JP2022535831A - 熱伝導性組立品を有するエアロゾル発生装置 - Google Patents

Abstract

エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生器（１８）と、電源（２４）と、電源（２４）からエアロゾル発生器（１８）への電力の供給を制御するための制御回路（３０）を備える回路基板（２８）とを備える、エアロゾル発生装置（１０）が提供されている。エアロゾル発生装置（１０）はまた、回路基板（２８）と熱的に接触している第一の端（４８）と、回路基板（２８）から離隔した第二の端（５０）とを備える熱伝導性組立品（４６）を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、熱伝導性組立品を備えるエアロゾル発生装置に関する。

たばこ含有基体などのエアロゾル形成基体が燃焼されるのではなく加熱されるエアロゾル発生システムは、当業界で周知である。こうしたエアロゾル発生システムの目的は、従来の紙巻たばこにおけるたばこの燃焼および熱分解性劣化によって生成される周知の有害な煙成分を低減させることである。こうしたエアロゾル発生システムにおいて典型的に、エアロゾル発生装置のエアロゾル発生器から、エアロゾル発生装置と物理的に分離しているエアロゾル発生物品中のエアロゾル形成基体または材料へのエネルギーの伝達によって、エアロゾルが発生される。例えば、エアロゾル発生器は、電気ヒーターであってもよく、またエアロゾルは、電気ヒーターからエアロゾル形成基体への熱の伝達によって発生されてもよい。エアロゾル発生物品は、電気ヒーターの中、周り、または下流に位置してもよい。使用中、揮発性化合物は、電気ヒーターからエアロゾル形成基体への熱伝達によってエアロゾル形成基体から放出され、エアロゾル発生物品を通して引き出された空気中に同伴される。放出された化合物は冷めるにつれて凝縮してエアロゾルを形成し、このエアロゾルは消費者によって吸入されうる。

こうしたエアロゾル発生装置の使用中、電気ヒーターへの電力の供給を制御するための制御回路は典型的に、著しい量の熱を発生する。制御回路の損傷を防止するためには、制御電子機器によって発生した熱の散逸が必要である。しかしながら、使用中にユーザーが装置を保持する必要性を伴う典型的なエアロゾル発生装置の小さいサイズは、過剰な熱のこうした散逸を困難にする。

エアロゾル発生器と、制御回路によって発生した過剰な熱の散逸を容易にする制御回路とを備えるエアロゾル発生装置を提供することは記述可能であることになる。

本開示によると、エアロゾル発生装置が提供されている。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生器を備えてもよい。エアロゾル発生器は、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためであってもよい。エアロゾル発生装置は、電源を備えてもよい。エアロゾル発生装置は、回路基板を備えてもよい。回路基板は、制御回路を備えてもよい。制御回路は、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するためであってもよい。回路基板および電源は、回路基板から電源への熱の伝達のために配設されてもよい。

本開示によると、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生器と、電源と、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路を備える回路基板とを備える、エアロゾル発生装置が提供されている。回路基板および電源は、回路基板から電源への熱の伝達のために配設されている。

回路基板および電源は、回路基板から電源への伝導性熱伝達のために配設されていることが好ましい。

回路基板は、電源に直接接触してもよい。有利なことに、回路基板と電源の間の直接接触は、回路基板から電源への直接の伝導性熱伝達を容易にする場合がある。

回路基板および電源は、回路基板から電源への間接的な伝導性熱伝達のために配設されてもよい。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、少なくとも一つの追加的な要素による回路基板から電源への伝導性熱伝達のために配設された少なくとも一つの追加的な要素を備えてもよい。有利なことに、少なくとも一つの追加的な要素は、回路基板から電源への伝導性熱伝達を提供する一方で、電源に対する回路基板の所望の向きおよび位置を容易にする場合もある。電源に対する回路基板の所望の向きおよび位置は、エアロゾル発生装置の所望のサイズおよび所望の形状のうちの少なくとも一つに適合する場合がある。

少なくとも一つの追加的な要素は、熱伝導性組立品を含んでもよい。熱伝導性組立品は、回路基板と熱的に接触している第一の端を備えてもよい。熱伝導性組立品は、回路基板から離隔した第二の端を備えてもよい。

本開示によると、エアロゾル発生装置が提供されている。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生器を備えてもよい。エアロゾル発生器は、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためであってもよい。エアロゾル発生装置は、電源を備えてもよい。エアロゾル発生装置は、回路基板を備えてもよい。回路基板は、制御回路を備えてもよい。制御回路は、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するためであってもよい。エアロゾル発生装置は、熱伝導性組立品を備えてもよい。熱伝導性組立品は、回路基板と熱的に接触している第一の端を備えてもよい。熱伝導性組立品は、回路基板から離隔した第二の端を備えてもよい。

本開示によると、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生器と、電源と、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路を備える回路基板とを備える、エアロゾル発生装置が提供されている。エアロゾル発生装置はまた、回路基板と熱的に接触している第一の端と、回路基板から離隔している第二の端とを備える熱伝導性組立品を備える。

有利なことに、熱伝導性組立品は、過剰な熱を回路基板から離れるように、かつ熱伝導性組立品の第二の端に向かって伝導する。有利なことに、熱伝導性組立品は、回路基板からの過剰な熱が伝達される場所について少なくとも、ある程度の制御を提供する。有利なことに、熱伝導性組立品の第二の端は、制御回路によって発生した過剰な熱を散逸することが望ましい場所に位置付けられてもよい。

本明細書で使用される「エアロゾル発生装置」という用語は、エアロゾル形成基体と相互作用してエアロゾルを発生する装置を指す。

本明細書で使用される「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する基体を指す。こうした揮発性化合物は、エアロゾル形成基体を加熱することによって放出されてもよい。エアロゾル形成基体は、エアロゾル発生物品の一部を形成してもよい。

