JP5198559B2 - 喫煙デバイス、充電手段及びそれを使用する方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝統的な喫煙の負の効果を減少させるために使用される代替喫煙デバイスに関する。

数十年にわたって技術は発展して来ているにも拘わらず、タバコ産業は低タール及び超低タールシガレットのような喫煙の負のインパクトを低減させる方向へやっと重要なステップを踏み出したばかりである。しかしながら、数十年前にフィルタを導入して以降シガレットその他のタバコ製品の製造には何らの顕著な改善も見られていない。現在まで、いわゆる副流煙吸引の負の効果を顕著に減少させる代替喫煙製品は商業的に成功していない。この副作用を減少させる幾つかの試みはなされて来たが、顕著な結果は得られていない。

人々の間に健康に対する自覚が高まり、喫煙が許容されない領域に関する制約が次第に過酷になるにつれて、喫煙の代替手段が要望されている。

従来、代替喫煙による解決法を得る試みが幾つか提唱されて来た。これらのデバイスの幾つかはそれらのサイズや、それらが普通のシガレットに殆ど似ていないという理由で、また他のデバイスは使用上不便であること、使途が広くないこと、及びユニット当たりの価格が高いことのために、もしくはある場合には、単に不味いという理由から、実行可能な解決法を提供するには至らなかった。先行デバイスに共通する問題は、それらが使用者（消費者）によるデバイスの吸引／吸込を検出するための圧力センサを使用していることから、それらが風、気圧の振動または変化の効果を濾過排除することができないことのように思われる。このため、これらのデバイスは、デバイスが実際に吸引／吸込されていない場合でさえも、即ち、薬品の放出が要求されていないにも拘わらず、空気及び薬品を加熱するためにかなりな量のエネルギを浪費する。別の未解決の問題は、それらが薬品を所定のレート及び濃度で精密に放出できないことのように思われる。

従って、本発明の目的は、喫煙の代替手段を提供することである。この代替手段は、副流煙吸引及び灰等、喫煙の負の副作用を大幅に減少させ、また喫煙者自身の直接的な負の効果をも大きく低減させる（つまり、普通のシガレットに点火して喫煙する場合のように極めて大量の毒素に曝されることがない）。同時に、普通のシガレットを喫煙するのと極めて類似した効果を使用者に与える。これらの類似性は、喫煙代替手段のサイズ、外観、触感のような感触が関係しているだけではなく、吸い込んだ空気の類似した味わい、温度、及び容積のような与えられる感覚にも関係している。本発明の別の目的は、普通のシガレットを数ヶ月使用するのと同程度の比較的安価であり、使途が広い、即ちたとえどのような極端な条件の下にあっても、全ての環境条件において使用可能である代替喫煙デバイスを提供することである。本発明のさらなる目的は、使用者から要求された時だけ、保存しているエネルギ及び薬品を放出することによって、それらを効率的に使用する喫煙デバイスを提供することである。

本発明は、無煙喫煙デバイス及び関連補助デバイスに関する。これらのデバイスは、喫煙者自体には普通のシガレットを喫煙しているのと極めて類似した喫煙効果を与えながら、喫煙に起因する煙を単に減少させるのではなく完全に排除する、従って副流煙及び不快な灰の効果を排除し、また喫煙の直接的な負の効果を大幅に減少させる。本発明による喫煙デバイスは、何等かの物質を実際に燃焼させるのではなく、薬品を揮発状態にすることによって喫煙デバイスの薬品（例えば、ニコチンであることができる）を消費する方法を提供することによって上記目的を達成する。同時に、本発明の喫煙デバイスは、全ての環境条件内で使用することを可能にし、気圧変化、大きい風及び温度変化によって影響されなくする電子要素を含む。スマートエレクトロニクスは、充電と充電との間の喫煙デバイスの寿命を長くする。本発明のデバイスは、薬品を所定のレート及び濃度で放出するために特別に設計された投与手段を使用することができる。

本発明の長所は、本発明の目的から直ちに理解することができよう。本喫煙デバイスを使用しても煙が出ないので喫煙しない人々にも広く受け入れられ、従って、伝統的な手段での喫煙が禁じられている領域内においてさえ喫煙者がこれらの喫煙デバイスを使用することが許される。これは、幾つかの国においては現在喫煙場所（ある場合には、喫煙領域は小さく不快なところに位置し、そして遠く離れていたりする）を探すのに大きい努力を払わなければならない喫煙者の満足度及び快適さを増加させる。多くの場合喫煙しない人々は、彼等が喫煙者と一緒にいる時に副流煙の不快な、そして不健康な効果を受けなければならない場合が多いので、喫煙しない人々に対する長所も大きい関心事である。

本発明の別の長所は、喫煙者自身が吸い込む毒素を減少させることである。全ての含有毒素と一緒に普通のシガレットを燃焼させるのを、加熱された清浄な空気と置換することによって本発明の喫煙デバイスは、喫煙者が吸い込む毒素の量を、喫煙者の満足が得られるのに実際に必要な量まで減少させる。これらは通常は、フレーバー及び香りと混合して減少させたニコチンの量に制限される。燃焼を排除したことによる他の直接的な正の効果は、灰が発生することがないので時代遅れの灰皿を使用することがなく、また、より綺麗な喫煙動作にも貢献することである。別の正の副作用は、不注意な処理によって出火する危険性を完全に排除することである。

喫煙デバイスの使用方法に依存して、さらなる長所を得ることができる。例えば、含まれるニコチンの量を徐々に減少させることも、または喫煙デバイス内にある医薬品を使用することによって禁煙を促進することもできる。

