JP2022539547A - 温度センサー付き誘導ヒーター組立品 - Google Patents

Abstract

エアロゾル発生装置用の誘導ヒーター組立品（１０）であって、誘導ヒーター組立品は、変化する電流が少なくとも一つのインダクタコイルを通って流れる時に変化する磁界を生成するように構成された少なくとも一つのインダクタコイル（１２）と、少なくとも一つのインダクタコイルによって生成された変化する磁界によって貫通されてサセプタを加熱するように配設された少なくとも一つのサセプタ（１１）と、少なくとも一つのサセプタの温度を決定するように配設された少なくとも一つの温度センサー（１３）と、を備え、少なくとも一つの温度センサーは、第一の抵抗感知素子（４１）および第二の抵抗感知素子（４２）を備え、第一の抵抗感知素子は前記第二の抵抗感知素子に接続され、かつ第一の抵抗感知素子は第二の抵抗感知素子に対して位置付けられ、これにより、変化する磁界によって第一の抵抗感知素子内に誘導された電流は、変化する磁界によって第二の抵抗感知素子内に誘導された電流と反対向きになる。【選択図】図１

Description

本発明は、エアロゾル発生装置用の誘導ヒーター組立品に関する。特に、本発明の一つ以上の実施形態は、変化する磁界内で動作することに由来するノイズの影響を低減することができる温度センサーを有する誘導ヒーター組立品に関する場合があるが、排他的ではない。本発明はまた、誘導ヒーター組立品を組み込むエアロゾル発生装置にも関する。

たばこプラグなどのエアロゾル形成基体を加熱するための電気ヒーターを有する、数多くの電気的に作動するエアロゾル発生装置が、当該技術分野において提唱されてきた。こうしたエアロゾル発生装置の一つの目的は、従来の紙巻たばこにおけるたばこの燃焼および熱分解によって生成されるタイプの公知の有害な煙成分を減少させることである。典型的に、エアロゾル発生基体は、エアロゾル発生装置内のチャンバーまたはくぼみの中へと挿入されるエアロゾル発生物品の一部として提供される。

一部の公知の装置では、エアロゾルを形成することができる揮発性構成成分を放出する能力を有する温度にエアロゾル形成基体を加熱するために、加熱ブレードなどの抵抗発熱体が、物品がエアロゾル発生装置内に受容されている時に、エアロゾル形成基体の中へと、またはその周りに挿入される。

他のエアロゾル発生装置は、抵抗発熱体ではなく誘導ヒーターを使用する。誘導ヒーターは典型的に、エアロゾル発生装置の一部を形成するインダクタと、エアロゾル形成基体と熱的に近接するように配設された導電性サセプタ素子とを備える。インダクタは変化する磁界を発生して、サセプタ素子内に渦電流およびヒステリシス損失を発生し、サセプタ素子を加熱させ、それによってエアロゾル形成基体を加熱する。誘導加熱は、ヒーターをエアロゾル発生物品に露出することなく、エアロゾルを発生することを可能にする。これは、ヒーターのクリーニングに用いてもよい方法の容易さを改善することができる。

エアロゾル発生装置では、その温度が有害な煙成分が生成を開始する温度を超えないことをチェックするために、電気ヒーターの温度を決定できることが役立つ場合がある。また、測定された温度は、例えば、フィードバックループの一部として、ヒーターに供給される電力の量を制御して、ヒーターを目標温度に保ち続けるために使用することもできる。

抵抗発熱体の温度を決定することは比較的単純である。例えば、温度センサーを使用することができ、または抵抗発熱体の抵抗を測定し、そして温度と抵抗との間の既知の関係に基づいて温度を決定することができる。しかしながら、誘導ヒーターのサセプタの温度を決定することはより困難である。例えば、サセプタは、一般的に制御回路に接続されておらず、したがってその抵抗は簡単には測定できない。さらに、変化する磁界内で温度センサーを使用することは、高レベルのノイズをセンサー信号へと導入する可能性があり、これにより信号は使用不能であるか、または判定された温度は不正確である。

サセプタの温度をより正確に決定することができ、かつノイズによる影響を受けにくい温度センサーを有する誘導ヒーター組立品を提供することが望ましいことになる。

本開示によると、エアロゾル発生装置用の誘導ヒーター組立品が提供される。誘導ヒーター組立品は少なくとも一つのインダクタコイルを備えてもよい。少なくとも一つのインダクタコイルは、変化する電流が少なくとも一つのインダクタコイルを通って流れる時に、変化する磁界を生成するように構成されてもよい。誘導ヒーター組立品は、少なくとも一つのサセプタを備えてもよい。少なくとも一つのサセプタは、少なくとも一つのインダクタコイルによって生成された変化する磁界によって貫通されて、サセプタを加熱するように配設されてもよい。誘導ヒーター組立品は、少なくとも一つの温度センサーを備えてもよい。少なくとも一つの温度センサーは、少なくとも一つのサセプタの温度を決定するために配設されてもよい。少なくとも一つの温度センサーは、第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子を備えてもよい。第一の抵抗感知素子は、第二の抵抗感知素子に接続されていてもよい。第一の抵抗感知素子は、変化する磁界によって第一の抵抗感知素子内に誘導される電流が、変化する磁界によって第二の抵抗感知素子内に誘導される電流と反対向きになるように、第二の抵抗感知素子に対して位置付けられてもよい。

本開示によると、エアロゾル発生装置用の誘導ヒーター組立品が提供され、誘導ヒーター組立品は、変化する電流が少なくとも一つのインダクタコイルを通って流れる時に変化する磁界を生成するように構成された少なくとも一つのインダクタコイルと、少なくとも一つのインダクタコイルによって生成された変化する磁界によって貫通されてサセプタを加熱するように配設された少なくとも一つのサセプタと、少なくとも一つのサセプタの温度を決定するように配設された少なくとも一つの温度センサーと、を備え、少なくとも一つの温度センサーは、第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子を備え、第一の抵抗感知素子は第二の抵抗感知素子に接続され、かつ第一の抵抗感知素子は第二の抵抗感知素子に対して位置付けられ、これにより、変化する磁界によって第一の抵抗感知素子内に誘導された電流は、変化する磁界によって第二の抵抗感知素子内に誘導された電流と反対向きになる。

上述の誘導ヒーター組立品の温度センサーは、変化する磁界によって第一の抵抗感知素子内に誘導された電流が、変化する磁界によって第二の抵抗感知素子内に誘導された電流と反対向きになるよう構成される。言い換えれば、第二の抵抗感知素子内に誘導された電流は、第一の抵抗感知素子内に誘導された電流と反対向きの方向に流れる。その結果として、第二の抵抗感知素子によって生成される磁界は、第一の抵抗感知素子によって生成される磁界と実質的に等しく、かつ反対向きであり、これにより、第一の抵抗感知素子の磁界と第二の抵抗感知素子の磁界は、かなりの程度まで互いに相殺する。その結果、温度センサーの自己インダクタンスは実質的に低減され、また変化する磁界内で温度センサーを動作することに由来するノイズの影響も低減される。この温度センサーの配設は、変化する磁界内で動作している時でさえも、温度測定の精度の改善を支援する。

インダクタコイルは、任意の適切な形態を有してもよい。例えば、インダクタコイルは、平坦なインダクタコイルであってもよい。平坦なインダクタコイルは、渦巻き状で、実質的に平面状で巻かれてもよい。インダクタコイルは、管状インダクタコイルであることが好ましい。典型的には、管状インダクタコイルは、長軸方向軸を中心としてらせん状に巻かれる。インダクタコイルは、細長くてもよい。特に好ましくは、インダクタコイルは、細長い管状インダクタコイルであってもよい。インダクタコイルは、任意の適切な横断断面を有してもよい。例えば、インダクタコイルは、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、または他の多角形横断断面を有してもよい。

