JP6983449B1 - 加熱式擬似喫煙具用カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な紙巻きタバコタイプのカートリッジと比較し、必要となる加熱対象物の量を減らすことを可能とし、かつ、加熱対象物の効率的な加熱を可能とする、内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジを提供する。【解決手段】カートリッジ１は、円筒形状の部材である巻材１１と、巻材１１の吸口側の開口を塞ぐように巻材１１内に配置されたフィルタ１２と、巻材１１の吸口側と反対側の開口を塞ぐように配置されたカプセル１３と、カプセル１３の内側に収容された加熱対象物１４を備える。巻材１１の円筒形状の軸を含む平面でカートリッジ１を切断したときのカプセル１３の断面の形状はティアドロップ形状である。この形状が一般的な医薬用カプセルの形状である場合と比較し、カプセル１３の収容空間は狭いため、加熱ブレードの表面の大半において加熱対象物１４が加熱ブレードに接する。その結果、効率的な加熱対象物１４の加熱が行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、加熱式擬似喫煙具用のカートリッジに関する。

タバコ葉を電気ヒータで加熱し、タバコ葉から煙を発生させて喫煙者に吸わせる加熱式タバコ喫煙具が普及している。加熱式タバコ喫煙具には凹部があり、カートリッジと呼ばれる外観が紙巻きタバコに似た使い捨て部品をその凹部に装填した状態で喫煙が行われる。

カートリッジにはタバコ葉が充填されており、加熱式タバコ喫煙具の凹部にカートリッジが装填された状態で加熱式タバコ喫煙具が有するヒータがタバコ葉に加熱し、タバコ葉が発生する蒸気又はエアロゾルを喫煙者が吸引する仕組みとなっている。

なお、タバコ葉に代えて、茶葉等の他の素材が充填されたカートリッジも製造、販売されている。例えば、ニコチンを摂取したくない喫煙者は、タバコ葉以外の素材が充填されたカートリッジを加熱式タバコ喫煙具に装填して喫煙を行うことができる。すなわち、加熱式タバコ喫煙具として製造、販売されている器具は、必ずしもタバコの喫煙に用いられるとは限らない。従って、一般的に加熱式タバコ喫煙具と呼ばれる器具を、本願では加熱式擬似喫煙具と呼ぶ。また、加熱式擬似喫煙具により加熱されるタバコ葉等の対象物を加熱対象物と呼ぶ。

一般的なカートリッジは、紙巻きタバコと同様に、紙製の筒状物である巻材の中に直接、加熱対象物を充填した構造を備える。以下、そのような構造のカートリッジを紙巻きタバコタイプのカートリッジと呼ぶ。図１７は、紙巻きタバコタイプのカートリッジの一例の構造を示す断面図（巻材の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図１７において、巻材７１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。

図１７に示すカートリッジ７は、円筒形状の部材である巻材７１と、巻材７１の吸口側（図１７の上側）の開口面に一方の端面が揃うように巻材７１内に配置された円柱形状のフィルタ７２と、巻材７１の吸口側と反対側（図１７の下側）の開口を塞ぐように巻材７１内に充填された加熱対象物７３を備える。

加熱式擬似喫煙具には、カートリッジが有する加熱対象物の内部に針状のヒータである加熱ブレードを挿入して内側から加熱対象物を直接加熱するタイプ（以下、内側直加熱方式という）と、カートリッジが有する加熱対象物を巻材の外側からヒータで加熱するタイプがある。

図１８は、カートリッジ７が、内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具９に装填される様子を示した図である。図１８（Ａ）はカートリッジ７が加熱式擬似喫煙具９に装填される前の状態を示し、図１８（Ｂ）はカートリッジ７が加熱式擬似喫煙具９に装填された状態を示し、図１８（Ｃ）は加熱式擬似喫煙具９に装填されていたカートリッジ７が取り外された状態を示している。図１８（Ｂ）に示されるように、カートリッジ７が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、加熱対象物７３に加熱ブレード９１が挿入され、加熱対象物７３が加熱ブレード９１により内側から加熱され、蒸気又はエアロゾルを発する。

カートリッジ７においては、概ね次の式１で示される容量Ｑ以上の加熱対象物が必要となる。
Ｑ＝Ａ×Ｌ・・・（式１）
ただし、Ａは巻材７１の軸に垂直な平面でカートリッジ７を切断した場合の巻材７１の中空部の断面積、Ｌはカートリッジ７が加熱式擬似喫煙具９に装填された状態において巻材７１の軸方向におけるカートリッジ７内で加熱ブレード９１が占める範囲の長さ、である。

カートリッジに必要となる加熱対象物の量を減らすことができれば、カートリッジのコストを下げることができる。特に、加熱対象物が高価である場合、カートリッジに必要な加熱対象物の削減によるカートリッジのコスト低減の効果は大きい。

