JP2024503066A - エアロゾル供給システム - Google Patents
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Abstract
エアロゾル化可能材料輸送要素42と、エアロゾル化可能材料用のリザーバ31とを備えるエアロゾル供給システム1であって、エアロゾル化可能材料輸送要素42が、エアロゾル化可能材料輸送要素42内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器40を備える、エアロゾル供給システム1。エアロゾル供給システム1は制御回路構成18を備え、制御回路構成18は、第1の加熱動作H1の一部として気化器40が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視するように構成される。次いで、制御回路構成18は、気化器40が加熱された後の予め定められた時間間隔T2内で温度パラメータPが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成する。この信号は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示してもよい。【選択図】 図8
Description
本開示は、ニコチン送達システム(例えば電子タバコ)などのエアロゾル供給システムに関する。
電子タバコ(eシガレット)などの電子エアロゾル供給システムは、一般に、典型的にはニコチンを含む調合物を含有する原料液体のリザーバなどのエアロゾル前駆体材料、又はタバコベースの製品などの固体材料を含み、そこから、ユーザが吸入するために、例えば熱気化によってエアロゾルが生成される。したがって、エアロゾル供給システムは、典型的には、前駆体材料の一部を気化させて、エアロゾル供給システムを通して空気チャネルのエアロゾル生成領域内でエアロゾルを生成するように構成された気化器、例えば加熱要素を備える。ユーザがデバイスで吸入し、気化器に電力が供給されると、空気が1つ又は複数の入口穴を通ってデバイスに引き込まれ、空気チャネルに沿ってエアロゾル生成領域に送られ、そこで、空気は、気化された前駆体材料と混合して、凝縮エアロゾルを形成する。エアロゾル生成領域を通して引き込まれた空気は、空気チャネルに沿ってマウスピース開口部に向かって進み、エアロゾルの一部を一緒に運び、ユーザが吸入するためにマウスピース開口部を通って出る。
エアロゾル供給システムはモジュール式アセンブリを備えるのが一般的であり、2つの主要な機能部分、すなわちコントロールユニットと、使い捨て/交換可能なカートリッジ部分とを備えることが多い。典型的には、カートリッジ部分は、消耗材料であるエアロゾル前駆体材料と、気化器(アトマイザ)とを備え、コントロールユニット部品は、充電式バッテリー、デバイス制御回路構成、起動センサ、及びユーザインターフェース機能などの長寿命要素を備える。コントロールユニットは、再利用可能な部品又はバッテリーセクションと呼ばれることもあり、交換可能なカートリッジは、使い捨て部品又はカトマイザと呼ばれることもある。
コントロールユニットとカートリッジとは、例えばねじ山、バヨネット、ラッチ、又は摩擦嵌めによる固定を使用して、インターフェースで機械的に結合されて使用される。カートリッジ内のエアロゾル前駆体材料が使い果たされたとき、又はユーザが異なるエアロゾル前駆体材料を有する異なるカートリッジに切り替えることを望むとき、カートリッジをコントロールユニットから取り外すことができ、代わりに交換用カートリッジをデバイスに取り付けることができる。
液体エアロゾル前駆体(eリキッド)を含むカートリッジの潜在的な欠点は、漏れのリスクである。eシガレットのカートリッジは、典型的には、エアロゾル化可能材料リザーバから、カートリッジ用の空気入口からエアロゾル出口につながる空気経路/チャネルに配置された気化器まで、エアロゾル化可能材料を引き込むための機構、例えば毛管ウィックを有する。エアロゾル化可能材料リザーバからカートリッジを通って開いた空気チャネルへの流体輸送経路があるので、それに対応して、エアロゾル化可能材料がカートリッジから漏れるリスクがある。当然ながらエンドユーザは自分の手や他の物にeリキッドを付着させたくないので、その観点から、さらには、コントロールユニットに接続されたカートリッジの端部からの漏れが例えば腐食によりコントロールユニットを損傷するおそれがあるので、信頼性の観点からも、漏れは望ましくない。漏れのリスクを低減するためのいくつかの手法は、例えばウィックが空気チャネルに入る場所でウィックをしっかりとクランプすることによって、気化器へのエアロゾル化可能材料の流れを制限することを含むことがある。通常の使用では、ウィックによって吸収されているエアロゾル化可能材料は、気化器を冷たく(つまり、理想的な動作温度に)保つのに十分であるが、吸収されているエアロゾル化可能材料が不十分であるとき(例えば、リザーバ内のエアロゾル化可能材料が少なくなったとき)、これは、いくつかのシナリオでは、過熱や望ましくない香料をもたらすおそれがある。
したがって、上で論じた問題のいくつかに対処する又はそれらを軽減する助けとなるような様々な手法を本明細書で述べる。
特定の実施形態の第1の態様によれば、エアロゾル化可能材料輸送要素と、エアロゾル化可能材料用のリザーバとを具備するエアロゾル供給システムであって、エアロゾル化可能材料輸送要素が、エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、
エアロゾル供給システムが制御回路構成を具備し、制御回路構成が、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視し、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するように構成され、
信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、
エアロゾル供給システムが提供される。
エアロゾル供給システムが制御回路構成を具備し、制御回路構成が、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視し、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するように構成され、
信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、
エアロゾル供給システムが提供される。
特定の実施形態の第2の態様によれば、エアロゾル供給システムでのエアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を決定する方法であって、エアロゾル供給システムが、制御回路構成と、エアロゾル化可能材料用のリザーバと、エアロゾル化可能材料輸送要素とを具備し、エアロゾル化可能材料輸送要素が、エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、方法が、
制御回路構成を使用して、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するステップと、
制御回路構成を使用して、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少したかどうかを判断するステップと、
気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するステップであり、信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、ステップと、
を含む方法が提供される。
制御回路構成を使用して、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するステップと、
制御回路構成を使用して、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少したかどうかを判断するステップと、
気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するステップであり、信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、ステップと、
を含む方法が提供される。
本発明の様々な態様に関連して上述した本発明の特徴及び態様は、本発明の他の態様による本発明の実施形態に同様に適用可能であり、本明細書で述べる具体的な組合せだけでなく適宜それらと組み合わせることができることを理解されたい。
ここで、本発明の実施形態を、単なる例として、添付図面を参照して述べる。
特定の例及び実施形態の態様及び特徴を本明細書で論じる/述べる。特定の例及び実施形態のいくつかの態様及び特徴は、従来通りに実装することができ、簡潔にするために、これらについては詳細には論じない/述べない。したがって、本明細書で論じる装置及び方法の詳細には述べない態様及び特徴は、そのような態様及び特徴を実装するための任意の従来技法に従って実装することができることを理解されたい。
本開示は、eシガレットなど、エアロゾル供給システムと呼ばれることもある不燃性エアロゾル供給システムに関する。本開示によれば、「不燃性」エアロゾル供給システムは、ユーザへの送達を容易にするために、エアロゾル供給システム(又はその構成要素)の成分エアロゾル化可能材料が燃焼又は焼失されないものである。本明細書ではエアロゾル生成材料又はエアロゾル前駆体材料と呼ばれることもあるエアロゾル化可能材料は、例えば加熱、照射、又は何らかの他の方法でエネルギー付与されたときにエアロゾルを生成することが可能な材料である。
以下の説明を通じて、「eシガレット」又は「電子タバコ」という用語が時々使用されることがあるが、この用語は、エアロゾル供給システム/デバイス及び電子エアロゾル供給システム/デバイスと交換可能に使用されることがあることを理解されたい。電子タバコは、ベイプデバイス又は電子ニコチン送達システム(END)と呼ばれることもあるが、エアロゾル化可能材料中のニコチンの存在は必須要件ではないことに留意されたい。
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給システムは、エアロゾル化可能材料の組合せを使用してエアロゾルを生成するためのハイブリッドシステムであり、エアロゾル化可能材料のうちの1つ又は複数が加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、ハイブリッドシステムは、液体又はゲルエアロゾル化可能材料及び固体エアロゾル化可能材料を備える。固体エアロゾル化可能材料は、例えばタバコ又は非タバコ製品を備えていてもよい。
典型的には、不燃性エアロゾル供給システムは、不燃性エアロゾル供給デバイスと、不燃性エアロゾル供給デバイスと共に使用するための物品とを備えていてもよい。しかし、エアロゾル生成構成要素に電力供給するための手段をそれ自体が備える物品自体が、不燃性エアロゾル供給システムを形成してもよいことが想定される。
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給デバイスと共に使用するための物品は、エアロゾル化可能材料(又はエアロゾル前駆体材料)、エアロゾル生成構成要素(又は気化器)、エアロゾル生成エリア、マウスピース、及び/又はエアロゾル化可能材料を受け入れるためのエリアを備えていてもよい。
いくつかの実施形態では、エアロゾル生成構成要素は、エアロゾル化可能材料から1つ又は複数の揮発性物質を解放してエアロゾルを形成するように、エアロゾル化可能材料と相互作用することが可能なヒーターである。いくつかの実施形態では、エアロゾル生成構成要素は、加熱することなくエアロゾル化可能材料からエアロゾルを生成させることが可能である。例えば、エアロゾル生成構成要素は、例えば振動、機械、加圧、又は静電手段のうちの1つ又は複数によって、熱を加えずにエアロゾル化可能材料からエアロゾルを生成することが可能でもよい。
いくつかの実施形態では、送達すべき物質は、活性成分、担体成分、及び任意選択で1つ又は複数の他の機能成分を含んでいてもよいエアロゾル化可能材料でもよい。
