JP3258657B2 - フレーバー送出物品 - Google Patents

フレーバー送出物品

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフレーバー発生媒体を加熱するが燃焼させな
いでフレーバーを放出する物品に関するものである。更
に詳細には、本発明は電気的に加熱されてタバコのフレ
ーバーを生じさせる物品（以下喫煙物品と称す）に関す
る。
タバコまたはタバコ誘導材料のフレーバー発生媒体を
燃焼させることなく加熱してタバコが燃えるときに生じ
る副生成物を全く生じさせないで、タバコのフレーバー
を放出させる喫煙物品が知られている。例えば、タバコ
誘導材料のフレーバー発生媒体と可燃性の加熱源とを有
する喫煙物品が知られている。喫煙者が喫煙物品を吸引
すると、空気は喫煙物品の加熱源またはその周囲を通っ
て加熱され、この加熱空気はフレーバー発生媒体を通っ
てこれを加熱しタバコのフレーバーを放出させながら喫
煙者の口に吸引される。加熱源の温度は喫煙者が喫煙物
品をどのように使用するかに依存し、フレーバー放出速
度は喫煙者に応じて変動する。
タバコを電気的に加熱することによって喫煙の味や感
じをもたらす喫煙物品も知られている。しかし公知の電
気的に加熱される喫煙物品では、電源の出力が良好に制
御されなかったため、温度が一定でなくその結果フレー
バーの放出量も一定でなかった。また他の公知の電気的
に加熱される喫煙物品では、電源が喫煙物品の外部にあ
って不便であった。
本発明の目的は上記の欠点を有さない改良された喫煙
物品を提供することである。
本発明の喫煙物品は予め計量されたフレーバー発生媒
体の装填物を複数具備し；かかる複数の装填物の各々を
個別的に加熱する電気的加熱手段を具備し；この電気的
加熱手段に電力を与える電源を具備し；および任意の一
時期に前記装填物をその複数物の全てではないが少なく
とも１つを加熱するように前記電気的加熱手段への電力
付与を制御する制御手段を具備し、かくして前記装填物
の各々は加熱時に所定量のフレーバーを前記喫煙者に送
出する。
本発明の一実施例の喫煙物品は制御された温度で作動
して一吹かし毎にフレーバーを一定量放出させることが
できる。該喫煙物品は常に各一吹かし毎に速やかに作動
温度に達し過熱したりフレーバー発生媒体を燃焼させた
りすることなく、電力消費を最小にし、作動温度で所望
のフレーバーを十分に放出させることができる。
本発明の喫煙物品はライターに相当する物を喫煙物品
自体が備えている。
本発明の喫煙物品は更に、有害な煙や灰を生じさせず
また一吹かしと一吹かしの間は熱くなることなくまた慣
用のシガレットと同じ外観を持つという利点を有してい
る。
本発明の喫煙物品の実施態様を以下に単に例示のため
だけに、添付の図面を参照して説明する。
図１は本発明の喫煙物品の第１の実施態様の斜視図で
あり； 図２は図１の喫煙物品の分解斜視図であり； 図３は本発明の喫煙物品の第２の実施態様の斜視図で
あり； 図４は図３の喫煙物品の分解斜視図であり； 図５は本発明の喫煙物品の更に別の実施態様の斜視図
であり； 図６は図５の喫煙物品の分解斜視図であり； 図7A〜図7Kは本発明の喫煙物品に使用する電気的加熱
器の種々の実施態様の斜視図であり； 図8A〜図8Cは本発明の喫煙物品に使用する更に別の電
気的加熱器を示す図であり； 図９は本発明の喫煙物品に使用する電源の概略図であ
り；そして 図10は本発明の喫煙物品に使用する制御回路の概略図
である。
本発明の喫煙物品は基本的には電気エネルギー源、複
数の電気的加熱器、電気エネルギー源から電気的加熱器
に電気エネルギーを制御された態様で送付する電子的制
御器、および電気的加熱器に熱的に接触しているフレー
バー発生媒体を含む。電気的加熱器がフレーバー発生媒
体を加熱すると、フレーバー含有物質（即ちフレーバー
蒸気若しくはエーロゾルまたは他の蒸気成分若しくはエ
ーロゾル成分を含んだ蒸気若しくはエーロゾルまたはそ
れらの混合物：以下単にフレーバーと称す）が発生また
は放出されて消費者（以下喫煙者と称す）に吸引され
る。なお、以下の説明において「発生する」または「放
出する」の語が単独で使用されるとき、他方を含む。そ
して「形成する」の語は、「フレーバー」の句と一緒に
使用されるとき、「発生するかまたは放出する」を意味
する。
フレーバー発生媒体は、加熱されるとフレーバーを放
出するのであればどんな材料でもよい。このような材料
にはタバコ濃縮物若しくは（タバコの燃焼によって生じ
た煙の濃縮成分であって、フレーバーや、恐らくニコチ
ンが残っているもの、タバコ抽出物若しくはそれらが不
活性の基材上に置かれたものがある。これらフレーバー
発生媒体は加熱されると、フレーバー（これはニコチン
を含むことができる）を放出し喫煙者に吸引される。フ
レーバー発生媒体はまた、タバコの燃焼温度より低い温
度の加熱でフレーバーを放出する非燃焼タバコまたは非
燃焼タバコを含有する組成物であることもできる。これ
らのフレーバー発生媒体にはいずれもエーロゾル形成材
料（例えばグリセリンまたは水）も含有させることがで
きるので、喫煙者は慣用のシガレットのように「煙」を
吸入しそして排出する感覚を有する。特に好ましい材料
は、1988年７月22日に出願された米国特許出願第222831
号に記載（その全部を本発明の明細書に引用する）され
ているような組成物である。これにはグリセリン（エー
ロゾル形成材料トシテ）および炭酸カルシウム（充填剤
として）を含有するペレット化したタバコが記載されて
いる。本発明で使用されるとき、該組成物はペレットに
形成する代わりに被覆物として、加熱器上に直接（また
は加熱器に接触している不活性の基材上）にカンキツ類
ペクチンのような接着剤を用いて配置される。
フレーバー発生媒体は個々の充填物に分割される。各
装填物は各一吹かし分に相当する。普通のシガレット１
本当たりの平均の吹かし回数は例えば８から10回であ
る。この数に等しい装填物を提供することによって慣用
のシガレットに似せることができる。本発明の喫煙物品
は一吹かしされる毎に従来のシガレットのように長さが
短くなっていくものではないけれども、喫煙できる吹か
し回数が判るように、長さが異なるように喫煙物品を作
ることはできる。なお、各吹かしに対して各一個の装填
物を設けることにより、一本の喫煙物品に備えなければ
