JP2023533664A - エアロゾル発生装置 - Google Patents
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Abstract
加熱チャンバ(12)を備えるエアロゾル発生装置(10)が開示される。加熱チャンバ(12)は、エアロゾル発生媒体を受け入れるように配置された開口部(14)と、エアロゾル発生媒体を加熱するための加熱要素(16)であって、加熱要素(16)は、加熱チャンバ(12)に対して固定される、加熱要素(16)とを備え、加熱チャンバ(12)は、加熱チャンバ(12)の長さに沿って移動可能である基部部分(18)を有し、基部部分(18)は、加熱チャンバ(12)内に受け入れられたエアロゾル発生媒体を穿刺するように構成された少なくとも1つの穿刺要素(20)を備える。
Description
本発明は、エアロゾル発生装置に関する。
電子タバコ及び加熱非燃焼式(HNB)装置などのエアロゾル発生装置は、比較的よく知られており、消費者に一層人気となっている。このような装置についての共通の動作原理は、消耗品を燃焼させることなく加熱し、吸入のためのエアロゾル(蒸気とも呼ばれる)をユーザに提供することである。かかる消耗品の例としては、タバコ材料の装填物が挙げられる。
エアロゾル発生装置は、多くの場合、ヒータと、ヒータに電気を供給するための電源と、消耗品が加熱されて吸入用の蒸気を発生し得るようにヒータの近傍で消耗品を受け入れるための、加熱チャンバなどの容器とを備える。
既知のかかる装置では、消耗品が容器内に確実に位置決めされることと、消耗品が十分な空気流を受け入れてエアロゾルを発生させることを確実にする一方で、異なる大きさの消耗品を収容することに関してより大きな自由度を与える必要がある。エアロゾル発生装置が、多数の異なる大きさの消耗品を収容するように構成される場合、非正規又は無認可の消耗品がエアロゾル発生装置内に受け入れられることを防止する必要が生じ、防止しなければ、ユーザが安全上の危険にさらされる可能性がある。
本発明の目的は、これらの問題の1つ又は複数を解決するエアロゾル発生装置を提供することである。
本発明の態様によれば、エアロゾル発生装置であって、エアロゾル発生媒体を受け入れるように配置された開口部を備える加熱チャンバと、エアロゾル発生媒体を加熱するための加熱要素であって、加熱要素は、加熱チャンバに対して固定される、加熱要素とを備え、加熱チャンバは、加熱チャンバの長さに沿って移動可能である基部部分を有し、基部部分は、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体を穿刺するように構成された少なくとも1つの穿刺要素を備える、エアロゾル発生装置が提供される。
このように、移動可能な基部部分は、様々な大きさの消耗品が加熱チャンバ内に収容されることを可能にし、その一方で、穿刺要素は、消耗品が加熱チャンバ内に確実に位置決めされることを確実にする。有利には、穿刺要素は、消耗品が加熱要素からの最適な熱伝達を受けるように加熱チャンバ内に位置決めされることを確実にし得る。穿刺要素はまた、認可された正規の消耗品のみが加熱チャンバ内に受け入れ可能であることを確実にするための、偽造防止手段としても機能し得る。その上、穿刺要素は、消耗品が加熱チャンバ内に受け入れられる前に閾値レベルの力が加えられる必要があることにより、チャイルドレジスタンス機構として機能し得る。1つ又は複数の穿刺要素は更に、エアロゾル発生媒体内への空気流経路を提供し得る。
好ましくは、基部部分は、エアロゾル発生媒体を受け入れるために利用可能な、開口部と基部部分との間の加熱チャンバの長さを調整するために移動可能である。好ましくは、開口部は、加熱チャンバの長手方向の一端部に位置決めされる。このように、移動可能な基部と開口部との間の調整可能な長さは、チャンバに挿入できる消耗品の長さを画定する。
好ましくは、基部部分は、加熱要素に対して移動可能である。
好ましくは、エアロゾル発生装置は、基部部分を貫通して延びる空気流通路を更に備え、空気流通路は、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体に空気を供給するように構成される。このように、空気流通路は、加熱チャンバ内への空気の追加の又は代替的な送達経路を提供し、それにより、加熱チャンバの良好な通気をもたらし、装置のエアロゾル発生特性を改善する。
