JP2021132550A - エアロゾル吸引器の電源ユニット及びエアロゾル吸引器 - Google Patents
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Abstract
Description
エアロゾル吸引器1は、香味成分が付加されたエアロゾルを、燃焼を伴わずに生成して、吸引可能とするための器具であり、図1及び図2に示すように、所定方向(以下、長手方向Xと呼ぶ)に沿って延びる棒形状となっている。エアロゾル吸引器1は、長手方向Xに沿って、電源ユニット10と、第1カートリッジ20と、第2カートリッジ30と、がこの順に設けられている。第1カートリッジ20は、電源ユニット10に対して着脱可能(換言すると、交換可能)である。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20に対して着脱可能(換言すると、交換可能)である。図3に示すように、第1カートリッジ20には、第一負荷21と第二負荷31が設けられている。エアロゾル吸引器1の全体形状は、図1のように、電源ユニット10と、第1カートリッジ20と、第2カートリッジ30と、が一列に並ぶ形状には限らない。電源ユニット10に対して、第1カートリッジ20及び第2カートリッジ30が交換可能に構成されていれば、略箱状等の任意の形状を採用可能である。なお、第2カートリッジ30は、電源ユニット10に対して着脱可能(換言すると、交換可能)であってもよい。
電源ユニット10は、図3、図4、及び図5に示すように、円筒状の電源ユニットケース11の内部に、電源12と、充電IC55Aと、MCU(Micro Controller Unit)50と、DC/DCコンバータ51と、吸気センサ15と、電圧センサ52及び電流センサ53を含む温度検出用素子T1と、電圧センサ54及び電流センサ55を含む温度検出用素子T2と、を収容する。
図3に示すように、第1カートリッジ20は、円筒状のカートリッジケース27の内部に、エアロゾル源22を貯留するリザーバ23と、エアロゾル源22を霧化するための第一負荷21と、リザーバ23から第一負荷21へエアロゾル源を引き込むウィック24と、エアロゾル源22が霧化されることで発生したエアロゾルが第2カートリッジ30に向かって流れるエアロゾル流路25と、第2カートリッジ30の一部を収容するエンドキャップ26と、エンドキャップ26に設けられた、第2カートリッジ30を加熱するための第二負荷31と、を備える。
第2カートリッジ30は、香味源33を貯留する。第二負荷31によって第2カートリッジ30が加熱されることで、香味源33が加熱される。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20のエンドキャップ26に設けられたカートリッジ収容部26aに着脱可能に収容される。第2カートリッジ30は、第1カートリッジ20側とは反対側の端部が、ユーザの吸口32となっている。なお、吸口32は、第2カートリッジ30と一体不可分に構成される場合に限らず、第2カートリッジ30と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口32を電源ユニット10と第1カートリッジ20とは別体に構成することで、吸口32を衛生的に保つことができる。
図5に示すように、DC/DCコンバータ51は、電源ユニット10に第1カートリッジ20が装着された状態において、第一負荷21と電源12の間に接続される。MCU50は、DC/DCコンバータ51と電源12の間に接続されている。第二負荷31は、電源ユニット10に第1カートリッジ20が装着された状態において、MCU50とDC/DCコンバータ51との接続ノードに接続される。このように、電源ユニット10では、第1カートリッジ20が装着された状態において、DC/DCコンバータ51及び第一負荷21の直列回路と、第二負荷31とが、電源12に並列接続される。
次に、MCU50の機能について説明する。MCU50は、ROMに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される機能ブロックとして、温度検出部と、電力制御部と、通知制御部と、を備える。
以下、MCU50の具体的な動作の説明に移る前に、エアロゾル生成のための放電制御に用いられる各種パラメータ等について説明する。
Waerosol ≡ α ×Pliquid × tsense−b・・(1A)
図9及び図10は、図1のエアロゾル吸引器1の動作を説明するためのフローチャートである。操作部14の操作等によってエアロゾル吸引器1の電源がONされると(ステップS0:YES)、MCU50は、電源ON後、又は、第2カートリッジ30の交換後にエアロゾルの生成を行ったか(ユーザによる吸引が1度でも行われたか)否かを判定する(ステップS1)。
・・(4)
=β× (Wcapsule(npuff)× Tcap_target)×γ×α× Pliquid×(tend‐tstart)
・・(7)
=β×(Wcapsule(npuff)×Tcap_target)×γ×α× Pliquid’ ×(tend‐tstart)
・・(8)
香味成分残量Wcapsule(npuff)は、式(1)と式(2)により、以下の式(8)により表すことができる。