ならないフレーバー発生媒体の総量を、単一の大きな装
填物を吹かしのたびに繰り返し加熱する場合に比べて、
少なくさせることができ、また、小さな装填物を複数個
加熱するのに必要な電気エネルギーの総量も、単一の大
きな装填物を吹かしと吹かしのあいだ制御された低い温
度に維持しつつ吹かし毎に幾度も加熱するのに必要な電
気エネルギーの総量よりも少なくて済む。
加熱器とこれに一体的なフレーバー発生媒体は好まし
くは取り替え可能な差込みユニットである。装填物（フ
レーバー発生媒体）が全て加熱されてしまうと、このユ
ニットは棄てて新しいユニットを挿入する。制御部と電
源は繰り返し使用される。
本発明の一実施例の喫煙物品10を図１および図２に示
す。喫煙物品10には加熱器付フレーバー部分11並びに電
源付制御部分12が含まれる。加熱器付フレーバー部分11
は複数の加熱器110を有しており、各加熱器の表面には
一吹かしに必要な量のフレーバー発生媒体111が置かれ
ている。図２で示される加熱器の形状は単に説明的なも
のにすぎない。加熱器の具体的な形状は後程詳しく説明
する。フィルター材料112（好ましくは慣用のセルロー
スアセテートまたはポリプロピレン製のシガレットフィ
ルター材料）が加熱器付フレーバー部分11の吸い口側に
存在する。これは紙巻きタバコに類似の美的目的並びに
適当なろ過効率や吸引抵抗をもたらすために設けられ
る。更に、加熱器付フレーバー部分11の吸い口側にマウ
スピース113を設けてもよい。
図２に示されるように、加熱器付フレーバー部分11に
は10個の加熱器110がある。また、部分11の吸い口側の
端とは反対の端から延びている11個の接触ピン114（１
個の共通ピンと個々の加熱器110に連結される10個のピ
ン）が存在する。これらは電源付制御部分12の11個のソ
ケット120にはめ込まれ加熱器110と電源121とを電気的
に接続する。それらについては以下に更に詳細に説明す
る。
喫煙者が加熱器110のうちの１つを選択できるように
電源付制御部分12の末端にぎざぎざのついたノブ122が
設けられている。ノブ122は単極10位置の回転スイッチ1
23（ワイヤー124によってソケット120に連結されてい
る）を制御する。ノブ122上のマーク125と電源付制御部
分12上の目盛り126は喫煙者が加熱器110を次々と選択し
ていくのに役立てられる。喫煙物品10を使用するために
は、喫煙者はノブ122を回転して加熱器110を選択し、押
しボタンスイッチ127を一瞬押して回路を閉じて選択し
た加熱器110に電力を付与して加熱を開始させる。加熱
されたフレーバー発生媒体111はフレーバーを放出させ
る。喫煙者がマウスピース113を吸うと加熱器付フレー
バー部分11または電源付制御部分12の外部被覆（これは
例えば慣用のシガレット紙又はチッピング（tipping）
紙である）に設けた穿孔115を通して空気が吸引され、
この空気と一緒にフレーバーが吸引される。空気は吸い
口側の端とは反対の末端を通して吸入することもでき、
その目的で適当な通路が設けられる。この通路は電源付
制御部分12内の電源121の周囲を通って加熱器付フレー
バー部分11へ空気を運ぶ。重要なことは、空気は最大量
のフレーバーを消費者の口に運ぶように加熱器110の周
囲を十分に吹き抜けることができるようになされている
ということである。
加熱器付フレーバー部分11中の10個の装填物（フレー
バー発生媒体）全部が加熱されてしまったとき、加熱器
付フレーバー部分11は使い尽くされ喫煙物品10から抜き
出し、そして新しい部分11を差し込むことができる。こ
れから判るとおり電源付制御部分12は再使用可能であ
る。
ノブ122が１方向にしか回転できずしかも１回転しか
できないような設計になされていない限り、喫煙者は特
定の加熱器110を１度以上選択することが可能であり、
先に加熱されたフレーバー発生媒体を再度加熱する可能
性が生じる。再加熱では、あまり好ましくない蒸気また
はエーロゾル化合物が生成する。これを避けるべくノブ
122の回転を１方向にしか回転できないように設計した
場合、加熱器付フレーバー部分11を新しいものに変えた
ときにノブ122を再度回転できるようにしなければなら
ない。これを達成するのは機械的に複雑である。それ
故、図３および図４に示す本発明の別の実施例の喫煙物
品30ではどのフレーバー発生媒体を加熱するのかを電子
的に自動的に選択するようにした。
図３の喫煙物品30は喫煙物品10と同一の加熱器付フレ
ーバー部分11を有する。しかし図３の喫煙物品30の電源
付制御部分31は喫煙物品10の電源付制御部分12のノブ12
2と回転スイッチ123の代わりに電子的制御回路32を有す
る。押しボタン127を押す毎に制御回路32は順次新しい
フレーバー発生媒体111を選択して電源121から選択され
た加熱器110へ電力を供給する。10個の装填物（フレー
バー発生媒体）111が全部使用されると、使い尽くされ
た加熱器付フレーバー部分11が新たな加熱器付フレーバ
ー部分11で置き換えられるまで、制御回路32はどの加熱
器110にも電力を供給しない。また、加熱器110に電力が
短時間のうちに次々に供給されることのないように、押
しボタン127の各押し下げ後、予め定めた締め出し期間
は加熱回路が作動しないように制御回路32は押しボタン
127を締め出す。
本発明の喫煙物品ではタバコ棒が燃焼するものではな
いため、従来の普通のシガレットが吸われるにつれてシ
ガレットの長さが短くなるようには本発明の喫煙物品は
短くならない。それ故、本発明の喫煙物品30がどの位使
用されたのかまたは使用されずに残っているのかを喫煙
者に示すために、可視インジケーター33（制御回路32に
制御された一連の10個の発光ダイオードまたは棒グラフ
若しくは類似のインジケーター）が設けられて、装填物
（フレーバー発生媒体）111が何個使用されたかまたは
何個残っているかを示すようになっている。本発明の喫
煙物品はこれが作動していることを喫煙者に示す赤色発
光炭（従来の普通のシガレットには在る）は存在しな
い。そこで追加的な発光ダイオード34（または類似のイ
ンジケーター）を設けて加熱器110の１つに電力を供給
していることを制御回路32の制御により示す。更に追加
的に１つまたは複数のインジケーター（示されていな
い）を設けて、押しボタン127の締め出し期間中かまた
は終了したかを示すようにすることもできる。
