JP2024057063A - エアロゾル供給デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】エアロゾル供給デバイスを提供する。【解決手段】エアロゾル供給デバイスは、バッテリー118と、バッテリー118と係合して保持するように構成されたバッテリー支持部120と、バッテリー支持部120に接着され、バッテリー支持部120とバッテリー118との間に配置された弾性構成部品とを備える。本デバイスは、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサをさらに備え、温度センサは、バッテリー118の温度を測定するように構成される。温度センサ及び弾性構成部品のうちの少なくとも1つはバッテリー118と当接する。【選択図】図6
Description
本発明はエアロゾル供給デバイスに関する。
紙巻タバコ、葉巻タバコなどの喫煙品は、使用時にタバコを燃焼させてタバコの煙を生じさせる。燃焼させずに化合物を放出する製品を作り出すことによって、タバコを燃焼させるこれらの品の代替品を提供する試みがなされている。このような製品の例としては、材料を燃焼させるのではなく加熱することによって化合物を放出する加熱デバイスがある。この材料は、例えば、タバコや他の非タバコ製品であることがあり、これらは、ニコチンを含むことも含まないこともある。
本開示の第1の態様によれば、
バッテリーと、
バッテリーと係合して保持するように構成されたバッテリー支持部と、
バッテリー支持部とバッテリーとの間に配置された弾性構成部品と、
弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサであって、バッテリーの温度を測定するように構成された温度センサとを備え、
温度センサ及び弾性構成部品のうちの少なくとも1つがバッテリーと当接する、エアロゾル供給デバイスが提供される。
バッテリーと、
バッテリーと係合して保持するように構成されたバッテリー支持部と、
バッテリー支持部とバッテリーとの間に配置された弾性構成部品と、
弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサであって、バッテリーの温度を測定するように構成された温度センサとを備え、
温度センサ及び弾性構成部品のうちの少なくとも1つがバッテリーと当接する、エアロゾル供給デバイスが提供される。
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して単なる例として挙げる本発明の好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなろう。
本明細書では、用語「エアロゾル生成材料」は、加熱すると、典型的にはエアロゾルの形態の揮発成分を供する材料を含む。エアロゾル生成材料は任意のタバコ含有材料を含み、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、又はタバコ代替品のうちの1つ又は複数を含んでもよい。エアロゾル生成材料はまた、他の非タバコ製品を含んでもよく、非タバコ製品は、製品によってニコチンを含んでもよいし、含まなくてもよい。エアロゾル生成材料は、例えば、固体、液体、ゲル、又は蝋などの形態であってもよい。エアロゾル生成材料はまた、例えば、材料を組み合わせたもの、又はブレンドしたものでもよい。エアロゾル生成材料はまた、「喫煙材」としても知られている場合がある。
典型的には、エアロゾル生成材料を燃やさずに、又は燃焼させずに吸引することができるエアロゾルを形成するために、エアロゾル生成材料を加熱してエアロゾル生成材料の少なくとも1つの成分を揮発させる装置が知られている。このような装置は、ときどき、「エアロゾル生成デバイス」、「エアロゾル供給デバイス」、「非燃焼加熱式デバイス」、「タバコ加熱製品デバイス」又は「タバコ加熱デバイス」、又はこれらに類似するものとしても記述される。同様に、また、いわゆるeシガレットデバイスがあり、これは、典型的には、ニコチンを含むことも含まないこともある液体の形態のエアロゾル生成材料を気化する。エアロゾル生成材料は、装置に挿入することができるロッド、カートリッジ、又はカセットなどの形態であってもよく、これらの一部として提供されてもよい。エアロゾル生成材料を加熱して揮発させるためのヒーターは、装置の「永久的な」部分として提供されてもよい。
エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル生成材料を備える物品を受け入れて加熱することができる。この文脈の「物品」とは、使用時にエアロゾル生成材料を含む、又はエアロゾル生成材料が入っている、使用時に加熱されて、エアロゾル生成材料及び任意選択的に他の成分を揮発させる構成部品のことである。使用者は、物品をエアロゾル生成デバイスに挿入してから、加熱してエアロゾルを発生させることができ、続いて使用者はそれを吸引する。物品は、例えば、物品を受け入れるような大きさのデバイスの加熱チャンバ内に配置されるように構成された、所定又は特定の大きさのものであってもよい。
本開示の第1の態様は、バッテリーと、バッテリー支持部と、バッテリーの温度を測定するように配置された温度センサとを備えるエアロゾル供給デバイスを定める。バッテリー支持部は、バッテリーと係合してバッテリーをエアロゾル供給デバイスの定位置に保持する実質的に剛性の高い構造体であってもよい。デバイスの1つ又は複数の他の構成部品は、バッテリー支持部に取り付けられてもよい。
