JP2024507513A - ヒーター要素およびヒーター要素の製造方法 - Google Patents

Abstract

エアロゾル発生装置（２０）で使用するための細長い金属ヒーター要素（４０）が開示される。ヒーター要素は、近位端（４４）と遠位端（４５）との間に延びる。近位端は、エアロゾル発生装置と電気的に連通するためにエアロゾル発生装置に取り付けられるように構成される。ヒーター要素は、ヒーター要素の表面上に形成される複数の表面ノッチ（４８）、およびヒーター要素の表面の下に画定される複数の表面下空洞（４８０）のうちのいずれかまたは両方を有する。【選択図】図２ａ

Description

本開示は、エアロゾル発生装置で使用するのに好適なヒーター要素に関する。本開示はまた、こうしたヒーター要素の製造方法に関する。

エアロゾル発生装置の一部として使用するためのヒーター要素は、当技術分野で公知である。より具体的には、電流の作用下で抵抗加熱によって熱を発生する、電気式ヒーター要素が知られている。こうした電気式抵抗ヒーター要素は、その上に金属抵抗加熱トラックが配設されるセラミック基体の形態を取り得る。使用時、抵抗加熱トラックに供給される電気は、トラックの加熱を誘発し得る。こうした公知の抵抗ヒーター要素を組み込むエアロゾル発生装置は、エアロゾル形成基体のプラグを含有する公知のエアロゾル発生物品で使用され得る。使用時、抵抗ヒーター要素は、ヒーター要素がエアロゾル形成基体と直接的に接触するように、エアロゾル発生物品内に挿入される。抵抗ヒーター要素からエアロゾル形成基体に伝達された熱は、エアロゾル形成基体の構成要素を気化させる。基体から発せられた蒸気は、エアロゾル発生物品を通過するときに冷却および凝縮され、ユーザーによる吸入のためにエアロゾルを形成する。しかしながら、エアロゾル発生装置を異なるエアロゾル発生物品で繰り返し使用することにより、ヒーター要素上に残留物が徐々に蓄積され得る。この残留物は、エアロゾル形成基体に熱を伝達するというヒーター要素の能力を妨げ得、また、エアロゾル形成基体から発せられた蒸気に望ましくない風味を付与する場合がある。したがって、ヒーター要素上にこうした残留物が存在することは、エアロゾル発生装置に対するユーザー体験にとって有害となり得る。ヒーター要素の表面からこの残留物を除去するために、クリーニングが実施されてもよい。しかしながら、クリーニングにより、引張力、圧縮力、およびねじり力のうちの一つまたはそれらの組み合わせがヒーター要素に加えられる可能性がある。セラミック基体は本質的に脆いため、クリーニング中にこうした公知のセラミック系ヒーター要素に力が加わると、ヒーター要素が破砕する場合がある。

金属材料は一般的にセラミック材料よりも大きな延性を有するため、セラミック基体を金属材料で形成された基体と置き換えることは、ヒーター要素が破砕する可能性を低減するのに役立ち得る。しかしながら、金属材料は概して、セラミック材料と比較してより大きな熱伝導率を有する。セラミック材料の代わりにヒーター要素の基体に金属材料を使用する場合、金属基体の比較的高い熱伝導率により、抵抗加熱トラックから基体内に伝導された熱が金属基体全体を通して迅速に伝達され得る。金属基体を通して熱が急速に通過することにより、対応して基体の温度が急速に上昇し得る。この基体温度の上昇は、それによって、ヒーター要素の制御および動作に関連付けられたエアロゾル発生装置の感受性構成要素の過熱をもたらす可能性がある。例えば、ヒーター要素への電力の供給を制御するのに使用される制御回路は、ヒーター要素がエアロゾル発生装置内に位置付けられる場所に近接して位置することが多い。したがって、金属基体の過度な温度が感受性制御回路に伝導されてこれを損傷する可能性がある。さらに、エアロゾル発生装置の構成要素に対する損傷はまた、ヒーター要素の金属基体の過度に高温の領域から熱が放射されることに起因して生じ得る。

したがって、強化された熱の流れの管理を有し、かつ破砕することなく、クリーニングまたは動作中にヒーター要素に加えられる可能性がある力（引張力、圧縮力、またはねじり力など）により良好に耐えることができる、改善された抵抗ヒーター要素を提供することが望ましい。

本開示の第一の態様によると、エアロゾル発生装置で使用するための細長い金属ヒーター要素が提供される。ヒーター要素は、近位端と遠位端との間に延びる。近位端は、エアロゾル発生装置と電気的に連通するためにエアロゾル発生装置に取り付けられるように構成される。ヒーター要素は、ｉ）ヒーター要素の表面上に形成される複数の表面ノッチ、およびｉｉ）ヒーター要素の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を含む。

本明細書で使用する用語「金属」は、主に、または全体が一つ以上の金属で形成されることを意味するために使用される。したがって、用語「金属」は、特定の金属要素または合金を包含する。

本明細書で使用する用語「エアロゾル発生装置」は、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体と相互作用して、エアロゾルを発生させる装置を説明するために使用される。エアロゾル発生装置は、ユーザーの口を通してユーザーの肺の中に直接吸入可能なエアロゾルを発生するために、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体と相互作用する喫煙装置であることが好ましい。エアロゾル発生装置は、喫煙物品のためのホルダーであり得る。エアロゾル発生物品は、ユーザーの口を通してユーザーの肺の中に直接吸入可能なエアロゾルを発生する喫煙物品であることが好ましい。エアロゾル発生物品は、ユーザーの口を通してユーザーの肺の中に直接吸入可能なニコチン含有エアロゾルを発生する喫煙物品であることがより好ましい。

本明細書で使用する用語「エアロゾル形成基体」は、加熱時に揮発性化合物を放出して、エアロゾルを発生する能力を持つエアロゾル形成材料から構成される、またはそれを含む基体を示す。

ヒーター要素の表面上に形成される複数の表面ノッチを有する金属ヒーター要素を提供することにより、任意のこうしたノッチのない同じヒーター要素と比較して、表面ノッチの位置におけるヒーター要素を通した熱伝達のレートが低減する。金属ヒーター要素にノッチを形成する効果は、そうでなければ熱を伝導するために存在するであろう熱伝導性金属材料がヒーター要素から除去されることである。したがって、ヒーター要素の一つ以上の領域における熱伝達のレートおよび結果として生じる温度は、それらの一つ以上の領域の近くにおけるこうした表面ノッチの存在によって制御され得る。

複数の表面下空洞を有する金属ヒーター要素の提供は、表面ノッチに対して上述したのと同じ利点を提供し得る。表面下空洞の使用は、各表面下空洞を封入し得る金属基体材料の固有の制約効果に起因して、ヒーター要素の曲げ剛性を維持するのに特に有益であり得る。

