JP7288512B2 - 吸入デバイスおよびその部品の自動組み立て装置および自動組み立て方法 - Google Patents

Description

本特許明細書は吸入デバイスおよびその部品の自動組み立て装置および自動組み立て方法に関する。

本特許明細書は、吸入デバイスおよびその部品、特に吸入デバイスで燃焼させずに発生させた蒸気を送出するための消耗品ユニットの製造装置および製造方法を開示している。

本明細書に開示する実施態様では吸入デバイスは、成人消費者が手で持つのに好適な大きさおよび形状の作動ユニットと、作動ユニットに取り外し自在に取り付け可能で消耗液を霧化するためのアトマイザーカートリッジを含む第１消耗品ユニットと、マウスピースと容器で形成されたマウスピース集合体を含む第２消耗品ユニットとを含み、第２消耗品ユニットは第１消耗品ユニットに取り外し自在に取り付け可能であり、容器はマウスピースに取り付けられ、１回分のエアロゾル化可能な材料を含む。容器はエアロゾル化可能な材料を容器内に留める閉鎖板を含む。

使用時、作動ユニットは消費者がデバイスを介して空気を吸引する際、消費者の制御下で消耗品ユニットにエネルギーを供給する。第１消耗品ユニットの液体は霧化されてエアロゾルを形成し、第２消耗品ユニットの容器中のエアロゾル化可能な材料は揮発性の風味を放出しながらエアロゾル化される。従って、デバイスから吸入される空気は、アトマイザーカートリッジから霧化された液体のエアロゾルをマウスピース集合体の容器内の粒状材を加熱することによって発生した蒸気と共に消費者へ供給する。エアロゾル化可能な材料と消耗液の組成は消費者にアピールする広範囲の組み合わせの風味を供給するように選択してもよい。

本発明の吸入デバイスは、既に作動ユニットに取り付けられたまたは作動ユニットとは別にしかし作動ユニットと一緒に梱包される第１および第２消耗品ユニットを含む組み立てユニットとして消費者に提供されてもよい。これとは別に吸入デバイスは、第１および／または第２消耗品ユニットの１つ以上を任意に作動ユニットと共に含む部品のパッケージとして提供され、消費者がこれらの部品を第１および第２消耗品ユニットを本体部に取り付けることによって作動可能な吸入デバイスに組み立ててもよい。消耗品ユニットの内容物が使い切られると、消費者はそれを本体部から外し、新しいユニットと交換してもよい。

アトマイザーカートリッジ内の揮発性液が第２消耗品ユニット内の粒状材よりゆっくり消費される場合、第１および第２消耗品ユニットを作動ユニットと別に梱包するのが望ましい。１つの実施態様では各容器の消耗材の品質およびアトマイザーカートリッジ内の揮発性材の量によって１つ以上のアトマイザーカートリッジを各アトマイザーカートリッジ用に複数の、例えば２、３、４またはそれ以上のマウスピース集合体と梱包してもよい。

従って、本明細書は吸入デバイスの部品を含む小売り販売用パッケージを開示し、これら部品は、消耗液を霧化するためのアトマイザーカートリッジを含む少なくとも１つの第１消耗品ユニットと、各第１消耗品ユニットのためのものであって、加熱されると消費者による吸引のための蒸気を発生させることができる１回分の粒状材がそれぞれ設けられた複数の第２消耗品ユニットまたはマウスピース集合体とを含み、第１および第２消耗品ユニットはパッケージから出して作動ユニットと組み立てられて作動可能なデバイスを形成するのに適している。

また本特許明細書は第２消耗品ユニットを連続的に製造する方法を開示している。１つの実施態様では、吸入デバイスの消耗品ユニットは、マウスピース、粒状のエアロゾル化可能な材料用のチェンバーを画定する容器およびチェンバー用の閉鎖板を含む部品から形成され、該方法は、
一連の容器のそれぞれが一連のマウスピース集合体を形成するための作業形態で各マウスピースと組み立てられる組み立て作業と、
計量された量の粒状材が一連の連続して供給される容器それぞれの各チェンバー内に充填される計量投入作業と、
連続して供給される閉鎖板それぞれを連続して供給される容器それぞれに取り付ける封止作業とを含む。

