JP2019515690A - 超音波アトマイザー及び電子タバコ - Google Patents

Abstract

ハウジング（４）内に設置された貯液室（１）と圧電セラミックシート（２１）とを備え、圧電セラミックシート（２１）を有する平面がハウジング（４）の軸線に平行であり、圧電セラミックシート（２１）の少なくとも一面が貯液体（３）と接触し、貯液体（３）が貯液室（１）に連通しており、圧電セラミックシート（２１）の霧化面が気流通路（５）に連通している超音波アトマイザー及び電子タバコ。圧電セラミックシートはアトマイザーのハウジング内に垂直に設置され、圧電セラミックシートの霧化面への過量の液体蓄積により、アトマイザーの起動速度低下を引き起こすという問題を効果的に防止するとともに、従来の電子タバコのアトマイザーからリキッドが漏れやすいという問題を解決する。【選択図】図１

Description

本発明は超音波アトマイザー及び電子タバコに関する。

従来の電子タバコのアトマイザーは電熱線で綿芯におけるリキッド（タバコタール）を加熱するのが一般的であるが、加熱過程において電熱線の温度が高くなり、焼け焦げた匂いを発生させやすい。また、電熱線に生じた高温がアトマイザーの外壁に伝達されて、電子タバコの昇温を引き起こし、エネルギー利用率の低下や喫煙感の悪化と、同時にアトマイザーからリキッドが漏れやすいという問題があった。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠点に対して、超音波アトマイザー及び電子タバコを提供することである。

上記技術的問題を解決するために、本発明が採用する技術案は以下のとおりである。超音波アトマイザーであって、ハウジング内に設置された貯液室、超音波振動ユニット、気流通路及び外部電源に電気的に接続されて前記圧電セラミックシートを駆動して振動させる電極を備え、前記超音波振動ユニットは、圧電セラミックシートと貯液体を含み、前記圧電セラミックシートは前記超音波アトマイザーの縦方向に延設され、それにより該超音波アトマイザーを垂直に置いたときに前記圧電セラミックシートは垂直状態となり、前記圧電セラミックシートの少なくとも一面が前記貯液体に接触し、前記貯液体は前記貯液室に連通し且つ前記貯液室内の液体を吸着し、前記貯液体は気流通路に連通することにより、前記圧電セラミックシートが前記貯液体における液体を霧化させた後、エアロゾルが前記気流通路から排出される。

前記貯液体は、前記圧電セラミックシートの表面に位置し、且つ前記圧電セラミックシートに面さない背面側が前記気流通路に連通している。

前記貯液体は、吸油材料から成る板状構造をしており、前記圧電セラミックシートに設けられる。貯液体が液体を圧電セラミックに輸送して霧化させることで、圧電セラミックの耐用年数を延長させる。

本発明の一好適形態において、前記貯液室と前記圧電セラミックシートは並設されており、前記超音波アトマイザーはさらに側蓋を備え、前記側蓋は前記ハウジングの一方をカバーし、前記側蓋内に収納室が設けられ、前記圧電セラミックシートは収納室内に設置され、それにより前記圧電セラミックシートに固定されて、その振動による霧化効果への影響を抑えることができる。

前記超音波アトマイザーはさらに、ホルダーと固定ベースを備え、前記固定ベースに前記超音波振動ユニットを収納するキャビティが開けられ、前記超音波振動ユニットは前記固定ベース内に固定され、且つ前記ホルダーにより前記固定ベースは前記収納室内に嵌設され、且つ前記ホルダーは固定ベースと側蓋の間に固定される。これにより、圧電セラミックシートのがたつきを防止して、アトマイザーの内部構造をよりコンパクト且つ安定的にする。

前記ホルダーには第１通気溝が開けられ、前記固定ベースには第２通気溝が開けられ、前記第１通気溝、第２通気溝はいずれも前記貯液体の前記圧電セラミックシートに面さない背面側に連通しており、それにより、前記圧電セラミックシートにより前記貯液体における液体が霧化された後、エアロゾルが前記第１通気溝及び／又は第２通気溝から排出される。

本発明の別の好適形態において、前記圧電セラミックシートは前記貯液室の上方に設置され、且つ前記圧電セラミックシートの両面ともに気流通路に連通し、前記圧電セラミックシートの両側面はともに貯液体に接触し、前記貯液体の前記圧電セラミックシートに面さない背面側は前記気流通路に連通している。貯液室が圧電セラミックシートの下方に設置されることにより、圧電セラミックシートへの過量の液体蓄積によるアトマイザーの起動速度低下の問題を解決する。