表面ノッチまたは表面下空洞の使用は、金属ヒーター要素における貫通孔の使用と対比され得る。所与の体積の表面ノッチまたは表面下空洞の使用は、同じ体積を有する貫通孔と比較して、ヒーター要素におけるよりも高いレベルの曲げ剛性を維持し得る。本明細書で使用される用語「貫通孔」は、開口部がヒーター要素の対向する表面を通ってそれらの間に延びる場所を指す。

表面ノッチは、ノッチがヒーター要素の表面上に開放しているという点で、開放された特徴である。対照的に、表面下空洞は、ヒーター要素の表面の下に封入されて視界から隠されているという点で、閉じられた特徴である。

要約すると、複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちのいずれかまたは両方が提供された金属ヒーター要素の使用により、ヒーター要素に対する改善された熱管理が提供される。これらの利点は、金属材料で形成されるヒーター要素からもたらされる延性と共存する。この固有の延性により、動作使用またはクリーニング中に張力、圧縮力、またはねじり力に供されたときにヒーター要素が破砕する可能性が低減する。さらに、表面ノッチおよび表面下空洞は、こうしたノッチまたは空洞のない同じヒーター要素と比較して、ヒーター要素の質量を減少させる。

表面ノッチおよび表面下空洞の分布およびサイズは、金属ヒーター要素の一つ以上の特定の領域の熱管理および温度制御を提供する一方で、ヒーター要素における十分な曲げ剛性を保持して、要素が動作使用およびクリーニング中に遭遇する力に耐えることを可能にするように選択および配設され得る。例えば、金属ヒーター要素が、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体内に挿入されることが意図される場合、ヒーター要素は、ヒーター要素が曲がることなく挿入に耐えるのに十分な曲げ剛性を有するべきである。

個々のノッチおよび空洞は、一つ以上の湾曲した表面によって画定されてもよい。一例として、ノッチの表面は、球体または楕円体の表面の一部に対応してもよい。さらなる例として、空洞の封入される表面が、球体または楕円体の表面に対応してもよい。湾曲した表面からなるノッチおよび空洞の使用はまた、ヒーター要素が引張力、圧縮力またはねじり力に供されるときに、個々のノッチおよび空洞が機械的応力上昇機構として作用する可能性を低減する。しかしながら、ノッチおよび空洞に対して他の形状が使用されてもよい。一例として、表面ノッチは、平面において円形であり、各々が、ヒーター要素の表面内に延びる円筒状の穴を画定してもよい。別の方法として、表面ノッチは、平面において六角形であり、ヒーター要素の表面内に延びる六角形形状の穴を画定してもよい。

ヒーター要素は、金属基体および一つ以上の抵抗加熱トラックを含み、一つ以上の抵抗加熱トラックは、金属基体上に配設されてもよい。次いで、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞は、金属基体上または金属基体内に形成され得る。使用時、電流は、ヒーター要素の近位端を介してヒーター要素の一つ以上の抵抗加熱トラックに供給され得る。一つ以上の抵抗トラックに沿った電流の流れは、抵抗加熱（オーム加熱またはジュール加熱としても知られる）によるトラックの加熱をもたらす。

金属ヒーター要素の金属材料は、チタンまたはステンレス鋼を含み得る。さらに、インコネル（登録商標）合金６１７もまた、高温強度および耐酸化性の組み合わせを有しており適切であり得る。インコネル（登録商標）合金６１７について、ニッケルおよびクロムの含有量は、耐酸化性を提供し、アルミニウムおよびニッケルの含有量はまた、耐高温酸化性も付与する。一例として、ヒーター要素は、チタン、ステンレス鋼、またはインコネル（登録商標）合金６１７で形成される金属基体の形態をとり、一つ以上の抵抗加熱トラックが基体の一つ以上の表面上に配設されてもよい。他の金属材料が金属ヒーター要素に使用されてもよく、材料は、曲げ剛性、熱伝導率、耐酸化性、および化学反応性を含み得る要因に応じて選択される。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞は、こうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の体積の１５％～３０％の累積体積を占めてもよい。本明細書で使用される用語「累積体積」は、ヒーター要素に形成される表面ノッチおよび表面下空洞のすべてによって占められる体積の総和を指す。一般に、表面ノッチまたは表面下空洞によって占められるヒーター要素の累積体積が大きいほど、使用中の金属ヒーター要素を通した伝導熱伝達の対応する減少が大きくなる。しかしながら、ノッチまたは空洞によって占められる累積体積が大きいほど、ヒーター要素の曲げ剛性が減少する。累積体積を１５％～３０％に制約することにより、ｉ）金属ヒーター要素における過度の熱の流れおよび結果として生じる高温を低減すること、およびｉｉ）ヒーター要素における十分な曲げ剛性を保持して、要素が、単純に曲がることなく軸方向の圧縮力に耐えることを可能にすることの二つの相反する所望間のバランスが提供される。しかしながら、好都合なことに、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞は、こうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の体積の１７％～２６％の累積体積を占め得る。

ヒーター要素は、ヒーター要素の厚さを通って延びる貫通孔をまったく含まない場合がある。表面ノッチおよび表面下空洞とは対照的に、「貫通孔」は、ヒーター要素の対向する表面を通ってそれらの間に全面的に延び得る。

しかしながら、代替的に、ヒーター要素は、ヒーター要素の厚さを通して延びる複数の貫通孔をさらに含んでもよい。このようにして、ヒーター要素は、金属ヒーター要素からの金属材料の除去に対応する、異なるカテゴリーの特徴の組み合わせを含んで、使用中のヒーター要素の改善された熱管理を提供してもよい。例えば、ヒーター要素は、複数の表面ノッチ、または複数の表面下空洞のいずれかに沿った複数の貫通孔を含み得る。別の方法として、ヒーター要素は、複数の貫通孔、複数の表面ノッチ、および複数の表面下空洞のすべてを含んでもよい。複数の貫通孔は、ヒーター要素の長さに沿って分布してもよい。個々の貫通孔は、使用中のヒーター要素にわたる空気の流れを可能にし得る。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞は、一つ以上のハニカム配設を画定するように形成され得る。本明細書で使用される用語「ハニカム配設」は、ノッチまたは空洞の繰り返しのパターンを指す。ハニカム配設は、二次元であってもよく、例えば、ハニカム配設は、互いに直交する二つの軸に沿って延びる、表面ノッチまたは表面下空洞の個別の層によって画定されてもよい。あるいは、ハニカム配設は、三次元であってもよい。こうしたハニカム配設の使用により、ハニカム配設が位置するヒーター要素の領域がほぼ均一な熱および構造的特性を有することが確保される。

