JP2019513357A - 電子ベイピング装置 - Google Patents

Abstract

ハウジング（３２）、平面のヒーター（８０）、ヒーター支持体（２４）、タンク（１６）、および芯（２８）を含む、電子ベイピング装置（１０）。ハウジング（３２）は長軸方向に延び、先端部（１４）および口側端（１２）を有する。先端部（１４）は閉じており、口側端（１２）はその中に開口部（５）を有する。ヒーター支持体（２４）は平面のヒーター（８０）を支持する。タンク（１６）はプレベイパー製剤を含み、ハウジング（３２）の口側端（１２）の開口部（５）を出入りしてスライドするように構成されている。芯（２８）はタンク（１６）から延び、タンク（１６）がハウジング（３２）内に挿入された時に平面のヒーター（８０）と接触するように構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、プレベイパー製剤を気化器へと送達するように構成された電子ベイピング装置またはｅベイピング装置に関する。

電子ベイピング装置は、プレベイパー製剤を気化して「ベイパー（蒸気）」を生成するヒーター要素を含む。ヒーター要素は抵抗ヒーターコイルを含むことができ、これを通って延びる芯を有する。

少なくとも一つの例示的な実施形態は、電子ベイピング装置に関連する。

一部の例示的な実施形態において、電子ベイピング装置は、長軸方向に延びるハウジングであって、先端部および口側端を有し、先端部が閉じており、かつ口側端がその中に開口部を有するハウジングと、ハウジング内に含まれる平面のヒーターと、平面のヒーターを支持するように構成されたヒーター支持体と、プレベイパー製剤を含むタンクであって、ハウジングの口側端の開口部を出入してスライドするように構成されたタンクと、タンクから延びる芯とを含む。芯は、タンクがハウジングに挿入されている時、平面のヒーターと接触するように構成されている。

一部の例示的な実施形態において、電子ベイピング装置は、ハウジングの口側端に挿入されるように構成された口側端インサートを含む。口側端インサートは、少なくとも一つの出口を含みうる。

一部の例示的な実施形態において、電子ベイピング装置は、ハウジングの内表面上の止め具を含み、止め具はタンクがハウジング内に挿入されすぎるのを実質的に防止するように構成されている。

一部の例示的な実施形態において、ハウジングは一元である。芯はセルロースで形成されうる。芯はモノリシックでありうる。タンクは、タンクの外表面に沿って長軸方向に延びる一つ以上のリブを含みうる。

一部の例示的な実施形態において、平面のヒーターは、材料のセラミック層上に配置されたパターン付きプラチナ層を含む。パターン付きプラチナ層は、パターン付きプラチナ層に電気的に接続されているリード線を通して、電源と電気的に連通するように構成されている。ヒーターがプレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に到達しうるようにパターン付きプラチナ層を抵抗加熱するために、電源はパターン付きプラチナ層に電力を供給するように構成されてもよい。パターン付きプラチナ層は、約１〜６オームの比抵抗を有しうる。リード線は、プラチナ被覆のニッケルワイヤーから形成されてもよい。ヒーターは、丸みのあるまたは尖った隅部を有する正方形、三角形、菱形または長方形の底面を有する多面体の形状でもよい。ヒーターは、正方形または長方形の底面を有してもよく、ここでヒーターの長さおよび幅はそれぞれ約１．５ミリメートル〜約４ミリメートルで、ヒーターの厚さは約０．２ミリメートル〜約０．８ミリメートルである。

一部の例示的な実施形態において、材料のガラス層は、パターン付きプラチナ層がセラミック層とガラス層の間にあるように、セラミック層上に配置されてもよい。セラミック層は、第一のセラミック層でもよく、また第二のセラミック層は、パターン付きプラチナ層が第一のセラミック層と第二のセラミック層の間にあるように、第一のセラミック層上に配置されてもよい。セラミック層は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、またはイットリア安定化ジルコニアから形成されうる。パターン付きプラチナ層は、約０．５ミクロン〜約２ミクロンの厚みであってもよく、約１ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の幅を有しうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層の少なくとも一つは湾曲パターンを有する。その他の例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層はＵ字形状パターンを有する。

一部の例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層は、第一の導体、第二の導体、および第一の導体と第二の導体の間に平行に配置された少なくとも二つのヒーター部分を含む。ヒーター部分は、第一および第二の導体よりも高い比抵抗を有する。

一部の例示的な実施形態において、ヒーターは、第二のパターン付きプラチナ層よりも高い比抵抗を有する第一のパターン付きプラチナ層を含む。第一のパターン付きプラチナ層は、第一のセットのリード線を通して電源と電気的に連通するように構成され、第二のプラチナ層は、第二のセットのリード線を通して電源と電気的に連通するように構成されている。

一部の例示的な実施形態において、第一のパターン付きプラチナ層は湾曲し、第二のパターン付きプラチナ層はＵ字形状である。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、材料のセラミック層はその表面内に少なくとも一つの溝を含む。溝は、プレベイパー製剤の流れを芯から、プレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に達するヒーターの一部分に向けるように構成されている。

一部の例示的な実施形態において、材料のセラミック層は、セラミック層の厚さを貫いて延びる少なくとも一つの貫通孔を含む。少なくとも一つの貫通孔は、パターン付きプラチナ層の部分を露出させる。貫通孔は、プレベイパー製剤の流れを芯からヒーターの一部分に向けるように構成されている。材料のセラミック層は多孔性でもよい。材料のセラミック層は少なくとも一つのバンプを含みうる。バンプは、プレベイパー製剤の流れを芯から、ヒーターの一部分に向けるように構成されている。

