KR102593473B1 - 에어로졸 제공 디바이스 - Google Patents

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Abstract

에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법은 복수의 와이어 스트랜드들(wire strands)을 포함하는 리츠(litz) 와이어를 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함한다. 그 방법은 지지 부재 상에 리츠 와이어로 인덕터 코일을 형성하는 단계를 더 포함하고, 여기서 인덕터 코일은 미리 결정된 형상을 갖는다. 그 방법은 인덕터 코일이 미리 결정된 형상을 실질적으로 유지하도록 결합가능 코팅부를 활성화하는 단계, 및 지지 부재로부터 인덕터 코일을 제거하는 단계를 더 포함한다.

Description

에어로졸 제공 디바이스
본 발명은 에어로졸 제공 디바이스를 위한 인덕터 코일을 형성하는 방법, 및 에어로졸 제공 디바이스에 관한 것이다.
시가레트들(cigarettes), 시가들(cigars) 등과 같은 흡연 물품들은 사용 동안에 담배를 태워서 담배 연기를 생성한다. 태우지 않고 화합물들을 방출하는 제품들을 생성함으로써, 담배를 태우는 이런 물품들에 대한 대안들을 제공하려는 시도들이 있었다. 그러한 제품들의 예들은 재료를 태우지 않고 가열함으로써 화합물들을 방출하는 가열 디바이스들이다. 재료는, 예컨대, 니코틴(nicotine)을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 담배 또는 다른 비-담배 제품들일 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상에 따라, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법이 제공되고, 그 방법은,
복수의 와이어 스트랜드들(wire strands)을 포함하는 리츠(litz) 와이어를 제공하는 단계 ― 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함함 ―;
지지 부재 상에 리츠 와이어로 인덕터 코일을 형성하는 단계 ― 인덕터 코일은 미리 결정된 형상을 가짐 ―;
상기 인덕터 코일이 미리 결정된 형상을 실질적으로 유지하도록 상기 결합가능 코팅부를 활성화하는 단계; 및
지지 부재로부터 인덕터 코일을 제거하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 제2 양상에 따라, 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일이 제공되고, 여기서 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 갖고, 그리고 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일이 지지 부재가 없을 때 자체 형상을 실질적으로 유지하도록 결합가능 코팅부가 활성화된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 참조하여 단지 예로서 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다음의 설명으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 에어로졸 제공 디바이스의 예의 정면도를 도시한다.
도 2는 외부 커버가 제거된, 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 에어로졸 제공 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 2의 에어로졸 제공 디바이스의 분해도를 도시한다.
도 5a는 에어로졸 제공 디바이스 내의 가열 조립체의 단면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 가열 조립체의 일부의 확대도를 도시한다.
도 6은 절연 부재 둘레에 감겨진 제1 및 제2 인덕터 코일들의 사시도를 도시한다.
도 7은 인덕터 코일을 형성하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 인덕터 코일을 형성하기 위해 사용되는 제조 장비의 사시도를 도시한다.
도 9는 인쇄 회로 기판에 연결된 제1 및 제2 인덕터 코일들의 사시도를 도시한다.
도 10은 인덕터 코일의 평면도를 도시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 “에어로졸 발생 재료”는 통상적으로 에어로졸의 형태로, 가열 시에 휘발되는 성분들을 제공하는 재료들을 포함한다. 에어로졸 발생 재료는 임의의 담배-함유 재료를 포함하고, 그리고 예컨대, 담배, 담배 파생품들, 팽화 담배, 재생 담배 또는 담배 대용품들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 재료는 또한 다른 비-담배 제품들을 포함할 수 있는데, 제품에 따라 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있다. 에어로졸 발생 재료는, 예컨대, 고체, 액체, 겔, 왁스 등의 형태일 수 있다. 에어로졸 발생 재료는, 예컨대, 재료들의 조합 또는 블렌드일 수 있다. 에어로졸 발생 재료는 또한 "흡연가능 재료"로도 알려질 수 있다.
통상적으로 에어로졸 발생 재료를 태우거나 또는 연소시키지 않고도 흡입될 수 있는 에어로졸을 형성하기 위하여, 에어로졸 발생 재료의 적어도 하나의 성분을 휘발시키기 위해 에어로졸 발생 재료를 가열하는 장치가 알려졌다. 그러한 장치는 "에어로졸 발생 디바이스", "에어로졸 제공 디바이스", "비연소식 가열 디바이스(heat-not-burn device)", "담배 가열 제품 디바이스" 또는 "담배 가열 디바이스" 등으로 종종 설명된다. 유사하게, 니코틴을 보유할 수 있거나 보유하지 않을 수 있는, 액체 형태의 에어로졸 발생 재료를 통상적으로 기화시키는 소위 전자 시가레트 디바이스가 또한 있다. 에어로졸 발생 재료는 장치에 삽입될 수 있는 막대, 카트리지 또는 카세트 등의 형태이거나 이들의 일부로서 제공될 수 있다. 에어로졸 발생 재료를 가열하여 기화시키기 위한 히터가 장치의 "영구적(permanent)" 부분으로서 제공될 수 있다.
에어로졸 제공 디바이스는 가열하기 위한 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품을 수용할 수 있다. 이런 맥락에서 "물품"은, 사용 중에 에어로졸 발생 재료를 포함하거나 보유하고 그 에어로졸 발생 재료를 기화시키기 위해 가열되는 컴포넌트, 및 선택적으로는 사용 중인 다른 컴포넌트이다. 사용자는 물품이 에어로졸을 생성하기 위해 가열되기 전에 그 물품을 에어로졸 제공 디바이스에 삽입할 수 있고, 이어서 사용자는 그 에어로졸을 흡입한다. 물품은, 예컨대, 그 물품을 수용하도록 사이즈가 정해지는 디바이스의 가열 챔버 내에 배치되도록 구성되는 미리 결정된 또는 특정 사이즈를 가질 수 있다.
본 개시내용의 제1 양상은 에어로졸 제공 디바이스에서 사용하기 위한 인덕터 코일을 형성하는 방법을 정의한다. 그 방법은 리츠 와이어/케이블로 시작한다. 리츠 와이어는 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 와이어이고, 교류를 운반하기 위해 사용된다. 리츠 와이어는 전도체에서의 표피 효과 손실들을 감소시키기 위해 사용되고, 함께 꼬아지거나 엮어지는 복수의 개별 절연 와이어들을 포함한다. 이 권취들의 결과로, 각각의 스트랜드가 전도체 외부에 있게 되는 전체 길이의 비율이 동일하게 된다. 이것은, 교류를 와이어 스트랜드들에 동일하게 분배하여 와이어에서의 저항을 감소시키는 효과를 갖는다. 일부 예들에서, 리츠 와이어는 와이어 스트랜드들의 여러 개의 묶음들을 포함하고, 여기서 각각의 묶음의 와이어 스트랜드들은 함께 꼬아진다. 와이어들의 묶음들은 유사한 방식으로 함께 꼬아지고/엮어진다.