いくつかのエアロゾル供給デバイスでは、デバイスの使用中にバッテリーが過熱しないことを確実にするために、例えば、バッテリー温度が、35℃、36℃、40℃、45℃、又は50℃などの所定の温度閾値より高くならないことを確実にするために、バッテリーの温度を測定することが有用なことが多い。バッテリーが高温になりすぎると、バッテリーの性能又は寿命に影響を及ぼすことがあり、バッテリーを不安全にさえすることがある。バッテリーは不十分な冷却によって、又は高温環境によって過熱することがある。この問題は、ヒーターアセンブリ(サセプタを加熱する1つ又は複数のインダクタコイルなど)を備えるエアロゾル供給デバイスにおいて悪化することがある。ヒーターアセンブリがバッテリーに熱的に近接していることがあり、その結果、バッテリーはヒーターアセンブリによってさらに加熱される。例えば、サセプタが(約240℃~約280℃に)加熱されると、バッテリーの温度は上昇することがある。したがって、バッテリーの温度を監視することが重要である。
ヒーターアセンブリは、測定された温度に基づいて動作させることができる。例えば、バッテリーが加熱中、高温になりすぎた場合、ヒーターアセンブリのスイッチを切ることができる。ヒーターアセンブリのスイッチを入れる前にバッテリーが高温になっていた場合、デバイスは、ヒーターアセンブリのスイッチが入らないようにすることができる。
特定の用途では、温度センサがバッテリーに接続されている、又はバッテリーと接触していることが望ましい。しかしながら、エアロゾル供給デバイスなどの携帯デバイスでは、温度センサとバッテリーとの間の相対位置が時とともに変わり得ることが見出された。この結果、不正確/不精密なバッテリー温度を測定する温度センサになり得る。例えば、デバイスを落としたり、その他衝撃が加えられたりすると、温度センサはバッテリーとの接触がなくなることがある。例えば、温度センサは、バッテリーに溶接されたり、その他機械的に接続されたりすることがある。デバイスが衝撃力を受けた場合、この接続が外れ、その結果、温度センサがバッテリーから離れる。このため、センサによって測定される温度は、バッテリーの実際の温度よりも低い場合がある。したがって、温度センサが実際より低い温度を測定していることをデバイスが気付かずに、バッテリーが安全な温度より高い温度で動作することがある。したがって、表示される温度が真のバッテリー温度により正確であるように、バッテリーに対する温度センサの位置が、時間が経っても確実に一定のままであることが望ましい。
この問題を解決するために、温度センサをバッテリーに熱的に近接して保持する弾性構成部品/材料内に温度センサを少なくとも部分的に収容することができる。例えば、弾性構成部品はバッテリー支持部に接着されてもよく、バッテリー支持部とバッテリーとの間に配置されてもよい。弾性構成部品及び温度センサのうちの少なくとも1つは、バッテリー温度を測定することができるようにバッテリーと接触している。力がデバイスにかけられると弾性構成部品は変形することができ、弾性構成部品の柔軟性は、温度センサとバッテリーとの間の相対位置が時間とともに実質的に変化する可能性が小さいことを意味する。例えば、温度センサはバッテリーに(例えば、溶接によって)接続されていないので、壊れる/外れる接続部がない。弾性構成部品は温度センサを定位置に保持し、デバイスにかけられたいかなる力も、それ自体損傷を受けることなく吸収する。これは、温度センサが、デバイスの寿命の間、バッテリーの真の温度を表示する可能性が高いことを意味し、その結果、デバイスはより効率的で安全に動作することができる。
弾力性によってまた、弾性構成部品はバッテリーの外面形状と一致することができ、その結果、弾性構成部品が変形しても、バッテリーと弾性構成部品との間の接触面積は実質的に同じままである。
言及したように、温度センサは、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容される/埋め込まれる/覆い隠される/包まれる。いくつかの例では、温度センサは弾性構成部品内に完全に収容され、弾性構成部品はバッテリーと当接する。温度センサが弾性構成部品内に完全に収容される場合、温度センサはバッテリーと接触していない。その代わり、バッテリーからの熱は、弾性構成部品を通って熱伝導することができる。したがって、弾性構成部品がいかなる衝撃力も吸収するので、温度センサが損傷を受ける可能性はより低くなり得る。さらに、温度センサは、温度センサの性能に影響を与え得る湿気又は他の環境要因に曝される可能性がより低くなり得る。
他の例では、温度センサの第1の部分は弾性構成部品内に収容されてもよく、温度センサの第2の部分はバッテリーと当接してもよい。したがって、温度センサは弾性構成部品内に部分的に収容されてもよい。温度センサがバッテリーと接触していると、周囲に失われる熱がより少なくなるので、より正確に温度を表示することができる。このような例では、弾性構成部品もバッテリーと接触しており、熱は弾性構成部品を通って伝わることができる。
いくつかの例では、バッテリーと接触する弾性構成部品の表面はバッテリーに接着されていない。
簡単に言及したように、いくつかの例では、弾性構成部品は熱伝導性であってもよい。これは、弾性構成部品がバッテリーと当接する/接触している構成では特に有利な場合がある。熱伝導性弾性部材は、バッテリーの温度が測定される表面積を大きくすることができる。
