JP2023509194A - エアロゾル生成装置 - Google Patents

Abstract

【要約】エアロゾル生成装置であって、管状中空の少なくとも一部が吸引可能な材料Ａを収容するチャンバ（３１０）を形成する支持体（３１）と、支持体に配置された誘導コイル（３２）と、誘導コイルに電磁結合され、チャンバに収容された吸引可能な材料Ａを加熱し且つ加熱部（３３１）とベース部（３３２）を含むレセプター（３３）と、支持体内に設けられたセラミック固定台（３４）と、を備え、レセプターの加熱部は、当該セラミック固定台を貫通してチャンバ内に入り、ベース部をセラミック固定台に当接させてレセプターの固定と保持を実現する。当該エアロゾル生成装置では、セラミック固定台によって支持体においてレセプターを固定し、レセプター（３３）を貫通するようにセラミック固定台に当接させるだけでよく、組立が簡単であり、また、セラミック固定台は、レセプターで発生した熱が接触伝導を介して支持体に伝達されることを防ぐことができ、これによってレセプターを効果的に断熱することができる。【選択図】 図５

Description

本出願は、先行出願（出願番号２０２０２００３９６９７．４）の優先権、および先行出願（出願番号２０２０２０１３２７２５．７）の優先権を主張する。

本出願の実施例は、加熱式タバコの技術分野に関し、特に、エアロゾル生成装置に関する。

タバコ製品（タバコ、シガーなど）は、使用時にタバコ葉を燃焼させてタバコベイパーを発生させる。上記のようなタバコ葉を燃焼させる製品の代わりに、燃焼させずに化合物を放出する製品を作る試みがなされている。

このような製品の一例として、材料を燃焼させるのではなく、加熱することで化合物を放出する加熱装置が挙げられる。例えば、当該材料は、ニコチンを含むか含まないかを問わない非タバコ葉類製品やタバコ葉類製品であってもよい。公知の従来技術として、特許第２０１８２１５１８６１９．１号は、相互に結合された誘導コイルと誘導加熱板を用いて誘導発熱装置を形成する電磁誘導式の加熱装置を提案し、具体的には、誘導加熱板に孔を開け、固定台上の係合突起を誘導加熱板の孔に嵌合することにより誘導加熱板の取付や固定を実現する。

本出願の実施例は、従来技術の誘導式加熱装置における誘導加熱板の取付や固定の問題を解決するために、レセプターの固定や組立をより容易にするエアロゾル生成装置を提供することを旨とする。

本出願のエアロゾル生成装置は、吸引可能な材料を加熱してエアロゾルを発生させるために使用されており、
長さ方向に延びる管状を呈し、管状中空の少なくとも一部が吸引可能な材料を収容するためのチャンバを形成する支持体と、
前記支持体に配置され、変化する磁場を発生させるように構成された誘導コイルと、
変化する磁場が通ると発熱し、さらに前記チャンバ内に収容された吸引可能な材料を加熱するように構成され、且つ少なくとも一部が前記チャンバの軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状の加熱部、およびベース部を含むレセプターと、
前記チャンバに面する第１の側、および前記チャンバと反対する第２の側を含むセラミック固定台と、を備え、
前記加熱部は、前記第２の側から前記第１の側へ当該セラミック固定台を貫通して、少なくとも一部が前記チャンバ内に延び、前記ベース部は、前記セラミック固定台に当接して、支持体内での前記レセプターの移動を防止する。

より好ましい実施形態において、前記支持体内には、径方向に延びる仕切り部が設けられ、前記支持体の管状中空部は、軸方向に沿って前記仕切り部の対向する両側に位置する第１の部分と第２の部分に仕切られ、そのうち、
前記第１の部分は、吸引可能な材料を収容するための前記チャンバとして構成され、
前記レセプターのベース部は、前記第２の部分に収容される。