一部の例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層は、第一の導体、第二の導体、および第一の導体と第二の導体の間に配置されたヒーター部分を含む。第一の導体および第二の導体はそれぞれ約２０ミクロンの厚さを有し、ヒーター部分は約２ミクロンの厚さを有する。パターン付きプラチナ層は、その外表面上の金被覆を含んでもよい。パターン付きプラチナ層は、その先端部に熱を集中させるように構成されてもよい。ヒーターの先端部は、ヒーターの残りの部分から熱的に分離されている。電子ベイピング装置は、約１０ミリメートル未満の均一な直径を有しうる。

一部の例示的な実施形態において、電子ベイピング装置は、センサーを含む制御回路を含む。センサーは圧力の変化を感知するように構成されている。電子ベイピング装置はまた、先端部に少なくとも一つの発光ダイオードを含みうる。

本明細書の非限定的な実施形態の様々な特徴および利点は、詳細な説明を添付の図面と併せて検討すると、より明らかになるはずである。添付の図面は単に図示の目的のために提供され、請求項の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。添付の図面は、明示的に注記されていない限り、実寸に比例して描かれていると考えられるべきでない。明瞭化の目的で、図面の様々な寸法は誇張されている場合がある。

図１は、一つの例示的な実施形態による電子ベイピング装置の側面図である。 図２は、透明なハウジングを有する電子ベイピング装置の図である。 図３は、少なくとも一つの例示的な実施形態によるヒーターおよび支持体の斜視図である。 図４は、少なくとも一つの例示的な実施形態による電子ベイピング装置の口側端に挿入されているタンクの図である。 図５は、一部の例示的な実施形態によるタンクの拡大図である。 図６は、少なくとも一つの例示的な実施形態によるヒーターと接触している芯の拡大図である。 図７は、少なくとも一つの例示的な実施形態による図２の線ＶＩＩ〜ＶＩＩに沿った外側ハウジングの断面図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、少なくとも一つの例示的な実施形態による電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。 図９は、ヒーターのための電源供給グラフである。 図１０Ａ〜１０Ｄは、電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。 図１１Ａ〜１１Ｄは、電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。 図１２Ａ〜１２Ｂは、電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。 図１３Ａ〜１３Ｂは、電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。 図１４Ａ〜１４Ｃは、電子ベイピング装置のヒーターの断面図である。

いくつかの詳細な例示的な実施形態が本明細書で開示されている。しかしながら、本明細書に開示されている特定の構造面および機能面の詳細は、例示的な実施形態を説明することを目的とした単なる典型である。しかしながら、例示的な実施形態は、数多くの代替的な形態で具体化されることができ、本明細書に記載の例示的な実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

従って、例示的な実施形態は、様々な修正および代替的形態が可能である一方で、その例示的な実施形態は図面の例によって示されており、本明細書で詳細に説明する。ところが、当然のことながら、開示された特定の形態に対する例示的な実施形態に限定する意図はなく、反対に、例示的な実施形態は、例示的な実施形態の範囲の中に収まるあらゆる修正、均等物、代替物が網羅される。同様の数字は、図の説明の全体で同様の要素を意味する。

当然のことながら、要素または層が別の要素もしくは層「の上にある」、「に接続される」、「に結合される」、または「を覆う」と言及される時、これはもう一方の要素もしくは層の上に直接あってもよく、それに直接的に接続されてもよく、それに直接的に結合されてもよく、またはそれを直接的に覆ってもよく、あるいは介在する要素もしくは層が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素もしくは層「の上に直接ある」、「に直接的に接続される」、または「に直接的に結合される」と言及される時、介在する要素もしくは層は存在しない。同様の数字は、明細書の全体で同様の要素を指す。

当然のことながら、第一の、第二の、第三のなどという用語は、様々な要素、構成要素、領域、層、またはセクションを記述するために本明細書で使用されてもよいが、これらの要素、構成要素、領域、層、またはセクションはこれらの用語によって限定されない。これらの用語は、ある一つの要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。従って、下記で考察される第一の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示内容から逸脱することなく、第二の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと呼ぶこともできる。

空間的関係の用語（例えば、「下に」、「下方に」、「下部」、「上方に」、「上部」、およびこれに類するもの）は、図中で図示する際に、一つの要素または特徴と他の要素または特徴との間の関係を説明しやすくするために本明細書で使用されてもよい。当然のことながら、空間的関係の用語は、図に図示されている方向に加えて、使用時または動作時に装置の異なる方向を包含することが意図されている。例えば、図中の装置をひっくり返した場合、他の要素または特徴の「下方に」または「下に」と説明されている要素は、その後は他の要素または特徴の「上方に」方向付けられることになる。従って、用語「下方に」は上方および下方の両方の方向を包含する場合がある。装置は、その他の方法で（９０度回転して、または他の方向で）方向付けられる場合があり、本明細書で使用される空間的関係の記述語は適宜に解釈される。

本明細書で使用される用語は、様々な例示的な実施形態を説明する目的のみのものであり、例示的な実施形態の制限を意図しない。単数形「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は本明細書で使用される場合、複数形も含むことが意図されているが、文脈によって明らかにそうではないことが示される場合はその限りではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は本明細書で使用される時、述べられた特徴、整数、工程、動作、要素、または構成要素の存在を特定するが、一つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、またはこれらの群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。

例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想的な実施形態の概略図（および中間構造）である断面図を参照して本明細書で説明される。このように、例えば製造技法または許容差の結果として得られた図の形状からの変化が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書に図示された領域の形状を限定するものとして解釈されるべきでなく、例えば製造に起因する形状の逸脱を含む。

その他の方法で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当該技術分野の当業者が通常理解しているものと同じ意味を有する。用語（一般的に使用されている辞書で定義された用語を含む）は、関連する技術分野の文脈でのそれらの用語の意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、理想的なまたは過度に正式な意味で解釈されないが、本明細書で明示的にそのように定義されている場合はその限りではないことがさらに理解されるであろう。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図１〜２に示す通り、電子ベイピング装置１０は口側端１２および先端部１４を有する。外側ハウジング３２は、長軸方向に口側端１２から先端部１４に延びる。口側端１２は、その中に開口部５を含みうる。