特定の例では、弾性構成部品は約5W/mKより大きな熱伝導率を有する。この値より大きな熱伝導率では、熱は温度センサの方へ効率的に流れることができる。別の例では、弾性構成部品は約5W/mKより大きく、約10W/mKより小さな熱伝導率を有する。弾性構成部品は約7W/mKの熱伝導率を有することが好ましい。特定の例では、さらに高い熱伝導率を有する材料はより高価になることがある。
いくつかの例では、弾性構成部品は、バッテリーの短絡を避けるために電気絶縁性がある。
特定の構成では、バッテリー支持部は受入部を画定し、弾性構成部品は受入部内に受け入れられる。例えば、バッテリー支持部は、弾性構成部品(及び、温度センサ)が保持される空洞を備えてもよい。受入部/空洞によって、バッテリー支持部に弾性構成部品をより確実に取り付けることができる。例えば、空洞の側壁は、バッテリー支持部と弾性構成部品との間の接触面積を大きくすることができる。受入部/空洞はまた、他の近くの熱源からのよりよい断熱を与えることができ、その結果、温度センサはバッテリーの温度を表示することができる。受入部/空洞はまた、バッテリーをバッテリー支持部によりよく一致させることができる。温度センサ及び弾性構成部品が受入部内に配置されることにより、バッテリー支持部とバッテリーとの間の障害物が少なくなり、その結果、バッテリーをより確実に保持することができる。
いくつかの例では、弾性構成部品はシリコーンを含む。したがって、弾性構成部品はポリシロキサンを含んでもよい。シリコーンは熱の良好な伝導体であり、それ自体、弾力性がある。特定の例では、弾性構成部品は、スウェーデンのノラト(Nolato)(登録商標)ABから市販されているCompatherm(登録商標)である。Compatherm(登録商標)は、約7W/mKの熱伝導率を有し、元々の厚さの50%を超えて圧縮することができ、したがって、この用途には特に適している。
いくつかの例では、弾性構成部品は伝導性エポキシを含む。
いくつかの例では、弾s性構成部品は約15mm2~約25mm2の面積にわたってバッテリーと接触する。この接触面積によって、温度センサを適切に支持することができ、温度センサとバッテリーとの間で良好な熱橋が与えられて、バッテリーの温度をより正確に測定することができることを見出した。弾性構成部品は、バッテリーと接触する実質的に方形又は矩形の表面を有してもよい。例えば、矩形の第1の長さは約5mmであってもよく、第2の長さは約4mmであってもよい。或いは、方形の第1の長さは約4mmであってもよく、第2の長さは約4mmであってもよい。他の例では、弾性構成部品は、バッテリーと接触する円形、楕円形、又は不規則形状の表面を有してもよい。
簡単に言及したように、デバイスはまた、エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーターアセンブリを備えてもよい。デバイスはまた、
ヒーターアセンブリにエアロゾル生成材料の加熱を開始させ、
温度センサによって測定された温度に基づいて、バッテリーの温度が第1の閾値を超えているかどうかを判定し、
バッテリーの温度が第1の閾値を超えていると判定された場合、ヒーターアセンブリにエアロゾル生成材料の加熱を停止させる
ように構成された、プロセッサなどのコントローラを備えてもよい。
ヒーターアセンブリにエアロゾル生成材料の加熱を開始させ、
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ように構成された、プロセッサなどのコントローラを備えてもよい。
したがって、デバイスは、バッテリーが高温になりすぎた場合にヒーターアセンブリが動作することを止めるという安全上/性能上の特徴を有することができる。第1の閾値は、例えば、約45℃~約50℃であってもよい。
別の例では、第1の閾値は、約35℃~約40℃など、約30℃~約40℃であってもよい。一例では、第1の閾値は約36℃である。約30℃より低いなど、第1の閾値が低すぎる場合、実行することができる連続加熱動作の数が減らされる。第1の閾値が高すぎる場合、デバイスの外側カバー/表面が高温になりすぎることがある。この範囲内の閾値が、これらの考察間で良好なバランスを与える。
コントローラは、加熱中に複数回、バッテリーの温度を測定してもよい。この温度は、例えば、10秒ごとより短く、5秒ごとより短く、1秒ごとより短く、0.5秒ごとより短く、又は0.1秒ごとより短く周期的に繰り返されてもよい。
コントローラは、
バッテリーの温度が第2の閾値より低いと判定された場合のみ、ヒーターアセンブリにエアロゾル生成材料の加熱を開始させるように構成されてもよく、ここで、第2の閾値は第1の閾値より小さい。
バッテリーの温度が第2の閾値より低いと判定された場合のみ、ヒーターアセンブリにエアロゾル生成材料の加熱を開始させるように構成されてもよく、ここで、第2の閾値は第1の閾値より小さい。
したがって、上で簡単に言及したように、バッテリーがすでに温度が高すぎる場合、バッテリー温度がすぐに第1の閾値を超えて上昇する可能性があると想定することができるので、ヒーターアセンブリはエアロゾル生成材料の加熱を始めることができない。第2の閾値は、第1の閾値より約5℃~約10℃低くてもよい。
特定の例では、第1の閾値は50℃であり、第2の閾値は45℃である。
特定の例では、温度センサはサーミスタである。
温度センサはバッテリーの長さに沿って中間点に配置されることが好ましい。これによって、より正確な温度測定が可能となる。
