JP4671601B2 - 離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法と離煙用パイプ - Google Patents

Description

本発明は、約４０μｍ（約０．０４mm）以下の微小空気孔を離煙用パイプの金属板片に正確に穿孔する離煙用パイプの微小空気孔加工法による離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法と離煙用パイプに関する。

最近、環境や健康志向等から禁煙する者が多くなっていおり、禁煙用パイプも種々存在している。また、特許文献１に示すように、喫煙用パイプの本体に、外気（空気）量を調節可能にして、ニコチン量を空気により稀釈化して節煙を図る節煙パイプを存在している。出願人も、このようにニコチン量を調節できるようなパイプを開発し出願している。この発明によって、煙草を止めたいと欲する者が、自己の意思を強固にし、空気量調節可能なパイプで、ニコチン量を徐々に減少させながら、何週間か２，３ケ月を続け、延いては、煙草を止めることまで続けるというものである。これは、理論的には可能であるが、そのニコチン量を、タバコを止める者が自由意思で操作する処に重大な問題があったのである。
特開２００３−１１１５８５

煙草を止めようとする者が、ニコチン量を調節しつつ、毎日吸っていたのでは、止める行為とならないばかりか、煙草を何年、何十年吸い続けている者にとっては、ニコチン量を少し変えるようなこともできないものである。つまり、同じニコチン量でも銘柄が変わっても吸えないという者も多いし、ましてや、ニコチン量を急に変えることは殆どの人ができない状態である。このように、喫煙歴何年、何十年の人にとって自分の意思で、そのニコチン量を調節し、ひいては禁煙に結びつけることは、人間心理学の点からも困難性があることが判明した。

そこで、出願人は、禁煙するために、決心したときから煙草を吸わないという従来の禁煙システムとは全く逆である「離煙システム」をこの度開発した。この「離煙システム」は、ある期間煙草を吸い続けながら、すなわち、煙草のニコチン量を段階的に減少させることで徐々に煙草から離れてゆき、ある期間が来たら煙草を止めることが容易にできるようなシステムである。この点を詳述すると、従来の禁煙法では、いきなり煙草を止めるため、ニコチン依存による禁断症状がでて、意思がある程度強くても、その禁断症状に勝てないことも多く、中々止めにくいものであった。この明細書においては、その「離煙システム」において使用する喫煙パイプのことを「離煙用パイプ」という。

そこで、出願人は、発想を逆転させ、ニコチンの禁断症状をなくするように、煙草を吸い続けながら、ある所定期間、徐々にニコチン量を減らしていき、その期間が来たらニコチン量は殆どない状態として、ニコチン禁断症状を解消させて煙草を止め易くするというものである。このために、約２０日乃至約６０日間に亘り、ニコチン量を徐々に減量するものである。つまり、最初の何日かは、約１．５％〜約５％づつニコチン量をカットするものである。種々実験するうちに、ニコチン量をカットするには、パイプ本体からの外部空気が入る孔を、約２０μｍ（０．０２mm）乃至約４０μｍ（０．０４mm）とさせることで、ニコチン量を約１．５％〜約５％カットすることを突きとめた。

ところで、従来は、このような約２０μｍ（０．０２mm）乃至約４０μｍ（０．０４mm）の微小空気孔は、例え、約０．１mmの板厚の金属板であったとしても、プレス加工によって、正確に孔明けができなかった。その理由は、図６（Ａ）に示すように、予めａφ（０．０５mm：５０μｍ）の孔を開けておき、次いで、図６（Ｂ）に示すように、その孔箇所を叩き用パンチにて叩き、この叩き圧で、その平坦面を金属の延展性を利用して孔内方に伸ばして、微小空気孔の直径を（ａ−Δγ）φとなるように形成していた［図６（Ｂ）及び（Ｃ）参照］。この直径は、板厚に直接関係するため、板厚の微妙な増減によって、バラツキが生じ、約２０μｍ（０．０２mm）乃至約４０μｍ（０．０４mm）の微小空気孔を、交差０．００３（３μｍ）以内におさめることが中々正確にできなかった。さらに、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、叩き圧を利用するため、その孔箇所が段差ができて薄くなるという欠点もあった。このため、この孔明けを正確且つ整然と明けるようにすることが求められた。