好ましくは、空気流通路は、少なくとも1つの穿刺要素の長さに沿って延び、空気流通路は、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体内に少なくとも1つの穿刺要素を通して空気を供給するように構成される。このように、空気流通路は、有利には、穿刺要素を通して消耗品内に空気を直接送達する。消耗品の外部ではなく、消耗品の内部に空気が供給されるので、消耗品の通気が改善され、装置のエアロゾル発生効率が高められ得る。
いくつかの例では、加熱要素は、加熱チャンバの内部又は外部のいずれかで、加熱チャンバの円周の周囲に延びる。例えば、加熱要素は、加熱チャンバの外面又は内面に巻き付けられた薄膜加熱要素であり得る。
好ましくは、加熱要素は、加熱チャンバ内に延びる。好ましくは、加熱要素は、基部部分における孔を貫通して加熱チャンバの開口部に向かって延び、基部部分は、加熱チャンバの長さに沿って加熱要素に対して移動可能である。このように、加熱要素は、消耗品の大きさ又は加熱チャンバ内の基部部分の位置にかかわらず、加熱チャンバ内に受け入れられた消耗品に熱を確実に伝達し得る。
好ましくは、少なくとも1つの穿刺要素は、基部部分における孔に隣接して位置し、少なくとも1つの穿刺要素は、基部部分における孔の反対側に位置する対応する穿刺要素を有する。このように、消耗品は、2つの穿刺要素により消耗品内により確実に保持され得る。穿刺要素が基部部分における孔の両側に対称に配置されるので、加熱チャンバ内の消耗品の安定性及び位置決めが改善され得、より均一な空気流が消耗品内に提供され得る。
好ましくは、加熱要素は、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体に挿入されるように構成された加熱ブレードである。このように、加熱要素は、消耗品に容易に挿入され、その結果、加熱要素の表面と消耗品の内部との直接接触をもたらし得る。熱伝達のための大きな表面積が提供されるので、エアロゾル発生装置の加熱効率が改善され得る。
好ましくは、エアロゾル発生装置は、空気流通路に沿って供給されるのに先立って空気が加熱されるように構成される。このように、空気は、加熱チャンバ内の消耗品を加熱して気化させるのに必要なエネルギー量が削減され得るとともに、エアロゾル発生装置の効率が改善され得るように、加熱チャンバに送達される前に予熱される。その上、蒸気が、より望ましい温度でユーザに提供され、したがって、ユーザ体験が改善され得る。
好ましくは、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置における空気入口から、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体内に基部部分を貫通して延びる空気流通路に空気を移送するために配置された空気流路を更に備える。好ましくは、空気流路は、空気がエアロゾル発生媒体に到達する前に空気流路に沿って通過するときに加熱されるように、空気が加熱要素の一部の近くを通過するように構成される。好ましくは、空気入口は、加熱チャンバの開口部に対する基部部分の反対側に位置する。好ましくは、空気流路は、加熱チャンバ内に受け入れられたエアロゾル発生媒体内に空気流通路に沿って空気が供給されるのに先立って空気を加熱するための加熱域を備える。
好ましくは、加熱チャンバは管状である。
例として以下の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図1は、加熱チャンバ12と加熱要素16とを備えるエアロゾル発生装置10を示す。簡略化するために、電源(例えばバッテリ)、ハウジング、及び電子機器などの、エアロゾル発生装置10の追加の構成要素は、図から省略されている。加熱チャンバ12は、管状(例えば円筒状)であり、加熱チャンバ12の長さの第1の端部に配置された開口部14を有する。開口部14は、タバコのロッド又は他のエアロゾル発生媒体などの、消耗品(例えばカプセル)を受け入れるように構成される。特に、開口部14は、消耗品が加熱チャンバ12内に保持されるようにユーザが消耗品を開口部14に容易に挿入し得るような形状とされる。当業者であれば、代替例において、加熱チャンバ12が様々な別の形状(直方体、半球、円錐、又は三角柱など)で形成され得ることと、開口部14が別の形状の消耗品を受け入れるように構成され得ることを理解するであろう。
