(57)【要約】【課題】製造コストを低減可能なカートリッジ筐体の製造方法を提供する。【解決手段】金属管６に熱収縮チューブを被せ、加熱により、金属管６に被せた熱収縮チューブ７を縮径させて、金属管６の外周面に熱収縮チューブ７を被着させ、さらに、金属管６の端面と熱収縮チューブ７の端面とが面一となるように、金属管６の端面よりも金属管６の長手方向に突出している熱収縮チューブ７の端部をレーザー９で切断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気でタバコ葉を加熱する加熱式タバコ用のカートリッジ筐体の製造方法であって、
金属管に前記金属管よりも長い熱収縮チューブを被せる第１のステップと、
加熱により、前記金属管に被せた前記熱収縮チューブを縮径させて、前記金属管の外周面に前記熱収縮チューブを被着させる第２のステップと、
前記金属管の端面と前記熱収縮チューブの端面とが面一となるように、前記金属管の端面よりも前記金属管の長手方向に突出している前記熱収縮チューブの端部をレーザーで切断する第３のステップと、を含むことを特徴とするカートリッジ筐体の製造方法。
【請求項２】
前記第１のステップにおいて、前記熱収縮チューブの端部のそれぞれが前記金属管の端面よりも前記金属管の長手方向に突出するように、前記金属管に前記熱収縮チューブを被せることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ筐体の製造方法。
【請求項３】
前記第１のステップにおいて、載置面と、前記載置面の上に形成された凸部と、を備える治具に対して、前記金属管の一端が前記凸部の端面に当接し、前記熱収縮チューブの一端が前記載置面に当接するように、前記金属管及び前記熱収縮チューブを配置することを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ筐体の製造方法。
【請求項４】
前記レーザーは、ＣＯ2レーザー、ＹＡＧレーザーまたはＵＶレーザーであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカートリッジ筐体の製造方法。
【請求項５】
金属管に前記金属管よりも長い熱収縮チューブを被せる第１のステップと、
加熱により、前記金属管に被せた前記熱収縮チューブを縮径させて、前記金属管の外周面に前記熱収縮チューブを被着させる第２のステップと、
前記金属管の端面と前記熱収縮チューブの端面とが面一となるように、前記金属管の端面よりも前記金属管の長手方向に突出している前記熱収縮チューブの端部をレーザーで切断する第３のステップと、を含むことを特徴とする金属管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジ筐体の製造方法及び金属管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気を発生するカートリッジと、タバコ葉が収容されているカプセルとを備える加熱式タバコが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の加熱式タバコでは、蒸気でタバコ葉を加熱し、ニコチンを含む蒸気を発生可能としている。
ところで、加熱式タバコのカートリッジ筐体の製造方法としては、例えば、金属管の外周面に焼付塗装を行って、カートリッジ筐体を形成する方法が考えられる。しかしこの方法では、焼付塗装に多くの手間がかかるため、製造コストが増大する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５９０１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、製造コストを低減可能なカートリッジ筐体の製造方法及び金属管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、（ａ）蒸気でタバコ葉を加熱する加熱式タバコ用のカートリッジ筐体の製造方法であって、（ｂ）金属管に金属管よりも長い熱収縮チューブを被せる第１のステップと、（ｃ）加熱により、金属管に被せた熱収縮チューブを縮径させて、金属管の外周面に熱収縮チューブを被着させる第２のステップと、（ｄ）金属管の端面と熱収縮チューブの端面とが面一となるように、金属管の端面よりも金属管の長手方向に突出している熱収縮チューブの端部をレーザーで切断する第３のステップと、を含むカートリッジ筐体の製造方法であることを要旨とする。