活性成分は、ユーザの生理学的及び/又は嗅覚反応を実現するためにエアロゾル化可能材料に含まれる1つ又は複数の生理学的及び/又は嗅覚活性成分を含んでいてもよい。活性成分は、例えば栄養補助剤、向知性薬、及び向精神薬から選択されてもよい。活性成分は、天然に存在するものでも、合成して得られるものでもよい。活性成分は、例えばニコチン、カフェイン、タウリン、テイン、B6やB12やCなどのビタミン、メラトニン、カンナビノイド、又はそれらの成分、誘導体、若しくは組合せを含んでいてもよい。活性成分は、タバコ又は他の植物性物質の成分、誘導体、又は抽出物を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、活性成分は生理活性成分であり、ニコチン、ニコチン塩(例えば、ニコチン二酒石酸塩/ニコチン重酒石酸塩)、ニコチンを含まないタバコ代替品、カフェインなどの他のアルカロイド、又はそれらの混合物から選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、活性成分は嗅覚活性成分であり、地方条例が許可する場合、成人消費者向けの製品で所望の味、香り、又は他の体性感覚を生み出すために使用することができる「香料」及び/又は「香味料」から選択されてもよい。場合によっては、そのような成分は、香料、香味料、冷却剤、加熱剤、及び/又は甘味剤と呼ばれることもある。それらには、天然に存在する香料物質、植物性物質、植物性物質の抽出物、合成して得られる物質、又はそれらの組合せ(例えば、タバコ、大麻、甘草(カンゾウ)、アジサイ、オイゲノール、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、カエデ、抹茶、メンソール、ジャパニーズミント、アニシード(アニス)、シナモン、ターメリック、インドスパイス、アジアンスパイス、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、レッドベリー、クランベリー、ピーチ、アップル、オレンジ、マンゴー、クレメンタイン、レモン、ライム、トロピカルフルーツ、パパイヤ、ルバーブ、グレープ、ドリアン、ドラゴンフルーツ、キュウリ、ブルーベリー、桑、柑橘類、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウィスキー、ジン、テキーラ、ラム、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、アロエベラ、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ベルガモット、ゼラニウム、ハット、ナスワール、キンマ(betel)、シーシャ、パイン、ハニーエッセンス、ローズ油、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、オレンジブロッサム、チェリーブロッサム、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、フェンネル、わさび、ピーマン、ジンジャー、コリアンダー、コーヒー、麻、ハッカ属のあらゆる種のハッカ油、ユーカリ、スターアニス、ココア、レモングラス、ルイボス、亜麻、イチョウ、ヘーゼル、ハイビスカス、月桂樹、マテ茶、オレンジの皮、ローズ、緑茶や紅茶などの茶、タイム、ジュニパー、エルダーフラワー、バジル、ローリエ、クミン、オレガノ、パプリカ、ローズマリー、サフラン、レモンピール、ミント、ビーフステーキプラント、クルクマ、シラントロ、マートル、カシス、バレリアン、ピメント、メース、ダミアン、マジョラム、オリーブ、レモンバーム、レモンバジル、チャイブ、カルビ、バーベナ、タラゴン、リモネン、チモール、カンフェン)、香味増強剤、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性化剤又は刺激剤、砂糖及び/又は代替糖(例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、シクラメート、乳糖、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、又はマンニトール)、及びチャコール、クロロフィル、ミネラル、植物性物質、若しくは息清涼剤などの他の添加物、が含まれてもよい。それらは、模造物、合成若しくは天然成分、又はそれらの混合物でもよい。それらは、1つ又は複数の抽出物(例えば、甘草、アジサイ、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、メンソール、ジャパニーズミント、アニシード、シナモン、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、ピーチ、アップル、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウィスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ベルガモット、ゼラニウム、ハニーエッセンス、ローズ油、バニラ、レモンオイル、オレンジオイル、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、フェンネル、ピーマン、ジンジャー、アニス、コリアンダー、コーヒー、又はハッカ属のあらゆる種のハッカ油)、香味増強剤、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性化剤又は刺激剤、砂糖及び/又は代替糖(例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、シクラメート、乳糖、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、又はマンニトール)、及びチャコール、クロロフィル、ミネラル、植物性物質、若しくは息清涼剤などの他の添加物の任意の適切な形態、例えば油などの液体、粉末などの固体、又はガスでよい。それらは、模造物、合成若しくは天然成分、又はそれらの混合物でもよい。それらは、任意の適切な形態、例えば油、液体、又は粉末でもよい。
いくつかの実施形態では、香料は、メンソール、スペアミント、及び/又はペパーミントを含む。いくつかの実施形態では、香料は、キュウリ、ブルーベリー、柑橘類、及び/又はレッドベリーの香料成分を含む。いくつかの実施形態では、香料は、オイゲノールを含む。いくつかの実施形態では、香料は、タバコから抽出された香料成分を含む。いくつかの実施形態では、香料は、芳香神経若しくは味覚神経に加えて又はその代わりに、第5脳神経(三叉神経)の刺激によって通常化学的に誘発されて知覚される体性感覚を達成することを意図された感覚物質を含んでいてもよく、これらは、加熱、冷却、刺痛感、麻痺効果をもたらす薬剤を含んでいてもよい。適切な熱効果剤は、限定はしないが、バニリルエチルエーテルでもよく、適切な冷却剤は、限定はしないが、ユーカリプトールやWS-3でもよい。
担体成分は、エアロゾルを形成することが可能な1つ又は複数の成分を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、担体成分は、グリセリン、グリセロール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、エリスリトール、メソ-エリスリトール、バニラ酸エチル、ラウリン酸エチル、スベリン酸ジエチル、クエン酸トリエチル、トリアセチン、ジアセチン混合物、安息香酸ベンジル、酢酸ベンジルフェニル、トリブチリン、酢酸ラウリル、ラウリン酸、ミリスチン酸、及び炭酸プロピレンのうちの1つ又は複数を含んでいてもよい。
1つ又は複数の他の機能成分は、pH調整剤、着色剤、防腐剤、結合剤、充填剤、安定剤、及び/又は酸化防止剤のうちの1つ又は複数を含んでいてもよい。
上記のように、エアロゾル供給システム(eシガレット)は、再利用可能な部品(コントロールユニット)と、交換可能な(使い捨て)カートリッジ部品との両方を含むモジュール式アセンブリを備えることが多い。このタイプの2部品モジュール構成に従うデバイスは、一般に、2部品デバイスと呼ばれることもある。また、電子タバコは、概して細長い形状を有することが一般的である。具体的な例を提供するために、本明細書で述べる本開示の特定の実施形態は、使い捨てカートリッジを採用するこの種の概して細長い2部品デバイスを備える。しかし、本明細書で述べる根底にある原理は、例えば典型的にはより箱型の形状を有するいわゆるボックスモッド(box-mod)ハイパフォーマンスデバイスに基づく他の全体形状に従うデバイスとして、他の電子タバコ構成、例えば3つ以上の部品を備えるモジュール式デバイスにも同様に採用することができることを理解されたい。
図1は、本開示の特定の実施形態による例示的なエアロゾル供給システム/デバイス(eシガレット)1の概略斜視図である。電子タバコの様々な態様の相対的な位置に関する用語(例えば、上、下、上方、下方、上部、底部などの用語)は、本明細書では、(文脈上別段の指示がない限り)図1に示される電子タバコの向きを基準として使用される。しかし、これは説明を容易にするためにすぎず、使用時に電子タバコに関する任意の所要の向きがあることを示すことは意図していないことを理解されたい。
eシガレット1は、2つの主要構成要素、すなわちカートリッジ2及びコントロールユニット4を備える。コントロールユニット4とカートリッジ2とは、図1では分離されて示されているが、使用時には互いに結合される。
カートリッジ2とコントロールユニット4とは、それらの間に機械的及び電気的接続を確立することによって結合される。機械的及び電気的接続が確立される具体的な方法は、本明細書で述べる原理にとってあまり重要ではなく、必要に応じて2つの部品間の電気的接続を確立するための適切に配置された電気接点/電極を備えて、例えばねじ山、バヨネット、ラッチ、又は摩擦嵌めによる機械的固定に基づいた従来の技法に従って確立されてもよい。図1に示される例示的な電子タバコ1では、カートリッジは、マウスピース端部52及びインターフェース端部54を備え、カートリッジのインターフェース端部にあるインターフェース端部分6をコントロールユニットの対応するレセプタクル8/カートリッジ受入セクションに挿入することによってコントロールユニットに結合される。カートリッジのインターフェース端部分6は、レセプタクル8にぴったりと嵌まり、突起56を含み、突起56は、レセプタクル8を画定するレセプタクル壁12の内面の対応する戻り止めと係合して、カートリッジとコントロールユニットとの間に解放可能な機械的係合を提供する。カートリッジの底部にある一対の電気接点(図1には示されていない)と、レセプタクル8のベースにある対応するばね付き接点ピン(図1には示されていない)とによって、コントロールユニットとカートリッジとの間に電気的接続が確立される。上記のように、電気的接続が確立される具体的な方法は、本明細書で述べる原理にとって重要ではなく、実際、いくつかの実装形態は、再利用可能な部品からカートリッジへの電力の伝送が(例えば電磁誘導技法に基づく)無線でもよいので、カートリッジとコントロールユニットとの間に電気的接続を有さないこともある。
電子タバコ1は、長手方向軸線Lに沿って延びる概して細長い形状を有する。カートリッジがコントロールユニットに結合されるとき、(長手方向軸線に沿った)この例での電子タバコの全長は約12.5cmである。コントロールユニットの全長は約9cmであり、カートリッジの全長は約5cmである(つまり、カートリッジのインターフェース端部分6とコントロールユニットのレセプタクル8とが互いに結合されたとき、それらの間に約1.5cmの重なりが存在する)。電子タバコは、概して楕円形の断面であって、電子タバコの中央付近が最も大きく、端部に向かって湾曲して先細りする断面を有する。電子タバコの中央付近の断面は、幅が約2.5cmであり、厚さが約1.7cmである。カートリッジの端部は、幅が約2cm、厚さが約0.6mmであり、電子タバコの他端は、幅が約2cm、厚さが約1.2cmである。電子タバコの外側ハウジングは、この例ではプラスチックから作られている。電子タバコの具体的なサイズ及び形状、並びに電子タバコが作られる材料は、本明細書で述べる原理にとってあまり重要ではなく、異なる実装形態では異なっていてもよいことを理解されたい。つまり、本明細書で述べる原理は、異なるサイズ、形状、及び/又は材料を有する電子タバコにも同様に採用することができる。
