JP2023507113A - エアロゾル発生装置 - Google Patents

Abstract

液体エアロゾル基材を加熱することによってエアロゾルを発生させるエアロゾル発生装置であって、加熱要素（２１０、６１０）を含む再利用可能部分（２００）と、液体エアロゾル基材（１１０）を含む消耗品（１００）と、を含み、消耗品は、使用時に液体エアロゾル基材を加熱要素に供給するように適合されており、消耗品又は再利用可能部分はエアロゾル発生チャンバ（１２０、６２０）を含み、エアロゾル発生チャンバは、加熱要素を保持するように適合された加熱器クレードル（１６０）を含み、加熱器クレードルは、加熱要素を加熱器クレードルに受け入れるように適合された第１の開口部（１６１）と、使用時に液体エアロゾル基材を加熱器クレードルに吸い込むように適合された毛細管開口部（１６２）と、を含む、装置。

Description

本開示は、ユーザが吸入するエアロゾルを発生させる装置に、例えば電子タバコに関する。特に、本開示は、液体基材を加熱することによってエアロゾルが発生するエアロゾル発生装置に関する。

既知のエアロゾル発生装置は、ユーザが吸入するエアロゾル、即ち蒸気を発生させる為に、エアロゾル発生液体を加熱する加熱構成要素、即ち加熱器を使用することが多い。加熱構成要素は、典型的には、導体材料で作られ、これは、加熱構成要素の両端に電気エネルギが印加されたときに導体材料に電流が流れることを可能にする。電流が導体材料を流れると、導体材料の電気抵抗が熱を発生させる。このプロセスは一般に、抵抗加熱と呼ばれる。

液体基材を使用するエアロゾル発生装置では、液体基材は消耗する為、定期的にエアロゾル発生装置に供給しなければならない。これは、典型的には、液体基材を収容する消耗品を供給することによって行われる。

既知の一タイプの消耗品は液体基材と加熱要素の両方を含む為、液体基材は、エアロゾルの発生に使用される際に消耗品の内部にとどまることが可能である。例えば、このことの利点として、液体基材は、電源（例えばバッテリ）等の、エアロゾル発生装置の再利用可能構成要素から遠ざけられており、再利用可能構成要素は、エアロゾル発生装置のうちの、消耗品と連携するように構成された再利用可能部分に設けられている。従って、消耗品の交換時には加熱要素も交換される。

そのような高性能の加熱要素の製造は複雑又は高コストになる場合がある為、消耗品の交換時にそのような加熱要素を使い捨てるのは避けたいところである。そこで本発明の目的は、加熱要素が再利用可能である、メッシュ型加熱要素を有するエアロゾル発生装置を提供することである。

第１の態様によれば、本開示は、液体エアロゾル基材を加熱することによってエアロゾルを発生させるエアロゾル発生装置を提供し、この装置は、加熱要素を含む再利用可能部分と、液体エアロゾル基材を含む消耗品と、を含み、消耗品は、使用時に液体エアロゾル基材を加熱要素に供給するように適合されている。

加熱要素を含む、エアロゾル発生装置の再利用可能部分を備えることにより、加熱要素は、複数の消耗品とともに使用されて、その寿命にわたって、増量されたエアロゾルを発生させることが可能である。

更に、再利用可能部分又は消耗品はエアロゾル発生チャンバを含み、エアロゾル発生チャンバは、加熱要素を保持するように適合された加熱器クレードルを含み、加熱器クレードルは、加熱要素を加熱器クレードルに受け入れるように適合された第１の開口部と、使用時に液体エアロゾル基材を加熱器クレードルに吸い込むように適合された毛細管開口部と、を含む。

毛細管開口部を有する加熱器クレードルを備えることにより、加熱要素への液体基材の供給を制御する構造が実現可能である。

任意選択で、加熱要素は、使用時に毛細管作用によって液体を加熱要素内に運ぶように構成された、導電性繊維のメッシュを含む。

液体を毛細管で運ぶことが可能な加熱要素を備えることにより、エアロゾル発生装置を簡略化できる。更に、メッシュの、液体エアロゾル基材に接触する表面積を大きくすることによって、加熱効率を高めることが可能である。

任意選択で、再利用可能部分は更に、加熱要素に接続された電源を含む。

任意選択で、第１の実施形態では、消耗品はエアロゾル発生チャンバを含み、エアロゾル発生チャンバは液体エアロゾル基材を収容し、消耗品開口部が、加熱要素をエアロゾル発生チャンバに受け入れるように適合されており、再利用可能部分は、エアロゾル発生チャンバ内で加熱要素を位置決めするように構成されたロード機構を含む。

使用時に加熱要素をそのエアロゾル発生チャンバに受け入れることが可能な消耗品を備えることにより、エアロゾル発生装置の他の再利用可能構成要素から離れている消耗品の中に液体基材を保管することの利点を保持したまま、加熱要素を使用して複数の消耗品からエアロゾルを発生させることが可能である。

任意選択で、ロード機構は、開位置と閉位置との間で動くように適合されており、ロード機構は、開位置において、消耗品を受けて保持するように構成されており、ロード機構と加熱要素は、ロード機構が開位置から閉位置に動いたときに加熱要素が消耗品開口部を通り抜けるように、相対的に配置されている。

ロード機構を動作させたときに加熱要素が消耗品開口部を通り抜けるように配置されたロード機構を備えることにより、加熱要素は、エアロゾルを発生させる為にエアロゾル発生チャンバ内でより効果的に位置決めされることが可能である。

