JP2021511010A - 電子巻き煙草のための流体供給システム - Google Patents

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ロバート ジョン ローガン,アンドリュー
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Abstract

第1本体(12)と、第2本体(18)と、第1本体と第2本体との間に付勢力をかけるように構成された付勢部材とを有するバルブを含む電子巻き煙草のためのバルブ。バルブは、第2本体に対する第1本体の相対的角度位置に応じて、開位置と閉位置との間で作動し得る。バルブは、可変長さのアクチュエータ(44)であって、付勢部材からの付勢力に対抗する力を作り出すように構成された、熱の影響下でその長さを変更するように構成された形状記憶合金を含む可変長さのアクチュエータ(44)をさらに含み、アクチュエータからの力が付勢力を超えるとバルブの位置が変更される。【選択図】図4a

Description

本発明は、個人用気化デバイス、例えば電子巻き煙草に関する。特に、本発明は、電子巻き煙草のための流体バルブ、流体供給システム、及び消耗品に関する。
電子巻き煙草は従来の巻き煙草の代替品である。燃焼煙を発生させる代わりに、それらは液体を気化させ、ユーザがそれを吸入し得る。液体は、典型的には、蒸気を作り出すエアロゾル形成物質、例えばグリセリン又はプロピレングリコールを含む。液体における他の一般的な物質はニコチン及び香味料である。
電子巻き煙草は、マウスピースセクションと、液体格納部と、気化器又は加熱器ユニットと、電源ユニットとを含むハンドヘルド電子巻き煙草システムである。電子巻き煙草のための液体の保管の問題として多いものは、それらが圧力の差及び向きの影響を受けやすい場合があるということである。結果として、それらは液体格納部から液体を漏出させる場合があり、デバイスのユーザが液体にさらされるようになり得る。
先行技術の上記の欠点を考慮して、電子巻き煙草における流体制御を向上させることが本発明の目的である。
本発明の態様によると、電子巻き煙草のための流体供給システムであって、
液体格納部に接続されるとともに液体を加熱要素に供給するように構成された流体移行要素と、
第2本体と、
第1本体であって、第1本体が第1位置にあるとき、流体移行要素を第2本体に対して圧縮するとともにそれを通る液体フローを制限するために、第1本体が圧縮力をかけるように構成されるように、第2本体に対して第1位置と第2位置との間で可動である第1本体と
を含み、
第1本体が第2位置にあるとき、流体移行要素を通る液体フローが増加するように、第1本体が第2本体から解放されるか部分的に解放され、
第1本体が付勢部材及びアクチュエータに作動可能に接続され、付勢部材が、第1及び第2位置の一方に向かって第1本体を付勢するために付勢力をかけるように構成され、アクチュエータが、付勢力に対抗して作用する作動力をかけるように構成され、
それにより、アクチュエータからの力が付勢部材の力を超えると第1本体が第1位置から第2位置に向かって移動する、電子巻き煙草のための流体供給システムが提供される。
本発明は、電子巻き煙草の加熱器への流体供給は流体移行要素を圧縮することにより制御され得るということの具現化に基づくものである。
例示的な実施形態によると、第1本体は第1閉鎖面を含み、第2本体は第2閉鎖面として構成された当接面を含み、流体移行要素は、第1本体が第1位置にあるときに第1閉鎖面と第2閉鎖面との間で圧縮される。
例示的な実施形態によると、流体移行要素は芯を含む。任意選択的に、流体移行要素は可撓性外壁を備えた導管をさらに含む。封入管状部材は好ましくは耐熱性及び食品等級材料、例えばシリコンである。
例示的な実施形態によると、芯は、導管内部に位置する覆われた部分と、加熱器と接触している露出された部分とを有する。芯の露出された部分はまた、封入管状部材により覆われたときに芯が加熱器と接触することを可能にする。流体移行芯は、圧縮可能性及び毛管現象の異なる領域を有し得る。芯は、繊維状要素又はスポンジタイプ材料であり得る。
例示的な実施形態によると、アクチュエータは可変長さのアクチュエータである。実施形態において、可変長さのアクチュエータは形状記憶合金を含む。可変長さのアクチュエータは、熱の影響下で長さが短くなるように構成され得る。例示的な実施形態において、可変長さのアクチュエータはワイヤである。代替的に、可変長さのアクチュエータは金属のロッドであり得る。
例示的な実施形態によると、第1本体は直線的に可動であるとともに、それにより流体移行要素を第2本体に対して圧縮するように構成される。実施形態において、第2本体は当接部であり得る。第1本体は案内チャネル内に位置し得る。同じレベルの流体移行要素の圧縮が第1本体の各移動について達成されるように、案内チャネルは第1本体のために同じ移動経路を再生産する助けになる。
例示的な実施形態によると、流体移行要素は真っ直ぐであり得る。別の実施形態において、流体移行要素はL字形であり得る。流体移行要素の形状は、加熱器への流体接続が強化されるとともに加熱器の向きに適合されるように選択され得る。
例示的な実施形態によると、第1本体は流体移行要素を取り囲んでいる。第1本体は流体移行要素と接触した状態で位置付けられる。
例示的な実施形態によると、付勢部材は、第1本体を流体移行要素に対して付勢するように構成される。
実施形態において、付勢部材及びアクチュエータは閉鎖部材の異なる側に位置付けられる。付勢部材及びアクチュエータを異なる側に位置付けることにより、2つのコンポーネント間の干渉のリスクの低下が達成される。
別の例示的な実施形態によると、付勢部材及びアクチュエータは閉鎖部材の同じ側に位置付けられる。付勢部材及びアクチュエータを同じ側に位置付けることにより、閉鎖部材は当接部に対して変位され得る。
本発明の第2態様によると、これは、電子巻き煙草のための消耗品であって、消耗品が、
流体移行要素を含む気化ユニットと、
液体格納部と、
第1本体の形のバルブ部材であって、第1本体が第1位置にあるときに液体格納部から気化ユニットへの液体フローが閉鎖されるように、それが流体移行要素及び第2本体に押し付けられており、可動部材が第2位置にあるときに液体格納部から気化ユニットへの液体フローが開かれるように、第2本体に対して第1位置と第2位置との間で可動である第1本体の形のバルブ部材と