本明細書で使用される「エアロゾル発生物品」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有するエアロゾル形成基体を含む物品を指す。例えば、エアロゾル発生物品は、システムの近位端またはユーザー側の端でマウスピースを吸うまたは吸煙するユーザーによって直接的に吸入可能なエアロゾルを発生する物品であってもよい。エアロゾル発生物品は使い捨てであってもよい。たばこを含むエアロゾル形成基体を含む物品は、たばこスティックと呼ばれてもよい。

本明細書で使用される「エアロゾル発生システム」という用語は、エアロゾル発生装置とエアロゾル発生物品の組み合わせを指す。エアロゾル発生システムにおいて、エアロゾル発生物品およびエアロゾル発生装置は協働して、エアロゾルを発生する。

熱伝導性組立品の第二の端は、電源と熱的に接触していることが好ましい。

有利なことに、使用中に回路基板と電源の間には高い熱勾配があってもよい。有利なことに、熱伝導性組立品の第二の端と電源の間の高い熱勾配および熱的接触は、熱伝導性組立品による回路基板から離れる熱の伝達速度を増加または最大化する場合がある。

有利なことに、回路基板から電源に熱を伝達することは、冷たい周囲温度におけるエアロゾル発生装置の使用を容易にする場合がある。例えば、摂氏約５度以下の温度では、一部の電源の性能が低下する場合がある。従って、回路基板から電源への熱の伝達は有利なことに、周囲温度を上回るように電源の温度を上げる場合がある。有利なことに、周囲温度を上回るように電源の温度を上げることは、電源の性能を維持または改善する場合がある。

熱伝導性組立品は、熱伝導性組立品の第二の端を画定する熱伝導性フレームを備えることが好ましい。電源は、熱伝導性フレーム内に少なくとも部分的に位置付けられていることが好ましい。

有利なことに、熱伝導性組立品に熱伝導性フレームを提供することは、エアロゾル発生装置の組立中に、電源および熱伝導性組立品の互いに対する位置付けを容易にする場合がある。

有利なことに、熱伝導性フレーム内に電源を位置付けることは、熱伝導性組立品の第二の端から電源への熱の伝達を容易にする場合がある。

熱伝導性組立品が、熱伝導性組立品の第一の端に少なくとも一つの横断方向部材を備え、かつ少なくとも一つの横断方向部材の一部分が、回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられている、先行する請求項のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。

有利なことに、回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられた少なくとも一つの横断方向部材を熱伝導性組立品に提供することは、回路基板と熱伝導性組立品の第一の端との間の熱的接触を容易にする場合がある。

有利なことに、回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられた少なくとも一つの横断方向部材を熱伝導性組立品に提供することは、熱伝導性組立品の第一の端を回路基板との熱的接触の状態に保持するために役立つ場合がある。有利なことに、少なくとも一つの横断方向部材とスロットの組み合わせは、熱伝導性組立品の第一の端を回路基板にはんだ付けまたは接着する必要性を排除する場合がある。有利なことに、熱伝導性組立品の第一の端を回路基板にはんだ付けまたは接着する必要性を排除することは、エアロゾル発生装置の製造および修理のうちの少なくとも一つを単純化する場合がある。

有利なことに、回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられた少なくとも一つの横断方向部材を熱伝導性組立品に提供することは、エアロゾル発生装置の組立中に、回路基板と熱伝導性組立品との互いに対する位置付けを容易にする場合がある。

少なくとも一つの横断方向部材は、締まり嵌めによってスロット内に受容されていることが好ましい。有利なことに、締まり嵌めは、少なくとも一つの横断方向部材と回路基板の間の熱的接触を容易にする場合がある。有利なことに、締まり嵌めは、スロット内の少なくとも一つの横断方向部材の保持を容易にする場合がある。

少なくとも一つの横断方向部材は、複数の横断方向部材を備えてもよい。回路基板は、複数のスロットを画定してもよく、横断方向部材の各々は、回路基板によって画定された異なるスロット内に受容されている。

有利なことに、複数の横断方向部材を提供することは、回路基板から熱伝導性組立品の第一の端への熱伝達速度を増加させる場合がある。

有利なことに、複数の横断方向部材を提供することは、熱伝導性組立品の第一の端と回路基板上の複数の場所との間の熱的接触を容易にする場合がある。有利なことに、複数の場所は、回路基板から熱伝導性組立品の第一の端への熱伝達の所望のプロファイルを提供するように選択されてもよい。例えば、制御回路によって発生した熱が、使用中に回路基板の少なくとも一部分にわたって不均一な温度分布をもたらす場合、複数の横断方向部材は、不均一な温度プロファイルに適合するように位置付けられてもよい。

有利なことに、複数の横断方向部材を提供することは、エアロゾル発生装置の組立中に、回路基板および熱伝導性組立品の互いに対する位置付けをさらに容易にする場合がある。

回路基板によって画定されたスロットは、第一のスロットであってもよく、また回路基板は第二のスロットを画定する。少なくとも一つの横断方向部材は、第一のスロット内に位置付けられた第一の部分を有する第一の横断方向部材と、第二のスロット内に位置付けられた第二の部分を有する第二の横断方向部材とを備えてもよい。

回路基板によって画定されたスロットは、回路基板を通って、回路基板の第一の側面から回路基板の第二の側面に延びてもよい。少なくとも一つの横断方向部材は、少なくとも一つの横断方向部材が回路基板の第一の側面から、および回路基板の第二の側面から突出するように、スロットを通って延びてもよい。言い換えれば、少なくとも一つの横断方向部材は、回路基板の厚さを完全に通して延びてもよい。

