JP6916807B2 - 不燃性喫煙装置およびその要素 - Google Patents

Description

本発明は概して不燃性喫煙装置に関する。

電子ベイピング装置は、プレベイパー製剤をベイパーへと気化するために使用される。これらの電子ベイピング装置は、ｅベイピング装置とも呼ばれうる。ｅベイピング装置は一般に、プレベイパー製剤を気化してベイパーを生成するように構成されているヒーターを含む。ｅベイピング装置は、電源と、ヒーターおよびプレベイパー製剤を保持する能力を持つ貯蔵部を含むカートリッジまたはｅベイピングタンクとを含む、いくつかのｅベイピング要素を含んでもよい。

本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態は、不燃性喫煙装置に関する。不燃性喫煙装置は、プレベイパー製剤を加熱し、かつベイパーを受けるたばこ要素を加熱する少なくとも１つのヒーターを持ってもよい。より具体的には、例示的な実施形態による不燃性喫煙装置は、ベイパーをたばこ要素に曝露し、プレベイパー製剤をたばこ要素に曝露し、または両方をたばこ要素に暴露する。

少なくとも１つの例示的な実施形態は、プレベイパー製剤材料を含むように構成されるプレベイパー製剤貯蔵部要素と、プレベイパー製剤貯蔵部要素に結合され、またプレベイパー製剤材料の少なくとも一部分を加熱してベイパーにするように、かつベイパーを第一のチャネルに提供するように構成される発熱体と、第一のチャネルの少なくとも一部分を画定するたばこ含有要素であって、発熱体の少なくとも一部分と重なるたばこ含有要素と、を含む不燃性喫煙要素を開示する。

例示的な実施形態において、たばこ含有要素は環状スリーブである。

例示的な実施形態において、たばこ含有要素は、内壁および外壁を含み、内壁は透過性であり、また外壁は不透過性である。

例示的な実施形態において、内壁および外壁は、任意の形態のたばこ植物材料を含む。

例示的な実施形態において、不燃性喫煙要素の成人ベイパー吸引者による動作に応じてベイパーがたばこ含有要素へと送達されるようにたばこ含有要素が配置される。

例示的な実施形態において、発熱体は、たばこ含有要素の少なくとも一部分を加熱するために、たばこ含有要素と熱的連通されるように構成される。

例示的な実施形態において、発熱体は、たばこ含有要素の部分を加熱するように、かつたばこ含有要素内のたばこから芳香を生成するように構成される。

例示的な実施形態において、不燃性喫煙要素は、プレベイパー製剤貯蔵部要素から長軸方向に延びる芯をさらに含む。

例示的な実施形態において、プレベイパー製剤貯蔵部要素は、プレベイパー製剤材料を含むように構成される外側ハウジングと、空気吸込み口を画定する外側ハウジングの内側管と、芯がプレベイパー製剤材料の一部分を引き出して発熱体と熱的連通するように構成されるように、プレベイパー製剤貯蔵部要素と連通する芯と、を含む。

例示的な実施形態において、発熱体は長軸方向に延びる。

例示的な実施形態において、たばこ含有要素は、外側ハウジングの第一の端部と隣接する。

例示的な実施形態において、不燃性喫煙要素は、たばこ含有要素上に外壁要素をさらに含む。

例示的な実施形態において、外壁要素は外壁部および内壁部を含み、外壁部およびたばこ含有要素は、第二の空気チャネルの部分を画定する。

例示的な実施形態において、外壁要素は内壁部の第一の端部でカバーを含み、カバーは第一のチャネルを覆う。

例示的な実施形態の上記およびその他の特徴および利点は、例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明することによってさらに明らかとなる。添付の図面は、例示的な実施形態を描写することを意図したものであり、意図された特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。添付の図面は、明示的に注記されていない限り、実寸に比例して描かれていると考えられるべきでない。

図１は、例示的な実施形態による不燃性喫煙装置の側面図である。 図２は、図１の不燃性喫煙装置の断面図である。 図３Ａは、環状スリーブを持つたばこ含有セクションを含む不燃性喫煙装置の例示的な実施形態を図示する。 図３Ｂは、環状スリーブを持つたばこ含有セクションを含む不燃性喫煙装置の例示的な実施形態を図示する。 図３Ｃは、環状スリーブを持つたばこ含有セクションを含む不燃性喫煙装置の例示的な実施形態を図示する。 図４は、図３Ａに示す不燃性喫煙装置の気流パターンを図示する。 図５は、図２の不燃性喫煙装置のヒーターの拡大図である。 図６は、図２のたばこ含有セクションの端部の例示的な実施形態を図示する。 図７は、図２のたばこ含有セクションの端部の例示的な実施形態を図示する。 図８は、図２のたばこ含有セクションの端部の例示的な実施形態を図示する。

いくつかの詳細な例示的な実施形態が本明細書で開示されている。しかしながら、本明細書に開示されている特定の構造面および機能面の詳細は、例示的な実施形態を説明することを目的とした単なる典型である。しかしながら、例示的な実施形態は、数多くの代替的な形態で具体化されることができ、本明細書に記載の実施形態のみに限定されるものと解釈されるべきではない。