前記ハウジング内に弾性取付スリーブが設けられ、前記弾性取付スリーブ内に前記圧電セラミックシートを収納するための収納溝が設けられ、前記収納溝の溝壁が前記圧電セラミックシートと前記貯液体に弾性的に当接している。これにより、圧電セラミックシートの揺れによる霧化効果への影響を抑えて、圧電セラミックシートをより安定的にする。

前記貯液体の前記マウスピースから離れた一端が前記貯液室内に挿入される。アトマイザーを使用するとき、液体が貯液体の下端から吸着されて貯液体全体に行き渡る。すなわち液体が重力方向と逆方向に貯液体に浸透し、圧電セラミックシートへの過量の液体蓄積によるアトマイザーの起動速度低下の問題を防止する。

前記弾性取付スリーブの両側に前記圧電セラミックシートを固定する第１外蓋と第２外蓋がそれぞれ設けられ、前記第１外蓋と第２外蓋のいずれにも前記気流通路と連通する通気チャンネルが設けられ、且つ前記通気チャンネルはそれぞれ前記圧電セラミックシートの両側の気流通路に連通している。このように、前記圧電セラミックの両面ともに液体を霧化させたエアロゾルが通気チャンネルを介して気流通路に入って混合されることで、エアロゾルの量を更に増加させるとともに、喫煙感を改善し、ユーザの使用感を向上させる。

前記第１外蓋の中央部に第１貫通孔が設置され、前記第２外蓋の前記第１外蓋に面する表面に固定溝が設置され、前記圧電セラミックシートは前記固定溝内に設置され、前記固定溝の前記第１貫通孔に面する溝壁に第２貫通孔が設置され、前記第１貫通孔、第２貫通孔はそれぞれ前記圧電セラミックシートの両側に設けられ、且ついずれも前記通気チャンネルを介して前記気流通路に連通している。

前記第１外蓋と第２外蓋の前記圧電セラミックシートに面さない背面側に密封パッドが設置され、前記密封パッドと前記貯液体の前記圧電セラミックシートに面さない背面側との間に隙間が設けられ、それにより、前記密封パッドによる前記第１貫通孔と前記第２貫通孔の目詰りを防止する。エアロゾルが首尾よく排出されることを確保し、ユーザ使用感を向上させる。

前記ハウジングの一端はマウスピースに接続され、且つ前記マウスピースは前記気流通路に連通しており、喫煙時、煙がマウスピースからユーザの口内に入り、ユーザの喫煙ニーズに応える。

それに対応して、本発明はさらに、上記超音波アトマイザーと前記超音波アトマイザーの作動電源として機能する電源ユニットとを備え、超音波アトマイザーのハウジングの底端が前記電源ユニットに螺合、差し込み又は磁気的接続される電子タバコを提供する。

従来技術に比べて、本発明は下記有益な効果を有する。本発明は、構成が簡単で、超音波原理を利用してリキッドなどの液体を霧化することで、従来の電子タバコで発生する焦げ臭さや、喫煙感が悪いという問題を解決する。また、エネルギー利用率が高い。圧電セラミックシートがアトマイザーのハウジング内に垂直に設置されるため、圧電セラミックシートの霧化面への過量の液体蓄積によるアトマイザー内の圧電セラミックの起動速度低下、煙量減少の問題を効果的に防止するとともに、従来の電子タバコのアトマイザーからリキッドが漏れやすいという問題を解決する。

本発明の実施例１の構造模式図である。 本発明の実施例１の霧化コアの構造模式図である。 本発明の実施例１の霧化コアの分解図である。 本発明の実施例２の構造模式図である。 本発明の実施例２の霧化コアの構造模式図である。 本発明の実施例２の霧化コアの分解図である。 本発明の実施例２のアトマイザーの外部構造模式図である。 本発明の電源ユニットの構造模式図である。

図１に示されるように、本発明の実施例１に係るアトマイザーは、ハウジング４内に設置された貯液室１、超音波振動ユニット２、気流通路５及び外部電源に電気的に接続されて圧電セラミックシート２１を駆動して振動させる電極１７を備え、超音波振動ユニット２は超音波アトマイザーの縦方向に延設され、それにより該超音波アトマイザーを垂直に置くときに圧電セラミックシート２１は垂直状態になり（すなわち、圧電セラミックシート２１は垂直にハウジング４内に設置される）、圧電セラミックシート２１の一面は貯液体３（綿芯）に接触し、貯液体３は貯液室１に連通し、貯液体３は気流通路５に連通している。圧電セラミックシート２１により貯液体３における液体が霧化された後、エアロゾルが気流通路５から排出される。

