KR20190036524A - 전자 베이핑 장치, 배터리 섹션, 및 충전기 - Google Patents

전자 베이핑 장치, 배터리 섹션, 및 충전기 Download PDF

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찰스 덴디
필립 다이애나
이삭 베이겐스베르그
카이 카오
패트릭 제이. 코블러
폴 버틀러
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필립모리스 프로덕츠 에스.에이.
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Abstract

전자 베이핑 장치(60)의 배터리 섹션(72)이 제공되며, 배터리 섹션(72)은 길이방향으로 연장하는 하우징(6')을 포함하며, 하우징(6')은 제1 단부 및 제2 단부를 가진다. 배터리 섹션은 또한, 하우징(6') 내의 전력 공급부(1) 및 하우징(6') 내의 제어 회로(200)를 포함한다. 배터리 섹션(72)은 또한, 하우징(6')의 제2 단부에 전도성 접점 조립체(300)를 포함하며, 접점 조립체(300)는 전력 공급부(1)와 제어 회로(200)를 전기적으로 연결하며, 접점 조립체(300)는 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성된다.

Description

전자 베이핑 장치, 배터리 섹션, 및 충전기
본 개시는 전자 베이핑 장치 또는 e-베이핑 장치에 관한 것이다.
e-베이핑 장치는 히터 요소를 포함하며, 히터 요소는 기화전 제제를 기화시켜 "증기"를 생성한다.
e-베이핑 장치는 재충전 가능한 배터리와 같은, 장치에 배열된 전력 공급부를 포함한다. 배터리는 히터에 전기적으로 연결되어, 기화전 제제를 증기로 전환시키기에 충분한 온도로 히터가 가열되도록 한다. 증기는 적어도 하나의 배출구를 포함하는 마우스피스를 통해 e-베이핑 장치를 빠져나간다.
적어도 하나의 예시적인 구현예는 전자 베이핑 장치의 배터리 섹션에 관한 것이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 전자 베이핑 장치의 배터리 섹션은 길이방향으로 연장하며 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 하우징, 하우징 내의 전력 공급부, 하우징 내의 제어 회로, 및 하우징의 제2 단부에 있고 전력 공급부와 제어 회로를 전기적으로 연결하며 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성되는 전도성 접점 조립체를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제어 회로는 저항 변화 및 커패시턴스 변화 중 적어도 하나를 검출하여 적어도 하나의 명령을 검출하도록 구성된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 접점 조립체는 충전 양극 및 충전 음극을 포함한다. 제어 회로는 충전 음극을 공통 접지면으로부터 전기적으로 분리하도록 구성된 스위치를 포함한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 접점 조립체는 제1 접점 및 제1 접점으로부터 절연된 제2 접점을 포함한다. 제1 접점 및 제2 접점 중 하나는 전반적으로 링 형상이며 제1 접점 및 제2 접점 중 하나는 배터리 섹션의 단부 벽의 적어도 일부분을 형성한다. 단부 벽은 전반적으로 길이방향에 대해 가로방향으로 연장된다. 제1 접점은 단부 벽일 수 있으며 제2 접점은 전반적으로 링 형상일 수 있고 단부 벽의 둘레 주위로 연장할 수 있다. 단부 벽은 실질적으로 불투명할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 접점 조립체는 제1 접점을 내부에 유지하도록 구성된 단부 캡 하우징을 더 포함할 수 있으며, 단부 캡 하우징은 적어도 하나의 슬롯을 포함한다. 제2 접점은 길이방향으로 연장하는 적어도 하나의 탭(tab)과 일체로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 탭은 적어도 하나의 슬롯 내에 수용되도록 구성될 수 있다. 단부 캡 하우징은 전반적으로 원통형 측벽을 포함할 수 있다. 측벽은 단부 캡 하우징을 통해 연장하는 오리피스를 한정한다. 전반적으로 원통형 측벽의 제1 부분은 그의 제2 단부에서 하우징 내부에 수용된다. 측벽의 제2 부분은 하우징 내부에 있지 않다. 제2 부분은 실질적으로 투명할 수 있다. 단부 벽은 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 접점 및 제2 접점 중 적어도 하나는 자성일 수 있다. 제1 접점 및 제2 접점 중 적어도 하나는 스테인리스 스틸, 금 또는 은 중 적어도 하나로 형성된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예는 전자 베이핑 장치에 관한 것이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 전자 베이핑 장치는 길이방향으로 연장하며 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 하우징, 하우징 내의 전력 공급부, 하우징 내의 제어 회로, 하우징의 제2 단부에 있는 전도성 접점 조립체, 기화전 제제를 함유하도록 구성된 저장조, 및 기화전 제제를 가열하도록 구성되고 전력 공급부에 전기적으로 연결되는 히터를 포함한다. 접점 조립체는 전력 공급부와 제어 회로를 전기적으로 연결한다. 접점 조립체는 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제어 회로는 저항 변화 및 커패시턴스 변화 중 적어도 하나를 검출하여 적어도 하나의 명령을 검출하도록 구성된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 접점 조립체는 충전 양극 및 충전 음극을 포함한다. 제어 회로는 충전 음극을 공통 접지면으로부터 전기적으로 분리하도록 구성된 스위치를 포함한다. 접점 조립체는 제1 접점 및 제1 접점으로부터 절연된 제2 접점을 포함한다. 제2 접점은 전반적으로 링 형상일 수 있으며 제1 접점은 단부 벽의 적어도 일부분을 형성할 수 있다. 배터리 섹션의 단부 벽은 전반적으로 길이방향에 대해 가로방향으로 연장할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 접점 조립체는 제1 접점을 내부에 유지하도록 구성된 단부 캡 하우징을 더 포함한다. 단부 캡 하우징은 적어도 하나의 슬롯을 포함할 수 있다. 제2 접점은 길이방향으로 연장하는 적어도 하나의 탭(tab)과 일체로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 탭은 적어도 하나의 슬롯 내에 수용되도록 구성된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 전자 베이핑 장치는 배터리 섹션 및 제1 섹션을 포함한다. 배터리 섹션은 전력 공급부, 제어 회로 및 전도성 접점 조립체를 포함할 수 있다. 제1 섹션은 저장조 및 히터를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예는 USB 충전기에 관한 것이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, USB 충전기는 하우징을 포함한다. 하우징은 내부에 충전 슬롯을 갖는 최상부 벽, 충전 슬롯 내의 제1 충전기 접점, 충전 슬롯 내의 제2 충전기 접점, 최상부 벽에 대향하는 바닥 벽, 및 최상부 벽과 바닥 벽 사이의 적어도 하나의 측벽을 포함한다. 충전 슬롯은 전자 베이핑 장치의 단부를 수용하도록 구성될 수 있다. 충전기는 또한, 충전 슬롯에 인접한 적어도 하나의 자석을 포함한다. 충전기는 또한, 충전 슬롯을 둘러싸고 충전 슬롯으로부터 USB 충전기의 외부 표면까지 연장하는 광 파이프를 포함할 수 있다. 광 파이프는 전자 베이핑 장치로부터 전자 베이핑 장치의 충전 상태를 표시하는 USB 충전기의 외부 표면으로 광을 전달하거나, 전송하거나 혹은 전달하고 전송하도록 구성될 수 있다. 하우징은 내부 격실을 한정한다. 충전기는 내부 격실 내부에 포함된 충전기 회로를 더 포함할 수 있다. 충전기 회로는 제1 충전기 접점 및 제2 충전기 접점과 통신한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예는 전자 베이핑 장치의 배터리 섹션에 관한 것이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 배터리 섹션은 길이방향으로 연장하고 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 하우징, 하우징 내의 전력 공급부, 하우징의 제2 단부에 있고 전력 공급부와 제어 회로를 전기적으로 연결하는 전도성 접점 조립체, 및 저항 변화 및 커패시턴스 변화 중 적어도 하나를 검출하여 적어도 하나의 명령의 입력을 검출하도록 구성된 하우징 내의 제어 회로를 포함한다. 접점 조립체는 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성된다. 접점 조립체는 충전 양극 및 충전 음극을 포함할 수 있다. 제어 회로는 충전 음극을 공통 접지면으로부터 전기적으로 분리하도록 구성된 스위치를 포함한다.
적어도 하나의 다른 예시적인 구현예는 배터리 섹션을 포함한 전자 베이핑 장치를 제공한다. 배터리 섹션은 길이방향으로 연장하는 제1 하우징; 제1 하우징 내에 있고, 배터리 섹션이 저장조와 히터 코일을 포함한 카트리지 섹션과 맞물릴 때 히터 코일에 전력을 제공하도록 구성된 전력 공급부; 및 저항 측정 회로 및 제어기를 포함한 제어 회로를 포함한다. 제어 회로는 아날로그 도메인에서 히터 코일의 초기 저항을 측정하고; 측정된 초기 저항에 기초하여 디지털 도메인에서 히터 코일의 기준 저항을 계산하고; 퍼프 이벤트의 검출에 응답하여 히터 코일의 전류 저항을 측정하고; 히터 코일의 측정된 전류 저항 및 기준 저항에 기초하여 히터 코일 저항의 백분율 변화를 계산하고; 히터 코일 저항의 계산된 백분율 변화에 기초하여 히터 코일로의 전력을 제어하도록 구성된다.
본원의 비한정적인 구현예의 다양한 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 검토하면 더욱 명백해질 수 있다. 첨부 도면은 단지 예시적인 목적을 위해 제공되며, 청구범위의 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 첨부 도면은 명시적으로 주지되지 않는 한, 특정한 비율로 도시된 것으로 간주되지 않아야 한다. 도면의 다양한 치수는 명료성을 위해 과장되었을 수 있다.
도 1은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 측면도이다.
도 2는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 1의 e-베이핑 장치의 II-II 선을 따르는 횡단면도이다.
도 3a는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 배터리 섹션의 단부의 확대도이다.
도 3b는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 배터리 섹션의 단부의 확대도이다.
도 4는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 2의 전도성 접점 조립체의 분해도이다.
도 5는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 2의 전도성 접점 조립체의 횡단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 전자 베이핑 장치의 제어 회로의 예시적인 구현예를 예시한 회로도이다.
도 7은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 1의 e-베이핑 장치의 회로도이다.
도 8은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 1의 e-베이핑 장치의 회로도이다.
도 9는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 충전기의 사시도이다.
도 10은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 9의 충전기 평면도이다.
도 11은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 9 및 도 10의 충전기의 분해도이다.
도 12는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 XII-XII 선을 따르는 도 10의 충전기의 횡단면도이다.
도 13은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 9 내지 도 12의 충전기의 충전기 접점 조립체의 분해도이다.
도 14는 도 6에 도시된 제어 회로를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다.
도 15는 도 6에 도시된 제어 회로를 작동하는 방법의 다른 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다.
도 16은 교정 단계에서 제어 회로를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다.
도 17은 저항 측정 단계에서 제어 회로를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다.
일부 상세한 예시적인 구현예가 본원에서 개시된다. 그러나, 본원에 개시된 특정 구조적 그리고 기능적 세부 사항은 단지 예시적인 구현예를 설명하기 위한 대표적인 예일뿐이다. 그러나, 예시적인 구현예는 많은 대체 형태로 실시될 수 있고 단지 본원에 기재된 예시적인 구현예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
따라서, 예시적인 구현예는 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 예시적인 구현예는 도면에 예로서 도시되며 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예를 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도가 없으며, 그와 반대로, 예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 범주에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 도면 부호는 도면의 설명 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "연결된", "커플링된" 또는 "덮는"것으로서 지칭될 때, 이는 직접적으로, 다른 요소 또는 층 위에, 층에 연결되거나, 층에 커플링되거나 층을 덮거나 개재 요소 또는 층이 존재할 수 있다는 것으로 이해되어야 한다. 대조적으로, 한 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접 위에", "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 지칭될 때, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 동일한 도면 부호는 본원 전반에 걸쳐 동일한 요소를 지칭한다.