任意選択で、ロード機構は、消耗品上の対応する要素と係合するように適合された位置決め要素を含み、これによって、消耗品は加熱要素を受けるように位置合わせされる。

位置決め要素を備えることにより、エアロゾル発生装置の正しくない操作によって消耗品及び／又は加熱要素が損傷する可能性が低減される。

任意選択で、消耗品開口部は消耗品シールを含む。

消耗品開口部上にシールを備えることにより、消耗品開口部がエアロゾル発生の為の加熱要素の位置決めに使用されていないときに液体エアロゾル基材が消耗品開口部から漏れることが抑えられる。

任意選択で、加熱要素は、加熱要素が消耗品開口部を通り抜けるときに消耗品シールを破るように適合された強固な先端部を含む。

加熱要素上に強固な先端部を備えることにより、加熱要素の導電性繊維のメッシュに使用可能な材料を制限することなく、消耗品シールの強度を高めることが可能である。

任意選択で、消耗品シールは、消耗品開口部を再封止するように構成されたエラストマを含む。

エラストマシールを備えることにより、加熱要素がエアロゾル発生チャンバに入った後に液体エアロゾル基材が消耗品開口部から漏れることが抑えられる。

任意選択で、加熱要素は、加熱要素がエアロゾル発生チャンバ内にあるときに消耗品開口部を閉じるように適合された閉鎖部を含む。

加熱要素上に閉鎖部を備えることにより、加熱要素がエアロゾル発生チャンバに入った後に液体エアロゾル基材が消耗品開口部から漏れることが抑えられる。

任意選択で、第１の開口部は毛細管開口部である。

加熱要素を毛細管開口部に通して加熱器クレードル内まで動かすことにより、エアロゾル発生チャンバ内での加熱器クレードルの配置のされ方を制限することなく、加熱要素への液体基材の供給を加熱器クレードル内で制御することが可能である。

任意選択で、第１の開口部は消耗品開口部であり、加熱要素は、加熱要素が消耗品開口部を通り抜けるときに毛細管開口部の毛細管シールを破るように適合された強固な先端部を含む。

第１の開口部を消耗品開口部と組み合わせることにより、加熱要素が、加熱器クレードルに入る前に、エアロゾル発生チャンバに収容されている液体基材を通り抜けることが不要になる。

任意選択で、消耗品は、加熱要素がエアロゾル発生チャンバ内にあるときに加熱要素に電力を供給するように適合された複数の電気接点を含み、再利用可能部分は、消耗品に電力を供給するように適合された複数の電気接点を含む。

消耗品を通して加熱要素に電力を供給することにより、再利用可能部分から消耗品開口部を通り抜けて加熱要素に達する直接の電気接点を有することが不要になる。これにより、安全性及び信頼性を高めることが可能であり、これは例えば、電気接点を液体エアロゾル基材から離したままにすることによって可能である。

任意選択で、再利用可能部分は、加熱要素がエアロゾル発生チャンバ内にあるときに加熱要素に電力を直接供給するように適合された複数の電気接点を含む。

再利用可能部分から加熱要素に電力を直接供給することにより、消耗品は、電気接点を全く必要とせずにシンプルなままであることが可能である。

任意選択で、第２の実施形態では、再利用可能部分は更に、エアロゾル発生チャンバを含み、加熱要素はエアロゾル発生チャンバ内に配置されており、再利用可能部分は、液体エアロゾル基材を消耗品からエアロゾル発生チャンバに受け入れるように適合されている。

液体基材を消耗品から再利用可能部分に受け入れることにより、加熱要素を複数の消耗品とともに使用することが可能であり、それによって、加熱要素の寿命の間に発生するエアロゾルの総量を増やすことが可能である。

任意選択で、再利用可能部分は、液体エアロゾル基材をエアロゾル発生チャンバ内に押し込む為に、消耗品を加圧するように構成されている。

消耗品を加圧することにより、消耗品は、可能な限り封止されたままであることが可能である。より具体的には、消耗品の内部の圧力を均一にする機構を備えることを必要とせずに、液体エアロゾル基材を消耗品から押し出すことが可能である。

任意選択で、消耗品は、液体エアロゾル基材の為の毛細管吸い上げスポット又は出口を含む。

消耗品上に毛細管吸い上げスポット又は出口を備えることにより、液体基材が方向付けられる為、消耗品を加圧するまで消耗品を再利用可能部分内で封止することが不要である。

任意選択で、再利用可能部分は、消耗品に穴を開けるように配置された穴開け要素を含む。

再利用可能部分に穴開け要素を備えることにより、エアロゾル発生装置での消耗品の使われ方を簡略化することが可能であり、ユーザのミスによる液体エアロゾル基材の無駄な損失を減らすことが可能である。

任意選択で、消耗品は空気用入口を含む。

空気用入口を備えることにより、消耗品内の圧力を一定に保つことが可能であり、消耗品を変形させることなく液体エアロゾル基材を再利用可能部分内のエアロゾル発生チャンバ内に移すことが可能である。

任意選択で、再利用可能部分は、液体エアロゾル基材をエアロゾル発生チャンバ内に押し込む為に、空気を消耗品内に押し込むように適合されている。

消耗品内に空気を押し込むように再利用可能部分を適合させることにより、液体エアロゾル基材を消耗品からエアロゾル発生チャンバに移すことを、消耗品を変形させることなく再利用可能部分によって制御することが可能である。