一般的な紙巻きタバコタイプのカートリッジよりも、少量の加熱対象物を保持できる構造のカートリッジが製造、販売されている。図１９は、そのようなカートリッジの一例の構造を示す断面図である。図１９に示されるカートリッジ８は、円筒形状の部材である巻材８１と、巻材８１の吸口側（図１９の上側）の開口面に一方の端面が揃うように巻材８１内に配置された円柱形状のフィルタ８２と、巻材８１の吸口側と反対側（図１９の下側）の開口を塞ぐように軸方向の長さの１／３程度が巻材８１に挿入された状態で巻材８１に接着剤等により固定された中空の容器であるカプセル８３と、カプセル８３の内側に収容された加熱対象物８４を備える。なお、図１９において、巻材８１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。また、図１９の例では、加熱対象物８４は、タバコ葉等の加熱対象の素材を粒状に加工したものである。

図２０は、カプセル８３の構造を示す断面図である。カプセル８３は、汎用の薬剤用カプセルに１以上の孔Ｎをあけたものである。カプセル８３は、ゼラチン等で製造されており、その壁の厚さは１００〜１５０μｍ程度である。なお、図２０において、カプセル８３は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。

カプセル８３は、ボディ部８３１とキャップ部８３２で構成される。図２０（Ａ）はボディ部８３１とキャップ部８３２が分離された状態を示し、図２０（Ｂ）はボディ部８３１にキャップ部８３２が取り付けられた状態を示している。

ボディ部８３１は、円筒形状の部分Ｃ８１と、部分Ｃ８１の一方の開口を塞ぐように部分Ｃ８１と連続して一体に成形された中空の半円球形状の部分Ｈ８１とで構成される。キャップ部８３２は、円筒形状の部分Ｃ８２と、部分Ｃ８２の一方の開口を塞ぐように部分Ｃ８２と連続して一体に成形された中空の半円球形状の部分Ｈ８２とで構成される。キャップ部８３２の部分Ｃ８２の内径は、ボディ部８３１の部分Ｃ８１の外径とほぼ同じであり、ボディ部８３１の開口を塞ぐようにキャップ部８３２が取り付けられると、図２０（Ｂ）の状態となる。

ボディ部８３１の部分Ｈ８１には、１以上の孔Ｎが設けられている。これらの孔Ｎは、カプセル８３内に封入された加熱対象物８４が加熱されて発生する蒸気又はエアロゾルがカートリッジ８の吸口側へと移動するための流路として設けられている。

図２１は、カートリッジ８が加熱式擬似喫煙具９に装填される様子を示した図である。図２１（Ａ）はカートリッジ８が加熱式擬似喫煙具９に装填される前の状態を示し、図２１（Ｂ）はカートリッジ８が加熱式擬似喫煙具９に装填された状態を示し、図２１（Ｃ）は加熱式擬似喫煙具９に装填されていたカートリッジ８が取り外された状態を示している。図２１（Ｂ）に示されるように、カートリッジ８が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、カプセル８３に加熱ブレード９１が挿入され、カプセル８３内の加熱対象物８４が加熱ブレード９１により加熱され、蒸気又はエアロゾルを発する。

カートリッジ８によれば、カプセル８３内に封入する加熱対象物８４の量を自由に調整できる。従って、加熱対象物８４を必要最少量とすることで、カートリッジ８のコストを削減できる。

ところで、加熱対象物を収容するカプセルを備える加熱式擬似喫煙具用のカートリッジを開示する特許文献として、例えば特許文献１がある。

特許文献１には、グリセリン類をしみこませた不織布とタバコ葉を収容したカプセルを備えるカートリッジが記載されている。特許文献１に記載のカートリッジが備える不織布は、加熱式擬似喫煙具のヒータにより加熱され、グリセリン類の蒸気を発生する。グリセリン類の蒸気はカプセル内のタバコ葉を通過した後、喫煙者に吸引される。

特開２０２０−７４７１４号公報

上述した従来技術に係るカートリッジ８による場合、カプセル８３の収容空間のうち加熱対象物８４が占める空間が少ないと、加熱対象物８４が加熱ブレード９１の一部にしか接さず、加熱対象物８４が十分に加熱されない、という問題がある。例えば、図２１（Ｂ）に示される状態では、加熱ブレード９１の２／３程度にしか加熱対象物８４が接しておらず、加熱ブレード９１の発する熱の一部が無駄になっている。

上記の事情に鑑み、本発明は、一般的な紙巻きタバコタイプのカートリッジと比較し、必要となる加熱対象物の量を減らすことを可能とし、かつ、加熱対象物の効率的な加熱を可能とする、内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジを提供する。

上述した課題を解決するため、本発明は、筒状の部材である筒状部材と、前記筒状部材に少なくとも一部が収容されるカプセルと、前記カプセルに収容され、前記カプセル内で加熱されて喫煙者に吸引される蒸気又はエアロゾルを発する加熱対象物とを備える、前記カプセル内に挿入されて前記カプセル内で前記加熱対象物を内側から加熱する加熱ブレードを有する内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジであって、前記筒状部材の軸方向における、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填された状態において前記加熱式擬似喫煙具の前記加熱ブレードが挿入される範囲内において、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域が１／２以上であるカートリッジを第１の態様として提案する。