コントロールユニット4は、本開示の特定の実施形態によれば、その機能及び全般的な構成技法の面で広範には従来通りのものでもよい。図1の例では、コントロールユニット4は、上記のようにカートリッジの端部を受け入れるためのレセプタクル8を画定するレセプタクル壁12を含むプラスチック製の外側ハウジング10を備える。この例でのコントロールユニット4の外側ハウジング10は、2つの部品間の滑らかな移行を提供するために、コントロールユニット4とカートリッジ2とのインターフェースでカートリッジ2の形状及びサイズに適合する概して楕円形の断面を有する。レセプタクル8と、カートリッジ2の端部分6とは、180°回転されるときに対称性を有し、したがって、カートリッジを2つの異なる向きでコントロールユニットに挿入することができる。レセプタクル壁12は、2つのコントロールユニット空気入口開口部14(すなわち壁の穴)を含む。これらの開口部14は、カートリッジがコントロールユニットに結合されるとき、カートリッジ用の空気入口50と整列するように配置される。開口部14のうちの異なる開口部は、異なる向きでカートリッジの空気入口50と整列する。いくつかの実装形態は、カートリッジが1つの向きのみでコントロールユニットに結合可能であるように回転対称性を有していないことがあるが、他の実装形態は、カートリッジがより多くの向きでコントロールユニットに結合可能であるように、より高い回転対称度を有していてもよいことを理解されたい。
コントロールユニットは、電子タバコ用の動作電力を供給するためのバッテリー16と、電子タバコの動作を制御及び監視するための制御回路構成18と、ユーザ入力ボタン20と、インジケータライト22と、充電ポート24とをさらに備える。
この例でのバッテリー16は再充電可能であり、例えば比較的短期間に比較的高い電流の供給を必要とする電子タバコ及び他の用途で通常使用される種類の従来のタイプのものでもよい。バッテリー16は、充電ポート24を介して再充電されてもよく、充電ポート24は、例えばUSBコネクタを備えていてもよい。
この例での入力ボタン20は、従来の機械式ボタンであり、例えば、下層の回路構成への電気接触を確立するためにユーザが押すことができるばね式構成要素を備える。これに関して、入力ボタンは、例えばエアロゾル生成をトリガするためにユーザ入力を検出するための入力デバイスと考えることができ、ボタンが実装される具体的な方法は重要ではない。例えば、他の実装形態では、他の形態の機械式ボタン又はタッチセンサ式ボタン(例えば、容量性又は光学式感知技法に基づく)が使用されてもよく、又はボタンがなくてもよく、デバイスがエアロゾル生成をトリガするためのパフ検出器に依拠していてもよい。
インジケータライト22は、電子タバコに関連する様々な特性の視覚標示、例えば、動作状態(例えばオン/オフ/スタンバイ)及びバッテリー寿命や故障状態などの他の特性の標示をユーザに与えるために提供される。異なる特性は、例えば、概して従来の技法に従って異なる色及び/又は異なるフラッシュシーケンスによって示されてもよい。
制御回路構成18は、電子タバコを制御するための確立された技法に従った従来の動作機能を提供するために、電子タバコの動作を制御するように適切に構成/プログラムされる。制御回路構成(プロセッサ回路構成)18は、電子タバコの動作の様々な側面に関連する様々なサブユニット/回路構成要素を論理的に備えていると考えることができる。例えば、様々な実装形態で提供される機能に応じて、制御回路構成18は、ユーザ入力に応答してバッテリー/電源からカートリッジへの電力の供給を制御するための電源制御回路構成と、ユーザ入力に応答して構成設定(例えばユーザ定義の電力設定)を確立するためのユーザプログラミング回路構成と、電子タバコの本明細書で述べる原理及び従来の動作態様に従った他の機能ユニット/回路構成関連機能、例えばインジケータライト表示駆動回路構成やユーザ入力検出回路構成とを備えていてもよい。制御回路構成18の機能は、例えば、所望の機能を提供するように構成された、1つ又は複数の適切にプログラムされたプログラマブルコンピュータ(複数可)及び/又は1つ又は複数の適切に構成された特定用途向け集積回路(複数可)/回路構成/チップ(複数可)/チップセット(複数可)を使用して、様々な異なる方法で提供することができることを理解されたい。
図2は、(長手方向軸線Lに沿って分解された)カートリッジ2の概略分解斜視図である。カートリッジ2は、ハウジング部品32と、空気チャネルシール34と、隔壁要素36と、出口管38と、気化器/加熱要素40と、エアロゾル化可能材料輸送要素42と、プラグ44と、接触電極46を有するエンドキャップ48とを備える。図3~6は、これらの構成要素の一部をより詳細に概略的に表す。
図3Aは、長手方向軸線Lを通るハウジング部品32の概略切欠図であり、ここでハウジング部品32が最も細い。図3Bは、長手方向軸線Lを通るハウジング部品32の概略切欠図であり、ここでハウジング部品32が最も幅広である。図3Cは、インターフェース端部54からの長手方向軸線Lに沿った(つまり、図3A及び3Bの向きで下から見た)ハウジング部品の概略図である。
図4Aは、下から見た隔壁要素36の概略斜視図である。図4Bは、下から見た隔壁要素36の上部を通る概略断面図である。
図5Aは、上から見たプラグ44の概略斜視図であり、図5Bは、下から見たプラグ44の概略斜視図である。図5Cは、カートリッジのマウスピース端部52から見た(つまり、図1及び図2の向きで上から見た)長手方向軸線Lに沿ったプラグ44の概略図である。
図6Aは、上から見たエンドキャップ48の概略斜視図である。図6Bは、カートリッジのマウスピース端部52から(つまり上から)見た、長手方向軸線Lに沿ったエンドキャップ48の概略図である。
この例でのハウジング部品32は、この例ではポリプロピレンの単一成型体から作られたハウジング外壁64及びハウジング内管62を備える。ハウジング外壁64は、カートリッジ2の外観を画定し、ハウジング内管62は、カートリッジを通る空気チャネルの一部を画定する。ハウジング部品は、カートリッジのインターフェース端部54で開いており、ハウジング内管62と流体連通するマウスピース開口部/エアロゾル出口60を除いてカートリッジのマウスピース端部52で閉じている。ハウジング部品32は、カートリッジ用の空気入口50を提供する側壁の開口部を含む。この例での空気入口50は、約2mm2の面積を有する。ハウジング部品32の外壁64の外面は、上述した突起56を含み、突起56は、レセプタクル8を画定するレセプタクル壁12の内面の対応する戻り止めと係合して、カートリッジとコントロールユニットとの間で解放可能な機械的係合を提供する。ハウジング部品の外壁64の内面はさらなる突起66を含み、突起66は、カートリッジが組み立てられたときに長手方向軸線Lに沿って隔壁要素36を配置するための当接ストッパを提供するように働く。ハウジング部品32の外壁64は、さらに穴を備え、穴は、カートリッジが組み立てられたときにエンドキャップをハウジング部品に固定するために、エンドキャップの対応するラッチ突出部70を受け入れるように配置されたラッチ凹部68を形成する。
ハウジング部品32の外壁64は、空気入口50と流体連通するギャップ76を画定する二重壁セクション74を含む。ギャップ76は、カートリッジを通る空気チャネルの一部分を提供する。この例では、ハウジング部品32の二重壁セクション74は、ギャップがハウジング外壁64内で長手方向軸線に平行に延びる空気チャネルを画定し、長手方向軸線に垂直な平面での断面積が約3mm2であるように配置される。ハウジング部品の二重壁セクションによって画定される空気チャネル76のギャップ/部分は、ハウジング部品32の開端部まで下方に延びる。
空気チャネルシール34は、概して貫通穴80を有する管の形状でのシリコーン成型体である。空気チャネルシール34の外壁は、周方向隆起部84及び上側カラー82を含む。空気チャネルシール34の内壁も周方向隆起部を含むが、これらは図2では見えない。カートリッジが組み立てられると、空気チャネルシール34がハウジング内管62に取り付けられ、ハウジング内管62の端部が、空気チャネルシール34の貫通穴80内に部分的に延びる。空気チャネルシールの貫通穴80は、その弛緩状態で約5.8mmの直径を有し、ハウジング内管62の端部は約6.2mmの直径を有し、したがって、ハウジング内管62を収容するために空気チャネルシール34が伸張されるときにシールが形成される。このシールは、空気チャネルシール34の内面の隆起部によって促進される。
出口管38は、内径が約8.6mm、壁厚が約0.2mmのANSI304ステンレス鋼の管状セクションを備える。出口管38の底端部は、直径方向で対向する一対のスロット88を含み、各スロットの端部は半円形凹部90を有する。カートリッジが組み立てられるとき、出口管38が空気チャネルシール34の外面に取り付けられる。空気チャネルシールの外径は、その弛緩状態で約9.0mmであり、したがって、空気チャネルシール34が圧縮されて出口管38の内側に嵌まるときにシールが形成される。このシールは、空気チャネルシール34の外面の隆起部84によって促進される。空気チャネルシール34のカラー80は、出口管38用のストッパを提供する。
エアロゾル化可能材料輸送要素42は毛管ウィックを備え、気化器40は、毛管ウィックに巻かれた抵抗線ヒーターを備える。毛管ウィックに巻かれた抵抗線の部分に加えて、気化器は電気リード線41を備え、電気リード線41は、プラグ44の穴を通って、エンドキャップ54に取り付けられた電極46に接触し、カートリッジがコントロールユニットに接続されるときに確立される電気インターフェースを介して気化器に電力を供給できるようにする。気化器リード線41は、毛管ウィックに巻かれた抵抗線と同じ材料から成っていてもよく、又は毛管ウィックに巻かれた抵抗線に接続された異なる材料(例えば低抵抗材料)から成っていてもよい。この例では、ヒーターコイル40はニッケル鉄合金ワイヤを含み、ウィック42はガラス繊維束を含む。気化器及びエアロゾル化可能材料輸送要素は、任意の従来の技法に従って提供することができ、異なる形態及び/又は異なる材料を含んでいてもよい。例えば、いくつかの実装形態では、ウィックは、繊維状又は固体セラミック材料から成っていてもよく、ヒーターは、異なる合金から成っていてもよい。他の例では、ヒーターとウィックとは、例えば多孔質及び抵抗性材料の形態で組み合わされてもよい。より全般的には、エアロゾル化可能材料輸送要素及び気化器の具体的な性質は、本明細書で述べる原理にとってあまり重要ではないことを理解されたい。
カートリッジが組み立てられるとき、ウィック42は、加熱コイルが巻かれるウィックの中央部分が出口管の内部にあり、ウィックの端部分が出口管38の外部にあるように出口管38の半円形凹部90に受け入れられる。
この例でのプラグ44は、シリコーンの単一成型体からなり、弾性でもよい。プラグは基部100を備え、外壁102がそこから上方に(つまり、カートリッジのマウスピース端部に向かって)延びる。プラグは、基部100から上方に延び、基部100を通る貫通穴106を取り囲む内壁104をさらに備える。
プラグ44の外壁102は、ハウジング部品32の内面に適合し、カートリッジが組み立てられるとき、プラグイン44がハウジング部品32とシールを形成する。プラグ44の内壁104は、カートリッジが組み立てられるときにプラグ44が出口管38ともシールを形成するように出口管38の内面に適合する。内壁104は、直径方向で対向する一対のスロット108を含み、各スロットの端部は半円形凹部110を有する。内壁104の各スロットの底部から外方向に(つまり、カートリッジの長手方向軸線から離れる方向に)クレードルセクション112が延ばされ、クレードルセクション112は、カートリッジが組み立てられるときにエアロゾル化可能材料輸送要素42のセクションを受け入れるように形作られている。プラグ44の内壁によって提供されるスロット108及び半円形凹部110と、出口管38のスロット88及び半円形凹部90とは位置合わせされ、出口管38のスロット88は、クレードル112のそれぞれ1つを収容し、出口管とプラグとのそれぞれの半円形凹部が協同して、エアロゾル化可能材料輸送要素が通過する穴を画定する。エアロゾル化可能材料輸送要素が通過する半円形凹部によって提供される穴のサイズは、エアロゾル化可能材料輸送要素のサイズ及び形状に密接に対応するが、わずかに小さく、したがってある程度の圧縮がプラグ44の弾性によって提供される。これにより、毛管作用によってエアロゾル化可能材料をエアロゾル化可能材料輸送要素に沿って輸送できるようになり、毛管作用によって輸送されないエアロゾル化可能材料が開口部を通過することができる程度を制限する。上記のように、プラグ44は、基部100にさらなる開口部114を含み、カートリッジが組み立てられるときに気化器用の接触リード線41が開口部114を通過する。プラグの基部の底部はスペーサ116を含み、スペーサ116は、基部の底部の残りの表面とエンドキャップ48との間のオフセットを維持する。これらのスペーサ116は、気化器用の電気接触リード線41が通過する開口部114を含む。