上では、バッテリーの温度を判定するために温度センサが使用されるデバイスが説明されている。この解決策は、バッテリーが温度センサを備えるデバイスを超える利点を提供する。例えば、バッテリーは、バッテリーの温度を自動的に検知することができる保護回路モジュール(PCM:Protection Circuit Module)を備えてもよい。PCMを有するバッテリーはより大きくなる、又はより長くなることがあり、その結果、デバイスはより大きくなる、又はより長くなる。外部温度センサを使用すると、デバイスをより小さく作ることができる。
1つの構成では、バッテリー支持部は、ヒーターアセンブリとバッテリーとの間に配置され、バッテリー支持部は熱絶縁性である(例えば、約0.5W/mKより小さい熱伝導率を有する)。したがって、バッテリー支持部は遮熱体として機能することができ、その結果、温度センサはバッテリーの温度をより正確に表示することができる。
上の例では、デバイスは、弾性構成部品と、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサとを備える。代替の構成として、弾性構成部品はばね又は他の付勢構成部品であってもよく、この場合、弾性構成部品は温度センサをバッテリーの方へ付勢する。したがって、温度センサは、いくつかの例では、弾性構成部品内に収容されない。
上の例では、温度センサは、バッテリーの温度を測定するために使用される。他の例では、温度センサは、絶縁部材、インダクタコイル、又はUSBコネクタなどの電気コネクタなど、デバイスの他の構成部品を測定するために配置されてもよい。したがって、他の例では、サセプタを加熱するように配置されたインダクタコイルと、インダクタコイルに接着された弾性構成部品と、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサとを備えるエアロゾル供給デバイスが提供され、この場合、温度センサはインダクタコイルの温度を測定するように構成される。別の例では、サセプタを取り囲む絶縁部材と、絶縁部材に接着された弾性構成部品と、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサとを備えるエアロゾル供給デバイスが提供され、この場合、温度センサは絶縁部材の温度を測定するように構成される。別の例では、電気構成部品と、電気構成部品に接着された弾性構成部品と、弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサとを備えるエアロゾル供給デバイスが提供され、この場合、温度センサは電気構成部品の温度を測定するように構成される。これらの例では、温度センサは、温度センサを使用して測定する構成部品と接触してもよいし、接触しなくてもよい。デバイス及び弾性構成部品は、上で説明した、又は本明細書で説明した特徴のいずれかを有してもよい。
デバイスは、非燃焼加熱式デバイスとしても知られているタバコ加熱デバイスであることが好ましい。
図1は、エアロゾル生成媒体/材料からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給デバイス100の例を示す。概略的に述べると、デバイス100は、エアロゾル生成媒体を備える交換可能な物品110を加熱して、デバイス100の使用者によって吸引されるエアロゾル又は他の吸引可能な媒体を生成するために使用することができる。
デバイス100は、デバイス100の様々な構成部品を取り囲み、収容する(外側カバーの形態の)ハウジング102を備える。デバイス100は、一端に開口104を有し、物品110を、この開口104を通して、加熱アセンブリによって加熱するために挿入することができる。使用時、物品110は、加熱アセンブリ内に完全に、又は部分的に挿入することができ、ここで、物品110をヒーターアセンブリの1つ又は複数の構成部品によって加熱することができる。
この例のデバイス100は第1の端部部材106を備え、第1の端部部材106は、定位置に物品110がないときに開口104を閉じるために第1の端部部材106に対して移動可能な蓋108を備える。図1では、蓋108は、開いた配置で示されているが、蓋108は閉じた配置に動くことができる。例えば、使用者は、蓋108を矢印「A」の方向に滑らすことができる。
デバイス100はまた、押すとデバイス100を作動させるボタン又はスイッチなど、使用者が操作可能な制御要素112を含んでもよい。例えば、使用者はスイッチ112を操作することによってデバイス100を作動させることができる。
デバイス100はまた、デバイス100のバッテリーを充電するためにケーブルを受け入れることができるソケット/口114などの電気構成部品を備えてもよい。例えば、ソケット114は、USB充電口などの充電口でもよい。
図2は、外側カバー102を外し、物品110がない、図1のデバイス100を示す。デバイス100は長手方向軸線134を定める。
図2に示すように、第1の端部部材106は、デバイス100の一端に配置され、第2の端部部材116は、デバイス100の反対側の端部に配置される。第1及び第2の端部部材106、116は一緒に、デバイス100の端面を少なくとも部分的に画定する。例えば、第2の端部部材116の底面はデバイス100の底面を少なくとも部分的に画定する。外側カバー102の縁もまた、端面の一部分を画定してもよい。この例では、蓋108もまた、デバイス100の頂面の一部分を画定する。
開口104に最も近いデバイスの端部は、使用時に使用者の口に最も近いので、デバイス100の近位端(又は口側端部)として知られていることがある。使用時、使用者は、物品110を開口104に挿入し、使用者制御部112を操作してエアロゾル生成材料の加熱を始めて、デバイスに生成されたエアロゾルを吸う。これによって、エアロゾルは、デバイス100の近位端に向かって流路に沿ってデバイス100の中を流れる。
