JP2022524413A - エアロゾル供給デバイス - Google Patents
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Abstract
エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素の様々な構成が開示される。1つのヒーター構成要素が、エアロゾル生成材料を受け入れるように構成され、長手方向軸線を有する。ヒーター構成要素は、長手方向軸線に沿った第1の長さを有し、エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、第2の長さに対する第1の長さの比は約1.03~約1.25の間である。別のヒーター構成要素は、約0.1g~約1gの間の質量を有する。別のヒーター構成要素は、少なくとも99重量%の鉄を含む合金を含む。さらに別のヒーター構成要素は炭素鋼を含む。さらに別のヒーター構成要素は、長手方向軸線を画定し、長手方向軸線に垂直な方向に測定された約0.025mm~約2mmの間の壁厚を有する。【選択図】図6
Description
本発明は、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素、エアロゾル供給デバイス、及びエアロゾル供給システムに関する。
シガレット、シガーなどの喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させてタバコの煙を生じさせる。タバコを燃焼させるこれらの物品の代替品を、燃焼させずに化合物を放出する製品を作り出すことによって提供しようとする試みがなされてきた。このような製品の例には、材料を燃焼させるのではなく加熱することによって化合物を放出する加熱デバイスがある。この材料は、例えばタバコ又は他の非タバコ製品でもよく、これらはニコチンを含むことも含まないこともある。
本開示の第1の態様によれば、エアロゾル生成材料を受け入れるように構成され、長手方向軸線を有するヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は、長手方向軸線に沿った第1の長さを有し、エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~約1.25の間である、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第2の態様によれば、
エアロゾル生成材料と、
エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給システムであって、
ヒーター構成要素は、長手方向軸線と、長手方向軸線に沿った第1の長さとを有し、
エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、
第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~約1.25の間である、エアロゾル供給システムが提供される。
エアロゾル生成材料と、
エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給システムであって、
ヒーター構成要素は、長手方向軸線と、長手方向軸線に沿った第1の長さとを有し、
エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、
第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~約1.25の間である、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第3の態様によれば、
第1の態様によるヒーター構成要素を備えるエアロゾル供給デバイスであり、前記ヒーター構成要素が第1の長さを有する、エアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムであって、エアロゾル生成材料は第2の長さを有し、第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~約1.25の間である、エアロゾル供給システムが提供される。
第1の態様によるヒーター構成要素を備えるエアロゾル供給デバイスであり、前記ヒーター構成要素が第1の長さを有する、エアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムであって、エアロゾル生成材料は第2の長さを有し、第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~約1.25の間である、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第4の態様によれば、
エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
使用する際に、物品はヒーター構成要素の中に受け入れられ、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約1mm~約10mmの間だけ延びている、エアロゾル供給システムが提供される。
エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
使用する際に、物品はヒーター構成要素の中に受け入れられ、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約1mm~約10mmの間だけ延びている、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第5の態様によれば、
エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
ヒーター構成要素は、長手方向軸線を画定し、長手方向軸線に沿って測定された第1の長さを有し、
エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿って測定された第2の長さを有し、第2の長さは第1の長さよりも短い、エアロゾル供給システムが提供される。
エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
ヒーター構成要素は、長手方向軸線を画定し、長手方向軸線に沿って測定された第1の長さを有し、
エアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿って測定された第2の長さを有し、第2の長さは第1の長さよりも短い、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第6の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は長手方向軸線を画定し、前記ヒーター構成要素は、長手方向軸線に垂直な方向に測定された約0.025mm~約2mmの間の壁厚を有する、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第7の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は、ある直径を有し、ヒーター構成要素の壁厚に対する直径の比は、約60~約250の間である、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第8の態様によれば、
第6又は第7の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
第6又は第7の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
本開示の第9の態様によれば、
第8の態様によるエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
第8の態様によるエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第10の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するためのヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は炭素鋼を含む、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第11の態様によれば、
第10の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
第10の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
本開示の第12の態様によれば、
第11の態様によるエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
第11の態様によるエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