従って、例示的な実施形態は、様々な変更および代替的形態が可能である一方で、その実施形態は図面の例によって示されており、本明細書で詳細に説明する。しかしながら、当然のことながら、開示された特定の形態に対する例示的な実施形態に限定する意図はなく、反対に、例示的な実施形態は、例示的な実施形態の範囲に収まるあらゆる変更、同等物、代替物が網羅される。同様の数字は、図の説明の全体で同様の要素を意味する。

要素または層が別の要素もしくは層「の上にある」、「に接続される」、「に結合される」、または「を覆う」と言及される時、これはもう一方の要素もしくは層の上に直接ある、それに直接的に接続される、それに直接的に結合される、またはそれを直接的に覆う、あるいは介在する要素もしくは層が存在してもよいことが理解されるべきである。対照的に、要素が別の要素もしくは層「の上に直接ある」、「に直接的に接続される」、または「に直接的に結合される」と言及される時、介在する要素もしくは層は存在しない。同様の数字は、明細書の全体で同様の要素を指す。

第一の、第二の、第三のなどという用語は、様々な要素、領域、層、またはセクションを記述するために本明細書で使用されてもよいが、これらの要素、領域、層、またはセクションはこれらの用語によって限定されないことを理解するべきである。これらの用語は、一つの要素、領域、層、またはセクションを別の要素、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。従って、下記で考察される第一の要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示内容から逸脱することなく、第二の要素、領域、層、またはセクションと呼ぶこともできる。

空間的関係の用語（例えば、「下に」、「下方に」、「下部」、「上方に」、「上部」、およびこれに類するもの）は、図中で図示する際に、１つの要素または特徴と１つ以上の他の要素（複数可）または特徴（複数可）との間の関係を説明しやすくするために本明細書で使用されてもよい。空間的関係の用語は、図に図示されている方向に加えて、使用時または動作時に装置の異なる方向を包含することが意図されていることを理解するべきである。例えば、図中の装置をひっくり返した場合、他の要素または特徴の「下方に」または「下に」と説明されている要素は、その後は他の要素または特徴の「上方に」方向付けられることになる。よって、用語「下方に」は上方および下方の両方の方向を包含する場合がある。装置は、その他の方法で（９０度回転して、または他の方向で）方向付けられる場合があり、本明細書で使用される空間的関係の記述語は適宜に解釈される。

本明細書で使用される用語は、様々な実施形態を説明する目的のみのものであり、例示的な実施形態の制限を意図しない。単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は本明細書で使用される場合、複数形も含むことが意図されているが、文脈によって明らかにそうではないことが示される場合はその限りではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は本明細書で使用される時、述べられた特徴、整数、工程、動作、または要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、またはこれらの群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。

例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想的な実施形態の概略図（および中間構造）である断面図を参照して本明細書で説明される。このように、例えば製造技法または許容差の結果として得られた図の形状からの変化が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書に図示された領域の形状を限定するものとして解釈されるべきでなく、例えば製造に起因する形状の逸脱を含む。従って、図に図示された領域は、事実上概略的なものであり、それらの形状は、装置の領域の実際の形状を図示する意図はなく、例示的な実施形態の範囲を限定する意図はない。

その他の方法で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当該技術分野の当業者が通常理解しているものと同じ意味を有する。用語（一般的に使用されている辞書で定義された用語を含む）は、関連する技術分野の文脈でのそれらの用語の意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、理想的なまたは過度に正式な意味で解釈されないが、本明細書で明示的にそのように定義されている場合はその限りではないことがさらに理解されるであろう。

図１は例示的な実施形態による不燃性喫煙装置６０を図示する。不燃性喫煙装置６０は、交換可能なカートリッジ（または第一のセクション）７０、再使用可能な器具（または第二のセクション）７２、およびたばこ含有セクション（または第三のセクション）７４を含む。

図２は、図１の不燃性喫煙装置の断面図である。示す通り、交換可能なカートリッジ７０および再使用可能な器具７２は、接続部２０５ａ、２０５ｂ（例えば、２０５ａはカートリッジ７０上の雄ねじ付きの接続部であり、また２０５ｂは再使用可能な器具７２上の雌ねじ付きの接続部である）において、またはその他の好都合な接続部（滑り嵌め、戻り止め、クランプ、または留め金のうちの少なくとも１つ）によって一つに結合される。

第一のセクション７０は、長軸方向に延びる外側管６（またはハウジング）と、外側管またはハウジング６の中に同軸に位置付けられた内側管６２と、を含む。内側管６２は、外側空気通路（またはチャネル）９の一部分を画定する。

たばこ含有セクション７４の一部分７５は、たばこ含有セクション７４とカートリッジ７０との間の摩擦接続を作り出すように外側管６の内側部分によって画定される周囲の中に適合する。例示的な実施形態は摩擦接続に限定されず、他の接続が使用されてもよい。従って、たばこ含有セクション７４は取り外し可能な挿入部である。

たばこ含有セクション７４は内側管７６および外壁７８を含む。たばこ含有セクション７４の内側管７６は、外側空気通路９の別の部分を画定する。外壁７８および内側管７６は、それらの間に空間（環状）を画定する。

