JP2019526239A - キャップ付き流体透過性ヒーター組立品の製造 - Google Patents

Abstract

本発明は、流体透過性ヒーター組立品（１０）を製造するための方法に関連し、ヒーター組立品（１０）は、キャップ（１２）および実質的に平坦な導電性発熱体（２０）を備え、方法は発熱体（２０）を提供する工程と、キャップ（１２）を発熱体（２０）の一方の側の端領域にオーバーモールドする工程とを含み、ここでキャップ（１２）は第一のキャップ開口部（１６）および第二のキャップ開口部（１８）を有する中空体（１４）を備え、第一のキャップ開口部（１６）は第二のキャップ開口部（１８）の反対側にあり、また発熱体（２０）が第一のキャップ開口部（１６）を横切って延びるように、発熱体（２０）はキャップ（１２）に取り付けられている。本発明は、流体透過性ヒーター組立品（１０）を製造するための装置にさらに関連する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、手持ち式の電気的に作動する喫煙システムなどの、エアロゾル発生システムに関する。特に本発明は、エアロゾル形成基体が液体であり気化されるエアロゾル発生システム用のヒーター組立品の製造に関連する。

電池および制御電子回路を備える装置部分と、液体貯蔵部分に保持されたエアロゾル形成基体の供給を備えるカートリッジ部分と、気化器の役割をする電気的に作動するヒーター組立品とから成る、手持ち式の電気的に作動するエアロゾル発生システムが周知である。液体貯蔵部分に保持されたエアロゾル形成基体の供給および気化器の両方を備えるカートリッジは、「カトマイザー」と呼ばれることもある。ヒーター組立品は、液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体に浸された細長い芯様の毛細管媒体と接触する流体透過性発熱体を備えうる。カートリッジ部分は一般に、エアロゾル形成基体の供給源および電気的に作動するヒーター組立品だけでなく、ユーザーが使用時に吸ってエアロゾルを口の中へと引き出すマウスピースも含む。

流体透過性発熱体を備えたヒーター組立品は、壊れやすい構造を有しうる。ヒーター組立品の構成要素は、輸送中、包装中および使用中に容易に位置が変わりうる。こうしたヒーター組立品を備えるカートリッジの製造は困難な場合がある。

より安価なコストでより簡単に製造でき、かつヒーター組立品の構成要素の位置が変わるのを防止するために、より剛直な構造が提供される、エアロゾル発生システム用の改善されたヒーター組立品が提供されることが望ましいであろう。

本発明の第一の態様によると、流体透過性ヒーター組立品を製造するための方法が提供されており、ヒーター組立品は、キャップと、実質的に平坦な導電性発熱体とを備え、方法は第一の工程において発熱体を提供することと、第二の工程においてキャップを発熱体の一方の側の端領域にオーバーモールドすることとを含む。キャップは、第一および第二のキャップ開口部を有する中空体を備える。第一のキャップ開口部は、第二のキャップ開口部の反対側にある。発熱体は第一のキャップ開口部を横切って延びるように、キャップ上に取り付けられている。

本明細書で提供されている解決策は、中空体を有するキャップを発熱体上に取り付けて発熱体の安定性を改善すること、およびキャップの中空体内に配置されうる毛細管媒体のための手引きを提供することである。キャップの使用は、ヒーター組立品の製造を簡略化することができ、かつヒーター組立品の剛性を改善しうる。

本発明によるヒーター組立品のさらなる目的は、充填済みカートリッジにキャップを被せることでありうる。その狙いは、ヒーター組立品のすべての部品を予め組み立てて、この一体形成された構成要素を操作してカートリッジを閉じるのを容易にすることである。

本明細書で使用される「実質的に平坦」という用語は、単一の平面に当初形成され、かつ湾曲した形状またはその他の非平面形状に巻かれたりまたはその形状に適合されたりしていないことを意味する。本明細書で使用される「導電性」という用語は、
１×１０^-4Ωｍ以下の比抵抗を有する材料から形成されていることを意味する。本明細書で使用される「絶縁性」は１×１０⁴Ωｍ以上の比抵抗を有する材料から形成されていることを意味する。本明細書においてヒーター組立品との関連で使用される「流体透過性」という用語は、エアロゾル形成基体（気相であるが、液相である可能性もある）が、ヒーター組立品の発熱体を簡単に通過できることを意味する。

ヒーター組立品は、高い熱分解温度を有し、急激な温度変化に耐えることができる材料から形成されたキャップを備える。発熱体はキャップ上に保持される。キャップはプラスチック顆粒から成形されることが好ましい。プラスチック顆粒は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）またはその他任意のポリマー材料製としうる。キャップ材料は発熱体の下側上にオーバーモールドされることが好ましい。キャップは、メッシュ細片上にオーバーモールドすることによってＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫで作製されることがより好ましい。発熱体の下側は第一のキャップ開口部の方に向けられている。発熱体をキャップ上に固定するためにさらなる取り付け材料（ターミナルなどの）を必要としないため、キャップを発熱体の下側にオーバーモールドすることは有利である。