본 개시내용에서, 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함한다. 결합가능 코팅부는, 각각의 와이어 스트랜드를 둘러싸고 활성화(예컨대, 가열)될 수 있는 코팅부이고, 그럼으로써 리츠 와이어 내의 스트랜드들은 하나 이상의 이웃 스트랜드들에 결합된다. 결합가능 코팅부는 리츠 와이어가 지지 부재 상에 인덕터 코일의 형상으로 형성되게 하고, 결합가능 코팅부가 활성화된 이후에, 인덕터 코일은 자신의 형상을 유지할 것이다. 그러므로, 결합가능 코팅부는 인덕터 코일의 형상을 "설정"한다. 일부 예들에서, 결합가능 코팅부는 전도성 코어를 둘러싸는 전기 절연 층이다. 그러나, 결합가능 코팅부와 절연체는 별개의 층들일 수 있고, 결합가능 코팅부가 절연 층을 둘러싼다. 일 예에서, 리츠 와이어의 전도성 코어는 구리를 포함한다.
리츠 와이어(현재 인덕터 코일의 형상임)는 자신의 형상을 잃지 않고 지지 부재로부터 제거될 수 있다. 지지 부재는 리츠 와이어를 미리 결정된 형상(즉, 인덕터 코일의 형상)으로 형성하기 위해 사용되는 구조이다. 따라서, 지지 부재는 결합가능 코팅부가 활성화될 때 미리 결정된 형상으로 리츠 와이어를 유지한다.
그러므로, 예시적인 방법은 시간이 지남에 따라 자신의 형상을 유지할 가능성이 더 큰 인덕터 코일을 제공한다. 따라서, 디바이스들이 조립된 이후에, 원하는 가열 효과가 더 오래 유지될 수 있는데, 이것은 디바이스의 수명을 늘리며, 인덕터 코일이 가장 효율적으로 동작하고 있도록 보장한다. 이것은 시간이 지남에 따라 변형되거나 뒤틀릴 수 있는 인덕터 코일들을 갖는 디바이스들과는 대조적이다. 그 방법은 또한 디바이스의 제조 동안 더 큰 유연성을 제공한다. 예컨대, 인덕터 코일들은 디바이스가 조립될 때가 아니라 조립 프로세스 이전에 준비할 수 있다.
위의 방법은 에어로졸 제공 디바이스들에서 사용하기 위한 인덕터 코일들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 디바이스는 2개 이상의 인덕터 코일들을 포함할 수 있다. 각각의 인덕터 코일은 가변 자기장을 발생시키도록 배열되고, 그 가변 자기장은 서셉터에 침투한다. 본원에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 서셉터는 가변 자기장들에 의해 가열가능한 전기 전도성 물체이다. 에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품이 서셉터 내에 수용되거나, 서셉터 근처에 또는 그것과 접촉하게 배열될 수 있다. 일단 가열되면, 서셉터는 에어로졸을 방출하는 에어로졸 발생 재료에 열을 전달한다.
특정 예에서, 인덕터 코일을 형성하는 단계는 나선형 인덕터 코일을 형성하기 위해 지지 부재 둘레에 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함한다. 따라서, 인덕터 코일은 나선형 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 지지 부재는 관형 또는 원통형일 수 있고, 리츠 와이어는 지지 부재 둘레에 미리 결정된 나선형 형상으로 권취되거나/감길 수 있다. 그러므로, 지지 부재는 미리 결정된 형상을 정의하는 외부 단면을 가질 수 있다. 예컨대, 지지 부재는 제1 외부 단면을 가질 수 있고 나선형 코일은 제2 내부 단면을 가질 수 있으며, 여기서 제1 외부 단면과 제2 내부 단면은 실질적으로 동일하다. 제1 및 제2 단면들은, 예컨대, 형상이 원형일 수 있다. 지지 부재 둘레에 그리고 지지 부재의 길이를 따라 리츠 와이어를 권취함으로써, 나선형 인덕터 코일이 형성될 수 있다.
그 방법은, 지지 부재로부터 인덕터 코일을 제거한 이후에 절연 부재/지지체 상에 인덕터 코일을 수용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연 부재는, 예컨대, 에어로졸 제공 디바이스 내에 배치되는 컴포넌트일 수 있다. 절연 부재는 제1 외부 단면과 실질적으로 동일한 제3 외부 단면을 가질 수 있다.
다른 예들에서, 인덕터 코일은 평평한 형상, 만곡된 형상을 가질 수 있거나, 쌍곡 포물면과 같은 형상일 수 있다.
미리 결정된 형상은 인덕터 코일을 전원에 연결하기 위한 연결 부분을 인덕터 코일의 하나 이상의 단부들에 구비할 수 있다. 다시 말해서, 인덕터 코일 및 리츠 와이어의 적어도 하나의 단부는 연결 부분을 정의할 수 있다. 인덕터 코일의 각각의 단부에 연결 부분이 있을 수 있다. 연결 부분(들)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)와 같은 회로에 연결가능할 수 있다. 그 방법은 시간 기간 동안 연결 부분을 땜납에 침지하는 단계를 포함할 수 있다. 용융된 땜납은, 복수의 와이어 스트랜드들로부터 절연체를 용융시키거나 그렇지 않으면 제거하고, 인덕터 코일이 연결된 컴포넌트와 와이어 스트랜드들 각각 간의 양호한 전기 접촉을 생성하도록 작용한다. 따라서, 연결 부분에서, 와이어 스트랜드들 각각(또는 대부분)은 인덕터 코일에 접착/결합하는 땜납을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 연결 부분은 전원에 연결되는 인덕터 코일의 부분(이를테면, 단부들)을 포함한다.
연결 부분이 땜납에 침지되는 시간 기간은, 예컨대, 약 2초 내지 약 6초, 또는 약 3초 내지 약 5초일 수 있다. 이 시간 길이는 와이어 스트랜드들의 전도성 코어들을 손상시키지 않으면서, 와이어 스트랜드들로부터 절연체(및 결합가능 코팅부)를 제거하는 것과 양호한 전기 연결을 생성하는 것 간의 양호한 균형을 제공한다는 것이 확인되었다. 바람직하게, 시간 기간은 약 4초 내지 약 5초이다. 이것은 위에서 언급된 고려 사항들 간의 양호한 균형을 제공한다.
연결 부분이 침지되는 땜납은 약 400℃ 내지 약 500℃, 또는 약 400℃ 내지 약 450℃의 온도를 가질 수 있다. 이 온도의 땜납은 와이어 스트랜드들의 전도성 코어들을 손상시키지 않으면서, 와이어 스트랜드들로부터 절연체(및 결합가능 코팅부)를 제거하는데 적합하다는 것이 확인되었다. 바람직하게, 땜납은 약 450℃의 온도를 가질 수 있다.
결합가능 코팅부를 활성화하는 단계는 결합가능 코팅부를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 인덕터 코일이 지지 부재 상에 형성된 이후에, 인덕터 코일이 열경화를 겪도록 와이어 스트랜드들 각각 상의 결합가능 코팅부로 하여금 자체-결합하도록 야기하기 위해서 리츠 와이어는 가열될 수 있다. 특정 예에서, 결합가능 코팅부를 가열하는 단계는 결합가능 코팅부를 약 180 내지 200℃의 결합 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 결합가능 코팅부는 용매를 통해 활성화될 수 있다.
