JP2023526701A

JP2023526701A - 知能カートリッジ及び電子タバコ

Info

Publication number: JP2023526701A
Application number: JP2022513673A
Authority: JP
Inventors: ▲楊▼智勇
Original assignee: Shenzhen Okk Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Okk Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-23
Also published as: WO2022227634A1; CN112931942A

Abstract

本明細書は知能カートリッジ及び電子タバコを開示する。知能カートリッジは第１電源入力端、第２電源入力端、制御モジュール、スイッチモジュール、及び発熱体を含み、前記制御モジュールの第１入力端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、第２入力端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、出力端は前記スイッチモジュールの制御端と電気的に接続され、前記スイッチモジュール及び前記発熱体は前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間に直列され、前記スイッチモジュールは前記制御信号に応じて前記第１端及び前記第２端のオン／オフを行うように構成され、前記発熱体の第２端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記発熱体は前記知能カートリッジにおけるリキッドを加熱するように構成される。【選択図】図１

Description

本願は、２０２１年０４月２８日に中国専利局に提出された、出願番号が２０２１１０４６７５９７．０である中国特許出願の優先権を主張し、当該出願のすべての内容は引用により本願に援用される。
本願は電子タバコの技術分野に関し、例えば、知能（スマート）カートリッジ及び電子タバコに関する。

電子タバコは、葉巻を模倣した電子製品であり、葉巻と同じような外観、スモーク、味、及び感覚を有する。一般的に、電子タバコはタバコロッド及びカートリッジを含み、カートリッジ内にリキッドが注ぎ込まれており、カートリッジにおけるリキッドを加熱することにより、ニコチンなどを蒸気に変化させた後、使用者に吸引される。

電子タバコでは、カートリッジ及びタバコロッドは分離式構造であり、即ち、カートリッジ及びタバコロッドはいずれも独立したコンポーネントである。カートリッジとタバコロッドとの間は構造上の関連性のみを有し、タバコロッドにおいて異なるカートリッジが組み立てられる際に、異なるカートリッジに対して同じ方法で処理し、即ち、タバコロッドの異なるカートリッジに対する加熱温度は同じであり、異なるカートリッジにおいて、リキッドが異なる時のリキッドを加熱する温度も同じであるため、口当たりが悪くなり、電子タバコの使用に大きな影響を与える。

本願は、異なるカートリッジにマッチング加熱を行い、電子タバコの口当たりをよくするための、知能（スマート）カートリッジ及び電子タバコを提供する。

本願は知能カートリッジを提供し、前記知能カートリッジは第１電源入力端、第２電源入力端、制御モジュール、スイッチモジュール、及び発熱体を含み、前記制御モジュールの第１入力端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記制御モジュールの第２入力端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記制御モジュールの出力端は前記スイッチモジュールの制御端と電気的に接続され、前記制御モジュールは前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧及び前記発熱体の目標発熱パワーに応じて制御信号を出力するように構成され、前記スイッチモジュール及び前記発熱体は前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間に直列され、ここで、前記スイッチモジュールの第１端は前記発熱体の第１端と電気的に接続され、前記スイッチモジュールの第２端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記スイッチモジュールは前記制御信号に応じて前記第１端及び前記第２端のオン／オフを行うように構成され、前記発熱体の第２端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記発熱体は前記知能カートリッジにおけるリキッドを加熱するように構成される。

本願は電子タバコを更に提供し、前記電子タバコはタバコロッド及び上記の知能カートリッジを含む。

本願の実施例に係る知能カートリッジの電気回路構造模式図である。本願の実施例に係るもう１つの知能カートリッジの電気回路構造模式図である。本願の実施例に係る電子タバコの構造模式図である。

次に、図面及び実施例を参照して本願について説明する。ここで記載される具体的な実施例は本願を説明するためのものに過ぎない。説明を容易にするために、図面には本願に関連する部分しか示さない。