更に別の実施態様の喫煙物品は、押しボタン127を有
さず、喫煙者が喫煙物品を吸引する動作に応答するよう
になっている。図５および図６で示されるこの喫煙物品
50では、電源付制御部分52は図３の喫煙物品30の押しボ
タン127の代わりに喫煙者が喫煙物品50を吸うことによ
る空気圧力の変化または空気流の変化のいずれかを感知
するスイッチ53を備えている。イリノイ州フリーポート
のハーネウエル インコーポレーテッド（Honeywell,In
c.）のマイクロスイッチ部門（MicroSwitch division）
が製造したモデル163PC01D36シリコンセンサーは喫煙者
が喫煙物品50を吸ったときの空気の圧力変化を感知して
加熱器は十分速やかに活性化されることが見い出され
た。また、熱線風速測定原理を使用する流れ感知器具も
空気の流れの変化を感知して十分急速に加熱器110を働
かせることが判っている。
本発明の喫煙物品で使用する加熱器110はフレーバー
発生媒体を加熱して所望量のフレーバーをフレーバー発
生媒体から放出させるものでなければならなず、約100
℃から約600℃、好ましくは約200℃から約500℃、更に
好ましくは約300℃から約400℃の温度にフレーバー発生
媒体を加熱する。所望量のフレーバーをフレーバー発生
媒体から放出または発生させるために、加熱器110は約
0.1秒から約４秒、好ましくは約0.5秒から約1.5秒、更
に好ましくは約0.8秒から約1.2秒間電力の供給を受けな
ければならない。最適の温度および総加熱時間は加熱器
110の質量、フレーバー発生媒体111の質量、加熱器110
とこの上に配置されたフレーバー発生媒体111の形状、
並びに加熱器110およびフレーバー発生媒体111の熱的／
物理的特性に依存する。加熱条件は、フレーバー発生媒
体111が燃焼しないように選択される。加熱器110は取替
え可能な加熱器付フレーバー部分11の一部分であるのが
好ましい。それ故加熱器は再使用できるようにする必要
はない。
図２、図４および図６に示す加熱器110の直線的配列
は本発明を説明しやすくするようになされたものであ
り、本発明に使用する加熱器の好ましい実施態様を示す
ものではない。本発明に使用できる加熱器は1989年12月
１日付出願の米国特許出願第07/444569号に記載されて
いる。多数の種々の可能な別の加熱器の形状が図7A〜図
7Kに示される。これらの種々の形状は機械的考慮（例え
ば製造の容易さ）と材料的考慮（例えばフレーバーに与
える加熱器材料の化学的効果）の両者が考慮されてい
る。
例えば、図２、図４および図６で示される加熱器110
はステンレス鋼若しくは他の適当な金属又はセラミック
スの棒状物または網状物であることができる。網状物で
あればフレーバー発生媒体を一層容易に付着できるであ
ろう。
加熱器に好ましい材料はグラファイトである。所望の
電気抵抗（そしてそれ故所望の加熱）を提供するために
他の形態のカーボンが混合されている。このグラファイ
ト製加熱器は安定で非反応性のものである。そしてこの
加熱器は成型加工、押し出し成形加工または機械加工さ
れて種々の形状にしうる。そして適当な電気的接触子に
よって加熱器は電源121へ接続することができる。図7A
で示されるシリンダー状グラファイト構造体70には一本
の喫煙物品が有する吹かし数に等しい数の翼板701が半
径方向内向きに形成されている。シリンダー状グラファ
イト構造体70の内部表面702にはフレーバー発生媒体が
被覆されている。電源121の一方の極を構造体70の外部
表面703に連結し、他方の極を１つの翼板701の最内側端
704に順次連結することによって、翼板を順次加熱する
ことができる。各翼板701の最内側端704は強度を加える
ために翼板701の本体部に比べて厚さが増大されてい
る。そしてこれは翼板全体にわたる電流と熱の流れを均
一にして加熱器表面を最大限に利用にする。各翼板701
の両面にフレーバー発生媒体を被覆すれば利用できる加
熱面積（それ故加熱器のエネルギーの有効利用）が最大
になる。フレーバー発生媒体を濃縮することによって、
消費される単位電力量当たりのフレーバー放出量を増大
させることができる。
図7Bに示すグラファイト構造体71は翼板711が中心コ
ア713から半径外方に延びている点を除いて、構造体70
と同じであり同様に機能する。フレーバー発生媒体は翼
板の両面712上に置かれる。コア713と１つの翼板711の
外部端714との間に電圧を付与する。図7Aで述べたと同
様に各翼板711の外部端714は翼板711の本体部に比べて
厚さが増大されて強くなされている。
構造体70と構造体71は８個の翼板701、711を有し、８
個のフレーバー発生媒体を備えて８回の吹かしを提供す
る。しかし、以下に説明する構造体は10回の吹かしを提
供する。
図7Cで示される構造体71はグラファイト製中空シリン
ダーであり、このシリンダーは９対のスリット720、721
によって10対の区分722、723に分けられている。フレー
バー発生媒体はシリンダー72の内部または外部表面724
に置かれている。電源121の両極が一対の区分722、723
に連結されると、当該付の区分にだけ熱が発生して当該
対の区分に置かれたフレーバー発生媒体を加熱する。10
対の区分は全て中央線725で相互に電気的に連結されて
いるが、加熱されている対の区分より外側へはわずかな
電流が流れるにすぎない。
図7Dに示す構造体73は、非中空または中空（示されて
いない）のグラファイトシリンダーである。このグラフ
ァイトシリンダーの表面に10個の溝が形成され、その溝
はフレーバー発生媒体732で埋められている。従ってグ
ラファイトシリンダーの表面は11個の区分731に分けら
れている。隣接する２つの区分731に電源121の両極を接
続すると、２つの区分731間の構造体73が加熱され従っ
てその溝中のフレーバー発生媒体732が加熱される。
図7Eに示す構造体74はグラファイト板をリング状にな
し、そして交互にスロット740、スロット742（それぞれ
10個）が設けられている。１組のスロット740はリング
の一方の側741から切り込まれており、他方の組のスロ
ット742はリンクの他方の側743から切り込まれている。
かくして一方の側741に隣接して10個の逆Ｕ字状の指状
物744（フレーバー発生媒体746が内部または外部に被覆
