CN113747806A - 气溶胶供给装置 - Google Patents
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Abstract
描述了一种具有PCB的气溶胶供给装置。一种这样的气溶胶供给装置限定了纵向轴线并且包括电连接器、被配置为加热接收在装置内的气溶胶产生材料的加热器组件、以及印刷电路板(PCB)。PCB包括基本上平行于纵向轴线布置的第一部分和基本上垂直于纵向轴线布置的第二部分。加热器组件电联接到第一部分。第二部分电联接到第一部分并且电连接器电联接到第二部分。另一种这样的气溶胶供给装置包括用于加热加热器部件的第一线圈和与第一线圈相邻布置的PCB。印刷电路板包括:连接到第一线圈的第一端的第一通孔;以及连接到第一线圈的第二端的第二通孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种气溶胶供给装置和一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板。
背景技术
诸如香烟、雪茄等的吸烟制品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来提供这些燃烧烟草的制品的替代品。这种产品的示例为加热装置,该加热装置通过加热而不燃烧材料来释放化合物。该材料可以为例如烟草或其他非烟草产品,其可以含有或不含有尼古丁。
发明内容
根据本公开的第一方面,提供了一种限定纵向轴线的气溶胶供给装置,并且包括:
电连接器;
加热器组件,该加热器组件被配置为加热接收在该装置内的气溶胶产生材料;
印刷电路板(PCB),包括:
基本上平行于纵向轴线布置的第一部分;以及
基本上垂直于纵向轴线布置的第二部分;
其中:
加热器组件电联接到第一部分和第二部分中的一个;
第二部分电联接到第一部分;并且
电连接器电联接到第一部分和第二部分中的另一个。
根据本公开的第二方面,提供了一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB,包括:
第一部分;以及
第二部分;
其中:
第一部分被配置为电联接到加热器组件和电连接器中的一个;
第二部分电联接到第一部分;且
第二部分被配置为电联接到加热器组件和电连接器中的另一个。
根据本公开的第三方面,提供了一种气溶胶供给装置,限定一纵向轴线并包括:
电连接器;
布置在装置一端处的顶面;
布置在装置的另一端处的底面,其中,底面沿纵向轴线与顶面间隔开;以及
一个或多个侧面,该一个或多个侧面在顶面和底面之间延伸、绕纵向轴线延伸,并且界定用于接近电连接器的开口。
根据本公开的第四方面,提供了一种包括电连接器的气溶胶供给装置。电连接器位于气溶胶定位装置的一侧。
根据本公开的第五方面,提供了一种气溶胶供给装置,包括:
用于加热加热器部件的第一线圈;
与第一线圈相邻布置的印刷电路板PCB,其中,PCB包括:
连接到第一线圈的第一端的第一通孔;以及
连接到第一线圈的第二端的第二通孔。
根据本公开的第六方面,提供了一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB,包括:
用于接收第一线圈的第一端的第一通孔;以及
用于接收第一线圈的第二端的第二通孔。
本发明的其他特征和优点将从以下参考附图仅作为示例给出的本发明优选实施例的描述中变得显而易见。
附图说明
图1示出了气溶胶供给装置的一个示例的前视图;
图2示出了图1的气溶胶供给装置去除外罩的前视图;
图3示出了图1的气溶胶供给装置的横截面视图;
图4是图2的气溶胶供给装置的分解图;
图5A示出了气溶胶供给装置内的加热组件的横截面视图;
图5B示出了图5A的加热组件的一部分的特写视图;
图6示出了装置的一部分;
图7示出了PCB和加热器组件的透视图;
图8示出了PCB的示意图;
图9描绘了PCB的第一部分;以及
图10示出了图7的布置的自上而下的视图。
具体实施方式
如本文所用,术语“气溶胶产生材料”包括在加热时提供挥发组分的材料,所述挥发组分通常呈气溶胶的形式。气溶胶产生材料包括任何含烟草的材料并且可以例如包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品中的一种或多种。气溶胶产生材料还可以包括其他非烟草产品,取决于产品,其可以含有或不含有尼古丁。气溶胶产生材料可以是例如固体、液体、凝胶、蜡等形式。气溶胶产生材料也可以是例如材料的组合或混合物。气溶胶产生材料也可称为“可吸烟材料”。
已知加热气溶胶产生材料以使气溶胶产生材料的至少一种组分挥发的装置,该装置通常用于形成可吸入的气溶胶,而不会燃烧或烧焦气溶胶产生材料。这种装置有时被描述为“气溶胶产生装置”、“气溶胶供给装置”、“加热不燃烧装置”、“烟草加热产品装置”或“烟草加热装置”或类似装置。类似地,还有所谓的电子烟装置,它们通常以液体形式蒸发其中可能含有或不含尼古丁的气溶胶产生材料。气溶胶产生材料可以是杆、烟弹或料盒等的形式或作为其一部分提供,这些杆、烟弹或料盒等可以插入到装置中。用于加热和挥发气溶胶产生材料的加热器可以作为装置的“永久”部分提供。
气溶胶供给装置可接收包括用于加热的气溶胶产生材料的制品。在此上下文中,“制品”是包括或包含使用中的气溶胶产生材料的部件,该气溶胶产生材料被加热以使气溶胶产生材料挥发,并且可选地包含使用中的其他部件。使用者可以在制品被加热以产生使用者随后吸入的气溶胶之前将制品插入气溶胶供给装置中。例如,制品可以是预定的或特定的尺寸,该尺寸被配置为放置在装置的加热室内,该装置的尺寸被设计为容纳制品。
本公开的第一方面限定了一种气溶胶供给装置,该气溶胶供给装置包括电连接器、加热器/加热组件和印刷电路板(PCB)。PCB包括第一部分和第二部分,其中第一部分布置成与第二部分大致成90度。第一部分和第二部分彼此电连接,使得可以在它们之间发送信号、电力和/或数据。例如可以是USB端口的电连接器可以电联接到PCB的第一部分或第二部分。电连接器可用于为装置的电池充电,和/或在装置和计算装置之间传送数据。加热器组件可以连接到第一部分和第二部分中的另一个。