本開示の第13の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は、少なくとも99重量%の鉄を含む合金を含む、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第14の態様によれば、
第13の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
第13の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
本開示の第15の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は、約0.1g~約1gの間の質量を有する、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第16の態様によれば、エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素は第1の質量を有し、エアロゾル生成材料は第2の質量を有し、第2の質量に対する第1の質量の比は、約1.5~約2.5の間である、ヒーター構成要素が提供される。
本開示の第17の態様によれば、
第15又は第16の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
第15又は第16の態様によるヒーター構成要素と、
ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。
本開示の第18の態様によれば、
エアロゾル生成材料を含む物品と、
第16の態様によるエアロゾル供給デバイスと
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
エアロゾル生成材料を含む物品と、
第16の態様によるエアロゾル供給デバイスと
を備える、エアロゾル供給システムが提供される。
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照することによる、例示としてのみ示した本発明の好ましい実施形態についての以下の説明から明らかになろう。
本明細書では、「エアロゾル生成材料」という用語は、加熱したときに通常はエアロゾルの形で揮発成分を供給する材料を含む。エアロゾル生成材料は、何らかのタバコ含有材料を含み、例えば、タバコ、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、又はタバコ代替品のうちの1つ又は複数を含み得る。エアロゾル生成材料は、他の非タバコ製品を含むこともあり、これは製品によって、ニコチンを含むことも含まないこともある。エアロゾル生成材料は、例えば、固体、液体、ゲル、ワックスなどの形とすることができる。エアロゾル生成材料は、例えば、複数の材料の組合せ又は混合物とすることもできる。エアロゾル生成材料は、「喫煙材」と呼ばれることもある。
エアロゾル生成材料を加熱して、エアロゾル生成材料を焼いたり燃焼させたりせずにエアロゾル生成材料の少なくとも1つの成分を揮発させ、吸入できるエアロゾルを一般に形成する装置が知られている。このような装置は、場合によって「エアロゾル生成デバイス」、「エアロゾル供給デバイス」、「非燃焼加熱式デバイス」、「タバコ加熱製品デバイス」又は「タバコ加熱デバイス」などと表現される。同様に、いわゆるeシガレットデバイスもあり、これは通常、ニコチンを含むことも含まないこともある液体の形のエアロゾル生成材料を気化させる。エアロゾル生成材料は、装置に挿入できるロッド、カートリッジ、カセットなどの形にすることも、これらの一部として形成することもできる。エアロゾル生成材料を加熱し揮発させるためのヒーターは、装置の「恒久的」部分として設けることができる。
エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル生成材料を含む物品を受け入れ加熱することができる。この文脈における「物品」とは、加熱されてエアロゾル生成材料を揮発させるエアロゾル生成材料を使用する際に、また任意選択で他の構成要素を使用する際に、含むか含有する構成要素のことである。ユーザは、物品が加熱される前に、物品をエアロゾル供給デバイスに挿入し、加熱してエアロゾルを生成することができ、続いて、そのエアロゾルをユーザが吸入する。物品は、例えば、物品を受け入れるように寸法設定されたデバイスの加熱チャンバの中に入るように設定されている、所定の、又は特定のサイズとすることができる。
本開示の第1の態様では、エアロゾル生成材料を受け入れるヒーター構成要素を定義する。例えば、ヒーター構成要素は、実質的に管状(すなわち、中空)にすることができ、エアロゾル生成材料を受け入れることができる。したがって、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を取り囲む。
本明細書に記載された例のいずれでも、ヒーター構成要素は、サセプタと呼ばれることがある。本明細書でより詳細に論じるように、サセプタは導電物であり、電磁誘導によって加熱される。サセプタは、少なくとも1つのコイルによって生成された変動磁界がサセプタに侵入することによって加熱される。加熱されると、サセプタは熱をエアロゾル生成材料へ伝達し、このエアロゾル生成材料はエアロゾルを放出する。それに応じて、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するように変動磁界が侵入することによって加熱可能である。したがって、デバイスは、ヒーター構成要素を加熱するための変動磁界を発生させるように構成されたコイルを備え得る。このコイルは、インダクタコイルと呼ばれることもある。
1つの例では、エアロゾル生成材料は、本質的に管状又は円筒状であり、「タバコスティック」と呼ばれることがあり、例えば、エアロゾル化可能材料は、特定の形状に形成されたタバコを含むことがあり、このタバコは、次に、紙又はホイルなどの1つ又は複数の他の材料でコーティングされるか巻かれる。
本開示の第1の態様では、ヒーター構成要素は、長手方向軸線を画定し、この長手方向軸線に沿って測定された第1の長さを有する。ヒーター構成要素の中に受け入れられたエアロゾル生成材料は、長手方向軸線に沿って測定された第2の長さを有する。したがって、エアロゾル生成材料は、長手方向軸線と心合わせされる。ヒーター構成要素がエアロゾル生成材料の長さの約1.03~1.25倍の間(すなわち、第2の長さに対する第1の長さの比が約1.03~1.25の間)である場合、エアロゾル生成材料は最も効果的に加熱することができ、且つ、生成されるエアロゾルの温度をより適切に制御できることが分かっている。ヒーター構成要素はエアロゾル生成材料よりも長いために、エアロゾルは、ユーザの口に向かって流れるときに、ヒーター構成要素によって継続して加熱される。さらに、ヒーター構成要素の長さが補足されているので、ヒーター構成要素の端部に最も近いエアロゾル生成材料は、均一に加熱される。エアロゾル生成材料が十分に加熱されない場合には、エアロゾル生成材料が、ユーザの口に達するエアロゾルの量及び温度を低下させるフィルターとして作用し得る。ヒーター構成要素がエアロゾル生成材料を越えて延びすぎている場合には、エアロゾルが過熱するおそれがある。例えば、特定の構成体では、エアロゾル生成材料を含む物品は、熱転移カラーなどの、エアロゾル生成材料に隣り合って配置された冷却構成要素を備え得る。ヒーター構成要素が長すぎる場合には、ヒーター構成要素が冷却構成要素を加熱し、以て、エアロゾルの温度を制御する冷却構成要素の効果が低下するおそれがある。
したがって、第2の長さに対する第1の長さの比が約1.03~1.25の間である場合に、エアロゾルは最も効果的に加熱することができる。第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.03~1.1の間、又は約1.04~1.07の間が好ましい。第2の長さに対する第1の長さの比は、約1.05~1.06の間がさらに好ましい。これらの範囲は、上述の検討事項の間の適切なバランスを実現する。
第2の長さを持つエアロゾル生成材料は、物品のエアロゾル生成材料部に含まれる。物品は、エアロゾル生成材料部に隣り合う、冷却構成要素及びフィルター構成要素などの他の構成要素を有してもよい。エアロゾル生成材料は、物品の遠位端に位置してもよい。
上記の例では、デバイス/ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料がヒーター構成要素の中に受け入れられたときに、物品/エアロゾル生成材料の遠位端がヒーター構成要素の遠位端と同一平面になるように構成されている。デバイスは、物品の遠位端が、ヒーター構成要素の遠位端に位置合わせされ配置されている内部端面に当接するように構築することができる。したがって、ヒーター構成要素の近位端部は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて延びている。近位端部とは、デバイスが使用中のときにユーザの口に最も近い端部のことである。したがって、エアロゾルは、ユーザがデバイスを吸うときに近位端部に向かって流れる。
