JP2024504685A - エアロゾル発生デバイス用の誘導加熱アセンブリ - Google Patents

Abstract

エアロゾル発生デバイス（１０）用の誘導加熱アセンブリ（１１、１１１）は、エアロゾル発生基材（１０２）の少なくとも一部を受け入れるための加熱チャンバ（１８）と、電磁場を発生させるために加熱チャンバ（１８）の外部に位置決めされた誘導コイル（５８）と、加熱チャンバ（１８）の内部に位置決めされたホルダ（３６）とを含む。誘導加熱アセンブリ（１１、１１１）は、ホルダ（３６）に取り付けられた誘導加熱可能サセプタ（４８）であって、内面（４８ａ）と外面（４８ｂ）とを有する誘導加熱可能サセプタ（４８）と、誘導加熱可能サセプタ（４８）の外面（４８ｂ）に接触してホルダ（３６）に取り付けられた温度センサ（６４）とをさらに含む。【選択図】図３

Description

本開示は、概して、エアロゾル発生デバイス用の誘導加熱アセンブリに関し、より詳細には、エアロゾル発生基材を加熱して、エアロゾル発生デバイスのユーザが吸入するエアロゾルを発生させるための誘導加熱アセンブリに関する。本開示の実施形態は、誘導加熱アセンブリを含むエアロゾル発生デバイスにも関する。本開示は、特に、携帯型（手持ち式）エアロゾル発生デバイスに適用可能である。そのようなデバイスは、エアロゾル発生基材、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、対流、及び／又は放射によって加熱して、ユーザが吸入するエアロゾルを発生させる。

近年、（エアロゾル発生デバイス又は蒸気発生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。エアロゾル発生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発生させる、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発生デバイス又はいわゆる加熱非燃焼式デバイスである。このタイプのデバイスは、エアロゾル発生基材を、典型的には１５０℃～３００℃の範囲の温度に加熱することにより、エアロゾル又は蒸気を発生させる。エアロゾル発生基材を燃やさず又は燃焼させずにエアロゾル発生基材をこの範囲内の温度に加熱することにより、蒸気を発生させ、蒸気は通常、冷却され凝縮して、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発生デバイスは、多数の異なる手法のうちの１つを使用して、エアロゾル発生基材に熱を与えることができる。そのような手法の１つは、誘導加熱システムを採用するエアロゾル発生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発生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、例えば伝導によって、エアロゾル発生基材に伝達され、エアロゾル発生基材が加熱されるとエアロゾルが発生する。

一般に、エアロゾル発生基材を急速に加熱して、蒸気を発生させるのに十分に高い温度に維持することが望ましい。エアロゾル発生基材の温度は、好適な特性を有するエアロゾルを発生させるように注意深く制御しなければならず、したがって、加熱温度を正確に制御できることが望ましい。本開示は、この必要性に対処することを目指す。

本開示の第１の態様によれば、エアロゾル発生デバイス用の誘導加熱アセンブリであって、
エアロゾル発生基材の少なくとも一部を受け入れるための加熱チャンバと、
電磁場を発生させるために加熱チャンバの外部に位置決めされた誘導コイルと、
加熱チャンバの内部に位置決めされたホルダと、
ホルダに取り付けられた誘導加熱可能サセプタであって、内面と外面とを有する誘導加熱可能サセプタと、
誘導加熱可能サセプタの外面に接触してホルダに取り付けられた温度センサと
を含む、誘導加熱アセンブリが提供される。

本開示の第２の態様によれば、エアロゾル発生デバイスであって、
第１の態様による誘導加熱アセンブリと、
誘導コイルに電力を提供するように配置された電源と
を含む、エアロゾル発生デバイスが提供される。

誘導加熱アセンブリは、エアロゾル発生基材を燃やすことなく、エアロゾル発生基材を加熱して、エアロゾル発生基材の少なくとも１つの成分を揮発させ、これにより、加熱された蒸気を発生させるように構成され、加熱された蒸気は、冷却され凝縮して、エアロゾル発生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。エアロゾル発生デバイスは、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、蒸気を液体に凝縮させ得ることを意味し、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、ユーザが吸入するために発生させる吸入可能媒体の形態に関して同義で使用され得ることに留意すべきである。