因此,该装置具有单个PCB,该PCB具有彼此垂直布置的两个部分。因此该装置可以做得更紧凑/更小,因为该装置不需要容纳长或大的PCB。例如,由于第二部分垂直于第一部分布置,因此可以使装置的长度(在平行于纵向轴线的方向上测量)更短。
在特定布置中,加热器组件电联接到第一部分并且电连接器电联接到第二部分。
在进一步的布置中,加热器组件电联接到第一部分并且电连接器电联接到第二部分,并且装置包括布置在装置的一端处的顶面和布置在装置的另一端处的底面,其中,底面沿纵向轴线与顶面间隔开。该装置可进一步包括一个或多个侧面,该一个或多个侧面在顶面和底面之间延伸、绕纵向轴线延伸,并且界定用于接近电连接器的开口。因此,电连接器可以布置在装置的一个或多个侧面之一处或附近。通过将电连接器设置在装置的侧面(而不是例如底部),电连接器不太容易进水和/或进入灰尘。此外,如上所述,由于电连接器布置在装置的侧面而不是底部,因此可以使装置更短。PCB可以做得更短,因为它不需要一直延伸到装置的底面。此外,因为电连接器设置在装置的侧面,所以当使用电连接器(例如连接到电缆)时,装置可以保持直立。这可能意味着烟草粉尘保留在感受器(susceptor)中。
在一个示例中,第一部分具有第一长度,而第二部分具有第二长度,其中,第一长度长于第二长度。因此,PCB的较长部分可以沿着装置的纵向轴线延伸。因此,第一部分可以是细长的并且限定与装置的纵向轴线平行布置的纵向轴线。第二长度可以小于第一长度的一半,或小于第一长度的三分之一,或小于第一长度的四分之一。
装置的顶面是装置的端部,当装置在使用中时,该端部被布置为最靠近使用者的嘴部。装置的底面是装置的端部,当装置在使用中时,该端部被布置为离使用者的嘴最远。装置的顶面/端部可以称为近端面/端部。底面/端部可以称为远端面/端部。第一端部构件可限定顶面的至少一部分。第二端部构件可限定底面的至少一部分。
一个或多个侧面是绕装置延伸的装置表面。例如,装置的壳体或外罩可限定一个或多个侧面的至少一部分。在一个示例中,该装置包括单个侧面,该侧面绕该装置延伸/弯曲以提供连续的侧面。在另一示例中,该装置包括四个侧面;前表面、后表面、第一边缘表面和第二边缘表面。
允许接近电连接器的开口可由可移动面板或部件覆盖。例如,当电连接器联接到对应的连接器时,面板可以诸如由使用者、机构和/或马达打开,并且在不使用电连接器时关闭。因此,面板可以进一步防止水或灰尘进入。
电连接器可位于开口处或附近以允许电连接器连接到对应的连接器。
在特定示例中,电连接器是充电端口,诸如USB充电端口。例如,对应的连接器可以是电缆。
加热组件可包括感受器和至少一个电感线圈。至少一个电感线圈的端部可以电联接和机械联接到PCB的第一部分。例如,电感线圈的端部可以焊接到第一部分。该装置可进一步包括电连接到第一部分的电池。第一部分可以布置在加热组件和电池之间。
在一些示例中,PCB的第一部分和第二部分被制造为单独的部件,并且经由一个或多个导电元件诸如一根或多根导线连接。然而,在另一个示例中,第一部分和第二部分形成作为单个实体制造的单个PCB的一部分。因此,第一部分和第二部分可以是刚性的,并且PCB可以进一步包括在第一部分和第二部分之间延伸的柔性部分。柔性部分包括导电层,使得第二部分电联接到第一部分。因此,PCB可以是柔性PCB。柔性部分可以是完全导电的,或者可以包括一个或多个其他柔性层。通过使用灵活的单个PCB,在装置的使用寿命期间可能损坏的连接更少。例如,导电层不需要连接/附接/焊接到第一部分和第二部分,该连接/附接/焊接可能充当故障点。
导电层可以贯穿第一部分和第二部分延伸。例如,导电层可以沿着第一部分的整个长度延伸,并且可以沿着第二部分的整个长度延伸。因此,导电层可以嵌入在第一部分和第二部分中。柔性部分(并因此导电层)可以相对于第一部分弯曲约90度。
导电层可具有小于约0.1mm的厚度。例如,厚度可以小于约0.08mm,例如约0.07mm。厚度为0.07mm的铜导电层对应于2oz的厚度。导电层可具有大于约0.05mm的厚度,诸如大于约0.06mm。这在降低装置成本(通过使导电层更薄)和确保柔性部分足够坚固以避免在其弯曲时被损坏(通过使导电层更厚)之间提供了良好的平衡。
柔性部分可以包括绝热层,并且导电层可以布置在绝热层之间。绝热层有助于使导电层与加热器组件产生的热量绝缘。绝热层可具有小于约0.5W/mK的热导率。在一个示例中,绝热层包括聚酰胺。
电连接器可以安装在第二部分上。因此,电连接器可以物理连接到第二部分。由于电连接器和第二部分之间的距离减小,这还可以使装置更紧凑并且不太可能发生故障。因此,可以减少第二部分和电连接器之间的任何电线或其他连接的长度。当使用者将电连接器联接到对应的电连接器时,第二部分还可以帮助牢固地保持电连接器。电连接器可以限定插入轴线,其中,插入轴线垂直于纵向轴线。插入轴线可以是对应的电连接器沿其插入的轴线。
该装置可以进一步包括电池支撑件,该电池支撑件支撑该装置的电池和一个或多个其他部件。PCB的第一部分可以被构造为接合电池支撑件。
PCB的第一部分可以界定第一电感线圈通孔和第二电感线圈通孔,其中,电感线圈的第一端延伸穿过第一电感线圈通孔,并且电感线圈的第二端延伸穿过第二电感线圈通孔。电感线圈通孔允许将电感线圈更安全和坚固地附接到PCB。例如,如果电感线圈焊接到PCB上,则施加在焊料上的应力较小。
电感线圈通孔也可称为通孔。
在第二方面,提供了一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB。如上所述,PCB包括第一部分和第二部分,其中,第一部分被构造为电联接到加热器组件和电连接器中的一个。第二部分电联接到第一部分。第二部分可以被配置为电联接到加热器组件和电连接器中的另一个。电连接器还可以机械地联接到第一部分或第二部分。例如,PCB可以包括安装在该部分上的电连接器。加热器组件还可以机械地联接到第一部分或第二部分。
第一部分和第二部分可以被配置为垂直于彼此地布置。
PCB可以包括以上参考气溶胶供给装置描述的任意特征或所有特征。
本公开的第五方面定义了一种气溶胶供给装置,该气溶胶供给装置包括第一线圈和印刷电路板(PCB)。PCB包括用于接收第一线圈的第一端的第一通孔/孔口和用于接收第一线圈的第二端的第二通孔/孔口。因此,线圈的两端延伸穿过两个通孔并连接到PCB。例如,线圈的“端部”可以指形成线圈的线材的端部。线圈的端部可以包括朝向线圈末端的线材的一段/长度。