本発明のさらなる特徴及び長所は、以下の添付図面に基づく詳細な説明から明白になるであろう。

本発明による喫煙デバイスの斜視図である。 本発明による喫煙デバイスの幾つかの部分を分離して示す斜視図である。 本発明による喫煙デバイスの幾つかの内部部品を示すために、第２ハウジング部分を除いて示す喫煙デバイスの斜視図である。 含まれている本発明による制御エレクトロニクス及び要素の第１の図である。 含まれている本発明による制御エレクトロニクス及び要素の第２の図である。 本発明による喫煙デバイスの第１デバイスの端面図である。 本発明による第１デバイスの第２ハウジング部分の斜視図である。 本発明による第１デバイス及び第２デバイスを示す分解図である。 本発明による第２デバイスの概要図である。 本発明による第２デバイスのある面の概要図である 本発明によるインタフェースの詳細を示す図である。 本発明によるインタフェースの変形の詳細を示す図である。 本発明による充電手段のシースルー斜視図である。 本発明による充電手段の側面図である。 本発明による充電手段の前面図である。 本発明による制御エレクトロニクスの回路図である。

本発明の基本的アイデアは、如何なる物質をも実際に燃焼させることなく、例えばニコチンを含むことができる薬品３３（図示していない）で満たされた／強化された空気を吸い込むことを可能にする喫煙デバイス１０を提供することである。この効果は、薬品３３を放出することができる程度まで空気流を加熱可能な加熱デバイス２２を使用する本発明による喫煙デバイス１０によって達成される。

以下に本発明の原理を、図１Ａ乃至１Ｌに示す第１の実施の形態に関連して説明する。

図１Ａは、喫煙デバイス１０を示している。喫煙デバイス１０は、２つの主部分、即ち、喫煙デバイス１０を普通に使用する場合に互いに接続される第１デバイス２０及び第２デバイス３０を有している。喫煙デバイス１０のこれらの２つの主部分２０及び３０は、インタフェース２７によって接続可能である。

図１Ｂは、喫煙デバイス１０の２つの主部分２０、３０の詳細を示すために、これらの主部分を分離して示す図である。第１デバイス２０は、新鮮な空気をデバイス２０内に取り入れるための第１空気入口２５と、空気を第１デバイス２０から排出させるための第１空気出口２６とを含んでいる。第２デバイス３０は、第１空気出口２６から生じた空気流を受けるための第２空気入口３５と、空気を第２デバイス３０から排出させるための第２空気出口３６とを含んでいる。第２デバイス３０から出て行く空気が、喫煙デバイス１０の使用者が吸引／吸込する空気である。第１空気出口２６から生じた空気を第２空気入口３５へ伝達するのは、第１空気出口２６と第２空気入口３５とを気密を保って接続できるように特別に設計されたインタフェース２７によって達成される。図１Ｂに示す実施の形態では、第１空気入口２５は第１デバイス２０の第２ハウジング部分２０．２に沿って位置決めされている。第１デバイス２０には凹部を設けてあるか、または別の実施の形態では、第２ハウジング部分２０．２を空気が通り抜ける多孔質材料で製造する。これらは図１Ａ乃至１Ｃに示す第１空気入口２５の代替形状である。

更に別の実施の形態では、第２ハウジング部分２０．２は空気が通り抜けできるように穿孔されており、従ってこれらの穿孔が第１空気入口２５のように働く。これらの穿孔の直径は、数ミリメートルからそれらが裸眼では見えない程の大きさまで変化させることができる。

第１空気入口２５の別の実施の形態は、図１Ｆを参照して後述する。

図１Ｃは、喫煙デバイス１０を斜視図で示しており、本発明の第１の実施の形態による第１デバイスの幾つかの内部部品を示すために第１デバイス２０の外部をカバーしている第２ハウジング部分２０．２（図１Ｇ参照）を取り外してある。本実施の形態に含まれるこれらの内部部品は、電気エネルギを蓄積／放出するための蓄電池２１、抵抗性コイルのような加熱デバイス２２、充電インタフェース２８、及び制御エレクトロニクス２３を含む。

好ましい実施の形態では、蓄電池２１は特別設計の軽量、大容量200ｍＡｈ、3.7Ｖ再充電可能な電池であり、制御エレクトロニクス２３に給電するのに十分なエネルギと、デバイス２２を加熱するのに要求されるエネルギとを放出することができる。本発明の別の実施の形態では、この蓄電池２１は、新しい蓄電池と、または上述した再充電可能な電池と容易に交換することができる使い捨て電池であることもできる。

本発明の別の実施の形態では、第１デバイス２０は、蓄電池２１が現在何回吸引（吸入）分を供給できるか、または／及び、第２デバイス３０内の薬品３３の吸引回数が十分であることを、喫煙デバイス１０のユーザに指示する指示要素を含む。

図示した本発明の実施の形態では、加熱デバイス２２は通過する空気流を、第２デバイス３０内に存在する薬品３３を放出させ得る温度レベルまで加熱することができる十分な熱を発生可能なＣr20Ｎi80製の抵抗性コイルである。他の抵抗性材料を使用することも可能である。これらの温度レベルは、選択した薬品３３に依存して変化させることができる。ニコチン薬品の場合の空気流の典型的な温度は、150°Ｃ乃至200°Ｃである。本発明の好ましい実施の形態では、この温度は、加熱コイル２２から吸い口の端までの空気流及び温度降下を考慮に入れて限定（例えば、プログラミングによって）される。何れにしても、ユーザの口における温度が、その使用者が常用している普通のシガレットの温度を越えるべきではない。好ましい実施の形態においては、使用者の口における温度が35°Ｃ−40°Ｃを越えることはない。この実施の形態では、加熱デバイス２２を構成している抵抗性コイルは、低減させた電気エネルギを印加することによってあるレベルまで予熱され、センサデバイス２４が空気流を検出すると蓄電池２１の全電気エネルギが供給されて500°Ｃまで、1000°Ｃまで、または1200°Ｃまでも（実際の温度は本発明の実施の形態に依存する）完全加熱される。通常、この加熱期間は約５秒である。

