流れで閉鎖板ステーションの工具群54に供給するように構成され配置された閉鎖板供給システム50を含む。これもまた図5に示すような開梱作業53および/または種分け作業55を含んでもよい。閉鎖板はワイヤメッシュの形状であってもよく、この場合閉鎖板の順番および向きは、例えば遠心分離またはボウル供給システムで変えてもよい。これとは別に閉鎖板はメッシュまたは箔からなる連続したストリップまたはシートの形状であってもよく、これはリールから工具群へと搬送され、台車80の容器の開口端部上に供給され、容器に封止される。
閉鎖板ステーション工具群54は、閉鎖板と容器を軸方向および半径方向に整列するように合わせ、閉鎖板22を容器の開口端部に取り付け(図5の54aで示す)、超音波溶接、摩擦溶接または容器内の粒状材の品質に影響を与えないあらゆる他の好適な方法でこれら2つの部品を接合することによって連続して供給される各容器10を対応する閉鎖板22で封止するように構成され配置されている。
移送機構58は、充填され、封止された容器10を有するマウスピース集合体3を含む台車80をコンベア28に移送して戻すように構成され配置されている。コンベア28は、第4ステーションへと台車を進め、このステーションは、コンベア28から離れて、例えば図5の57で示すように品質管理用の検査ステーションへと矢印Bの方向にさらなる処理のためのさらなるコンベア37上に台車を移送するように構成され配置された移送機構59を含む。マウスピース集合体3用の製造工程の終わりを図5のEで示す。
本発明の装置の第2の実施態様を図6に示す。この例ではこの装置は、マウスピース集合体3の自動組み立てに影響を与え、デバイスと他の部品を小売り用パックに梱包するように構成され配置されている。
図4および5を参照して説明した組み立てラインに使用される個々の工程の作業速度は本発明の方法で使用される作業の性質によって制限される。これらの作業、特に複雑な形の部品の種分け、整列、溶接、封止は比較的遅い。例えば 図4を参照して説明したような単独の組み立てラインは、毎分最大で600個のマウスピース集合体3の製造速度で作業できるようにしてもよい。しかしながら、集合体に実行されるその後の工程は、より高速で作業可能であってもよい。特に集合体を小売りユニットに梱包するための装置は、例えば毎分最大で2000ピースといったより速い速度で作動できるようにしてもよい。図6を参照して説明した装置は、マウスピース集合体3を梱包装置により高速な装置の最適な作動速度に合う速度で供給するように構成されている。
図6を参照すると、本発明の装置は20A、20B、20Cおよび20Dで包括して示すマウスピース集合体3の4つの個別の組み立てラインを含む。組み立てラインのそれぞれは図4を参照して説明した第1の実施態様に類似して構成され、作動する。各ラインは、第1組み立てライン20Aでは符号22、24および26で示す3つのステーションからなるグループを含む。(他の組み立てライン20B~20Dの同じ部分の参照番号は明確にするために省略されている。)各ラインの組み立てステーションは、図3を参照して説明したのと同じマウスピースの部品の個別の組み立て作業、即ち容器とマウスピースの組み立て、粒状材を容器に計量投入し、容器を封止するための工具群を含む。また各ラインは、台車80の部材をこれらステーション内を進めるための独自のコンベア28と、集合体をコンベア28から外れるように移送するように構成され配置された移送機構59とを含む。
4つのステーションは、これら4つの組み立てライン間で閉じたループを画定するコンベアによって供される共通の輸送システムの周りに配置されている。このコンベアは線型誘導ドライブテクノロジー(XTSテクノロジー)を使用して構成してもよい。完全に組み立てられ充填されたマウスピース集合体3は、それぞれが10個のユニットを含む台車80内で4つの組み立てラインの対応する移送機構59によってコンベアに供給される。4つのラインからの台車80は、単独の梱包ステーション60へコンベア37によって供給される。コンベアは4つの組み立てラインのそれぞれから多くのマウスピース集合体3を梱包ステーションへと供給するので、梱包ステーションへのマウスピース集合体3の供給速度は各組み立てライン20A~20Dでのマウスピース集合体3の製造速度の4倍である。
梱包ステーション60は、移送機構61と、梱包材料供給システム62と、第1消耗品ユニットまたはアトマイザーカートリッジ用供給システム63とを含む。移送機構61はコンベア37からマウスピース集合体3を含む台車80を取り除き、それらを梱包材での梱包に適した順番および向きで梱包工具群へと送る。梱包供給システム62は、ホッパー、スタック、リールまたは梱包材製造ラインなどの供給源64から梱包材を移送し、梱包材を梱包工具群65へ適当な向きで供給する。同様にアトマイザーカートリッジ2の供給システム63は、ホッパーまたはアトマイザーカートリッジの組み立てラインでもよい他の供給源などの貯蔵部66からアトマイザーカートリッジ2を移送し、アトマイザーカートリッジを梱包工具群65へ所望の向きで順番に連続して供給する。
梱包工具群65は、連続して供給されるアトマイザーカートリッジ2を図3Aおよび3Bに示すようにマウスピース集合体3とブリスターパック110に包み、例えばヒートシールによってパックを封止するように構成され配置されている。
梱包ステーションの移送機構67はパッケージを梱包ステーションから出してさらなる処理のための供給ポイント68へ移送する。
マウスピース集合体3用の複数の組み立てラインを設けることによって梱包ステーションに梱包ステーションがその最適速度で作動できる速度での梱包のために部品を供給してもよい。
本明細書中では「タバコ」または「粒状タバコ材」なる用語は、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコまたはタバコ代替え品を含む材料を意味する。粒状材は非タバコ材もまた含んでもよい。
当然のことながら消耗品ユニットの上述の例は図1A~1Cを参照して説明した吸入デバイス以外のデバイスに使用してもよい。例えば、吸入デバイスは、タバコ加熱製品などの燃やさずに粒状材から化合物を放出するデバイスであってもよい。1つの実施態様では吸入デバイスは例えば粒状材などの基材を燃やさずに加熱して化合物を放出する加熱デバイスである。粒状材は、例えばタバコまたはニコチンを含んでも含まなくてもよい他の非タバコ製品であってもよい。1つの実施態様では吸入デバイスはタバコ加熱デバイスである。
別の実施態様ではタバコ産業製品は、基材、例えば例えばアトマイザーカートリッジの内容物およびマウスピース集合体内の粒状材を組み合わせたものを燃やさずに加熱することによってエアロゾル発生させるハイブリッドシステムである。アトマイザーカートリッジ内の基材およびマウスピース集合体内の粒状材は、例えばニコチンを含んでも含まなくてもよい固体、液体またはゲルを含んでもよい。1つの実施態様ではハイブリッドシステムは液体またはゲル基材と固体基材とを含んでもよい。固体基材は、例えばタバコまたはタバコまたはニコチンを含むまたは含まない非タバコ製品であってもよい。1つの実施態様ではハイブリッドシステムは液体またはゲル基材とタバコとを含んでもよい。
種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践され、吸入デバイスに使用するための消耗品ユニットを自動で組み立てる優れた方法および装置を提供することができる。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および/または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および/または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明を含む。