を含み、
第1本体が付勢部材及びアクチュエータに作動可能に接続され、付勢部材が、第1部材を第1及び第2位置の一方に向かって付勢するために付勢力をかけるように構成され、アクチュエータが付勢力と反対に作用するアクチュエータ力をかけるように構成され、それにより、アクチュエータ力が付勢力を超えると第1部材が第1位置から第2位置に向かって可動である、電子巻き煙草のための消耗品に関する。
例示的な実施形態によると、第1本体は液体入口を有する少なくとも1つの液体チャネルを含み、第2本体は液体格納部から出口への少なくとも1つの液体チャネルを含み、第1本体の液体入口が第2本体における出口と正しく整列していないときにバルブは閉鎖される。
例示的な実施形態によると、第2本体は電子巻き煙草のハウジングに着脱可能に取り付けられるように構成される。
本発明の他の態様によると、これは電子巻き煙草のためのバルブに関する。電子巻き煙草のためのバルブは、本発明の第1態様による液体供給システム又は本発明の第2態様による消耗品に一体化され得る。
本発明の別の態様は、したがって、電子巻き煙草のためのバルブであって、バルブが第1本体と、第2本体と、第1本体と第2本体との間に付勢力をかけるように構成された付勢部材とを含み、
第2本体に対する第1本体の角度位置に基づきバルブが開位置及び閉位置において作動し得るように、第1本体及び第2本体が回転軸を中心として互いに回転可能に接続され、
バルブが、付勢力と反対に作用するアクチュエータ力をかけるように構成されたアクチュエータをさらに含み、アクチュエータ力が回転軸からある半径方向距離のところにかけられ、アクチュエータ力が付勢力を超えるとバルブが閉鎖から開放へ変更される、電子巻き煙草のためのバルブに関する。
実施形態において、アクチュエータは可変長さのアクチュエータである。代替的に、アクチュエータは、モータ及び運動伝達機構、例えばギヤ式構造に結合され得る。
可変長さのアクチュエータは、第1本体に接続された第1部分と第2本体に接続された第2部分とを有し得る。可変長さのアクチュエータを第1及び第2本体の両方に接続することの利点は、本体が互いに対して移動し得るという点である。
実施形態において、可変長さのアクチュエータはワイヤである。ワイヤは、バルブに容易に一体化され得る可撓性構造を提供する。代替的に、可変長さのアクチュエータはロッドであり得る。
形状記憶ワイヤは、その元の及び弛緩した状態において真っ直ぐであり得る。代替的に、形状記憶ワイヤはその元の及び弛緩した状態においてらせん形状を有し得る。真っ直ぐなワイヤはバルブへ一体化し易い。他方で、真っ直ぐでないワイヤはより大きい変形長さを達成し得る。
バルブは円筒形外面を有してもよい。可変長さのアクチュエータは、バルブの外面を少なくとも部分的に取り囲むように配置され得る。円筒形外面は、バルブが円筒形の電子巻き煙草ハウジングにぴたりと嵌ることを可能にする。追加的に、円筒形外面は、第1及び/又は第2本体が電子巻き煙草ハウジング内部で自由に回転することを可能にする。
可変長さのアクチュエータは、熱の影響下で長さが短くなるように構成され得る。可変長さのアクチュエータは、したがって、形状記憶合金を含み得る。形状記憶合金は、ワイヤが熱の影響下で短くなることを可能にする。
実施形態において、バルブ本体は、可変長さのアクチュエータを収容するように構成された溝又はチャネルを有する。溝は、好ましくは、バルブの円筒形外面の円筒形の外周部に位置し得る。
実施形態において、アクチュエータ力がかけられる半径方向距離はバルブの半径に実質的に対応する。アクチュエータの力は、バルブの半径に実質的に対応する半径方向距離のところにかけられ得る。例示的な実施形態において、半径方向距離はバルブ半径の80〜100%に対応する。
有利な実施形態において、付勢部材はバルブを閉位置に向かって付勢するように構成される。付勢部材はねじりばねであり得る。代替的に、付勢部材は板ばね又は弾性材料であり得る。実施形態において、付勢部材は第1及び第2本体に埋め込まれる。有利には、付勢部材はバルブを閉位置へと付勢するように構成される。
例示的な実施形態によると、電子巻き煙草はハウジングをさらに含み、第1本体は前記ハウジングの内面に動かないように接続され、第2本体は第1本体に対して回転可能である。
例示的な実施形態によると、可変サイズの孔が第1本体及び第2本体を通じて作り出され、孔は、バルブがその開位置にあるときその最大サイズであり、バルブがその閉位置にあるときにその最小サイズである。
例示的な実施形態によると、第1本体は第1閉鎖面を含み、第2本体は第2閉鎖面を含み、可変長さのアクチュエータは第1閉鎖面と第2閉鎖面との間の距離を変更するように構成される。
本発明のさらなる態様によると、これは、先行する実施形態のいずれか1つによるバルブを含む電子巻き煙草のための流体供給システムであって、流体供給システムが液体格納部から流体を輸送するように構成された流体供給導管をさらに含む流体供給システムに関する。バルブは、液体格納部からの液体の流量が調節され得るように、第1バルブ本体と第2バルブ本体との間の角度位置に応じて流体供給導管を挟持及び解放するように構成され得る。
例示的な実施形態によると、電子巻き煙草のための流体供給システムは本発明の第3態様によるバルブを含む。流体供給システムは容器内に含まれた可撓性液体格納部をさらに含み、バルブは、バルブが開かれると空気がハウジングに入ることができ、可撓性液体格納部からの液体が排出され得るように、ハウジング内への空気供給を調節するように構成される。
本発明の別の態様によると、これは、電子巻き煙草のための消耗品であって、消耗品が、
気化ユニットと、
液体格納部と、
第1本体の形のバルブ部材であって、第1本体が第1位置にあるとき、液体格納部から気化ユニットへの液体フローが閉鎖されるように、第1本体が第2本体に対して密封され、可動部材が第2位置にあるときに液体格納部から気化ユニットへの液体フローが開かれるように、第2本体に対して第1位置と第2位置との間で可動である第1本体の形のバルブ部材と
を含み、
第1本体が付勢部材及びアクチュエータに作動可能に接続され、付勢部材が、第1部材を第1及び第2位置の一方に向かって付勢するために付勢力をかけるように構成され、アクチュエータが付勢力と反対に作用するアクチュエータ力をかけるように構成され、それにより、アクチュエータ力が付勢力を超えると第1部材が第1位置から第2位置に向かって可動である、電子巻き煙草のための消耗品に関する。