たばこ含有セクション７４の端部２０１は、低効率の酢酸セルロースフィルター、中空のアセテート管、またはプラスチック製もしくは木製のマウスピースであってもよい。端部２０１がプラスチック製もしくは木製のマウスピースである時、端部２０１は、外壁７８の一部分が端部２０１の周囲の中に適合するような形状にされる。図６〜図８は、端部２０１の例示的な実施形態を図示する。

外壁７８と内側管７６との間の空間の中のたばこ含有セクション７４は、たばこ要素７９を含む。「たばこ要素」という用語は、例えば成形された、または粉末の、たばこ葉、たばこプラグ、再構成たばこ、圧縮たばこロッドを含む任意のたばこ植物材料を意味しうる。

さらに、内側管７６および外壁７８は、チッピングペーパー、巻かれた天然のたばこ葉または再構成たばこ葉もしくはシート、またはたばこフィラーでできた環状片もしくはスリーブ形状の押し出し成形たばこからのものを含む任意の形態のたばこ植物材料を含んでもよい。内側管７６および外壁７８は、同一の材料でまたは異なる材料でできていてもよい。

例示的な実施形態において、たばこ含有セクション７４は、例えばフィルター付き紙巻たばこ、フィルターの付いていない紙巻たばこ、シガリロ、フィルター付き吸い口付き葉巻たばこフィルター、吸い口付き葉巻たばこ、吸い口の付いていない葉巻たばこ、または吸い口の付いていないシガリロであってもよい。しかしながら、例示的な実施形態は、それに限定されない。たばこ含有セクション７４が短小化された葉巻たばこである場合、たばこ含有セクション７４は端部２０１でフィルターを含んでもよい。たばこインサートが吸い口の付いていない葉巻たばこまたは吸い口の付いていないシガリロである例示的な実施形態において、たばこインサートはフィルターを含まない。

フィルターは低効率の酢酸セルロース（ＣＡ）フィルターであってもよい。トリアセチンなどのＣＡフィルターエレメントはベイパーの中へと溶出する可能性がある。ベイパー相ニコチンおよびベイパー中の他の揮発性エレメントをたばこの存在によって減少することができる。

ヒーター１４は、外側空気通路９内で、内側管６２から内側管７６へと長軸方向で延びる。

第二のセクション７２は長軸方向に延びる外側管６も含むことができる。代替的な実施形態において、外側管６は、第一のセクション７０と第二のセクション７２の両方を収容する単一のチューブとすることができ、不燃性喫煙装置６０全体を使い捨てとすることができる。

不燃性喫煙装置６０はまた、内側管６２と上流シール１５によって部分的に画定される中央空気通路２０を含むことができる。さらに、不燃性喫煙装置６０は、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２を含む。プレベイパー製剤供給貯蔵部２２は、プレベイパー製剤材料と、随意にプレベイパー製剤材料を中に保存するように動作可能であるプレベイパー製剤貯蔵媒体２１と、を備える。

一実施形態において、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２は、外側管６と内側管６２の間の外側環状部の中に収容される。環状部は上流端でシール１５によってシールされる。下流端では、環状部はガスケット６２ａによってシールされる。ガスケット６２ａはリング形状にされたガスケットであってもよい。

ガスケット６２ａは、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２内のプレベイパー製剤をシールし、かつたばこ要素７９がプレベイパー製剤と混合することを防止するためにプレベイパー製剤供給貯蔵部２２上に配置される。

一実施形態において、ヒーター１４は、シール１５によって画定された中央空気通路２０の一部分の下流に、かつこれと間隙を介した関係で、内側管６２内に収容される。ヒーター１４は、ワイヤーコイル、平面体、セラミック体、単線ワイヤー、抵抗線のケージの形態、または任意の他の適切な形態とすることができる。

芯２８はプレベイパー製剤供給貯蔵部２２内のプレベイパー製剤材料と連通し、かつヒーター１４と連通し、そうすることで芯２８はプレベイパー製剤材料をヒーター１４と近接する関係で配置する。芯２８は、繊維質かつ可撓性の材料で構築されてもよい。芯２８は、プレベイパー製剤を引き出す能力を持つ少なくとも１つのフィラメントを含んでもよい。例えば、芯２８は、ガラス（またはセラミック）フィラメントを含んでもよいフィラメントの束を備えてもよい。別の実施形態において、束は、ガラスフィラメントの曲がりくねりの群（例えば、こうした曲がりくねりのうちの３つ）を備える束を含んでもよく、この配置はすべて、フィラメント間のすきま空間を介した毛管作用を介してプレベイパー製剤を引き出す能力を有する。

第二のセクション７２内の電源１は、ヒーター１４の両端に電圧をかけるために、（以下に説明する通り）ヒーター１４に動作可能に接続されてもよい。不燃性喫煙装置６０はまた、中央空気通路２０、内側管６２の他の部分、またはその両方に空気を送達するように動作可能である少なくとも１つの空気吸込み口４４を含む。

さらに、端部２０１に陰圧がかけられた時、ヒーター１４は長軸方向に延び、かつプレベイパー製剤材料を気化してベイパーを形成するために十分な温度までプレベイパー製剤材料を加熱する。その他の実施形態において、ヒーター１４は、例えば長軸方向に対して横断する方向など、別の方法で配置されてもよい。