インダクタコイルは、任意の適切な材料から形成されてもよい。インダクタコイルは、導電性材料から形成される。インダクタコイルは、金属または合金から形成されることが好ましい。

本明細書で使用される場合、「導電性」は、摂氏２０度において１×１０^-4オームメートル（Ω・ｍ）以下の電気抵抗率を有する材料を指す。

本明細書に記載されるように、変化する電流は、約５キロヘルツ～約５００キロヘルツの周波数で変化する電流を指す場合がある。一部の実施形態では、変化する電流は、高周波で変化する電流である。本明細書で使用される場合、「高周波で変化する電流」という用語は、約５００キロヘルツ～約３０メガヘルツの周波数を有する、変化する電流を意味する。高周波で変化する電流は、約１メガヘルツ～約３０メガヘルツ（約１メガヘルツ～約１０メガヘルツなど、または約５メガヘルツ～約８メガヘルツなど）の周波数を有してもよい。変化する電流は、交流電流であってもよい。

本明細書で使用される場合、「サセプタ」という用語は、磁気エネルギーを熱へと変換する能力を有する材料を含む要素を指す。サセプタが、インダクタコイルによって生成された変化する磁界などの変化する磁界に位置する時、サセプタは加熱される。サセプタの加熱は、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、サセプタ内で誘導される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。

サセプタは、任意の適切な材料を含んでいてもよい。サセプタは、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。好ましいサセプタは、摂氏約２５０度を超える温度に加熱されてもよい。好ましいサセプタは、導電性材料から形成されてもよい。細長いサセプタに適切な材料としては、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。好ましいサセプタは金属または炭素を含む。一部の好ましいサセプタは、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む。一部の好ましいサセプタは、強磁性材料から成る。適切なサセプタはアルミニウムを含んでもよい。適切なサセプタはアルミニウムから成ってもよい。サセプタは、少なくとも約５パーセント、少なくとも約２０パーセント、少なくとも約５０パーセント、または少なくとも約９０パーセントの強磁性または常磁性材料を含んでもよい。

好ましくは、サセプタは、気体に対して実質的に不透過性である材料から形成される。言い換えれば、サセプタは、気体透過性ではない材料から形成されることが好ましい。

誘導ヒーター組立品の少なくとも一つのサセプタは、任意の適切な形態を有してもよい。例えば、サセプタは、細長くてもよい。サセプタは、任意の適切な横断断面を有してもよい。例えば、サセプタは、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、または他の多角形横断断面を有してもよい。サセプタは、管状であってもよい。

一部の好ましい実施形態では、サセプタは、支持本体上に提供されるサセプタ層を備えてもよい。サセプタを変化する磁界内に配設することは、表皮効果と呼ばれる効果で、サセプタ表面に近接近して渦電流を誘導する。その結果、サセプタが変化する磁界の存在下で効果的に加熱されることを確実にしながら、サセプタ材料の比較的薄い層からサセプタを形成することが可能である。サセプタを支持本体および比較的薄いサセプタ層から作製することは、単純で、安価な、かつ頑丈なエアロゾル発生物品の製造を容易にする場合がある。

支持本体は、誘導加熱の影響を受けやすくない材料から形成されてもよい。有利なことに、これは、エアロゾル形成基体と接触していないサセプタの表面の加熱を低減する場合があり、ここで支持本体の表面は、エアロゾル形成基体と接触していないサセプタの表面を形成する。

支持本体は、電気絶縁材料を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「電気絶縁性」は、摂氏２０度で少なくとも１×１０⁴オームメートル（Ωｍ）の電気抵抗率を有する材料を指す。

断熱性材料から支持本体を形成することは、サセプタ層と、誘導発熱体を囲むインダクタコイルなどの誘導ヒーター組立品の他の構成要素との間に、断熱性バリアを提供する場合がある。有利なことに、これは、サセプタと誘導加熱システムの他の構成要素との間の熱伝達を低減する場合がある。

断熱性材料はまた、レーザーフラッシュ法を使用して測定した場合、約０．０１平方センチメートル毎秒（ｃｍ²／ｓ）以下のバルク熱拡散率を有してもよい。こうした熱拡散率を有する支持本体を提供することは、高い熱慣性を有する支持本体をもたらす場合があり、これはサセプタ層と支持本体との間の熱伝達を低減し、かつ支持本体の温度の変動を低減する場合がある。

サセプタは、任意の適切な寸法を有してもよい。サセプタは、約５ミリメートル～約１５ミリメートル、例えば、約６ミリメートル～約１２ミリメートル、または約８ミリメートル～約１０ミリメートルの長さを有してもよい。サセプタは、約１ミリメートル～約８ミリメートル、例えば、約３ミリメートル～約５ミリメートルの幅を有してもよい。サセプタは、約０．０１ミリメートル～約２ミリメートルの厚さを有してもよい。サセプタが一定の断面、例えば円形断面を有する場合、サセプタは、約１ミリメートル～約５ミリメートルの好ましい幅または直径を有してもよい。

誘導ヒーター組立品は、少なくとも一つの外部発熱体を備えてもよい。少なくとも一つの外部発熱体は、少なくとも一つのサセプタを備えてもよい。本明細書で使用される場合、「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、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみを少なくとも部分的に囲んでもよい。

誘導ヒーター組立品は、少なくとも一つの内部発熱体を備えてもよい。内部発熱体は、少なくとも一つのサセプタを備えてもよい。本明細書で使用される場合、「内部発熱体」という用語は、エアロゾル形成基体の中へと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、および円錐の形態であってもよい。少なくとも一つの内部発熱体は、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの中へと延びてもよい。

一部の実施形態では、誘導ヒーター組立品は、少なくとも一つの内部発熱体と、少なくとも一つの外部発熱体とを備える。

第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子は、各々、それらのそれぞれの長さに沿って互いに隣接して配設される第一の端および第二の端を有する電気抵抗ワイヤを備えてもよい。この配設は、第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子の磁界を低減または相殺するのを支援する。

第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子は、白金、金、銀、タングステン、ニッケル、および銅から形成されてもよい。

第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子は、他の適切な電気抵抗性材料から形成されてもよい。適切な電気抵抗性材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、ならびにセラミック材料および金属材料で作製された複合材料が挙げられるが、これらに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル白金、金、銀が挙げられる。適切な金属合金の例としては、ステンレス鋼、ニッケル含有、コバルト含有、クロム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオブ含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、金含有、および鉄含有合金、ならびにニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、ならびに鉄－マンガン－アルミニウム系合金が挙げられる。複合材料では、電気抵抗性材料は、必要とされるエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的特性に応じて随意に、断熱材料中に包埋、断熱材料中に封入、もしくは断熱材料で被覆されてもよく、またはその逆も可である。

第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子は、バイファイラーコイルを形成するために、一緒に巻かれてもよい。これは、第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子の磁界を低減または相殺するために、特に効果的な配設であることがわかっている。

本明細書で使用される場合、「バイファイラーコイル」という用語は、二つの密接に離隔または隣接する平行な巻線を含むコイルを指す。コイルは、二つの密接に離隔または隣接するフィラメントまたはストランドを有する、バイファイラーワイヤから作製されてもよい。別の方法として、コイルは、二本の別個のワイヤを密接に離隔または隣接した配設で巻くことによって作製されてもよい。