実施形態において、第1本体は、軸の周りで回転するように構成された円筒形部材として構成されるとともに液体格納部内に位置する。
第1本体は回転子に着脱可能に接続されることができ、回転子はアクチュエータ及び付勢部材に作動的に接続される。回転子及び第1本体はまた、対応する係合構造を含み得る。さらに、消耗品は、バルブが閉位置にあるときにのみ回転子に接続されるとともに回転子から分離されるように構成され得る。
実施形態において、第1本体は液体入口を有する少なくとも1つの液体チャネルを含み、第2本体は液体格納部から出口への少なくとも1つの液体チャネルを含み、第1本体の液体入口が第2本体における出口と正しく整列していないときにバルブは閉鎖される。
本発明はここで、添付図面であって、本発明の実施形態を一例として説明するとともに同様の特徴が同じ参照符号で表示される添付図面を参照して説明される。
本発明の例示的な実施形態による電子巻き煙草の概略図である。 本発明の例示的な実施形態による電子巻き煙草の概略断面図である。 本発明の一実施形態による概略図流体供給システムである。 本発明の別の実施形態による概略図流体供給システムである。 本発明の一実施形態によるバルブの概略斜視図である。 本発明の一実施形態によるバルブの分解図である。 それぞれ閉位置及び開位置にある、本発明の一実施形態によるバルブの概略上面図である。 図3の流体供給システムと接続されているバルブの概略斜視図である。 バルブが開位置にある図6aの流体供給システムの概略斜視図である。 本発明の別の実施形態による流体供給システムの概略図である。 電子巻き煙草内部に配置されたときの図7a〜7dの実施形態による流体供給システムの概略図である。 本発明の他の例示的な実施形態の液体供給システムの概略断面図であり、バルブは直線的に作動される。 本発明の一実施形態による回転バルブを含む電子巻き煙草のための消耗品の概略断面図である。 本発明の別の例示的な実施形態による電子巻き煙草のための消耗品の概略断面図である。図10aは閉位置にあるバルブを示し、図10bは開位置にあるバルブを示す。 図10a及び10bにおけるバルブの第1及び第2本体の概略上面図である。 本発明の一実施形態による回転バルブを含む電子巻き煙草のための消耗品の概略断面図であり、バルブは流体導管に対して挟むように構成される。
図面、特に図1a及び1bを参照すると、液体Lを気化するための電子巻き煙草2が示されている。電子巻き煙草2はマウスピースセクション4と電源セクション6とを含む。電子巻き煙草2は従来の巻き煙草の代わりとして使用され得る。
マウスピースセクション4はマウスピース5、及び好ましくはまた液体格納部分7を含む。しかしながら、液体格納部分7はまた電源セクション6において配置されてもよい。液体格納部分7は、気化されることになる液体Lを含む使い捨てカプセル8の形の液体格納部8を受けるように構成された空洞であってもよい。代替的に、液体格納部分7は、液体詰替えボトルなど外部デバイスにより詰め替えられ得る詰替え可能な貯留部8を含んでもよい。後者の例は、したがって、いわゆる「オープンタンク」システムと呼ばれ得る。
電子巻き煙草2は、気化されることになる液体Lからの蒸気を生じるように構成される。液体Lは、エアロゾル形成物質、例えばプロピレングリコール又はグリセロールを含み得るとともに、他の物質、例えばニコチンも含み得る。液体Lはまた、香味料、例えば煙草、メントール又は果実フレーバーなどを含み得る。
電源セクション6は、動力ユニット60を含み、この動力ユニット60は、例えば充電式リチウムバッテリ又は他の任意の好適な動力ユニットであり得る。電源セクション6は、制御ユニット62であって、手動のユーザ入力又は1つ若しくはいくつかのセンサ64からの自動入力に基づきデバイスの作動を制御するように構成された制御ユニット62をさらに含む。制御ユニット62は、加熱器及び電子巻き煙草2の作動全体を起動するために、手動入力データ及びセンサデータを受信及び処理するように構成される。電源セクション6は有利には、少なくとも1つのセンサ64、例えば、ユーザがマウスピース5を吸入すると生じる電子巻き煙草2を通る空気流を検知するように構成された流量センサ64を含み得る。他の好適なセンサは、温度センサ及び液体格納部8の枯渇を検出するように構成されたセンサを含み得る。
電子巻き煙草2は、液体格納部8から液体Lを気化するように構成された気化ユニット11を含む。気化ユニット11は加熱要素13と流体移行要素15とを含む。流体移行要素15は、液体Lを毛管作用により液体格納部8から加熱要素13へ移行するように構成される。流体移行要素15は、繊維状又は多孔質要素、例えば撚った綿又はシリカでできた芯であり得る。代替的に、流体移行要素15は多孔質要素であってもよい。加熱要素13は特定のタイプに限定されるものではなく、水平若しくは垂直コイル又は平らな加熱要素であり得る。さらに、気化ユニット11は熱を使用するものに限定されず、例えば、加熱器の代わりに振動トランスデューサ要素を含んでもよい。
図2及び3において最もよく分かるとおり、本発明の電子巻き煙草2は、液体格納部8とバルブ10とを含む流体供給システム80を有する。バルブ10は、液体格納部8から気化ユニット11への流体供給を調節するように構成される。図2に概略的に示すとおり、バルブ10は液体格納部8の出口に配置され得るとともに、液体Lがバルブ10における可変サイズのオリフィスを通って流れるように構成される。図4aと関連してさらに説明されるとおり、オリフィスが大きいほど、そこを流れる流量は高くなる。バルブ10は、閉位置において液体格納部8から気化ユニット11への流体フローを制限又は閉鎖するために密封面を提供するように構成された、第1閉鎖面14及び第2閉鎖面26の形の閉鎖面を含み得る。
流体移行要素15との流体接続を確立するために、流体供給システム80はバルブ10の下流に配置された流体供給導管42を含み得る。流体移行要素15は部分的に流体供給導管42内部に位置し得るか、流体供給導管42の出口と物理的に接触し得る。
図3における流体供給システム80は図2の流体供給システム80と同様であるが、バルブ10の各側に配置された上流体導管部分42aと下流体供給導管部分42bとを含む。上流体供給導管部分42a及び下流体供給導管部分42bは単一の又は連続的な流体供給導管42として提供される。