第１の態様に係るカートリッジによれば、従来技術（図１９参照）に係るカートリッジと同様に、カプセル内に封入する加熱対象物の量を自由に調整できる。一方、第１の態様に係るカートリッジによれば、従来技術（図１９参照）に係るカートリッジと比較し、カプセルの収容空間の容積を小さくでき、加熱ブレードと加熱対象物が接する面積を大きくできる。その結果、第１の態様に係るカートリッジによれば、一般的な紙巻きタバコタイプのカートリッジと比較し、必要となる加熱対象物の量を減らすことができ、かつ、加熱対象物の効率的な加熱が可能となる。

第１の態様に係るカートリッジにおいて、前記筒状部材の軸方向における、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填された状態において前記加熱式擬似喫煙具の前記加熱ブレードが挿入される範囲の全域において、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が、前記加熱ブレードが挿入される側に向かい小さくなる、という構成が第２の態様として採用されてもよい。

第２の態様に係るカートリッジによれば、従来技術（図１９参照）に係るカートリッジが備えるカプセルと比較し、軸方向の長さを同一としつつ、収容空間の容量を小さくできる。

第１又は第２の態様に係るカートリッジにおいて、前記筒状部材の内側面と前記カプセルの外側面との間に配置されたスペーサを備える、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

第３の態様に係るカートリッジによれば、カプセルを軸方向に垂直な平面で切断した切断面の外径の最大値を、筒状部材の内径よりも実質的に小さくできる。その結果、第３の態様に係るカートリッジによれば、従来技術（図１９参照）に係るカートリッジが備えるカプセルと比較し、軸方向の長さを同一としつつ、収容空間の容量を小さくできる。

第１乃至第３のいずれかの態様に係るカートリッジにおいて、前記カプセルの内側面に接するように配置された補充部材を備える、という構成が第４の態様として採用されてもよい。

第４の態様に係るカートリッジによれば、カプセル内の収容空間が補充部材により狭められる。

ところで、上述した従来技術に係るカートリッジ８による場合、加熱式擬似喫煙具９にカートリッジ８が装填される際に、加熱式擬似喫煙具９の加熱ブレード９１がカプセル８３に突き刺さり（図２１（Ｂ）参照）、カプセル８３のキャップ部８３２に孔が開く。その後、加熱式擬似喫煙具９からカートリッジ８が取り外される際に、カプセル８３から加熱ブレード９１が引き抜かれ（図２１（Ｃ）参照）、それまで加熱ブレード９１によって塞がれていた孔を通じて、加熱対象物８４のうち細かい粒子のものがカプセル８３の外にこぼれ落ちる場合がある。その場合、喫煙者は加熱式擬似喫煙具９の凹部にこぼれ落ちた加熱対象物８４を取り除く必要があり、手間である。特に、加熱ブレード９１に対する加熱対象物８４の加熱の効率を高めるために、加熱対象物８４の粒径を小さくする程、加熱ブレード９１により開けられた孔から加熱対象物８４がカプセル８３の外にこぼれ落ちやすくなる。

上記の課題を解決するために、第４の態様に係るカートリッジにおいて、前記補充部材は、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填される際に前記カプセルに挿入される前記加熱ブレードにより変形し、前記加熱式擬似喫煙具から前記カートリッジが取り外される際に変形前の形状に近づき前記加熱ブレードが貫通していた前記カプセルの孔を塞ぐ、という構成が第５の態様として採用されてもよい。

第５の態様に係るカートリッジによれば、加熱ブレードによってカプセルに開けられた孔が、加熱ブレードがカプセルから引き抜かれる際、補充部材により塞がれるため、カプセル内の加熱対象物がカプセル外へこぼれ落ちにくい。

第１乃至第５のいずれかの態様に係るカートリッジにおいて、前記カプセルの壁の厚さによって、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域を有する、という構成が第６の態様として採用されてもよい。

第６の態様に係るカートリッジによれば、カプセルの壁の厚さによって、収容空間が狭められる。

第６の態様に係るカートリッジにおいて、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域における前記カプセルの壁の厚さと比較し、前記加熱ブレードが貫通する部分における前記カプセルの壁の厚さが薄い、という構成が第７の態様として採用されてもよい。

第７の態様に係るカートリッジによれば、加熱ブレードがカプセルを容易に突き破ることができる。

第１乃至第７のいずれかの態様に係るカートリッジにおいて、前記加熱ブレードが貫通する部分における前記カプセルの壁に、前記加熱ブレードの挿入をガイドする孔、切り目、及び、凹みの少なくとも１つが設けられている、という構成が第８の態様として採用されてもよい。

第８の態様に係るカートリッジによれば、加熱ブレードがカプセルにスムーズに挿入される。

また、本発明は、筒状の部材である筒状部材と、前記筒状部材に少なくとも一部が収容されるカプセルと、前記カプセルに収容され、加熱されて喫煙者に吸引される蒸気又はエアロゾルを発する加熱対象物とを備える、前記カプセル内に挿入されて前記加熱対象物を内側から加熱する加熱ブレードを有する内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジであって、前記カプセルの内側面に接するように配置された補充部材を備え、前記補充部材は、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填される際に前記カプセルに挿入される前記加熱ブレードにより変形し、前記加熱式擬似喫煙具から前記カートリッジが取り外される際に変形前の形状に近づき前記加熱ブレードが貫通していた前記カプセルの孔を塞ぐカートリッジを第９の態様として提案する。

