JP6967408B2

JP6967408B2 - 無煙喫煙具

Info

Publication number: JP6967408B2
Application number: JP2017171743A
Authority: JP
Inventors: 和彦清水
Original assignee: インテレクチュアルディスカバリーシーオー．，エルティーディー
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2037-09-07
Also published as: JP2019041736A

Description

本願発明は、無煙喫煙具に関するさらなる改良に関する物である。具体的には、組み込まれている8ビットマイコンの1つの入・出力端子に、二つの回路（入力回路、出力回路）を繋ぐことにより、該マイコンで、より多くの入・出力がコントロール出来るようにしたものである。

無煙喫煙具は、特許文献１から特許文献５の各公報に詳細に説明されている物であり、市販のフィルター付き紙巻煙草や、ヒートスティックをこれらの治具に挿入して、有煙喫煙や無煙喫煙が出来る喫煙具である。ヒートスティックは、２０１４年に、フィリップ・モリス社が、日本で発売開始したアイコスといわれる喫煙治具に挿入して使われるフィルター付きの紙巻煙草である。さらに、２０１６年に、BAT社が仙台市でグローという喫煙治具も販売を開始した。そして、グローに使われるフィルター付き紙巻煙草は、ネオステックといわれている。これらは、加熱式タバコといわれ、近年、非常によく売れている。これらのフィルター付き紙巻煙草は、加熱されると煙が出るような化学処理したタバコ葉を使い、フィルター付きの紙巻煙草のような形状に仕上げた物であるが、通常の火をつけて使うフィルター付き紙巻煙草とは、太さ・長さが違う形状に仕上げられている。アイコス用のフィルター付き紙巻煙草は、約７．２φ 長さ４５ｍｍ位、グロー用のフィルター付き紙巻煙草は、約５．２φ 長さ８３ｍｍ位である。これらのフィルター付き紙巻煙草のフィルター部は、タバコ葉加熱により発生したニコチンや、煙を吸収することなく喫煙者の口に運ぶために、スカスカに作られている。

特許第４７３９４３３号公報特許第４７５３３９５号公報特許第５２７２２００号公報特願２０１６−０３９５６８号公報特願２０１７−０７９４７９号公報

これらの無煙喫煙具の中でも、特に、ヒートスティックをつかう、特許文献５中で、実施例２として、図２に開示された無煙喫煙具は、有煙喫煙と無煙喫煙が切り替えでき、喫煙可能な場所では、有煙喫煙で、通常の火をつけての喫煙時と同じように煙を出しながら喫煙し、喫煙がはばかれる場所では、無煙喫煙に切り替え、煙を出さない喫煙が楽しめるということで、非常に好評である。

さらに、この無煙喫煙具は、有煙喫煙時、無煙喫煙時それぞれで、挿入された煙草の葉を加熱するヒーターの加熱温度を３段階に設定することが出来、喫煙者が好みの温度に設定して、喫煙を楽しむことができるようになっており、この機能も喫煙者には、好評である。

しかしながら、コントロール回路を、該無煙喫煙具に組み込む為には、該回路を、小さく仕上げることが必要で、使われている８ビットマイコンは、PIC12F675 あるいは PIC12F683 という品番で、図５に示すように、８Ｐｉｎしかないので、Ｖｄｄ，ＧＮＤ，以外に６本の入・出力Ｐｉｎしかない。

この６本の入・出力Ｐｉｎは、該無煙喫煙具では、以下の示すように割り当てられている。（図１参照）
・ 7pin=GP0/AN0＝入力電圧の測定
・ 6pin=GP1/AN1＝Ｄ１の赤色ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦ
・ 5pin=GP2/AN2＝Ｈｅａｔｅｒへの電圧供給をコントロール
・ 4pin=GP3＝ＳＷ２の入力
・ 3pin=GP4/AN3＝Ｄ１の緑色ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦ
・ 2pin=GP5＝ＢＵＺＺＥＲへの電圧供給コントロール