1つの例では、ヒーター構成要素の端部は、エアロゾル生成材料の端部を越えて約10mm未満だけ、又は約7.5mm未満だけ延びている。ヒーター構成要素の端部は、エアロゾル生成材料の端部を越えて約5mm未満だけ、又は約4mm未満だけ、又は約3mm未満だけ、又は約2.5mm未満だけ延びていることが好ましい。ヒーター構成要素の端部は、エアロゾル生成材料の端部を越えて約1.5mm超だけ、又は約2mm超だけ延びていてもよい。ヒーター構成要素の端部は、エアロゾル生成材料の端部を越えて約2.5mm超だけ延びているのがより好ましい。
特定の一例では、第1の長さは、約40mm~約50mmの間である。第1の長さは、約40mm~約45mmの間が好ましい。第1の長さは、約44.5mmなどの、約44mm~約45mmの間がより好ましい。別の例では、第1の長さは、約12mm~約50mmの間である。
さらに別の例では、第2の長さは、約36mm~約49mmの間である。第2の長さは、約36mm~約44mmの間が好ましい。第1の長さは、約42mmなどの、約40mm~約44mmの間がより好ましい。別の例では、第2の長さは、約10mm~約49mmの間である。
好ましい一例では、第1の長さは約44.5mmであり、第2の長さは約42mmである。したがって、第1の長さと第2の長さとの間の比は約1.06であり、ヒーター構成要素の近位端部は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約2.5mmだけ延びている。
代替例では、第1の長さは、約30mm~約40mmの間である。第1の長さは、約34mm~約38mmの間が好ましい。第1の長さは、約36.5mmなどの、約36mm~約37mmの間がより好ましい。第2の長さは、約28mm~約38mmの間である。第2の長さは、約32mm~約36mmの間が好ましい。第1の長さは、約34mmなどの、約33mm~約35mmの間がより好ましい。好ましい一例では、第1の長さは約36.5mmであり、第2の長さは約34mmである。したがって、第1の長さと第2の長さとの間の比は約1.07であり、ヒーター構成要素の近位端部は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約2.5mmだけ延びている。別の好ましい例では、第1の長さは約36mmであり、第2の長さは約34mmである。したがって、第1の長さと第2の長さとの間の比は約1.06であり、ヒーター構成要素の近位端部は、エアロゾル生成材料の近位端部を約2mmだけ越えて延びている。
ヒーター構成要素は、円形の断面を有し得る。ヒーター構成要素は、約4mm~約7mmの間の外径を有し得る。例えば、ヒーター構成要素は、約5.6mmなどの、約5mm~約6mmの間の外径を有する。或いは、ヒーター構成要素は、約6.7mmなどの、約6mm~約7mmの間、又は約6.5mm~約7mmの間の外径を有する。
特定の構成体では、ヒーター構成要素の近位端部がフレア状になっている。すなわち、ヒーター構成要素の端部は、ヒーター構成要素の主要部分よりも内径及び外径が大きい。フレア状の領域では、ヒーター構成要素は、主要部分よりも物品の外面からさらに離れている。フレア状の端部は、物品がヒーター構成要素にいっそう容易に挿入されることを可能にする。1つの例では、フレア状部分は、長手方向軸線に沿った長さが約1mm未満であり、好ましくは長さが約0.5mmである。フレア状の端部は、外径が約4mm~約7mmの間の円形断面を有することもできる。例えば、ヒーター構成要素のフレア状の端部は、約6.5mmなどの、約6mm~約7mmの間の外径を有する。
別の態様によれば、エアロゾル供給システムは、エアロゾル生成材料を含む物品、及びエアロゾル供給デバイスを備える。エアロゾル供給デバイスは、物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素を備える。いくつかの例では、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するように変動磁界が侵入することによって加熱可能であり、デバイスは、ヒーター構成要素を加熱するための変動磁界を発生させるように構成されたコイルをさらに備える。コイルは、インダクタコイルと呼ばれることもある。使用する際、物品は、ヒーター構成要素の中に受け入れられ、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約1mm~約10mmの間だけ延びている。
ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料の近位端部を越えて、約2.25mm~約2.75mmの間などの、約2mm~約3mmの間だけ延びているのが好ましい。上述したように、ヒーター構成要素がエアロゾル生成材料の近位端部を越えてこの量だけ延びている場合に、エアロゾル生成材料をより効率的且つ効果的に加熱できることが分かっている。
1つの構成体では、物品は、約83mmなどの、約80~90mmの間の全長を有する。物品はエアロゾル生成材料に隣り合って配置された熱転移カラーを備えてもよい。
本開示の別の態様では、ヒーター構成要素は、ヒーター構成要素の長手方向軸線に垂直な方向に測定された壁厚を有し、この壁厚は約0.025mm~約2mmの間である。ヒーター構成要素の厚さは、ヒーター構成要素の内面と外面との間の平均距離である。
ヒーター構成要素を薄くすることは、ヒーター構成要素が迅速且つ最も効率的に加熱されることを(加熱すべき材料を少なくすることによって)確実にするのに望ましい。しかし、ヒーター構成要素が薄すぎると、ヒーター構成要素が脆弱になり、製造するのが困難になる。
壁厚が約0.025mm~約0.075mmの間のヒーター構成要素は、上述の考慮事項間の適切なバランスを実現するということが判明している。ヒーター構成要素は、壁厚が、約0.04mm~約0.06mmの間などの、約0.025mm~約0.075mmの間であるのが好ましい。ヒーター構成要素は、壁厚が約0.05mmであるのがさらに好ましく、この厚さが、素早く熱くなる堅牢なヒーター構成要素を実現する。
別の例では、ヒーター構成要素は壁厚を、約0.025mm~約0.1mmの間などの、約0.025mm~約0.2mmの間とすることができる。厚さを約0.2mm未満又は約0.1mm未満にすることで、強く堅牢なヒーター構成要素をなお維持しながら、ヒーター構成要素が加熱される速度を低減することができる。
別の態様では、エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素、ここで、ヒーター構成要素はある直径を有し、ヒーター構成要素の壁厚に対する直径の比は、約60~約250の間である。この比は、ヒーター構成要素の外径を平均壁厚で割ったものである。
ヒーター構成要素は、壁厚に対する直径の比が約100~約150の間でもよい。ヒーター構成要素は、約110~115の間などの、約110~120の間の比を有するのが好ましい。比がこれらの範囲内であるヒーター構成要素は再び、ヒーター構成要素が堅牢であることと、エアロゾル生成材料を加熱するのが迅速且つ効率的であることとの間の適切なバランスを実現する。
1つの例では、ヒーター構成要素は、外径が約5mm~約6mmの間である。ヒーター構成要素の外径は、約5.6mmなどの、約5.3mm~約5.7mmの間であるのがより好ましい。
いくつかの例では、ヒーター構成要素は炭素鋼を含む。例えば、ヒーター構成要素は、炭素鋼の導電性材料を含み得る。炭素鋼は強磁性体であり、磁界の誘導の結果としてのジュール加熱による熱、並びに磁気ヒステリシスによる付加的な熱を発生する。炭素鋼は、エアロゾル生成材料の効果的な加熱を可能にすることが分かっている。したがって、いくつかの例では、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するように変動磁界が侵入することによって加熱可能であり、デバイスは、ヒーター構成要素を加熱するための変動磁界を発生させるように構成されたコイルをさらに備える。コイルは、インダクタコイルと呼ばれることもある。
1つの例では、ヒーター構成要素は軟鋼を含む。別の例では、ヒーター構成要素は、炭素鋼ではなく、ニッケルから作られている。
ヒーター構成要素はさらに、1つ又は複数の他の材料によって少なくとも部分的にめっきされていてもよい。すなわち、炭素鋼の導電性材料は、1つ又は複数の他の材料でコーティングされていてもよい。めっき/コーティングは、電気めっき、物理的蒸着などによる任意の適切な方法で施すことができる。
1つの例では、ヒーター構成要素は、少なくとも部分的にニッケルでめっきされる。ニッケルには優れた防食特性があるので、ヒーター構成要素が腐食するのを阻止する。或いは、ヒーター構成要素は、少なくとも部分的にコバルトめっきすることができる。コバルトも良好な防食特性を有する。さらに、ニッケル及びコバルトは強磁性体でもあり、それゆえに磁気ヒステリシスによる付加的な熱を発生する。
ヒーター構成要素は、約0.1未満の放射率を有し得る。1つの例では、低い放射率は、例えば、ニッケル又はコバルトでヒーター構成要素をめっき/コーティングすることによって実現することができる。ヒーター構成要素の放射率が低いと、エネルギーが放射によって失われる速度が低減する。放射されたエネルギーが環境から失われてしまうならば、このような放射は、システムのエネルギー効率を低下させ得る。したがって、放射率が約0.1未満のヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するときの効率が高い。