第９の態様に係るカートリッジによれば、加熱ブレードによってカプセルに開けられた孔が、加熱ブレードがカプセルから引き抜かれる際、補充部材により塞がれるため、カプセル内の加熱対象物がカプセル外へこぼれ落ちにくい。

本発明によれば、一般的な紙巻きタバコタイプのカートリッジと比較し、必要となる加熱対象物の量を減らすことをでき、かつ、内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具により加熱対象物が効率的に加熱される。

本発明の一実施例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一実施例に係るカプセルの構造を示す断面図 本発明の一実施例に係るカプセルの形状の特徴を説明するための図 従来技術に係るカートリッジと本発明の一実施例に係るカートリッジにおいて、加熱ブレードに加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図 本発明の一実施例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一実施例に係るカプセルの収容空間の直径と巻材の内径の関係を示した図 従来技術に係るカートリッジと本発明の一実施例に係るカートリッジにおいて、加熱ブレードに加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図 本発明の一実施例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一実施例に係るカプセルの収容空間の直径と巻材の内径の関係を示した図 従来技術に係るカートリッジと本発明の一実施例に係るカートリッジにおいて、加熱ブレードに加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図 本発明の一実施例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一実施例に係るカートリッジが加熱式擬似喫煙具に装填される様子を示した図 本発明の一変形例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一変形例に係るカートリッジの構造を示す断面図 本発明の一変形例に係るカプセルの構造を示す断面図及び底面図 本発明の一変形例に係るカートリッジの構造を示す断面図 従来技術に係る紙巻きタバコタイプのカートリッジの一例の構造を示す断面図 従来技術に係る紙巻きタバコタイプのカートリッジが加熱式擬似喫煙具に装填される様子を示した図 従来技術に係るカプセルを備えるカートリッジの一例の構造を示す断面図 従来技術に係るカプセルの構造を示す断面図 従来技術に係るカプセルを備えるカートリッジが加熱式擬似喫煙具に装填される様子を示した図

［１．第１実施例］
以下に本発明の第１実施例に係るカートリッジ１を説明する。カートリッジ１は、内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジである。図１は、カートリッジ１の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。以下、軸とは、カートリッジ１の巻材１１の形状である円筒の軸を意味するものとする。なお、図１において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。

カートリッジ１は、円筒形状の部材である巻材１１（筒状部材の一例）と、巻材１１の吸口側（図１の上側）の開口面に一方の端面が揃うように巻材１１内に配置された円柱形状のフィルタ１２と、巻材１１の吸口側と反対側（図１の下側）の開口を塞ぐように軸方向の長さの１／３程度が巻材１１に挿入された状態で巻材１１に接着剤等により固定された中空の容器であるカプセル１３と、カプセル１３の内側に収容された加熱対象物１４を備える。

カートリッジ１が備える巻材１１、フィルタ１２及び加熱対象物１４は、上述した従来技術に係るカートリッジ８が備える巻材８１、フィルタ８２及び加熱対象物８４と同じものである。また、カートリッジ１が備えるカプセル１３の素材及び壁の厚さは、カートリッジ８が備えるカプセル８３の素材及び壁の厚さと同じである。すなわち、カートリッジ１は、カートリッジ８と比較し、カプセル１３の形状がカプセル８３の形状と異なっている点を除き、同じ構成を備える。

図２は、カプセル１３の構造を示す断面図である。図２に示されるように、カプセル１３を巻材１１の軸を含む平面で切断した断面の形状は、いわゆるティアドロップ形状である。なお、図２において、カプセル１３は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。

カプセル１３は、ボディ部１３１とキャップ部１３２で構成される。図２（Ａ）はボディ部１３１とキャップ部１３２が分離された状態を示し、図２（Ｂ）はボディ部１３１にキャップ部１３２が取り付けられた状態を示している。

ボディ部１３１は、円筒形状の部分Ｃ１１と、部分Ｃ１１の一方の開口を塞ぐように部分Ｃ１１と連続して一体に成形された中空の半円球形状の部分Ｈ１１と、部分Ｃ１１の他方の開口側の端部と連続して一体に成形された中空の上底及び下底が開口した円錐台形状の部分Ｔ１１とで構成される。

キャップ部１３２は、中空の上底及び下底が開口した円錐台形状の部分Ｔ１２と、部分Ｔ１２の狭い方の開口を塞ぐように部分Ｔ１２と連続して一体に成形された中空の半円球形状の部分Ｈ１２とで構成される。

部分Ｔ１１と部分Ｔ１２の側面の傾斜角度は実質的に同じである。また、部分Ｔ１１の広い方の開口の外径は、部分Ｔ１２の広い方の内径よりも大きい。従って、ボディ部１３１の開口を塞ぐようにキャップ部１３２が取り付けられると、図２（Ｂ）の状態となる。