有利なことに、回路基板の厚さを完全に通して延びる横断方向部材は、少なくとも一つの横断方向部材と回路基板の間の熱的接触面積を増加または最大化する場合がある。

熱伝導性組立品は、少なくとも一つの横断方向部材と熱伝導性フレームの間に延びる少なくとも一つの長軸方向アームを備えてもよい。

有利なことに、少なくとも一つの長軸方向アームは、熱伝導性組立品の第一の端にある少なくとも一つの横断方向部材から、熱伝導性組立品の第二の端にある熱伝導性フレームへの熱の伝達を容易にする場合がある。

有利なことに、少なくとも一つの長軸方向アームは可撓性であってもよい。有利なことに、少なくとも一つの可撓性長軸方向アームは、エアロゾル発生装置の組立中に、スロット内の少なくとも一つの横断方向部材の位置付けを容易にする場合がある。

熱伝導性組立品が複数の横断方向部材を備える実施形態において、熱伝導性組立品は複数の長軸方向アームを備えることが好ましい。各長軸方向アームは、横断方向部材のうちの一つと熱伝導性フレームの間に延びることが好ましい。

熱伝導性組立品が第一の横断方向部材および第二の横断方向部材を備える実施形態において、少なくとも一つの長軸方向アームは、第一の横断方向部材と熱伝導性フレームの間に延びる第一の長軸方向アームと、第二の横断方向部材と熱伝導性フレームの間に延びる第二の長軸方向アームとを備えることが好ましい。

回路基板は、第一の回路基板であってもよく、またエアロゾル発生装置は、第二の回路基板をさらに備えてもよい。熱伝導性組立品の第一の端は、第一の回路基板および第二の回路基板と熱的に接触していることが好ましい。

有利なことに、第一の回路基板および第二の回路基板は、所望のサイズおよび所望の形状のうちの少なくとも一つをエアロゾル発生装置に提供することを容易にする場合がある。例えば、第一の回路基板および第二の回路基板は、単一の回路基板を備えるエアロゾル発生装置と比較して、より短い長さを有するエアロゾル発生装置を容易にする場合がある。

有利なことに、第一の回路基板および第二の回路基板は、エアロゾル発生装置の二つ以上の電気構成要素の分離を容易にする場合がある。有利なことに、第一の回路基板上の電気構成要素の第一の組、および第二の回路基板上の電気構成要素の第二の組を提供することは、電気構成要素の第一の組と電気構成要素の第二の組の熱的な分離を容易にする場合がある。

第二の回路基板は、少なくとも部分的に第一の回路基板の上にあることが好ましい。有利なことに、少なくとも部分的に第一の回路基板と第二の回路基板の上にあることは、熱伝導性組立品の第一の端が第一の回路基板と第二の回路基板の両方と熱的に接触していることを容易にする場合がある。

熱伝導性組立品の第一の端は、第一の回路基板と第二の回路基板の間に位置付けられていることが好ましい。有利なことに、熱伝導性組立品の第一の端を第一の回路基板と第二の回路基板の間に位置付けることは、熱伝導性組立品の第一の端が第一の回路基板と第二の回路基板の両方と熱的に接触していることを容易にする場合がある。

電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路は、第一の回路基板上に提供されていることが好ましい。エアロゾル発生器は、第一の回路基板に電気的に接続されていることが好ましい。

本明細書で使用される「電気的に接続」という用語は、導電性経路による接続を指す。

電源は、第一の回路基板および第二の回路基板のうちの少なくとも一つに電気的に接続されていることが好ましい。電源は、第一の回路基板と第二の回路基板の両方に電気的に接続されてもよい。

エアロゾル発生装置は、一つ以上の追加的な電気構成要素を備えることが好ましい。一つ以上の追加的な電気構成要素は、充電コネクタ、フィードバック装置、ユーザー入力装置、および気流センサーのうちの少なくとも一つを備えることが好ましい。一つ以上の追加的な電気構成要素のうちの少なくとも一つは、第二の回路基板上に位置付けられているか、または第二の回路基板に電気的に接続されていることが好ましい。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置の動作を制御するように構成された装置コントローラを備えることが好ましい。装置コントローラは、第二の回路基板上に提供されていることが好ましい。装置コントローラは、一つ以上の追加的な電気構成要素と電気連通していることが好ましい。装置コントローラは、電源に電気的に接続されていることが好ましい。装置コントローラは、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するために制御回路と電気連通していることが好ましい。第一の回路基板は、第二の回路基板に電気的に接続されていることが好ましい。第一の回路基板と第二の回路基板の間の電気的接続は、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するために装置コントローラと制御回路の間の電気連通を提供することが好ましい。

熱伝導性組立品が少なくとも一つの横断方向部材を備える実施形態において、少なくとも一つの横断方向部材の少なくとも一部分は、第二の回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられていることが好ましい。有利なことに、第一の回路基板および第二の回路基板によって画定されたスロット内に少なくとも一つの横断方向部材を位置付けることは、熱伝導性組立品によって第一の回路基板と第二の回路基板の両方から離れる熱の伝達を容易にする場合がある。

少なくとも一つの横断方向部材が複数の横断方向部材を備える実施形態において、横断方向部材のうちの少なくとも一つは、第一の回路基板によって画定されたスロットおよび第二の回路基板によって画定されたスロット内に受容されてもよい。横断方向部材のうちの少なくとも一つは、第一の回路基板によって画定されたスロット内に受容された第一の端と、第二の回路基板によって画定されたスロット内に受容された第二の端とを備えてもよい。

有利なことに、第一の回路基板および第二の回路基板によって画定されたスロット内に受容されている少なくとも一つの横断方向部材を提供することは、熱伝導性組立品の第一の端と第一の回路基板および第二の回路基板の各々との間の所望の熱的接触を提供するために必要とされる横断方向部材の数を低減または最小化する場合がある。

