JP6689988B2 - 電子タバコ吸煙機 - Google Patents

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Description

本発明は電子タバコの技術分野に関し、特に、電子タバコ吸煙機に関する。
電子タバコは一種の新型製品である。従来のタバコ葉から製造される紙巻きタバコが点火して吸引されるのとは異なり、現在の主な電子タバコ製品では電気加熱によりリキッドをエアロゾル化することで、リキッド中のエアロゾル剤や香気成分、ニコチン等をエアロゾル状態に変換する。これにより紙巻きタバコの煙霧に類似した効果を得ることで、喫煙時に満足感の得られる製品を消費者に提供している。電子タバコは紙巻きタバコと類似した消費経験が可能であるとともに、従来の紙巻きタバコと比べて有害成分が極めて低く、新型のタバコ製品における具体的な発展の方向性を示している。一方、中国は電子タバコの発祥地であるとともに主要な生産地でもあり、世界の90%以上の電子タバコが中国で生産されている。しかし、国内外における電子タバコの研究や管理・監督については未だ初期段階にあり、現在のところ、電子タバコの検査業務に適用される吸引方法や関連の技術基準についても研究・制定段階にある。こうした中で、留まることを知らない製品規模の拡大や研究業務の進展、技術要求の高まりに伴って、電子タバコの検査に特化した計器や機器に対するニーズ、特に、製品の研究開発や品質制御に必要とされる機能を完備し、且つ性能の安定した吸煙機に対するニーズは緊急性を増すばかりである。
図1に示すように、従来の回転ディスク式吸煙機は水平に回転する回転ディスク81を備えている。回転ディスク81は、水平面に対し垂直な回転軸84を中心線とする。また、回転ディスク81には、円周沿いに複数のタバコ挟持装置が配置されている。吸煙時には紙巻きタバコをタバコ挟持装置82に挿入し、回転ディスク81を水平に回転させる。このとき、紙巻きタバコの軸方向中心線は回転軸84に対し垂直となる。吸引時には、タバコ挟持装置82の後方で90度をなす煙伝送湾曲管83を通じて、煙が回転ディスク式吸煙機における捕集装置に伝送される。
また、図2に示すように、従来の直線型吸煙機には複数の吸引孔路85が直線的に配列されており、各吸引孔路85にタバコ挟持装置が1つずつ対応して装着されている。また、各吸引孔路85には独立した吸引ユニットが接続されており、複数の紙巻きタバコを同時に点火して、基準に定義される吸引容量で同時に吸引する。
従来の電子タバコの動作原理では、制御回路が手動又はエアスイッチをトリガとして電熱線に電気を供給する。すると、電流により電熱線が高温となることで、電熱線内部に巻き付けられているガラス繊維リキッドガイドが高温による芯効果(wick effect)を発揮する。リキッドはガラス繊維リキッドガイドに沿って高温端へと継続的に伝送され、電熱線の巻き付け箇所に到達すると瞬間的に加熱されて蒸発し、煙霧となる。そして、喫煙者がノズルから吸引すると気流が吸気孔から進入し、エアロゾル室内で発生した蒸気と煙霧がノズルから吸い出されることで紙巻きタバコと類似した感覚が得られる。ところで、重力の関係上、リキッドは貯蔵室内で流動可能ではあるが均一には分布していない。従来の直線型吸煙機では電子タバコは運動せず、従来の回転ディスク式吸煙機では電子タバコは水平に回転するため、リキッドは重力の作用によって常に貯蔵室の下方に沈んだ状態となる。このことから、リキッドが連続テスト過程で消費され、残量が上部のガラス繊維リキッドガイドを常に浸潤及び補充不可能なほど減少した場合、リキッドの補充量が不足することでエアロゾル化量が大きく変動し、煙霧量が減少する恐れがある。この場合、同様の設計を有する別々の電子タバコのサンプル間又は個体間において、実際の検査過程で異なるエアロゾル化結果が生じる恐れがある。また、上記のような電子タバコは、例えばリキッドガイド綿で貯蔵綿内が覆われているような別の設計の電子タバコの貯蔵室と比べると、リキッドの補充量や補充の適時性が検査機器又は検査方法の違いによって変化する場合があり、最終的に検査結果のズレや誤差の拡大といった事態を招来してしまう。
また、従来の2種類の吸煙機の機構には手動又は連動制御用の押圧部材が設けられておらず、手動トリガ式電子タバコをテストする機能が備わっていない。
また、2種類の吸煙機では、従来の紙巻きタバコの吸引終了を自動判断するにあたり、即ち、紙巻きタバコの燃焼終了位置を判断するにあたり、タバコに密着させた綿糸の焼断又は赤外線感知による識別方式を採用している。しかし、電子タバコには点火及び消火の過程が存在しないため、このような吸煙機では、電子タバコのリキッドの使い切り有無や電子タバコのバッテリ電気量の使い切り有無について、即ち、電子タバコの使用寿命について直にオンライン判断することはできない。
また、電子タバコのカトマイザー部はリキッド貯蔵量が大きく、エアロゾル化後のエアロゾル総放出量がガラス繊維製ケンブリッジフィルタ1枚分の捕集能力を大幅に超えてしまう。そこで、電子タバコの連続使用期間における品質安定性能を継続的にテストする際には、一定回数吸引するごとにフィルタ捕集装置を交換せねばならない。また、エアロゾル放出量の変動状況をリアルタイムで監視・制御するとの観点から、各フィルタによる捕集期間中に、捕集装置の計量動作を複数回挟まねばならないこともある。ところが、従来の吸煙機を使用する際には、人為的に実験プロセスを中断してケンブリッジフィルタ付き捕集装置を交換する必要があるため、人件費の増加や作業効率の低下が避けられない。更には、実験結果のズレや誤差の可能性が大幅に増大する。
以上のような従来技術における瑕疵に鑑みて、本発明で提供する電子タバコ吸煙機は次の技術的課題を解決する。
1.テスト過程において、電子タバコを周方向に回転させてリキッドの流動を自動的に実現することで、ガラス繊維リキッドガイドを十分に浸潤し、リキッド誘導効果及びエアロゾル化量の安定を保証する。
2.電子タバコ吸煙機に設けられる捕集装置自動装着計量システムによって、電子タバコの吸引インターバル中に自動的に捕集装置の計量を実施するとともに、2度の計量の変動量から煙霧の放出有無を判断する。即ち、電子タバコの寿命を判断する。また、記録された複数回の計量結果から電子タバコの品質安定性を判断する。
3.電子タバコ吸煙機に設けられる捕集装置自動装着計量システムによって、電子タバコの吸引インターバル中に、所定の吸引回数又はタバコ本数ごとに自動的に新たな捕集装置に交換する。これにより、テストプロセスを中断することなく、電子タバコの煙霧放出量が捕集装置のフィルタ積載能力を超えてしまうとの課題を解決する。
4.電子タバコ吸煙機に搭載される電子タバコトリガシステム及びこれと組み合わせて使用される電子タバコロッドによって、手動トリガ式電子タバコのオンライン同時トリガを実現可能とする。また、組み合わせて使用される電子タバコロッドによって、分離型電子タバコのカトマイザーに対し外部からの電気供給を可能とする。これにより、分離型電子タバコに付属されるバッテリ電気量の不足や電気供給の不安定さといった状況を解消し、検査プロセスの連続性を確実に保証する。
本発明は、ケーシングと、前記ケーシングに装着されており、軸線を中心線として前記ケーシングに対し回転する回転ディスクとを含み、前記回転ディスクの端面には少なくとも1つのディスク体吸引貫通孔が設けられており、前記ケーシングには筐体密封部材が設けられており、前記筐体密封部材内には前記ケーシングの内部まで貫通する密封通気孔が設けられており、前記密封通気孔が捕集装置の一端に連通する際には、前記捕集装置の他端が吸引装置に連通し、前記回転ディスクの中軸線は水平面に対し平行であり、少なくとも1つのタバコ挟持機構が、挟持機構本体及び前記挟持機構本体に設けられるタバコ挟持装置を含み、前記タバコ挟持装置が前記回転ディスクのディスク体吸引貫通孔に装着されており、前記タバコ挟持装置の一端は電子タバコを水平方向に挿入するためのタバコ挟持端となっており、前記タバコ挟持装置には、煙を通過させるための水平方向に貫通する軸方向貫通孔が設けられており、前記回転ディスクは、前記軸方向貫通孔が前記筐体密封部材の密封通気孔と連通する位置まで回転可能である電子タバコ吸煙機を提供する。
本発明の回転ディスクの中軸線は水平面に対し平行である。即ち、回転ディスクの回転中心線と水平面が平行となっている。回転ディスクには少なくとも1つのディスク体吸引貫通孔が設けられている。ディスク体吸引貫通孔は、回転ディスクの両端面を貫通している。また、ディスク体吸引貫通孔には電子タバコを挟持するためのタバコ挟持機構が装着される。タバコ挟持機構におけるタバコ挟持装置の軸方向貫通孔は水平方向に設けられている。タバコ挟持装置320の軸方向貫通孔は、回転ディスクに伴われて密封通気孔と突き合わされる位置まで回転すると、密封通気孔と連通可能となる。電子タバコはタバコ挟持機構により挟持及び固定されていることから、回転ディスクが1回転する際に、電子タバコは回転ディスクの中軸線を中心としてケーシングに対し1周回動する。また、電子タバコの内部に貯蔵されるリキッドがリキッド貯蔵室の内壁に沿って1周流動することから、自動的にガラス繊維リキッドガイドに対する十分な流動及び浸潤が実現される。これにより、従来の吸煙機においてリキッドの沈降により発生していた煙霧排出の安定性問題が効果的に解決されるため、テスト結果がより正確となり、且つ、実際の喫煙行為に類似することとなる。
また、捕集装置を吸引位置まで移動するよう水平方向に押動し、捕集装置を筐体密封部材の密封通気孔と連通させた場合、即ち、吸引時において、煙はタバコ挟持装置の軸方向貫通孔から筐体密封部材の密封通気孔を通過し、水平方向に捕集装置へと進入する。捕集装置と電子タバコは同軸に配置されるため、従来の吸煙機のように湾曲管内でエアロゾルが衝突して凝縮し、沈殿するとの事態が大幅に低減する。よって、伝送ロスが減少し、煙の検査分析精度にとって有利となる結果、従来の吸煙機では電子タバコ1の吸引時に解決困難であった技術的課題が解決される。
好ましくは、前記ディスク体吸引貫通孔が2つ以上の場合には、2つ以上の前記ディスク体吸引貫通孔が前記回転ディスクに均一に配置されるとともに、各前記ディスク体吸引貫通孔の中軸線と前記回転ディスクの中軸線との距離が同一である。当該構造によれば、回転ディスクの回転時に、タバコ挟持装置の軸方向貫通孔が順に筐体密封部材の密封通気孔と連通する。
更に、前記筐体密封部材は前記ケーシングの側面上部に設けられており、前記密封通気孔の中軸線と前記回転ディスクの中軸線はいずれも水平面と垂直な鉛直平面を通過している。通常、捕集装置はケーシングの上部から装入されるため、捕集装置を筐体密封部材の密封通気孔と対応する吸引位置へ迅速に移動させやすいよう、筐体密封部材はケーシングの上部に設けられている。また、密封通気孔の中軸線と回転ディスクの中軸線は鉛直平面を通過している。当該構造によれば、軸方向貫通孔がケーシングの上部寄りの位置まで移動したときに筐体密封部材の密封通気孔と連通可能となる。
好ましくは、前記筐体密封部材の端面は前記回転ディスクの端面と接触しており、前記回転ディスクにおける前記筐体密封部材と接触する端面は平面である。よって、回転ディスクの回転過程において、回転ディスクの端面と筐体密封部材の密封通気孔との密封が容易となる。
好ましくは、前記電子タバコ吸煙機は捕集装置自動装着計量システムを更に含む。前記捕集装置自動装着計量システムは、前記電子タバコ吸煙機のケーシングに設けられるとともに前記ケーシングの内部に連通する投入一時タンク及び排出一時タンクと、前記ケーシングの内部に設けられる伝動機構、天秤、押出ロッドユニット及び排出伝送機構と、を含み、主制御回路基板は、前記押出ロッドユニット、前記伝動機構、前記投入一時タンク、前記排出一時タンク及び前記排出伝送機構に電気的に接続されており、前記投入一時タンクは前記電子タバコ吸煙機の外部から装入される捕集装置を受け付け、前記捕集装置は前記排出一時タンクから取り出され、前記伝動機構にはマニピュレータが装着されており、前記マニピュレータは前記捕集装置を取得し、前記伝動機構は、前記捕集装置が準備位置及び計量位置に到達するよう前記マニピュレータを移動させ、且つ、前記捕集装置の移動過程において、前記捕集装置の中軸線は前記密封通気孔の中軸線に対し平行を維持し、前記天秤は前記計量位置に到達した前記捕集装置を計量し、前記押出ロッドユニットは前記捕集装置を吸引位置まで水平に移動させるよう押動し、前記押出ロッドユニットには吸引用の気道が設けられており、前記排出伝送機構は、前記捕集装置を前記排出一時タンクまで搬送する。