ボディ部１３１の部分Ｈ１１には、１以上の孔Ｎが設けられている。これらの孔Ｎは、カプセル１３内に封入された加熱対象物１４が加熱されて発生する蒸気又はエアロゾルがカートリッジ１の吸口側へと移動するための流路として設けられている。

図３は、カプセル１３の形状の特徴を説明するための図である。図３（Ａ）は従来技術に係るカプセル８３に加熱ブレード９１が挿入された状態を示し、図３（Ｂ）は本実施例に係るカプセル１３に加熱ブレード９１が挿入された状態を示している。カートリッジが加熱式擬似喫煙具９に装填された状態において、加熱ブレード９１は、カプセル８３又はカプセル１３の軸方向における範囲Ｂを占める。

図３（Ａ）に示される領域Ｒ８１〜Ｒ８３は、カートリッジ８を巻材８１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル８３の収容空間の面積が巻材８１の中空部の面積と実質的に等しいか否か、という視点で区分した領域である。

領域Ｒ８２は、断面におけるカプセル８３の収容空間の面積が巻材８１の中空部の面積と実質的に等しい領域である。すなわち、巻材８１（又は巻材１１）の内径をＤとすると、領域Ｒ８２におけるカプセル８３の外径は実質的にＤと等しい。なお、巻材８１（又は巻材１１）の内径は７ｍｍ程度である。そして、カプセル８３（又はカプセル１３）の壁の厚さは１００〜１５０μｍ程度であり、巻材８１の内径又はカプセル８３の外径と比較し、せいぜい２％程度であり、無視できる程度に小さい。従って、領域Ｒ８２におけるカプセル８３の内径も、実質的に巻材８１の内径Ｄと等しい。

一方、領域Ｒ８１と領域Ｒ８３は、断面におけるカプセル８３の収容空間の面積が巻材８１の中空部の面積より実質的に小さい領域である。すなわち、領域Ｒ８１又は領域Ｒ８３におけるカプセル８３の外径又は内径は、巻材８１の内径Ｄより実質的に小さい。ここで、実質的に小さいとは、直径において概ね１０％以上、断面積において概ね２０％以上、小さいことを意味するものとする。

カプセル８３の範囲Ｂにあたる部分のうち、断面におけるカプセル８３の収容空間の面積が巻材８１の中空部の面積より実質的に小さい領域（領域Ｒ８３）は、１／２未満（図４（Ａ）の例では約１／３）である。

図３（Ｂ）に示される領域Ｒ１１〜Ｒ１３は、カートリッジ１を巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル１３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積と実質的に等しいか否か、という視点で区分した領域である。

領域Ｒ１２は、断面におけるカプセル１３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積と実質的に等しい領域である。一方、領域Ｒ１１と領域Ｒ１３は、断面におけるカプセル１３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さい領域である。すなわち、領域Ｒ１１又は領域Ｒ１３におけるカプセル１３の外径又は内径は、巻材１１の内径Ｄより実質的に小さい。

カプセル１３の範囲Ｂにあたる部分のうち、断面におけるカプセル１３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さい領域（領域Ｒ１３）は、１／２以上（図３（Ｂ）の例では全て）である。

また、図３（Ｂ）に示されるように、カプセル１３は、範囲Ｂの全域において、カートリッジ１を巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル１３の収容空間の面積が、加熱ブレード９１が挿入される側に向かい小さくなる、という形状を備えている。

このように、カプセル１３は、従来技術に係るカプセル８３と比較し、カプセル内の加熱ブレード９１が占める範囲Ｂ内において、軸に垂直な平面で切断した断面における収容空間の面積が巻材の中空部の面積よりも実質的に小さい領域が１／２以上を占めるため、同じ量の加熱対象物を収容した場合、加熱ブレード９１の表面の広い範囲において加熱対象物が加熱ブレード９１に接することになる。

図４は、カートリッジ８とカートリッジ１において、カプセル内に同じ量の加熱対象物が収容されている場合に、加熱ブレード９１に加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図である。図４（Ａ）はカートリッジ８の場合を示し、図４（Ｂ）はカートリッジ１の場合を示している。図４に示されるように、カートリッジ１の方が、カートリッジ８よりも広い領域で加熱ブレード９１に加熱対象物が接することになる。その結果、カートリッジ１によれば、より効率的に加熱対象物の加熱が行われる。

［２．第２実施例］
続いて、本発明の第２実施例に係るカートリッジ２を説明する。図５は、カートリッジ２の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図５において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。図５において、カートリッジ２がカートリッジ１と共通に備える構成部には、図１における符号と同じ符号が用いられている。カートリッジ２は、第１実施例に係るカートリッジ１と比較し、以下の点が異なっている。
（１）カプセルの形状が異なる。
（２）巻材の内側面とカプセルの外側面との間に配置されたスペーサを備える。

以下、カートリッジ２がカートリッジ１と異なる上記（１）（２）について説明する。

カートリッジ２は、カートリッジ１が備えるカプセル１３に代えて、カプセル２３を備える。カプセル２３は、従来技術に係るカートリッジ８が備えるカプセル８３の大きさを、軸方向の長さは変えずに、軸に垂直な平面で切断した断面における直径を小さくした形状をしている。以下、例として、カプセル２３の円筒形状の部分の直径を約５ｍｍとする。