如上简述,已经发现具有用于线圈的每一端的通孔的PCB为线圈提供更稳定和坚固的附接。通过穿过通孔,线圈可以更牢固地连接到PCB上。例如,如果线圈焊接到PCB上,由于通孔的存在,施加在焊料上的应力较小。
第一通孔可以与第一线圈的第一端形成机械连接,且第二通孔可以与第一线圈的第二端形成机械连接。因此,通孔可以为第一线圈提供稳定性和支撑。
第一通孔可以与第一线圈的第一端形成机械连接和电连接。类似地,第二通孔可以与第一线圈的第二端形成机械连接和电连接。因此,通孔不仅可以支撑装置内的第一线圈,还可以用于允许第一线圈电连接到PCB。例如,孔眼可以被PCB表面上的导电区域环绕或暴露PCB内的导电层。
在一些示例中,第一线圈是螺旋形的。第一线圈可以是第一电感线圈,第一电感线圈被配置为产生用于加热加热器部件的变化磁场。例如,加热器部件可以是感受器。
第一线圈可以基本上是刚性的。例如,当线圈的第一端和第二端连接到PCB时,第一线圈可以保持其形状。在特定示例中,形成第一线圈包括将利兹线(litz wire,漆包绞线)缠绕成螺旋形状并且固化利兹线。例如,利兹线内的各个线材可以包括可接合涂层。当各个线材上的可粘合涂层例如经由加热和冷却过程固化时,线圈可以保持其形状。
第一通孔和第二通孔可以各自具有基本上垂直于由第一线圈限定的第一轴线的轴线。例如,通孔可以在垂直于第一线圈的轴线的方向上穿过PCB形成。轴线可以从PCB的第一表面延伸到PCB的第二表面。第一线圈可以是螺旋形的,并且可以限定第一轴线,线圈的线材绕该第一轴线缠绕。第一线圈的第一轴线可以平行于感受器/加热器部件的轴线。在一些示例中,第一轴线与加热器部件的纵向轴线同轴。为了将第一线圈连接到PCB,第一线圈的第一端和第二端可以在平行于由第一通孔和第二通孔限定的轴线的方向上延伸穿过第一通孔和第二通孔。
在一些示例中,该装置进一步包括用于加热该加热器部件的第二线圈。第一线圈可以在沿着由第一线圈限定的第一轴线(或由感受器/加热器部件限定的轴线)的方向上与第二线圈相邻。PCB可进一步包括连接到第二线圈的第一端的第三通孔和连接到第二线圈的第二端的第四通孔。第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔可以沿着平行于第一轴线的第二轴线定位。第二轴线可以平行于PCB的纵向轴线。
相应地,第二线圈也可以经由两个通孔与PCB连接。第三通孔/孔口接收第二线圈的第一端,而第四通孔/孔口接收第二线圈的第二端。因此,第二线圈的两端延伸穿过这两个通孔并连接到PCB。如上所述,这两个通孔可以允许第二线圈更牢固地连接到PCB上。此外,通过使第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔沿着平行于第一轴线的第二轴线定位,装置可以更容易且更有效地组装。此外,PCB的其他部分可能更容易接近,因为线圈连接是均匀排列的。
第二线圈可以是第二电感线圈,第二电感线圈被配置为产生用于加热加热器部件的变化磁场。
第二线圈可限定与由第一线圈限定的第一轴线平行且同轴的轴线。
第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔可以朝向PCB的边缘布置。例如,它们可能从PCB的几何中心(或中心纵向轴线)朝向一个边缘/一侧移位。这可以使在装置组装期间更容易接近PCB的其他部分。
第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔中的至少一个可以在距离PCB边缘5mm以内。例如,最靠近PCB边缘的通孔的周边/边缘可以在距离PCB边缘5mm以内。在一个示例中,第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔中的至少一个可以在距离PCB边缘2mm以内。例如,最靠近PCB边缘的通孔的周边/边缘可以在距离PCB边缘2mm以内。在特定示例中,最靠近PCB边缘的通孔的周边/边缘在距离PCB边缘约1.5mm内。在特定示例中,第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔中的至少一个距离PCB的边缘大于约1mm。这在确保PCB上的空间最大化(通过将通孔布置在靠近PCB边缘的位置)和确保PCB为线圈提供足够的稳定性而不断裂(通过确保它们定位得离边缘足够远)之间提供了良好的平衡。
PCB可以具有宽度/长度,并且第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔中的至少一个可以定位成远离PCB的边缘一定距离。距离与宽度(或长度)的比率可以小于约0.3。比率是距离除以宽度(或长度)。距离与宽度(或长度)的比率可小于约0.2,或小于约0.1。优选地,距离与宽度(或长度)的比率小于约0.06。这在确保PCB上的空间最大化(通过将通孔布置在靠近PCB边缘的位置)和确保PCB为线圈提供足够的稳定性而不断裂(通过确保它们定位得离边缘足够远)之间提供了良好的平衡。在特定示例中,宽度约为18mm,并且第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔可以定位为远离PCB的边缘小于约5mm的距离。PCB的宽度是在垂直于PCB的纵向轴线的方向上测量的。PCB的长度是在平行于PCB的纵向轴线的方向上测量的。该距离是在垂直于PCB的纵向轴线的方向上测量的。
第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔可具有小于约3mm或小于约1.5mm的直径。优选地,通孔的直径比形成线圈的线材的直径大小于约2mm或小于约1mm以确保附接更牢固。在一个示例中,形成线圈的线材的直径约为1.3mm,且通孔的直径约为2.3mm。
第一线圈的第一端可以基本上与第一线圈相切并且第二线圈的第一端可以基本上与第二线圈相切。线圈的端部可以包括朝向线圈末端的线材的一段/长度。
在一些示例中,第一线圈的第二端与第一线圈不相切,使得第一线圈的第一端和第一线圈的第二端沿第二轴线布置。类似地,第二线圈的第二端与第二线圈不相切,使得第二线圈的第一端和第二线圈的第二端沿第二轴线布置。例如,第一线圈和第二线圈的第二端可以相对于线圈的切线弯曲约90度。这种布置意味着两个线圈的第一端和第二端可以位于第二轴线上。如前所述,这可以更轻松地接近PCB。
