JP2020528751A - 電子喫煙システム - Google Patents

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Abstract

電子喫煙システム300が提供され、この喫煙システムは、オリフィス106、107のある外側シェル101を有する電子シガレット100を備え、外側シェル101は、気化されて空気と気化流体との気化混合物になる流体を保持する液体カートリッジ103と、流体を気化するための霧化器102と、液体カートリッジ103の壁外側表面によりセンサ310に加えられる力又は圧力を検出するように構成された1つ又は複数のセンサ306、309、310を有するセンサ・システムとを備える。検出された力又は圧力は、液体カートリッジ103の流体体積のための尺度として使用されてもよい。電子シガレット100の消費流体を保持するための液体カートリッジ103が提供される。電子喫煙システム300のユーザによって行われる喫煙セッション中の電力消費を制御するための方法及びシステムも提供される。

Description

本開示は、電子シガレット又はいわゆる「非燃焼・加熱式」電子シガレット・システムなどの電子喫煙システムに関し、詳細には、気化されユーザによって吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジを有する電子喫煙システムに関する。
電子シガレット、eシガレットなどの個人吸入装置により、一定のマイナス面のない喫煙という社会的恩恵を実現することができる。eシガレットは、その身体的感覚、全体的な見た目、及び場合によって風味が似ている(すなわち、たばこの芳香、メントールの味、追加のニコチンなどを有する)ことがある煙の代替物を作り出すことによって、たばこシガレットの喫煙を真似する装置である。この装置は、液体の(たとえば、プロピレン・グリコール又はグリセリンに基づく、たとえば味及び芳香の材料を含む)溶液を霧化/気化してエアロゾル・ミストにするために、熱を使用してもよい。生成されたミストは、シガレットの煙と同様に感じられることがある。eシガレットは電子的なので、オプション、通信、及び制御を増やす機会を提供することができる。
携帯性のため、且つシガレットの物理特性を模倣するために、個人吸入装置又はeシガレットは、バッテリ式であってもよい。米国特許第8851068号は、バッテリ式の個人吸入装置を開示しており、この装置は、中にオリフィスが形成され1つ又は複数の送達物を有する媒体を収容する外側シェルと、シェル内に配設された霧化ユニットとを含む。霧化ユニットは、ユーザがオリフィスで吹かすときに、送達物を含む気体がオリフィスを通って排出されるように、媒体を霧化する。個人吸入装置はさらに、気体とともに排出された送達物を計測することができる。
米国特許出願公開第20139240775号は、バッテリ式eシガレットを開示しており、これは、eシガレット内で様々な動作を実現するためのコントローラを含む。コントローラは、スマートフォンなどの消費者装置により、eシガレットの動作及び制御を実現する。eシガレットの動作及び制御を改善するため、並びにeシガレットから通信されるデータを利用するために、スマートフォンのアプリケーションが開発されてもよい。アプリケーションは、喫煙特性の制御、動作の監視、設定の調節、製品通知の受信、又はeシガレットからのデータの編集/分析を行うように開発されてもよい。またアプリケーションは、eシガレットに固有のものでなくてもよい他の機能を提供してもよい。
米国特許第8851068号と米国特許出願公開第20139240775号に開示された電子シガレットは両方とも、圧力又は空気流のセンサを保持し、喫煙セッションを開始するためにユーザが吹かすことにより生じる、電子シガレットのハウジングを通る空気に起因して増大する圧力に、このセンサが反応する。空気流の増大により起動されると、次いで圧力センサは、制御電子機器、及び霧化ユニットの一部である加熱システムを起動し、この加熱システムが、喫煙セッション中に消費される液体を加熱し気化させる。
しかし、ユーザが吹かすときに初めて加熱システムを起動すると、液体を気化するのに必要な温度を得るうえで遅延が生じ、これは、十分な喫煙経験を得るために、ユーザがより長く吹かさなくてはならないことを意味する。
バッテリ式の個人吸入装置の全体的な課題は、バッテリの再充電までの使用持続時間であり、これは、スマートフォンなどの外部消費者装置とデータを通信するためのワイヤレス通信回路を含む個人吸入装置にとって、さらに大きい問題である。
したがって、気化される液体をよりよく加熱し、ユーザの喫煙セッション中にバッテリの電力消費をよりよく制御するための電子制御システムを有する個人吸入装置又はeシガレットが必要とされている。
個人吸入装置の別の全体的な課題は、気化され吸入されることになる残りの送達物含有流体を把握することである。
国際公開第2017/045897A1号は、eシガレットで使用するエアロゾル生成システム用のカートリッジであって、カートリッジ内の液体又は流体の量を感知するための2つのキャパシタ・プレートを有するキャパシタ・センサを保持するカートリッジを開示している。しかし、開示されたキャパシタ・プレート付き液体カートリッジは、カートリッジを再充填するのに便利な設計ではないことがある。
したがって、気化及び吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジの流体レベルを検出するための改善されたセンサ・システムであって、カートリッジを容易に再充填できるようにするセンサ・システムを有する個人吸入装置又はeシガレットが必要とされている。
米国特許第8851068号 米国特許出願公開第20139240775号 国際公開第2017/045897A1号
本発明の目的は、個人吸入装置の使用時の電力消費を制御するための改善された方法及びシステムを提供することである。
この目的は、第1の態様により、起動接触部と、気化される流体を加熱するため又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む加熱システムと、外部コンピュータ又はスマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、起動接触部、及び加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュール、及び制御回路に給電するためのバッテリとを備える電子喫煙システムの使用によって実行される喫煙セッション中に電力消費を制御する方法であって、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、制御回路の動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、それにより喫煙セッションが開始されるステップと、
制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、加熱システムにバッテリ電力を供給するステップと、
起動加熱システムの温度を判定するステップと、
加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するステップと
を含む方法を提供することによって、達成される。
本開示の方法及びシステムでは、ユーザは、起動接触部を使用することにより喫煙工程を開始し、この起動接触部を、ユーザは、喫煙工程中に喫煙位置に保持する。次いでユーザは、起動接触部を喫煙位置にした後で、吹かしを開始してもよい。本開示の方法及びシステムでは、起動接触部が喫煙位置にされた直後に、制御回路及び加熱システムが起動される。次いで吹かし中に気化される流体の加熱は、ほとんどの場合にユーザが吹かしを行う前に開始され、それにより喫煙体験が向上する。
電子喫煙システムの主な電力消費構成要素のうちの1つは加熱システムであり、加熱システムの温度を監視することによって、流体の過度な加熱が回避され、バッテリ電力の過剰な使用が回避される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、方法はさらに、
制御回路が前記起動モードにされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトするステップと、
短距離ワイヤレス通信モジュールを前記起動データ通信モードにするステップから始まる所定の通信期間が経過した後に、短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定するステップと、データ通信セッション中でない場合には、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップと、データ通信セッション中である場合には、
データ通信セッションが終了したときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップと
を含む。
外部消費者装置とデータを通信するためのワイヤレス通信回路が、電子喫煙システムの別の主な電力消費構成要素である。電子喫煙システムが喫煙セッション中に起動しているとき、通常ワイヤレス通信回路は、起動データ通信モードに維持される。所定の期間をデータ通信に使用することによって、バッテリ電力の過剰な使用が回避される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にする又は切り替えることにより、喫煙セッションを終了し、それにより制御回路の動作モードを、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にする又は切り替える前記ステップが行われると、制御回路の動作モードは、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされたときにのみ、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、喫煙セッションが始まる前に、電子喫煙システムの動作モードが、非給電オフモードから、電子喫煙システムが非起動又はスリープ・モードになる給電モードにシフトされ、前記動作モードは、起動接触部をユーザが数回連続して起動することによってシフトされ、これにより制御回路の動作モードが、非給電モードから、給電非起動スリープ・モードにシフトされ、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、喫煙セッションが終了した後に、起動接触部をユーザが数回連続して起動することによって、電子喫煙システムの動作モードが、給電非起動又はスリープ・モードから、非給電オフモードにシフトされ、これにより制御回路の動作モードが、給電非起動スリープ・モードから、非給電モードにシフトされ、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから非給電モードにシフトされる。
第1の態様の考えられる実装形態では、温度センサは電力を消費するセンサであり、この方法は、バッテリ電力を加熱システムに供給するときに、バッテリ電力を温度センサに供給するステップと、起動した加熱システムの温度を判定するステップと、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するときに、温度センサへのバッテリ電力の供給を起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、制御回路は残りのバッテリ充電を判定するように構成され、判定された残りのバッテリ充電を表すデータは、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路により短距離ワイヤレス通信モジュールに通信され、さらに短距離ワイヤレス通信モジュールにより外部コンピュータ又はスマートフォンに通信される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、電子喫煙システムは、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備え、前記外側シェルは、気化されて空気と気化流体の気化混合物になる流体を有する液体カートリッジを保持し、前記外側シェルはさらに、流体を気化するための霧化器を保持し、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置され、電子シガレットは、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを保持し、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、喫煙セッションを開始するとき、制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、空気流センサを起動するステップと、
ユーザの吹かしの開始中に空気流の増加を検出するステップと、増加があれば、検出された空気流の増加を、検出されたユーザの吹かしとして記憶するステップと、
起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、空気流センサを起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、電子シガレットは、液体カートリッジ内の流体の体積を感知するための液体体積センサを保持し、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、喫煙セッションを開始するとき、制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、液体体積センサを起動するステップと、
液体カートリッジ内の流体の体積を検出し、検出された流体体積を記憶するステップと、
検出された流体体積が記憶されたとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、液体体積センサを起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、検出及び記憶されたユーザの吹かしの回数を表すデータ並びに/又は最後に検出及び記憶された流体体積を表すデータは、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が給電起動モードのときに、制御回路により短距離ワイヤレス通信モジュールに通信され、さらに短距離ワイヤレス通信モジュールにより外部コンピュータ又はスマートフォンに通信される。
第1の態様によれば、電子喫煙システムであって、
起動接触部と、
気化される流体を加熱するため、又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む加熱システムと、
外部コンピュータ又スマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、
起動接触部、加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、
加熱システム、短距離ワイヤレス通信モジュール、及び制御回路に給電するためのバッテリと
を備え、
制御回路が、
起動接触部が、少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持されるとき、動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、
起動接触部が前記第1の起動喫煙位置に維持されるとき、バッテリ電力の供給を加熱システムに導くことにより、加熱システムを起動し、
起動加熱システムの温度を判定し、
加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するように構成された、電子喫煙システムも提供される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路はさらに、
起動接触部が、第1の喫煙起動位置に維持されるとき、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトし、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを前記起動データ通信モードにシフトすることから始まる所定の通信期間が経過した後に、短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定し、データ通信セッション中でない場合には、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトし、データ通信セッション中である場合には、
データ通信セッションが終了したときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされる又は切り替えられるときに、動作モードを給電起動モードから、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、次いで、起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされる又は切り替えられる前記ステップが行われると、制御回路は、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされたときにのみ、動作モードを、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、起動接触部及び制御回路は、起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードを、非給電モードから給電非起動スリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記起動接触部が数回連続して起動されることにより制御回路の動作モードが給電非起動又はスリープ・モードにシフトされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、起動接触部及び制御回路は、起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードを、給電起動モード又は給電非起動スリープ・モードから、非給電モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードが非給電モードにシフトされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電起動データ通信モード又は給電非起動モード又はスリープ・モードから、非給電モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、温度センサは電力を消費するセンサであり、制御システムは、
加熱システムを起動するときに、温度センサにバッテリ電力を導くことにより、温度センサを起動し、