開口104から最も遠くに離れたデバイスの他の端部は、使用時に使用者の口から最も遠くに離れているので、デバイス100の遠位端として知られていることがある。使用者がデバイスに生成されたエアロゾルを吸うと、エアロゾルは、デバイス100の遠位端から流れ去る。
デバイス100は、電源118をさらに備える。電源118は、例えば、再充電可能なバッテリー又は再充電できないバッテリーなどのバッテリーでもよい。適切なバッテリーの例には、例えば、リチウム電池(リチウムイオン電池など)、ニッケル電池(ニッケル-カドミウム電池など)、及びアルカリ電池が含まれる。バッテリーは、必要時に、コントローラ(図示せず)の制御下で電力を供給してエアロゾル生成材料を加熱するために加熱アセンブリに電気的に結合される。この例では、バッテリーは、バッテリー118を定位置に保持する中央支持部120に接続される。中央支持部120は、バッテリー支持部又はバッテリー担持部としても知られることがある。
デバイスは、少なくとも1つの電子機器モジュール122をさらに備える。電子機器モジュール122は、例えば、プリント回路基板(PCB:printed circuit board)を備えてもよい。PCB122は、プロセッサなどの少なくとも1つのコントローラ及びメモリを支持してもよい。PCB122はまた、デバイス100の様々な電子構成部品を互いに電気的に接続するために1つ又は複数の電気線路を備えてもよい。例えば、電力をデバイス100全体に分配することができるように、バッテリー端子はPCB122に電気的に接続されてもよい。ソケット114もまた、電気線路を経由してバッテリーに電気的に結合されてもよい。
例示的なデバイス100では、加熱アセンブリは誘導加熱アセンブリであり、誘導加熱プロセスによって物品110のエアロゾル生成材料を加熱するために様々な構成部品を備えている。誘導加熱は、電磁誘導によって導電性物体(サセプタなど)を加熱するプロセスである。誘導加熱アセンブリは、誘導要素、例えば、1つ又は複数のインダクタコイルと、誘導要素に交流電流などの変動電流を流すためのデバイスとを備えることがある。誘導要素の変動電流は変動磁場を生じさせる。変動磁場は、誘導要素に対して適切に配置されたサセプタに侵入し、サセプタ内部に渦電流を生成する。サセプタは、渦電流に対して電気抵抗を有し、したがって、この抵抗に抗する渦電流の流れによって、サセプタがジュール加熱によって加熱される。サセプタが、鉄、ニッケル、又はコバルトなどの強磁性材料を含む場合、サセプタの磁気ヒステリシス損失によっても、すなわち、磁性材料内の磁気双極子の向きが、変動磁場と合う結果として変動することによっても、熱を生成することができる。誘導加熱では、例えば、伝導による加熱と比較すると、熱はサセプタ内部で生成され、それによって急速な加熱が可能になる。さらに、誘導ヒーターとサセプタとの間に何ら物理的な接触を必要とせず、それは、構造及び用途の自由度を大きくすることができる。
例示的なデバイス100の誘導加熱アセンブリは、サセプタ構成体132(本明細書では「サセプタ」と称する)と、第1のインダクタコイル124と、第2のインダクタコイル126とを備える。第1及び第2のインダクタコイル124、126は導電性材料から作られる。この例では、第1及び第2のインダクタコイル124、126は、螺旋状に巻かれたリッツワイヤ/ケーブルから作られて螺旋インダクタコイル124、126を提供する。リッツワイヤは、個々に絶縁されて互いに撚り合わされて単一のワイヤを形成する複数の個別ワイヤを備える。リッツワイヤは、導体の表皮効果損失を低減するように設計されている。例示的なデバイス100では、第1及び第2のインダクタコイル124、126は、矩形断面を有する銅リッツワイヤから作られる。他の例では、リッツワイヤは、円形などの他の形状の断面を有することができる。
第1のインダクタコイル124は、サセプタ132の第1の部分を加熱するために第1の変動磁場を生成するように構成され、第2のインダクタコイル126は、サセプタ132の第2の部分を加熱するために第2の変動磁場を生成するように構成される。この例では、第1のインダクタコイル124は、デバイス100の長手方向軸線134に沿う方向に第2のインダクタコイル126と隣り合っている(すなわち、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は重なっていない)。サセプタ構成体132は、単一のサセプタを備えてもよいし、2つ以上の別々のサセプタを備えてもよい。第1及び第2のインダクタコイル124、126の端部130は、PCB122に接続することができる。
いくつかの例では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は、互いに異なる少なくとも1つの特性を有してもよいことは理解されるであろう。例えば、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とは異なる少なくとも1つの特性を有してもよい。より詳細には、一例では、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とは異なるインダクタンス値を有してもよい。図2では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は異なる長さのものであり、その結果、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126よりも小さなサセプタ132の部分に巻かれている。したがって、(個々の巻きの間の間隔が実質的に同じであると仮定して)第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とは異なる巻き数を備えてもよい。さらに別の例では、第1のインダクタコイル124は、第2のインダクタコイル126とは異なる材料から作られてもよい。いくつかの例では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は実質的に同一であってもよい。