비록 용어 제1, 제2, 제3 등이 본 명세서에서 다양한 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성 요소, 영역, 층 및 부분은 이 용어에 의하여 한정되어서는 안 된다는 점을 이해하여야 한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분을 다른 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분과 구별하는 데에만 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분은 예시적인 구현예의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분으로 지칭될 수 있다.
본원에서 공간적으로 상대적인 용어(예를 들어, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등)는 도면에 도시된 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 기술함에 있어서 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된 것임을 이해해야 한다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "밑"으로 기재된 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위"에 배향될 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위와 아래의 배향 둘 모두를 포괄할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수 있고(90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술자는 그에 따라 해석될 수 있다.
본원에서 사용된 용어는 단지 다양한 예시적인 구현예를 설명하기 위한 것이고 예시적인 구현예를 한정하려는 것이 아니다. 본원에서 사용된 단수 형태 하나("a", "an" 및 "the")는 문맥상 달리 표시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "포함하다(includes, comprises)," 및 "포함하는(including, comprising)"은 본 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 수치(integer), 단계, 작동, 요소, 또는 구성요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 수치, 단계, 작동, 요소, 구성요소 또는 이의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
예시적인 구현예는 예시적인 구현예의 이상적인 구현예(및 중간 구조체)의 개략도인 단면도를 참조하여 본원에 설명된다. 이와 같이, 제조 기술 또는 공차(tolerance)의 결과로서 도면의 형상으로부터 변경이 예상된다. 따라서, 예시적인 구현예는 본원에 도시된 영역의 형상에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조로부터 초래되는 형상의 편차를 포함해야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 예시적인 구현예가 속하는 당업계의 숙련자가 보편적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 공통적으로 사용되는 사전에서 정의된 것을 포함하는 용어는, 관련 분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 명시적으로 여기에서 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이다.
도 1은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 측면도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 베이핑 장치(e-베이핑 장치)(60)는 교환 가능 카트리지(또는 제1 섹션)(70) 및 재사용 가능 배터리 섹션(또는 제2 섹션)(72)을 포함할 수 있으며, 이들은 스레드 커넥터(205)에서 서로 커플링될 수 있다. 커넥터(205)는 꼭끼워 맞춤, 멈춤쇠, 클램프, 베요넷, 또는 걸쇠 중 적어도 하나와 같은 임의의 유형의 커넥터일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 커넥터(205)는 2016년 5월 13일자로 출원된 미국 출원 일련번호 15/154,439 호에 설명된 커넥터일 수 있으며, 그 전체 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 미국 출원 일련번호 15/154,439 호에 설명된 바와 같이, 커넥터(205)는 딥 드로잉 공정에 의해 형성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 섹션(70)은 하우징(6)을 포함할 수 있으며 제2 섹션(72)은 제2 하우징(6')을 포함할 수 있다. e-베이핑 장치(60)은 마우스-단부 삽입물(8)을 포함한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 하우징(6) 및 제2 하우징(6')는 전반적으로 원통형의 단면을 가질 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 하우징(6, 6')은 제1 섹션(70) 및 제2 섹션(72) 중 하나 이상을 따라 전반적으로 삼각형 횡단면을 가질 수 있다. 또한, 하우징(6, 6 ')은 동일하거나 상이한 횡단면 형상 또는 동일하거나 상이한 크기를 가질 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 하우징(6, 6 ')은 또한 외부 하우징 또는 메인 하우징으로 지칭될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치(60)는 제1 접점(310)(도 2 내지 도 3 및 도 5 내지 도 6에 도시됨), 제2 접점(320), 및 단부 캡 하우징(340)을 포함한 전도성 접점 조립체(300)를 포함할 수 있으며, 이들은 아래에서 더 상세히 설명된다. 제1 접점(310) 및 제2 접점(320) 각각은 e-베이핑 장치의 전력 공급부를 충전하는 데 사용될 수 있다. 제1 접점(310), 제2 접점(320) 및 단부 캡 하우징(340)은 아래에서 더 상세히 설명된다.
더 상세히 후술되는 바와 같이, 제1 접점(310), 제2 접점(320), 또는 둘 모두는 터치 명령을 입력할 뿐만 아니라 e-베이핑 장치의 전력 공급부를 충전하는 데 활용될 수 있다. 따라서, 전도성 접점 조립체(300)는 e-베이핑 장치의 전력 공급부를 충전하고 e-베이핑 장치를 제어하기 위한 터치 명령을 입력하는 데 사용되도록 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 e-베이핑 장치의 II-II 선에 따른 횡단면도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 섹션(70)은 기화전 제제를 저장하도록 구성된 저장조(22) 및 기화전 제제를 기화시킬 수 있는 히터(14)를 포함할 수 있으며, 기화전 제제는 심지(28)에 의해 저장조(22)로부터 흡인될 수 있다. e-베이핑 장치(60)는, Tucker 등이 2013년 1월 31일자로 출원한 미국 특허 출원 공개 제2013/0192623호에 개시된 특징을 포함할 수 있으며, 동문헌의 전체 내용은 그 참조로서 본원에 원용된다. 다른 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치는 2016년 4월 22일에 출원된 미국 특허 출원 일련번호 15/135,930 호, 2016년 4월 22일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 135,923 호 및 2016년 3월 22일자로 허여된 미국 특허 제9,289,014 호 중 적어도 하나에 기재된 특징을 포함할 수 있으며, 이들 각각의 전체 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 기화전 제제는 증기로 변형될 수 있는 재료 또는 재료들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 기화전 제제는 물, 비드, 용매, 활성 성분, 에탄올, 식물 추출물, 천연 또는 인공 향미, 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 증기 형성제, 및 이들의 조합을 포함하는 액체, 고체, 및 겔 제제 중 적어도 하나를 포함할 수 있되, 이에 한정되지 않는다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 섹션(70)은 길이방향으로 연장하는 하우징(6) 및 하우징(6) 내에 동축선상에 위치한 내부 튜브(또는 침니(chimney))(62)를 포함할 수 있다.
내부 튜브(62)의 상류 단부 부분에서, 개스킷(또는 시일)(15)의 노우즈(nose) 부분(61)은 내부 튜브(62)에 끼워 맞춰질 수 있으며, 개스킷(15)의 외부 둘레는 하우징(6)의 내부 표면에 시일을 제공할 수 있다. 개스킷(15)은 또한, 내부 통로(중앙 채널 또는 중앙 내부 통로로서 또한 지칭됨)(21)를 한정하도록 내부 튜브(62)와 유체 연통하는 중앙의 길이방향 공기 통로(20)를 포함할 수 있다. 개스킷(15)의 후측부에 있는 가로방향 채널(33)은 개스킷(15)의 공기 통로(20)와 교차하고 연통할 수 있다. 이러한 가로방향 채널(33)은 개스킷(15)과 제1 커넥터 피스(37) 사이에 한정된 공간(35)과 공기 통로(20) 사이의 연통을 보장한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 커넥터 피스(37)은 제1 섹션(70)과 제2 섹션(72) 사이의 연결을 실시하기 위한 수나사 섹션을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 2개 초과의 공기 유입 포트(44)가 하우징(6) 내에 포함될 수 있다. 대안적으로, 단일의 공기 유입 포트(44)가 하우징(6) 내에 포함될 수 있다. 그러한 배열은 제1 커넥터 피스(37)의 존재에 의한 폐색 없이 커텍터(205)에 가까운 공기 유입 포트(44)의 배치를 허용한다. 이러한 배열은 또한, 공기 입구 포트(44)의 영역을 보강하여, 공기 유입 포트(44)의 정밀 드릴링을 용이하게 할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 하우징(6) 대신에 커넥터(205) 내에 제공될 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 커넥터(205)는 나사 부분을 포함하지 않을 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 적어도 하나의 공기 유입 포트(44)는 하우징(6) 내에 커넥터(205)에 인접하여 형성될 수 있어서, 성인 베이퍼(vaper)의 손가락이 포트 중 하나를 폐색할 기회를 최소화하고 베이핑 동안 흡인 저항(RTD; resistance-to-draw)을 제어할 수 있게 한다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 제작 동안 그들의 직경이 하나의 e-베이핑 장치(60)로부터 다음 장치로 엄격히 제어되고 복제되도록 정밀 공구에 의해 하우징(6)에 기계 가공될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 공기 유입 포트(44)는 e-베이핑 장치(60)가 약 60 mm의 물 내지 약 150 mm의 물의 범위의 흡인 저항(RTD; resistance-to-draw)을 갖도록 크기가 정해지고 구성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제2 개스킷(10)의 노우즈 부분(93)은 내부 튜브(62)의 제1 단부 부분(81)에 끼워 맞춰질 수 있다. 제2 개스킷(10)의 외부 둘레는 하우징(6)의 내부 표면(97)에 실질적으로 밀착된 시일을 제공할 수 있다. 제2 개스킷(10)은 내부 튜브(62)의 내부 통로(21)와 마우스-단부 삽입물(8)의 내부 사이에 배치된 중앙 채널(63)을 포함할 수 있으며, 중앙 채널은 내부 통로(21)로부터 마우스-단부 삽입물(8)로 증기를 이송할 수 있다. 마우스-단부 삽입물(8)은 적어도 2개의 배출구를 포함하며, 배출구는 e-베이핑 장치(60)의 길이방향 축으로부터 비축상에 위치될 수 있다. 배출구는 e-베이핑 장치(60)의 길이방향 축에 대해 외향각을 이룰 수 있다. 배출구는 마우스-단부 삽입물(8)의 둘레를 중심으로 실질적으로 균질하게 분포될 수 있어서, 성인 베이퍼의 입에 베이핑 동안 증기를 실질적으로 균질하게 분포시킬 수 있으며 입 내부의 충만감을 확장시킨다. 그러므로, 증기가 성인 베이퍼의 입 안으로 통과함에 따라, 증기는 입으로 진입하며 입 충만감을 제공하도록 상이한 방향으로 이동할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 개스킷(10 및 15)과 하우징(6) 및 내부 튜브(62) 사이에서 한정된 공간은 저장조(22)의 범위를 확립할 수 있다. 저장조(22)는 기화전 제제를 보유할 수 있으며, 선택적으로 내부에 기화전 제제를 저장하도록 구성된 저장 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 저장 매체는 내부 튜브(62) 주위에 면 가아제 또는 기타 섬유 재료의 와인딩을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 저장조(22)는 내부 튜브(62)와 하우징(6) 사이에 그리고 개스킷(10) 및(15) 사이의 외부 환형부 내에 보유 될 수 있다. 따라서, 저장조(22)는 내부 통로(21)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 히터(14)는 내부 통로(21)를 횡으로 가로질러 저장조(22)의 대향 부분 사이로 연장될 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 내부 통로(21)의 길이방향 축에 평행하게 연장될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 저장조(22)는 e-베이핑 장치(60)가 적어도 약 200초간 베이핑하게 구성되도록 충분한 기화전 제제를 보유하도록 하는 사이즈 및 구성을 가질 수 있다. 또한, e-베이핑 장치(60)는 각 퍼프가 최대 약 5초간 지속되는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 저장 매체는 면, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 레이온 및 이의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 섬유 재료일 수 있다. 섬유는 약 6 미크론 내지 약 15 미크론(예를 들어, 약 8 미크론 내지 약 12 미크론 또는 약 9 미크론 내지 약 11 미크론)의 크기 범위의 직경을 가질 수 있다. 저장 매체는 소결된, 다공성 또는 폼형 물질일 수 있다. 또한, 섬유는 흡입될 수 없는 크기로 될 수 있으며, Y자형, 십자형, 클로버형 또는 임의의 다른 적합한 형상을 갖는 횡단면을 가질 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 저장조(22)는 임의의 저장 매체가 없고 기화전 제제만을 보유하는 충전된 탱크를 포함할 수 있다.