加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するときに、温度センサへのバッテリ電力の供給を起動解除するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は残りのバッテリ充電を判定するように構成され、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、判定された残りのバッテリ充電を表すデータを短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信したバッテリ充電データを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子喫煙システムは、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備え、前記外側シェルは、気化されて空気と気化流体の気化混合物になる流体を有する液体カートリッジを保持し、前記外側シェルはさらに、流体を気化するための霧化器を保持し、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置され、電子シガレットは、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを保持する。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、ユーザの検出された吹かしの回数を表すデータを短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信したユーザの吹かしのデータを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットは、液体カートリッジ内の流体の体積を検出するための液体体積センサを保持する。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、液体カートリッジの検出された流体体積を表すデータを、短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信した流体体積のデータを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
本発明の目的は、気化及び吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジの流体レベルを検出するための改善されたセンサ・システムを保持する電子喫煙システムを提供することである。
この目的は、第2の態様により、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備える電子喫煙システムであって、前記外側シェルが、
気化されて、空気と気化流体の気化混合物になる流体を保持する液体カートリッジと、
前記流体を気化するための霧化器と、
液体カートリッジの壁外側表面によってセンサに加えられる力又は圧力を検出するように構成された1つ又は複数のセンサを有するセンサ・システムであって、前記検出された力又は圧力が液体カートリッジの流体体積に関係する、センサ・システムとを備える、電子喫煙システムを提供することによって、達成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、外側シェルは、1つ又は複数の側壁内側表面及び底壁内側表面を有し、それらの内側表面が、液体カートリッジを少なくとも部分的に囲み、前記液体カートリッジは、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成される。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられる。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、センサ・システムは、液体カートリッジの1つ又は複数の壁外側表面によって前記センサに加えられる力又は圧力を検出するように配置された少なくとも2つのセンサを保持する。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられ、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、外側シェルに対する柔軟性を液体カートリッジに与える1つ又は複数の可撓性部分を備え、それにより液体キャリアは、前記センサに重力又は圧力を加えられるようになり、前記重力又は圧力は、少なくとも部分的に液体キャリアの流体体積の関数である。
重力又は圧力は、流体体積と、力/圧力センサの位置に対する液体カートリッジの垂直位置との両方の関数であってもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、1つ又は複数の可撓性壁部分を備え、センサは、前記1つ又は複数の可撓性壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジの底壁部分は、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持する。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジの少なくとも1つの側壁部分は、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持する。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、外側シェルに取り付けられた上部分、及び上部分と側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を有し、センサは、前記1つ又は複数の側壁部分及び/又は底壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられる。上部分は剛性の上部分であってもよく、また側壁部分も剛性材料のものであってもよい。底壁部分も剛性材料のものであってもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、1つ若しくは複数の力又は圧力検出センサは、1つ若しくは複数のピエゾ抵抗ひずみゲージ型センサ、及び/又は1つ若しくは複数の力感知抵抗器型センサを含む。1つ若しくは複数の力又は圧力検出センサは、微小機械加工ピエゾ抵抗ひずみゲージ・セルなど、1つ又は複数の圧縮負荷セルを含んでもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成され、側壁部分及び底壁部分は、少なくとも部分的にプラスチック材料又は可撓性プラスチック材料から作られる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、上部分は、液体カートリッジを外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、可撓性相互接続部分は、可撓性プラスチック材料から作られる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、
センサ・システムと電子的に通信する制御回路であって、1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成された制御回路を備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データを組み合わせる又は合計するように構成され、その結果得られる組み合わされた又は合計された力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、受信した力/圧力データの最大値を判定するように、又は組み合わされた若しくは合計された力/圧力データの最大値を判定するように構成され、さらに、前記判定された最大値に少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、最小及び最大の重力又は圧力の値を表す記憶された情報を保持し、ここで最小値は、最小の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、最大値は、最大の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、制御回路は、1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、組み合わされた又は合計された力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記判定された最大値と、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、制御回路と電子的に通信する短距離ワイヤレス通信モジュールであって、判定された残りの流体体積を外部コンピュータ又はスマートフォンにワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールを備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、気化される流体を加熱するための加熱システムを備え、この加熱システムは、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含み、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置される。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、電力送達バッテリを備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、ユーザの吹かしにより生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを備え、制御回路及び空気流センサは、空気圧の低下を検出するように構成され、制御回路は、空気圧の低下の検出に続いて、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
電子シガレット用の流体体積感知システムを提供するためには、容器内の流体体積の関数である尺度を提供するように配置された1つ又は複数のセンサと相互作用することができる流体含有液体カートリッジを有することが重要である。このことは、力又は圧力センサを使用するとき、第3の態様により、電子シガレット用の消費流体を保持するための液体カートリッジであって、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、剛性上部分、及び上部分と側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を備える液体カートリッジを提供することによって達成される。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、上部分は、液体カートリッジを電子シガレットの外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、可撓性相互接続部分は、可撓性プラスチック材料から作られる。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、1つ又は複数の側壁部分、及び底壁部分は、非可撓性又は剛性のプラスチック材料から少なくとも部分的に作られる。
上記その他の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。さらなる実装形態は、従属請求項、説明、及び図面から明らかになる。本発明の上記その他の態様は、以下に記載の実施例から明らかになろう。
本開示の以下の詳述部分では、図面に示す例示的な実施例を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
例示的な実施例による電子シガレットの分解図である。 例示的な実施例による電子シガレットの底面図である。 例示的な実施例による、電子シガレットとスマートフォンのローカル通信、及びスマートフォンを介したネットワーク通信を示すブロック図である。 例示的な実施例による、電子喫煙システムの構成要素を示すブロック図である。 例示的な実施例による、喫煙制御工程を示すブロック図である。 例示的な実施例による、図4の喫煙制御工程の細部を示すブロック図である。 例示的な実施例による、図4の喫煙制御工程のさらなる細部を示すブロック図である。 例示的な実施例による、喫煙制御工程のタイミング図である。 例示的な実施例による、霧化器の配置を示すブロック図である。 例示的な実施例による、たばこプラグの加熱を示すブロック図である。 例示的な実施例による、電子シガレットで使用する液体カートリッジを示す図である。 例示的な実施例による、電子シガレットで使用する別の液体カートリッジを示す図である。 例示的な実施例による、霧化器及び液体カートリッジの配置を示すブロック図である。
図1a及び図1bは、例示的な実施例による個人吸入装置又は電子シガレット100のそれぞれ分解図及び底面図である。
電子シガレット100は、第1の外側シェル101及び第2の外側シェル104を備えるハウジングを有する。電子シガレット100は、第1の外側シェル101に収容されてもよい制御回路、センサ、及びバッテリを有する電子機器区分(図3を参照)と、第2の外側シェル104に収容される霧化ユニット102と液体カートリッジ103とを含む。霧化ユニット102は、ユーザが吹かすときに気化される液体を加熱するための加熱コイルなどの加熱システムを保持してもよい。
電子機器区分は、ねじ留め接続により霧化ユニット102の一方の端部に接続されてもよく、液体カートリッジ103は、締り嵌めにより霧化ユニット102の他方の端部に接続されてもよい。組み立てられたときに、電子シガレット100は、図1bに示すように、標準的なシガレットの長さと直径の比に近くてもよい長さと直径の比を有する細長い形状を画成する。
ハウジングの第2の外側シェル104は、端部(すなわち口側端部)に出口穴又はオリフィス107を有し、ここにユーザが自らの唇を付けて、霧化ユニット102によって生成された気体又はガスを吸い込むことができる。オリフィス107を保持する口側端部でユーザが吸い込む又は吹かすときに、ハウジングに空気が入れるようにし、それにより電子シガレット100のハウジングを通って空気を吸い込めるようにするために、ハウジングの反対側の端部、すなわち、第1の外側シェル101の端部に、入口穴又はオリフィス106が設けられてもよい。
液体カートリッジ103は、ユーザが口で吸い込む又は吹かすときに、加熱された霧化ユニット102において霧化される送達物含有媒体を貯蔵しており、その加熱された霧化ユニット102により、オリフィス107を通ってユーザにより吸入される気体が生成される。電子シガレット100の動作は、第1の外側シェル101の電子機器区分に収容された制御回路、及び押しボタン105などのユーザ起動接触部によって制御され、ユーザ起動接触部は、第2の外側シェル104に近い第1の外側シェル101の底面側に位置付けられてもよい。
加熱システムは、加熱システムの温度を検出するための温度センサに接続されてもよく又はそれを含んでもよく、第1の外側シェル101内の電子機器区分の一部として空気流センサが設けられてもよい。空気流センサは、ユーザが吹かし、それにより第1の外側シェル101内で空気圧の変化が生じることによって引き起こされる、センサにわたる圧力降下によって起動されてもよい。
電子機器区分が、液体カートリッジ103内の流体の体積を検出するための1つ又は複数のセンサを保持する又はそれに接続されることも、一実施例の範囲内にある。一実施例では、電子シガレット100は、ユーザの喫煙セッション中に液体の消費によって生じる液体カートリッジ103の重さの変化を検出するように配置された1つ又は複数の力センサを保持する。次いで、カートリッジ103内の残りの液体を、力センサの出力に基づき計算することができる。
電子機器区分は、短距離ワイヤレス通信モジュールも保持することができ、このモジュールは、スマートフォンなどの外部コンピュータ又は外部ユーザ装置とワイヤレス・データ通信するためのBluetooth(登録商標)モジュールとすることができる。これはさらに図2に示されており、図2は、電子シガレット100とスマートフォン200などのユーザ装置との間でワイヤレス通信するためのBluetoothモジュール304が装備された電子シガレット100とのローカル通信を示すブロック図である。スマートフォンは、アプリケーション・プログラムApp201を保持してもよく、このアプリケーション・プログラムは「喫煙管理アプリケーション」であってもよく、電子シガレット100から受信したデータを記憶してもよい。こうしたデータは、検出されたユーザの吹かしの回数、液体カートリッジ103内の使用済み又は残りの液体、及び残りのバッテリ充電を含んでもよい。受信したデータは、スマートフォンからネットワーク通信を介してサーバ202にさらに通信されてもよい。
図3は、例示的な実施例による、電子喫煙システム300の構成要素を示すブロック図である。電子喫煙システム300は、起動接触部301と、気化される流体を加熱するため又はたばこプラグを加熱するための加熱システム305と、加熱システム305の温度を感知するための温度センサ306と、アプリケーション・プログラムApp201を保持する外部コンピュータ又はスマートフォン200とワイヤレス・データ通信するように構成されたBluetoothモジュール304などの短距離ワイヤレス通信モジュールと、出入力インターフェース回路303(I/O)を有する制御回路302と、バッテリ307と、バッテリ充電制御回路308とを備える。制御回路302は、起動接触部又はボタン301、温度センサ306を有する加熱システム305、短距離ワイヤレス通信モジュール304、及びバッテリ充電制御回路308と電子的に通信する。バッテリ307は、加熱システム305、制御回路302、及び短距離ワイヤレス通信モジュール304に電力を送達し、制御回路302は、動作モードを制御し、それにより温度システム305及びワイヤレス通信モジュール304の電力消費を制御する。
電子シガレット100では、加熱システム305は霧化ユニット102の一部であってもよく、霧化ユニット102は流体又は液体カートリッジ103とともに、気体出口穴107のある第2の外側シェル104内に位置付けられる。起動接触部301は、第1の外側シェル101の底面側に配置された押しボタン105とすることができ、インターフェース回路302を有する制御回路302、バッテリ307、バッテリ充電制御回路308、及びワイヤレス通信モジュール304はすべて、第1の外側シェル101内に位置付けられてもよい。一実施例では、電子シガレット100には空気流又は圧力センサ309が設けられてもよく、このセンサ309は、電子喫煙システムの一部であってもよく、第1の外側シェル101内に位置付けられてもよい。空気流センサ309は、ユーザが吹かし、それにより第1の外側シェル101内で空気圧の変化が生じることによって引き起こされる、センサにわたる圧力降下によって起動されてもよい。
一実施例では、電子シガレット100は、液体カートリッジ103内の残りの流体又は液体を監視するための体積センサ310を保持してもよい。体積センサ310は、液体カートリッジ103の重量の変化を検出するように配置された2つの力センサなど、1つ又は複数の力センサとすることができる。次いで、カートリッジ103内の残りの液体を、力センサ310の重量出力に基づき計算することができる。2つの力センサ310は、液体カートリッジが第2の外側シェル104内に配置され、霧化ユニット102に留め付けられたときに、第1の力センサが液体カートリッジ103の底面外側部分に接触し、第2の力センサが液体カートリッジ103の側面外側部分に接触するように、第2の外側シェル104内に配置されてもよい。制御回路302が力センサ310と電子的に通信するように、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部が設けられてもよい。