任意選択で、加熱要素は再利用可能部分から取り外し可能である。

加熱要素が取り外し可能であることにより、加熱要素は交換可能であり、例えば、液体エアロゾル基材を加熱して発生した残留物が徐々に蓄積したことによって加熱要素の効果が低下した場合には加熱要素を交換してよい。しかしながら、液体エアロゾル基材を使い切ったときに必ず消耗品と一緒に加熱要素を交換しなければならないわけではない。

任意選択で、エアロゾル発生装置は、自己洗浄を実施するように構成された制御回路を含み、制御回路は、加熱要素上の残留物を熱分解する為に、加熱要素を所定の期間にわたって所定の大電力で駆動する。

自己洗浄を実施することにより、加熱要素の寿命を伸ばすことができ、加熱要素及び／又は再利用可能部分全体の交換が不要になる可能性がある。

ここからは、図面を参照しながら本発明の実施形態を例示的に説明する。図面は以下のとおりである。

第１の実施形態による消耗品の概略断面図である。 消耗品の第１の側面の概略図である。 消耗品の第２の側面の概略図である。 第１の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分の概略図である。 第１の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略図である。 エアロゾル発生装置の概略断面図である。 第２の実施形態による消耗品の概略断面図である。 第２の実施形態によるエアロゾル発生装置の一部の概略断面図である。 第２の実施形態によるエアロゾル発生装置の、図４Ｂに示した平面４Ｃにおける概略断面図である。 第２の実施形態によるエアロゾル発生装置の、図４Ｂに示した平面４Ｄにおける概略断面図である。 第２の実施形態の修正形態の概略断面図である。 第２の実施形態の修正形態の概略断面図である。 第２の実施形態の修正形態の概略断面図である。 第３の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分の概略図である。 第３の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略断面図である。 第４の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分の概略図である。 第４の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略断面図である。

図面では、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を使用して、図面ごとに相対的に回転する視点を示す。このような軸のラベル付けには、実施形態の設計に関してそれ以上の意味はない。

図１Ａは、第１の実施形態による消耗品の概略断面図である。消耗品１００は、エアロゾル発生チャンバ１２０に収容される液体エアロゾル基材１１０を含む。液体エアロゾル基材１１０は、例えば、エアロゾル化剤及び風味剤又は薬剤を含んでよい。

この実施形態では、消耗品１００はほぼ直方体であり、エアロゾル発生チャンバも直方体である。但し、これはシンプルな一例に過ぎず、消耗品１００の外形、及びエアロゾル発生チャンバには任意の適切な形状が使用されてよい。例えば、消耗品はほぼ円筒形であってよい。

図１Ｂは、消耗品の外形の第１の側面１３１に面した視点から見た消耗品の概略図である。図１Ｂに示すように、第１の側面１３１は消耗品開口部１４０を含む。消耗品開口部１４０は、加熱要素（後述）の全体又は一部をエアロゾル発生チャンバ１２０内に受け入れるように適合されている。

この実施形態では、消耗品開口部１４０は、スロット又はキー溝の形態である。より一般的には、消耗品開口部１４０は、加熱要素（後述）が通り抜けるのに十分な大きさと適切な形状でなければならない。

この実施形態では、消耗品開口部１４０は、破れやすいシール（消耗品シール１４１）を含む。シール１４１は、液体エアロゾル基材が消耗品１００から漏れ出すのを防ぎ、使用時には、破れることによって、加熱要素の全体又は一部が消耗品開口部１４０を通り抜けることを可能にしてよい。

シール１４１は、（例えば、加熱要素が消耗品開口部を通り抜けた後に）消耗品開口部を再封止するように構成されてよい。これの利点は、消耗品１００が消耗品開口部１４０から漏れないことであり、エアロゾル発生装置でのエアロゾル発生に消耗品が使用されている間であっても漏れないことである。この再封止は、シール１４１を２つのエラストマストリップ（例えばゴムストリップ）から形成することによって実施可能であり、これらのストリップは、押し開かれて封止を破ることが可能であり、その後、それぞれの元の封止位置に戻る。

この実施形態では、第１の側面１３１は、直方体の消耗品１００の長い側面である。但し、より一般的には、消耗品開口部１４０は、加熱要素（後述）を受けるように配置可能な任意の面にあってよい。例えば、消耗品が円筒形の場合には、消耗品開口部１４０は曲面にあってよく、或いは平らな端部の一方にあってよい。

更に図１Ｂでは、消耗品の外形に第２の側面１３２及び第３の側面１３３がラベル付けされている。消耗品の図示の直方体の例では、第２の側面１３２及び第３の側面１３３は第１の側面１３１に隣接している。しかしながら、これは必須というわけではない。例えば、消耗品が円筒形の場合には、第１、第２、及び第３の側面１３１、１３２、１３３は、曲面のうちの別々の領域であってよく、或いは、円筒形の曲面と平らな面の組み合わせであってよい。

第２の側面１３２及び第３の側面１３３のそれぞれの上に２つの位置決め要素１５０が示されており、これらは、エアロゾル発生装置の再利用可能部分にあるロード機構（後述）と係合するように適合されている。位置決め要素は、例えば、フランジ、くぼみ、又は突起のような物理構造であってよく、或いは、消耗品に取り付けたり埋め込んだりできる他の係合手段（磁石等）であってよい。一具体例では、位置決め要素１５０は、長手方向のリッジ又は溝であってよい。ロード機構と確実に係合する為には、消耗品の２つの異なる側面１３２、１３３の上に２ペアの位置決め要素１５０を使用することが有利である。しかしながら、消耗品のいずれかの側面に１つ以上の位置決め要素１５０があれば、ロード機構との係合は可能である。更に、幾つかの実施形態では、特定の位置決め要素１５０はなくてもよく、例えば、エアロゾル発生装置が消耗品の外面を保持するように全体的に適合されている場合にはなくてもよい。