外側ハウジング３２は、一般的に円筒状の断面を有しうる。その他の例示的な実施形態において、外側ハウジング３２は、一般的に三角形の断面または正方形の断面を有しうる。一部の例示的な実施形態において、ハウジング３２は先端部１４で、電子ベイピング装置１０の口側端１２での周囲または寸法よりも大きい周囲または寸法を有してもよく、またはその逆でもよい。少なくとも一つの例示的な実施形態において、ハウジング３２は、単一の一元のハウジングである。その他の例示的な実施形態において、ハウジング３２は二つ以上の部品を有しうる。

一部の例示的な実施形態において、図２に示す通り、電子ベイピング装置１０は、ハウジング３２の口側端１２の開口部５に挿入されるように構成された口側端インサート８を含む。口側端インサート８は、少なくとも一つの出口を含みうる。

図２に示す通り、少なくとも一つの例示的な実施形態において、ハウジング３２はタンク１６を含む。タンク１６はプレベイパー製剤を含み、上流端１００で開口部１１３を有する。芯２８はタンク１６の上流端１００から延びる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、タンク１６がハウジング３２に挿入された時、芯２８は、支持体２４（図２〜３に図示）によって支持されているヒーター８０に接触する。図３〜４に示す通り、電気導線８３は、ヒーター８０を電源２６と制御回路２０に電気的に接続する。

一部の例示的な実施形態において、制御回路２０は、センサー３（負圧センサーおよび微小電気機械（ＭＥＭＳ）センサーのうちの少なくとも一つなど）を含みうる。少なくとも一つの発光ダイオード（ＬＥＤ）３０（図２に図示）は、電子ベイピング装置１０が再充電されている時、または吸われている時、またはその両方の時にＬＥＤ ３０が発光するように、先端部１４に位置付けられうる。

タンク１６内に含まれるプレベイパー製剤は、ベイパーへと変換されうる材料または材料の組み合わせでもよい。例えば、プレベイパー製剤は、水、ビーズ、溶媒、活性成分、エタノール、植物抽出物、天然または人工の香料、グリセリンおよびプロピレングリコールなどのベイパー形成体、ならびにこれらの組み合わせ（ただしこれらに限定されない）を含む、液体製剤、固体製剤、またはゲル製剤のうちの少なくとも一つであってもよい。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図５〜６に示す通り、芯２８はセルロースで形成されたモノリシック体である。セルロースはプレベイパー製剤と接触して膨張するため、貯蔵中、またはベイピング中、またはその両方でタンク１６からのプレベイパー製剤の漏れを実質的に防止するかまたは低減するために、芯２８はまた、タンク１６内の開口部１１３を封止する。

その上、芯２８はタンク１６の開口部１１３を封止するため、プレベイパー製剤はヒーター８０と接触しない。ヒーター８０は金属を含むため、貯蔵中にプレベイパー製剤がヒーター８０と接触するのを実質的に防止することは、プレベイパー製剤が不安定となる原因になりうる金属とプレベイパー製剤との間の化学反応を防止または軽減しうる。

一部の例示的な実施形態において、タンク１６は、タンク１６の外表面１１０に沿って長軸方向に延びる複数のリブ１８を含みうる。リブ１８は、空気がベイピング中にタンク１６と外側ハウジング３２の内表面１０２との間をタンク１６に沿って流れうるように、タンク１６の残りの部分を外側ハウジング３２の内表面１０２から距離をあけて配置する。空気は、タンク１６の上流に位置する一つ以上の空気吸込み口１０４を介して、電子ベイピング装置１０内に引き込まれうる。

タンク１６は、プレベイパー製剤が枯渇した後で、取り外し可能かつ交換可能としうる。タンクを挿入するために、図４に示す通り、タンク１６はハウジング３２の口側端１２に押し込まれうる。ハウジング３２からのタンク１６の取り外しを容易にするために、タンク１６の下流端１２２にグリップ１２０が形成されてもよい。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、タンク１６は、プラスチックおよびガラスのうちの少なくとも一つで形成されている。適切なプラスチックは、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリエステル、環状オレフィンコポリマー、ナイロン、およびポリプロピレンを含む。タンク１６を形成するためにプラスチック、またはガラス、またはその両方を使用することは、プレベイパー製剤の金属との接触、または金属との反応、またはその両方が実質的に防止されるため、プレベイパー製剤の安定性の維持に役立つ。

その上、プレベイパー製剤は、ヒーター８０の下流に位置するタンク１６内に含まれるため、電気導線８３はタンク１６を通って延びず、プレベイパー製剤とは接触せず、プレベイパー製剤と任意の金属との反応をさらに防止または軽減する。