2つの力センサは、カートリッジ103内に流体又は液体を含む液体カートリッジ103の重量を重力により測定してもよい。したがって、電子シガレット100が垂直位置に保持されるとき、第1の力センサが液体カートリッジ103の重量によって加圧されてもよく、電子シガレット100が水平位置に保持されるとき、第2の力センサが液体カートリッジ103の重量によって加圧されてもよい。
図3の空気流センサ309及び体積センサ310の破線により示されるように、これらのセンサは両方とも、本開示の電子喫煙システム300にとって任意選択である。
喫煙工程中に電子機器の電力消費を制御するときの電子喫煙システム300の動作を、図4、図5、及び図6のブロック図、並びに図7のタイミング図に関連してここでさらに詳細に説明する。
システム電力オンからシステム電力オフまでの喫煙制御工程を図4に示し、この工程のタイミングを図7に示す。時間t0より前は、システム300は電力オフであり(ステップ401)、システム300の電子構成要素によって使用されているバッテリ電力はない。時間t0〜t1では、ユーザは、システム300を電力オンにするために、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回素早く連続して押す(ステップ402)。時間t1において、制御回路302が電力オンにされ、非給電オフモードから、給電モードにモードを変更し、給電モードでは、制御回路302は非起動モード又はスリープ・モードである(ステップ403)。ステップ403では、制御回路302のモードを変更することにより、短距離ワイヤレス通信モジュール304の動作モードも、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードに変更される。
時間t2において、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、ボタン105、301をこの位置に維持することによって喫煙工程を開始する(ステップ404)。ステップ402においてシステムに給電するために使用された押下期間のうちの1つの期間よりも長い最短期間にわたって、ボタン105、301が喫煙位置に維持されているとき、制御回路の動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトされる(ステップ404及び405)。ステップ405の起動モードにあるとき、電子喫煙システムは完全に起動しており、制御回路302は続行し、加熱システム305、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304を監視し、センサ・データを収集し、センサ・データをワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送する(ステップ406)。ステップ406において実行される動作を、図5及び図6に関連してさらに説明する。
ユーザが、時間t2において喫煙セッションのためにシステム300を起動した後、ユーザは通常、時間t3において喫煙の吹かしを行い、この吹かしは時間t4において終了する。時間t3〜時間t4の吹かし期間は、約3〜4秒とすることができる。時間t5においてユーザの吹かしが終了した後、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を解放して、起動喫煙位置から非起動位置にする(ステップ407)。起動接触部又はボタン105、301を解放することにより、制御回路302の動作モードが、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる(ステップ408)。ステップ408において、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを制御して、給電非起動スリープ・モードにし、その後制御回路302自体がスリープ・モードになる。
ステップ408において、ユーザは、時間t6において起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、この位置にボタン105、301を保つことにより、新たな喫煙セッションを開始したいと決定してもよい(ステップ404)。ステップ405、406、407、及び408がここで繰り返され、ユーザが時間t7からt8の間に吹かしを行い、時間t9において起動接触部又はボタン105、301を解放して、起動喫煙位置から非起動位置にする。時間t10において、ユーザはもう喫煙の吹かしを行わないことを決定し、時間t10〜t111で、ユーザは、システム300を電力オフにするために、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回素早く連続して押す(ステップ409及び410)。
ステップ404及び405から、ステップ406において実行される動作を、図5及び図6に関連してさらに説明する。図5のブロック図は、制御回路302と、加熱センサ306を有する加熱システム305との間の処理動作、及び制御回路302と、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304との間の処理動作を示す。時間t2において、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、ボタン105、301をこの位置に維持することによって喫煙工程を開始する(ステップ404)。ステップ402においてシステムに給電するために使用された押下期間のうちの1つの期間よりも長い最短期間にわたって、ボタン105、301が喫煙位置に維持されているとき、制御回路の動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトされる(ステップ405及び501)。
ステップ501の起動モードにあるとき、制御回路302は、加熱システム305に供給されるバッテリ電力を制御することによって加熱システム305を起動し(ステップ502)、同時に、温度センサ306からの出力を読み取ることによって加熱システム305の温度を監視する。加熱システム305の温度が所定の最高温度に到達すると(ステップ503)、制御回路302は、加熱システム305へのバッテリ電力の供給を起動解除することにより加熱システム305を起動解除する(ステップ504)。加熱システム305は、3〜4秒とすることができる典型的なユーザの吹かしの持続時間よりも短い2〜3秒などの期間内に、最高温度を得るように構成される。
ステップ501の起動モードにあるとき、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、最初スリープ・モードであるが、制御回路302が、ここでワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モード505にシフトするように制御し、ここからワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304が起動データ通信モードになる(ステップ506)。ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、所定の通信時間の間、起動データ通信モードになるよう構成され、この通信時間は、1秒以下又は未満であってもよく、3〜4秒とすることができる典型的なユーザの吹かしの持続時間より短い。所定の通信期間が経過した後、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュールがなお外部コンピュータ又はスマートフォンとのデータ通信セッション中かどうかを制御し(ステップ507及び508)、データ通信セッション中でない場合には、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように制御する(ステップ509)。データ通信セッション中の場合には、制御回路302は、そのデータ通信セッションが終了したときに、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように制御する(ステップ509)。
図5のブロック図はさらに、ステップ501の起動モードにあるときに、制御回路302が、バッテリ充電制御回路308と通信して残りのバッテリ充電を判定してもよく(ステップ510)、次いで制御回路302が、判定された残りのバッテリ充電を表すデータをワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよいことを示す(図6のステップ601を参照)。次いでワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。
電子喫煙システム300が電子シガレット100の一部であるとき、このシステムは空気流センサ309も含むことができ、この空気流センサ309は、ユーザの吹かしにより生じる空気圧の変化を検出することにより、ユーザの吹かしが実行されたらいつでも検出する。図5に示すように、制御回路302がステップ501の起動モードにあるとき、制御回路302は空気流センサ309を起動し、空気流センサ309と通信して、何らかのユーザの吹かしが記録されたかどうかを判定してもよく、次いで制御回路302は、検出されたユーザの吹かしを表すデータを、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよい(図6のステップ601を参照)。次いでこの場合も、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置に解放することにより喫煙セッションが終了すると(図4のステップ407及び図6のステップ602)、制御回路302は、空気流センサ309を起動解除してもよく(ステップ603)、その後、制御回路302は、給電非起動スリープ・モードにシフトしてもよい(図4のステップ408及び図6のステップ604)。
電子喫煙システム300が電子シガレット100の一部であるとき、このシステムは、液体カートリッジ103内の残りの流体又は液体を監視するための1つ又は複数の液体体積センサ310も含むことができる。制御回路302は、ステップ501の起動モードにあるとき、液体体積センサ310を起動し、体積センサ310と通信して、液体カートリッジ103の残りの液体体積を判定してもよい。次いで制御回路302は、判定された残りの液体体積を表すデータを、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよい(図6のステップ601を参照)。次いでこの場合も、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置に解放することにより喫煙セッションが終了すると(図4のステップ407及び図6のステップ602)、制御回路302は、液体体積センサ310を起動解除してもよく(ステップ603)、その後、制御回路302は、給電非起動スリープ・モードにシフトしてもよい(図4のステップ408及び図6のステップ604)。
システム300を電力オン又は電力オフにするために、ユーザは、電力オンにするときにはt0〜t1の間に、又は電力オフするときにはt10〜t11の間に、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回押す。一実施例では、制御回路302の動作モードを変更するために、起動の3回が2秒の時間制限内に行われるものとする。t0〜t1の期間は、2.5回の起動押し期間を保持し、ボタン105、301を喫煙位置に維持するための最短期間である最短の吹かし期間が、1回の起動押し期間より長く設定される場合、この最短吹かし期間は、少なくとも1.5秒、又は少なくとも2秒など、少なくとも1秒とすべきであることが、図7からわかる。
典型的なユーザの吹かしの持続時間は、3〜4秒の範囲とすることができ、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304が外部コンピュータ又はスマートフォンとなおデータ通信セッション中かどうかを制御回路302が制御し始めるまでの所定の通信期間は、0.8秒以下、0.5秒以下など、1秒以下に設定することができる。
加熱システムは、気化される液体を加熱するための加熱コイルを保持してもよく、温度センサは、負の温度係数(NTC)サーミスタなどのサーミスタであってもよい。所定の最高温度は、150℃に設定、250℃に設定、又は350℃に設定するなど、150℃〜350℃の範囲内で選択されてもよい。
バッテリが、喫煙システム300の電子回路に電圧を約5V供給することになる5Vのバッテリであることは、一実施例の範囲内にある。しかし、加熱システムに供給されるバッテリ電力は、気化される液体の種類に応じて、4.1V、3.6V、又は3Vのいずれかになるように制御されてもよい。非給電オフモードから給電スリープ・モードに電子喫煙システム300を給電オンにするために使用される接触部又はボタン105、301をユーザが複数回起動したことに続いて、起動接触部又はボタン105、301をユーザが複数回連続して起動することにより、制御回路302は、所望の加熱システム電圧、及び対応する最高加熱温度を選択するようにプログラムされてもよい。一実施例では、ユーザが接触部又はボタン105、301を4回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約3Vで、最高温度を約150℃に設定するようにプログラムされてもよく、ユーザが接触部又はボタン105、301を5回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約3.6Vで、最高温度を約250℃に設定するようにプログラムされてもよく、ユーザが接触部又はボタン105、301を6回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約4.1Vで、最高温度を約350℃に設定するようにプログラムされてもよい。制御回路が、電圧/温度のプログラミングを、喫煙セッションの開始、及び電子喫煙システム300の給電オフから区別するために、接触部又はボタン105、301をユーザが4回連続して起動することは、2.5秒以内、2秒以内など、3秒以内に行われるべきであり、接触部又はボタン105、301をユーザが5回連続して起動することは、3秒以内、2.5秒以内など、3.5秒以内に行われるべきであり、接触部又はボタン105、301をユーザが6回連続して起動することは、3.5秒以内、3秒以内など、4秒以内に行われるべきである。
消費される液体は、一定濃度のニコチンを保持してもよく、この濃度は、液体の様々なタイプにより異なってもよい。濃度(mg/mlとすることができる)をユーザが認識し、次いでユーザはその濃度を外部コンピュータ又はユーザ装置又はスマートフォン200のアプリケーション・プログラム201に入力することができる。残りの液体体積、したがってカートリッジ103から消費された液体の液体体積を表すデータは、ユーザ装置200に転送されてもよく、次いで消費されたニコチンの絶対量を計算するために、ユーザ装置200によって使用されてもよい。次いで、消費されたニコチンの量を、ユーザがユーザ装置又はスマートフォン200から読み取ることができる。ユーザはまた、ユーザ装置又はスマートフォン200から、吹かしの総数及び/又は残りのバッテリ充電を読み取ることもできる。
ユーザ装置又はスマートフォン200に転送されるユーザ・データは、1日又は数日、たとえば2日〜5日などの最短期間にわたり、電子シガレット100の制御回路302によって記憶されてもよく、それによりユーザは、1つ又は複数の喫煙セッションの後に、ユーザ装置又スマートフォン200を電子シガレット100に接続した場合に、データを受信できるようになる。
図8は、例示的な実施例による、電子シガレット100内の霧化器102の構成をさらに詳細に示すブロック図である。第1の外側シェル101は第2の外側シェル104に接続され、ここで霧化ユニット102は、第1の外側シェル101に収容される電子機器区分に接続された状態で第2の外側シェル104に収容される。液体カートリッジ103は霧化ユニット102に接続され、霧化ユニット102は、カートリッジ103から液体を吸い上げることができる芯110を一方の端部で保持し、この場合には加熱コイルである加熱システム305を他方の端部で保持する。加熱システムの温度センサ306は、図8に示していない。加熱システム305と、第1の外側シェル101内の電子機器制御回路302及び303との間に、電気接続(図示せず)が提供される。第2の外側シェル104は、口側端部に空気出口オリフィス107aを有し、霧化ユニット102は、空気を取り入れるための空気入口オリフィス107bを有する。
空気流センサ309が、第1の外側シェル101に配置されており、霧化ユニット102の空気入口オリフィス107bに面していてもよい。第1の外側シェル101内で、空気流センサ309と第1の外側シェル101の空気入口オリフィス106(図8には示さず)との間に、1つ又は複数の空気通路107cが設けられる。加熱がオンにされ、ユーザがオリフィス107aにおいて吹かすとき、空気は空気通路107cを通り、入口オリフィス107bを通って霧化ユニット102に入るように導かれ、ここで空気は加熱され、芯110から液滴を除去し、それにより液体が霧化されて、空気と気化した液体又は流体との気化混合物になる。空気と液体又は流体の気化混合物は、カートリッジ103の側部に沿って霧化ユニット102の多数の小さい空気通路(図示せず)を通過し、空気出口オリフィス107aを通り、ユーザの口の中に入る。ユーザが吹かしたときの流れ又は空気を、図8において矢印で示す。
2つの体積センサ310a及び310bは、第2の外側シェル104内に配置されてもよい。体積センサは、第1の力センサ310a及び第2の力センサ310bであってもよく、ここで第1の力センサ310aは、液体カートリッジ103の底面外側部分に接触し、第2の力センサ310bは、液体カートリッジ103の側面外側部分に接触する。制御回路302、303が、力センサ310a、310bと電子的に通信するために、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部(図示せず)が設けられてもよい。
図9は、例示的な実施例による、たばこプラグ903の加熱を示すブロック図である。図3のシステム300に似ているが空気流センサ309及び体積センサ310のない電子喫煙システムが、ハウジング901内に配置されてもよい。熱伝達要素902が、ハウジングの一方の端部に配置され、加熱システム905を保持しており、この加熱システム905は図3の加熱システム305と等しくてもよく、加熱システム905は、温度センサ(図示せず)も保持してもよい。熱伝達要素902は、たばこプラグに取り付けられるように構成され、たばこプラグは、「非燃焼・加熱式」シガレットに使用される種類のものとすることができる。所定の最高温度は、150℃に設定、250℃に設定、又は350℃に設定するなど、150℃〜350℃の範囲内で選択されてもよい。