在第六方面,提供了一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB,其中,PCB包括用于接收第一线圈的第一端的第一通孔和用于接收第一线圈的第二端的第二通孔。
PCB可进一步包括用于接收第二线圈的第一端的第三通孔和用于接收第二线圈的第二端的第四通孔。第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔排列在一条直线上。例如,它们可以沿一轴线对齐。
PCB可以限定纵向轴线,并且其中,直线平行于纵向轴线布置。纵向轴线可以平行于PCB的边缘,例如平行于大致矩形PCB的最长边缘。
第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔距离PCB的边缘小于约5mm。在一些示例中,第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔可距PCB的边缘大于约1mm。
PCB可以包括上述关于气溶胶供给装置的任意特征或所有特征。
优选地,该装置是烟草加热装置,也称为加热不燃烧装置。
如上简述,在一些示例中,一个或多个线圈被配置为在使用中引起至少一个导电加热部件/元件(也称为加热器部件/元件)的加热,使得加热能量可从至少一个导电加热部件传导至气溶胶产生材料,从而引起气溶胶产生材料的加热。
在一些示例中,线圈被配置为在使用中产生变化的磁场以穿透至少一个加热部件/元件,从而引起至少一个加热部件的感应加热和/或磁滞加热。在这样的布置中,该加热部件或每个加热部件可以被称为“感受器”。被配置为在使用中产生变化的磁场以穿透至少一个导电加热部件从而引起至少一个导电加热部件的感应加热的线圈可以被称为“感应线圈”或“电感线圈”。
该装置可以包括一个或多个加热部件,例如一个或多个导电加热部件,并且一个或多个加热部件可以相对于一个或多个线圈适当地定位或可定位以使得能够对一个或多个加热部件进行这种加热。一个或多个加热部件可以相对于一个或多个线圈处于固定位置。可替代地,至少一个加热部件,例如至少一个导电加热部件,可以包括在用于插入装置的加热区的制品中,其中,该制品还包括气溶胶产生材料并且可在使用后从该加热区移除。可替代地,该装置和这样的制品都可以包括至少一个相应的加热部件,例如至少一个导电加热部件,并且一个或多个线圈可以在制品处于加热区时,引起装置和制品中的每者的一个或多个加热部件的加热。
在一些示例中,一个或多个线圈是螺旋形的。在一些示例中,一个或多个线圈环绕装置的加热区的至少一部分,该加热区的至少一部分被配置为接收气溶胶产生材料。在一些示例中,一个或多个线圈是环绕加热区的至少一部分的一个或多个螺旋线圈。加热区可以是接收部,其成形为接收气溶胶产生材料。
在一些示例中,该装置包括至少部分地环绕加热区的导电加热部件,并且一个或多个线圈是环绕导电加热部件的至少一部分的一个或多个螺旋线圈。在一些示例中,导电加热部件是管状的。在一些示例中,线圈是电感线圈。
图1示出了用于从气溶胶产生介质/材料产生气溶胶的气溶胶供给装置100的示例。概括地说,装置100可用于加热包括气溶胶产生介质的可更换制品110,以产生气溶胶或其他可吸入介质,该气溶胶或其它可吸入介质被装置100的使用者吸入。
装置100包括壳体102(以外罩的形式),壳体102环绕并容纳装置100的各种部件。装置100在一端具有开口104,制品110可通过该开口插入以由加热组件加热。在使用中,制品110可以完全或部分地插入加热组件中,在那里它可以被加热器组件的一个或多个部件加热。
该示例的装置100包括第一端部构件106,该第一端部构件包括盖子108,该盖子108可相对于第一端部构件106移动以在没有制品110就位时关闭开口104。在图1中,盖子108被示出为处于打开构造,然而帽子108可以移动到关闭构造中。例如,使用者可以使盖子108沿箭头“A”的方向滑动。
装置100还可以包括使用者可操作的控制元件112,诸如按钮或开关,控制元件112在被按压时操作装置100。例如,使用者可以通过操作开关112来打开装置100。
装置100还可以包括电连接器/部件,诸如承窝/端口114,电连接器/部件可以接收电缆以对装置100的电池充电。例如,承窝114可以是充电端口,诸如USB充电端口。在一些示例中,可以额外地或替代地使用承窝114来在装置100和诸如计算装置的另一装置之间传送数据。
图2描绘了图1的装置100,其中外罩102被移除并且不存在制品110。装置100定义了纵向轴线134。
如图2所示,第一端部构件106布置在装置100的一端处,而第二端部构件116布置在装置100的相对端处。第一端部构件106和第二端部构件116一起至少部分地限定装置100的端面。例如,第二端部构件116的底面至少部分地限定了装置100的底面。外罩102的边缘也可以限定端面的一部分。在该示例中,盖子108还限定了装置100的顶面的一部分。
装置的最靠近开口104的端部可以被称为装置100的近端(或嘴端),因为在使用中,它最靠近使用者的嘴部。在使用中,使用者将制品110插入开口104中,操作使用者控制器112以开始加热气溶胶产生材料并吸取装置中产生的气溶胶。这使气溶胶沿着流向装置100的近端的流动路径流过装置100。
装置的离开口104最远的另一端可以称为装置100的远端,因为在使用中,它是离使用者的嘴部最远的端部。当使用者吸取装置中产生的气溶胶时,气溶胶从装置100的远端流出。
装置100进一步包括电源118。电源118可以是例如电池,诸如可充电电池或不可充电电池。合适的电池的示例包括例如锂电池(诸如锂离子电池)、镍电池(诸如镍镉电池)和碱性电池。电池与加热组件电联接以在需要时提供电力并且在控制器(未示出)的控制下加热气溶胶产生材料。在该示例中,电池连接到将电池118保持在位的中央支撑件120。中央支撑件120也可称为电池支撑件或电池托架。