전자 담배를 베이핑하는 동안, 기화전 제제는 심지(28)를 통한 모세관 작용에 의하여 저장조(22), 저장 매체, 또는 둘 모두로부터 히터 구조체(14)의 부근으로 전달될 수 있다. 심지(28)는 저장조(22)의 대향 측부로 연장될 수 있는 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 히터(14)가 작동될 때 심지(28)의 중앙부 내의 기화전 제제가 히터(14)에 의해 기화되어 증기를 형성할 수 있도록, 히터(14)는 심지(28)의 중앙부를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 심지(28)는 기화전 제제를 흡인할 수 있는 능력을 가진 적어도 하나의 필라멘트(또는 스레드)를 포함할 수 있다. 예들 들어, 심지(28)는 유리(또는 세라믹) 필라멘트의 번들, 유리 필라멘트의 권선 그룹을 포함하는 번들 등일 수 있으며, 이들 모두는 필라멘트들 사이의 간극 간격에 의한 모세관 작용을 통해 기화전 제제를 흡인할 수 있도록 배치된다. 필라멘트는 e-베이핑 장치(60)의 길이방향에 수직(가로 방향)인 방향으로 전반적으로 정렬될 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 심지(28)는 1개 내지 8개의 필라멘트 가닥을 포함할 수 있으며, 각각의 가닥은 함께 꼬여진 복수의 유리 필라멘트를 포함한다. 심지(28)의 말단부는 가요성일 수 있으며 저장조(22)의 경계 내로 접힐 수 있다. 필라멘트는 전반적으로 십자가 형상, 클로버 형상, Y자 형상, 또는 임의의 다른 적합한 형상의 단면을 가질 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 심지(28)는 임의의 적합한 재료 또는 재료의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 재료의 예는 유리, 세라믹계 또는 흑연계 재료일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 심지(28)는 밀도, 점도, 표면 장력 및 증기압과 같은 상이한 물리적 특성을 갖는 기화전 제제를 수용하기 위한 임의의 적합한 모세관 흡인 작용을 가질 수 있다. 심지(28)는 비전도성일 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 심지(28)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 와이어 코일을 포함할 수 있다. 와이어는 금속 와이어일 수 있다. 히터 코일은 심지(28)의 길이를 따라 완전히 또는 부분적으로 연장될 수 있다. 히터 코일은 심지(28)의 원주 주위에서 완전히 또는 부분적으로 더 연장될 수 있다. 몇몇 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 심지(28)와 접촉할 수 있거나 접촉하지 않을 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 히터 코일은 임의의 적합한 전기 저항성 재료로 형성될 수 있다. 적합한 전기 저항성 재료의 예는 이에 제한되지 않으나, 구리, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨 및 백금 군으로부터의 금속을 포함할 수 있다. 적합한 금속 합금의 예는 스테인리스 스틸, 니켈, 코발트, 크롬, 알루미늄-티타늄-지르코늄, 하프늄, 니오븀, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 주석, 갈륨, 망간 및 철-함유 합금, 그리고 니켈, 철, 코발트, 스테인리스 스틸에 기초한 초-합금을 포함하되, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(14)는 니켈 알루미나이드, 표면 상에 알루미나의 층을 갖는 재료, 철 알루미나이드 및 다른 복합 재료로 형성될 수 있고, 전기 저항성 재료는 요구되는 외부 물리화학적 특성과 에너지 전달 동역학에 의존하여 선택적으로 절연 재료에 매립되거나, 절연 재료로 캡슐화되거나 코팅되거나, 그 반대로 될 수 있다. 히터(14)는 스테인리스 강, 구리, 구리 합금, 니켈-크롬 합금, 초합금 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 니켈-크롬 합금 또는 철-크롬 합금으로 형성될 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 외부 표면 상에 전기 저항성 층을 갖는 세라믹 히터일 수 있다.
내부 튜브(62)는 심지(28) 그리고 제1 및 제2 전기 리드(109 및 109') 또는 히터(14)의 단부가 각각의 대향 슬롯으로부터 연장할 수 있도록 대향 슬롯의 쌍을 포함할 수 있다. 내부 튜브(62) 내에 대향 슬롯이 제공됨으로써, 히터(14)의 슬롯 및 권취된 섹션의 가장자리에 영향을 미치지 않고 히터(14) 및 심지(28)를 내부 튜브(62) 내의 위치 내로 배치하는 것을 촉진할 수 있다. 따라서, 슬롯의 가장자리는 히터(14)의 코일 간격을 영향주거나 변경하는 것이 허용되지 않도록 될 수 있다. 그렇지 않으면 과열점의 잠재적 근원을 생성할 것이다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 내부 튜브(62)는 약 4 mm의 직경을 가질 수 있고 대향 슬롯의 각각은 약 2 mm X 약 4 mm의 주 치수 및 부 치수를 가질 수 있다.
제1 리드(109)는 수나사 커넥터 피스(37)에 물리적 및 전기적으로 연결된다. 도시된 바와 같이, 수나사 제1 커넥터 피스(37)는 외부 후방 표면의 일부분에 수나사를 갖는 중공 실린더이다. 커넥터 피스는 전도성이고 전도성 재료로 형성되거나 코팅될 수 있다. 제2 리드(109')는 물리적 및 전기적으로 제1 전도성 포스트(110)에 연결된다. 제1 전도성 포스트(110)는 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 스틸, 구리 등)로 형성될 수 있고 도 2에 도시된 바와 같은 T 형상 횡단면을 가질 수 있다. 제1 전도성 포스트(110)는 제1 커넥터 피스(37)의 중공 부분 내부에 중첩되고 절연 외피(111)에 의해 제1 커넥터 피스(37)와 전기적으로 절연된다. 제1 전도성 포스트(110)는 도시된 바와 같이 중공형일 수 있으며, 중공 부분은 공기 통로(20)와 유체 연통될 수 있다. 따라서, 제1 커넥터 피스(37) 및 제1 전도성 포스트(110)는 히터(14)에 대한 각각의 외부 전기 연결을 형성한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 히터(14)는 열전도에 의해 심지(28) 내의 기화전 제제를 가열할 수 있다. 대안적으로, 히터(14)로부터의 열은 열 전도성 요소에 의하여 기화전 제제로 전도될 수 있거나, 히터(14)는 베이핑 중에 e-베이핑 장치(60)를 통하여 흡인된, 유입 외기로 열을 전달할 수 있으며, 이는 결국 대류에 의해 기화전 제제를 가열한다.
심지(28)를 이용하는 것 대신에, 히터(14)는 다공성 재료를 포함할 수 있고, 다공성 재료는 열을 신속히 생성할 수 있는 높은 전기 저항성을 갖는 재료로 형성된 저항성 히터와 통합된다는 것이 이해되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 섹션(72)은 전력 공급부(1), 제어 회로(200), 센서(16) 및 전도성 접점 조립체(또한 접점 조립체 또는 커넥터 조립체로서 지칭됨)(300)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제어 회로(200) 및 센서(16)는 하우징(6') 내에 배치된다. 접점 조립체(300)는 제2 섹션(72)의 일 단부를 형성하고 암나사 제2 커넥터 피스(112)는 제2 단부를 형성한다. 도시된 바와 같이, 제2 커넥터 피스(112)는 내부 후방 표면 상에 나사를 갖춘 중공 실린더 형상을 가진다. 제2 커넥터 피스(112)의 내경은 제1 커넥터 피스(37)의 외경의 그것과 일치하여, 2 개의 커넥터 피스(37 및 112)가 함께 나사 결합되어 연결부(205)를 형성할 수 있다. 또한, 제2 커넥터 피스(112) 또는 적어도 다른 후방 표면은 전도성이고, 예를 들어, 전도성 재료로 형성되거나 전도성 재료를 포함한다. 그 때문에, 전기적 및 물리적 연결부가 연결시 제1 및 제2 커넥터 피스(37 및 112)들 사이에 발생한다.
도시된 바와 같이, 제1 리드(720)는 제2 커넥터 피스(112)를 제어 회로(200)에 전기적으로 연결한다. 제2 리드(730)는 제어 회로(200)를 전력 공급부(1)의 제1 단자(113)에 전기적으로 연결한다. 제3 리드(725)는 전력 공급부(1)의 제2 단자(114)를 제어 회로(200)의 전원 단자에 전기적으로 연결하여 제어 회로(200)에 전력을 제공한다. 전력 공급부(1)의 제2 단자(114)가 또한, 제2 전도성 포스트(115)에 물리적으로 그리고 전기적으로 연결된다. 제2 전도성 포스트(115)는 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 스틸, 구리 등)로 형성될 수 있고 도 2에 도시된 바와 같은 T 형상의 횡단면을 가질 수 있다. 제2 전도성 포스트(115)는 제2 커넥터 피스(112)의 중공 부분 내부에 중첩되고, 절연 외피(116)에 의해 제2 커넥터 피스(112)와 전기적으로 절연된다. 제2 전도성 포스트(115)는 또한 도시된 바와 같이 중공형일 수 있다. 제1 및 제2 커넥터 피스(37, 112)가 정합될 때, 제2 전도성 포스트(115)는 제1 전도성 포스트(110)에 물리적 및 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 전도성 포스트(115)의 중공 부분은 제1 전도성 포스트(110)의 중공 부분과 유체 연통될 수 있다.
제1 섹션(70)이 수형 커넥터 피스를 갖는 것으로서 도시되고 설명되며 제2 섹션(72)이 암형 커넥터 피스를 갖는 것으로서 도시되고 설명되었지만, 대체 구현예는 제1 섹션(70)이 암형 커넥터 피스를 갖고 제2 섹션(72)이 수형 커넥터 피스를 갖는 반대 구성을 포함한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 전력 공급부(1)는 e-베이핑 장치(60)에 배열된 배터리를 포함한다. 전력 공급부(1)는 리튬-이온 배터리 또는 그것의 변형들 중 하나, 예를 들어 리튬-이온 폴리머 배터리일 수 있다. 대안적으로, 전력 공급부(1)는 니켈-금속 하이브리드 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 리튬-망간 배터리, 리튬-코발트 배터리 또는 연료 전지일 수 있다. e-베이핑 장치(60)는 전력 공급부(1)의 에너지가 고갈될 때까지 또는 리튬 폴리머 배터리의 경우에 최소 전압 차단 레벨이 달성될 때까지 성인 베이퍼에 의해 베이핑 가능할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 전력 공급부(1)는 재충전 가능하다. 제2 섹션(72)은 배터리가 외부 충전 장치에 의해 충전 가능하게 허용하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. e-베이핑 장치(60)를 재충전하기 위해서, USB 충전기 또는 다른 적합한 충전기 조립체가 후술하는 바와 같이 사용될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 센서(16)는 e-베이핑 장치(60) 내의 기류의 크기 및 방향을 나타내는 출력을 발생하도록 구성된다. 제어 회로(200)는 센서(16)의 출력을 수신하고, (1) 기류의 방향이 (송풍에 대한)마우스 단부 삽입물(8)의 흡인을 나타내는지 그리고 (2) 흡인의 크기가 임계 레벨을 초과하는지를 결정한다. 이들 베이핑 조건이 만족되면, 제어 회로(200)는 전력 공급부(1)를 히터(14)에 전기적으로 연결하고; 따라서 히터(14)를 활성화시킨다. 즉, 제어 회로(200)는 히터(14)가 배터리(1)에 전기적으로 연결되도록 (예를 들어, 도 6과 관련하여 후술되는 바와 같이 히터 전력 제어 회로(945)를 활성화시킴으로써)제1 및 제2 리드(720 및 730)를 전기적으로 연결한다. 대체 구현예에서, 센서(16)는 압력 강하를 나타낼 수 있으며, 제어 회로(200)는 그에 응답하여 히터(14)를 활성화시킨다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제어 회로(200)는 또한, 히터(14)가 활성화될 때, 배터리가 재충전될 때, 또는 둘 모두일 때 불이 켜지도록 제어 회로(200)를 활성화하는 광(48)을 포함할 수 있다. 광(48)은 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. LED는 하나 이상의 색상(예를 들어, 백색, 황색, 적색, 녹색, 청색 등)을 포함할 수 있다. 또한, 광(48)은 베이핑 동안 성인 베이퍼(vaper)에게 보이도록 배열될 수 있고, e-베이핑 장치(60)의 제1 단부(210)와 제2 단부(220) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 광(48)은 e-베이핑 시스템 진단 또는 재충전이 진행 중임을 나타내는 데 활용될 수 있다. 광(48)은 또한, 성인 베이퍼가 프라이버시를 위해 히터 활성화 광(48)을 활성화하거나, 비활성화하거나, 또는 활성화하고 비활성화할 수 있도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제어 회로(200)는 기간 제한기를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 제어 회로(200)는 성인 베이퍼가 가열을 개시하기 위한 수동 작동 가능한 스위치를 포함할 수 있다. 히터(14)로의 전류 공급 기한은 기화하길 원하는 기화전 제제의 양에 따라 설정 또는 미리 설정될 수 있다. 또 다른 예시적인 구현예에서, 센서(16)가 압력 강하를 검출할 수 있으며 제어 회로(200)는 히터 활성화 조건이 만족되는 한 히터(14)로 전력을 공급할 수 있다.
