JP2024504431A - エアロゾル生成デバイス及びエアロゾル生成システム - Google Patents

Abstract

エアロゾル生成デバイス（１０）は、エアロゾル生成基材（１０２）の少なくとも一部を受け入れる加熱チャンバ（１８）と、加熱チャンバ（１８）の周縁部（４４）の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）とを含む。エアロゾル生成基材（１０２）と組み合わされるエアロゾル生成デバイス（１０）を含むエアロゾル生成システムも記載される。

Description

本開示は、概して、エアロゾル生成デバイスに関し、より具体的には、エアロゾル生成基材を加熱して、ユーザが吸入するためのエアロゾルを生成するエアロゾル生成デバイスに関する。本開示の実施形態はまた、エアロゾル生成デバイスとエアロゾル生成基材とを含むエアロゾル生成システムに関する。本開示は、特に、携帯型（ハンドヘルド型）エアロゾル生成デバイスに適用可能である。そのようなデバイスは、エアロゾル生成基材、例えば、タバコ又は他の好適な材料を、燃焼させるのではなく、伝導、コンベンション（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）、及び／又は放射によって加熱して、ユーザが吸入するためのエアロゾルを生成する。

近年、（エアロゾル生成デバイス又は蒸気生成デバイスとしても知られる）リスク低減デバイス又はリスク修正デバイスの人気及び使用は、従来のタバコ製品の使用に代わるものとして、急速に成長してきた。エアロゾル生成物質を加熱又は加温してユーザが吸入するためのエアロゾルを生成する、様々なデバイス及びシステムが入手可能である。

一般に入手可能なリスク低減デバイス又はリスク修正デバイスは、基材加熱式エアロゾル生成デバイス又はいわゆる非燃焼加熱式デバイスである。このタイプのデバイスは、エアロゾル生成基材を、典型的には１５０℃～３００℃の範囲の温度に加熱することによって、エアロゾル又は蒸気を生成する。エアロゾル生成基材を燃やす又は燃焼させることなく、エアロゾル生成基材をこの範囲内の温度に加熱することにより蒸気を生成し、蒸気は通常冷却されて凝縮し、デバイスのユーザが吸入するためのエアロゾルを形成する。

現在利用可能なエアロゾル生成デバイスは、多数の異なる手法のうちの１つを使用して、エアロゾル生成基材に熱を供給することができる。そのような手法の１つは、誘導加熱システムを用いたエアロゾル生成デバイスを提供することである。そのようなデバイスでは、誘導コイルがデバイス内に設けられ、誘導加熱可能サセプタがエアロゾル生成基材を加熱するために設けられる。ユーザがデバイスを作動させると、電気エネルギーが誘導コイルに供給され、次いでこれにより交流電磁場が発生する。サセプタがこの電磁場と結合して熱を発生させ、この熱は、例えば、伝導によりエアロゾル生成基材に伝達され、エアロゾル生成基材が加熱されるにつれてエアロゾルが生成される。

一般に、蒸気を生成するのに十分に高い温度までエアロゾル生成基材を迅速に加熱し、エアロゾル生成基材をこの温度に維持することが望ましい。本開示は、エアロゾル生成基材を所望の温度まで迅速に加熱し、それと同時に、デバイスのエネルギー効率を最大化するエアロゾル生成デバイスを提供しようとするものである。

本開示の第１の態様によれば、
エアロゾル生成基材の少なくとも一部を受け入れる加熱チャンバと、
加熱チャンバの周縁部の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタと、
を含む、エアロゾル生成デバイスが提供される。

本開示の第２の態様によれば、
エアロゾル生成基材と、
エアロゾル生成デバイスであって、
エアロゾル生成基材の少なくとも一部を受け入れる加熱チャンバと、
エアロゾル生成基材を加熱するために、加熱チャンバの周縁部の周り及びエアロゾル生成基材の周縁部の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタと、
を含む、エアロゾル生成デバイスと、
を含む、エアロゾル生成システムが提供される。

エアロゾル生成デバイス／システムは、エアロゾル生成基材を燃やすことなく、エアロゾル生成基材を加熱して、エアロゾル生成基材の少なくとも１つの成分を揮発させることによって蒸気を発生させ、蒸気は、冷却され、凝縮して、エアロゾル生成デバイス／システムのユーザが吸入するためのエアロゾルを形成するように構成されている。エアロゾル生成デバイスは、典型的には、手持ち式の携帯型デバイスである。

一般論として、蒸気は、臨界温度よりも低い温度で気相である物質であり、これは、温度を低下させずに圧力を高めることにより、蒸気が液体に凝縮し得ることを意味する。一方、エアロゾルは、空気又は別のガス中に微細な固体粒子又は液滴が浮遊しているものである。しかしながら、本明細書では、「エアロゾル」及び「蒸気」という用語は、特に、ユーザによる吸入のために生成される吸入可能媒体の形態に関して、互換的に使用され得ることに留意すべきである。

エアロゾル生成デバイス／システムは、エアロゾル生成基材の迅速且つ制御された加熱を提供する一方で、同時に、エネルギー効率を最大化する。

加熱チャンバは、加熱チャンバの内容積を画定するチャンバ壁を含み得る。複数の誘導加熱可能サセプタは、チャンバ壁の内面の周りに離隔して配置され得る。エアロゾル生成基材は、誘導加熱可能サセプタによって迅速且つ均一に加熱される。