図６は、カプセル２３の収容空間の直径と巻材１１の内径の関係を示した図である。図６に示されるように、加熱式擬似喫煙具９にカートリッジ２が装填された状態において、カプセル２３の軸方向における加熱ブレード９１が占める範囲Ｂの全領域において、巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル２３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さくなっている。すなわち、巻材１１の中空部の直径が約７ｍｍであるのに対し、カプセル２３の円筒形状の部分における収容空間の直径が約５ｍｍである。

上記のように、巻材１１とカプセル２３の直径は実質的に異なるため、巻材１１とカプセル２３の間には空間が生じる。従って、巻材１１にカプセル２３を直接、接着剤等により固定することはできない。そのため、カートリッジ２は、巻材１１とカプセル２３の間を埋めるスペーサ２５を備えている。スペーサ２５は、厚さが約１ｍｍの円筒形状の部材である。製造を容易にするために、スペーサ２５は多少の弾性がある素材でできていることが望ましいが、スペーサの役割を果たす限りいずれの素材がスペーサ２５に採用されてもよい。

図７は、カートリッジ８とカートリッジ２において、カプセル内に同じ量の加熱対象物が収容されている場合に、加熱ブレード９１に加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図である。図７（Ａ）はカートリッジ８の場合を示し、図７（Ｂ）はカートリッジ２の場合を示している。図７に示されるように、カートリッジ２の方が、カートリッジ８よりも広い領域で加熱ブレード９１に加熱対象物が接することになる。その結果、カートリッジ２によれば、より効率的に加熱対象物の加熱が行われる。

［３．第３実施例］
続いて、本発明の第３実施例に係るカートリッジ３を説明する。図８は、カートリッジ３の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図８において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。図８において、カートリッジ３がカートリッジ１と共通に備える構成部には、図１における符号と同じ符号が用いられている。カートリッジ３は、第１実施例に係るカートリッジ１と比較し、以下の点が異なっている。
（１）カプセルの形状が異なる。
（２）カプセルの内側面に接するように配置された補充部材を備える。

以下、カートリッジ３がカートリッジ１と異なる上記（１）（２）について説明する。

カートリッジ３は、カートリッジ１が備えるカプセル１３に代えて、カプセル３３を備える。カプセル３３は、従来技術に係るカートリッジ８が備えるカプセル８３と同じ形状をしている。すなわち、カプセル３３の円筒形状の部分の直径は約７ｍｍである。

また、カートリッジ３は、外径が約７ｍｍ、厚さが約１ｍｍの円筒形状の補充部材３５を備える。補充部材３５は、その外側面がカプセル３３の内側面に接するように、カプセル３３内に収容されている。補充部材３５は、カプセル３３の内部の空間の一部を占めることにより、カプセル３３の収容空間を狭める役割を果たす部材である。加熱対象物１４は、主に補充部材３５の内側に形成される収容空間に収容される。

製造を容易にするために、補充部材３５は多少の弾性がある素材でできていることが望ましいが、カプセル３３の収容空間を狭める役割を果たす限りいずれの素材が補充部材３５に採用されてもよい。

図９は、カプセル３３の収容空間の直径と巻材１１の内径の関係を示した図である。図９に示されるように、加熱式擬似喫煙具９にカートリッジ２が装填された状態において、カプセル３３の軸方向における加熱ブレード９１が占める範囲Ｂのほぼ全領域において、巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル３３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さくなっている。すなわち、巻材１１の中空部の直径が約７ｍｍであるのに対し、カプセル３３の円筒形状の部分における収容空間の直径が約５ｍｍである。

図１０は、カートリッジ８とカートリッジ３において、カプセル内に同じ量の加熱対象物が収容されている場合に、加熱ブレード９１に加熱対象物が接する領域の広さが異なる点を示した図である。図１０（Ａ）はカートリッジ８の場合を示し、図１０（Ｂ）はカートリッジ３の場合を示している。図１０に示されるように、カートリッジ３の方が、カートリッジ８よりも広い領域で加熱ブレード９１に加熱対象物が接することになる。その結果、カートリッジ３によれば、より効率的に加熱対象物の加熱が行われる。
［４．第４実施例］
続いて、本発明の第４実施例に係るカートリッジ４を説明する。図１１は、カートリッジ４の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図１１において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。カートリッジ４は、上述した第３実施例に係るカートリッジ３と比較し、補充部材の形状が異なる点を除き、構成が共通している。図１１において、カートリッジ４がカートリッジ３と共通に備える構成部には、図８における符号と同じ符号が用いられている。

図１１に示されるように、カートリッジ４は、カートリッジ３が備える補充部材３５に代えて、補充部材４５を備える。補充部材４５は、カプセル３３の円筒形状の部分に加え、カプセル３３のキャップ部側の中空の半球形状の部分においてもカプセル３３の内側面に接するように、カプセル３３内に配置されている。すなわち、補充部材４５は、円筒形状の部分と、その一方の開口を塞ぐように円筒形状の部分と一体に成形された中空の半球形状の部分とで構成されている。