図10は、例示的な実施例による、電子シガレットで使用する液体カートリッジ1003を示す。液体カートリッジ1003は、円筒形の側壁1003a、底壁1003b、及び上部分1003cによって形成される。側壁1003a及び底壁1003bは、両方とも可撓性プラスチック材料などの可撓性材料から作られてもよく、上部分1003cは、剛性プラスチック材料などの実質的に剛性の材料から作られてもよい。上部分1003は、電子シガレットの外側シェル101、104に液体カートリッジを取り付けるためのねじ山部分を保持してもよい。ねじ山部分は、外側シェル101、104の外ねじ山部分に嵌まるように内ねじ山を有してもよい。可撓性材料から作られた壁1003a及び1003bを有することにより、壁1003a及び1003bは、おおむねカートリッジ103内の流体体積の関数として変形してもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1003によって加えられる変化する重力が生じてもよい(図12を参照)。
図11は、例示的な実施例による、電子シガレットで使用する別の液体カートリッジ1103を示す。液体カートリッジ1103は、円筒形の側壁1103a、底壁1103b、上部分1103c、及び可撓性相互接続部分1103dによって形成されてもよい。相互接続部分1103dは、上部分1103cと側壁1103aとの間に可撓性の相互接続を提供する。側壁1103a及び底壁1103bは、両方とも可撓性又は剛性のプラスチック材料などの可撓性又は剛性の材料から作られてもよく、上部分1103cは、剛性プラスチック材料などの実質的に剛性の材料から作られてもよい。側壁1103a及び底壁1103bが、両方とも剛性プラスチック材料などの剛性材料から作られることは、好ましい実施例の範囲内にある。またこの場合も、上部分1103は、電子シガレットの外側シェル101、104に液体カートリッジを取り付けるためのねじ山部分を保持してもよい。ねじ山部分は、外側シェル101、104の外ねじ山部分に嵌まるように内ねじ山を有してもよい。可撓性相互接続部分1103dを使用することにより、側壁1103a及び底壁1103bは、上部分1103cに対して位置を変えられるようになり、ここで位置の変化は、カートリッジ1103内の流体体積の関数として変わってもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1103によって加えられる重力の変化が生じてもよい(図12を参照)。
図12は、例示的な実施例による、電子シガレット100内の霧化器又は霧化ユニット102及び液体カートリッジ1003の構成を示すブロック図である。電子シガレット100及び霧化器102は、図8に関連して説明した構成要素に似ている。電子シガレット100は、第2の外側シェル104に接続された第1の外側シェル101を有し、ここで霧化ユニット102は、締付け要素108によって第1の外側シェル101に固定接続された状態で第2の外側シェル104に収容され、締付け要素108は、要素108に接続するための外ねじ山部分を有する霧化ユニットに伴い、内ねじ山を有してもよい。また霧化ユニットは、第1の外側シェル101に収容される電子機器区分にも電子的に接続される。液体カートリッジ1003の上部分1003cは、締付け要素109によって第1の外側シェル101に固定接続され、締付け要素109は、要素109に接続するための内ねじ山を有する上部分1003cに伴って外ねじ山を有してもよい。要素108及び109は、霧化ユニット102に対する所望の位置に液体カートリッジ1003を保持するように位置付け及び構成される。カートリッジ1003は、第1の外側シェル101に取外し可能に留め付けされており、流体体積が少なくなりすぎたときに、液体カートリッジ1003を容易に再充填できることに留意する。カートリッジ1003が第1の外側シェル101に接続されたら、第1の外側シェル101が第2の外側シェル104に接続され、これは圧着又はスナップ嵌めを使用して行われてもよい。
複数の力又は圧力センサ310a、310b、310cは、第2の外側シェル104内に配置され、第1の外側シェル101が第2の外側シェル104に接続されることによって液体カートリッジ1003が第2の外側シェル1004の内側の位置にきたとき、液体カートリッジ1003の壁外側表面に接触するように位置付けられる。可撓性材料から作られた壁1003a及び1003bを有することによって、壁1003a及び1003bは、カートリッジ1003内の流体体積の関数として変形してもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1003によって加えられる重力の変化が生じてもよい。図12は、電子シガレット100内の図10の液体カートリッジ1003の配置を示す。しかし本開示は、図12に示す配置のカートリッジ1003が図11の液体カートリッジ1103に置き換わった実施例も網羅する。カートリッジ1103では、可撓性相互接続部分1103dを使用することにより、側壁1103a及び底壁1103bは、上部分1103cに対して位置を変えられるようになり、ここで位置の変化は、カートリッジ1103内の流体体積の関数として変わってもよく、それにより、カートリッジ1103によって力又は圧力センサ310a、310b、310cに加えられる重力の変化が生じてもよい。
図12に示す構成では、3つの力又は圧力センサ310a、310b、310cが存在し、これらは第2の外側シェル104の側壁内側表面内に配置され、ここでセンサ310b及び310cは、側壁1003aの壁外側表面に接触し、センサ310aは底壁1003bに接触する。力又は圧力センサが1つだけ使用されることも本開示の実施例の範囲内にあり、このセンサは、底壁1003bに接触するように配置された単一センサ310a、又は側壁1003aに接触するように配置された単一センサ310b又は310cとすることができる。2つの力又は圧力センサが使用されることも本開示の実施例の範囲内にあり、これらのセンサは、底壁1003bに接触するように配置された単一センサ310a、及び側壁1003aに接触するように配置された単一センサ310b若しくは310cとすることができ、又は、底壁に接触するセンサ310aのない、側壁1003aに接触するように配置された2つのセンサ310b及び310cであってもよい。
第1の外側シェル内の制御回路302、303(図3を参照)が、力又は圧力センサ310a、310b、310cと電子的に通信するために、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部(図示せず)が設けられる。力又は圧力検出センサ310a、310b、310cは、微小機械加工されたピエゾ抵抗ひずみゲージ・セルとすることができる圧縮負荷セルなど、ピエゾ抵抗ひずみゲージ型センサとすることができる。力又は圧力検出センサ310a、310b、310cが、力感知抵抗器型センサであることも、実施例の範囲内にある。
第2の外側シェル104は、口側端部に空気出口オリフィス107aを有し、霧化ユニット102は、空気を取り入れるための入口オリフィス107bを有する。空気流センサ309が、第1の外側シェル101に配置されてもよく、霧化ユニット102の空気入口オリフィス107bに面していてもよい。第1の外側シェル101内で、空気流センサ309と第1の外側シェル101の空気入口オリフィス106(図8には示さず)との間に、1つ又は複数の空気通路107cが設けられる。加熱がオンにされ、ユーザがオリフィス107において吹かすとき、空気は空気通路107cを通り、入口オリフィス107bを通って霧化ユニット102に入るように導かれ、ここで空気は加熱され、芯110から液滴を除去し(図8を参照)、それにより液体が霧化されて、空気と気化した液体又は流体との気化混合物になる。空気と液体又は流体の気化混合物は、霧化ユニット102の多数の小さい空気通路(図示せず)を通り、締付け要素109の空気通路(図示せず)を通り、カートリッジ1003の側部に沿って、空気出口オリフィス107aを通り、ユーザの口の中に入る。
液体カートリッジ1003、1103内の残りの液体をユーザに知らせるために、制御回路302、303は、力/圧力検出センサ310a、301b、310cによって検出された、受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。2つ以上のセンサ310a、310b、310cが使用されるとき、制御回路は、検出され受信した力/圧力データを組み合わせ又は合計し、その結果得られる組み合わされた又は合計された力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
センサ310a、310b、310cによって検出された圧力の重力は、液体カートリッジ1003、1103の垂直/水平位置の関数として変化し、したがって電子シガレット100の位置で変化することが理解されるべきである。電子シガレット100及びカートリッジ1003、1103が垂直位置に保持されるとき、底壁1003b、1103bに接触しているセンサ310aに最大圧力がかかり、一方、電子シガレット100及びカートリッジ1003、1103が水平位置に保持されるとき、側壁1003a、1103aに接触しているセンサ310bに最大圧力がかかる。したがって制御回路は、受信した力/圧力データの最大値を判定するように、又は組み合わされた若しくは合計された力/圧力データの最大値を判定するように構成されてもよく、さらに、前記判定された最大値に少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
制御回路302、303が、検出された力/圧力データに基づき流体の残りの体積を判定するためには、最小及び最大の重力又は圧力の値ための尺度を有することが必要な場合があり、ここで最小値は、最小の流体体積を保持する又は空の液体カートリッジ1003、1103によって加えられる力又は圧力を表し、最大値は、最大の流体体積を保持する液体カートリッジ1003、1103によって加えられる力又は圧力を表す。したがって制御回路302、303は、こうした最小及び最大の重力又は圧力の値を表す記憶された情報を保持してもよく、制御回路302、303は、1つ又は複数の力/圧力検出センサ301、301b、301cによって検出された、受信した力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。ここで制御回路302、303は、組み合わされた又は合計された力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。また制御回路302、303は代替的に、判定された最大値と、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
電子シガレット100が、制御回路302、303と電子的に通信する短距離ワイヤレス通信モジュール304(図3を参照)であって、判定された残りの流体体積を外部コンピュータ又はスマートフォン200(図3を参照)にワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュール304を備えることは、本開示の実施例の範囲内にある。
空気流センサ309は、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するように構成されてもよく、制御回路302、303、及び空気流センサ309は、ユーザがもう吹かしをしないことによって生じ得る空気圧の低下を検出するように構成されてもよい。ここで制御回路302、303は、空気圧の低下が検出されたことに続いて、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
本明細書の様々な実施例に関連して、本発明を説明してきた。しかし、開示した実施例に対する他の変形形態は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を研究することにより、特許請求する本発明を実践する当業者によって理解され、実行されることが可能である。特許請求の範囲では、「備える(comprising)」という言葉は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、複数を除外しない。
本開示は、電子シガレット又はいわゆる「非燃焼・加熱式」電子シガレット・システムなどの電子喫煙システムに関し、詳細には、気化されユーザによって吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジを有する電子喫煙システムに関する。
電子シガレット、eシガレットなどの個人吸入装置により、一定のマイナス面のない喫煙という社会的恩恵を実現することができる。eシガレットは、その身体的感覚、全体的な見た目、及び場合によって風味が似ている(すなわち、たばこの芳香、メントールの味、追加のニコチンなどを有する)ことがある煙の代替物を作り出すことによって、たばこシガレットの喫煙を真似する装置である。この装置は、液体の(たとえば、プロピレン・グリコール又はグリセリンに基づく、たとえば味及び芳香の材料を含む)溶液を霧化/気化してエアロゾル・ミストにするために、熱を使用してもよい。生成されたミストは、シガレットの煙と同様に感じられることがある。eシガレットは電子的なので、オプション、通信、及び制御を増やす機会を提供することができる。
携帯性のため、且つシガレットの物理特性を模倣するために、個人吸入装置又はeシガレットは、バッテリ式であってもよい。米国特許第8851068号は、バッテリ式の個人吸入装置を開示しており、この装置は、中にオリフィスが形成され1つ又は複数の送達物を有する媒体を収容する外側シェルと、シェル内に配設された霧化ユニットとを含む。霧化ユニットは、ユーザがオリフィスで吹かすときに、送達物を含む気体がオリフィスを通って排出されるように、媒体を霧化する。個人吸入装置はさらに、気体とともに排出された送達物を計測することができる。
米国特許出願公開第201340775号は、バッテリ式eシガレットを開示しており、これは、eシガレット内で様々な動作を実現するためのコントローラを含む。コントローラは、スマートフォンなどの消費者装置により、eシガレットの動作及び制御を実現する。eシガレットの動作及び制御を改善するため、並びにeシガレットから通信されるデータを利用するために、スマートフォンのアプリケーションが開発されてもよい。アプリケーションは、喫煙特性の制御、動作の監視、設定の調節、製品通知の受信、又はeシガレットからのデータの編集/分析を行うように開発されてもよい。またアプリケーションは、eシガレットに固有のものでなくてもよい他の機能を提供してもよい。
米国特許第8851068号と米国特許出願公開第20139240775号に開示された電子シガレットは両方とも、圧力又は空気流のセンサを保持し、喫煙セッションを開始するためにユーザが吹かすことにより生じる、電子シガレットのハウジングを通る空気に起因して増大する圧力に、このセンサが反応する。空気流の増大により起動されると、次いで圧力センサは、制御電子機器、及び霧化ユニットの一部である加熱システムを起動し、この加熱システムが、喫煙セッション中に消費される液体を加熱し気化させる。
しかし、ユーザが吹かすときに初めて加熱システムを起動すると、液体を気化するのに必要な温度を得るうえで遅延が生じ、これは、十分な喫煙経験を得るために、ユーザがより長く吹かさなくてはならないことを意味する。
バッテリ式の個人吸入装置の全体的な課題は、バッテリの再充電までの使用持続時間であり、これは、スマートフォンなどの外部消費者装置とデータを通信するためのワイヤレス通信回路を含む個人吸入装置にとって、さらに大きい問題である。
したがって、気化される液体をよりよく加熱し、ユーザの喫煙セッション中にバッテリの電力消費をよりよく制御するための電子制御システムを有する個人吸入装置又はeシガレットが必要とされている。
個人吸入装置の別の全体的な課題は、気化され吸入されることになる残りの送達物含有流体を把握することである。
国際公開第2017/045897A1号は、eシガレットで使用するエアロゾル生成システム用のカートリッジであって、カートリッジ内の液体又は流体の量を感知するための2つのキャパシタ・プレートを有するキャパシタ・センサを保持するカートリッジを開示している。しかし、開示されたキャパシタ・プレート付き液体カートリッジは、カートリッジを再充填するのに便利な設計ではないことがある。
したがって、気化及び吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジの流体レベルを検出するための改善されたセンサ・システムであって、カートリッジを容易に再充填できるようにするセンサ・システムを有する個人吸入装置又はeシガレットが必要とされている。
米国特許第8851068号 米国特許出願公開第2013340775号 国際公開第2017/045897A1号
本発明の目的は、個人吸入装置の使用時の電力消費を制御するための改善された方法及びシステムを提供することである。
この目的は、第1の態様により、起動接触部と、気化される流体を加熱するため又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む加熱システムと、外部コンピュータ又はスマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、起動接触部、及び加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュール、及び制御回路に給電するためのバッテリとを備える電子喫煙システムの使用によって実行される喫煙セッション中に電力消費を制御する方法であって、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、制御回路の動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、それにより喫煙セッションが開始されるステップと、
制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、加熱システムにバッテリ電力を供給するステップと、
起動加熱システムの温度を判定するステップと、
加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するステップと
を含む方法を提供することによって、達成される。
本開示の方法及びシステムでは、ユーザは、起動接触部を使用することにより喫煙工程を開始し、この起動接触部を、ユーザは、喫煙工程中に喫煙位置に保持する。次いでユーザは、起動接触部を喫煙位置にした後で、吹かしを開始してもよい。本開示の方法及びシステムでは、起動接触部が喫煙位置にされた直後に、制御回路及び加熱システムが起動される。次いで吹かし中に気化される流体の加熱は、ほとんどの場合にユーザが吹かしを行う前に開始され、それにより喫煙体験が向上する。
電子喫煙システムの主な電力消費構成要素のうちの1つは加熱システムであり、加熱システムの温度を監視することによって、流体の過度な加熱が回避され、バッテリ電力の過剰な使用が回避される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、方法はさらに、
制御回路が前記起動モードにされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトするステップと、
短距離ワイヤレス通信モジュールを前記起動データ通信モードにするステップから始まる所定の通信期間が経過した後に、短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定するステップと、データ通信セッション中でない場合には、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップと、データ通信セッション中である場合には、
データ通信セッションが終了したときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップと
を含む。
外部消費者装置とデータを通信するためのワイヤレス通信回路が、電子喫煙システムの別の主な電力消費構成要素である。電子喫煙システムが喫煙セッション中に起動しているとき、通常ワイヤレス通信回路は、起動データ通信モードに維持される。所定の期間をデータ通信に使用することによって、バッテリ電力の過剰な使用が回避される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にする又は切り替えることにより、喫煙セッションを終了し、それにより制御回路の動作モードを、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にする又は切り替える前記ステップが行われると、制御回路の動作モードは、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされたときにのみ、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、喫煙セッションが始まる前に、電子喫煙システムの動作モードが、非給電オフモードから、電子喫煙システムが非起動又はスリープ・モードになる給電モードにシフトされ、前記動作モードは、起動接触部をユーザが数回連続して起動することによってシフトされ、これにより制御回路の動作モードが、非給電モードから、給電非起動スリープ・モードにシフトされ、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、次いで、喫煙セッションが終了した後に、起動接触部をユーザが数回連続して起動することによって、電子喫煙システムの動作モードが、給電非起動又はスリープ・モードから、非給電オフモードにシフトされ、これにより制御回路の動作モードが、給電非起動スリープ・モードから、非給電モードにシフトされ、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから非給電モードにシフトされる。
第1の態様の考えられる実装形態では、温度センサは電力を消費するセンサであり、この方法は、バッテリ電力を加熱システムに供給するときに、バッテリ電力を温度センサに供給するステップと、起動した加熱システムの温度を判定するステップと、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するときに、温度センサへのバッテリ電力の供給を起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、制御回路は残りのバッテリ充電を判定するように構成され、判定された残りのバッテリ充電を表すデータは、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路により短距離ワイヤレス通信モジュールに通信され、さらに短距離ワイヤレス通信モジュールにより外部コンピュータ又はスマートフォンに通信される。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、電子喫煙システムは、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備え、前記外側シェルは、気化されて空気と気化流体の気化混合物になる流体を有する液体カートリッジを保持し、前記外側シェルはさらに、流体を気化するための霧化器を保持し、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置され、電子シガレットは、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを保持し、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、喫煙セッションを開始するとき、制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、空気流センサを起動するステップと、
ユーザの吹かしの開始中に空気流の増加を検出するステップと、増加があれば、検出された空気流の増加を、検出されたユーザの吹かしとして記憶するステップと、
起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、空気流センサを起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、電子シガレットは、液体カートリッジ内の流体の体積を感知するための液体体積センサを保持し、方法はさらに、
ユーザが、起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、喫煙セッションを開始するとき、制御回路の動作モードが前記起動モードにシフトされるときに、液体体積センサを起動するステップと、
液体カートリッジ内の流体の体積を検出し、検出された流体体積を記憶するステップと、
検出された流体体積が記憶されたとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、液体体積センサを起動解除するステップとを含む。
第1の態様の方法の考えられる実装形態では、検出及び記憶されたユーザの吹かしの回数を表すデータ並びに/又は最後に検出及び記憶された流体体積を表すデータは、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が給電起動モードのときに、制御回路により短距離ワイヤレス通信モジュールに通信され、さらに短距離ワイヤレス通信モジュールにより外部コンピュータ又はスマートフォンに通信される。
第1の態様によれば、電子喫煙システムであって、
起動接触部と、
気化される流体を加熱するため、又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む加熱システムと、
外部コンピュータ又スマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、
起動接触部、加熱システム、及び短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、
加熱システム、短距離ワイヤレス通信モジュール、及び制御回路に給電するためのバッテリと
を備え、
制御回路が、
起動接触部が、少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持されるとき、動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、
起動接触部が前記第1の起動喫煙位置に維持されるとき、バッテリ電力の供給を加熱システムに導くことにより、加熱システムを起動し、
起動加熱システムの温度を判定し、
加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するように構成された、電子喫煙システムも提供される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路はさらに、
起動接触部が、第1の喫煙起動位置に維持されるとき、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトし、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを前記起動データ通信モードにシフトすることから始まる所定の通信期間が経過した後に、短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定し、データ通信セッション中でない場合には、
短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトし、データ通信セッション中である場合には、
データ通信セッションが終了したときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされる又は切り替えられるときに、動作モードを給電起動モードから、給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、次いで、起動接触部が第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされる又は切り替えられる前記ステップが行われると、制御回路は、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードが給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされたときにのみ、動作モードを、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、起動接触部及び制御回路は、起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードを、非給電モードから給電非起動スリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記起動接触部が数回連続して起動されることにより制御回路の動作モードが給電非起動又はスリープ・モードにシフトされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、起動接触部及び制御回路は、起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードを、給電起動モード又は給電非起動スリープ・モードから、非給電モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記起動接触部が数回連続して起動されることにより、制御回路の動作モードが非給電モードにシフトされたときに、短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電起動データ通信モード又は給電非起動モード又はスリープ・モードから、非給電モードにシフトするように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、温度センサは電力を消費するセンサであり、制御システムは、
加熱システムを起動するときに、温度センサにバッテリ電力を導くことにより、温度センサを起動し、
加熱システムへのバッテリ電力の供給を起動解除するときに、温度センサへのバッテリ電力の供給を起動解除するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は残りのバッテリ充電を判定するように構成され、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、判定された残りのバッテリ充電を表すデータを短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信したバッテリ充電データを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子喫煙システムは、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備え、前記外側シェルは、気化されて空気と気化流体の気化混合物になる流体を有する液体カートリッジを保持し、前記外側シェルはさらに、流体を気化するための霧化器を保持し、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置され、電子シガレットは、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを保持する。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、ユーザの検出された吹かしの回数を表すデータを短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信したユーザの吹かしのデータを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットは、液体カートリッジ内の流体の体積を検出するための液体体積センサを保持する。
第1の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路と短距離ワイヤレス通信モジュールの両方が起動モードのときに、制御回路は、液体カートリッジの検出された流体体積を表すデータを、短距離ワイヤレス通信モジュールに通信するように構成され、短距離ワイヤレス通信モジュールは、受信した流体体積のデータを外部コンピュータ又はスマートフォンに通信するように構成される。
本発明の目的は、気化及び吸入されることになる送達物含有流体を保持する液体カートリッジの流体レベルを検出するための改善されたセンサ・システムを保持する電子喫煙システムを提供することである。
この目的は、第2の態様により、オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備える電子喫煙システムであって、前記外側シェルが、
気化されて、空気と気化流体の気化混合物になる流体を保持する液体カートリッジと、
前記流体を気化するための霧化器と、
液体カートリッジの壁外側表面によってセンサに加えられる力又は圧力を検出するように構成された1つ又は複数のセンサを有するセンサ・システムであって、前記検出された力又は圧力が液体カートリッジの流体体積に関係する、センサ・システムとを備える、電子喫煙システムを提供することによって、達成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、外側シェルは、1つ又は複数の側壁内側表面及び底壁内側表面を有し、それらの内側表面が、液体カートリッジを少なくとも部分的に囲み、前記液体カートリッジは、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成される。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられる。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、センサ・システムは、液体カートリッジの1つ又は複数の壁外側表面によって前記センサに加えられる力又は圧力を検出するように配置された少なくとも2つのセンサを保持する。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられ、少なくとも1つのセンサが、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、外側シェルに対する柔軟性を液体カートリッジに与える1つ又は複数の可撓性部分を備え、それにより液体キャリアは、前記センサに重力又は圧力を加えられるようになり、前記重力又は圧力は、少なくとも部分的に液体キャリアの流体体積の関数である。
重力又は圧力は、流体体積と、力/圧力センサの位置に対する液体カートリッジの垂直位置との両方の関数であってもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、1つ又は複数の可撓性壁部分を備え、センサは、前記1つ又は複数の可撓性壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジの底壁部分は、外側シェルの底壁内側表面と、液体カートリッジの底壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持する。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジの少なくとも1つの側壁部分は、外側シェルの側壁内側表面と、液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持する。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、外側シェルに取り付けられた上部分、及び上部分と側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を有し、センサは、前記1つ又は複数の側壁部分及び/又は底壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられる。上部分は剛性の上部分であってもよく、また側壁部分も剛性材料のものであってもよい。底壁部分も剛性材料のものであってもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、1つ若しくは複数の力又は圧力検出センサは、1つ若しくは複数のピエゾ抵抗ひずみゲージ型センサ、及び/又は1つ若しくは複数の力感知抵抗器型センサを含む。1つ若しくは複数の力又は圧力検出センサは、微小機械加工ピエゾ抵抗ひずみゲージ・セルなど、1つ又は複数の圧縮負荷セルを含んでもよい。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、液体カートリッジは、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成され、側壁部分及び底壁部分は、少なくとも部分的にプラスチック材料又は可撓性プラスチック材料から作られる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、上部分は、液体カートリッジを外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、可撓性相互接続部分は、可撓性プラスチック材料から作られる。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、
センサ・システムと電子的に通信する制御回路であって、1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成された制御回路を備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データを組み合わせる又は合計するように構成され、その結果得られる組み合わされた又は合計された力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、受信した力/圧力データの最大値を判定するように、又は組み合わされた若しくは合計された力/圧力データの最大値を判定するように構成され、さらに、前記判定された最大値に少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、最小及び最大の重力又は圧力の値を表す記憶された情報を保持し、ここで最小値は、最小の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、最大値は、最大の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、制御回路は、1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、組み合わされた又は合計された力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、制御回路は、前記判定された最大値と、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、制御回路と電子的に通信する短距離ワイヤレス通信モジュールであって、判定された残りの流体体積を外部コンピュータ又はスマートフォンにワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールを備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、気化される流体を加熱するための加熱システムを備え、この加熱システムは、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含み、ここで加熱システムは霧化器の一部であり、霧化器は、ユーザがオリフィスにおいて吹かし、加熱システムから熱が送達されたときに、流体を気化して前記混合物にするように配置される。第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、電力送達バッテリを備える。
