JP2023551133A - ニードル状発熱体及びエアロゾル発生装置 - Google Patents

Abstract

ニードル状発熱体（１）及びエアロゾル発生装置において、発熱体（１）は、導電可能な外部管（１１）と、外部管（１１）内に設置される発熱回路（１５）及び温度測定回路を含み、発熱回路（１５）及び温度測定回路の一極はいずれも外部管（１１）に導電的に接続される。発熱回路（１５）と温度測定回路が一極を共用することで、発熱体（１）に必要な電極リード線の数を減らすことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、霧化の分野に関し、より具体的には、ニードル状発熱体及びエアロゾル発生装置に関する。

非燃焼・加熱式電子タバコとは、低温加熱式喫煙具とも称され、低温の非燃焼・加熱方式でタバコ葉等のエアロゾル発生基質を加熱して吸入可能なベイパーを形成するエアロゾル発生装置のことである。非燃焼・加熱式電子タバコは、主に、発熱体の通電後に温度を正確に制御してタバコ葉を加熱することで、低温条件でタバコ葉中のタバコ葉抽出物を迅速に放出可能とする。

通常、従来のニードル状発熱体は、通電による発熱後にエアロゾル発生基質を加熱するための発熱回路と、温度を測定するための温度測定回路を含む。一般的に、発熱体の電極リード線は複数存在し、電極リード線が多いか、電極リード線間の距離が小さい。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術における上記の欠点に対し、必要な電極リード線の数が少ないニードル状発熱体と、当該ニードル状発熱体を有するエアロゾル発生装置を提供することである。

本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は以下の通りである。

導電可能な外部管と、前記外部管内に設置される発熱回路及び温度測定回路を含み、前記発熱回路及び前記温度測定回路の一極がいずれも前記外部管に導電的に接続されるニードル状発熱体を構成する。

いくつかの実施例において、前記発熱回路は金属ＰＴＣ材料を用いて製造される。

いくつかの実施例において、前記発熱回路の抵抗温度係数は１５００～３５００ｐｐｍの間である。

いくつかの実施例において、前記温度測定回路は金属ＰＴＣ材料を用いて製造され、或いは、前記温度測定回路は熱電対構造を採用する。

いくつかの実施例において、前記発熱体は、更に、前記外部管に導電的に接続される第１電極リード線を含む。

いくつかの実施例において、前記第１電極リード線は前記外部管の底部の外側に溶接される。

いくつかの実施例において、前記発熱体は、更に、前記外部管の先端部に嵌設されるニードルを含む。

いくつかの実施例において、前記発熱回路及び前記温度測定回路の一極は、いずれも前記ニードルと前記外部管の間に圧着されることで前記外部管と導通する。

いくつかの実施例において、前記ニードルは、前記外部管内に嵌設される柱状の嵌入部と、前記嵌入部の上方に接続される錐状の導入部を含む。

いくつかの実施例において、前記発熱体は、更に、前記外部管内に設置される絶縁ロッドを含み、前記発熱回路及び前記温度測定回路は前記絶縁ロッドの外側に巻き付けられる。

いくつかの実施例において、前記発熱回路は前記温度測定回路の外層に設置される。

いくつかの実施例において、前記発熱回路と前記温度測定回路の間には、浸漬又はスプレーコートにより絶縁層が形成されている。

いくつかの実施例において、前記発熱体は、更に、前記発熱回路の他極に導電的に接続される第２電極リード線と、前記温度測定回路の他極に導電的に接続される第３電極リード線を含む。

いくつかの実施例において、前記外部管の材質は耐熱合金又は金属材料である。

いくつかの実施例において、前記外部管の内部には耐高温の絶縁材が充填されており、外部にはセラミックスコーティング層がコーティングされている。

いくつかの実施例において、前記発熱体はベースを更に含み、前記外部管の下端は前記ベースに挿設される。

いくつかの実施例において、前記ベースはセラミックス材質である。

いくつかの実施例において、前記外部管の下端は、セラミックス塗料を通じて前記ベースに溶接される。

本発明は、更に、上記いずれかで述べた発熱体を含むエアロゾル発生装置を提供する。

本発明を実施することで、少なくとも以下の有益な効果を有する。即ち、発熱回路及び温度測定回路の一極はいずれも外部管と導通する。発熱回路と温度測定回路が一極を共用することで、発熱体に必要な電極リード線の数を減らすことができる。

以下に、図面と実施例を組み合わせて、本発明につき更に説明する。

本発明のいくつかの実施例における発熱体の立体構造の概略図である。 図１に示す発熱体の断面構造の概略図である。 図１に示す発熱体の分解構造の概略図である。 本発明のいくつかの実施例におけるエアロゾル発生装置の立体構造の概略図である。