温度センサをホルダに取り付けることにより、温度センサと誘導加熱可能サセプタの外面との間に良好な熱接触が確保される。この良好な熱接触は、誘導加熱可能サセプタの温度の正確な測定を温度センサにより実現できることを確実にする。

誘導コイルは、加熱チャンバの周りに延び得る。エアロゾル発生デバイスの使用中に、誘導コイルにより発生させる電磁場と誘導加熱可能サセプタとの間に良好な電磁結合が得られ、これにより、誘導加熱可能サセプタが所望の温度に効率的に加熱されることを確実にする。

加熱チャンバは、長手方向を定める長手方向軸線を有し得る。誘導加熱可能サセプタは、加熱チャンバの長手方向に細長いものであり得る。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、細長い形状は、エアロゾル発生基材がその長さに沿って急速且つ均一に加熱されることを確実にする。これにより、エアロゾル発生デバイスのエネルギー効率が最大化される。

ホルダは、近位端部と遠位端部とを含み得、温度センサは、近位端部と遠位端部との間のホルダに取り付けられ得る。例えば、温度センサは、近位端部と遠位端部との間の実質的に中間点においてホルダに取り付けられ得る。

ホルダは、近位端部におけるリムを含み得、リムから長手方向に延び得る細長いセンサ取付要素を含み得る。細長いセンサ取付要素は、リムに位置決めされた第１の端部と、リムの遠位側にある第２の端部とを有し得る。温度センサは、細長いセンサ取付要素の第２の端部に取り付けられ得る。細長いセンサ取付要素により、ホルダへの温度センサの取り付けが容易になる。温度センサを細長いセンサ取付要素の第２の端部に取り付けることにより、温度センサと誘導加熱可能サセプタの外面との良好な接触が容易になる。誘導加熱アセンブリの製造性及び組み立ての容易さも改善される。

細長いセンサ取付要素の第２の端部は、誘導加熱可能サセプタの外面に向けて付勢され得る。これにより、温度センサが誘導加熱可能サセプタの外面に接触し得る。付勢力は、細長いセンサ取付要素が形成される材料、例えば弾性プラスチック材料により提供され得る。これにより、温度センサと誘導加熱可能サセプタの外面との良好な接触が確保される。そして、この良好な接触は、誘導加熱可能サセプタの温度の正確な測定を温度センサにより実現できることを確実にする。

温度センサは、細長いセンサ取付要素に取り付けられ得、細長いセンサ取付要素と誘導加熱可能サセプタの外面との間に挟持され得る。したがって、温度センサは、ホルダを加熱チャンバ内に位置決めする前に、ホルダに取り付けられ、誘導加熱可能サセプタの外面に対して所定の位置に固定され得る。したがって、誘導加熱アセンブリの組み立ての容易さがさらに改善され得る。

加熱チャンバは、加熱チャンバの内部容積を画定し得るチャンバ壁を含み得る。チャンバ壁は内面を有し得る。

温度センサは、チャンバ壁の内面と誘導加熱可能サセプタの外面との間に位置決めされ得、これらの間で圧縮され得る。チャンバ壁の内面により温度センサが誘導加熱可能サセプタの外面に軽く押し付けられるため、温度センサとサセプタの外面との良好な接触が確保される。そして、この良好な接触は、誘導加熱可能サセプタの温度の正確な測定を温度センサにより実現できることを確実にする。

誘導加熱アセンブリは、ホルダに取り付けられ得るとともにチャンバ壁の内面の周りに延び得る複数の前記誘導加熱可能サセプタを含み得る。複数の誘導加熱可能サセプタを設けることにより、エアロゾル発生基材のより迅速且つ均一な加熱が達成され得る。

チャンバ壁は、誘導コイルを支持するために外面内又は外面上に形成され得るコイル支持構造を含み得る。コイル支持構造は、誘導コイルの取り付けを容易にし、誘導加熱可能サセプタに対して誘導コイルを最適に位置決めすることを可能にする。それゆえ、誘導加熱可能サセプタが効率的に加熱され、それにより、誘導加熱アセンブリ及びエアロゾル発生デバイスのエネルギー効率が向上する。コイル支持構造を設けることにより、誘導加熱アセンブリの製造及び組み立ても容易になる。