キャップ全体で十分な温度降下を提供するために、キャップは液体貯蔵部分が発熱体から少なくとも１．５ミリメートル、好ましくは３ミリメートル〜６ミリメートルの距離だけ離れているのに十分なサイズを有することが好ましい。有利なことに、こうした実施形態において、液体貯蔵部分は、低めの熱分解温度の、よりコスト効率の高い材料（例えばポリエチレンまたはポリプロピレンなど）で作製されうる。

ヒーター組立品は、簡単な製造を可能にする実質的に平坦な発熱体をさらに備える。幾何学的には、「実質的に平坦」な導電性発熱体という用語は、実質的に二次元の位相幾何学的マニホールドの形態である導電性フィラメント配列を意味するために使用される。従って、実質的に平坦な導電性発熱体は、第三の寸法よりも実質的に大きい表面に沿って二次元的に延びる。特に、その表面内での二次元的な実質的に平坦な発熱体の寸法は、表面に対して垂直の第三の寸法の少なくとも５倍である。実質的に平坦な発熱体の例は、二つの実質的に平行の仮想表面間の構造であって、ここでこれらの二つの仮想表面間の距離はその表面内の延長部分よりも実質的に小さい。一部の実施形態において、実質的に平坦な発熱体は平面である。その他の実施形態において、実質的に平坦な発熱体は一つ以上の寸法に沿って曲がっており、例えばドーム形状またはブリッジ形状を形成する。

「フィラメント」という用語は本明細書全体で、二つの電気接点間に配置された電気的な経路を意味するために使用される。フィラメントは任意に、幾つかの経路またはフィラメントにそれぞれ枝分かれ・分岐させてもよく、または幾つかの電気的な経路から一つの経路に合流させてもよい。フィラメントは丸型、正方形、平坦型、またはその他の任意の断面形状を有してもよい。フィラメントは、真っ直ぐな様式または曲がった様式で配置されてもよい。

「発熱体」という用語は本明細書全体で、一つのまたは好ましくは複数のフィラメントの配列を意味するために使用される。発熱体は、例えば相互に並列に配列されたフィラメントのアレイであってもよい。発熱体は流体透過性である。発熱体は、第一のキャップ開口部を横切って発熱体を取り付ける時に開口領域を提供するように切断されうる。開口領域は、発熱体のそれぞれの側から面取り付き窓スロットを切り抜くことによって製造されることが好ましい。

フィラメントはメッシュを形成しうることが好ましい。メッシュは織物または不織布であってもよい。メッシュは、異なるタイプの織り構造または格子構造を使用して形成されてもよい。別の方法として、導電性発熱体は、互いに平行に配置されたフィラメントのアレイから成る。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物はまた、液体を保持するその能力によって特徴付けられてもよい。

好ましい一つの実施形態において、実質的に平坦な発熱体は、ワイヤーメッシュに形成されるワイヤーから構成されうる。メッシュは単純な織りデザインであることが好ましい。発熱体は、メッシュ細片から作製されたワイヤーグリルであることが好ましい。

導電性フィラメントはフィラメント間の隙間を画定でき、隙間の幅は１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルとしうる。使用時に気化されることになる液体が隙間内に引き出されて、発熱体と液体エアロゾル形成基体の間の接触面積が増えるように、フィラメントは隙間内に毛細管作用を引き起こさせることが好ましい。

導電性フィラメントは、１センチメートル当たりフィラメント６０〜２４０個（＋／−１０パーセント）のサイズのメッシュを形成しうる。メッシュ密度は、１センチメートル当たりフィラメント１００〜１４０個（＋／−１０パーセント）であることが好ましい。メッシュ密度は、１センチメートル当たりフィラメントおよそ１１５個であることがより好ましい。隙間の幅は、１００マイクロメートル〜２５マイクロメートルとすることができ、８０マイクロメートル〜７０マイクロメートルであることが好ましく、およそ７４マイクロメートルであることがより好ましい。メッシュの合計面積に対する隙間の面積の比であるメッシュの開口部分の面積率は、４０パーセント〜９０パーセントとすることができ、８５パーセント〜８０パーセントであることが好ましく、およそ８２パーセントであることがより好ましい。本明細書全体で、こうしたメッシュの密度は「第一のメッシュ密度」と呼ばれる。

加えて、メッシュは「第二のメッシュ密度」と呼ばれる高めのメッシュ密度を有する一つ以上のセクションを有することができ、ここでフィラメント間の隙間は５マイクロメートル未満であり、２マイクロメートル未満であることが好ましく、およそ１マイクロメートルであることがより好ましい。高めのメッシュ密度を有するメッシュの一つ以上のセクションは、本明細書全体で「高密度領域」と呼ばれる。