本発明の技術的特徴、目的及び効果がより明瞭に理解されるよう、図面を参照して本発明の具体的実施形態につき詳細に説明する。

図１～図３に示すように、本発明のいくつかの実施例におけるニードル状発熱体１は、導電可能な外部管１１と、外部管１１の先端部に嵌設されるニードル１２と、外部管１１内に縦方向に設置される絶縁ロッド１４と、外部管１１内に設置されており、且つ一極が外部管１１に導電的に接続される発熱回路１５及び温度測定回路と、外部管１１に導電的に接続される第１電極リード線１７と、発熱回路１５の他極に導電的に接続される第２電極リード線１８と、温度測定回路の他極に導電的に接続される第３電極リード線１９と、外部管１１の底部に設置されるベース１３を含み得る。発熱回路１５及び温度測定回路の一極は、外部管１１と導通することで第１電極リード線１７と導通する。発熱回路１５と温度測定回路が一極を共用することで、発熱体の電極リード線の数が減少する。また、第１電極リード線１７は、外部管１１から引き出されるため、各電極リード線間の距離を増大させられる。

絶縁ロッド１４は、耐高温の絶縁材料を用いて製造可能であり、例えば、耐高温の絶縁セラミックス材料を用いて製造される。絶縁ロッド１４は、略長尺円柱状をなせばよく、且つ、上から下へ順に接続される第１区間１４１、第２区間１４２、第３区間１４３を含み得る。第２区間１４２の直径は、第１区間１４１及び第３区間１４３の直径よりも大きく、外部管１１の内径よりも小さい。第１区間１４１は、ニードル１２内にしっかりと嵌設することで固定可能である。また、第１区間１４１と第２区間１４２の間に形成される段差面はニードル１２の底面に当接可能である。また、第３区間１４３はベース１３内にしっかりと嵌設することで固定可能である。

発熱回路１５及び温度測定回路は、軸方向に沿って螺旋状に第２区間１４２の外側に巻き付け可能である。発熱回路１５の役割は、通電による発熱後にエアロゾル発生基質を加熱することであり、金属ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，正温度係数）材料を用いて製造可能である。当該材料は、温度の上昇に伴って電気抵抗が上昇傾向となる。ユーザの要求に応じて、発熱回路１５の抵抗温度係数は１５００～３５００ｐｐｍの間で選択可能である。温度測定回路は、金属ＰＴＣ材料を用いて製造してもよいし、熱電対構造を採用してもよい。

発熱回路１５と温度測定回路には層間構造を採用可能である。具体的に、温度測定回路は内層に位置し、発熱回路１５は外層に位置する。製造時には、まず、温度測定回路を絶縁ロッド１４に巻き付けて固定し、浸漬又はスプレーコートにより絶縁層を形成する。そして、焼結により硬化したあと発熱回路１５を巻き付け、最後に、先端部のニードル１２及び底部のベース１３を固定する。発熱回路１５の下端に溶接されて導通する第２電極リード線１８と、温度測定回路の下端に溶接されて導通する第３電極リード線１９は、絶縁ロッド１４に従って引き出される。

ニードル１２は、耐熱合金又は金属材料（例えば、ステンレス等）を用いて製造可能である。いくつかの実施例において、ニードル１２は、上部に位置する導入部１２１と、下部に位置する嵌入部１２２を含み得る。エアロゾル発生基質に挿入しやすいよう、導入部１２１は円錐状をなしている。導入部１２１の大径端の直径は、外部管１１の外径と一致しており、且つ嵌入部１２２の外径よりも大きい。嵌入部１２２は、円柱状をなしており、外部管１１内にしっかりと嵌設される。また、導入部１２１と嵌入部１２２の間に形成される段差面は、外部管１１の上端面にしっかりと当接する。発熱回路１５及び温度測定回路の上端は、ニードル１２の導入部１２１と外部管１１により圧着されることで、外部管１１と導通し、更には第１電極リード線１７と導通する。第１電極リード線１７は、外部管１１の底部の外側面に溶接されることで、外部管１１と導通する。

外部管１１は円管状をなしており、耐熱合金又は金属材料（例えば、ステンレス等）を用いて製造可能である。外部管１１の内部には耐高温の絶縁材が充填されており、外部にはセラミックスコーティング層がコーティングされている。ベース１３は、セラミックス構造部材とすることができ、セラミックス塗料を通じて外部管１１に溶接可能である。ベース１３の天井面には、装着スロット１３０が下方に窪むよう形成されており、外部管１１が装着スロット１３０内に嵌設される。外部管１１の底面は、装着スロット１３０のスロット底面に当接可能である。また、ベース１３の底面には、装着スロット１３０と連通する電極孔１３１が上方に窪むよう形成されている。電極孔１３１は少なくとも３つ存在し、それぞれ、第１電極リード線１７、第２電極リード線１８、第３電極リード線１９が挿通される。