コイル支持構造は、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、螺旋状の誘導コイルを受け入れるのに特に好適である。したがって、螺旋状の誘導コイルは、加熱チャンバの周りに延び得る。誘導コイルは、リッツ線又はリッツケーブルを含み得る。しかしながら、他の材料を使用できることは言うまでもない。螺旋状の誘導コイルの円形断面は、加熱チャンバへのエアロゾル発生基材の挿入を容易にし得、誘導加熱可能サセプタ、ひいてはエアロゾル発生基材の均一な加熱を確実にし得る。

誘導コイルは、使用時、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配置され得る。

加熱チャンバは、略管状であり得、誘導加熱可能サセプタ又は各誘導加熱可能サセプタは、誘導加熱可能サセプタ又は各誘導加熱可能サセプタが略管状の加熱チャンバの周囲に延びるように、ホルダに取り付けられ得る。加熱チャンバは、略円筒状であり得、誘導加熱可能サセプタ又は各誘導加熱可能サセプタは、誘導加熱可能サセプタ又は各誘導加熱可能サセプタが略円筒状の加熱チャンバの周囲に延びるように、ホルダに取り付けられ得る。したがって、加熱チャンバは、エアロゾル発生物品の形態のエアロゾル発生基材が円筒形態で包装され販売されることが多いので有利であり得る、略円筒状のエアロゾル発生基材を受け入れるように構成され得る。誘導加熱アセンブリは、２つの誘導加熱可能サセプタを含み得る。誘導加熱可能サセプタの各々は、長手方向に細長いものであり得、略半円形断面を有し得る。

加熱チャンバ及び／又はホルダは、実質的に非導電性且つ非透磁性の材料を含み得る。例えば、加熱チャンバ及び／又はホルダは、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。加熱チャンバ及び／又はホルダは、エアロゾル発生デバイスの動作中に誘導コイルにより発生させる電磁場により加熱されず、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を確実にする。そして、このことは、誘導加熱アセンブリ及びエアロゾル発生デバイスのエネルギー効率が最大化されることを確実にするのに役立つ。エアロゾル発生デバイスはまた、触れると冷たいままであり、ユーザの快適性が最大化されることを確実にする。

温度センサは、熱電対、サーミスタ、及び抵抗温度検出器（ＲＴＤ）からなる群から選択され得る。しかしながら、他のタイプの温度センサも採用され得る。

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の１種以上を含むが、これらに限定されない任意の好適な材料を含むことができる。サセプタの付近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り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、誘導加熱可能サセプタは熱を発生させる。

エアロゾル発生デバイスは、高周波で動作するよう構成され得る、例えば制御回路を含む、電源及びコントローラを含み得る。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得る。電源及び回路は、使用される誘導加熱可能サセプタのタイプに応じて、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。

エアロゾル発生基材は、任意のタイプの固体又は半固体の材料を含み得る。エアロゾル発生固形物の例示的なタイプとしては、粉末、顆粒、ペレット、断片、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。エアロゾル発生基材は、植物由来の材料を含み得、特にタバコを含み得る。エアロゾル発生基材は、有利なことに、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うちの任意の１つ又は複数とを含む、再構成タバコを含み得る。

したがって、エアロゾル発生デバイスは、「加熱式タバコデバイス」、「加熱非燃焼式タバコデバイス」、「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、任意のエアロゾル発生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。

エアロゾル発生基材は、エアロゾル発生物品の一部を形成し得、紙ラッパーで囲まれ得る。

エアロゾル発生物品は、実質的にスティックの形状に形成され得、好適な形態で配置されたエアロゾル発生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。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品の近位端部に、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得、エアロゾル発生基材と同軸に位置合わせされ得る。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、エアロゾル発生物品は、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、エアロゾル発生基材を加熱することによって発生させた加熱された蒸気が、冷却され凝縮して、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。

エアロゾル発生基材は、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、エアロゾル発生基材は、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、エアロゾル発生基材は、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、エアロゾル発生基材は、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。