されている）および他方の側743に隣接して10個の非被
覆基板745を形成する。逆Ｕ字状の指状物744の一脚とこ
れに隣接する逆Ｕ字状の指状物744の一脚を１つの非被
覆基板745が連結している。従って１つの指状物744の隣
接する両脚に隣接する２つの非被覆基板745がある。か
くして電源121の両極を隣接する２つの非被覆基板745に
接続すると、隣接する非被覆基板の間に位置する指状物
744に熱が発生し、この指状物744に被覆されているフレ
ーバー発生媒体を加熱する。
図7Fに示す構造体75は、図7Eの構造体74と類似してい
るが、各々５つのスロット740および742しか有さないこ
と、およびフレーバー発生媒体750の被覆はスロット740
と742とが重複している中央区域に限定されている点で
図7Eのものと相違している。しかし図7Fのものも10個の
フレーバー発生媒体領域750を有している。基板751およ
び指状物752は並んで配列されているので、電源121の一
方の極を１つの基板751に接続したままにして、電源121
の他方の極を２つの隣接する指状物752に順次接続する
ことによって２つの領域750を順次加熱することができ
る。更に、次の領域750を加熱するために、電源121の第
２の極（前記の他方の極）を指状物752の第２の極に接
触したままにしておき、そして電源121の第１の極（前
記の一方の極）は別の基板751に連結する、等々これら
を繰り返すことにより10個の領域750を順次別々に加熱
できる。
図7Gに示す構造体76は、摺動可能な環状の加熱器760
が矢印Ａの方向に段階的に動き、伝導、対流または放射
によって一対の区分722、723を加熱するようになされて
いる。その他のは、図7Cで示される構造体72と類似して
いる。あるいは加熱器760を固定し、この中を通って構
造体76を割り出すようにしてもよい。図7Hは別の構造体
を示す。これはフレーバー発生媒体（機械的強度を加え
るための成分が加えられている）で作った押し出し成形
の棒状体77（中空または非中空）および、この棒状体77
に摺動可能に設けられた加熱器771からなる。加熱器771
は加熱器760に類似している。この加熱器は、喫煙者に
よる手動の押しボタン127または、喫煙者の一吹かしに
よる空気圧力（若しくは空気流）によって自動的に作動
されるスイッチ、に連動する電磁的若しくは機械的手段
（示されていない）により矢印Ａの方向に動く。例え
ば、押しボタン127は電気接点を閉じることに加えて、
機械的ラチエット（示されていない）に連動させる。す
なわち押しボタン127（またはこれらの代わりの複数の
スイッチ）を閉じると、加熱器に電流を付与することに
加えて、スプリングでバイアスされた加熱器760または7
71が矢印Ａの方向へ一段一段移動するのを許容するよう
にラチエットを動かすようにすることもできる。
同様な原理を図7I、図7Jおよび図7Kに示す３つの加熱
器構造体78、79、790の各々に適用することができる。
図7Iの構造体78はスロット780、781によって区分782、7
83に分けられた熱伝導基板である。一対の区分782、783
によって特定される区分を加熱することによって該区分
782、783間の基板上のフレーバー発生媒体784を加熱す
る。熱は加熱器785から基板78の区分782、783に伝わ
る。加熱器785を通る基板78の矢印Ａの方向の移動は、
加熱器760、771の移動について述べたいくつかの方法の
いずれかで達成することができる。加熱器785は加熱器
付フレーバー部分11の一部として使い捨てにすることが
できるが、電源付制御部分12、31若しくは52の一部のよ
うな永久的なものであることができる（この場合基板78
のみが交換可能である）。
図7Jに示す構造体は、基板79がグラファイトでできて
いる点を除いて図7Iの構造体78に類似している。図7Jの
基板79自体は加熱器として使われるので、加熱器785を
なくすことができる。勿論基板79の区分782、783に電力
を付与するための電気接点（示されていない）が設けら
れる。
図7Kに示す構造体790は非活性の基板791とこの上に設
けられた線状物792（フレーバー発生媒体を伝導性にす
るためグラファイトまたは類似の材料との混合物）とか
らなる。図7Jに示す構造体79と同様にして各線状物792
に電気を通す。該線状物792はそれ自体が電気伝導性で
あるため発熱し、フレーバー発生媒体を加熱する。
図8A〜図8Cは、本発明の喫煙物品に使用する加熱器構
造体80の特に好ましい実施態様を示す。加熱器構造体80
は中心軸部82に連結した10個のＵ字形加熱器要素81（図
8B参照）を有している。加熱器要素81は好ましくはグラ
ファイトでできている。中心軸部82は各加熱器要素81に
電力を付与するための共通の接点として使用される。他
方の接点は各加熱器要素81の外部端83である。中心軸部
82は電源の一方の電極に連結される。10個ある外部端83
は電源の他方の極に連結される。10個の加熱器要素81を
順次加熱するために各外部端83を電極の他方の極に順次
接続する。本明細書で使用するとき、「順次」は必ずし
も空間的順番を意味するのではなくて、或る加熱器要素
が他の加熱器要素の後に加熱されることを意味する。
図７、図８のいずれの加熱器であっても、先ず第１
に、加熱器の電気抵抗は、電源121の電圧で所望の加熱
度が達成されるように設計しなければならない。勿論加
熱器の電気抵抗は電源121の内部抵抗に比べて大きくし
て電源121の内部抵抗による過剰の損失を避けなくては
ならない。第２にフレーバー発生媒体を適当な厚みかつ
広さで支持するように加熱器の表面積は十分な大きさで
なければならない。かくしてフレーバー発生媒体を急速
に加熱してフレーバーを放出するようにする。第３に、
加熱器の熱伝導性、熱容量および加熱器の形状は、発生
した熱がフレーバー発生媒体へ効果的に誘導されるが加
熱器からその他の周囲には逃げないようにし、加熱器自
身が過剰のエネルギーで加熱されてはいけない。
加熱器と電源との間の接触抵抗は低い方が良い。接触
抵抗を低下させるために必要な場合接点材料にタンタル
のような適当な材料を混合するかまたは被覆する。付加
する任意の材料は加熱器の操作温度で非反応性であるこ
とが好ましい。
喫煙物品の加熱器付フレーバー部分11は上記の加熱器
要素を有している。加熱器要素はフレーバー発生媒体で