加熱チャンバ12は、加熱チャンバ12の長さに沿って移動可能である基部部分18を備える。基部部分18は、基部部分18と開口部14との間の距離が、消耗品の受け入れのために利用可能な加熱チャンバ12の長さ(ひいては容積)を画定するように、加熱チャンバ12に対して移動するように構成される。有利には、これにより、異なる大きさ、特に異なる長さの消耗品を加熱チャンバ12内に収容することが可能となる。例えば、長い消耗品がエアロゾル発生装置10で使用されるように意図されている場合、基部部分18を、開口部14から離れる方向に加熱チャンバ12に沿って移動させることができ、それにより、開口部14と基部部分18との間の加熱チャンバ12の長さを増加させる。逆に、短い消耗品がエアロゾル発生装置10で使用されるように意図されている場合、基部部分18を、開口部14に向けて加熱チャンバ12に沿って移動させることができ、それにより、開口部14と基部部分18との間の加熱チャンバ12の長さを減少させる。
基部部分18の大きさ(形状、面積)は、加熱チャンバ12の断面積(及び開口部14の面積)に対応する。この例では、加熱チャンバ12が管状であるので、基部部分18は、円盤状の材料として形成される。当業者であれば、他の例において、基部部分18が、加熱チャンバ12の断面積に適合する別の形状であって、加熱チャンバ12の長さに沿って移動させるのに好適である別の形状として形成され得ることを理解するであろう。例えば、加熱チャンバ12が直方体である場合、基部部分18は、正方形の材料として形成される。
基部部分18は、作動機構19により加熱チャンバ12の長さに沿って移動させる。一例では、作動機構19は、基部部分18が加熱チャンバ12の長さに沿って1つ又は複数の摺動レール上を移動する摺動機構などの、機械的機構であり得る。他の例では、作動機構19は、基部部分18を加熱チャンバ12の長さに沿って移動させるのに好適な別の機構であり得る。作動機構19は、例えばユーザが加熱チャンバ12の外部にある摺動スイッチを作動させることにより、手動で操作され得る。代替的に、作動機構19は、電子的手段又は他の手段により操作され得る。
いくつかの例では、移動可能な基部部分18は、ばねなどにより、加熱チャンバ12内で開口部14に向けて第1の位置、すなわち延出位置に弾性的に付勢され得る。第1の位置は、加熱チャンバ12の長さの実質的に中央に、又は開口部14側に位置することができる。消耗品が、加熱チャンバ12内に押し込まれたときに、移動可能な基部部分18に押し当てられ、基部部分18は、弾性付勢力に抗して、開口部14から離れる方向に、加熱チャンバ12内を下方に移動する。消耗品と加熱チャンバ12の内壁との摩擦力は、加熱チャンバ12の開口部14から遠く離れた第2の位置、すなわち後退位置にある移動可能な基部部分18に対して消耗品を適所に保持するために、弾性付勢力に打ち勝つ。すなわち、基部部分18は、開口部10から第1の距離にある延出位置と、開口部14から第2の距離にある後退位置との間で移動可能であり、第2の距離は第1の距離よりも大きい。
加熱要素16は、開口部14を有する加熱チャンバ12の第1の端部とは反対側に位置する、加熱チャンバ12の第2の端部から、基部部分18における孔17を貫通して加熱チャンバ12内に延びる。基部部分18における孔17は、基部部分18の実質的に中心に位置し、加熱要素16の断面と実質的に同じ大きさ及び形状である。意図せずに空気が加熱チャンバ12から出る及び/又は加熱チャンバ12に流入することを防止するために、基部部分18と加熱要素16との間の孔17内にシール(図示せず)が設けられ得る。この例では、加熱要素16は、加熱ブレード、すなわち、加熱チャンバ12内に延びる鋭利な前縁部を備えた平坦で幅広の加熱要素である。加熱要素16は、加熱チャンバ12の長さと平行に位置し、加熱チャンバ12内に受け入れられた消耗品に挿入されるように加熱要素16が位置決めされるように、加熱チャンバ12の中心(長手方向)軸線に略沿って延びる。有利には、これにより、効率的な熱伝達のために消耗品に直接接触し得る広い加熱領域が加熱要素16に与えられる。