図４に示すように、本発明のいくつかの実施例におけるエアロゾル発生装置は、略四角柱状をなし得るとともに、ハウジング２と、ハウジング２内に設置される発熱体１と、ハウジング２内に設置されて発熱体１に電気的に接続されるバッテリを含む。エアロゾル発生基質３は、ハウジング２の先端部からハウジング２内に挿入可能である。発熱体１の上端は、エアロゾル発生基質３内に挿入され、通電による昇温後にエアロゾル発生基質３をベーキング加熱することで、ユーザが吸入可能なベイパーを形成する。理解し得るように、前記エアロゾル発生装置は、四角柱状に限らず、円柱状等のその他の形状をなしてもよい。

発熱体１の第１電極リード線１７をバッテリの正極に電気的に接続し、発熱体１の第２電極リード線１８、第３電極リード線１９をバッテリの負極に電気的に接続してもよいし、発熱体１の第１電極リード線１７をバッテリの負極に電気的に接続し、発熱体１の第２電極リード線１８、第３電極リード線１９をバッテリの正極に電気的に接続してもよい。

理解し得るように、上記の各技術的特徴は、制限なく任意に組み合わせて使用することが可能である。

以上の実施例は本発明の好ましい実施形態を示したにすぎず、比較的具体的且つ詳細に記載したが、これにより本発明の権利範囲が制限されると解釈すべきではない。指摘すべき点として、当業者であれば、本発明の構想を逸脱しないことを前提に、上記の技術的特性を自由に組み合わせることも、若干の変形及び改良を行うことも可能であり、これらはいずれも本発明の保護の範囲に属する。従って、本発明の請求項の範囲で行われる等価の変形及び補足は、いずれも本発明の請求項がカバーする範囲に属するものとする。

Claims (19)

1. 導電可能な外部管（１１）と、前記外部管（１１）内に設置される発熱回路（１５）及び温度測定回路を含み、前記発熱回路（１５）及び前記温度測定回路の一極はいずれも前記外部管（１１）に導電的に接続されることを特徴とするニードル状発熱体。
2. 前記発熱回路（１５）は金属ＰＴＣ材料を用いて製造されることを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
3. 前記発熱回路（１５）の抵抗温度係数は１５００～３５００ｐｐｍの間であることを特徴とする請求項２に記載の発熱体。
4. 前記温度測定回路は金属ＰＴＣ材料を用いて製造され、或いは、前記温度測定回路は熱電対構造を採用することを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
5. 前記発熱体は、更に、前記外部管（１１）に導電的に接続される第１電極リード線（１７）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
6. 前記第１電極リード線（１７）は前記外部管（１１）の底部の外側に溶接されることを特徴とする請求項５に記載の発熱体。
7. 前記発熱体は、更に、前記外部管（１１）の先端部に嵌設されるニードル（１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
8. 前記発熱回路（１５）及び前記温度測定回路の一極は、いずれも前記ニードル（１２）と前記外部管（１１）の間に圧着されることで前記外部管（１１）と導通することを特徴とする請求項７に記載の発熱体。
9. 前記ニードル（１２）は、前記外部管（１１）内に嵌設される柱状の嵌入部（１２２）と、前記嵌入部（１２２）の上方に接続される錐状の導入部（１２１）を含むことを特徴とする請求項７に記載の発熱体。
10. 前記発熱体は、更に、前記外部管（１１）内に設置される絶縁ロッド（１４）を含み、前記発熱回路（１５）及び前記温度測定回路は前記絶縁ロッド（１４）の外側に巻き付けられることを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
11. 前記発熱回路（１５）は前記温度測定回路の外層に設置されることを特徴とする請求項１０に記載の発熱体。
12. 前記発熱回路（１５）と前記温度測定回路の間には、浸漬又はスプレーコートにより絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の発熱体。
13. 前記発熱体は、更に、前記発熱回路（１５）の他極に導電的に接続される第２電極リード線（１８）と、前記温度測定回路の他極に導電的に接続される第３電極リード線（１９）を含むことを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
14. 前記外部管（１１）の材質は、耐熱合金又は金属材料であることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の発熱体。
15. 前記外部管（１１）の内部には耐高温の絶縁材が充填されており、外部にはセラミックスコーティング層がコーティングされていることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の発熱体。
16. 前記発熱体はベース（１３）を更に含み、前記外部管（１１）の下端は前記ベース（１３）に挿設されることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載の発熱体。
17. 前記ベース（１３）はセラミックス材質であることを特徴とする請求項１６に記載の発熱体。
18. 前記外部管（１１）の下端は、セラミックス塗料を通じて前記ベース（１３）に溶接されることを特徴とする請求項１６に記載の発熱体。
19. 請求項１～１８のいずれか１項に記載の発熱体を含むことを特徴とするエアロゾル発生装置。

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