捕集装置は、電子タバコ吸煙機の外部から投入一時タンクに装入される。電子タバコの吸引が必要な場合、主制御回路基板は、伝動機構がマニピュレータを準備位置から投入一時タンクの下方に近接する受付位置まで移動させるよう制御する。準備位置とは初期化ゼロ位置である。当該位置は、マニピュレータが他の各動作位置へ移動するにあたっての基準位置となり、移動距離の算出に用いられる。主制御回路基板は投入一時タンク内の捕集装置がマニピュレータに降下するよう制御し、マニピュレータは捕集装置を携えて準備位置へと戻る。その後、主制御回路基板は押出ロッドユニットが捕集装置を吸引位置に押し込むよう制御する。これにより、捕集装置が電子タバコの吸引端に接続されるとともに、気道と捕集装置が連通する。ここで、吸引装置が気道を介して電子タバコを吸引すると、電子タバコの蒸気及び煙霧が捕集装置に吸い込まれる。吸引が完了すると、主制御回路基板は押出ロッドユニットが収縮するよう制御する。また、主制御回路基板は、前記伝動機構がマニピュレータ上の捕集装置を天秤上の計量位置に移動させ、捕集装置を計量するよう制御する。前記捕集装置を取り出したい場合には、捕集装置が排出伝送機構によって排出一時タンクの排出位置へと搬送される。
捕集装置の通気方向は常に電子タバコの吸引試験方向と一致している。また、捕集装置は重力を利用して降下するとともにマニピュレータと連携するため、2度の吸引間のインターバル中に迅速且つ安定的に捕集装置の交換を確実に完了させられる。捕集装置は吸煙機の内部において常にマニピュレータにより制御される。また、吸引位置と計量位置は非常に近接しているため、マニピュレータは主制御回路基板の制御によって迅速に所望の位置へと移動可能である。これにより、2度の吸引間のインターバル中に計量動作を完了した後、捕集装置を吸引位置に戻すことが可能となる。
更に、前記排出伝送機構は、前記捕集装置を摺動させるスロープ及び排出押出シリンダを含み、前記スロープのうち前記排出一時タンク寄りの一端の水平高さは、前記スロープのうち前記排出一時タンクから離開する一端の水平高さよりも低くなっており、前記排出押出シリンダは前記スロープのうち前記排出一時タンク寄りの一端の下方に設けられており、前記排出押出シリンダのピストンロッドは前記排出一時タンクの真下に位置している。
捕集装置を迅速に排出位置へ伝送するために、排出伝送機構にはスロープが設けられている。マニピュレータが捕集装置をスロープにおける前記排出一時タンクから離開する一端に載置すれば、捕集装置はスロープの傾斜方向に沿ってスロープにおける排出一時タンク寄りの一端へと摺動する。このとき、排出押出シリンダのピストンロッドは捕集装置の真下に位置しているため、排出押出シリンダのピストンロッドが鉛直方向に捕集装置を押動するよう主制御回路基板により制御すれば、捕集装置を迅速に排出一時タンクの排出位置へと押し込むことが可能である。
更に、前記捕集装置は、捕集本体及び前記捕集本体の軸方向の両端面に設けられる導気ヘッドを含み、前記マニピュレータは端部にV状溝を備える2本の爪であり、前記V状溝によって対応する前記導気ヘッドを支持する。当該構造によれば、マニピュレータの爪が安定的に導気ヘッドを支持可能なことから、マニピュレータによる捕集装置の移動が容易となる。
更に、前記押出ロッドユニットは、押出ロッドシリンダ及び中継密封部材を含み、前記中継密封部材は前記押出ロッドシリンダのピストンロッドに接続されており、前記気道は前記中継密封部材に設けられており、捕集装置が吸引位置にある場合、前記中継密封部材が前記捕集装置の排気端に密封接続されるとともに、前記気道が前記捕集装置と前記吸引装置を連通する。当該構造によれば、捕集装置を迅速に吸引位置へと押動可能であるとともに、捕集装置と気道とを密封接続させられる。
好ましくは、電子タバコ吸煙機は、電子タバコトリガシステムを更に含み、前記電子タバコトリガシステムは、タバコトリガ部及び前記タバコトリガ部に接続されるトリガ制御シリンダを含み、前記タバコトリガ部は、前記トリガ制御シリンダの制御によって電子タバコと接触可能であり、前記トリガ制御シリンダは接続ブロックに固定されており、前記接続ブロックは接続構造を介して前記ケーシングに接続される。ケーシングに専用の電子タバコトリガシステムを装着することで、電子タバコのトリガ自動制御が実現されるため、従来の吸煙機には手動トリガ式電子タバコのトリガシステムが存在しないとの状況や、外部供給電源にかかる課題が解決される。
更に、前記タバコトリガ部は負極接触端子と正極接触端子を含み、前記負極接触端子は前記電子タバコの負極の位置に対応し、前記正極接触端子は前記電子タバコの正極の位置に対応し、前記負極接触端子と正極接触端子は電流制御装置に接続される。当該技術方案では、吸煙機の電流制御装置から安定した直流電流を供給し、正極接触端子及び負極接触端子を通じて電子タバコにおける電子タバコロッドの正極及び負極と接触することで、電子タバコロッドに接続されるカトマイザーに電気を供給する。このような方案によれば、測定過程の連続的な安定性が保たれ、測定データが正確且つ有効となる。このほか、前記技術方案では、電流制御装置によって電圧、電流、パワー等のパラメータを調節し、電熱線の温度を変更することで、異なる電気供給量におけるリキッドのエアロゾル化効果を考察可能なため、製品の研究開発において技術的根拠を提供可能となる。
更に、前記タバコトリガ部はタバコ押圧端子を含み、前記タバコ押圧端子は前記電子タバコの通電ボタンの位置に対応している。上記の方案で電子タバコにトリガを与えることで、ミリ秒レベルの正確なプリトリガ時間を設定可能となる。これによれば、トリガ時間のプリタイム設定を実現可能なことから、トリガ時間にタイムラグが生じるとの課題が解消される。よって、いっそう正確に吸煙機の吸引開始時間に連動することができる。
好ましくは、前記挟持機構本体は水平底板及び鉛直支持プレートを含み、前記水平底板の上面にはガイド溝が設けられており、前記ガイド溝は前記水平底板の長さ方向に設けられており、前記鉛直支持プレートの底部は前記水平底板の後端に接続されており、前記鉛直支持プレートには水平方向に貫通するベース貫通孔が設けられており、前記タバコ挟持装置の他端はディスク体接続端となっており、前記ディスク体接続端は前記鉛直支持プレートのベース貫通孔に嵌入しており、前記タバコ挟持機構は更にタバコ挟持部材を含み、前記タバコ挟持部材は、挟持部材底板と、前記挟持部材底板上に対向して設けられる2つの側面挟持部を含み、前記挟持部材底板は前記水平底板のガイド溝に装着されるとともに前記ガイド溝の長さ方向に移動可能であり、2つの前記側面挟持部は、前記軸方向貫通孔の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられている。
タバコの吸引端はタバコ挟持装置のタバコ挟持端に挿入される。2つの側面挟持部は軸方向貫通孔の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられているため、対向して設けられる2つの側面挟持部がタバコの側面を挟持すると、タバコの中軸線がタバコ挟持装置の軸方向貫通孔に正確に突き合わされる。これにより、タバコはタバコ挟持装置への挿入後に常に気密を維持することになり、且つ、タバコの位置を安定的に保持可能となる。このほか、挟持部材底板はガイド溝の長さ方向に移動可能なことから、2つの側面挟持部によるタバコの挟持位置はタバコの構造に応じて変更可能である。よって、本発明のタバコ挟持機構によれば各種タイプのタバコを挟持可能となる。
本発明の回転ディスクは水平面に対し垂直となっている。電子タバコは吸引実験過程において回転ディスクとともに周方向に回動することで、カトマイザー内のリキッドを流動させてリキッドガイド綿を十分に浸潤させる。これにより、アトマイザーに対し十分なリキッドが安定的に供給されるため、エアロゾル化効率、エアロゾル化量及び実験データの安定性及び精度が保障される。また、タバコ挟持機構は回転ディスクの回転方向と連携して、安定的に電子タバコを挟持する。また、捕集装置自動装着計量システムは回転ディスクの運動方向と連携して、捕集装置が所望の位置に到達するよう制御する。且つ、捕集装の通気方向は常に電子タバコの吸引試験方向と一致しているため、2度の吸引間のインターバル中に迅速且つ安定的に捕集装置の交換を確実に完了させられる。更には、2度の吸引間のインターバル中に計量動作を完了し、捕集装置を吸引位置に戻すことも可能である。また、本発明の電子タバコトリガシステムによれば、電子タバコのトリガ自動制御が実現されるため、従来の吸煙機には手動トリガ式電子タバコのトリガシステムが存在しないとの状況や、外部供給電源にかかる課題が解決される。
図1は、従来の回転ディスク式吸煙機の構造を示す図である。 図2は、従来の直線型吸煙機の構造を示す図である。 図3は、本実施例の電子タバコ吸煙機の外部構造を示す図である。 図4は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムの準備位置にある場合の断面構造を示す図である。 図5は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムの準備位置にある場合の構造を示す斜視図である。 図6は、本実施例の電子タバコ吸煙機の断面構造を示す図である。 図7は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムの吸引位置にある場合の構造を示す斜視図である。 図8は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムの計量位置にある場合の構造を示す斜視図である。 図9は、本実施例の電子タバコ吸煙機における回転ディスクの構造を示す図である。 図10は、本実施例の電子タバコ吸煙機における筐体密封部材の構造を示す図である。 図11は、本実施例の電子タバコ吸煙機における捕集装置自動交換計量システムの天秤の構造を示す図である。 図12は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムのスロープ上で摺動する構造を示す図である。 図13は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置が捕集装置自動交換計量システムの排出位置にある場合の構造を示す図である。 図14は、本実施例の捕集装置の構造を示す図である。 図15は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置自動交換計量システムの投入一時タンクにおける回転式位置規制装置が捕集装置を回転により解除しない場合の構造を示す図である。 図16は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置自動交換計量システムの投入一時タンクにおける回転式位置規制装置が捕集装置を回転により解除する場合の構造を示す図である。 図17は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置自動交換計量システムの位置規制部材が初期状態にある場合の構造を示す図である。 図18は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、捕集装置自動交換計量システムの位置規制部材が捕集装置により押動されて回転し、開放された場合の構造を示す図である。 図19は、主制御回路基板の制御下における本実施例の電子タバコ吸煙機の動作フローを示す。 図20は、本実施例の電子タバコ吸煙機における電子タバコトリガシステムの構造を示す図である。 図21は、本実施例の電子タバコ吸煙機における電子タバコトリガシステムが直流通電する場合を示す図である。 図22は、本実施例の電子タバコ吸煙機における電子タバコトリガシステムの左側面図である。 