この実施形態において、バルブ10は、流体供給導管42を通る流体のフローを制限することにより、液体格納部8から気化ユニット11への流体供給を間接的に調節している。バルブ10はしたがって、液体供給が調節されるように流体供給導管42を圧縮するように構成される。バルブ10は流体供給を完全に閉鎖することもフローを制限することもできる。流体供給導管42は可撓性管状部材であってもよい。流体供給導管42は好ましくは、好適な食品等級材料、例えばシリコン、PVC、PU及びLLDPEでできている。流体はバルブ10における可動部分と直接接触しないため、流体供給導管42は清潔な閉鎖面を提供する。
図7a〜7eに示される代替的実施形態において、バルブ10は液体格納部8からの流体供給を間接的に調節するように構成される。液体格納部8は可撓性であり得るとともに剛性容器90に収納され得る。液体格納部8には、剛性容器90における開口94と一致する出口92が設けられる。剛性容器90の開口94は、可撓性液体格納部8の出口92に対してハーメチックに密封される。使用の際、剛性容器90は、液体格納部8の容積Vls及び封入ガスVの体積により占められる内容積Vtotを有する封入ガスは例えば空気であり得る。電子巻き煙草2において、液体格納部8は、電子巻き煙草2の長手方向と一致する出口と共に配置され得る。
図7eにおいて見られるとおり、電子巻き煙草2が垂直位置にあるとき(すなわち電子巻き煙草2の長手方向が垂直方向と一致するとき)及びバルブ10が閉鎖されると、液体格納部8からの流体供給が閉鎖される。これは、閉鎖バルブが、空気が剛性容器90へ入ることをブロックするという効果を原因とし、及び液体格納部8から流出している液体を補償するためである。
バルブ10が開かれると、空気が剛性容器90に入ることができる一方で、可撓性液体格納部8における重力及び張力を原因として、液体Lは液体格納部8から流出することができる。図7dにおいて見られるとおり、液体格納部8に作用する重力に応じて、液体格納部8は電子巻き煙草2の位置に依存して変形し得る。変形は液体格納部からの出口92を閉鎖し、それにより液体格納部8からの液体のフローが低下するか閉鎖される。これは、不作動位置にあるときの電子巻き煙草2における漏出保護を作り出す。電子巻き煙草2内部の液体格納部8の向きは、どの位置が作動位置として定義されるかに依存して様々であり得る。本例において、電子巻き煙草2の水平位置は、このような位置にある電子巻き煙草2は典型的には表面(例えば、テーブル)上にあるであろうことから、不作動位置であり得る。
ここで、本発明の一実施形態によるバルブ10のコンポーネントの詳細を説明する図4a〜4c、5a、5b、6a及び6bを参照する。バルブ10は第1本体12と第2本体18とを含む。第1本体12及び第2本体18は互いに回転可能に接続される。第1本体12と第2本体18との間の回転可能な接続は、ジョイント101、例えば中心軸38における孔102を通って延在するピン101により達成され得る。第1本体12は第1閉鎖面14を含み、第2本体18は第2閉鎖面26を含む。第1閉鎖面14と第2閉鎖面26との間の距離dは、第1本体12と第2本体18との間の相対的角度位置に応じて様々であり得る。
図において見られるとおり、第2本体18は第1部分18a及び第2部分18bから構成され得る。代替的に、第2本体18は一体的な部片であってもよい。第1本体12及び第2本体18は互いに対して移動するように構成される。これは、第1本体12と第2本体18との間の相対的角度位置を変更するという効果を有する。第1本体12及び第2本体18にそれぞれ第1閉鎖面14及び第2閉鎖面26が設けられるため、閉鎖面14、26間の距離dもまた変化する。
図5aは閉位置にあるバルブ10を示し、図5bは開位置にあるバルブ10を示す。バルブ10が閉位置にあるとき、第1閉鎖面14と第2閉鎖面26との間の距離dはその最小dminである。最小距離dminは正の距離、例えば数ミリメートルであり得るか、完全に閉鎖され、それにより距離dminはゼロである。図2の流体供給システムにおいて好適な実施形態において、第1閉鎖面14及び第2閉鎖面26は互いに接触しており、距離はしたがってゼロである。バルブ10が流体供給導管42に間接的に作用する図3の実施形態において、距離dminは流体供給導管の二重壁厚さにおよそ対応する。閉位置において、流体供給導管42は完全に密封される。
バルブ10が開位置にあるとき、第1閉鎖面14及び第2閉鎖面26は、孔がバルブ10を通じて作り出されるように互いからある距離のところに配置される。第1閉鎖面14と第2閉鎖面26との間の開放距離dopenは、気化ユニット11への流体供給が様々であり得るように、開位置において様々であり得る。これは、ユーザの吸入パターンに応じるため、及び蒸気の異なる需要速度により良好に応じるために有利であり得る。
有利な実施形態において、第2本体18は電子巻き煙草2のハウジング3の内部に動かないように接続されてもよく、第1本体12は、第2本体18に対して自由に回転可能となるように配置される。
図6a及び6bは、図3の流体供給システム80と関連してバルブ10の実施形態を説明する。図6a及び6bにおいて、流体供給導管42は、第1閉鎖面14と第2閉鎖面26との間の可変距離に応じて圧縮される。図6aは閉位置にあるバルブ10を示し、図6bは開位置にあるバルブ10を示す。
第1本体12及び第2本体18は好ましくは円形である。円形状は、バルブ10が円筒形の電子巻き煙草2のハウジング3の内部形状に対応すること、及びその中にぴたりと嵌るとともにその中で自由に回転することを提供することができる。
バルブ10はアクチュエータ44により作動され、アクチュエータ44は、第1本体12を第2本体18に対して変位させるように構成される。アクチュエータ44は、第1本体12を変位させるように構成された電気機械配置構成であり得る。アクチュエータ44は、熱の影響下で長さを変更するように構成され得る。