補充部材４５は、少なくとも中空の半球形状の部分において、接着剤等によりカプセル３３に固定されている。

カートリッジ４が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、加熱ブレード９１がカプセル３３と共に補充部材４５を突き破ることができる程度に、補充部材４５は容易に破断可能な素材である必要がある。

加熱式擬似喫煙具９にカートリッジ４が装填された状態において、カプセル３３の軸方向における加熱ブレード９１が占める範囲Ｂの全領域において、巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル３３の収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さくなっている。

また、補充部材４５には、加熱ブレード９１によりカプセル３３のキャップ部側に開けられる孔を塞ぐ役割がある。そのため、補充部材４５には、力を加えられると容易に変形し、その力から開放されると元の形状に近づく弾性を備える素材が用いられる。

図１２は、カートリッジ４が、加熱式擬似喫煙具９に装填される様子を示した図である。図１２（Ａ）はカートリッジ４が加熱式擬似喫煙具９に装填される前の状態を示し、図１２（Ｂ）はカートリッジ４が加熱式擬似喫煙具９に装填された状態を示し、図１２（Ｃ）は加熱式擬似喫煙具９に装填されていたカートリッジ４が取り外された状態を示している。図１２（Ｂ）に示されるように、カートリッジ４が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、補充部材４５に加熱ブレード９１が突き刺さり、補充部材４５に孔が開くと共に、加熱ブレード９１により補充部材４５の形状が変形する。その後、カートリッジ４が加熱式擬似喫煙具９から取り外される際、加熱ブレード９１が補充部材４５から引き抜かれると、図１２（Ｃ）に示されるように、補充部材４５は変形前の元の形状に近づき、加熱ブレード９１によってカプセル３３に開けられ、加熱ブレード９１が貫通していた孔を塞ぐ。

上記の役割を果たすために、補充部材４５には、例えばスポンジ、ゴム等の弾性素材が採用され得るが、これに限られない。

カートリッジ４によれば、カートリッジ３と同様に、従来技術に係るカートリッジ８と比較し、より効率的に加熱対象物の加熱が行われる。また、カートリッジ４によれば、加熱式擬似喫煙具９からカートリッジ４が取り外される際に、加熱ブレード９１によりカプセル３３に開けられた孔から加熱対象物１４がこぼれ落ちにくい。

［５．変形例］
上述した実施例は、本発明の技術的思想の範囲内で様々に変形することができる。以下にそれらの変形の例を示す。なお、以下の２以上の変形例が組み合わされてもよい。

（１）上述した実施例において、カートリッジが備える巻材の形状は円筒形状であるものとしたが、これに限られない。加熱式擬似喫煙具９の凹部に装填可能である限り、巻材の形状は正六角筒形状等であってもよい。その場合、巻材の形状に応じて、フィルタ、カプセル、スペーサ等の形状も適宜、変更されてよい。

（２）本発明に係るカートリッジが備えるカプセルの収容空間の形状及び大きさは、上述した実施例に例示したものに限られない。すなわち、巻材の軸方向における、加熱式擬似喫煙具にカートリッジが装填された状態において加熱式擬似喫煙具の加熱ブレードが挿入される範囲内において、カートリッジを巻材の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセルの収容空間の面積が巻材の中空部の面積より実質的に小さい領域が１／２以上である、という条件を満たし、加熱式擬似喫煙具９に対するカートリッジの装填を阻害せず、カートリッジが加熱式擬似喫煙具９に装填された状態において加熱ブレード９１の少なくとも一部を収容する限り、カプセルの収容空間の形状及び大きさはどのようなものであってもよい。

図１３は、上述した実施例に係るカートリッジが備えるカプセルの形状と異なる形状のカプセルを備える、本発明に係るカートリッジを例示した図である。

（３）カプセルの壁の厚さによって、カートリッジを巻材の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセルの収容空間の面積が、巻材の中空部の面積より実質的に小さい領域を有するように構成されてもよい。

図１４は、カプセルの壁を肉厚にすることにより、カプセルの収容空間の面積が、巻材の中空部の面積より実質的に小さい領域を有するように構成された一変形例に係るカートリッジ５の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図１４において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。カートリッジ５は、上述した第１実施例に係るカートリッジ１と比較し、カプセルの形状が異なる点を除き、構成が共通している。図１４において、カートリッジ５がカートリッジ１と共通に備える構成部には、図１における符号と同じ符号が用いられている。

図１４（Ａ）に示すカートリッジ５は、従来技術に係るカートリッジ８のカプセル８３と外形が同じであるが、壁の厚さがいずれの部分においても約１ｍｍであるカプセル５３Ａを備える。このように、カプセル５３Ａは肉厚であるため、カートリッジ２が備えるスペーサ２５や、カートリッジ３が備える補充部材３５等を備えずとも、カートリッジを巻材の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセルの収容空間の面積が巻材の中空部の面積より実質的に小さい領域が、加熱ブレード９１が占める範囲の１／２以上となっている。