방법은 결합가능 코팅부를 활성화한 이후에 인덕터 코일을 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 프로세스는 결합가능 코팅부로 하여금 냉각되도록 야기하여, 인덕터 코일의 형상을 설정할 수 있다. 인덕터 코일을 냉각시키는 단계는 인덕터 코일 위로 공기를 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 에어 건 또는 팬이 인덕터 코일 위로 공기를 불어 넣을 수 있다. 에어 건 또는 팬을 사용하면 냉각 프로세스를 가속화할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 인덕터 코일은 2개의 연결 부분들을 포함할 수 있는데, 인덕터 코일의 각각의 단부를 향해 하나의 연결 부분이 배열된다. 일 예에서, 미리 결정된 형상은 2개의 연결 부분들을 포함하는데, 그 2개의 연결 부분들 둘 모두는 실질적으로 동일한 평면에 놓이고, 인덕터 코일을 형성하는 단계는 연결 부분들 중 적어도 하나의 연결 부분이 평면에 놓이도록 그 적어도 하나의 연결 부분을 구부리는 단계를 포함한다. 예컨대, 인덕터 코일의 2개의 단부들은 인덕터 코일들에 의해 정의된 축에 평행한(또한, 조립된 에어로졸 제공 디바이스에서 서셉터의 종축에도 평행한) 축에 놓일 수 있다. 평면은 자신이 인덕터 코일에 대해 접선을 이루게 배열되도록 배열될 수 있다.
연결 부분들 중 적어도 하나를 구부리는 단계는 약 90도로 구부리는 단계를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 제1 연결 부분은 나선형으로 권취된 인덕터 코일로부터 접선을 이루게 연장하고, 제2 연결 부분은 제1 연결 부분과 동일한 평면에 놓이도록 접선 방향으로부터 약 90도로 구부러진다. 제2 연결 부분은 구부러지기 전에 인덕터 코일로부터 접선 방향으로 초기에 연장할 수 있다.
리츠 와이어를 권취하는 단계는 지지 부재 둘레에 리츠 와이어를 약 5 내지 9번 권취하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 약 5 내지 9개의 턴(turn)들을 포함하는 인덕터 코일이 형성될 수 있다. 일 예에서, 약 6 내지 7개의 턴들, 이를테면 약 6.75개의 턴들을 갖는 제1 인덕터 코일이 형성된다. 따라서, 리츠 와이어를 권취하는 단계는 지지 부재 둘레에 리츠 와이어를 약 6 내지 7번, 이를테면 약 6.75번 권취하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 약 8 내지 9개의 턴들, 이를테면 약 8.75개의 턴들을 갖는 제2 인덕터 코일이 형성된다. 따라서, 리츠 와이어를 권취하는 단계는 지지 부재 둘레에 리츠 와이어를 약 8 내지 9번, 이를테면 약 8.75번 권취하는 단계를 포함한다. 턴은 축을 중심으로 한 번의 완전한 회전이다.
리츠 와이어는 부설 방향(lay direction)을 가질 수 있고, 인덕터 코일을 형성하는 단계는 부설 방향과 동일한 방향으로 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 부설 방향은 권취 방향을 보완하는데, 이것은 리츠 와이어 내의 와이어 스트랜드들이 꼬이거나 풀릴 가능성이 줄어든다는 것을 의미한다.
결합가능 코팅부는 에나멜을 포함할 수 있다.
일 예에서, 개별 와이어들은 뉴햄프셔의 Elektrisola Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 Thermobond STP18 와이어들이다. 이런 와이어들은 에어로졸 제공 디바이스에서 사용하기에 양호한 적합성을 제공하는 것으로 확인되었다. 예컨대, 이런 와이어들은, 디바이스의 가열된 서셉터가 결합가능 코팅부로 하여금 다시 연화되게 야기하지 않도록 비교적 높은 결합 온도를 갖는다.
제2 양상에서, 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일이 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성되고, 여기서 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 갖고, 그리고 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일이 지지 부재가 없을 때 자체 형상을 실질적으로 유지하도록 결합가능 코팅부가 활성화된다.
유도 코일은 일 단부에 연결 부분을 갖고, 연결 부분은 리츠 와이어의 실질적으로 모든 와이어 스트랜드들과 전기 접촉하도록 땜납으로 코팅된다.
위에서 설명된 방법은 에어로졸 제공 디바이스를 위한 제2 인덕터 코일을 형성하기 위해 반복될 수 있다. 일 예시적인 방법에서, 제1 인덕터 코일이 형성되고, 제2 인덕터 코일이 형성되며, 여기서 제1 인덕터 코일은 제2 인덕터 코일보다 더 짧은 길이를 갖는다. 특정 예에서, 제1 인덕터 코일을 형성하는 단계는 제1 나선형 인덕터 코일을 형성하기 위해 제1 길이에 걸쳐 지지 부재 둘레에 제1 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함하고, 제2 인덕터 코일을 형성하는 단계는 제2 나선형 인덕터 코일을 형성하기 위해 제2 길이에 걸쳐 지지 부재 둘레에 제2 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함하며, 여기서 제1 길이는 제2 길이보다 더 짧다.
(제1 인덕터 코일의) 제1 길이는 약 15mm 내지 약 20mm일 수 있고, (제2 인덕터 코일의) 제2 길이는 약 25mm 내지 약 30mm일 수 있다. 더 구체적으로, 제1 길이는 약 19mm(±1mm)일 수 있고, 제2 길이는 약 28mm(±1mm)일 수 있다. 이런 길이들은 핫 퍼프를 감소시키면서 서셉터의 효과적인 가열을 제공하는데 적합하다는 것이 확인되었다.
제1 인덕터 코일은 약 250mm 내지 약 300mm의 길이를 갖는 제1 리츠 와이어를 포함할 수 있고, 제2 인덕터 코일은 약 400mm 내지 약 450mm의 길이를 갖는 제2 리츠 와이어를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 각각의 코일 내의 와이어의 길이는 코일이 풀렸을 때의 길이이다. 예컨대, 제1 리츠 와이어는 약 280mm 내지 약 290mm의 길이를 가질 수 있고, 제2 리츠 와이어는 약 415mm 내지 약 425mm의 길이를 가질 수 있다. 특정 어레인지먼트에서, 제1 리츠 와이어는 약 285mm의 길이를 갖고, 제2 리츠 와이어는 약 420mm의 길이를 갖는다. 이런 길이들은 핫 퍼프를 감소시키면서 서셉터의 효과적인 가열을 제공하는데 적합하다는 것이 확인되었다.
제1 인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭(gap)들을 포함할 수 있고, 각각의 갭은 약 0.9mm의 길이를 가질 수 있다. 제2 인덕터 코일은 연속적인 턴들 간에 갭들을 포함하고, 각각의 갭은 약 1mm의 길이를 가질 수 있다. 이것은, 서셉터 어레인지먼트의 가열 효과가 각각의 인덕터 코일마다 상이할 수 있다는 것을 의미한다. 더 일반적으로, 연속적인 턴들 간의 갭들은 각각의 인덕터 코일마다 상이할 수 있다. 갭 길이는 디바이스/서셉터의 종축에 평행한 방향으로 측정된다. 갭은 코일의 와이어가 존재하지 않는 부분이다(즉, 연속적인 턴들 사이에 공간이 있음).
제1 인덕터 코일은 약 2g 내지 약 3g의 질량을 가질 수 있고, 제2 인덕터 코일은 약 3g 내지 약 4g의 질량을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 질량은 약 3g 미만 또는 약 2.5g 미만일 수 있고, 제2 질량은 약 3g 초과 또는 약 3.5g 초과일 수 있다. 특정 어레인지먼트에서, 제1 인덕터 코일은 약 2.4g의 질량을 갖고, 제2 인덕터 코일은 약 3.5g의 질량을 갖는다.