エアロゾル発生デバイスと、エアロゾル発生デバイスの加熱チャンバ内に位置決めされる準備の整ったエアロゾル発生物品とを含むエアロゾル発生システムの概略断面図である。 エアロゾル発生デバイスの加熱チャンバ内に位置決めされたエアロゾル発生物品を示す、図１のエアロゾル発生システムの概略断面図である。 誘導加熱可能サセプタと、ホルダに取り付けられた温度センサと共に、加熱チャンバ内に位置決めされたホルダを示す、図１及び図２のエアロゾル発生デバイスの誘導加熱アセンブリの第１の例の切り欠き概略斜視図である。 加熱チャンバのない図３のホルダ、誘導加熱可能サセプタ、及び温度センサの概略斜視図である。 図４のホルダ、誘導加熱可能サセプタ、及び温度センサの分解図である。 ホルダと、ホルダに取り付けられた温度センサとを示す、誘導加熱アセンブリの一部の第２の例の概略斜視図である。 図１及び図２のエアロゾル発生デバイスの加熱チャンバ内に位置決めされたホルダを示す、図６の誘導加熱アセンブリの一部の概略断面図である。

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。

まず図１及び図２を参照すると、エアロゾル発生システム１の例が概略的に示されている。エアロゾル発生システム１は、エアロゾル発生デバイス１０と、デバイス１０と共に使用されるエアロゾル発生物品１００とを含む。エアロゾル発生デバイス１０は、エアロゾル発生デバイス１０の様々な構成要素を収容する本体１２を含む。本体１２は、本明細書に記載する様々な実施形態で説明する構成要素に適合するような及び手助けなしにユーザにより片手で無理なく保持されるような大きさとされる、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、エアロゾル発生デバイス１０の第１の端部１４は、便宜上、エアロゾル発生デバイス１０の遠位端部、底端部、基端部、又は下側端部として説明される。図１～図２の上方に示す、エアロゾル発生デバイス１０の第２の端部１６は、エアロゾル発生デバイス１０の近位端部、上端部、又は上側端部として説明される。使用中、ユーザは、典型的には、エアロゾル発生デバイス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。

エアロゾル発生デバイス１０は、本体１２内に位置決めされた誘導加熱アセンブリ１１を含む。誘導加熱アセンブリ１１は、加熱チャンバ１８を含む。加熱チャンバ１８は、エアロゾル発生物品１００を受け入れるための、略円筒状断面を有する空洞２０の形態の内部容積を画定する。加熱チャンバ１８は、長手方向を定め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る。エアロゾル発生デバイス１０は、電源２２、例えば充電式であり得る１つ又は複数のバッテリと、コントローラ２４とをさらに含む。

加熱チャンバ１８は、エアロゾル発生デバイス１０の第２の端部１６に向かって開放している。換言すれば、加熱チャンバ１８は、エアロゾル発生デバイス１０の第２の端部１６に向かって、開放した第１の端部２６を有する。加熱チャンバ１８は典型的には、本体１２への熱伝達を最小限に抑えるために、本体１２の内面から間隔を空けて保持される。

エアロゾル発生デバイス１０は、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鎖位置（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放位置（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を任意選択的に含むことができる。いくつかの実施形態では、スライドカバー２８を閉鎖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ロッド状のエアロゾル発生物品１００を受け入れるように配置される。典型的には、エアロゾル発生物品１００は、事前に包装されたエアロゾル発生基材１０２を含む。エアロゾル発生物品１００は、例えば、エアロゾル発生基材１０２としてタバコを含み得る、使い捨てで交換可能な物品（「消耗品」としても知られる）である。エアロゾル発生物品１００は、近位端部１０４（又は口側端部）と遠位端部１０６とを有する。エアロゾル発生物品１００は、エアロゾル発生基材１０２の下流に位置決めされたマウスピースセグメント１０８をさらに含む。エアロゾル発生基材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）内に同軸に位置合わせされて配置され、構成要素を所定の位置に保持して、ロッド状のエアロゾル発生物品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、エアロゾル発生物品１００の遠位端部１０６から近位（口側）端部１０４に向けて順次に且つ同軸に位置合わせされて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、中心穴セグメント、及びフィルタセグメントの１つ又は複数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及び可塑剤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の強度を増加させるように機能する。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発生基材１０２からエアロゾル発生物品１００の近位（口側）端部１０４に向かって流れると、蒸気が、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凝縮して、フィルタセグメントを通してユーザが吸入するのに好適な特性を有するエアロゾルを形成する。

加熱チャンバ１８は、加熱チャンバ１８の第２の端部３４に位置する基部３２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とは互いに接続され、側壁３０と基部３２とを単一部品として一体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、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、楕円形又は多角形の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。さらに別の実施形態では、側壁３０はテーパ状とすることができる。