導電性フィラメントは、８マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有することができ、１０マイクロメートル〜５０マイクロメートルであることが好ましく、１２マイクロメートル〜２５マイクロメートルであることがより好ましい。フィラメントは丸い断面を有してもよく、または平坦な断面を有してもよい。

導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の面積は小さくてもよく、例えば５０平方ミリメートル以下とすることができ、２５平方ミリメートル以下であることが好ましく、およそ１５平方ミリメートルであることがより好ましく。サイズは、発熱体を手持ち式システムに組み込めるように選択される。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物のサイズを５０平方ミリメートル以下にすることは、導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物を加熱するのに必要な総電力量を低減する一方で、導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物と液体エアロゾル形成基体の十分な接触を依然として確保する。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物は、例えば長方形でもよく、および２ミリメートル〜１０ミリメートルの長さ、および２ミリメートル〜１０ミリメートルの幅を有しうる。メッシュは、およそ５ミリメートル×３ミリメートルの寸法を有することが好ましい。導電性フィラメントのメッシュまたはアレイは、発熱体が横切って延びる第一のキャップ開口部の開口領域の３０パーセント〜９０パーセントの面積を覆いうる。導電性フィラメントのメッシュまたはアレイは、第一のキャップ開口部の開口領域の５０パーセント〜７０パーセントの面積を覆うことが好ましい。導電性フィラメントのメッシュまたはアレイは、第一のキャップ開口部の開口領域の５５パーセント〜６５パーセントの面積を覆うことがより好ましい。

発熱体のフィラメントは、適切な電気的特性を有する任意の材料から形成されうる。適切な材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金およびセラミック材料および金属材料でできた複合材料が挙げられるが、これに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。

適切な合金の例としては、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル−、コバルト−、クロミウム−、アルミニウム−、チタン−、ジルコニウム−、ハフニウム−、ニオビウム−、モリブデン−、タンタル−、タングステン−、スズ−、ガリウム−、マンガン−、および鉄−含有合金、およびニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、鉄−アルミニウム系合金、ならびに鉄−マンガン−アルミニウム系合金が挙げられる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。フィラメントは一つ以上の絶縁体で被覆されていてもよい。導電性フィラメント用の好ましい材料はステンレス鋼および黒鉛であり、ＡＩＳＩ ３０４、３１６、３０４Ｌ、３１６Ｌなどの３００シリーズのステンレス鋼であることがより好ましい。加えて、導電性発熱体は上述の材料の組み合わせを含みうる。材料の組み合わせを使用して、実質的に平坦な発熱体の抵抗の制御を改善しうる。例えば、本質的に高い抵抗の材料を、本質的に低い抵抗の材料と組み合わせてもよい。これは、材料のどれか一つが他の観点、例えば価格、機械加工性またはその他の物理的および化学的パラメータから見て、より有益である場合に、有利でありうる。有利なことに、抵抗を増大させた実質的に平坦なフィラメント配列は、寄生損失を低減する。有利なことに、高い抵抗のヒーターは、電池エネルギーのより効率的な使用を可能にする。

フィラメントはワイヤーで作製されることが好ましい。ワイヤーは金属で作製されることがより好ましく、ステンレス鋼で作製されることが最も好ましい。

発熱体の導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．３〜４オームであることが好ましい。電気抵抗は、０．５オーム以上であることが好ましい。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．６〜０．８オームであることがより好ましく、約０．６８オームであることがより好ましい。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、導電性接触領域の電気抵抗よりも少なくとも１桁大きいことが好ましく、および少なくとも２桁大きいことがより好ましい。これは、発熱体に電流を通すことによって発生した熱が、導電性フィラメントのメッシュまたはアレイに局在化されることを確実にする。システムの電源が電池である場合、発熱体に対する全体抵抗が低いことは有利である。低抵抗で大電流のシステムは、発熱体に高電力を供給することを可能にする。これは、発熱体が導電性フィラメントを素早く望ましい温度に加熱することを可能にする。

キャップの中空体は、毛細管媒体を保持するように構成されうる。ヒーター組立品は、液体エアロゾル形成基体を保持するための毛細管媒体から作製されるホスト材料片を含むことが好ましい。ホスト材料片の少なくとも一部分は、第一のキャップ開口部と第二のキャップ開口部の間の中空体内に配置されうる。