図23は、本実施例の電子タバコ吸煙機における電子タバコトリガシステムが押圧通電する場合を示す図である。 図24は、本実施例の電子タバコ吸煙機における電子タバコトリガシステムの左側面図である。 図25aは、図21に示す電子タバコトリガシステムが直流通電する場合に組み合わせて使用される電子タバコロッドの構造を示す図である。図25bは、図21に示す電子タバコトリガシステムが直流通電する場合に組み合わせて使用される電子タバコロッドの構造を示す図である。図25cは、図21に示す電子タバコトリガシステムが直流通電する場合に組み合わせて使用される電子タバコロッドの構造を示す図である。 図26aは、図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを直接接続する構造を示す図である。図26bは、図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを直接接続する構造を示す図である。図26cは、図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを直接接続する構造を示す図である。 図27aは、継手を介して図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを接続する構造を示す図である。図27bは、継手を介して図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを接続する構造を示す図である。図27cは、継手を介して図25a〜図25cに示す電子タバコロッドとカトマイザーを接続する構造を示す図である。 図28は、本実施例の電子タバコ吸煙機において、タバコ挟持機構にタバコ挟持装置が装着されていない場合の構造を示す図である。 図29は、本実施例の電子タバコ吸煙機におけるタバコ挟持機構の使用時の構造を示す図である。 図30は、図29の断面構造を示す図である。 図31は、本実施例の電子タバコ吸煙機におけるタバコ挟持機構のタバコ挟持構造を示す図である。
以下に、特定の具体的実施例を挙げて本発明の実施形態につき説明する。ただし、本技術を熟知する者であれば、本明細書に開示の内容から本発明のその他の利点及び効果を容易に理解可能である。
図面を参照する場合、本明細書の図面に記載する構造、比率、寸法等は、いずれも明細書に開示の内容と組み合わせることで当業者の理解と閲読に供するものにすぎず、本発明で実施可能な限定条件を規定するものではないため、技術上の実質的意味はない。あらゆる構造の補足、比率関係の変更又は寸法の調整は、本発明により得られる効果及び達成可能な目的に影響しないことを前提に、いずれも本発明で開示する技術内容の範囲に包括される。また、本明細書で引用する「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」、「一の」等の用語もまた記述を明瞭化するためのものにすぎず、本発明で実施可能な範囲を限定するものではない。よって、相対関係の変更又は調整もまた、技術内容を実質的に変更しないことを前提に、本発明で実施可能な範疇とみなされる。
図3〜図12、図19及び図30に示すように、本実施例の電子タバコ吸煙機は、ケーシング100と、ケーシング100の側面に装着されており、軸線を中心線としてケーシング100に対し回転する回転ディスク200と、を含む。回転ディスク200の端面には、少なくとも1つのディスク体吸引貫通孔210が設けられている。また、ケーシング100の側面には筐体密封部材120が設けられており、筐体密封部材120内にはケーシング100の内部まで貫通する密封通気孔121が設けられている。密封通気孔121が捕集装置2の一端と連通する際には、捕集装置2の他端が吸引装置440に連通する。回転ディスク200の中軸線は水平面に対し平行である。また、少なくとも1つのタバコ挟持機構が、挟持機構本体310及び挟持機構本体310に設けられるタバコ挟持装置320を含み、タバコ挟持装置320が回転ディスク200のディスク体吸引貫通孔210に装着されている。タバコ挟持装置320の一端は電子タバコを水平方向に挿入するためのタバコ挟持端321となっている。また、タバコ挟持装置320には、煙を通過させるための水平方向に貫通する軸方向貫通孔322が設けられている。回転ディスク200は、軸方向貫通孔322が筐体密封部材120の密封通気孔121と連通する位置まで回転可能である。
本発明の回転ディスク200の中軸線は水平面に対し平行である。即ち、回転ディスク200の回転中心線と水平面が平行となっている。回転ディスク200には少なくとも1つのディスク体吸引貫通孔210が設けられている。ディスク体吸引貫通孔210は、回転ディスク200の両端面を貫通している。また、ディスク体吸引貫通孔210には、電子タバコ1を挟持するためのタバコ挟持機構が装着される。タバコ挟持機構におけるタバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322は水平方向に設けられている。タバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322は密封通気孔121と突き合わされる位置まで回転すると、密封通気孔121と連通可能となる。電子タバコ1はタバコ挟持機構により挟持及び固定されていることから、回転ディスク200が1回転する際に、電子タバコ1は回転ディスク200の中軸線を中心としてケーシング100に対し1周回動する。また、電子タバコ1の内部に貯蔵されるリキッドがリキッド貯蔵室の内壁に沿って1周流動することから、自動的にガラス繊維リキッドガイドに対する十分な流動及び浸潤が実現される。これにより、従来の吸煙機においてリキッドの沈降により発生していた煙霧排出の安定性問題が効果的に解決されるため、テスト結果がより正確となり、且つ、実際の喫煙行為に類似することとなる。
また、捕集装置2を吸引位置まで移動するよう水平方向に押動し、捕集装置2を筐体密封部材120の密封通気孔121と連通させた場合、即ち、吸引時において、煙はタバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322から筐体密封部材120の密封通気孔121を通過し、水平方向に捕集装置2へと進入する。捕集装置2と電子タバコ1は同軸に配置されるため、従来の吸煙機のように湾曲管内でエアロゾルが衝突して凝縮し、沈殿するとの事態が大幅に低減する。よって、伝送ロスが減少し、煙の検査分析精度にとって有利となる結果、従来の吸煙機では電子タバコ1の吸引時に解決困難であった技術的課題が解決される。
電子タバコ吸煙機の全体構造をよりコンパクト化及び合理化すべく、ディスク体吸引貫通孔210の中軸線と回転ディスク200の中軸線は平行とする。また、密封装着孔110の中軸線が、回転ディスク200の回動時にディスク体吸引貫通孔210の中心点が経由する円形の回動軌跡を通るようにする。密封通気孔121は、水平方向に筐体密封部材120の内部を貫通している。
回転ディスク200をより安定的に制御するために、電子タバコ吸煙機は主制御回路基板300を含む。主制御回路基板300は回転ディスク200に電気的に接続されており、回転ディスク200の回転を制御する。
本実施例において、回転ディスク200の中央には更に筐体接続孔220が設けられている。筐体接続孔220は、ケーシング100のベースに嵌設するよう接続される。タバコ挟持装置320のタバコ挟持端321は、挟持部Oリングを介して、回転ディスク200の対応するディスク体吸引貫通孔210に対し軸方向において同心に密封接続される。
筐体密封部材120は密封コア122を含み、密封通気孔121が水平方向に密封コア122の両端面を貫通している。密封コア122のうち回転ディスク200寄りの一端には環状の凹溝が設けられている。環状の凹溝は、密封コア122の外表面と密封通気孔121の間に介在している。環状の凹溝には、環状バネ123、密封部Oリング124、環状耐摩耗部材及びネジ蓋125が順に装入されている。回転ディスク200の回転時には、回転ディスク200の端面とネジ蓋125との接触面がしっかりと密着するよう維持されるため、摺接と気密の双方が実現される。また、環状バネ123は、密封コア122のうち回転ディスク200寄りの一端が一定の伸縮性を持つよう弾性を維持する。
密封コア122のうち回転ディスク200から離開する一端には軸方向に円錐孔が開設されており、円錐孔の円錐環状面における中央部には密封環状凹溝が開設されている。また、密封環状凹溝にはこれに適合する捕集密封Oリング126が装着されており、捕集装置2の吸気口に接続されて気密を維持するために用いられる。
ディスク体吸引貫通孔210が2つ以上の場合には、2つ以上のディスク体吸引貫通孔210が回転ディスク200上に均一に配置されるとともに、各ディスク体吸引貫通孔210の中軸線と回転ディスク200の中軸線との距離が同一とされる。当該構造によれば、回転ディスク200の回転時に、タバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322が順に筐体密封部材120の密封通気孔121と連通する。
筐体密封部材120はケーシング100の側面上部に設けられている。また、密封通気孔121の中軸線と回転ディスク200の中軸線はいずれも水平面と垂直な鉛直平面を通過している。通常、捕集装置2はケーシング100の上部から装入されるため、捕集装置2を筐体密封部材120の密封通気孔121と対応する吸引位置へ迅速に移動させやすいよう、筐体密封部材120はケーシング100の上部に設けられている。また、密封通気孔121の中軸線と回転ディスク200の中軸線は鉛直平面を通過している。当該構造によれば、軸方向貫通孔322がケーシング100の上部寄りの位置まで移動したときに筐体密封部材120の密封通気孔121と連通可能となる。また、筐体密封部材120の端面と回転ディスク200の端面がしっかりと密着しているため、回転ディスク200の回転過程において煙の流動経路が確実に外気と隔離され、漏気が生じる恐れがない。
本実施例において、回転ディスク200は平坦な円柱形状をなしているため、回転ディスク200の両端面は平行且つ平面となっている。よって、回転ディスク200の回転過程において、回転ディスク200の端面と筐体密封部材120の密封通気孔121との密封が容易となる。
電子タバコ吸煙機は、捕集装置自動装着計量システムを更に含む。捕集装置自動装着計量システムは、電子タバコ吸煙機のケーシング100に設けられるとともにケーシング100の内部に連通する投入一時タンク510及び排出一時タンク520と、ケーシング100の内部に設けられる伝動機構600、天秤700、押出ロッドユニット400及び排出伝送機構800とを含む。主制御回路基板300は、押出ロッドユニット400、伝動機構600、天秤700、投入一時タンク510、排出一時タンク520及び排出伝送機構800に電気的に接続されている。投入一時タンク510は、電子タバコ吸煙機の外部から装入される捕集装置2を受け付ける。また、捕集装置2は排出一時タンク520から取り出される。伝動機構600にはマニピュレータ610が装着されており、マニピュレータ610が捕集装置2を取得する。伝動機構600は、捕集装置2が準備位置及び計量位置に到達するようマニピュレータ610を移動させる。且つ、捕集装置2の移動過程において、捕集装置2の中軸線は密封通気孔121の中軸線に対し平行を維持する。天秤700は計量位置に到達した捕集装置2を計量する。押出ロッドユニット400は捕集装置2を吸引位置まで水平に移動させるよう押動する。押出ロッドユニット400には吸引用の気道421が設けられている。排出伝送機構800は、捕集装置2を鉛直方向に排出一時タンク520の排出位置まで搬送する。
吸煙機の構造をコンパクト化すべく、投入一時タンク510と排出一時タンク520はケーシング100の上面に設ければよい。排出伝送機構800は、鉛直方向に捕集装置2を排出一時タンク520の排出位置へと搬送する。