加熱要素16は、加熱チャンバ12に対して固定される。基部部分18を加熱チャンバ12の長さに沿って移動させるときに、加熱要素16は静止したままであり、基部部分18は加熱要素16の長さに沿って移動し、それにより、開口部14と基部部分16との間の加熱チャンバ12内に位置する加熱要素16の長さを変化させる。
当業者であれば、加熱要素16が様々な他の配置で形成され得ることを理解するであろう。例えば、加熱要素16は、使用時に、加熱チャンバ12内に受け入れられた消耗品の外部が加熱されるように、加熱チャンバ12の内部(例えば円周)を少なくとも部分的に取り囲み得るか、又は好ましくは完全に取り囲み得る。別の例では、加熱要素16は、基部部分18における相補的形状の孔17を貫通して加熱チャンバ12内に突出する加熱スパイク又は加熱ロッドであり得る。
基部部分18は、加熱チャンバ12内に受け入れられた消耗品を穿刺するように構成された1つ又は複数の穿刺要素20を備える。この実施形態では、基部部分18は、基部部分18における孔17の両側に位置する2つの穿刺要素20を備える。各穿刺要素20は、加熱チャンバ12内に延びる鋭利及び/又は幅狭な先端を有し、例えば、穿刺要素20は、針、スパイク、又は消耗品を穿刺するために使用され得る他の形状のような形状とされる。
使用時に、ユーザは、消耗品を開口部14から加熱チャンバ12に挿入し得る。消耗品が、加熱チャンバ12内に正しく位置決めされ、適切に受け入れられるように、ユーザは、穿刺要素20を用いて消耗品を穿刺するのに十分な力を加えなければならない。この閾値力が加えられると、消耗品は、消耗品の一端部が基部部分18と面一になるように、加熱チャンバ12内に位置決めされる。
消耗品を穿刺するのに力が必要となることは、消耗品の誤挿入が回避されることを意味するので、有利には、穿刺要素20は、子供によるエアロゾル発生装置10の使用に対する保護手段を提供する。その上、1つ又は複数の穿刺要素20は、エアロゾル発生装置10が非正規又は無認可の消耗品と共に使用されることを回避するための、偽造防止手段として動作し得る。
特に、いくつかの例では、消耗品は、エアロゾル発生材料を収容するように構成されたハウジングを備え得る。ハウジングは、エアロゾル発生装置10と係合するように構成された表面を有する。すなわち、穿刺要素20は、基部部分18と消耗品とが互いに接続されたときに消耗品の表面に係合してこの表面を穿刺するように構成される。表面は、穿刺要素20との相互作用時に破断されるように構成された易破断材料層又は脆弱材料層と、1つ又は複数の穿刺要素20に対して抵抗性を示すように構成された保護バリア層とを備える。例では、易破断材料層は、アルミニウム箔、HDPE、シリコン又は紙を含むことができ、保護バリア層は、厚紙、鋼板、ポリイミドなどの耐高温プラスチック、又はナイロンを含むことができる。
易破断材料層及び保護バリア層は、保護バリア層が表面に1つ又は複数の易破断領域又は脆弱領域を画定するように配置される。保護バリア層は、穿刺要素20によって容易に穿刺できない弾性材料から形成される。すなわち、保護バリア層は、穿刺要素20が表面の一部の領域(すなわち、非易破断領域)を穿刺するのを阻止するが、表面の他の領域(すなわち、易破断領域)の穿刺を可能にする。
1つ又は複数の易破断領域は、保護バリア層における1つ又は複数の開口部又は貫通孔により画定することができる。すなわち、消耗品の表面は、バリア材料層が最外層となるように、易破断材料層の上にバリア材料層を含む。易破断材料を露出させるために、易破断領域を形成する一連の開口部をバリア層にパターニングすることができる。
このように、消耗品は、チャンバ内に適切に配置されたときにのみ、穿刺要素20に係合することができる。具体的には、1つ又は複数の易破断領域は、易破断領域の配置が穿刺要素20の配置と一致したときに、表面が穿刺要素20により穿刺可能となるように、エアロゾル発生装置10の穿刺要素20の協働する穿刺要素と整合されるように配置される。