以上のように、エアロゾル吸引器1によれば、ユーザがエアロゾルを吸引する度にそのエアロゾルに含まれる香味成分量が目標量に収束するよう電源12から第一負荷21及び第二負荷31への放電制御がなされる。このため、ユーザに提供される香味成分量を吸引毎に安定させることができ、エアロゾル吸引器1の商品価値を高めることができる。また、第一負荷21にのみ放電を行う場合と比べて、ユーザに提供される吸引毎の香味成分量を安定させることが可能となり、エアロゾル吸引器1の商品価値を更に高めることができる。
図14は、図1のエアロゾル吸引器のハードウエア構成の第一変形例を示す模式図である。図14は、図6の構成において、電流センサ55が削除され、且つ、昇圧回路としてのDC/DCコンバータ51Aが追加された構成となっている。
図16は、図1のエアロゾル吸引器のハードウエア構成の第二変形例を示す模式図である。図16は、図14に示す構成において、DC/DCコンバータ51Aを削除し、DC/DCコンバータ51の出力を第二負荷31にも接続した構成である。つまり、図16に示す電源ユニット10では、DC/DCコンバータ51に、第一負荷21と第二負荷31が並列接続されている。
図18は、図1のエアロゾル吸引器のハードウエア構成の第三変形例を示す模式図である。図18は、図16に示す構成において、温度検出用素子T3の代わりに、温度検出用素子T1を構成する電圧センサ52を追加した構成である。
図20は、図18に示す電源ユニット10の具体例の変形例を示す図である。図20に示す回路は、図19に示す回路から、抵抗素子R3、開閉器SW4、及び開閉器SW5を削除した構成となっている。
図21は、図1のエアロゾル吸引器のハードウエア構成の第五変形例を示す模式図である。図21は、図18に示す構成に、DC/DCコンバータ51に並列接続された開閉器SW8を追加した構成である。
図23は、図1のエアロゾル吸引器1の動作の変形例を説明するためのフローチャートである。図23は、図9及び図10に示したフローチャートにおけるステップS14以降の変形例を示している。図23に示すフローチャートでは、ステップS20の判定がNOの場合にステップS20に処理を戻すのではなく、ステップS31及びステップS32に処理を移行する点が図10と異なっている。
=β×{ (Wcapsule(npuff) ×Tcap_target)×γ×α×Pliquid×(tend‐treach)
+ (Wcapsule(npuff)×Tcap_target)×γ×α×Pliquid’ ×(treach‐tstart) }
・・(9)
また、第一負荷21を、超音波などによってエアロゾル源22を加熱することなくエアロゾル源22を霧化することのできる素子で構成してもよい。また、第二負荷31を、超音波などによって香味源33を加熱することなく、香味源33がエアロゾルに付加する香味成分量を変更できるような素子で構成してもよい。
第二負荷31に例えば超音波素子を用いる場合、MCU50は、香味源33を通過するエアロゾルに付加される香味成分量に影響を与えるパラメータとして香味源33の温度ではなく、香味源33に与えている超音波の波長などに基づき、第一負荷21と第二負荷31への放電を制御してもよい。
第一負荷21に用いることができる素子は、上述したヒータ、ペルチェ素子、超音波素子に限られず、電源12から供給される電力を消費することでエアロゾル源22の霧化が可能な素子であればさまざまな素子又はその組合せを利用することができる。同様に、第二負荷31に用いることができる素子は、上述したヒータ、ペルチェ素子、超音波素子に限られず、電源12から供給される電力を消費することでエアロゾルに付加する香味成分量の変更が可能な素子であればさまざまな素子又はその組合せを利用することができる。
エアロゾル源(エアロゾル源22)から生成されたエアロゾルを香味源(香味源33)に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器(エアロゾル吸引器1)の電源ユニット(電源ユニット10)であって、
前記エアロゾル源を加熱する第一負荷(第一負荷21)に放電可能に構成された電源(電源12)と、
前記電源から前記第一負荷へ放電した時間(tsense)、及び、前記放電が行われた期間における前記時間とは異なる変数に基づいて、前記香味源に含まれる香味成分の残量を決定する処理装置(MCU50)と、を備える電源ユニット。
(1)記載の電源ユニットであって、
前記処理装置は、前記香味源の温度に関する情報を出力する素子(メモリ50a)の出力値(Tcap_target)を取得し、前記出力値を前記変数として用いる電源ユニット。
(1)記載の電源ユニットであって、
前記変数は、前記第一負荷へ放電した電力又は電力量を含む電源ユニット。
(1)から(3)のいずれか1つに記載の電源ユニットであって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部(通知部45)を備え、
前記処理装置は、前記香味成分の残量が残量閾値未満の場合には、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。
(4)記載の電源ユニットであって、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサ(吸気センサ15又は操作部14)を備え、
前記処理装置は、前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量(Wflavor)が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御し、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。
(5)記載の電源ユニットであって、