다음에, 증기를 생성하기 위한 e-베이핑 장치의 작동이 설명될 것이다. 예를 들어, 공기는 마우스 단부 삽입물(8)에 대한 흡인에 응답하여 적어도 하나의 공기 유입구(44)를 통해 제1 섹션(70) 내로 주로 흡인된다. 공기는 공기 유입구(50)를 통해, 개스킷(15)의 후방 부분에서 가로방향 채널(33)로 그리고 개스킷(15)의 공기 통로(20)로, 내부 통로(21)로, 그리고 마우스 단부 삽입물(8)의 출구(24)를 통과한다. 제어 회로(200)가 전술한 베이핑 조건을 검출하면, 제어 회로(200)는 히터(14)로 전력 공급을 개시하여, 히터(14)가 심지(28) 내의 기화전 제제를 가열하여 증기를 형성한다. 내부 통로(21)를 통해 흐르는 증기와 공기는 조합되어 입구 단부 삽입물(8)의 출구(24)를 통해 e-베이핑 장치(60)를 빠져 나간다.
활성화될 때, 히터(14)는 히터로 둘러싸인 심지(28)의 일부를 약 10초 미만 동안 가열할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 섹션(70)은 교체 가능할 수 있다. 환언하면, 일단 카트리지의 기화전 제제가 고갈되고 나면, 제1 섹션(70)만이 교체될 수 있다. 대안적인 배치구성은, 일단 저장조(22)가 고갈되고 나면 e-베이핑 장치(60) 전체가 폐기될 수 있는 예시적인 구현예를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치(60)는 일체형 e-베이핑 장치일 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, e-베이핑 장치(60)는 약 80 mm 내지 약 110 mm의 길이, 약 7 mm 내지 약 8 mm의 직경일 수 있다. 예를 들어, 예시적인 일 구현예에서, e-베이핑 장치는 약 84 mm의 길이일 수 있고, 약 7.8 mm의 직경을 가질 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, e-베이핑 장치(60)는 도 4 내지 도 5를 참조하여 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 접점 조립체(300)를 포함한다.
도 3a는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 제2(또는 배터리) 섹션의 단부의 확대도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제2 섹션(72)은 도 2와 동일하다. 제어 회로(200)는 강성 인쇄 회로 기판(410)에 배치된다. 인쇄 회로 기판(410)은 리드(700)를 통해 제1 접점(310)에 연결된다. 인쇄 회로 기판(410)은 리드(710)를 통해 제2 접점(320)에 연결된다.
도 3a는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 제2 섹션의 단부에 대한 확대도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 섹션(72)은 도 2와 동일하다. 제어 회로(200)는 연성 인쇄 회로 기판(1000)에 배치된다. 연성 인쇄 회로 기판(1000)이 도 3a의 강성 회로 기판(410)보다 하우징(6') 내부에 더 적은 공간을 필요로 하기 때문에, 연성 인쇄 회로 기판(1000)은 더 큰 배터리(1)의 포함을 허용한다.
도 4는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 2의 전도성 접점 조립체의 분해도이다. 도 5는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 4의 V-V 선에 따른 도 4의 전도성 접점 조립체의 조립된(또는 분해되지 않은) 버전의 횡단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접점 조립체(300)는 도 2에 도시된 것과 동일하고 더 상세히 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 접점 조립체(300)는 제1 접점(310), 제2 접점(320) 및 단부 캡 하우징(340)을 포함한다.
제1 접점(310)은 디스크 형상을 가진다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 접점(310)은 강성 또는 연성일 수 있는 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수 있다. 제1 접점(310)은 그의 상부 표면에 형성된 제1 전도성 부분(312) 및 그의 바닥 표면에 형성된 제2 전도성 부분(314)을 갖춘 기판(315)을 포함한다. 적어도 하나의 전도성 비아(313)는 제1 및 제2 전도성 부분(312 및 314)을 전기적으로 연결한다(도 5 참조). 제1 전도성 부분(312) 및 제2 전도성 부분(314)은 구리, 스테인리스 스틸, 자성 스테인리스 스틸 등일 수 있다. 제1 전도성 부분(312)는 전반적으로 원형을 가질 수 있고, 패턴을 형성할 수 있고, 또는 모두일 수 있다. 예를 들어, 전도성 부분(312)는 도 4의 예에서 부호 "10"의 윤곽을 형성한다. 제1 전도성 부분(312)는 제2 접점(320)가 제1 전도성 부분(312)과 중첩되지 않는 구역을 가지며, 제1 접점(310)의 제1 전도성 부분(312)는 제2 접점(320)과 전기적으로 절연된다. 대신에, 기판(315)의 비전도성 부분(311)이 노출되고, 제2 접점(320)은 비전도성 부분(311)과 중첩, 접촉 또는 중첩되고 접촉한다.
도시된 바와 같이, 단부 캡 하우징(340)은 측벽(350)에 의해 한정된 전반적으로 중공 원통형 형상을 가진다. 측벽(350)의 하부 부분은 리지(355)를 포함하며, 상부 부분은 플랜지(360)를 포함한다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 플랜지(360)는 하우징(6')의 외경과 거의 동일한 외경을 가진다. 측벽(350)이 마찰 끼워 맞춤에 의해 하우징(6')의 제자리에 유지될 수 있도록 측벽(350)은 하우징(6')의 내경보다 약간 작은 외경을 가진다. 측벽(350)은 단부 캡 하우징(340)을 하우징(6') 내부에 유지하는 것을 돕기 위한 리지(355)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 단부 캡 하우징(340)은 내부 후방 표면으로부터 돌출하는 리지 또는 내부 레지(305)를 포함한다. 제1 접점(310)은 내부 레지(305)에 놓인다. 2 개의 돌출 핀(fin)(315)은 단부 캡 하우징(340)의 단부로부터 돌출한다. 돌출 핀(315)은 플랜지(360)로부터 내부 레지(305)를 분리한다. 제2 접점(320)은 플랜지(360)의 외부 레지에 놓인다. 단부 캡 하우징(340)의 단부 주위로 적어도 90도로 각각 연장하는 2 개의 돌출 핀(315)이 도시되지만, 2 개보다 많거나 적은 돌출 핀(315)이 형성될 수 있음을 이해할 것이다.
전술한 바와 같이, 제2 접점(320)의 일부분은 단부 캡 하우징(340)의 플랜지(360)와 정합하고, 그렇게함으로써 제2 접점(320)의 탭(380)은 단부 캡 하우징(340)의 측벽(350)의 슬롯(390)에 끼워 맞춰져 제2 접점(320)을 단부 캡 하우징(340)에 고정하고 제1 접점(310)을 내부 레지(305)에 대해 제자리에 유지한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 리드(700)는 제2 전도성 부분(314)에 연결되고 리드(710)는 탭(380) 중 적어도 하나에 연결된다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 단부 캡 하우징(340)은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 단부 캡 하우징(340)의 플랜지(360)의 적어도 일부분은 투명할 수 있으므로 히터 활성화 광(48)으로부터의 광이 플랜지(360)를 통해 보일 수 있다. 제1 접점(310) 및 제2 접점(320)은 불투명할 수 있어서(예를 들어, PCB를 통해 광이 보이는 것을 실질적으로 방지하는 솔더 마스크를 포함할 수 있음), 광(48)이 e-베이핑 장치(60)의 단부를 통해 보이지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정지부(440)는 탭(380)에 배치되며, 정지부는 탭(380)이 슬롯(390)과 정합될 때 플랜지(360)의 부분(450) 아래에 래치 고정된다. 탭(380)은 탭(380)이 슬롯(390) 내로 삽입되고 탭(380)을 슬롯(390) 내부에 잠그기 위해 원위치로 튀겨 오를 때 약간 구부러질 정도로 탄력적일 수 있다.
제2 접점(320)은 전도성이며, 제1 접점(310)의 전도성 부분은 전술한 바와 같이 제2 접점(320)과 전기적으로 격리된다. 또한, 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 제1 접점(310) 및 제2 접점(320)은 자성이다. 따라서, 탭(380) 및 슬롯(390)은 함께 잠기게 구성되어서 자기 인력이 e-베이핑 장치(60)로부터 제1 접점(310) 및 제2 접점(320)을 제거하는 것을 방지한다.
적어도 하나의 대체 구현예에서, 제1 접점(310)의 적어도 일부분은 광(48)이 단부 캡 하우징(340)의 측면 부분을 통해 비춰지도록 실질적으로 투명할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 e-베이핑 장치의 제어 회로(200)의 예시적인 구현예를 예시한 회로도이다. 도 6에 도시된 제어 회로(200)는 전술한 바와 같이 제1 섹션(70)이 제2 섹션(72)에 연결되는 상황과 관련하여 설명된다. 따라서, 히터(14) 및 전력 공급부(1) 둘 모두가 도 6에 도시된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어 회로(200)는 마이크로컨트롤러(905), 충전 제어기(800), 모드 제어 스위치 회로(920), 히터 전력 제어 회로(945), 저항 측정 회로(94) 및 저항기(910)를 포함한다. 이러한 예에서, 모드 제어 스위치 회로(920)는 모드 제어 스위치(U3)를 포함하며, 히터 전력 제어 회로(945)는 히터 전력 제어 스위치(U1)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(905)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(9052) 및 디지털-아날로그 변환기(DAC)(9054)를 포함한다. ADC(9052)는 10 비트 ADC일 수 있고 DAC(9054)는 8 비트 DAC일 수 있다. 그러나, 예시적인 구현예는 이들 예로 제한되지 않아야 한다.
저항 측정 회로(94)는 제1 저항기(R1), 제2 저항기(R2), 제3 저항기(R3), 제4 저항기(R4), 연산 증폭기(OP-AMP) 947 및 저항 측정 스위치 회로(946)를 포함한다. 저항 측정 스위치 회로(946)는 저항 측정 스위치(U2)를 포함한다. OP-AMP(947)는 차동 연산 증폭기일 수 있다.
히터 전력 제어 스위치(U1), 저항 측정 스위치(U2) 및 모드 제어 스위치(U3) 각각이 트랜지스터(예를 들어, NMOS 또는 MOSFET 트랜지스터)일 수 있지만, 예시적인 구현예는 이들 예로 제한되지 않아야 한다. 예시적인 목적으로, 스위치(U1 내지 U3)는 본 명세서에서 트랜지스터로서 설명될 것이다. 이와 관련하여, 히터 전력 제어 스위치(U1)는 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)로 지칭될 수 있으며, 저항 측정 스위치(U2)는 저항 측정 트랜지스터(U2)로 지칭될 수 있으며, 모드 제어 스위치(U3)는 모드 제어 트랜지스터(U3)로 지칭될 수 있다. 그러나, 또한 예시적인 구현예는 이들 예로 제한되지 않아야 한다.
도 6을 참조하면, 마이크로컨트롤러(905)의 용량성 입력(940)은 저항기(910)의 제1 단자에 연결된다. 저항기(910)의 제2 단자는 리드(710)를 통해 제2 접점(320)에 연결된다.
모드 제어 트랜지스터(U3)의 제1 단자는 저항기(910)의 제2 단자와 제2 접점(320) 사이의 제1 노드(NODE1)에 연결된다. 모드 제어 스위치(U3)의 제2 단자는 제2 노드(NODE2)에서 전력 공급부(1)의 음극 단자, 히터(14)의 제1 단부 및 저항 측정 회로(94)의 제5 저항기(R4)의 제1 단자에 연결된다. 모드 제어 트랜지스터(U3)의 게이트는 마이크로컨트롤러(905)에 있는 터치/충전 이네이블 단자(930)(본 명세서에서 이네이블 단자로 지칭됨)에 연결된다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 전력 공급부(1)의 음극 단자는 공통 접지, 접지, 접지면 또는 공통 접지면으로 또한 지칭될 수 있다.