図１Ｃ及び１Ｄ及び１Ｅはそれぞれ、本発明による制御エレクトロニクス２３及びそれに含まれる要素を示している。使用するために第１デバイス２０を組立てる時に、これらの図面に示されている制御エレクトロニクス２３は第２ハウジング部分２０．２によってカバーされる。本発明のこの実施の形態では、制御エレクトロニクス２３を構成している要素は回路基板上にレイアウトすることが好ましい。

他の電気及び電子要素の他に、回路基板はプロセッサ２３．１を含む。このプロセッサ２３．１は、喫煙デバイス１０を動作させるのに必要な全ての機能を達成するように特別にセットアップされたフィールドプログラマブルグリッドアレイ（ＦＰＧＡ）であることが好ましい。これらの機能とは、
＊センサデバイス２４から受信した信号の電子的濾波（後述）、
＊加熱デバイス２２の温度、従って空気チャネル２９を通過する空気流の温度の制御。空気チャネル２９に関しては図１Ｈを参照して後述する。前記温度制御は、空気流が薬品３３を溶解させるのに十分に熱いが、第２デバイス３０の第２空気出口３６に存在する空気が使用者の唇を火傷させることがないように熱過ぎないようにするために、温度変化スキームに従って行われる。
＊蓄電池２１が保持することができる限定されたエネルギを適切に管理するために、蓄電池２１のエネルギ保存の監視。

上述した温度制御は極めて精密であり、好ましい実施の形態ではプログラム可能な制御スキームで行われる。製造時に、またはその後の何れかに、制御エレクトロニクス２３のプロセッサ２３．１をプログラムして蓄電池２１の寿命、特定の薬品３３の放出、従って喫煙デバイス１０全体の動作を最適化する特別にカストマイズされた温度変化スキームを適用することができる。温度制御は外界温度をも考慮に入れてなされる。それは、外界温度の変化が喫煙デバイス１０に到来する空気の温度に直接的な影響を与えるからであり、つまり、薬品３３を溶解できるように空気流を十分に加熱するためには、外界温度が低い程、より多くのエネルギを加熱デバイス２２へ供給しなければならないからである。

前記温度制御は、プロセッサ２３．１及び温度センサによって遂行される。好ましい実施の形態では、温度センサとしてプロセッサ２３．１内に組込まれた温度センサが使用される。これは、殆どの市販のプロセッサには、設計によって温度センサが既に組込まれているからである。これにより付加的な温度センサを設置する必要性が排除されるので、制御エレクトロニクス２３を収容する回路基板上にかなりの量の空間が確保される。しかしながら、本発明の別の実施の形態は、プロセッサ２３．１内に組込まれていないセンサ、即ち回路基板上に好ましく配置された分離した温度センサを使用する。

上述したプログラム可能な温度変化スキームは、薬品３３の選択に関する限り、喫煙デバイス１０に大きい柔軟性を与える。これにより、各々が異なる溶解温度を有する極めて広範な薬品３３を使用することが可能になる。また、温度変化スキームを使用することによって、使用者へ放出される薬品３３の量を時間的に変化させることができる。この変化は、普通のシガレットの場合に炎が徐々に使用者に接近することを原因とする普通のシガレットが放出するタバコ、ニコチン、その他の香りの変化を類似させる。

本発明の好ましい実施の形態では、センサデバイス２４は特別に適合させたマイクロホンである。最も好ましいのは、恒久的に帯電した材料を使用することによって電源を不要にするエレクトレットマイクロホンである。電源が不要であることは、喫煙デバイス１０の極端なサイズ、重量、従ってエネルギを確保する制約の観点から特に有利である。これらのマイクロホンの最も重要な部品は、恒久的な静電荷を有する安定な誘電材料であるエレクトレットである。エレクトレットマイクロホンを使用することの主たる長所は、低価格、小さいサイズ、及び殆ど０のエネルギ要求である。

このセンサデバイス２４の主目的は、第１デバイス２０を通る空気流を検出して制御エレクトロニクス２３へ信号を供給することである。制御エレクトロニクス２３自体は、前述した温度レベルに到達させるために、蓄電池２１にその全電気エネルギを加熱デバイス２２へ放出させる。

以下に使用する“吸引／吸込検出”とは、使用者が喫煙デバイス１０を吸う、または喫煙デバイス１０を使って吸引／吸込する瞬間の精密な検出のことである。この吸引／吸込とは、普通のシガレットの吸引／吸込に類似する吸引／吸込に使用することを意図しているので、喫煙デバイス１０の使用者による意図的な吸引のことだけをいう。吸引／吸込検出は、風、急激な圧力変化等による喫煙デバイス内の他の空気流の検出のことではない（これらのことは、以下にノイズ、または偽検出と言う）。

加熱デバイス２２に給電する時間を最小にし、従ってそのエネルギ消費を大幅に減少させるためには、精密な吸引／吸込検出が不可欠である。吸引／吸込検出中の主たる関心事は、ノイズ、即ちエネルギの浪費に連なる偽信号の検出を濾波して除去する必要があることである。