被覆されている。加熱熱器要素とフレーバー発生媒体の
全体は管（厚紙で作ることができる）で包まれている。
かかる部分11は喫煙者が電源付制御部分12、31または52
に取付けることができる。
電源121は10個のフレーバー発生媒体からフレーバー
または他の成分を蒸気またはエーロゾルの形態で発生ま
たは放出するのに十分なエネルギーを送出する。この電
源121は喫煙物品中に備え付けられなければならない。
電源121の必要条件はそのしエネルギー量が唯一の規準
ではない。なぜならエネルギーが送出される速度も重要
である。例えば、普通のAAAサイズのアルカリ電池はフ
レーバー発生媒体の数百もの装填物を加熱するのに十分
なエネルギーを有しているが、これは十分高速で必要な
エネルギーを送出するようには設計されていない。一
方、ニッケル−カドミウム（Ni−Cad）の再充電可能な
バッテリーは十分高速でエネルギーを送り出すことがで
きる。好ましい電源は日本のサンヨー電気工業（株）に
よって製造されているN50AAAカドニカ（CADNICA）ニッ
ケル−カドミウム電池である。このバッテリーは1.2ボ
ルトで４個を直列に連結すると総計4.8ボルトを提供す
る。４個のバッテリーは一緒になって約264ミリワット
時を供給し、これは再充電しないで少なくとも１つの喫
煙物品（10吹かし分）に電力を供給するのに十分であ
る。勿論、他の電力源（再充電可能なリチウム−二酸化
マンガンバッテリーのような他の電源）を使用すること
もできる。これらいずれのタイプのバッテリーでも電源
121として使用することができるが、コストおよび使い
捨て電池の処分上の問題のために再充電可能なバッテリ
ーが好ましい。更に、使い捨て電池を使用する場合、電
池取り替えのため電源付制御部分12、31または52を開け
るようにしなければならない。
再充電可能なバッテリーを使用する場合、それを再充
電する手段を備えなければならない。それには標準的な
120Vの交流の壁コンセントから電力を得る慣用の再充電
ユニット（示されていない）、または自動車の電気系
統、または独立した携帯用電源というような他の充電源
を使用することができる。採用された特定のバッテリー
に応じて充電速度等最適の再充電を達成する再充電ユニ
ットを備えなければならない。再充電ユニットは喫煙物
品（または少なくとも電源付制御部分12、31若しくは5
2）を差し込むソケットを有している。喫煙物品（また
は少なくとも電源付制御部分12、31または52）側の接点
128（電源121に通ずる）が再充電ユニット側の対応する
接点と接触するようにする。
電源121にコンデンサーを設けると、バッテリーの出
力限界または電流限界にも拘わらず、バッテリーのエネ
ルギーを完全に利用することができる。加熱器110に電
力を供給するのにコンデンサーの放電を利用することが
できる。コンデンサーはバッテリーより速く放電するこ
とができそして吹かしと吹かしの間に充電することがで
きるので、バッテリーは加熱器110に直接電力を供給す
る場合より遅い速度でコンデンサーへエネルギーを供給
することが可能になる。
コンデンサーを有する電源121の理想的な概略形態を
図９で示す。コンデンサー90と抵抗器92は直列RC回路91
を形成する。コンデンサー90はバッテリー93によって時
定数RCで吹かしと吹かしの間に充電される。なおＲは抵
抗器92の抵抗値であり、Ｃはコンデンサー90の静電容量
である（現実の回路では、抵抗Ｒにはバッテリー93の内
部抵抗、コンデンサーＣのインピーダンス並びに回路91
自身の抵抗も含まれる）。押しボタン（または感圧スイ
ッチ若しくは空気流感知スイッチ）127は単極双投式瞬
間スイッチの機能を有し、通常はコンデンサー90を充電
するためにRC回路91にコンデンサー90を連結している。
押しボタン127の押圧によって（または上記した感知ス
イッチの始動によって）、コンデンサー90はRC回路91か
ら加熱器抵抗110へ接続が切り換えられて放電するよう
になされる。
或いは、電源121はバッテリーを有さないでコンデン
サーだけを有するようにすることができる。この場合、
コンデンサー90は各一吹かし毎に充電するために喫煙物
品の接点128を外部電源に接触させなければならないで
あろう。または複数の吹かし数（例えば、一本の喫煙物
品中のフレーバー発生媒体の装填物の数）用に充電され
るような大きさにコンデンサーを作ってもよい。外部電
源は、喫煙物品の接点128と対になる接点を有する特別
設計の灰皿（示されていない）にするとよい。この灰皿
はバッテリーを備えているか、または120Vの交流の壁コ
ンセントから電力供給を受けているようにすることがで
きる。外部電源のもう１つのタイプは自動車のダッシュ
ボードに現在備えられているシガレットライターに類似
したソケットであることができる。
外部電源の他の例では、磁石または電磁誘導でエネル
ギーは喫煙物品へ送られ、コンデンサーを充電する前に
適当に整流、調節される。例えば、灰皿を特別に設計し
て磁石または電磁エネルギーを喫煙物品に供給するため
の適当な発電器を設ける。
上記のコンデンサーに必要な静電容量は充電に利用可
能な電圧と貯蔵すべき最大エネルギー量とによって決ま
る。例えば、利用可能な電圧が６ボルトでありそして一
吹あしに必要なエネルギー量が10ジュールである場合に
は、必要な静電容量は0.56ファラドである。一回の充電
で多数回吹かすのに必要なエネルギーを貯蔵しておきた
いなら、必要な静電容量はそれに比例して増加する。好
ましくは、加熱器110に放電する時定数が専ら加熱器の
抵抗とコンデンサーの静電容量によって決定されるよう
にする。そのためにはコンデンサーは非常に低い内部抵
抗を有するようにしなければならない。
本発明の最も好ましい実施態様の喫煙物品は図10の制
御回路32を有している。制御回路32は幾つかの機能を有
している。それはスイッチ127が入れられる毎に10個
（またはこれ以外の数）の加熱器110を次々に順次選択
するようになっている。また制御回路32は選択された加
熱器に所定の時間だけ電流を通すようになっている。こ
の時間はフレーバー発生媒体を燃焼させるには短いが一
吹かしに十分なフレーバーを放出させるのに十分長い。
また制御回路32はどの位喫煙物品が使用されたかまたは
残っているかを示すインジゲーター33を制御し、および