図１Ｃは、消耗品の第３の側面１３３の概略図であり、この実施形態での位置決め要素１５０の配置を示している。

図２は、第１の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分の概略図である。図３Ａは、再利用可能部分を前述の消耗品と一緒に含む、第１の実施形態によるエアロゾル発生装置の概略図である。図３Ｂは、エアロゾル発生装置の概略断面図である。これらについては後でまとめて説明するので、ここでの繰り返しは避ける。

再利用可能部分２００は、加熱要素２１０及びロード機構２２０を含む。

ロード機構２２０は、加熱要素２１０がエアロゾル発生チャンバ１２０内に配置されるように消耗品１００の動きを制御するように構成されている。

より具体的には、ロード機構２２０は、（図２に示すような）開位置と（図３Ａに示すような）閉位置との間で動くように適合されてよい。ロード機構２２０が消耗品１００を保持していて、ロード機構２２０が開位置から閉位置まで動くときに、加熱要素２１０が消耗品開口部１４０を通り抜けるように、ロード機構２２０が加熱要素２１０に対して配置されている。

図示の例では、開位置と閉位置との間の動きを制御する為にヒンジ２２２が設けられている。この配置では、消耗品１００は動かされると回転し、これは、加熱要素２１０がエアロゾル発生チャンバ１２０に入ることを可能にするように消耗品開口部１４０が設計されていると考えられたい。代替として、開位置と閉位置との間の動きは、１つ以上の直線レールでガイドされる非回転運動であってよい。この代替配置の場合には、消耗品開口部１４０のサイズは、加熱要素２１０の長さと一致するように最小化されてよい。

ロード機構２２０は、消耗品１００の運動を制御する為に、開位置において消耗品１００を受けて保持するように構成されている。更に、ロード機構２２０は、消耗品開口部１４０と加熱要素２１０の位置を合わせることを確実に行うように構成されてよい。より具体的には、ロード機構は、消耗品１００の位置決め要素１５０のそれぞれに対応する位置決め要素２２１を含んでよく、各位置決め要素２２１は、対応する位置決め要素１５０と係合するように適合されている。例えば、図３Ａに示すように、位置決め要素２２１及び１５０はインタロック構造であってよい。代替として、ロード機構２２０の位置決め要素２２１は、例えば、消耗品１００の位置決め要素１５０と同様の磁石であってよい。

更に、この実施形態では、再利用可能部分２００は更に、加熱要素２１０に接続された電源２３０を含む。電源２３０は、例えばバッテリであってよい。再利用可能部分２００は更に、加熱要素に対して電源を制御する制御回路（図示せず）を含んでよい。制御回路は、ボタン又はスライダ等のユーザインタフェースを含んでよい。更に、電源は充電可能であってよく、制御回路は、電源２３０を充電する電力を供給する為のインタフェース（例えばＵＳＢインタフェース）を再利用可能部分２００の外面に含んでよい。

この実施形態では、エアロゾル発生装置の再利用可能部分２００は、ユーザの手で保持されるように適合されており、組み立てられたエアロゾル発生装置によって発生するエアロゾルをユーザが吸入する為のマウスピース２４０を含む。

加熱要素２１０は、様々な形状（例えばコイルワイヤ状）に成形された金属ワイヤ又は繊維メッシュアレイであってよい。そのような実施形態では、使用時に、加熱要素は、典型的には、毛細管吸い上げ要素に接触又は近接しており、毛細管吸い上げ要素は、気化されるエアロゾル発生液体を装置内のリザーバ又はサプライから吸い込む。毛細管吸い上げ要素は、一般に、毛細管作用によって液体サプライから液体が吸い込まれるようにする繊維質又は多孔質の構造を有する。

幾つかの加熱要素、具体的には、繊維メッシュアレイ加熱器は、加熱機能と毛細管吸い上げ機能とを組み合わせており、例えば、導電性多孔質材料のシートが毛細管作用によってエアロゾル発生液体をリザーバから加熱構成要素に吸い込み、このシートはまた、電気エネルギが通されると熱を発生させる。この導電性多孔質材料のシートは、加熱機能と毛細管吸い上げ機能とのシナジーを最適化するように成形可能である。

そのような実施形態では、加熱要素は、使用時に毛細管作用によって液体を加熱要素内に運ぶように構成された、導電性繊維のメッシュ２１１を含む。典型的な一例では、加熱要素は、幅が約７．５～８ｍｍ、奥行が約１．５～２ｍｍ、長さが約３０ｍｍである。メッシュ２１１は、加熱要素２１０への毛細管吸い上げ機能を備え、導電性繊維の繊維シートを含む。この繊維シートは、例えば、方形波配列又は蛇行配列で成形されてよい。当然のことながら、繊維シートは織布であるが、シートは不織布又は導電性繊維束として提供されてもよい。方形波配列を形成する為に、メッシュ２１１に複数のスロットが設けられてよい。

加熱要素２１０は更に、第１の接点２１２及び第２の接点２１３を含む。使用時には、抵抗加熱を行う為に、メッシュ２１１を通して第１の接点２１２と第２の接点２１３との間で電力が駆動される。この実施形態では、第１の接点２１２及び第２の接点２１３はまた、メッシュ２１１を保持する第１及び第２の支持物として配置される。使用時には、電力は、電源２３０から第１及び第２の支持物を通ってメッシュ２１１に供給される。

