JP6847251B2 - 液体貯蔵部分の充填レベルをチェックするためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体貯蔵部分と、それによって液体貯蔵部分の充填レベルが判定される制御ユニットと、を備えるエアロゾル発生システムに関する。本発明はまた、対応する方法に関する。

エアロゾル発生システムの一つのタイプは、液体貯蔵部分と、芯およびコイルヒーター構成を備える気化器と、を備える。液体エアロゾル形成基体は、毛細管力によって芯を介して気化器に提供される。こうしたシステムでは、液体貯蔵部分の液体エアロゾル形成基体が使い切られたにもかかわらず、コイルヒーターが起動するリスクがある。その結果、エアロゾルが形成されず、ユーザーは加熱空気を吸入することになる。加熱空気の吸入は、ユーザーにとって不快であるだけでなく、その後ユーザーによって吸入される望ましくない製品の放出につながりかねない。

従って、システムの起動時に、十分な液体エアロゾル発生物品が液体貯蔵部分内で利用可能となることを確実にする、改善されたエアロゾル発生システムを提供することが望ましい。

本発明の第一の態様によると、液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分を備えるエアロゾル発生システムが提供されている。システムは、液体貯蔵部分内に提供された液圧センサー、および液圧センサーと通信する制御ユニットをさらに備える。制御ユニットは、液圧センサーによって提供される圧力信号に基づいて、液体エアロゾル形成基体の充填レベルを判定するように構成される。

本発明のエアロゾル発生システムは、十分な液体エアロゾル形成基体が液体貯蔵部分内で利用可能かどうかを判定することを可能にする。液圧センサーは、液体エアロゾル形成基体によって加えられる圧力を判定するために使用される。液圧は、液体貯蔵部分内に提供される液体エアロゾル形成基体と直接接触するように構成されうる。液圧センサーは、液体エアロゾル形成基体との継続的な接触がその適切な機能に悪影響を与えないように、耐液性であるように構成されうる。

液圧センサーが液体貯蔵部分内の液体と接触している時、液圧センサーによって測定される合計圧力は、パスカルの法則に従い、気圧と液圧センサー上に液柱によって生じる圧力との合計である。液体貯蔵部分内の液圧センサーが、流体がない、または十分な液体が利用できないと検出する場合、エアロゾル発生システムの制御ユニットは、液体貯蔵部分が交換または再充填されるまで、気化器の起動を防止しうる。こうして、高温の空気のみを吸入するという不快なユーザー体験が防止される。空の液体貯蔵部分が検出されると、制御ユニットは、新しい液体貯蔵部分を供給する必要がある、または再充填が必要であることを、表示装置または類似の装置を介して示しうる。

液圧センサーは、液体貯蔵部分の底部に提供されうる。液体貯蔵部分の底部に液圧センサーを提供することにより、圧力測定値に影響を与える液柱の高さが最大化される。さらに、液体貯蔵部分が細長い円筒形の形態であり、かつ液体貯蔵部分の底部が円筒形の液体貯蔵部分の端面のうちの一つによって画定される実施形態では、液体エアロゾル形成基体は、エアロゾル発生システムのかなり広い範囲の配向にわたって液圧センサーと接触する。従って、これらの配向においても、十分な液体エアロゾル形成基体が利用できるかどうかについての信頼性のある判定が行われうる。

本明細書で使用される場合、「底部」という用語は、添付図面に図示するような構成にあると理解されるべきである。従って、液体貯蔵部分の底部は、添付図面に図示するように、エアロゾル発生システムが充填レベルチェックを行うための望ましい配向にある時の、液体貯蔵部分の下側部分を示す。

本明細書で使用される場合、「液圧センサー」という用語は、液体貯蔵部分内の液体エアロゾル形成基体によって加えられる圧力を判定するのに適した任意の圧力センサーを意味する。