충전 제어기(800)는 (리드(700)를 통해)제1 접점(310)과 마이크로컨트롤러(905)의 충전 이네이블 단자(935) 사이에 전기적으로 연결된다. 충전 제어기(800)는 또한, 제3 노드(NODE3)에서 전력 공급부(1)의 양극 단자에 전기적으로 연결된다. 전력 공급부(1)의 양극 단자는 리드(703)를 통해 제어 회로(200)에 연결되고, 또한 리드(725)를 통해 마이크로컨트롤러(905)의 전원 입력 단자(PWR)에 연결되어 제어 회로(200) 및 마이크로컨트롤러(905)에 전력을 제공한다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 충전 제어기(800)는 임의의 공지된 충전 제어기일 수 있다. 일 예에서, 충전 제어기(800)는 선형 조절기를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 충전 제어기(800)는 전력 공급부(1)의 충전 레벨을 결정하고 결정된 충전 레벨에 기초하여 전력 공급부(1)에 충전 전류(iCH), 전압 또는 둘 모두의 인가를 제어하도록 구성될 수 있다. 충전 제어기(800)는 또한, 제1 접점(310) 및 리드(700)를 통해 충전 전류(iCH)의 입력을 검출하고, 검출된 충전 전류(iCH)에 기초하여 충전 이네이블 신호(CHG_EN)를 출력할 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 충전 이네이블 신호(CHG_EN)는 충전 전류가 검출되지 않을 때 디세이블될 수 있으며(예를 들어, 로직 로우와 같은 제1 로직 값을 가지며), 충전 전류가 검출될 때 이네이블될 수 있다(예를 들어, 로직 하이 레벨과 같은 제2 로직 값을 가진다). 다른 예에서, 충전 이네이블 신호(CHG_EN)는 충전 전류가 검출될 때 출력되고 충전 전류가 검출되지 않을 때 출력되지 않는 것으로 설명될 수 있다. 충전 제어기(800)는 또한, 전력 공급부(1)를 충전하기 위해 전력 공급부(1)의 양극 단자에 조절된 충전 전류(iCH)를 출력할 수 있다. 이와 같은 충전 제어기가 주지되어 있으므로, 더 상세한 논의는 생략된다.
여전히 도 6을 참조하면, 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 제1 단자는 전력 공급부(1)의 양극 단자에 연결되며 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 제2 단자는 히터(14)와 제어 회로(200) 사이의 제1 리드(720)를 통해 제4 노드(NODE4)에서 히터(14)의 제2 단부에 연결된다. 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 게이트는 마이크로컨트롤러(905)의 히터 전력 제어 단자(955)에 전기적으로 연결된다. 적어도 이러한 예시적인 구현예에 따라서, 마이크로컨트롤러(905)는 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)를 출력하여 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)를 제어함으로써 전력 공급부(1)로부터 히터(14)로의 전력을 조절하고 제어한다.
저항 측정 회로(94)는 노드(NODE3)를 통해, 제5 노드(NODE5)에서 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 제1 단자, 전력 공급부(1)의 양극 단자 및 충전 제어기(800)에 전기적으로 연결된다. 저항 측정 회로(94)는 또한, 마이크로컨트롤러(905)에서 ADC(9052), DAC(9054) 및 저항 측정 이네이블 단자(956)에 전기적으로 연결된다.
저항 측정 회로(94) 내에서, 저항 측정 트랜지스터(946)의 제1 단자는 제5 노드(NODE5)에서 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 제1 단자, 전력 공급부(1)의 양극 단자 및 충전 제어기(800)에 연결된다. 저항 측정 트랜지스터(946)의 제2 단자는 제1 저항기(R1)의 제1 단자에 연결된다. 저항 측정 트랜지스터(946)의 게이트는 마이크로컨트롤러(905)에서 저항 측정 이네이블 단자(956)에 연결된다.
제1 저항기(R1)의 제2 단자는 제6 노드(NODE6)에서 연산 증폭기(OP-AMP)(947)의 양극 입력, 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)의 제2 단자, 히터(14)의 제2 단부 및 마이크로컨트롤러(905)의 아날로그 입력(ANALOG)에 연결된다.
OP-AMP(947)의 출력 단자는 마이크로컨트롤러(905)에서 ADC(9052)에 연결된다. 제2 저항기(R2)는 OP-AMP(947)의 음극 입력 단자와 출력 단자 사이에서 병렬로 연결된다. OP-AMP(947)의 음극 입력 단자는 또한 제3 저항기(R3)의 제1 단자 및 제4 저항기(R4)의 제2 단자에 연결된다.
제3 저항기(R3)의 제2 단자는 마이크로컨트롤러(905)에서 DAC(9054)에 연결된다.
여전히 도 6을 참조하면, 마이크로컨트롤러(905)는 또한 센서(16)에 전기적으로 연결된다.
도 6에 도시된 예시적인 구현예가 마이크로컨트롤러(905)와는 별개인 저항 측정 회로(94)와 관련하여 논의되지만, 예시적인 구현예는 이러한 예로 제한되지 않아야 한다. 오히려, 하나 이상의 다른 예시적인 구현예에 따라서, 저항 측정 회로(94) 또는 그의 하나 이상의 구성요소(예를 들어, OP-AMP(947))가 마이크로컨트롤러(905)에 포함되고 실시될 수 있다.
도 6에 도시된 제어 회로(200)의 예시적인 작동이 이제 설명될 것이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 제1 섹션(70)이 제2 섹션(72)에 연결될 때, 모드 제어 트랜지스터(U3)는 초기에 온 상태로 설정된다. 이러한 예에서, 모드 제어 트랜지스터(U3)는 이네이블 단자(930)(본 명세서에서 또한 이네이블 단자로서 지칭됨)를 통해 마이크로컨트롤러(905)로부터의 전하 모니터링 신호(EN_SIG)의 스위칭에 응답하여 제어 회로(200)에 대한 모니터링 주파수에 기초하여 주기적으로 온 상태로부터 오프 상태로 전이한다. 모니터링 주파수는 이후에 더 상세히 논의된다.
적어도 몇몇 예시적인 구현예에 따라서, 모드 제어 트랜지스터(U3)가 ON 상태로부터 OFF 상태로 전이될 때마다, 제어 회로(200)는 비교적 짧은 간격(때때로 터치 검출 간격으로 지칭됨) 동안 터치 이벤트를 모니터링한다. 이러한 비교적 짧은 간격은 마이크로컨트롤러의 휴면 상태에 기초한 "웨이크(wake)" 사이클로서 지칭될 수 있는 것의 시작시 발생할 수 있으며, 그 후 제어 회로(200)는 전력 공급부(1)의 충전이 시작될 수 있는 상태로 복귀될 수 있다.
본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 스위칭은 논리 하이로부터 논리 로우 레벨로 신호 전이를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)를 논리 로우 레벨로 스위칭하는 것은 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 출력을 디세이블하거나 디세이블하는 것으로 또한 지칭될 수 있다. 그러나, 예시적인 구현예는 이러한 예로 제한되지 않아야 한다.
본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 모드 제어 트랜지스터(920)의 온(ON) 상태는 또한 활성 상태로서 또는 모드 제어 트랜지스터(920)가 활성화되는 것으로서 지칭될 수 있다. 유사하게, 오프(OFF) 상태는 또한 비활성 상태 또는 모드 제어 트랜지스터(920)가 비활성화되는 것으로서 지칭될 수 있다.
하나 이상의 예시적인 구현예에 따라서, 마이크로컨트롤러(905), 제어 회로(200) 또는 모두는 모니터링 모드, 터치 명령 모드 및 충전 모드 중 하나에서 작동할 수 있다. 이들 작동 모드 각각에서 제어 회로(200)의 예시적인 작동이 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
모니터링 모드에서, 충전 이네이블 신호(CHG_EN)는 디세이블되고, 모드 제어 트랜지스터(U3)는 마이크로컨트롤러(905)의 이네이블 단자(930)로부터의 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 디세이블에 응답하여 주기적으로 비활성화된다. 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 비활성화는 터치 모니터링 신호를 가능화하는 것으로 특징지을 수 있다.
충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 주파수, 및 결과적으로 모드 제어 트랜지스터(U3)의 비활성화 주기는 모니터링 모드에서 마이크로컨트롤러(905)의 상태에 기초한다. 일 예에서, 모니터링 모드는 복수의 상태를 포함할 수 있다. 복수의 상태 각각에서, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)는 상이한 주파수를 가질 수 있으며, 따라서 모드 제어 트랜지스터(U3)의 비활성화는 상이한 주기를 가질 수 있다. 일 예에서, 모니터링 모드는 활성 상태, 대기 상태 및 휴면 상태를 포함할 수 있다.
활성 상태의 예에서, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)는 모드 제어 트랜지스터(U3)가 약 0.01 초마다 비활성화(OFF 상태로 전이)되도록 약 100 헤르츠의 주파수를 가질 수 있다.
대기 상태의 예에서, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)는 모드 제어 트랜지스터(U3)가 약 0.05 초마다 비활성화되도록 약 50 헤르츠의 주파수를 가질 수 있다.
휴면 상태의 예에서, 충전 모니터링 신호(EN_SIG)는 모드 제어 트랜지스터(U3)가 약 0.10 초마다 비활성화되도록 약 10 헤르쯔의 주파수를 가질 수 있다.
히터 요소(예를 들어, 제1 섹션(70))를 포함하는 카트리지가 배터리 섹션(예를 들어, 제2 섹션(72))에 부착될 때, 마이크로컨트롤러(905)는 카트리지가 배터리 섹션에 부착되어 활성 상태로 디폴트된다. 일반적으로 주지된 바와 같이, 마이크로컨트롤러(905)는 카트리지의 부착으로 인한 저항 변화(예를 들어, 본질적으로 무한 저항으로부터 유한 저항 값으로의 변화)에 기초하여 배터리 섹션에 대한 카트리지의 부착을 검출할 수 있다.
카트리지가 부착되고 카트리지가 부착된 시간으로부터 제1 임계 간격(예를 들어, 약 20 초) 내에 퍼프 이벤트가 센서(16)에 의해 검출되지 않으면, 마이크로컨트롤러(905)는 대기 상태로 전이된다. 대기 상태에 있는 동안, 퍼프 이벤트가 카트리지의 부착으로부터 제2 임계 시간 주기(예를 들어, 40 초)(또는, 대안적으로 마이크로컨트롤러(905)가 대기 상태로 전이되는 시간으로부터 20 초의 다른 간격) 내에 센서(16)에 의해 검출되지 않으면, 마이크로컨트롤러(905)는 휴면 상태로 전이된다. 마이크로컨트롤러는 퍼프 이벤트가 센서(16)에 의해 검출될 때까지 휴면 상태로 머무른다. 센서(16)가 대기 상태 또는 휴면 상태에서 퍼프 이벤트를 검출하면, 마이크로컨트롤러(905)는 활성 상태로 전이하여 성인 베이퍼에 대한 응답성을 증가시킨다. 카트리지가 부착되지 않을 때, 마이크로컨트롤러(905)는 카트리지가 부착될 때까지 휴면 상태로 유지된다. 전술한 바와 같이, 카트리지가 부착될 때, 마이크로컨트롤러(905)는 활성 상태로 전이된다.
도 14는 도 6에 도시된 제어 회로(200)를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다. 도 14에 도시된 예시적인 구현예는 모드 제어 트랜지스터(920)가 온 상태인 모니터링 모드에서 초기에 작동하는 마이크로컨트롤러(905)와 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예는 이러한 예로 제한되지 않아야 한다.
전술한 바와 같이, 모니터링 모드에서, 모드 제어 트랜지스터(U3)는 마이크로컨트롤러(905)의 이네이블 단자(930)로부터 출력되는 충전 모니터링 신호(EN_SIG)를 디세이블함으로써 주기적으로 비활성화된다. 도 14에 도시된 방법은 모드 제어 트랜지스터(920)가 비활성화될 때 주기적으로 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 도 14에 도시된 방법은 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 주파수에 따라서 수행될 수 있다.
도 14를 참조하면, 모드 제어 트랜지스터(U3)가 마이크로컨트롤러(905)에 의한 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 디세이블에 응답하여 비활성화될 때, 단계(S1404)에서 마이크로컨트롤러(905)는 터치가 성인 베이퍼에 의해 입력되었는지 여부를 검출한다.
단계(S1404)와 관련하여, 일 예에서 모드 제어 트랜지스터(U3)가 오프 상태에 있고 성인 베이퍼가 제2 접점(320)을 터치할 때, 제2 접점(320)을 터치하는 성인 베이퍼의 일부(예를 들어, 손가락) 및 제2 접점(320) 자체는 커패시터의 단자로서 작용하며, 이는 제2 접점(320)과 용량성 입력(940) 사이의 회로 경로를 따라 측정된 커패시턴스를 변화시킨다. 마이크로컨트롤러(905)가 커패시턴스의 이러한 변화를 검출할 때, 마이크로컨트롤러(905)는 성인 베이퍼가 제2 접점(320)을 터치한 것으로 결정함으로써, 성인 베이퍼에 의한 터치 입력을 검출한다.
마이크로컨트롤러(905)가 단계(S1404)에서 성인 베이퍼에 의한 터치 입력을 검출하지 않으면, 마이크로컨트롤러(905)는 모니터링 모드를 유지하고 전술한 바와 같이 작동한다.
여전히 단계(S1404)를 참조하면, 마이크로컨트롤러(905)가 터치 입력을 검출하면, 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1406)에서 터치 명령 모드로 진입한다.
터치 명령 모드에서, 모드 제어 트랜지스터(920)는 오프 상태로 유지되어 적어도 히터(14) 및 전력 공급부(1)의 음극 단자로부터 접점(320), 리드(710) 및 저항기(910)를 전기적으로 격리시킨다. 모드 제어 트랜지스터(U3)의 디폴트 상태가 온이기 때문에, 마이크로컨트롤러(905)는 충전 모니터링 신호(EN_SIG)가 이네이블되고(또는 출력되고) 모드 제어 트랜지스터(920)를 켜는 것이 방지됨으로써 모드 제어 트랜지스터(U3)를 오프 상태로 유지한다.
여전히 도 14를 참조하면, 단계(S1406)에서 터치 명령 모드로 진입한 후, 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1408)에서 성인 베이퍼에 의해 입력된 터치 명령을 검출한다. 적어도 몇몇 예시적인 구현예에 따라서, 마이크로컨트롤러(905)는 성인 베이퍼에 의한 터치의 빈도수, 길이 또는 빈도수와 길이에 기초하여 성인 베이퍼에 의해 입력된 터치 명령을 검출한다.
단계(S1408)에서 성인 베이퍼에 의해 입력된 터치 명령이 검출되면, 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1410)에서 검출된 터치 명령을 실행한다.
다음 표는 하나 이상의 예시적인 구현예에 따라서 상기 터치 입력에 응답하여 실행되는 예시적인 터치 명령 및 작동을 예시한다.