このような割り当てになっているために、該無煙喫煙具の設定状態、すなわち、無煙喫煙/有煙喫煙の設定、さらに、ヒーター加熱温度の設定（３段階）と、２ｘ３個の設定を喫煙者が行い、その設定を確認するには、２色ダイオードＤ１の色と点滅状態と、ＢＵＺＺＥＲが鳴る時間と回数、で行うしかない。該無煙喫煙具では、無煙喫煙は緑色、有煙喫煙は橙色と2色ダイオードの色で喫煙者にしらせ、加熱温度の設定は、電源ＯＮ直後のＬＥＤの約５秒間の点滅の間に、ＳＷ２を押す回数で設定し、その結果は、ＢＵＺＺＥＲの振動回数でお知らせする。という方法を使っている。

しかしながら、この方法は、ややこしく、かつ、目の不自由な方には使えないという問題がある。該無煙喫煙具の使用者からは、機能を少なくして専用機にするか、もっと簡単に、わかりやすい設定方法に変えられないかという要望が多い。

図３は、特許文献５で、図２として開示された、無煙喫煙具１００の軸方向断面図である。図１は、該無煙喫煙具１００に使われている駆動回路である。本願発明では、該駆動回路の３Ｐｉｎと、６Ｐｉｎに、図２に示す１回路３接点を有するスライドＳＷと４個の抵抗器からなる設定条件入力回路を付け加え、スライドＳＷ２１を使って、有煙喫煙/無煙喫煙の設定、及び、スライドＳＷ２２を使って、ヒーター加熱温度の設定が、出来るように考案した。図２のＩｎ１端子は、図１の３Ｐｉｎに、Ｉｎ２端子は、図１の６Ｐｉｎにつながれる。

特許文献５で開示された無煙喫煙具に使われているコントロール回路図本願発明によるスライドＳＷと抵抗器でつくられた設定条件入力回路特許文献５に図２として開示された無煙喫煙具の軸方向断面図の裏蓋２００に本願実施例１の設定条件入力回路に使われているスライドＳＷ２１、２２をつけ加えた図本願実施例１の設定条件入力回路を取り付けた裏蓋の外観図図１の駆動回路に使用されている8ビットマイコンの端子機能図

図１は、特許文献５中で開示された従来の無煙喫煙具１００に使われている駆動回路図である。ＣＮ１は、リチウムイオン充電池を電源とする電源電圧（ＤＣ３．３から４．２Ｖ）を受け取るコネクター。ＩＣ２は、電源電圧から、ＤＣ２．８から３．０Ｖの安定した電圧をつくるＩＣ。ＩＣ１は、８ビットマイコンで、ヒーター駆動用ソフトが、書き込まれている。Ｄ１は，赤と緑色の2色ダイオードで、赤、緑、橙色が表示できる。Ｒ１，Ｒ２は、その電流制限抵抗である。

該8ビットマイコンに書き込まれているヒーター駆動用ソフトは、次のような動作をするように作られている。喫煙者が電源ＯＮすると、２色ダイオードＤ１が、橙色（有煙喫煙状態であることを示す。）で３秒間点滅する。この点滅中に、ボタンＳＷ２を押すと、緑色（無煙喫煙状態であることを示す。）点滅に変わる。３秒間の点滅後、５秒間の点灯に変わる。この点灯中に、ボタンＳＷを押す回数により、ヒーター加熱温度の設定を行う。押す回数は、１回〜３回（３回以上は、３回と判断する。）である。１回の時が、ヒーター加熱温度が最も低く、３回の時が、ヒーター加熱温度がもっとも高い。５秒間の点灯後、さらに、約２５秒間の橙色あるいは緑色の点灯状態が続く。この間は、ヒーターに、電源電圧（ＤＣ３．３から４．２Ｖ）が連続印加され、ヒーターの表面温度は、急激に上昇して、喫煙開始までの時間を短縮している。約２５秒後、ＢＵＺＺＥＲが振動して、喫煙可能になったことを知らせる。なを、ＢＵＺＺＥＲは、電源ＯＮ時、喫煙開始時、喫煙終了３０秒前、喫煙終了時に振動する。その振動は、電源ＯＮ時は、短く１回（有煙喫煙）又は２回（無煙喫煙）。喫煙開始、あるいは、終了時は、長い振動で、その回数は、加熱設定回数分振動する。喫煙終了３０秒前の合図は、長い振動で、１回である。