도 1은 에어로졸 발생 매질/재료로부터 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 제공 디바이스(100)의 예를 도시한다. 대략적으로, 디바이스(100)는 에어로졸 발생 매질을 포함하는 교체가능 물품(110)을 가열하여 디바이스(100)의 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸 또는 다른 흡입가능 매질을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(100)는, 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 둘러싸고 수용하는 하우징(102)(외부 커버의 형태)을 포함한다. 디바이스(100)는 일 단부에 개구(104)를 가지며, 물품(110)이 가열 조립체에 의한 가열을 위해서 그 개구(104)를 통해 삽입될 수 있다. 사용 중에, 물품(110)은 가열 조립체에 완전히 또는 부분적으로 삽입될 수 있고, 여기서 그 물품(110)은 가열 조립체의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 가열될 수 있다.
이 예의 디바이스(100)는 덮개(108)를 포함하는 제1 단부 부재(106)를 포함하고, 그 덮개(108)는 물품(110)이 제자리에 없을 경우 개구(104)를 폐쇄하도록 제1 단부 부재(106)에 대해 이동가능하다. 도 1에서, 덮개(108)는 열린 구성으로 도시되어 있지만, 덮개(108)는 닫힌 구성으로 이동할 수 있다. 예컨대, 사용자는 덮개(108)로 하여금 화살표 "A"의 방향으로 미끄러지도록 할 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 눌려질 경우 디바이스(100)를 동작시키는 사용자-조작가능 제어 엘리먼트(112), 이를테면 버튼 또는 스위치를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자는 스위치(112)를 동작시킴으로써 디바이스(100)를 켤 수 있다.
디바이스(100)는 또한, 디바이스(100)의 배터리를 충전하기 위한 케이블을 수용할 수 있는 전기 컴포넌트, 이를테면 소켓/포트(114)를 포함할 수 있다. 예컨대, 소켓(114)은 충전 포트, 이를테면 USB 충전 포트일 수 있다.
도 2는 외부 커버(102)가 제거되고 물품(110)이 존재하지 않는, 도 1의 디바이스(100)를 묘사한다. 디바이스(100)는 종축(134)을 정의한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부 부재(106)는 디바이스(100)의 일 단부에 배열되고 제2 단부 부재(116)는 디바이스(100)의 반대쪽 단부에 배열된다. 제1 및 제2 단부 부재들(106, 116)은 함께 디바이스(100)의 단부 표면들을 적어도 부분적으로 정의한다. 예컨대, 제2 단부 부재(116)의 하단 표면은 디바이스(100)의 하단 표면을 적어도 부분적으로 정의한다. 외부 커버(102)의 에지들은 또한 단부 표면들의 일부를 정의할 수 있다. 이 예에서, 덮개(108)는 또한 디바이스(100)의 상단 표면의 일부를 정의한다.
개구(104)에 가장 가까운 디바이스의 단부는 사용 중에 사용자의 입에 가장 가깝기 때문에 디바이스(100)의 근위 단부(또는 마우스 단부)로 알려질 수 있다. 사용 중에, 사용자는 물품(110)을 개구(104)에 삽입하고, 에어로졸 발생 재료의 가열을 시작하기 위해 사용자 제어부(112)를 조작하고, 디바이스에서 발생된 에어로졸을 흡인한다. 이것은 에어로졸로 하여금 유로를 따라 디바이스(100)의 근위 단부를 향해서 디바이스(100)를 통해 흐르도록 한다.
개구(104)로부터 가장 멀리 떨어져 있는 디바이스의 다른 단부는 사용 중에 사용자의 입으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 단부이기 때문에 디바이스(100)의 원위 단부로 알려질 수 있다. 사용자가 디바이스에서 발생된 에어로졸을 흡인함에 따라, 에어로졸은 디바이스(100)의 원위 단부로부터 멀어지게 흐른다.
디바이스(100)는 전원(118)을 추가로 포함한다. 전원(118)은, 예컨대, 배터리, 이를테면 재충전가능 배터리 또는 비-재충전가능 배터리일 수 있다. 적합한 배터리들의 예들은, 예컨대, 리튬 배터리(이를테면, 리튬-이온 배터리), 니켈 배터리(이를테면, 니켈-카드뮴 배터리), 및 알카라인 배터리를 포함한다. 배터리는 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위해서 제어기(미도시)의 제어 하에 필요할 때 전기 전력을 공급하도록 가열 조립체에 전기적으로 결합된다. 이 예에서, 배터리는 배터리(118)를 제자리에 유지하는 중앙 지지체(120)에 연결된다.
디바이스는 적어도 하나의 전자 모듈(122)을 더 포함한다. 전자 모듈(122)은, 예컨대, PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. PCB(122)는 적어도 하나의 제어기, 이를테면 프로세서, 및 메모리를 지원할 수 있다. PCB(122)은 또한 디바이스(100)의 다양한 전자 컴포넌트들을 전기적으로 서로 연결시키기 위해 하나 이상의 전기 트랙들을 포함할 수 있다. 예컨대, 전력이 디바이스(100) 전체에 걸쳐 분배될 수 있도록, 배터리 단자들이 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 소켓(114)이 또한 전기 트랙들을 통해 배터리에 전기적으로 결합될 수 있다.
예시적인 디바이스(100)에서, 가열 조립체는 유도 가열 조립체이며, 유도 가열 프로세스를 통해 물품(110)의 에어로졸 발생 재료를 가열하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 유도 가열은 전자기 유도에 의해 전기 전도성 물체(이를테면, 서셉터)를 가열하는 프로세스이다. 유도 가열 조립체는 유도 엘리먼트, 예컨대, 하나 이상의 인덕터 코일들, 및 그 유도 엘리먼트를 통해 교류 전류와 같은 가변 전류를 전달하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 유도 엘리먼트의 가변 전류는 가변 자기장을 생성한다. 가변 자기장은 유도 엘리먼트에 대해 적합하게 위치된 서셉터를 침투하고, 서셉터 내부에서 와전류들을 발생시킨다. 서셉터는 와전류들에 대한 전기 저항을 갖고, 그로 인해서 이 저항에 대한 와전류들의 흐름이 서셉터로 하여금 줄 가열(Joule heating)에 의해 가열되도록 한다. 서셉터가 강자성 재료, 이를테면 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 경우들에서, 열은 또한 서셉터에서의 자기 히스테리시스 손실들에 의해서, 즉, 가변 자기장을 갖는 자기 쌍극자들의 정렬의 결과로 자기 재료에서의 자기 쌍극자들의 다양한 배향에 의해서 생성될 수 있다. 유도 가열에서는, 예컨대 전도에 의한 가열에 비해, 서셉터 내부에서 열이 발생되어 급속 가열이 허용된다. 더욱이, 유도 히터와 서셉터 간의 어떤 물리적 접촉도 필요하지 않아 구성 및 응용의 개선된 자유가 허용된다.
예시적인 디바이스(100)의 유도 가열 조립체는 서셉터 어레인지먼트(132)(본원에서 "서셉터"로 지칭됨), 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 전기 전도성 재료로 만들어진다. 이 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 나선형 인덕터 코일들(124, 126)을 제공하기 위해 나선형 형태로 권취되는 리츠 와이어/케이블로 만들어진다. 리츠 와이어는, 개별적으로 절연되고 단일 와이어를 형성하기 위해 함께 꼬아지는 복수의 개별 와이어들을 포함한다. 리츠 와이어들은 전도체에서의 표피 효과 손실들을 감소시키도록 설계된다. 디바이스(100)의 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 직사각형 단면을 갖는 구리 리츠 와이어로 만들어진다. 다른 예들에서, 리츠 와이어는 원형과 같은 다른 형상의 단면을 가질 수 있다.