本発明によれば、濾波には３つの主アプローチが存在する。
＊好ましい実施の形態では、シガレット使用者の吸引／吸込によって発生する振動の周波数に対応する狭い周波数レスポンスを有するようにするために、エレクトレットマイクロホンが特別に仕立てられている。通常、この周波数範囲は、殆どの環境ノイズが５Ｈｚより上であるので、偽検出の可能性を排除するのに十分に低い範囲である５Ｈｚ以下に位置している。センサデバイス２４の振動要素の機械的特性が周波数レスポンスを狭めるように調整されているので、この解決法を以下に機械的濾波と呼ぶ。これは、マイクロホンの振動要素をより堅い材料で作るか、または高めの周波数振動を排除する付加的な制動を与えることによって行うことができる。
＊別のアプローチは、普通のバンドパスフィルタのような選択された周波数範囲を濾波して除去する受動的な電気フィルタを使用することである。この場合、受動電気フィルタの電気要素を適切に選択することによって、周波数範囲が５Ｈｚ前後に調整される。最も基本的な実施の形態では、この受動電気フィルタはＲＬＣ回路として広く知られているフィルタである。
＊制御エレクトロニクス２３が複雑且つ十分にパワフルなプロセッサ２３．１を含むような本発明の別の実施の形態では、前記プロセッサ２３．１内に能動的な電子的信号濾波が実現されている。この場合、センサデバイス２４の周囲の全ての振動を表す未濾波信号がプロセッサ２３．１へ伝送され、プロセッサ２３．１はこの信号を電子的に濾波して吸引／吸込及び喫煙デバイス１０上の吸引／吸込を検出し、全てのノイズを無視する。能動電子濾波は、受動的な機械または電気フィルタよりも複雑にプログラムすることができるから、濾波の精度、従って吸引／吸込検出の精度を向上させることができる。プロセッサ２３．１内に実現されるこれらの能動電子フィルタの基本的な濾波も５Ｈｚ前後のバンドパスフィルタであるが、ノイズを排除し、吸引／吸込検出の精度を向上させるための付加的な高度な濾波が遂行される。

吸引／吸込検出のために、センサデバイス２４としてマイクロホンを使用する別の理由に注目すべきである。圧力センサを使用する代替解決法は、重大な欠陥を有している。圧力センサの使用が好まれない最も重要な理由は、風または高度差がこのセンサをオフセットするので、センサがノイズをピックアップし、プロセッサ２３．１に偽信号を供給するようになる。これらの偽信号は、使用者による喫煙デバイス１０での吸引／吸込には実際に関係しておらず、環境要因によるものである。圧力センサを吸引／吸込検出のために使用されるセンサデバイス２４として使用できるようにするために、喫煙デバイス１０及び、特に、制御エレクトロニクス２３をこれらの予測不能な環境要因に不断に適応させるには、複雑なエレクトロニクスと、蓄電池２１からの漏洩をもたらす一定のエネルギピックアップを必要とする。

図１Ｆは、第１デバイス２０の端面図であって、充電インタフェース２８のさらなる細部を示している。充電インタフェース２８は、第１接点２８．１及び第２接点２８．２を含み、これらは電池カバー２１．１によって電気的に絶縁されている。第１接点２８．１及び第２接点２８．２は、後述する充電手段４０によって蓄電池２１を充電することができるように設けられている。図示の実施の形態ではこれらの接点２８．１、２８．２は２つの同心円に配列されているが、異なる実施の形態ではこれらの接点は異なる形態で、例えば電気的に絶縁された隣接する２つの半円に配列することができる。さらなる実施の形態では、充電インタフェース２８は、例えばモバイルホンまたはミニＵＳＢポートの充電器のような標準充電デバイス４０に接続可能な標準化されたインタフェースである。

図１Ｆに示す実施の形態では、電池カバー２１．１には第１空気入口２５として働く凹部２５．１−２５．４が設けられている。異なる実施の形態では、この第１空気入口２５は第１デバイス２０の第２ハウジング部分２０．２に沿って位置決めすることができる。これらの場合、第１デバイス２０に凹部を設けることも、または、更に別の実施の形態では、第２ハウジング部分２０．２を多孔質材料で作って空気を通すことができるようにし、それが図１Ａ乃至１Ｃに示す第１空気入口２５の代替形状になる。

更に別の実施の形態では、第２ハウジング部分２０．２は穿孔されていて空気が通過できるようにしてあり、これらの穿孔が第１空気入口２５として働く。これらの穿孔の直径は、数ミリメートルから、それらが裸眼では見えない程の大きさまで変化させることができる。

図１Ｇは、第１デバイス２０の長さの殆どを、または全てをカバーするように設計されている第２ハウジング部分２０．２を示している。この第２ハウジング部分２０．２は、普通のシガレットのタバコ部分を保持している巻き紙（通常は白）に可能な限り類似させるように特別な注意が払われている。これは、例えば、長さ、直径Ｄ１、触感、及び色について類似させているのである。

図１Ｈは、第１ハウジング部分２０．１及び第２デバイス３０を示している。第１ハウジング部分２０．１は、加熱デバイス２２（図１Ｈには図示してない）と同じ第１デバイス２０の端に位置している。加熱デバイス２２から放出される熱に耐え、熱を絶縁するために、この第１ハウジング部分２０．１は例えばセラミックのような耐熱及び熱絶縁材料で作ることが好ましい。好ましい実施の形態では、第１ハウジング部分２０．１は、第１デバイス２０と第２デバイス３０との間を気密接続できるようにするために、インタフェース２７を受け入れることができるように設計されている。第１ハウジング部分２０．１は第１デバイス２０の先端に位置しているので、第１空気出口２６を含むことが好ましい。第１空気出口２６から流出する空気が加熱デバイス２２によって加熱される空気であることから、これは好ましいことである。必然的に、第１ハウジング部分２０．１を好ましく構成する材料には、耐熱性、熱絶縁性の材料を使用することになる。図１Ｈには、加熱デバイス２２を通る、及び／またはそれを巡る、及び／またはそれに沿う空気流を案内するように設計された空気チャネル２９も図示されている。

本発明の別の実施の形態では、第１ハウジング部分２０．１は、分離した独立部分であってインタフェース２７を含み、また薬品３３を有するコンテナ３２を収納することもできる。