その後、たばこ含有セクション７４の端部２０１に陰圧がかけられると、ベイパーは内側管７６を通してたばこ要素７９の中へと流れる。ヒーター１４は、陰圧がかけられた時にヒーター１４がたばこ要素７９を加熱するように、たばこ要素７９から既定の距離が置かれてもよい。例えば、ヒーター１４は内側管７６から約１０ミリメートル以下であってもよい。

ヒーター１４は、たばこ含有部分７４の中へ約５〜約２０ミリメートル延びてもよい。ヒーター１４は、端部２０１で約５０℃の温度を生成するように配置されてもよい。さらに、ヒーター１４は、たばこ要素７９を約５０〜約２００℃の温度に加熱してもよく、またプレベイパー製剤を約３００〜約３５０℃に加熱してもよい。

ヒーター１４は、たばこ要素７９を温めるが、たばこを燃焼しない。従って、たばこ要素７９の温めは、不燃性と呼ばれてもよい。セクション７０はヒーター１４を含み、またたばこ含有セクション７４はたばこ要素７９を含むので、セクション７０およびセクション７４は併せて不燃性喫煙要素と呼ばれてもよい。

一実施形態において、第一のセクション（カートリッジ）７０およびたばこ含有セクション７４は使い捨てであり、また第二のセクション（器具）７２は再使用可能である。上記に説明した通り、セクション７０、７２をねじ山による接続部２０５によって取り付けることができ、これによってプレベイパー製剤供給貯蔵部２２を使い切った時、下流セクション７０を取り換えることができる。随意に、第一のセクション７０および第二のセクション７２は、係合された時に一緒に取り外し可能に係止されるように配置される。

一実施形態において、少なくとも１つの空気吸込み口４４は、１つまたは２つの空気吸込み口を含む。別の方法として、３つ、４つ、５つまたはそれ以上の空気吸込み口があってもよい。２つ以上の空気吸込み口４４がある場合、空気吸込み口４４は不燃性喫煙装置６０に沿って異なる場所に位置する。例えば、図２に示す通り、センサー１６が陰圧を感知するとヒーター１４に電力を供給するように、空気吸込み口４４ａを不燃性喫煙装置６０の上流端にセンサー１６と隣接して位置付けることができる。空気吸込み口４４ａは、端部２０１でかけられた陰圧がセンサー１６を起動できるようにする。空気吸込み口４４ａからの空気はその後、電源１に沿って流れ、またシール１５内の中央空気通路２０と、内側管６２および外側管６のうちの少なくとも１つのその他の部分とのうちの少なくとも１つへと流れることができる。少なくとも１つのさらなる空気吸込み口４４は、シール１５に隣接し、かつその上流に、または任意の他の所望の場所に位置することができる。空気吸込み口４４のサイズおよび数を変化させることは、不燃性喫煙装置６０の引き出し抵抗を確立することを助けることもできる。

一実施形態において、ヒーター１４は芯２８と連通し、またプレベイパー製剤材料を気化してベイパーを形成するために十分な温度まで、芯２８の中に収容されるプレベイパー製剤材料を加熱するように配置される。

ヒーター１４は芯２８を囲むワイヤーコイルであってもよい。適切な電気抵抗性材料の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族由来の金属が挙げられる。適切な合金の実施例としては、ステンレス鋼、ニッケル含有、コバルト含有、クロミウム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオビウム含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、および鉄含有合金、ならびにニッケル系、鉄系、コバルト系、およびステンレス鋼系の超合金が挙げられる。例えば、ヒーターは、ニッケルアルミナイド、表面上にアルミナの層を有する材料、鉄アルミナイド、および他の複合材料で形成されてもよく、電気抵抗性の材料は、必要とされるエネルギー伝達の動態学および外部の物理化学的性質に応じて、随意に断熱材料に埋め込み、封入、または断熱材料で被覆されてもよく、もしくはその逆であってもよい。一実施形態において、ヒーター１４は、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケル−クロム合金、超合金、およびこれらの組み合わせから成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む。一実施形態において、ヒーター１４は、ニッケル−クロム合金または鉄−クロム合金で形成される。一実施形態において、ヒーター１４は、その外側表面上に電気抵抗性の層を持つセラミックヒーターとすることができる。

別の実施形態において、ヒーター１４は、１９９４年１２月２９日出願のＳｉｋｋａらの米国特許第５，５９５，７０６号に記述されるような鉄アルミナイド（例えば、ＦｅＡｌまたはＦｅ．ｓｕｂ．３Ａｌ）、またはニッケルアルミナイド（例えば、Ｎｉ．ｓｕｂ．３Ａｌ）で構築されてもよい。ＦｅＡｌはおよそ１８０マイクロオームの比抵抗を示し、一方でステンレス鋼はおよそ５０〜９１マイクロオームの比抵抗を示す。比抵抗が高いほど、電源（電池）１から引き出される電流、またはこれに負荷をかける電流が低くなる。

一実施形態において、ヒーター１４は、芯２８を少なくとも部分的に囲むワイヤーコイルを備える。その実施形態において、ワイヤーは金属ワイヤーと、芯２８の長さに部分的に沿って延びるヒーターコイルとのうちの少なくとも１つであってもよい。ヒーターコイルは、芯２８の周囲の周りに完全にまたは部分的に延びてもよい。別の実施形態において、ヒーターコイルは芯２８と接触しない。