エアロゾル発生システムは、制御システムと通信する第二の圧力センサーをさらに備えてもよい。第二のセンサーは、環境の気圧を判定するように構成されうる。したがって、第二の圧力センサーは気圧センサーとも呼ばれうる。制御ユニットは、エアロゾル発生システム内に含まれる二つの圧力センサーからの二つの圧力信号を受信するように構成されうる。制御ユニットは、これらの二つの圧力信号の比較に基づいて、液体エアロゾル形成基体の充填レベルを判定するようにさらに構成される。

液体貯蔵部分が液体エアロゾル形成基体で充填され、液体貯蔵部分内の液圧センサーがこの液体エアロゾル形成基体と接触する時、液圧センサーによって測定される液体貯蔵部分内の圧力は、周囲気圧よりも高い。従って、周囲気圧と比較して高い液体貯蔵部分内の読み取り値は、液体貯蔵部分内の十分な液体エアロゾル形成基体の存在を示す。この構成では、エアロゾル発生システムは、吸入目的のために使用者によって使用されうる。

液体貯蔵部分がエアロゾル発生システムの継続的な使用によって徐々に空になるのにつれて、液体貯蔵部分で測定される圧力値は、周囲気圧と同一になるまで連続的に減少する。二つの圧力値が同一となると、液体貯蔵部分は空であり、再充填する必要がある。液体貯蔵部分が完全に空になることを防止するために、制御ユニットは、圧力値の差が一定の所定の閾値に達すると、ユーザーに知らせるように構成されうる。この閾値は、気圧の１０パーセント超、気圧の５パーセント超、または気圧の２パーセント超であると判定されうる。

電子的に作動するエアロゾル発生システムは通常、ユーザーがエアロゾル発生システムを吸煙することを示す吸煙検出ユニットを備える。これらのシステムの一部では、吸煙センサーは、エアロゾル発生システム内の気流経路における圧力を測定する圧力センサーである。エアロゾル発生システム内の気流経路における圧力降下は、吸煙を示し、エアロゾル発生システムの気化ユニットの起動をトリガする。吸煙が引き出されない場合、こうした吸煙センサーの圧力読み取り値は周囲気圧に相当する。従って、本発明の一実施形態では、周囲気圧は、エアロゾル発生システムの吸煙検出ユニットで使用される吸煙センサーからの圧力読み取り値によって判定されうる。周囲気圧を決定するために既存の圧力センサーを使用することによって、追加的な構成要素を必要とせずに、従ってシステムの複雑さを増大させることなく、エアロゾル発生システムの追加的機能が得られうる。

液体貯蔵部分内の液圧センサーで得られる圧力読み取り値は、エアロゾル発生システムおよび液体貯蔵部分それぞれの配向に依存しうる。特に、エアロゾル発生システムが手持ち式システムである場合、液圧センサーが一時的に液体貯蔵部分の上部に位置するように、エアロゾル発生システムが上下逆さまに保持されることがよくありうる。この構成では、液圧センサーが液体エアロゾル形成基体と接触しない場合がある。この構成において制御ユニットが充填レベルチェックを行う場合、実際にはまだ十分な液体エアロゾル形成基体が利用可能であるのに、液体貯蔵部分が空であると判定される場合がある。

こうした誤った充填レベルのチェックを回避するために、エアロゾル発生システムは、制御ユニットと通信する配向センサーを備えうる。配向センサーは、液体貯蔵部分の配向を判定するために提供されうる。液体貯蔵部分がエアロゾル発生システム内に固定的に保持される実施形態では、配向センサーはまた、エアロゾル発生システム内のどこにでも提供されうる。こうした実施形態では、エアロゾル発生システムの配向は、液体貯蔵部分の配向を判定するのに使用されうる。

したがって、制御ユニットは、液体貯蔵部分が正しい配向にあるときのみに充填レベルチェックを開始するようにさらに構成されうる。このようにして、液体貯蔵部分の誤配向により生じる誤った充填レベルチェックが回避される。