제1 인덕터 코일(124)은 서셉터(132)의 제1 섹션을 가열하기 위한 제1 가변 자기장을 발생시키도록 구성되고, 제2 인덕터 코일(126)은 서셉터(132)의 제2 섹션을 가열하기 위한 제2 가변 자기장을 발생시키도록 구성된다. 이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 디바이스(100)의 종축(134)을 따른 방향으로 제2 인덕터 코일(126)에 인접한다(즉, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 겹치지 않음). 서셉터 어레인지먼트(132)는 단일 서셉터, 또는 2개 이상의 별개의 서셉터들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 단부들(130)은 PCB(122)에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 일부 예들에서, 서로 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 적어도 하나의 특성을 가질 수 있다. 더 상세하게, 일 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 도 2에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은, 제1 인덕터 코일(124)이 제2 인덕터 코일(126)보다 서셉터(132)의 더 작은 섹션에 권취되도록, 상이한 길이들을 갖는다. 따라서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 수의 턴들을 포함할 수 있다(개별 턴들 간의 간격이 실질적으로 동일하다고 가정함). 또 다른 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)과 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예들에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 실질적으로 동일할 수 있다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)은 반대 방향들로 권취된다. 이것은, 인덕터 코일들이 상이한 시간들에 활성화될 때, 유용할 수 있다. 예컨대, 초기에는, 제1 인덕터 코일(124)이 물품(110)의 제1 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있고, 나중에는, 제2 인덕터 코일(126)이 물품(110)의 제2 섹션을 가열하도록 동작하고 있을 수 있다. 코일을 반대 방향들로 권취하는 것은, 특정 타입의 제어 회로와 함께 사용될 때 비활성 코일에서 유도되는 전류를 감소시키는데 도움을 준다. 도 2에서, 제1 인덕터 코일(124)은 우측 나선이고 제2 인덕터 코일(126)은 좌측 나선이다. 그러나, 다른 실시예에서는, 인덕터 코일들(124, 126)은 동일한 방향으로 권취될 수 있거나, 제1 인덕터 코일(124)은 좌측 나선일 수 있고 제2 인덕터 코일(126)은 우측 나선일 수 있다.
이 예의 서셉터(132)는 중공 형태이고, 따라서 에어로졸 발생 재료가 수용되는 리셉터클을 정의한다. 예컨대, 물품(110)은 서셉터(132)에 삽입될 수 있다. 이 예에서, 서셉터(120)는 원형 단면을 갖는 관형이다.
도 2의 디바이스(100)는, 일반적으로 관형이고 서셉터(132)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 절연 부재(128)를 더 포함한다. 절연 부재(128)는 임의의 절연 재료, 이를테면 예컨대 플라스틱으로 구성될 수 있다. 이 특정 예에서, 절연 부재는 PEEK(polyether ether ketone)로 구성된다. 절연 부재(128)는 서셉터(132)에서 발생된 열로부터 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들을 절연시키는데 도움을 줄 수 있다.
절연 부재(128)는 또한 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)을 완전히 또는 부분적으로 지지할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 절연 부재(128) 둘레에 위치되고, 절연 부재(128)의 방사상 외측 표면과 접촉한다. 일부 예들에서, 절연 부재(128)는 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)에 접하지 않는다. 예컨대, 절연 부재(128)의 외부 표면과 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면 간에 작은 갭이 존재할 수 있다.
특정 예에서, 서셉터(132), 절연 부재(128), 및 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)은 서셉터(132)의 중앙 종축을 동축으로 한다.
도 3은 부분 단면으로 디바이스(100)의 측면도를 도시한다. 외부 커버(102)가 이 예에서 존재한다. 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 직사각형 단면 형상이 더 명확하게 보인다.
디바이스(100)는 서셉터(132)를 제자리에 유지하기 위해 서셉터(132)의 일 단부와 맞물리는 지지체(136)를 더 포함한다. 지지체(136)는 제2 단부 부재(116)에 연결된다.
디바이스는 또한 제어 엘리먼트(112) 내에 연관된 제2 인쇄 회로 기판(138)을 포함할 수 있다.
디바이스(100)는 디바이스(100)의 원위 단부를 향해 배열된, 제2 덮개/캡(140) 및 스프링(142)을 더 포함한다. 스프링(142)은 서셉터(132)로의 접근을 제공하기 위해서 제2 덮개(140)가 열리도록 허용한다. 사용자는 서셉터(132) 및/또는 지지체(136)를 청소하기 위해 제2 덮개(140)를 열 수 있다.
디바이스(100)는 그 디바이스의 개구(104)를 향해 서셉터(132)의 근위 단부로부터 멀리 연장하는 확장 챔버(144)를 더 포함한다. 디바이스(100) 내에 수용될 때 물품(110)에 접하여 이를 유지하기 위한 유지 클립(146)이 확장 챔버(144) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 확장 챔버(144)는 단부 부재(106)에 연결된다.
도 4는 외부 커버(102)가 생략된, 도 1의 디바이스(100)의 분해도이다.
도 5a는 도 1의 디바이스(100)의 일부의 단면도를 묘사한다. 도 5b는 도 5a의 영역의 확대도를 묘사한다. 도 5a 및 5b는 서셉터(132) 내에 수용된 물품(110)을 도시하고, 여기서 물품(110)의 치수는 물품(110)의 외부 표면이 서셉터(132)의 내부 표면에 접하도록 이루어진다. 이것은 가열이 가장 효율적이도록 보장한다. 이 예의 물품(110)은 에어로졸 발생 재료(110a)를 포함한다. 에어로졸 발생 재료(110a)는 서셉터(132) 내에 위치된다. 물품(110)은 또한 필터, 포장 재료들 및/또는 냉각 구조와 같은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 5b는, 서셉터(132)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(150)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(150)는 약 3mm 내지 4mm, 약 3mm 내지 3.5mm, 또는 약 3.25mm이다.
도 5b는, 절연 부재(128)의 외부 표면이 서셉터(132)의 종축(158)에 수직인 방향으로 측정되는 거리(152)만큼 인덕터 코일들(124, 126)의 내부 표면으로부터 이격된 것을 추가로 도시한다. 일 특정 예에서, 거리(152)는 약 0.05mm이다. 다른 예에서, 거리(152)는 실질적으로 0mm이고, 그럼으로써 인덕터 코일들(124, 126)이 절연 부재(128)에 접하고 접촉하게 된다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 0.025mm 내지 1mm, 또는 약 0.05mm의 벽 두께(154)를 갖는다.
일 예에서, 서셉터(132)는 약 40mm 내지 60mm, 약 40mm 내지 45mm, 또는 약 44.5mm의 길이를 갖는다.
일 예에서, 절연 부재(128)는 약 0.25mm 내지 2mm, 0.25mm 내지 1mm, 또는 약 0.5mm의 벽 두께(156)를 갖는다.