ヒーター１４は、芯２８の中のプレベイパー製剤を熱伝導によって加熱する。別の方法として、ヒーター１４からの熱は、熱伝導性要素によってプレベイパー製剤へと伝導されてもよく、またはヒーター１４は、使用中に不燃性喫煙装置６０を通して引き出されて入ってくる周囲空気へと熱を伝達してもよく、その結果プレベイパー製剤を対流によって加熱する。

一実施形態において、芯はセラミック材料またはセラミック繊維を備える。上記の通り、芯２８はヒーター１４によって少なくとも部分的に囲まれる。さらに、一実施形態において、芯２８の端部部分２９、３１がプレベイパー製剤供給貯蔵部２２と接触するように、芯２８は内側管６２にある向かい合った開口部を通して延びる。

芯２８は複数のフィラメントまたはフィラメントの束を備えてもよい。一実施形態において、フィラメントは不燃性喫煙装置６０の長軸方向に対して横断方向に概して整列されてもよいが、例示的な実施形態はこの方向に限定されない。一実施形態において、芯２８の構造は、毛管作用を介してフィラメント間のすきま空間を経由してプレベイパー製剤をヒーター１４へと引き出す能力を持つセラミックフィラメントで形成される。芯２８は、概して十字形状、クローバー形状、Ｙ字形状、または任意の他の適切な形状の断面を持つフィラメントを含むことができる。

芯２８は任意の適切な材料または材料の組み合わせを含む。適切な材料の例は、ガラスフィラメント、表面処理したスチールワイヤー、およびセラミック系またはグラファイト系材料である。さらに、芯２８は密度、粘性、表面張力、および蒸気圧などの異なる物理的特性を持つプレベイパー製剤に順応する任意の適切な毛細管を持ってもよい。芯２８の毛細管特性は、プレベイパー製剤の特性とともに、ヒーター１４の過熱を避けるためにヒーター１４の区域で芯２８が常に湿潤状態になることを確実にする。

芯を使用する代わりに、ヒーターを十分な毛細管の多孔性材料とすることができ、またこれは熱を迅速に発生する能力を持つ高い電気抵抗を持つ材料で形成される抵抗ヒーターを組み込む。

一実施形態において、芯２８およびプレベイパー製剤供給貯蔵部２２のプレベイパー製剤貯蔵媒体２１は、アルミナセラミックから構築される。別の実施形態において、芯２８はガラス繊維を含み、プレベイパー製剤貯蔵媒体２１はセルロース系材料またはポリエチレンテレフタラートを含む。

一実施形態において、電源１は、不燃性喫煙装置６０内で陽極が陰極の下流となるように配置された電池を含んでもよい。陽極コネクター４は電池の下流端と接触する。ヒーター１４は、間隙を介した２本の導線によって電池に接続される。

ヒーター１４および導線のコイルになっていない端部部分２７と端部部分２７’との間の接続（図５を参照）は導電性が高く、温度耐性がある一方で、ヒーター１４は、接触部ではなく主にヒーター１４に沿って発熱を生じるように抵抗が大きい。端部部分２７は陽極コネクター４に接続され、端部部分２７’は外側管６を通して陰極に接続される。

電池は、リチウムイオン電池、またはその変形のうちの１つ（例えば、リチウムイオンポリマー電池）であってもよい。別の方法として、バッテリーは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムマンガン電池、リチウムコバルト電池、または燃料電池であってもよい。その場合、不燃性喫煙装置６０は、電源のエネルギーを使い尽くすまで使用可能である。別の方法として、電源１は充電式であってもよく、また電池を外部充電装置によって充電できるようにする回路を含んでもよい。その場合、充電する時、回路は所望の（または別の方法として所定の）数の陰圧の適用に対する電力を提供し、その後は回路を外部充電装置へと再接続する必要がある。

不燃性喫煙装置６０はまた、センサー１６を含む制御回路を含む。センサー１６は、空気圧力の降下を感知し、電源１からヒーター１４への電圧の印加を開始するように動作可能である。

空気吸込み口４４ａはセンサー１６に隣接して位置付けられ、それによってセンサー１６は陰圧を示す気流を感知し、かつ電源１を起動する。

制御回路にはセンサー１６が組み込まれ、例えば最大の時間リミッター付きで、センサー１６に応答して電力をヒーター１４に供給する。

別の方法として、制御回路は、陰圧の印加を開始するための手動で動作可能なスイッチを含んでもよい。ヒーターへの電流供給の時間は、気化させたいプレベイパー製剤の所望の量に応じて予め設定されてもよい。この目的のために、制御回路はプログラマブルであってもよい。別の方法として、回路は、センサー１６が圧力降下を検出する限り、電力をヒーター構造物１４に供給してもよい。

ヒーター１４は作動された時、ヒーターによって囲まれた芯２８の一部分を約１０秒未満、より好ましくは約７秒未満加熱する。従って、電力サイクルは約２秒〜約１０秒（例えば、約３秒〜約９秒、約４秒〜約８秒、または約５秒〜約７秒）の範囲とすることができる。

一実施形態において、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２はプレベイパー製剤材料を含むプレベイパー製剤貯蔵媒体２１を含む。図２では、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２は、内側管６２と外側管６の間、およびガスケット１０とシール１５の間の外側環状内に収容される。従って、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２は中央空気通路２０およびヒーター１４を少なくとも部分的に囲み、また芯２８はプレベイパー製剤供給貯蔵部２２の部分の間を延びる。