前記処理装置は、1回の前記生成要求当たりの前記第一負荷へ放電する時間が、既定時間tupper以内になるように前記電源から前記第一負荷への放電を制御し、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記既定時間だけ前記第一負荷へ放電した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。
(5)又は(6)記載の電源ユニットであって、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記電源から放電可能な最大電力Pupperを前記第一負荷へ供給した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。
(7)記載の電源ユニットであって、
前記第一負荷へ印加される電圧を昇圧可能な昇圧回路(DC/DCコンバータ51)を備え、
前記最大電力は、前記電源の電圧を前記昇圧回路が昇圧可能な最大電圧まで昇圧した場合に、前記電源から前記第一負荷へ供給可能な電力である電源ユニット。
(7)記載の電源ユニットであって、
前記最大電力は、放電終止状態にある前記電源から前記第一負荷へ放電可能な電力である電源ユニット。
(7)記載の電源ユニットであって、
前記第一負荷へ印加される電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
前記最大電力は、放電終止状態にある前記電源の電圧を前記昇圧回路が昇圧可能な最大電圧まで昇圧した場合に、前記電源から前記第一負荷へ供給可能な電力である電源ユニット。
エアロゾル源(エアロゾル源22)から生成されたエアロゾルを香味源(香味源33)に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器(エアロゾル吸引器1)の電源ユニット(電源ユニット10)であって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
前記エアロゾル源を加熱する第一負荷(第一負荷21)に放電可能に構成された電源(電源12)と、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサ(吸気センサ15又は操作部14)と、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部(通知部45)と、
前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量(Wflavor)が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御する処理装置(MCU50)と、を備え、
前記処理装置は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電すると前記単位香味量が前記目標量を下回る場合に、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。
エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
電力を消費することで前記エアロゾル源の霧化が可能な第一負荷に放電可能に構成された電源と、
前記電源から前記第一負荷へ放電した時間、及び、前記放電が行われた期間における前記時間とは異なる変数に基づいて、前記香味源に含まれる香味成分の残量を決定する処理装置と、を備える電源ユニット。
エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
電力を消費することで前記エアロゾル源の霧化が可能な第一負荷に放電可能に構成された電源と、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサと、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部と、
前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電すると前記単位香味量が前記目標量を下回る場合に、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。
(1)から(13)のいずれか1つに記載の電源ユニットと、
前記エアロゾル源と、
前記香味源と、
前記第一負荷と、を備えるエアロゾル吸引器。
T1,T2,T3 温度検出用素子
SW1〜SW8 開閉器
R1〜R3 抵抗素子
C1〜C3 並列回路
OP1,OP2 オペアンプ
V1 出力電圧
10 電源ユニット
11a トップ部
11b ボトム部
11 電源ユニットケース
12 電源
14 操作部
15 吸気センサ
20 第1カートリッジ
21 第一負荷
31 第二負荷
22 エアロゾル源
23 リザーバ
24 ウィック
25 エアロゾル流路
26a カートリッジ収容部
26b 連通路
26 エンドキャップ
27 カートリッジケース
30 第2カートリッジ
32 吸口
33 香味源
41 放電端子
42 空気供給部
43 充電端子
45 通知部
50a メモリ
50b,50c ADC
50 MCU
51,51A DC/DCコンバータ
52,54 電圧センサ
53,55 電流センサ
55A 充電IC
60 LDOレギュレータ
Claims (14)
- エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