図４および図７に示す通り、少なくとも一つの例示的な実施形態において、少なくとも一つの止め具３６は、外側ハウジング３２の内表面１０２上に形成されうる。少なくとも一つの止め具３６は、内表面１０２上の陵またはバンプでもよい。少なくとも一つの止め具３６は、ヒーター８０の損傷を実質的に回避または軽減するために、タンク１６が外側ハウジング３２に挿入されすぎるのを実質的に防止するように構成されている。少なくとも一つの止め具３６は、タンク１６がハウジング３２内に挿入された後に、リブ１８が止め具３６に隣接し、芯２８がヒーター８０に接触するように、位置付けられる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図３に示す通り、支持体２４は、外側ハウジング３２の内表面１０２と摩擦嵌めで結合するディスク形状体２５を含む。ディスク形状体２５は、外側ハウジング３２の内表面１０２との封止を形成しうる。管状体２１は、支持体２４が一般的にＴ字形状の断面となるように、ディスク形状体２５から下流に延びる。管状体２１は、タンク１６の挿入中、発送中、ベイピング中、およびその組み合わせでのヒーター８０の曲がりおよび破損のうちの少なくとも一つを低減させるために、ヒーター８０を支持する。電気導線８３は、ヒーター８０から管状体２１に沿って、ディスク形状体２５内にある一つ以上の開口部２３を通して延びる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、電気導線８３は、ヒーター８０を電源２６と制御回路２０に接続する。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図２および図４に示す通り、電源２６は、電子ベイピング装置１０内に配置された電池を含みうる。電源２６は、リチウムイオン電池またはその別形のうちの一つ、例えばリチウムイオンポリマーバッテリーでもよい。別の方法として、電源２６は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムマンガン電池、リチウムコバルト電池、または燃料電池であってもよい。電子ベイピング装置１０は、電源２６のエネルギーが消耗するまで、またはリチウムポリマー電池の場合、最小電圧カットオフレベルに到達するまで、成人ベイパー吸引者によって使用可能でありうる。

さらに、電源２６は再充電可能であってもよく、外部充電装置による電池の充電を可能にするように構成された回路を含んでもよい。電子ベイピング装置１０を再充電するために、ＵＳＢ充電器または他の適切な充電器組立品が使用されてもよい。

さらに、制御回路２０は、センサーに応答してヒーター８０に電力を供給してもよい。一つの例示的な実施形態において、制御回路２０は最大時間リミッターを含んでもよい。別の例示的な実施形態において、制御回路２０は手動で動作可能なスイッチを含んでもよい。ヒーター８０への電流供給の時間は、気化されるプレベイパー製剤の所望の量に応じて予め設定されてもよい。さらに別の例示的な実施形態において、制御回路２０はセンサー３が圧力降下を検出する限り、ヒーター８０に電力を供給しうる。

ヒーター８０は起動された時、約１０秒未満の間、芯２８の一部分を加熱しうる。従って、電力サイクルは約２秒〜約１０秒（例えば、約３秒〜約９秒、約４秒〜約８秒、または約５秒〜約７秒）の範囲としうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図２および図３に示す通り、ヒーター８０は、芯２８の少なくとも一部分と接触する平面のヒーターであるが、芯２８と絡み合ったり、その周りに巻かれたりしていない。

電子ベイピング装置１０の製造は単純であり、ヒーター８０および芯２８が絡み合わされる必要がないため、自動化されうる。その上、タンク１６は取り外し可能であるため、電子ベイピング装置１０の全体的な構造は、円形の貯蔵部および芯の周りに巻かれたコイルヒーターを有する電子ベイピング装置と比較して、より単純であり、より少ない部品を含む。

図８Ａおよび図８Ｂはそれぞれ、一部の例示的な実施形態によるヒーター８０の少なくとも一つの例示的な実施形態を図示したものである。図示した通り、ヒーター８０は、材料のセラミック層８２上に配置されたパターン付きプラチナ層８１を含みうる。電気導線（リード線）８３は、パターン付きプラチナ層８１が電源（表示せず）に電気的に接続されうるように、パターン付きプラチナ層８１に電気的に接続されている。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、セラミック層８２は、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、またはイットリア安定化ジルコニアまたはその他の適切な材料から形成されうる。材料のセラミック層８２は、プレベイパー製剤が材料のセラミック層８２によって吸収されうるように、多孔性としうる。

一部の例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層８１は、その中に不純物を含んでもよく、またはプラチナ合金でもよい。例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層８１は、その外表面上の金被覆を含んでもよい。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、セラミック層８２はアルミナであり、パターン付きプラチナ層８１は９９パーセント以上の純度を有するプラチナから形成されている。少なくとも一つの例示的な実施形態において、プラチナ層８１は、より低い抵抗温度係数を実現するために、最大２０パーセントのロジウムを含有するプラチナ合金を含みうる。パターン付きプラチナ層８１は、約２０℃で１℃当たり約０．０００５〜約０．００５の温度係数を有しうる。リード線８３は、プラチナ被覆のニッケルワイヤー、ニッケルワイヤー、ニクロムワイヤー、ステンレス鋼ワイヤー、およびその組み合わせから形成されうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層８１の抵抗は、パターン付きプラチナ層８１の抵抗がパターン付きプラチナ層８１の温度の上昇に伴い増大するように、室温で約１オーム〜約６オームとしうる。ヒーター８０は過剰な駆動や過熱に対して自己調節する。その理由は、ヒーター８０のパターン付きプラチナ層８１の温度が上昇するに伴い、パターン付き層を形成するプラチナの比抵抗が増大するからである。これは、一定の電圧がパターン付きプラチナ層８１の全体に供給される時に、パターン付きプラチナ層８１の加熱レートを下げる傾向がある。

一定の電圧について、抵抗の低下の効果はパターン付きプラチナ層８１に供給される電力を増大し、式はＰ＝Ｖ²／Ｒとなり、式中Ｐは電力、Ｖは電圧、およびＲは抵抗を表す。例えば、パターン付きプラチナ層８１の温度が下がる時、パターン付きプラチナ層８１の抵抗は低下する。少なくとも一つの例示的な実施形態において、温度負荷が加熱されているものの場合、負荷を下げると、ヒーター温度が上昇し、抵抗が増大しうる。パターン付きプラチナ層の抵抗が低下する時（これは、それ自体でかつ自然に抵抗加熱を低減させる傾向にある）、パターン付きプラチナ層８１を通して供給される電力は増加し、これが抵抗加熱を増やし、それによってヒーター８０が自己調節されるようになる。加えて、電流および電圧が装置によって測定されて、ヒーター温度を決定してもよい。