ヒーター要素は、複数の表面ノッチを含み、表面下空洞をまったく含まない場合がある。あるいは、ヒーター要素は、複数の表面下空洞を含み、表面ノッチをまったく含まない場合がある。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの少なくとも一部は、ヒーター要素の内側領域に提供されてもよく、内側領域は、近位端と、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％との間に延びる。近位端はエアロゾル発生装置に取り付けられるよう構成されているため、ヒーター要素の内側領域が、表面ノッチおよび表面下空洞のうちの少なくとも一部を含むように確保することは、近位端に隣接して位置するエアロゾル発生装置の電子構成要素の過熱を回避するのに役立ち得る。エアロゾル発生装置の制御電子機器は、多くの場合、ヒーター要素の近位端またはその近くに位置するため、ヒーター要素の内側領域にノッチまたは空洞を提供することにより、ヒーター要素のこの領域およびエアロゾル発生装置の隣接する構成要素において過度の温度が発生することを回避することができる。好都合なことに、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべての体積の少なくとも４０％、または体積の少なくとも５０％、または体積の少なくとも６０％、または体積の少なくとも７０％、または体積の少なくとも８０％が内側領域に提供される。こうした高い体積割合の表面ノッチおよび／または表面空洞の提供により、内側領域におけるヒーター要素の金属材料を通した伝導熱伝達に対するバリアが提供され、それによって、ヒーター要素の内側領域に近接したエアロゾル発生装置の構成要素に対する熱保護が強化される。一実施例では、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべてがヒーター要素の内側領域内に提供されてもよい。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの少なくとも一部が、ヒーター要素の内側領域に提供される場合（前段落に記載されるように）、内側領域の表面ノッチおよび表面下空洞は、ヒーター要素の横断方向の幅の少なくとも９０％、または少なくとも９５％にわたって横断方向に延び得る。ノッチまたは空洞のこうした配設は、近位端に近い金属基体を通した伝導熱伝達に対するバリアを提供するのに役立ち、バリアは、ヒーター要素の横断方向の幅のほぼ全体にわたって延びる。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの一部が、ヒーター要素の内側領域に提供される場合（前述の段落に記載されるように）、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの一部はまた、ヒーター要素の中間領域に提供されてもよく、中間領域は、近位端に対して細長いヒーター要素の長さの３３％～９０％に延びる。内側領域における表面ノッチまたは表面下空洞に加えて、ヒーター要素の中間領域に表面ノッチまたは表面下空洞を含めることにより、ヒーター要素の一つの領域から別の領域へと進行するときに、ヒーター要素を通した熱伝達レートのより段階的な変化が提供され得る。ヒーター要素を通した熱伝達レートのこうした段階的な変化を確保することは、ヒーター要素の金属材料において発生する過度な熱応力を回避するのに有益であり得る。

ヒーター要素は、長軸方向軸に沿って、長軸方向軸から横断方向外向きに延びて、対向する第一および第二の細長い表面を有するブレードを画定する。ブレードの形態でヒーター要素を提供することにより、要素は、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体を通して、およびエアロゾル形成基体内に挿入するのに特に好適となる。ヒーター要素は、第一の細長い表面上に配設された抵抗加熱トラックをさらに含んでもよく、ヒーター要素は、第二の細長い表面上に複数の表面ノッチを含み、第二の細長い表面上の表面ノッチは、ヒーター要素の複数の表面ノッチのすべての体積の少なくとも８０％を形成する。第二の細長い表面は、抵抗加熱トラックを含まない場合がある。前述の段落で論じたように、抵抗加熱トラックに沿った電流の通過により、トラックの抵抗加熱がもたらされ得る。第一の細長い表面は、実質的に表面ノッチを含まない場合がある。一例として、代わりに、ヒーター要素の任意の表面ノッチは、第二の細長い表面上に提供されてもよい。

ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞は、一つ以上の横断方向に対称なグループに配設されてもよい。一つ以上の横断方向に対称なグループは、第一のグループ、第二のグループ、および第三のグループを含み得る。第一のグループは、長軸方向軸を中心に対称に配置され、ヒーター要素の内側領域におけるヒーター要素の横断方向の幅の少なくとも９０％、または少なくとも９５％にわたって横断方向に延びてもよい。内側領域は、近位端と、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％との間に延びてもよい。第二および第三のグループは、ヒーター要素の中間領域において長軸方向軸の両側に互いから対称に配置されてもよく、中間領域は、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％～９０％に延びる。第二および第三のグループは、第一のグループから軸方向に離間してもよい。第二および第三のグループは、長軸方向軸において互いに結合してもよい。

好ましくは、ヒーター要素は、エアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付け可能であるように構成される。このようにして、ヒーター要素は、クリーニングのために取り外した後で再び取り付けることができる。さらに、ヒーター要素は、取り外されて、交換ヒーター要素と取り替えられてもよい。

本開示の第二の態様では、エアロゾル形成基体を受容するように構成されたエアロゾル発生装置が提供される。エアロゾル発生装置は、本開示の第一の態様に関連して記載される細長い金属ヒーター要素を備える。エアロゾル発生装置はまた、電源を備える。ヒーター要素の近位端は、エアロゾル発生装置の取り付け位置に取り付けられる。電源は、使用時に、ヒーター要素を抵抗加熱するようにヒーター要素と電気的に連通している。

電源は、それによって、エアロゾル発生装置に電力を提供し、装置を携帯型にするのに役立つ、電池の形態であることが好ましい。好都合なことに、電池は再充電可能であり、一例として、リチウムイオン電池を電源として使用してもよい。

エアロゾル発生装置は、使用時にエアロゾル形成基体が装置内に受容されるときに、ヒーター要素が、エアロゾル形成基体を加熱して、そこから吸入可能なエアロゾルを発生するように、エアロゾル形成基体内に延びるように構成され得る。一例として、ヒーター要素は、前述の段落に記載されるように、ブレードとして形成されてもよい。ブレードの遠位端は、一点で終端し、それによって、エアロゾル発生基体内へのブレードの進入を支援してもよい。ブレードの一つ以上の長軸方向の縁部は鋭利であってもよい。

エアロゾル形成基体は固体エアロゾル形成基体であることが好ましい。しかしながら、エアロゾル形成基体は、固体構成成分と液体構成成分との両方を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は液体エアロゾル形成基体であってもよい。

エアロゾル形成基体はニコチンを含むことが好ましい。エアロゾル形成基体はたばこを含むことがより好ましい。別の方法として、または追加的に、エアロゾル形成基体は非たばこ含有エアロゾル形成材料を含んでもよい。

エアロゾル形成基体が固体エアロゾル形成基体である場合、固体エアロゾル形成基体は、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎、膨化たばこ、および均質化したたばこのうちの一つ以上を含有する、例えば粉末、顆粒、ペレット、断片、撚糸、細片、またはシートのうちの一つ以上を含んでもよい。

随意に、固体エアロゾル形成基体は、たばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含有してもよく、これらは固体エアロゾル形成基体の加熱に伴い放出される。固体エアロゾル形成基体はまた、例えば追加的なたばこ揮発性風味化合物または非たばこ揮発性風味化合物を含む一つ以上のカプセルも含有してもよく、こうしたカプセルは固体エアロゾル形成基体の加熱中に溶融してもよい。

随意に、固体エアロゾル形成基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもよく、またはその中に包埋されてもよい。担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、撚糸、細片、またはシートの形態を取ってもよい。固体エアロゾル形成基体は、例えばシート、発泡体、ゲル、またはスラリーの形態で担体の表面上に堆積されてもよい。固体エアロゾル形成基体は担体の表面全体上に堆積されてもよく、または別の方法として、使用中に不均一な風味送達を提供するために、あるパターンで堆積されてもよい。