横断方向部材のうちの少なくとも一つは、第一の回路基板とのみ熱的に接触していることが好ましい。有利なことに、第一の回路基板とのみ熱的に接触している横断方向部材を提供することは、熱伝導性組立品によって第二の回路基板から離れる熱の伝達速度と比較して、熱伝導性組立品によって第一の回路基板から離れる熱のより高い伝達速度を容易する場合がある。有利なことに、熱伝導性組立品によって第一の回路基板から離れる熱のより高い伝達速度は、電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路によって発生する著しい量の熱に適合する場合がある。

本明細書に記載の通り、熱伝導性組立品は、第一の回路基板によって画定された第一のスロット内に位置付けられた第一の横断方向部材と、第一の回路基板によって画定された第二のスロット内に位置付けられた第二の横断方向部材とを備えてもよい。第二の回路基板は、第三のスロットを画定し、第二の横断方向部材は、第三のスロット内に位置付けられた第三の部分を有することが好ましい。第一の横断方向部材は、第一の回路基板とのみ熱的に接触していることが好ましい。

熱伝導性組立品は、熱伝導性材料から形成されている。熱伝導性材料は、改良非定常平面熱源（ＭＴＰＳ）法を使用して測定した場合、摂氏２３度および５０パーセントの相対湿度にて少なくとも約１９０ワット／メートルケルビンの熱伝導率を有することが好ましい。

適切な熱伝導性材料は、金属を含んでもよい。熱伝導性組立品は、金属であってもよい。適切な金属としては、アルミニウム、銅、鉄、金、亜鉛、またはこうした金属の任意の適切な合金が挙げられる。適切な合金としては、一部のステンレス鋼、および真鍮、銅ニッケル合金、銅ベリリウム合金、およびリン青銅などの一部の銅合金が挙げられる。

熱伝導性組立品は、真鍮から形成されていることが好ましい。有利なことに、真鍮は、必要とされる形状を有する熱伝導性組立品の形成を容易にするのに十分に可鍛性である場合がある。有利なことに、真鍮から形成された熱伝導性組立品は、熱伝導性組立品によるエアロゾル発生装置の一つ以上の構成要素の保持を容易にするのに十分に弾力性である場合がある。例えば、熱伝導性組立品が熱伝導性フレームを備える実施形態において、真鍮の熱伝導性組立品は、熱伝導性フレーム内の電源の保持を容易にするのに十分に弾力性である場合がある。

エアロゾル発生装置は内側ハウジングを備えてもよい。有利なことに、内側ハウジングは、エアロゾル発生装置の一つ以上の構成要素を支持してもよい。

回路基板は内側ハウジングに固定されてもよい。回路基板は、回路基板の一部分と内側ハウジングの間の締まり嵌めによってハウジングに固定されてもよい。エアロゾル発生装置が第一の回路基板および第二の回路基板を備える実施形態において、第一の回路基板および第二の回路基板は、内側ハウジングに固定されてもよい。

電源は内部ハウジング内に位置付けられていることが好ましい。

熱伝導性組立品の第二の端は、内側ハウジングと熱的に接触していることが好ましい。有利なことに、熱伝導性組立品と内側ハウジングの間の熱的接触は、熱伝導性組立品による、回路基板から内側ハウジングへの熱の散逸を容易にする場合がある。

熱伝導性組立品が熱伝導性フレームを備える実施形態において、熱伝導性フレームは内側ハウジングと熱的に接触していることが好ましい。

熱伝導性組立品の第二の端の少なくとも一部は、内側ハウジングの一部分の上にあってもよい。

内側ハウジングの一部分は、熱伝導性組立品の第二の端の少なくとも一部の外側にオーバーモールドされていることが好ましい。有利なことに、熱伝導性組立品の第二の端の少なくとも一部の外側に内側ハウジングの一部分をオーバーモールドすることは、内側ハウジングを形成する材料内に熱伝導性組立品の第二の端の少なくとも一部を包埋する場合がある。有利なことに、熱伝導性組立品の少なくとも一部を、内側ハウジングを形成する材料内に包埋することは、熱伝導性組立品の第二の端から内側ハウジングへの熱の伝達を容易にする場合がある。

熱伝導性組立品の第二の端が熱伝導性フレームを備える実施形態において、内側ハウジングの一部分は熱伝導性フレームの少なくとも一部の外側にオーバーモールドされていることが好ましい。

内側ハウジングは、熱伝導性組立品の外側に成形するために適切な材料から形成されていることが好ましい。内側ハウジングは高分子材料で形成されてもよい。内側ハウジングは成形可能なポリマーで形成されてもよい。内側ハウジングは、射出成形などの成形プロセスでの使用に適した材料から形成されていることが好ましい。適切なポリマー材料としては、熱可塑性材料および熱硬化性ポリマーが挙げられる。適切なポリマー材料としては、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネートとアクリロニトリルブタジエンスチレンのブレンド（ＰＣ－ＡＢＳ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）が挙げられる。ポリマー材料は、複合ポリマー材料であってもよい。複合ポリマー材料は、他の材料を含んでもよい。複合ポリマー材料は、少なくとも一つの繊維状充填剤材料を含んでもよい。少なくとも一つの繊維状充填剤材料は、炭素繊維およびガラス繊維のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

電源からエアロゾル発生器への電源の供給を制御するための制御回路は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、および特定用途向け集積チップ（ＡＳＩＣ）のうちの少なくとも一つを備えてもよい。

エアロゾル発生装置が装置コントローラを備える実施形態において、装置コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、および特定用途向け集積チップ（ＡＳＩＣ）のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