本発明の方法は計量投入作業が封止作業の前に実行され、組み立て作業が封止作業の後に実行されるような順番で行ってもよい。

これとは別に本発明の方法は、組み立て作業が充填作業の前に実行され、封止作業が充填作業の後に実行されるような順番で行ってもよい。

１つの実施態様ではマウスピース、粒状のエアロゾル化可能な材料用のチェンバーを画定する容器、チェンバー用の閉鎖板を含む部品から吸入デバイスを連続的に製造する方法は、第１組み立てステーションでマウスピース集合体を形成するための作業形態で一連の容器のそれぞれを各マウスピースと組み立てることと、該集合体を第１組み立てステーションから第２組み立てステーションへ進めることと、第２組み立てステーションで連続して供給される容器それぞれの各チェンバー内に計量された量の粒状材を充填することと、充填されたマウスピース集合体を連続して第２組み立てステーションから第３組み立てステーションへ進めることと、第３組み立てステーションで連続して供給されるマウスピース集合体それぞれを閉鎖板で封止することとを含む。

本明細書は、マウスピース、粒状のエアロゾル化可能な材料用のチェンバーを画定する容器、チェンバー用の閉鎖板および粒状材の供給源を含む部品から上述の種類の消耗品ユニットを自動組み立てするための装置を開示する。

一般に本発明の装置は、それぞれが前記部品の組み立て作業を実行するための工具群を含む１つ以上の組み立てステーションを有する少なくとも１つの組み立てラインと、これら部品から消耗品ユニットを組み立てるために組み立てステーションに部品を供給し、部品を組み立てステーション内を順番に通過するように進めるための輸送システムとを含む。

組み立てられた消耗品ユニットではマウスピースが容器に接続され、容器には粒状材が充填され、閉鎖板がチェンバーを閉じるために容器に接続されている。

１つの実施態様では、輸送システムは、マウスピース組み立てステーションに連続的にマウスピースを供給するように構成され配置されたマウスピース供給システムと、マウスピース組み立てステーションに連続的に容器を供給するように構成され配置された容器供給システムとを含み、マウスピース組み立てステーションは、マウスピース集合体を形成するために容器とマウスピースをそれらの作業形態で組み立てるために構成され配置された工具群を含む。

１つの実施態様では容器内のチェンバーは一端が閉鎖板によってそして容器とは別に形成され、他端に位置する仕切りによって画定されている。このような容器とのマウスピース集合体の組み立てのために輸送システムは、マウスピース組み立てステーションに連続して仕切りを供給するように構成され配置された仕切り供給システムを含み、マウスピース組み立てステーションは、容器、マウスピースおよび仕切りをそれらの作業形態で組み立ててマウスピース集合体を形成するように構成され配置されのた工具群を含む。

容器供給システムは、その後の組み立てステーションまたはいくつかのステーションで充填、封止するために容器を空の状態で供給してもよく、または容器はマウスピース組み立てステーションに供給される前に予め充填そして閉じられてもよく、これにより供給される容器は閉鎖板によって容器内に保持された計量された量のエアロゾル化可能な材料を含む。

容器が空の状態で供給される場合、輸送システムは、充填または計量投入ステーションに連続してマウスピース集合体を移送するために構成され配置された移送システムと、エアロゾル化可能な材料を計量投入ステーション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とを含んでもよく、計量投入ステーションは、連続して供給される容器それぞれの対応するチェンバーに計量された量の粒状材を充填するために構成され配置された工具群を含む。

輸送システムは、充填されたマウスピース集合体を連続して閉鎖ステーションへ移送する移送システムと、閉鎖ステーションに連続して閉鎖板を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をさらに含んでもよく、閉鎖ステーションは、連続して供給されるマウスピース集合体それぞれに閉鎖板を取り付け、封止するように構成され配置された工具群を含む。