第2の態様のシステムの考えられる実装形態では、電子シガレットはさらに、ユーザの吹かしにより生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサを備え、制御回路及び空気流センサは、空気圧の低下を検出するように構成され、制御回路は、空気圧の低下の検出に続いて、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成される。
電子シガレット用の流体体積感知システムを提供するためには、容器内の流体体積の関数である尺度を提供するように配置された1つ又は複数のセンサと相互作用することができる流体含有液体カートリッジを有することが重要である。このことは、力又は圧力センサを使用するとき、第3の態様により、電子シガレット用の消費流体を保持するための液体カートリッジであって、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、剛性上部分、及び上部分と側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を備える液体カートリッジを提供することによって達成される。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、上部分は、液体カートリッジを電子シガレットの外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、可撓性相互接続部分は、可撓性プラスチック材料から作られる。
第3の態様の液体カートリッジの考えられる実装形態では、1つ又は複数の側壁部分、及び底壁部分は、非可撓性又は剛性のプラスチック材料から少なくとも部分的に作られる。
上記その他の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。さらなる実装形態は、従属請求項、説明、及び図面から明らかになる。本発明の上記その他の態様は、以下に記載の実施例から明らかになろう。
本開示の以下の詳述部分では、図面に示す例示的な実施例を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
例示的な実施例による電子シガレットの分解図である。 例示的な実施例による電子シガレットの底面図である。 例示的な実施例による、電子シガレットとスマートフォンのローカル通信、及びスマートフォンを介したネットワーク通信を示すブロック図である。 例示的な実施例による、電子喫煙システムの構成要素を示すブロック図である。 例示的な実施例による、喫煙制御工程を示すブロック図である。 例示的な実施例による、図4の喫煙制御工程の細部を示すブロック図である。 例示的な実施例による、図4の喫煙制御工程のさらなる細部を示すブロック図である。 例示的な実施例による、喫煙制御工程のタイミング図である。 例示的な実施例による、霧化器の配置を示すブロック図である。 例示的な実施例による、たばこプラグの加熱を示すブロック図である。 例示的な実施例による、電子シガレットで使用する液体カートリッジを示す図である。 例示的な実施例による、電子シガレットで使用する別の液体カートリッジを示す図である。 例示的な実施例による、霧化器及び液体カートリッジの配置を示すブロック図である。
図1a及び図1bは、例示的な実施例による個人吸入装置又は電子シガレット100のそれぞれ分解図及び底面図である。
電子シガレット100は、第1の外側シェル101及び第2の外側シェル104を備えるハウジングを有する。電子シガレット100は、第1の外側シェル101に収容されてもよい制御回路、センサ、及びバッテリを有する電子機器区分(図3を参照)と、第2の外側シェル104に収容される霧化ユニット102と液体カートリッジ103とを含む。霧化ユニット102は、ユーザが吹かすときに気化される液体を加熱するための加熱コイルなどの加熱システムを保持してもよい。
電子機器区分は、ねじ留め接続により霧化ユニット102の一方の端部に接続されてもよく、液体カートリッジ103は、締り嵌めにより霧化ユニット102の他方の端部に接続されてもよい。組み立てられたときに、電子シガレット100は、図1bに示すように、標準的なシガレットの長さと直径の比に近くてもよい長さと直径の比を有する細長い形状を画成する。
ハウジングの第2の外側シェル104は、端部(すなわち口側端部)に出口穴又はオリフィス107を有し、ここにユーザが自らの唇を付けて、霧化ユニット102によって生成された気体又はガスを吸い込むことができる。オリフィス107を保持する口側端部でユーザが吸い込む又は吹かすときに、ハウジングに空気が入れるようにし、それにより電子シガレット100のハウジングを通って空気を吸い込めるようにするために、ハウジングの反対側の端部、すなわち、第1の外側シェル101の端部に、入口穴又はオリフィス106が設けられてもよい。
液体カートリッジ103は、ユーザが口で吸い込む又は吹かすときに、加熱された霧化ユニット102において霧化される送達物含有媒体を貯蔵しており、その加熱された霧化ユニット102により、オリフィス107を通ってユーザにより吸入される気体が生成される。電子シガレット100の動作は、第1の外側シェル101の電子機器区分に収容された制御回路、及び押しボタン105などのユーザ起動接触部によって制御され、ユーザ起動接触部は、第2の外側シェル104に近い第1の外側シェル101の底面側に位置付けられてもよい。
加熱システムは、加熱システムの温度を検出するための温度センサに接続されてもよく又はそれを含んでもよく、第1の外側シェル101内の電子機器区分の一部として空気流センサが設けられてもよい。空気流センサは、ユーザが吹かし、それにより第1の外側シェル101内で空気圧の変化が生じることによって引き起こされる、センサにわたる圧力降下によって起動されてもよい。
電子機器区分が、液体カートリッジ103内の流体の体積を検出するための1つ又は複数のセンサを保持する又はそれに接続されることも、一実施例の範囲内にある。一実施例では、電子シガレット100は、ユーザの喫煙セッション中に液体の消費によって生じる液体カートリッジ103の重さの変化を検出するように配置された1つ又は複数の力センサを保持する。次いで、カートリッジ103内の残りの液体を、力センサの出力に基づき計算することができる。
電子機器区分は、短距離ワイヤレス通信モジュールも保持することができ、このモジュールは、スマートフォンなどの外部コンピュータ又は外部ユーザ装置とワイヤレス・データ通信するためのBluetooth(登録商標)モジュールとすることができる。これはさらに図2に示されており、図2は、電子シガレット100とスマートフォン200などのユーザ装置との間でワイヤレス通信するためのBluetoothモジュール304が装備された電子シガレット100とのローカル通信を示すブロック図である。スマートフォンは、アプリケーション・プログラムApp201を保持してもよく、このアプリケーション・プログラムは「喫煙管理アプリケーション」であってもよく、電子シガレット100から受信したデータを記憶してもよい。こうしたデータは、検出されたユーザの吹かしの回数、液体カートリッジ103内の使用済み又は残りの液体、及び残りのバッテリ充電を含んでもよい。受信したデータは、スマートフォンからネットワーク通信を介してサーバ202にさらに通信されてもよい。
図3は、例示的な実施例による、電子喫煙システム300の構成要素を示すブロック図である。電子喫煙システム300は、起動接触部301と、気化される流体を加熱するため又はたばこプラグを加熱するための加熱システム305と、加熱システム305の温度を感知するための温度センサ306と、アプリケーション・プログラムApp201を保持する外部コンピュータ又はスマートフォン200とワイヤレス・データ通信するように構成されたBluetoothモジュール304などの短距離ワイヤレス通信モジュールと、出入力インターフェース回路303(I/O)を有する制御回路302と、バッテリ307と、バッテリ充電制御回路308とを備える。制御回路302は、起動接触部又はボタン301、温度センサ306を有する加熱システム305、短距離ワイヤレス通信モジュール304、及びバッテリ充電制御回路308と電子的に通信する。バッテリ307は、加熱システム305、制御回路302、及び短距離ワイヤレス通信モジュール304に電力を送達し、制御回路302は、動作モードを制御し、それにより温度システム305及びワイヤレス通信モジュール304の電力消費を制御する。
電子シガレット100では、加熱システム305は霧化ユニット102の一部であってもよく、霧化ユニット102は流体又は液体カートリッジ103とともに、気体出口穴107のある第2の外側シェル104内に位置付けられる。起動接触部301は、第1の外側シェル101の底面側に配置された押しボタン105とすることができ、インターフェース回路30を有する制御回路302、バッテリ307、バッテリ充電制御回路308、及びワイヤレス通信モジュール304はすべて、第1の外側シェル101内に位置付けられてもよい。一実施例では、電子シガレット100には空気流又は圧力センサ309が設けられてもよく、このセンサ309は、電子喫煙システムの一部であってもよく、第1の外側シェル101内に位置付けられてもよい。空気流センサ309は、ユーザが吹かし、それにより第1の外側シェル101内で空気圧の変化が生じることによって引き起こされる、センサにわたる圧力降下によって起動されてもよい。
一実施例では、電子シガレット100は、液体カートリッジ103内の残りの流体又は液体を監視するための体積センサ310を保持してもよい。体積センサ310は、液体カートリッジ103の重量の変化を検出するように配置された2つの力センサなど、1つ又は複数の力センサとすることができる。次いで、カートリッジ103内の残りの液体を、力センサ310の重量出力に基づき計算することができる。2つの力センサ310は、液体カートリッジが第2の外側シェル104内に配置され、霧化ユニット102に留め付けられたときに、第1の力センサが液体カートリッジ103の底面外側部分に接触し、第2の力センサが液体カートリッジ103の側面外側部分に接触するように、第2の外側シェル104内に配置されてもよい。制御回路302が力センサ310と電子的に通信するように、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部が設けられてもよい。
2つの力センサは、カートリッジ103内に流体又は液体を含む液体カートリッジ103の重量を重力により測定してもよい。したがって、電子シガレット100が垂直位置に保持されるとき、第1の力センサが液体カートリッジ103の重量によって加圧されてもよく、電子シガレット100が水平位置に保持されるとき、第2の力センサが液体カートリッジ103の重量によって加圧されてもよい。
図3の空気流センサ309及び体積センサ310の破線により示されるように、これらのセンサは両方とも、本開示の電子喫煙システム300にとって任意選択である。
喫煙工程中に電子機器の電力消費を制御するときの電子喫煙システム300の動作を、図4、図5、及び図6のブロック図、並びに図7のタイミング図に関連してここでさらに詳細に説明する。
システム電力オンからシステム電力オフまでの喫煙制御工程を図4に示し、この工程のタイミングを図7に示す。時間t0より前は、システム300は電力オフであり(ステップ401)、システム300の電子構成要素によって使用されているバッテリ電力はない。時間t0〜t1では、ユーザは、システム300を電力オンにするために、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回素早く連続して押す(ステップ402)。時間t1において、制御回路302が電力オンにされ、非給電オフモードから、給電モードにモードを変更し、給電モードでは、制御回路302は非起動モード又はスリープ・モードである(ステップ403)。ステップ403では、制御回路302のモードを変更することにより、短距離ワイヤレス通信モジュール304の動作モードも、非給電モードから給電非起動モード又はスリープ・モードに変更される。
時間t2において、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、ボタン105、301をこの位置に維持することによって喫煙工程を開始する(ステップ404)。ステップ402においてシステムに給電するために使用された押下期間のうちの1つの期間よりも長い最短期間にわたって、ボタン105、301が喫煙位置に維持されているとき、制御回路の動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトされる(ステップ404及び405)。ステップ405の起動モードにあるとき、電子喫煙システムは完全に起動しており、制御回路302は続行し、加熱システム305、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304を監視し、センサ・データを収集し、センサ・データをワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送する(ステップ406)。ステップ406において実行される動作を、図5及び図6に関連してさらに説明する。
ユーザが、時間t2において喫煙セッションのためにシステム300を起動した後、ユーザは通常、時間t3において喫煙の吹かしを行い、この吹かしは時間t4において終了する。時間t3〜時間t4の吹かし期間は、約3〜4秒とすることができる。時間t5においてユーザの吹かしが終了した後、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を解放して、起動喫煙位置から非起動位置にする(ステップ407)。起動接触部又はボタン105、301を解放することにより、制御回路302の動作モードが、給電起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトされる(ステップ408)。ステップ408において、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを制御して、給電非起動スリープ・モードにし、その後制御回路302自体がスリープ・モードになる。
ステップ408において、ユーザは、時間t6において起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、この位置にボタン105、301を保つことにより、新たな喫煙セッションを開始したいと決定してもよい(ステップ404)。ステップ405、406、407、及び408がここで繰り返され、ユーザが時間t7からt8の間に吹かしを行い、時間t9において起動接触部又はボタン105、301を解放して、起動喫煙位置から非起動位置にする。時間t10において、ユーザはもう喫煙の吹かしを行わないことを決定し、時間t10〜t11、ユーザは、システム300を電力オフにするために、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回素早く連続して押す(ステップ409及び410)。
ステップ404及び405から、ステップ406において実行される動作を、図5及び図6に関連してさらに説明する。図5のブロック図は、制御回路302と、加熱センサ306を有する加熱システム305との間の処理動作、及び制御回路302と、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304との間の処理動作を示す。時間t2において、ユーザは、起動接触部又はボタン105、301を押して起動喫煙位置にし、ボタン105、301をこの位置に維持することによって喫煙工程を開始する(ステップ404)。ステップ402においてシステムに給電するために使用された押下期間のうちの1つの期間よりも長い最短期間にわたって、ボタン105、301が喫煙位置に維持されているとき、制御回路の動作モードが、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトされる(ステップ405及び501)。
ステップ501の起動モードにあるとき、制御回路302は、加熱システム305に供給されるバッテリ電力を制御することによって加熱システム305を起動し(ステップ502)、同時に、温度センサ306からの出力を読み取ることによって加熱システム305の温度を監視する。加熱システム305の温度が所定の最高温度に到達すると(ステップ503)、制御回路302は、加熱システム305へのバッテリ電力の供給を起動解除することにより加熱システム305を起動解除する(ステップ504)。加熱システム305は、3〜4秒とすることができる典型的なユーザの吹かしの持続時間よりも短い2〜3秒などの期間内に、最高温度を得るように構成される。
ステップ501の起動モードにあるとき、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、最初スリープ・モードであるが、制御回路302が、ここでワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モード505にシフトするように制御し、ここからワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304が起動データ通信モードになる(ステップ506)。ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、所定の通信時間の間、起動データ通信モードになるよう構成され、この通信時間は、1秒以下又は未満であってもよく、3〜4秒とすることができる典型的なユーザの吹かしの持続時間より短い。所定の通信期間が経過した後、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュールがなお外部コンピュータ又はスマートフォンとのデータ通信セッション中かどうかを制御し(ステップ507及び508)、データ通信セッション中でない場合には、制御回路302は、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように制御する(ステップ509)。データ通信セッション中の場合には、制御回路302は、そのデータ通信セッションが終了したときに、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の動作モードを、起動モードから給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように制御する(ステップ509)。