有利なことに、キャップおよびホスト材料片は、ほぼ同じサイズの断面積を有するようにサイズが決められうる。本明細書で使用される、ほぼ同じサイズとは、第一のキャップ開口部を含むキャップの断面積が、毛細管材料と比較して最大３０パーセント小さいかまたは大きい場合があることを意味する。キャップの中空体の内部空間の形状はまた、組立品と材料が実質的に重なるように、毛細管材料の形状と同様としうる。ホスト材料片は、中空体の内部空間と実質的に同じサイズおよび形状であることが好ましい。中空体の内部空間は、実質的に円筒形状であることが好ましい。中空体の内部空間の容積は、５０立方ミリメートル〜５００立方ミリメートルとすることができ、１００立方ミリメートル〜２５０立方ミリメートルであることが好ましく、およそ１５０立方ミリメートルであることがより好ましい。

ホスト材料片は、少なくとも部分的に発熱体と接触して提供されうる。組立品および材料のサイズおよび形状が実質的に同様である時、製造は単純化することができ、製造プロセスの確実性が改善される。

ヒーター組立品は、液体エアロゾル形成基体をホスト材料片から発熱体に搬送するための毛細管媒体から作製される搬送材料片を含むことが好ましい。搬送材料片は発熱体と接触して提供されうる。搬送材料片は発熱体とホスト材料片の間に配置されることが好ましい。この場合、ホスト材料は発熱体とは直接接触しない。

搬送材料片は、第一のキャップ開口部を横切って延びる発熱体の表面の少なくとも一部分と接触する液体エアロゾル形成基体があることを保証する能力のある材料で作製されうる。搬送材料片は導電性フィラメントと接触してもよい。搬送材料片はフィラメント間の隙間に延びてもよい。発熱体は、毛細管作用によって液体エアロゾル形成基体を隙間の中へと引き出してもよい。搬送材料片は、実質的に第一のキャップ開口部の開口領域全体にわたり、導電性フィラメントと接触することが好ましい。

毛細管材料は、液体を材料の一端から別の端へ能動的に送達する材料である。毛細管材料は、液体エアロゾル形成基体を発熱体に運ぶために、直接的または間接的に別の毛細管媒体を介した、液体貯蔵部分と接触した向きとしうる。

毛細管材料は、エアロゾル発生を促進するために、発熱体の導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物と直接接触する毛細管材料の一つ以上の層を含む、二つ以上の毛細管材料を含んでさえもよい。

キャップは、ホルダー開口部を有するホルダーを備えることが好ましい。ホルダーは、少なくとも第一のキャップ開口部を覆い、かつ０．２５ミリメートル〜５ミリメートルの厚さ、好ましくは０．５ミリメートル〜２．５ミリメートルの厚さ、より好ましくはおよそ０．８ミリメートルの厚さを有する、平面のディスクとしうる。ホルダー開口部は、１０平方ミリメートル〜５０平方ミリメートル、好ましくは２０平方ミリメートル〜３０平方ミリメートル、より好ましくはおよそ２５平方ミリメートルのサイズを有しうる。ホルダーは、ホルダー開口部が第一のキャップ開口部の少なくとも一部分と一致するように、第一のキャップ開口部を覆いうる。発熱体はホルダー上に取り付けうる。ホルダーの表面は発熱体と接触し、ホルダーのないキャップと比較して接触領域を拡大する接触領域を表す。ホルダーは、第一のキャップ開口部のサイズをホルダー開口部のサイズに縮小する。ホルダーと発熱体の間の接触領域を拡張することは、ヒーター組立品の剛性を改善することができ、かつその組立を容易にしうる。ホルダーを含むキャップは、発熱体の下側にオーバーモールドされることが好ましい。

キャップは一体形成されることが好ましい。一体形成されたキャップはホルダーを含みうる。

発熱体は少なくとも二つの導電性接触領域を有しうる。導電性接触領域は発熱体の端領域に位置付けられうる。

少なくとも二つの導電性接触領域はそれぞれ、発熱体の高濃度領域に位置付けられることが好ましい。導電性接触領域は発熱体の末端に位置付けられうる。導電性接触領域は導電性フィラメントに直接固定されてもよい。導電性接触領域は、すずパッチを備えうる。別の方法として、導電性接触領域は導電性フィラメントと一体型としうる。

発熱体を提供する工程は、メッシュ細片を提供することを含むことが好ましい。メッシュ細片は、第一のメッシュ密度のメッシュセクションおよび第二のメッシュ密度のメッシュセクションの交互配列を備えうる。高めの密度のセクションを有することは、取り扱い中のメッシュの安定性を増大しうる。

発熱体を提供する工程は、面取り付き窓スロットを第一のメッシュ密度のメッシュセクションのそれぞれの側から打ち抜くことと、第一のメッシュ密度の打ち抜かれたメッシュセクションから、緩んだワイヤーを除去することとをさらに含みうる。

