JP6995502B2 - 電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置に関する。

より詳細には、本発明は、電子タバコを生産するすなわち組み立てるための機械において用いられるレーザー半田付け装置に関する。本発明はまた、電子タバコを生産するすなわち組み立てるためのプロセスの環境において適用されるレーザー半田付け方法に関する。

したがって、本発明は、電子タバコ生産すなわち組み立ての分野において適用可能である。

エネルギー源に例えば電池に接続される電気回路がそこを通って流れる電流の結果としてのジュール効果によって熱を生成するよう構成される加熱部を備えており、これにより、加熱部の芳香部材に収容される芳香物質を加熱して芳香物質を蒸発させるための電子タバコが知られている。

ジュール効果を最適化するために、電気回路は、エネルギー源と電気接続状態に配置される（あるいは配置されるのに適した）二つの端子と、芳香部材に巻きつけられたコイルと、を有する。

タバコの生産においてレーザー・ヘッド（従来式および電子式の両方）を用いることが知られている。レーザー・ヘッドは、電子タバコを生産するプロセスにおいて、端子へのコイルのレーザー半田付けを含む複数の作業を実行するために用いられる。

それぞれの端子において一回ずつ、二つの異なる半田接続を形成する必要があるので、一つの固定レーザー半田付けヘッドを用い、複数の鏡によって二つの半田点の間でレーザー光線を偏向させている。

この半田付け方法では、半田付けされる面への垂直方向に対して無視できない角度で常にレーザー光線が発せられ、このため、半田付け作業の制御が困難であり、したがって、半田の品質によくない影響を与えている。

これらの欠点は、レーザー光線が直接当たればダメージを受けやすい横方向寸法が小さくされたコイルの場合、さらに悪化する。

本発明の目的は、従来技術に関して上述した欠点を克服できる、電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置を提供することにある。

より具体的には、本発明の目的は、特にコイルと端子との間を接続する場合に半田の品質を最大限に確保できる、電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、高速で動作する機械および生産プロセスにそれぞれ適用可能である、電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置を提供することにある。

上記目的は、添付の特許請求の範囲の一以上の請求項に記載した特徴を有する電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置によって達成できる。従属項は、本発明の可能な態様に対応する。

（好ましくは一定速度で）移動可能なレーザー半田付けヘッドによって、および二つの別々のパルス（それぞれの端子に対して一つ）を生成する単一のレーザー半田付けヘッドによって、半田付けされる面に垂直なそれぞれのレーザー光線を（多くとも非常に小さいズレで）得ることができる、したがって最適な半田付け品質を得ることができる利点がある。

また、端子がレーザー光線とコイルとの間に配置されるので、したがって、コイルがダメージを受けないよう端子が正確に固定されるので、最適な半田付け品質を達成できる。

本発明のさらなる特徴および利点は、電子タバコの加熱部の電気回路をレーザー半田付けするための方法および装置の好ましい実施形態したがって非排他的な実施形態の例示的であり故に限定するものではない以下の説明からさらに明らかとなろう。

本発明を、本発明を限定するものではない実施形態を示す添付図面を参照して以下に説明する。

電子タバコの加熱部の概略的な斜視図を示す。 電子タバコを生産する機械の内側に装着されるとともに、加熱部を供給するすなわち移送するためのドラムすなわちホイールを図示している、二つの異なる動作位置の一方における本発明にかかるレーザー半田付け装置の概略的な断面である。 電子タバコを生産する機械の内側に装着されるとともに、加熱部を供給するすなわち移送するためのドラムすなわちホイールを図示している、二つの異なる動作位置の他方における本発明にかかるレーザー半田付け装置の概略的な断面である。 図２および図３の細部の概略的な断面を示す。

図１を参照して、参照符号１００は、電子タバコの加熱部全体を示している。

加熱部１００は、電子タバコを構成するハウジング内に適合されるよう構成される。加熱部１００は、例えば円筒状の支持要素１０１を備える。二つの端子１０３，１０４を支持する例えば管状の要素１０２が、支持要素１０１から例えば軸方向に突出する。

二つの端子１０３，１０４は、要素１０２自体に平行に、そして要素１０２自体の側方に装着される。二つの端子１０３，１０４は、支持要素１０１において互いに近接して配置されており（ｃｏｎｖｅｒｇｅ）、電子タバコに配置されるエネルギー源によって例えば電池によって、電力が供給されるよう構成される。