该装置进一步包括至少一个电子模块122。电子模块122可以包括例如印刷电路板(PCB)。PCB 122可以支持至少一个控制器,诸如处理器和存储器。PCB 122还可以包括一个或多个电轨道以将装置100的各种电子部件电连接在一起。例如,电池端子可以电连接到PCB 122,从而可以在整个装置100中分配电力。承窝114也可以经由电轨道电联接到电池。
在示例装置100中,加热组件是感应加热组件并且包括经由感应加热过程加热制品110的气溶胶产生材料的各种部件。感应加热是通过电磁感应加热导电物体(如感受器)的过程。感应加热组件可包括感应元件,例如一个或多个电感线圈,以及用于使变化的电流(诸如交流电)通过感应元件的装置。电感元件中变化的电流产生变化的磁场。变化的磁场穿透相对于感应元件适当定位的感受器,并在感受器内产生涡流。感受器对涡流具有电阻,因此涡流抵抗该电阻的流动致使感受器被焦耳热加热。在感受器包含铁磁材料(诸如铁、镍或钴)的情况下,感受器中的磁滞损耗也可能产生热量,即由于磁性材料中的磁偶极子与变化的磁场对齐而产生的磁偶极子的取向变化。在感应加热中,与例如通过传导加热相比,在感受器内部产生热量,从而允许快速加热。此外,感应加热器和感受器之间不需要任何物理接触,从而提高了构造和应用的自由度。
示例装置100的感应加热组件包括感受器装置132(本文称为“感受器”)、第一电感线圈124和第二电感线圈126。第一电感线圈124和第二电感线圈126由导电材料制成。在该示例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126由以螺旋方式缠绕的利兹线/多芯导线制成以提供螺旋电感线圈124、126。利兹线包括多根单独绝缘并绞合在一起以形成单根线材的单独线材。利兹线旨在减少导体中的趋肤效应损耗。在示例装置100中,第一电感线圈124和第二电感线圈126由具有矩形横截面的铜利兹线制成。在其他示例中,利兹线可以具有其他形状的横截面,诸如圆形。
第一电感线圈124被配置为产生用于加热感受器132的第一段的第一变化磁场并且第二电感线圈126被配置为产生用于加热感受器132的第二段的第二变化磁场。在该示例中,第一电感线圈124在沿着装置100的纵向轴线134的方向上与第二电感线圈126相邻(即,第一电感线圈124和第二电感线圈126不重叠)。感受器装置132可包括单个感受器,或两个或更多个单独的感受器。第一电感线圈124和第二电感线圈126的端部130可以连接到PCB122。
应当理解,在一些示例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126可以具有彼此不同的至少一个特性。例如,第一电感线圈124可以具有与第二电感线圈126不同的至少一个特性。更具体地,在一个示例中,第一电感线圈124可以具有与第二电感线圈126不同的电感值。在图2中,第一电感线圈124和第二电感线圈126具有不同的长度,使得第一电感线圈124缠绕比第二电感线圈126在感受器132的更小的段上。因此,第一电感线圈124可以包括不同于第二电感线圈126的匝数(假设各个匝之间的间距基本上相同)。在又一示例中,第一电感线圈124可由与第二电感线圈126不同的材料制成。在一些示例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126可以基本上相同。
在该示例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126以相反方向缠绕。当电感线圈在不同时间处于活动状态时,这会很有用。例如,最初,第一电感线圈124可以操作以加热制品110的第一段,并且在稍后时间,第二电感线圈126可以操作以加热制品110的第二段。当与特定类型的控制电路结合使用时,以相反方向缠绕线圈有助于减少在不活动线圈中感应的电流。在图2中,第一电感线圈124是右手螺旋线,而第二电感线圈126是左手螺旋线。然而,在另一个实施例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126可以在相同方向上缠绕,或者第一电感线圈124可以是左手螺旋而第二电感线圈126可以是右手螺旋。
该示例的感受器132是中空的并且因此限定了接收气溶胶产生材料的接收部。例如,制品110可以插入到感受器132中。在该示例中,感受器120是具有圆形横截面的管状。
图2的装置100进一步包括绝缘构件128,该绝缘构件通常可以是管状的并且至少部分地环绕感受器132。绝缘构件128可由任何绝缘材料如塑料构成。在该特定示例中,绝缘构件由聚醚醚酮(PEEK)构成。绝缘构件128可以帮助使装置100的各种部件与感受器132中产生的热量绝缘。
绝缘构件128还可以完全或部分地支撑第一电感线圈124和第二电感线圈126。例如,如图2所示,第一电感线圈124和第二电感线圈126绕绝缘构件128定位并且与绝缘构件128的径向向外的表面接触。在一些示例中,绝缘构件128不邻接第一电感线圈124和第二电感线圈126。例如,在绝缘构件128的外表面与第一电感线圈124和第二电感线圈126的内表面之间可以存在小的间隙。
在特定示例中,感受器132、绝缘构件128以及第一电感线圈124和第二电感线圈126绕感受器132的中心纵向轴线同轴。
图3以局部横截面示出了装置100的侧视图。在该示例中存在外罩102。第一电感线圈124和第二电感线圈126的矩形截面形状更清晰可见。
装置100进一步包括支撑件136,支撑件136接合感受器132的一端以将感受器132保持在位。支撑件136连接到第二端部构件116。
该装置还可以包括与控制元件112内相关联的第二印刷电路板138。
装置100进一步包括朝向装置100的远端布置的第二盖/帽140和弹簧142。弹簧142允许打开第二盖140,以能够接近感受器132。使用者可以打开第二盖140以清洁感受器132和/或支撑件136。
装置100进一步包括膨胀室144,膨胀室144远离感受器132的近端朝向装置的开口104延伸。至少部分地位于膨胀室144内的是保持夹146,以在制品110被接收在装置100内时邻接并保持制品110。膨胀室144连接到端部构件106。
图4是图1的装置100的分解图,其中省略了外罩102。