このようなことから、約２０μｍ（０．０２mm）乃至約４０μｍ（０．０４mm）の微小空気孔を不均一なく正確且つ整然と穿孔することが、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）である。

本発明の要旨とするところは、パイプ本体部と、薄材なる金属板片からなるインサータを周面に穿孔した孔部に設けた中間部と、煙草挿入部とからなる離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法において、丸軸の下端外周角部を内側に傾斜して面取りした面取り部を形成したバーリング加工用パンチと、上端内周角部を内側に傾斜して面取りした面取り部を形成したバーリング加工用ダイスを用いて、前記インサータに約５０μｍ程度の貫通孔を穿ち、前記バーリング加工用ダイスの面取り部に沿い、前記バーリング加工用パンチの面取り部により延出され、前記インサータの平面からパンチ打ち抜き方向に突出し、前記バーリング加工用パンチの丸軸により前記貫通孔の形状を円形とするバーリング加工部を形成し、次いで、前記バーリング加工部を叩き用パンチにて叩き、前記バーリング加工部を、前記インサータの平面に沿うように平坦状として前記貫通孔の径より小さい所望の径に縮めた微小空気孔を形成し、前記微小空気孔の形状は円形であり、前記微小空気孔から流入する空気で煙草の煙を希釈化することを特徴とする離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法である。

本発明の要旨とするところは、請求項１記載の微小空気孔加工法によって製造されたインサータを周面に穿孔した孔部に設けた中間部と、パイプ本体部と、煙草挿入部とからなる離煙用パイプである。

本発明においては、離煙用パイプのインサータに極めて安定して正確且つ整然とした微小空気孔を穿孔させることが出来ると共に、このインサータを使用した離煙用パイプを構成することができる等の効果を奏する。

以下、本発明の第１実施形態について図面に基づいて説明すると、図２は、本発明の製造工程の略示図であって、まず、皿形成を行なう予備工程、孔開け工程、叩き工程、抜き落とし工程とから構成されている。帯状で薄材なる金属板片Ｓに対して、まず、皿成形用パンチＡと皿成形用ダイスＢとで皿部１３ａを成形する［図２（Ａ）参照］。これが予備工程である。次に、皿部１３ａの平坦部の略中央位置に、バーリング加工用パンチ１及びバーリング加工用ダイス２にて孔開け工程を行なう［図２（Ｂ）参照］。そして、叩き用パンチ４及び叩き用ダイス５にて叩き工程を行なう［図２（Ｃ）参照］。最後に、皿片として金属板片Ｓから抜き落とす抜き落とし工程を行なうものである［図２（Ｄ）参照］。

前述の孔開け工程と叩き工程とが本発明の要部であり、これらについて図１に基づいて詳述する。図１（Ａ）においては、 帯状で薄材なる金属板片Ｓに皿部１３ａが成形された直後の状態であり、該皿部１３ａの上側から、バーリング加工用パンチ１をガイドするガイド保持部材３の下端凸部が挿入され、且つ前記皿部１３ａの下側を、バーリング加工用ダイス２の上端凹部で支持する構造とされている。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、前記バーリング加工用パンチ１の丸軸本体１ａの下端には、面取り部１ｂが形成されている。さらに、前記バーリング加工用ダイス２の孔部２ａの上端箇所にも、前記面取り部１ｂに対応して面取り部２ｂが形成されている。

図１（Ｂ）の状態から、前記バーリング加工用パンチ１をガイド保持部材３の孔部３ａに沿って下降させると、図１（Ｃ）に示すように、前記バーリング加工用パンチ１の下端が前記皿部１３ａの平坦部（金属板片Ｓ）を突き抜ける。これによって、薄材なる金属板片Ｓに約５０μｍ程度の貫通孔Ｘを穿ちつつ、該貫通孔Ｘの裏面側にバーリング加工部Ｚを形成する［図１（Ｃ）及び（Ｄ）参照］。該バーリング加工部Ｚの成形は、前記バーリング加工用パンチ１の丸軸本体１ａの下端の面取り部１ｂと、前記バーリング加工用ダイス２の孔部２ａの上端箇所の面取り部２ｂとによるものである。