図１Ｈには、インタフェース２７が第１空気出口２６と第２空気入口３５とを接続する技法を示すために、第２デバイス３０も第１ハウジング部分２０．１に関係付けて図示されている。第２デバイス３０の第２空気出口３６は、ある用量の溶解した薬品３３を含む加熱された空気が喫煙デバイス１０から流出する場所である。本発明の好ましい実施の形態を使用する場合、第２デバイス３０の少なくとも一部分を使用者の口で保持し、少なくとも第２空気出口３６を使用者の口の中に入れた時に、前記第２空気出口３６から流出する空気を容易に吸引できることが考えられる。第２デバイス３０を設計する際に、前記第２デバイスを普通のシガレットの端（通常はフィルタ）部分に可能な限り類似させるように特別な注意が払われている。これは、例えば、長さ、直径Ｄ１、触感、及び色について類似させているのである。たとえこの第２デバイス３０が普通のシガレットのフィルタ部分に類似しているとしても、それは必ずしも濾過デバイスではない。何故ならば、流れる空気が純粋な溶解薬品３３だけを含み、普通のシガレットの空気流内に見出されるタールのような他の“第２化合物”は含まず、従って喫煙デバイス１０における空気流の濾過を無用にしているからである。第２デバイス３０内の薬品３３は所望の成分だけを含み、付加的な化学薬品は溶解されていないので、空気の濾過は不要なのである。好ましい実施の形態では、濾過デバイスは限定された保持特性を有するウェルを有する保持手段として働く。

第２デバイス３０を設計する上での別の制約は、低価格及び使い捨て可能性である。この第２の使い捨て制約は、第２デバイス３０が必ずしも再使用可能ではない、即ち、恐らくそれは大量に生産されるであろうから、環境的に大きい関心事である。

喫煙デバイス１０の使用効果を、普通のシガレットを喫煙する効果により一層近づけるようにするために、第１空気入口２５、第２空気入口３５の両者、及び第１空気出口２６、第２空気出口３６の両者は空気チャネル２９と一緒になって、吸引／吸込当たり標準的な容積を使用者へ通過させることができるように設計される。

図１Ｋ及び１Ｌは、第１デバイス２０の第１ハウジング部分２０．１と第２デバイス３０とを気密接続するインタフェース２７の変形を示している。

図１Ｋに示すように、第１デバイス２０と第２デバイス３０とを接続しているインタフェース２７は、互いに嵌め込まれる１対の相互接続管状区分であることができる。第１デバイス２０は、第１デバイス２０全体の外径Ｄ１よりも小さい直径を有する管状延長部２７．１を有している。この管状延長部２７．１は、第２デバイス３０内の対応管状カット内に嵌め込まれる。両者を押しつけると管状延長部２７．１が管状カット２７．２内に挿入され、気密インタフェース２７を形成する。本発明の別の実施の形態では、管状延長部２７．１が第２デバイス３０の一部であり、管状カットが第１デバイス２０の一部である。この別の実施の形態では、第１ハウジング部分２０．１も第２デバイス３０の一部であることができる。

更に別の実施の形態では、インタフェース２７は分離した独立部品であり、第１デバイス２０の第１空気出口２６と第２デバイス３０の第２空気入口３５との間に接続される。この実施の形態では、インタフェース２７は第１ハウジング部分２０及び薬品３３を有するコンテナ３２をも含む。

図１Ｌはインタフェース２７の別の実施の形態を示しており、第１空気出口２６及び第２空気入口３５の両者が平らな外面を有しており、それらは単に押しつけるだけで結合される。気密インタフェース２７を達成するために、第１デバイス２０上に付加的なシールリング２７．３が設けられている。このシールリング２７．３は、第２デバイス３０上の対応するねじ２７．４にねじ込むことも、または第２デバイス３０の端上に縦方向に引き込むこともできる。

もし必要ならば、上述したインタフェース２７のどの変形にも種々のシーラント材料を使用することができる。これらは、例えば、インタフェース２７を構成している種々の表面上のコーティングの形状であることができる。

薬品３３は図示されていないが、第２デバイス３０内に収容されている。この薬品３３は、いろいろな物質からなることができる。第１の実施の形態では、薬品３３は、フレーバー及び香りと混合したニコチンからなる（多分、タバコの味を有する）。本発明によれば第２デバイス３０は、薬品３３の異なる組成で作られる。これは、本発明に多くの極めて有用な応用をもたらす。例えば、ある人がニコチン常用から脱け出そうとするのを援助する目的で、各片のニコチンの量を少しずつ減らした使い捨て第２デバイス３０を大きいロットにパッケージすることができる。別の実施の形態では、異なるブランド及び型のシガレットに類似させるために、幾つかのフレーバー及び香りを薬品３３に付加することができる。更に別の実施の形態では、薬品３３は、加熱された空気の流れによって溶解可能な幾つかの医薬品を含む。例えば、これらの医薬品は、ぜんそくを治療するためのものであることができる。この実施の形態では、薬品３３はタバコのフレーバーを含まないが、温かい、または熱い蒸気の形状で経口投与された時に人体によって良好に受け入れられることが検証されている医薬品である。