好ましい一実施形態において、エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含む。本明細書で使用される「均質化したたばこ材料」という用語は、粒子状たばこを凝集することによって形成された材料を指す。

エアロゾル形成基体は、均質化したたばこ材料のシートの集合体を含むことが好ましい。本明細書で使用される「シート」という用語は、その厚さよりも実質的に大きい幅および長さを有する層状要素を指す。本明細書で使用される「集合した」という用語は、エアロゾル発生物品の長軸方向軸に対して実質的に横断方向で巻き込みされ、折り畳まれ、またはその他の方法で圧縮もしくは締め付けされたシートを記述するために使用される。

エアロゾル形成基体はエアロゾル形成体を含むことが好ましい。本明細書で使用する用語「エアロゾル形成体」は、使用時にエアロゾルの形成を容易にする、かつエアロゾル発生物品の動作温度にて熱分解に対して略抵抗性である、任意の好適な周知の化合物または化合物の混合物を記述するために使用される。

好適なエアロゾル形成体は、当技術分野で公知であるが、多価アルコール（プロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、グリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、トリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチル、テトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これらに限定されない。好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコール（例えば、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール、および最も好ましくは、グリセリン）またはその混合物である。

エアロゾル形成基体は単一のエアロゾル形成体を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は、二つ以上のエアロゾル形成体の組み合わせを含んでもよい。

本開示の第三の態様では、ヒーター要素の製造方法が提供される。方法は、金属基体を提供することと、ｉ）金属基体の表面上の複数の表面ノッチ、およびｉｉ）金属基体の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を形成することとを含む。

まず、複数の金属ブランクが金属材料のシートから切断されてもよく、各ブランクは、所与のヒーター要素のための「金属基体」を形成する。好都合なことに、表面ノッチおよび表面下空洞は、シートを個々のブランクへと切断する前に、金属材料のシートに形成され得る。別の方法として、表面ノッチおよび表面下空洞は、金属材料のシートから切断された後に各ブランクに形成されてもよい。

有利なことに、形成工程は、金属基体をエッチングして複数の表面ノッチを形成することを含み得る。一例として、化学的または機械的エッチングプロセスを使用して、基体の表面にノッチを形成してもよい。塩素エッチングは、好適な化学的エッチングプロセスの一例である。機械的エッチングは、基体の表面に機械加工されるノッチの形態を取り得る。

好ましくは、本方法の結果として生じる製造されたヒーター要素は、本開示の第一の態様に関して前述の段落に記載した金属ヒーター要素の通りである。

本開示の第四の態様では、ヒーター要素の製造方法が提供される。方法は、金属材料の供給を提供することと、金属材料の供給からヒーター要素を付加製造して、ｉ）ヒーター要素の表面上の複数の表面ノッチ、およびｉｉ）ヒーター要素の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を含むように、ヒーター要素を段階的に形成することとを含む。

付加製造を使用してヒーター要素を形成することは、表面下空洞などの隠された構造的特徴の形成を可能にするのに特に有益である。一例として、金属材料は、粉末形態で、または代替的に粉末および液体のスラリーとして提供されてもよい。好都合なことに、付加製造工程は、三次元スクリーン印刷を含み得る。

好ましくは、本方法の結果として生じる製造されたヒーター要素は、本開示の第一の態様に関して前述の段落に記載した金属ヒーター要素の通りである。

本発明は特許請求の範囲に定義されている。しかしながら、以下に非限定的な実施例の非網羅的なリストを提供している。これらの実施例の特徴のうちのいずれか一つ以上は、本明細書に記載の別の実施例、実施形態、または態様のうちのいずれか一つ以上の特徴と組み合わされてもよい。

ここで、以下の図を参照しながら実施例をさらに説明する。

図１は、エアロゾル送達システムの構成要素の概略図である。 図２ａは、複数の表面ノッチがヒーター要素の表面上に画定される、図１のエアロゾル送達システムのエアロゾル発生装置で使用されるヒーター要素の上部からの斜視図である。 図２ｂは、図２ａのヒーター要素の底部からの斜視図である。 図３ａは、平面において円形であり、ヒーター要素の上側表面内に延びて部分球状の形態であるノッチを形成する表面ノッチの配設がヒーター要素に提供された、本開示による例示的なヒーター要素の上側表面の一部分の詳細平面図である。 図３ｂは、図３ａのヒーター要素の一部分のセクションＢ－Ｂに沿った断面図である。 図４ａは、平面において円形であり、ヒーター要素の上側表面内に延びる円筒状の穴を有する表面ノッチの配設がヒーター要素に提供された、本開示による別の例示的なヒーター要素の一部分の上側表面の詳細平面図である。 図４ｂは、図４ａのヒーター要素の一部分のセクションＣ－Ｃに沿った断面図であり、各表面ノッチの円筒状の穴がヒーター要素の上側表面内にどのように延びるかを示す。 図５ａは、平面において六角形であり、ヒーター要素の上側表面内に延びる六角形の穴を有する表面ノッチの配設がヒーター要素に提供された、本開示による別の例示的なヒーター要素の一部分の上側表面の詳細平面図である。 図５ｂは、図５ａのヒーター要素の一部分のセクションＤ－Ｄに沿った断面図であり、各表面ノッチの六角形の穴がヒーター要素の上側表面内にどのように延びるかを示す。 図６ａは、平面において六角形であり、ヒーター要素の上側表面内に延びる六角形の穴を有する表面ノッチの配設がヒーター要素に提供された、本開示による別の例示的なヒーター要素の一部分の上側表面の詳細平面図である。 図６ｂは、抵抗加熱トラック、および平面において六角形の表面ノッチの配設の両方がヒーター要素の下側表面上に提供される、図６ａのヒーター要素の一部分の下側表面の詳細平面図である。 図６ｃは、図６ａおよび６ｂのヒーター要素の一部分のセクションＥ－Ｅに沿った断面図であり、表面ノッチの六角形の穴がヒーター要素の上側および下側表面の両方内にどのように延びるかを示す。 図７ａは、ヒーター要素に、球状の形態の表面下空洞の配設がヒーター要素に提供された、本開示による別の例示的なヒーター要素の一部分の上側表面の詳細平面図である。 図７ｂは、図７ａのヒーター要素の一部分のセクションＦ－Ｆに沿った断面図であり、ヒーター要素内に包埋された単一の表面下層内に空洞がどのように配設されるかを示す。 図８は、ヒーター要素内に包埋された表面下空洞の三つの層の配設がヒーター要素に提供された、図７ａおよび７ｂの（セクションＦ－Ｆに沿った）ヒーター要素の変形の断面図である。 図９は、平面において六角形の表面ノッチの配設が、ヒーター要素の上側表面上に提供され、球状の表面下空洞の配設が、ヒーター要素内に包埋された単一の層として提供される点で、図５ａ、５ｂおよび図７ａ、７ｂの実施例と組み合わされた、別のヒーター要素の断面図である。 図１０は、各々が異なる表面ノッチの配設を有する、五つの異なるヒーター要素の斜視図である。 図１１は、金属基体のシートから複数のヒーター要素を製造するための機械加工アセンブリの概略図である。