エンドキャップ48は、一対の金めっき銅電極ポスト46が取り付けられたポリプロピレン成型体から成る。
エンドキャップの底部側の電極ポスト44の端部は、エンドキャップ48によって提供されるカートリッジのインターフェース端部54とほぼ面一である。これらは、カートリッジが組み立てられてコントロールユニットに接続されるときに、コントロールユニット内の対応して位置合わせされたばね接点が接続される電極の部分である。カートリッジの内側にある電極ポストの端部は、エンドキャップ48から、接触リード線41が通過するプラグ44の穴114内に延びる。電極ポストは、穴114に比べてわずかに大きく、プラグの穴114への挿入を容易にするために上端部に面取りを含み、プラグによって気化器用の接触リード線と圧接して維持される。
エンドキャップは、ベースセクション124と、ハウジング部品32の内面に適合する直立壁120とを有する。エンドキャップ48の直立壁120は、ハウジング部品32に挿入され、したがって、カートリッジが組み立てられるとき、ラッチ突出部70がハウジング部品32のラッチ凹部68と係合して、エンドキャップ48をハウジング部品にスナップ嵌めする。エンドキャップ48の直立壁120の頂部がプラグ44の周縁部に当接し、さらにプラグでのスペーサ116の下面がプラグのベースセクション124に当接し、したがって、エンドキャップ48は、ハウジング部品に取り付けられるときに弾性部分44に押し当たって、弾性部分44をわずかに圧縮して維持する。
エンドキャップ48のベース部分124は、直立壁112のベースを越える周縁リップ126を含み、周縁リップ126は、カートリッジのインターフェース端部でのハウジング部品の外壁の厚さに対応する厚さを有する。エンドキャップは、直立配置ピン122も含み、配置ピン122は、プラグの対応する配置穴128と整列して、組立て中にそれらの相対位置を確立するのを助ける。
隔壁要素36は、ポリプロピレンの単一成型体から成り、隔壁130と、隔壁130からカートリッジのインターフェース端部に向かう方向への突出部によって形成されたカラー132とを備える。隔壁要素36は、出口管38が通過する中央開口部134を有する(つまり、隔壁は出口管38の周りに配置される)。カートリッジが組み立てられるとき、プラグ44の外壁102の上面が隔壁130の下面と係合し、隔壁130の上面は、ハウジング部品32の外壁64の内面にある突出部66に係合する。したがって、隔壁130は、プラグがハウジング部品32内に押し込まれすぎるのを防止する。つまり、隔壁130は、ハウジング部品の突起66によってカートリッジの長手方向軸線に沿って固定して配置され、したがって、プラグが押し当たるための固定面を形成する。隔壁からの突出部によって形成されるカラー132は、第1の対の対向する突出部/舌部134を含み、突出部/舌部134は、プラグ44の外壁102の内面の対応する凹部と係合する。隔壁130からの突起はさらに、カートリッジが組み立てられるときに部品44のクレードルセクション112のうちの対応するものと係合するように構成された一対のクレードルセクション136を提供し、エアロゾル化可能材料輸送要素が通過する開口部をさらに画定する。
カートリッジが組み立てられるとき、空気入口50からカートリッジを通ってエアロゾル出口60まで延びる空気チャネルが形成される。ハウジング部品32の側壁の空気入口50から始まって、空気チャネルの第1のセクションは、ハウジング部品32の外壁64の二重壁セクション74によって形成されるギャップ76によって提供され、空気入口50からプラグ44を通ってカートリッジのインターフェース端部54に向かって延びる。空気チャネルの第2の部分は、プラグ44のベースとエンドキャップ48との間のギャップによって提供される。空気チャネルの第3の部分は、プラグ44を通る穴106によって提供される。空気チャネルの第4の部分は、プラグの内壁104内の領域及び気化器40の周囲の出口管によって提供される。空気チャネルのこの第4の部分は、エアロゾル/エアロゾル生成領域とも呼ばれることがあり、使用中にエアロゾルが生成される主な領域である。空気入口50からエアロゾル生成領域までの空気チャネルは、空気チャネルの空気入口セクションと呼ばれることもある。空気チャネルの第5の部分は、出口管38の残りの部分によって提供される。空気チャネルの第6の部分は、空気チャネルをエアロゾル出口60につなぐ外側ハウジング内管62によって提供される。エアロゾル出口となるエアロゾル生成領域からの空気チャネルは、空気チャネルのエアロゾル出口セクションと呼ばれることもある。
また、カートリッジが組み立てられるとき、空気チャネルの外側、及びハウジング部品32の内側の空間によって、エアロゾル化可能材料用のリザーバ31が形成される。リザーバ31は、製造中に、例えば後で封止される充填穴を通して、又は他の手段によって充填されてもよい。例えばエアロゾル化可能材料の組成に関するエアロゾル化可能材料の具体的な性質は、本明細書で述べる原理にとってあまり重要ではなく、一般に、電子タバコで通常使用されるタイプの任意の従来のエアロゾル化可能材料を使用することができる。本開示は、エアロゾル化可能材料として液体に言及することがあり、これは、上述のように従来のeリキッドでもよい。しかし、本開示の原理は、流動する能力を有し、液体、ゲル、又は固体を含んでいてもよい任意のエアロゾル化可能材料に適用され、固体の場合、複数の固体粒子が、バルクとして見たときに流動する能力を有すると考えることができる。
リザーバは、カートリッジのインターフェース端部でプラグ44によって閉じられる。リザーバは、空気チャネルとプラグの外壁との間に形成される空間内で、隔壁130の上方の第1の領域と、隔壁130の下方の第2の領域とを含む。エアロゾル化可能材料輸送要素(毛管ウィック)42は、プラグ44と出口管38との半円形凹部108、90、及び上で論じたように互いに係合するプラグ44と隔壁要素36とのクレードルセクション112、136によって提供された空気チャネルの壁の開口部を通過する。したがって、エアロゾル化可能材料輸送要素の端部は、リザーバの第2の領域内に延び、第2の領域から、エアロゾル化可能材料を、空気チャネルの開口部を通して、その後の気化を行うための気化器40まで引き込む。
通常の使用では、カートリッジ2は、コントロールユニット4に結合され、コントロールユニットが作動されて、エンドキャップ48の接触電極46を介してカートリッジに電力を供給する。次いで、電力は、接続リード線41を通って気化器40に流れる。したがって、気化器は電気的に加熱され、気化器の近傍で、エアロゾル化可能材料輸送要素からのエアロゾル化可能材料の一部を気化させる。これにより、空気経路のエアロゾル生成領域でエアロゾルが生成される。エアロゾル化可能材料輸送要素からの気化されたエアロゾル化可能材料は、毛管作用によってリザーバから引き出されるより多くのエアロゾル化可能材料によって置き換えられる。気化器が作動されている間、ユーザは、カートリッジのマウスピース端部52で吸入する。これにより、カートリッジの空気入口50と整列するいずれかのコントロールユニット空気入口14(これは、カートリッジがコントロールユニットレセプタクル8に挿入される向きに依存する)を通して空気が引き込まれる。次いで、空気は、空気入口50を通ってカートリッジに入り、ハウジング部品32の二重壁セクション74のギャップ76に沿って進み、プラグ44とエンドキャップ48との間を通った後、プラグ44の基部100の穴106を通って、気化器40を取り囲むエアロゾル生成領域に入る。入ってくる空気は、気化器から生成されたエアロゾルと混合して凝縮エアロゾルを形成し、凝縮エアロゾルは、次いで出口管38及びハウジング部品内側62に沿って引き込まれ、その後、ユーザが吸入するためにマウスピース出口/エアロゾル出口60を通って出る。
図7を参照すると、本開示の特定の実施形態による、エアロゾル供給システム1を形成するためにコントロールユニット4と共に使用するための修正されたカートリッジ2の断面図が概略的に示されている。図7に示されるエアロゾル供給システム1、カートリッジ2、及びコントロールユニット4は、図1~6Bに示される対応するエアロゾル供給システム1、カートリッジ2、及びコントロールユニット4の構成に基づいており、両方の組の図に共通の参照番号で示される同様の構成要素を含む。例えば、カートリッジ2は、エアロゾル出口管38の周囲に延びるリザーバ31を画定する。そのような実施形態によれば、リザーバ31は環状でもよく、エアロゾル化のためのエアロゾル化可能材料を含むように構成されている。同様に、コントロールユニット4は、カートリッジ2の端部を受け入れるためのレセプタクル8を画定するレセプタクル壁12を含むプラスチック外側ハウジング10を備えていてもよい。コントロールユニット4は、制御回路構成18及び電源/バッテリー16を備えていてもよい。
上記のことに留意し、図7に示されるエアロゾル供給システム1をまず参照すると、図1~6Bに示されるエアロゾル供給システム1に対する第1の修正形態は、エアロゾル化可能材料輸送要素のステータスを決定するために、エアロゾル化可能材料輸送要素(ウィック)42の少なくとも1つのパラメータを測定するための構成を導入するものである。したがって本質的に、広範には、図7は、エアロゾル化可能材料用のリザーバ31と、リザーバ31からエアロゾル化可能材料を受け入れるように構成されたエアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42と、エアロゾル化可能材料輸送要素42の一部を形成し、エアロゾル化可能材料輸送要素42内に受け入れられたエアロゾル化可能材料を気化させるように構成された気化器40とを備えるエアロゾル供給システム1を示し、エアロゾル供給システム1は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を決定するために、エアロゾル化可能材料輸送要素の温度(又はその気化器40の温度)に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するように構成されている。
基本的に、エアロゾル化可能材料輸送要素42(又はウィック42)の故障状態は、エアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42に関する様々な異なる故障状態に関連することがある。しかし、いくつかの特定の実施形態によれば、そのステータスは、エアロゾル化可能材料輸送要素42が予め定められた量未満のエアロゾル化可能材料しか含んでいないこと、及び/又はエアロゾル化可能材料輸送要素42(又はその気化器40)が予め定められた温度を超えていることであってもよい。したがって、これら両方が、エアロゾル化可能材料輸送要素42の乾燥ステータスに対応していてもよく、ここで、エアロゾル化可能材料輸送要素42は、エアロゾル化可能材料で飽和されていない。そのような乾燥状態中、エアロゾル化可能材料輸送要素42からの気化器40が作動されると、気化器40によって生成される熱により、及びエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度を下げる助けとなる十分なエアロゾル化可能材料が存在しないことにより、エアロゾル化可能材料輸送要素42が過度に高温になり得る。
そのような故障状態では、エアロゾル供給システム1が、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を決定するためにエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するように構成され得る限り、これにより、後述するように、故障(乾燥)ステータスが検出された場合にエアロゾル供給システム1が反応できるようになる。