より好ましい実施形態において、前記セラミック固定台は、前記第２の部分内に設けられ、かつ前記仕切り部に当接する。

より好ましい実施形態において、前記レセプターは、支持体に接触しない。

より好ましい実施形態において、前記仕切り部は環状であり、
前記セラミック固定台は、支持体の軸方向に延びる柱状であり、かつ前記チャンバに近い第１のセクション、および前記チャンバから離れた第２のセクションを有し、前記第１のセクションは、第２のセクションの外径よりも小さい外径を有し、
前記第１のセクションは、少なくとも一部が前記仕切り部の環状中央孔に延び、前記第２のセクションは、前記仕切り部に当接する。

より好ましい実施形態において、前記第１のセクションのチャンバに対する面は、前記仕切り部のチャンバに対する面と同一平面上にある。

より好ましい実施形態において、前記第２の部分には、前記レセプターの温度を感知するための温度センサがさらに設けられ、
前記温度センサは、前記ベース部の前記チャンバから離れた側に配置されて前記ベース部に当接する。

より好ましい実施形態において、前記第２の部分には、前記温度センサをベース部に当接させるための弾性力を提供するように構成されたエラストマーがさらに設けられる。

より好ましい実施形態において、前記支持体の前記第２の部分に近い端部には、前記エラストマーを支持するためのエンドキャップが設けられる。

より好ましい実施形態において、前記温度センサは、細長い導電ピンをさらに含み、
前記エンドキャップには、前記導電ピンを支持体の外部に貫通させるための開口が設けられる。

より好ましい実施形態において、前記第２の部分内には、前記エラストマーを温度センサに当接させるために、前記エラストマーを弾性支持するように構成されたスプリングがさらに設けられる。

より好ましい実施形態において、前記スプリングは、スパイラル形状に構成され、かつ前記支持体の軸方向に沿って延び、
前記第２の部分には、支持体の軸方向に沿って前記エラストマーとスプリングの間に位置する支持ベースがさらに設けられ、前記エラストマーが当該支持ベースに保持され、
前記スプリングは、前記支持ベースに当接して前記エラストマーを弾性支持する。

より好ましい実施形態において、前記支持体内には、温度センサ、エラストマーおよびスプリングがさらに設けられ、そのうち、
前記温度センサは、前記ベース部の前記チャンバから離れた側に配置されて前記ベース部に当接し、且つ前記レセプターの温度を感知するために用いられ、
前記エラストマーは、前記温度センサをベース部に当接させるための弾性力を提供するように構成され、
前記スプリングは、前記エラストマーを温度センサに当接させるために、前記エラストマーを弾性支持するように構成される。

本出願のエアロゾル生成装置では、セラミック固定台によって支持体においてレセプターを固定し、レセプターを貫通するようにセラミック固定台に当接させるだけでよく、組立が簡単であり、また、セラミック固定台は、レセプターで発生した熱が接触伝導を介して支持体に伝達されることを防ぐことができ、これによってレセプターを効果的に断熱することができる。

１つ以上の実施例は、それに対応する図面によって例示されており、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、同じ参照数字番号を有する図面の素子は、類似の素子を示し、図面では、特に説明されていない限り、縮尺の限定を構成しない。

一実施例によって提供されるエアロゾル生成装置の構造を示す模式図である。 図１に示すエアロゾル生成装置の断面模式図である。 図２の加熱機構から見た時の立体構造を示す模式図である。 図３の加熱機構の断面模式図である。 図３の加熱機構の組立前の各部分の分解模式図である。 図５の加熱機構の組立前の各部分の断面模式図である。 別の実施例によって提供される加熱機構の断面模式図である。 図７の加熱機構の組立前の各部分の断面模式図である。

本出願の実施例の目的、技術的解決手段および利点をより明確にするために、以下は本出願の実施例の図面を参照しながら、本出願の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、なお、説明される実施例は、本出願の実施例の全てではなく、その一部に過ぎない。ここで説明される具体的な実施例は、本出願を解釈するためのものに過ぎず、本出願を限定するものではないことが理解され得る。本出願の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく得られた他の全ての実施例は、本出願の保護範囲に含まれる。