バイファイラーコイルの各巻き、その隣接する巻き（複数可）から離隔されてもよい。これは、サセプタ上の温度センサーの磁気シールド効果を低減する。バイファイラーコイルの巻きの間の間隔は、変化する磁界が、より阻害されない様態で温度センサーを通過することを可能にし、これによりサセプタは、より多くの変化する磁界によって貫通される。この配設は、温度センサーがサセプタの全長に沿って延びる場合に特に有利である。

第一の抵抗感知素子と第二の抵抗感知素子とは、そのそれぞれの第二の端において直列に電気的に接続されてもよい。これは、電流が、第二の抵抗感知素子内を、第一の抵抗感知素子内を通過する電流とは反対向きの方向に通過することを可能にする。

第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子の各々の第一の端は、制御回路に接続可能になるように配設されてもよい。これは、制御回路によって温度センサーの抵抗を決定することを可能にする。

温度センサーは、サセプタの外部表面の少なくとも一部分の周りに配設されてもよい。温度センサーの長さとサセプタの長さとの比は、好ましくは０．５：１未満、より好ましくは０．４：１未満、より好ましくは０．３：１未満、より好ましくは０．２：１未満、より好ましくは０．１：１未満である。

温度センサーのバイファイラーコイルの各巻きは、その隣接する巻き（複数可）と接触してもよい。これは、温度センサーにわたって温度を均等に配分し、センサーの特定の場所における温度の「ホットスポット」を回避するのに役立つ。

本明細書で使用される場合、「に隣接する」という用語は、「と並んで」または「の隣に」を意味するために使用される。これは、巻きが直接接触する配設だけでなく、巻きのうちの二つ以上が間隙（空隙、または隣接する巻きの間に一つ以上の中間構成要素を含有する間隙など）によって分離されている配設も含む。

温度センサーは、実質的にサセプタの全長に沿って延びてもよい。これは、サセプタ全体の平均温度を決定することを可能にする。

温度センサーは、サセプタと接触してもよい。これは、温度センサーとサセプタとの間の改善された熱的接触を提供する。

温度センサーは、バイファイラーコイルがその周りに巻かれる形成体をさらに備える。これは、誘導ヒーター組立品の中へと組み込まれる時間の前にコイルを形成することを可能にし、かつより簡単な製造および組立品を提供してもよい。形成体は、変化する磁界の影響を受けない場合があり、これにより磁界に影響を与えない、またはサセプタをシ－ルドする。

誘導ヒーター組立品は、複数のインダクタコイルを備えてもよく、インダクタコイルの各々に対して別個の温度センサーが提供される。これは、異なるサセプタまたは異なるサセプタ領域を、異なる時間において、または異なる温度へと、加熱することを可能にする。

誘導ヒーター組立品は、複数のサセプタを備えてもよく、またインダクタコイルの各々に対して、別個のインダクタコイルと別個の温度センサーが提供される。これは、異なるサセプタを、異なる時間において、または異なる温度へと加熱することを可能にする。

誘導ヒーター組立品は、単一のサセプタと、複数のインダクタコイルと、対応する温度センサーと、を備えてもよい。これは、異なるサセプタ領域を、異なる時間において、または異なる温度へと、加熱することを可能にする。

本開示によると、エアロゾル発生装置が提供される。エアロゾル発生装置は、上述のような誘導ヒーター組立品を備えてもよい。エアロゾル発生装置は、制御回路を備えてもよい。エアロゾル発生装置は、電源を備えてもよい。制御回路は、サセプタを制御可能に加熱するために、電源から誘導ヒーター組立品への電流の供給を制御するように構成されてもよい。制御回路は、誘導ヒーター組立品の少なくとも一つの温度センサーに接続されてもよい。制御回路は、少なくとも一つの温度センサーの抵抗を決定することによって、サセプタの温度を決定するように構成されてもよい。

本開示によると、上述のような誘導ヒーター組立品と、制御回路と、電源と、を備えるエアロゾル発生装置が提供され、制御回路は、制御可能にサセプタを加熱するために、電源から誘導ヒーター組立品への電流の供給を制御するように構成され、制御回路は、誘導ヒーター組立品の少なくとも一つの温度センサーへと接続され、かつ少なくとも一つの温度センサーの抵抗を決定することによって、サセプタの温度を決定するように構成される。

本明細書で使用される場合、「エアロゾル発生装置」は、エアロゾルを発生するために、エアロゾル形成基体またはエアロゾル発生物品と相互作用しうる装置に関する。

本明細書で使用される場合、「エアロゾル形成基体」という用語は、エアロゾルを形成しうる揮発性化合物を放出する能力を有する基体に関する。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。

本明細書で使用される場合、「エアロゾル発生物品」という用語は、エアロゾル発生装置内で加熱された時に、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エアロゾル形成基体を含む物品を指す。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品を加熱するためのエアロゾル発生装置とは分離されており、またそれと組み合わされるように構成されている。

エアロゾル形成基体はニコチンを含んでもよい。ニコチン含有エアロゾル形成基体は、ニコチン塩マトリクスであってもよい。

エアロゾル形成基体は液体であってもよい。エアロゾル形成基体は、固体構成成分および液体構成成分を含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、固体であることが好ましい。

エアロゾル形成基体は、植物由来材料を含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、たばこを含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含むたばこ含有材料を含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、非たばこ材料を含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、均質化した植物由来材料を含んでいてもよい。エアロゾル形成基体は、均質化したたばこ材料を含んでいてもよい。均質化したたばこ材料は、粒子状たばこを凝集することによって形成されてもよい。特に好ましい実施形態では、エアロゾル形成基体は、均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合体を含む。本明細書で使用される場合、「捲縮したシート」という用語は、複数の実質的に平行な隆起または波形を有するシートを意味する。

エアロゾル形成基体は、少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでいてもよい。エアロゾル形成体は、使用時に、高密度で、かつ安定なエアロゾルの形成を容易にし、またシステムの動作温度において熱分解に対して実質的に抵抗性である、任意の適切な公知の化合物または化合物の混合物である。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコールまたはそれらの混合物（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールなど）を含んでもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンであることが好ましい。存在する場合、均質化したたばこ材料は、乾燥重量基準で５重量パーセント以上（乾燥重量基準で約５重量パーセント～約３０重量パーセントなど）のエアロゾル形成体含有量を有してもよい。エアロゾル形成基体は、他の添加物および成分（風味剤など）を含んでいてもよい。

少なくとも一つの温度センサーは、基準抵抗器と直列に接続されて分圧器を形成してもよく、少なくとも一つの温度センサーからの出力信号は、少なくとも一つの温度センサーと基準抵抗器との間の接続点から取られる。これは、制御回路によって（例えば、マイクロコントローラのアナログデジタル変換器によって）処理することができる電圧として出力信号を提供する。

少なくとも一つの温度センサーは、ホイートストンブリッジ配設で接続されてもよい。これは、温度センサーの抵抗を決定するための高度に正確な手段を提供する。

制御回路は、少なくとも一つの温度センサーからの出力信号をフィルタリングして、出力信号のノイズを低減するためのコンデンサをさらに備えてもよい。これは、温度センサー自体の構成によって除去されない、温度センサー信号内のあらゆる残留ノイズを低減するために役立つ。

コンデンサは、ローパスフィルターの一部を形成してもよい。ローパスフィルターのカットオフ周波数は、変化する磁界の周波数範囲における周波数をフィルタリングして取り除くように構成することができる。コンデンサは、基準抵抗器の両側に並列に接続されてもよい。コンデンサは、変化する磁界の周波数範囲におけるノイズを低減するように構成されてもよい。