배터리 레벨 요구에 따른 표시
입력 = 접점 조립체 상의 단일 탭

배터리 충전 레벨(%)
장치 응답

100 - 20
5 초 동안 연속 흰색/녹색 LED 표시

20 - 10
5 초 동안 연속 황색 LED 표시

10 - 0
5 초 동안 연속 적색 LED 표시

0
연속 적색 LED 5 회 깜박임(0.5 초 켜지고 0.5 초 꺼짐)

베이핑 중에 표시(옵션 1)
입력 = 장치 흡인

배터리 충전 레벨(%)
장치 응답

100 - 20
퍼프 동안 연속 흰색/녹색 LED 표시

20 - 10
퍼프 동안 연속 황색 LED 표시

10 - 0
퍼프 동안 연속 적색 LED 표시

0
연속 적색 LED 5 회 깜박임(0.5 초 켜지고 0.5 초 꺼짐)

베이핑 중에 표시(옵션 2)
입력 = 장치 흡인

배터리 충전 레벨(%)
장치 응답

100 - 0
퍼프 동안 연속 흰색/녹색 LED 표시

0
연속 적색 LED 5 회 깜박임(0.5 초 켜지고 0.5 초 꺼짐)

LED 오프 입력 = 접점 조립체를 5 초 동안 누르고 유지

배터리 충전 레벨(%)
장치 응답

100 - 0
없음
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 표 1 내지 표 4에 도시된 바와 같이, e-베이핑 장치는 다양한 상이한 터치 명령에 응답할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 베이핑 프로파일은 입력에 의해 변경될 수 있거나, 장치는 접점 조립체를 태핑하는 것에 의해 베이핑으로부터 잠길 수 있다.
여전히 도 14를 참조하면, 비록 명시적으로 도시되지 않았지만, 검출된 터치 명령을 실행한 후, 마이크로컨트롤러(905)는 모니터링 모드로 복귀할 수 있다.
도 15는 도 6에 도시된 제어 회로(200)를 작동하는 방법의 다른 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다. 도 15에 도시된 예시적인 구현예는 또한, 모드 제어 트랜지스터(U3)가 온 상태인 모니터링 모드로 초기에 작동하는 마이크로컨트롤러(905)에 관해서 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 구현예는 이러한 예로 제한되지 않아야 한다.
모드 제어 트랜지스터(920)가 온 상태에 있을 때, 단계(S1504)에서 마이크로컨트롤러(905)는 충전 제어기(800)로부터의 충전 이네이블 신호(CHG_EN)에 기초하여 전력 공급부(1)가 충전되는지를 결정한다. 전술한 바와 같이, 충전 제어기(800)는 제1 접점(310) 및 리드(700)를 통해 충전 전류(iCH)의 존재에 기초하여 충전 이네이블 신호(CHG_EN)를 출력한다. 일 예에서, 마이크로컨트롤러(905)는 충전 제어기(800)로부터의 충전 이네이블 신호(CHG_EN)가 이네이블되면(예를 들어, 논리 하이 레벨을 가지면) 전력 공급부(1)가 충전 중임을 결정한다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 충전 이네이블 신호(CHG_EN)의 이네이블는 또한, 충전 이네이블 신호(CHG_EN)의 출력으로 지칭될 수 있다.
마이크로컨트롤러(905)가 단계(S1504)에서 전력 공급부(1)가 충전 중임을 검출하면, 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1508)에서 충전 모드로 진입한다.
충전 모드에서, 모드 제어 트랜지스터(920)는 충전 전류(iCH)가 충전 이네이블 신호(CHG_EN)를 디세이블함으로써 더 이상 전력 공급부(1)의 양극 단자로 흐르지 않는다는 것을 충전 제어기(800)가 나타낼 때까지 온 상태를 유지한다. 일 예에서, 충전 모드에 있는 동안 마이크로컨트롤러(905)는 이네이블된 충전 모니터링 신호(EN_SIG)의 디세이블을 방지함으로써 모드 제어 트랜지스터(920)를 온 상태로 유지한다.
도 15에 명시적으로 도시되지 않았지만, 충전 제어기(800)가 충전 이네이블 신호(CHG_EN)를 디세이블할 때, 마이크로컨트롤러(905)는 감시 모드로 복귀할 수 있다.
단계(S1504)로 돌아가서, 전력 공급부(1)가 충전 중임을 마이크로컨트롤러(905)가 검출하지 않으면, 마이크로컨트롤러(905)는 모니터링 모드를 유지하고 전술한 바와 같이 작동한다.
전술한 바와 같이, 제어 회로(200)는 저항 측정 회로(94)를 더 포함한다.
성인 베이퍼에 의한 퍼프 이벤트 동안, 히터(14)로의 전력 인가는 히터(14)의 저항 계수를 변경하여 히터(14)의 저항 증가를 초래한다. 저항 측정 회로(94)를 사용하여, 마이크로컨트롤러(905)는 퍼프 이벤트 동안 히터(14)의 저항 변화를 모니터링하고, 저항 변화에 기초하여 히터(14) 로의 전력을 제어하도록 구성된다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 마이크로컨트롤러(905)는 히터(14)의 저항 변화에 기초하여 히터(14)로의 전력을 차단함으로써 베이핑 작동을 선택적으로 디세이블할 수 있다.
도 6에 도시된 저항 측정 회로(94)에서, 제1 저항기(R1)는 공지된 저항 값(예를 들어, 약 10.00 옴)을 갖는 정밀한 기준 저항기이다. 저항기(R2, R3 및 R4)는 OP-AMP(947)의 이득 및 바이어스를 설정하는 데 사용되는 안정한 저항기이다. 저항기(R2, R3 및 R4)는 또한 공지된 저항 값을 가진다. DAC(9054) 및 ADC(9052)는 동일한 기준 전압(
Figure pct00001
)을 공유한다. 이러한 경우에, 기준 전압(
Figure pct00002
)은 전력 공급부(1)의 전압이다. 도 6에 도시된 저항 측정 회로(94)의 구성을 고려하면, OP-AMP(947)의 전압 출력(V op_amp )이 아래에 도시된 수학식 1에 의해 주어진다.
Figure pct00003
하나 이상의 예시적인 구현예에 따라서, 저항 측정 회로(94)는 교정 모드 또는 단계 및 모니터링 모드 또는 단계에서 작동할 수 있다.
도 16은 교정 단계에서 제어 회로(200)를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 히터 요소(예를 들어, 제1 섹션(70))를 포함하는 카트리지가 배터리 섹션(예를 들어, 제2 섹션(72))에 부착될 때, 마이크로컨트롤러(905)는 활성 상태로 디폴트된다. 또한, 히터 요소(예를 들어, 제1 섹션(70))를 포함하는 카트리지가 배터리 섹션(예를 들어, 제2 섹션(72))에 부착될 때, 제어 회로(200)는 교정 단계로 진입한다. 교정 단계는 또한 미세 저항 교정 단계로서 지칭된다.
퍼프 이벤트 동안 히터(14)에 대한 응력은 히터 코일의 "정지 상태(at-rest)" 저항 변화를 유발할 수 있다. 일 예에서, 새 카트리지에 대한 첫 번째의 5 내지 10 회의 퍼프 이벤트 동안 "정지 상태" 저항은 이전 값에서 0.5 %만큼 변경될 수 있다. 따라서, 마이크로컨트롤러(905)는 퍼프 이벤트들 사이의 시간 길이를 모니터링할 수 있으며, 퍼프 이벤트들 사이의 시간 간격이 임계 값(예를 들어, 약 25 초)을 초과하면, 제어 회로(200)는 또한 교정 단계에 진입할 수 있다. 따라서, 제어 회로(200)는 적어도 2 개의 트리거 이벤트, 즉 제2 섹션(72)에 대한 새로운 카트리지의 부착 및 퍼프 이벤트들 사이의 시간 간격이 임계 값을 초과하는 경우에 응답하여 교정 단계에 진입할 수 있다.
도 16을 참조하면, 전술한 트리거 이벤트 중 하나 이상에 응답하여, 단계(S1604)에서 마이크로컨트롤러(905)는 히터 코일의 대략적인 저항(
Figure pct00004
)을 측정한다. 이러한 경우에, 히터 코일의 대략적인 저항은 아날로그 도메인에서 마이크로컨트롤러(905)에 의한 저해상도 측정이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 저항 측정 회로(94)에서 공지된 안정한 저항인 제1 저항(R1)과 히터(14)의 배열은 마이크로컨트롤러(905)의 아날로그 입력(ANALOG)에 입력, 감지되거나, 입력되고 감지되는 제6 노드(NODE6)에서의 전압을 제공한다. 이러한 예에서, 제1 저항기(R1) 및 히터(15)의 코일은 분압기 회로를 생성한다. 마이크로컨트롤러(905)는 다음에, 전력 공급부의 공지된 전압(예를 들어, Vin), 제6 노드(NODE6)에서의 감지 또는 측정 전압(예를 들어, Vout) 및 제1 저항기(R1)의 공지된 저항에 기초하여 히터(14)의 저항을 계산한다.
적어도 하나의 다른 예시적인 구현예에 따라서, OP-AMP(947)는 마이크로컨트롤러(905)에 통합된 구성요소일 수 있다. 이러한 예에서, 대략적인 저항 측정(
Figure pct00005
)은 마이크로컨트롤러(905)의 ADC 입력으로서 OP-AMP(947)의 양의 입력을 재구성함으로써 얻어진다. 일단 핀이 재구성되면, 공지된 안정한 저항인 제1 저항기(R1) 및 히터(14)의 배열은 NODE6에서의 저항을 제공하며, 이에 기초하여 마이크로컨트롤러(905)가 히터(14)의 저항을 계산할 수 있다. 마이크로컨트롤러(905)는 전술한 바와 동일한 방식으로 히터(14)의 저항을 계산할 수 있다.
단계(S1606)에서, 마이크로컨트롤러(905)는 초기의 대략적인 저항 측정(
Figure pct00006
)에 기초하여 적절한 디지털 코드(
Figure pct00007
) 또는 단어를 선택한다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 마이크로컨트롤러(905)는 OP-AMP(947)의 출력 전압(V op-amp )이 후속 측정 동안 ADC(9052)의 입력을 포화시키지 않도록 디지털 코드(CODE DAC )를 선택한다. 일 예에서, 디지털 코드(CODEDAC)는 OP-AMP(947)의 출력이 실질적으로 제로가 되도록 선택될 수 있다.
단계(S1608)에서, 마이크로컨트롤러(905)에 있는 ADC(9052)는 OP-AMP(947)의 전압 출력(V op-amp )의 디지털 표시(
Figure pct00008
)를 발생하기 위해 OP-AMP(947)의 전압 출력(V op-amp )을 샘플링한다.
단계(S1610)에서, 마이크로컨트롤러(905)는 OP-AMP(947)의 샘플링된 전압 출력(V op-amp )에 기초하여 히터 코일의 초기 저항(
Figure pct00009
)을 계산함으로써 저항 측정 회로(94)의 교정 단계를 완성한다.
교정 후, 또는 교정 단계의 반복 사이에, 디지털 코드(CODE DAC )는 DAC(9054)의 전압 출력을 고정하도록 유지된다.
센서(16)에 의한 퍼프 이벤트의 검출 후 및 후속 베이핑 동안, 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)는 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)를 제어하여 전력 공급부(1)로부터 히터(14)로 출력된 전압을 조절한다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따라서, 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)는 64 밀리초의 듀티 사이클을 가진다. 적어도 이러한 예시적인 구현예에 따라서, 듀티 사이클은 조절 기간 및 저항 측정 기간을 포함한다. 조절 기간은 64 밀리초의 처음 및 마지막 60 밀리초 중 하나일 수 있는 반면에, 저항 측정 기간은 듀티 사이클의 나머지 부분(예를 들어, 듀티 사이클의 처음 및 마지막 4 밀리초 중 하나)일 수 있다.
듀티 사이클의 조절 기간 동안, 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)는 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)가 전력 공급부(1)에 의해 히터(14)에 인가된 전압을 조절하도록 스위치 온 및 오프되게하는 펄스 트레인이다. 또한 듀티 사이클의 조절 기간 동안, 저항 측정 이네이블 신호(RES_MEAS_EN)는 저항 측정 트랜지스터(U2)가 오프(또는 개방) 상태로 유지되도록 디세이블된다.
저항 측정 기간 동안, 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)는 오프(개방) 상태로 스위칭되는 반면에, 저항 측정 트랜지스터(U2)는 마이크로컨트롤러(905)가 OP-AMP(947)의 출력으로부터의 전압 샘플을 얻도록 허용하는 데 충분한 주어진 시간 간격 동안 온(폐쇄) 상태로 유지된다. 일 예에서, 주어진 시간 간격은 약 4 밀리초(예를 들어, 약 1 밀리초) 이하일 수 있다.
도 17은 저항 측정 단계에서 제어 회로(200)를 작동하는 방법의 예시적인 구현예를 예시한 흐름도이다. 도 17에 도시된 방법은 퍼프 이벤트 동안 듀티 사이클의 저항 측정 기간 동안 수행된다.
도 17을 참조하면, 히터 요소(예를 들어, 제1 섹션(70))를 포함한 카트리지를 배터리 섹션(예를 들어, 제2 섹션(72))에 부착하는 것에 응답하여, 단계(S1702)에서 마이크로컨트롤러(905)는 카트리지에 대한 카운터 값(i)를 0으로 초기화한다. 마이크로컨트롤러(905)는 카운터 값(i)을 활용하여 히터(14)에 대한 전력이 부착된 카트리지에 대해 차단되는 (예를 들어, 연속적인)횟수를 추적한다.
카운터 값(i)을 초기화한 후, 센서(16)가 단계(S1704)에서 퍼프 이벤트를 검출할 때 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1706)에서 OP-AMP(947)로부터 출력 전압(V op-amp )을 측정 또는 샘플링한다. 마이크로컨트롤러(905)는 이어서, 샘플링된 출력 전압(V op-amp )에 기초하여 OP-AMP(947)의 출력 전압(V op-amp )의 업데이트된 디지털 표시(
Figure pct00010
)를 발생한다.
단계(S1708)에서, 마이크로컨트롤러(905)는 이어서, 아래에 도시된 수학식 2에 따라서 OP-AMP(947)의 출력 전압(V op-amp )의 업데이트된 디지털 표현(
Figure pct00011
)에 기초하여 코일의 초기 측정 저항(
Figure pct00012
)과 히터(14)의 전류 저항(
Figure pct00013
)사이의 저항의 백분율 변화(%ΔR)를 계산한다.
Figure pct00014
저항의 백분율 변화(%ΔR)를 계산한 후, 단계(S1710)에서 마이크로컨트롤러(905)는 계산된 저항의 백분율 변화(%ΔR)와 임계 백분율 변화(%RTH) 사이의 비교에 기초하여 히터로의 전력을 차단할지 여부를 결정한다. 계산된 저항의 백분율 변화(%ΔR)가 임계 백분율 변화(%RTH)를 초과하면(예를 들어, 그보다 더 크면), 단계(S1711)에서 마이크로컨트롤러(905)는 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)를 오프(개방) 상태로 설정하여 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)를 디세이블함으로써 히터(14)로의 전력을 차단한다.