図９に示す通り、ヒーター８０のパターン付きプラチナ層８１に供給される電力量（単位：ワット、ｙ軸）は、電力がパターン付きプラチナ層８１に供給される時間（単位：秒、ｘ軸）に対して測定される。この例示的な実施形態において、電圧は、約３．７ボルトの一定レベルで約５秒の加熱時間にわたり、パターン付きプラチナ層８１の全体に供給される。パターン付きプラチナ層８１は最初に、約２５℃の温度（室温）で約２．５オームの抵抗を有する。電源は約０．５秒でオンになり、ここでパターン付きプラチナ層８１が急速に加熱されるように、パターン付きプラチナ層８１の低い初期抵抗は、パターン付きプラチナ層８１への電力（約５．５ワット）の急速な初期印加をもたらす。時間経過に伴い、およびパターン付きプラチナ層８１の抵抗が増大するにつれて、それに供給される電力が少なくなる。例えば、約５．５秒で電源がオフになる直前に、わずか約３ワットの電力がパターン付きプラチナ層８１に供給される。この時点で、パターン付きプラチナ層８１の温度は約３３７℃に上昇しており、パターン付きプラチナ層の抵抗は約５．５オームに増大した。

図９に示すグラフに示す通り、加熱期間の終わりの部分よりも加熱期間の始めの部分でより多くの電力が供給される。従って、電力の初期印加は、パターン付きプラチナ層８１の温度を急速に上昇させることによって、蒸気の生成を急速に向上しうる一方、パターン付きプラチナ層８１の温度の上昇に伴い、パターン付きプラチナ層８１に供給される電力は減少する。従って、パターン付きプラチナ層の抵抗が増大するのに伴い、電力は節約される。所要電力の減少は電源２６の電池寿命を延長することができ、より少ない電池容量またはより小さいサイズの電力源を電子ベイピング装置１０の電源２６に含めることを可能にすることもできる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーター８０が伝導、または対流、または両方によってプレベイパー製剤を気化しうるように、ヒーター８０は芯２８と接触するように配置されている。

別の例示的な実施形態において、ヒーター８０は多面体の形状とすることができ、例えば長方形、菱形、または三角形の底面、または正方形の底面を有しうる。多面体の隅部は丸みがあってもよく、または尖っていてもよい。例示的な実施形態において、多面体の形状のヒーター８０は、正方形または長方形の底面を有することができ、ここでヒーターの長さおよび幅はそれぞれ、約１．５ミリメートル〜約３ミリメートルであり、ヒーターの厚さは約０．４ミリメートル〜約０．８ミリメートルである。

図８Ａに図示した通り、ヒーター８０は正方形の底面を有してもよく、ここでヒーター８０の隅部は芯２８と接触するように配置されている。

図８Ｂに図示した通り、ヒーター８０は三角形の底面を有してもよく、ここでヒーター８０の隅部は芯２８と接触するように配置されている。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーター８０は芯２８と接触し、その間に境界８８が形成されている。図８Ａおよび図８Ｂに示す通り、境界８８は、ヒーター８０によって気化されうるプレベイパー製剤で湿らされうるヒーター８０の部分である。従って、芯２８と接触してヒーター８０を配置することによって、電源（表示せず）による電力がパターン付きプラチナ層８１に供給された時に、蒸気はその境界８８で気化されたプレベイパー製剤から形成されうる。

図１０Ａ〜図１０Ｄはそれぞれ、電子ベイピング装置１０に含まれうるヒーター８０の例示的な実施形態を図示したものである。一部の例示的な実施形態において、図１０Ａ〜図１０Ｄに示す通り、ヒーター８０は、材料のセラミック層８２上に配置されたパターン付きプラチナ層８１を含む。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示す通り、材料のガラス層８４はセラミック層８２上に配置されてもよく、ここでパターン付きプラチナ層８１は、セラミック層８２とガラス層８４の間にある。

別の例示的な実施形態において、セラミック層８２は第一のセラミック層であり、第二のセラミック層は、パターン付きプラチナ層８１が第一のセラミック層と第二のセラミック層の間にあるように、第一のセラミック層上に配置されている。リード線８３は、パターン付きプラチナ層８１が電源２６に電気的に接続されうるように、パターン付きプラチナ層８１に電気的に接続されている。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、図１０Ａ、１０Ｃ、および１０Ｄに示す通り、パターン付きプラチナ層８１は湾曲パターンを有しうる。湾曲パターンの曲がりの数を増やすことによって、および湾曲パターンの曲がりの間の間隔を狭めることによって、パターン付きプラチナ層８１の抵抗が増大されうる。従って、同一の材料では、パターン付きプラチナ層８１は（図１０Ｃおよび図１０Ｄに示す通り）、図１０Ａに示すパターン付きプラチナ層８１よりも大きい抵抗を有する。その理由は、図１０Ｃおよび１０Ｄに示すパターン付きプラチナ層は、図１０Ａに示すパターン付きプラチナ層よりも間隔が狭く、曲がりが多いからである。

図１１Ａ〜１１Ｄはそれぞれ、電子ベイピング装置１０に含まれうるヒーター８０の例示的な実施形態を図示したものである。

図１１Ａ〜１１Ｄに示す通り、パターン付きプラチナ層８１は一般的にＵ字形状のパターンでセラミック層８２上に配置されてもよく、電気導線８３はパターン付きプラチナ層８１に電気的に接続されている。