コンデンサの静電容量は、１ナノファラド～１００マイクロファラドの範囲内であってもよい。静電容量は、好ましくは、約１０マイクロファラド以下であり、より好ましくは約１マイクロファラド以下であり、より好ましくは約１００ナノファラド以下であり、より好ましくは９４ナノファラドである。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品またはエアロゾル形成基体が、誘導ヒーター組立品と熱的近接にあるように、エアロゾル発生物品またはエアロゾル形成基体を受容するためのくぼみをさらに備えてもよい。

エアロゾル発生装置は、装置ハウジングを備えてもよい。装置ハウジングは、エアロゾル形成基体またはエアロゾル発生物品を受容するためのくぼみを少なくとも部分的に画定してもよい。エアロゾル形成基体またはエアロゾル発生物品を受容するためのくぼみは、装置の近位端にあることが好ましい

サセプタが管状サセプタである場合、管状サセプタは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみを少なくとも部分的に画定してもよい。サセプタが支持本体を備える場合、支持本体は、管状の支持本体であってもよく、またサセプタ層は、管状の支持本体の内部表面上に提供されてもよい。サセプタ層を支持本体の内部表面上に提供することは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみ内でエアロゾル形成基体に隣接してサセプタ層を位置付けてもよく、サセプタ層とエアロゾル形成基体との間の熱伝達を改善する。

装置ハウジングは細長くてもよい。装置ハウジングは、円筒状の形状であることが好ましい。装置ハウジングは、任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでいてもよい。適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つ以上を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に適切な熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、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。材料は軽く、かつ脆くないことが好ましい。

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、従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有してもよい。エアロゾル発生装置は、約３０ミリメートル～約１５０ミリメートルの全長を有してもよい。エアロゾル発生装置は、約５ミリメートル～約３０ミリメートルの外径を有してもよい。エアロゾル発生装置は、手持ち式装置であってもよい。言い換えれば、エアロゾル発生装置は、ユーザーの手に保持されるようにサイズ決めおよび成形されてもよい。

エアロゾル発生装置は、インダクタコイルに変化する電流を提供するように構成された電源を備えてもよい。

電源はＤＣ電源であってもよい。好ましい実施形態では、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、またはリチウムベースの電池（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。しかしながら、一部の実施形態では、電源はコンデンサなどの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、かつ１回以上のユーザー動作のために十分なエネルギーの貯蔵を可能にする容量を有する場合がある。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典型的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時間の間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。別の実施例では、電源は、所定の吸煙回数、またはエアロゾル発生器の不連続的な起動を可能にするための十分な容量を有してもよい。別の実施例では、電源は所定の装置の使用回数、または不連続的な起動を可能にするために十分な容量を有してもよい。一実施形態では、電源は、約２．５ボルト～約４．５ボルトの範囲内のＤＣ供給電圧、および約１アンペア～約１０アンペアの範囲内のＤＣ供給電流（約２．５ワット～約４５ワットの範囲のＤＣ電源に対応する）を有するＤＣ電源である。

エアロゾル発生装置は、少なくとも一つのインダクタコイルに接続された制御回路またはコントローラと、電源と、を備えてもよい。制御回路は、電源から少なくとも一つのインダクタコイルへの電力の供給を制御するように構成されてもよい。制御回路はマイクロプロセッサを備えてもよく、これはプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向け集積回路チップ（ＡＳＩＣ）もしくは制御を提供する能力を有する他の電子回路であってもよい。制御回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。制御回路は、少なくとも一つのインダクタコイルへの電流の供給を調節するように構成されてもよい。電流は、エアロゾル発生装置の起動後、少なくとも一つのインダクタコイルに連続的に供給されてもよく、または断続的（毎回の吸煙ごとなど）に供給されてもよい。

制御回路は、有利なことにＤＣ／ＡＣインバータを備えてもよく、これはクラスＤまたはクラスＥの電力増幅器を備えてもよい。

制御回路は、少なくとも一つのインダクタコイルに変化する電流を供給するように構成されてもよい。変化する電流は、約５キロヘルツ～約５００キロヘルツであってもよい。一部の実施形態では、変化する電流は、高周波で変化する電流、すなわち、約５００キロヘルツ～約３０メガヘルツの電流である。高周波で変化する電流は、約１メガヘルツ～約３０メガヘルツ（約１メガヘルツ～約１０メガヘルツなど、または約５メガヘルツ～約８メガヘルツなど）の周波数を有してもよい。

一部の実施形態では、装置ハウジングは、マウスピースを備える。マウスピースは、少なくとも一つの空気吸込み口と、少なくとも一つの空気出口と、を備えてもよい。マウスピースは、二つ以上の空気吸込み口を備えてもよい。空気吸込み口のうちの一つ以上は、エアロゾルがユーザーに送達される前にエアロゾルの温度を低減してもよく、またエアロゾルがユーザーに送達される前にエアロゾルの濃度を低減してもよい。

一部の実施形態では、マウスピースは、エアロゾル発生物品の一部として提供される。本明細書で使用される場合、「マウスピース」という用語は、エアロゾル発生装置によって受容されたエアロゾル発生物品からエアロゾル発生システムによって発生したエアロゾルを直接吸い込むために、ユーザーの口の中へと定置されるエアロゾル発生システムの一部分を指す。

エアロゾル発生装置は、装置を起動するためのユーザーインターフェース、例えば、エアロゾル発生物品の加熱を開始するボタンを含んでもよい。

エアロゾル発生装置は、装置またはエアロゾル形成基体の状態を示すディスプレイを備えてもよい。

本明細書には、エアロゾル発生システムも記載される。本明細書で使用される場合、「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、装置とともに使用するための一つ以上のエアロゾル形成基体またはエアロゾル発生物品との組み合わせを指す。エアロゾル発生システムは、電気的に作動するエアロゾル発生装置または電気式エアロゾル発生装置内の搭載型電力供給源を再充電するための充電ユニットなど、追加的な構成要素を含んでもよい。

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して本明細書で呼ばれてもよい。

エアロゾル発生物品は、任意の適切な形態を有してもよい。エアロゾル発生物品は、実質的に円筒状の形状であってもよい。エアロゾル発生物品は実質的に細長くてもよい。エアロゾル発生物品は、長さと、その長さに対して実質的に直角を成す円周と、を有してもよい。

エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成基体を含有するエアロゾル発生セグメントとして提供されてもよい。エアロゾル発生セグメントは、複数のエアロゾル形成基体を備えてもよい。エアロゾル発生セグメントは、第一のエアロゾル形成基体および第二のエアロゾル形成基体を備えてもよい。一部の実施形態では、第二のエアロゾル形成基体は、第一のエアロゾル形成基体と実質的に同一である。一部の実施形態では、第二のエアロゾル形成基体は、第一のエアロゾル形成基体とは異なる。

エアロゾル発生セグメントが複数のエアロゾル形成基体を備える場合、エアロゾル形成基体の数は、誘導発熱体内のサセプタの数と同じであってもよい。同様に、エアロゾル形成基体の数は、誘導ヒーター組立品内のインダクタコイルの数と同じであってもよい。

エアロゾル発生セグメントは、実質的に円筒状の形状であってもよい。エアロゾル発生セグメントは、実質的に細長くてもよい。エアロゾル発生セグメントもまた、長さと、その長さに対して実質的に直角を成す円周と、を有してもよい。