加熱器110の一つが作動していることを示すインジケー
ター34を制御する。更に、制御回路32は各加熱器の始動
後、所定の期間はスイッチ127が作動しないようにこれ
を締め出すようになっている。かくして加熱器110を続
け様に加熱しないようにし、電源121がコンデンサー90
を充電する時間を与える。
また、制御回路32はフレーバー発生媒体から放出され
る総微粒子物（TPM）の量を制御する。これはフレーバ
ー発生媒体を加熱する温度を制御することによって達成
される。総微粒子物の量は加熱時間、供給電力およびフ
レーバー発生媒体の量の関数である。例えば、約２ミリ
グラムのTPMは100ミリグラムのフレーバー発生媒体を12
0℃で300秒間加熱すると放出される。また約22ミリグラ
ムのTPMは同一量のフレーバー発生媒体を280℃で300秒
間加熱すると放出される。５ミリグラムのフレーバー発
生媒体を300℃で２秒間加熱すると約１ミリグラムのTPM
を放出する。このように、本発明の喫煙物品のTPM放出
量は、フレーバー発生媒体の量と加熱器110を設定し、
制御回路32でフレーバー発生媒体を加熱する温度と加熱
時間とを制御することによって制御することができる。
制御回路32を示す図10で、V+が付されたポイントは全
て電源121の陽極に接続され、そしてアースに接続され
たポイントは全て電源121の陰極に接続されている。
各加熱器110はV+に直接接続され、それぞれ電界効果
トランジスタ（FET）900を介してアースに接続される。
個々のFET900は標準4028型CMOS BCD十進法デコーダー9
01（ピン３、14、２、15、１、６、７、４によって）の
指令により作動する。デコーダー901はピン11によって4
047型CMOSタイマー902の補足出力ピン11に接続されてい
る。デコーダー901のピン11の出力はタイマー902のピン
10の出力が低いときには高い。デコーダー901の入力に1
001より大きいかまたは1001に等しいBCDコードが印加さ
れる場合、デコーダー901の出力は全て低いままであ
る。それ故、4024型CMOSカウンター903への正クロック
パルスの間だけデコーダー901は出力する。デコーダー9
01はカウンター903からの標準BCD4ビットコード入力を
１−of−10出力に復号する。デコーダー901のピン16は
供給電圧Ｖ＋に接続され、ピン８はアースに接続されて
いる。デコーダー901のピン10、13、12はカウンター903
からBCD入力を受け取る。
加熱器作動表示インジケーター33（発光ダイオード
（LED）または他のインジケーター）はADG508型マルチ
プレクサー904（マサチューセッツ州ノーウッドのアナ
ログデバイシズ（Analog Devices）製）のピン４、５、
６、７、12、11、10、９を介してV+に接続される。前記
インジケーター33は2KΩの電流制限抵抗器905を介して
アースに接続されている。マルチプレクサー904のピン
２、13、８はV+に接続されピン14、３はアースに接続さ
れている。マルチプレクサー904のピン１、16、15はカ
ウンター903からBCD入力を受け取る。マルチプレクサー
904の働きは、デコーダー901に似ていて、カウンター90
3から受け取ったBCD入力を復号して個々のインジケータ
ー33を選択しそこへV+が供給されるようにする。すなわ
ちマルチプレクサー904は加熱器110ではなくてLED33へ
選択的にV+を供給する。
カウンター903のピン14はV+に接続され、ピン８、７
はアースに接続され、ピン１はタイマー902から正クロ
ックパルスを受け取る。カウンター903はピン２におい
て正のパルスを受けると０に戻る。カウンター903のBCD
出力はピン12、11、９、６から出される。ピン１で受け
取るクロックパルスがプラスからアースに変化する毎
に、カウンター903は１カウント進む。カウンター903は
正クロックパルスを計数し、そしてその計数をBCDに変
換する。カウンター903のピン６からの出力はタイマー9
02のピン６に与えられる。
タイマー902は単安定構造であり、ピン４、８、14はV
+に接続されピン５、７、12、９はアースに接続されて
いる。負トリガーはピン６をプラスのままにしておき、
次いでピン６をアースに短く引っ張って達成し、タイミ
ングシーケンスを開始させる。トリガーされると、ピン
10、11の補足出力はしばらくの間変わる。この時間はピ
ン２、３間に連結されている抵抗器906の抵抗値Ｒ（好
ましくは2MΩ）とピン１、３間に連結されているコンデ
ンサー907の静電容量（好ましくは１μＦ）とに依存す
る。
吹かし始動器908はタイマー902のピン６の負トリガー
源である。吹かし始動器908はV+とアースに接続されて
いる。そしてこの始動器908は１つの出力を有する。こ
の出力はMOSFETスイッチ909のゲートに接続されてい
る。MOSFETスイッチ909のソースはカウンター903のピン
６に接続され、ドレーンはタイマー902のピン６に接続
されている。吹かし始動器908はシリコンベースの圧力
感知センサー（モデル 163PC01D36に類似する器具）、
または気体流変換器（熱線風速計のホイ−ストンブリッ
ジの半導体版）である。
抵抗器910は好ましくは1MΩの値を有し、抵抗器911、
912、913は好ましくは全て100KΩの値を有する。コンデ
ンサー914、915、916は好ましくは全て0.1μＦの値を有
する。
最初の一吹かしをする前に、喫煙者は制御回路のオン
オフスイッチ917（または類似の器具）を入れる。加熱
器作動表示インジケーターLED33のうち第１の加熱器110
に対するものが明るくなる。これに対応して、デコーダ
ー901で番号１の加熱器が選択され、そして点火を待
つ。カウンター903は計数を開始するためにリセットさ
れる。タイマー902のピン10での補足出力は低く（これ
はカウンター903のピン１に対するクロックである）、
ピン11での補足出力は高い（これはデコーダー901のピ
ン11によって加熱器が点火しないようにする）。喫煙者
が一吹かしすると、吹かし始動器908はタイマー902を始
動させる。RC時定数は抵抗器910およびコンデンサー914
によって定められ、所望の持続時間のパルスがタイマー
902のピン10、11での補足出力からの出力であるように
する。デコーダー901のピン11に接続されているタイマ