容器がマウスピースと組み立てられる前に充填され、閉じられる別の実施態様では、輸送システムは、充填または計量投入ステーションに連続して空の容器を供給するように構成され配置された容器供給システムと、計量投入ステーションにエアロゾル化可能な材料を供給するように構成され配置された材料供給システムとを含んでもよく、計量投入ステーションは連続して供給される容器それぞれの対応するチェンバーに計量された量の粒状材を充填するために構成され配置された工具群を含む。

この実施態様は充填された容器を連続して閉鎖ステーションへ移送する移送システムと、閉鎖ステーションに連続して閉鎖板を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とをさらに含んでもよく、閉鎖ステーションは連続して供給されるマウスピース集合体の容器それぞれに閉鎖板を取り付け、封止するように構成され配置された工具群を含む。

輸送システムは、マウスピース組み立てステーションに連続的にマウスピースを供給するように構成され配置されたマウスピース供給システムと、充填され、閉じられた容器をマウスピース組み立てステーションに連続的に供給するように構成され配置された容器移送システムとを含み、マウスピース組み立てステーションは、マウスピース集合体を形成するためにその充填され、閉じられた容器をそれぞれマウスピースとそれらの作業形態で組み立てるように構成され配置された工具群をさらに含んでもよい。

ここまで説明してきた実施態様のいずれにおいても本発明の装置は、さらなる組み立てステーションと、組み立てられたマウスピース集合体をこのさらなる組み立てステーションに移送するように構成され配置されたさらなる移送システムと、組み立てステーションにデバイスのさらなる部品を供給するための部品供給システムとを含んでもよく、その組み立てステーションは組み立てられたデバイスと１つ以上のさらなる部品とを組み合わせるために構成、配置されている。

例えば、１つの実施態様ではさらなる部材は、第１消耗品ユニット（アトマイザーカートリッジ）と予め組み立てられている吸入デバイスの作動ユニットを含んでもよく、さらなる組み立てステーションは第２消耗品ユニット（マウスピース集合体）を予め組み立てられた作動ユニットとアトマイザーカートリッジを組み立てて最終製品を形成するように構成され配置されてもよい。

これとは別にさらなる部品はデバイス用の梱包材を含んでもよい。従って別の実施態様では、さらなるステーションは、梱包ステーションと、梱包ステーションに組み立てられた部品を供給するための移送システムと、梱包材料を梱包ステーションに供給するように構成され配置された梱包材供給システムとを含んでもよく、梱包ステーションは消耗品ユニットを梱包材で梱包するように構成され配置されている。

カートリッジユニット内の揮発性液がマウスピース集合体の容器内の材料よりゆっくり消費される場合、各容器の消耗材の品質およびアトマイザーカートリッジ内の揮発性材の量によって１つ以上のアトマイザーカートリッジを各アトマイザーカートリッジ用に複数の、例えば２、３、４またはそれ以上のマウスピース集合体と梱包することが望ましい。従って、別の実施態様では、さらなるステーションは、梱包ステーションにマウスピース集合体を供給するための移送システムを含む梱包ステーションと、梱包ステーションにアトマイザーカートリッジを連続して供給するように構成され配置された供給システムと、梱包材料を梱包ステーションに供給するように構成され配置された梱包材供給システムとを含んでもよく、梱包ステーションは必要とされる数的比でアトマイザーカートリッジとマウスピース集合体のパックを形成するために組み立てられたデバイスを梱包材で梱包するように構成され配置された工具群を含む。

ラインの初期のステーション、例えば容器とマウスピースの組み立て時のデバイスの部品の組み立て速度が例えば梱包ステーションなどの後のステーションでの組み立て速度より遅い場合、後続のステーションの作業を遅らせる必要がある。容器とマウスピースを組み立てるための複数のラインと、これら複数のラインから組み立てられたデバイスを収集するための共通の収集システムとを含む装置を設けることによってより効率的に作業を行ってもよい。例えば、単独の共通収集システムを配置して少なくとも２、４、６、８またはそれ以上の類似のラインから組み立てられたサブ部品を収集し、それらを最終的な組み立てまたは梱包のための共通のさらなる組み立てステーションに移送するようにしてもよい。