エアロゾル発生セグメントが複数のエアロゾル形成基体を備える場合、エアロゾル形成基体は、エアロゾル発生セグメントの軸に沿って端と端を接して配設されてもよい。一部の実施形態では、エアロゾル発生セグメントは、隣接するエアロゾル形成基体間に分離部を備えてもよい。

一部の好ましい実施形態では、エアロゾル発生物品は、約３０ミリメートル～約１００ミリメートルの全長を有してもよい。一部の実施形態では、エアロゾル発生物品は、約４５ミリメートルの全長を有する。エアロゾル発生物品は、約５ミリメートル～約１２ミリメートルの外径を有してもよい。一部の実施形態では、エアロゾル発生物品は、約７．２ミリメートルの外径を有してもよい。

エアロゾル発生セグメントは、約７ミリメートル～約１５ミリメートルの長さを有してもよい。一部の実施形態では、エアロゾル発生セグメントは、約１０ミリメートル、または１２ミリメートルの長さを有してもよい。

エアロゾル発生セグメントは、エアロゾル発生物品の外径にほぼ等しい外径を有することが好ましい。エアロゾル発生セグメントの外径は、約５ミリメートル～約１２ミリメートルであってもよい。一実施形態では、エアロゾル発生セグメントは、約７．２ミリメートルの外径を有してもよい。

エアロゾル発生物品は、フィルタープラグを含んでもよい。フィルタープラグは、エアロゾル発生物品の近位端に位置してもよい。フィルタープラグは、セルロースアセテートフィルタープラグであってもよい。一部の実施形態では、フィルタープラグは、約５ミリメートル～約１０ミリメートルの長さを有してもよい。一部の好ましい実施形態では、フィルタープラグは、約７ミリメートルの長さを有してもよい。

エアロゾル発生物品は、外側ラッパーを含んでもよい。外側ラッパーは、紙から形成されてもよい。外側ラッパーは、エアロゾル発生セグメントにおいて気体透過性であってもよい。特に、複数のエアロゾル形成基体を含む実施形態では、外側ラッパーは、隣接するエアロゾル形成基体間の接合部分において穿孔または他の空気吸込み口を含んでもよい。隣接するエアロゾル形成基体間に分離部が提供される場合、外側ラッパーは、分離部において穿孔または他の空気吸込み口を含んでもよい。これは、エアロゾル形成基体に、別のエアロゾル形成基体を通して引き出されていない空気を直接的に提供することを可能にする場合がある。これは、各エアロゾル形成基体によって受容される空気の量を増加する場合がある。これは、エアロゾル形成基体から発生したエアロゾルの特徴を改善する場合がある。

エアロゾル発生物品はまた、エアロゾル形成基体とフィルタープラグとの間に分離部も備えてもよい。分離部は、約１８ミリメートルであってもよいが、約５ミリメートル～約２５メートルの範囲内であってもよい。

本開示の一つ以上の実施例に関して記載された特徴は、本発明の他の実施例に等しく適用されてもよい。特に、エアロゾル発生システムに関して記載された特徴は、エアロゾル発生物品またはエアロゾル発生装置に等しく適用されてもよく、また逆も可である。

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

図１は、本発明の実施例によるヒーター組立品の概略部品断面図である。 図２は、本発明の実施例によるヒーター組立品の温度センサーの単純化した拡大図である。 図３は、本発明の別の実施例による温度センサーを備えるヒーター組立品の概略部品断面図である。 図４は、本発明の別の実施例によるヒーター組立品の概略部品断面図である。 図５は、本発明の別の実施例によるヒーター組立品の概略部品断面図である。 図６は、本発明の別の実施例によるエアロゾル発生装置、およびその装置で使用するためのエアロゾル発生物品の概略部品断面図である。 図８は、エアロゾル発生物品が装置内に受容された時の、図７のエアロゾル発生装置の上方部を示す。 図８Ａ～図８Ｃは、本発明の別の実施例による、フィルタリングのための、エアロゾル発生装置用の様々なフィルター回路を示す。 図９は、マイクロコントローラに接続された図８Ｂのフィルター回路を示す。

図１は、サセプタ１１およびインダクタコイル１２を備える、誘導ヒーター組立品１０を示す。インダクタコイル１２は、変化する電流がインダクタコイル１２を通って流れる時に、変化する磁界を生成するように構成される。サセプタ１１は、インダクタコイル１２によって生成されてもよい変化する磁界の貫通によってサセプタ１１が加熱可能であるようなやり方で、インダクタコイル１２に対して配設される。サセプタ１１は、エアロゾル形成基体を加熱するように構成される。別の言い方をすれば、サセプタ１１が変化する磁界の貫通によって加熱される時、エアロゾル形成基体は、サセプタによって加熱されてもよい。サセプタによって加熱可能なエアロゾル形成基体は、誘導ヒーター組立品１０のくぼみ１４内に受容されてもよい。図１の実施形態では、サセプタ１１は管状サセプタ１１であり、これは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみ１４を画定する。

温度センサー１３は、サセプタ１１と熱的接触または近接して、サセプタの長さに沿った場所において提供される。結果として、サセプタ１１の温度を測定するために、温度センサー１３を使用してもよい。温度センサー１３は、抵抗を温度の関数として変える抵抗温度センサーである。温度センサー１３の抵抗は、公知の、または決定可能な関係に従って、温度上昇とともに増加する。温度センサー１３の抵抗を測定することによって、温度センサー１３の温度を、温度と抵抗との間の関係に基づいて決定することができ、これはサセプタ１１の温度の表示を提供する。

温度センサー１３は、サセプタ１１の周りに巻かれた銅線のバイファイラーコイルの形態である。銅線はおよそ６０μｍの直径であり、またバイファイラーコイルの各巻きはその隣接する巻き（複数可）に接触する。銅線は、巻きの間の電気的短絡を防止するために絶縁またはエナメル加工されている。温度センサー１３はおよそ４．５ｍｍの長さであり、またサセプタ１１の長さのおおよそ１０パーセントを包囲する。温度センサー１３の内径はおよそ７．２ｍｍである。温度センサー１３のバイファイラーコイルの自由端１３ａは、制御回路（図示せず）に接続することができるように、ヒーター組立品１０から延びる。

図２は、図１のヒーター組立品１０の温度センサー１３の単純化された拡大図を示す。明瞭化のために、バイファイラーコイルの一組の巻きのみを示す。温度センサーは、第一の抵抗感知素子４１および第二の抵抗感知素子４２を備え、これらはそのそれぞれの長さに沿って互いに隣接して配設され、かつサセプタ１１の周りのバイファイラーコイルへと一緒に巻かれる。第一の抵抗感知素子４１および第二の抵抗感知素子４２は、それぞれ第一の端部４１ａ、４２ａおよび第二の端部４１ｂ、４２ｂを有する。第一の抵抗感知素子４１および第二の抵抗感知素子４２は、そのそれぞれの第二の端において直列に電気的に接続されてもよい。第一の端４１ａ、４１ｂは、温度センサー１３を制御回路（図示せず）に接続するために使用されてもよい。

インダクタコイル１２によって生成された変化する磁界によって第一の抵抗感知素子４１内に誘導された電流Ｉ１は、変化する磁界によって第二の抵抗感知素子４２内に誘導された電流Ｉ２と反対向きになる。図２から分かるように、第二の抵抗感知素子４２内に誘導された電流Ｉ２は、第一の抵抗感知素子４１内に誘導された電流Ｉ１と反対向きの方向に流れる。その結果として、第二の抵抗感知素子４２によって生成される磁界は、第一の抵抗感知素子４１によって作り出される磁界と実質的に等しく、かつ反対向きであり、これにより、第一の抵抗感知素子４１の磁界と第二の抵抗感知素子４２の磁界は、かなりの程度まで互いに相殺する。その結果、温度センサー１３の自己インダクタンスは実質的に低減され、また変化する磁界内で温度センサーを動作することに由来するノイズの影響も低減される。したがって、温度センサー１３は、変化する磁界内で動作している時でさえ、温度を正確に決定することができる。