電源はＤＣ電源であってもよい。好ましい実施形態において、電源は電池である。電源は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、またはリチウム系の電池（例えばリチウムコバルト、リン酸鉄リチウム、またはリチウムポリマー電池）であってもよい。電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合があり、また例えば一回以上のエアロゾル発生の体験などの一回以上のユーザー動作のために十分なエネルギーの蓄積を可能にする容量を有してもよい。例えば、電源は、従来の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約６分間、または６分間の倍数の時間にわたるエアロゾル形成基体の連続的な加熱を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の実施例において、電源は所定の吸煙回数、またはヒーターの不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有してもよい。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル形成基体を受容するための空洞を備えることが好ましい。エアロゾル発生装置が内側ハウジングを備える実施形態において、内側ハウジングは、少なくとも部分的に空洞を画定してもよい。

エアロゾル発生装置は外側ハウジングを備えることが好ましい。エアロゾル発生装置がエアロゾル形成基体を受容するための空洞を備える実施形態において、外側ハウジングは、少なくとも部分的に空洞を画定してもよい。

ハウジングは細長くてもよい。ハウジングは円筒形状を有してもよい。ハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料としては、金属、合金、プラスチック、および金属、合金、プラスチックのうちの少なくとも一つを含有する複合材料が挙げられる。適切な材料としては、食品用途または医薬品用途に適した熱可塑性樹脂が含まれる。適切な熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。

エアロゾル発生装置は携帯型であることが好ましい。エアロゾル発生装置は、約７０ミリメートル～約１２０ミリメートルの長さを有してもよい。エアロゾル発生装置は手持ち式装置であることが好ましい。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、ユーザーの手の中に保持されるようにサイズ設定され、かつ形作られてもよい。

エアロゾル発生器は電気ヒーターを備えてもよい。

電気ヒーターは、少なくとも一つの内部発熱体を備えてもよい。本明細書で使用される「内部発熱体」という用語は、エアロゾル形成基体の中に挿入されるように構成された発熱体を指す。内部発熱体は、ブレード、ピン、および円錐のうちの少なくとも一つの形態であってもよい。内部発熱体は、エアロゾル形成基体の中に挿入可能となるように構成されていることが好ましい。エアロゾル発生装置が、エアロゾル形成基体を受容するための空洞を備える実施形態において、少なくとも一つの内部発熱体は空洞の中に延びることが好ましい。

電気ヒーターは、少なくとも一つの外部発熱体を備えてもよい。本明細書で使用される「外部発熱体」という用語は、エアロゾル形成基体の外表面を加熱するように構成された発熱体を指す。少なくとも一つの外部発熱体は、エアロゾル発生装置によって受容されたエアロゾル形成基体を少なくとも部分的に包囲するように構成されていることが好ましい。エアロゾル発生装置が、エアロゾル形成基体を受容するための空洞を備える実施形態において、少なくとも一つの外部発熱体は少なくとも部分的に空洞を包囲することが好ましい。

電気ヒーターは、少なくとも一つの内部発熱体、および少なくとも一つの外部発熱体を備えてもよい。

一部の好ましい実施形態において、ヒーターは少なくとも一つの抵抗発熱体を備える。

電気ヒーターは抵抗発熱体を備えてもよい。抵抗発熱体は、電気的に絶縁された基板と、電気的に絶縁された基板の表面上に提供された一つ以上の導電性トラックまたはワイヤとを備えてもよい。電気的に絶縁された基板のサイズおよび形状は、エアロゾル形成基体の中への電気ヒーターの挿入を容易にする場合がある。電気的に絶縁された基板は剛直であることが好ましい。エアロゾル発生装置は一つの抵抗発熱体のみを備えてもよい。エアロゾル発生装置は複数の抵抗発熱体を備えてもよい。

エアロゾル発生器は移動要素を備えてもよい。移動要素は、液体エアロゾル形成基体を電気ヒーターに移動するように配設されてもよい。移動要素は毛細管芯を備えてもよい。電気ヒーターは移動要素と接触することが好ましい。電気ヒーターは抵抗加熱ワイヤを備えてもよい。抵抗加熱ワイヤの少なくとも一部分は、移動要素の周りにコイル状にされていてもよい。電気ヒーターは抵抗加熱メッシュを備えてもよい。

エアロゾル発生器は誘導加熱配設を備えてもよい。誘導加熱配設はインダクタコイルを備えてもよい。電源からエアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路は、電源からインダクタコイルに高周波振動電流を提供するように構成されていることが好ましい。本明細書で使用される「高周波振動電流」という用語は、５００キロヘルツ～３０メガヘルツの周波数を有する振動電流を指す。エアロゾル発生装置は、ＤＣ電源によって供給されるＤＣ電流を振動電流に変換するためのＤＣ／ＡＣインバータを備えてもよい。インダクタコイルは、電源から高周波振動電流を受容すると高周波振動電磁場を発生するように配設されてもよい。インダクタコイルは、エアロゾル形成基体を受容するように構成された装置空洞内に高周波振動電磁場を発生するように配設されてもよい。エアロゾル発生装置が、エアロゾル形成基体を受容するための空洞を備える実施形態において、インダクタコイルは実質的に空洞を囲んでもよい。インダクタコイルは、空洞の長さに沿って少なくとも部分的に延びてもよい。