本発明に係る圧電セラミックシートを両面ともに霧化面（すなわち振動して液体を霧化させる面）としてもよく、且つ該圧電セラミックシートは中実セラミックである。つまり、該圧電セラミックシートの表面に孔がないため、液体が該圧電セラミックシートを貫通することができる。

本発明では、十分な煙排出量及び圧電セラミックシートを素早く起動させて貯液体における液体の霧化を確保できるように、貯液体の厚みを０．０５〜２．５ｍｍとする。

本発明の実施例１において、貯液室１と圧電セラミックシート２１は並設される。

図１に示されるように、実施例１では、側蓋８の頂端（マウスピース１８に近い一端）がナット４１によりハウジング頂端に着脱不能に接続されるので、メンテナンスを必要とする場合、霧化コアの部分を取り外すことができるため、交換しやすい。

図２と図３に示されるように、霧化コアの部分は、ハウジング４内に設置された側蓋８を含み、側蓋８内に収納室９が設けられ、圧電セラミックシート２１はホルダー１０の上部に固定され、ホルダー１０の上部は収納室９内に固定され、且つホルダー１０は固定ベース１１と側蓋８の間に固定され、ホルダー１０には第１通気溝１２が開けられ、固定ベース１１には第２通気溝１３が開けられ、第１通気溝１２、第２通気溝１３のいずれも圧電セラミックシート２１の霧化面に連通しており、第１通気溝１２と第２通気溝１３は連通している。このように、煙を順調に通過させるとともに通過速度を高めることができる。圧電セラミックシート２１の両面はそれぞれ電極１７に接触している。固定ベース１１には、貯液体３と圧電セラミックシート２１を収納するキャビティ３６が開けられている。

図１に示されるように、断熱層５１と霧化コアの間に第１隙間を有し、第１通気溝１２、第２通気溝１３は連通後に第１隙間に接続され、側蓋８の頂端と大ホルダー５０の間に第２隙間が設けられ、第１隙間、第２隙間は連通して気流通路５を形成する。

実施例１では、図２と図３に示されるように、ホルダー１０の底部に取付孔２２が開けられ、ガイドロープ３４は該取付孔２２を貫通しており、貯液体の上部断面が円形であり、該円形にボスがあり、ボス部分がガイドロープに接触することにより、リキッドはガイドロープから貯液体内に導入されやすくなる。

ガイドロープは、一端が貯液室１の底端（マウスピースから離れた一端）から貯液室１内に伸び、他端が貯液体３の底部（マウスピースから離れた一端）に接触し、リキッドを貯液体中に導入する。

電極１７と圧電セラミックシート２１の間にクリップ３５が設置されることにより、良好な電気的接触が確保される。

圧電セラミックシート２１と側蓋８の間に密封パッド２５が設置されてもよく、該密封パッド２５は弾性を有するシリコーン製のものであり、圧電セラミックシートをさらに保護して、その振動過程におけるダメージを防止する。

良好な電気的接触をさらに確保するために、本発明では、バネ電極１９によりホルダー１０と側蓋８を締め付けて接続する。

本発明では、固定ベース１１としてシリコーンシートを用いることによって、圧電セラミックシートの振動過程でのダメージを防止する。

ハウジング４の頂端（気体が流出する方向の一端）はマウスピース１８に接続され、且つマウスピース１８は気流通路５に連通しており、ハウジング４の底端は底蓋２０に着脱不能に接続される。

図４に示されるように、本発明の実施例２に係るアトマイザーの貯液室１は圧電セラミックシート２１の下方に設置され、圧電セラミックシート２１の両面のいずれも貯液体３に接触し、且つ貯液体３の一端が貯液室１内に入って液体と接触し、それにより、貯液体３は自身の吸着力を利用して貯液室１内の液体を圧電セラミックシート２１の両面へ送り、圧電セラミックシート２１により霧化させる。

第１通気通路５１と第２通気通路５２はそれぞれ圧電セラミックシート２１の両面に連通しており、第１通気通路５１と第２通気通路５２は気流方向に沿っていずれも気流通路５に連通している。つまり、第１通気通路５１と第２通気通路５２の煙が気流通路５に集まり、それにより大量の煙がユーザに提供される。ハウジング４の両側面に第１通気通路５１と第２通気通路５２に連通する給気孔２３が開けられる。