図３は、本発明の異なる実施例によるヒーター組立品１００を示す。ヒーター組立品１００は、図１のヒーター組立品１０と実質的に同じであり、サセプタ１１１と、インダクタコイル１１２と、バイファイラーコイルの形態の温度センサー１１３と、を備える。この配設における唯一の違いは、バイファイラーコイルの巻きが離隔していることと、温度センサーが実質的にサセプタ１１１の全長に沿って延びていることである。この実施例では、バイファイラーコイルの巻きの間の間隔は、サセプタ１１１の変化する磁気からのシールドを低減することを支援し、これによりサセプタ１１１は、変化する磁界によって貫通される。言い換えれば、バイファイラーコイルの巻きの間の間隔は、変化する磁界がサセプタ１１１に向かって温度センサー１１３を通過することを可能にする。

図４は、第一のサセプタ１１および第二のサセプタ１５を備える、誘導ヒーター組立品１０を示す。誘導ヒーター組立品１０はまた、第一のインダクタコイル１２および第二のインダクタコイル１６も備える。第一のインダクタコイル１２は、第一の変化する電流が第一のインダクタコイル１２を通って流れる時に、第一の変化する磁界を生成するように構成される。第二のインダクタコイル１６は、第二の変化する電流が第二のインダクタコイル１６を通って流れる時に、第二の変化する磁界を生成するように構成される。第一のサセプタ１１は、第一のサセプタ１１が第一の変化する磁界の貫通によって加熱可能であるようなやり方で、第一のインダクタコイル１２に対して配設される。第二のサセプタ１５は、第二のサセプタ１５が第二の変化する磁界の貫通によって加熱可能であるようなやり方で、第二のインダクタコイル１６に対して配設される。したがって、第一のサセプタ１１が第一の変化する磁界の貫通によって加熱される時、第一のサセプタ１１内に位置するエアロゾル形成基体（図示せず）は、第一のサセプタ１１によって加熱されてもよい。同様に、第二のサセプタ１５が第二の変化する磁界の貫通によって加熱される時、第二のサセプタ１５内に位置するエアロゾル形成基体（図示せず）は、第二のサセプタ１５によって加熱されてもよい。

図４の誘導ヒーター組立品１０は、第一の温度センサー１３および第二の温度センサー１７を含む。図４の第一の温度センサー１３および第二の温度センサー１７は、図１および図２の温度センサー１３と同じである。第一の温度センサー１３は、第一のサセプタ１１と熱的接触した状態で提供される。結果として、第一のサセプタ１１の温度を測定するために、第一の温度センサー１３を使用してもよい。第二の温度センサー１７は、第二のサセプタ１５と熱的接触した状態で提供される。結果として、第二のサセプタ１５の温度を測定するために、第二の温度センサー１７を使用してもよい。

図４の実施例では、第一のサセプタ１１は管状サセプタ１１であり、これは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの第一の部分１４を画定する。同様に、第二のサセプタ１５も管状サセプタ１１であり、これは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの第二の部分１８を画定する。

図４の配設は、第一のサセプタ１１および第二のサセプタ１５の選択的加熱を可能にする。こうした選択的加熱は、エアロゾル形成基体がくぼみの第一の部分１４内および第二の部分１８内に受容される時、誘導ヒーター組立品１０が、異なる時間にエアロゾル形成基体の異なる部分を加熱することを可能にする。さらに、図４の配設は、サセプタ１１、１５のうちの一方を、もう一方のサセプタ１５、１１とは異なる温度に加熱することを可能にする場合がある。こうした温度は、有利なことに、温度センサー１３および１７を使用することによって測定されうる。

図５は、第一の領域１１１および第二の領域１１２を有する単一のサセプタ１１を含む、誘導ヒーター組立品１０を示す。誘導ヒーター組立品１０はまた、第一のインダクタコイル１２および第二のインダクタコイル１６も備える。第一のインダクタコイル１２は、第一の変化する電流が第一のインダクタコイル１２を通って流れる時に、第一の変化する磁界を生成するように構成される。第二のインダクタコイル１６は、第二の変化する電流が第二のインダクタコイル１６を通って流れる時に、第二の変化する磁界を生成するように構成される。第一の領域１１１は、第一の領域１１１が第一の変化する磁界の貫通によって加熱可能であるようなやり方で、第一のインダクタコイル１２に対して配設される。第二の領域１１２は、第二の領域１１２が第二の変化する磁界の貫通によって加熱可能であるようなやり方で、第二のインダクタコイル１６に対して配設される。したがって、第一の領域１１１が第一の変化する磁界の貫通によって加熱される時、第一の領域１１１内に位置するエアロゾル形成基体（図示せず）は、第一の領域１１１によって加熱されてもよい。同様に、第二の領域１１２が第二の変化する磁界の貫通によって加熱される時、第二の領域１１２内に位置するエアロゾル形成基体（図示せず）は、第二の領域１１２によって加熱されてもよい。

図５の誘導ヒーター組立品は、第一の温度センサー１３および第二の温度センサー１７を備える。図５の第一の温度センサー１３および第二の温度センサー１７は、図１および図２の温度センサー１３と同じである。第一の温度センサー１３は、第一の領域１１１と熱的接触した状態で提供される。結果として、第一の領域１１１の温度を測定するために、第一の温度センサー１３を使用してもよい。第二の温度センサー１７は、第二の領域１１２と熱的接触した状態で提供される。結果として、第二の領域１１２の温度を測定するために、第二の温度センサー１７を使用してもよい。

図５の配設では、サセプタ１１は管状サセプタ１１であり、管状サセプタは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみ１４を画定する。図５の誘導ヒーター組立品１０は、第一の領域１１１および第二の領域１１２の選択的加熱を可能にする。こうした選択的加熱は、エアロゾル形成基体がくぼみ１４内に受容される時、誘導ヒーター組立品１０が、異なる時間にエアロゾル形成基体の異なる部分を加熱することを可能にする。さらに、図５の誘導ヒーター組立品１０は、領域１１１、１１２のうちの一方を、もう一方の領域１１２、１１１とは異なる温度に加熱することを可能にしうる。こうした温度は、有利なことに、温度センサー１３および１７を使用することによって測定されうる。

図６は、エアロゾル発生装置２００、およびエアロゾル発生装置２００ととともに使用するためのエアロゾル発生物品３００の概略断面図を示す。エアロゾル発生物品３００およびエアロゾル発生装置２００はまとめて、エアロゾル発生システムを成す。

エアロゾル発生装置２００は、従来の葉巻たばこに類似した形状およびサイズを有する、実質的に円筒状の装置ハウジング２０２を備える。エアロゾル発生装置２００は、再充電可能電池の形態の電源２０６と、マイクロコントローラを含む制御回路２０８と、電気コネクタ２０９と、上述の誘導ヒーター組立品１０と、をさらに備える。図６の実施例では、誘導ヒーター組立品１０は、図４のものと類似している。しかしながら、他の誘導ヒーター組立品を使用してもよい。特に、一つのインダクタコイルおよび一つのサセプタを備える誘導ヒーター組立品が使用されてもよい。代替的に、三つ以上のインダクタコイルと、三つ以上のサセプタと、を備える誘導ヒーター組立品が使用されてもよい。好ましい代替では、一つのサセプタ、二つのインダクタコイル、および二つの温度センサーを備える誘導ヒーター組立品が使用されてもよく、特に、図５の誘導ヒーター組立品を使用することができる。