なお、ある素子が他の素子に「固定」されるように表現される場合、他の素子に直接存在してもよいし、それらの間に１つ以上の中央にある素子が存在してもよいと理解できる。ある素子が他の素子に「接続」されるように表現される場合、他の素子に直接接続されてもよいし、それらの間に１つ以上の中央にある素子が存在してもよいと理解できる。本明細書で使用される「垂直」、「水平」、「左」、「右」などの表現は、説明するためのみ使用される。

さらに、以下に説明する本出願の様々な実施例に係る技術的特徴は、それらの間に矛盾が生じない限り、互いに組み合わせることが可能である。

本出願の一実施例は、タバコなどの吸引可能な材料を燃焼させるのではなく加熱し、吸引可能な材料の少なくとも１つの成分を揮発または放出させて喫煙用のエアロゾルを形成するエアロゾル生成装置を提案する。

本出願の一実施例に係るエアロゾル生成装置の構造は図１および図２に示すように、装置全体がほぼ平たい円筒形状として構成され、エアロゾル生成装置の外部部材は、
ハウジング１０を含み、その内部が中空構造であり、さらに電磁誘導加熱などの必要な機能部品用の組立空間を形成する。

吸引可能な材料Ａは、ハウジング１０の上端の受入孔を介して、ハウジング１０内に着脱可能に収容することができる。

さらに図２を参照すると、ハウジング１０内には、電力を供給するための電気コア２０と、ハウジング１０に収容された吸引可能な材料Ａを電磁誘導によって加熱する加熱機構３０とが設けられる。

具体的には、図３から図５を参照すると、加熱機構３０は支持体３１、誘導コイル３２、レセプター３３、及びセラミック固定台３４を含む。

支持体３１は、全体として略管状を呈し、かつその内部空間の少なくとも一部が吸引可能な材料Ａを収容するためのチャンバ３１０として構成され、
支持体３１には誘導コイル３２が巻かれ、かつ誘導コイル３２の両端には、誘導コイル３２に電力を供給するための第１の導電部３２１および第２の導電部３２２がそれぞれ設けられ、当該第１の導電部３２１および第２の導電部３２２により、誘導コイル３２に交流電流を供給して、誘導コイル３２に交流磁場を発生させることができ、
さらに図４および図５に示す好ましい実施形態に基づき、誘導コイル３２はスパイラルコイルであり、かつその横断面の形状が方形であり、具体的には、図４に示すように、軸方向に沿った寸法は、径方向に沿った寸法よりも大きくなっている。

支持体３１内には、内面から径方向に沿って内向きに延在する仕切り部３１１を備え、当該仕切り部３１１は、支持体３１の管状中空部を上方に位置するチャンバ３１０と下方に位置する取付空間３２０とに仕切る。

さらに、支持体３１内には、誘導コイル３２に誘導結合されたレセプター３３が設けられ、このレセプター３３は、誘導コイル３２が発生する交流磁場が通ると発熱し、さらに、チャンバ３１０に収容された吸引可能な材料Ａを加熱するために使用される。具体的には、
レセプター３３は、チャンバ３１０の軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状の加熱部３３１と、レセプター３３を取付空間３２０に固定して取り付けるためのベース部３３２とを含み、図４および図５に示す好ましい実施形態において、ベース部３３２は加熱部３３１の横断面に沿って延び、かつ加熱部３３１よりも大きい外径寸法を有するため、レセプター３３を容易に固定することが可能となる。

セラミック固定台３４は、取付空間３２０に収容されて仕切り部３１１に当接し、図４および図５に示す好ましい実施形態によれば、セラミック固定台３４は、外径寸法が異なる２つの部分を有する略柱状であり、具体的には、比較的大きな寸法の第１のセクション３４２と、比較的小さな寸法の第２のセクション３４３と、第１のセクション３４２および第２のセクション３４３を軸方向に貫通する貫通孔３４１とを含み、図４に示す取付後の状態では、第２のセクション３４３は、仕切り部３１１の中央孔３１５に伸び込まれて、第１のセクション３４２の上端を仕切り部３１１に当接させ、貫通孔３４１は、レセプター３３の加熱部３３１を取付空間３２０からチャンバ３１０内に貫入するために用いられる。