도 6은 디바이스(100)의 가열 조립체의 부분을 묘사한다. 위에서 간략하게 언급된 바와 같이, 가열 조립체는 축(200)을 따른 방향으로 서로 인접하게 배열된 제1 인덕터 코일(124) 및 제2 인덕터 코일(126)을 포함한다. 인덕터 코일들(124, 126)은 절연 부재(128) 둘레로 나선형으로 연장한다. 서셉터(132)는 관형 절연 부재(128) 내에 배열된다. 이 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들을 형성하는 와이어들은 원형 단면을 갖지만, 그것들은 상이한 형상의 단면, 이를테면 직사각형 단면을 가질 수 있다.
축(200)은, 예컨대, 인덕터 코일들(124, 126) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 정의될 수 있다. 축(200)은 디바이스(100)의 종축(134)에 평행하고 서셉터(158)의 종축에 평행하다. 그러므로, 각각의 인덕터 코일(124, 126)은 축(200) 둘레로 연장한다. 대안적으로, 축(200)은 절연 부재(128) 또는 서셉터(132)에 의해 정의될 수 있다.
사용 중에, 제1 인덕터 코일(124)은 초기에 동작된다. 이것은 서셉터(132)의 제1 섹션(즉, 제1 인덕터 코일(124)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제1 부분을 가열한다. 나중에, 제1 인덕터 코일(124)은 스위치 오프될 수 있고, 제2 인덕터 코일(126)이 동작될 수 있다. 이것은 서셉터(132)의 제2 섹션(즉, 제2 인덕터 코일(126)에 의해 둘러싸인 서셉터(132)의 섹션)으로 하여금 가열되도록 하고, 이것은 결국 에어로졸 발생 재료의 제2 부분을 가열한다. 제2 인덕터 코일(126)은 제1 인덕터 코일(124)이 동작되고 있는 동안 스위치 온될 수 있고, 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)이 계속 동작하는 동안 스위치 오프될 수 있다. 대안적으로, 제2 인덕터 코일(126)이 스위치 온되기 전에, 제1 인덕터 코일(124)이 스위치 오프될 수 있다. 제어기는 각각의 인덕터 코일이 동작/통전되는 시기를 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 제1 인덕터 코일(124)의 길이(202)는 제2 인덕터 코일(126)의 길이(204)보다 더 짧다. 각각의 인덕터 코일의 길이는 인덕터 코일들(124, 126)의 축(200)에 평행한 방향으로 측정된다. 제1의 더 짧은 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)보다 디바이스(100)의 마우스 단부(근위 단부)에 더 가까이 배열될 수 있다. 에어로졸 생성 재료가 가열될 때, 에어로졸이 방출된다. 사용자가 흡입할 때, 에어로졸은 화살표(206) 방향으로 디바이스(100)의 마우스 단부를 향해 흡인된다. 에어로졸은 개구/마우스피스(104)를 통해 디바이스(100)를 빠져나가고, 사용자에 의해 흡입된다. 제1 인덕터 코일(124)은 제2 인덕터 코일(126)보다 개구(104)에 더 가까이 배열된다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 약 20mm의 길이(202)를 갖고, 제2 인덕터 코일(126)은 약 30mm의 길이(204)를 갖는다. 제1 인덕터 코일(124)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제1 와이어는 약 285mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다. 제2 인덕터 코일(126)을 형성하기 위해 나선형으로 권취되는 제2 와이어는 약 420mm의 권취되지 않은 길이를 갖는다.
각각의 인덕터 코일(124, 126)은 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된다. 예컨대, 각각의 리츠 와이어에는 약 50 내지 약 150개의 와이어 스트랜드들이 있을 수 있다. 본 예에서, 각각의 리츠 와이어에는 약 75개의 와이어 스트랜드들이 있다. 일부 예들에서, 와이어 스트랜드들은 2개 이상의 묶음들로 그룹화되고, 여기서 각각의 묶음은 모든 묶음들의 와이어 스트랜드들이 와이어 스트랜드들의 총 수로 합산되도록 다수의 와이어 스트랜드들을 포함한다. 본 예에서는, 15개의 와이어 스트랜드들로 이루어진 5개의 묶음들이 있다.
와이어 스트랜드들 각각은 직경을 갖는다. 예컨대, 직경은 약 0.05mm 내지 약 0.2mm일 수 있다. 일부 예들에서, 직경은 34AWG(0.16mm) 내지 40AWG(0.0799mm)이며, 여기서 AWG는 American Wire Gauge이다. 이 예에서, 와이어 스트랜드들 각각은 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는다. 그러므로, 리츠 와이어는 약 1mm 내지 약 2mm의 반경을 가질 수 있다. 이 예에서, 리츠 와이어는 약 1.3mm 내지 약 1.4mm의 반경을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 인덕터 코일(124)의 리츠 와이어는 축(202) 둘레에 약 6.75번 감기고, 제2 인덕터 코일(126)의 리츠 와이어는 축(202) 둘레에 약 8.75번 감긴다. 리츠 와이어들은, 전체 턴이 완료되기 전에 리츠 와이어의 일부 단부들이 절연 부재(128)의 표면으로부터 멀리 구부러지기 때문에, 전체 수의 턴들을 형성하지 않는다(예컨대, 도 10 참조).
도 6은 연속적인 권취들/턴들 간의 갭들을 도시한다. 이런 갭들은, 예컨대, 약 0.5mm 내지 약 2mm일 수 있다.
일부 예들에서, 각각의 인덕터 코일(124, 126)은 동일한 피치를 갖고, 여기서 피치는 하나의 완전한 권취에 대한 인덕터 코일의 길이(인덕터 코일의 축(200)을 따라 또는 서셉터의 종축(158)을 따라 측정됨)이다. 다른 예들에서, 각각의 인덕터 코일(124, 126)은 상이한 피치를 갖는다.
이 예에서, 제1 인덕터 코일(124)은 약 1.4g의 질량을 갖고, 제2 인덕터 코일(126)은 약 2.1g의 질량을 갖는다.
일 예에서, 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126, 224, 226)의 내경은 길이가 약 12mm이고 외경은 길이가 약 14.3mm이다.
도 7은 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하기 위한 방법(300)의 흐름도를 묘사한다. 이러한 방법은 도 2 내지 도 6과 관련하여 설명된 인덕터 코일들(124, 126) 중 하나 또는 둘 모두를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
그 방법은, 블록(302)에서, 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어를 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함한다. 예컨대, 위에서 설명된 파라미터들을 갖는 리츠 와이어가 제공될 수 있다.
그 방법은, 블록(304)에서, 지지 부재 상에 리츠 와이어로 인덕터 코일을 형성하는 단계를 더 포함하고, 여기서 인덕터 코일은 미리 결정된 형상을 갖는다. 도 8은 리츠 와이어로 인덕터 코일(400)을 형성하기 위해 사용되는 예시적인 기계류를 묘사한다. 도시된 바와 같이, 리츠 와이어(402)는 풀려서 지지 부재(406) 둘레에 권취되기 이전에 초기에는 보빈(404) 둘레에 권취될 수 있다. 이 예에서, 드럼(408)은 회전되며, 리츠 와이어로 하여금 지지 부재(406)의 길이를 따라 나선형으로 권취되도록 야기하는 가이드 레일(410)에 평행하게 이동된다. 드럼(408)이 회전하고 가이드 레일(410)을 따라 이동하는 속도는 인덕터 코일(400)의 인접한 턴들 간의 간격/갭 사이즈를 좌우한다. 더 긴 인덕터 코일(400)을 형성하기 위해, 드럼(408)은 (계속 회전하면서) 가이드 레일(410)을 따라 더 이동할 수 있다. 더 많은 수의 턴들을 갖는 인덕터 코일(400)을 형성하기 위해, 드럼(408)은 더 많은 횟수로 회전할 수 있다.