図示の実施形態では、加熱チャンバ１８の基部３２は、閉じており、例えば、密閉されるか又は気密である。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によって阻止し、代わりにエアロゾル発生基材１０２を通して案内されることを確実にすることができる。

特に図３～図５を参照すると、誘導加熱アセンブリ１１は、加熱チャンバ１８の空洞２０内に位置決めされるホルダ３６であって、同じく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るホルダ３６を含む。ホルダ３６は、近位端部３８と遠位端部４０とを有し、加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６における周方向リップ４４と協働する（図３で最も良く分かる）、近位端部３８におけるリム４２を含む。ホルダ３６は、リム４２からホルダ３６の遠位端部４０に向かって延びる、長手方向に延びる２つのサセプタマウント４６を含む。２つの細長い略半円形の誘導加熱可能サセプタ４８は、誘導加熱可能サセプタ４８が一緒になって管状のサセプタを形成するように、サセプタマウント４６によりホルダ３６に取り付けられる。誘導加熱可能サセプタ４８の各々は、内面４８ａと外面４８ｂとを有する。誘導加熱可能サセプタ４８、より詳細には誘導加熱可能サセプタ４８の内面４８ａは、エアロゾル発生基材１０２に接触して、エアロゾル発生基材１０２との、より詳細にはエアロゾル発生物品１００のラッパー１１０との摩擦嵌めを形成し得る。代替的な実施形態では、誘導加熱可能サセプタ４８、より詳細には内面４８ａは、エアロゾル発生基材１０２から間隔をおいて配置され得る。

加熱チャンバ１８の側壁３０は、内面５０と外面５２とを有し、誘導加熱可能サセプタ４８は、側壁３０の内面５０の周りに延びる。誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂは、側壁３０の内面５０に面するが、空気が誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂと側壁３０の内面５０との間を流れることができるように、典型的には側壁３０の内面５０から間隔を空けて配置される。

誘導加熱アセンブリ１１は、電磁場を発生させるための電磁場発生器５６を含む。電磁場発生器５６は、略螺旋状の誘導コイル５８を含む。誘導コイル５８は、円形断面を有し、略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５８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５８用の交流高周波電流に変換するよう配置されるインバータを含む。

加熱チャンバ１８の側壁３０は、外面５２に形成されたコイル支持構造６０を含む。図示の例では、コイル支持構造６０は、外面５２の周りに螺旋状に延びるコイル支持溝６２を含む。誘導コイル５８は、コイル支持溝６２内に位置決めされるので、誘導加熱可能サセプタ４８に対して確実且つ最適に位置決めされる。

誘導加熱アセンブリ１１は、例えば、熱電対、サーミスタ、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、又は他の任意の好適な温度センサであり得る、温度センサ６４をさらに含む。温度センサ６４は、１つ又は複数のコネクタ６５によりコントローラ２４に動作可能に結合される。

温度センサ６４は、誘導加熱可能サセプタ４８のうちの１つの誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂに接触してホルダ３６に取り付けられるので、誘導加熱可能サセプタ４８の温度を温度センサ６４により測定することが可能となる。より具体的には、ホルダ３６は、近位端部３８から遠位端部４０に向かってリム４２から長手方向に延びるセンサ取付要素６６を含む。センサ取付要素６６は、リム４２に位置決めされ、リム４２と一体に形成された第１の端部６６ａと、リム４２の遠位側にある第２の端部６６ｂとを有する。センサ取付要素６６の第２の端部６６ｂは、ホルダ３６の近位端部３８と遠位端部４０との間の実質的に中間点に位置する。温度センサ６４は、センサ取付要素６６の第２の端部６６ｂに、例えば、切り欠き部分内に取り付けられ、したがって、温度センサ６４は、近位端部３８と遠位端部４０との間の実質的に中間点においてホルダ３６に取り付けられる。当然ながら、他の取付位置も可能であり、取付位置は、長手方向におけるセンサ取付要素６６の長さによって決まる。