第一のメッシュ密度は、第二のメッシュ密度よりも低いことが好ましい。

発熱体の一方の側の端領域にキャップをオーバーモールドする工程は、プラスチック顆粒を予熱することと、キャップを作製するための型にプラスチック顆粒を注入することと、第二のメッシュ密度のメッシュセクションの下側にキャップをオーバーモールドすることとが含まれることが好ましい。

発熱体の一方の側の端領域にキャップをオーバーモールドする工程は、ヒーター組立品をメッシュ細片から切り抜くことと、ヒーター組立品から破片を除去することとをさらに含むことが好ましい。

ヒーター組立品をメッシュ細片から切り抜く工程は、メッシュ細片からメッシュを打ち抜くことを含み、ここで発熱体はメッシュを含み、また切り抜かれたメッシュの二つの端部のそれぞれで第二のメッシュ密度のメッシュセクションによって限定された第一のメッシュ密度のメッシュセクションをメッシュが含むように、メッシュは第二のメッシュ密度のメッシュセクション内で切り抜かれることが好ましい。

本発明の第一の態様による流体透過性ヒーター組立品を製造する方法は、少なくとも二つの導電性接触領域をそれぞれ、発熱体のもう一方の側の端領域に結合する工程をさらに含むことが好ましい。

少なくとも二つの導電性接触領域をそれぞれ、発熱体のもう一方の側の端領域に結合する工程は、すず箔細片を提供することと、第二のメッシュ密度のメッシュセクションの形状およびサイズと一致するサイズのすず箔パッチをすず箔細片から切り抜くことと、第二のメッシュ密度のメッシュセクションにすず箔パッチを押し付けることとを含みうる。箔細片は、発熱体の材料よりも柔らかい材料で作製されることが有利でありうる。

本発明の第一の態様による流体透過性ヒーター組立品を製造する方法は、ヒーター組立品を検査することをさらに含むことが好ましい。

ヒーター組立品を検査する工程は、ヒーター組立品を検査ステーションに搬送することと、製造されたヒーター組立品の発熱体の電気抵抗を測定することと、ワイヤーの数が正確であるか、メッシュの切り抜きがきれいであるか、メッシュの整合性が取れているか、破片やすず箔の付着がないかについて発熱体を目視検査することと、ヒーター組立品が発熱体の期待される電気抵抗、および目視検査の期待される結果のうちの少なくとも一つが不合格の場合に、ヒーター組立品を却下することとが含まれることが好ましい。

本発明の第二の態様によると、本発明の第一の態様による流体透過性ヒーター組立品を製造する装置が提供されている。

キャップとメッシュ付きの実質的に平坦な導電性発熱体とを備えるヒーター組立品を製造するために、流体透過性ヒーター組立品を製造するための装置は、下記の機器ユニットのうちの少なくとも一つを備えうる。
‐メッシュ細片を供給するためのメッシュ細片ボビン供給ユニットであって、メッシュ細片が第一のメッシュ密度のメッシュセクションおよび第二のメッシュ密度のメッシュセクションの交互配列を備える、メッシュ細片ボビン供給ユニット、
‐すず箔細片を供給するためのすず箔細片ボビン供給ユニット、
‐第二のメッシュ密度のメッシュセクション上に位置付けられるすず箔の長さを割り出すための、および供給されたすず箔細片からすずパッチを切断するための、すず箔切断ステーション、
‐すずパッチを第二のメッシュ密度のメッシュセクションの上部表面上に押し付けて結合するための、すず箔加圧成形ステーション、
‐面取り付き窓スロットを第一のメッシュ密度のメッシュセクションのそれぞれの側から打ち抜くための、メッシュ窓切断ステーション、
‐破片を除去するために、切り抜かれたメッシュセクションの表面を空気圧力でおよび掃除機で清掃することによって、第一のメッシュ密度の切り抜かれたメッシュセクションからの緩んだワイヤー、小粒子、埃、または破片を除去するための第一の清浄ステーション、
‐プラスチック顆粒を予熱して、キャップを作製するための型にプラスチック顆粒を注入するための射出成形機、
‐キャップを第二のメッシュ密度のメッシュセクションの下側にオーバーモールドするためのメッシュ注入オーバーモールディングツール（場合によっては単一のくぼみまたは複数のくぼみを有する）、
‐メッシュ細片からメッシュを打ち抜くことによって、メッシュ細片からヒーター組立品を切り抜くためのヒーター組立品切断ステーションであって、発熱体はメッシュを含み、また切り抜かれたメッシュの二つの端部のそれぞれで第二のメッシュ密度のメッシュセクションによって限定された第一のメッシュ密度のメッシュセクションをメッシュが含むように、メッシュは第二のメッシュ密度のメッシュセクション内で切り抜かれる、
‐破片を除去するためにヒーター組立品の表面を空気圧力でおよび掃除機で清掃することによって、緩んだワイヤーをメッシュから除去するための第二の清浄ステーション、
‐ヒーター組立品をヒーター組立品検査ステーションに搬送するための移動ユニットであって、ヒーター組立品検査ステーションが、ヒーター組立品抵抗測定ステーション、ヒーター組立品目視検査ステーション、およびヒーター組立品却下ステーションを含みうる、搬送ユニット、
‐メッシュ表示圧力検査ステーション、
‐製造されたヒーター組立品のメッシュおよびすず箔細片の電気抵抗を測定するためのヒーター組立品抵抗測定ステーション、
‐ヒーター組立品を目視検査するためのヒーター組立品目視検査、および
‐仕様を外れたヒーター組立品を却下するためのヒーター組立品却下ステーション。