プレベイパー製剤貯蔵媒体２１は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨン、およびこれらの組み合わせから成る繊維質材料であってもよい。繊維は約６マイクロメートル〜約１５マイクロメートル（例えば、約８マイクロメートル〜約１２マイクロメートル、または約９マイクロメートル〜約１１マイクロメートル）のサイズの範囲である直径を有してもよい。プレベイパー製剤貯蔵媒体２１は、焼結、多孔性、または発泡性材料であってもよい。また、繊維は無関係にサイズ設定されてもよく、またＹ字形状、十字形状、クローバー形状、または任意の他の適切な形状の断面を持つことができる。

別の例示的な実施形態において、プレベイパー製剤貯蔵媒体２１は、たばこフィラーまたはたばこスラリーであってもよい。

また、プレベイパー製剤材料は、不燃性喫煙装置６０で使用するために適切な沸点を持つ。沸点が高すぎる場合、ヒーター１４は芯２８内のプレベイパー製剤を気化できない。しかしながら、沸点が低すぎる場合、ヒーター１４が作動されていなくても、プレベイパー製剤が気化する場合がある。

プレベイパー製剤は、ベイパーへと変わる材料または材料の組み合わせである。例えば、プレベイパー製剤は、水、ビーズ、溶媒、活性成分、エタノール、植物抽出物、天然または人工の風味剤、グリセリンおよびプロピレングリコールなどの蒸気形成体、ならびにこれらの組み合わせを含むがこれに限定されない、液体、固体、およびゲル製剤のうちの少なくとも１つであってもよい。

プレベイパー製剤は、加熱に伴い放出される揮発性たばこ風味化合物を含むたばこ要素を含んでもよい。たばこ要素がプレベイパー製剤にある時、たばこ要素の物理的完全性は保たれる。例えば、たばこ要素は、プレベイパー製剤中の約２重量％〜約３０重量％であってもよい。

例えば、たばこ要素は、シートまたは細断片の形態であってもよく、またこれはプレベイパー製剤がプレベイパー製剤貯蔵媒体２１に添加された後に添加される。

動作時には、組み立てられた構成での不燃性喫煙装置６０では、端部２０１に陰圧が印加されてもよい。これは、不燃性喫煙装置６０の内側に、空気吸込み口４４、４４ａを介して装置６０に入る吸入気流を発生させるうる内圧の降下を発生させる場合がある。空気吸込み口４４ａを通して（セクション７２を通して移動する気流経路を経由して）空気が引き出されると、内部圧力の降下は、セクション７２内の内部圧力降下も引き起こしうる。セクション７２内で形成された内部圧力の降下は、センサー１６によって感知される場合がある。その後、センサー１６は、電源１を含む電気回路を閉じるように動作してもよい。その結果、ヒーター１４にエネルギーを供給するために、導線はヒーター１４に電流を運ぶ。エネルギーを供給されたヒーター１４はその結果、芯２８を介してヒーター１４に向かって引き出されたプレベイパー製剤材料を加熱し、気化する。

プレベイパー製剤材料は芯２８の中の毛管作用によって、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２およびプレベイパー製剤貯蔵媒体２１の一方または両方からヒーター１４の近傍に移動される。一実施形態において、芯２８は第一の端部部分２９と、反対側の第二の端部部分３１を持つ。第一の端部部分２９および第二の端部部分３１は、プレベイパー製剤貯蔵媒体２１の中に収容されるプレベイパー製剤材料と接触するためにプレベイパー製剤貯蔵媒体２１の反対側の面の中へと延びる。ヒーター１４が作動される時に、芯２８の中央部分の中のプレベイパー製剤はヒーター１４によって気化されて、プレベイパー製剤材料を気化してベイパーを形成するように、ヒーター１４は芯２８の中央部分を少なくとも部分的に囲む。印加される陰圧に起因して、ベイパーはヒーター１４からたばこ要素７９を通して流れ、端部２０１から出る。

ベイパーはたばこ要素を流れのストリームの中へと溶出する場合がある。ベイパーとたばこ要素の間に何らかの熱的な反応が存在する場合もある。

実施形態の１つの利点は、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２内のプレベイパー製剤材料が酸素から保護され（酸素は一般的に芯を経由してプレベイパー製剤貯蔵部分に入ることができないため）、これによってプレベイパー製剤材料の劣化のリスクが著しく減少することである。さらに、外側管６が透明でない一部の実施形態において、プレベイパー製剤供給貯蔵部２２は光から保護され、これによってプレベイパー製剤材料の劣化のリスクが著しく減少する。従って、高いレベルの貯蔵寿命および清浄度を維持することができる。

セクション７０の配置は図２に示される実施形態に限定されず、またその他の修正（米国特許出願第１４／５７２，３６０号に説明されている修正）を含んでもよい。

外側管６と内側管６２とのうちの一方または両方は、任意の適切な材料または材料の組み合わせで形成されてもよい。適切な材料には例えば、金属、合金、プラスチック、もしくはそれらの材料のうちの１つ以上を含有する複合材料、または、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、セラミック、およびポリエチレンなど、食品または医薬品の用途に適している熱可塑性樹脂が挙げられる。一実施形態において、材料は軽く、また脆くない。