いくつかの実施形態では、温度センサ６４を外面４８ｂに接触させるように、センサ取付要素６６の第２の端部６６ｂを、誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂに向けて付勢することができる。例えば、センサ取付要素６６は、外面４８ｂに向けて付勢される弾性プラスチック材料から形成することができる。図３～図５に示す例では、温度センサ６４は、加熱チャンバ１８の側壁３０の内面５０と誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂとの間に位置決めされる。したがって、温度センサ６４は、図３で最も良く分かるように所定の位置で挟持され、加熱チャンバ１８の側壁３０の内面５０により誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂに軽く押し付けられるので、温度センサ６４と誘導加熱可能サセプタ４８との良好な接触がさらに確保され得る。

エアロゾル発生デバイス１０を使用するために、ユーザは、スライドカバー２８（存在する場合）を、図１に示す閉鎖位置から図２に示す開放位置に変位させる。その後、ユーザは、開放した第１の端部２６を通してエアロゾル発生物品１００を加熱チャンバ１８に、より具体的には、加熱チャンバ１８内に位置決めされたホルダ３６に挿入する。エアロゾル発生基材１０２は空洞２０内に受け入れられ、エアロゾル発生物品１００の近位端部１０４は、ユーザの唇による係合を可能にするために、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から突き出た状態で、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発生デバイス１０を作動させると、誘導コイル５８に交流電流を供給する電源２２及びコントローラ２４により誘導コイル５８が励磁され、これにより、交流及び時変電磁場が誘導コイル５８により生成される。この電磁場は、誘導加熱可能サセプタ４８と結合し、サセプタ４８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４８を発熱させる。熱は、例えば、伝導、放射、及び対流により、誘導加熱可能サセプタ４８からエアロゾル発生基材１０２に伝達される。これにより、燃焼させる又は燃やすことなく、エアロゾル発生基材１０２の加熱が生じることで、蒸気を発生させる。発生した蒸気は、冷却され凝縮して、エアロゾル発生デバイス１０のユーザがマウスピースセグメント１０８を通して、より詳細にはフィルタセグメントを通して吸入できる、エアロゾルを形成する。

エアロゾル発生基材１０２の気化は、例えば加熱チャンバ１８の開放した第１の端部２６を通る、周囲環境からの空気の追加によって促され、空気は、誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂと側壁３０の内面５０との間を流れるときに加熱される。より詳細には、ユーザがフィルタセグメントを通じて吸引すると、図２に矢印Ａで示すように、開放した第１の端部２６を通して空気が加熱チャンバ１８内に引き込まれ、空気は、開放した第１の端部２６から加熱チャンバ１８を通って、閉鎖された第２の端部３４に向かって流れるときに加熱される。空気は、加熱チャンバ１８の閉鎖された第２の端部３４に到達すると、約１８０°向きを変えて、エアロゾル発生物品１００の遠位端部１０６に流入する。次いで、空気は、生成された蒸気と共に遠位端部１０６から近位（口側）端部１０４に向けて、図２に矢印Ｂで示すように、エアロゾル発生物品１００を通して引き出される。

ユーザは、エアロゾル発生基材１０２が蒸気を生成し続けることができる間は常に、例えば、好適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発生基材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４８の温度、ひいてはエアロゾル発生基材１０２の温度が閾値レベルを超えないことを確実にするために、誘導コイル５８に流れる交流電流の大きさを調整することができる。具体的には、エアロゾル発生基材１０２の構成に依存する特定の温度において、エアロゾル発生基材１０２は燃え始めることになる。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。