마이크로컨트롤러(905)는 이어서, 단계(S1712)에서 카운터 값(i)를 증가시키고 단계(S1714)에서 카운터 값(i)이 카운터 임계값(LOCK_TH)을 초과하는지 여부를 결정한다. 카운터 임계값(LOCK_TH)은 현재 카트리지를 사용하는 성인 베이퍼에 의한 추가 베이핑이 방지되기 전에 현재 카트리지에 대한 히터(14)로의 전력이 일시적으로 차단될 수 있는 임계 횟수를 나타낸다. 카운터 값(i)은 카운터 값이 카운터 임계값(LOCK_TH)보다 크거나 같으면 카운터 임계값(LOCK_TH)을 초과한다. 일 예에서, 카운터 임계값(LOCK_TH)은 약 5일 수 있지만, 예시적인 구현예는 이러한 예로 제한되지 않아야 한다.
카운터 값(i)이 카운터 임계값(LOCK_TH)을 초과한다고 마이크로컨트롤러(905)가 결정하면, 단계(S1716)에서 마이크로컨트롤러(905)는 현재 카트리지가 제거되고 교체될 때까지 전력이 히터(14)에 도달하는 것을 방지한다. 단계(S1711)에서와 같이, 마이크로컨트롤러(905)는 히터 전력 제어 트랜지스터(U1)를 오프(개방) 상태로 설정하여 히터 전력 제어 신호(HEAT_PWR_CTRL)를 디세이블함으로써 히터(14)로의 전력을 차단한다.
단계(S1714)로 돌아가서, 카운터 값(i)이 카운터 임계값(LOCK_TH)을 초과하지 않으면(i < LOCK_TH), 공정은 단계(S1704)로 복귀하며 상기 방법은 센서(16)에 의한 다음 퍼프 이벤트의 검출시에 전술한 바와 같이 계속된다.
이제 단계(S1710)으로 돌아가서, %ΔR이 임계 백분율 변화(%RTH)를 초과하지 않고)(%ΔR < %RTH) 따라서 히터(14)로의 전력이 차단될 필요가 없다고 마이크로컨트롤러(905)가 결정하면, 마이크로컨트롤러(905)는 단계(S1702)에서 카운터 값(i)를 0으로 재초기화하고, 센서(16)에 의한 다음 퍼프 이벤트의 검출시 전술한 바와 같이 계속된다.
수학식 2가 저항 변화에 대한 완전한 분석 해법을 제공하지만, 수학식을 간단화하기 위한 몇몇 가정이 만들어질 수 있다. 하나의 가정은 저항 변화가 비교적 작아 몇몇 중간 단계가 테일러 팽창을 사용하여 선형화될 수 있으며, 그 결과 아래에 도시된 수학식 3을 유도한다는 것이다.
Figure pct00015
잠재적으로 증가된 정지 전류 인출 때문에, 마이크로컨트롤러(905)에서 용량성 터치 채널을 사용하기 위해서, 제어 회로(200)는 적어도 하나의 예시적인 구현예에서 회로의 커패시턴스에 대한 성인 베이퍼의 신체에 대한 효과를 검출할 수 있다. 피부 수분의 차이가 성인 베이퍼의 입력에 응답하는 회로의 능력에 영향을 주어서는 안 된다.
전술한 바와 같이, 하나 이상의 예시적인 구현예에 따라서, 모드 제어 트랜지스터(920)는 MOSFET 또는 NMOS 트랜지스터일 수 있고 커패시턴스 측정의 감도가 감소될 때조차도 더욱 신뢰성있는 검출을 제공할 수 있다.
적어도 하나의 다른 예시적인 구현예에서, 다이오드(도시되지 않음)가 충전 제어기 입력에 부가될 수 있다. 이러한 예에서, 다이오드는 충전 전압이 제2 접점(320)과 제1 접점(310) 전역에 존재할 때까지 개방 회로로서 작동한다.
도 7은 다른 예시적인 구현예에 따른 제어 회로도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 성인 베이퍼의 명령은 커패시턴스가 아닌 저항 변화를 통해 검출될 수 있다. 이러한 예에서, 제2 접점(320)은 전력 공급부의 음극 단자(70)에 전기적으로 연결되는 충전 음극이다. 제1 접점(310')은 마이크로컨트롤러(905')에 포함된 아날로그-디지털(ADC)(1010)의 입력에 전기적으로 연결되는 충전 양극이다.
적어도 이러한 예시적인 구현예에 따라서, 마이크로컨트롤러(905')는 충전 양극(310')과 충전 음극(320') 사이의 저항을 검출하도록 구성될 수 있다. 성인 베이퍼가 예를 들어, 충전 양극(310')과 충전 음극(320') 전역에 손가락을 배치할 때, 충전 양극(310')과 충전 음극(320') 사이의 연결이 차단되어 마이크로컨트롤러(905')에 대한 입력 저항을 변경시킨다. 마이크로컨트롤러(905')는 이러한 저항의 변경을 검출하여 성인 베이퍼에 의한 터치 입력을 검출한다.
도 7의 회로는 낮은 정지 전류 인출을 허용할 수 있다. 저항 검출 회로는 마이크로컨트롤러(905')에 대한 인터럽트로서 구성될 수 있으며, 이는 성인 베이퍼가 e-베이핑 장치(60)의 제2 접점(320)을 터치함으로써 회로를 폐쇄할 때까지 마이크로컨트롤러(905') 및 부속품이 저전력 휴면 상태에 있게 할 수 있으며, 이는 터치에 대한 적절한 응답이 주어질 수 있도록 e-베이핑 장치(60)를 활성화한다.
도 8은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 제어 회로도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 접점(310")은 다이오드(1140)를 통해 충전 제어기(1120)에 전기적으로 연결되는 충전 음극이다. 제1 접점(310")은 또한, 저항기(1100)를 통해 마이크로컨트롤러(905")의 용량성 입력(1110)에 전기적으로 연결된다. 이러한 예에서, 제어 회로는 e-베이핑 장치(60)에 의한 저항 터치 검출 및 용량 터치 검출을 가능하게 한다.
적어도 이러한 예시적인 구현예에 따라서, 성인 베이퍼가 e-베이핑 장치(60)의 제2 접점(320)을 터치할 때 더 민감한 저항 측정이 e-베이핑 장치(60)를 활성화하는 데 사용될 수 있다. 저항을 측정한 후에, 커패시턴스가 측정되어 성인 베이퍼가 제2 접점(320)을 터치한 것을 확인하고 용량 터치 검출만을 활용하는 회로의 정지 전류 인출 요건을 억제한다.
도 9는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 e-베이핑 장치의 충전기의 사시도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 8의 e-베이핑 장치(60)의 배터리(1)는 충전기(500)를 사용하여 재충전될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 충전기(500)는 최상부 벽(520)을 포함하는 하우징(510)을 포함한다. 최상부 벽(520)은 최상부 벽(520)의 측면 부분이 최상부 벽(520)의 중심 부분으로부터 하방으로 경사지도록 둥글고, 전반적으로 종-형상이거나, 돔-형상의 횡단면 중 적어도 하나일 수 있다. 하우징(510)은 또한, 최상부 벽(520)에 연결된 측벽(530)을 포함할 수 있다. 최상부 벽(520), 적어도 하나의 측벽(530) 및 바닥 벽(535)(도 12에 도시됨)은 후술하는 바와 같이 충전 회로를 수용하는 내부 격실을 한정한다. 하우징(510)은 플라스틱 또는 금속과 같은 재료의 하나 이상의 조각으로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 측벽(530)이 충전기(500)의 둘레 주위로 전체적으로 연장하도록 측벽(530)은 전반적으로 둥근 코너를 가진다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 측벽(530)은 최상부 벽(520)과 일체로 형성되며, 측벽(530)과 최상부 벽(520)이 만나는 에지는 전반적으로 둥글다.
다른 예시적인 구현예에서, 하우징(510)은 코너(도시되지 않음)에서 만나는 4 개의 측벽(530)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 충전 슬롯(540)은 하우징(510)의 최상부 벽(520)에 형성된다. 충전 슬롯(540)은 전반적으로 원통형일 수 있다. 충전 슬롯(540)은 바닥 벽(600) 및 적어도 하나의 내부 측벽(610)에 의해 한정된다. 충전 슬롯(540)은 e-베이핑 장치(60)의 제2 단부(220)를 수용하는 크기를 갖고 제2 단부를 수용하도록 구성될 수 있다. 바닥 벽(600)은 전반적으로 평탄할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 바닥 벽(600)은 돌기 또는 곡선을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 광 파이프(550)는 충전 슬롯(540)을 실질적으로 둘러싼다. 광 파이프(550)는 형상이 전반적으로 튜브형이므로, e-베이핑 장치(60)의 제2 단부(220)가 충전 슬롯(540)에 삽입될 때 제2 단부(220)가 광 파이프(550)를 통과한다. 광 파이프(550)는 내부 격실(525) 및 측벽(530)의 일부분을 통해 연장하는 연장부(550a)를 포함할 수 있으므로, 연장부(550a)가 충전기(500)의 제1 단부(605)에서 보일 수 있다. 광 파이프(550)는 e-베이핑 장치(60)가 충전 슬롯(540)에 도킹되는 동안 e-베이핑 장치(60)로부터의 광이 보일 수 있게 하는 실질적으로 투명한 재료로 형성될 수 있다. 최상부 벽(520)의 정점(505)은 광 파이프(550)의 최상부 표면과 거의 동일한 높이일 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 카트리지(500)는 또한 USB 플러그(560)를 포함한다. 다른 예시적인 구현예에서, USB 플러그(560) 대신에 미니-USB 플러그 또는 다른 전원 연결 플러그가 충전기(500)에 포함될 수 있다. 충전기(500)는 USB 플러그(560)를 통해 전력원에 연결되어 충전기(500)에 연결된 e-베이핑 장치(60)의 배터리(1)를 충전하게 할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 하우징(510)은 매끄럽다. 다른 예시적인 구현예에서, 하우징(510)은 USB 플러그(560)를 출구에 꼽거나 USB 플러그(560)를 출구로부터 제거할 때 충전기(500)를 파지하는 데 도움이 되는 돌기, 리지 또는 돌기와 리지를 포함할 수 있다.
도 10은 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 도 10의 충전기의 평면도이다. 도 12는 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따른 XII-XII 선을 따르는 도 10의 충전기의 횡단면도이다.
적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 충전기(500)는 도 9와 동일하다. 도시된 바와 같이, 충전기(500)는 제1 충전 접점(630) 및 제2 충전 접점(640)을 포함한다. 제1 충전 접점(630) 및 제2 충전 접점(640) 중 적어도 하나는 자석일 수 있다. 제1 충전 접점(630)은 충전 슬롯(540) 내로 돌출하는 원형의 평탄한 최상부 표면을 갖는 T-형상 횡단면을 가진다. 제1 충전 접점(630)은 e-베이핑 장치(60)의 제1 접점(310)을 끌어당기거나, 접촉시키거나, 혹은 끌어당기고 접촉시켜 그와의 제1 전기 연결을 형성하고 충전 슬롯(540) 내부의 e-베이핑 장치(60)의 제2 단부(220)와 정렬하는 크기를 갖고 그와 정렬하도록 구성된다. 제2 충전 접점(640)은 내측으로 돌출하는 플랜지를 갖는 최상부 표면을 갖는 원통형이다. 제2 충전 접점(640)은 제1 충전 접점(630)을 둘러싸고 절연체(635)에 의해 제1 충전 접점(630)과 전기적으로 절연된다. 절연체(635)는 외측으로 돌출하는 플랜지를 갖는 최상부 표면을 갖는 원통형이다. 제2 충전 접점(640)은 e-베이핑 장치(60)의 제2 접점(320)을 끌어당기거나, 접촉시키거나, 혹은 끌어당기고 접촉시켜 그와의 제2 전기 연결을 형성하고 충전 슬롯(540) 내부의 e-베이핑 장치(60)의 제2 단부(220)와 정렬하는 크기를 갖고 그와 정렬하도록 구성된다. 제1 충전 접점(630), 제2 충전 접점(640), 또는 모두는 자성 스테인리스 강 또는 양호한 전도성을 제공하고 자성을 갖는 임의의 다른 적합한 재료로 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 충전기(500)의 내부 구성요소는 내부 격실(525) 내부에 배열된 것으로 도시된다. 도시된 바와 같이, USB 플러그(560)는 하우징(510)의 측벽(520)을 통해 내부 격실(525) 내로 연장한다. USB 플러그(560)는 리드(645, 647)를 통해 제1 충전 접점(630) 및 제2 충전 접점(640)과 전기 통신하는 충전기 인쇄 회로 기판(650)과 직접 전기 통신한다. 자석(683)은 제2 충전 접점(640)의 일부분 아래 및 절연체(635)와 제2 충전 접점(640) 사이에 위치된다. 절연체(635) 및 제2 충전 접점(640)의 플랜지는 자석(683)의 최상부 표면 위로 연장한다. 자석(683)은 원통형이며 제1 충전 접점(630)은 자석(683)의 중심을 통해 연장한다. 제1 충전 접점(630)은 절연체(635) 내부에 배치된 스프링(632)에 의해 충전 슬롯 내로 상방으로 편향될 수 있어서, 제1 충전 접점(630)은 e-베이핑 장치(60)가 충전 슬롯(540) 내에 삽입되지 않을 때 제2 충전 접점(640)의 최상부 표면 위에 있는 최상부 표면을 가진다. 도 13은 도 9 내지 도 12의 충전기의 충전기 접점 조립체의 분해도를 도시한다. 도 11은 도 9의 충전기의 분해도이다. 적어도 하나의 예시적인 구현예에서, 외피(675)는 광 튜브(550)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 외피(675)는 광 튜브(550)의 일부분을 통한 광의 가시성을 실질적으로 방지하거나 감소시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 튜브(550)는 제1 관형 부분(552), 및 측벽(525)의 출구를 통해 연장하는 연장부(554)를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예가 본 명세서에서 개시되었지만, 다른 변형예가 가능할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 변형은 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되며, 당업자에게 자명한 것과 같은 모든 이러한 변형은 다음의 청구범위의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (25)