実施例１
エアロゾル発生装置で使用するための細長い金属ヒーター要素であって、ヒーター要素が、近位端と遠位端との間に延び、近位端が、エアロゾル発生装置と電気的に連通するためにエアロゾル発生装置に取り付けられるように構成され、ヒーター要素が、ｉ）ヒーター要素の表面上に形成される複数の表面ノッチ、およびｉｉ）ヒーター要素の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を含む、細長い金属ヒーター要素。
実施例２
ヒーター要素が、金属基体および一つ以上の抵抗加熱トラックを含み、一つ以上の抵抗加熱トラックが、金属基体上に配設され、ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、それぞれ金属基体上または金属基体内に形成される、実施例１による細長い金属ヒーター要素。
実施例３
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、任意のこうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の１５％～３０％の累積体積を示す、実施例１または２のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例４
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、任意のこうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の体積の１７％～２６％の累積体積を占める、実施例３による細長い金属ヒーター要素。
実施例５
ヒーター要素が、ヒーター要素の厚さを通って延びる貫通孔を含まない、実施例１～４のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例６
ヒーター要素が、ヒーター要素の厚さを通って延びる複数の貫通孔をさらに含む、実施例１～４のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例７
複数の貫通孔が、ヒーター要素の長さに沿って分布する、実施例６による細長い金属ヒーター要素。
実施例８
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、一つ以上のハニカム配設を画定するように形成される、実施例１～６のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例９
ヒーター要素が、複数の表面ノッチを含み、表面下空洞を含まない、実施例１～８のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１０
ヒーター要素が、複数の表面下空洞を含み、表面ノッチを含まない、実施例１～８のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１１
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの少なくとも一部が、ヒーター要素の内側領域に提供され、内側領域が、近位端と、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％との間に延びる、実施例１～１０のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１２
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべての体積の少なくとも４０％、または体積の少なくとも５０％、または体積の少なくとも６０％、または体積の少なくとも７０％、または体積の少なくとも８０％が内側領域に提供される、実施例１１による細長い金属ヒーター要素。
実施例１３
内側領域の表面ノッチおよび表面下空洞が、ヒーター要素の横断方向の幅の少なくとも９０％、または少なくとも９５％にわたって横断方向に延びる、実施例１１または１２のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１４
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべてが、ヒーター要素の内側領域に提供される、実施例１１～１３のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１５
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの一部が、ヒーター要素の中間領域に提供され、中間領域が、近位端に対して細長いヒーター要素の長さの３３％～９０％に延びる、実施例１１～１４のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１６
ヒーター要素が、長軸方向軸に沿って、長軸方向軸から横断方向外向きに延びて、対向する第一および第二の細長い表面を有するブレードを画定する、実施例１～１５のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例１７
ヒーター要素が、第一の細長い表面上に配設された抵抗加熱トラックをさらに含み、ヒーター要素が、第二の細長い表面上に複数の表面ノッチを含み、第二の細長い表面上の表面ノッチが、ヒーター要素の複数の表面ノッチのすべての体積の少なくとも８０％を形成する、実施例１６による細長い金属ヒーター要素。
実施例１８
第一の細長い表面が、実質的に表面ノッチを含まない、実施例１７による細長い金属ヒーター要素。
実施例１９
ヒーター要素の複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、一つ以上の横断方向に対称なグループに配設される、実施例１６～１８のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例２０
一つ以上の横断方向に対称なグループが、長軸方向軸を中心に対称に配置され、ヒーター要素の内側領域においてヒーター要素の横断方向の幅の少なくとも９０％、または少なくとも９５％にわたって横断方向に延び、内側領域が、近位端と、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％との間に延びる、第一のグループと、ヒーター要素の中間領域において長軸方向軸の両側に互いから対称に配置され、中間領域が、近位端に対してヒーター要素の長さの３３％～９０％に延びる、第二および第三のグループと、を含む、実施例１９による細長い金属ヒーター要素。
実施例２１
第二および第三のグループが、長軸方向軸において互いに結合する、実施例２０による細長い金属ヒーター要素。
実施例２２
ヒーター要素が、エアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付け可能に構成される、実施例１～２１のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素。
実施例２３
エアロゾル形成基体を受容するように構成されたエアロゾル発生装置であって、エアロゾル発生装置が、実施例１～２２のいずれか一つによる細長い金属ヒーター要素と電源とを備え、ヒーター要素の近位端が、エアロゾル発生装置の取り付け位置に取り付けられ、電源が、使用時に、ヒーター要素を抵抗加熱するようにヒーター要素と電気的に連通する、エアロゾル発生装置。
実施例２４
エアロゾル発生装置が、使用時にエアロゾル形成基体が装置内に受容されるときに、ヒーター要素が、エアロゾル形成基体を加熱して、そこから吸入可能なエアロゾルを発生するように、エアロゾル形成基体内に延びるように構成される、実施例２３によるエアロゾル発生装置。
実施例２５
ヒーター要素の製造方法であって、方法が、金属基体を提供することと、ｉ）金属基体の表面上の複数の表面ノッチ、およびｉｉ）金属基体の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を形成することと、を含む、方法。
実施例２６
形成工程が、金属基体をエッチングして複数の表面ノッチを形成することを含む、実施例２５によるヒーター要素の製造方法。
実施例２７
ヒーター要素の製造方法であって、方法が、金属材料の供給を提供することと、金属材料の供給からヒーター要素を付加製造して、ｉ）ヒーター要素の表面上の複数の表面ノッチ、およびｉｉ）ヒーター要素の表面の下に画定される複数の表面下空洞のうちのいずれかまたは両方を含むように、ヒーター要素を段階的に形成することと、を含む、方法。
実施例２８
付加製造工程が、三次元スクリーン印刷を含む、実施例２７によるヒーター要素の製造方法。
実施例２９
方法の結果として生じる製造されたヒーター要素が、実施例１～２２のいずれか一つによる、実施例２５～２８のいずれか一つによるヒーター要素の製造方法。

図１は、エアロゾル送達システム１０の概略図である。エアロゾル発生システム１０は、吸入可能なエアロゾルを発生するための喫煙システムである。システム１０は、エアロゾル発生装置２０とエアロゾル発生物品３０の組み合わせで形成される。