チャンバ壁は、内面に又は内面上に形成された、複数の誘導加熱可能サセプタを取り付けるための複数のサセプタマウントを含み得る。サセプタマウントは、誘導加熱可能サセプタの取り付けを容易にし、したがって、エアロゾル生成デバイスの製造及び組み立てを簡略化することができる。サセプタマウントの１つ以上は、空気流チャネルを画定してもよく、空気流チャネルを通って、加熱チャンバの第１の開放端から加熱チャンバの第２の閉鎖端まで空気が流れることができる。空気は、空気流チャネルに沿って流れるときに加熱され、それによりエアロゾル生成基材の対流加熱を強化する。

チャンバ壁は、外面に又は外面上に形成され得る、電磁場発生器の誘導加熱コイルを支持するためのコイル支持構造体を含み得る。コイル支持構造体は、誘導加熱コイルの取り付けを容易にし、誘導加熱コイルが誘導加熱可能サセプタに対して最適に配置されることを可能にする。したがって、誘導加熱可能サセプタは効率的に加熱され、それによりエアロゾル生成デバイスのエネルギー効率が向上する。また、コイル支持構造体を設けることで、エアロゾル生成デバイスの製造及び組み立てが容易になる。

コイル支持構造体は、コイル支持溝を含み得る。コイル支持溝は、チャンバ壁の外面の周りに螺旋状に延び得る。コイル支持溝は、螺旋誘導加熱コイルを受け入れるのに特に好適である。したがって、螺旋誘導加熱コイルは、加熱チャンバの周りに延び得る。誘導加熱コイルは、リッツ線又はリッツケーブルを含んでもよい。しかしながら、他の材料も使用できることが理解されるであろう。螺旋誘導加熱コイルの円形断面によって、加熱チャンバへのエアロゾル生成基材の挿入を容易にすることができ、誘導加熱可能サセプタ、したがってエアロゾル生成基材の均一な加熱を確実にすることができる。

誘導加熱コイルは、使用時に、約２０ｍＴ～約２．０Ｔ（最高密度点）の磁束密度を有する変動電磁場を伴って動作するように構成され得る。

加熱チャンバは実質的に管状であってもよく、誘導加熱可能サセプタは、実質的に管状の加熱チャンバの周縁部の周りに離隔して配置され得る。加熱チャンバは実質的に円筒状であってもよく、誘導加熱可能サセプタは、実質的に円筒状の加熱チャンバの周りに周方向に離隔して配置され得る。したがって、加熱チャンバは、実質的に円筒状のエアロゾル生成基材を受け入れるように構成され得る。これは、多くの場合、エアロゾル生成物品の形態のエアロゾル生成基材は円筒状の形態で包装及び販売されるため、有利な場合がある。

加熱チャンバは、長手方向を画定する長手方向軸線を有し得る。誘導加熱可能サセプタの各々は、加熱チャンバの長手方向に細長くてもよい。誘導加熱可能サセプタの各々は、長さ及び幅を有し得、一実施形態においては、長さは、幅の少なくとも５倍であり得る。細長い誘導加熱可能サセプタは、電磁場の存在下で効率的に加熱され、細長い形状により、エアロゾル生成基材がその長さに沿って迅速且つ均一に加熱されることが確実となる。これにより、エアロゾル生成デバイスのエネルギー効率が最大化される。

誘導加熱可能サセプタの少なくとも１つは、少なくとも１つの内向きに延びる部分を有し得、少なくとも１つの内向きに延びる部分は、チャンバ壁の内面から加熱チャンバ内に延びて、例えば、エアロゾル生成基材を圧縮する。或いは又はこれに加えて、加熱チャンバは、チャンバ壁の内面の周りに周方向に離隔して配置された複数の細長い支持リブを含んでもよい。内向きに延びる部分及び／又は支持リブは、エアロゾル生成基材と摩擦嵌合を形成してもよい。いくつかの実施形態では、複数の誘導加熱可能サセプタの各々は、前記内向きに延びる部分の１つを有し得、複数の内向きに延びる部分及び／又は支持リブは、エアロゾル生成基材を圧縮することができ、特に、エアロゾル生成基材と摩擦嵌合を形成し得る。１つ以上の内向きに延びる部分及び／又は支持リブは、加熱チャンバに減少した断面積を提供し、それにより、使用中に加熱チャンバ内に配置されたエアロゾル生成基材を圧縮する。エアロゾル生成基材を圧縮することにより、熱をエアロゾル生成基材により効率的に伝達することができ、より迅速な加熱を達成することができる一方で、同時に、エネルギー効率を最大化する。

加熱チャンバは、実質的に非導電性且つ磁気不透過性の材料を含み得る。例えば、加熱チャンバは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性プラスチック材料を含み得る。エアロゾル生成デバイスの動作中に加熱チャンバ自体は誘導コイルによって加熱されず、誘導加熱可能サセプタへのエネルギー入力が最大化されることが保証される。このことは更に、デバイスのエネルギー効率の最大化を確実にさせる。デバイスまた、触れても冷たいままであるため、ユーザの快適性の最大化が確実となる。

誘導加熱可能サセプタは、金属を含み得る。金属は、典型的には、ステンレス鋼及び炭素鋼からなる群から選択される。しかしながら、誘導加熱可能サセプタは、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、炭素鋼及びそれらの合金、例えばニッケルクロム又はニッケル銅の１種以上を含むが、これらに限定されない任意の適切な材料を含むことができる。各誘導加熱可能サセプタの近傍に電磁場を印加すると、渦電流及び磁気ヒステリシス損失によって電磁気から熱へのエネルギー変換がもたらされることに起因して、各誘導加熱可能サセプタは、熱を発生させる。