エアロゾル発生器が誘導加熱配設を備える実施形態において、エアロゾル発生器は誘導発熱体を備えてもよい。誘導発熱体はサセプタ素子であってもよい。本明細書で使用される「サセプタ素子」という用語は、電磁エネルギーを熱に変換する能力を有する材料を含む要素を指す。サセプタ素子が振動電磁場内に位置している時、サセプタは加熱される。サセプタ素子の加熱は、サセプタ材料の電気的特性および磁気的特性に依存して、サセプタ素子内で誘発されたヒステリシス損失および渦電流のうちの少なくとも一つの結果であってもよい。エアロゾル発生装置が、エアロゾル形成基体を受容するための空洞を備える実施形態において、エアロゾル形成基体が空洞内に受容されている時、インダクタコイルによって発生した振動電磁場が、サセプタ素子内に電流を誘導し、サセプタ素子にエアロゾル形成基体を加熱させるように、サセプタ素子は配設されてもよい。サセプタ素子は空洞内に位置付けられてもよい。エアロゾル発生装置は一つのサセプタ素子のみを備えてもよい。エアロゾル発生装置は複数のサセプタ素子を備えてもよい。

サセプタ素子は任意の適切な材料を含んでもよい。サセプタ素子は、エアロゾル形成基体から揮発性化合物を放出するのに十分な温度に誘導加熱することができる任意の材料から形成されてもよい。サセプタ素子は金属または炭素を含んでもよい。サセプタ素子のために適した材料としては、黒鉛、モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス鋼、ニオブ、アルミニウム、ニッケル、ニッケル含有化合物、チタン、および金属材料の複合材料が挙げられる。サセプタ素子は、例えばフェライト鉄、強磁性鋼またはステンレス鋼などの強磁性合金、強磁性粒子、およびフェライトなどの強磁性材料を含んでもよい。

エアロゾル発生器が誘導加熱配設を備える実施形態において、エアロゾル発生器はインダクタコイルのみを備えてもよい。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、いかなるサセプタ素子も備えなくてもよい。エアロゾル発生装置は、エアロゾル形成基体と少なくとも一つのサセプタ素子とを含むエアロゾル発生物品を受容してもよい。使用中、インダクタコイルによって発生した振動電磁場は、エアロゾル発生物品のサセプタ素子内に電流を誘導し、サセプタ素子にエアロゾル形成基体を加熱させる。

エアロゾル発生器は、電源から電力が供給された時に振動するように配設された要素を備えてもよい。エアロゾル発生器は圧電素子を備えてもよい。エアロゾル発生器は少なくとも一つのノズルを備えてもよい。圧電素子は、少なくとも一つのノズルを通して液体エアロゾル形成基体の液滴を排出するように配設されてもよい。エアロゾル発生装置はメッシュを備えてもよく、メッシュは少なくとも一つのノズルを画定する。

メッシュは、エアロゾル発生装置の使用中に振動するように配設されてもよい。振動するメッシュは、「アクティブメッシュ」と呼ばれてもよい。メッシュは圧電材料から形成されてもよい。メッシュは圧電素子であってもよい。圧電素子はメッシュとは別個に形成され、使用中にメッシュを振動するように配設されてもよい。

メッシュは、エアロゾル発生装置の使用中に、振動している圧電素子に対して実質的に静止したままであるように配設されてもよい。静止メッシュは、「パッシブメッシュ」呼ばれてもよい。エアロゾル発生器は、メッシュと圧電素子の間に位置付けられた貯蔵部を備えてもよい。貯蔵部は液体エアロゾル形成基体を受容するように配設されてもよい。

本発明の実施形態を以下に、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるが説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略断面図を示す。 図２は、図１のエアロゾル発生装置の電気構成要素間の電気的接続を図示する。 図３は、外側ハウジングが取り外された、図１のエアロゾル発生装置の上部斜視図を示す。 図４は、外側ハウジングが取り外された、図１のエアロゾル発生装置の底部斜視図を示す。 図５は、図１のエアロゾル発生装置の熱伝導性組立品の斜視図を示す。 図６は、図１のエアロゾル発生装置の内側ハウジングに関する熱伝導性組立品の代替的な配設を示す。 図７は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略断面図を示す。 図８は、本発明の第三の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略断面図を示す。

図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生装置１０の概略断面図を示す。エアロゾル発生装置１０は、エアロゾル発生装置１０の第一の端にてエアロゾル形成基体を受容するための空洞１４を画定する内側ハウジング１２を備える。エアロゾル発生装置１０はまた、内側ハウジング１２の周りに延びる外側ハウジング１６を備える。

エアロゾル発生装置１０はまた、誘導加熱配設を備えるエアロゾル発生器１８を備える。誘導加熱配設は、空洞１４を包囲するインダクタコイル２０を備える。使用中に、エアロゾル形成基体とサセプタ素子を含むエアロゾル形成物品は空洞１４の中に挿入されている。

電源２４は、内側ハウジング１２内にエアロゾル発生装置１０の第二の端にて位置付けられている。電源２４は再充電可能電池である。

エアロゾル発生装置１０はまた、図１のボックス２６によって大まかに図示された幾つかの制御構成要素を備える。制御構成要素および互いへのそれらの機能的な接続性（接続矢印によって図示されている）は、図２の概略図に、より詳細に示されている。

エアロゾル発生装置１０は、制御回路３０が提供されている第一の回路基板２８を備える。制御回路３０は、電源２４からエアロゾル発生器１８への電力の供給を制御するように構成されている。特に、制御回路３０は、電源２４からのＤＣ電力の供給を、インダクタコイル２０に供給される振動電流に変換するために、ＤＣ／ＡＣインバータを備える。使用中、インダクタコイル２０における振動電流は、空洞１４内に高周波振動電磁場を発生する。高周波振動電磁場は、空洞１４内に受容されたエアロゾル発生物品のサセプタ素子を誘導加熱し、これはエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体を加熱する。

吸煙センサー３２は、空洞１４内に、または空洞１４と連通して配設されている。ユーザーが空洞１４を通して空気を引き出し、空洞１４内に受容されたエアロゾル形成基体によって発生したエアロゾルを吸入する時に、吸煙センサーは感知するように配設されている。吸煙センサー３２は圧力センサーを含む。吸煙センサー３２は、第一の回路基板２８に電気的に接続されていて、吸煙センサー３２が発生したデータを制御回路３０に通信する。