図5のブロック図はさらに、ステップ501の起動モードにあるときに、制御回路302が、バッテリ充電制御回路308と通信して残りのバッテリ充電を判定してもよく(ステップ510)、次いで制御回路302が、判定された残りのバッテリ充電を表すデータをワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよいことを示す(図6のステップ601を参照)。次いでワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。
電子喫煙システム300が電子シガレット100の一部であるとき、このシステムは空気流センサ309も含むことができ、この空気流センサ309は、ユーザの吹かしにより生じる空気圧の変化を検出することにより、ユーザの吹かしが実行されたらいつでも検出する。図5に示すように、制御回路302がステップ501の起動モードにあるとき、制御回路302は空気流センサ309を起動し、空気流センサ309と通信して、何らかのユーザの吹かしが記録されたかどうかを判定してもよく、次いで制御回路302は、検出されたユーザの吹かしを表すデータを、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよい(図6のステップ601を参照)。次いでこの場合も、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置に解放することにより喫煙セッションが終了すると(図4のステップ407及び図6のステップ602)、制御回路302は、空気流センサ309を起動解除してもよく(ステップ603)、その後、制御回路302は、給電非起動スリープ・モードにシフトしてもよい(図4のステップ408及び図6のステップ604)。
電子喫煙システム300が電子シガレット100の一部であるとき、このシステムは、液体カートリッジ103内の残りの流体又は液体を監視するための1つ又は複数の液体体積センサ310も含むことができる。制御回路302は、ステップ501の起動モードにあるとき、液体体積センサ310を起動し、体積センサ310と通信して、液体カートリッジ103の残りの液体体積を判定してもよい。次いで制御回路302は、判定された残りの液体体積を表すデータを、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304に転送してもよい(図6のステップ601を参照)。次いでこの場合も、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304は、制御回路302とワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304の両方が起動モードにあるときに、受信データを外部コンピュータ又はスマートフォン200に転送してもよい(ステップ505)。ユーザが、起動接触部を第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置に解放することにより喫煙セッションが終了すると(図4のステップ407及び図6のステップ602)、制御回路302は、液体体積センサ310を起動解除してもよく(ステップ603)、その後、制御回路302は、給電非起動スリープ・モードにシフトしてもよい(図4のステップ408及び図6のステップ604)。
システム300を電力オン又は電力オフにするために、ユーザは、電力オンにするときにはt0〜t1の間に、又は電力オフするときにはt10〜t11の間に、起動接触部又はボタン105、301を3回など複数回押す。一実施例では、制御回路302の動作モードを変更するために、起動の3回が2秒の時間制限内に行われるものとする。t0〜t1の期間は、2.5回の起動押し期間を保持し、ボタン105、301を喫煙位置に維持するための最短期間である最短の吹かし期間が、1回の起動押し期間より長く設定される場合、この最短吹かし期間は、少なくとも1.5秒、又は少なくとも2秒など、少なくとも1秒とすべきであることが、図7からわかる。
典型的なユーザの吹かしの持続時間は、3〜4秒の範囲とすることができ、ワイヤレス通信又はBluetoothモジュール304が外部コンピュータ又はスマートフォンとなおデータ通信セッション中かどうかを制御回路302が制御し始めるまでの所定の通信期間は、0.8秒以下、0.5秒以下など、1秒以下に設定することができる。
加熱システムは、気化される液体を加熱するための加熱コイルを保持してもよく、温度センサは、負の温度係数(NTC)サーミスタなどのサーミスタであってもよい。所定の最高温度は、150℃に設定、250℃に設定、又は350℃に設定するなど、150℃〜350℃の範囲内で選択されてもよい。
バッテリが、喫煙システム300の電子回路に電圧を約5V供給することになる5Vのバッテリであることは、一実施例の範囲内にある。しかし、加熱システムに供給されるバッテリ電力は、気化される液体の種類に応じて、4.1V、3.6V、又は3Vのいずれかになるように制御されてもよい。非給電オフモードから給電スリープ・モードに電子喫煙システム300を給電オンにするために使用される接触部又はボタン105、301をユーザが複数回起動したことに続いて、起動接触部又はボタン105、301をユーザが複数回連続して起動することにより、制御回路302は、所望の加熱システム電圧、及び対応する最高加熱温度を選択するようにプログラムされてもよい。一実施例では、ユーザが接触部又はボタン105、301を4回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約3Vで、最高温度を約150℃に設定するようにプログラムされてもよく、ユーザが接触部又はボタン105、301を5回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約3.6Vで、最高温度を約250℃に設定するようにプログラムされてもよく、ユーザが接触部又はボタン105、301を6回連続して起動することにより、制御回路302は、加熱システムへの供給電圧を約4.1Vで、最高温度を約350℃に設定するようにプログラムされてもよい。制御回路が、電圧/温度のプログラミングを、喫煙セッションの開始、及び電子喫煙システム300の給電オフから区別するために、接触部又はボタン105、301をユーザが4回連続して起動することは、2.5秒以内、2秒以内など、3秒以内に行われるべきであり、接触部又はボタン105、301をユーザが5回連続して起動することは、3秒以内、2.5秒以内など、3.5秒以内に行われるべきであり、接触部又はボタン105、301をユーザが6回連続して起動することは、3.5秒以内、3秒以内など、4秒以内に行われるべきである。
消費される液体は、一定濃度のニコチンを保持してもよく、この濃度は、液体の様々なタイプにより異なってもよい。濃度(mg/mlとすることができる)をユーザが認識し、次いでユーザはその濃度を外部コンピュータ又はユーザ装置又はスマートフォン200のアプリケーション・プログラム201に入力することができる。残りの液体体積、したがってカートリッジ103から消費された液体の液体体積を表すデータは、ユーザ装置200に転送されてもよく、次いで消費されたニコチンの絶対量を計算するために、ユーザ装置200によって使用されてもよい。次いで、消費されたニコチンの量を、ユーザがユーザ装置又はスマートフォン200から読み取ることができる。ユーザはまた、ユーザ装置又はスマートフォン200から、吹かしの総数及び/又は残りのバッテリ充電を読み取ることもできる。
ユーザ装置又はスマートフォン200に転送されるユーザ・データは、1日又は数日、たとえば2日〜5日などの最短期間にわたり、電子シガレット100の制御回路302によって記憶されてもよく、それによりユーザは、1つ又は複数の喫煙セッションの後に、ユーザ装置又スマートフォン200を電子シガレット100に接続した場合に、データを受信できるようになる。
図8は、例示的な実施例による、電子シガレット100内の霧化器102の構成をさらに詳細に示すブロック図である。第1の外側シェル101は第2の外側シェル104に接続され、ここで霧化ユニット102は、第1の外側シェル101に収容される電子機器区分に接続された状態で第2の外側シェル104に収容される。液体カートリッジ103は霧化ユニット102に接続され、霧化ユニット102は、カートリッジ103から液体を吸い上げることができる芯110を一方の端部で保持し、この場合には加熱コイルである加熱システム305を他方の端部で保持する。加熱システムの温度センサ306は、図8に示していない。加熱システム305と、第1の外側シェル101内の電子機器制御回路302及び303との間に、電気接続(図示せず)が提供される。第2の外側シェル104は、口側端部に空気出口オリフィス107aを有し、霧化ユニット102は、空気を取り入れるための空気入口オリフィス107bを有する。
空気流センサ309が、第1の外側シェル101に配置されており、霧化ユニット102の空気入口オリフィス107bに面していてもよい。第1の外側シェル101内で、空気流センサ309と第1の外側シェル101の空気入口オリフィス106(図8には示さず)との間に、1つ又は複数の空気通路107cが設けられる。加熱がオンにされ、ユーザがオリフィス107aにおいて吹かすとき、空気は空気通路107cを通り、入口オリフィス107bを通って霧化ユニット102に入るように導かれ、ここで空気は加熱され、芯110から液滴を除去し、それにより液体が霧化されて、空気と気化した液体又は流体との気化混合物になる。空気と液体又は流体の気化混合物は、カートリッジ103の側部に沿って霧化ユニット102の多数の小さい空気通路(図示せず)を通過し、空気出口オリフィス107aを通り、ユーザの口の中に入る。ユーザが吹かしたときの流れ又は空気を、図8において矢印で示す。
2つの体積センサ310a及び310bは、第2の外側シェル104内に配置されてもよい。体積センサは、第1の力センサ310a及び第2の力センサ310bであってもよく、ここで第1の力センサ310aは、液体カートリッジ103の底面外側部分に接触し、第2の力センサ310bは、液体カートリッジ103の側面外側部分に接触する。制御回路302、303が、力センサ310a、310bと電子的に通信するために、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部(図示せず)が設けられてもよい。
図9は、例示的な実施例による、たばこプラグ903の加熱を示すブロック図である。図3のシステム300に似ているが空気流センサ309及び体積センサ310のない電子喫煙システムが、ハウジング901内に配置されてもよい。熱伝達要素902が、ハウジングの一方の端部に配置され、加熱システム905を保持しており、この加熱システム905は図3の加熱システム305と等しくてもよく、加熱システム905は、温度センサ(図示せず)も保持してもよい。熱伝達要素902は、たばこプラグに取り付けられるように構成され、たばこプラグは、「非燃焼・加熱式」シガレットに使用される種類のものとすることができる。所定の最高温度は、150℃に設定、250℃に設定、又は350℃に設定するなど、150℃〜350℃の範囲内で選択されてもよい。
図10は、例示的な実施例による、電子シガレットで使用する液体カートリッジ1003を示す。液体カートリッジ1003は、円筒形の側壁1003a、底壁1003b、及び上部分1003cによって形成される。側壁1003a及び底壁1003bは、両方とも可撓性プラスチック材料などの可撓性材料から作られてもよく、上部分1003cは、剛性プラスチック材料などの実質的に剛性の材料から作られてもよい。上部分1003は、電子シガレットの外側シェル101、104に液体カートリッジを取り付けるためのねじ山部分を保持してもよい。ねじ山部分は、外側シェル101、104の外ねじ山部分に嵌まるように内ねじ山を有してもよい。可撓性材料から作られた壁1003a及び1003bを有することにより、壁1003a及び1003bは、おおむねカートリッジ103内の流体体積の関数として変形してもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1003によって加えられる変化する重力が生じてもよい(図12を参照)。
図11は、例示的な実施例による、電子シガレットで使用する別の液体カートリッジ1103を示す。液体カートリッジ1103は、円筒形の側壁1103a、底壁1103b、上部分1103c、及び可撓性相互接続部分1103dによって形成されてもよい。相互接続部分1103dは、上部分1103cと側壁1103aとの間に可撓性の相互接続を提供する。側壁1103a及び底壁1103bは、両方とも可撓性又は剛性のプラスチック材料などの可撓性又は剛性の材料から作られてもよく、上部分1103cは、剛性プラスチック材料などの実質的に剛性の材料から作られてもよい。側壁1103a及び底壁1103bが、両方とも剛性プラスチック材料などの剛性材料から作られることは、好ましい実施例の範囲内にある。またこの場合も、上部分1103は、電子シガレットの外側シェル101、104に液体カートリッジを取り付けるためのねじ山部分を保持してもよい。ねじ山部分は、外側シェル101、104の外ねじ山部分に嵌まるように内ねじ山を有してもよい。可撓性相互接続部分1103dを使用することにより、側壁1103a及び底壁1103bは、上部分1103cに対して位置を変えられるようになり、ここで位置の変化は、カートリッジ1103内の流体体積の関数として変わってもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1103によって加えられる重力の変化が生じてもよい(図12を参照)。
図12は、例示的な実施例による、電子シガレット100内の霧化器又は霧化ユニット102及び液体カートリッジ1003の構成を示すブロック図である。電子シガレット100及び霧化器102は、図8に関連して説明した構成要素に似ている。電子シガレット100は、第2の外側シェル104に接続された第1の外側シェル101を有し、ここで霧化ユニット102は、締付け要素108によって第1の外側シェル101に固定接続された状態で第2の外側シェル104に収容され、締付け要素108は、要素108に接続するための外ねじ山部分を有する霧化ユニットに伴い、内ねじ山を有してもよい。また霧化ユニットは、第1の外側シェル101に収容される電子機器区分にも電子的に接続される。液体カートリッジ1003の上部分1003cは、締付け要素109によって第1の外側シェル101に固定接続され、締付け要素109は、要素109に接続するための内ねじ山を有する上部分1003cに伴って外ねじ山を有してもよい。要素108及び109は、霧化ユニット102に対する所望の位置に液体カートリッジ1003を保持するように位置付け及び構成される。カートリッジ1003は、第1の外側シェル101に取外し可能に留め付けされており、流体体積が少なくなりすぎたときに、液体カートリッジ1003を容易に再充填できることに留意する。カートリッジ1003が第1の外側シェル101に接続されたら、第1の外側シェル101が第2の外側シェル104に接続され、これは圧着又はスナップ嵌めを使用して行われてもよい。
複数の力又は圧力センサ310a、310b、310cは、第2の外側シェル104内に配置され、第1の外側シェル101が第2の外側シェル104に接続されることによって液体カートリッジ1003が第2の外側シェル1004の内側の位置にきたとき、液体カートリッジ1003の壁外側表面に接触するように位置付けられる。可撓性材料から作られた壁1003a及び1003bを有することによって、壁1003a及び1003bは、カートリッジ1003内の流体体積の関数として変形してもよく、それにより、力又は圧力センサ310a、310b、310cに接触したときにカートリッジ1003によって加えられる重力の変化が生じてもよい。図12は、電子シガレット100内の図10の液体カートリッジ1003の配置を示す。しかし本開示は、図12に示す配置のカートリッジ1003が図11の液体カートリッジ1103に置き換わった実施例も網羅する。カートリッジ1103では、可撓性相互接続部分1103dを使用することにより、側壁1103a及び底壁1103bは、上部分1103cに対して位置を変えられるようになり、ここで位置の変化は、カートリッジ1103内の流体体積の関数として変わってもよく、それにより、カートリッジ1103によって力又は圧力センサ310a、310b、310cに加えられる重力の変化が生じてもよい。
図12に示す構成では、3つの力又は圧力センサ310a、310b、310cが存在し、これらは第2の外側シェル104の側壁内側表面内に配置され、ここでセンサ310b及び310cは、側壁1003aの壁外側表面に接触し、センサ310aは底壁1003bに接触する。力又は圧力センサが1つだけ使用されることも本開示の実施例の範囲内にあり、このセンサは、底壁1003bに接触するように配置された単一センサ310a、又は側壁1003aに接触するように配置された単一センサ310b又は310cとすることができる。2つの力又は圧力センサが使用されることも本開示の実施例の範囲内にあり、これらのセンサは、底壁1003bに接触するように配置された単一センサ310a、及び側壁1003aに接触するように配置された単一センサ310b若しくは310cとすることができ、又は、底壁に接触するセンサ310aのない、側壁1003aに接触するように配置された2つのセンサ310b及び310cであってもよい。
第1の外側シェル内の制御回路302、303(図3を参照)が、力又は圧力センサ310a、310b、310cと電子的に通信するために、第1と第2の外側シェル101、104間に電気接触部(図示せず)が設けられる。力又は圧力検出センサ310a、310b、310cは、微小機械加工されたピエゾ抵抗ひずみゲージ・セルとすることができる圧縮負荷セルなど、ピエゾ抵抗ひずみゲージ型センサとすることができる。力又は圧力検出センサ310a、310b、310cが、力感知抵抗器型センサであることも、実施例の範囲内にある。
第2の外側シェル104は、口側端部に空気出口オリフィス107aを有し、霧化ユニット102は、空気を取り入れるための入口オリフィス107bを有する。空気流センサ309が、第1の外側シェル101に配置されてもよく、霧化ユニット102の空気入口オリフィス107bに面していてもよい。第1の外側シェル101内で、空気流センサ309と第1の外側シェル101の空気入口オリフィス106(図8には示さず)との間に、1つ又は複数の空気通路107cが設けられる。加熱がオンにされ、ユーザがオリフィス107において吹かすとき、空気は空気通路107cを通り、入口オリフィス107bを通って霧化ユニット102に入るように導かれ、ここで空気は加熱され、芯110から液滴を除去し(図8を参照)、それにより液体が霧化されて、空気と気化した液体又は流体との気化混合物になる。空気と液体又は流体の気化混合物は、霧化ユニット102の多数の小さい空気通路(図示せず)を通り、締付け要素109の空気通路(図示せず)を通り、カートリッジ1003の側部に沿って、空気出口オリフィス107aを通り、ユーザの口の中に入る。
液体カートリッジ1003、1103内の残りの液体をユーザに知らせるために、制御回路302、303は、力/圧力検出センサ310a、301b、310cによって検出された、受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。2つ以上のセンサ310a、310b、310cが使用されるとき、制御回路は、検出され受信した力/圧力データを組み合わせ又は合計し、その結果得られる組み合わされた又は合計された力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