  1. 전자 베이핑 장치의 배터리 섹션으로서:
    길이방향으로 연장하고, 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 하우징;
    하우징 내의 전력 공급부;
    하우징 내의 제어 회로; 및
    하우징의 제2 단부에 있고, 전력 공급부와 제어 회로를 전기적으로 연결하고, 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성되는 전도성 접점 조립체를 포함하는, 배터리 섹션.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 저항 변화 및 커패시턴스 변화 중 적어도 하나를 검출하여 적어도 하나의 명령을 검출하도록 구성되는, 배터리 섹션.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접점 조립체는
    충전 양극, 및
    충전 음극을 포함하며; 그리고
    상기 제어 회로는
    공통 접지면으로부터 충전 음극을 전기적으로 분리하도록 구성되는 격리 요소를 포함하는, 배터리 섹션.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접점 조립체는:
    제1 접점, 및
    제1 접점으로부터 절연된 제2 접점을 포함하는, 배터리 섹션.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 접점 및 제2 접점 중 하나는 전반적으로 링 형상이며 상기 제1 접점 및 제2 접점 중 하나는 배터리 섹션의 단부 벽의 적어도 일부분을 형성하며, 상기 단부 벽은 전반적으로 길이방향에 대해 가로방향으로 연장하는, 배터리 섹션.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 접점은 단부 벽이며 상기 제2 접점은 전반적으로 링 형상이고 단부 벽의 둘레 주위에서 연장하는, 배터리 섹션.
  7. 제6항에 있어서, 상기 접점 조립체는:
    내부에 제1 접점을 유지하도록 구성되고, 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 단부 캡 하우징을 더 포함하는, 배터리 섹션.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 접점은 길이방향으로 연장하는 적어도 하나의 탭과 일체로 형성되며, 상기 적어도 하나의 탭은 적어도 하나의 슬롯 내에 수용되도록 구성되는, 배터리 섹션.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 단부 캡 하우징은 전반적으로 원통형 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 단부 캡 하우징을 통해 연장하는 오리피스를 한정하며, 전반적으로 원통형 측벽의 제1 부분은 그의 제2 단부에서 하우징 내부에 수용되며 상기 측벽의 제2 부분은 하우징 내부에 있지 않으며, 상기 제2 부분은 실질적으로 투명한, 배터리 섹션.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부 벽은 실질적으로 불투명한, 배터리 섹션.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부 벽은 인쇄 회로 기판을 포함하는, 배터리 섹션.
  12. 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접점과 제2 접점 중 적어도 하나는 자성인, 배터리 섹션.
  13. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 접점과 제2 접점 중 적어도 하나는 스테인리스 스틸, 금, 또는 은 중 적어도 하나로 형성되는, 배터리 섹션.
  14. 전자 베이핑 장치로서:
    길이방향으로 연장하고, 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 하우징;
    하우징 내의 전력 공급부;
    하우징 내의 제어 회로;
    하우징의 제2 단부에 있고, 전력 공급부와 제어 회로를 전기적으로 연결하고, 외부 전력 및 적어도 하나의 명령을 수용하도록 구성되는 전도성 접점 조립체;
    기화전 제제를 함유하도록 구성되는 저장조; 및
    기화전 제제를 가열하도록 구성되고, 전력 공급부에 전기적으로 연결되는 히터를 포함하는, 전자 베이핑 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어 회로는 저항 변화 및 커패시턴스 변화 중 적어도 하나를 검출하여 적어도 하나의 명령을 검출하도록 구성되는, 전자 베이핑 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 접점 조립체는
    충전 양극, 및
    충전 음극을 포함하며; 그리고
    상기 제어 회로는
    충전 음극을 공통 접지면으로부터 전기적으로 분리하도록 구성된 스위치를 포함하는, 전자 베이핑 장치.
  17. 제14항, 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 접점 조립체는:
    제1 접점, 및
    제1 접점으로부터 절연된 제2 접점을 포함하는, 전자 베이핑 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 접점은 전반적으로 링 형상이며 상기 제1 접점은 단부 벽의 적어도 일부분을 형성하며, 상기 배터리 섹션의 단부 벽은 전반적으로 길이방향에 대해 가로방향으로 연장하는, 전자 베이핑 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 접점 조립체는:
    내부에 제1 접점을 유지하도록 구성되고 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 단부 캡 하우징을 더 포함하며, 상기 제2 접점은 길이방향으로 연장하는 적어도 하나의 탭과 일체로 형성되며, 상기 적어도 하나의 탭은 적어도 하나의 슬롯 내에 수용되도록 구성되는, 전자 베이핑 장치.
  20. 제14항 내지 제19항 중 적어도 한 항에 있어서, 상기 전자 베이핑 장치는 배터리 섹션 및 제1 섹션을 포함하며, 상기 배터리 섹션은 전력 공급부, 제어 회로 및 전도성 접점 조립체를 포함하며, 상기 제1 섹션은 저장조 및 히터를 포함하는, 전자 베이핑 장치.
  21. 전자 베이핑 장치를 충전하도록 구성되는 유니버셜 시리얼 버스 (USB; universal serial bus) 충전기로서:
    하우징으로서,
    전자 베이핑 장치의 단부를 수용하도록 구성되는 충전 슬롯을 갖는 최상부 벽,
    충전 슬롯 내의 제1 충전기 접점,
    충전기 슬롯 내의 제2 충전기 접점,
    최상부 벽과 대향하는 바닥 벽, 및
    최상부 벽과 바닥 벽 사이의 적어도 하나의 측벽을 포함하는, 하우징;
    충전 슬롯에 인접한 적어도 하나의 자석; 및
    충전 슬롯을 둘러싸고 충전 슬롯으로부터 USB 충전기의 외부 표면으로 연장하고, 전자 베이핑 장치로부터 USB 충전기의 외부 표면으로 광을 전송하여 전자 베이핑 장치의 충전 상태를 표시하도록 구성되는 광 파이프;를 포함하는, USB 충전기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 하우징은 내부 격실을 한정하며; 그리고
    상기 충전기는
    내부 격실 내부에 포함된 충전기 회로를 더 포함하며, 상기 충전기 회로는 제1 충전기 접점 및 제2 충전기 접점과 통신하는, USB 충전기.
  23. 전자 베이핑 장치로서:
    배터리 섹션을 포함하며, 상기 배터리 섹션은
    길이방향으로 연장하는 제1 하우징
    제1 하우징 내에 있고, 배터리 섹션이 저장조 및 히터 코일을 포함하는 카트리지 섹션과 맞물릴 때 히터 코일에 전력을 제공하도록 구성되는 전력 공급부; 및
    저항 측정 회로 및 제어기를 포함하는 제어 회로를 포함하며, 상기 제어 회로는
    아날로그 도메인에서 히터 코일의 초기 저항을 측정하고,
    측정된 초기 저항에 기초하여 디지털 도메인에서 히터 코일의 기준 저항을 계산하고,
    퍼프 이벤트의 검출에 응답하여 히터 코일의 전류 저항을 측정하고,
    히터 코일의 측정된 전류 저항 및 기준 저항에 기초하여 히터 코일의 저항의 백분율 변화를 계산하고, 그리고
    히터 코일의 계산된 저항의 백분율 변화에 기초하여 히터 코일로의 전력을 제어하도록 구성되는, 전자 베이핑 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제어 회로는 히터 코일의 저항의 백분율 변화와 임계값 사이의 비교에 기초하여 히터 코일로의 전력을 제어하도록 추가로 구성되는, 전자 베이핑 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제어 회로는 히터 코일의 계산된 저항의 백분율 변화가 임계값을 초과하면 히터 코일로의 전력을 차단하도록 추가로 구성되는, 전자 베이핑 장치.
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