図１は本願の実施例に係る知能カートリッジの電気回路構造模式図であり、図１を参照し、知能カートリッジは第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋、第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－、制御モジュール１０１、スイッチモジュール１０２、及び発熱体１０３を含み、制御モジュール１０１の第１入力端は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と電気的に接続され、制御モジュール１０１の第２入力端は第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－と電気的に接続され、制御モジュール１０１の出力端はスイッチモジュール１０２の制御端と電気的に接続され、制御モジュール１０１は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧及び発熱体１０３の目標発熱パワーに応じて制御信号を出力するように構成され、スイッチモジュール１０２及び発熱体１０３は前記第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と前記第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間に直列され、ここで、スイッチモジュール１０２の第１端は発熱体１０３の第１端と電気的に接続され、スイッチモジュール１０２の第２端は第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－と電気的に接続され、スイッチモジュール１０２は制御信号に応じてその第１端及び第２端のオン／オフを行うように構成され、発熱体１０３の第２端は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と電気的に接続され、発熱体１０３は知能カートリッジにおけるリキッドを加熱するように構成される。

知能カートリッジにはリキッドが注ぎ込まれ、それぞれのリキッドはいずれもマッチングする加熱方式を有し、マッチングする温度で加熱することでより良い口当たりが得られる。第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋及び第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－は電源を入れるように設けられ、例えば、それらに電源の正極及び負極をそれぞれ入れることで、知能カートリッジにおける電気回路に電気エネルギーを提供し、他のいくつかの実施形態では、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋は電源の負極を入れて、第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－は電源の正極を入れてもよく、本願の実施例はそれに制限せず、例えば、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋及び第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－は、制御モジュール１０１に作動に必要なエネルギーを提供し、及び、発熱体１０３の加熱にエネルギーを提供するように構成される。本実施例では、知能カートリッジの制御モジュール１０１と発熱体１０３及びスイッチ素子とは電気的な並列の関係であり、且つ、各種の知能カートリッジの制御モジュール１０１には当該知能カートリッジが対応するリキッドに必要な加熱方式がいずれも記憶され、例えば当該リキッドに必要な加熱温度が記憶され、更に、当該加熱温度から発熱体１０３に必要な発熱パワー、即ち目標発熱パワーを算出でき、電子タバコが作動する時、制御モジュール１０１は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧を検出し、当該電圧は即ち発熱体１０３の両端に加える電圧でもあり、更に、発熱体１０３の目標発熱パワーから発熱体１０３と電源との間のオンの頻度及びオンの時間とオフの時間の間の割合を算出でき、これにより、該当する制御信号を生成し、例えば、制御信号はパルス幅調製（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）信号でもよく、これにより、スイッチユニットのオン及びオフを制御し、更に、発熱体１０３が目標発熱パワーに従って発熱するように制御し、リキッドをそれにマッチングする加熱方式に従って加熱を行うことで、電子タバコをよりよい口当たりを得させる。各種の知能カートリッジにおけるリキッドはいずれもそれらにマッチングする加熱方式に従って加熱を行うことができ、知能カートリッジにつなげる電源は異なっても、最終的な加熱方式も注ぎこまれるリキッドにマッチングする加熱方式であるため、知能カートリッジの、同じ加熱方式でしか加熱することができないことにより口当たりが悪くなるという問題を回避し、電子タバコの応用により有利である。

本実施例の技術態様に係る知能カートリッジは、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋、第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－、制御モジュール１０１、スイッチモジュール１０２、及び発熱体１０３を含み、制御モジュール１０１の第１入力端は第１電源入力端と電気的に接続され、制御モジュール１０１の第２入力端は第２電源入力端と電気的に接続され、制御モジュール１０１の出力端はスイッチモジュール１０２の制御端と電気的に接続され、制御モジュール１０１は第１電源入力端と第２電源入力端との間の電圧及び発熱体１０３の目標発熱パワーに応じて制御信号を出力するように構成され、スイッチモジュール１０２及び発熱体１０３は前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間に直列され、ここで、スイッチモジュール１０２の第１端は発熱体１０３の第１端と電気的に接続され、スイッチモジュール１０２の第２端は第２電源入力端と電気的に接続され、スイッチモジュール１０２は制御信号に応じてそれらの前記第１端及び前記第２端のオン／オフを行うように設定され、発熱体１０３の第２端は第１電源入力端と電気的に接続され、発熱体１０３は知能カートリッジにおけるリキッドを加熱するように設定される。各種の知能カートリッジはいずれもその中に注ぎ込まれるリキッドにマッチングする加熱方式に従って加熱を行うことができ、知能カートリッジにつなげる電源は異なっても、最終的な加熱方式は注ぎこまれるリキッドにマッチングする加熱方式であり、これによって、知能カートリッジの同じ加熱方式のみに従って加熱するにより口当たりが悪くなる問題を回避し、電子タバコの応用により有利である。