本発明の捕集装置自動交換計量システムの使用時には、捕集装置2が電子タバコ吸煙機の外部から投入一時タンク510に装入される。電子タバコ1の吸引が必要な場合、主制御回路基板300は、伝動機構600がマニピュレータ610を準備位置から投入一時タンク510の下方に近接する受付位置まで移動させるよう制御する。準備位置とは初期化ゼロ位置である。当該位置は、マニピュレータ610が他の各動作位置へ移動するにあたっての基準位置となり、移動距離の算出に用いられる。主制御回路基板300は投入一時タンク510内の捕集装置2がマニピュレータ610に降下するよう制御し、マニピュレータ610は捕集装置2を携えて準備位置へと戻る。その後、主制御回路基板300は押出ロッドユニット400が捕集装置2を吸引位置に押し込むよう制御する。且つ、これに伴ってマニピュレータ610が動作することで、捕集装置2が筐体密封部材120を介して電子タバコ1の吸引端に接続されるとともに、気道421と捕集装置2が連通する。ここで、吸引装置440が気道421を介して電子タバコ1を吸引すると、電子タバコ1の蒸気及び煙霧が捕集装置2に吸い込まれる。設定条件に基づいて一定の回数又はタバコ本数の吸引を終えると、主制御回路基板300は押出ロッドユニット400が収縮するよう制御する。また、主制御回路基板300は、伝動機構600のマニピュレータ610上の捕集装置2が準備位置に戻され、更に下方に向かって天秤700上の計量位置まで移動するとともに、マニピュレータが引き続き下降して捕集装置2からやや離れることにより、捕集装置2の計量が行われるよう制御する。計量が完了すると、主制御回路基板300は伝動機構600がマニピュレータ610を上昇させて準備位置まで戻るよう制御する。設定条件に応じて引き続き吸引が必要な場合、主制御回路基板300は押出ロッドユニット400が再び捕集装置2を吸引位置へと押し込んで吸引を実施するよう制御する。そして、設定された吸引条件に基づいて吸引及び計量過程を繰り返し、設定された吸引終了条件に達して捕集装置2を取り出す必要が生じると、捕集装置2が排出伝送機構800により排出一時タンク520の排出位置へと搬送される。
密封通気孔121の中軸線が位置する方向が電子タバコ1の吸引テストの方向となるため、本発明では、受付位置に存在するマニピュレータ610に向かって鉛直方向に捕集装置2を降下させる。且つ、マニピュレータ610が捕集装置2を準備位置、計量位置及び排出位置へと移動させる過程において、捕集装置2の中軸線は密封通気孔121の中軸線に対し平行を維持する。よって、本発明のシステム使用時には、捕集装置2の通気方向が常に電子タバコ1の吸引テスト方向と一致することになる。このように、捕集装置2は重力を利用して降下し、且つマニピュレータ610と連携することから、2度の吸引間のインターバル中に迅速且つ安定的に捕集装置2の交換を確実に完了させられる。即ち、電子タバコ1の2度の吸引間のインターバルである27s以内に捕集装置2の交換が実現される。
捕集装置2は、吸煙機の内部において常にマニピュレータ610による有効制御範囲内に位置している。また、伝動機構600と天秤700はいずれもケーシング100の内部に位置しており、計量位置と吸引位置が非常に近接している。そのため、吸引が完了すると、マニピュレータ610は容易に捕集装置2を計量位置へと移動させられる。また、計量完了後には、マニピュレータ610によって捕集装置2を再び吸引位置へと移動させることができる。捕集装置2が計量位置に移動して計量が実施され、再び吸引位置へと戻る全過程は主制御回路基板300により制御される。したがって、2度の吸引間のインターバル中に全て動作を確実に完了することも可能である。即ち、電子タバコ1の2度の吸引間のインターバルである27s以内に捕集装置2を吸引位置から計量位置へと伝送して計量を実施した後、捕集装置2を再び吸引位置に戻すことが可能である。
本発明は、回転ディスク200の回転と捕集装置2の自動装着計量システムとの最適な組み合わせを提供する。これによれば、電子タバコ1の吸引1回あたりの吸引持続時間と吸引容量に関する基準の規定を守りつつ、少なくとも以下の2種類のテストフローを実現可能である。
フロー1:同一ブランド及び規格の複数の電子タバコ1を回転ディスク200に装着する場合には、各電子タバコ1を連続して順に1回又は複数回吸引することで、放出されたエアロゾルを捕集装置2のフィルタに捕集することが可能である。この間、各電子タバコ1における2度の吸引間のインターバルは規定により27s超とし、1本目の電子タバコ1の1回目の吸引完了から2回目の吸引までのインターバル中に他の電子タバコ1を吸引することが可能である。全ての電子タバコ1について設定回数の吸引が完了すると、捕集装置2を交換してから引き続き次の設定回数の吸引を実施する。このように、全ての電子タバコ1について全設定回数分の吸引が完了するか、或いは、全ての電子タバコ1の寿命が終了するまで継続することで、複数の電子タバコ1について1回吸引ごと或いは複数回吸引ごとの分析過程を実現する。また、これによれば検査時間の大幅な節約にもなる。
フロー2:回転ディスク200の吸引孔路ごとに異なるブランド及び規格の電子タバコ1を複数装着する場合には、1本ずつの吸引完了過程を設定する。即ち、1本の電子タバコ1を完全に吸引し終わってから次のタバコを吸引するよう設定する。各電子タバコ1の吸引過程では、吸引回数又は最少捕集量の設定値に基づいて自動的に捕集装置2を交換する。これによれば、1回の連続テスト過程で、複数の異なるブランド及び規格の電子タバコ1について、1回吸引ごとの分析、全煙分析及び寿命検査を完了することが可能である。
排出伝送機構800は、捕集装置2を摺動させるスロープ810及び排出押出シリンダ820を含む。スロープ810のうち排出一時タンク520寄りの一端の水平高さは、スロープ810のうち排出一時タンク520から離開する一端の水平高さよりも低くなっている。排出押出シリンダ820はスロープ810のうち排出一時タンク520寄りの一端の下方に設けられている。排出押出シリンダ820のピストンロッドは排出一時タンク520の真下に位置している。また、排出押出シリンダ820のピストンロッドには捕集装置2を受け付ける受付部が設けられている。
スロープ810を設けることで、捕集装置2を迅速に排出位置へ伝送することが可能となる。マニピュレータ610によって捕集装置2をスロープにおける排出一時タンク520から離開する一端に載置すれば、捕集装置2はスロープ810の傾斜方向に沿ってスロープ810における排出一時タンク520寄りの一端へと摺動する。このとき、排出押出シリンダ820のピストンロッドは捕集装置2の真下に位置しているため、排出押出シリンダ820のピストンロッドが鉛直方向に捕集装置2を押動するよう主制御回路基板300により制御すれば、捕集装置2を迅速に排出一時タンク520の排出位置へと押し込むことが可能である。
図3、図15、図16及び図19に示すように、投入一時タンク510には捕集装置2を挿入するための投入案内溝511が設けられている。投入案内溝511内には、捕集装置2を回転により解除可能な回転式位置規制装置512と、捕集装置2の位置を識別する投入識別装置513が設けられている。回転式位置規制装置512と投入識別装置513は、いずれも主制御回路基板300に電気的に接続されている。
回転式位置規制装置512は、捕集装置2の下方への移動を規制するよう支持可能な制動部514を含む。回転式位置規制装置512が180度回転するよう制御されると、制動部514も180度回転するため、捕集装置2は制動部514に規制されることなくケーシング100の内部へと降下してゆく。
捕集装置2が投入案内溝511内の回転式位置規制装置512における制動部514に遮られて下方に移動不可能となった場合、投入識別装置513は捕集装置2が投入案内溝511内に位置するとの情報を主制御回路基板300に伝送する。すると、主制御回路基板300は、回転式位置規制装置512を180度回転して捕集装置2を解除し、捕集装置2がケーシング100内部の受付位置にあるマニピュレータ610に降下するよう制御する。投入案内溝511は、捕集装置2が投入案内溝511から準備位置へと進入する過程において、捕集装置2の中軸線が常に水平面に対し平行となるよう捕集装置2の位置を規定する。
図3、図17〜図19に示すように、排出一時タンク520には捕集装置2を挿入するための排出案内溝521が設けられている。排出案内溝521内には、捕集装置2を上方に押動することで開放可能となる押上式位置規制装置522と、捕集装置2の位置を識別する排出識別装置523が設けられている。押上式位置規制装置522と排出識別装置523は、いずれも主制御回路基板300に電気的に接続されている。
押上式位置規制装置522は、排出案内溝521内に対向して設けられる2つの位置規制部材524である。2つの位置規制部材524は排出案内溝521に対し動作可能に接続されている。また、位置規制部材524の上部の水平方向における長さは、位置規制部材524の下部の水平方向における長さよりも大きい。
捕集装置2は、排出押出シリンダ820のピストンロッドによって排出一時タンク520へと押動される。すると、捕集装置2は2つの位置規制部材524を回動させるよう押動し、2つの位置規制部材524を通過する。捕集装置2が排出位置に押し出されると、主制御回路基板300は2つの位置規制部材524を元の位置に回復させて捕集装置2を支えるよう制御する。排出押出シリンダ820のピストンロッドは、捕集装置2が2つの位置規制部材524を通過して排出案内溝521の排出位置に到達するよう、捕集装置2を鉛直方向に迅速に押動可能である。
図5及び図14に示すように、捕集装置2は、捕集本体21及び捕集本体21の軸方向の両端面に設けられる導気ヘッド22を含む。また、マニピュレータ610は端部にV状溝を備える2本の爪611であり、V状溝によって対応する導気ヘッド22を支持する。当該構造によれば、マニピュレータ610の爪611が安定的に導気ヘッド22を支持可能なことから、マニピュレータ610による捕集装置2の移動が容易となる。
図8、図9及び図12に示すように、捕集本体21の側面は円弧形状をなしているため、天秤700の計量端には捕集装置2に対応するアダプタ710が装着されている。アダプタ710の支持面711の形状は捕集本体21の側面形状に対応している。即ち、支持面711は円弧形状をなしている。当該構造によれば、捕集装置2の捕集本体21の側面を安定的にアダプタ710に載置することが可能なため、計量が容易となる。
吸引完了後に捕集装置2を計量しやすいよう天秤700は準備位置の下方に位置しており、マニピュレータ610は、吸引位置から迅速に準備位置を経由して計量位置へと移動する。
図6、図7及び図19に示すように、押出ロッドユニット400は、押出ロッドシリンダ410及び中継密封部材420を含む。中継密封部材420は押出ロッドシリンダ410のピストンロッド41に接続されており、気道421が中継密封部材420に設けられている。捕集装置2が吸引位置にある場合、中継密封部材420が捕集装置2の排気端に密封接続されるとともに、気道421が捕集装置2と吸引装置440を連通する。当該構造によれば、捕集装置2を迅速に吸引位置へと押動可能であるとともに、捕集装置2と気道421とを密封接続させられる。
中継密封部材420は導気接続ロッド430を介して吸引装置440に接続されており、導気接続ロッド430と気道421とが連通している。吸引装置440は、導気接続ロッド430を介して中継密封部材420の気道421に連通しており、吸引が実施されると、電子タバコ1の蒸気及び煙霧が捕集装置2に吸い込まれる。吸引装置440と押出ロッドシリンダ410は、いずれも主制御回路基板300に電気的に接続されている。
図5及び図19に示すように、伝動機構600は、鉛直ガイドレール621が設けられる鉛直ガイドプレート620と、鉛直ガイドレール621に装着されており、且つ、鉛直ガイドレール621に沿って鉛直に移動可能であるとともに、鉛直駆動軸640が接続されており、鉛直駆動軸640に鉛直駆動モータ650が接続されている水平支持プレート630と、水平支持プレート630に設けられる水平ガイドロッド660と、水平支持プレート630に対し動作可能に接続されており、且つ、水平支持プレート630上で水平に移動可能な水平ガイドプレート680と、水平ガイドプレート680に接続されており、出力軸が水平ガイドロッド660に沿って水平方向に移動可能な水平駆動モータ670と、水平ガイドプレート680に設けられており、中軸線の位置する方向が水平ガイドプレート680の水平支持プレート630上における水平移動方向に対し垂直である水平ガイドレール681と、を含む。マニピュレータ610と水平ガイドレール681はバネにより動作可能に接続されており、且つ、マニピュレータ610は水平ガイドレール681に沿って移動可能である。また、鉛直駆動モータ650と水平駆動モータ670はいずれも主制御回路基板300に電気的に接続されている。