好ましい製造プロセスにおいて、機器はメッシュ細片、すず箔細片、およびプラスチック顆粒からヒーター組立品を自動的に製造する。ヒーター組立品は、キャップおよび実質的に平坦な導電性発熱体を備える。

本発明の第一の態様による好ましい製造プロセスは、メッシュ細片ボビン、すず箔細片ボビン、およびプラスチック顆粒のうちの少なくとも一つの手動装填を含みうる。好ましい製造プロセスは、製造機器によって自動的に実行される以下の方法工程のうちの少なくとも一つをさらに含みうる。
‐メッシュ細片を提供する工程であって、メッシュ細片が第一のメッシュ密度のメッシュセクションおよび第二のメッシュ密度のメッシュセクションの交互配列を備える、メッシュ細片を提供する工程、
‐すず箔細片を提供する工程、
‐第二のメッシュ密度のメッシュセクション上に位置付けられるすず箔の長さを割り出す工程、
‐提供されたすず箔細片からすずパッチを切断する工程、
‐すずパッチを第二のメッシュ密度のメッシュセクションの上部表面に押し付けて結合させる工程、
‐第一のメッシュ密度のメッシュセクションのそれぞれの側から、面取り付き窓スロットを打ち抜く工程、
‐破片を除去するために、切り抜かれたメッシュセクションの表面を空気圧力でおよび掃除機で清掃することによって、第一のメッシュ密度の切り抜かれたメッシュセクションからの緩んだワイヤー、小粒子、埃、または破片を除去する工程、
‐プラスチック顆粒を予熱する工程、
‐キャップを作製するための型にプラスチック顆粒を注入する工程、
‐第二のメッシュ密度のメッシュセクションの下側にキャップをオーバーモールドする工程、
‐メッシュ細片からメッシュを打ち抜くことによって、メッシュ細片からヒーター組立品を切り抜く工程であって、発熱体はメッシュを含み、また切り抜かれたメッシュの二つの端部のそれぞれで第二のメッシュ密度のメッシュセクションによって限定された第一のメッシュ密度のメッシュセクションをメッシュが含むように、第二のメッシュ密度のメッシュセクション内でメッシュが切り抜かれる工程、
‐破片を除去するためにメッシュの表面を空気圧力でおよび掃除機で清掃することによって、メッシュからの緩んだワイヤー、小粒子、埃、または破片を除去する工程、
‐ヒーター組立品を検査ステーションに搬送する工程、
‐製造されたヒーター組立品のメッシュの電気抵抗を測定する工程、
‐ワイヤーの数が正確であるか、メッシュの切り抜きがきれいであるか、メッシュの整合性が取れているか、破片やすず箔の付着がないかについて、ヒーター組立品を目視検査する工程、
‐仕様から外れている場合に、ヒーター組立品を却下する工程。

一態様に関して説明される特徴は、本発明の他の態様にも等しく適用されてもよい。

ここで本発明の実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみであるが説明する。

図１Ａは、本発明の一実施形態に従い製造されたヒーター組立品の斜視上部側面図である。 図１Ｂは、本発明の一実施形態に従い製造されたヒーター組立品の斜視下部側面図である。 図１Ｃは、本発明の一実施形態に従い製造されたヒーター組立品の分解斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に従い製造されたキャップおよびホルダーの断面上部側面および斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に従い製造されたホルダー、発熱体、および接触領域の上部側面図である。 図４は、本発明の一実施形態に従い製造された二つの異なるメッシュ密度を有するメッシュの上部側面図である。 図５は、本発明の一実施形態によるメッシュを製造するためのメッシュ細片の上部側面図である。 図６は、本発明の一実施形態に従い製造されたヒーター組立品を備えるエアロゾル発生システム用のカートリッジの分解斜視図である。

図１Ａは、キャップの上部側面にある第一のキャップ開口部１６と、キャップ１２の底部側面にある第二のキャップ開口部１８とを有するキャップ１２を備える、ヒーター組立品１０を示す。第一のキャップ開口部１６は、ホルダー開口部３０を有するホルダー２８で覆われている。ヒーター組立品１０は、ホルダー開口部３０を横切って延びる発熱体２０をさらに備える。