エアロゾル発生装置２０は、高分子材料で形成された細長いハウジング２１を有する。細長いハウジング２１は、電源２２、コントローラ２３、および取り付け位置２４を収容する。金属ヒーター要素４０は、押し嵌め接続を使用することにより、取り付け位置２４に着脱可能に取り付けられる。ヒーター要素４０は、金属基体４１で形成され、基体の表面上にオーバーレイされた抵抗加熱トラック４２を有する（例えば、図２ｂを参照）。ヒーター要素４０の構造は、後続の段落でより詳細に記述される。ヒーター要素４０は、抵抗加熱トラック４２が取り付け位置に電気的に連結されるように、取り付け位置２４に取り付けられる。アクセス開口部２５は、細長いハウジング２１の一方の端に提供される。ブラインド空洞２６は、アクセス開口部２５から細長いハウジング２１の内部へと延びる。ヒーター要素４０は、ブラインド空洞２６の閉鎖端２７からアクセス開口部２５に向かって延びる。

エアロゾル発生物品３０は、円筒状の形態であり、遠位端３１と口側端３２との間に延びる。エアロゾル発生物品３０は、ラッパー３３を有する。ラッパー３３は、紙巻たばこ用紙の形態である。エアロゾル形成基体３４のプラグ、中空のアセテート管３５、管状のスペーサー要素３６、およびマウスピースフィルター３７は、ラッパー３３内に同軸かつ連続的に配設される。エアロゾル発生物品３０は、ヒーター要素４０がエアロゾル形成基体３４のプラグ内に挿入されるようにブラインド空洞２６内に受容される。

エアロゾル発生装置２０について、電源２２は、コントローラ２３に連結されて、コントローラ２３に電力を提供する。図示する実施例では、電源２２は、再充電可能なリチウムイオン電池である。コントローラ２３は、取り付け位置２４に連結されて、取り付け位置２４、およびそれによってヒーター要素４０の抵抗加熱トラック４２に電流を提供する。コントローラ２３は、制御電子機器の形態であり、メモリモジュール２３ａを組み込む。メモリモジュール２３ａは、コントローラ２３のプロセッサ（図示せず）によってアクセス可能な命令を含み、ヒーター要素４０の抵抗加熱トラック４２への電流の供給を制御する。コントローラ２３から取り付け位置２４へと供給される電流により、抵抗加熱トラック４２の抵抗加熱がもたらされる。抵抗加熱トラック４２によって発生する熱の一部は、ヒーター要素４０の下にある金属基体４１内に伝導される。

使用時、ヒーター要素４０によって発生する熱は、エアロゾル形成基体３４のプラグに伝達される。エアロゾル形成基体３４が加熱される結果、蒸気がエアロゾル形成基体から発せられる。ユーザーが物品３０の口側端３２を吸うのに応答して、周囲空気の流れ（図１に矢印で示す）が、細長いハウジング２１とブラインド空洞２６との間に円周方向に配設された空気通路２８内に吸い込まれる。次いで、空気の流れは、エアロゾル発生物品３０の遠位端３１に入り、エアロゾル形成基体３４のプラグを通過して、エアロゾル形成基体から発せられた蒸気と混合する。その後、蒸気混合物は、エアロゾル発生物品３０の内部を通って口側端３２に向かって下流に通過し、その間に、蒸気が凝縮されてエアロゾルを形成する。エアロゾルは、マウスピースフィルター３７を通過し、そこからユーザーの肺の中に吸入される。

図２ａおよび２ｂは、図１のエアロゾル送達システム１０で使用されるヒーター要素４０のそれぞれ上側表面および下側表面の斜視図を示す。用語「上側」および「下側」は、相対的な向きでのみ使用される。上述の通り、ヒーター要素４０は、金属基体４１で形成される。金属基体４１は、チタンまたはステンレス鋼である。しかしながら、代替的な実施例では、金属基体４１は、他の金属または合金で形成されてもよい。抵抗加熱トラック４２は、金属基体４１の表面上にオーバーレイされる（図２ｂを参照）。図２ａおよび図２ｂに示す実施例について、抵抗加熱トラック４２は、コイル形状に変形された微細金属ワイヤの形態である。しかしながら、代替的な実施例（図示せず）では、抵抗加熱トラック４１は、スタンプ加工されたか、またはそうでなければコイル形状のパターンに形成された金属シートであるなど、他の形態を取ってもよい。ヒーター要素４０の金属基体４１は、近位端４４と遠位端４５との間に軸４３に沿って長軸方向に、さらに軸から横断方向外向きに延びて、ヒーター要素４０のためのブレード形状のプロファイルを画定する。ヒーター要素４０は、近位端４４において取り付け位置２４に着脱可能に取り付けられる。第一の平面４６および第二の平面４７は、金属基体４１のそれぞれの下側および上側表面を画定する。抵抗加熱トラック４２は、下側表面４６上に配設される（図２ｂを参照）。複数の表面ノッチ４８は、上側表面４７上に形成される。表面ノッチ４８は、金属基体４１の厚さｔを部分的に通って延びる。複数の表面ノッチ４８は、三つのグループ４９ａ、４９ｂ、４９ｃに配設される。表面ノッチ４８のグループ４９ａは、ヒーター要素４０の内側領域５０に提供され、内側領域は、近位端４４と、近位端に対してヒーター要素の長さＬの約３３％との間に延びる。図２ａに示す実施例について、ヒーター要素４０上に形成された表面ノッチ４８のおよそ４０％が、この内側領域５０においてグループ４９ａに位置する。グループ４９ｂおよび４９ｃは、ヒーター要素４０上に形成された表面ノッチ４７の残りの６０％を収容し、両方のグループは、ヒーター要素の中間領域５１において軸４３を中心に横断方向に対称である。中間領域５１は、近位端４４に対してヒーター要素４０の長さＬの３３％～９０％に延びる。表面ノッチ４８のこれらの二つの横断方向に対称なグループ４９ｂおよび４９ｃは、軸４３において結合して、平面、すなわち矢印Ａの方向に見たときに、矢じり形状を画定する。グループ４９ａの表面ノッチ４８は、ヒーター要素４０の横断方向の幅Ｗの９５％超にわたって延びる。図２ａおよび２ｂのヒーター要素４０について、金属基体４１の下側表面４６上には表面ノッチ４８が画定されていない。しかしながら、代替的な実施例（後続の段落で論じる図６ａ～６ｃの例示的なヒーター要素など）では、複数の表面ノッチ４８が金属基体４１の下側表面４６上にも提供されている。

図２ａおよび２ｂのヒーター要素について、ヒーター要素４０上に画定される表面ノッチ４８は、こうしたノッチのない対応するヒーター要素の累積体積の～１８％を占める。これにより、こうしたノッチがないこのような対応するヒーター要素と比較して、～１８％の質量減少がもたらされる。代替的な実施例では、表面ノッチ４８は、所望の熱の流れの管理の程度に従って、より大きなまたはより小さな累積体積を占める。さらに、代替的な実施例（図示せず）では、ヒーター要素４０の長さＬに沿った、かつ幅Ｗにわたる表面ノッチ４８の分布、および内側領域５０および中間領域５１における表面ノッチ４８の割合は、図２ａおよび２ｂのヒーター要素について示されて論じられたものとは異なってもよい。