図２は単一の環状スリーブを持つたばこ含有セクション７４を図示し、例示的な実施形態はこれに限定されない。

３Ａは、環状スリーブ７４ａおよび７４ｂを持つたばこ含有セクション７４’を含む不燃性喫煙装置の例示的な実施形態を図示する。不燃性喫煙装置３００は不燃性喫煙装置６０と同様である。従って、簡潔さのため、違いのみを説明する。

図３Ａでは、たばこ含有セクション７４’は環状スリーブ７４ａおよび７４ｂを含む。

環状スリーブ７４ａは内側管７６’および外壁７８’を含む。内側管７６’は外側空気通路９の別の部分を画定する。外壁７８’および内側管７６’は、それらの間に空間（環状）を画定する。外壁７８’および内側管７６’は、それぞれ外壁７８および内側管７６と同一の材料でできていてもよい。

外壁７８’と内側管７６’との間の空間の中は、たばこ要素７９である。

環状スリーブ７４ｂは、内側管３０５および外壁３１０を含む。図３Ａに示す通り、環状スリーブ７４ｂは環状スリーブ７４ａを包含する。内側管３０５は透過性であり、外壁３１０は不透過性である。環状スリーブ７４ｂの端部３１５は気流に対して閉じられている。端部３１５は、気流を遮断するためのプラグとして作用する任意の材料、例えばプラスチック（例えばポリエチレン）または金属などでできていてもよい。従って、図４に示す通り、たばこ含有セクション７４’’に陰圧が印加されると、空気は空気通路９から環状スリーブ７４ａを通して、内側管３０５を通して、空気チャネル３２０、３２５の中へと流れる。

内側管３０５は膜、メッシュ、穿孔されたプラスチック、または紙などの透過性材料である。内側管３０５は、環状スリーブ７４ｂの構造的完全性を維持する材料でできている。外壁３１０はプラスチックなどの不透過性材料である。

図３Ｂは、環状スリーブ７４ａ’および７４ｂ’を持つたばこ含有セクション７４’’を含む不燃性喫煙装置の別の例示的な実施形態を図示する。

たばこ含有セクション７４’’はたばこ含有セクション７４’と同様である。従って、違いのみを説明する。

図３Ｂでは、環状スリーブ７４ｂ’は内側管３０５を含まない。その代わり、環状スリーブ７４ａ’の外壁７８’’はまた、環状スリーブ７４ｂ’の一部である。内側管 ７６’’とともに外壁７８’および内側管７６’は、それらの間に空間（環状）を画定する。外壁７８’’と内側管７６’’の間の空間の中は、たばこ要素７９である。

図３Ｂに示す通り、外壁７８’’および内側管７６’’は端部３１５へと延びる。外壁７８’’および内側管７６’’は、それぞれ外壁７８’および内側管７６’’と同一の材料でできていてもよい。

図３Ｃは、たばこ含有セクション７４’’’を含む不燃性喫煙装置の別の例示的な実施形態を図示する。

たばこ含有セクション７４’’’はたばこ含有セクション７４’’と同様である。従って、違いのみを説明する。

図３Ｂでは、環状スリーブ７４ａ’’の内側管７６’’’は、端部３１５の前で遮断される。その後、端部３１５と内側管７６’’’の間に空間が画定される。たばこ要素７９はまた、端部３１５と内側管７６’’’の間である。

例示的な実施形態による不燃性喫煙装置は、これらの流れパターンおよびたばこ要素のヒーター１４への近接性（ベイパー形成区域）のため、たばこを加熱し、たばこ特有の風味を蒸留および溶出するうえで有効である。図４に示すヒーター１４からたばこ要素へのベイパーの垂直な流れ、およびたばこがヒーター１４に近いことは、たばこの効果的な加熱およびこれに続く揮発性たばこ風味の蒸留および溶出を可能にする。

例示的な実施形態はベイパーが環状の方法で不燃性喫煙装置を出ることができることを図示し、当然のことながら、ベイパーは同心の方法で出てもよい。

図６は、プラスチックのマウスピースである、たばこ含有セクション７４の端部の例示的な実施形態を図示する。図６に示す通り、端部２０１ａは、軸から離れて分岐する少なくとも２つの出口２４を持つ。端部２０１ａは、ガスケット１０を通して延びる中央空気通路９と流体連通する。ガスケット１０は、たばこ材料の端部２０１への漏れを防止するように、たばこ含有セクション７４の下流端にある。

外壁７８ａの一部分は、端部２０１ａの周囲の中に適合する。

たばこ含有セクション７４に印加される陰圧に起因して、ベイパーはヒーター１４から、たばこ含有セクション７４を通して流れ、端部２０１ａから出る。

図７は、たばこ含有セクション７４の端部の例示的な実施形態を図示する。

端部２０１ｂは外壁７８ｂの一部分に渡って適合する。陰圧が端部２０１ｂに印加されてもよい。陰圧に起因して、ベイパーはヒーター１４から流れ、空気通路７００を通してたばこ含有セクション７４を出る。