好ましくは、本実施例では、発熱体１０３の目標発熱パワーは知能カートリッジにおけるリキッドにマッチングする。

各知能カートリッジに１つのリキッドを注ぎ込み、その中のリキッドが使い切られると、知能カートリッジが再度に用いられなくなる。知能カートリッジを製作する時、既にその中に注ぎ込まれたリキッドに対応する加熱方式を制御モジュール１０１における記憶モジュールに記憶し込み、当該加熱方式は即ち発熱体１０３の発熱パワーに対応し、異なるリキッドに対応する加熱方式は異なり、且つ同じリキッドの異なる時間での吸引の際の加熱方式も異なってもよく、つまり、異なるリキッドに対応する目標発熱パワーは異なり、且つ同じリキッドの異なる時間での吸引に対応する加熱方式も異なってもよい。電子タバコを吸引すると、知能カートリッジはその内部に記憶された加熱方式に従って加熱を行い、即ち、発熱体１０３のパワーが目標発熱パワーとなるように制御し、これにより、各種知能カートリッジがいずれもそれにマッチングする加熱方式に従って加熱を行うことを保証し、更に、各種知能カートリッジが吸引時にいずれも最適な口当たりを達成できることを保証する。各種知能カートリッジに対応する最適な加熱方式は当業者に周知されているため、ここでは省略する。制御モジュール１０１における記憶モジュールは、例えば、読み出し専用メモリー（Ｒｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）又はフラッシュメモリなどであってもよく、本願の実施例はそれに制限されない。

好ましくは、制御モジュール１０１は、予め設定された時間内に、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧及び発熱体１０３の第１目標発熱パワーに応じて第１制御信号を出力し、且つ予め設定された時間の後に、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧及び発熱体１０３の第２目標発熱パワーに応じて第２制御信号を出力するように構成され、ここで、第１目標発熱パワーは第２目標発熱パワーより大きい。

本実施例では、知能カートリッジにおけるリキッドの加熱方式は、先ず高パワーで加熱して、次に低パワーで加熱し、該当する発熱体１０３の目標発熱パワーは、知能カートリッジが作動し始める（即ち、吸引し始める）予め設定された時間内に第１目標発熱パワーとなり、予め設定された時間の後に第２目標発熱パワーに変わり、これにより、当該知能カートリッジが最適な口当たりに達することを保証する。他のいくつかの実施形態では、知能カートリッジが作動し始めた後の目標発熱パワーは一定に維持されてもよく、例えば、リキッドに提供する加熱温度は２２０度又は２４０度等であってもよく、或いは、知能カートリッジが作動し始めた後の目標発熱パワーはタイムリーに変わってもよい、これにより、異なるリキッドにそれにマッチングする最適な加熱方式を提供する。本実施例では、知能カートリッジにおける記憶装置の中にリキッドにマッチングする加熱温度が記憶されてもよく、その時、発熱体の関連パラメータ（例えば、抵抗値）から発熱体１０３に必要な目標発熱パワーを算出でき、或いは、リキッドにマッチングする発熱パワーが記憶されてもよい（即ち、目標発熱パワーである）。