配向センサーは、任意の適切な市販の配向センサーとしうる。配向センサーはジャイロスコープセンサーとしうる。

液体貯蔵部分は、再充填可能としうる。この目的のために、液体貯蔵部分には再充填開口部が提供されうる。ユーザーは、エアロゾル発生システムが、液体貯蔵部分が十分な液体エアロゾル形成基体を含まないことを示すときはいつでも、液体エアロゾル形成基体を再充填しうる。

液体貯蔵部分は、交換可能な液体貯蔵部分として構成されうる。液体センサーは、交換可能な液体貯蔵部分の一部を形成しうる。液体貯蔵部分の交換時には、液体貯蔵部分と制御ユニットとの間の接触は、これらの構成要素間で対応する電気的接続が確立されることのみを必要とする。しかしながら、液体センサーは液体貯蔵部分の一部であるため、こうした液体貯蔵部分の製造コストが増大する。

エアロゾル発生システムは、次に電源と制御ユニットを含む電子回路とを含む装置部分を備えうる。装置部分はまた、配向センサーを備えうる。エアロゾル発生システムは、液体貯蔵部分を含むカートリッジをさらに備えてもよく、随意で、気化器組立品およびマウスピースをさらに備えてもよい。カートリッジは、エアロゾル発生システムの装置部分に取り外し可能に取り付けられうる。

液圧センサーは、装置部分の一部としうる。エアロゾル発生システムの組み立て時、またはカートリッジの交換時には、液圧センサーは、液圧センサーが液体貯蔵部分内の液体エアロゾル形成基体と直接接触するように、カートリッジの液体貯蔵部分内に位置する。したがって、この実施形態では、カートリッジの交換はまた、電気的接続だけでなく、装置部分とカートリッジとの間に確立される流体接続も必要とする。ただし、カートリッジが液圧センサーを含まず、対応する電気的接続を必要としないため、個別のカートリッジの製造コストは、液圧センサーを含むカートリッジと比較して小さい。

液体貯蔵部分はまた、加圧された液体エアロゾル形成基体を含んでもよく、または加圧されたエアロゾルですでに充填されていてもよい。圧力下の液体は、より正確な圧力測定をシステムに提供しうる。加圧された液体またはエアロゾルを吸入のために望ましい圧力で放出するために、圧力調節器がエアロゾル発生システムに含まれてもよい。

第二の態様によれば、本発明はまた、エアロゾル形成システム内の液体貯蔵部分の充填レベルを判定するための方法を対象とする。方法は、液体エアロゾル形成基体を保持する液体貯蔵部分を提供する工程と、液体貯蔵部分内に液圧センサーを提供する工程と、液圧センサーと通信する制御ユニットを提供する工程と、を含む。液体貯蔵部分内の液圧センサーは、圧力値を測定し、この圧力信号を制御ユニットに伝達する。制御ユニットは、圧力信号を評価し、液体貯蔵部分内の液体エアロゾル形成基体の充填レベルを判定するように構成される。

液圧センサーの圧力信号の評価が、液体貯蔵部分内の充填レベルが十分に高いとの所見につながる場合、エアロゾル発生システムは、所望に応じてユーザにより操作される。圧力信号の評価時に、制御ユニットが、液体貯蔵部分が空である、または実質的に空であると判定すると、それに応じて消費者に通知されて、液体貯蔵部分が再充填または交換されるまではエアロゾル発生システムを起動することはできない。

充填レベル検出は通常、エアロゾル発生システムの通常の動作中の任意の時点で行われうる。エアロゾル発生が開始する直前に充填レベルチェックを行うことが有利でありうる。

液圧センサーの圧力読み取り値は、エアロゾル発生システムの正しい配向に依存しうるため、方法は、エアロゾル発生システムの配向を判定するために配向センサーを提供する工程と、エアロゾル発生システムの判定された配向に応じて充填レベルの評価をトリガする工程と、をさらに含みうる。有利なことに、充填レベル検出は、エアロゾル発生システムが正しい配向にある時にのみトリガされ、圧力センサーは液体貯蔵部分の底部に位置する。