图5A描绘了图1的装置100的一部分的横截面。图5B描绘了图5A的区域的特写。图5A和5B示出了接收在感受器132内的制品110,其中制品110的尺寸被确定为使得制品110的外表面邻接感受器132的内表面。这确保加热最有效。该示例的制品110包括气溶胶产生材料110a。气溶胶产生材料110a位于感受器132内。制品110还可以包括其他部件,诸如过滤器、包裹材料和/或冷却结构。
图5B示出了感受器132的外表面与电感线圈124、126的内表面间隔开距离150,该距离在垂直于感受器132的纵向轴线158的方向上测量。在一个特定示例中,距离150为约3mm至4mm、约3mm至3.5mm或约3.25mm。
图5B进一步示出了绝缘构件128的外表面与电感线圈124、126的内表面间隔开距离152,该距离在垂直于感受器132的纵向轴线158的方向上测量。在一个特定示例中,距离152约为0.05mm。在另一示例中,距离152基本上为0mm,使得电感线圈124、126邻接并接触绝缘构件128。
在一个示例中,感受器132具有约0.025mm至1mm或约0.05mm的壁厚154。
在一个示例中,感受器132具有约40mm至60mm、约40mm至45mm或约44.5mm的长度。
在一个示例中,绝缘构件128具有约0.25mm至2mm、约0.25mm至1mm或约0.5mm的壁厚156。
图6描绘了装置100的一部分。在该示例中,第一电感线圈和第二电感线圈被示为包括具有圆形横截面而非矩形横截面的利兹线。在其他示例中,利兹线可以具有矩形或其他形状的横截面。
如上简述,该装置包括电连接器114。在该示例中,电连接器是母USB-C端口,在其他示例中可以使用其他形式的USB端口,并且可以是其他端口,诸如用于同轴电源连接器的承窝。电连接器114可以经由形成在外罩102中的开口/孔口来接近(参见图1)。具体地,装置100包括在方位方向上绕装置和纵向轴线134延伸的连续侧面(由外罩102限定)。电连接器114的开口形成在该侧面中。装置100还包括顶/上表面,该顶/上表面至少部分地由第一端部构件106限定。因此,顶面是在使用装置时最靠近使用者嘴部的表面。装置100还包括底面/下表面,该底面/下表面至少部分地由第二端部构件116限定。因此,底面是在使用装置时离使用者嘴部最远的表面。因此,连续的侧面在顶面和底面之间延伸。通过将电连接器114布置在装置100的侧面,水和灰尘不太可能进入电连接器114。
使用者可以通过沿着插入轴线208朝向电连接器114移动对应的电连接器来将对应的电连接器(例如公USB连接器)与电连接器114连接。插入轴线208被布置为垂直于PCB122的第一部分202的纵向轴线206和装置100的纵向轴线134。
图6还示出了装置100的加热器/加热组件。在该示例中,加热器组件包括绕感受器132螺旋延伸的第一电感线圈124和第二电感线圈126。感受器132在每一端由支撑件136和膨胀室144支撑。在某些示例中,第一电感线圈124和第二电感线圈126可以由单个电感线圈或三个或更多个电感线圈代替。在一些示例中,加热器组件可以替代地是电阻加热组件。
第一电感线圈124限定与感受器的纵向轴线158同轴的第一轴线。第二电感线圈126限定与感受器的纵向轴线158同轴的第二轴线。第一电感线圈124绕第一轴线螺旋缠绕,而第二电感线圈126绕第二轴线螺旋缠绕。
PCB 122的第一部分202布置在电池118和加热组件之间。PCB 122的第二部分204布置在电池118下方。安装在PCB 122的第一部分202上的是各种电子元件,诸如存储器和控制器。如下文将更详细描述的,一个或多个电感线圈124、126的端部130a、130b、130c、130d可以连接到PCB122,诸如PCB 122的第一部分202。电连接器114电联接到PCB 122的第二部分204。在该示例中,电连接器114物理地安装在第二部分204上方。如将更详细地说明的,第二部分204电联接到第一部分202。数据和/或信号可以在第一部分202和第二部分204之间发送。在一些示例中,第二部分204被省略,使得PCB 122仅由第一部分202限定。
图6还示出了安装在第二部分204中的触觉马达200a。一根或多根线缆200b可以将触觉马达200a连接到第一部分202。
如图所示,第一部分202被布置为平行于装置100的纵向轴线134和/或感受器132的纵向轴线158。因此,第一部分202限定了纵向轴线206,纵向轴线206布置成平行于装置100的纵向轴线134和/或感受器132的纵向轴线158。第一部分202的纵向轴线206由第一部分202的最长尺寸(长度)限定。在图6中,第一部分202的最长边缘沿纵向轴线206延伸。
为清楚起见,图6中省略了电池支撑件120(图2和4中所示)。在一些示例中,PCB122与电池支撑件120接合。加热器组件位于第一部分202的一侧,而电池支撑件120和电池118位于第一部分202的另一侧。
图7描绘了PCB 122和加热组件的透视图。如图所示,PCB 122的第一部分202通过柔性部分210电联接到PCB 122的第二部分204。柔性部分210在第一部分202和第二部分204之间延伸并且弯曲约90度。数据和/或电信号可以经由柔性部分210在第一部分202和第二部分204之间传送。柔性部分210允许第二部分204相对于第一部分202成90度定向。因此,第二部分204被布置为垂直于第一部分202的纵向轴线206。通过以这种方式布置第二部分204,装置100的总长度(沿装置100的纵向轴线134测量)可以减小并且电连接器114可以布置在装置100的一侧上。
图7更清楚地描绘了连接到PCB 122的第一部分202的第一电感线圈124和第二电感线圈126的端部130a、130b、130c、130d。在该示例中,第一部分202界定第一电感线圈通孔230a和第二电感线圈通孔230b,其中第一电感线圈124的第一端130a延伸穿过第一电感线圈通孔230a,而第一电感线圈124的第二端130b延伸穿过第二电感线圈通孔230b。第一部分202还可以界定第三电感线圈通孔230c和第四电感线圈通孔230d,第二电感线圈126的第一端130c可以延伸穿过第三电感线圈通孔230c,而第二电感线圈126的第二端130d可以延伸穿过第四电感线圈通孔230d。电感线圈通孔230a、230b、230c、230d允许加热组件更牢固地附接到PCB122。