エアロゾル生成デバイスは、高周波で動作するように構成され得る、例えば制御回路を含む、電源及びコントローラを含んでもよい。電源及び回路は、約８０ｋＨｚ～１ＭＨｚ、場合により約１５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚ、場合により約２００ｋＨｚの周波数で動作するよう構成されてもよい。電源及び回路は、使用される誘導加熱可能サセプタの種類に応じて、例えばＭＨｚ範囲などのより高い周波数で動作するように構成され得る。

エアロゾル生成基材は、任意のタイプの固体又は半固体の物質であり得る。エアロゾル生成固体の例示的なタイプとしては、粉末、顆粒、ペレット、シュレッド、ストランド、粒子、ゲル、条片、ルーズリーフ、カットフィラー、多孔質材料、発泡材料、又はシートが挙げられる。エアロゾル生成基材は、植物由来の材料を含み得、特にタバコを含み得る。エアロゾル生成基材は、有利には、例えば、タバコと、セルロース繊維、タバコ茎繊維、及びＣａＣＯ３などの無機充填剤の任意の１つ以上とを含む、再構成タバコを含み得る。

したがって、エアロゾル生成デバイスは、「加熱式タバコデバイス」、「非燃焼加熱式タバコデバイス」、「タバコ製品気化用デバイス」などと呼ばれることがあり、これらの効果を実現するのに好適なデバイスとして解釈される。本明細書に開示する特徴は、任意のエアロゾル生成基材を気化させるように設計されたデバイスに等しく適用可能である。

エアロゾル生成基材は、エアロゾル生成物品の一部を形成してもよく、包装紙によって囲まれ得る。

エアロゾル生成物品は実質的にスティックの形状で形成されてもよく、好適な形態で配置されたエアロゾル生成基材を有する管状領域を有する紙巻きタバコに概ね類似し得る。エアロゾル生成物品は、エアロゾル生成物品の近位端に、例えばセルロースアセテート繊維を含むフィルタセグメントを含み得る。フィルタセグメントは、マウスピースフィルタを構成してもよく、エアロゾル生成基材と同軸に整列し得る。一部の設計には、１つ以上の蒸気収集領域、冷却領域、及び他の構造も含まれ得る。例えば、エアロゾル生成物品は、フィルタセグメントの上流に少なくとも１つの管状セグメントを含み得る。管状セグメントは、蒸気冷却領域として機能し得る。蒸気冷却領域は、有利なことに、エアロゾル生成基材を加熱することによって生成される加熱された蒸気が、冷却及び凝縮されて、例えばフィルタセグメントを通してユーザが吸入するのに適した特性を有するエアロゾルを形成することを可能にし得る。

エアロゾル生成基材は、エアロゾル形成剤を含み得る。エアロゾル形成剤の例としては、グリセリン又はプロピレングリコールなどの多価アルコール及びその混合物が挙げられる。典型的には、エアロゾル生成基材は、乾燥重量ベースで約５％～約５０％のエアロゾル形成剤含有量を含み得る。いくつかの実施形態では、エアロゾル生成基材は、乾燥重量ベースで約１０％～約２０％、場合により乾燥重量ベースで約１５％のエアロゾル形成剤含有量を含み得る。

加熱すると、エアロゾル生成基材は、揮発性化合物を放出し得る。揮発性化合物は、ニコチン又はタバコ香味料などの香味化合物を含み得る。

エアロゾル生成デバイスと、エアロゾル生成デバイスの加熱チャンバ内に配置されるようとしているエアロゾル生成物品とを含むエアロゾル生成システムの概略断面図である。 エアロゾル生成物品がエアロゾル生成デバイスの加熱チャンバ内に配置された状態を示す、図１のエアロゾル生成システムの概略断面図である。 加熱チャンバの内面に取り付けられた複数の誘導加熱可能サセプタのうちの１つとコイル支持構造体を示す、図１及び図２のエアロゾル生成デバイスの加熱チャンバの詳細概略斜視図である。 加熱チャンバの周縁部の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタを示す、図３に示される加熱チャンバの端部からの概略断面図である。 図３及び図４の誘導加熱可能サセプタの詳細を示す概略図である。 代替的な幾何学的形状を有する誘導加熱可能サセプタを示す、図５及び図６に類似する概略図である。 別の代替的な幾何学的形状を有する誘導加熱可能サセプタを示す、図５に類似する概略図である。 誘導加熱可能サセプタがエアロゾル生成物品のエアロゾル生成基材から離隔して配置された構成を示す、図４に類似する概略断面図である。 サセプタマウント内に形成された空気流チャネルを示す、図４に類似する概略断面図である。

ここで、本開示の実施形態について、単なる例として添付の図面を参照して説明する。

初めに図１及び図２を参照すると、エアロゾル生成システム１の例が概略的に示されている。エアロゾル生成システム１は、エアロゾル生成デバイス１０と、デバイス１０で使用するためのエアロゾル生成物品１００とを含む。エアロゾル生成デバイス１０は、エアロゾル生成デバイス１０の様々な構成要素を収容する本体１２を含む。本体１２は、本明細書に記載される様々な実施形態に記載される構成要素に適合するような大きさの、ユーザが助けを借りずに片手で快適に把持できる任意の形状を有することができる。