上記のことを理解して、いくつかの実施形態によれば、エアロゾル供給システム1には制御回路構成18が設けられてもよい。そのような実施形態では、制御回路構成18は、第1の加熱動作の一部として気化器40が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視し、気化器40が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するように構成されてもよい。そのような信号が生成された場合、信号は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示していてもよい。この点で、別の言い方をすると、予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた(又は予想される)量未満しか減少しない場合、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障(乾燥状態)を示していることがある。この理由は、例えばエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度を下げる助けとなるのに十分なエアロゾル化可能材料がエアロゾル化可能材料輸送要素42内に存在しないので、エアロゾル化可能材料輸送要素が十分に早く冷却しないからである。
したがって、上記のことを念頭に置き、図8を見ると、第1の加熱動作H1の一部として気化器40が加熱された後、期間T1にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する温度パラメータPを監視する実施形態が示されている。その点で、図8は、時間「t」に対する温度パラメータ「P」のプロットを示している。このプロットでは、第1の加熱動作H1にわたって変化し、第1の加熱動作H1後の期間T1中に変化し、最後に、その期間T1が終了した後に行われる第2の加熱動作H2中に変化する、温度パラメータの2つの変化するプロファイルが示されている。
いくつかの実施形態によれば、第1の加熱動作H1と第2の加熱動作H1との間の期間T1中、気化器40には電力が供給されないことがあり、又は最小限の電力(すなわち、気化器40が加熱動作H1;H2を受けているときよりも少ない電力)のみが供給されることもある。
温度パラメータPは、いくつかの異なる形式を取ることができるが、温度パラメータの最も重要な目的は、エアロゾル化可能材料輸送要素42(及び/又はその気化器40)の温度に関する指標を提供することである。その点で、上で概説したように、この温度パラメータPが所与の時点又は期間において異常に高い場合、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障(乾燥状態)を示していることがある。この理由は、例えばエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度を下げる助けとなるのに十分なエアロゾル化可能材料がエアロゾル化可能材料輸送要素42内に存在しないので、エアロゾル化可能材料輸送要素が十分に早く冷却しないからである。
したがって、上記のことを理解して、いくつかの実施形態によれば、エアロゾル供給システム1は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する第1のデータを含む第1の信号を出力するための少なくとも1つのセンサ200を備えていてもよい。図7に示されるものなどいくつかの特定の実施形態では、センサ200は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する第1のデータを含む第1の信号を出力するために、限定はしないが温度計などの温度センサ202、赤外線センサ、又は光学センサでもよい。これらの実施形態によれば、使用されるセンサ200の特定のタイプに関係なく、制御回路構成18は、少なくとも1つのセンサ200;202から第1の信号を受信し、第1の信号からの第1のデータを処理して少なくとも1つの温度パラメータPを決定するようにさらに構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、エアロゾル供給システム1は、抵抗器を備える温度センサ200を備えていてもよく、抵抗器は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する抵抗値を出力するように構成される。そのような実施形態によれば、制御回路構成18は、抵抗器200の抵抗値を測定し、その抵抗値を処理して少なくとも1つの温度パラメータPを決定するように構成されてもよい。
任意の温度センサ200;202が提供される電気的設定の簡素化を助けるために、そのいくつかの特定の実施形態によれば、温度センサ200;202は、気化器40と直列に配置されてもよい。そのようにすると、温度センサ200;202の動作と、(例えば電源16からの電力による)気化器40への電力供給との両方を行うために単一の電気回路を使用することができる。
完全を期すため、いくつかの特定の実施形態によれば、センサ(複数可)200が採用される場合、必要に応じて複数のセンサ200が採用されてもよいことに留意されたい。その点で、例えば、図7の特定の実施形態などのいくつかの特定の実施形態によれば、第1の温度センサ202A及び第2の温度センサ202Bが採用されてもよい。これらの実施形態のいくつかによれば、第1の温度センサ202Aが、エアロゾル化可能材料輸送要素42の第1の端部42Aのより近位の位置に配置され、第2の温度センサ202Bが、エアロゾル化可能材料輸送要素42の第2の端部42B(図7の実施形態などいくつかの非常に特定的な実施形態では、エアロゾル化可能材料輸送要素42の第1の端部42Aの反対側でもよい)のより近位の位置に配置されてもよい。
同様に、温度センサ202が採用される場合、温度センサ202は、必要に応じて接触センサ及び/又は非接触センサであってもよいことを理解されたい。例えば、いくつかの非常に特定的な実施形態では、第1の温度センサ202(複数可)は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の表面に配置されてもよい。このようにして、温度センサ202をより良好にエアロゾル化可能材料輸送要素42に固定することができ、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係するより正確な抵抗値又は第1の信号を温度センサ202が提供できるようになり得る。
また、本明細書で述べるエアロゾル供給システム1のいくつかの実施形態によれば、温度センサ202が全く必要ないこともあることに留意されたい。その点で、例えば、温度パラメータPがエアロゾル化可能材料輸送要素42の気化器40の温度に関係する実施形態では、そのいくつかの実施形態において、制御回路構成18は、気化器40自体の電気抵抗を監視するように構成されてもよく、気化器40の電気抵抗値を決定し、その電気抵抗値を処理して少なくとも1つの温度パラメータを決定する。そのような実施形態では、エアロゾル供給システム1での個別の温度センサ202の必要性をなくすことができることが分かる。
したがって、上記のことを理解して、本明細書で述べるエアロゾル供給システム1は、予め定められた期間にわたって、エアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42の温度に関係する(又はその気化器40の温度に関係する)少なくとも1つの温度パラメータPを監視するための多様な異なる機構を採用してもよいことを理解されたい。
したがってその場合、図8の開示に戻ると、前述したような制御回路構成18は、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたって、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視するように構成されてもよい。
図8の実施形態に示されるものなどいくつかの実施形態によれば、予め定められた期間は、気化器40の第1の加熱動作H1後に行われる気化器40の第2の加熱動作H2の開始前に終了してもよい。このようにして、温度パラメータPの監視は、エアロゾル化可能材料輸送要素42(及びその気化器40)が第1の加熱動作H1後に冷却している間に、期間T1内に実施することができる。このようにして、この期間T1中に温度パラメータPが通常の予想される速度で減少する場合、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度を下げる助けとなるのに十分なエアロゾル化可能材料がエアロゾル化可能材料輸送要素42内に供給されているエアロゾル化可能材料輸送要素42など、正常に動作しているエアロゾル供給システム1を示すことがある。期間T1における温度パラメータPのこの変化は、冷却曲線Cによって示される。
対照的に、この期間T1中に温度パラメータPがより遅い速度で減少する場合、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素42の温度を下げる助けとなるには不十分なエアロゾル化可能材料しかエアロゾル化可能材料輸送要素42内に供給されていないエアロゾル化可能材料輸送要素42など、故障しているエアロゾル供給システム1を示すことがある。期間T2における温度パラメータPのこの変化は、冷却曲線C’によって示される。
上記のことを念頭に置いて、気化器40が加熱された後、温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2中に予め定められた量だけ減少する限り、又はより特定の実施形態(特に図8に示されるものなど)では、予め定められた時間間隔T2中に予め定められた量(例えば図8の特定の実施形態の場合にはP2とP1との差)未満しか減少しない限り、これは、エアロゾル供給システム1の異常な動作、すなわちエアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態などを示すことがある。
図8を参照すると、いくつかの実施形態では、制御回路構成18が少なくとも1つの温度パラメータPを監視する予め定められた期間(tstart-tend)のうちの少なくとも一方が、予め定められた時間間隔T2とは異なっていてもよい、又は予め定められた時間間隔T2よりも長くてもよいことを理解されたい。しかし明らかに、いくつかの他の実施形態では、予め定められた期間(tstart-tend)は、予め定められた時間間隔T2と同じでもよい。その点でも、図8の実施形態では、予め定められた時間(tstart-tend)が、第1の加熱動作H1の終了と第2の加熱動作H2の開始との間の期間T1に対応するものとして示されているが、いくつかの実施形態では、予め定められた期間(tstart-tend)は、第1の加熱動作H1の終了と第2の加熱動作H2の開始との間の期間T1とは異なっていてもよく、例えば期間T1よりも短くてもよい。
予め定められた期間(tstart-tend)及び/又は予め定められた時間間隔T2のうちの少なくとも一方の持続時間に関して、いくつかの実施形態によれば、この持続時間は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態のより迅速な決定を可能にするのに十分に短くてもよいことが好ましい。したがって、その点で、いくつかの実施形態によれば、予め定められた期間及び予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方は、2秒、1.8秒、1.5秒、1.2秒、1秒、0.8秒、及び0.5秒以内でもよい。