次に、叩き工程［図２（Ａ）から（Ｃ）への工程］において、叩き用パンチ４及び叩き用ダイス５にて、前記金属板片Ｓに約５０μｍ程度の貫通孔Ｘ及びバーリング加工部Ｚを叩き付けると［図２（Ｂ）及び（Ｃ）参照］、該バーリング加工部Ｚ箇所が扁平となり、これが縮小される。貫通孔Ｘの直径をαφとすると、微小空気孔ｈの直径は（α−Δβ）φとなる。具体的には、前記貫通孔Ｘが今度は、約１０数μｍ〜約３０数μｍ程度の微小空気孔ｈとして成形されるものである。

この縮小された微小空気孔ｈの内径は、叩き用パンチ４の衝撃力の増加値をパラメータとしたときに、前記貫通孔Ｘから微小空気孔ｈへの減少値とが実験値によって所定関係を有するようにしてなり、極めて高精度に孔径を仕上げることができる。つまり、実施には、微小すぎて孔加工できないものであっても、バーリング加工し、その後に叩き工程を経ることで微小なる孔加工を整然とできる。すなわち、前記微小空気孔ｈでは、不均一性を無くして正確な微小孔加工ができるものである。

アルミニウム材料の金属板片Ｓの板厚０．１mmの板厚に、孔開け工程で、貫通孔Ｘの径０．０５mmで開けつつ、孔終縁下側にバーリング加工部Ｚを形成する。そして、叩き工程において、叩き用パンチの衝突圧は通常の打ち抜き圧と同等とし、前記バーリング加工部Ｚが貫通孔Ｘの中心側に飛び出すようになって結果的には、約０．０３mmの内径の微小空気孔ｈが形成された。

＜離煙用パイプ＞
このような微小空気孔ｈを有する金属板片Ｓをインサータ１３として、離煙用パイプを製造するものである。該離煙用パイプの構成について説明する。１０はパイプ本体部であって、吸い口部１０ａと、先端の挿入孔部１０ｂと、内部の仕切り状部１０ｃと、該仕切り状部１０ｃに穿孔された拡大孔部１０ｄと、前記挿入孔部１０ｂよりも小径の第２挿入孔１０ｅから構成されている。１１はヤニ取り部であって、棒状本体部１１ａと、該棒状本体部１１ａの外周に４本形成された羽根部１１ｂとからなり、前記棒状本体部１１ａの先端は凹面状に凹んでいる。

前記ヤニ取り部１１の棒状本体部１１ａの基部が前記パイプ本体部１０に挿入され、その４本の羽根部１１ｂの基部側の幅広部が第２挿入孔１０ｅに嵌合状態となるように固定される。１２は中間部であって、一端に形成された挿入筒部１２ａと、他端の挿入孔部１２ｂと、中間に設けた内部の仕切り状部１２ｃと、該仕切り状部１２ｃに穿孔された拡大孔部１２ｄとから構成され、特に、皿状のインサータ１３が設けられている。該インサータ１３の中央には微小空気孔ｈが穿設されている。

前記インサータ１３付きの中間部１２の挿入筒部１２ａが、前記パイプ本体部１０の挿入孔部１０ｂに挿入固定されている。さらに、１４は煙草挿入部であって、一端に形成された挿入筒部１４ａと、他端（先端）に形成された煙草挿入孔１４ｂとから構成されている。前記煙草挿入部１４の挿入筒部１４ａが、前記中間部１２の挿入孔部１２ｂに挿入査定されて離煙用パイプとして仕上がっている。前記煙草挿入孔１４ｂに付けた煙草Ｔの煙は、中間部１２の拡大孔部１２ｄから流入して前記ヤニ取り部１１の棒状本体部１１ａの先端に当りこれが羽根部１１ｂにて４方向に分離しつつ拡大孔部１０ｄからパイプ本体部１０の吸い口部１０ａに到達して吸う。また、前記インサータ１３の微小空気孔ｈから流入する空気で煙草Ｔの煙が稀釈化される。

＜離煙システム＞
まず、研究データによる脳とニコチン減少により煙草Ｔの味の違いを認識するのは、減少率が５％以上の場合であるとされている。この点を踏まえて、ニコチンの生理的依存に対して科学的な手法と、従来の逆発想によるもので離煙システムを出願人が開発した。