加熱要素２１０は更に、消耗品１００の消耗品シール１４１を破るように適合された強固な先端部２１４を含む。これにより、加熱要素２１０は、メッシュ２１１をシール１４１を破るほどの強度であるように適合させることを必要とせずに、消耗品１００の消耗品開口部１４０を通り抜けることが可能になり、従って、メッシュ２１１をその毛細管吸い上げ機能及び加熱機能に関して最適化してよい。強固な先端部２１４は、例えば、材料（例えば金属）のソリッドブレードであってよく、或いは、メッシュ２１１のうちの特に強固な部分、太い部分、又は高密度な部分であってよい。代替として、強固な先端部は、メッシュ２１１の広がりの両側にある２つのブレードの層状配列であってよい。好ましくは、強固な先端部２１４にメッシュ又はギャップを含めることにより、液体が強固な先端部２１４を通ってメッシュ２１１の本体内まで毛細管作用で吸い上げられることが可能なように、強固な先端部２１４が構成される。

加熱要素２１０は更に、加熱要素がエアロゾル発生チャンバ内にあるときに消耗品開口部を閉じるように適合された閉鎖部２１５を含む。閉鎖部２１５は、消耗品１００の消耗品シール１４１が再封止可能ではない場合に特に有利であるが、他の実施形態ではなくてもよい。ロード機構は、消耗品１００の第１の側面１３１を閉鎖部２１５に押し付けて封止を形成するように構成されてよい。閉鎖部２１５は、消耗品開口部１４０から漏れる液体エアロゾル基材があればこれを吸収するように構成された吸収体材料を含んでよい。そのような吸収体の例では、閉鎖部２１５は交換可能であってもよい。

図３Ａ及び３Ｂは、第１の実施形態の組み立て済みエアロゾル発生装置を示しており、これは、消耗品１００及び再利用可能部分２００を有し、エアロゾル発生チャンバ１２０内に加熱要素２１０が配置されている。

図３Ａに示すように、上述のように、消耗品１００の位置決め要素１５０は、ロード機構２２０の対応する位置決め要素２２１と係合する。更に、消耗品１００の第１の側面１３１が加熱要素２１０の閉鎖部２１５に寄りかかって、消耗品開口部１４０が閉鎖される。

図３Ａは断面でなくてもよい。これは、本発明によれば、消耗品１００は、エアロゾル発生装置の再利用可能部分２００内に完全に密封される必要がなく、再利用可能部分２００は図示のようにオープンであってもよい為である。代替として、再利用可能部分２００は、ロード機構２２０が閉位置にあるときに消耗品１００の周囲に密閉箱を形成してよい。

図３Ｂは、図３Ａと同じ視点からの、消耗品の断面を示している。図３Ｂでは、第１及び第２の接点２１２、２１３が消耗品開口部１４０を通り抜けて、エアロゾル発生チャンバ１２０内の液体エアロゾル基材１１０の中まで延びており、それによって、電力がメッシュ２１１に供給されて、エアロゾル発生チャンバ１２０内でエアロゾル又は蒸気が発生することが可能である。そして、発生したエアロゾルはマウスピース２４０に向かう。例えば、消耗品１００は、再利用可能部分２００を通ってマウスピース２４０につながるように配置された空気流管（図示せず）を含んでよく、空気流管は、発生したエアロゾル又は蒸気をメッシュ２１１から受けて、エアロゾル又は蒸気を空気と混合してマウスピース２４０に向けるように配置されている。

図４Ａ～４Ｄは、第２の実施形態によるエアロゾル発生装置の一部の概略断面図である。第２の実施形態は第１の実施形態と似ており、異なるのは、消耗品が加熱器クレードル１６０を含む点である。簡潔にする為に、図４Ａでは消耗品１００だけを示しており、図４Ｂ、４Ｃ、及び４Ｄでは再利用可能部分２００のほとんどを示していない。破線４Ｂ、４Ｃ、及び４Ｄは、図４Ｂ、４Ｃ、及び４Ｄの断面図のそれぞれにおける相対位置を示している。

図４Ａに示すように、加熱器クレードル１６０は、エアロゾル発生チャンバ１２０内にあって液体エアロゾル基材１１０に囲まれているエンクロージャである。加熱器クレードル１６０は内部に空気流チャネル１７０を含み、空気流チャネル１７０は、第１の開口部１６１及び毛細管開口部１６２を介してエアロゾル発生チャンバ１２０につながっている。第１の開口部は、消耗品開口部１４０と一直線に並んでおり、加熱要素２１０を加熱器クレードル１６０に受け入れるように適合されている。毛細管開口部１６２は、使用時に、液体エアロゾル基材１１０を加熱器クレードルに吸い込むように適合されている。

加熱器クレードル１６０は更に、第１のシール１６３及び毛細管シール１６４を含んでよく、これらは、エアロゾル発生装置内で消耗品１００が使用される前に液体エアロゾル基材１１０が空気流チャネル１７０に入るのを防ぐように配置されている。代替として、消耗品１００が使用される前に液体エアロゾル基材１１０が空気流チャネル１７０に入るのを防ぐ為に、第１の開口部１６１及び／又は毛細管開口部１６２が十分狭くてよく、或いは、空気流チャネル内の空気圧が十分高くてよい。