センサ310a、310b、310cによって検出された圧力の重力は、液体カートリッジ1003、1103の垂直/水平位置の関数として変化し、したがって電子シガレット100の位置で変化することが理解されるべきである。電子シガレット100及びカートリッジ1003、1103が垂直位置に保持されるとき、底壁1003b、1103bに接触しているセンサ310aに最大圧力がかかり、一方、電子シガレット100及びカートリッジ1003、1103が水平位置に保持されるとき、側壁1003a、1103aに接触しているセンサ310bに最大圧力がかかる。したがって制御回路は、受信した力/圧力データの最大値を判定するように、又は組み合わされた若しくは合計された力/圧力データの最大値を判定するように構成されてもよく、さらに、前記判定された最大値に少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
制御回路302、303が、検出された力/圧力データに基づき流体の残りの体積を判定するためには、最小及び最大の重力又は圧力の値ための尺度を有することが必要な場合があり、ここで最小値は、最小の流体体積を保持する又は空の液体カートリッジ1003、1103によって加えられる力又は圧力を表し、最大値は、最大の流体体積を保持する液体カートリッジ1003、1103によって加えられる力又は圧力を表す。したがって制御回路302、303は、こうした最小及び最大の重力又は圧力の値を表す記憶された情報を保持してもよく、制御回路302、303は、1つ又は複数の力/圧力検出センサ301、301b、301cによって検出された、受信した力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。ここで制御回路302、303は、組み合わされた又は合計された力/圧力データと、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに少なくとも部分的に基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。また制御回路302、303は代替的に、判定された最大値と、記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
電子シガレット100が、制御回路302、303と電子的に通信する短距離ワイヤレス通信モジュール304(図3を参照)であって、判定された残りの流体体積を外部コンピュータ又はスマートフォン200(図3を参照)にワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュール304を備えることは、本開示の実施例の範囲内にある。
空気流センサ309は、ユーザの吹かしによって生じる空気圧の変化を検出するように構成されてもよく、制御回路302、303、及び空気流センサ309は、ユーザがもう吹かしをしないことによって生じ得る空気圧の低下を検出するように構成されてもよい。ここで制御回路302、303は、空気圧の低下が検出されたことに続いて、液体カートリッジ1003、1103内の流体の残りの体積を判定するように構成されてもよい。
本明細書の様々な実施例に関連して、本発明を説明してきた。しかし、開示した実施例に対する他の変形形態は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を研究することにより、特許請求する本発明を実践する当業者によって理解され、実行されることが可能である。特許請求の範囲では、「備える(comprising)」という言葉は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、複数を除外しない。

Claims (28)

  1. オリフィスのある外側シェルを有する電子シガレットを備える電子喫煙システムであって、前記外側シェルが、
    気化されて、空気と気化流体の気化混合物になる流体を保持する液体カートリッジと、
    前記流体を気化するための霧化器と、
    前記液体カートリッジの壁外側表面によってセンサに加えられる力又は圧力を検出するように構成された1つ又は複数の前記センサを有するセンサ・システムであって、前記検出された力又は圧力が、前記液体カートリッジの流体体積に関係する、センサ・システムと
    を備える、電子喫煙システム。
  2. 前記外側シェルが、1つ又は複数の側壁内側表面及び底壁内側表面を有し、前記内側表面が、前記液体カートリッジを少なくとも部分的に囲み、前記液体カートリッジが、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成されており、
    少なくとも1つのセンサが、前記外側シェルの前記底壁内側表面と、前記液体カートリッジの前記底壁外側表面との間に位置付けられ、
    少なくとも1つのセンサが、前記外側シェルの側壁内側表面と、前記液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる、請求項1に記載の電子喫煙システム。
  3. 前記センサ・システムが、前記液体カートリッジの1つ又は複数の壁外側表面によって前記センサに加えられる力又は圧力を検出するように配置された少なくとも2つのセンサを保持する、請求項1又は2に記載の電子喫煙システム。
  4. 少なくとも1つのセンサが、前記外側シェルの前記底壁内側表面と、前記液体カートリッジの前記底壁外側表面との間に位置付けられ、少なくとも1つのセンサが、前記外側シェルの側壁内側表面と、前記液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられる、請求項2又は3に記載の電子喫煙システム。
  5. 前記液体カートリッジが、前記外側シェルに対する柔軟性を前記液体カートリッジに与える1つ又は複数の可撓性部分を備え、それにより前記液体キャリアが、前記センサに重力又は圧力を加えられるようになり、前記重力又は圧力は、少なくとも部分的に前記液体キャリアの前記流体体積の関数である、請求項1から4までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  6. 前記液体カートリッジが1つ又は複数の可撓性壁部分を備え、
    前記センサが、前記1つ又は複数の可撓性壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられる、請求項1から5までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  7. 前記液体カートリッジの前記底壁部分が、前記外側シェルの前記底壁内側表面と、前記液体カートリッジの前記底壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持し、
    前記液体カートリッジの少なくとも1つの側壁部分が、前記外側シェルの側壁内側表面と、前記液体カートリッジの側壁外側表面との間に位置付けられた前記少なくとも1つのセンサに面する可撓性壁部分を保持する、請求項2に記載の、又は請求項2に従属する場合には請求項3から6までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  8. 前記液体カートリッジが、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、前記外側シェルに取り付けられた上部分、及び前記上部分と前記側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を有し、前記センサが、前記1つ又は複数の側壁部分及び/又は底壁部分の外側表面から加えられる重力又は圧力を検出するように位置付けられた、請求項1から5までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  9. 前記1つ若しくは複数の力又は圧力検出センサが、1つ若しくは複数のピエゾ抵抗ひずみゲージ型センサ、及び/又は1つ若しくは複数の力感知抵抗器型センサを含む、請求項1から8までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  10. 前記液体カートリッジが、少なくとも1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、及び上部分によって形成され、前記側壁部分及び前記底壁部分が、少なくとも部分的にプラスチック材料又は可撓性プラスチック材料から作られる、請求項1から9までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  11. 前記上部分が、前記液体カートリッジを前記外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える、請求項10に記載の電子喫煙システム。
  12. 前記可撓性相互接続部分が、可撓性プラスチック材料から作られる、請求項8に記載の電子喫煙システム。
  13. 前記電子シガレットが、
    前記センサ・システムと電子的に通信する制御回路であって、前記1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された制御回路をさらに備える、請求項1から12までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  14. 前記制御回路が、少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項13に記載の電子喫煙システム。
  15. 前記制御回路が、前記少なくとも2つの力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データを組み合わせ又は合計するように構成され、その結果得られる前記組み合わされた又は合計された力/圧力データに少なくとも部分的に基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項14に記載の電子喫煙システム。
  16. 前記制御回路は、前記受信した力/圧力データの最大値を判定するように、又は前記組み合わされた若しくは合計された力/圧力データの最大値を判定するように構成され、さらに、前記判定された最大値に少なくとも部分的に基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項13から15までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  17. 制御回路が、最小及び最大の重力又は圧力の値を表す記憶された情報を保持し、前記最小値が、最小の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、前記最大値が、最大の流体体積を保持する液体カートリッジによって加えられる力又は圧力を表し、前記制御回路が、前記1つ又は複数の力/圧力検出センサによって検出された受信した力/圧力データと、前記記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項13から16までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  18. 前記制御回路が、前記組み合わされた又は合計された力/圧力データと、前記記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに少なくとも部分的に基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項15又は17に記載の電子喫煙システム。
  19. 前記制御回路が、前記判定された最大値と、前記記憶された最小及び最大の力/圧力の値とに基づき、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項16又は17に記載の電子喫煙システム。
  20. 前記電子シガレットが、前記制御回路と電子的に通信する短距離ワイヤレス通信モジュールであって、判定された残りの流体体積を外部コンピュータ又はスマートフォンにワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールをさらに備える、請求項13から19までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  21. 前記電子シガレットが、
    気化される前記流体を加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む前記加熱システムであって、前記加熱システムが前記霧化器の一部であり、前記霧化器は、ユーザが前記オリフィスにおいて吹かし前記加熱システムから熱が送達されたときに、前記流体を気化して前記混合物にするように配置される、加熱システムと、
    電力送達バッテリと
    をさらに備える、請求項1から20までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  22. 前記電子シガレットが、
    ユーザの吹かしにより生じる空気圧の変化を検出するための空気流センサをさらに備え、
    前記制御回路及び前記空気流センサが、空気圧の低下を検出するように構成され、前記制御回路が、空気圧の低下の検出に続いて、前記液体カートリッジ内の前記流体の残りの体積を判定するように構成された、請求項1から20までのいずれか一項に記載の電子喫煙システム。
  23. 電子シガレット用の消費流体を保持するための液体カートリッジであって、1つ又は複数の側壁部分、底壁部分、剛性上部分、及び前記上部分と前記側壁部分との間で可撓性接続を提供する可撓性相互接続部分を備える液体カートリッジ。
  24. 前記上部分が、前記液体カートリッジを電子シガレットの外側シェルに取り付けるためのねじ山部分を備える、請求項23に記載の液体カートリッジ。
  25. 前記可撓性相互接続部分が、可撓性プラスチック材料から作られる、請求項23又は24に記載の液体カートリッジ。
  26. 前記1つ又は複数の側壁部分、及び前記底壁部分が、非可撓性又は剛性のプラスチック材料から少なくとも部分的に作られる、請求項23から25までのいずれか一項に記載の液体カートリッジ。
  27. 起動接触部と、気化される流体を加熱するため又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む前記加熱システムと、外部コンピュータ又はスマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、前記起動接触部、及び前記加熱システム、及び前記短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、前記加熱システム、及び前記短距離ワイヤレス通信モジュール、及び前記制御回路に給電するためのバッテリとを備える電子喫煙システムの使用によって実行される喫煙セッション中の電力消費を制御する方法であって、
    ユーザが、前記起動接触部を少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持することにより、前記制御回路の動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、それにより喫煙セッションが開始されるステップと、
    前記制御回路の前記動作モードが、前記起動モードにシフトされるときに、前記加熱システムにバッテリ電力を供給するステップと、
    起動された前記加熱システムの温度を判定するステップと、
    前記加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は前記起動接触部が前記第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、前記加熱システムへの前記バッテリ電力の供給を起動解除するステップと、
    前記制御回路が前記起動モードにされたときに、前記短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトするステップと、
    前記短距離ワイヤレス通信モジュールを前記起動データ通信モードにするステップから始まる所定の通信期間が経過した後に、前記短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定するステップと、データ通信セッション中でない場合には、
    前記短距離ワイヤレス通信モジュールの前記動作モードを、前記給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトし、データ通信セッション中である場合には、
    前記データ通信セッションが終了したときに、前記短距離ワイヤレス通信モジュールの前記動作モードを、前記給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするステップと
    を含む方法。
  28. 起動接触部と、
    気化される流体を加熱するため、又はたばこプラグを加熱するための、加熱システムの温度を感知するための温度センサを含む前記加熱システムと、
    外部コンピュータ又スマートフォンとワイヤレス・データ通信するように構成された短距離ワイヤレス通信モジュールと、
    前記起動接触部、前記加熱システム、及び前記短距離ワイヤレス通信モジュールと電子的に通信する制御回路と、
    前記加熱システム、前記短距離ワイヤレス通信モジュール、及び前記制御回路に給電するためのバッテリと
    を備え、
    前記制御回路は、
    前記起動接触部が、少なくとも所定の最短吹かし期間にわたって第1の起動喫煙位置に維持されるとき、動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動モードにシフトし、
    前記起動接触部が前記第1の起動喫煙位置に維持されるとき、バッテリ電力の供給を前記加熱システムに導くことにより、前記加熱システムを起動し、
    起動された前記加熱システムの温度を判定し、
    前記加熱システムの温度が所定の最高温度に到達したとき、又は前記起動接触部が前記第1の起動喫煙位置から第2の非起動位置にされたとき、前記加熱システムへの前記バッテリ電力の供給を起動解除し、
    前記起動接触部が、前記第1の喫煙起動位置に維持されるとき、前記短距離ワイヤレス通信モジュールの前記動作モードを、給電非起動モード又はスリープ・モードから起動データ通信モードにシフトし、
    前記短距離ワイヤレス通信モジュールの動作モードを前記起動データ通信モードにシフトすることから始まる所定の通信期間が経過した後に、前記短距離ワイヤレス通信モジュールが外部コンピュータ又スマートフォンとデータ通信セッション中かどうかを判定し、データ通信セッション中でない場合には、
    前記短距離ワイヤレス通信モジュールの前記動作モードを、前記給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトし、データ通信セッション中である場合には、
    前記データ通信セッションが終了したときに、前記短距離ワイヤレス通信モジュールの前記動作モードを、前記給電非起動モード又はスリープ・モードにシフトするように構成される、電子喫煙システム。
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