図５と図６に示されるように、本発明の実施例２では、霧化コアの部分は、ハウジング４内に設置された弾性取付スリーブ６を含み、弾性取付スリーブ６内に圧電セラミックシート２１と貯液体３を収納する収納溝７が設けられる。貯液体３は圧電セラミックシート２１の両側面に被覆され、次に貯液体３と圧電セラミックシート２１からなるアセンブリが収納溝７内に係合される。弾性取付スリーブ６の両側に弾性取付スリーブ６を固定する第１外蓋１４と第２外蓋１５がそれぞれ設置される。第１外蓋１４と第２外蓋１５のいずれにも通気チャンネル１６が設けられ、且つ通気チャンネル１６はそれぞれ圧電セラミックシート２１の両側にある第１通気通路５１と第２通気通路５２に連通している。

第１外蓋１４と第２外蓋１５のいずれにも電極板取付孔２４が開けられ、取り付けるときに、シリコーンガスケット２５を介して電極１７を電極板取付孔２４内に固定し、且つ圧電セラミックシート２１の両側面のそれぞれに対応した電極１７の間に気体が通過可能な隙間を形成させる。該隙間は第１通気通路５１と第２通気通路５２となり、圧電セラミックシート２１が作動するとき、貯液体３における液体が霧化されて煙になる。該煙は第１通気通路５１と第２通気通路５２を通過した気流によってユーザの口腔内に運ばれる。

第１外蓋１４と第２外蓋１５をそれぞれ弾性取付スリーブ６の両側に着脱不能に接続し、次にそれぞれ第１外蓋１４と第２外蓋１５の外側にシリコーンガスケット２５を置いて、ネジで上記アセンブリを締結すればよい。

該霧化コアをハウジング４内に固定するにあたり、シリコーンシート３９を介して霧化コアの部分と貯液室の頂端を分離することができ、このように、振動を吸収すると同時に、リキッドの漏れを防止する。

本実施例では、弾性取付スリーブ６としてシリコーンが使用されるので、圧電セラミックシート２１の振動過程におけるダメージを防止するとともに、その耐用年数を延長させる。

本実施例では、貯液室１の底端（マウスピースから離れた一端）は台座３７に固定され、台座３７内に底蓋２０を貫通する補充プラグ３８が設けられ、リキッドを注入する必要がある場合、補充プラグを取り外すだけでリキッドを補充できる。

図７に示されるように、実施例２では、貯液室を観察してリキッドを補充する必要があるか否かを判断するために、ハウジング４に覗き窓２６が開けられ、底蓋には、リキッドを注入しやすくするために、注入孔４０が開けられる。

図８は、カートリッジ２７を含み、カートリッジ２７内にリチウム電池２８が電池ホルダー２９により固定され、カートリッジ２７の上蓋３０に上蓋３０とは絶縁された電源バネ電極３１が固定され、電源バネ電極３１がリチウム電池２８に接触している本発明の電源ユニットの構造模式図である。制御パネル３２がカートリッジ２７内に垂直に設置され、カートリッジ２７の一方には、制御パネル３２に電気的に接続された押しボタン３３が固定される。

使用時には、アトマイザーの底蓋２０と電源ユニットの上蓋３０を螺合、差し込み、又は磁気的接続すればよい。

Claims (17)