図４Ｂ、４Ｃ、及び４Ｄを参照すると、加熱器クレードルは、消耗品１００の第１の側面１３１に平行に、エアロゾル発生チャンバ１２０の内部長さに沿って延びている。この配置は、加熱器クレードル１６０が、エアロゾル発生チャンバ１２０の内壁と当たる各端部において支持されていることを意味しており、又、発生したエアロゾルを再利用可能部分２００のマウスピース２４０に供給する為に空気流チャネル１７０が消耗品１００の外とつながることが可能であることを意味している。

更に、第１の実施形態と同様に、加熱要素２１０の第１及び第２の接点２１２、２１３は、エアロゾル発生チャンバ１２０の中まで延びる。しかしながら、この実施形態では、毛細管吸い上げ要素２１１が空気流チャネル１７０内でエアロゾルを発生させることが可能なように、加熱器クレードル１６０が加熱要素を保持するように適合されている。これは、図４Ｂにおいてラベル付けされて、それぞれ図４Ｃ及び４Ｄに示されている断面４Ｃ及び４Ｄに示されている。

より具体的に、図４Ｃでは、第１の接点２１２が、消耗品開口部１４０、液体エアロゾル基材１１０、第１の開口部１６１、空気流チャネル１７０を通り抜けて毛細管開口部１６２内の途中まで延びている様子を示している。第１の接点２１２は、消耗品１００に入ってこの位置に達する為に、消耗品シール１４１、第１のシール１６３、及び毛細管シール１６４を破る。図４Ｃでは、シール１４１、１６３、及び１６４がないことを括弧で示している。

同様に、図４Ｄでは、メッシュ２１１が空気流チャネル１７０内に配置されて、第１の開口部１６１及び毛細管開口部１６２内の途中まで延びている様子を示している。この位置では、液体エアロゾル基材１１０が第１の開口部１６１及び毛細管開口部１６２からメッシュ２１１内に、第１の開口部１６１及び毛細管開口部１６２のサイズによって制御されるペースで吸い込まれることが可能である。強固な先端エッジ２１４（この例では図示せず）が、消耗品１００に入ってこの位置に達する為に、消耗品シール１４１、第１のシール１６３、及び毛細管シール１６４を破る。但し、消耗品シール１４１は、メッシュ２１１が消耗品開口部１４０を通り抜けた後に、自身を再封止することが可能である。図４Ｄでは、シール１６３及び１６４がないことを括弧で示している。

加熱器クレードル１６０を追加することにより、消耗品１００は、エアロゾルを取り出す空気流チャネル１７０と、メッシュ２１１への液体エアロゾル基材１１０の供給を制御する手段と、を同時に与えられている。これにより、エアロゾル発生の効率を高めることが可能である。

図５Ａ、５Ｂ、及び５Ｃは、第２の実施形態の例示的修正形態の概略断面図である。図５Ｃの修正形態は、図５Ａ及び５Ｂの修正形態のいずれかと組み合わされてよい。

図５Ａに示した消耗品は図４Ａの消耗品と似ているが、図５Ａの加熱器クレードル１６０には開口部が１つしかない。より具体的には、毛細管開口部１６２がなく、第１の開口部１６１は、毛細管開口部１６２の前述の機能を実施する。この修正形態の利点は、強固な先端エッジ２１４が毛細管吸い上げ作用を提供することを必要としないことであり、これは、強固な先端エッジ２１４が第１の開口部１６１を完全に通り抜ける為に、液体エアロゾル基材１１０がメッシュ２１１に達するのをブロックできないからである。また、この修正形態の更なる利点として、毛細管開口部１６２がなく、その分、加熱器クレードル１６０の体積が小さい為に、消耗品内の液体エアロゾル基材の容量が増える。

図５Ｂに示した消耗品は図４Ａの消耗品と似ており、異なるのは、加熱器クレードル１６０が消耗品開口部１４０に直接つながっていて、第１の開口部１６１がない点である。この配置により、消耗品シール１４１は不要であり、閉鎖部２１５も省略可能である。これは、毛細管シール１６４が破られたとき、即ち、加熱要素２１０がエアロゾル発生チャンバ内に配置されたときだけ、液体エアロゾル基材１１０が空気流チャネル１７０に入ることが可能な為である。加熱要素２１０がエアロゾル発生チャンバから抜き取られるのは、通常は、液体エアロゾル基材１１０を使い切った後に限られる為、消耗品１００の通常の使用では、消耗品開口部１４０からの漏れの危険がある時点は存在しない。

図５Ｃに示したエアロゾル発生装置は図４Ｂのエアロゾル発生装置と似ているが、異なるのは、第１及び第２の電気接点が、消耗品に電力を供給するように適合された複数の電気接点に置き換えられている点である。例えば、消耗品１００と再利用可能部分２００との間に別個の電気的インタフェース１７０、２７０が設けられてよい。更に、消耗品１００は、加熱要素がエアロゾル発生チャンバ内にあるときに加熱要素に電力を供給するように適合された複数の電気接点を含む。例えば、加熱要素２１０が消耗品１００の内部に配置されているときには、電力が加熱器クレードル１６０経由でメッシュ２１１に供給されてよい。第１及び第２の支持物２１２、２１３はここでも存在するが、電気的接続を提供する必要はない。この修正形態は、電気接点が消耗品開口部１４０又は液体エアロゾル基材１１０を通り抜けて延びる必要がもはやない為、安全性及び信頼性を高めることが可能である。

図６Ａ及び６Ｂは、第３の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分２００及び消耗品１００の概略図である。第３の実施形態のロード機構２２０、電源２３０、及びマウスピース２４０は第１又は第２の実施形態と同じであってよい為、前述の実施形態と違う点についてのみ詳細に説明する。