具体的には、この離煙システムでは、毎日ニコチン量を３％（このような減少量では、煙草Ｔの味の違いを認識できない。）づつカットする離煙パイプ群を使用するものであり、合計３１日間でシステムを完了させようとするものである。つまり初日にニコチン量を３％カットし、２日目にニコチン量を３％＋３％＝６％カットし、３日目にニコチン量を６％＋３％＝９％カットし、４日目にニコチン量を９％＋３％＝１２％カットし、５日目にニコチン量を１２％＋３％＝１５％カットし、６日目にニコチン量を１５％＋３％＝１８％カットし、７日目にニコチン量を１８％＋３％＝２１％カットし、８日目にニコチン量を２１％＋３％＝２４％カットし、９日目にニコチン量を２４％＋３％＝２７％カットし、１０日目にニコチン量を２７％＋３％＝３０％カットする。

さらに、１１日目にニコチン量を３０％＋３％＝３３％カットし、１２日目にニコチン量を３３％＋３％＝３６％カットし、１３日目にニコチン量を３６％＋３％＝３９％カットする。また、１４日目にニコチン量を３９％＋３．５％＝４２．５％カットし、１５日目にニコチン量を４２．５％＋３％＝４５．５％カットし、１６日目にニコチン量を４５．５％＋３％＝４８．５％カットし、１７日目にニコチン量を４８．５％＋３％＝５１．５％カットし、１８日目にニコチン量を５１．５％＋３％＝５４．５％カットし、１９日目にニコチン量を５４．５％＋３％＝５７．５％カットし、２０日目にニコチン量を５７．５％＋３．５％＝６１％カットする。

さらに、２１日目にニコチン量を６１％＋３％＝６４％カットし、２２日目にニコチン量を６４％＋３％＝６７％カットし、２３日目にニコチン量を６７％＋３％＝７０％カットし、２４日目にニコチン量を７０％＋３％＝７３％カットし、２５日目にニコチン量を７３％＋３．５％＝７６．５％カットし、２６日目にニコチン量を７６．５％＋３％＝７９．５％カットし、２７日目にニコチン量を７９．５％＋３％＝８２．５％カットし、２８日目にニコチン量を８２．５％＋３．５％＝８６％カットし、２９日目にニコチン量を８６％＋３％＝８９％カットし、３０日目にニコチン量を８９％＋３％＝９２％カットし、最後の３１日目にニコチン量を９２％＋３％＝９５％カットするというものである。このようにして、ニコチン依存から知らず知らずの内に、目標の禁煙状態に容易にもっていけるという禁煙システムの一つである。以上説明したシステムを表わしたのが図５であって、離煙パイプ群の番号と、使用日と、毎日のニコチン量の減少量（％）と、全体のニコチンの減少量（％）とをグラフ化した離煙パイプによるニコチン摂取量の減少プログラム表である。この場合、離煙パイプの使い方として重要なことは、必ず、決められた日日のものを使い、且つ休まないことと、前日使った離煙パイプは使わないことである。

具体的に、このシステムを効率的に実行するのに、出願人は、離煙パイプ保管用のパネル状の容器まで開発した。このパネル状の容器には、一列７個の離煙パイプの保管用溝が５列設けられ、該保管用溝それぞれには、予め、ニコチン量が異なる離煙パイプを保管しておき、内部の離煙パイプを適宜取り出せるようにしたものである。この使用方法としては、喫煙が止められるようにした特別なシステムにおいて、喫煙を止めたいと欲する者が、１ケ月（３１日）かけて徐々にニコチン量が減る離煙パイプを、表示紙上の［１］ｓｔ，［２］ｓｔ，…の表示箇所を指で押えて破き、中の離煙パイプを取り出し、１日の間そのパイプで喫煙し、これを元の保管用溝に戻すようにし、これを毎日繰り返すように使用するものである。３１日間このようにして使用し、３１日目の離煙パイプ使用では、ほぼ９５％ニコチン量をカットでき、このシステムを実行した喫煙者は既にニコチンによる禁断症状がなくなっており、直ぐにでもやめることができるというものである。