この例では、第1のインダクタコイル124と第2のインダクタコイル126は反対方向に巻かれている。これは、インダクタコイルが異なるときに動作しているとき、有用になり得る。例えば、最初、第1のインダクタコイル124が物品110の第1の部分を加熱するように動作してもよく、その後、第2のインダクタコイル126が物品110の第2の部分を加熱するように動作してもよい。コイルを反対方向に巻くことは、特定のタイプの制御回路とともに使用されるとき、動作していないコイルに誘導される電流を低減する助けになる。図2では、第1のインダクタコイル124は右巻き螺旋であり、第2のインダクタコイル126は左巻き螺旋である。しかしながら、別の実施形態では、インダクタコイル124、126は同じ方向に巻かれてもよいし、第1のインダクタコイル124は左巻き螺旋であってもよいし、第2のインダクタコイル126は右巻き螺旋であってもよい。
この例のサセプタ132は中空であり、したがって、内部にエアロゾル生成材料を受け入れる受入部を画定する。例えば、物品110は、サセプタ132内に挿入することができる。この例では、サセプタ120は、断面が円形の管状である。
図2のデバイス100は、概ね管状でサセプタ132を少なくとも部分的に取り囲むことができる絶縁部材128をさらに備える。絶縁部材128は、例えば、プラスチックなどの絶縁材料から構成されてもよい。この特定の例では、絶縁材料はポリエーテルエーテルケトン(PEEK:polyether ether ketone)から構成される。絶縁材料128は、サセプタ132に生成される熱からデバイス100の様々な構成部品を絶縁する助けとなり得る。
絶縁部材128はまた、第1及び第2のインダクタコイル124、126を完全に、又は部分的に支持することができる。例えば、図2に示すように、第1及び第2のインダクタコイル124、126は、絶縁部材128の周りに配置され、絶縁部材128の半径方向外向きの表面と接触している。いくつかの例では、絶縁部材128は、第1及び第2のインダクタコイル124、126と当接しない。例えば、絶縁部材128の外面と、第1及び第2のインダクタコイル124、126の内面との間には小さな隙間があってもよい。
特定の例では、サセプタ132、絶縁部材128、並びに第1及び第2のインダクタコイル124、126は、サセプタ132の中央長手方向軸線の周りに同心である。
図3は、デバイス100の部分断面の側面図である。この例では外側カバー102は存在している。第1及び第2のインダクタコイル124、126の矩形断面形状がより明瞭に見える。
デバイス100は、サセプタ132の一端と係合してサセプタ132を定位置に保持する支持部136をさらに備える。支持部136は第2の端部部材116に接続される。
デバイスはまた、制御要素112内に関連した第2のプリント回路基板138を備えてもよい。
デバイス100は、デバイス100の遠位端の方に配置された第2の蓋/キャップ140及びばね142をさらに備える。ばね142によって第2の蓋140を開けることができて、サセプタ132にアクセスすることができる。使用者は第2の蓋140を開けて、サセプタ132及び/又は支持部136をきれいにすることができる。
デバイス100は、サセプタ132の近位端からデバイスの開口104の方へ延在する膨張チャンバ144をさらに備える。物品110がデバイス100内に受け入れられたときに物品110に当接して保持するために、膨張チャンバ144内に保持クリップ146が少なくとも部分的に配置される。膨張チャンバ144は端部部材106に接続される。
図4は、外側カバー102を省いた、図1のデバイス100の分解図である。
図5のAは、図1のデバイス100の一部分の断面を示す。図5のBは、図5のAの1つの領域の拡大図である。図5のA及び図5のBは、サセプタ132内に受け入れられた物品110を示し、ここでは、物品110は、物品110の外面がサセプタ132の内面と当接するような寸法である。これは、この加熱が最も効率的であることを確実にする。この例の物品110はエアロゾル生成材料110aを備える。エアロゾル生成材料110aはサセプタ132内に配置される。物品110はまた、フィルタ、包装材料及び/又は冷却構造体などの他の構成部品を備えてもよい。
図5のBは、サセプタ132の外面が、インダクタコイル124、126の内面から、サセプタ132の長手方向軸線158に垂直な方向に測って距離150だけ間隔を置いて配置されていることを示す。1つの特定の例では、距離150は、約3mm~4mm、約3mm~3.5mm、又は約3.25mmである。
図5のBは、絶縁部材128の外面が、インダクタコイル124、126の内面から、サセプタ132の長手方向軸線158に垂直な方向に測って距離152だけ間隔を置いて配置されていることをさらに示す。1つの特定の例では、距離152は約0.05mmである。別の例では、距離152は実質的に0mmであり、その結果、インダクタコイル124、126は絶縁部材128と当接し接触する。