ある物体の放射率は、よく知られている技法を用いて測定することができる。
ヒーター構成要素は、放射率が約0.06~約0.09の間であるのが好ましい。
具体的な一例では、ヒーター構成要素は、少なくとも部分的にニッケルでめっきされた炭素鋼を含み得る。このようなヒーター構成要素は、放射率が約0.06~約0.09の間であり得る。
ニッケル又はコバルトのめっきは、ヒーター構成要素の内面及び外面など、ヒーター構成要素の全体を覆うのが好ましい。ヒーター構成要素の外側をコーティングすることによってヒーター構成要素の放射率を低下させ、以て、放射による熱損失量を低減することができる。
或いは、めっきでヒーター構成要素の内面だけを覆い、以て、必要なニッケル/コバルトの量を減らすこともできる。
1つの例では、ヒーター構成要素は、少なくとも99重量%の鉄を含む合金から構成されている。鉄含有率が高い材料は強い強磁性を示し、磁界の誘導の結果として生じるジュール加熱による熱、並びに磁気ヒステリシスによる付加的な熱を発生させる。したがって、鉄含有率が高いヒーター構成要素は、より効果的な、ヒーター構成要素を加熱する方法を実現する。合金は、少なくとも99.1重量%の鉄を含むのが好ましい。より具体的には、合金は、約99.15重量%~約99.65重量%の間の鉄など、約99.0重量%~約99.7重量%の間の鉄を含み得る。合金は、いくつかの例では、炭素鋼であり得る。したがって、いくつかの例では、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するように変動磁界が侵入することによって加熱可能であり、デバイスは、ヒーター構成要素を加熱するための変動磁界を発生させるように構成されたコイルをさらに備える。コイルは、インダクタコイルと呼ばれることもある。
合金は、約99.18重量%~約99.62重量%の間の鉄を含むのが好ましい。したがって、いくつかの例では、ヒーター構成要素はAISI1010炭素鋼を含む。AISI1010炭素鋼は、米国鉄鋼協会によって規定された炭素鋼の特定仕様である。
いくつかの例では、高い鉄含有率により、ヒーター構成要素が熱電対中の鉄線に取って代わることができる。
前述のように、ヒーター構成要素は、少なくとも部分的にニッケル又はコバルトでめっきすることもできる。
1つの例では、ヒーター構成要素は、質量が約0.1g~約1gの間である。例えば、ヒーター構成要素は、質量が約0.1gを超え得る。或いは、ヒーター構成要素は、質量が約1g未満であり得る。
質量がこの範囲内にあるヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を加熱するのに特に効率的であることが分かっている。例えば、低質量のヒーター構成要素は、ヒーター構成要素がより速く加熱されることを可能にし、さらに、ヒーター構成要素内に蓄積されるエネルギーの量を減少させ、その結果、エアロゾル生成材料への熱伝達効率が高まることになる。したがって、エアロゾル生成材料を加熱するには、質量が約1g未満のヒーター構成要素が適している。加えて、デバイスの質量全体を低減させ、コストを削減するためにも低質量が好ましい。対照的に、軽すぎるヒーター構成要素は、容易に破損するおそれがあり、製造するのが困難である。質量が上記の範囲にあると、これらの考慮事項の間で適切なバランスが実現される。
ヒーター構成要素は、質量が約0.25g~約1gの間であり得る。ヒーター構成要素は、質量が約0.25g~約0.75gの間、又は質量が約0.4g~約0.6gの間であるのが好ましい。ヒーター構成要素は、質量が約0.5gであるのがさらに好ましい。或いは、ヒーター構成要素は、質量が約0.6g又は0.58gである。
1つの例では、ヒーター構成要素は第1の質量を有し、エアロゾル生成材料は第2の質量を有し、第2の質量に対する第1の質量の比は約1.5~約2.5の間である。例えば、この比は、約1.8~約2.2の間、又は約1.9~約2の間とすることができる。比がこの範囲内にある場合に、ヒーター構成要素は、短時間のうちにエアロゾル生成材料を効率的に加熱できることが分かっている。例えば、エアロゾル生成材料は、約20秒で約250℃まで加熱することができる。
第2の質量は、約0.25g~約0.35gの間とすることができる。この質量は、約0.26gなどの、約0.25g~約0.27gの間であるのが好ましい。
特定の一例では、第1の質量は、約0.5gなどの、約0.4g~約0.6gの間であり、第2の質量は、約0.26gなどの、約0.25g~約0.27gの間である。第1の質量が0.5g、第2の質量が0.26gである例では、第2の質量に対する第1の質量の比は約1.9になる。
ヒーター構成要素は、密度が7~9g/cm3であり得る。密度は、約7.8~7.9g/cm3の間などの、約7~8g/cm3の間であるのが好ましい。この密度は、任意のめっき/コーティングを含むヒーター構成要素の密度である。
説明した例のいずれでも、ヒーター構成要素は、エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されている。例えば、ヒーター構成要素は、管状とすることができ、エアロゾル生成材料を中に受け入れる。他の例では、管形状のヒーター構成要素を有する代わりに、ヒーター構成要素をその直径に沿って少なくとも2つの部片に分割することができる。これらの部片は、例えば、隙間によって分離することができる。各部片は、物品の外面に一致するように湾曲していてもよい。別の例では、2つの「プレート」を物品の両側に配置することができる。したがって、いくつかの例では、エアロゾル供給デバイスは、加熱チャンバを画定するヒーター構成要素(サセプタなど)を備え、このヒーター構成要素は、第1の部分及び第2の部分を含み、第1の部分は、加熱チャンバによって画定された軸線に平行な方向に延び、第2の部分は、第1の部分から間隔をおいて配置され、加熱チャンバによって画定された軸線に平行な方向に延びる。第1及び第2の部分は、物品の外面に一致するように湾曲していてもよい。例えば、第1及び第2の部分は、半円の断面を有し得る。或いは、第1及び第2の部分は、実質的に平坦であってもよい。ヒーター構成要素及びデバイスは、上述又は本明細書に記載された特徴のいずれかを含み得る。
いくつかの例では、ヒーター構成要素/サセプタは、少なくとも2つの材料を選択的にエアロゾル化するために2つの異なる周波数で加熱することができる、少なくとも2つの材料を含み得る。例えば、ヒーター構成要素の第1のセクションは、第1の材料を含むことができ、ヒーター構成要素の第2のセクションは、第2の異なる材料を含むことができる。それに応じて、エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素を備えることができ、このヒーター構成要素は、第1の材料及び第2の材料を含み、第1の材料は、第1の周波数を有する第1の磁界によって加熱可能であり、第2の材料は、第2の周波数を有する第2の磁界によって加熱可能であり、第1の周波数は、第2の周波数とは異なる。第1及び第2の磁界は、例えば、単一のコイル又は2つのコイルによって形成することができる。
いくつかの例では、ヒーター構成要素は、誘導加熱可能な部分及び非誘導加熱可能な部分を含む。誘導加熱可能な部分は、物品を加熱する。1つ又は複数の非誘導加熱される部分は、ヒーター構成要素をデバイスに接続することができるので、好ましくは良好な熱絶縁体である。非誘導加熱される部分は、物品を受け入れるために剛性を与えることもできる。1つ又は複数の非誘導加熱される部分は、ヒーター構成要素の端部に配置することができる。
ヒーター構成要素は、単体構造を有し得る。単体構造は、ヒーター構成要素がより製造しやすく、破損しにくいことを意味し得る。
ヒーター構成要素は最初に、(金属などの)材料のシートを管になるように巻き、且つ、継ぎ目に沿ってヒーター構成要素を封止/溶接することによって形成することができる。いくつかの例では、シートの端部は、封止されるときに重なり合う。他の例では、シートの端部は、封止されるときに重なり合わない。別の例では、ヒーター構成要素は最初に、深絞り技法によって形成される。この技法では、継ぎ目がないヒーター構成要素を得ることができる。しかし、上述の第1の例の方が、短い時間でヒーター構成要素を製造することができる。
継ぎ目なしヒーター構成要素を形成する他の方法には、比較的厚い中空管の壁厚を減少させて、比較的薄い中空管を形成することが含まれる。壁厚は、比較的厚い中空管を変形させることによって減少させることができる。1つの例では、壁は、スエージング技法を用いて変形させることができる。1つの例では、壁は、ハイドロホーミングによって変形させることができ、この場合、中空管の内周が増大する。高圧流体が、管の内面に圧力をかけることができる。別の例では、アイアニングによって壁を変形させることができる。例えば、ヒーター構成要素の管の各壁は、2つの面の間で一緒に加圧することができる。
デバイスは、非燃焼加熱式デバイスとも呼ばれるタバコ加熱デバイスであるのが好ましい。