図３～９は、図２ａ、２ｂに図示したヒーター要素に対して異なる表面ノッチまたは表面下空洞の配設を有する、様々な例示的ヒーター要素４０の一部分を示す。便宜上、様々な例示的なヒーター要素４０に共通する特徴は、同様の参照符号を使用して言及される。

図３ａは、例示的なヒーター要素４０の一部分の上側表面４７の平面図（図２ａの矢印Ａの方向）である。複数の表面ノッチ４８は、金属基体４１の上側表面４７上に形成される。表面ノッチ４８は、平面において円形であり、半径はｒである。表面ノッチ４８は、ノッチの隣接する列が互いからオフセットされている、繰り返しのハニカムタイプパターンで形成される。図３ｂの断面図に示すように、表面ノッチ４８の各々は、金属基体４１の上側表面４７内に延び、部分球状であるノッチ表面プロファイルを提供する。各ノッチ４８は、基体４１の厚さｔを部分的に、深さｄだけ通って延びる（図３ｂを参照）。ノッチ表面プロファイルは部分球状であるため、奥行きｄは、半径ｒと等しい。代替的な実施例（図示せず）では、ノッチ４８の表面プロファイルは楕円状である。さらなる代替的な実施例（図示せず）では、ノッチ４８の寸法は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化する。さらに、隣接するノッチ４８間の間隔は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化し得る。一例として、図２ａを参照すると、内側領域５０のノッチ４８は、中間領域５１のノッチ４８よりも大きくてもよく、または互いの近くに離間してもよい。ヒーター要素４０の異なる領域における隣接するノッチ４８間のノッチ寸法および間隔のこうした変化は、それらの異なる領域に異なるレベルの熱伝導率を提供するために使用され得る。

図４ａは、別の例示的なヒーター要素４０の一部分の上側表面の平面図（図２ａの矢印Ａの方向）である。複数の表面ノッチ４８は、金属基体４１の上側表面４７上に形成される。図３ａ、３ｂの実施例に共通して、表面ノッチ４８は、平面において円形、半径ｒであり、隣接するノッチの列が互いからオフセットされている、繰り返しのハニカムタイプのパターンで形成される。しかしながら、図４ｂの断面図に示すように、表面ノッチ４８の各々は、金属基体４１の上側表面４７内に延び、円筒状であるノッチ表面プロファイルを提供する、円筒状の穴を有する。各ノッチ４８は、基体４１の厚さｔを部分的に、深さｄだけ通って延びる（図４ｂを参照）。代替的な実施例（図示せず）では、ノッチ４８の寸法は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化する。さらに、隣接するノッチ４８間の間隔は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化し得る。一例として、図２ａを参照すると、内側領域５０のノッチ４８は、中間領域５１のノッチ４８よりも大きくてもよく、または互いの近くに離間してもよい。ヒーター要素４０の異なる領域における隣接するノッチ４８間のノッチ寸法および間隔のこうした変化は、それらの異なる領域に異なるレベルの熱伝導率を提供するために使用され得る。

図５ａは、例示的なヒーター要素４０の一部分の上側表面４７の平面図（図２ａの矢印Ａの方向）である。複数の表面ノッチ４８は、金属基体４１の上側表面４７上に形成される。表面ノッチ４８は、平面において六角形である。表面ノッチ４８は、ノッチの隣接する列が互いからオフセットされている、繰り返しのハニカムタイプパターンで形成される。図５ｂの断面図に示すように、表面ノッチ４８の各々は、金属基体４１の上側表面４７内に延びる六角形の穴を有する。各ノッチ４８は、基体４１の厚さｔを部分的に、深さｄだけ通って延びる（図５ｂを参照）。代替的な実施例（図示せず）では、ノッチ４８の寸法は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化する。さらに、隣接するノッチ４８間の間隔は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化し得る。一例として、図２ａを参照すると、内側領域５０のノッチ４８は、中間領域５１のノッチ４８よりも大きくてもよく、または互いの近くに離間してもよい。ヒーター要素４０の異なる領域における隣接するノッチ４８間のノッチ寸法および間隔のこうした変化は、それらの異なる領域に異なるレベルの熱伝導率を提供するために使用され得る。

図６ａは、例示的なヒーター要素４０の一部分の上側表面４７の平面図（図２ａの矢印Ａの方向）である。上側表面４７上のノッチ配設は、図５ａのヒーター要素４０のノッチ配設と同一であり、複数の表面ノッチ４８が金属基体４１の上側表面上に形成される。表面ノッチ４８は、平面において六角形であり、ノッチの隣接する列が互いにオフセットされている、繰り返しのハニカムタイプパターンで形成される。しかしながら、この実施例のヒーター要素は、表面ノッチ４８の配設が金属基体４１の下側表面４６上にも設けられるという点で、図５ａ、５ｂのヒーター要素とは異なる。上側表面４７上のノッチについて、下側表面４６上のノッチは、平面において六角形である。しかしながら、下側表面４６上のノッチ４８は、上側表面４７上のノッチよりも数が少ない。図６ｂで分かるように、下側表面４６上のノッチ４８は、抵抗加熱トラック４２の両側に位置付けられる。図６ｃの断面図に示すように、各ノッチ４８は、基体４１の厚さｔを部分的に、深さｄだけ通って延びる代替的な実施例（図示せず）では、ノッチ４８の寸法は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化する。さらに、隣接するノッチ４８間の間隔は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化し得る。一例として、図２ａを参照すると、内側領域５０のノッチ４８は、中間領域５１のノッチ４８よりも大きくてもよく、または互いの近くに離間してもよい。ヒーター要素４０の異なる領域における隣接するノッチ４８間のノッチ寸法および間隔のこうした変化は、それらの異なる領域に異なるレベルの熱伝導率を提供するために使用され得る。

図７ａは、例示的なヒーター要素４０の一部分の上側表面４７の平面図（図２ａの矢印Ａの方向）である。図３～６の例示的なヒーター要素４０とは対照的に、金属基体上に表面ノッチ４８は提供されていない。むしろ、球状の表面下空洞４８０の層は、金属基体４１内に包埋され、各空洞は、直径Φ有する（図７ｂの断面図を参照）。これらの表面下空洞４８０の輪郭は、図７ａの平面図に破線で示されている。表面下空洞４８０は、包埋された空洞４８０の隣接する列が互いからオフセットされている、繰り返しのハニカムタイプパターンで形成される（図７ａを参照）。代替的な実施例（図示せず）では、表面下空洞４８０は、楕円状の形態である。さらなる代替的な実施例（図示せず）では、表面下空洞４８０の寸法は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化する。さらに、隣接する空洞４８０間の間隔は、ヒーター要素４０の異なる領域で変化し得る。一例として、図２ａを参照すると、内側領域５０の表面下空洞４８０は、中間領域５１の表面下空洞４８０よりも大きくてもよく、または互いの近くに離間してもよい。ヒーター要素４０の異なる領域における隣接する表面下空洞４８０間の空洞寸法および間隔のこうした変化は、それらの異なる領域に異なるレベルの熱伝導率を提供するために使用され得る。