鉛直駆動モータ650は、鉛直駆動軸640を介して水平支持プレート630を鉛直方向に移動させる。水平駆動モータ670は、水平ガイドプレート680を水平ガイドロッド660に沿って移動させる。また、マニピュレータ610は、捕集装置2を水平ガイドレール681に沿って移動可能とする。水平ガイドレール681の中軸線が位置する方向は水平ガイドプレート680の水平支持プレート630上における水平移動方向に対し垂直である。よって、伝動機構600は、マニピュレータ610によって捕集装置2を3つの互いに垂直な方向へと迅速に移動させられるため、捕集装置2を迅速に所望の位置へと移動させられる。
本実施例の捕集装置自動交換計量システムの使用方法は、以下のステップを含む。
図3〜5、図15、図16及び図19に示すように、捕集装置2は、電子タバコ吸煙機の外部から投入一時タンク510の投入位置に装入される。投入識別装置513が、投入位置に捕集装置2が位置するとの検知情報を主制御回路基板300に伝送すると、主制御回路基板300は、伝動機構600によってマニピュレータ610を投入一時タンク510の下方寄りの受付位置に移動させるよう制御する。続いて、主制御回路基板300が投入一時タンク510の回転式位置規制装置512を180度回転させるよう制御すると、制動部514が180度回転して、捕集装置2がマニピュレータ610へと降下する。捕集装置2が受付位置に到達すると、主制御回路基板300はマニピュレータ610が捕集装置2を携えて準備位置に移動するよう制御する。
図6、図7及び図19に示すように、電子タバコ1の吸引を要する場合、主制御回路基板300は押出ロッドユニット400が捕集装置2を水平方向に吸引位置へと押し込むよう制御する。すると、マニピュレータ610が捕集装置2とともに移動し、マニピュレータ610を水平ガイドレール681に接続しているバネ(図示しない)が収縮する。捕集装置2と電子タバコ1の吸引端が接続されると、押出ロッドユニット400の気道421と捕集装置2が連通する。主制御回路基板300は、吸引装置440が気道421を介して電子タバコ1を吸引し、電子タバコ1の蒸気及び煙霧が捕集装置2に進入して吸い込まれるよう制御する。
図4、図5、図8、図11及び図19に示すように、吸引が完了すると、主制御回路基板300は押出ロッドユニット400が収縮するよう制御する。すると、マニピュレータ610を水平ガイドレール681に接続しているバネが弛緩して、マニピュレータ610が捕集装置2を準備位置に戻す。主制御回路基板300は、伝動機構600がマニピュレータ610上の捕集装置2を天秤700上の計量位置に移動させるよう制御する。そして、主制御回路基板300は、マニピュレータ610が捕集装置2を解放し、天秤700が捕集装置2の重量を計測するよう制御する。
図12、図13、図17〜図19に示すように、捕集装置2を取り出したい場合には、主制御回路基板300が伝動機構600を通じてマニピュレータ610を制御することで、捕集装置2をスロープ810のうち排出一時タンク520から離開する一端に移動させる。マニピュレータ610が捕集装置2を解放すると、捕集装置2はスロープ810に沿って排出押出シリンダ820の受付部まで摺動する。主制御回路基板300は、排出押出シリンダ820のピストンロッドを上方へ移動させることで、捕集装置2によって排出一時タンク520内の押上式位置規制装置522を押動し、開放するよう制御する。即ち、2つの位置規制部材524が回動することで、捕集装置2が上方に向かって排出一時タンク520の排出位置へと移動する。排出識別装置523が、捕集装置2が排出位置にあるとの検知情報を主制御回路基板300に伝送すると、主制御回路基板300は2つの位置規制部材524を初期位置に戻し、捕集装置2の下方において捕集装置2を支持するよう制御する。
図2〜図19に示すように、電子タバコ1の吸引可能回数は従来の紙巻きタバコよりも遥かに多く、通常は少なくとも150回以上である。当該技術分野において公知である煙霧の捕集に常用される44mm径のガラス繊維製ケンブリッジフィルタの場合、理論上の煙霧積載量は150mgである。連続測定過程で煙霧の捕集量がフィルタの積載量を超過し、フィルタを通過してしまうとの事態を回避するためには、一定回数の吸引ごとにケンブリッジフィルタを備えた捕集装置2を交換する必要がある。そこで、本発明で設計される捕集装置2の投入一時タンク510と排出一時タンク520は、ケーシング100の上部に垂直に配置されている。捕集装置2の軸方向は吸引実験の方向と一致しており、捕集装置2の吸気口の方向は回転ディスク200に面するよう維持される。これによれば、重力を利用した降下及びマニピュレータ610との連携によって、2度の吸引間のインターバル中に迅速且つ安定的に捕集装置2の交換を確実に完了可能となる。
連続測定過程において、捕集装置2が交換されるまでの間、吸引過程における捕集装置2の質量の変動(即ち、電子タバコ1の煙霧発生量の変動)を監視・制御したい場合には、一定の吸引回数(例えば、1回、2回、3回…)ごとに捕集装置2を計量する必要がある。この場合、電子タバコ1の吸引孔路と吸引ユニットの間の吸引動作位置に密閉されている捕集装置2を取り出して計量した後、再び元の吸引動作位置に戻して再密閉する必要がある。当該技術分野において公知の検査関連基準又は方法の規定によれば、2度の吸引間のインターバルは一般的に最長1minとされる。また、電子タバコ1の場合には2度の吸引間のインターバルは通常27sと規定される。従来の吸煙機を用いて電子タバコ1を吸引する場合、捕集装置2を計量したいときには手動又はマニピュレータ610によって捕集装置2を取り外し、手動で計量する必要がある。この場合には、上記の制限時間内に捕集装置2の計量を完了し、再び捕集装置2を吸引のための吸引動作位置に装着できる保証はない。そこで、本発明の利点としては、捕集装置2が吸煙機内において常にマニピュレータ610の有効制御範囲に置かれており、且つマニピュレータ610に非常に近接している。また、吸煙機の内部に設けられる天秤700及び捕集装置2を支持するアダプタ710が吸引動作位置の下方に置かれており、且つ吸引動作位置に非常に近接している。吸引時には、捕集装置2の排気口方向に位置する押出ロッドユニット400によって捕集装置2が吸引動作位置に押し込まれる。計量時には、押出ロッドシリンダ410の押出ロッドが解放されて、捕集装置2がマニピュレータ610に支持されつつ迅速に天秤700における支持用のアダプタ710に送られる。そして、計量が完了すると再びマニピュレータ610により送り戻され、押出ロッドユニット400によって再びしっかりと押し込まれる。この間の捕集装置2の伝送及び計量、データ収集過程は計器により全自動で遂行されるため、2度の吸引間のインターバル中に全ての動作を確実に完了させられる。
本発明のシステムによれば、重量法による吸引終了判断方法を実現可能であり、電子タバコ1の吸引終了判断にかかる課題が解決される。従来の紙巻きタバコは、紙巻きタバコのタバコ葉部分を燃焼させることで煙霧を発生させる。よって、紙巻きタバコが基準で定義される残留長さとなるまで燃焼した場合、タバコの外表面に密着し且つ終了位置に配置されている綿糸の焼断がマイクロスイッチのトリガとなるか、或いは、相応の位置に設けられる赤外線センサがトリガを与えることで吸引を終了する。この場合、1.フィルタなしタバコの吸引端から23mm、2.フィルタの長さ+8mm、3.チップペーパーの長さ+3mm、のうちの最大値が吸引終了と判断するための残留長さとなる。これに対し、電子タバコ1は、電子タバコ1のリキッドをエアロゾル化することで煙霧を発生させるため、点火及び消火の過程が存在しない。よって、従来の吸煙機における吸引終了の判断方法や装置では電子タバコ1が吸引を終了したか否かを判断できない。そのため、電子タバコ1のリキッドの使い切り有無やバッテリ電気量の使い切り有無を判断したい場合に、現在存在する従来の吸煙機をそのまま用いて上記のような技術的難題を解決することは不可能である。しかし、本発明では、マニピュレータ610の動作と天秤700による捕集装置2の計量とを連携させ、天秤700で取得した捕集装置2の重量変動を主制御回路基板300に伝送するとともに、重量の増加有無を検討することで煙霧の発生有無を判断する方法を採用している。これにより、リキッド又は電気量の使い切り有無を間接的に判断可能であり、結果として電子タバコ1の吸引終了を特定可能となる。
本発明のシステムを用いれば、オンラインで1回吸引ごとの分析を実現可能なことから、検査効率が大幅に向上する。吸煙機に1つ目の捕集装置2が自動的に装着されると、回転ディスク200の回転に伴って、吸煙機は装着された電子タバコ1を1本ずつ自動的に吸引する。そして、全ての電子タバコ1について1回目の吸引が完了すると、即ち、全ての電子タバコ1について1回目に吸引したエアロゾルが1つ目の捕集装置2に捕集されると、2つ目の捕集装置2への交換が実施され、続いて各電子タバコ1についての2回目の吸引が再開される。このようにして、電子タバコ1につき1回吸引ごとの捕集及び分析が実現される。また、全ての電子タバコ1について、2回吸引ごと又は3回吸引ごと等に第1フィルタ、第2フィルタに順に捕集するなど、機能を拡張することも可能である。このような方式には以下のような利点がある。即ち、同一のブランド或いは規格の電子タバコ1製品についてまとめて品質検査を実施したい場合、往々にしてサンプル検査ロットごとに個体間の品質レベルが異なるとの問題が存在する。こうした製品品質の差に起因する検査データの誤差をできるだけ低減するためには、測定対象のサンプル数を増やさねばならない。しかし、従来の吸煙機を用いて1本ずつサンプルを測定する場合、即ち、1本目の吸引が完全に終了してから2本目を吸引する場合には、サンプルごとの2度の吸引間のインターバルが大変な時間の無駄となる。これに対し、本発明で提供するシステムの場合には、各電子タバコ1の吸引インターバルを十分に活用して他の電子タバコ1の吸引を完了させられるため、吸引検査効率の大幅な向上が実現される。例えば、各電子タバコ1について30秒ごとに1度吸引する場合、20回の吸引を完了するには10分間を要するため、順に10本吸引する場合の総所要時間は100分となる。これに対し、本発明によれば、1本の電子タバコ1について1回あたりの吸引を3秒間継続した後、回転ディスク200が1秒間回転する。そして、次の電子タバコ1を3秒間吸引した後、回転ディスク200が再び1秒間回転する。このように累計してゆくと、40秒で10本全てについて1回ずつの吸引を完了させられる。よって、10本全てについて全200回の吸引タスクを完了するための総所要時間は13分20秒となり、86分40秒の節約となる。