本発明の一つの態様と組み合わせて開示される特徴はまた、本発明の他の態様と組み合わせて容易に使用されうる。

本発明を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるがさらに説明する。
図１は、本発明によるエアロゾル発生システムを示す。 図２は、図１のエアロゾル発生システムの液体貯蔵部分の断面を示す。 図３は、本発明のさらなるエアロゾル発生システムを示す。

図１〜３において、エアロゾル発生システム１０は、下側部分のエアロゾル発生装置１２、および上側部分のエアロゾル発生物品２０からなるものとして図示される。

エアロゾル発生装置１２は、電源１４と、制御ユニット１６および吸煙検出器１８を含む電気回路とを備える。エアロゾル発生物品２０は、液体貯蔵部分２２と、気化器２４と、マウスピース２６とを含む。エアロゾル発生システム１０の組み立て時、エアロゾル発生システム１０の個々の電気構成要素が相互に通信しうるように、エアロゾル発生装置１２とエアロゾル発生物品２０との間に電気的接続が確立される。

エアロゾル発生システム１０は、空気吸込み口から気化器２４を経由してマウスピース２６への気流経路を画定する。

図２は、液体貯蔵部分２２を含むエアロゾル発生物品２０の一部分を通した断面を示す。液体貯蔵部分２２は、それを通して液体エアロゾル形成基体３１が気化器に送達される開口部３０を有するハウジング２８を備える。図示する液体貯蔵部分２２の充填レベルは、約５０パーセントである。図１〜３において、エアロゾル発生システム１０は、マウスピース２６が上向きの直立位置にある。この構成では、液体貯蔵部２２の底部３２には、液圧センサー３４が提供されている。液圧センサー３４は、水溶性液体エアロゾル形成基体と接触するように耐液性としうる。液圧センサー３４が液体エアロゾル形成基体３１と接触する時、液圧センサー３４によって測定される圧力は周囲気圧よりも高い。さらに、液圧センサー３４上の液柱が高いほど、測定される圧力値が高くなる。従って、エアロゾル発生物品２０が図１〜３に図示するように直立位置にある場合、圧力値は、液体貯蔵部分２２内の液体充填レベルの測定値である。液圧センサー３４は、制御ユニット１６と電気的に接続されている。制御ユニット１６は、液圧センサー３４からの圧力信号を評価するように構成される。この圧力信号が液体貯蔵部分２２が空またはほぼ空であることを示す場合、制御ユニット１６は気化器２４の起動を防止する。

図３は、本発明のさらなる実施形態によるエアロゾル発生システム１０の詳細な断面を示す。この実施形態の一般的構造は、図１に図示する実施形態の構造と類似している。エアロゾル発生物品２０を表す上側部分は、液体貯蔵部分２２を含む。この場合も、液体貯蔵部分２２の底部には、液圧センサー３４が提供されている。液圧センサー３４は同様に、制御ユニット１６に接続される。

図３に図示するシステムはまた、吸煙センサーを備え、ジャイロスコープセンサー３６をさらに備える。吸煙センサー１８およびジャイロスコープセンサー３６は両方とも装置部分１２内に提供され、また両方とも制御ユニット１６に接続されている。吸煙センサー１８は、主にエアロゾル発生システム１０内に画定される気流経路内の圧力を検出するために使用される圧力センサーである。吸煙センサー１８での圧力降下は、ユーザーによって引き出された吸煙を示し、システムの応答として、気化器２４が起動する。エアロゾル発生システム１０において吸煙が引き出されない場合、吸煙センサー１８の圧力信号は周囲気圧に相当する。従って、液圧センサー３４および吸煙センサー１８からの圧力信号を比較することによって、液体エアロゾル形成基体の充填レベルが判定されうる。これらの二つの圧力信号間の圧力差が大きいほど、より多くの液体エアロゾル形成基体が液体貯蔵部分２２内で利用できる。

ジャイロスコープセンサー３６は、制御ユニット１６がエアロゾル発生システム１０の配向を判定することを可能にする。液体貯蔵部分は、エアロゾル発生システム１０に対して固定されて保持される。従って、液体貯蔵部分の配向は、エアロゾル発生システム１０の配向に由来しうる。