図１及び図２の下方に示すエアロゾル生成デバイス１０の第１の端部１４は、便宜上、エアロゾル生成デバイス１０の、遠位端、底端部、基端部又は下側端部と記述される。図１及び図２の上方に示すエアロゾル生成デバイス１０の第２の端部１６は、エアロゾル生成デバイス１０の近位端、上端部又は上側端部と記述される。使用中、ユーザは、典型的には、エアロゾル生成デバイス１０を、第１の端部１４を下向きに及び／又はユーザの口に対して遠位位置に、且つ第２の端部１６を上向きに及び／又はユーザの口に対して近接位置に向ける。

エアロゾル生成デバイス１０は、本体１２内に配置された加熱チャンバ１８を含む。加熱チャンバ１８は、エアロゾル生成物品１００を受け入れるための実質的に円筒状の断面を有する空洞２０の形態の内容積を画定する。加熱チャンバ１８は、長手方向を画定する長手方向軸線を有し、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの耐熱性プラスチック材料で形成されている。エアロゾル生成デバイス１０は、電源２２、例えば充電式であり得る１つ以上のバッテリーと、コントローラ２４とを更に含む。

加熱チャンバ１８は、エアロゾル生成デバイス１０の第２の端部１６に向けて開放されている。換言すれば、加熱チャンバ１８は、エアロゾル生成デバイス１０の第２の端部１６に向けて開放した第１の端部２６を有する。加熱チャンバ１８は、本体１２への熱伝達を最小限にするために、典型的には、本体１２の内面から離隔して保持されている。

エアロゾル生成デバイス１０は、任意選択的に、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６を覆って加熱チャンバ１８へのアクセスを防止する閉位置（図１を参照）と、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６を露出させて加熱チャンバ１８へのアクセスを提供する開位置（図２を参照）との間で横断方向に移動可能なスライドカバー２８を含むことができる。いくつかの実施形態では、スライドカバー２８を閉位置に付勢することができる。

加熱チャンバ１８、具体的には空洞２０は、対応する形状の略円筒状又は棒状のエアロゾル生成物品１００を収容するように構成されている。典型的には、エアロゾル生成物品１００は、予め包装されたエアロゾル生成基材１０２を含む。エアロゾル生成物品１００は、例えば、エアロゾル生成基材１０２としてタバコを収容し得る使い捨て且つ交換可能な物品（「消耗品」としても知られる）である。エアロゾル生成物品１００は、近位端１０４（又は口側端）と遠位端１０６とを有する。エアロゾル生成物品１００は、エアロゾル生成基材１０２の下流に配置されたマウスピースセグメント１０８を更に含む。エアロゾル生成基材１０２及びマウスピースセグメント１０８は、ラッパー１１０（例えば、紙ラッパー）内で同軸に整列配置されて、構成要素を適所に保持して、棒状のエアロゾル生成物品１００を形成する。

マウスピースセグメント１０８は、下流方向に、換言すれば、エアロゾル生成物品１００の遠位端１０６から近位（口側）端１０４に向けて順次且つ同軸整列で配置された以下の構成要素（詳細には図示せず）、すなわち、冷却セグメントと、中心穴セグメントと、フィルタセグメントの１つ以上を含むことができる。冷却セグメントは、典型的には、ラッパー１１０の厚さよりも大きい厚さを有する中空紙管を含む。中心穴セグメントは、セルロースアセテート繊維と可塑剤とを含有する硬化された混合物を含み得、マウスピースセグメント１０８の強度を高めるように機能する。フィルタセグメントは、典型的には、セルロースアセテート繊維を含み、マウスピースフィルタとして機能する。加熱された蒸気がエアロゾル生成基材１０２からエアロゾル生成物品１００の近位（口側）端１０４に向かって流れると、蒸気は、冷却セグメント及び中心穴セグメントを通過するときに冷却されて凝縮し、ユーザがフィルタセグメントを通して吸入するのに適した特性を有するエアロゾルを形成する。

加熱チャンバ１８は、基部３２（加熱チャンバ１８の第２の端部３４に位置する）と、開放した第１の端部２６との間に延びる側壁（又はチャンバ壁）３０を有する。側壁３０と基部３２とを互いに接続し、単一部品として一体に形成することができる。図示の実施形態では、側壁３０は、管状であり、より具体的には円筒状である。他の実施形態では、側壁３０は、楕円形又は多角形断面を有する管などの、他の好適な形状を有することができる。なおさらなる実施形態では、側壁３０は、テーパ状とすることができる。

図示される実施形態では、加熱チャンバ１８の基部３２は、閉じており、例えば密閉されている又は気密である。すなわち、加熱チャンバ１８は、カップ状である。これにより、開放した第１の端部２６から引き込まれた空気が第２の端部３４から流出することを基部３２によって防止し、代わりにエアロゾル生成基材１０２を通して案内されることを確実にすることができる。これにより、ユーザがエアロゾル生成物品１００を加熱チャンバ１８内に意図した距離まで挿入し、それ以上挿入しないことを保証することもできる。

加熱チャンバ１８の側壁３０は、内面３６及び外面３８を有する。複数のサセプタマウント４０が内面３６に形成され、内面３６の周りに周方向に離隔して配置されている。エアロゾル生成デバイス１０は、サセプタマウント４０に取り付けられた複数の誘導加熱可能サセプタ４２を含み、したがって、誘導加熱可能サセプタ４２は、加熱チャンバ１８の周縁部４４の周りに周方向に離隔して配置されている。