参照符号１０５は、第一接続において端子１０３に、そして第二接続において端子１０４に、半田付けされるコイルを示している。

二つの端子１０３，１０４とコイル１０５とにより、電子タバコの加熱部１００の電気回路１０６が構成される。

第一接続と第二接続とは、電気回路１０６の第一点と第二点とにそれぞれ位置する。

参照符号１０７は、電子タバコの芳香部材を示している。電流が電気回路を流れたときのジュール効果の結果生成される熱を受けたとき蒸発する芳香物質を収容するかつ／または保持するよう、芳香部材は構成される。

加熱部の構成に関して、端子１０３，１０４および／または要素１０２の長さと略平行な主方向“Ｘ”に沿って加熱部は延設される。

図２および図３に、二つの異なる位置における電気回路１０７のレーザー半田付け装置１を示す。

レーザー半田付け装置１は、レーザー光線４が発せられる発光領域３を有するレーザー半田付けヘッド２を備える。レーザー半田付けヘッド２は、レーザー光線の二つの別々のパルスを生成するための手段を備える。より具体的には、レーザー光線を生成する二つのパルスは、単一の作動トリガによって始動させられる。

参照符号５は、供給パス“Ｐ”に沿って電子タバコの加熱部１００を少なくとも半田付け位置“Ｓ”まで供給するよう構成される供給装置を示している。半田付け位置“Ｓ”では、加熱部１００が発光領域３においてレーザー半田付けヘッド２に面する。

好ましくは、供給装置５は、加熱部を径方向外面上に受け取り保持するよう構成される供給ドラムを備える。さらに好ましくは、端子１０３，１０４は外側に向いており、コイル１０５が端子自体と供給ドラムの中心との間に配置されるよう、加熱部１００を保持するよう供給ドラムは構成される。

図示の実施形態において、供給ドラムは、水平軸“Ａ”回りに回転するとともに、主方向“Ｘ”が供給ドラムに対する接平面上にありかつ軸“Ａ”と平行となるよう加熱部を保持するよう構成される。

図２および図３に、二つの端子１０３，１０４およびコイル１０５の断面とともに、加熱部１００を概略的に示す。

一の実施可能な形態において、給送装置５好ましくは供給ドラムが、半田付け位置“Ｓ”において所定の時間長さで停止するよう、断続的に加熱部を供給するよう構成される。

レーザー半田付け装置１は、レーザー半田付けヘッド２に機能的に接続される移動手段６を備える。互いに間隔を空けて配置される前述の半田接続を形成するよう、レーザー半田付けヘッド２を移動させるように移動手段６は構成される。

好ましくは、移動手段６は、モータ（図示せず）を備える。モータの出力シャフト７には、図２または図３の紙面に対して垂直な軸回りに両方向に交互に回転するレバー８が固定されている。

参照符号９は、レバー８とレーザー半田付けヘッド２との間に配置される、レーザー半田付けヘッド２への接続のための接続棒（コンロッド）を示している。

参照符号１０は、ストレートガイド（直線案内部）を示している。接続棒９の作用により、レーザー半田付けヘッド２はストレートガイドに沿って摺動することができる。

第一接続と第二接続とをそれぞれ形成するよう、電気回路６の第一点と第二点とにおいて半田付けされるそれぞれの面に対して垂直となるようレーザー光線４を配置するように、電気回路１０６の第一点と第二点との間でレーザー半田付けヘッド２を移動させるように移動手段６が構成されている。レーザー半田付けヘッドは、第一点と第二点とにおいてレーザー光線の二つの別々のパルスを生成する。

図示の例では、移動手段６は、レーザー半田付けヘッド２を平行移動で、例えば垂直方向の平行移動で、移動させるよう構成される。好ましくは、移動手段は、レーザー半田付けヘッドを一定速度で移動させるよう構成される。

本発明にかかる電子タバコの加熱部１００の電気回路１０６をレーザー半田付けするための方法を実現するために、好適には、半田付け装置１が用いられる。

より具体的には、本半田付け方法は、供給パス“Ｐ”に沿って電子タバコの加熱部１００を少なくとも半田付け位置“Ｓ”まで供給する工程を含む。半田付け位置“Ｓ”では、レーザー光線４を発するレーザー半田付けヘッド２に発光領域３において加熱部“１００”が面する。

この後には、第一半田接続を形成するために、レーザー光線を第一点に照射することによって、第一レーザー半田を電気回路の第一点に形成する工程が続く。第一のレーザー半田付け工程の間、レーザー光線は半田付けされる面に対して垂直とされる。より具体的には、第一点は、第一接続を形成するよう、端子１０３とコイル１０５とに位置し、第二点は、第二接続を形成するよう、端子１０４とコイル１０５とに位置する。