セラミック固定台３４は、レセプター３３を効果的に断熱し、レセプター３３で発生した熱が接触伝導を介して直接支持体３１に伝達され、ポリマーや樹脂などからなる支持体３１が高温変形や破損するのを防止することができる。より好ましい実施形態において、セラミック固定台３４は、ジルコニアセラミックなどの比較的低い熱伝導率を有するセラミック材料から製造される。

図４および図６に示す好ましい実施形態において、セラミック固定台３４の第２のセクション３４３が仕切り部３１１の中央孔３１５に伸び込まれると、第２のセクション３４３の上面は、仕切り部３１１の上面と同一平面にあり、これによって、両者の高低差による凹状の隙間が形成されて、吸引可能な材料Ａから落下したタバコ葉のかすやエアロゾルの凝縮油が溜まりやすく、清掃しにくいことを回避することができる。

レセプター３３の加熱部がセラミック固定台３４の貫通孔３４１を貫通すると、ベース部３３２は、第１のセクション３４２の下面に当接して、レセプター３３を固定する。

さらに、取付空間３２０には、レセプター３３のベース部３３２の下に位置してベース部３３２に密着された温度センサ３５がさらに設けられ、レセプター３３の温度を感知して使用時の電力制御を容易にするために用いられる。

さらに、取付空間３２０には、温度センサ３５の下に取り付けられたシリコーンエラストマー３６が設けられ、温度センサ３５をレセプター３３のベース部３３２に密着できるようにし、温度センサ３５とレセプター３３との非密着による隙間が温度検出結果の精度に影響を与えることを回避するための弾性力を提供するために用いられる。さらに、図６に示す好ましい実施形態において、シリコーンエラストマー３６には、温度センサ３５に適合した凹部３６１が設けられ、温度センサ３５を当該凹部３６１内に保持することにより、安定した支持を提供する。

支持体３１の下端には、支持体３１の下端を密閉し、かつシリコーンエラストマー３６、温度センサ３５、セラミック固定台３４およびレセプター３３を、支持体３１の取付空間３２０内に安定して封入できるように支持するためのエンドキャップ３７がさらに設けられる。

図６に示す好ましい実施形態において、エンドキャップ３７には、取付空間３２０内に伸びる環状の壁３７１が設けられ、当該壁３７１の内部空間は収容空洞３７２を形成し、取付時にシリコーンエラストマー３６を当該収容空洞３７２に収容することでシリコーンエラストマー３６を支持する。

図５に示す好ましい実施形態において、エンドキャップ３７に設けられたスロット３７３と、支持体３１の外面に設けられたスロット３７３と適合する係合突起との係合により、エンドキャップ３７を支持体３１に接続して固定することができる。

図５に示す好ましい実施形態によれば、温度センサ３５は一般に、温度センサ３５に電力を供給し、および感知信号を送信するための細長い導電ピン３５１を有し、その後導電ピン３５１を回路基板に容易に接続するために、エンドキャップ３７には、その後導電ピン３５１をエンドキャップ３７の外部に貫通して回路基板への接続を容易にするための切欠３７４がさらに開設される。

本出願は、さらに好ましい加熱機構３０ａの実施例を提案し、図７～図８を参照すると、その構造は先の実施例と同様に、支持体３１ａ、誘導コイル３２ａ、レセプター３３ａ、セラミック固定台３４ａ、温度センサ３５ａ、シリコーンエラストマー３６ａ及びエンドキャップ３７ａを含む。

中空を有する略管状の支持体３１ａ内には、径方向に沿って内向きに延在する仕切り部３１１ａを備え、さらに支持体３１ａの内部中空を、上方に位置して吸引可能な材料Ａを収容するためのチャンバ３１０ａと、下方に位置して各部分を取り付けて保持するための取付空間とに仕切る。