第２デバイスに前記薬品を供給し、前記薬品３３を放出させるには幾つかの可能な手段が考えられる。
＊第１の実施の形態では、薬品３３はコンテナ３２内に密封され、図１Ｉに示すように第２デバイス３０の対応コンテナ区分３１内に配置される。図１Ｊに示すように、コンテナ３２は薄いカバー層３８を有し、このカバー層３８は第１デバイス２０にオプションとして設けてある突刺し手段３４によって穿孔される。この突刺し手段３４は第１デバイス２０に取付けることができ、インタフェース２７を介して第２デバイス３０を接続した時に薄いカバー層３８を穿孔し、第２デバイス３０を通って流れる空気流に薬品３３を曝すのを容易にすることができる。
＊別の実施の形態では、第２デバイス３０は、薬品３３を含浸させることができる含浸可能な材料からなり、薬品３３は第２デバイス３０を通って流れる空気流によって前記材料から溶解可能になるようにしてある。この実施の形態では、オプションとしての突刺し手段３４は最早不要であるが、第２デバイス３０は製造時に密封パッケージングにパッケージして薬品３３が不要な空気流に曝されるのを防ぐようにする。この密封パッケージングは、第２デバイス３０を使用する前に取り除かなければならない。
＊更に別の実施の形態では、薬品３３は極めて薄いコンテナ３２内に閉じ込められており、このコンテナ３２は、第２デバイス３０を通って流れる加熱された空気によって溶解可能な材料で作られている。コンテナ３２の材料を選択する時に特別な注意を払う必要があり、この場合の２つの主な要求は、融解温度が低いことと、同時に、融解中に毒性蒸気を放出しないことである。本発明の別の実施の形態では、前述した温度変化スキームがプログラムされている。即ち、第２デバイス３０と第１デバイス２０とを接続する時に、加熱デバイス２２に短い高エネルギパルスを供給すると、加熱デバイス２２はそれに反応して薄いコンテナ３２を融解させることができる強い熱パルスを放出するようになっている。この瞬時熱パルスは、使用者が喫煙デバイスを口にくわえる前に、喫煙デバイスの第１デバイス２０を第２デバイス３０に接続することによってコンテナ３２の融解が開始される直前に供給されるので、そのようにしなければ熱パルスによって生じ得る火傷、またはコンテナの融解による毒性化合物への曝露が回避される。
＊喫煙デバイス１０の別の実施の形態では、薬品３３はインタフェース２７内のコンテナ３２内に閉じ込められている。この実施の形態では、インタフェース２７は、第１デバイス２０の第１空気出口２６と第２デバイス３０の第２空気入口３５との間に接続されている分離した独立部品である。

第２デバイス３０に前記薬品３３を供給し、前記薬品３３を放出させるための上述した手段を「投与」手段３７と呼ぶ。

図２は、喫煙デバイス１０と共に使用することを意図する充電手段４０を示している。図示の好ましい実施の形態では、充電手段４０は喫煙デバイス１０のための貯蔵デバイスとしても働く。この理由から、図示の充電手段４０はハウジング４９内に位置しているのである。

図示した充電手段４０に不可欠な要素は、前記喫煙デバイス１０の少なくとも一部分を受入れるベイ４１と、前記ベイ４１内に、またはベイ４１に配列され、蓄電池４２と喫煙デバイス１０の充電デバイス２８の対応接点２８．１、２８．２との間に電気接触を確立することができる充電器接点４３とを含む。

ベイ４１は、喫煙デバイス１０の少なくとも充電インタフェース２８を有する方の端を収容できるように設計されている。図２に示す好ましい実施の形態では、ベイ４１は喫煙デバイス１０の第１デバイス２０全体を受入れることができる。この特色によって充電デバイス４０は、喫煙デバイス１０を充電中に、または単に使用しない間喫煙デバイス１０を保護し、貯蔵する目的のために、貯蔵デバイスとして使用することが可能になる。別の実施の形態では、ベイ４１は交換可能であり、適切な充電器接点４３を有する適切なベイ４１を取付けることによって、幾つかの型及びサイズの喫煙デバイス１０に使用できるようになっている。

大容量蓄電池４２（喫煙デバイス１０の蓄電池２１と混同しないように注意）は、喫煙デバイス１０がベイ４１内に存在している間に、小容量の蓄電池２１を数回充電するのに十分な電気エネルギを蓄積する役割を有している。好ましい実施の形態では、この蓄電池４２は、7.4Ｖ、400ｍＡｈ電池である。このレイアウトによって喫煙デバイス１０は、喫煙デバイス１０の蓄電池２１を充電するために電気コンセントその他の電源の近くに置く必要がなくなる。充電手段４０のこの特色は、喫煙デバイス１０に高度の自律性を与え、それによって使用者に、彼の自由になる普通のシガレットの包装を持っているのと似た効果を与える。普通のシガレットの包装と同様に、使用者は充電手段４０のカバー４６を開き、喫煙デバイス１０を取出し、普通のシガレットで許されるのとほぼ同じ吸引数の喫煙を行う。喫煙後、使用者が喫煙デバイス１０を充電手段４０内へ戻すと喫煙デバイス１０は必要になった時の新たな喫煙のために充電することができ、空の／薬品の無くなった第２デバイス３０を処分するか、または第２デバイス３０に薬品３３を再充填する。

本発明では、喫煙の動作とは、通常は複数の吸引によって煙が発生すること、シガレットのチップを吸引／吸込することを意味しているので、熱い空気流によってある量の化学薬品（例えば、ニコチン及びフレーバー）が運ばれて喫煙者の口の中へ進入する。

好ましい実施の形態では、充電手段４０は電子回路４４をも含んでいる。充電手段４０の主たる役割は、喫煙デバイス１０の充電を制御することである。充電手段４０は、喫煙デバイス１０の蓄電池２１を数回充電できることが好ましい。充電手段４０の二次的な役割は、喫煙デバイス１０が（勿論）充電手段４０内にある時に、長い期間にわたってその機能を維持させるために喫煙デバイス１０に最小電力を供給することである。この長い期間は、好ましい実施の形態では、６ケ月までであることができる。

また電子回路４４は、充電量の記録及び喫煙デバイス１０に関する一般的なデータを維持可能であることができる。この使用データを活用するために、充電手段４０は前記電子回路４４と外部計算デバイスとの間の接触を提供するインタフェース４５を更に含む。このインタフェース４５は、計算応用において使用されている標準インタフェースであることが好ましく、好ましい実施の形態ではＵＳＢ（汎用直列バス）インタフェースである。記録されたデータは、一人の喫煙習慣を解析する、または医薬品組成が使用されている薬品３３の場合には結果及び用量を解析する可能性を与える。別の実施の形態では、インタフェース４５に接続される計算デバイスは、記録されたデータを中央データベースへ伝送することができる。この場合、前記中央データベースへ伝送されたデータを用いて、より多くの一般的な統計的解析を遂行することができる。これらの解析は、例えば、健康的、商業的、または社会的目的のために役立たせることができる。