誘導加熱可能サセプタ４２は、加熱チャンバ１８の長手方向に細長い。各誘導加熱可能サセプタ４２は、長さ及び幅を有し、典型的には、長さは、幅の少なくとも５倍である。各誘導加熱可能サセプタ４２は、側壁３０から加熱チャンバ１８内に半径方向に延びる、内向きに延びる部分４２ａを有する。内向きに延びる部分４２ａは、図３～図５に示されるように細長い隆起を含むことができる、又は図６に示されるように内向きに偏向された部分を含むことができる。両場合において、内向きに延びる部分４２ａは、誘導加熱可能サセプタ４２の製造中に容易に形成される。内向きに延びる部分４２ａは、図３～図５及び図６に示される幾何学的形状に限定されず、他の幾何学的形状も完全に本開示の範囲内であることが当業者には理解されるであろう。

内向きに延びる部分４２ａは、図４に示されるように、エアロゾル生成基材１０２に向けて延び、これと接触する。内向きに延びる部分４２ａは、加熱チャンバ１８の有効断面積を減少させるのに十分な程度だけ加熱チャンバ１８内に半径方向内向きに延びる。したがって、内向きに延びる部分４２ａは、エアロゾル生成基材１０２と、より具体的にはエアロゾル生成物品１００のラッパー１１０と摩擦嵌合を形成し、図２に最もよく示されるように、エアロゾル生成基材１０２の圧縮を生じさせることができる。エアロゾル生成基材１０２の圧縮により、例えば空隙を排除することによってエアロゾル生成基材１０２中の熱伝導を向上させ、各内向きに延びる部分４２ａは、加熱チャンバ１８の横断距離の３％～７％、例えば約５％の距離だけ加熱チャンバ１８を横切って内向きに延び得る。

エアロゾル生成デバイス１０は、電磁場を発生させるための電磁場発生器４６を含む。電磁場発生器４６は、実質的に螺旋状の誘導コイル４８を含む。誘導コイル４８は、円形断面を有し、実質的に円筒状の加熱チャンバ１８の周りに螺旋状に延びる。誘導コイル４８は、電源２２及びコントローラ２４により励磁させることができる。コントローラ２４は、電子部品の中でもとりわけ、電源２２からの直流を誘導コイル４８用の交流高周波電流に変換するよう構成されたインバータを含む。

加熱チャンバ１８の側壁３０は、外面３８に形成されたコイル支持構造体５０を含む。図示の例では、コイル支持構造体５０は、外面３８の周りに螺旋状に延びるコイル支持溝５２を含む。誘導コイル４８は、コイル支持溝５２内に配置され、したがって、誘導加熱可能サセプタ４２に対して確実且つ最適に配置される。

エアロゾル生成デバイス１０を使用するために、ユーザは、図１に示される閉位置から図２に示される開位置にスライドカバー２８（存在する場合）を変位させる。次いで、ユーザは、開放した第１の端部２６を通してエアロゾル生成物品１００を加熱チャンバ１８に挿入し、その結果、エアロゾル生成基材１０２が空洞２０内に収容されるとともに、マウスピースセグメント１０８の少なくとも一部が、開放した第１の端部２６から突出してユーザの唇による係合を可能にする状態で、エアロゾル生成物品１００の近位端１０４が、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６に位置決めされる。

ユーザがエアロゾル生成デバイス１０を作動させると、誘導コイル４８は、誘導コイル４８に交流電流を供給する電源２２及びコントローラ２４によって励磁され、それにより、交流の時間変化する電磁場が誘導コイル４８によって生成される。この電磁場は、誘導加熱可能サセプタ４２と結合し、サセプタ４２内に渦電流及び／又は磁気ヒステリシス損失を発生させ、サセプタを発熱させる。その後、熱は、例えば、伝導、放射、及び対流によって、誘導加熱可能サセプタ４２からエアロゾル生成基材１０２に伝達される。これにより、エアロゾル生成基材１０２が燃焼すること又は燃やすことなく加熱され、それにより蒸気が生成される。生成された蒸気は、冷却されて凝縮し、エアロゾル生成デバイス１０のユーザがマウスピースセグメント１０８を通して、より具体的にはフィルタセグメントを通して吸入することができるエアロゾルを形成する。

エアロゾル生成基材１０２の気化は、周囲環境から、例えば加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６を通る空気の添加によって促進され、空気は、エアロゾル生成物品１００のラッパー１１０と側壁３０の内面３６との間を流れる際に加熱される。より具体的には、ユーザがフィルタセグメントにおいて吸引すると、図２の矢印Ａによって示されるように、開放した第１の端部２６を通って加熱チャンバ１８に空気が引き込まれる。加熱チャンバ１８に入る空気は、開放した第１の端部２６から閉鎖した第２の端部３４に向けて、ラッパー１１０と側壁３０の内面３６との間を流れる。上述したように、内向きに延びる部分４２ａは、エアロゾル生成物品１００の外面と少なくとも接触するのに十分な距離だけ加熱チャンバ１８内に延び、典型的には、エアロゾル生成物品１００の少なくともある程度の圧縮を生じさせる。したがって、加熱チャンバ１８の周方向の全体にわたって空隙がない。その代わりに、内向きに延びる部分４２ａの間の周方向領域（４つの等間隔で配置された間隙領域）内に空気流路５６があり、この空気流路に沿って、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６から閉鎖した第２の端部３４に向けて空気が流れる。いくつかの例では、４つよりも多い又は少ない内向きに延びる部分４２ａ、したがって、内向きに延びる部分４２ａの間の間隙領域によって形成される対応する数の空気流路５６が存在してもよい。加熱チャンバ１８の閉鎖した第２の端部３４に空気が到達すると、空気は約１８０°反転してエアロゾル生成物品１００の遠位端１０６に入る。その後、空気は、図２の矢印Ｂで示されるように、エアロゾル生成物品１００を通って、生成された蒸気とともに遠位端１０６から近位（口側）端１０４に向けて引き込まれる。