支持体３１ａに巻かれた誘導コイル３２ａは、交流電流が供給されると交流磁場を発生させるために用いられる。

ブレード状のレセプター３３ａは、誘導コイル３２ａが発生する交流磁場に誘導結合され、さらに、交流磁場の誘導によって発熱し、吸引可能な材料Ａを加熱することができる。具体的には、構造的には加熱部３３１ａおよびベース部３３２ａを含み、加熱部３３１ａの少なくとも一部は、チャンバ３１０ａ内に延び、かつ吸引可能な材料Ａがチャンバ３１０ａ内に収容される時に吸引可能な材料Ａ内に挿入されて加熱し、ベース部３３２ａは、レセプター３３ａが確実に保持されるように、取付空間内に安定して保持される。

セラミック固定台３４ａは、レセプター３３ａが貫通した場合ベース部３３２ａに当接し、さらにレセプター３３ａを安定して保持するとともに、支持体３１ａをレセプター３３ａから分離させ、また、取付時に当該セラミック固定台３４ａ自体は支持体３１ａの仕切り部３１１ａに当接する。

温度センサ３５ａは、取り付けられた後ベース部３３２ａの下方に密着し、それによりレセプター３３ａの温度を感知する。

シリコーンエラストマー３６ａは、温度センサ３５ａの下方に取り付けられ、温度センサ３５ａがレセプター３３ａのベース部３３２ａに密着できるようにし、温度センサ３５ａとレセプター３３ａとの非密着による隙間が温度検出結果の精度に影響を与えることを回避するための弾性力を提供するために用いられる。

エンドキャップ３７ａは、支持体３１ａの下端の開口を密閉する。

さらに、シリコーンエラストマー３６ａは、使用時にレセプター３３ａの高温下に長時間存在し、一定の使用時間が経過すると劣化して破損し、温度センサ３５ａに対する弾性支持効果が失われるため、使用時にはシリコーンエラストマー３６ａを弾性支持するためのスプリング３８ａを取付空間に設けることで、この弾性支持力の作用でシリコーンエラストマー３６ａが劣化しても温度センサ３５ａとレセプター３３ａを密着させるようにする。

スプリング３８ａとシリコーンエラストマー３６ａの直接の弾性当接では安定した取付や実施が容易にならないことにより、補助構造において、シリコーンエラストマー３６ａとスプリング３８ａの間に位置する剛性のシリコーン支持ベース３６１ａが追加され、シリコーンエラストマー３６ａは当該シリコーン支持ベース３６１ａの上面に保持されるとともに、シリコーン支持ベース３６１ａの下面にスプリング３８ａが当接し、これにより、スプリングは当該シリコーン支持ベース３６１ａを介してシリコーンエラストマー３６ａを弾性支持する。

実施形態では、シリコーン支持ベース３６１ａおよびエンドキャップ３７ａには、スプリング３８ａの取付を容易にするためのポスト構造がそれぞれ対応して設けられ、スプリング３８ａは、支持体３１ａの軸方向に沿って延びるスパイラル形状であり、その両端は、対応するポストにそれぞれ嵌設され、かつシリコーン支持ベース３６１ａおよびエンドキャップ３７ａに当接して支持体３１ａ内に安定して取り付けられる。

図７および図８に示す好ましい実施形態において、補助温度センサ３５ａ、シリコーンエラストマー３６ａ、およびスプリング３８ａの取付を支援するために、取付空間には、さらに第１の固定部材３９１ａ、及び第２の固定部材３９２ａが設けられる。

温度センサ３５ａを制限して固定するための第１の固定部材３９１ａは、中空の環状を有し、温度センサ３５は、第１の固定部材３９１ａの環状中空内に収容されて、支持体３１ａの径方向への移動を防止する。

第２の固定部材３９２ａも略環状中空として構成され、セラミック固定台３４ａ、温度センサ３５ａ、第１の固定部材３９１ａ、シリコーンエラストマー３６ａは全てその環状中空内に収容・制限されている。

上記の明細書および図面は、本出願の好ましい実施例を説明したが、本出願は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載された実施例に限定されるものではなく、これらの実施例は、本出願の内容に対する追加の制限ではなく、本出願の開示内容をより完全かつ包括的に理解するために提供される。また、上記の各技術的特徴を互いに組み合わせて形成した、以上に記載されていない様々な実施例は、全て本出願の明細書の範囲内にあると考えられ、さらに、当業者は上記の説明に基づいて改良または変形を行うことができ、その全ての改良および変形は、本出願に添付された請求項の保護範囲に含まれるものとする。