1つの例では、サセプタ132は、約0.025mm~1mm又は約0.05mmの壁厚154を有する。
1つの例では、サセプタ132は、約40mm~60mm、約40mm~45mm、又は約44.5mmの長さを有する。
1つの例では、絶縁部材128は、約0.25mm~2mm、0.25mm~1mm、又は約0.5mmの壁厚156を有する。
図6は、図2及び図4のバッテリー支持部120をより詳細に示している。バッテリー支持部120は、主要部202、第1の端部204、及び第2の端部206を備える。主要部202は、デバイス100の長手方向軸線134に平行な長手方向軸線208を定める。第1の端部204は主要部202の第1の端部に配置され、第2の端部206は主要部202の第2の端部に配置される。第1及び第2の端部204、206は、長手方向軸線208に実質的に垂直な方向に主要部202の第1の前側から延在する。
図示のように、バッテリー118はバッテリー支持部120に接続される。バッテリー118は、バッテリー支持部120に接続されると、第1の端部204と第2の端部206との間に保持される。例えば、バッテリー118の上端は第1の端部204によって受け止められ、バッテリー118の下端は第2の端部206によって受け止められる。
図6には示されていないが、PCB122は、主要部202の第2の後側と係合されてもよい。
上記のように、エアロゾル供給デバイス100は、少なくとも1つのインダクタコイル124、126を備えるヒーター/加熱アセンブリを備える。図4は、バッテリー支持部120に対する1つ又は複数のインダクタコイル124、126の配置を示す。ヒーターアセンブリは主要部202の第2の側に配置され、バッテリー支持部120は、バッテリー118とヒーターアセンブリとの間に配置される。
図6の例では、主要部202の第1の側は、2つの対向する側壁210a、210b、及び基部を備える。図6では、第1の側壁210aだけが見える。第2の側壁210b及び基部212は、バッテリー118で隠れているが、図7では見えている。
図7は、バッテリー118を外したバッテリー支持部120の一部分の拡大図である。ここでは、第1の側壁210a及び第2の側壁210bは見えている。2つの側壁210a、210bが、軸線208に平行な方向に基部212の長さに沿って延在するように、基部212は2つの側壁210a、210bの間に延在する。2つの側壁210a、210bはまた、基部212から延在する。バッテリー118がバッテリー支持部120に接続されるとき、バッテリー118は2つの側壁210a、210bの間に受け入れられる。
この特定の例では、基部212は、主要部202の第1の側と主要部202の第2の側との間に開口を定める。したがって、主要部202を貫通する穴/切り抜きがあり、その結果、基部212は主に「空所」である。これによって、PCB122の下側にアクセスすることができる。開口は、単一の貫通穴というよりむしろ複数の貫通穴を含んでもよい。例えば、基部212は、開口を2つ以上の貫通穴に分割する1つ又は複数の分割構造を備えてもよい。他の例では、基部212は中実であり、その結果、主要部202を貫通する開口はない。
図7は、バッテリー支持部120に接着された弾性構成部品214をさらに示す。バッテリー118がバッテリー支持部120に接続されるとき、弾性構成部品は、バッテリー支持部120とバッテリー118との間に配置される。弾性構成部品214内に温度センサ216が部分的に収容される。
この例では、温度センサ216の一部分が露出されているが、温度センサ216の別の部分は弾性構成部品214内に埋め込まれている。露出された部分216はバッテリー118と当接してもよい。或いは、弾性構成部品214はバッテリーと当接してもよい。別の例では、温度センサ216全体が弾性構成部品214内に埋め込まれてもよい。温度センサ216をPCB122などのデバイス100の他の構成部品に接続する1つ又は複数のワイヤもまた、弾性構成部品214内に埋め込まれてもよい。
この例の温度センサ216はサーミスタであるが、その代わりに他の温度センサが使用されてもよい。バッテリー118がバッテリー支持部120に接続されると、温度センサ216及び/又は弾性構成部品214はバッテリー118と接触する。これによってバッテリー118の温度を測定することができる。コントローラは温度センサ216からの信号を受け取って、バッテリー118の温度を測定又は推測することができる。測定された温度に基づいて、コントローラが適切な動作をなすことができる。例えば、温度が高すぎる場合、ヒーターアセンブリのスイッチを切ることができる。
図示のように、弾性構成部品214は第1の側壁210aの内面に接着されている。側壁210aは、バッテリー118の湾曲した外面と一致する湾曲した輪郭を有する。他の例では、弾性構成部品214は、バッテリー支持部の別の部分に接着されてもよい。例えば、弾性構成部品214は、第2の側壁210b、基部212、又は第1の端部204及び第2の端部206のうちの1つに接着されてもよい。
弾性構成部品214は、シリコーンゴムなどのシリコーンが好ましい。シリコーンは高い熱伝導率を有し、力を加えると変形させることができる。シリコーンの弾力性によって、バッテリー118に対する温度センサ216の位置を永久的に変えることなく弾性構成部品214を圧縮することができる。
この特定の例では、バッテリー支持部120は、弾性構成部品214が入る受入部/空洞218を画定する。受入部218は、温度センサ216をバッテリー118に対してよりよく配置することができるように、弾性構成部品214を保持する。弾性構成部品214は、受入部218内に分注されると、受入部218を満たしてもよく、時間ととともに「定着」又は硬化することができる。図8は、弾性構成部品214が受入部218に導入される前のバッテリー支持部120及び受入部218を示す。