前記エアロゾル源を加熱する第一負荷に放電可能に構成された電源と、
前記電源から前記第一負荷へ放電した時間、及び、前記放電が行われた期間における前記時間とは異なる変数に基づいて、前記香味源に含まれる香味成分の残量を決定する処理装置と、を備える電源ユニット。 - 請求項1記載の電源ユニットであって、
前記処理装置は、前記香味源の温度に関する情報を出力する素子の出力値を取得し、前記出力値を前記変数として用いる電源ユニット。 - 請求項1記載の電源ユニットであって、
前記変数は、前記第一負荷へ放電した電力又は電力量を含む電源ユニット。 - 請求項1から3のいずれか1項記載の電源ユニットであって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部を備え、
前記処理装置は、前記香味成分の残量が残量閾値未満の場合には、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。 - 請求項4記載の電源ユニットであって、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサを備え、
前記処理装置は、前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御し、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。 - 請求項5記載の電源ユニットであって、
前記処理装置は、1回の前記生成要求当たりの前記第一負荷へ放電する時間が、既定時間以内になるように前記電源から前記第一負荷への放電を制御し、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記既定時間だけ前記第一負荷へ放電した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。 - 請求項5又は6記載の電源ユニットであって、
前記残量閾値は、前記信号に応じて前記電源から放電可能な最大電力を前記第一負荷へ供給した場合に前記単位香味量が前記目標量を下回る前記香味源の残量、に基づき設定される電源ユニット。 - 請求項7記載の電源ユニットであって、
前記第一負荷へ印加される電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
前記最大電力は、前記電源の電圧を前記昇圧回路が昇圧可能な最大電圧まで昇圧した場合に、前記電源から前記第一負荷へ供給可能な電力である電源ユニット。 - 請求項7記載の電源ユニットであって、
前記最大電力は、放電終止状態にある前記電源から前記第一負荷へ放電可能な電力である電源ユニット。 - 請求項7記載の電源ユニットであって、
前記第一負荷へ印加される電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
前記最大電力は、放電終止状態にある前記電源の電圧を前記昇圧回路が昇圧可能な最大電圧まで昇圧した場合に、前記電源から前記第一負荷へ供給可能な電力である電源ユニット。 - エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
前記エアロゾル源を加熱する第一負荷に放電可能に構成された電源と、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサと、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部と、
前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電すると前記単位香味量が前記目標量を下回る場合に、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。 - エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
電力を消費することで前記エアロゾル源の霧化が可能な第一負荷に放電可能に構成された電源と、
前記電源から前記第一負荷へ放電した時間、及び、前記放電が行われた期間における前記時間とは異なる変数に基づいて、前記香味源に含まれる香味成分の残量を決定する処理装置と、を備える電源ユニット。 - エアロゾル源から生成されたエアロゾルを香味源に通過させて、前記エアロゾルに前記香味源の香味成分を付加するエアロゾル吸引器の電源ユニットであって、
前記エアロゾル吸引器は、前記電源ユニットに対し前記香味源が交換可能に構成されており、
電力を消費することで前記エアロゾル源の霧化が可能な第一負荷に放電可能に構成された電源と、
エアロゾルの生成要求を示す信号を出力するセンサと、
前記香味源の交換を促す通知を行う通知部と、
前記生成要求毎に生成されるエアロゾルに付加される香味成分の量である単位香味量が目標量へ収束するように、前記電源から前記第一負荷への放電を制御する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、前記信号に応じて前記電源から前記第一負荷へ放電すると前記単位香味量が前記目標量を下回る場合に、前記通知部に前記通知を行わせる電源ユニット。 - 請求項1から13のいずれか1項記載の電源ユニットと、
前記エアロゾル源と、
前記香味源と、
前記第一負荷と、を備えるエアロゾル吸引器。
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