図１１Ａに図示した通り、パターン付きプラチナ層８１は一般的にＵ字形状であり、電源による電力がパターン付きプラチナ層８１に供給された時にヒーター８０が均等に加熱されるために、パターン付きプラチナ層８１はセラミック層８２上に配置されている。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、パターン付きプラチナ層８１は、最大量の熱を発生させるヒーター８０の部分を制御するように配置されうる。最大量の熱を発生させるヒーター８０の部分を制御することによって、ヒーター８０は最大量の熱を発生させるヒーター８０の部分で、芯２８と接触または部分的に接触するように配置されうる。従って、最大量の熱を発生させるヒーター８０の部分は、芯によってそこに送達されるプレベイパー製剤によって湿らされるヒーター８０の部分になるように配置されうる。このように、ヒーター８０に送達されるプレベイパー製剤を気化するのに必要な電力は低減されうるか、またはパターン付きプラチナ層８１を十分に加熱するためにパターン付きプラチナ層全体に供給される必要のある電圧が低減されうるか、またはパターン付きプラチナ層８１に電力が供給される時間が短縮されうる。

一つの例示的な実施形態において、図１１Ｂに図示した通り、パターン付きプラチナ層８１は、一般的にＵ字形状としうる。Ｕ字形状のプラチナ層８１は、第一の導体部分８６ａおよび第二の導体部分８６ｂと、第一の導体部分８６ａと第二の導体部分８６ｂの間をヒーター８０の上縁端９５に沿って延びるヒーター部分８７とを含む。導体部分８６ａ、８６ｂは、ヒーター部分８７よりも低い比抵抗を有するため、電力は、ヒーター８０の残りの部分よりも多い量の熱がヒーター８０の上縁端９５に沿って発生されるように、パターン付きプラチナ層８１に供給されうる。従って、ヒーター８０の上縁端９５は芯に接触するように配置されてもよく、ここでヒーター８０の上縁端９５に沿ってプレベイパー製剤を気化するのに必要な電力は、ヒーター８０が均等に加熱される場合よりも少ない。例示的な実施形態において、導体部分８６ａ、８６ｂは約２０ミクロンの厚さを有することができ、ヒーター部分８７は約０．５ミクロン〜約２ミクロンの厚さを有しうる。導体部分８６ａ、８６ｂおよびヒーター部分８７は、それぞれ約１ミクロン〜約１００ミクロンの幅を有しうる。

一部の例示的な実施形態において、図１１Ｃに図示した通り、ヒーター部分８７は、第一の導体部分８６ａと第二の導体部分８６ｂの間をヒーター８０の隅部９６に沿って延びてもよい。ヒーター部分８７は、第一の導体部分８６ａおよび第二の導体部分８６ｂよりも高い抵抗を有する。電力は、ヒーター８０の隅部９６で最大量の熱が発生されるように、パターン付きプラチナ層８１に供給されうる。従って、ヒーター８０の隅部９６は芯２８に接触するように配置されてもよく、ここでヒーター８０の隅部９６でプレベイパー製剤を気化するのに必要な電力は、ヒーター８０が均等に加熱される場合よりも少ない。

図１１Ｄに図示した通り、別の例示的な実施形態において、ヒーター部分８７は、ヒーター８０の中央領域９４で第一の導体部分８６ａと第二の導体部分８６ｂの間に延びてもよく、ここでヒーター部分８７は第一の導体部分８６ａおよび第二の導体部分８６ｂよりも高い抵抗を有する。最大量の熱がヒーター８０の中央領域９４で発生される。従って、芯２８はヒーター８０の中央領域９４に沿って配置されてもよく、ここでヒーター８０の中央領域９４でプレベイパー製剤を気化するのに必要な電力は、ヒーター８０が均等に加熱される場合よりも少ない。

図１２Ａ〜１２Ｂはそれぞれ、電子ベイピング装置１０に含まれうるヒーター８０の例示的な実施形態を図示したものである。

図１２Ａ〜１２Ｂに示す通り、ヒーター８０は、材料のセラミック層８２上に配置された第一のパターン付きプラチナ層８１ａ、およびセラミック層８２上に配置された第二のパターン付きプラチナ層８１ｂを含む。第一のパターン付き層８１ａおよび第二のパターン付き層８１ｂは、図１２Ａに示す通り横並びであってもよい。少なくとも一つの例示的な実施形態において、図１２Ｂに示す通り、第一のパターン付き層８１ａは、第二のパターン付き層８１ｂ内に入れ子になってもよい。材料のガラス層８４は、セラミック層８２上に配置されてもよい。第一のパターン付きプラチナ層８１ａおよび第二のパターン付きプラチナ層８１ｂは、セラミック層８２とガラス層８２の間でもよい。別の方法として、ガラス層８４は、ガラス材料ではなくセラミック材料から形成されてもよい。リード線８３ａは、第一のパターン付きプラチナ層８１ａが電源（表示せず）に電気的に接続されうるように、第一のパターン付きプラチナ層８１ａに電気的に接続されている。リード線８３ｂは、パターン付きプラチナ層８１ｂが電源に電気的に接続されうるように、第二のパターン付きプラチナ層８１ｂに電気的に接続されている。電力が電源から第一のパターン付きプラチナ層８１ａおよび第二のパターン付きプラチナ層８１ｂに供給される時、第一のパターン付きプラチナ層８１ａがヒーター８０の温度を急速に上昇させうる一方で、第二のパターン付きプラチナ層８１ｂがヒーター８０のより高い総合温度を達成させうるように、第一のパターン付きプラチナ層８１ａは、第二のパターン付きプラチナ層８１ｂよりも低い室温での抵抗を有しうる。

図１３Ａ〜１３Ｂはそれぞれ、本明細書で開示されている電子ベイピング装置１０に含まれうるヒーター８０の例示的な実施形態を図示したものである。

図１３Ａに示す通り、パターン付きプラチナ層８１は、第一の導体部分８６ａおよび第二の導体部分８６ｂと、第一の導体部分８６ａと第二の導体部分８６ｂの間に並列に配置された第一のヒーター部分８７ａおよび第二のヒーター部分８７ｂとを含む。