インタフェース４５は、充電手段４０の蓄電池４２を充電可能にする役割をも果たす。この充電は、インタフェース４５を計算デバイスに接続してそれから電気エネルギを転送することによって、または対応インタフェースを有するＡＣまたはＤＣ充電器を接続することによって行うことができる。市販されている110／220Ｖ ＡＣコンセント充電器、または12Ｖ ＤＣ車載充電器のような幾つかの充電器がこれらの例である。

図３Ａ及び３Ｂは、充電手段４０の一実施の形態の別の図である。

図３Ａは、標準ＵＳＢインタフェース４５、及びカバー４６を保持するための蝶番４８を示している側面図である。図に示したＷ１は充電手段４０の好ましい幅であり、この幅Ｗ１は充電手段４０が適切なベイ４１、及び充電手段４０の他の構成要素を収容することができるように選択されている。

図３Ｂは、本発明による充電手段４０の別の実施の形態の正面図である。この実施の形態は２つの喫煙デバイス１０を収容することができ、従って、２組のベイ４１及び充電器接点４３を有している。この特定のレイアウトは幾つかの目的を有することができる。例えば、二人の喫煙者の間で同一の充電手段４０を共用したり、或いは新たに喫煙するために喫煙デバイス１０の蓄電池２１を充電するのに必要な充電時間が “ヘビースモーカー”にとっては長いと考えられる場合にも充電手段４０を共用することができる。この概念に従えば、充電手段４０が異なる数の喫煙デバイス１０を収容することもできる。図示されているＨ１は、高さＨ２の喫煙デバイスを収容できるように選択されている。これも図示されている喫煙デバイス１０の直径Ｄ２が、ベイ４１の内径を直接決定する。

別の実施の形態では、充電器手段は車載充電器であり、自動車のダッシュボード内に組み入れることも、及び／または、現在殆ど全ての自動車に含まれている普通のシガレットライターと交換することもできる。現在取付けられている普通のシガレットライターを有する自動車のユーザの場合、一方の側がこれらの普通のシガレットライターの標準プラグに適合し、他方の側が喫煙デバイス１０の充電インタフェース２８に接続できるようになっているアダプタを設けることができる。

図４に、本発明による制御エレクトロニクス２３の主構造ブロックを示している。これは、エレクトレット型センサデバイス２４、８ビット中央処理ユニット６５、加熱デバイス２２、温度制御ユニット６１、パルス幅モデム６２、12ビットアナログ／デジタルコンバータ６３、及びプログラマブルゲートアレイ６４を含む。

図示のシステムは、以下のように機能する。
＊喫煙デバイス１０が吸引／吸込されていない場合には、システムは休止またはスタンバイ状態にあり、電力消費は10μＡ以下である。
＊喫煙デバイス１０が吸引／吸込されると、直ちに、センサデバイス２４がアナログ信号をピックアップし、この信号は12ビットアナログ／デジタルコンバータ６３によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、パルス幅モデム６２の支援の下にＣＰＵによって解析され、もし信号が実際の吸引／吸込に対応するパターンとマッチし、ノイズではないことが分かれば、プログラムされた前記温度変化スキームを達成するように温度制御ユニット６１が加熱デバイス２２と係合する。

特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、上述した特定構造に基づいて多くの変形を考案できることを理解されたい。

Claims (21)