1. 超音波アトマイザーであって、
   ハウジング（４）内に設置された貯液室（１）、超音波振動ユニット（２）、気流通路（５）及び外部電源に電気的に接続されて前記超音波振動ユニット（２）を駆動して振動させる電極（１７）を備え、
   前記超音波振動ユニット（２）は、圧電セラミックシート（２１）と貯液体（３）を含み、前記圧電セラミックシート（２１）は前記超音波アトマイザーの縦方向に延設され、前記圧電セラミックシート（２１）の少なくとも一面が前記貯液体（３）に接触し、前記貯液体（３）は前記貯液室（１）に連通し、且つ気流通路（５）に連通していることを特徴とする超音波アトマイザー。
2. 前記貯液室（１）と前記圧電セラミックシート（２１）は並設されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波アトマイザー。
3. さらに側蓋（８）を備え、
   前記側蓋（８）は前記ハウジング（４）の一方をカバーし、前記側蓋（８）内に収納室（９）が設けられ、前記圧電セラミックシート（２１）は収納室（９）内に設置されることを特徴とする請求項２に記載の超音波アトマイザー。
4. さらにホルダー（１０）と固定ベース（１１）を備え、
   前記固定ベース（１１）に前記超音波振動ユニット（２）を収納するキャビティが開けられ、前記超音波振動ユニット（２）は前記固定ベース（１１）内に固定され、且つ前記ホルダー（１０）により前記固定ベース（１１）は前記収納室（９）内に嵌設されることを特徴とする請求項３に記載の超音波アトマイザー。
5. 前記ホルダー（１０）には第１通気溝（１２）が開けられ、前記固定ベース（１１）には第２通気溝（１３）が開けられ、前記第１通気溝（１２）、第２通気溝（１３）はいずれも前記貯液体（３）の前記圧電セラミックシート（２１）に面さない背面側に連通していることを特徴とする請求項４に記載の超音波アトマイザー。
6. 前記圧電セラミックシート（２１）は前記貯液室（１）の上方に設置されることを特徴とする請求項１に記載の超音波アトマイザー。
7. 前記圧電セラミックシート（２１）の両側面はともに貯液体（３）に接触し、前記貯液体（３）の前記圧電セラミックシート（２１）に面さない背面側は前記気流通路（５）に連通していることを特徴とする請求項６に記載の超音波アトマイザー。
8. 前記ハウジング（４）内に弾性取付スリーブ（６）が設けられ、前記弾性取付スリーブ（６）内に前記圧電セラミックシート（２１）と前記貯液体（３）を収納するための収納溝（７）が設けられ、前記収納溝（７）の溝壁が前記圧電セラミックシート（２１）と前記貯液体（３）に弾性的に当接していることを特徴とする請求項６に記載の超音波アトマイザー。
9. 前記弾性取付スリーブ（６）の両側に前記圧電セラミックシート（２１）を固定する第１外蓋（１４）と第２外蓋（１５）がそれぞれ設けられ、前記第１外蓋（１４）と第２外蓋（１５）のいずれにも前記気流通路（５）と連通する通気チャンネル（１６）が設けられ、且つ前記通気チャンネル（１６）はそれぞれ前記圧電セラミックシート（２１）の両側の気流通路（５）に連通していることを特徴とする請求項８に記載の超音波アトマイザー。
10. 前記第１外蓋（１４）の中央部に第１貫通孔が設置され、前記第２外蓋（１５）の前記第１外蓋（１４）に面する表面に固定溝が設置され、前記圧電セラミックシート（２１）は前記固定溝内に設置され、前記固定溝の前記第１貫通孔に面する溝壁に第２貫通孔が設置され、前記第１貫通孔、第２貫通孔はそれぞれ前記圧電セラミックシート（２１）の両側に設けられ、且ついずれも前記通気チャンネル（１６）を介して前記気流通路（５）に連通していることを特徴とする請求項９に記載の超音波アトマイザー。
11. 前記第１外蓋（１４）と第２外蓋（１５）の前記圧電セラミックシート（２１）に面さない背面側に密封パッド（２５）が設置され、前記密封パッド（２５）と前記貯液体（３）の前記圧電セラミックシート（２１）に面さない背面側との間に隙間が設けられることを特徴とする請求項１０に記載の超音波アトマイザー。
12. 前記ハウジング（４）の一端はマウスピース（１８）に接続され、且つ前記マウスピース（１８）は前記気流通路（５）に連通していることを特徴とする請求項１に記載の超音波アトマイザー。
13. 前記貯液体（３）の前記マウスピース（１８）から離れた一端が前記貯液室（１）内に挿入されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波アトマイザー。
14. 前記貯液体（３）は前記圧電セラミックシート（２１）の表面に位置し、且つ前記貯液体（３）の前記圧電セラミックシート（２１）に面さない背面側は前記気流通路（５）に連通していることを特徴とする請求項１に記載の超音波アトマイザー。
15. 前記貯液体（３）は吸油材料から成る板状構造をしており、前記圧電セラミックシート（２１）に設けられることを特徴とする請求項１２に記載の超音波アトマイザー。
16. 電子タバコであって、
    請求項１−１５のいずれかに記載の超音波アトマイザーと、前記超音波アトマイザーの作動電源として機能する電源ユニットとを備えることを特徴とする電子タバコ。
17. 前記超音波アトマイザーは前記電源ユニットに螺合、差し込み、又は磁気的接続されることを特徴とする請求項１６に記載の電子タバコ。

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