図１３Ｂに示す通り、パターン付きプラチナ層８１は、第一の導体部分８６ａおよび第二の導体部分８６ｂと、第一の導体部分８６ａと第二の導体部分８６ｂの間に並列に配置された第一のヒーター部分８７ａ、第二のヒーター部分８７ｂ、および第三のヒーター部分８７ｃとを含む。代替的な実施形態において、三つを超えるヒーター部分が第一の導体８６ａと第二の導体８６ｂの間に平行に配置されてもよい。

ヒーター部分を平行に配置することによって、そこに供給されるプレベイパー製剤によって湿らされるヒーター８０の部分がヒーターの周辺部分よりも速く加熱されるように、発熱は制御されうる。例えば、第一のヒーター部分８７ａの上にあるヒーター８０の一部分がプレベイパー製剤によって湿らされる場合、プレベイパー製剤の温度負荷によって、第一のヒーター部分８７ａの比抵抗の低下がもたらされる。第一のヒーター部分８７ａの抵抗が低下するに伴い、より多くの電力が第一のヒーター部分８７ａに供給され、それによって第一のヒーター部分８７ａの温度が上昇し、よって第一のヒーター部分８７ａの上にあるヒーター８０の部分での気化のレートが増大する。このように、ヒーター８０は、その温度負荷がより高い部分に熱を向けて、これによってそれに送達されるプレベイパー製剤の気化の効率を増大させうる。

図１４Ａ〜１４Ｃを参照すると、材料のセラミック層８２は、一つ以上の溝１０５、バンプ１０６、貫通孔１０７、およびその組み合わせを含んでもよく、これらは芯からヒーター８０の一部分に向けるように配置され、ヒーター８０はパターン付きプラチナ層が抵抗加熱された時に、そこに向けて供給されるプレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に達するように配置されている。

一部の例示的な実施形態において、図１４Ａに示す通り、一つ以上の溝１０５は、ヒーター８０の表面全体のプレベイパー製剤の流れを方向付けるように配置されてもよく、ここでプレベイパー製剤は溝１０５を満たし、ヒーター８０の一部分に向かって流れ、ヒーター８０はプレベイパー製剤を気化する温度に達した後に、プレベイパー製剤がその一部分に到達すると気化されるように配置されている。

別の例示的な実施形態において、図１４Ｂに示す通り、ヒーター８０の表面全体のプレベイパー製剤の流れを方向付けるように配置された一つ以上のバンプ１０６が含まれ、ヒーター８０は、パターン付きプラチナ層が抵抗加熱された時に、そこに向けて供給されたプレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に達する。

少なくとも一つの実施形態において、図１４Ｃに示す通り、材料のセラミック層８２は貫通孔１０７を含んでもよく、これは材料のセラミック層８２を通って延びるように配置されている。貫通孔１０７はパターン付きプラチナ層を随意的に露出させてもよく、ここで貫通孔１０７は、ヒーター８０の表面全体のプレベイパー製剤の流れを方向付けるように配置されており、ここでプレベイパー製剤は貫通孔１０７に入ってよく、それによってプレベイパー製剤は、パターン付きプラチナ層が加熱された時に、パターン付きプラチナ層８１によって気化されてもよい。

一部の例示的な実施形態において、ヒーター８０は、米国非仮出願第１４／８８２，６６５号（２０１５年１０月１５日出願）に記載の磁気ヒーターでもよく、それを参照することによって、その内容全体が本明細書に組み込まれる。

その他の例示的な実施形態において、ヒーター８０は、芯に絡み合わせられることなくプレベイパー製剤を気化するように構成された任意のヒーターとしうる。従って、ヒーター８０は任意の平面のヒーターとしうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターは、セラミック上の耐酸化性導体の薄膜（芯と接触するアルミナなど）を含む薄膜セラミックヒーターでもよい。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターは、円筒または管のような形状の薄膜セラミックヒーターを含みうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターは、セラミックの円筒、管、ディスク、正方形、または長方形の周りに巻かれたニッケルクロムワイヤーでもよい。この例示的な実施形態において、ヒーターはリード線によって支持されうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターは、セラミックまたはガラスの芯の周りに巻かれたニッケルクロムワイヤーでもよい。この例示的な実施形態において、ヒーターはリード線によって支持されうる。

少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターの電気抵抗は約２〜約１０オームである。少なくとも一つの例示的な実施形態において、ヒーターの最大長さ寸法は約５ミリメートル〜約１０ミリメートルの範囲であり、体積は約１立方ミリメートル〜約１０立方ミリメートルの範囲である。

例示的な実施形態において、電子ベイピング装置１０は、約８０ミリメートル〜約１１０ミリメートルの長さ、および約７ミリメートル〜約８ミリメートルの直径としうる。例えば、例示的な一実施形態において、ｅベイピング装置は、約８４ミリメートルの長さ、および約７．８ミリメートルの直径を有してもよい。

数多くの例示的な実施形態が本明細書で開示されてきたが、当然のことながら他の変形物が可能でありうる。かかる変形は、本開示の範囲を逸脱するものと見なされず、また当業者にとって明らかであろうすべてのかかる修正は、以下の請求項の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (31)