지지 부재(406)는 절연 부재(128)의 직경에 실질적으로 대응하는 직경을 갖는다. 그러므로, 지지 부재(406)는 절연 부재(128)의 외부 단면에 대응하는 외부 단면을 갖는다. 리츠 와이어(402)가 지지 부재(406)에 둘레에 권취됨에 따라, 미리 결정된 형상을 갖는 인덕터 코일(400)이 형성된다. 그러므로, 지지 부재(406)는 인덕터 코일(400)의 형상을 적어도 부분적으로 정의한다. 그러므로, 인덕터 코일(400)의 내부 단면은 지지 부재(406)의 외부 단면과 실질적으로 동일하다. 이 예에서, 지지 부재(406)는 약 12mm의 직경을 갖는다. 리츠 와이어는 약 1.3mm의 직경을 갖고, 그로 인해서 인덕터 코일의 외경은 약 14.6mm이다. 상이한 치수들을 갖는 인덕터 코일들도 동일한 방식으로 형성될 수 있다.
일단 인덕터 코일(400)이 원하는 형상으로 형성되면, 그 방법은, 블록(306)에서, 인덕터 코일(400)이 미리 결정된 형상을 실질적으로 유지하도록 결합가능 코팅부를 활성화하는 단계를 더 포함한다. 본 예에서, 리츠 와이어는 에나멜 결합가능 코팅부를 가지며, 가열을 통해 활성화된다. 따라서, 인덕터 코일(400)이 지지 부재(406) 상에 남아 있는 동안은, 열이 인덕터 코일(400)에 인가된다. 본 예에서, 가열된 열은 인덕터 코일(400) 위로 이동된다. 예컨대, 공기는 결합가능 코팅부로 하여금 활성화되도록 야기하기에 적합한 활성화 온도로 가열되고, 팬 또는 에어 건을 통해 인덕터 코일(400)을 가로질러 불어 넣어진다. 일 예에서, 활성화 온도는 약 190℃이다. 열이 결합가능 코팅부로 하여금 활성화되게 하고, 그럼으로써 그 결합가능 코팅부의 점도가 낮아진다. 미리 결정된 시간 기간 이후에, 열의 인가가 중지되고, 결합가능 코팅부가 냉각되기 시작한다. 일부 예들에서, 냉각 프로세스는 찬 공기의 인가에 의해 가속화될 수 있다. 예컨대, 에어 건 또는 팬이 냉각된/주변 공기로 하여금 인덕터 코일에 걸쳐 흐르도록 야기할 수 있다. 결합가능 코팅부의 온도가 낮아짐에 따라, 결합가능 코팅부의 점도는 다시 높아진다. 이것은 리츠 와이어 내의 개별 와이어 스트랜드들로 하여금 서로 결합하도록 야기한다. 다른 예에서, 결합가능 코팅부는 용매를 이용한 접촉을 통해 활성화될 수 있다.
결합가능 코팅부가 활성화된 이후에, 그 방법은, 블록(308)에서, 지지 부재(406)로부터 인덕터 코일을 제거하는 단계를 더 포함한다. 결합 프로세스는, 인덕터 코일(400)이 지지 부재(406)로부터 제거된 이후에도 인덕터 코일(400)이 자신의 미리 결정된 형상을 실질적으로 유지한다는 것을 의미한다. 지지 부재로부터의 제거를 가능하게 하기 위해, 인덕터 코일은 그 인덕터 코일이 강하게 결합되지 않는 재료로 형성되거나 그 재료로 코팅될 수 있고, 그럼으로써 그 인덕터 코일은 또한 가열 프로세스 동안 지지 부재에 결합되지 않는다. 지지 부재는, 예컨대, 금속으로 만들어질 수 있다.
보빈(404)에 보관된 리츠 와이어는 특정 부설 방향을 가질 수 있다. 즉, 리츠 와이어 내의 개별 와이어의 스트랜드들은 특정 방향으로 꼬아진다. 예컨대, 와이어 스트랜드들은 좌측 부설 방향 또는 우측 부설 방향을 가질 수 있다. 바람직하게, 리츠 와이어는 지지 부재(406) 상으로 리츠 와이어의 권취 방향에 대응하는 부설 방향을 갖는다. 예컨대, 오른손 법칙으로 권취되는 인덕터 코일을 위해서는 우측 부설 방향을 갖는 리츠 와이어가 사용되어야 한다. 왼손 법칙으로 권취되는 인덕터 코일을 위해서는 좌측 부설 방향을 갖는 리츠 와이어가 사용되어야 한다. 이 어레인지먼트는 와이어 스트랜드들이 풀리는 것을 막고, 그리고 인덕터 코일이 절연 부재(128)의 외부 표면에 더 밀접하게 일치함을 의미한다는 것이 확인되었다.
다른 형상들의 인덕터 코일들이 실질적으로 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 평평한 인덕터 코일은 적합한 형상의 지지 부재에 의해 지지되면서, 리츠 와이어를 나선형으로 권취함으로써 형성될 수 있다.
일단 인덕터 코일(400)이 형성되고 지지 부재(406)로부터 제거되면, 인덕터 코일(400)은 디바이스(100)에 조립될 수 있다. 그러므로, 그 방법은 절연 부재(128) 상에 인덕터 코일(400)을 수용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 인덕터 코일(400)은 절연 부재(128) 상에서 미끄러질 수 있다. 여기서부터, 인덕터 코일(400)은 디바이스(100) 내의 전원에 연결될 수 있다.
도 9는 PCB(printed circuit board)(122)에 연결된 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)을 묘사한다. 제1 인덕터 코일(124)은 제1 인덕터 코일(124)의 제1 단부(130a)를 향하는 제1 연결 부분(500a)을 포함한다. 그러므로, 제1 연결 부분(500a)은 제1 단부(130a)를 포함한다. 연결 부분(500a)은 인덕터 코일(124)이 전기 전력을 공급받을 수 있도록 PCB(122)와의 전기 연결을 형성한다. 제1 인덕터 코일(124)은 또한 제1 인덕터 코일(124)의 제2 단부(130b)를 향하는 제2 연결 부분(500b)을 포함한다. 그러므로, 제2 연결 부분(500b)은 제2 단부(130b)를 포함한다. 제2 연결 부분(500b)은 또한 PCB(122)와의 전기 연결을 형성한다. 일부 예들에서, 연결 부분들(500a, 500b)의 임의의 부분은 단부들(130a, 130b)이 아니라 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다.
유사하게, 제2 인덕터 코일(126)은 제2 인덕터 코일(126)의 제1 단부(130c)를 향하는 제1 연결 부분(500c)을 포함한다. 그러므로, 제1 연결 부분(500c)은 제1 단부(130c)를 포함한다. 제1 연결 부분(500c)은 인덕터 코일(126)이 전기 전력을 공급받을 수 있도록 PCB(122)와의 전기 연결을 형성한다. 제2 인덕터 코일(126)은 또한 제2 인덕터 코일(126)의 제2 단부(130d)를 향하는 제2 연결 부분(500d)을 포함한다. 그러므로, 제2 연결 부분(500d)은 제2 단부(130d)를 포함한다. 제2 연결 부분(500d)은 또한 PCB(122)와의 전기 연결을 형성한다. 일부 예들에서, 연결 부분들(500c, 500d)의 임의의 부분은 단부들(130c, 130d)이 아니라 PCB(122)에 전기적으로 연결될 수 있다.