第３の実施形態の、前述の実施形態との原理的な違いは、加熱要素６１０がエアロゾル発生チャンバ６２０内に配置されていて、エアロゾル発生チャンバ６２０が消耗品１００ではなく再利用可能部分２００の一部であることである。従って、この実施形態では、加熱要素６１０は、消耗品１００と直接には係合しない。

前述の実施形態と同様に、加熱要素６１０は、メッシュ２１１と、第１及び第２の電気接点２１２、２１３と、を含む。但し、第３の実施形態では加熱要素が固定されている為、強固な先端部２１４及び閉鎖部２１５は省略可能である。更に、第３の実施形態では、メッシュ２１１はエアロゾル発生チャンバ６２０の２つの端部の間を延びるだけでよい為、支持物２１２、２１３は、エアロゾル発生チャンバ６２０の内面上のシンプルな電気的接続に置き換えられてよい。

加熱要素６１０が液体エアロゾル基材１１０を加熱することを可能にする為に、再利用可能部分２００は、液体エアロゾル基材１１０を消耗品１１０からエアロゾル発生チャンバ６２０に受け入れるように適合されている。より具体的には、再利用可能部分２００は基材チャネル６３０を含み、基材チャネル６３０は、消耗品１００をエアロゾル発生チャンバ６２０につなぐことと、液体エアロゾル基材１１０が消耗品１００からエアロゾル発生チャンバ６２０に流れることを可能にすることと、を行うように配置されている。

加熱要素６１０は更に、メッシュ２１１への液体エアロゾル基材１１０の供給の制御を支援する為に、前述のような加熱器クレードル１６０を含んでよい。

消耗品１００は、前述の実施形態に関して説明した消耗品であってよい。しかしながら、消耗品１００は、第３の実施形態に関してはそれほど複雑でなくてよく、ケーシングに収容された液体エアロゾル基材１１０を含むだけでよい。

図６Ａに示すように、基材チャネル６３０は、消耗品１００とエアロゾル発生チャンバ６２０との間の流体連通を形成する為に、消耗品１００に穴を開けるように配置された穴開け要素６３１を含んでよい。穴開け要素６３１は、基材チャネル６３０と一体化されている必要はなく、その代わりに、例えば、ロード機構２２０の一部であってよい。追加又は代替として、消耗品１００はその外面に、液体エアロゾル基材１１０をエアロゾル発生チャンバ６２０内に移すことを促進する為の毛細管吸い上げスポット、弁、又は出口を含んでよい。

更に、再利用可能部分２００は加圧要素６４０を含み、加圧要素６４０は、液体エアロゾル基材１１０をエアロゾル発生チャンバ６２０内へ押し出す為に消耗品１００を加圧するように構成されている。図６Ａに示すように、加圧要素６４０は、１つ以上のばね６４１の上にマウントされたプレートのようにシンプルであってよい。ロード機構２２０は、消耗品１００にかかる圧力に対する反力を提供することが可能なように、ロック要素（例えばラッチ）を含んでよい。このようにして圧力をかけることにより、エアロゾル発生装置は、消耗品１００がほぼ空になるまで、液体エアロゾル基材１１０を消耗品１００からエアロゾル発生チャンバ６２０に確実に移すことが可能である。

図７Ａ及び７Ｂは、第４の実施形態によるエアロゾル発生装置の再利用可能部分の概略図である。第４の実施形態は第３の実施形態と似ており、異なるのは、液体エアロゾル基材１１０を消耗品１００からエアロゾル発生チャンバ６２０に移すアプローチである。

第４の実施形態では、再利用可能部分２００は、空気が消耗品１００に入ることを可能にする空気チャネル７１０を含む。空気チャネル７１０は、消耗品１００に入口１８０を作成する穴開け要素７１１を含んでよく、これにより、空気が消耗品１００に入って液体エアロゾル基材１１０に取って代わり、消耗品１００内の圧力を均一にすることが可能になる。従って、加圧要素６４０を必要とせずに液体エアロゾル基材１１０を基材チャネル６３０からエアロゾル発生チャンバ６２０内へ移すことが可能である。消耗品１００が空気用入口１８０を（例えば一方向弁の形態で）最初から含む幾つかの実施形態では、穴開け要素７１１は省略可能である。

空気チャネル７１０は更に、液体エアロゾル基材１１０をエアロゾル発生チャンバ６２０内に押し込む為に、空気を消耗品１００内に押し込むように適合されてよい。例えば、空気チャネル７１０はポンプ７２０を含んでよい。

追加又は代替として、第３及び第４の実施形態のいずれかの基材チャネル６３０にポンプが含まれてよい。

エアロゾル発生装置内のリソースの無駄な損失を減らす為に、更なる修正形態が可能である。

上述の実施形態では、加熱要素２１０、６１０は、複数の消耗品１００とともに使用されるように保持される。しかしながら、加熱要素２１０、６１０の寿命は、再利用可能部分よりは限られている場合がある。再利用可能部分２００全体の交換が必要になることを避ける為に、加熱要素２１０、６１０全体又はメッシュ２１１が再利用可能部分２００から取り外し可能であってよい。この構成により、消耗品１００は頻繁に交換されてよく、加熱要素２１０、６１０はそれより低頻度で交換されてよく、これに対して再利用可能部分２００の残り部分は、再利用可能部分２００の全寿命にわたって使用される。