好ましくは、第１制御信号のデューティ比は第２制御信号のデューティ比より大きい。

第１制御信号及び第２制御信号はいずれもＰＷＭ信号であり、スイッチユニット１０２は高レベルの時にオンにして、低レベルの時にオフにしてもよいし、或いは、スイッチユニット１０２は高レベルの状態でオフにして、低レベルの状態でオンにしてもよく、本願の実施例はこれに制限されず、第１制御信号のデューティ比は、第１制御信号におけるスイッチユニットのオンを制御するレベルが占める時間と第１制御信号におけるスイッチユニットのオフを制御するレベルが占める時間との比値を示し、第２制御信号のデューティ比は、第２制御信号におけるスイッチユニットのオンを制御するレベルが占める時間と第２制御信号におけるスイッチユニットのオフを制御するレベルが占める時間との比値を示す。本実施例では、第１制御信号のデューティ比が第２制御信号のデューティ比よりも大きいように制御することで、発熱体１０３が予め設定された時間内に第１目標発熱パワー、即ち高パワーに従って発熱し、予め設定された時間の後に、第２目標発熱パワー、即ち低パワーに従って発熱することを保証し、これにより、知能カートリッジが最適な口当たりを有することを保証する。

好ましくは、図２は本願の実施例に係るもう１つの知能カートリッジの電気回路構造模式図であり、図２を参照し、制御モジュール１０１は制御器１０１１及び電圧監視モジュール１０１２を含み、電圧監視モジュール１０１２の第１入力端は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と電気的に接続され、電圧監視モジュールの第２入力端は第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－と電気的に接続され、電圧監視モジュール１０１２の出力端は制御器１０１１と電気的に接続され、電圧監視モジュール１０１２は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧を監視するように構成され、制御器１０１１の第１入力端は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と電気的に接続され、制御器１０１１の第２入力端は第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－と電気的に接続され、制御器１０１１の第３入力端は電圧監視モジュール１０１２の出力端と電気的に接続され、制御器１０１１は、第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧及び発熱体１０３の目標発熱パワーに応じで制御信号を出力するように構成される。

本実施例では、電圧監視モジュール１０１２は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－との間の電圧を監視することができ、電圧監視モジュール１０１２はアナログ－ディジタル変換モジュールを更に含むことができ、監視された電圧をディジタル信号に変換させて、制御器１０１１により処理される。本実施例では、電圧監視モジュール１０１２と制御器１０１１とは独立した電子デバイスであり、知能カートリッジを設計する過程において、設計がより柔軟で、選択可能な素子のタイプもより多いため、知能カートリッジを設計する難易度を低減し、他のいくつかの実施形態では、電圧監視モジュール１０１２は制御器１０１１の中に集成されてもよく、これにより、知能カートリッジにおける電気回路の集成度を向上させ、コストの低減に有利である。

好ましくは、制御器１０１１はマイクロプロセッサである。マイクロプロセッサは、コストが低く、プログラムの執行が安定であるなどのメリットを有し、制御器１０１１をマイクロプロセッサとして設定することで、知能カートリッジのコストの低減、知能カートリッジの応用範囲の拡大により有利である。

好ましくは、発熱体１０３は電熱デバイスであり、例えば、抵抗線などのものであってもよい。本実施例では、発熱体１０３は、１つの電熱デバイスを含んでもよいし、複数の電熱デバイスを含んでもよく、複数の電熱デバイスの間の接続方式は、例えば、直列、並列又は直列及び並列の組合などの方式であってもよく、本願の実施例はこれに制限されない。発熱体１０３を電熱デバイスとして設定することで、知能カートリッジのコストを低減でき、さらに知能カートリッジの応用範囲を拡大できる。

好ましくは、図２を続けて参照し、スイッチモジュール１０２は半導体スイッチデバイスであり、例えば、金属－酸化層半導体電界効果トランジスター（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲート双極型トランジスター（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）又は三極管などである。スイッチモジュール１０２は、例えば、Ｐ型のＭＯＳ管又はＮ型のＭＯＳ管などであってもよいし、拡張モード又はデプリーションモードなどであってもよく、本願の実施例はこれに制限されず、半導体スイッチデバイスはコストが低く、スイッチの安定性が良いなどの特徴を有し、半導体スイッチデバイスがスイッチモジュール１０２として用いられることで、知能カートリッジのコストを大幅に低減しながら、知能カートリッジの作動の確実性を向上させることができる。