그러므로, 각각의 인덕터 코일(124, 126)은 각각의 단부에 배열된 연결 부분을 포함한다. 일반적으로, 연결 부분은 전원과의 전기 연결을 형성하는 인덕터 코일의 일부로 정의된다. 더 구체적으로, 연결 부분은 인덕터 코일의 단부를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 인덕터 코일(124, 126)은 2개의 연결 부분들을 포함하는데, 각각의 연결 부분은 인덕터 코일의 단부에 배열된다. 그러므로, 인덕터 코일(124, 126)의 형상은 연결 부분들에 의해 부분적으로 좌우된다. 도 10은 제1 및 제2 인덕터 코일들(124, 126)의 평면도를 묘사하고, 여기서 제1 인덕터 코일(124)이 상부에 위치된다.
도시된 바와 같이, 각각의 인덕터 코일(124, 126)의 양쪽 연결 부분들은 실질적으로 동일한 평면(600)에 놓여 있다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 인덕터 코일(124, 126)의 제1 및 제2 단부들은 인덕터 코일들에 의해 정의된 축(200)에 평행한 축(502) 상에서 놓이거나/종료한다. 인덕터 코일들(124, 126)에 접선을 이루게 배열되도록 평면(600)이 배열됨으로써, 평면(602)이 인덕터 코일(124)과 접선을 형성하는 지점에서 평면(600)과 인덕터 코일(124)의 반경(602) 간에는 90도의 각도가 정해진다.
바람직하게, 그 방법은, 블록(304)에서, 연결 부분들 중 적어도 하나의 연결 부분이 다른 연결 부분과 동일한 평면에 놓이도록 그 적어도 하나의 연결 부분을 구부리는 단계를 포함한다. 도 10의 점선은 위치로 구부러지기 이전의 제1 인덕터 코일(124)의 제2 연결 부분(500b)을 묘사한다. 이 초기 위치에서, 제2 연결 부분(500b)은 인덕터 코일(124)의 나선형 부분으로부터 멀어지게 접선 방향으로 연장한다. 인덕터 코일(124)을 형성하기 위해서, 연결 부분(500b)은 제2 단부(130b)가 제1 단부(130a)와 동일한 평면에 있도록 약 90도로 구부러진다. 도 10의 실선은 위치로 구부러진 이후의 제2 연결 부분(500b)을 도시한다. 이 예에서, 제1 연결 부분(500a)은 구부러지지 않고, 인덕터 코일(124)의 나선형 부분으로부터 접선 방향으로 연장한다. 이 방식으로 인덕터 코일들(124, 126)을 형성함으로써, 인덕터 코일들(124, 126)의 단부들은 PCB(122)에 더 쉽게 연결될 수 있다.
언급된 바와 같이, 연결 부분은 인덕터 코일이 (예컨대, PCB(122)를 통해) 전원에 연결되게 허용한다. 적합한 전기 접촉을 형성하기 위해서, 그 방법은 시간 기간 동안 연결 부분을 땜납에 담그는/침지하는 단계를 더 포함한다. 예컨대, 인덕터 코일의 단부들은 땜납에 침지된다. 용융된 땜납은 리츠 케이블의 복수의 와이어 스트랜드들로부터 절연체를 용융시키거나 그렇지 않으면 제거하여 양호한 전기 접촉을 위한 지점을 생성하도록 작용한다.
본 예에서, 리츠 와이어가 38AWG(0.101mm)의 직경을 갖는 약 75개의 개별 와이어 스트랜드들을 포함하는 경우, 땜납이 약 450℃의 온도에 있어야 하고 연결 부분들이 약 4-5초 동안 땜납에 침지되어야 하며, 그럼으로써 양호한 전기 접촉이 생성되도록 보장된다. 일단 연결 부분들이 형성되면, 인덕터 코일은 전력 소스(이를테면, PCB(122))에 연결될 수 있다.
위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 예상된다. 임의의 일 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 실시예들 중 임의의 다른 것의 하나 이상의 특징들, 또는 실시예들 중 임의의 다른 것들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 첨부된 청구항들에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 위에서 설명되지 않은 등가물 및 수정들이 이용될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법으로서,
    복수의 와이어 스트랜드들(wire strands)을 포함하는 리츠(litz) 와이어를 제공하는 단계 ― 상기 복수의 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 포함함 ―;
    지지 부재 상에 상기 리츠 와이어로 인덕터 코일을 형성하는 단계 ― 상기 인덕터 코일은 미리 결정된 형상을 가짐 ―;
    상기 인덕터 코일이 미리 결정된 형상을 유지하도록 상기 결합가능 코팅부를 활성화하는 단계; 및
    상기 지지 부재로부터 상기 인덕터 코일을 제거하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인덕터 코일을 형성하는 단계는 나선형 인덕터 코일을 형성하기 위해 상기 지지 부재 둘레에 상기 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 형상은 상기 인덕터 코일을 전원에 연결하기 위한 연결 부분을 상기 인덕터 코일의 하나 이상의 단부들에 구비하고, 그리고
    상기 방법은 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 연결 부분을 땜납에 침지하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 시간 기간은 2초 내지 6초인, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 땜납은 400℃ 내지 500℃의 온도를 갖는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 결합가능 코팅부를 활성화하는 단계는 상기 결합가능 코팅부를 가열하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 결합가능 코팅부를 활성화한 이후에 상기 인덕터 코일을 냉각시키는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 형상은 2개의 연결 부분들을 포함하고 ― 상기 2개의 연결 부분들 둘 모두는 동일한 평면에 놓임 ―, 그리고
    상기 인덕터 코일을 형성하는 단계는 상기 연결 부분들 중 적어도 하나의 연결 부분이 상기 평면에 놓이도록 상기 적어도 하나의 연결 부분을 구부리는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 구부리는 단계는 90도로 구부리는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어를 권취하는 단계는 상기 지지 부재 둘레에 상기 리츠 와이어를 5-9번 권취하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  11. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 리츠 와이어는 부설 방향(lay direction)을 갖고, 상기 형성하는 단계는 상기 부설 방향과 동일한 방향으로 상기 리츠 와이어를 권취하는 단계를 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 결합가능 코팅부는 에나멜을 포함하는, 에어로졸 제공 디바이스 인덕터 코일을 형성하는 방법.
  13. 복수의 와이어 스트랜드들을 포함하는 리츠 와이어로 형성된 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일로서,
    상기 와이어 스트랜드들 각각은 결합가능 코팅부를 갖고, 그리고
    상기 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일이 지지 부재가 없을 때 자체 형상을 유지하도록 상기 결합가능 코팅부가 활성화되는, 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 유도 코일은 일 단부에 연결 부분을 갖고, 상기 연결 부분은 상기 리츠 와이어의 모든 와이어 스트랜드들과 전기 접촉하도록 땜납으로 코팅되는, 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일.
  15. 에어로졸 제공 시스템으로서,
    제13 항 또는 제14 항에 따른 에어로졸 제공 디바이스 유도 코일; 및
    에어로졸 발생 재료를 포함하는 물품을 포함하는, 에어로졸 제공 시스템.
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