好ましい実施形態において、アクチュエータ44は形状記憶合金を含む形状記憶ワイヤを含む。形状記憶ワイヤ44は第1本体12を第2本体18に対して移動させるように構成される。具体的には、形状記憶ワイヤ44は、第2本体18に対する第1本体12の角度位置を変更するために第1本体12を第2本体18に対して回転させるように構成される。形状記憶ワイヤ44は、銅−アルミニウム−ニッケル、ニッケル−チタン(NiTi)により形成された合金、又は亜鉛、銅、金及び鉄を含む他の合金であり得る。好適な合金の例はNi−Ti、Ni−Ti−Au、Ni−Ti−Cr、Ni−Ti−Cu、Ni−Ti−Fe、Ni−Ti−Hf、Ni−Ti−Pd、Ni−Ti−Pt、Ni−Ti−Zrである。他の好適な合金は、Ag−Cd、Au−Cd、Co−Al、Co−Ni−Al、Cu−AI−Ni、Cu−Al−Nb、Cu−Sn、Cu−Zn、Cu−Zn−Al、Cu−Zn−Si、Cu−Zn−Sn、Fe−Mn−Si、Fe−Pt、In−Ti、Mn−Cu、Nb−Ru、Ni−AI、Ni−Mn、Ni−Mn−Ga、Ta−Ru、Ti−Au、Ti−Nb、Ti−Pd、Ti−Pt−Ir、U−Nb、Zr−Cuを含み得る。
形状記憶合金(SMA)は2つの異なる結晶構造(マルテンサイト及びオーステナイト)において存在する。表示される結晶構造は温度により決められる。電気エネルギー(熱)がSMAに供給されると、マルテンサイトからオーステンサイト(austensite)へ位相の変化が起る。オーステンサイト位相において、形状記憶合金は変形する前の形状を記憶している。この位相変化は、形状記憶合金がその変形されていない形状に戻る際に力Fをもたらす。
形状記憶ワイヤ44は熱に露出されると長さが短くなることが可能である。その非加熱の状態において、形状記憶ワイヤ44は非加熱の長さlmaxを有し、加熱状態において、これは加熱長さlminを有する。形状記憶ワイヤ44の変形長さの差Δlはlmax−lminに対応する。電子巻き煙草2が使用中でないとき、形状記憶ワイヤ44は、付勢部材34が第1閉鎖面14を第2閉鎖面26に付勢しているためその最も長い長さlmaxを有する。
力Fはバルブ10を作動させるための開放力として作用している。力Fはワイヤの断面積(ゲージ)及び変形の長さに比例する。2つの結晶構造間のワイヤの長さの差は第1本体部分を第2本体部分に対して回転させることによりバルブを開く。
形状記憶ワイヤ44は溝32に収納され得る。溝32はワイヤを案内するとともに、ワイヤの動きが容易になるように一定半径の滑らかな表面を提供する。溝には、金属のコーティングが提供され得る。金属のコーティングは耐熱性であるとともに形状記憶ワイヤ44と溝32との間に低摩擦を提供する。形状記憶ワイヤ44は、バルブ10を作動させるために、第1本体12及び第2本体18を互いに対して動かすように構成される。
バルブ10は、バルブ10を閉位置へ付勢するように構成された付勢部材34を含む。図4cにおいて最もよく分かるとおり、付勢部材34は第1本体12と第2本体18との間に配置される。第1本体12及び第2本体18は、したがって、付勢部材34を介して互いに動作的に接続される。
可変長さのアクチュエータ44は、付勢部材34からの付勢力Fに対抗する力Fを作り出すように構成される。アクチュエータの力Fは回転軸から半径方向距離dのところにかけられる。半径方向距離dは中心軸Aに対して溝32におけるワイヤ44の半径方向位置に対応する。半径方向距離dはアクチュエータ力Fとあわせてより高いトルクを作り出すためのてこをもたらす。バルブ10は、アクチュエータからの力Fが付勢力Fを超えるときに開かれる。熱が可変長さのアクチュエータにもはやかけられなくなると、付勢部材からの力Fは可変長さのアクチュエータにおける力Fを上回り、それにより付勢部材からの力Fが可変長さのアクチュエータをその最大長さlmaxまで変形させるとともにバルブ10を閉鎖する。
付勢部材34は閉位置と開位置との間の反復動作を提供する。図4cにおいて見られるとおり、付勢部材34は例えばねじりばね34であってもよい。図4b及び4cにおいて見られるとおり、付勢部材34は、それぞれ第1本体12及び第2本体18の第1及び第2切り欠き16、28に埋め込まれ得る。バルブ11が開かれるとき、形状記憶ワイヤ44における力Fは付勢力F及びバルブ10の内部摩擦損失を上回る。
形状記憶ワイヤ44は電気供給ワイヤ46により作動され得る。電気供給ワイヤ46は抵抗性であるとともに、電気エネルギーがそれを通過すると加熱器として作用する。電気供給ワイヤ46は電源ユニット60に接続されるとともに、形状記憶ワイヤ44を加熱するために電源ユニット60からのエネルギーを変換するように構成される。典型的な及び好適な加熱ワイヤは例えば銅を含み得る。しかしながら、代替的実施形態において(図示せず)、電気供給ワイヤ46は取り除かれてもよく、形状記憶ワイヤ44は電子巻き煙草2において加熱器に直接隣接して配置されてもよい。加熱器に隣接して形状記憶ワイヤ44を配置することは、加熱器からの残っている熱が記憶ワイヤ44を起動するために使用されることを可能にし得る。
形状記憶ワイヤ44は、第1本体12及び第2本体18に動かないように接続される。図4aにおいて見られるとおり、第1接続ポイント48及び第2接続ポイント50は、形状記憶ワイヤ44が長い距離に沿って延在するように好ましくは位置する。形状記憶ワイヤ44はしたがって、好ましくはバルブ10を取り囲むか部分的に取り囲む。これは、バルブ10のより長い変形長さ距離Δl及びより高い開放力Fを可能にする。第1及び第2接続ポイント48、50はワイヤブラケットの形であり得る。
形状記憶ワイヤ44は、第1接続ポイント48において第1本体12及び第2接続ポイント50において第2本体14に動かないように接続される。第1接続ポイント及び第2接続ポイントには好ましくは第1ワイヤブラケット48及び第2ワイヤブラケット50が設けられる。第1ワイヤブラケット48及び第2ワイヤブラケット50は強い接続を提供するとともにバルブ10の組立てを円滑にしている。第1ワイヤブラケット48及び第2ワイヤブラケット50はまた形状記憶ワイヤ44を電気供給ワイヤ46につなぐ接続ポイントであり得る。
図9は、電子巻き煙草2のためのバルブ10の別の例示的な実施形態を示す。バルブ10は第1本体12と第2本体18とを含む。第1本体12は円筒形部材として構成され得るとともに、液体格納部8を含む第2本体18内に位置し得る。第1本体12は第2本体18に対して軸Aの周りで回転可能である。第1本体12はしたがって第2本体18内に同心円状に配置される。