図１および３に図示する実施形態から容易に理解できるように、判定される圧力値もまた、液体貯蔵部分２２の配向に依存する。液体貯蔵部分２２が図１〜３に図示するような正しい直立配向にあるときに圧力が判定される場合に、信頼性のある圧力読み取り値が取得されうる。この目的のために、制御ユニット１６はまず、ジャイロスコープセンサー３６を介して液体貯蔵部分２２の正しい配向を確実にする。制御ユニット１６が液体貯蔵部分２２が正しい配向にあると検出した場合に、充填レベル判定が制御ユニット１６によってトリガされうる。

Claims (12)

1. エアロゾル発生システムであって、
   液体エアロゾル形成基体を保持するための液体貯蔵部分と、
   前記液体貯蔵部分内に提供される液圧センサーと、
   前記液圧センサーと通信する制御ユニットと、を備え、
   前記エアロゾル発生システムが、前記制御ユニットと通信する気圧センサーをさらに備え、
   前記気圧センサーが、環境の気圧を判定するために構成され、
   前記制御ユニットが、前記液圧センサーから圧力信号を受信し、前記気圧センサーから圧力信号を受信するように構成され、
   前記制御ユニットが、前記液圧センサーが提供する前記圧力信号と前記気圧センサーが提供する前記圧力信号との比較に基づいて、前記液体エアロゾル形成基体の前記充填レベルを判定するようにさらに構成される、エアロゾル発生システム。
2. 前記液圧センサーが前記液体貯蔵部分の底部に提供される、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
3. 前記気圧センサーが吸煙センサーであり、ユーザーによる吸煙の検出にも使用される、請求項１または２のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
4. 前記液体貯蔵部分の配向を判定するための配向センサーをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
5. 前記配向センサーがジャイロスコープセンサーである、請求項４に記載のエアロゾル発生システム。
6. 前記液体貯蔵部分が再充填可能である、請求項１〜５のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
7. 前記液体貯蔵部分が交換可能な液体貯蔵部分として構成され、前記液圧センサーが前記液体貯蔵部分の一部である、請求項１〜６のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
8. 前記液圧センサーがエアロゾル発生装置の一部であり、前記液体貯蔵部分が前記エアロゾル発生装置に取り付けられる時に、前記液体貯蔵部分の前記底部に前記液圧センサーが挿入される、請求項２、又は、請求項２に従属する場合の請求項３〜６のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
9. 前記液体貯蔵部分が加圧され、液体エアロゾル形成基体で充填されるか、または加圧されたエアロゾルで充填される、請求項１〜８のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
10. 前記液体エアロゾル形成基体の圧力を制御するために、前記液体貯蔵部分の出口に接続された圧力調節器をさらに備える、請求項９に記載のエアロゾル発生システム。
11. エアロゾル発生システム内の液体貯蔵部分の充填レベルを判定するための方法であって、
    （ａ） 液体エアロゾル形成基体を保持する液体貯蔵部分を提供する工程と、
    （ｂ） 前記液体貯蔵部分内に液圧センサーを提供する工程と、
    （ｃ） 前記液圧センサーと通信する制御ユニットを提供する工程と、
    （ｄ） 前記液圧センサーにおける圧力を測定する工程と、
    （ｅ） 圧力信号を前記制御ユニットに伝達する工程と、
    （ｆ） 前記制御ユニット内で前記圧力信号を評価して、前記液体貯蔵部分内の前記液体エアロゾル形成基体の前記充填レベルを判定する工程と、を含み、
    （ｇ） 前記周囲気圧を判定するための気圧センサーを提供する工程と、
    （ｈ） 前記液圧センサーおよび前記気圧センサーからの前記圧力信号を比較することによって、前記充填レベルを判定する工程と、をさらに含む、方法。
12. 前記液体貯蔵部分の前記配向を判定するための配向センサーを提供する工程と、
    前記エアロゾル発生システムの前記判定された配向に応じて前記充填レベルの前記評価をトリガする工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

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