図８は、たばこ含有セクション７４の端部の例示的な実施形態を図示する。

端部２０１ｃはフィルター８００を含む。たばこインサートが吸い口の付いていない葉巻たばこまたは吸い口の付いていないシガリロである例示的な実施形態において、たばこインサートはフィルターを含まない。

チッピングペーパー８０５はフィルター８００と重なってもよい。チッピングペーパーはまた、壁７８として使用されてもよい。従って、チッピングペーパー１２５５は、たばこ含有セクション７４に硬さを提供し、それによって、より簡単なカートリッジ７０への挿入を可能にする。追加的なチッピングペーパーを用いてまたは用いないで、たばこ要素を収容するために、アルミ箔も使用してもよい。

図８に示す例では、フィルター８００は酢酸セルロース（ＣＡ）フィルターであってもよい。トリアセチンなどのＣＡフィルターエレメントはベイパーの中へと溶出する可能性がある。ベイパー相ニコチンおよびベイパー中の他の揮発性エレメントをたばこの存在によって減少することができる。

たばこ含有セクション７４に陰圧が印加された時、ベイパーはヒーター１４から、たばこ含有セクション７４を通して流れ、フィルター８００から出る。

例示的な実施形態は、プレベイパー製剤を加熱するヒーターを持つ不燃性喫煙装置を提供し、たばこ要素に熱を提供してもよい。より具体的には、例示的な実施形態による不燃性喫煙装置は、ベイパーをたばこ要素に曝露し、プレベイパー製剤をたばこ要素に曝露し、または両方をたばこ要素に暴露する。たばこ要素がプレベイパー製剤にある時、たばこ要素の物理的完全性は保たれる。

他の例示的な実施形態において、不燃性喫煙装置は、ベイパーをたばこ要素に曝露する、プレベイパー製剤をたばこ要素に曝露する、またはその両方をたばこ要素に曝露するポッド装置またはタンク装置とすることができる。

図１〜図８を参照しながら単一のヒーターを説明する一方で、例示的な実施形態は複数のヒーター不燃性喫煙装置を含んでもよい。第一のヒーターはプレベイパー製剤を気化するヒーター１４であってもよいが、第二のヒーターはたばこ要素を加熱するために使用されてもよい。第二のヒーターは、たばこ要素を貫通してもよい。

他の例示的な実施形態において、不燃性喫煙装置は３つ以上のヒーターを含む。

従って、例示的な実施形態を説明しており、これらは多くの方法で変形されうることが明らかであろう。こうした変形は、例示的な実施形態の意図する範囲から逸脱するものとして扱われるべきではなく、当業者であれば明らかであるようなこうした変形のすべては、続く請求項の範囲内に含めるべきであることを意図している。

Claims (12)

1. 不燃性喫煙要素であって、
   プレベイパー製剤材料を含むように構成されるプレベイパー製剤貯蔵部要素と、
   前記プレベイパー製剤貯蔵部要素に結合され、また前記プレベイパー製剤材料の少なくとも一部分を加熱してベイパーにするように、かつ前記ベイパーを第一のチャネルに提供するように構成された、発熱体と、
   前記第一のチャネルの少なくとも一部分を画定するたばこ含有要素であって、前記たばこ含有要素が前記発熱体の少なくとも一部分に重なり、前記たばこ含有要素が内壁および外壁を含み、前記内壁が透過性であり、かつ前記外壁が不透過性である、たばこ含有要素と、を備える、不燃性喫煙要素。
2. 前記たばこ含有要素が環状スリーブである、請求項１に記載の不燃性喫煙要素。
3. 前記内壁および前記外壁が任意の形態のたばこ植物材料を含有する、請求項１に記載の不燃性喫煙要素。
4. 前記発熱体が、前記たばこ含有要素の少なくとも一部分を加熱するために前記たばこ含有要素と熱的連通するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の不燃性喫煙要素。
5. 前記発熱体が、前記たばこ含有要素の前記部分を加熱するように、かつ前記たばこ含有要素内のたばこから芳香を生成するように構成される、請求項４に記載の不燃性喫煙要素。
6. 前記プレベイパー製剤貯蔵部要素から長軸方向に延びる芯をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不燃性喫煙要素。
7. 前記プレベイパー製剤貯蔵部要素が、
   前記プレベイパー製剤材料を含むように構成される外側ハウジングと、空気吸込み口を画定する前記外側ハウジングの内側管と、前記芯が前記プレベイパー製剤材料の前記一部分を引き出して前記発熱体と熱的連通するように構成されるように、前記プレベイパー製剤貯蔵部要素と連通する前記芯と、を含む、請求項６に記載の不燃性喫煙要素。
8. 前記たばこ含有要素が、前記外側ハウジングの第一の端部と隣接する、請求項７に記載の不燃性喫煙要素。
9. 前記発熱体が前記長軸方向に延びる、請求項６、７または８に記載の不燃性喫煙要素。
10. 前記たばこ含有要素上に外壁要素をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の不燃性喫煙要素。
11. 前記外壁要素が、
    外壁部と、
    内壁部と、を含み、前記外壁部および前記たばこ含有要素が第二の空気チャネルの部分を画定する、請求項１０に記載の不燃性喫煙要素。
12. 前記外壁要素が、
    前記内壁部の第一の端部でカバーを含み、前記カバーが前記第一のチャネルを覆う、請求項１１に記載の不燃性喫煙要素。

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