第2本体18は、電子巻き煙草2のハウジング3に動かないように取り付けられるように構成される。図示の実施形態において、第2本体18は液体格納部8のハウジング19の一体部分である。第2本体18は電子巻き煙草2のハウジング3に、例えばねじ接続、磁気結合、バヨネット結合又はパチン錠接続により接続され得る。第2本体18は少なくとも液体格納部8からの流体出口を有する液体チャネル21を含む。第2本体18には、流体移行要素15における液体を分配するためにいくつかの出口21が設けられ得る。
第1本体12は、流体移行要素15と流体接続している液体チャネル22を含む。第2本体18の液体チャネル21が第1本体12における液体チャネル22と整列すると、液体が液体格納部8から流体移行要素15へ流れることができる。
第2本体18がさらに回転すると、バルブ10は閉位置にもたらされ、そこでは第2本体18の液体チャネル21は第1本体12における液体チャネル22と正しく整列していない。液体格納部8からの出口はこのとき第1本体12の表面に対して閉鎖される。第1閉鎖面14は第1本体12の円筒面領域であり、第2閉鎖面26は第2本体18の円筒面領域である。
第1閉鎖面14と第2閉鎖面26との間のシーリングは、第1本体12と第2本体18との間の締まりばめにより達成され得る。代替的に、シーリング面が、例えばエラストマー材料、例えばゴムでできている第2本体に提供され得る。
第1本体12は回転子108に動作的に結合される。回転子108は、電子巻き煙草2の円筒形のハウジング内に保持されるとともに軸Aの周りを回転するように構成された円筒形の部品であり得る。回転子108は好ましくは第1本体12に着脱可能に結合される。回転子108と第1本体12との間の着脱可能な結合は、相互接続可能及び切断可能係合構造110、例えば相互接続スプライン又はスプライン及び孔接続により達成され得る。切断可能係合構造110の他の可能な例はキャスタレーション又は摩擦面を含み得る。
有利には、消耗品70の係合構造110aは、バルブが閉位置にあるとき、したがって、第1本体におけるチャネルが液体格納部8からの開口と正しく整列していないときにのみ回転子108の係合構造110bと相互接続可能なだけである。これは、バルブ10が開位置にあるときに係合されるとともにバルブ10が閉位置にあるときに係合解除するように構成された係止要素(図示せず)、例えば留め金などにより達成され得る。
回転子108は接続されるとともに前述の実施形態と同様のアクチュエータ44により作動されるように構成される。アクチュエータ44は形状記憶ワイヤ44であり得、第1接続ポイント48において回転子108及び電子巻き煙草2のハウジングに接続された第2接続ポイント50に動かないように接続される。これは、形状記憶ワイヤが加熱されるとともに長さが短くなる際に、アクチュエータが回転子を回転させることを可能にする。
回転子108の反復動作を達成するために、付勢部材34(図示せず)に作動的に接続される。付勢部材34は回転子108を閉位置へ付勢するように構成される。付勢部材34は、ねじりばね34であって、回転子108に作動的に接続されるとともに回転子108に好ましくは埋め込まれたねじりばね34であり得る。可動第1本体12の位置は、アクチュエータ44からの力が付勢部材34の力Fを上回るとき、又は付勢部材34からの力Fがアクチュエータ44の力を上回るときに変更される。
図9において見られるとおり、第1本体12は第2本体18(液体格納部8を含む)及び気化ユニット11と組み合わせられることができ、したがって、使い捨て消耗品70として構成され得る。気化ユニット11は、流体移行要素15と加熱要素13とを含む。消耗品70はマウスピース部分5を含み得る。アクチュエータ44は電源セクション6の一部であるため、それは再利用可能である。
流体移行要素15は第1本体12内に収納され得る。加熱要素13は、第1本体12の中心部分に位置し得るとともに流体移行要素15により取り囲まれ得る。流体移行要素15は管状の形状を有し得るとともに、加熱要素13をその中に画定された中空空間に格納するように構成され得る。
ここで、図8a〜8cを参照すると、これらは本発明による流体供給システム80のさらなる実施形態を説明する。前述の実施形態と同様に、第1本体12は第1位置と第2位置との間で可動である。図示の例において、第1位置はバルブ10が開く位置であり得、第2位置はバルブ10が閉鎖される位置であり得る。
第1本体12は可動閉鎖部材12として構成され得るとともに、前述の実施形態におけるとおり構成されたアクチュエータ44により作動され得る。しかしながら、図8a〜8cの実施形態は、アクチュエータ44が第1本体12の直線的変位を提供するように構成され得るという点で前述の実施形態と異なる。アクチュエータ44はまた、先行する実施形態との関連で説明されたとおり形状記憶ワイヤ44を含み得るとともに抵抗加熱ワイヤ46に接続され得る。
流体供給システム80は、液体格納部8と、流体移行要素15と、バルブ10とを含む。バルブ10は、第1閉鎖面14を有する第1本体12と第2閉鎖面26を有する第2本体18とを有する。第2閉鎖面26は当接部26の形であり得る。流体移行要素15は液体格納部8に接続されるとともに、液体を加熱要素13に供給するように構成される。
第1本体12及び第2本体18はバルブ10として作動するように構成される。第1本体12が第1位置にあるとき、流体移行要素15を第2閉鎖面26に対して圧縮(当接)するため及びそれを通る液体フローを制限するために、第1本体12部材は、流体移行要素15に力をかけるように構成される。可動第1本体12が第2位置にあるとき、流体移行要素15を通る液体フローが増加するように、可動第1本体12は第2閉鎖面26から解放されるか部分的に解放される。
反復的移動経路を確実にするために第1本体12はスロット内を案内され得る。スロットには例えば金属の低摩擦面が設けられ得る。可動第1本体12の形状はスロットに対して低摩擦を提供するように選択される。
第1本体12の反復動作を達成するために、第1本体12は付勢部材34及びアクチュエータ44に作動可能に接続される。付勢部材34は可動第1本体12を第1及び第2位置の一方内へ付勢するように構成され、アクチュエータ44は反作用力Fをアクチュエータ44にかけるように構成される。可動第1本体12の位置は、アクチュエータ44からの力が付勢部材34の力Fを上回るとき、又は付勢部材34からの力Fがアクチュエータ44の力Fを上回るときに変更される。