第一のレーザー半田付け工程の後に、第二のレーザー半田付け工程の間にレーザー光線４が半田付けされる面に対して垂直となるよう、レーザー半田付けヘッド２は電気回路１０６の第一点と第二点との間で移動される。第二のレーザー半田付け工程は、第一半田接続から間隔を空けて配置される第二半田接続を形成するよう、レーザー光線を第二点に照射することにより、第二点に対して実行される。

第一のレーザー半田付け工程および第二のレーザー半田付け工程は、レーザー光線を二つの別々のパルスとして生成することにより行われる。

第一のレーザー半田付け工程および第二のレーザー半田付け工程の間に、レーザー光線は第一点および第二点に垂直に照射される。より具体的には、二つの端子にはレーザー光線が直接照射される、したがって、レーザー光線とコイルとの間に二つの端子がそれぞれ配置される。

好ましくは、レーザー半田付けヘッド２は、平行移動で、例えば垂直方向の平行移動で、移動される。また、さらに好ましくは、レーザー半田付けヘッド２は一定速度で移動される。

可能な実施形態では、加熱部１００は半田付け位置“Ｓ”に静止した状態で、レーザー半田付けヘッド２が第一点と第二点との間で移動される。

使用時には、それぞれの加熱部１００が同じ半田付け位置“Ｓ”に順に到達するよう、複数の加熱部１００が順に供給パス“Ｐ”に沿って供給される。第一のレーザー半田付け工程とレーザー半田付けヘッドを移動させる工程と第二のレーザー半田付け工程とが、半田付け位置に配置されるそれぞれの加熱部１００に対して繰り返される。

好ましくは、レーザー半田付けヘッド２は、それぞれの加熱部１００に対して一度だけ移動される。さらに好ましくは、レーザー半田付けヘッド２は、第一加熱部を半田付けするとき前進行程（フォワード・ストローク）ｄ１）を実行し、第一加熱部の直ぐ後の第二加熱部を半田付けするとき戻り行程（リターン・ストローク）ｄ２）を実行する。分かりやすくするため、参照符号１００ａと参照符号１００ｂとは、第一加熱部と、第一加熱部の直ぐ後の第二加熱部と、を示している。

特に図１は、二つの端子が供給ドラムに対する接平面上にありかつ軸“Ａ”と平行である状態で、第一加熱部１００ａが半田付け位置“Ｓ”に達した瞬間を示している。好ましくは、二つの端子１０３，１０４は水平に配置される。

レーザー半田付けヘッド２は、端子１０３にレーザー光線４を照射する上昇位置にある。コイル１０５は供給ドラムの中心に向けられている。第一の半田付け工程を実行するために、したがって第一接続を形成するために第一レーザー光線を生成する第一パルスの後に、レーザー半田付けヘッド２は、例えば図３に示すように端子１０４にレーザー光線が照射可能なように、下降する。言い換えれば、レーザー半田付けヘッド２は前進行程ｄ１）を実行する。他方のパルスは、端子１０４に直接照射される他方のレーザー光線を生成し、これにより、第二接続が形成される。

次に、第一加熱部に続く第二加熱部１００ｂを半田付け位置“Ｓ”へと搬送するよう、供給ドラムの回転が設定される。

レーザー半田付けヘッド２は、端子１０４にレーザー光線４を照射する下降位置に留まっている。次に、端子１０３にレーザー光線を照射できるよう、レーザー半田付けヘッド２は上昇する。言い換えれば、レーザー半田付けヘッド２は戻り行程ｄ２）を実行する。他方のパルスは、端子１０３に直接照射する他方のレーザー光線を形成する。

その後に送られてくる加熱部に対して、図２および図３に関して説明した工程が繰り返される。

説明した装置および方法を、電子タバコの加熱部の電気回路の二点を半田付けするために用いることができる。特に、本発明により、電気回路の端子にコイルを半田付けすることができる。

レーザー半田付けヘッドの（好ましくは一定速度での）移動により、半田付けされる面に垂直なレーザー光線が得られ、したがって、高品質な半田が得られる。

断続的に回転を行う供給ドラムによって、加熱部は保持される。全面を同じ半田付け条件とするよう、供給ドラムが停止したときにレーザー光線を水平に向けることにより、そしてレーザー半田付けヘッドを例えば垂直方向に移動させることによって、半田は形成される。

本発明にかかる装置を、半田付けが電気回路全体の抵抗を測定することによりチェックされる電子タバコを組み立てるための機械に実装することができる。

さらに、レーザー光線は、レーザー光線とコイルとの間にそれぞれ配置される第一端子と第二端子とに垂直に照射され、したがって、コイルへのダメージが回避される。

Claims (17)