そのような装置では共通の収集システムは、例えば２つ以上、例えば３、６、８、９、１０、１２またはそれ以上の複数のマウスピース集合体を保持するのに適した台車またはトレイを有するコンベアを含んでもよく、サブ組み立てラインのそれぞれは組み立てられたデバイスを台車またはトレイに載せるように構成され配置された移送システムを含んでもよい。

輸送システムは１つ以上のコンベアを含んでもよい。コンベアは、あらゆる適当な構造のものであってもよく、ローラコンベア、チェーンコンベア、ベルト、ケーブルまたはスラットコンベアおよび／またはエレベータを含んでもよく、これらはエンドレス構造またはシャトル構造に構成されてもよく、多方向または回転位相テーブルを取り入れてもよい。またコンベアシステムはベルトレスであってもよく、例えば線形同期モーターまたは線型誘導ドライブから構成されてもよい。

エアロゾル化可能な材料はタバコを含んでもよい。これとは別にまたはこれに加えてエアロゾル化可能な材料は、例えば粒状タバコ材などの粒状材を含む。

本発明の装置、方法、デバイス、消耗品ユニットおよび梱包された製品の実施態様を添付図面を参照してあくまで例示を目的として説明する。

携帯吸入デバイスの一実施態様の部分分解図である。 携帯吸入デバイスの一実施態様の側面図である。 携帯吸入デバイスの一実施態様の前面図である。 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２Ａのマウスピース集合体の分解斜視図である。 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３Ａの梱包された製品の立面図である。 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４および６の装置に使用される台車の略図である。 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。種々の実施形態は、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。また本開示は、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。

Claims (15)