以上のように、ヒーター駆動用ソフトは作られて喫煙者には説明書で説明しているが、使用者の評判は、ややこしい。もっと簡単に。等不評である。

有煙/無煙の設定。３つのヒーター加熱温度の設定。２ｘ３個の設定条件を喫煙開始前に、設定できれば、非常に使いやすくなることは、明らかである。しかしながら、図１の回路図からわかるように、８ビットマイコンの６本の入・出力Ｐｉｎは、全て使っており、これらの設定値を読み込ますＰｉｎは、１本も無い。この問題を解決するには、１０Ｐｉｎ以上の入・出力Ｐｉｎを持った８ビットマイコンを使用すれば、簡単であるが、実際には、マイコンの形状が大きくなって無煙喫煙具には組み込めないとか、マイコンの価格が高くなって、無煙喫煙具の価格がＵＰするという問題点がある。

そこで、本願発明者は、現状の６本の入・出力Ｐｉｎを有する８ビットマイコンを使いながら、上記６条件以上を喫煙開始前に、設定でき、かつ、設定が、目に見える、あるいは、目が見えない人でも、触って設定がわかる方法を考案した。

図２は、上記の問題点を改善すべく提案された、本願実施例１の１回路３接点を有するスライドＳＷ２１と４つの抵抗器、及び、スライドＳＷ２２と４つの抵抗器によって構成された設定条件入力回路２個を示している。

本回路のＩｎ1は、ＩＣ１の３Ｐｉｎ、Ｉｎ２は、ＩＣ１の６Ｐｉｎにつながれる。さらに、Ｖｏｕｔは、ＩＣ１の１Ｐｉｎに、ＧＮＤは、ＩＣ１の８Ｐｉｎに結線される。

スライドＳＷ２１と２２は、図３の裏蓋２００に、取り付けられる。図３の各部の説明は、特許文献５の中で詳しく説明されているので、ここでは説明を省くが、追加されているのは、裏蓋２００に取り付けられているスライドＳＷ２１、２２と、ＢＵＺＺＥＲ２０１のみである。

スライドＳＷ２１と２２は、図４に示すように、裏蓋２００に２個並べて取り付けられ、スライドＳＷのツマミの横の部分には、点字のように、１から３個の突起２３，２４をもおけてあるので、目の不自由な方でも、スライドＳＷのツマミの位置がどこにあるかわかるようになっている。

図２には、スライドＳＷと4個の抵抗器による設定条件入力回路が２個書いてある。該回路を上記のように結線することにより、ＩＣ１の３Ｐｉｎ，６Ｐｉｎには、1個のダイオードと、1個の設定条件入力回路がつながっているために、このままでは使うことが出来ない。しかしながら、図５からわかるように、７，６，５、及び３Ｐｉｎは、出力端子（ＧＰ）としても使えるし、入力端子（ＡＮ）としても使えるようになっている。この機能を使って本願発明はなされた。

まず、ＩＣ１の３Ｐｉｎには、緑色ダイオードとその制限抵抗Ｒ２と、図２のＩｎ１が繋がれている。スライドＳＷ２１が、接点（３）にあるときのＩｎ１の電圧は、ＶｏｕｔｘＲ／（Ｒ２０＋Ｒ）, Ｒ＝[Ｒ２ｘ（Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３）]/(Ｒ２＋Ｒ２１＋Ｒ２２＋Ｒ２３) という計算式で計算できる。同様に、接点（２）、接点（１）にあるときも、計算できることは明らかである。ここで、Ｖｏｕｔ＝３．０Ｖ、Ｒ２＝３３０Ω、Ｒ２０〜Ｒ２３＝６８０Ωの場合、Ｉｎ１の電圧は、接点（３）に有る場合、０．８８Ｖ。接点（２）に有る場合、０．４９Ｖ。接点（１）に有る場合、０．２９Ｖとなる。同様に、スライドＳＷ２２の場合、Ｒ２＝５１０Ω、Ｒ３０〜Ｒ３３＝６８０Ωの場合。接点（３）＝０．９７Ｖ。接点（２）＝０．６５Ｖ。接点（１）＝０．３５Ｖとなる。よって、たとえば、電源ＯＮ直後に、３Ｐｉｎと、６Ｐｉｎを入力Ｐｉｎにしてこの電圧を測定すれば、スライドＳＷ２１，２２がどの接点にあるかを、マイコンの中に読込むことが可能になる。