本発明のシステムでは、電子タバコ吸煙機と捕集装置自動交換計量システムを接続することで、電子タバコ吸煙機に対し捕集装置2を連続的に補充するとともに、電子タバコ吸煙機でテストを終えた捕集装置2を取り出して捕集装置自動交換計量システムの供給タンクに保管するとの機能を自動的に実現可能である。具体的には、制御しようとする1又は複数台の吸煙機と捕集装置自動交換計量システムをバスにより接続する。主制御回路基板300が各電子タバコ吸煙機及び捕集装置自動交換計量システムに検査タスクを送信すると、捕集装置自動交換計量システムは各電子タバコ吸煙機の投入一時タンク510における投入識別装置513に対し識別命令を送信して、捕集装置2の存在有無に関するフィードバック信号を受信する。捕集装置2が存在しない場合には、捕集装置自動交換計量システムの投入ラックから、各電子タバコ吸煙機の投入一時タンクに対し能動的に捕集装置2が送出される。同様に、各電子タバコ吸煙機が吸引を完了し、捕集装置2が排出一時タンク520に排出された場合には、排出一時タンク520の排出識別装置523がフィードバック信号を捕集装置自動交換計量システムに送信する。すると、当該システムによって捕集装置2が取り出され、システムの排出ラックに送出される。これよれば、捕集装置自動交換計量システムによる捕集装置2の大容量格納(500個)、自動アクセス能力、及び電子タバコ吸煙機による連続自動テスト能力が組み合わされるため、まとまった量の電子タバコサンプルを一度に連続してテストすることが可能となる。例えば、5台の電子タバコ吸煙機と捕集装置自動交換計量システムを併用し、電子タバコ1本につき吸引40回ごとに得られるエアロゾルをケンブリッジフィルタ捕集装置2に捕集するとする。一般的に、電子タバコを1本消費するのに要する吸引回数は400回未満のため、合計400回吸引するとして、1台につき100個の捕集装置2のスペアを供給すれば、電子タバコ吸煙機1台につき10個のブランド又は規格の電子タバコをテスト可能となる。つまり、合計50個のサンプルをテスト可能となる。これによれば、次のような別の有益な効果が得られる。即ち、当該過程は1本ごとのテストフローであり、1本の電子タバコにつき200分の時間を費やして400回の吸引を完了してから次のタバコを吸引する。よって、5台で同時に10本の電子タバコのテストをそれぞれ遂行する場合には、合計で約2000分(約33.33時間)が必要とされる。しかし、全過程がシステムにより自動的に連続して遂行されるため、人による介入の必要がない。よって、明らかに大量の人件費を節約可能となり、非作業時間の利用率や作業効率が向上する。
図20〜図24及び図29に示すように、本実施例では、電子タバコ吸煙機が更に電子タバコトリガシステムを含む。当該システムは、タバコトリガ部3及びタバコトリガ部3に接続されるトリガ制御シリンダ4を含む。タバコトリガ部3は、トリガ制御シリンダ4の制御によって電子タバコ1と接触可能となる。トリガ制御シリンダ4は接続ブロック5に固定されており、接続ブロック5が接続構造6を介してケーシング100に接続される。当該電子タバコトリガシステムは、トリガ制御シリンダ4によってタバコトリガ部3の動作を制御する。電子タバコ1に通電したい場合には、タバコトリガ部3が電子タバコ1に接触する。また、電子タバコ1を電断したい場合には、タバコトリガ部3が電子タバコ1と接触しないよう、電子タバコ1の近傍に懸架される。
電子タバコ1は、タバコ挟持機構のタバコ挟持装置320とタバコ挟持部材330により挟持可能である。電子タバコ1の基部はケーシング100の内部に挿入され、吸引経路を通じて吸引装置440と連通する。一方、当該トリガシステムはタバコ挟持機構の真上の位置に装着され、電子タバコ1の通電/電断を制御しつつ、吸引装置440による吸引動作と連携することで消費者の喫煙を模した機能を実現する。
通常、電子タバコ1は、リキッドが貯蔵されたカトマイザー201と、カトマイザー201を装着するタバコロッドからなる。タバコロッド内にはバッテリが設けられており、当該バッテリからカトマイザー201内の熱抵抗器2014に電流を供給して熱抵抗器2014を加熱することで、リキッドをエアロゾル化する。吸煙機を用いて電子タバコ1を検査する場合には、電子タバコ1の通電方式として次の2種類が存在する。第一の方式は、元の電子タバコ1におけるバッテリ付きのタバコロッドを取り除く。次に、カトマイザー201と特製の電子タバコロッド1001(図25a〜図27c参照)を接続し、カトマイザー201内の熱抵抗器2014と電子タバコロッド1001の正極と負極をつなぐことで、テスト用の電子タバコ1を構成する。このとき、電子タバコ1(即ち、電子タバコロッド1001)の負極11と正極12を外部に露出させ、上記のトリガシステムを用いて直に電子タバコ1の負極11及び正極12と接続する。これにより、図21〜図22に示すように電子タバコ1の通電を実現する。また、第二の方式としては、元の電子タバコ1を改造することなく、機械的方式で電子タバコ1のタバコロッドにおける通電ボタン33を直に押圧することで、図23〜図24に示すように電子タバコ1の通電を実現する。
図21〜図22に示すように、電子タバコ1を直流電源に接続して通電する場合、タバコトリガ部3は負極接触端子31と正極接触端子32を含む。負極接触端子31は電子タバコ1の負極11の位置に対応し、正極接触端子32は電子タバコ1の正極12の位置に対応する。また、負極接触端子31と正極接触端子32は電流制御装置に接続される。負極接触端子31と正極接触端子32がトリガ制御シリンダ4の制御によってそれぞれ負極11及び正極12と接触すると、電子タバコ1が通電する。電流制御装置は電流、電圧、パワー等のパラメータを調節し、カトマイザー201内の熱抵抗器2014の温度を変更することで、リキッドのエアロゾル化レベルを調節可能である。
上記の通電方式において、外部直流電源には一定の電圧・電流で電気供給が可能であるとの特性がある。従来の吸煙機を用いてテストする場合、電子タバコの充電バッテリにおける1回あたりの充電電気量は、カトマイザー201内のリキッドを完全に使い切るには不十分なことが多かった。そのため、実験によってカトマイザーの寿命を研究・考察したい場合には、充電バッテリを用いて1回で考察を終了することは不可能であり、途中でサンプルを取り外してバッテリを再充電する必要があった。このことから、実験プロセスを中断せざるを得ず、実験誤差が生じていた。これに対し、上記の技術方案では、吸煙機の電流制御装置から安定した直流電流を供給し、負極接触端子31及び正極接触端子32を通じて電子タバコ1の負極11及び正極12と接触することで、カトマイザー201に電気を供給する。このような方案によれば、測定過程の連続的な安定性が保たれ、測定データが正確且つ有効となる。このほか、前記技術方案では、電流制御装置によって電圧、電流、パワー等のパラメータを調節し、電熱線の温度を変更することで異なる電気供給量におけるリキッドのエアロゾル化効果を考察可能なため、製品の研究開発において技術的根拠を提供可能となる。
電子タバコ1を当該電子タバコトリガシステムの直流通電方式に適用させるべく、本発明では、当該電子タバコトリガシステムに適用される電子タバコロッド1001を特別に設計した。当該電子タバコロッド1001にカトマイザー201を装着して構成される電子タバコ1が、当該電子タバコトリガシステムの直流通電方式に適用される。当該電子タバコロッド1001の構造を図25a〜図25cに示す。電子タバコロッド1001は、正極管101及び正極管101に覆設される負極管102を含む。正極管101のうちカトマイザー201から離開する一端は正極接触端子32に接触し、正極管101のうちカトマイザー201寄りの一端は、負極管102を貫通してカトマイザー201の正極と接触する。負極管102の外表面は負極接触端子31に接触し、負極管102のうちカトマイザー201寄りの一端はカトマイザー201の負極と接触する。また、負極管102と正極管101は複数の絶縁リングにより隔てられている。負極管102及び正極管101は、それぞれカトマイザー201の負極及び正極に接続されるとともに、負極接触端子31及び正極接触端子32にも接続されることから、負極接触端子31及び正極接触端子32がカトマイザー201の負極及び正極と導通する。電子タバコトリガシステムから供給される電流によってカトマイザー201の熱抵抗器2014が加熱されるとリキッドがエアロゾル化し、これに吸引装置440の吸引動作を連携させることで、消費者の喫煙を模した機能が実現される。
電子タバコロッド1001とカトマイザー201又は継手105はネジ接続すればよい。具体的な構造として、負極管102のうちカトマイザー201寄りの一端の内側には導電可能なネジヘッド103が固定されており、ネジヘッド103の外表面と負極管102の内表面が係合されている。また、ネジヘッド103の内表面には接続用のネジ山が設けられている。カトマイザー201又は継手105にはネジヘッド103の内表面におけるネジ山に対応するネジ山が設けられており、カトマイザー201又は継手105がネジヘッド103にネジ接続される。
負極管102内における正極管101の位置が変動しないよう、ネジヘッド103の内表面には径方向に内側へ延伸する位置規制突設リング1031が更に設けられており、位置規制突設リング1031と正極管101の外表面との間に第1絶縁リング104が充填されている。位置規制突設リング1031及び第1絶縁リング104は、正極管101を負極管102の中央位置に固定するとともに、正極管101と負極管102との絶縁性を保証する。また、負極管102のうちカトマイザー201から離開する一端と正極管101との間には、更に第2絶縁リング106が設けられている。第2絶縁リング106もまた、正極管101と負極管102との絶縁性を保証する役割を果たす。
正極管101の製造及び装着を容易とすべく、正極管101は正極管後部1011と正極管前部1012に区分される。正極管前部1012は正極管後部1011に挿入されている。正極管後部1011の外表面は正極接触端子32と接触し、正極管前部1012はカトマイザー201の正極と接触する。正極管101の中央にはカトマイザー201の吸引経路111と連通する吸引経路97が設けられている。カトマイザー201が電子タバコロッド1001に装着されると、正極管101の吸引経路97の両端がそれぞれ外気及びカトマイザー201の吸引経路111と連通する。また、カトマイザー201の吸引経路111は吸煙機の内部に位置する吸引装置440と連通する。
前記電子タバコロッド1001とカトマイザー201の接続は、直接接続(図26a〜図26c参照)としてもよいし、継手105を介した接続(図27a〜図27c参照)としてもよい。
図26a〜図26cでは、電子タバコロッド1001とカトマイザー201が直にネジ接続されている。カトマイザー201は、電子タバコ管2012及び電子タバコキャップ2013により囲繞されるエアロゾル室2011を含む。エアロゾル室2011の内部には熱抵抗器2014が設けられており、熱抵抗器2014は負極配線2016を介して負極導電管2018に接続されている。更に、熱抵抗器2014は、正極配線2015を介して正極導電管2017に接続されている。また、正極導電管2017は負極導電管2018内に位置している。負極導電管2018と電子タバコロッド1001のネジヘッド103はネジ接続されている。また、正極導電管2017は電子タバコロッド1001の正極管101と接触している。正極導電管2017を確実に中央位置に配置し、且つ、正極導電管2017と負極導電管2018との絶縁効果を保証すべく、負極導電管2018には径方向に沿って内側に突出する位置決め突設リング2019が設けられている。また、当該位置決め突設リング2019と正極導電管2017との間には第3絶縁リング2020が設けられている。
カトマイザー201が電子タバコロッド1001に装着されると、正極管101の吸引経路97の両端がそれぞれ外気及びカトマイザー201の吸引経路111と連通する。また、カトマイザー201の吸引経路111はカトマイザー201のエアロゾル室2011内まで延伸しており、エアロゾル室2011は電子タバコキャップ2013の貫通孔を通じて吸煙機内部に位置する吸引装置440と連通する。
図27a〜図27cでは、電子タバコロッド1001とカトマイザー201が継手105を介して接続されている。電子タバコロッド1001は更に継手105を含む。継手105は、負極接続管1051と負極接続管1051の内部に位置する正極接続管1052を含む。負極接続管1051の両端はそれぞれ負極管102及びカトマイザー201の負極と接触しており、正極接続管1052の両端はそれぞれ正極管101及びカトマイザー201の正極と接触している。
正極接続管1052を確実に中央位置に配置し、且つ、正極接続管1052と負極接続管1051との絶縁効果を保証すべく、負極接続管1051と正極接続管1052の間には第4絶縁リング953が設けられている。更に、当該継手105の中央には、正極接続管1052を貫通する吸引経路954が設けられている。当該吸引経路954によって、電子タバコロッド1001の吸引経路97とカトマイザー201の吸引経路111が連通する。