上で簡単に述べたように、いくつかの例では、コイル(複数可)は、使用する際に、少なくとも1つの導電性加熱構成要素/要素(ヒーター構成要素/要素とも呼ばれる)に加熱が生じるように構成され、以て、熱エネルギーが少なくとも1つの導電性加熱構成要素からエアロゾル生成材料へ、エアロゾル生成材料が加熱されるように伝導可能になる。
いくつかの例では、コイル(複数可)は、使用する際に、少なくとも1つの加熱構成要素/要素に侵入するための変動磁界を生成し、以て、少なくとも1つの加熱構成要素が誘導加熱及び/又は磁気ヒステリシス加熱されるように構成される。このような構成体では、それぞれの加熱構成要素は「サセプタ」と呼ばれることがある。使用する際に、少なくとも1つの導電性加熱構成要素に侵入するための変動磁界を生成し、以て、少なくとも1つの導電性加熱構成要素が誘導加熱されるように構成されているコイルは、「誘導コイル」又は「インダクタコイル」と呼ばれることがある。
デバイスは、加熱要素(複数可)、例えば導電性加熱構成要素(複数可)を含むことができ、この加熱構成要素(複数可)は、加熱構成要素(複数可)のそのような加熱を可能にするようにコイル(複数可)に対して適切に設置することができ、又は設置可能であり得る。加熱構成要素(複数可)は、コイル(複数可)に対して固定位置にあってもよい。或いは、少なくとも1つの加熱構成要素、例えば少なくとも1つの導電性加熱構成要素は、デバイスの加熱ゾーンに挿入するための物品に含まれていてもよく、この物品は、エアロゾル生成材料も含み、使用後に加熱ゾーンから取り出し可能である。或いは、デバイスとこのような物品の両方が、少なくとも1つのそれぞれの加熱構成要素、例えば少なくとも1つの導電性加熱構成要素を含むことができ、コイル(複数可)は、物品が加熱ゾーンにあるときに、デバイス及び物品のそれぞれの加熱構成要素(複数可)が加熱されるようにすることもできる。
いくつかの例では、コイル(複数可)は螺旋状である。いくつかの例では、コイル(複数可)は、エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたデバイスの加熱ゾーンの少なくとも一部を取り巻く。いくつかの例では、コイル(複数可)は、加熱ゾーンの少なくとも一部を取り巻く螺旋コイル(複数可)である。加熱ゾーンは、エアロゾル生成材料を受け入れるように形成されたレセプタクルとすることができる。
いくつかの例では、デバイスは、加熱ゾーンを少なくとも部分的に取り囲む導電性加熱構成要素を備え、コイル(複数可)は、導電性加熱構成要素の少なくとも一部を取り巻く螺旋コイル(複数可)である。いくつかの例では、導電性加熱構成要素は管状である。いくつかの例では、コイルはインダクタコイルである。
図1は、エアロゾル生成媒体/材料からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給デバイス100の一例を示す。大まかには、デバイス100は、エアロゾル生成媒体を含む交換可能物品110を加熱して、デバイス100の使用者が吸入するエアロゾル又は他の吸入可能な媒体を生成するために使用することができる。
デバイス100は、デバイス100の様々な構成要素を取り囲み収容するハウジング102を備える(外側カバーの形で)。デバイス100は、一方の端部に開口部104を有し、この開口部から物品110を挿入して、加熱アセンブリによって加熱することができる。使用する際に、物品110は、加熱アセンブリに完全又は部分的に挿入され、その中でヒーターセンブリの1つ又は複数の構成要素によって加熱され得る。
この例のデバイス100は、第1の端部部材106を備え、この端部部材は、物品110が所定の場所にないときに開口部104を閉じるために、第1の端部部材106に対して動かせる蓋108を備える。図1では、蓋108は、開いた配置で示されているが、蓋108は、閉じた配置になるように動き得る。例えば、ユーザは、蓋108を矢印「A」の方向にスライドさせることができる。
デバイス100は、ボタンやスイッチなど、押されたときにデバイス100を作動させる、ユーザ操作可能な制御要素112を含むこともできる。例えば、ユーザは、スイッチ112を操作することによってデバイス100をオンにすることができる。
デバイス100は、ソケット/ポート114などの電気構成要素を備えることもでき、この構成要素は、デバイス100のバッテリーを充電するためのケーブルを受け入れることができる。例えば、ソケット114は、USB充電ポートなどの充電ポートとすることができる。
図2は、外側カバー102が取り外され物品110が存在していない、図1のデバイス100を描写する。デバイス100は、長手方向軸線134を画定している。
図2に示すように、第1の端部部材106は、デバイス100の一方の端部に配置され、第2の端部部材116は、デバイス100の反対側の端部に配置されている。第1の端部部材106及び第2の端部部材116は共に、デバイス100の各端面を少なくとも部分的に画定する。例えば、第2の端部部材116の底面は、デバイス100の底面を少なくとも部分的に画定する。外側カバー102の縁部も、端部面の一部分を画定することができる。この例では、蓋108もデバイス100の上面の一部分を画定する。
開口部104に最も近いデバイスの端部は、使用する際にユーザの口に最も近いので、デバイス100の近位端部(又は口端部)と呼ばれることもある。使用する際、ユーザは、物品110を開口部104に挿入し、ユーザ制御部112を操作してエアロゾル生成材料の加熱を開始し、デバイスで生成されたエアロゾルを吸い込む。これによりエアロゾルは、デバイス100の中を流路に沿ってデバイス100の近位端部に向かって流れる。
開口部104から最も遠いデバイスの他方の端部は、使用する際にユーザの口から最も遠い端部であるので、デバイス100の遠位端部と呼ばれることもある。デバイスで生成されたエアロゾルをユーザが吸い込むにつれて、エアロゾルはデバイス100の遠位端部から流れ出る。
デバイス100は、電源118をさらに備える。電源118は、例えば、再充電可能バッテリー又は非再充電可能バッテリーなどのバッテリーとすることができる。適切なバッテリーの例としては、例えば、リチウムバッテリー、(リチウムイオンバッテリーなど)、ニッケルバッテリー(ニッケルカドミウムバッテリーなど)、及びアルカリバッテリーが挙げられる。バッテリーは、必要なときにコントローラ(図示せず)の制御の下で電力を供給してエアロゾル生成材料を加熱するために、加熱アセンブリに電気的に連結されている。この例では、バッテリーは、バッテリー118を所定の場所に保持する中央支持体120に接続されている。
デバイスは、少なくとも1つの電子モジュール122をさらに備える。電子モジュール122は、例えば、プリント回路基板(PCB)を備え得る。PCB122は、プロセッサなどの少なくとも1つのコントローラ、及びメモリを支持することができる。PCB122は、デバイス100の様々な電子構成要素を電気的に接続するための1つ又は複数の電気線路を備えることもできる。例えば、バッテリー端子は、電力をデバイス100全体に分配できるように、PCB122に電気的に接続することができる。ソケット114も、電気線路を介してバッテリーに電気的に結合することができる。
例示的なデバイス100では、加熱アセンブリは誘導加熱アセンブリであり、誘導加熱プロセスよって物品110のエアロゾル生成材料を加熱するための様々な構成要素を備える。誘導加熱とは、電磁誘導によって導電性物体(サセプタなど)を加熱するプロセスのことである。誘導加熱アセンブリは、誘導要素、例えば1つ又は複数の誘導コイルと、交流電流などの変動電流を誘導要素に通すためのデバイスとを含み得る。誘導要素の変動電流は、変動磁界を発生させる。この変動磁界は、誘導要素に対して適切に配置されたサセプタに侵入し、サセプタ内部に渦電流を発生させる。サセプタには渦電流に対する電気抵抗があり、それゆえに、この抵抗に抗して渦電流が流れることにより、サセプタがジュール加熱によって加熱される。サセプタが鉄、ニッケル、又はコバルトなどの強磁性材料を含む場合には、サセプタの磁気ヒステリシス損失によって、すなわち、磁性材料の磁気双極子の向きが、変動する磁界と揃う結果として変動することによって、熱が発生することもある。誘導加熱では、例えば伝導による加熱と比較して熱がサセプタ内部で発生するので、急速な加熱が可能になる。さらに、誘導ヒーターとサセプタとの間には何ら物理的接触の必要がないので、構成及び適用の自由度を高めることができる。
例示的なデバイス100の誘導加熱アセンブリは、サセプタ構成体132(本明細書では「サセプタ」と呼ばれる)、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126を備える。第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126は、導電性材料から作られる。この例では、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126は、螺旋状に巻かれて螺旋インダクタコイル124、126を形成するリッツ線/ケーブルから作られる。リッツ線は、複数の個別の線から構成され、これらの線は個別に絶縁されており、一緒に撚り合わされて単一のワイヤを形成している。リッツ線は、導体の表皮効果損失を低減するように設計されている。例示的なデバイス100では、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126は、長方形の断面を持つ銅リッツ線で作られる。他の例では、リッツ線は、円形などの他の形状の断面を有し得る。