【０００６】
さらに、本発明の他の態様は、（ａ）金属管に金属管よりも長い熱収縮チューブを被せる第１のステップと、（ｂ）加熱により、金属管に被せた熱収縮チューブを縮径させて、金属管の外周面に熱収縮チューブを被着させる第２のステップと、（ｃ）金属管の端面と熱収縮チューブの端面とが面一となるように、金属管の端面よりも金属管の長手方向に突出している熱収縮チューブの端部をレーザーで切断する第３のステップと、を含む金属管の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、金属管に焼付け塗装行ってカートリッジ筐体を形成する方法と異なり、手間のかかる焼付け塗装を行わずに済む。それゆえ、製造コストを低減可能なカートリッジ筐体の製造方法、及び金属管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る加熱式タバコの構成を示す図であり、（ａ）は組み立てられた状態を示す側面図であり、（ｂ）は分解された状態を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線で破断したカートリッジ筐体を示す断面図である。
【図３】カートリッジ筐体の製造方法を説明するための説明図である。
【図４】熱収縮チューブの端部をレーザーで切断する実験の結果を示す図であり、（ａ）は熱収縮チューブの端部を側方から見た図であり、（ｂ）は上方から見た図である。
【図５】カートリッジ筐体の製造ラインの概略構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識を基に設計の変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も、本発明の範囲に含まれるものである。また、各図面は、理解を容易にするため適宜誇張して表現している。
【００１０】
（加熱式タバコ）
本発明の実施形態に係る加熱式タバコ１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、円柱状のバッテリー２と、バッテリー２の一端に一端が結合され、バッテリー２から供給される電力により蒸気を発生する円筒状のカートリッジ３と、カートリッジ３の他端に一端が挿入され、タバコ葉が収容されている円筒状のカプセル４と、を備えている。そして、カートリッジ３の蒸気でカプセル４内のタバコ葉を加熱し、ニコチンを含む蒸気を発生する。
カートリッジ３は、図２に示すように、カートリッジ３の外郭を構成するカートリッジ筐体５を備えている。カートリッジ筐体５は、円筒状の金属管６と、金属管６に被せられ、金属管６の外周面に被着している熱収縮チューブ７と、を備えている。金属管６としては、例えば、鉄管、ステンレス管、アルミ管を採用できる。熱収縮チューブ７としては、例えば、フッ素系樹脂、アイオノマー樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ナイロン樹脂等から形成され、加熱により半径方向に熱収縮（縮径）するチューブを採用できる。
【００１１】
（カートリッジ筐体の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るカートリッジ筐体５の製造方法について説明する。
（第１のステップ）
まず、図３（ａ）に示すように、一方の面（上面８１ａ（広義には、「載置面」））を上方に向け他方の面を下方に向けた第１の円板部８１と、第１の円板部８１の上面８１ａの中央に重ねられた第２の円板部８２（広義には、「載置面の上に形成された凸部」）と、を有する治具８を用意する。第１の円板部８１の直径は、熱収縮チューブ７の端面の直径よりも大きくする。また、第２の円板部８２の直径は、金属管６の直径と同一とする。