1. 普通のシガレットに類似する細長い形状を有する喫煙デバイス（１０）であって、
   電気エネルギを蓄積し、放出する蓄電池（２１）と、
   前記蓄電池（２１）から電気エネルギを印加可能な加熱デバイス（２２）と、
   前記加熱デバイス（２２）の温度を制御する制御エレクトロニクス（２３）と、
   薬品（３３）を放出する投与手段（３７）と、
   前記喫煙デバイス（１０）における吸引／吸込によって生じた空気流を検出するセンサデバイス（２４）と、を含み、
   第１デバイス（２０）及び第２デバイス（３０）を含み、
   前記第１デバイス（２０）は前記第１デバイス（２０）の外部をカバーするハウジング部分（２０．１、２０．２）を有し、前記第２デバイス（３０）は管状ハウジングを有し、
   前記第１デバイス（２０）は、
   前記蓄電池（２１）と、
   前記加熱デバイス（２２）と、
   前記ハウジング部分に沿って位置決めされている第１空気入口（２５）、及び前記ハウジング部分の端に配列されている第１空気出口（２６）と、を含み、前記第１空気入口（２５）及び第１空気出口（２６）は、前記第１空気入口（２５）において前記第１デバイス（２０）内へ流入した空気流が前記加熱デバイス（２２）を巡る空気チャネル（２９）を通過した後に前記第１空気出口（２６）から流出するように配列されており、
   前記制御エレクトロニクス（２３）は、前記蓄電池（２１）のエネルギ保存を監視し、
   前記センサデバイス（２４）は、短い加熱期間の間に前記蓄電池（２１）の全電気エネルギを放出させるために、前記制御エレクトロニクス（２３）に信号を供給し、
   前記第２デバイス（３０）は、
   前記薬品（３３）と、
   第２空気入口（３５）及び第２空気出口（３６）と、
   を含み、前記第２空気入口（３５）及び第２空気出口（３６）は、前記第２空気入口（３５）から前記第２デバイス（３０）内へ流入した空気流が前記第２デバイス（３０）を通過した後に前記第２空気出口（３６）から流出するように配列されており、
   前記投与手段（３７）は、前記薬品（３３）の前記空気流への放出を制御し、
   前記第１空気出口（２６）が前記第２空気入口（３５）に気密的に接続されるように、前記第１デバイス（２０）と前記第２デバイス（３０）とを接続するインタフェース（２７）、を更に含む、
   ことを特徴とする喫煙デバイス（１０）。
2. 前記ハウジング部分は、前記第１デバイス（２０）の端に位置している第１ハウジング部分（２０．１）と、前記蓄電池（２１）、前記センサデバイス（２４）、前記制御エレクトロニクス（２３）、及び前記加熱デバイス（２４）をカバーしている第２ハウジング部分（２０．２）とを有することを特徴とする請求項１に記載の喫煙デバイス（１０）。
3. 前記第１ハウジング部分（２０．１）は、耐熱性・熱絶縁性の材料で作られていることを特徴とする請求項２に記載の喫煙デバイス（１０）。
4. 前記インタフェース（２７）には、管状延長部分（２７．１）と、対応する管状カット（２７．２）とが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
5. 前記センサデバイス（２４）はマイクロホンであり、前記制御エレクトロニクス（２３）は前記センサデバイス（２４）から受信した信号を濾波する能動及び／または受動フィルタを含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
6. 前記制御エレクトロニクス（２３）は、前記センサデバイス（２４）から受信した信号を電子的に濾波するようにプログラムされているプロセッサ（２３．１）、好ましくはフィールドプログラマブルグリッドアレイを含むことを特徴とする請求項５に記載の喫煙デバイス（１０）。
7. 前記蓄電池（２１）は充電インタフェース（２８）を含み、前記蓄電池（２１）は前記充電インタフェース（２８）によって充電手段（４０）に接続可能であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
8. 前記加熱デバイス（２２）は抵抗性材料のコイルを有し、前記加熱デバイス（２２）は短い加熱期間の間に前記空気流を200°Ｃまで加熱するために、少なくとも500°Ｃの、そして好ましくは1000°Ｃより高い温度に耐えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
9. 前記喫煙デバイス（１０）の使用者に状態情報を提供する指示要素（１１）を含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
10. 前記制御エレクトロニクス（２３）は更に、
    温度制御ユニット（６１）と、
    パルス幅モデム（６２）と、
    アナログ／デジタルコンバータ（６３）と、
    プログラマブルゲートアレー（６４）と、
    中央処理ユニット（６５）と、
    を含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
11. 前記第２デバイス（３０）は１回使用するように設計されており、好ましくは、普通のシガレットのフィルタ部分の形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
12. 前記第１デバイス（２０）は再使用可能であり、好ましくは、普通のシガレットのタバコ部分の形状を有していることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）。
13. 請求項１乃至１２に記載の喫煙デバイス（１０）と充電手段（４０）との組み合わせであって、前記充電手段（４０）は、前記喫煙デバイス（１０）の少なくとも一部分を受け入れるベイ（４１）と、蓄電池（４２）と、充電器接点（４３）とを含み、前記充電器接点（４３）は、前記蓄電池（４２）と前記喫煙デバイス（１０）の対応接点（２８．１、２８．２）との間に電気接触を確立するように前記ベイ（４１）内に、または前記ベイ（４１）に配列され、前記充電手段（４０）は、ハウジング（４９）内にあり、前記喫煙デバイス（１０）を貯蔵するためカバー(４６)により閉じることができることを特徴とする組み合わせ。
14. 前記ベイ（４１）は円筒形で中空の形状を有しており、前記喫煙デバイス（１０）を前記電気接触が確立されるまで滑入させることができることを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
15. 前記蓄電池（４２）による前記喫煙デバイス（１０）の充電を制御する電子回路（４４）を更に含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の組み合わせ。
16. 前記電子回路（４４）と外部計算デバイスとの間の接触を提供するインタフェース（４５）、好ましくはＵＳＢインタフェースを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の組み合わせ。
17. 喫煙デバイス（１０）を貯蔵し、前記喫煙デバイス（１０）をその使用前に充電するための充電手段として働くポータブル充電ケースであることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか１項に記載の組み合わせ。
18. 喫煙デバイス（１０）をその使用前に充電することを可能にするように、ビークル内に設置されていることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか１項に記載の組み合わせ。
19. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の喫煙デバイス（１０）の使用方法であって、前記方法は、
    前記第１デバイス（２０）の蓄電池（２１）を充電するステップと、
    前記第１デバイス（２０）と第２デバイス（３０）とを接続するステップと、
    前記第２デバイス（３０）の一方の端部分を人の唇の間に置くステップと、
    あたかも人が普通のシガレットを使用する場合のように、前記第２デバイス（３０）を通して空気を吸引／吸込するステップと、
    前記制御エレクトロニクス（２３）の一部としてのプロセッサ（２１）が、前記センサデバイス（２４）によって空気の吸引／吸込を検出するステップと、
    前記空気の吸引／吸込の検出に応答し、前記蓄電池（２１）から電気エネルギを放出させて前記加熱デバイス（２２）を加熱し、それにより前記喫煙デバイス（１０）を通って流れる空気を加熱するステップと、
    前記加熱デバイス（２２）によって加熱された後の空気流が前記第２デバイス（３０）を通過する際に、前記投与手段（３７）によって前記薬品（３３）の一部を放出させるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記第１デバイス（２０）の蓄電池（２１）を充電する前に前記第１デバイス（２０）を分離した充電手段（４０）に接続し、前記充電手段（４０）と前記喫煙デバイス（１０）の対応接点（２８．１、２８．２）との間に電気接触を確立するステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１デバイス（２０）をポータブルケース（４０）内に貯蔵するステップと、
    前記ポータブルケース（４０）内に貯蔵されている間に前記第１デバイス（２０）の蓄電池（２１）を充電するために、前記ポータブルケース（４０）内に含まれる蓄電池（４２）と前記喫煙デバイス（１０）の対応接点（２８．１、２８．２）との間に電気接触を与えるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。

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