当該負極接続管1051の周面にはネジ山が設けられている。負極接続管1051は一端が電子タバコロッド1001のネジヘッド103にネジ接続され、他端がカトマイザー201にネジ接続される。負極接続管1051におけるネジヘッド103、カトマイザー201との係合周面の直径サイズは、ネジヘッド103及びカトマイザー201のネジ係合面の直径サイズによって決定される。継手105によって様々な直径のカトマイザー201及び電子タバコロッド1001の接続を実現可能なことから、電子タバコロッド1001の適用範囲が拡大する。
図23〜図24に示すように、タバコトリガ部3はタバコ押圧端子13を含む。タバコ押圧端子13は電子タバコ1における通電ボタン33の位置に対応しており、トリガ制御シリンダ4がタバコ押圧端子13によって電子タバコ1の通電ボタン33を押圧するよう制御することで、電子タバコ1の通電が実現される。
タバコ押圧端子13の押圧力は大きさを調整可能である。トリガ制御シリンダ4には減圧バルブが設けられており、減圧バルブを調整することでトリガ制御シリンダ4の空気源圧力を調整可能となる。これにより、タバコ押圧端子13による押圧力が制御されるため、様々なタイプの電子タバコ1が求める押圧強度にタバコ押圧端子13を適応させられる。
上記の方案で電子タバコ1にトリガを与えることで、ミリ秒レベルの正確なプリトリガ時間を設定可能となる。吸煙機が標準吸引時間及び吸引インターバルにしたがって繰り返し動作を実施する際には、時間を非常に正確に制御することが求められる。しかし、押圧動作と電子タバコにトリガが与えられる瞬間にはタイムラグが生じてしまう。そこで、トリガ時間のタイムラグを解消すべく、上記の技術方案ではトリガ付与時間のプリタイム設定を実現可能である。
前記タバコトリガ部3は集積ブロック7に固定されており、集積ブロック7はトリガ制御シリンダ4のピストンロッド41に固定接続されている。トリガ制御シリンダ4のピストンロッド41を伸縮させて集積ブロック7とタバコトリガ部3を移動することで、タバコトリガ部3の位置を調整し、タバコトリガ部3と電子タバコ1の接触を制御する。タバコトリガ部3と電子タバコ1の相対位置をより調整しやすいよう、トリガ制御シリンダ4のピストンロッド41の軸線と電子タバコ1の軸線は垂直に設けることが好ましい。
前記タバコトリガ部3の直流通電に用いられる負極接触端子31、正極接触端子32及び押圧通電に用いられるタバコ押圧端子13は、集積ブロック7に集積するよう装着してもよい。このように、当該タバコトリガ部3には2種類のトリガ方式が存在するため、直流通電とするか押圧通電とするかを柔軟に選択可能である。なお、好ましい配列方式としては、タバコ押圧端子13が負極接触端子31と正極接触端子32の間に位置し、これら3つの端子が電子タバコ1の軸線と平行な方向に順に配列される。
図20〜図24に示すように、接続構造6は吸煙機に固定接続される固定ロッド61を含む。固定ロッド61にはガイドレール62が設けられており、接続ブロック5がガイドレール62上で摺動する。接続ブロック5がガイドレール62上で摺動することでタバコトリガ部3の位置を柔軟に調整可能となるため、様々な規格の電子タバコ1にタバコトリガ部3を適用させられる。なお、タバコトリガ部3の相対位置をより調整しやすいよう、ガイドレール62の軸線と電子タバコ1の軸線は平行とする。当該接続ブロック5には更にロック用ボルトが設けられている。接続ブロック5が所定の位置まで摺動した後、ロック用ボルトをガイドレール62に押圧することで、接続ブロック5がガイドレール62に対し固定される。
接続ブロック5がガイドレール62上で摺動することで、電子タバコ1の軸線と平行な方向におけるタバコトリガ部3の位置が調整される。また、トリガ制御シリンダ4のピストンロッド41を伸縮させることで、電子タバコ1の軸線と垂直な方向におけるタバコトリガ部3の位置が調整される。上記2種類の調整方式を組み合わせることで、タバコトリガ部3を異なる位置にそれぞれ調整可能なことから、当該トリガシステムは様々な規格の電子タバコ1に適用可能である。
上述したように、本発明の電子タバコトリガシステム及びこれに組み合わせて使用される電子タバコロッドは、吸煙機に専用の電子タバコトリガシステムを装着することで、電子タバコの通電の自動制御を実現する。よって、従来の吸煙機には電子タバコトリガシステムが存在しないとの課題が解決される。また、当該トリガシステムを使用することで、電子タバコのトリガ時間を正確に制御可能となるとともに、実験ニーズに応じて電子タバコの電流の大きさや通電時間等のパラメータを調整することも可能である。このように、本発明は従来技術における様々な瑕疵を効果的に解消するため、高度な産業上の利用価値を有する。
図28〜図31に示すように、挟持機構本体310は水平底板311及び鉛直支持プレート314を含む。水平底板311の上面にはガイド溝312が設けられている。また、ガイド溝312は水平底板311の長さ方向に設けられている。鉛直支持プレート314の底部は水平底板311の後端に接続されている。また、鉛直支持プレート314には水平方向に貫通するベース貫通孔315が設けられている。タバコ挟持装置320の他端はディスク体接続端324となっており、ディスク体接続端324は、鉛直支持プレート314のベース貫通孔315に嵌入している。更に、タバコ挟持機構はタバコ挟持部材330を含む。タバコ挟持部材330は、挟持部材底板331と、挟持部材底板331上に対向して設けられる2つの側面挟持部334を含む。挟持部材底板331は水平底板311のガイド溝312に装着されており、且つ、ガイド溝312の長さ方向に移動可能である。2つの側面挟持部334は、軸方向貫通孔322の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられる。
タバコの吸引端はタバコ挟持装置320のタバコ挟持端321に挿入される。2つの側面挟持部334は軸方向貫通孔322の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられているため、対向して設けられる2つの側面挟持部334がタバコの側面を挟持すると、タバコの中軸線がタバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322に正確に突き合わされる。これにより、タバコはタバコ挟持装置320への挿入後に常に気密を維持することになり、且つ、タバコの位置を安定的に保持可能となる。このほか、挟持部材底板331はガイド溝312の長さ方向に移動可能なことから、2つの側面挟持部334によるタバコの挟持位置はタバコの構造に応じて変更可能である。よって、本発明のタバコ挟持機構によれば各種タイプのタバコを挟持可能となる。
本発明の回転ディスク200は水平面に対し垂直となっている。電子タバコ1は吸引実験過程において回転ディスク200とともに周方向に回動することで、カトマイザー内のリキッドを流動させてリキッドガイド綿を十分に浸潤させる。これにより、カトマイザーに対し十分なリキッドが安定的に供給されるため、エアロゾル化効率、エアロゾル化量及び実験データの安定性及び精度が保障される。また、タバコ挟持機構は回転ディスク200の回転方向と連携して、安定的に電子タバコ1を挟持する。また、捕集装置自動装着計量システムは回転ディスク200の運動方向と連携して、捕集装置2が所望の位置に到達するよう制御する。且つ、捕集装置2の通気方向は常に電子タバコ1の吸引試験方向と一致しているため、2度の吸引間のインターバル中に迅速且つ安定的に捕集装置2の交換を確実に完了させられる。更には、2度の吸引間のインターバル中に計量動作を完了し、捕集装置2を吸引位置に戻すことも可能である。また、本発明の電子タバコトリガシステムによれば、電子タバコ1のトリガ自動制御が実現されるため、従来の吸煙機には手動トリガ式電子タバコのトリガシステムが存在しないとの状況や、外部供給電源にかかる課題が解決される。
また、2つの側面挟持部334は軸方向貫通孔322の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられているため、2つの側面挟持部334がタバコの側面を挟持すると、タバコの中軸線がタバコ挟持装置320の軸方向貫通孔322に正確に突き合わされる。これにより、タバコはタバコ挟持装置320への挿入後に常に気密を維持することになり、且つ、タバコの位置を安定的に保持可能となる。このほか、挟持部材底板331はガイド溝312の長さ方向に移動可能なことから、2つの側面挟持部334によるタバコの挟持位置はタバコの構造に応じて変更可能である。よって、本発明のタバコ挟持機構によれば各種タイプのタバコを挟持可能となる。
対応する挟持位置に移動した挟持部材底板331が任意に摺動することのないよう、ガイド溝312の底面にはガイド貫通孔313が設けられている。また、挟持部材底板331には緊締孔332が設けられており、緊締部材338がガイド貫通孔313と緊締孔332を順に貫通することで水平底板311と挟持部材底板331が接続される。実施例において、緊締孔332はネジ孔であり、緊締部材338はネジである。当該構造によれば、挟持部材底板331をガイド溝312の長さ方向において所望の位置まで移動させた後、挟持部材底板331を水平底板311にしっかりと接続することで挟持部材底板331の位置を固定可能である。
挟持部材底板331と水平底板311をしっかりと接続したとしても、挟持部材底板331は左右に移動する恐れがある。そのため、挟持部材底板331の底面には突出部333が設けられている。突出部333はガイド溝312に挿入されるとともに、ガイド溝312の底面と接触する。また、緊締孔332は突出部333を貫通している。当該構造によれば、突出部333がガイド溝312に位置決めされて挟持部材底板331の左右への移動を効果的に防止可能なことから、タバコの位置が安定的に維持される。また、挟持部材底板331と突出部333は一体成型されてT型構造をなしている。突出部333はガイド溝312の底面に接触し、挟持部材底板331は水平底板311の上面に接触する。
タバコを2つの側面挟持部334の間に装着しやすいよう、各側面挟持部334は、挟持部材底板331に設けられる板バネ335と、板バネ335の内側に設けられるガイド部材336を含む。ガイド部材336の内側面にはV状溝が設けられており、同一の挟持部材底板331における2つのガイド部材336のV状溝は対向して設けられる。板バネ335は弾性を有し、2つの板バネ335を引き離すことでタバコを容易に2つの板バネ335の間に載置できる。また、2つの板バネ335の弾性回復力によってタバコを挟持可能なため、2つの板バネ335によれば各種サイズのタバコを挟持することもできる。タバコは2つのガイド部材336の内側面におけるV状溝の間に挟持可能であり、タバコと各V状溝により2点接触を実現することで、V状溝によるタバコの挟持がいっそう安定する。
2つのガイド部材336におけるV状溝の溝底の中点を接続した線は、タバコ挟持装置320における軸方向貫通孔322の中軸線に対し垂直である。当該構造によれば、2つのV状溝により挟持されるタバコの中軸線と軸方向貫通孔322の中軸線が正確に突き合わされる。
タバコ挟持装置320のタバコ挟持端321における内壁には、ラビリンスリング323が設けられている。当該構造によれば、タバコの吸引端とタバコ挟持装置320におけるタバコ挟持端321との接続が容易となる。
タバコ挟持部材330の数は少なくとも2つとする。少なくとも2つのタバコ挟持部材330によりタバコを挟持することで、複数の挟持位置でタバコの挟持を実現可能となるため、各タバコ位置の安定が保証される。
鉛直支持プレート314のベース貫通孔315に装着されるタバコ挟持装置320の位置を規定するために、タバコ挟持装置320におけるタバコ挟持端321の外径は鉛直支持プレート314のベース貫通孔315の直径よりも大きくなっている。
通常、電子タバコ1は従来の紙巻きタバコを大きく超える重量を有しているが、タバコ挟持機構によれば、吸煙機に装着される電子タバコ1を常に正確且つ安定的な位置に保持可能となる。また、当該機構は大多数の円柱形状且つ様々な直径の電子タバコ1に適応可能であるとともに、タバコ挟持部材330を交換することで特殊な形状の電子タバコ1にも適応可能である。また、タバコ挟持部材330と当該挟持機構は迅速な交換が可能であり、且つ、電子タバコ1の着脱も容易である。