可動第1本体12は流体移行要素15を圧縮するように構成される。可動第1本体12は、力Fを流体移行要素の軸方向長さに対して横断方向にかけるように構成される。流体移行要素15は、圧縮可能な材料、例えば繊維状又はスポンジ材料のものであり得る。流体移行要素15における毛細管を圧縮することにより、流体移行要素15が液体格納部8と流体接触している場合であっても、流体移行要素15における液体フローは閉鎖され得る。利点は、流体移行要素15が液体格納部8における液体に直接接触し、それによりバルブ10が開かれると流体移行要素15の急速な浸潤が達成されるという点である。
付勢部材34は可動第1本体12を閉位置内へ付勢するよう構成され、一方でアクチュエータ44は、熱が形状記憶ワイヤ44にかけられると開放力Fを生じるように構成される。
図8a及び8bの実施形態において、第1本体12は流体移行要素15を圧迫するように構成され得る。
代替的に、図8c及び8dにおいて見られるとおり、第1本体12は流体移行要素15を取り囲み得る。第1本体12は、孔であって、それを通って流体移行要素が延在する孔を含む。付勢部材34及びアクチュエータ44は可動第1本体12の異なる側に位置付けられ得る。しかしながら、付勢部材34及びアクチュエータ44は第1本体12の同じ側面に配置されることも可能である。
アクチュエータ44がもはや熱にさらされないと、第1本体が移動するように、付勢部材34の力Fがアクチュエータの力Fを上回る。流体移行要素15の圧縮を原因として、流体移行要素15を通る液体のフローは修正される。
第1本体12は、出口92液体格納部と正しく整列しないように動かされ、それにより、流体移行要素15は第1本体12と出口92との間で圧縮される。
流体移行要素15を通る流体フローをさらに制御するために、流体移行要素15は圧縮可能性及び毛管現象の異なる領域を有してもよい。
図10a〜10cは本発明の別の実施形態を説明する。この実施形態は、バルブ10が第1本体12及び第2本体18とを含み、第1本体12が第2本体18に対して軸Aの周りで回転可能であるという点で、図9に示された実施形態と機能的に同様である。第1本体12は円筒形部材として構成され得るとともに、液体格納部8内に位置し得る。この実施形態において、第2本体は、好ましくは円筒形の、固定された静止部として構成される。
第1本体12は第1液体チャネル43aを含み、第2本体18は第2液体チャネル43bを含む。バルブは、開口第1液体チャネル43a及び第2液体チャネル43bが互いに整列すると開位置にある。図10cに示されるとおり、バルブ10が延長された角距離にわたって開閉されることを可能にするために、第1液体チャネルは長尺状のスロットとして構成され得る。開口43a、43bが正しく整列していないとき、バルブ10は閉鎖される。チャネルは、第1本体12及び第2本体18に偏心して位置付けられる。
第1本体12は、前述の実施形態と同様のアクチュエータ44及び付勢部材34に接続されるとともにこれらにより作動されるように構成される。
アクチュエータ44は形状記憶ワイヤ44であり得、第1接続ポイント48における第1本体12及び電子巻き煙草のハウジングに接続された第2接続ポイント50に動かないように接続される。これは、形状記憶ワイヤ44が加熱されるとともに長さが短くなるにつれて、アクチュエータ44が第1本体12を回転させることを可能にする。代替的に、バルブ10の第1本体12の作動は、図8cに示されるとおり、直線的変位により達成され得る。
反復動作を達成するために、第1本体12は付勢部材34に作動的に接続される。付勢部材34は、第1本体12を閉位置内へ付勢するように、並びに開及び閉位置間の反復動作を提供するように構成される。
図11は本発明の別の例示的な実施形態を示す。電子巻き煙草2は、液体格納部8と気化器ユニット11とを有するマウスピースセクション4を含む。液体格納部8及び気化室は横方向に、すなわち並んで位置し、それにより、液体は液体格納部8から気化ユニット11へ横方向に移動させられる。マウスピースセクション6は、係合面160を介して電源セクション6と接触する。
流体供給導管42は液体格納部8を気化ユニット11に接続するように構成される。第1本体12は電子巻き煙草2のハウジング内部に位置する。第1本体12は電子巻き煙草2の再利用可能部分に位置し得る。第1本体12は電源セクション6のハウジング内部に位置し得る。第1本体12は、第1孔161及び第2孔162であって、それを通じて流体供給導管42が導かれる第1孔161及び第2孔162を含む。のハウジング3の係合面160には、2つの対応する孔163、164が設けられる。係合面の孔163、164が第1本体12における孔161、162と整列すると、流体供給導管42は非圧縮状態にある。相対的角度位置が第1本体12と孔163、164との間で変更されると、係合面160の孔163、164は第1本体12における孔161、162と正しく整列しなくなり、それにより、流体供給導管42を通る液体フローが制限又は閉鎖されるように、流体供給導管42は係合面160と第1本体12との間で圧縮される。
第1本体12は再利用可能電源セクション6へ一体化され得る。液体格納部8は、消耗品70であって、マウスピース部分5を含むとともに気化ユニット11を格納する消耗品70として構成されてもよい。
流体移行要素15は第1本体12内に格納され得る。バルブ10が開位置にあるとき、流体移行要素15への流体供給は開かれている。加熱要素13は、第1本体12の中心部分において位置し得るとともに流体移行要素15により取り囲まれ得る。流体移行要素15は、管状の形状であり得るとともにその中に画定された中空空間において加熱要素13を格納するように構成され得る。
液体格納部8には穿刺可能膜165が設けられ得、流体供給導管42の端部には、膜165を穿刺するように構成された鋭い先端166が設けられ得る。膜165及び先端166は、先端166が係合面160より上に突出しないように配置され得る(すなわち沈められる)。
本発明の範囲内で、流体移行要素15及び圧縮可能流体導管42は同じ機能を果たす、すなわち、気化液体を加熱要素13へ移す。気化液体のフローが制御され得るように流体移行要素15又は流体導管42を圧縮するというアイデアは、図3、6a、6b、8a〜8d及び11において示された全ての実施形態を包含する。