エアロゾル発生装置１０はまた、装置コントローラ３６が提供されている第二の回路基板３４を備える。装置コントローラ３６は、制御回路３０と通信して、制御回路３０に命令して、電源２４からエアロゾル発生装置１８への電力の供給を制御する、または電源２４からエアロゾル発生装置１８への電力の供給を停止する。装置コントローラ３６はまた、制御回路３０を介して、吸煙センサー３２が発生したデータを受信してもよい。

充電コネクタ３８は、エアロゾル発生装置１０の第二の端に位置付けられていて、かつ第二の回路基板３４に電気的に接続されている。充電コネクタ３８は、主充電器またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器などの外部装置から電力の供給を受容するように構成されている。装置コントローラ３６は、電源２４を再充電するための充電コネクタ３８によって受容された電力の供給を制御する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール４０と振動モーター４２とを備える二つのフィードバック装置は、第二の回路基板３４に電気的に接続されている。装置コントローラ３６は、二つのフィードバック装置を使用してユーザーにフィードバックを提供するように構成されている。例えば、装置コントローラ３６は、ＬＥＤモジュール４０を制御して、ユーザーに電源２４の状況を提供してもよい。装置コントローラ３６は、加熱サイクルの開始および加熱サイクルの終了のうちの少なくとも一つを示すように、振動モーター４２を制御してもよい。

押しボタン４４を備えるユーザー入力装置は、第二の回路基板３４に電気的に接続されている。押しボタン４４は、一つ以上の信号を装置コントローラ３６に提供することによって、ユーザーがエアロゾル発生装置を動作させることを可能にする。例えば、装置コントローラ３６は、ユーザーが単一のボタンの押圧、またはボタンの押圧の組み合わせを使用して、加熱サイクルを開始すること、加熱サイクルを終了すること、ＬＥＤモジュール４０および振動モーター４２のうちの少なくとも一つを使用してフィードバックを生成すること、かつエアロゾル発生装置１０の構成を修正することを可能にするように構成されてもよい。

図３および図４は、エアロゾル発生装置１０内の第一の回路基板２８および第二の回路基板３４の配設を示すために、外側ハウジング１６を取り外したエアロゾル発生装置１０の上部斜視図および底部斜視図を示す。第一の回路基板２８は第二の回路基板３４の上にある。

エアロゾル発生装置１０の使用中、制御回路３０および装置コントローラ３６を含む、第一の回路基板２８および第二の回路基板３４上に提供された電気構成要素は、熱を発生する。第一の回路基板２８および第二の回路基板３４から発生された熱を散逸するために、かつ制御回路３０および装置コントローラ３６への熱的損傷を防止するために、エアロゾル発生装置は熱伝導性組立品４６を備える。エアロゾル発生装置１０への熱伝導性組立品４６の組み込みを図３および図４に示す。熱伝導性組立品４６は、図５のエアロゾル発生装置１０から分離して詳細に示されている。

熱伝導性組立品４６は、第一の回路基板２８と第二の回路基板３４の間に位置付けられた第一の端４８と、第一の回路基板２８および第二の回路基板３４から離隔した第二の端５０とを備える。

熱伝導性組立品４６の第二の端５０は、熱伝導性組立品４６の第二の端５０と電源２４の間の熱的接触を提供するために、電源２４を部分的に包囲するように配設された熱伝導性フレーム５２によって画定されている。図３に示す組み立てられたエアロゾル発生物品１０において、熱伝導性フレーム５２は、エアロゾル発生装置１０の製造中に、内側ハウジング１２の一部分を熱伝導性フレーム５２の外側にオーバーモールドすることによって、内側ハウジング１２内に部分的に包埋されている。

熱伝導性組立品４６の第一の端４８は、第一の横断方向部材５４と、第一の横断方向部材５４と熱伝導性フレーム５２の間に延びる第一の長軸方向アーム５６と、第二の横断方向部材５８と、第二の横断方向部材５８と熱伝導性フレーム５２の間に延びる第二の長軸方向アーム６０とを備える。

第一の横断方向部材５４および第二の横断方向部材５８は、第一の回路基板２８および第二の回路基板３４によって画定されたスロット内に位置付けられていて、熱伝導性組立品４６の第一の端４８と第一の回路基板２８および第二の回路基板３４の各々との間の熱的接触を提供する。第一の横断方向部材５４は、第一の回路基板２８によって画定された第一のスロット６４内に位置付けられた第一の部分６２を備える。第二の横断方向部材５８は、第一の回路基板２８によって画定された第二のスロット６８内に位置付けられた第二の部分６６を備える。第二の横断方向部材５８はまた、第二の回路基板３４によって画定された第三のスロット７２内に位置付けられた第三の部分７０を備える。

第一の横断部材５４および第二の横断部材５８と第一の回路基板２８および第二の回路基板３４との間の熱的接触は、第一の回路基板２８および第二の回路基板３４から熱伝導性組立品４６の第一の端４８への熱の伝達を容易にする。熱伝導性組立品４６の第一の端４８に伝達される熱は、第一の長軸方向アーム５６および第二の長軸方向アーム６０に沿って、熱伝導性フレーム５２へと伝導され、ここで電源２４および内側ハウジング１２に散逸される。第一の横断方向部材５４および第二の横断方向部材５８と第一の回路基板２８との間の熱的接触は、第二の回路基板３４と第二の横断方向部材５８のみの間の熱的接触よりも高い熱伝達速度を提供する。より高い熱伝達速度は、装置コントローラ３６と比較して、制御回路３０によるより高い発熱速度に適合する。