また、第２の円板部８２の上面８２ａの中央には、第２の円板部８２の上面８２ａの法線方向、つまり、上方に伸びている円柱状の柱状部８３が形成されている。柱状部８３の直径は、柱状部８３に金属管６を被せられるように、金属管６の内径よりも僅かに小さくする。また、柱状部８３の高さは、柱状部８３に金属管６を被せたときに、柱状部８３の上端が金属管６の上端の開口部から突出しないように、金属管６の高さよりも低くする。
【００１２】
続いて、図３（ｂ）に示すように、治具８の柱状部８３に金属管６を被せる。金属管６を被せることにより、柱状部８３に金属管６を支持させ、金属管６の下端を第２の円板部８２の上面８２ａに当接させ第２の円板部８２の上面８２ａの上に金属管６を立たせる。
続いて、図３（ｃ）に示すように、金属管６に熱収縮前の熱収縮チューブ７を被せる。熱収縮チューブ７としては、金属管６よりも直径が大きく、且つ、全長が長いものを用いる。熱収縮チューブ７を被せることにより、金属管６に熱収縮チューブ７を支持させ、熱収縮チューブ７の下端を第１の円板部８１の上面８１ａに当接させ、第１の円板部８１の上面８１ａの上に熱収縮チューブ７を立たせる。これにより、治具８に対して、金属管６の下端が第２の円板部８２の上面８２ａに当接し、熱収縮チューブ７の下端が第１の円板部８１の上面８１ａに当接するように、金属管６及び熱収縮チューブ７が配置される。そして、熱収縮チューブ７の下端部が金属管６の下端面よりも金属管６の長手方向に突出し、熱収縮チューブ７の上端部が金属管６の上端面よりも金属管６の長手方向に突出する。
【００１３】
（第２のステップ）
続いて、金属管６に熱収縮チューブ７を被せた状態で、熱収縮チューブ７を加熱する。熱収縮チューブ７の加熱により、図３（ｄ）に示すように、熱収縮チューブ７が金属管６の半径方向に熱収縮（縮径）させ、金属管６の外周面に熱収縮チューブ７を被着させる。
（第３のステップ）
続いて、図３（ｅ）に示すように、金属管６の下端面と熱収縮チューブ７の下端面とが面一となるように、金属管６の下端面よりも金属管６の長手方向に突出している熱収縮チューブ７の下端部を、レーザー９で切断（トリミング）する。レーザー９としては、例えば、ＣＯ2レーザー（レーザー波長：１０６００ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（レーザー波長：１０６４ｎｍ）、ＵＶレーザー（レーザー波長：３５５ｎｍ）を採用できる。切断装置としては、例えば、レーザーマーカーを用いることができる。同様に、金属管６の上端面と熱収縮チューブ７の上端面とが面一となるように、金属管６の上端面よりも金属管６の長手方向に突出している熱収縮チューブ７の上端部を、レーザー９で切断する。図４は、熱収縮チューブ７の端部をレーザー９で切断する実験の結果を示す図であり、（ａ）は熱収縮チューブ７の端部を側方から見た図であり、（ｂ）は上方から見た図である。切断には、キエーンス社製のレーザーマーカーＭＬ−Ｚ９５１０Ａを用いた。また、レーザーパワーは８０％、走査速度は１００mm/sec、照射時間０．２９８secとした。図４から、熱収縮チューブ７の端面と金属管６の端面とを精度よく一致できることが分かる。続いて、図３（ｆ）に示すように、治具８の柱状部８３から熱収縮チューブ７が被着した金属管６を、カートリッジ筐体５として取り外す。
【００１４】
（カートリッジ筐体の製造ライン）
次に、上記したカートリッジ筐体５の製造方法を実行し、第１のステップ、第２のステップ及び第３のステップを行うカートリッジ筐体５の製造ライン１０について説明する。
カートリッジ筐体５の製造ライン１０は、図５（ａ）に示すように、金属管供給機１１と、チューブ供給機１２と、チューブ装着機１３と、シュリンク機１４と、トリミング機１５と、鏡面仕上がり検査機１６と、を備えている。製造ライン１０では、複数の治具８のそれぞれが、金属管供給機１１、チューブ装着機１３、シュリンク機１４、トリミング機１５及び鏡面仕上がり検査機１６をこの順に通過するように、次々に搬送されている。
【００１５】
金属管供給機１１は、図３（ｂ）に示すように、搬送される治具８の柱状部８３に金属管６を次々に被せる。これにより、柱状部８３に金属管６を支持させ、金属管６の下端を第２の円板部８２の上面８２ａに当接させ、上面８２ａの上に金属管６を立たせる。