更に、加熱要素２１０、６１０の交換が必要になる一般的な理由の１つとして、加熱要素２１０、６１０には液体エアロゾル基材１１０の加熱による残留物が徐々に蓄積する。この残留物によって、メッシュ２１１の表面積が減少し、且つ／又は加熱要素２１０、６１０の加熱効率が低下する。加熱要素２１０、６１０の交換が必要になることを遅らせるか又はなくす為に、加熱要素２１０、６１０を自己洗浄モードで駆動するように構成された制御回路をエアロゾル発生装置に装備してよい。例えば、加熱要素２１０、６１０は、所定の期間にわたって最大電力又は所定の大電力で駆動されてよい。加熱要素２１０、６１０を大電力駆動することにより、加熱要素は、通常のエアロゾル発生動作中より高い温度に達することが可能であり、残留物を熱分解するか又は他の形で残留物を加熱要素から除去するのに十分な高温になることが可能である。そして残留物は、マウスピースを通る空気流中に吸い出されるか、又はエアロゾル発生装置から洗い落とされることが可能である。

上述の実施形態では、加熱要素は、使用時に毛細管作用によって液体を加熱要素内に運ぶように構成された、導電性繊維のメッシュを含む。しかしながら、これは、本発明の場合には一般的に必須というわけではない。毛細管吸い上げ機能を提供できるメッシュの一代替として、加熱要素２１０は他の任意のタイプの加熱要素を含んでよい。

加熱要素は、液体エアロゾル基材に熱を供給する為のシンプルな加熱面を含んでよく、例えば、セラミック加熱要素、金属プレート、及び／又は平面抵抗トラックを使用して熱を供給する加熱面を含んでよい。これは、液体エアロゾル基材を加熱面に引き寄せる為の別個の毛細管吸い上げ要素又は他の流れチャネルと組み合わされてよい。

更に、より複雑な加熱要素が使用されてよく、例えば、液体エアロゾル基材に熱を供給するように構成されたサセプタから離れている誘導加熱要素が使用されてよい。

更にまた、加熱要素は電気加熱要素でなくてもよい。その代わりに、加熱要素は、例えば、燃料を燃やすような化学反応を用いて熱を供給してよい。

Claims (15)

1. 液体エアロゾル基材を加熱することによってエアロゾルを発生させるエアロゾル発生装置であって、
   加熱要素を含む再利用可能部分と、
   前記液体エアロゾル基材を含む消耗品と、
   を含み、
   前記消耗品は、使用時に前記液体エアロゾル基材を前記加熱要素に供給するように適合されており、
   前記消耗品又は前記再利用可能部分はエアロゾル発生チャンバを含み、前記エアロゾル発生チャンバは、前記加熱要素を保持するように適合された加熱器クレードルを含み、前記加熱器クレードルは、前記加熱要素を前記加熱器クレードルに受け入れるように適合された第１の開口部と、使用時に前記液体エアロゾル基材を前記加熱器クレードルに吸い込むように適合された毛細管開口部と、を含む、
   エアロゾル発生装置。
2. 前記再利用可能部分は、前記加熱要素に接続された電源を更に含む、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 前記消耗品は前記エアロゾル発生チャンバを含み、前記エアロゾル発生チャンバは前記液体エアロゾル基材を収容し、消耗品開口部が、前記加熱要素を前記エアロゾル発生チャンバに受け入れるように適合されており、
   前記再利用可能部分は、前記エアロゾル発生チャンバ内で前記加熱要素を位置決めするように構成されたロード機構を含む、
   請求項１又は請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
4. 前記ロード機構は、開位置と閉位置との間で動くように適合されており、
   前記ロード機構は、前記開位置において、前記消耗品を受けて保持するように構成されており、
   前記ロード機構と前記加熱要素は、前記ロード機構が前記開位置から前記閉位置に動いたときに前記加熱要素が前記消耗品開口部を通り抜けるように、相対的に配置されている、
   請求項３に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記ロード機構は、前記消耗品上の対応する要素と係合するように適合された位置決め要素を含み、これによって、前記消耗品は前記加熱要素を受けるように位置合わせされる、請求項４に記載のエアロゾル発生装置。
6. 前記消耗品開口部は消耗品シールを含む、請求項３～５のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記加熱要素は、前記加熱要素が前記消耗品開口部を通り抜けるときに前記消耗品シールを破るように適合された強固な先端部を含む、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記第１の開口部は前記毛細管開口部である、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
9. 前記再利用可能部分は前記エアロゾル発生チャンバを含み、
   前記加熱要素は前記エアロゾル発生チャンバ内に配置されており、
   前記再利用可能部分は、前記液体エアロゾル基材を前記消耗品から前記エアロゾル発生チャンバに受け入れるように適合されている、
   請求項１又は請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
10. 前記再利用可能部分は、前記液体エアロゾル基材を前記エアロゾル発生チャンバ内に押し込む為に、前記消耗品を加圧するように構成されている、請求項９に記載のエアロゾル発生装置。
11. 前記消耗品は、前記液体エアロゾル基材の為の毛細管吸い上げスポット又は出口を含む、請求項１０に記載のエアロゾル発生装置。
12. 前記再利用可能部分は、前記消耗品に穴を開けるように配置された穴開け要素を含む、請求項９～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
13. 前記消耗品は空気用入口を含む、請求項９～１２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
14. 前記再利用可能部分は、前記液体エアロゾル基材を前記エアロゾル発生チャンバ内に押し込む為に、空気を前記消耗品内に押し込むように適合されている、請求項１３に記載のエアロゾル発生装置。
15. 前記加熱要素は、使用時に毛細管作用によって液体を前記加熱要素内に運ぶように構成された、導電性繊維のメッシュを含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。

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