すなわち、消耗品の表面における易破断領域は、エアロゾル発生装置10の基部部分18上の穿刺要素20に対応するレイアウトを有するように構成することができる。このように、易破断領域の配置がエアロゾル発生装置10の穿刺要素20の配置と一致する消耗品のみをエアロゾル発生装置10で使用することができる。穿刺要素20の1つ又は複数が易破断領域と整合しないときには、穿刺要素20は、穿刺要素20により容易に穿刺できない保護バリア層に当接する。これにより、エアロゾル発生装置10の穿刺要素20のレイアウトと一致しない易破断領域のレイアウトを有する消耗品の係合が阻止される。これにより、許可されていない又は互換性のないカプセルがエアロゾル発生装置で使用されることを防止することができる。
例えば、使用時に、消耗品が加熱チャンバ14に挿入されたときに、穿刺要素20は、易破断領域と整合して易破断領域を穿刺する。移動可能な基部部分18が弾性的に付勢される場合、弾性付勢力は、基部部分18を加熱チャンバ12内に後退させずに穿刺要素20が易破断領域を穿刺することを可能にするのに十分に強力である。穿刺要素20が易破断領域を穿刺して易破断領域に係合したときに、移動可能な基部部分18は、ユーザが消耗品を加熱チャンバ12内に押し込み続けるにつれて、加熱チャンバ12内により深く押し込まれる。
図2は、加熱要素16の平面を通るように切断したエアロゾル発生装置10の側断面図である。図3は、基部部分18の平面で切断したエアロゾル発生装置10の上面断面図である。図示のように、各穿刺要素20は、穿刺要素20の長さに沿って延びる空気流通路22を備える。空気流通路22は、穿刺要素20を通して(すなわち、穿刺要素20に沿って)加熱チャンバ12内に空気を供給するために配置される。したがって、使用時に、空気は、加熱チャンバ12内に受け入れられて穿刺要素20によって穿刺された消耗品内に直接供給される。この動作モードは、消耗品の通気を改善し、それにより、エアロゾル発生装置10内でのエアロゾル発生効率を高める。
空気は、加熱チャンバ12の壁に位置する空気入口24を通ってエアロゾル発生装置10に流入し得る。空気入口24は、開口部14に対する基部部分18の反対側に位置決めされる。空気入口24から流入した後、空気は、空気入口24を空気流通路22に接続する空気流路26に沿って送達される。したがって、空気は、空気入口24から、空気流路26に沿って、空気流通路22を通して、加熱チャンバ12内に受け入れられた消耗品内に供給され得る。更に、空気入口24は、加熱チャンバ12及び/又は消耗品への空気流を調整するために調整(例えば開閉)できる弁(図示せず)を備え得る。
この例では、空気流路26は、空気が加熱チャンバ12内の消耗品に送達されるのに先立って、空気流路26に沿って供給される空気を加熱するための加熱域28を備える。このように、予熱空気が加熱チャンバ12に供給されるので、加熱要素16に供給されるエネルギー量が削減され得る。当業者であれば、加熱域28が1つ若しくは複数のヒータ又は他の任意の好適な形態の加熱機構を備え得ることを理解するであろう。
代替実施形態では、空気流通路22は、追加的又は代替的に、(穿刺要素20を貫通してではなく)基部部分18の平坦部分を貫通して延び得、それにより、空気が、消耗品内に直接供給されるのではなく、加熱チャンバ12内に供給される。代替実施形態では、空気流通路22は、追加的又は代替的に、加熱チャンバ12内の消耗品内に空気が送達されるのに先立って加熱要素16が空気を加熱し得るように、加熱要素16内に加熱要素16の長さに沿って延び得る。
図4は、本発明の別の実施形態における基部部分18の平面で切断したエアロゾル発生装置30の上面断面図である。この実施形態では、基部部分18は、各穿刺要素20の軸方向長さに沿って延びるそれぞれの空気流通路22を備えた6つの穿刺要素20を備える。穿刺要素20は、基部部分18における孔17の周囲に略環状に配置される。特に、各穿刺要素20は、基部部分における孔17に隣接して位置し、各穿刺要素20は、基部部分18における孔17の反対側に位置する対応する穿刺要素20を有する。基部部分18における孔17の両側の穿刺要素20のこの対称配置は、加熱チャンバ12内に保持された穿刺された消耗品の安定性の向上につながり得る。しかしながら、当業者であれば、穿刺要素20が、基部部分18における孔17の周囲に対称に配置される必要はなく、例えば、穿刺要素20が、孔17の片側における基部部分18に全く存在しなくてもよいことを理解するであろう。
Claims (13)
- エアロゾル発生装置であって、
エアロゾル発生媒体を受け入れるように配置された開口部を備える加熱チャンバと、