また、予め定められた期間(tstart-tend)及び/又は予め定められた時間間隔T2のうちの少なくとも一方のタイミングに関して、いくつかの実施形態によれば、予め定められた期間(tstart-tend)及び予め定められた時間間隔T2のうちの少なくとも一方は、第1の加熱動作H1の終了直後に始まってもよい。これは、図8に示されるように、第1の加熱動作H1と第2の加熱動作H2との間の期間T1の開始付近で、期間T1の終了付近に比べて、エアロゾル化可能材料輸送要素42(又はその気化器40)がより大きな温度低下速度を示すことがあるからである。したがって、このようにして、予め定められた期間及び予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方を第1の加熱動作H1の終了直後に開始させることにより、故障状態のより信頼性の高い/正確な決定を可能にすることができる。これは、この時間領域において、第2の加熱動作H2の終了付近での時間領域に比べて、温度パラメータPの変化がより大きいからである。したがって、いくつかの特定の実施形態では、予め定められた期間及び予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方は、第1の加熱動作H1の一部として(すなわち終了時に)気化器40が加熱された後、0.5秒、0.3秒、又は0.1秒以内に始まってもよい。追加として/代替として、いくつかの実施形態によれば、予め定められた期間及び予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方は、第2の加熱動作H2の開始よりも第1の加熱動作H1の終了の近くで開始されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、予め定められた時間間隔T2を維持しながら、予め定められた時間間隔T2は、気化器40の第1の加熱動作H1の終了後、少なくとも0.05秒、すなわち0.05秒以上経ってから開始するように構成されてもよい。その点で、予め定められた時間間隔T2の開始が早すぎであり得る、又は気化器40の第1の加熱動作H1の終了の直後であり得る限り、この初期期間における温度パラメータPの値は、前の加熱動作H1からのエアロゾル化可能材料輸送要素42内及びその周囲の残留蒸気/空気流によって引き起こされる変動/不安定な冷却作用など、第1の加熱動作H1からエアロゾル化可能材料輸送要素42内/その周囲で依然として生じている作用によって望ましくない影響を受けることがある。したがって、その場合、いくつかの実施形態によれば、予め定められた時間間隔T2は、気化器40の第1の加熱動作H1の終了後、少なくとも0.08秒若しくは0.1秒で、すなわち0.08秒若しくは0.1秒以上経ってから開始するように構成されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、上で説明した理由により、予め定められた時間間隔T2の開始を過度に遅らせすぎないことが本質的に利点となる。そのような実施形態は、図8の実施形態を参照して例示され、予め定められた時間間隔T2は、加熱動作H1の終了から少し後に(時点t1で)始まることが分かる。
完全を期すため、エアロゾル供給システム1の任意の特定の時間/動作中の温度パラメータPの正確な経験的な量に関して、これらの経験的な量は、特定のエアロゾル供給システム1ごとに予め設定され、前述したように温度パラメータPに関して使用される感知機構にさらに依存することを理解されたい。しかし、その点で、冷却曲線Cの場合の予め定められた時間間隔T2の終了時の温度パラメータの値P2は、冷却曲線C’の場合の予め定められた時間間隔T2の終了時の温度パラメータの値P2’よりも低いことがあり、及び/又は値P2’よりも低いエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係することがあることが明らかであろう。その点でも、予め定められた時間間隔T2の終了時(図8の時点t2)の温度パラメータの値P2;P2’は、明らかに、予め定められた時間間隔T2の開始時(図8の時点t1)の温度パラメータの値P1よりも低いことがあり、且つ第1の加熱動作H1の終了時(図8の時点tstart)の温度パラメータの値P0よりも低いことがある。
以上、様々な異なる機構を上述した。ここで、エアロゾル供給システム1からの制御回路構成18は、第1の加熱動作H1の一部として気化器40が加熱された後に予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視し、気化器が加熱された後に温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2内に予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成してもよく、この信号は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示す。
上記のことを実施するための方法、例えば、エアロゾル供給システム1でのエアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を決定する方法であって、エアロゾル供給システム1が、制御回路構成18と、エアロゾル化可能材料用のリザーバ31と、エアロゾル化可能材料輸送要素42とを備え、エアロゾル化可能材料輸送要素42が、エアロゾル化可能材料輸送要素42内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器40を備え、方法が、制御回路構成18を使用して、第1の加熱動作H1の一部として気化器40が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視するステップと、制御回路構成18を使用して、気化器40が加熱された後に温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2内に予め定められた量(例えば、いくつかの特定の実施形態では、予め決められた量未満)だけ減少したかどうかを判断するステップと、気化器40が加熱された後、温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2内で予め定められた量Pだけ減少した場合に信号を生成するステップであり、上記信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示す、ステップと、を含む方法も記載される。
エアロゾル化可能材料輸送要素42の(乾燥など)故障状態を示すことがあるそのような信号が生成される場合、いくつかの実施形態によれば、信号は、エアロゾル供給システム1の動作を無効にするためのコマンド、及び/又は気化器40の動作を無効にするためのコマンドを含んでいてもよい。そのいくつかの特定の実施形態では、制御回路構成18は、温度パラメータPが予め定められた量よりも下に減少した(これは、エアロゾル化可能材料輸送要素又はいくつかの特定の実施形態ではその気化器40の温度を、十分に冷えたものとして示すことがある)と判断するまで、エアロゾル供給システム1及び/又は気化器40の動作を無効にするように構成されてもよい。エアロゾル供給システムがカートリッジ2及びコントロールユニット4を採用する実施形態では、そのいくつかの実施形態によれば、制御回路構成18は、異なるカートリッジ2がコントロールユニット4に結合されたことを確認するまで、エアロゾル供給システム1の動作を無効にするように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、信号は、ユーザに通知を提供するためのコマンドを含んでいてもよい。そのいくつかの実施形態によれば、制御信号は、光信号、音響信号、及び触覚信号のうちの少なくとも1つを備えていてもよく、これを使用してユーザに通知を提供することができる。いくつかの特定の実施形態によれば、そのような通知は、エアロゾル化可能材料が再充填を必要とするというユーザへの通知;カートリッジ2の交換が必要であるというユーザへの通知(カートリッジ2/コントロールユニット4の構成が採用されている場合);及び/又はエアロゾル供給システム1の少なくとも一部分が過熱しているというユーザへの通知の任意のものを含んでいてもよい。
必要に応じて上記の標示を実装するために、いくつかの実施形態によれば、エアロゾル供給システム1は、光学素子(LEDなど)、音響素子(スピーカなど)、及び触覚フィードバック要素(バイブレータなど)の任意の1つ又は組合せをさらに備えていてもよい。明らかに、上述したいくつかの特定の実施形態では、任意のそのような光学/音響/触覚フィードバック要素は、最も好適には(そのようなカートリッジ2/コントロールユニット4の構成が採用されている場合には)コントロールユニット4に配置されてもよい。
したがって、上記のことを理解して、少なくとも1つの温度パラメータPを監視するための制御回路構成18に関する上述した動作は、カートリッジ2及びコントロールユニット4を採用する図1~7に示されるものだけでなく、任意のエアロゾル供給システム1の文脈において使用することができることに留意されたい。しかし、その点で、エアロゾル供給システム1がカートリッジ2及びコントロールユニット4を備える場合、これらの実施形態のいくつかによれば、リザーバ31、エアロゾル化可能材料輸送要素42(ウィック)、及び気化器40がカートリッジ2に配置されてもよい。ここで、コントロールユニット4は、カートリッジ2をコントロールユニット4に解放可能に結合するためにカートリッジ2と協働係合するように構成されたインターフェースを含むカートリッジ受入セクションを備えていてもよい。そのいくつかの実施形態では、コントロールユニット4は、前述したように電源16及び制御回路構成18を備えていてもよい。カートリッジ2及びコントロールユニット4が採用される実施形態と結び付けて、第1の温度センサ(複数可)202などのセンサ(複数可)が採用されるそのような実施形態では、そのいくつかの実施形態によれば、センサ(複数可)200;202;202A;202Bがカートリッジに配置され、コントロールユニット4から電源16によって電力供給されるように構成されてもよい。
任意の提供されるセンサ(複数可)200;202;202A;202Bについても、各センサ200が信号を制御回路構成18に出力するためにどのように構成され得るかに関して、そのような各信号は、制御回路構成18とそれぞれのセンサ200との間の有線接続又は無線接続のいずれかを使用して送信することができることを理解されたい。図7に示される特定の非限定的な実施形態では、各センサ200と制御回路構成18との間に有線接続が確立され、この有線接続は、接触電極46を介して、コントロールユニット4とカートリッジ2との間のインターフェース端部54及び対応するレセプタクル8にわたって延びる。
同様に、提供されるセンサ(複数可)200がどのように電力供給され得るかに関して、電源16(図7の実施形態に示される)、又は独自の電源(図示せず)を備える各センサ200のいずれかを使用してこれを達成することができることを理解されたい。
ここでも完全を期すため、図7に示されるウィック/エアロゾル化可能材料輸送要素の構成に関して、気化器40は、ウィック/エアロゾル化可能材料輸送要素42の周囲に延びるものとして示されているが、本明細書で述べる教示は、ウィック42及び/又は気化器40の他の構成にも適用可能であり得ることを理解されたい。例えば、その点で、本明細書での教示は、ウィック42がセラミックウィックを含む場合など、他のタイプのウィック42にも適用可能であり得ることを理解されたい。そのような実施形態によれば、ウィック42での気化器40は、ウィック42の外面に配置される導電性材料を備えていてもよい。そのような導電性材料は、明らかに、ウィック42の表面上で任意の所要の形状、例えば螺旋パターン、ラスタパターン、又はジグザグパターンを取ってもよく、気化器40がウィック42内のエアロゾル化可能材料を効率的に気化させることができるようにする。理解されるように、導電性材料は、気化器40に電力を送達する接続リード線41に接続されてもよい。
したがって、完全を期すため、いくつかの実施形態による気化器40は、エアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42の周囲に延びるように構成されてもよく、及び/又はエアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42の外面に配置されるように構成されてもよく、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素42からのエアロゾル化可能材料を効率的に気化させるための好適な構成を提供するが、他の実施形態によれば、気化器40は、エアロゾル供給システム1においてエアロゾル化可能材料輸送要素/ウィック42に対して他の形状及び/又は位置を取るように構成されてもよい。
したがって、本明細書では、エアロゾル供給システム1のいくつかの構成が述べられており、ここで、エアロゾル供給システム1からの制御回路構成18は、第1の加熱動作H1の一部として気化器40加熱された後に予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視し、気化器が加熱された後に温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2内に予め定められた量だけ(例えば、いくつかの特定の実施形態では予め定められた量未満だけ)減少した場合に信号を生成してもよく、この信号は、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示す。