第一通孔230a、第二通孔230b、第三通孔230c和第四通孔230d各自限定与由第一电感线圈限定的第一轴线300(如图7所示)基本上垂直的轴线。图6示出了由第一通孔230a限定的轴线302,该轴线垂直于第一轴线300、第一部分202的纵向轴线206和感受器158的纵向轴线。第二通孔230b、第三通孔230c和第四通孔230d均具有类似定向的轴线。在该示例中,第一电感线圈124的第一轴线300平行于并且同轴于感受器/加热器部件的轴线158。
如图7所示,第一电感线圈124和第二电感线圈126的端部130a、130b、130c、130d延伸穿过通孔230a、230b、230c、230d,使得电感线圈124、126机械连接到PCB 122(即PCB 122的第一部分202)。在该示例中,连接还允许电感线圈124、126电连接到PCB 122以接收用于在感受器132中感应磁场的电流。例如,电感线圈的端部可以焊接到位以提供机械和电气连接。
图8是穿过PCB 122的横截面的示意图。如上所述,PCB 122具有第一部分202、第二部分204和在第一部分202和第二部分204之间延伸的柔性部分210。
柔性部分210包括延伸到第一部分202和第二部分204中的至少一个导电层212。如图8所示,导电层212完全延伸穿过第一部分202和第二部分204。信号和/或数据可以经由导电层212发送。在其他示例中,导电层212在它到达第一部分202和第二部分204的端部之前终止。
在该示例中,导电层212包括铜。导电层212具有一厚度214。在该示例中,厚度214约为0.07mm。
在一些示例中,柔性部分210进一步包括两个或更多个其他柔性层,并且导电层212布置在这两个或更多个其他层之间。例如,柔性部分210可以包括两个绝热层以使导电层212与加热器组件产生的热量隔离。柔性部分210可以附加地或替代地包括两个电绝缘层以阻止导电层212在装置内短路。绝热层也可以是电绝缘的。在一个示例中,绝热层包括聚酰胺。这些附加层可以仅存在于柔性部分210中。可替代地,这些附加层可以延伸到第一部分202和第二部分204中,但可以不完全延伸穿过第一部分202和第二部分204。
第一部分202和第二部分204各自包括布置在两个非导电衬底层216之间的至少一个导电层212。外部非导电衬底层216赋予第一部分202和第二部分204刚性。
图9更详细地描绘了PCB 122的第一部分202。电感线圈通孔230a、230b、230c、230d被示为沿着平行于第一部分202的纵向轴线206的轴线218定位。这使得组装装置更容易。轴线218可朝向PCB 122的边缘314定位,使得仍可接近PCB 122的剩余部分。PCB 122(即第一部分202)具有大致矩形形状,并且边缘314是PCB 122的最长边缘。在该示例中,通孔230a、230b、230c、230d的边缘与PCB 122的边缘314之间的距离316约为1.1mm。优选地,该距离316小于5mm且大于1mm。通孔230a、230b、230c、230d的边缘是最靠近PCB 122的边缘314的边缘。
第一部分202PCB 122还可包括第一凹口220a和第二凹口220b。第一凹口220a布置在第一部分202的一侧,而第二凹口220b布置在相反侧。每个凹口可以接收从电池支撑件120延伸的对应突起。凹口接合突起以更好地将PCB 122固定到电池支撑件120。
图10示出了图7的布置的自上而下的视图。这里示出了第一电感线圈124。第二电感线圈126布置在第一电感线圈124下方,并且可以具有与第一电感线圈124相似的形状/形式。
如图10所示,第一电感线圈124的第一端130a被布置成与第一电感线圈124基本上相切。也就是说,第一端130a与第一电感线圈124的螺旋部分相切。相反,第一电感线圈124的第二端130b与第一电感线圈124不相切。相反,第二端130b弯曲约90度,使得第一电感线圈124的第一端130a和第一电感线圈124的第二端130b沿轴线218布置(在图9中更清楚地示出)。在图10中,轴线218延伸到页面中。在该示例中,轴线218平行于PCB 122的第一部分202的纵向轴线206。轴线218在第一电感线圈124的第一端130a和第二端130b穿过第一通孔230a和第二通孔230b的点处穿过第一端130a和第二端130b的中心。
类似地,第二电感线圈126的第一端130c被布置为基本上与第二电感线圈124相切。也就是说,第一端130c与第二电感线圈126的螺旋部分相切。相反,第二电感线圈126的第二端130d与第二电感线圈126不相切。相反,第二端130d弯曲约90度,使得第二电感线圈126的第一端130c和第二电感线圈126的第二端130d沿轴线218布置。因此,轴线218也在第二电感线圈126的第一端130c和第二端130d穿过第三通孔230c和第四通孔230d的点处穿过第一端130c和第二端130d的中心。因此,第一通孔230a、第二通孔230b、第三通孔230c和第四通孔230d沿轴线218布置成直线。
以上实施例应被理解为本发明的说明性示例。设想了本发明的其他实施例。应当理解,关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用,或者与所描述的其他特征组合使用,
并且还可以与任何其他实施例或者任何其他实施例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,也可以采用上面未描述的等同物和修改。
Claims (28)
1.一种气溶胶供给装置,限定一纵向轴线并包括:
电连接器;
加热器组件,被配置为加热接收在所述气溶胶供给装置内的气溶胶产生材料;
印刷电路板PCB,包括:
基本上平行于所述纵向轴线布置的第一部分;以及
基本上垂直于所述纵向轴线布置的第二部分;
其中:
所述加热器组件电联接到所述第一部分和所述第二部分中的一个;
所述第二部分电联接到所述第一部分;并且
所述电连接器电联接到所述第一部分和所述第二部分中的另一个。
2.根据权利要求1所述的气溶胶供给装置,其中,所述加热器组件电联接到所述第一部分并且所述电连接器电联接到所述第二部分,并且其中,所述气溶胶供给装置包括:
设置在所述气溶胶供给装置的一端处的顶面;