ユーザは、エアロゾル生成基材１０２が蒸気を生成し続けることができる間は常に、例えば、適切な蒸気に気化させるための気化可能な成分がエアロゾル生成基材１０２に残っている間は常に、エアロゾルを吸入し続けることができる。コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４２の温度、ひいてはエアロゾル生成基材１０２の温度が閾値レベルを超えないことを保証するために、誘導コイル４８に流す交流電流の大きさを調整することができる。具体的には、エアロゾル生成基材１０２は、エアロゾル生成基材１０２の構成に応じた特定の温度において燃え始める。これは望ましい効果ではなく、この温度以上の温度は回避される。

これを手助けするために、いくつかの例では、エアロゾル生成デバイス１０には温度センサ（図示せず）が設けられている。コントローラ２４は、エアロゾル生成基材１０２の温度の表示を温度センサから受け取り、この温度表示を使用して、誘導コイル４８に供給される交流電流の大きさを制御するように構成されている。一例では、コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４２を第１の温度まで加熱するために、誘導コイル４８に第１の大きさの電流を第１の時間にわたって供給し得る。その後、コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４２を第２の温度まで加熱するために、誘導コイル４８に第２の大きさの交流電流を第２の時間にわたって供給し得る。第２の温度は、第１の温度よりも低くてもよい。その後、コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４２を再び第１の温度まで加熱するために、誘導コイル４８に第３の大きさの電流を第３の時間にわたって供給し得る。これは、エアロゾル生成基材１０２が使い果たされる（すなわち、加熱によって生成することができる全ての蒸気が既に生成済み）まで、又はユーザがエアロゾル生成デバイス１０の使用を停止するまで継続し得る。別の状況においては、第１の温度に到達すると、コントローラ２４は、誘導コイル４８に供給される交流電流の大きさを低減させて、エアロゾル生成基材１０２をセッションの全体を通して第１の温度に維持することができる。

ユーザによる１回の吸入は、一般に「パフ」と呼ばれる。いくつかの状況においては、紙巻きタバコの喫煙体験を模倣することが望ましい。これは、エアロゾル生成デバイス１０が、典型的には、１０～１５回のパフを提供するのに十分なエアロゾル生成基材１０２を保持することが可能であることを意味する。

いくつかの実施形態では、コントローラ２４は、パフをカウントし、ユーザが１０～１５回のパフを行った後に誘導コイル４８への供給電流を中断するように構成されている。パフのカウントは、様々な異なる手法で実施することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ２４は、パフ中に温度がいつ低下したかを判定する。これは、新鮮な冷たい空気流が温度センサ（図示せず）を通過して流れ、冷却が生じ、これが温度センサによって検出されることによる。他の実施形態では、空気流は、流量検出器を使用して直接検出される。他の適切な方法も当業者には明らかであろう。他の実施形態では、コントローラ２４は、追加的又は代替的に、最初のパフから所定の時間量が経過した後に誘導コイル４８への電流の供給を中断する。これは、消費電力を低減させることと、所定の数のパフが行われたことをパフカウンタが正しく登録できなかった場合にエアロゾル生成デバイス１０をオフに切り替えるためのバックアップを提供することとの両方に役立ち得る。

いくつかの例では、コントローラ２４は、完了するのに所定の時間量を要する所定の加熱サイクルに従うように、誘導コイル４８に交流電流を供給するように構成されている。サイクルが完了すると、コントローラ２４は、誘導コイル４８への電流の供給を中断する。場合によっては、このサイクルは、コントローラ２４と温度センサ（図示せず）との間のフィードバックループを利用してもよい。例えば、加熱サイクルは、一連の温度によってパラメータ化されてもよく、その温度まで、誘導加熱可能サセプタ４２（又はより具体的には、温度センサ）は加熱又は冷却される。そのような加熱サイクルの温度及び持続時間は、エアロゾル生成基材１０２の温度を最適化するように経験的に決定することができる。例えば、基材の外層がコアと異なる温度である場合、エアロゾル生成基材１０２の温度の直接測定は非現実的又は誤解を招く可能性があるため、これは必要であり得る。

電源２２は、単一のエアロゾル生成物品１００中のエアロゾル生成基材１０２を少なくとも第１の温度まで上昇させ、第１の温度に維持して、少なくとも１０～１５回のパフに十分な蒸気を提供するのに十分なものである。より一般には、紙巻きタバコの喫煙体験を模倣することに即して、電源２２は、通常、このサイクル（エアロゾル生成基材１０２を第１の温度まで上昇させ、１０～１５回のパフにわたり第１の温度及び蒸気生成を維持する）を１０回又は更には２０回繰り返すのに十分なものであり、それにより、電源２２を交換する又は充電する必要が生じるまで、紙巻きタバコのパケットを喫煙するユーザの体験を模倣する。

概して、エアロゾル生成デバイス１０の効率は、誘導加熱可能サセプタ４２によって発生する熱の可能な限り多くが、エアロゾル生成基材１０２の加熱につながる場合に向上する。この目的のために、エアロゾル生成デバイス１０は、通常、エアロゾル生成デバイス１０の他の部分への熱流を低減させながら、エアロゾル生成基材１０２に制御された状態で熱を提供するように構成されている。特に、エアロゾル生成デバイス１０の、ユーザが取り扱う部分への熱流は最小限に保たれ、それにより、これらの部分は冷たいままに、快適に把持されるように保たれる。