1. 電子タバコの加熱部（１００）の電気回路（１０６）をレーザー半田付けするための方法であって、
   ａ）供給パス（Ｐ）に沿って電子タバコの加熱部（１００）を、レーザー光線（４）を発する発光領域（３）においてレーザー半田付けヘッド（２）に前記加熱部（１００）が面する少なくとも半田付け位置（Ｓ）まで供給する工程と、
   ｂ）第一半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第一点に第一レーザー半田を、前記レーザー光線を前記第一点に照射することによって、形成する工程と、
   ｃ）前記第一半田接続から間隔を空けて第二半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第二点に第二レーザー半田を、前記レーザー光線を前記第二点に照射することによって、形成する工程と、
   を含むレーザー半田付け方法において、
   前記第一のレーザー半田付け工程の間、前記レーザー光線（４）は半田付けされる面に対して垂直であり、
   前記レーザー半田付け方法は、前記第二のレーザー半田付け工程の間にレーザー光線（４）が半田付けされるそれぞれの面に対して垂直となるよう前記レーザー半田付けヘッド（２）が前記第一点と前記第二点との間で移動されるように前記レーザー半田付けヘッド（２）を移動させる工程ｄ）を、前記工程ｂ）と前記工程ｃ）との間に含んでおり、
   前記第一のレーザー半田付け工程および前記第二のレーザー半田付け工程は、前記レーザー光線の二つの別々のパルスを生成することにより行われるレーザー半田付け方法。
2. 請求項１に記載のレーザー半田付け方法において、工程ｄ）の間に、前記レーザー半田付けヘッド（２）は平行移動、例えば垂直方向の平行移動によって移動されるレーザー半田付け方法。
3. 請求項１または２に記載のレーザー半田付け方法において、工程ｄ）の間に、前記レーザー半田付けヘッド（２）は一定速度で移動されるレーザー半田付け方法。
4. 請求項１～３のいずれかに記載のレーザー半田付け方法において、前記加熱部（１００）は前記半田付け位置（Ｓ）に静止した状態で、前記レーザー半田付けヘッド（２）が前記第一点と前記第二点との間で移動されるレーザー半田付け方法。
5. 請求項１～４のいずれかに記載のレーザー半田付け方法において、それぞれの加熱部（１００）が前記同じ半田付け位置（Ｓ）に順に到達するよう、前記供給パス（Ｐ）に沿って複数の加熱部（１００）を順に供給する工程を含んでおり、
   前記半田付け位置（Ｓ）に位置するそれぞれの加熱部（１００）に工程ｂ）、工程ｄ）および工程ｃ）を繰り返すレーザー半田付け方法。
6. 請求項５に記載のレーザー半田付け方法において、前記レーザー半田付けヘッド（２）は、それぞれの加熱部（１００）に対して前記移動工程ｄ）に応じて一度だけ移動され、
   前記レーザー半田付けヘッド（２）は、第一加熱部を半田付けするとき前進行程（ｄ１）を実行し、前記第一加熱部の直ぐ後の第二加熱部を半田付けするとき戻り行程（ｄ２）を実行するレーザー半田付け方法。
7. 請求項１～６のいずれかに記載のレーザー半田付け方法であって、前記第一接続は、前記電気回路（１０６）の第一端子（１０３）とコイル（１０５）との間で形成され、前記第二接続は、前記電気回路（１０６）の第二端子（１０４）と前記コイル（１０５）との間で形成される方法において、
   前記レーザー光線（４）は、前記レーザー光線（４）と前記コイル（１０５）との間にそれぞれ配置される前記第一端子（１０３）と前記第二端子（１０４）とに垂直に照射されるレーザー半田付け方法。
8. 請求項１に記載のレーザー半田付け方法において、前記レーザー光線を生成する前記二つのパルスは、単一の作動トリガによって始動させられるレーザー半田付け方法。
9. 電子タバコの加熱部（１００）の電気回路をレーザー半田付けするための方法であって、
   ａ）供給パス（Ｐ）に沿って電子タバコの加熱部（１００）を、レーザー光線（４）を発する発光領域（３）においてレーザー半田付けヘッド（２）に前記加熱部（１００）が面する少なくとも半田付け位置（Ｓ）まで供給する工程と、
   ｂ）前記電気回路（１０６）の第一端子（１０３）とコイル（１０５）との間に第一半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第一点に第一レーザー半田を、前記レーザー光線を前記第一点に照射することによって、形成する工程と、
   ｃ）前記第一半田接続から間隔を空けて、前記電気回路（１０６）の第二端子（１０４）と前記コイル（１０５）との間に第二半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第二点に第二レーザー半田を、前記レーザー光線を前記第二点に照射することによって、形成する工程と、