本開示の特定の実施形態によれば、エアロゾル供給システム用のカートリッジは、一般に、マウスピース端部及びインターフェース端部を有するハウジング部品を備えていてもよく、マウスピース端部は、カートリッジ用のエアロゾル出口を含み、インターフェース端部は、カートリッジをコントロールユニットに結合するためのインターフェースを含む。空気チャネル壁(カートリッジの様々な構成要素によって形成されてもよい)は、カートリッジ用の空気入口から、気化器の近傍のエアロゾル生成領域を通ってエアロゾル出口まで延びる。カートリッジは、ハウジング部品内に、エアロゾル化のためのエアロゾル化可能材料を含むリザーバを有する。リザーバは、空気チャネルの外側にあるハウジング部品内の領域によって画定され、ハウジング部品のインターフェース端部でのリザーバの端部は、基部及び外壁を備える弾性プラグによって封止され、弾性プラグの外壁は、ハウジング部品の内面とシールを形成する。エアロゾル化可能材料輸送要素のそれぞれの端部は、エアロゾル化可能材料をリザーバから気化器に搬送するように空気チャネルの開口部を通過する、又はリザーバ内に入る。
本開示の特定の実施形態によるいくつかの特定のカートリッジ構成の一態様は、弾性プラグ44がハウジング部品32にシールを提供する方法である。特に、いくつかの例示的実装形態によれば、エアロゾル化可能材料リザーバの端部を形成するためにハウジング部品32の内面に対して封止する弾性プラグ44の外壁102は、カートリッジの長手方向軸線に平行な方向に、エアロゾル化可能材料輸送要素/気化器よりもカートリッジのインターフェース端部から遠い位置まで延びる。すなわち、エアロゾル化可能材料輸送要素の端部は、弾性プラグの外側封止壁によって囲まれた領域内でエアロゾル化可能材料リザーバ内に延びる。これは、漏れに対してリザーバを封止する助けとなるだけでなく、エアロゾル化可能材料輸送要素にエアロゾル化可能材料を供給する領域内でのリザーバの幾何形状を弾性プラグの形状によって調整することを可能にする。例えば、この領域でのリザーバの径方向の厚さは、空気チャネルに沿った他の長手方向位置での径方向の厚さよりも容易に小さくすることができ、これは、エアロゾル化可能材料輸送要素の近傍でエアロゾル化可能材料を捕捉する助けとなり得ることにより、使用中のカートリッジの様々な向きに関する乾燥の危険を低減する助けとなる。
弾性プラグの外壁は、例えば、インターフェース端部からマウスピース端部に延びる方向で(つまり長手方向軸線に平行に)、少なくとも5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、及び10mmの距離にわたる位置でハウジング部品の内面に接触していてもよい。弾性プラグの外壁は、この距離の大部分にわたってハウジングの内面と接触してもよく、又は弾性プラグの外壁は、封止を改良する助けとなるように、いくつか(例えば4つ)の周方向隆起部140を含んでいてもよい。弾性プラグは、わずかに圧縮されて付勢されるように、ハウジング部品の開口部に対してわずかに大きいサイズでもよい。例えば、図3Bに示される実装形態では、この図の平面内で弾性プラグが挿入されるハウジング部品の内幅は約17.5mmであり、弾性プラグの対応する幅は約18mmであることにより、ハウジング部品に挿入されるときに弾性プラグを圧縮状態にする。図5A~5Cで最も容易に分かるように、カートリッジハウジング部品の外側断面は180°の回転で対称性を有するが、弾性プラグ44は同じ対称性を有していない。この理由は、ハウジング部品の二重壁セクション74によって提供される空気チャネルギャップ76を収容するために、弾性プラグ44が片側に平坦部142を含むからである(つまり、弾性プラグは、ハウジング部品の二重壁セクションを収容するために、カートリッジの長手方向軸線に垂直な平面内で非対称である)。
エアロゾル化可能材料輸送要素がリザーバ内に延びる環状領域でのリザーバの径方向サイズ/幅に関して、この領域での空気チャネル壁と弾性プラグの外壁との間の距離は、例えば3mm~8mmの範囲内でもよい。概して楕円形のハウジング部品及び概して円形の空気チャネルを有する上述の例示的なカートリッジでは、リザーバの厚さが、空気チャネルの周囲の異なる位置で異なることを理解されたい。この例では、エアロゾル化可能材料輸送要素は、軸方向で最も幅が広い領域でリザーバ内に、つまり空気チャネルの周囲の楕円形リザーバの「ローブ」内に延びるように配置される。リザーバ内に延びるエアロゾル化可能材料輸送要素の部分は、例えば、空気チャネル壁の内部から測定して、2mm~8mmの範囲、例えば3mm~7mmの範囲、又は4mm~6mmの範囲の長さを有していてもよい。この点(及び構成の他の側面)での具体的な幾何形状は、エアロゾル化可能材料輸送の所望の速度を考慮して、例えばエアロゾル化可能材料輸送要素の毛管強度及びエアロゾル化可能材料の粘度を考慮して選択されてもよく、モデリング又は経験的テストによって所与のカートリッジ設計に関して確立されてもよい。
本開示の特定の実施形態によるいくつかの特定のカートリッジ構成の別の態様は、空気チャネルがカートリッジを通して、特に空気入口から気化器(エアロゾル生成領域)の近傍まで延ばされる方法である。特に、従来のカートリッジでは、空気入口は典型的にはカートリッジのインターフェース端部に提供されるが、本開示の特定の実施形態によれば、カートリッジ用の空気入口は、リザーバの端部を封止する弾性プラグの少なくとも一部よりもインターフェース端部から離れた位置で、ハウジング部品の側壁に配置される。したがって、カートリッジ内の空気チャネルは、最初は空気入口からインターフェース端部に向かって経路指定され、弾性プラグをバイパスした後、方向を変えて、弾性プラグを通ってエアロゾル生成チャンバに入る。したがって、気化器に最も近いインターフェース端部でのカートリッジの外面を閉じることができることにより、(例えば飽和/撹拌により)空気チャネル内のエアロゾル化可能材料輸送要素によって保持されない、空気チャネルの開口部を通って入るエアロゾル化可能材料、又は使用中に気化したが凝縮して空気チャネル内のエアロゾル化可能材料に戻ったエアロゾル化可能材料の観点から、カートリッジからの漏れのリスクを低減する助けとなる。いくつかの実施形態では、空気入口からハウジング部品のインターフェース端部までの距離は、少なくとも5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、又は10mmであってもよい。
いくつかの例示的実装形態では、吸収要素、例えばスポンジ材料の一部分、又は毛管トラップを形成する一連のチャネルが、空気入口とエアロゾル生成チャンバとの間に、例えば弾性プラグのベースとエンドキャップとの間に形成される空気チャネルの領域に提供されてもよく、空気チャネル内で生じるエアロゾル化可能材料を吸収し、したがってエアロゾル化可能材料が空気入口を通って又はエアロゾル出口に向かって空気チャネルを迂回して進むのを防止する助けをすることによって、漏れのリスクをさらに低減する助けとなる。
いくつかの例示的実装形態では、空気入口からエアロゾル出口までの空気チャネルは、弾性プラグの穴106を通過する場所で最小の断面積を有してもよい。言い換えると、弾性プラグの穴は、電子タバコでの吸引に関する全体的な抵抗を調整する役割を主に担っていてもよい。
本開示の特定の実施形態によるいくつかの特定のカートリッジ構成の別の態様は、隔壁要素が空気リザーバを2つの領域、すなわち隔壁よりも上の(つまり、カートリッジのマウスピース端部に向かう)主要領域と、隔壁よりも下の(つまり、エアロゾル化可能材料輸送要素が気化器からリザーバ内に延びる場所と同じ隔壁の側での)エアロゾル化可能材料供給領域とに分割する方法である。隔壁は、エアロゾル化可能材料供給領域への主要領域でのエアロゾル化可能材料の流れを調整するための開口部を含む。隔壁は、例えば電子タバコが様々な向きに傾けられるとき、リザーバのエアロゾル化可能材料供給領域にエアロゾル化可能材料を保持する助けとなり得て、これは、乾燥を回避する助けとなり得る。隔壁は、弾性プラグが当接する/押し当たる機械的なストッパを好適に提供することもでき、組立て中に弾性プラグを正確に配置し、カートリッジが組み立てられたときに弾性プラグを隔壁とエンドキャップとの間でわずかに圧縮して維持する助けとなる。
上述した例では、隔壁がハウジング部品とは別個の要素として形成され、ハウジング部品の内面が1つ又は複数の突起を含み、これらの突起が、カートリッジのマウスピース端部に面する隔壁の側に接触して、隔壁をカートリッジの長手方向軸線に沿って配置するが、他の例では、隔壁がハウジング部品と一体に形成されてもよい。
上述した例では、隔壁は、空気チャネルの周りの環状バンドの形態であり、バンドのそれぞれの四分円に配置された4つの流体連通開口部150を備える。しかし、異なる実装形態では、隔壁を通るより多数又は少数の開口部が提供されてもよい。個々の開口部は、例えば、4mm2~15mm2の間の面積を有していてもよい。
リザーバ領域のエアロゾル化可能材料供給領域に露出される隔壁の総面積に対する割合としての、少なくとも1つの開口部に関する合計面積は、例えば20%~80%、30%~70%、又は40%~60%でもよい。
上記の説明は、いくつかの異なる特徴を備えるいくつかの具体的なカートリッジ構成に焦点を当ててきたが、本開示の他の実施形態によるカートリッジは、これらの特徴をすべて含むわけではないことを理解されたい。例えば、いくつかの実装形態では、概して上述したタイプの空気経路、つまり、カートリッジの側壁にあり、気化器よりもカートリッジのマウスピース端部に近い空気入口を備えた空気経路が、気化器の周りに延びる外側封止壁を備えた弾性プラグ及び/又は上述したタイプの隔壁要素を含まないカートリッジに設けられてもよい。同様に、気化器の周りに延びる外側封止壁を備えた弾性プラグを含むカートリッジは、側壁ではなくカートリッジのインターフェース端部にあり、上述したタイプの隔壁要素を有していなくてもよいカートリッジへの空気入口を有していてもよい。さらに、隔壁要素を含むカートリッジは、気化器よりもカートリッジのインターフェース端部から離れて配置された空気入口、及び/又は上述したような弾性プラグ用の拡張外側シール壁を含まないこともある。
以上、エアロゾル化可能材料輸送要素と、エアロゾル化可能材料用のリザーバとを具備するエアロゾル供給システムであって、エアロゾル化可能材料輸送要素が、エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、エアロゾル供給システムが制御回路構成を具備し、制御回路構成が、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視し、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するように構成され、信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、エアロゾル供給システムを述べてきた。
また、エアロゾル供給システムでのエアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を決定する方法であって、エアロゾル供給システムが、制御回路構成と、エアロゾル化可能材料用のリザーバと、エアロゾル化可能材料輸送要素とを具備し、エアロゾル化可能材料輸送要素が、エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、方法が、
制御回路構成を使用して、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するステップと、
制御回路構成を使用して、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少したかどうかを判断するステップと、
気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するステップであり、信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、ステップと、
を含む方法も述べてきた。
制御回路構成を使用して、第1の加熱動作の一部として気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するステップと、
制御回路構成を使用して、気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少したかどうかを判断するステップと、