第1のインダクタコイル124は、サセプタ132の第1のセクションを加熱するための第1の変動磁界を発生するように構成され、第2のインダクタコイル126は、サセプタ132の第2のセクションを加熱するための第2の変動磁界を発生するように構成される。この例では、第1のインダクタコイル124は、デバイス100の長手方向軸線134に沿った方向に第2のインダクタコイル126と隣り合っている(すなわち、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126が重なり合わないように)。サセプタ構成体132は、単一のサセプタを備えることも、2つ以上の別個のサセプタを備えることもある。第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126の各端部130は、PCB122に接続することができる。
第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126は、いくつかの例では、少なくとも1つの互いに異なる特性を有し得ることを理解されたい。例えば、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126と異なる少なくとも1つの特性を有し得る。より具体的には、1つの例では、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126と異なる値のインダクタンスを有し得る。図2では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は、第1のインダクタコイル124が第2のインダクタコイル126よりも小さいサセプタ132のセクションに巻き付けられるように、長さが異なっている。したがって、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とはターン数が異なり得る(個々のターン間の間隔が実質的に同じであると仮定して)。さらに別の例では、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とは異なる材料で作られてもよい。いくつかの例では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は、実質的に同一であり得る。
この例では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は、反対方向に巻かれている。こうすることは、各インダクタコイルが別々の時間に通電される場合に有用であり得る。例えば、最初に第1のインダクタコイル124が、物品110の第1のセクションを加熱するために動作していることがあり、後の時間に第2のインダクタコイル126が、物品110の第2のセクションを加熱するために動作していることがある。各コイルを反対方向に巻くことが、特定のタイプの制御回路と組み合わせて使用されたときに、非通電コイルに誘導される電流を低減する助けになる。図2で、第1のインダクタコイル124は右巻きの螺旋であり、第2のインダクタコイル126は左巻きの螺旋である。しかし、別の実施形態では、インダクタコイル124、126が同じ方向に巻かれていてもよいし、又は、第1のインダクタコイル124が左巻きの螺旋であり、第2のインダクタコイル126が右巻きの螺旋であってもよい。
この例のサセプタ132は中空であり、したがって、エアロゾル生成材料が受け入れられるレセプタクルを画定する。例えば、物品110は、サセプタ132に挿入することができる。この例では、サセプタ120は、断面が円形の管状である。
サセプタ132は、1つ又は複数の材料から作ることができる。サセプタ132は、ニッケル又はコバルトのコーティングを有して炭素鋼を含むのが好ましい。
いくつかの例では、サセプタ132は、少なくとも2つの材料を選択的にエアロゾル化するために2つの異なる周波数で加熱できる、少なくとも2つの材料を含み得る。例えば、サセプタ132の第1のセクション(第1のインダクタコイル124によって加熱される)は、第1の材料を含むことができ、第2のインダクタコイル126によって加熱されるサセプタ132の第2のセクションは、第2の異なる材料を含むことができる。別の例では、第1のセクションは、第1及び第2の材料を含むことができ、これら第1及び第2の材料は、第1のインダクタコイル124の動作に基づいて別々に加熱することができる。第1と第2の材料は、サセプタ132によって画定された軸線に沿って隣り合っていてもよく、又はサセプタ132の中に別々の層を形成してもよい。同様に、第2のセクションは、第3及び第4の材料を含むことができ、これら第3及び第4の材料は、第2のインダクタコイル126の動作に基づいて別々に加熱することができる。第3と第4の材料は、サセプタ132によって画定された軸線に沿って隣り合っていてもよく、又はサセプタ132の中で別々の層を形成してもよい。第3の材料は、例えば、第1の材料と同じでもよく、第4の材料は第2の材料と同じでもよい。或いは、それぞれの材料が異なっていてもよい。サセプタは、例えば、炭素鋼又はアルミニウムを含み得る。
図2のデバイス100は、絶縁部材128をさらに備え、この絶縁部材は、概して管状とすることができ、サセプタ132を少なくとも部分的に取り囲むことができる。絶縁部材128は、例えば、プラスチックなどの任意の絶縁材料から構築することができる。この特定の例では、絶縁部材は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から構築されている。絶縁部材128は、サセプタ132で発生した熱からデバイス100の様々な構成要素を絶縁する助けになり得る。
絶縁部材128は、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126を完全に、又は部分的に支持することもできる。例えば、図2に示されるように、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126は、絶縁部材128の周囲に配置され、絶縁部材128の半径方向外向きの面に接触している。いくつかの例では、絶縁部材128は、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126に当接しない。例えば、絶縁部材128の外面と、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126の内面との間に、小さな隙間が存在し得る。
具体的な一例では、サセプタ132と、絶縁部材128と、第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126とは、サセプタ132の中心長手方向軸線の周りに同軸である。
図3は、デバイス100の側面図を部分的な断面図で示す。この例では、外側カバー102が存在する。第1のインダクタコイル124及び第2のインダクタコイル126の長方形の断面形状がより明確に見える。
デバイス100は、サセプタ132の一方の端部と係合してサセプタ132を所定の場所に保持する支持体136をさらに備える。サセプタ132は、例えば、摩擦嵌めによって所定の位置に保持することができる。支持体136は、第2の端部部材116に接続されている。
デバイスは、制御要素112の中に付随する第2のプリント回路基板138も備え得る。
デバイス100は、デバイス100の遠位端部側に配置された第2の蓋/キャップ140及びばね142をさらに備える。ばね142は、サセプタ132にアクセスするために第2の蓋140を開けられるようにする。ユーザは、第2の蓋140を開けて、サセプタ132及び/又は支持体136を清掃することができる。
デバイス100は、サセプタ132の近位端部から離れて、デバイスの開口部104に向かって延びる拡張チャンバ144をさらに備える。拡張チャンバ144は、一方の端部でサセプタ132と係合してサセプタ132を所定の場所に保持することができるので、第2の支持体と呼ばれることがある。サセプタ132は、例えば、摩擦嵌めによって所定の場所に保持することができる。いくつかの例では、支持体136及び第2の支持体144は、サセプタ132と一体化している。例えば、これらは一緒に成形することができる。
保持クリップ146は、拡張チャンバ144の中に少なくとも部分的に配置され、デバイス100の中に受け入れられたときの物品110に当接し、これを保持する。拡張チャンバ144は、端部部材106に接続されている。
図4は、図1のデバイス100の、外側カバー102が省略されている分解組立図である。
図5Aは、図1のデバイス100の一部分の断面を描写している。図5Bは、図5Aの一領域のクローズアップを描写している。図5A及び図5Bは、サセプタ132の中に受け入れられた物品110を示しており、物品110は、物品110の外面がサセプタ132の内面に当接するように寸法設定されている。これにより、加熱が最も効率的になることが保証される。この例の物品110は、エアロゾル生成材料110aを含む。エアロゾル生成材料110aは、サセプタ132の中に配置される。物品110は、フィルター、包装材料及び/又は冷却構造体などの他の構成要素も含み得る。