図８は、図７ｂに示すものと類似したヒーター要素４０の断面図であるが、表面下空洞４８０の三つの層が金属基体４１内に包埋されているという点で異なっている。表面下空洞４８０の複数の層が金属基体４１内に包埋されている代替的な実施例（図示せず）では、層は、各層における空洞４８０のサイズまたは間隔に関して互いに異なってもよい。

図９は、図５ａ、５ｂおよび７ａ、７ｂの実施例の組み合わせに対応するヒーター要素４０の断面図である。分かるように、表面ノッチ４８の配設は、金属基体４１の上側表面４７上に形成され、ノッチは、平面において六角形である（図５ａのように）。しかしながら、加えて、表面下空洞４８０の層が、金属基体４１に包埋されている（図７ａのように）。

図１０は、各々が異なる表面ノッチ４８の配設を有する、五つの異なるヒーター要素４０の斜視図を示す。

図１１は、金属基体４１材料のシート４００からヒーター要素を製造するための機械加工アセンブリ６０の概略図である。機械加工アセンブリ６０は、機械加工ツール６２を保持するツールホルダー６１を有する。金属基体のシート４００は、機械加工アセンブリ６０に対して定位置に提供および固定される。シート４００は、前述の段落に記載されるヒーター要素４０の所望の厚さｔに対応する厚さを有するが、複数のヒーター要素４０が単一のシート４００から形成されるのに十分な幅および長さを有する。機械加工アセンブリ６０は、機械加工ツール６２を動作させて、金属シート４００の上側表面にある個々の表面ノッチ４８を機械加工し、次いで、ツールホルダー６１および機械加工ツール６２を金属シート４００の表面上で移動させて（図１１の矢印を参照）、複数の所望の位置で機械加工動作を繰り返す。機械加工動作が完了した後、抵抗ヒータートラック６２は、シート４００の下側表面上に所定の間隔で配設される。次いで、個々のヒーター要素４０がシート４００から切断され、図１１の破線は、二つのこうしたヒーター要素４０の輪郭を示す。別の実施例（図示せず）では、表面ノッチ４８は、機械的に形成されるのではなく、金属シート４００の表面に化学的にエッチングされる。

本明細書および添付の特許請求の範囲の目的において、別途示されていない限り、量（ａｍｏｕｎｔｓ）、量（ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）、割合などを表すすべての数字は、すべての場合において用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。また、すべての範囲は、開示された最大点および最小点を含み、かつその中の任意の中間範囲を含み、これらは本明細書に具体的に列挙されている場合もあり、列挙されていない場合もある。従って、この文脈において、数字「Ａ」は「Ａ」±１０％として理解される。この文脈内で、数字「Ａ」は、数字「Ａ」が修正する特性の測定値に対する一般的な標準誤差内にある数値を含むと考えられてもよい。数字「Ａ」は、添付の特許請求の範囲で使用される通りの一部の場合において、「Ａ」が逸脱する量が特許請求する本発明の基本的かつ新規の特性（複数可）に実質的に影響を及ぼさないという条件で、上記に列挙された割合だけ逸脱してもよい。また、すべての範囲は、開示された最大点および最小点を含み、かつその中の任意の中間範囲を含み、これらは本明細書に具体的に列挙されている場合もあり、列挙されていない場合もある。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置で使用するための細長い金属ヒーター要素であって、前記ヒーター要素が、近位端と遠位端との間に延び、前記近位端が、前記エアロゾル発生装置と電気的に連通するためにエアロゾル発生装置に取り付けられるように構成され、
   前記ヒーター要素が、
   ｉ）前記ヒーター要素の表面上に形成される複数の表面ノッチ、および、
   ｉｉ）前記ヒーター要素の前記表面の下に画定される複数の表面下空洞、のうちのいずれかまたは両方を含み、
   前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの少なくとも一部が、前記ヒーター要素の内側領域に提供され、前記内側領域が、前記近位端と、前記近位端に対して前記ヒーター要素の長さの３３％との間に延び、前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべての体積の少なくとも４０％、または体積の少なくとも５０％、または体積の少なくとも６０％、または体積の少なくとも７０％、または体積の少なくとも８０％が前記内側領域に提供される、細長い金属ヒーター要素。
2. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび前記表面下空洞が、こうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の体積の１５％～３０％の累積体積を占める、請求項１に記載の細長い金属ヒーター要素。
3. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、任意のこうしたノッチおよび空洞を含まない対応するヒーター要素の体積の１７％～２６％の累積体積を占める、請求項２に記載の細長い金属ヒーター要素。
4. 前記ヒーター要素が、前記ヒーター要素の厚さを通って延びる複数の貫通孔をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
5. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、一つ以上のハニカム配設を画定するように形成される、請求項１～４のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
6. 前記ヒーター要素が、前記複数の表面ノッチを含み、表面下空洞を含まない、請求項１～５のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
7. 前記ヒーター要素が、前記複数の表面下空洞を含み、表面ノッチを含まない、請求項１～５のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
8. 前記内側領域の前記表面ノッチおよび表面下空洞が、前記ヒーター要素の横断方向の幅の少なくとも９０％、または少なくとも９５％にわたって横断方向に延びる、請求項１～７のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
9. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞のすべてが、前記ヒーター要素の前記内側領域に提供される、請求項１～８のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
10. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞のうちの一部が、前記ヒーター要素の中間領域に提供され、前記中間領域が、前記近位端に対して前記細長いヒーター要素の前記長さの３３％～９０％に延びる、請求項１～８のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
11. 前記ヒーター要素が、長軸方向軸に沿って、前記長軸方向軸から横断方向外向きに延びて、対向する第一および第二の細長い表面を有するブレードを画定する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
12. 前記ヒーター要素が、前記第一の細長い表面上に配設された抵抗加熱トラックをさらに含み、前記ヒーター要素が、前記第二の細長い表面上に複数の表面ノッチを含み、前記第二の細長い表面上の表面ノッチが、前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチのすべての体積の少なくとも８０％を形成する、請求項１１に記載の細長い金属ヒーター要素。
13. 前記ヒーター要素の前記複数の表面ノッチおよび表面下空洞が、一つ以上の横断方向に対称なグループに配設される、請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素。
14. エアロゾル形成基体を受容するように構成されたエアロゾル発生装置であって、前記エアロゾル発生装置が、請求項１～１３のいずれか一項に記載の細長い金属ヒーター要素と、電源とを備え、前記ヒーター要素の前記近位端が、前記エアロゾル発生装置の取り付け位置に取り付けられ、前記電源が、使用時に、前記ヒーター要素を抵抗加熱するように、前記ヒーター要素と電気的に連通している、エアロゾル発生装置。
15. 前記エアロゾル発生装置が、使用時にエアロゾル形成基体が装置内に受容されるときに、前記ヒーター要素が、前記エアロゾル形成基体を加熱して、そこから吸入可能なエアロゾルを発生するように、前記エアロゾル形成基体内に延びるように構成される、請求項１４に記載のエアロゾル発生装置。

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