気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するステップであり、信号が、エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、ステップと、
を含む方法も述べてきた。
また、エアロゾル化可能材料輸送要素42と、エアロゾル化可能材料用のリザーバ31とを具備するエアロゾル供給システム1であって、エアロゾル化可能材料輸送要素42が、エアロゾル化可能材料輸送要素42内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器40を備える、エアロゾル供給システム1も述べてきた。エアロゾル供給システム1は制御回路構成18を具備し、制御回路構成18は、第1の加熱動作H1の一部として気化器40が加熱された後の予め定められた期間にわたってエアロゾル化可能材料輸送要素42の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータPを監視するように構成される。次いで、制御回路構成18は、気化器40が加熱された後、温度パラメータPが予め定められた時間間隔T2内で予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成する。この信号は、例えば予め定められた量未満のエアロゾル化可能材料を含むエアロゾル化可能材料輸送要素42からの、乾燥状態になっている気化器40など、エアロゾル化可能材料輸送要素42の故障状態を示してもよい。
上述した実施形態は、いくつかの点でいくつかの具体的な例示のエアロゾル供給システムに焦点を当てているが、他の技術を使用するエアロゾル供給システムにも同じ原理を適用することができることを理解されたい。つまり、例えば使用される気化器又は気化器技術の根底にある形態の観点で、エアロゾル供給システムの様々な態様が機能する具体的な方法は、本明細書で述べる例の根底にある原理には直接関連しない。
その点で、本明細書で述べるエアロゾル供給システムの実施形態に様々な修正を加えることができることも理解されたい。例えば、いくつかの上記の実施形態では、気化器40がカートリッジに配置されているものとして述べてきたが、いくつかの実施形態では、気化器がエアロゾル供給システムのコントロールユニットに配置されてもよいことを理解されたい。
様々な問題に対処し、当技術を進歩させるために、本開示は、特許請求される発明(複数可)を実施することができる様々な実施形態を例示として示す。本開示の利点及び特徴は、実施形態の代表的なサンプルにすぎず、網羅的及び/又は排他的ではない。本開示の利点及び特徴は、特許請求される発明(複数可)の理解を助け、それらの発明を教示するためにのみ提示される。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び/又は他の態様は、特許請求の範囲によって定義される本開示に対する限定、又は特許請求の範囲の均等物に対する限定と考えられるべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく他の実施形態が利用されてもよく、修正が行われてもよいことを理解されたい。様々な実施形態は、本明細書で具体的に述べたもの以外の、開示された要素、構成要素、特徴、部分、ステップ、手段などの様々な組合せを適切に備える、それらからなる、又はそれらから本質的になることがあり、したがって、従属請求項の特徴が、特許請求の範囲に明示的に記載されているもの以外の組合せで独立請求項の特徴と組み合わされてもよいことを理解されたい。本開示は、現在は特許請求されていないが、将来特許請求され得る他の発明を含んでいてもよい。実際、1つの請求項セットからの特徴(複数可)の任意の組合せは、残りの請求項セットの任意のものからの任意の他の個々の特徴(複数可)と組み合わされてもよい。
Claims (23)
- エアロゾル化可能材料輸送要素と、エアロゾル化可能材料用のリザーバとを具備するエアロゾル供給システムであって、前記エアロゾル化可能材料輸送要素が、前記エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、
前記エアロゾル供給システムが制御回路構成を具備し、前記制御回路構成が、第1の加熱動作の一部として前記気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたって前記エアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視し、前記気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に前記温度パラメータが予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するように構成され、
前記信号が、前記エアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を示す、
エアロゾル供給システム。 - 前記エアロゾル化可能材料輸送要素の前記故障状態が、乾燥状態になっている前記エアロゾル化可能材料輸送要素又は前記気化器のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間が、前記気化器の前記第1の加熱動作後に行われる前記気化器の第2の加熱動作の開始前に終了する、請求項1又は2に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間及び前記予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方が、1秒以内である、請求項1~3のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間及び前記予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方が、0.5秒以内である、請求項1~4のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間が、前記予め定められた時間間隔と同じである、請求項1~5のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた時間間隔が、前記予め定められた期間内であり、前記予め定められた期間未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた時間間隔が、前記気化器の前記第1の加熱動作の終了後、少なくとも0.05秒経ってから始まる、請求項1~7のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間及び前記予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方が、前記第1の加熱動作の終了後、0.5秒以内に始まる、請求項1~8のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間及び前記予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方が、前記第1の加熱動作の終了後、0.3秒以内に始まる、請求項1~9のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記予め定められた期間及び前記予め定められた時間間隔のうちの少なくとも一方が、前記第1の加熱動作の終了後、0.1秒以内に始まる、請求項1~10のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記エアロゾル供給システムが、前記エアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する第1のデータを含む第1の信号を出力するための第1の温度センサを具備し、
前記制御回路構成が、前記第1のセンサから前記第1の信号を受信し、前記第1の信号からの前記第1のデータを処理して前記少なくとも1つの温度パラメータを決定するようにさらに構成される、
請求項1~11のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。 - 前記エアロゾル供給システムが、抵抗器を備える第1の温度センサを具備し、前記抵抗器が、前記エアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する電気抵抗値を出力するように構成され、
前記制御回路構成が、前記抵抗器の前記抵抗値を測定し、前記抵抗値を処理して前記少なくとも1つの温度パラメータを決定するようにさらに構成される、
請求項1~12のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。 - 前記第1の温度センサが、前記気化器と電気直列回路に配置される、請求項12又は13に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記第1の温度センサが、前記エアロゾル化可能材料輸送要素の表面に配置される、請求項12~14のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記温度パラメータが、前記気化器の温度に関係する、請求項1~15のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記制御回路構成が、前記気化器の電気抵抗を監視して前記気化器の電気抵抗値を決定し、前記電気抵抗値を処理して前記少なくとも1つの温度パラメータを決定するように構成される、請求項1~16のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記信号が、前記エアロゾル供給システムの動作を無効にするためのコマンドを含む、請求項1~17のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記信号が、前記気化器の動作を無効にするためのコマンドを含む、請求項1~18のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- 前記信号が、光信号、音響信号、及び触覚信号のうちの少なくとも1つを含む、請求項1~19のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
- カートリッジ及びコントロールユニットをさらに備え、
前記リザーバ、前記エアロゾル化可能材料輸送要素、及び前記気化器が、前記カートリッジに配置され、
前記コントロールユニットが、前記カートリッジを前記コントロールユニットに解放可能に結合するために前記カートリッジと協働係合するように構成されたインターフェースを含むカートリッジ受入セクションを備え、前記コントロールユニットが、電源及び前記制御回路構成をさらに備える、
請求項1~20のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。 - 前記第1の温度センサが前記カートリッジに配置され、前記コントロールユニットからの前記電源によって電力供給されるように構成される、請求項12又は13にさらに従属するときの請求項21に記載のエアロゾル供給システム。
- エアロゾル供給システムでのエアロゾル化可能材料輸送要素の故障状態を決定する方法であって、前記エアロゾル供給システムが、制御回路構成と、エアロゾル化可能材料用のリザーバと、エアロゾル化可能材料輸送要素とを具備し、前記エアロゾル化可能材料輸送要素が、前記エアロゾル化可能材料輸送要素内のエアロゾル化可能材料を気化させるための気化器を備え、前記方法が、
前記制御回路構成を使用して、第1の加熱動作の一部として前記気化器が加熱された後の予め定められた期間にわたって前記エアロゾル化可能材料輸送要素の温度に関係する少なくとも1つの温度パラメータを監視するステップと、
前記制御回路構成を使用して、前記気化器が加熱された後の予め定められた時間間隔内に前記温度パラメータが予め定められた量だけ減少したかどうかを判断するステップと、
前記気化器が加熱された後の前記予め定められた時間間隔内に前記温度パラメータが前記予め定められた量だけ減少した場合に信号を生成するステップであり、前記信号が、前記エアロゾル化可能材料輸送要素の前記故障状態を示す、ステップと、
を含む方法。
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