ー902のピン11からの出力が低くなり、第１の加熱器が
加熱される。タイマー902のピン10での出力はRCで定め
られた期間中高いままであり、次いで低くなりカウンタ
ー903を１カウント前に進ませる。ピン11の出力が高く
なり、加熱器への通電が中止される。カウンター903の
カウントは１つだけ前に進むので、マルチプレクサー90
4で点灯される加熱器作動表示インジケーターLEDも対応
して前に進み、そして順次点火されるべき次の加熱器が
デコーダー901によって選択されている。このサイクル
は最後の加熱器が加熱されるまで反復される。最後まで
反復された時点で、カウンター903のピン６の出力は高
くなり、タイマー902をトリガー不能にさせる。それ
で、制御回路を一旦切り再び入れるまで加熱器の点火シ
ーケンスは中止される。
図10で示される制御回路32では備えていないが、締め
出し機能（先に述べられたもの）を備えることができ
る。このような締め出し機能を有する回路の例は米国特
許出願番号第07/444818号に記載されている。
かくして、各吹かしでフレーバー含有物質を一定して
放出させるために制御された温度で作動し、フレーバー
発生媒体を過熱、燃焼させることなく、急速に作動温度
に達するに十分な熱を提供する加熱器を内蔵し、そして
慣用のシガレットの外観を有する電気的に加熱されるフ
レーバー発生物品が提供される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の喫煙物品の第１の実施態様の斜視図であ
り； 図２は図１の喫煙物品の分解斜視図であり； 図３は本発明の喫煙物品の第２の実施態様の斜視図であ
り； 図４は図３の喫煙物品の分解斜視図であり； 図５は本発明の喫煙物品の第３の実施態様の斜視図であ
り； 図６は図５の喫煙物品の分解斜視図であり； 図7A〜図7Kは本発明の喫煙物品に使用する加熱器の種々
の実施態様の斜視図であり； 図8A〜図8Cは本発明の喫煙物品に使用する更に別の加熱
器を説明するための斜視図、断面図、正面図であり； 図９は本発明の喫煙物品に使用する電源回路の概略図で
あり；そして 図10は本発明の喫煙物品に使用する制御回路の概略図で
ある。
フロントページの続き (72)発明者 バーナード・シー・ラロイ アメリカ合衆国ヴアージニア州23112、 リツチモンド、ベイリー、ブリツジ、ロ ード 12821 (72)発明者 デイ・ブルース・ロージイ・ジユニア アメリカ合衆国ヴアージニア州23221、 リツチモンド、パーク、アヴエニユー 3912 (72)発明者 コンスタンス・エイチ・モーガン アメリカ合衆国ヴアージニア州23112、 ミドロシアン、クウエイル、ヒル、コー ト 3508 (72)発明者 ユリシーズ・スミス アメリカ合衆国ヴアージニア州23113、 ミドロシアン、ピー、オー、ボツクス 1834 (72)発明者 エフ・マーフイ・スプリンケル・ジユニ ア アメリカ合衆国ヴアージニア州23060、 グレン、アレン、ボツクス 437、ルー ト ４ (72)発明者 フランシス・ブイ・ウツチユ アメリカ合衆国ヴアージニア州23113、 ミドロシアン、ロビアス、ロード 13000 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A24F 47/00

Claims (41)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸入可能なフレーバー含有物質を消費者に
    送出する物品（10）であって、その物品がフレーバー発
    生媒体（111、732、750、746、784）、前記フレーバー
    発生媒体を加熱する電気的加熱手段（110、70〜77;80、
    760、771;785;792）、および前記電気的加熱手段に電力
    を供給する電気的エネルギー源（121）を含むものにお
    いて；前記フレーバー発生媒体が複数の予め計量された
    フレーバー発生媒体の装填物を含むこと、前記電気的加
    熱手段が前記複数の装填物の各々を個々に加熱するこ
    と、および任意の１時期に、少なくとも一つではあるが
    全部ではない前記複数の装填物を燃焼温度より低いがフ
    レーバー発生物質を解放するに十分に高い温度に加熱す
    るために前記電気的加熱手段に前記電気的エネルギーを
    付与する制御手段（122、32）を備えており、各装填物
    が、加熱されたとき、前記消費者にフレーバー含有物質
    の予め定められた量を送出することを特徴とする物品。
  2. 【請求項２】前記フレーバー発生媒体がタバコを含み、
    そして該フレーバー発生媒体を加熱したときにタバコ成
    分を含むフレーバー含有物質が形成される請求項１記載
    の物品。
  3. 【請求項３】フレーバー発生媒体が加熱時にエーロゾル
    を形成するエーロゾル形成材料を含む請求項１または２
    記載の物品。
  4. 【請求項４】前記エーロゾル形成材料がグリセリンを含
    む請求項３記載の物品。
  5. 【請求項５】前記エーロゾル形成材料が水を含む請求項
    ３または４記載の物品。
  6. 【請求項６】前記フレーバー発生媒体（111）が粉砕タ
    バコおよび前記エーロゾル形成材料を含む乾燥スラリー
    である請求項２に従属する請求項３〜５のいずれか１項
    記載の物品。
  7. 【請求項７】フレーバー発生媒体がタバコ抽出物を含む
    請求項１乃至６のいずれか１項記載の物品。
  8. 【請求項８】フレーバー発生媒体がタバコの燃焼によっ
    て生成する煙の濃縮成分を含む請求項１乃至７のいずれ
    か１項記載の物品。
  9. 【請求項９】電気的加熱手段が前記フレーバー発生媒体
    と接触した抵抗加熱手段（110）を含む請求項１乃至８
    のいずれか１項記載の物品。
  10. 【請求項１０】フレーバー発生媒体の複数の装填物が基
    板（78、79）上に置かれており、そして電気的加熱手段
    が該基板と接触している請求項１乃至９のいずれか１項
    記載の物品。
  11. 【請求項１１】フレーバー発生媒体を網状物または基板
    （78、79）に接着する接着剤を含む請求項10記載の物
    品。
  12. 【請求項１２】接着剤がペクチンである請求項11記載の