设置在所述气溶胶供给装置的另一端处的底面,其中,所述底面沿所述纵向轴线与所述顶面间隔开;以及
一个或多个侧面,在所述顶面和所述底面之间延伸、绕所述纵向轴线延伸,并且界定用于接近所述电连接器的开口。
3.根据权利要求1或2所述的气溶胶供给装置,其中:
所述第一部分和所述第二部分是刚性的;
所述PCB进一步包括在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的柔性部分;并且
所述柔性部分包括导电层,使得所述第二部分电联接到所述第一部分。
4.根据权利要求3所述的气溶胶供给装置,其中,所述导电层的厚度小于约0.1mm。
5.根据权利要求3或4所述的气溶胶供给装置,其中,所述导电层布置在绝热层之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气溶胶供给装置,其中,所述电连接器安装在所述第二部分上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的气溶胶供给装置,其中,所述电连接器限定一插入轴线,其中,所述插入轴线垂直于所述纵向轴线。
8.一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB,包括:
第一部分;以及
第二部分;
其中:
所述第一部分被配置为电联接到加热器组件和电连接器中的一个;
所述第二部分电联接到所述第一部分;并且
所述第二部分被配置为电联接到所述加热器组件和所述电连接器中的另一个。
9.根据权利要求8所述的PCB,其中:
所述第一部分和所述第二部分是刚性的;
所述PCB进一步包括在所述第一部分和所述第二部分之间延伸的柔性部分;以及
所述柔性部分包括导电层,使得所述第二部分电联接到所述第一部分。
10.根据权利要求9所述的PCB,其中,所述导电层的厚度小于0.1mm。
11.根据权利要求9或10所述的PCB,其中,所述导电层布置在绝热层之间。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的PCB,其中,所述PCB包括安装在所述第二部分上的所述电连接器。
13.一种气溶胶供给系统,包括:
根据权利要求1至7中任一项所述的气溶胶供给装置;以及
包含气溶胶产生材料的制品。
14.一种气溶胶供给装置,限定一纵向轴线并包括:
电连接器;
设置在所述气溶胶供给装置的一端处的顶面;
设置在所述气溶胶供给装置的另一端处的底面,其中,所述底面沿所述纵向轴线与所述顶面间隔开;以及
一个或多个侧面,在所述顶面和所述底面之间延伸、绕所述纵向轴线延伸,并且界定用于接近所述电连接器的开口。
15.一种气溶胶供给装置,包括:
第一线圈,用于加热加热器部件;
印刷电路板PCB,与所述第一线圈相邻布置,其中,所述PCB包括:
第一通孔,连接到所述第一线圈的第一端;以及
第二通孔,连接到所述第一线圈的第二端。
16.根据权利要求15所述的气溶胶供给装置,其中:
所述第一通孔与所述第一线圈的第一端形成机械连接和电连接;以及
所述第二通孔与所述第一线圈的第二端形成机械连接和电连接。
17.根据权利要求15所述的气溶胶供给装置,其中,所述第一线圈基本上是刚性的。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的气溶胶供给装置,其中,所述第一通孔和所述第二通孔具有的轴线均与由所述第一线圈限定的第一轴线基本上垂直。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的气溶胶供给装置,进一步包括用于加热所述加热器部件的第二线圈;
其中:
所述第一线圈在沿着由所述第一线圈限定的第一轴线的方向上与所述第二线圈相邻;并且
所述PCB进一步包括:
第三通孔,连接到所述第二线圈的第一端;以及
第四通孔,连接到所述第二线圈的第二端;
并且所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔沿着平行于所述第一轴线的第二轴线定位。
20.根据权利要求20所述的气溶胶供给装置,其中,所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔朝向所述PCB的边缘布置。
21.根据权利要求19或20所述的气溶胶供给装置,其中:
所述第一线圈的第一端基本上与所述第一线圈相切;并且所述第二线圈的第一端基本上与所述第二线圈相切。
22.根据权利要求21所述的气溶胶供给装置,其中:
所述第一线圈的第二端与所述第一线圈不相切,使得所述第一线圈的第一端和所述第一线圈的第二端沿所述第二轴线布置;以及
所述第二线圈的第二端与所述第二线圈不相切,使得所述第二线圈的第一端和所述第二线圈的第二端沿所述第二轴线布置。
23.一种用于气溶胶供给装置的印刷电路板PCB,其中,所述PCB包括:
第一通孔,用于接收第一线圈的第一端;以及
第二通孔,用于接收所述第一线圈的第二端。
24.根据权利要求23所述的PCB,包括:
第三通孔,用于接收第二线圈的第一端;以及
第四通孔,用于接收所述第二线圈的第二端;
其中,所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔设置在一条直线上。
25.根据权利要求24所述的PCB,其中,所述PCB限定一纵向轴线,并且其中,所述直线平行于所述纵向轴线布置。
26.根据权利要求24或25所述的PCB,其中,所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔中的至少一个在距所述PCB的边缘5mm以内。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的PCB,其中,所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔中的至少一个位于距所述PCB的边缘至少1mm处。
28.一种气溶胶供给系统,包括:
根据权利要求15至27中任一项所述的气溶胶供给装置;以及
包含气溶胶产生材料的制品。
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