これを補助するために、コントローラ２４は、温度センサ６４から、エアロゾル発生基材１０２の温度、より具体的には誘導加熱可能サセプタ４８の温度の表示を受信し、温度表示を使用して、誘導コイル５８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る。一例では、コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４８を第１の温度に加熱するために、第１の期間にわたって誘導コイル５８に第１の大きさの電流を供給し得る。次に、コントローラ２４は、誘導加熱可能サセプタ４８を第２の温度に加熱するために、第２の期間にわたって誘導コイル５８に第２の大きさの交流電流を供給し得る。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４８を再び第１の温度に加熱するために、第３の期間にわたって誘導コイル５８に第３の大きさの交流電流を供給し得る。これは、エアロゾル発生基材１０２が使い尽くされる（すなわち、加熱によって発生させることができる全ての蒸気を既に発生させている）まで、又はユーザがエアロゾル発生デバイス１０の使用を停止するまで続いてもよい。別のシナリオでは、第１の温度に達した時点で、コントローラ２４は、誘導コイル５８に供給される交流電流の大きさを低減し、セッション全体を通じてエアロゾル発生基材１０２を第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。いくつかのシナリオでは、紙巻きタバコの喫煙経験をエミュレートすることが望ましい。これは、エアロゾル発生デバイス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発生基材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５８への電流の供給を遮断するように構成される。パフのカウントは、様々な異なる方法で行われる。いくつかの実施形態では、コントローラ２４は、新鮮で冷たい空気が誘導加熱可能サセプタ４８を通過して流れ、温度センサ６４により検出されるサセプタ４８の冷却が引き起こされるので、パフ中に温度がいつ低下したかを判定する。他の実施形態では、空気流は、流れ検出器を使用して直接検出される。他の好適な方法が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時間が経過した後に、誘導コイル５８への電流の供給を遮断する。これは、消費電力を低減することと、所定の数のパフが行われたことをパフカウンターが正しく登録できなかった場合にエアロゾル発生デバイス１０のスイッチをオフにす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がかかる所定の加熱サイクルに従うように、誘導コイル５８に交流電流を供給するように構成される。サイクルが完了した時点で、コントローラ２４は、誘導コイル５８への電流の供給を遮断する。いくつかの場合には、このサイクルは、コントローラ２４と温度センサ６４との間のフィードバックループを利用し得る。例えば、加熱サイクルは、誘導加熱可能サセプタ４８が加熱されるか又は放冷される一連の温度によりパラメータ化され得る。そのような加熱サイクルの温度及び持続時間は、エアロゾル発生基材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、エアロゾル発生基材１０２の外層がコアとは異なる温度である所では、基材の温度の直接測定は非現実的である又は誤解を招く可能性があるから、これは必要であり得る。

電源２２は、少なくとも、単一のエアロゾル発生物品１００中のエアロゾル発生基材１０２を第１の温度まで上昇させ、それを第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供給するのに十分である。より一般的には、喫煙の経験をエミュレートすることに即して、電源２２は通常、このサイクルを１０回又はさらには２０回繰り返す（エアロゾル発生基材１０２を第１の温度に昇温させ、第１の温度及び蒸気発生を１０～１５回のパフの間維持する）のに十分であり、これにより、電源２２を交換又は再充電する必要が生じる前に、タバコのパケットを喫煙するユーザ経験がエミュレートされる。

一般に、誘導加熱可能サセプタ４８により発生させる熱の可能な限り多くがエアロゾル発生基材１０２の加熱をもたらす場合、エアロゾル発生デバイス１０の効率が向上する。この目的のために、エアロゾル発生デバイス１０は、通常、エアロゾル発生デバイス１０の他の部分への熱流を低減させながら、熱をエアロゾル発生基材１０２に制御された形で提供するように構成される。特に、ユーザが取り扱うエアロゾル発生デバイス１０の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く保たれ、把持することが快適に保たれる。

ここで図６及び図７を参照すると、誘導加熱アセンブリ１１１の一部の第２の例が示されている。誘導加熱アセンブリ１１１は、図３～図５を参照して上記で説明した誘導加熱アセンブリ１１に類似しており、対応する構成要素は同じ参照番号を使用して識別される。

誘導加熱アセンブリ１１１内において、温度センサ６４は、センサ取付要素６６と誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂとの間に位置決めされるように、センサ取付要素６６の第２の端部６６ｂに取り付けられる。センサ取付要素６６は、温度センサ６４を誘導加熱可能サセプタ４８の外面４８ｂに対して所定の位置で挟持するので（図７で最も良く分かる）、温度センサ６４と誘導加熱可能サセプタ４８との良好な接触がさらに確保される。

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対する様々な修正がなされ得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、上記で説明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記で説明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 (15)