ここで図７を参照すると、蛇行形状を有する細長い誘導加熱可能サセプタ４２の別の例が示されている。蛇行形状は、誘導加熱可能サセプタ４２の柔軟性を向上させる傾向にあり、それにより、温度が増加及び減少する際に、各サセプタ４２の膨張及び収縮の総量を低減するのに役立つ。同様の効果を、ジグザグ形状を有する誘導加熱可能サセプタ４２を使用することにより達成することができる。

ここで図８を参照すると、別の例では、誘導加熱可能サセプタ４２とエアロゾル生成基材１０２を取り囲むラッパー１１０との間を、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６から閉鎖した第２の端部３４に向けて空気が流れることができるように、細長い誘導加熱可能サセプタ４２は、エアロゾル生成基材１０２から離隔して配置され得る。この例では、誘導加熱可能サセプタ４２は、エアロゾル生成基材１０２に面する実質的に平坦な表面を有し得る。例えば、平坦な表面は、内向きに延びる部分４２ａを図５及び図６を参照して上述した誘導加熱可能サセプタ４２から省略することによって、又は図７を参照して上述した蛇行形状を有する誘導加熱可能サセプタ４２を採用することによって得られ得る。誘導加熱可能サセプタ４２とエアロゾル生成基材１０２を取り囲むラッパー１１０との間を、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６から閉鎖した第２の端部３４に向けて空気が流れるときに、空気は、誘導加熱可能サセプタ４２によって加熱される。予熱された空気は、エアロゾル生成物品１００の遠位端１０６に入り、それにより、空気がエアロゾル生成物品１００内を流れるときに、エアロゾル生成基材１０２を対流的に加熱する。

上述の対流加熱に加えて、いくらかの放射加熱が起こり得るが、図８の例ではエアロゾル生成基材１０２と誘導加熱可能サセプタ４２との間に直接接触がないことから、エアロゾル生成基材１０２の伝導加熱はないことが理解されるであろう。これは、有利なことに、ラッパー１１０及び／又はエアロゾル生成基材１０２の局所過熱及び焼けを回避するのに役立ち得る。誘導加熱可能サセプタ４２とエアロゾル生成基材１０２との間の直接接触がないため、エアロゾル生成物品１００を加熱チャンバ１８内の所定の位置に保持するために、加熱チャンバ１８の側壁３０上に複数の周方向に離隔して配置された細長い支持リブ５８を設け、任意選択的に、エアロゾル生成基材１０２のいくらかの圧縮を提供すると有利な場合がある。

ここで図９を参照すると、いくつかの例では、図４を参照して上述した周方向領域内の空気流路５６に加えて、誘導加熱可能サセプタ４２と加熱チャンバ１８の側壁３０の内面３６との間に空気流チャネル５４が設けられ得る。空気流チャネル５４は、例えば、サセプタマウント４０内に形成された貫通穴によって提供され得る。空気流チャネル５４は、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６から閉鎖した第２の端部３４に向けて空気が流れるための別のルートを提供する。空気は、空気流チャネル５４に沿って流れるときに、誘導加熱可能サセプタ４２によって加熱されることは理解されるであろう。したがって、エアロゾル生成物品１００の遠位端１０６に入ることができる予熱された空気の量が増加し、それにより、サセプタ４２の内向きに延びる部分４２ａとエアロゾル生成基材１０２との間の直接接触によって提供される伝導加熱に加えて、エアロゾル生成基材１０２の対流加熱が強化される。

これまでの段落では例示的な実施形態について説明してきたが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な修正を加えることができることを理解すべきである。したがって、特許請求の広さ及び範囲は、上述した例示的な実施形態に限定されるべきではない。

本明細書において別途記載のない限り又は文脈に明らかに矛盾しない限り、全ての可能な変形形態における上述した特徴の任意の組み合わせは、本開示によって包含される。

文脈上、明らかに他の意味に解すべき場合を除き、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、「含む」、「含んでいる」などの語は、排他的意味又は網羅的意味とは反対に、包括的に、すなわち「含むが、限定されない」という意味で解釈されるべきである。

Claims (19)