    物品。
  13. 【請求項１３】ペクチンがカンキツ類のペクチンである
    請求項12記載の物品。
  14. 【請求項１４】フレーバー発生媒体が濃縮されており、
    それによって前記フレーバー含有物質を形成するために
    必要な電気的エネルギー量を減少させる請求項１乃至13
    のいずれか１項記載の物品。
  15. 【請求項１５】前記電気的加熱手段が前記複数の装填物
    に対応する複数の加熱要素（701、711、782、783、79
    2）を含む請求項10記載の物品。
  16. 【請求項１６】フレーバー発生媒体が選択された抵抗を
    有する電気伝導材料を含み、それによって電気的加熱手
    段がフレーバー発生媒体と一体になっている請求項１記
    載の物品。
  17. 【請求項１７】電気的加熱手段が電気的エネルギー源か
    ら電気伝導性のフレーバー発生媒体に電気的エネルギー
    を伝導する手段を含む請求項16記載の物品。
  18. 【請求項１８】前記電気的加熱手段が前記複数の装填物
    に対応する複数の前記伝導手段を含み、前記伝導手段の
    各々が前記装填物の各々に接触している、請求項17記載
    の物品。
  19. 【請求項１９】フレーバー発生媒体の複数の装填物が基
    板（78、79）上に置かれており；そして前記電気的加熱
    手段が前記複数の装填物に対応する複数の伝導手段を含
    み、該伝導手段の各々が前記装填物の各々に接触してい
    る、請求項18記載の物品。
  20. 【請求項２０】前記電気的加熱手段がグラファイトを含
    む請求項１記載の物品。
  21. 【請求項２１】前記グラファイトが他の形態の炭素と混
    合されている請求項20記載の物品。
  22. 【請求項２２】電気的加熱手段がグラファイトを接触さ
    せる電気的接触手段を更に含みそしてグラファイトが接
    触抵抗低下物質で被覆されている請求項20または21記載
    の物品。
  23. 【請求項２３】接触抵抗低下物質がタンタルを含む請求
    項22記載の物品。
  24. 【請求項２４】加熱手段が複数のＵ字形翼板（81）を含
    み、各翼板はそれらの非常に近い末端で底部によって相
    互に結合した長さの等しくない二つの脚を有しており、
    各翼板はお互いに隣接した長い方の脚で翼板を放射方向
    に向けるように長い方の脚の遠位末端で電気伝導軸部
    （82）に結合されており、その際底部は放射状に外側に
    延びており、そして短い方の脚は長い方の脚と平行に延
    びているが長い方の脚から外側に放射状に空間をおいて
    配置されており、そしてその際翼板はフレーバー発生媒
    体で被覆されておりそしてフレーバー発生媒体の個々の
    装填物は電気的エネルギー源から軸部および各脚に電力
    を付与することによって加熱される請求項20記載の物
    品。
  25. 【請求項２５】電気的エネルギー源がコンデンサー（9
    0）およびコンデンサー充電手段（93）を含む請求項１
    乃至24のいずれか１項記載の物品。
  26. 【請求項２６】コンデンサー（90）がフレーバー発生媒
    体の前記装填物の少なくとも一つを加熱するエネルギー
    を貯蔵するのに十分な静電容量を有する請求項25記載の
    物品。
  27. 【請求項２７】静電容量がフレーバー発生媒体の前記複
    数の装填物の全てを加熱するためのエネルギーを貯蔵す
    るのに十分である請求項26記載の物品。
  28. 【請求項２８】制御手段が、前記予め計量されたフレー
    バー発生媒体の装填物の一つを選択する手段および消費
    者が上記物品で一吹かしするときに選択した装填物を加
    熱するために加熱手段に電気的エネルギーのパルスを付
    与するパルス付与手段を含む請求項１乃至27のいずれか
    １項記載の物品。
  29. 【請求項２９】選択手段が自動的でありそして各装填物
    を順次選択する請求項28記載の物品。
  30. 【請求項３０】制御手段がどの装填物が選択されている
    かを指示するための順次指示手段を更に含む請求項28ま
    たは29記載の物品。
  31. 【請求項３１】パルス付与手段は予め決定された持続時
    間のパルスを付与する請求項28または30記載の物品。
  32. 【請求項３２】制御手段が、パルスが付与されていると
    きパルスが付与されていることを示す手段を更に含む請
    求項31記載の物品。
  33. 【請求項３３】パルス付与手段が始動手段を有し、それ
    によって消費者による前記始動手段の操作がパルスの付
    与を生じさせる請求項31または32記載の物品。
  34. 【請求項３４】制御手段は始動手段の操作後の予め定め
    た締め出し期間中、始動手段を始動不能にするための締
    め出し手段を更に含む請求項33記載の物品。
  35. 【請求項３５】前記始動手段は、消費者が物品を吸引す
    るときに作動されるスイッチ（53）を含む請求項33また
    は34記載の物品。
  36. 【請求項３６】スイッチが圧力感知センサーで作動され
    る請求項35記載の物品。
  37. 【請求項３７】スイッチが流れ感知センサーで作動され
    る請求項35記載の物品。
  38. 【請求項３８】制御手段が、約100℃から約600℃までの
    温度にフレーバー発生媒体の各装填物を加熱手段をして
    加熱させる請求項１乃至37のいずれか１項記載の物品。
  39. 【請求項３９】制御手段が、約300℃から約400℃までの
    温度にフレーバー発生媒体の各装填物を加熱手段をして
    加熱させる請求項38記載の物品。
  40. 【請求項４０】制御手段が、約0.1秒から約４秒までの
    期間中フレーバー発生媒体の各装填物を加熱手段をして
    加熱させる請求項１乃至39のいずれか１項記載の物品。
  41. 【請求項４１】制御手段が、約0.8秒から約1.2秒までの
    期間中フレーバー発生媒体の各装填物を加熱手段をして
    加熱させる請求項40記載の物品。
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