図5Bは、サセプタ132の外面が、サセプタ132の長手方向軸線158に垂直な方向に測定された距離150だけ、インダクタコイル124、126の内面から離れていることを示す。1つの特定の例では、距離150は、約3mm~4mm、約3mm~3.5mm、又は約3.25mmである。
図5Bは、絶縁部材128の外面が、サセプタ132の長手方向軸線158に垂直な方向に測定された距離152だけ、インダクタコイル124、126の内面から離れていることをさらに示している。1つの特定の例では、距離152は約0.05mmである。別の例では、距離152は、インダクタコイル124、126が絶縁部材128に当接し接触するように実質的に0mmになっている。
1つの例では、サセプタ132は、約0.025mm~1mm、又は約0.05mmの壁厚154を有する。
1つの例では、サセプタ132は、約40mm~60mm、約40mm~45mm、又は約44.5mmの長さを有する。
1つの例では、絶縁部材128は、約0.25mm~2mm、約0.25mm~1mm、又は約0.5mmの壁厚156を有する。
図6は、サセプタ132を描写しており、このサセプタ132は、この例では、単一部片の材料から構築されており、したがって、単体構造を有する。上述したように、サセプタ132は中空であり、加熱するためにエアロゾル生成材料を受け入れることができる。この例では、サセプタ132は、実質的に円形の断面を持つほぼ円筒形であるが、他の例では、サセプタ132は、例えば、長円形、楕円形、多角形、四角形、長方形、正方形、三角形、星形、又は変則の断面を有し得る。
エアロゾル生成材料をサセプタの中に受け入れやすくするために、サセプタ132は、フレア状の端部を有する。フレア状の端部は、エアロゾル生成材料を受け入れるサセプタ132の端部に向けて形成されている。この例では、フレア状の端部は、サセプタ132の近位端部/口端部に配置されている。別の例では、フレア状の端部は、サセプタ132がその長さに沿って実質的に同じサイズの断面を有するように、省略することができる。
図示のように、サセプタ132は、サセプタの長手方向軸線158に垂直な方向に測定された長さ202を有する。サセプタ132は、さらに外径204を有し、この外径は、軸線158に垂直な方向にサセプタ132の外側縁部間で測定される。外径204は、約5.6mmなどの、約4mm~約6mmの間とすることができる。内径は、約0.05mmの壁厚を想定すると約5.5mmになり得る。
フレア状部分は、約6.5mmなどの、約6mm~約7mmの間の外径206を有し得る。
図7は、サセプタ132及び例示的な物品110の断面の概略図を示す。物品110は、サセプタ132によって画定されたレセプタクルの中に受け入れられる。
簡単に述べたように、物品110は、サセプタ132によって完全に取り囲まれているエアロゾル生成材料110aを含む。物品の外面は、例えば紙で取り囲むことができる。
いくつかの例では、物品110は、熱転移カラーなどの冷却セグメント/構成要素110bをさらに備える。1つの例では、冷却セグメント110bは、冷却セグメント110bがエアロゾル生成材料110a及びフィルターセグメント110cと当接する関係になるように、エアロゾル生成材料の本体110aとフィルターセグメント110cとの間にエアロゾル生成材料の本体110aと隣り合って配置される。他の例では、エアロゾル生成材料の本体110aと冷却セグメント110bとの間、及び冷却セグメント110bとフィルターセグメント110cとの間に、ある離隔距離があり得る。物品110に存在する構成要素は、もっと多いことも、もっと少ないこともあり得る。
冷却セグメント110bは、エアロゾルが冷却セグメント110bの中を流れるときにエアロゾルを冷却するように作用する。具体的な一例では、冷却セグメント110bは紙から作られ、エアロゾルを約40℃冷却する。1つの例では、冷却セグメント110bの長さは少なくとも15mmである。例えば、冷却セグメント110bの長さは、約25mmなどの、20mm~30mmの間とすることができる。
物品110は、フィルターセグメント110cを備えることもできる。フィルターセグメント110cは、エアロゾル生成材料の加熱された揮発成分から1つ又は複数の揮発化合物を除去するのに十分な、任意のフィルター材料で形成することができる。
物品110は、サセプタ132の中に受け入れられ、好ましくは、サセプタ132の遠位端部208は、エアロゾル生成材料110aの遠位端部210と同一平面上にある。エアロゾル生成材料110aは長さ212を有し、この長さは、サセプタ132の長さ202より短くてもよい。サセプタ132の近位端部214は、好ましくは、エアロゾル生成材料110aの近位端部216を越えて距離218だけ延びている。距離218は、例えば約1mm~約5mmの間とすることができる。
サセプタ132の長さ202は、約40mm~約50mmの間とすることができ、エアロゾル生成材料110aの長さ212は、約36mm~約49mmの間とすることができる。長さ212に対する長さ202の比は、好ましくは約1.03~約1.1の間である。
この例では、長さ212に対する長さ202の比が約1.06になるように、サセプタ132の長さ202は約44.5mmであり、エアロゾル生成材料110aの長さ212は約42mmである。サセプタ132の近位端部214は、ここではエアロゾル生成材料110aの近位端部216を越えて約2.5mmの距離218だけ延びている。
この例では、サセプタ132のフレア状端部は、エアロゾル生成材料110aの近位端部216がフレア状部分から約2mmの距離222離れてあるように、サセプタ132に沿って約0.5mmの距離220だけ延びている。
いくつかの例では、サセプタは、約0.25g~約1gの間の質量を有する。エアロゾル生成材料110aも、約0.25g~約0.35gの間の質量を有し得る。この例では、サセプタは約0.5gの質量を有し、エアロゾル生成材料110aは約0.26gの質量を有する。
図8は、図6に示した線A-Aのサセプタ132の断面を示す図である。この例に示すように、サセプタ132は、サセプタ132の断面が円形になるような円筒形である。サセプタ132は、内面132a及び外面132bを有する。内面132aは、径方向に、外面132bよりも長手方向軸線158まで近い。前述のように、サセプタ132は厚さ154を有し、この厚さは、長手方向軸線158に垂直な方向224に測定された、内面132aと外面132bとの間の平均距離である。厚さ154は、約0.025mm~約0.075mmの間になり得る。
この例では、厚さは約0.05mmであり、サセプタの直径204は約5.6mmである。したがって、壁厚154に対する直径204の比は、約112などの、約110~115の間になり得る。
サセプタ132は、炭素鋼などの導電性材料から作られ、少なくとも部分的にニッケル又はコバルトでめっきすることができる。サセプタは、サセプタ132の少なくとも内面132aにめっきされるのが好ましい。サセプタ132の厚さ154は、めっきの厚さを含む。
いくつかの例では、ニッケル又はコバルトのめっきは、約10マイクロメートル(0.01mm)の厚さを有する。しかし、他の実施形態では、めっきは、50マイクロメートル以下又は20マイクロメートル以下の厚さなど、異なる厚さを有することがある。例えば、めっきは、約15マイクロメートルの厚さを有し得る。
いくつかの例では、サセプタ132は、少なくとも99重量%の鉄を含む合金を含む。例えば、導電性材料は、少なくとも99重量%の鉄を含み、少なくとも部分的にニッケル又はコバルトでめっきされている。サセプタ132は、鉄が約99.18重量%~99.62重量%の間の炭素鋼を含み、ニッケル又はコバルトのコーティングを有するのが好ましい。鉄含有率が約99.18重量%~99.62重量%の間の炭素鋼は、AISI1010炭素鋼と呼ばれることもある。
上記の実施形態は、本発明の例示的なものとして理解されたい。本発明のさらなる実施形態が想起される。いずれか1つの実施形態に関して説明されたいずれかの特徴は単独で、又は説明された他の特徴と一緒に使用されてもよく、また、諸実施形態のうちのいずれか他のもの、又は実施形態のうちのいずれか他のものの任意の組合せ、のうちの1つ又は複数の特徴と一緒に使用されてもよいことを理解されたい。さらに、上述されていない等価物及び修正形態もまた、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。
Claims (45)
- エアロゾル生成材料を受け入れるように構成され、長手方向軸線を有するヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が、前記長手方向軸線に沿った第1の長さを有し、前記エアロゾル生成材料が、前記長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、前記第2の長さに対する前記第1の長さの比が約1.03~約1.25の間である、ヒーター構成要素。
- 前記第2の長さに対する前記第1の長さの比が約1.03~約1.1の間である、請求項1に記載のヒーター構成要素。
- 前記第1の長さが約12mm~約50mmの間である、請求項1又は2に記載のヒーター構成要素。