図１Ｂは、底面から見た加熱組立品１０を示す。キャップ１２の中空体１４の内部空間は見えるようになっている。

図１Ｃは、メッシュ３２を含む発熱体２０の構成要素を示す。メッシュ３２は、第一のメッシュ密度の第一のメッシュセクション４４と、その二つの末端部のそれぞれに、第二のメッシュ密度の第二のメッシュセクション４６とを有し、ここで第二のメッシュ密度は第一の密度よりも高い。すず箔パッチ５０は、第二のメッシュ密度の二つのメッシュセクション４６のそれぞれに結合される。発熱体２０、それぞれそのメッシュ３２は、キャップ１２の上部にあるホルダー２８のホルダー開口部３０を横切って配置されている。第一のメッシュ密度のメッシュセクション４４全体は、ホルダー開口部３０の上に配置されている。

図２はキャップ１２およびそのホルダー２８を示す。ホルダー２８は別個の部品でもよい。ホルダー２８は、キャップ１２の一体型の部品であることが好ましい。キャップ１２の中空体１４の内部体は円筒形状である。図２の断面Ａ〜Ａおよび断面Ｂ〜Ｂは、キャップ１２および一体形成されたそのホルダー２８を示しており、図２の斜視図はホルダー２８を別個の部品として示す。図２の断面Ａ〜Ａおよび断面Ｂ〜Ｂは、第一のキャップ開口部１６を示しており、これはホルダー２８によって部分的に閉じられており、そうすることで第一のキャップ開口部１６の小さめの部分（ホルダー開口部３０と呼ぶ）のみが開いたままになり、発熱体はそれを横切って延びうる。

図３は、キャップ１２の別個の部品として形成されたホルダー２８を示しており、ここで発熱体２０は、第一のメッシュ密度のメッシュセクション４４がホルダー開口部３０を横切って延びるように取り付けられている。

図４は、発熱体２０のメッシュ３２を示す。メッシュ３２は、第一のメッシュ密度のメッシュセクション４４と、その二つの末端部にある、第二のメッシュ密度の第二のメッシュセクション４６とを含む。

図５は、メッシュ細片４２を示し、そこから多数のメッシュ３２を打ち抜きうる。

図６は、本発明の一実施形態によるカートリッジ４０を示す。カートリッジ４０は、キャップ１２と、キャップ１２のホルダー２８上に配置された発熱体２０とを備えたヒーター組立品１０を備える。搬送材料片２６はホルダー２８のホルダー開口部３０内に配置されている。ホスト材料片２４はキャップ１２の中空体１４の内部空間内に配置されている。キャップ１２は、搬送材料片２６およびホスト材料片２４のための剛直なハウジングの役目を果たす。カートリッジ４０は、液体エアロゾル形成基体を貯蔵するための液体貯蔵部分を備える。リテーナ４２は、ヒーター組立品１０の構成要素を保持するために、および搬送材料片２６およびホスト材料片２４を介してヒーター組立品１０を液体貯蔵部分３６と接触した状態に保つために使用される。さらに、カートリッジ４０はマウスピース３８を備え、その中に液体貯蔵部分３６が配置されている。

上述の例示的な実施形態は例証するが限定はしない。上記で考察した例示的な実施形態に照らすことによって、上記の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態も当業者には明らかとなろう。

Claims (15)