図示の実施形態と関連して上述のとおり、流体移行要素15は、図8a〜8d及び13において見られるとおり圧縮可能な繊維状材料であり得る芯の形であり得る。しかしながら、芯にはまた、図3、6a、6及び11に示されるとおり圧縮可能流体導管42の形の延伸部が設けられ得る。したがって、流体移行要素16は芯の形又は圧縮可能流体導管42の形であることができるとともに、特許請求の範囲において同義に解釈されるべきである。
本発明は決して説明された例示的な実施形態に限定されるものではないことを当業者は認める。特定の対応策が互いに異なる従属請求項において挙げられているという事実だけでは、これらの対応策の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。さらに、「含む」という表現は他の要素又はステップを除外しない。他の非限定的な表現は、「a」又は「an」が複数を除外しないこと、及び単一のユニットがいくつかの手段の機能を満たし得るということを含む。特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。最後に、本発明は図面及び前述の説明において詳細に示されてきたが、そのような図示及び説明は事例的又は説明的であるとみなされるとともに、限定するものではないとみなされ、本発明は開示された実施形態に限定されない。

Claims (16)

  1. 電子巻き煙草のためのバルブであって、前記バルブが、第1本体と、第2本体と、前記第1本体と前記第2本体との間に付勢力をかけるように構成された付勢部材とを含み、
    前記第2本体に対する前記第1本体の角度位置に基づき前記バルブが開位置及び閉位置において作動し得るように、前記第1本体及び前記第2本体が回転軸を中心として互いに回転可能に接続され、
    前記バルブが、可変長さのアクチュエータであって、前記付勢力と反対に作用するアクチュエータ力をかけるように構成された、熱の影響下でその長さを変更するように構成された形状記憶合金を含む可変長さのアクチュエータをさらに含み、前記アクチュエータ力が前記回転軸からある半径方向距離のところにかけられ、前記アクチュエータ力が前記付勢力を超えると前記バルブが閉鎖から開放へ変更される、電子巻き煙草のためのバルブ。
  2. 前記可変長さのアクチュエータが、前記第1本体に接続された第1部分と前記第2本体に接続された第2部分とを有する、請求項1に記載のバルブ。
  3. 前記可変長さのアクチュエータがワイヤである、請求項1又は2に記載のバルブ。
  4. 前記バルブが円筒形外面を有し、前記可変長さのアクチュエータが前記バルブの前記外面を少なくとも部分的に取り囲む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブ。
  5. 前記バルブ本体が、前記可変長さのアクチュエータを収容するように構成された溝又はチャネルを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブ。
  6. 前記溝が前記円筒形外面の外周部に位置する、請求項4に従属する場合の、請求項5に記載のバルブ。
  7. 前記アクチュエータ力がかけられる半径方向距離が前記バルブの半径に実質的に対応する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のバルブ。
  8. 前記付勢部材が前記バルブを前記閉位置に向かって付勢するように構成される、請求項1〜7のいずれか一項に記載のバルブ。
  9. 前記第1本体が第1閉鎖面を含み、前記第2本体が第2閉鎖面を含み、前記可変長さのアクチュエータが前記第1閉鎖面と前記第2閉鎖面との間の距離を変更するように構成される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のバルブ。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載のバルブを含む電子巻き煙草のための流体供給システムであって、前記流体供給システムが液体格納部から流体を輸送するように構成された流体供給導管をさらに含み、
    前記液体格納部からの液体の流量が調節され得るように、前記バルブが、第1バルブ本体と第2バルブ本体との間の相対的角度位置に応じて前記流体供給導管を圧縮するように構成される、電子巻き煙草のための流体供給システム。
  11. 電子巻き煙草のための消耗品であって、前記消耗品が、
    気化ユニットと、
    液体格納部と、
    第1本体の形のバルブ部材であって、前記第1本体が第1位置にあるとき、前記液体格納部から前記気化ユニットへの液体フローが閉鎖されるように、前記第1本体が第2本体に対して密封され、可動部材が第2位置にあるときに前記液体格納部から前記気化ユニットへの前記液体フローが開かれるように、第2本体に対して第1位置と第2位置との間で可動である第1本体の形のバルブ部材と
    を含み、
    前記第1本体が付勢部材及びアクチュエータに作動可能に接続され、前記付勢部材が、第1部材を前記第1及び前記第2位置の一方に向かって付勢するために付勢力をかけるように構成され、前記アクチュエータが前記付勢力と反対に作用するアクチュエータ力をかけるように構成され、それにより、前記アクチュエータ力が前記付勢力を超えると前記第1部材が前記第1位置から前記第2位置に向かって可動である、電子巻き煙草のための消耗品。
  12. 前記第1本体が、軸の周りで回転するように構成された円筒形部材として構成されるとともに前記液体格納部内に位置する、請求項11に記載の消耗品。
  13. 前記第1本体が回転子に着脱可能に接続され、前記回転子が前記アクチュエータ及び前記付勢部材に作動的に接続される、請求項11又は12に記載の消耗品。
  14. 前記回転子及び前記第1本体が対応する係合構造を含む、請求項13に記載の消耗品。
  15. 前記消耗品が、前記バルブが前記閉位置にあるときにのみ前記回転子へ接続され得るとともに前記回転子から分離され得る、請求項13又は14に記載の消耗品。
  16. 前記第1本体が液体入口を有する少なくとも1つの液体チャネルを含み、前記第2本体が液体格納部から出口への少なくとも1つの液体チャネルを含み、前記第1本体の前記液体入口が前記第2本体における前記出口と正しく整列していないときに前記バルブが閉鎖される、請求項11〜15のいずれか一項に記載の消耗品。
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