Claims (13)

1. 吸引可能な材料を加熱してエアロゾルを発生させるためのエアロゾル生成装置であって、
   長さ方向に延びる管状を呈し、管状中空の少なくとも一部が吸引可能な材料を収容するためのチャンバを形成する支持体と、
   前記支持体に配置され、変化する磁場を発生させるように構成された誘導コイルと、
   変化する磁場が通ると発熱し、前記チャンバ内に収容された吸引可能な材料を加熱するように構成され、且つ少なくとも一部が前記チャンバの軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状の加熱部、および加熱部に接続されたベース部を含むレセプターと、
   前記チャンバに面する第１の側、および前記チャンバと反対する第２の側を含むセラミック固定台と、を備え、
   前記加熱部は、前記第２の側から前記第１の側へ当該セラミック固定台を貫通して、少なくとも一部が前記チャンバ内に延び、前記ベース部は、前記セラミック固定台に当接して、支持体内での前記レセプターの移動を防止することを特徴とする、エアロゾル生成装置。
2. 前記支持体内には、径方向に延びる仕切り部が設けられ、前記支持体の管状中空を、軸方向に沿って前記仕切り部の対向する両側に位置する第１の部分と第２の部分に仕切り、ここで、
   前記第１の部分は、吸引可能な材料を収容するための前記チャンバとして構成され、
   前記レセプターのベース部は、前記第２の部分に収容されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記セラミック固定台は、前記第２の部分内に設けられ、かつ前記仕切り部に当接することを特徴とする、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記レセプターは、支持体に接触しないことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記仕切り部は環状であり、
   前記セラミック固定台は、支持体の軸方向に延びる柱状であり、かつ前記チャンバに近い第１のセクション、および前記チャンバから離れた第２のセクションを有し、前記第１のセクションは、第２のセクションの外径よりも小さい外径を有し、
   前記第１のセクションは、少なくとも一部が前記仕切り部の環状中央孔に延び、前記第２のセクションは、前記仕切り部に当接することを特徴とする、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記第１のセクションのチャンバに対する面は、前記仕切り部のチャンバに対する面と同一平面上にあることを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記第２の部分には、前記レセプターの温度を感知するための温度センサがさらに設けられ、
   前記温度センサは、前記ベース部の前記チャンバから離れた側に配置されて前記ベース部に当接することを特徴とする、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記第２の部分には、前記温度センサをベース部に当接させるための弾性力を提供するように構成されたエラストマーがさらに設けられることを特徴とする、請求項７に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記支持体の前記第２の部分に近い端部には、前記エラストマーを支持するためのエンドキャップが設けられることを特徴とする、請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記温度センサは、細長い導電ピンをさらに含み、
    前記エンドキャップには、前記導電ピンを支持体の外部に貫通させるための開口が設けられることを特徴とする、請求項９に記載のエアロゾル生成装置。
11. 前記第２の部分には、前記エラストマーを温度センサに当接させるために、前記エラストマーを弾性支持するように構成されたスプリングがさらに設けられることを特徴とする、請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
12. 前記スプリングは、スパイラル形状に構成され、かつ前記支持体の軸方向に沿って延び、
    前記第２の部分には、支持体の軸方向に沿って前記エラストマーとスプリングの間に位置する支持ベースがさらに設けられ、前記エラストマーが当該支持ベースに保持され、
    前記スプリングは、前記支持ベースに当接して前記エラストマーを弾性支持することを特徴とする、請求項１１に記載のエアロゾル生成装置。
13. 前記支持体内には、温度センサ、エラストマーおよびスプリングがさらに設けられ、ここで、
    前記温度センサは、前記ベース部の前記チャンバから離れた側に配置されて前記ベース部に当接し、且つ前記レセプターの温度を感知するために用いられ、
    前記エラストマーは、前記温度センサをベース部に当接させるための弾性力を提供するように構成され、
    前記スプリングは、前記エラストマーを温度センサに当接させるために、前記エラストマーを弾性支持するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
    

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