電源２０６、制御回路２０８、および誘導ヒーター組立品１０はすべて、装置ハウジング２０２内に収容される。エアロゾル発生装置２００の誘導ヒーター組立品１０は、装置２００の近位端において配設される。電気コネクタ２０９は、装置ハウジング２０２の遠位端に配設される。

本明細書で使用される場合、「近位」という用語は、エアロゾル発生装置またはエアロゾル発生物品のユーザー端または口側端を指す。エアロゾル発生装置またはエアロゾル発生物品の構成要素の近位端は、ユーザー端に最も近い構成要素の端、またはエアロゾル発生装置またはエアロゾル発生物品の口側端である。本明細書で使用される場合、「遠位」という用語は、近位端の反対側の端を指す。

制御回路２０８は、電源２０６から誘導ヒーター組立品１０への電力の供給を制御するように構成される。制御回路２０８は、クラスＤ電力増幅器を含むＤＣ／ＡＣインバータをさらに備える。制御回路２０８はまた、電気コネクタ２０９からの電源２０６の再充電も制御するように構成されている。制御回路２０８は、ユーザーがエアロゾル発生装置を吸う時に感知するように構成された吸煙センサー（図示せず）をさらに備える。

誘導ヒーター組立品１０は、第一のインダクタコイル１２および第二のインダクタコイル１６を備える。誘導ヒーター組立品１０はまた、第一のサセプタ１１および第二のサセプタ１５も備える。図４を参照しながら説明されるように、第一のサセプタ１１は管状サセプタであり、これは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの第一の部分１４を画定する。同様に、第二のサセプタ１５は管状サセプタであり、これは、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの第二の部分１８を画定する。第一のインダクタコイル１２および第二のインダクタコイル１６はまた、図６の実施例でも管状であり、またこれらは、それぞれ第一のサセプタ１１および第二のサセプタ１５の周りに同心円状に配置される。

第一のインダクタコイル１２は、制御回路２０８および電源２０６に接続され、かつ制御回路２０８は、第一の変化する電流を第一のインダクタコイル１２に供給するように構成される。第一の変化する電流が第一のインダクタコイル１２に供給される時、第一のインダクタコイル１２は、第一の変化する磁界を生成し、これは誘導によって第一のサセプタ１１を加熱する。

第二のインダクタコイル１６は、制御回路２０８および電源２０８に接続され、かつ制御回路２０８は、第二の変化する電流を第二のインダクタコイル１６に供給するように構成される。第二の変化する電流が第二のインダクタコイル１６に供給される時、第二のインダクタコイル１６は、第二の変化する磁界を生成し、これは誘導によって第二のサセプタ１５を加熱する。

誘導ヒーター組立品１０は、第一のサセプタ１１と熱的接触の状態にある第一の温度センサー１３を含む。誘導ヒーター組立品１０は、第二のサセプタ１５と熱的接触の状態にある第二の温度センサー１７を含む。第一の温度センサー１３および第二の温度センサー１７は、図４を参照しながら説明されるように、それぞれ第一のサセプタ１１および第二のサセプタ１５の温度を測定するために使用されてもよい。

装置ハウジング２０２はまた、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみの第一の部分１４の遠位端に近接している空気吸込み口２８０を画定する。空気吸込み口２８０は、周囲空気を装置ハウジング２０２の中へと引き込むことを可能にするように構成される。

図６に示すエアロゾル発生物品３００は概して、エアロゾル形成基体を受容するためのくぼみ１４、１８の内径と同様の直径を有する円筒状のロッドの形態である。エアロゾル発生物品３００は、シガレットペーパーの外側ラッパー３２０によって一緒に巻かれる、円筒状のセルロースアセテートフィルタープラグ３０４および円筒状のエアロゾル発生セグメント３１０を備える。

フィルタープラグ３０４は、エアロゾル発生物品２００の近位端に配設され、かつシステムによって発生されたエアロゾルを受容するためにユーザーが吸う、エアロゾル発生システムのマウスピースを形成する。

エアロゾル発生セグメント３１０は、エアロゾル発生物品３００の遠位端に配設され、かつくぼみの第一の部分１４と第二の部分１８との組み合わせた長さと実質的に等しい長さを有する。エアロゾル発生セグメント３１０は、エアロゾル発生物品３００の遠位端における第一のエアロゾル形成基体３１２と、第一のエアロゾル形成基体３１２に隣接する、エアロゾル発生セグメント３１０の近位端における第二のエアロゾル形成基体３１４と、を含む、複数のエアロゾル形成基体を備える。当然のことながら、一部の実施形態では、エアロゾル形成基体のうちの二つ以上は、同じ材料から形成されてもよい。しかしながら、この実施形態では、エアロゾル形成基体３１２、３１４の各々は異なる。第一のエアロゾル形成基体３１２は、追加的な風味剤を有しない、均質化したたばこ材料の、集合し、かつ捲縮したシートを備える。第二のエアロゾル形成基体３１４は、メントールの形態の風味剤を含む、均質化したたばこ材料の、集合し、かつ捲縮したシートを含む。他の実施例では、エアロゾル形成基体は、メントールの形態の風味剤を含んでもよく、またたばこ材料または任意の他のニコチン供与源を含まなくてもよい。エアロゾル形成基体３１２、３１４の各々はまた、一つ以上のエアロゾル形成体および水などのさらなる構成成分も含んでもよく、これによりエアロゾル形成基体の加熱は、望ましい感覚刺激性特性を有するエアロゾルを生成する。

第一のエアロゾル形成基体３１２の近位端は、外側ラッパー３２０によって覆われていないため、露出される。外側ラッパー３２０は、第一のエアロゾル形成基体３１２と第二のエアロゾル形成基体３１４との間の境界面においてエアロゾル発生物品３００を囲む穿孔線３２２を含む。穿孔３２２は、空気がエアロゾル発生セグメント３１０の中へと引き込まれることを可能にする。

図６の実施例では、第一のエアロゾル形成基体３１２および第二のエアロゾル形成基体３１４は、端と端を接して配設されている。しかしながら、他の実施形態では、第一のエアロゾル形成基体３１２と第二のエアロゾル形成基体３１４との間に分離部が提供されてもよいことが想定される。

図７は、エアロゾル発生物品３００が受容されている、図６のエアロゾル発生装置２００の近位端の拡大図を示す。第一のエアロゾル形成基体３１２がくぼみの第一の部分１４とともに位置し、第二のエアロゾル形成基体３１４がくぼみの第二の部分１８内に位置するように、エアロゾル発生物品３００は受容される。

使用時に、ユーザーは、フィルタープラグ３０４を吸い、これは結果として、空気吸込み口２８０を通して空気を引き込み、これは吸煙検出器（図示せず）によって検出される。これに応答して、制御回路（図７に図示せず）は、インダクタコイル１２および１６のうちの一つ以上を起動して、サセプタ１１および１５のうち一つ以上を加熱し、これは第一のエアロゾル形成基体３１２および第二のエアロゾル形成基体３１４のうちの一つ以上からエアロゾルを生成させる。空気は、確定された気流経路（図７の真っ直ぐな矢印によって表される）に沿って、空気吸込み口２８０から、エアロゾル発生装置２００およびエアロゾル発生物品３００を通って流れる。発生したエアロゾルは、エアロゾル発生物品３００の外へとフィルター３０４を通してユーザーの口の中へと通される気流中に同伴される。