チューブ供給機１２は、図５（ｂ）に示すように、図示しないリールに巻かれた長尺熱収縮チューブ１７を切断して熱収縮チューブ７を次々に形成し、形成した熱収縮チューブ７を複数のマンドレル１８それぞれに挿入してチューブ装着機１３に次々に搬送する。
チューブ装着機１３は、図３（ｃ）に示すように、搬送される治具８の柱状部８３に被せられた金属管６に、チューブ供給機１２が搬送する熱収縮チューブ７を次々に被せる。これにより、金属管６に熱収縮チューブ７を支持させ、熱収縮チューブ７の下端を第１の円板部８１の上面８１ａに当接させ、上面８１ａの上に熱収縮チューブ７を立たせる。
このように、金属管供給機１１、チューブ供給機１２及びチューブ装着機１３により、上記したカートリッジ筐体５の製造方法の第１のステップを実行する。
【００１６】
シュリンク機１４は、搬送される熱収縮チューブ７が被せられた金属管６にヒーターの間を通過させ、熱収縮チューブ７を加熱する。これにより、熱収縮チューブ７を金属管６の半径方向に熱収縮（縮径）させ、金属管６の外周面に熱収縮チューブ７を被着させる。
このように、シュリンク機１４により、上記したカートリッジ筐体５の製造方法の第２のステップを実行する。
【００１７】
トリミング機１５は、金属管６の下端面と熱収縮チューブ７の下端面とが面一となるように、金属管６の下端面よりも金属管６の長手方向に突出している熱収縮チューブ７の下端部をレーザー９で切断する。また、金属管６の上端面と熱収縮チューブ７の上端面とが面一となるように、金属管６の上端面よりも金属管６の長手方向に突出している熱収縮チューブ７の上端部をレーザー９で切断する。これによりカートリッジ筐体５を形成する。
このように、トリミング機１５により、上記したカートリッジ筐体５の製造方法の第３のステップを実行する。
鏡面仕上がり検査機１６は、図５（ｃ）に示すように、搬送される治具８の柱状部８３に被せられたカートリッジ筐体５を画像検査機１９、２０で次々に検査する。画像検査機１９、２０では、例えば、上下端の長さ、シワやバリの状態等から、カートリッジ筐体５が「良品」「不良品」のいずれであるかを判定する。そして、鏡面仕上がり検査機１６は、「良品」であると判定したカートリッジ筐体５を良品コンベア２１に載せる。一方、「不良」であると判定したカートリッジ筐体５を、図示しないＮＧ品取り出し部に排出する。
【００１８】
以上のように、本発明の実施形態に係るカートリッジ筐体５の製造方法では、例えば、金属管６に焼付け塗装行ってカートリッジ筐体５を形成する方法と異なり、手間のかかる焼付け塗装を行わずに済む。それゆえ、製造コストを低減可能なカートリッジ筐体５の製造方法を提供できる。また、金属管６の外周面に熱収縮チューブ７を被着させるため、耐熱保護、絶縁保護、防水防食保護、表面加飾等の機能性を付与できる。さらに、金属管６の端面と熱収縮チューブ７の端面とを面一としたため、端面の美粧性を向上できる。
【００１９】
また、例えば、金属管６の端部から熱収縮チューブ７を突出させ、突出した熱収縮チューブ７を金属管６とカッターとのいずれかを回転させて切断する方法では、カッターの押切の受け手となる治具が必要であるため、治具機構が複雑化する可能性がある。また、精度を高くするため、刃のメンテナンスが頻繁に必要となる可能性がある。さらに、製造ライン１０で、金属管６の間欠送りが必要となるため、処理速度が遅くなる可能性がある。
これに対し、本発明の実施形態に係る加熱式タバコ１のカートリッジ筐体５の製造方法では、カッターの押切の受け手となる治具が必要ないため、治具機構を簡素化できる。また、精度を高くしつつ、メンテナンスの頻度を低減でき、さらに、カッター刃の維持費がかからない。さらに、金属管６を連続送りすることができ、処理速度を高速化できる。
【００２０】
さらに、例えば、金属管６の端部から熱収縮チューブ７を突出させ、突出した熱収縮チューブ７を研磨テープで研磨して除去する方法では、研磨時間により製造ライン１０のパスが長くなる可能性がある。また、粉が発生するため、洗浄が必要となる可能性がある。