   を含むレーザー半田付け方法において、
   前記第一のレーザー半田付け工程および前記第二のレーザー半田付け工程の間に、前記レーザー光線（４）は、前記レーザー光線と前記コイルとの間にそれぞれ配置される前記第一端子と前記第二端子とに垂直に照射されるレーザー半田付け方法。
10. 電子タバコの加熱部（１００）の電気回路をレーザー半田付けするためのレーザー半田付け装置（１）であって、
    レーザー光線（４）を発する発光領域（３）を有するレーザー半田付けヘッド（２）と、
    供給パス（Ｐ）に沿って電子タバコの加熱部（１００）を、前記レーザー半田付けヘッド（２）に前記発光領域（３）において前記加熱部（１００）が面する少なくとも半田付け位置（Ｓ）まで供給するよう構成される供給装置（５）と、
    を備えるレーザー半田付け装置において、
    前記レーザー半田付けヘッド（２）に機能的に接続されるとともに、第一接続と第二接続とをそれぞれ形成するよう、前記電気回路（１０６）の第一点と第二点との間で、レーザー光線（４）が前記第一点と前記第二点とにおいて半田付けされるそれぞれの面に対して垂直となるよう、前記レーザー半田付けヘッド（２）を移動させるように構成される移動手段（６）を備えており、
    前記レーザー半田付けヘッド（２）は、前記第一点と前記第二点とに前記レーザー光線の二つの別々のパルスを生成するための手段を備えているレーザー半田付け装置。
11. 請求項１０に記載のレーザー半田付け装置において、前記移動手段（６）は、前記レーザー半田付けヘッド（２）を平行移動、例えば垂直方向の平行移動で、移動させるよう構成されるレーザー半田付け装置。
12. 請求項１０または１１に記載のレーザー半田付け装置において、前記移動手段（６）は、前記レーザー半田付けヘッド（２）を一定速度で移動させるよう構成されるレーザー半田付け装置。
13. 請求項１０～１２のいずれかに記載のレーザー半田付け装置において、前記供給装置（６）は、前記加熱部（１００）を断続的に供給するように構成されるレーザー半田付け装置。
14. 請求項１０～１３のいずれかに記載のレーザー半田付け装置において、前記供給装置（５）は、前記加熱部（１００）を径方向外面上で受け取り保持するよう構成される供給ドラムを備えるレーザー半田付け装置。
15. 請求項１４に記載のレーザー半田付け装置であって、前記第一接続は、前記電気回路（１０６）の第一端子（１０３）とコイル（１０５）との間で形成され、前記第二接続は、前記電気回路の第二端子（１０４）と前記コイル（１０５）との間で形成されるレーザー半田付け装置において、
    前記供給ドラムは、前記端子が外側に向くよう前記加熱部（１００）を保持するよう構成されており、
    前記コイルは前記端子と前記供給ドラムの中心との間に配置されるレーザー半田付け装置。
16. 請求項１０に記載のレーザー半田付け装置であって、前記レーザー光線を生成する前記二つのパルスは、単一の作動トリガによって始動させられるレーザー半田付け装置。
17. 電子タバコの加熱部（１００）の電気回路をレーザー半田付けするためのレーザー半田付け装置（１）であって、
    レーザー光線（４）を発する発光領域（３）を有するレーザー半田付けヘッド（２）と、
    供給パス（Ｐ）に沿って電子タバコの加熱部（１００）を、前記レーザー半田付けヘッド（２）に前記発光領域（３）において前記加熱部（１００）が面する少なくとも半田付け位置（Ｓ）まで供給するよう構成される供給装置（５）と、
    を備え、
    前記電気回路（１０６）の第一端子（１０３）とコイル（１０５）との間に第一半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第一点に第一レーザー半田を、前記レーザー光線（４）を前記第一点に照射することによって、形成するよう、および前記第一半田接続から間隔を空けて、前記電気回路（１０６）の第二端子（１０４）と前記コイル（１０５）との間に第二半田接続を形成するために、前記電気回路（１０６）の第二点に第二レーザー半田を、前記レーザー光線（４）を前記第二点に照射することによって、形成するよう、構成されているレーザー半田付け装置（１）において、
    前記供給装置（５）は、前記加熱部（１００）を径方向外面上で受け取り保持するよう構成される供給ドラムを備えており、
    前記供給ドラムは、前記端子（１０３，１０４）が外側に向くよう前記加熱部（１００）を保持するよう構成されており、
    前記コイル（１０５）は前記端子（１０３，１０４）と前記供給ドラムの中心との間に配置されるレーザー半田付け装置。

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