図３は本願の実施例に係る電子タバコの構造模式図であり、図３を参照し、本願の実施例に係る電子タバコはタバコロッド２０２及び本願の任意な実施例に係る知能カートリッジ２０１を含み、これは本願の任意な実施例に係る知能カートリッジ２０１を含んでおり、同じ効果を有するため、ここでは省略する。

好ましくは、タバコロッド２０２は第１電源出力端（図面に示せず）及び第２電源出力端（図面に示せず）を含み、知能カートリッジ２０１がタバコロッド２０２に組み立てられた後、第１電源出力端は第１電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ＋と接続され、第２電源出力端は第２電源入力端ＰＯＷＥＲ＿Ｖ－と電気的に接続される。

本実施例では、タバコロッド２０２に電源を含み、知能カートリッジ２０１がタバコロッド２０２に組み立てられた後、タバコロッド２０２は第１電源出力端及び第２電源出力端を通じて知能カートリッジ２０１へ給電し、これにより、知能カートリッジ２０１に他の電源を設定しなくて済み、電子タバコの集成度を向上させ、電子タバコの小型化により有利であることで、電子タバコの応用により有利である。

Claims

第１電源入力端、第２電源入力端、制御モジュール、スイッチモジュール、及び発熱体を含む知能カートリッジであって、
前記制御モジュールの第１入力端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記制御モジュールの第２入力端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記制御モジュールの出力端は前記スイッチモジュールの制御端と電気的に接続され、前記制御モジュールは前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧及び前記発熱体の目標発熱パワーに応じて制御信号を出力するように構成され、
前記スイッチモジュール及び前記発熱体は前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間に直列され、ここで、前記スイッチモジュールの第１端は前記発熱体の第１端と電気的に接続され、前記スイッチモジュールの第２端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記スイッチモジュールは前記制御信号に応じて前記第１端及び前記第２端のオン／オフを行うように構成され、
前記発熱体の第２端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記発熱体は前記知能カートリッジにおけるリキッドを加熱するように構成されている、
知能カートリッジ。
前記発熱体の目標発熱パワーは前記知能カートリッジにおけるリキッドにマッチングしている、
請求項１に記載の知能カートリッジ。
前記制御モジュールは、予め設定された時間内に、前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧及び前記発熱体の第１目標発熱パワーに応じて第１制御信号を出力し、且つ予め設定された時間の後に、前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧及び前記発熱体の第２目標発熱パワーに応じて第２制御信号を出力するように構成され、ここで、前記第１目標発熱パワーは前記第２目標発熱パワーよりも大きい、
請求項１に記載の知能カートリッジ。
前記第１制御信号のデューティ比は前記第２制御信号のデューティ比より大きい、
請求項３に記載の知能カートリッジ。
前記制御モジュールは制御器及び電圧監視モジュールを含み、
前記電圧監視モジュールの第１入力端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記電圧監視モジュールの第２入力端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記電圧監視モジュールの出力端は前記制御器と電気的に接続され、前記電圧監視モジュールは前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧を監視するように構成され、
前記制御器の第１入力端は前記第１電源入力端と電気的に接続され、前記制御器の第２入力端は前記第２電源入力端と電気的に接続され、前記制御器の第３入力端は前記電圧監視モジュールの出力端と電気的に接続され、前記制御器は前記第１電源入力端と前記第２電源入力端との間の電圧及び前記発熱体の目標発熱パワーに応じで前記制御信号を出力するように構成されている、
請求項１に記載の知能カートリッジ。
前記制御器はマイクロプロセッサである、
請求項５に記載の知能カートリッジ。
前記発熱体は電熱デバイスである、
請求項１に記載の知能カートリッジ。
前記スイッチモジュールは半導体スイッチデバイスである、
請求項１に記載の知能カートリッジ。
タバコロッド及び請求項１～８のいずれか１項に記載の知能カートリッジ含む、
電子タバコ。
前記タバコロッドは第１電源出力端及び第２電源出力端を含み、
前記知能カートリッジが前記タバコロッドに組み立てられる場合、前記第１電源出力端は前記知能カートリッジの第１電源入力端と接続され、前記第２電源出力端は前記知能カートリッジの第２電源入力端と接続されている、
請求項９に記載の電子タバコ。