前記エアロゾル発生媒体を加熱するための加熱要素であって、前記加熱要素は、前記加熱チャンバに対して固定される、前記加熱要素と
を備え、
前記加熱チャンバは、前記加熱チャンバの長さに沿って移動可能である基部部分を有し、
前記基部部分は、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体を穿刺するように構成された少なくとも1つの穿刺要素を備える、
エアロゾル発生装置。 - 前記基部部分は、前記エアロゾル発生媒体を受け入れるために利用可能な、前記開口部と前記基部部分との間の前記加熱チャンバの前記長さを調整するために移動可能である、請求項1に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記基部部分を貫通して延びる空気流通路を更に備え、前記空気流通路は、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体に空気を供給するように構成される、請求項1又は2に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記空気流通路は、前記少なくとも1つの穿刺要素の長さに沿って延び、前記空気流通路は、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体内に前記少なくとも1つの穿刺要素を通して空気を供給するように構成される、請求項3に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記空気流通路に沿って供給されるのに先立って前記空気が加熱されるように構成される、請求項3又は4に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記エアロゾル発生装置における空気入口から、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体内に前記基部部分を貫通して延びる前記空気流通路に空気を移送するために配置された空気流路を更に備える、請求項3から5のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記空気入口は、前記加熱チャンバの前記開口部に対する前記基部部分の反対側に位置する、請求項6に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記空気流路は、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体内に前記空気流通路に沿って前記空気が供給されるのに先立って前記空気を加熱するための加熱域を備える、請求項6又は7に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記加熱要素は、前記加熱チャンバ内に延びる、請求項1から8のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記加熱要素は、前記基部部分における孔を貫通して前記加熱チャンバの前記開口部に向かって延び、前記基部部分は、前記加熱チャンバの前記長さに沿って前記加熱要素に対して移動可能である、請求項9に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記少なくとも1つの穿刺要素は、前記基部部分における前記孔に隣接して位置し、前記少なくとも1つの穿刺要素は、前記基部部分における前記孔の反対側に位置する対応する穿刺要素を有する、請求項10に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記加熱要素は、前記加熱チャンバ内に受け入れられた前記エアロゾル発生媒体に挿入されるように構成された加熱ブレードである、請求項1から11のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
- 前記加熱チャンバは管状である、請求項1から12のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置。
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