図６は、内側ハウジング１２に関する熱伝導性フレーム５２の代替的な配設を示す。図６に示す実施形態において、熱伝導性フレーム５２は全体的に、内側ハウジング１２および電源２４の上にある。言い換えれば、熱伝導性フレーム５２は、内側ハウジング１２内に部分的に包埋されていない。この配設は、熱伝導性フレーム５２の外側に内側ハウジング１２をオーバーモールドすることを必要としないため、エアロゾル発生装置１０の組立を単純化するものの、熱伝導性フレーム５２から内側ハウジング１２への熱伝達速度は低減される場合がある。

図７は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生装置１００を示す。エアロゾル発生装置１００は、図１のエアロゾル発生装置と実質的に同じであり、同様の部品を指定するために、同様の参照番号が使用されている。

エアロゾル発生装置１００は、エアロゾル発生器があることによって、エアロゾル発生装置１０と異なる。エアロゾル発生装置１００は、インダクタコイル２０を備えるエアロゾル発生器１１８を含むものの、エアロゾル発生装置１１８はまた、空洞１４の中に延びるサセプタ素子２２２を備える。使用中に、エアロゾル形成基体は空洞１４の中に挿入されていて、これによってサセプタ素子２２２はエアロゾル形成基体内に受容されている。

熱伝導性組立品４６を含む、エアロゾル発生装置１００の残りの部分は、図１のエアロゾル発生装置１０と同一である。

図８は、本発明の第三の実施形態によるエアロゾル発生装置２００を示す。エアロゾル発生装置２００は、図１のエアロゾル発生装置と実質的に同じであり、同様の部品を指定するために、同様の参照番号が使用されている。

エアロゾル発生装置２００は、エアロゾル発生器があることによって、エアロゾル発生装置１０と異なる。インダクタコイルの代わりに、エアロゾル発生装置２００のエアロゾル発生器２１８は、空洞１４の中に延びる抵抗発熱体を備える電気ヒーター２２０を備える。使用中に、エアロゾル形成基体は空洞１４の中に挿入されていて、これによって電気ヒーター２２０はエアロゾル形成基体内に受容されている。

熱伝導性組立品４６を含む、エアロゾル発生装置２００の残りの部分は、図１のエアロゾル発生装置１０と同一である。

Claims (13)

1. エアロゾル発生装置であって、
   エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生器と、
   電源と、
   前記電源から前記エアロゾル発生器への電力の供給を制御するための制御回路を備える回路基板と、
   前記回路基板と熱的に接触している第一の端と、前記回路基板から離隔している第二の端とを備える熱伝導性組立品と、を備え、
   前記回路基板が第一の回路基板であり、前記エアロゾル発生装置が第二の回路基板をさらに備え、かつ前記熱伝導性組立品の前記第一の端が前記第二の回路基板と熱的に接触し、かつ
   前記第二の回路基板が、少なくとも部分的に前記第一の回路基板の上にあり、前記第二の回路基板が前記第一の回路基板から離隔していて、かつ前記熱伝導性組立品の前記第一の端が前記第一の回路基板と前記第二の回路基板の間に位置付けられている、エアロゾル発生装置。
2. 前記熱伝導性組立品の前記第二の端が前記電源と熱的に接触している、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 前記熱伝導性組立品が、前記熱伝導性組立品の前記第二の端を画定する熱伝導性フレームを備え、かつ前記電源が前記熱伝導性フレーム内に少なくとも部分的に位置付けられている、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
4. 前記熱伝導性組立品が、前記熱伝導性組立品の前記第一の端に少なくとも一つの横断方向部材を備え、かつ前記少なくとも一つの横断方向部材の一部分が、前記回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記熱伝導性組立品が、前記少なくとも一つの横断方向部材と前記熱伝導性フレームとの間に延びる少なくとも一つの長軸方向アームを備える、請求項３および請求項４に記載の組み合わせによるエアロゾル発生装置。
6. 前記回路基板によって画定された前記スロットが第一のスロットであり、前記回路基板が第二のスロットをさらに画定し、前記少なくとも一つの横断方向部材が、前記第一のスロット内に位置付けられた第一の部分を有する第一の横断方向部材を備え、かつ前記少なくとも一つの横断方向部材が、前記第二のスロット内に位置付けられた第二の部分を有する第二の横断方向部材をさらに備える、請求項４または請求項５に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記少なくとも一つの横断方向部材の少なくとも一部分が、前記第二の回路基板によって画定されたスロット内に位置付けられている、請求項３に記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記第二の回路基板が第三のスロットを画定し、かつ前記第二の横断方向部材が、前記第三のスロット内に位置付けられた第三の部分を有する、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
9. 第一の横断方向部材が、前記第一の回路基板とのみ熱的に接触している、請求項８に記載のエアロゾル発生装置。
10. 前記エアロゾル発生装置が、少なくとも一つの追加的な電気構成要素を備え、前記少なくとも一つの追加的な電気構成要素が、充電コネクタ、ユーザー入力装置、およびフィードバック装置のうちの少なくとも一つを備え、前記少なくとも一つの追加の電気構成要素が前記第二の回路基板に電気的に接続されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
11. 前記エアロゾル発生装置が内側ハウジングを備え、前記電源が前記内側ハウジング内に位置付けられていて、かつ前記内側ハウジングの一部分が前記熱伝導性組立品の前記第二の端の少なくとも一部の外側にオーバーモールドされている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
12. 前記エアロゾル発生装置が内側ハウジングを備え、前記電源が前記内側ハウジング内に位置付けられていて、かつ前記熱伝導性組立品の前記第二の端の少なくとも一部が、内側ハウジングの一部分の上にある、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
13. 前記エアロゾル発生器が誘導加熱配設を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。

Images