いくつかの例では、弾性構成部品はバッテリー支持部に接着される。これによって、温度センサを定位置に保持することができる。弾性構成部品214は、追加の接着剤なしにバッテリー支持部210に自分で接着するように、自己接着型が好ましい。これは、分離する可能性の低い接合をもたらすことができる。シリコーンは、硬化する前にまず接着する材料である。いくつかの例では、弾性構成部品214はバッテリー118に接着されない。したがって、バッテリー118がバッテリー支持部120に取り付けられる前に、弾性構成部品214は受入部218内に分注されて硬化されてもよい。これによって、バッテリー218を容易に取り外すことができ、バッテリー118を弾性構成部品214に対して動かすことができる。
上の実施形態は、本発明の説明のための例として理解されたい。本発明のさらなる実施形態は考えられる。任意の1つの実施形態に関して説明された任意の特徴は、単独で使用されてもよく、又は、説明された他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、また、実施形態のうちの任意の他の実施形態の1つ又は複数の特徴と組み合わせて使用されてもよく、又は実施形態のうちの任意の他の実施形態の任意の組合せにおいて使用されてもよいことを理解されたい。さらに、上で説明していない等価物及び修正物もまた、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱しなければ使用することができる。
Claims (14)
- バッテリーと、
前記バッテリーと係合して保持するように構成されたバッテリー支持部と、
前記バッテリー支持部と前記バッテリーとの間に配置された弾性構成部品と、
前記弾性構成部品内に少なくとも部分的に収容された温度センサであって、前記バッテリーの温度を測定するように構成された前記温度センサとを備え、
前記温度センサ及び前記弾性構成部品のうちの少なくとも1つが前記バッテリーと当接する、エアロゾル供給デバイス。 - 前記弾性構成部品が熱伝導性である、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記温度センサが前記弾性構成部品内に完全に収容されており、前記弾性構成部品が前記バッテリーと当接する、請求項1又は2に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記温度センサの第1の部分が前記弾性構成部品内に収容され、前記温度センサの第2の部分が前記バッテリーと当接する、請求項1又は2に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記バッテリー支持部が受入部を画定し、前記弾性構成部品が前記受入部内に受け入れられる、請求項1~4のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記弾性構成部品がシリコーンを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記弾性構成部品が、約5W/mKより大きな熱伝導率を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記弾性構成部品が、約5W/mKより大きく、約10W/mKより小さな熱伝導率を有する、請求項1~7のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記弾性構成部品が約15mm2~約25mm2の面積にわたって前記バッテリーと接触する、請求項1~7のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
- エアロゾル生成材料を加熱するように構成されたヒーターアセンブリと、
コントローラであって、
前記ヒーターアセンブリに前記エアロゾル生成材料の加熱を開始させ、
前記温度センサによって測定された温度に基づいて、前記バッテリーの温度が第1の閾値を超えているかどうかを判定し、
前記バッテリーの温度が前記第1の閾値を超えていると判定された場合、前記ヒーターアセンブリに前記エアロゾル生成材料の加熱を停止させる
ように構成された前記コントローラと
をさらに備える請求項1~9のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。 - 前記第1の閾値が約30℃~約40℃である、請求項10に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 前記バッテリーの温度が第2の閾値より低いと判定された場合のみ、前記ヒーターアセンブリに前記エアロゾル生成材料の加熱を開始させるように前記コントローラが構成され、
前記第2の閾値が前記第1の閾値より小さい、請求項10又は11に記載のエアロゾル供給デバイス。 - 前記第2の閾値が、前記第1の閾値より約5℃~約10℃低い、請求項12に記載のエアロゾル供給デバイス。
- 請求項1~13のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を備える物品と
を備えるエアロゾル供給システム。
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