上述したように、本発明は従来技術における様々な瑕疵を効果的に解消するため、高度な産業上の利用価値を有する。
なお、上記実施例は本発明の原理と効果を例示的に説明するものにすぎず、本発明を制限するものではない。本技術を熟知する者であれば、本発明の精神及び範疇を逸脱しないことを前提に、上記実施例を補足又は変更可能である。よって、当業者が本発明で開示する精神及び技術思想を逸脱することなく完了するあらゆる等価の補足又は変更もまた本発明の請求の範囲に包括される。
1 電子タバコ
11 負極
12 正極
13 通電ボタン
2 捕集装置
21 捕集本体
22 導気ヘッド
300 主制御回路基板
100 ケーシング
110 密封装着孔
200 回転ディスク
210 ディスク体吸引貫通孔
220 筐体接続孔
120 筐体密封部材
121 密封通気孔
122 密封コア
123 環状バネ
124 密封部Oリング
125 ネジ蓋
126 捕集密封Oリング
310 挟持機構本体
311 水平底板
312 ガイド溝
313 ガイド貫通孔
314 鉛直支持プレート
315 ベース貫通孔
320 タバコ挟持装置
321 タバコ挟持端
322 軸方向貫通孔
323 ラビリンスリング
324 ディスク体接続端
330 タバコ挟持部材
331 挟持部材底板
332 緊締孔
333 突出部
334 側面挟持部
335 板バネ
336 ガイド部材
338 緊締部材
400 押出ロッドユニット
410 押出ロッドシリンダ
420 中継密封部材
421 気道
430 導気接続ロッド
440 吸引装置
510 投入一時タンク
511 投入案内溝
512 回転式位置規制装置
513 投入識別装置
514 制動部
520 排出一時タンク
521 排出案内溝
522 押上式位置規制装置
523 排出識別装置
524 位置規制部材
600 伝動機構
610 マニピュレータ
611 爪
620 鉛直ガイドプレート
621 鉛直ガイドレール
630 水平支持プレート
640 鉛直駆動軸
650 鉛直駆動モータ
660 水平ガイドロッド
670 水平駆動モータ
680 水平ガイドプレート
681 水平ガイドレール
700 天秤
710 アダプタ
711 支持面
800 排出伝送機構
810 スロープ
820 排出押動シリンダ
3 タバコトリガ部
31 負極接触端子
32 正極接触端子
33 タバコ押圧端子
4 トリガ制御シリンダ
41 ピストンロッド
5 接続ブロック
6 接続構造
61 固定ロッド
62 ガイドレール
7 集積ブロック
1001 電子タバコロッド
101 正極管
1011 正極管後部
1012 正極管前部
102 負極管
103 ネジヘッド
1031 位置規制突設リング
104 第1絶縁リング
105 継手
1051 負極接続管
1052 正極接続管
1053 第4絶縁リング
106 第2絶縁リング
201 カトマイザー
2011 エアロゾル室
2012 電子タバコ管
2013 電子タバコキャップ
2014 熱抵抗器
2015 正極配線
2016 負極配線
2017 正極導電管
2018 負極導電管
2019 位置決め突設リング
2020 第3絶縁リング
2221 カトマイザー吸引経路
81 回転ディスク
82 タバコ挟持装置
83 煙伝送湾曲管
84 回転軸
85 吸引孔路

Claims (12)

  1. ケーシング(100)と、前記ケーシング(100)に装着されており、軸線を中心線として前記ケーシング(100)に対し回転する回転ディスク(200)とを含み、前記回転ディスク(200)の端面には少なくとも1つのディスク体吸引貫通孔(210)が設けられており、前記ケーシング(100)には筐体密封部材(120)が設けられており、前記筐体密封部材(120)内には前記ケーシング(100)の内部まで貫通する密封通気孔(121)が設けられており、前記密封通気孔(121)が捕集装置(2)の一端に連通する際には、前記捕集装置(2)の他端が吸引装置(440)に連通する電子タバコ吸煙機において、
    前記回転ディスク(200)の中軸線は水平面に対し平行であり、
    少なくとも1つのタバコ挟持機構が、挟持機構本体(310)及び前記挟持機構本体(310)に設けられるタバコ挟持装置(320)を含み、前記タバコ挟持装置(320)が前記回転ディスク(200)のディスク体吸引貫通孔(210)に装着されており、前記タバコ挟持装置(320)の一端は電子タバコ(1)を水平方向に挿入するためのタバコ挟持端(321)となっており、前記タバコ挟持装置(320)には、煙を通過させるための水平方向に貫通する軸方向貫通孔(322)が設けられており、前記回転ディスク(200)は、前記軸方向貫通孔(322)が前記筐体密封部材(120)の密封通気孔(121)と連通する位置まで回転可能であり、
    外部から装入された前記捕集装置(2)を受け付けると共に前記捕集装置(2)を前記密封通気孔(121)と連通する位置及び計量位置へ移動させることができる捕集装置自動装着計量システムと、前記回転ディスク(200)及び前記捕集装置自動装着計量システムに電気的に接続されて前記回転ディスク(200)の回転及び前記捕集装置自動装着計量システムの駆動を制御することができる主制御回路基板(300)とを、備えたことを特徴とする電子タバコ吸煙機。
  2. 前記ディスク体吸引貫通孔(210)が2つ以上の場合には、2つ以上の前記ディスク体吸引貫通孔(210)が前記回転ディスク(200)に均一に配置されるとともに、各前記ディスク体吸引貫通孔(210)の中軸線と前記回転ディスク(200)の中軸線との距離が同一であることを特徴とする請求項1に記載の電子タバコ吸煙機。
  3. 前記筐体密封部材(120)は前記ケーシング(100)の側面上部に設けられており、前記密封通気孔(121)の中軸線と前記回転ディスク(200)の中軸線はいずれも水平面と垂直な鉛直平面を前記水平面と平行に通過していることを特徴とする請求項2に記載の電子タバコ吸煙機。
  4. 前記筐体密封部材(120)の端面は前記回転ディスク(200)の端面と接触しており、前記回転ディスク(200)における前記筐体密封部材(120)と接触する端面は平面であることを特徴とする請求項1に記載の電子タバコ吸煙機。
  5. 前記捕集装置自動装着計量システムは、前記ケーシング(100)の内部に連通する投入一時タンク(510)及び排出一時タンク(520)と、前記ケーシング(100)の内部に設けられる伝動機構(600)、天秤(700)、押出ロッドユニット(400)及び排出伝送機構(800)と、を含み、
    前記主制御回路基板(300)は、前記押出ロッドユニット(400)、前記伝動機構(600)、前記投入一時タンク(510)、前記排出一時タンク(520)及び前記排出伝送機構(800)に電気的に接続されており、
    前記投入一時タンク(510)は、前記電子タバコ吸煙機の外部から装入される前記捕集装置(2)を受け付け、前記捕集装置(2)は前記排出一時タンク(520)から取り出され、
    前記伝動機構(600)にはマニピュレータ(610)が装着されており、前記マニピュレータ(610)は前記捕集装置(2)を取得し、前記伝動機構(600)は、前記捕集装置(2)が準備位置及び前記計量位置に到達するよう前記マニピュレータ(610)を移動させ、且つ、前記捕集装置(2)の移動過程において、前記捕集装置(2)の中軸線は前記密封通気孔(121)の中軸線に対し平行を維持し、
    前記天秤(700)は前記計量位置に到達した前記捕集装置(2)を計量し、
    前記押出ロッドユニット(400)は前記捕集装置(2)を吸引位置まで水平に移動させるよう押動し、前記押出ロッドユニット(400)には吸引用の気道(421)が設けられており、
    前記排出伝送機構(800)は、前記捕集装置(2)を前記排出一時タンク(520)まで搬送することを特徴とする請求項1に記載の電子タバコ吸煙機。
  6. 前記排出伝送機構(800)は、前記捕集装置(2)を摺動させるスロープ(810)及び排出押出シリンダ(820)を含み、前記スロープ(810)のうち前記排出一時タンク(520)寄りの一端の水平高さは、前記スロープ(810)のうち前記排出一時タンク(520)から離開する一端の水平高さよりも低くなっており、前記排出押出シリンダ(820)は前記スロープ(810)のうち前記排出一時タンク(520)寄りの一端の下方に設けられており、前記排出押出シリンダ(820)のピストンロッドは前記排出一時タンク(520)の真下に位置していることを特徴とする請求項5に記載の電子タバコ吸煙機。
  7. 前記捕集装置(2)は、捕集本体(21)及び前記捕集本体(21)の軸方向の両端面に設けられる導気ヘッド(22)を含み、前記マニピュレータ(610)は端部にV状溝を備える2本の爪(611)であり、前記V状溝によって対応する前記導気ヘッド(22)を支持することを特徴とする請求項5に記載の電子タバコ吸煙機。
  8. 前記押出ロッドユニット(400)は、押出ロッドシリンダ(410)及び中継密封部材(420)を含み、前記中継密封部材(420)は前記押出ロッドシリンダ(410)のピストンロッドに接続されており、前記気道(421)は前記中継密封部材(420)に設けられており、前記捕集装置(2)が吸引位置にある場合、前記中継密封部材(420)が前記捕集装置(2)の排気端に密封接続されるとともに、前記気道(421)が前記捕集装置(2)と前記吸引装置(440)を連通することを特徴とする請求項5に記載の電子タバコ吸煙機。
  9. 更に、電子タバコトリガシステムを含み、前記電子タバコトリガシステムは、タバコトリガ部(3)及び前記タバコトリガ部(3)に接続されるトリガ制御シリンダ(4)を含み、前記タバコトリガ部(3)は、前記トリガ制御シリンダ(4)の制御によって電子タバコ(1)と接触可能であり、前記トリガ制御シリンダ(4)は接続ブロック(5)に固定されており、前記接続ブロック(5)は接続構造(6)を介して前記ケーシング(100)に接続されることを特徴とする請求項1に記載の電子タバコ吸煙機。
  10. 前記タバコトリガ部(3)は負極接触端子(31)と正極接触端子(32)を含み、前記負極接触端子(31)は前記電子タバコ(1)の負極(11)の位置に対応し、前記正極接触端子(32)は前記電子タバコ(1)の正極(12)の位置に対応し、前記負極接触端子(31)と正極接触端子(32)は電流制御装置に接続されることを特徴とする請求項9に記載の電子タバコ吸煙機。
  11. 前記タバコトリガ部(3)はタバコ押圧端子(33)を含み、前記タバコ押圧端子(33)は前記電子タバコ(1)の通電ボタン(13)の位置に対応していることを特徴とする請求項9に記載の電子タバコ吸煙機。
  12. 前記挟持機構本体(310)は水平底板(311)及び鉛直支持プレート(314)を含み、前記水平底板(311)の上面にはガイド溝(312)が設けられており、前記ガイド溝(312)は前記水平底板(311)の長さ方向に設けられており、前記鉛直支持プレート(314)の底部は前記水平底板(311)の後端に接続されており、前記鉛直支持プレート(314)には水平方向に貫通するベース貫通孔(315)が設けられており、
    前記タバコ挟持装置(320)の他端はディスク体接続端(324)となっており、前記ディスク体接続端(324)は前記鉛直支持プレート(314)のベース貫通孔(315)に嵌入しており、
    前記タバコ挟持機構は更にタバコ挟持部材(330)を含み、前記タバコ挟持部材(330)は、挟持部材底板(331)と、前記挟持部材底板(331)上に対向して設けられる2つの側面挟持部(334)を含み、前記挟持部材底板(331)は前記水平底板(311)のガイド溝(312)に装着されるとともに前記ガイド溝(312)の長さ方向に移動可能であり、2つの前記側面挟持部(334)は、前記軸方向貫通孔(322)の中軸線を通る鉛直平面を中軸面として対称に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電子タバコ吸煙機。
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