- 前記第2の長さが約10mm~約49mmの間である、請求項1~3のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- エアロゾル生成材料と、
前記エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたヒーター構成要素と、
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備えるエアロゾル供給システムであって、
前記ヒーター構成要素が長手方向軸線と、前記長手方向軸線に沿った第1の長さとを有し、
前記エアロゾル生成材料が、前記長手方向軸線に沿った第2の長さを有し、
前記第2の長さに対する第1の長さの比が約1.03~約1.25の間である、エアロゾル供給システム。 - 前記第1の長さが約12mm~約50mmの間である、請求項5に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記第2の長さが約10mm~約49mmの間である、請求項5又は6に記載のエアロゾル供給システム。
- エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
前記物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
使用する際に、前記物品が前記ヒーター構成要素の中に受け入れられ、前記ヒーター構成要素が前記エアロゾル生成材料の近位端部を越えて約1mm~約10mmの間だけ延びている、エアロゾル供給システム。 - エアロゾル生成材料を含む物品と、
エアロゾル供給デバイスであり、
前記物品を受け入れるように構成されたヒーター構成要素、及び
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイル
を備えるエアロゾル供給デバイスとを具備する、エアロゾル供給システムであって、
前記ヒーター構成要素が長手方向軸線を画定し、前記長手方向軸線に沿って測定された第1の長さを有し、
前記エアロゾル生成材料が、前記長手方向軸線に沿って測定された第2の長さを有し、前記第2の長さは前記第1の長さよりも短い、エアロゾル供給システム。 - 前記第1の長さが約40mm~約45mmの間である、請求項9に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記第2の長さが約36mm~約44mmの間である、請求項9又は10に記載のエアロゾル供給システム。
- エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が約0.1g~約1gの間の質量を有する、ヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が第1の質量を有し、前記エアロゾル生成材料が第2の質量を有し、前記第2の質量に対する前記第1の質量の比が約1.5~2.5の間である、請求項12に記載のヒーター構成要素。
- エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が第1の質量を有し、前記エアロゾル生成材料が第2の質量を有し、前記第2の質量に対する前記第1の質量の比が約1.5~約2.5の間である、ヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素の密度が7~9g/cm3である、請求項12、13又は14に記載のヒーター構成要素。
- 請求項12~15のいずれか一項に記載のヒーター構成要素と、
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備えるエアロゾル供給デバイス。 - エアロゾル生成材料を含む物品と、
請求項16に記載のエアロゾル供給デバイスとを備えるエアロゾル供給システム。 - エアロゾル生成材料を加熱するように構成された、エアロゾル供給デバイス用のヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が少なくとも99重量%の鉄を含む合金を含む、ヒーター構成要素。
- 前記合金が少なくとも99.1重量%の鉄を含む、請求項18に記載のヒーター構成要素。
- 前記合金が約99.0重量%~約99.7重量%の鉄を含む、請求項18に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素がAISI1010炭素鋼を含む、請求項18に記載のヒーター構成要素。
- エアロゾル生成材料を受け入れるように構成された、請求項18~21のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が少なくとも部分的にニッケル又はコバルトでめっきされている、請求項18~22のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 請求項18~23のいずれか一項に記載のヒーター構成要素と、
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイス。 - 請求項24に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システム。 - エアロゾル生成材料を加熱するためのヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が炭素鋼を含む、ヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が軟鋼を含む、請求項26に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が約0.1未満の放射率を有する、請求項26又は27に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が約0.06~約0.09の間の放射率を有する、請求項28に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が少なくとも部分的にニッケルでめっきされている、請求項26~29のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が少なくとも部分的にコバルトでめっきされている、請求項26~29のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- エアロゾル生成材料を受け入れるように構成された、請求項26~31のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 請求項26~32のいずれか一項に記載のヒーター構成要素と、
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイス。 - 請求項33に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システム。 - エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素が長手方向軸線を画定し、前記ヒーター構成要素が、前記長手方向軸線に垂直な方向に測定された約0.025mm~約2mmの間の壁厚を有する、ヒーター構成要素。
- 前記壁厚が約0.025mm~約0.075mmの間である、請求項35に記載のヒーター構成要素。
- 前記壁厚が約0.04mm~約0.06mmの間である、請求項36に記載のヒーター構成要素。
- 前記壁厚が約0.05mmである、請求項37に記載のヒーター構成要素。
- エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーター構成要素であって、前記ヒーター構成要素がある直径を有し、前記ヒーター構成要素の壁厚に対する前記直径の比が約60~約250の間である、ヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が管状であり、前記エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されている、請求項35~39のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が炭素鋼を含む、請求項35~40のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 前記ヒーター構成要素が少なくとも部分的にめっきされている、請求項35~41のいずれか一項に記載のヒーター構成要素。
- 前記めっきがニッケル又はコバルトを含む、請求項42に記載のヒーター構成要素。
- 請求項35~43のいずれか一項に記載のヒーター構成要素と、
前記ヒーター構成要素を加熱するように構成されたインダクタコイルと
を備える、エアロゾル供給デバイス。 - 請求項44に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システム。
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