これに対し、本発明の実施形態に係る加熱式タバコ１のカートリッジ筐体５の製造方法では、製造ライン１０のパスを短縮でき、加工時間が短くて済む。また、研磨の粉が発生せず、さらに、研磨テープの維持費がかからず、レーザー９出射の電気代のみで済む。
【００２１】
また、本発明の実施形態に係るカートリッジ筐体５の製造方法では、第１のステップにおいて、熱収縮チューブ７の端部のそれぞれが金属管６の端面よりも金属管６の長手方向に突出するように、金属管６に熱収縮チューブ７を被せるようにした。それゆえ、熱収縮チューブ７の端面のそれぞれを金属管６の端面と精度よく一致させることができる。
さらに、本発明の実施形態に係るカートリッジ筐体５の製造方法では、第１のステップにおいて、第１の円板部８１の上面８１ａと、上面８１ａの上に形成された第２の円板部８２と、を備える治具８に対して、金属管６の下端が第２の円板部８２の上面８２ａに当接し、熱収縮チューブ７の一端が第１の円板部８１の上面８１ａに当接するように、金属管６及び熱収縮チューブ７を配置するようにした。それゆえ、熱収縮チューブ７の端部のそれぞれが金属管６の端面よりも突出した状態を容易に実現することができる。
【００２２】
また、本発明の実施形態に係るカートリッジ筐体５の製造方法では、レーザー９を、ＣＯ2レーザー、ＹＡＧレーザーまたはＵＶレーザーとした。ＣＯ2レーザーを用いた場合、高エネルギー密度が得られるため、送り速度の速い加工が可能である。また、他のレーザに比べ、エネルギー効率が高く、ランニングコストを低減できる。さらに、他のレーザに比べ、金属に殆ど吸収されないため、金属管６に当たっても影響が小さくて済む。
また、ＹＡＧレーザーを用いた場合、レーザー発振源のＹＡＧロッドには経年変化がないため、消耗部品を削減でき、ランニングコストを低減できる。さらに、ＵＶレーザーを用いた場合、各種材質に対して吸収率が非常に高いため、切断対象の熱収縮チューブ７に熱を与えずに済む。また、ビーム径を絞れるため、より精度の高い加工が可能となる。
【００２３】
（変形例）
（１）なお、上記実施形態では、タバコ葉を収容しているカプセル４をカートリッジ３の一端に挿入するタイプの加熱式タバコ１の一例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、カートリッジ３にタバコ葉が予め収容されているタイプであってもよい。
（２）また、上記実施形態では、加熱式タバコ１のカートリッジ筐体５の製造方法の一例を示したが、この製造方法の適用先は、カートリッジ筐体５の製造に限られるものではなく、熱収縮チューブ７が被着された金属管６の製造に適用できる。すなわち、上記製造方法は、熱収縮チューブ７が被着された金属管６の製造方法として用いることもできる。
【００２４】
（３）また、上記実施形態では、第１のステップ及び第２のステップにおいて、柱状部８３に金属管６を被せた後、金属管６に熱収縮チューブ７を被せる例を示したが、他の手順を採用することもできる。例えば、金属管６に熱収縮チューブ７を被せた後、熱収縮チューブ７を被せた金属管６を柱状部８３に被せてもよく、また、柱状部８３に熱収縮チューブ７を被せた後、柱状部８３と熱収縮チューブ７との間に金属管６を挿入してもよい。
（４）さらに、上記実施形態では、金属管６を円筒状とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。管状であれば、三角筒、四角筒等、他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１…加熱式タバコ、２…バッテリー、３…カートリッジ、４…カプセル、５…カートリッジ筐体、６…金属管、７…熱収縮チューブ、８…治具、８１…第１の円板部、８１ａ…上面、８２…第２の円板部、８２ａ…上面、８３…柱状部、９…レーザー、１０…製造ライン、１１…金属管供給機、１２…チューブ供給機、１３…チューブ装着機、１４…シュリンク機、１５…トリミング機、１６…鏡面仕上がり検査機、１７…長尺熱収縮チューブ、１８…マンドレル、１９、２０…画像検査機、２１…良品コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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