1. 電子ベイピング装置であって、
   長軸方向に延びるハウジングであって、
   先端部および口側端を有し、前記先端部が閉じており、かつ前記口側端がその中に開口部を有する前記ハウジングと、
   前記ハウジング内に含まれる平面のヒーターと、
   前記平面のヒーターを支持するように構成されたヒーター支持体と、
   プレベイパー製剤を含むタンクであって、前記ハウジングの前記口側端の前記開口部を出入りしてスライドするように構成されている前記タンクと、
   前記タンクから延びる芯であって、前記タンクが前記ハウジング内に挿入された時に前記芯が前記平面のヒーターと接触するように構成されている前記芯とを備える、電子ベイピング装置。
2. 電子ベイピング装置であって、さらに、
   前記ハウジングの前記口側端に挿入されるように構成された口側端インサートであって、前記口側端インサートが少なくとも一つの出口を含むものを備える、請求項１に記載の電子ベイピング装置。
3. 電子ベイピング装置であって、さらに、
   前記ハウジングの内表面上の止め具であって、前記止め具が前記タンクが前記ハウジングに挿入されすぎるのを実質的に防止するように構成された、請求項１または２に記載の電子ベイピング装置。
4. 前記ハウジングが一元である、請求項１、２または３に記載の電子ベイピング装置。
5. 前記芯がセルロースで形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
6. 前記芯がモノリシックである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
7. 前記タンクが前記タンクの外表面に沿って長軸方向に延びる一つ以上のリブを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
8. 前記平面のヒーターが、
   セラミック層上に配置されたパターン付きプラチナ層であって、前記パターン付きプラチナ層が、パターン付きプラチナ層に電気的に接続されているリード線を通して電源と電気的に連通するように構成されているものを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
9. 前記ヒーターが前記プレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に達しうるように前記パターン付きプラチナ層を抵抗加熱するために、前記電源が前記パターン付きプラチナ層に電力を供給するように構成された、請求項８に記載の電子ベイピング装置。
10. 前記パターン付きプラチナ層が約１〜６オームの比抵抗を有する、請求項８または９に記載の電子ベイピング装置。
11. 前記リード線がプラチナ被覆のニッケルワイヤーから形成される、請求項８、９または１０に記載の電子ベイピング装置。
12. 前記ヒーターが、丸みのある隅部または尖った隅部を有する正方形、三角形、菱形または長方形の底面を有する多面体の形状である、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
13. 前記ヒーターが正方形または長方形の底面を有し、前記ヒーターの長さおよび幅がそれぞれ約１．５〜４ミリメートルであり、前記ヒーターの厚さが約０．２〜０．８ミリメートルである、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
14. 前記パターン付きプラチナ層が前記セラミック層と前記ガラス層の間にあるように、ガラス層が前記セラミック層上に配置される、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
15. 前記セラミック層が第一のセラミック層であり、また前記パターン付きプラチナ層が前記第一のセラミック層と第二のセラミック層の間にあるように、前記第二のセラミック層が前記第一のセラミック層上に配置されている、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
16. 前記セラミック層がアルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、またはイットリア安定化ジルコニアから形成される、請求項８〜１５のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
17. 前記パターン付きプラチナ層が約０．５ミクロン〜約２ミクロンの厚さを有し、約１ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の幅を有する、請求項８〜１６のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
18. 前記パターン付きプラチナ層が湾曲パターンを有する、請求項８〜１７のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
19. 前記パターン付きプラチナ層がＵ字形状パターンを有する、請求項８〜１７のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
20. 前記パターン付きプラチナ層が、
    第一の導体、第二の導体、および前記第一の導体と前記第二の導体の間に平行に配置された少なくとも二つのヒーター部分を備え、前記ヒーター部分が前記第一および第二の導体よりも高い比抵抗を有する、請求項８〜１９のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
21. 前記ヒーターが、
    第一のパターン付きプラチナ層および第二のパターン付きプラチナ層を備え、前記第一のパターン付きプラチナ層が前記第二のパターン付きプラチナ層よりも高い比抵抗を有し、前記第一のパターン付きプラチナ層が第一のセットのリード線を通して前記電源と電気的に連通するように構成され、かつ前記第二のプラチナ層が第二のセットのリード線を通して前記電源と電気的に連通するように構成されている、請求項８〜２０のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
22. 前記第一のパターン付きプラチナ層が湾曲しており、かつ前記第二のパターン付きプラチナ層がＵ字形状である、請求項２１に記載の電子ベイピング装置。
23. 前記セラミック層が、
    その表面内にある少なくとも一つの溝を含み、前記溝が前記プレベイパー製剤の流れを前記芯から、プレベイパー製剤を気化するのに十分な温度に達する前記ヒーターの一部分に向けるように構成されている、請求項８〜２２のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
24. 前記セラミック層が、
    前記セラミック層の厚さを貫いて延びる少なくとも一つの貫通孔を備え、前記少なくとも一つの貫通孔が、前記パターン付きプラチナ層の部分を露出させ、前記貫通孔が前記プレベイパー製剤の流れを前記芯から前記ヒーターの一部分に向けるように構成される、請求項８〜２３のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
25. 前記セラミック層が多孔性である、請求項８〜２４のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
26. 前記セラミック層が、
    少なくとも一つのバンプを備え、前記バンプが前記プレベイパー製剤の流れを前記芯から前記ヒーターの一部分に向けるように構成される、請求項８〜２５のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
27. 前記パターン付きプラチナ層が、第一および第二の導体と、前記第一の導体と第二の導体の間に配置されたヒーター部分とを含み、前記第一および第二の導体がそれぞれ約２０ミクロンの厚さを有し、かつ前記ヒーター部分が約２ミクロンの厚さを有する、請求項８〜２６のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
28. 前記パターン付きプラチナ層がその外表面上の金被覆を含む、請求項８〜２７のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
29. 前記パターン付きプラチナ層が、その先端部に熱を集中させるように構成され、かつ前記ヒーターの前記先端部が前記ヒーターの残りの部分から熱的に分離されている、請求項８〜２８のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
30. 前記電子ベイピング装置が、約１０ミリメートル未満の均一な直径を有する、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。
31. 電子ベイピング装置であって、
    センサーを含む制御回路であって、前記センサーが圧力の変化を感知するように構成されているものと、
    前記先端部の少なくとも一つの発光ダイオードとをさらに含む、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の電子ベイピング装置。

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