1. エアロゾル生成基材（１０２）の少なくとも一部を受け入れる加熱チャンバ（１８）と、
   前記加熱チャンバ（１８）の周縁部（４４）の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）と
   を含む、
   エアロゾル生成デバイス（１０）。
2. 前記加熱チャンバ（１８）は、前記加熱チャンバ（１８）の内容積（２０）を画定するチャンバ壁（３０）を含み、
   前記複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）は、前記チャンバ壁（３０）の内面（３６）の周りに離隔して配置されている、
   請求項１に記載のエアロゾル生成デバイス。
3. 前記加熱チャンバ（１８）は、前記チャンバ壁（３０）の前記内面（３６）の周りに周方向に離隔して配置された複数の細長い支持リブ（５８）を含み、
   前記複数の周方向に離隔して配置された細長い支持リブ（５８）は、使用中に、前記加熱チャンバ（１８）内に配置されたエアロゾル生成基材（１０２）と摩擦嵌合を形成するように構成されている、
   請求項２に記載のエアロゾル生成デバイス。
4. 前記チャンバ壁（３０）は、前記内面（３６）に又は前記内面（３６）上に形成された、前記複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）を取り付けるための複数のサセプタマウント（４０）を含む、
   請求項２または３に記載のエアロゾル生成デバイス。
5. 前記サセプタマウント（４０）の１つ以上は、空気流チャネル（５４）を画定し、
   前記空気流チャネル（５４）を通って、前記加熱チャンバ（１８）の第１の開放端（２６）から前記加熱チャンバ（１８）の第２の閉鎖端（３４）まで空気が流れることができる、
   請求項４に記載のエアロゾル生成デバイス。
6. 前記チャンバ壁（３０）は、外面（３８）に又は外面（３８）上に形成された、電磁場発生器（４６）の誘導加熱コイル（４８）を支持するためのコイル支持構造体（５０）を含む、
   請求項２～５のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス。
7. 前記コイル支持構造体（５０）はコイル支持溝（５２）を含み、
   好ましくは、前記コイル支持溝（５２）は、前記チャンバ壁（３０）の前記外面（３８）の周りに螺旋状に延びる、
   請求項６に記載のエアロゾル生成デバイス。
8. 前記加熱チャンバ（１８）は実質的に管状であり、
   前記誘導加熱可能サセプタ（４２）は、前記実質的に管状の加熱チャンバ（１８）の前記周縁部の周りに離隔して配置されており、
   好ましくは、
   前記加熱チャンバ（１８）は実質的に円筒状であり、
   前記誘導加熱可能サセプタ（４２）は、前記実質的に円筒状の加熱チャンバ（１８）の周りに周方向に離隔して配置されている、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス。
9. 前記加熱チャンバ（１８）は、長手方向を画定する長手方向軸線を有し、
   前記誘導加熱可能サセプタ（４２）の各々は、前記加熱チャンバ（１８）の前記長手方向に細長い、
   請求項１～８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス。
10. 前記誘導加熱可能サセプタ（４２）の各々は、長さ及び幅を有し、
    前記長さは、前記幅の少なくとも５倍である、
    請求項９に記載のエアロゾル生成デバイス。
11. 前記誘導加熱可能サセプタ（４２）の少なくとも１つは、少なくとも１つの内向きに延びる部分（４２ａ）を有し、
    前記少なくとも１つの内向きに延びる部分（４２ａ）は、前記チャンバ壁（３０）の内面（３６）から前記加熱チャンバ（１８）内に延びて、前記加熱チャンバ（１８）の減少した断面積を提供し、使用中に前記加熱チャンバ（１８）内に配置されたエアロゾル生成基材（１０２）を圧縮する、
    請求項２～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス。
12. 前記加熱チャンバ（１８）は、実質的に非導電性且つ磁気不透過性の材料を含む、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル生成デバイス。
13. 前記加熱チャンバ（１８）は、耐熱性プラスチック材料、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、
    請求項１２に記載のエアロゾル生成デバイス。
14. エアロゾル生成基材（１０２）と、
    エアロゾル生成デバイス（１０）であって、
    前記エアロゾル生成基材（１０２）の少なくとも一部を受け入れる加熱チャンバ（１８）と、
    前記エアロゾル生成基材（１０２）を加熱するために、前記加熱チャンバ（１８）の周縁部（４４）の周り及び前記エアロゾル生成基材（１０２）の周縁部の周りに離隔して配置された複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）と
    を含む、エアロゾル生成デバイス（１０）と
    を含む、
    エアロゾル生成システム（１）。
15. 前記加熱チャンバ（１８）は、前記加熱チャンバ（１８）の内容積（２０）を画定するチャンバ壁（３０）を含み、
    前記複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）は、前記チャンバ壁（３０）の内面（３６）の周りに離隔して配置されている、
    請求項１４に記載のエアロゾル生成システム。
16. 前記加熱チャンバ（１８）は、前記チャンバ壁（３０）の前記内面（３６）の周りに周方向に離隔して配置された複数の細長い支持リブ（５８）を含み、
    前記複数の周方向に離隔して配置された細長い支持リブ（５８）は、前記エアロゾル生成基材（１０２）と摩擦嵌合を形成し、好ましくは、前記エアロゾル生成基材（１０２）を圧縮する、
    請求項１５に記載のエアロゾル生成システム。
17. 前記誘導加熱可能サセプタ（４２）の少なくとも１つは、少なくとも１つの内向きに延びる部分（４２ａ）を有し、
    前記少なくとも１つの内向きに延びる部分（４２ａ）は、前記チャンバ壁（３０）の内面（３６）から前記加熱チャンバ（１８）内に延びて、前記エアロゾル生成基材（１０２）と摩擦嵌合を形成する、
    請求項１５または１６に記載のエアロゾル生成システム。
18. 前記少なくとも１つの内向きに延びる部分（４２ａ）は、前記エアロゾル生成基材（１０２）を圧縮する、
    請求項１７に記載のエアロゾル生成システム。
19. 前記チャンバ壁（３０）は、前記内面（３６）にまたは前記内面（３６）上に形成された、前記複数の誘導加熱可能サセプタ（４２）を取り付けるための複数のサセプタマウント（４０）を含み、
    前記サセプタマウント（４０）の１つ以上は、空気流チャネル（５４）を画定し、
    前記空気流チャネル（５４）を通って、前記加熱チャンバ（１８）の第１の開放端（２６）から前記加熱チャンバ（１８）の第２の閉鎖端（３４）まで空気が流れることができる、
    請求項１５～１８のいずれか一項に記載のエアロゾル生成システム。

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