図８Ａ～図８Ｃは、変化する磁界内で動作する時、上述の誘導ヒーター組立品１０の温度センサー１３によって生成される信号をフィルタリングするための様々なフィルター回路４００ａ～４００ｃを示す。フィルター回路４００ａ～４００ｃは、温度センサー１３のバイファイラー配設によって除去されない残留ノイズを低減することを支援する。

フィルター回路４００ａ～４００ｃの各々では、抵抗Ｒｓを有する温度センサー１３は、既知の抵抗Ｒｒを有する基準抵抗器５１と直列に定置される。図８Ａ～図８Ｃの実施例では、基準抵抗器５１は、１００オームの値を有する。温度センサー１３および基準抵抗器５１は、供給電圧Ｖｃｃと接地との間に分圧器を形成する。出力信号または出力電圧Ｖｏは、温度センサー１３と基準抵抗器５１との間の接続点から取られる。

フィルター回路４００ａ～４００ｃの各々はまた、静電容量Ｃを有するコンデンサ５３も備えており、変化する磁界からの残留ノイズをフィルタリングして取り除くことを支援する。コンデンサ５３は、基準抵抗器５１と組み合わされて、ローパスフィルターを形成して、変化する磁界の周波数範囲、すなわち５ｋＨｚ～５００ｋＨｚ以上の範囲のノイズをフィルタリングして取り除く。９４ｎＦの静電容量Ｃを有するコンデンサ５３を使用する図８Ｂの実施例に基づくフィルター回路は、信号内の残留ノイズを低減するのに特に効果的であることがわかっている。

図９は、図６の制御回路２０８の一部を形成するマイクロコントローラ２２０に接続された、図８Ｂのフィルター回路４００ｂを示す。マイクロコントローラ２２０は、内蔵アナログデジタル変換器を使用して出力電圧Ｖｏを決定することによって、温度センサー１３の抵抗Ｒｓを決定するために使用することができる。出力電圧Ｖｏが決定されると、マイクロコントローラは以下のように抵抗Ｒｓを計算することができる。

基準抵抗器５１を通る電流Ｉは、ＶｏをＲｒで割ったものに等しい（すなわち、Ｉ＝Ｖｏ／Ｒｒ）。温度センサー１３を通る電流Ｉは、供給電圧Ｖｃｃと出力電圧Ｖｏとの差を、温度センサー１３の抵抗Ｒｓで割ったものと等しい（すなわち、Ｉ＝（Ｖｃｃ－Ｖｏ）／Ｒｓ）。温度センサー１３を通る電流Ｉが基準抵抗器５１を通した電流Ｉと等しいことを考慮すると、前述の二つの方程式を等しくして並べ直すと、抵抗Ｒｓについての方程式が与えられる。

Ｒｓ＝Ｒｒ×（Ｖｃｃ－Ｖｏ）／Ｖｏ

Ｒｓが決定されると、温度センサー１３およびよってサセプタの温度は、温度および抵抗に関連する関数を適用することによって、または抵抗のルックアップテーブルおよび対応する温度値を使用することによって決定することができる。

試験では、図１の温度センサー１３は、２３℃で１０．５オームの公称抵抗を有し、かつ０．００２８８Ｋ^-1（Ｃｕに対する理論値：０．００３８６Ｋ^-1と比較して）の抵抗温度係数を有することが示された。これは、０～２００℃の温度範囲にわたって、温度と抵抗との間のほぼ直線的な関係を示した。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置用の誘導ヒーター組立品であって、
   変化する電流が通って流れる時に、変化する磁界を生成するように構成された少なくとも一つのインダクタコイルと、
   前記少なくとも一つのインダクタコイルによって生成された前記変化する磁界によって貫通されて、加熱するように配設された少なくとも一つのサセプタと、
   前記少なくとも一つのサセプタの温度を決定するように配設された少なくとも一つの温度センサーと、を備え、
   前記少なくとも一つの温度センサーが、第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子を備え、前記第一の抵抗感知素子が前記第二の抵抗感知素子に接続され、かつ前記第一の抵抗感知素子が前記第二の抵抗感知素子に対して位置付けられ、これにより前記変化する磁界によって前記第一の抵抗感知素子内で誘導される電流が、前記変化する磁界によって前記第二の抵抗感知素子内で誘導される電流と反対向きになる、誘導ヒーター組立品。
2. 前記第一の抵抗感知素子および第二の抵抗感知素子が、各々第一の端および第二の端を有する抵抗ワイヤを備え、かつそれらのそれぞれの長さに沿って互いに隣接して配設される、請求項１に記載の誘導ヒーター組立品。
3. 前記第一の抵抗感知素子と第二の抵抗感知素子とが、バイファイラーコイルを形成するように一緒に巻かれる、請求項２に記載の誘導ヒーター組立品。
4. 前記バイファイラーコイルの各巻きが、その隣接する巻きから離隔される、請求項３に記載の誘導ヒーター組立品。
5. 前記第一の抵抗感知素子と第二の抵抗感知素子とが、それらのそれぞれの第二の端で直列に電気的に接続される、請求項２～４のいずれかに記載の誘導ヒーター組立品。
6. 前記温度センサーが、前記サセプタの外部表面の少なくとも一部分の周りに配設される、請求項１～５のいずれかに記載の誘導ヒーター組立品。
7. 前記温度センサーの前記長さが、前記サセプタの前記長さの５０パーセント未満である、請求項６に記載の誘導ヒーター組立品。
8. 前記温度センサーが、実質的に前記サセプタの前記全長に沿って延びる、請求項６に記載の誘導ヒーター組立品。
9. 前記温度センサーが、前記サセプタと接触している、請求項１～８のいずれかに記載の誘導ヒーター組立品。
10. 前記誘導ヒーター組立品が、複数のインダクタコイルを備え、かつ前記インダクタコイルの各々に対して別個の温度センサーが提供されている、請求項１～９のいずれかに記載の誘導ヒーター組立品。
11. エアロゾル発生装置であって、
    請求項１～１０のいずれかに記載の誘導ヒーター組立品と、
    制御回路と、
    電源と、を備え、
    前記制御回路が、前記サセプタを制御可能に加熱するために、前記電源から前記誘導ヒーター組立品への前記電流の供給を制御するように構成され、
    前記制御回路が、前記誘導ヒーター組立品の前記少なくとも一つの温度センサーに接続され、かつ前記少なくとも一つの温度センサーの前記抵抗を決定することによって、前記サセプタの前記温度を決定するように構成される、エアロゾル発生装置。
12. 前記少なくとも一つの温度センサーが基準抵抗器と直列に接続されて分圧器を形成し、かつ前記少なくとも一つの温度センサーからの出力信号が、前記少なくとも一つの温度センサーと前記基準抵抗器との間の接続点から取られる、請求項１１に記載のエアロゾル発生装置。
13. 前記制御回路が、前記少なくとも一つの温度センサーからの前記出力信号をフィルタリングして前記出力信号内のノイズを低減するためのコンデンサをさらに備える、請求項１１または１２に記載のエアロゾル発生装置。
14. 前記コンデンサが、前記基準抵抗器の両側に並列に接続される、請求項１３に記載のエアロゾル発生装置。
15. 前記コンデンサが、前記変化する磁界の前記周波数範囲内でノイズを減少させるように構成される、請求項１３または１４に記載のエアロゾル発生装置。

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