1. 流体透過性ヒーター組立品（１０）を製造する方法であって、前記ヒーター組立品（１０）が、キャップ（１２）および実質的に平坦な導電性発熱体（２０）を備え、前記方法が、
   前記発熱体（２０）を供給する工程と、
   前記キャップ（１２）を前記発熱体（２０）の一方の側の端領域上にオーバーモールドする工程であって、前記キャップ（１２）が第一の（１６）および第二の（１８）キャップ開口部を有する中空体（１４）を備え、前記第一のキャップ開口部（１６）が前記第二のキャップ開口部（１８）の反対側であり、前記発熱体（２０）が前記第一のキャップ開口部（１６）を横切って延びるように、前記発熱体（２０）が前記キャップ（１２）に取り付けられる、工程とを含む、方法。
2. 前記発熱体（２０）を提供する工程が、
   メッシュ細片（４２）を提供する工程を含み、前記メッシュ細片（４２）が第一のメッシュ密度および第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４４、４６）の交互配列を備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記発熱体（２０）を提供する工程が、
   面取り付き窓スロットを前記第一のメッシュ密度のメッシュセクション（４４）のそれぞれの側から打ち抜く工程と、
   前記第一のメッシュ密度の前記打ち抜かれたメッシュセクション（４４）から、緩んだワイヤーを除去する工程とをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第一のメッシュ密度が、前記第二のメッシュ密度よりも小さい請求項２または請求項３に記載の方法。
5. キャップ（１２）を前記発熱体（２０）の一方の側の端領域にオーバーモールドする工程が、
   プラスチック顆粒を予熱する工程と、
   キャップ（１２）を作製するための型にプラスチック顆粒を注入する工程と、
   キャップ（１２）を第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）の下側にオーバーモールドする工程とを含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. キャップ（１２）を前記発熱体（２０）の一方の側の端領域にオーバーモールドする工程が、
   前記ヒーター組立品（１０）を前記メッシュ細片（４２）から切り抜く工程と、
   緩んだワイヤーを前記発熱体（２０）から除去する工程とをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記ヒーター組立品（１０）を前記メッシュ細片（４２）から切り抜く工程が、
   メッシュ（３２）を前記メッシュ細片（４２）から打ち抜く工程を含み、前記発熱体（２０）が前記メッシュ（３２）を含み、また前記メッシュ（３２）が前記切り抜かれたメッシュ（３２）の二つの端部のそれぞれで前記第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）によって限定される前記第一のメッシュ密度のメッシュセクション（４４）を含むように、前記メッシュ（３２）が前記第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）内で切り抜かれる、請求項６に記載の方法。
8. 請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法であって、
   少なくとも二つの導電性接触領域（３４）のそれぞれを、前記発熱体（２０）のもう一方の側の端領域に結合する工程をさらに含む方法。
9. 少なくとも二つの導電性接触領域（３４）のそれぞれを前記発熱体（２０）の前記もう一方の側の端領域に結合する工程が、
   すず箔細片（４８）を提供する工程と、
   すず箔パッチ（５０）をすず箔細片（４８）から前記第二のメッシュ密度の前記メッシュセクション（４６）の形状およびサイズと一致するサイズで切り抜く工程と、
   すず箔パッチ（５０）を前記第二のメッシュ密度の前記メッシュセクション（４６）に押し付ける工程とを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記ヒーター組立品（１０）を検査する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 前記ヒーター組立品（１０）を検査する工程が、
    前記ヒーター組立品（１０）を検査ステーションに搬送する工程と、
    前記製造されたヒーター組立品の前記発熱体（２０）の前記電気抵抗を測定する工程と、
    ワイヤーの数が正確であるか、前記メッシュの切り抜きがきれいであるか、メッシュの整合性が取れているか、破片やすず箔の付着がないかについて、前記発熱体（２０）を目視検査する工程と、
    前記ヒーター組立品（１０）が、前記発熱体（２０）の期待される電気抵抗、および前記目視検査の期待される結果のうちの少なくとも一つで不合格の場合に、前記ヒーター組立品（１０）を却下する工程とを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 流体透過性ヒーター組立品（１０）を製造する装置であって、前記ヒーター組立品（１０）が、キャップ（１２）および実質的に平坦な導電性発熱体（２０）を備え、前記装置が、
    前記発熱体（２０）を提供するための発熱体製造ユニットと、
    前記キャップ（１２）を前記発熱体（２０）の一方の側の端領域上にオーバーモールドするためのメッシュ注入オーバーモールディングツールであって、前記キャップ（１２）が第一の（１６）および第二の（１８）キャップ開口部を有する中空体（１４）を備え、前記第一のキャップ開口部（１６）が前記第二のキャップ開口部（１８）の反対側であり、前記発熱体（２０）が前記第一のキャップ開口部（１６）を横切って延びるように、前記発熱体（２０）が前記キャップ（１２）に取り付けられるツールとを含む、装置。
13. 前記発熱体製造ユニットが、
    メッシュ細片（４２）を供給するためのメッシュ細片ボビン供給ユニットであって、前記メッシュ細片が第一のメッシュ密度のメッシュセクションおよび第二のメッシュ密度のメッシュセクションの交互配列を備える、メッシュ細片ボビン供給ユニットと、
    メッシュ（３２）を前記メッシュ細片（４２）から打ち抜くことによって前記ヒーター組立品（１０）を前記メッシュ細片（４２）から切り抜くためのヒーター組立品切断ステーションであって、前記発熱体（２０）が前記メッシュ（３２）を含み、また前記切り抜かれたメッシュ（３２）の前記二つの端部のそれぞれで前記第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）によって限定された前記第一のメッシュ密度のメッシュセクション（４４）を前記メッシュが含むように、前記メッシュ（３２）が前記第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）内で切り抜かれる、請求項１２に記載の装置。
14. 請求項１３に記載の装置であって、
    プラスチック顆粒を予熱して、前記キャップ（１２）を作製するための型に前記顆粒を注入するための射出成形機をさらに含み、
    前記メッシュ注入オーバーモールディングツールが、前記キャップ（１２）を前記第二のメッシュ密度のメッシュセクション（４６）の下側にオーバーモールドするように構成されている、装置。
15. 前記装置が請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。

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