しかしながら、この読込み時に繋がれているダイオードが点灯してはいけないので、設定条件入力回路を構成する抵抗器Ｒ２０から２３、Ｒ３０から３３にある制限を加えることが必要になる。すなわち、スライドＳＷが、接点（３）にあるときに、Ｉｎ１あるいは、Ｉｎ２の電圧が、ダイオードが点灯する電圧以下であること。具体的には、ダイオードの点灯する電圧が、１．５Ｖの場合、１．０Ｖ以下に設定する必要がある。全ての抵抗器の値が同じ場合は、約６８０Ωにするのが、良いことが計算の結果わかった。

読み込みが完了した以降は、３Ｐｉｎと、６Ｐｉｎは、ダイオードを点灯する役目に変わるが、この時同時に設定条件入力回路にも電圧が印加されるので、電流が流れるが、ヒーターに流れる電流が非常に大きいので、無煙喫煙具の消費電力としては、無視することが出来る。

このような設定条件入力回路は、５Ｐｉｎ（ヒーターが繋がれている）にも接続できるので、さらに、必要であれば、もう1個の設定条件入力回路を付加えることが可能である。

該設定条件入力回路を付加えることにより、電源ＯＮ時に、スライドＳＷ２１、２２のそれぞれのIn1,In2 の電圧を測定することにより、各スライドＳＷの設定が（１）、（２）、（３）のいずれであるかを読込むソフトを作成した。この測定時、In1,In2の端子電圧は、１．０Ｖ以下であるので、ダイオードは、点灯することは無い。このようにして、電源ＯＮ時に、スライドＳＷ１の設定が（１）であれば、有煙喫煙、（３）であれば、無煙喫煙。（２）であれば、有煙喫煙で、約１０分間喫煙できるゆったり喫煙に設定されたことを読み取ることが出来る。さらに、スライドＳＷ２の設定が（１）であればヒーター加熱設定＝１、（２）であればヒーター加熱設定＝２、（３）であればヒーター加熱設定＝３と、読み取ることが出来るようになった。

このようにスライドＳＷの設定を電源ＯＮ時に読込むことにより、あとは、従来の組み込まれていたヒーター駆動用ソフトを使うことにより、無煙喫煙具を使えることは明らかである。

従来の無煙喫煙具に使われている8ビットマイコンをそのまま使いながら、設定条件入力回路を付加えることにより、喫煙方法３つ、加熱温度３つの設定が、目に見えかつ、指で触ってわかるようになり、非常に使いやすい無煙喫煙具が出来るようになった。

１００無煙喫煙具
２００裏蓋

Claims

無煙喫煙具１００に、設定条件入力回路を、表示ＬＥＤ用の端子、あるいは、ヒーター用の端子に繋ぎ、その設定条件を読込んで働くように作られたヒーター駆動用ソフトを搭載し、
有煙喫煙、無煙喫煙、及び時間設定有煙喫煙のいずれか一つを選択的に設定する第１スライドＳＷと、
ヒーター加熱温度を選択的に設定する第２スライドＳＷと、を含み、
上記第１スライドＳＷは、直列で連結された第１抵抗器、第２抵抗器、第３抵抗器及び第４抵抗器を含み、上記第１抵抗器は出力電圧（Vout）に連結され、上記第４抵抗器はグラウンド（GND)に連結され、
上記第１スライドＳＷのIn1端子は、第１ないし第３接点のいずれか一つに連結され、上記第１スライドＳＷの上記In1端子が第３接点にあるときの電圧は、表示ＬＥＤが点灯する点灯電圧以下になるように、上記第１乃至第４抵抗器の値を制限され、
上記第１スライドＳＷの上記In1端子が上記第３接点にあるときの電圧は、上記第１及び第２接点にあるときの電圧よりも高く、
上記第３接点は、上記第１抵抗器及び上記第２抵抗器の間に位置し、上記第２接点は、上記第２抵抗器及び上記第３抵抗器の間に位置し、上記第１接点は、上記第３抵抗器と上記第４抵抗器の間に位置することを特徴とする無煙喫煙具。
上記設定条件入力回路は、スライドＳＷと、抵抗器の組み合わせで出来ていることを特徴とする、請求項１に記載の無煙喫煙具。
裏蓋２００に設けられた上記第１スライドＳＷ及び第２スライドＳＷと離隔され、複数の小さな突起が上記裏蓋２００の表面に設けられたことを特徴とする、請求項２に記載の無煙喫煙具。