このようなシステムにおいて、初日に、ニコチン量約３％をカットするためには、実験の結果、孔が開いていないパイプで可能であることが判明した。具体的な実験では、図４に示すような離煙パイプでは、ニコチン量２．４％〜２．５％カットされることが判明した。この孔が全く開いていないパイプ構造によってもニコチン量カット量は約３％とすることができる。次の日には、パイプ本体からの外部空気が入る孔は、約０．０３mm（約３０μｍ）とさせることで、ニコチン量を約６％カットできることを研究によって突きとめた。さらに、孔径を約０．０３mm（約３０μｍ）を増加させることで、約３％のニコチン量カットができた。

さらに、実験では、空気孔の孔径を約０．０４mm（約４０μｍ）とすることで、ニコチン量を約５％カットできるものであった。次の日もこの孔径を倍増させて、ニコチン量を毎日約５％づつカットすると、約２０日程度でニコチン量を約１００％近くカットできることとなる。また、孔径を約０．０２mm（約２０μｍ）とすると、ニコチン量を約１．５％カットできるものである。次の日もこの孔径を倍増させて、ニコチン量を毎日１．５％づつカットすると、約６０日でニコチン量を約９５％近くカットできることになる。

このため、ニコチン減少量を約１．５％〜約５％となるように離煙パイプの本体部の外部から内部に流入する空気孔を形成し、前記ニコチン減少量をほぼ一定としつつ、１日経過するごとにニコチン減少量が約１．５％〜約５％増加するように前記空気孔径をそれぞれ異なるようにしてなる約２０乃至約６０本の離煙パイプを揃えてなる離煙パイプ群とすることである。

このような孔明け加工は、一見簡単なように思えるが、金型の耐久性、正確な孔明け性等からすると、極めて経済効果の大きなものがあり、今後、このような微小な孔明け加工法は、多種の用途に拡大利用できるため今後の産業上利用の可能性は大である。

（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の孔開け工程の要部断面図、（Ｄ）は孔開け箇所の拡大断面図、（Ｅ）はバーリング加工部付き貫通孔箇所の断面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の叩き工程の要部断面図、（Ｄ）は微小空気孔箇所の断面図である。 （Ａ）は帯状の金属板片から皿部成形工程の金型断面図、（Ｂ）は孔開け工程の金型断面図、（Ｃ）は叩き工程の金型断面図、（Ｄ）は皿部抜き落とし工程の金型断面図である。 （Ａ）は離煙パイプにおいて要部断面とした側面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）において皿状のインサータを具えた要部断面斜視図である。 離煙パイプによるニコチン摂取量の減少プログラム表である。 （Ａ）及び（Ｂ）は従来技術の孔開け工程の要部断面図、（Ｃ）は従来の微小空気孔箇所の断面図である。

符号の説明

Ｘ…貫通孔、Ｚ…バーリング加工部、ｈ…微小空気孔、１…バーリング加工用パンチ、１ｂ，２ｂ…面取り部、２…バーリング加工用ダイス、４…叩き用パンチ

Claims (2)

1. パイプ本体部と、薄材なる金属板片からなるインサータを周面に穿孔した孔部に設けた中間部と、煙草挿入部とからなる離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法において、
   丸軸の下端外周角部を内側に傾斜して面取りした面取り部を形成したバーリング加工用パンチと、上端内周角部を内側に傾斜して面取りした面取り部を形成したバーリング加工用ダイスを用いて、前記インサータに約５０μｍ程度の貫通孔を穿ち、
   前記バーリング加工用ダイスの面取り部に沿い、前記バーリング加工用パンチの面取り部により延出され、前記インサータの平面からパンチ打ち抜き方向に突出し、前記バーリング加工用パンチの丸軸により前記貫通孔の形状を円形とするバーリング加工部を形成し、
   次いで、前記バーリング加工部を叩き用パンチにて叩き、前記バーリング加工部を、前記インサータの平面に沿うように平坦状として前記貫通孔の径より小さい所望の径に縮めた微小空気孔を形成し、前記微小空気孔の形状は円形であり、
   前記微小空気孔から流入する空気で煙草の煙を希釈化することを特徴とする離煙用パイプのインサータの微小空気孔加工法。
2. 請求項１記載の微小空気孔加工法によって製造されたインサータを周面に穿孔した孔部に設けた中間部と、パイプ本体部と、煙草挿入部とからなる離煙用パイプ。

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