1. エアロゾル発生デバイス（１０）用の誘導加熱アセンブリ（１１、１１１）であって、
   エアロゾル発生基材（１０２）の少なくとも一部を受け入れるための加熱チャンバ（１８）と、
   電磁場を発生させるために前記加熱チャンバ（１８）の外部に位置決めされた誘導コイル（５８）と、
   前記加熱チャンバ（１８）の内部に位置決めされたホルダ（３６）と、
   前記ホルダ（３６）に取り付けられた誘導加熱可能サセプタ（４８）であって、内面（４８ａ）と外面（４８ｂ）とを有する、誘導加熱可能サセプタ（４８）と、
   前記誘導加熱可能サセプタ（４８）の前記外面（４８ｂ）に接触して前記ホルダ（３６）に取り付けられた温度センサ（６４）と
   を含む、誘導加熱アセンブリ（１１、１１１）。
2. 前記誘導コイル（５８）は、前記加熱チャンバ（１８）の周りに延びる、請求項１に記載の誘導加熱アセンブリ。
3. 前記加熱チャンバ（１８）は、長手方向を定める長手方向軸線を有し、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）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又は２に記載の誘導加熱アセンブリ。
4. 前記ホルダ（３６）は、近位端部（３８）と遠位端部（４０）とを含み、前記温度センサ（６４）は、前記近位端部（３８）と前記遠位端部（４０）との間の前記ホルダ（３６）に、好ましくは前記近位端部（３８）と前記遠位端部（４０）との間の実質的に中間点に取り付けられる、請求項１～３のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
5. 前記ホルダ（３６）は、
   前記近位端部（３８）におけるリム（４２）と、
   前記リム（４２）から前記長手方向に延びる細長いセンサ取付要素（６６）であって、前記リム（４２）に位置決めされた第１の端部（６６ａ）と、前記リム（４２）の遠位側にある第２の端部（６６ｂ）とを有する、細長いセンサ取付要素（６６）と
   を含み、
   前記温度センサ（６４）は、前記細長いセンサ取付要素（６６）の前記第２の端部（６６ｂ）に取り付けられる、
   請求項４に記載の誘導加熱アセンブリ。
6. 前記細長いセンサ取付要素（６６）の前記第２の端部（６６ｂ）は、前記温度センサ（６４）を前記誘導加熱可能サセプタ（４８）の前記外面（４８ｂ）に接触させるように、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）の前記外面（４８ｂ）に向けて付勢される、請求項５に記載の誘導加熱アセンブリ。
7. 前記温度センサ（６４）は、前記温度センサ（６４）が前記細長いセンサ取付要素（６６）と前記誘導加熱可能サセプタ（４８）の前記外面（４８ｂ）との間に挟持されるように、前記細長いセンサ取付要素（６６）に取り付けられる、請求項５又は６に記載の誘導加熱アセンブリ。
8. 前記加熱チャンバ（１８）は、前記加熱チャンバの内部容積を画定するチャンバ壁（３０）を含み、前記チャンバ壁（３０）は、内面（５０）を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
9. 前記温度センサ（６４）は、前記チャンバ壁（３０）の前記内面（５０）と前記誘導加熱可能サセプタ（４８）の前記外面（４８ｂ）との間に位置決めされる、請求項８に記載の誘導加熱アセンブリ。
10. 前記誘導加熱アセンブリは、前記ホルダ（３６）に取り付けられて前記チャンバ壁（３０）の前記内面（５０）の周りに延びる複数の前記誘導加熱可能サセプタ（４８）を含む、請求項８又は９に記載の誘導加熱アセンブリ。
11. 前記チャンバ壁（３０）は、前記誘導コイル（５８）を支持するために外面（５２）内又は外面（５２）上に形成されたコイル支持構造（６０）を含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
12. 前記コイル支持構造（６０）は、コイル支持溝（６２）を含み、好ましくは、前記コイル支持溝（６２）は、前記チャンバ壁（３０）の前記外面（５２）の周りに螺旋状に延びる、請求項１１に記載の誘導加熱アセンブリ。
13. 前記加熱チャンバ（１８）は、略管状であり、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）は、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）が前記略管状の加熱チャンバ（１８）の周囲に延びるように、前記ホルダ（３６）に取り付けられ、好ましくは、前記加熱チャンバ（１８）は、略円筒状であり、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）は、前記誘導加熱可能サセプタ（４８）が前記略円筒状の加熱チャンバ（１８）の周りに延びるように、前記ホルダ（３６）に取り付けられる、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
14. 前記加熱チャンバ（１８）及び前記ホルダ（３６）の一方又は両方は、実質的に非導電性且つ非透磁性の材料を含み、好ましくは、前記加熱チャンバ（１８）及び前記ホルダ（３６）の一方又は両方は、耐熱性プラスチック材料を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ（１１、１１１）と、
    前記誘導コイル（５８）に電力を提供するように配置された電源（２２）と
    を含む、エアロゾル発生デバイス（１０）。

Images