1. マウスピース、エアロゾル化可能な材料用のチェンバーを画定する容器、チェンバー用の閉鎖板を含む部品から吸入デバイスに使用するための消耗品ユニットを自動組み立てするための装置であって、
   前記装置は、複数の組み立てステーションを有する少なくとも１つの組み立てラインであって、当該組み立てラインの各々が前記部品の組み立て作業を実行するための工具群を含む組み立てラインと、前記組み立てラインの前記複数の組み立てステーションに順番に前記部品を供給するための輸送システムとを含み、
   前記輸送システムは、前記組み立てラインの各組み立てステーションと関連する移送機構を含み、前記各移送機構は、前記組み立てステーションによって組み立て操作が前記部品に対して行われるように、前記輸送システムから前記関連する組み立てステーションに部品を移送するように構成されており、
   前記各移送機構はまた、組み立て操作が行われた前記部品を前記組み立てラインの次の組み立てステーションに輸送するために、前記組み立てステーションによって組み立て操作が行われた前記部品を前記輸送システムに戻すように構成されている、装置。
2. 第１組み立てステーションは、マウスピース組み立てステーションを含み、前記輸送システムは、前記マウスピース組み立てステーションに連続的にマウスピースを供給するように構成され配置されたマウスピース供給システムを含み、前記輸送システムは、更に前記マウスピース組み立てステーションに連続的に容器を供給するように構成され配置された容器供給システムを含み、前記マウスピース組み立てステーションは、容器およびマウスピースをそれらの作業形態で組み立てて、容器とマウスピースの集合体を形成するように構成され配置された工具群を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 第２組み立てステーションは、計量投入ステーションを含み、前記輸送システムは、前記マウスピースと容器の集合体を当該輸送システムから前記計量投入ステーションへ移送するように構成され配置された移送機構を含み、前記輸送システムは、更に前記エアロゾル化可能な材料を前記計量投入ステーションへ供給するように構成され配置された材料供給システムを含み、前記計量投入ステーションは、各連続する容器の各々のチェンバーに計量された量の粒状材を充填するために構成され配置された工具群を含むことを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 第３組み立てステーションは、閉鎖ステーションを含み、前記輸送システムは、前記充填された容器とマウスピースの集合体を連続して当該輸送システムから前記閉鎖ステーションへ移送するための移送機構と、前記閉鎖ステーションに連続して閉鎖板を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とをさらに含み、前記閉鎖ステーションは、前記連続する容器とマウスピースの集合体それぞれに前記閉鎖板を取り付けるように構成され配置された工具群を含むことを特徴とする請求項３記載の装置。
5. さらなる組み立てステーションと、組み立てられたデバイスを前記輸送システムから前記さらなる組み立てステーションに移送するように構成され配置された移送機構と、デバイスのさらなる部品を前記さらなる組み立てステーションへ供給するための部品供給システムとを含み、前記さらなる組み立てステーションは、前記組み立てられたデバイスを１つ以上のさらなる部品と組み合わせるように構成され配置されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の装置。
6. 前記さらなる部品は、吸入デバイスの作動ユニットと消耗液を霧化するカートリッジを含む消耗品ユニットとを含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
7. さらなる組み立てステーションは、梱包ステーションと、組み立てられた消耗品ユニットを前記輸送システムから前記梱包ステーションへ移送する移送システムと、梱包材を前記梱包ステーションに供給するように構成され配置された梱包材供給システムとを含み、前記梱包ステーションは、組み立てられたデバイスを前記梱包材に包むように構成され配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
8. 複数の前記組み立てラインと、組み立てられたデバイスを組み立てラインから収集するための共通の収集システムとを含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の装置。
9. 前記共通の収集システムは組み立てられたデバイスの２つ以上を保持するのに適した台車を含み、各組み立てラインは前記共通の収集ステーションと組み立てラインとの間を前記台車が移動する移送機構を含むことを特徴とする請求項８記載の装置。
10. マウスピース、エアロゾル化可能な材料用のチェンバーを画定する容器、チェンバー用の閉鎖板を含む部品から形成される吸入デバイスと使用するための消耗品ユニットを連続的に製造する方法であって、
    輸送システムを使って連続的に組み立てラインの複数の組み立てステーションに部品を供給することと、
    前記組み立てステーションによって前記部品の組み立て作業が行われるように、当該組み立てステーションと関連する移送機構を使って前記輸送システムから部品を組み立てステーションに移送することと、
    前記組み立てステーションによって組み立て操作が行われた前記部品を前記組み立てラインの次の組み立てステーションに輸送するために、前記組み立てステーションによって組み立て操作が行われた前記部品を、前記移送機構を使って前記輸送システムに戻すこと、とを含む方法。
11. 計量投入作業が封止作業の前に実行され、組み立て作業が封止作業の後に実行されるような順番で行われることを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 組み立て作業が充填作業の前に実行され、封止作業が充填作業の後に実行されるような順番で行われることを特徴とする請求項１０記載の方法。
13. 第１組み立てステーションで、容器とマウスピースの集合体を形成するための作業形態で一連の容器のそれぞれを各マウスピースと組み立てることと、該容器とマウスピースの集合体を第１組み立てステーションから第２組み立てステーションへ進めることと、第２組み立てステーションで、連続する容器それぞれの各チェンバー内に計量された量の粒状材を充填することと、充填された容器とマウスピースの集合体を連続して第２組み立てステーションから第３組み立てステーションへ進めることと、第３組み立てステーションで、連続する容器とマウスピースの集合体それぞれを閉鎖板で封止することとを含むことを特徴とする請求項１０または１２記載の方法。
14. 前記封止された容器とマウスピースの集合体を第３組み立てステーションから第４組み立てステーションへ進めることと、第４組み立てステーションで封止された容器とマウスピースの集合体を１つ以上のさらなる部品と組み合わせることとをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 前記封止された容器とマウスピースの集合体を梱包ステーションへ進めることと、組み立てられたデバイスを吸入デバイスの１つ以上の部品と梱包材で梱包して小売りユニットを形成することとをさらに含むことを特徴とする請求項１３または１４記載の方法。

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