カプセル５３Ａの壁は上述したように肉厚であるため、カプセル５３Ａの素材によっては、カートリッジ５が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、加熱ブレード９１によりカプセル５３Ａに孔があきにくく、ユーザがカートリッジ５を加熱式擬似喫煙具９に強く押し込む必要が生じたり、カプセル５３Ａの加熱ブレード９１が当たる部分が大きく潰れたりする場合がある。そのような不都合を低減するために、カプセル５３Ａには、加熱ブレード９１が貫通する部分における壁に、加熱ブレード９１の挿入をガイドする孔、切り目、及び、凹みの少なくとも１つが設けられてもよい。

図１５は、加熱ブレード９１の挿入をガイドする孔（図１５（Ａ））、切り目（図１５（Ｂ））、及び、凹み（図１５（Ｃ））が設けられたカプセル５３Ａの、軸を含む平面で切断した断面図と、加熱ブレード９１がカプセル５３Ａに向かう方向に見た底面図である。図１５（Ａ）の例では、加熱ブレード９１が貫通する部分に円錐台形状の孔Ｈが設けられている。図１５（Ｂ）の例では、加熱ブレード９１が貫通する部分に十字の切り目Ｃが設けられている。図１５（Ｃ）の例では、加熱ブレード９１が貫通する部分に半球形状の凹みＥが設けられている。なお、これらの孔、切り目、凹みの形状や大きさは例示であって、任意に変更されてよい。

なお、上述した実施例に係るカートリッジが備えるカプセルにおいて、加熱ブレード９１がスムーズにカプセルに挿入されるように、加熱ブレード９１が貫通する部分における壁に、加熱ブレード９１の挿入をガイドする孔、切り目、及び、凹みの少なくとも１つが設けられてもよい。

また、図１４（Ｂ）に示すカートリッジ５が備えるカプセル５３Ｂは、加熱ブレード９１が貫通する部分における壁の厚さが、他の部分における壁の厚さより薄くなるように成形されている。すなわち、カートリッジ５を巻材１１の軸に垂直な平面で切断した断面におけるカプセル５３Ｂの収容空間の面積が巻材１１の中空部の面積より実質的に小さい領域におけるカプセル５３Ｂの壁の厚さと比較し、加熱ブレード９１が貫通する部分におけるカプセル５３Ｂの壁の厚さが薄い。そのため、カートリッジ５が加熱式擬似喫煙具９に装填される際、加熱ブレード９１によりカプセル５３Ｂに容易に孔があく。

（４）上述した第４実施例に係るカートリッジ４の補充部材４５は、カプセルの収容空間を実質的に狭める役割と、加熱ブレード９１によりカプセルに開けられた孔を塞ぐ役割を果たす。これに代えて、本発明に係るカートリッジが、加熱ブレード９１によりカプセルに開けられた孔を塞ぐ役割は果たすが、カプセルの収容空間を狭める役割は実質的に果たさない補充部材を備えてもよい。

図１６は、この変形例に係るカートリッジ６の構造を示す断面図（巻材１１の軸を含む平面で切断した断面図）である。なお、図１６において、巻材１１は厚さ方向の比率を実際より大きく描いている。カートリッジ６は、上述した第４実施例に係るカートリッジ４と比較し、補充部材の形状が異なる点を除き、構成が共通している。図１６において、カートリッジ６がカートリッジ４と共通に備える構成部には、図１１における符号と同じ符号が用いられている。

図１６に示されるように、カートリッジ６は、カートリッジ４が備える補充部材４５に代えて、補充部材６５を備える。補充部材６５は、補充部材４５が有する円筒形状の部分を備えず、中空の半球形状の部分のみで構成されている。補充部材６５は、カプセル３３のキャップ部側の中空の半球形状の部分の内側面上に、接着剤等により固定されている。

図１６に示されるように、カプセル３３の内側空間の容量に対し、補充部材６５の体積は無視できる程度に小さい。従って、従来技術に係るカートリッジ８と比較した場合、カートリッジ６の加熱対象物に対する加熱の効率に実質的な差はない。しかしながら、カートリッジ６によれば、加熱ブレード９１がカプセル３３に開けた孔を補充部材６５が塞ぐため、加熱式擬似喫煙具９からカートリッジ６が取り外される際に、加熱ブレード９１によりカプセル３３に開けられた孔から加熱対象物１４がこぼれ落ちにくい、という効果が得られる。

（５）上述した実施例において、カートリッジが備える、フィルタ及びカプセルの少なくとも一部を収容する筒状部材は巻材であるものとしたが、この筒状部材は、フィルタ及びカプセルの少なくとも一部を巻く構造の部材でなくてもよい。また、この筒状部材の素材は紙巻きタバコで採用されている紙に限られない。例えば、プラスチック等により筒状に成形された部材が巻材に代えて用いられてもよい。

（６）カプセルの素材は、医薬用カプセルと同様の素材であってもよいし、異なる素材であってもよい。すなわち、カプセルの素材は、加熱ブレード９１により加熱された際に発火をしたり有害ガスを発したりしない素材であり、カプセルの形状を保てる素材である限り、いずれの素材であってもよい。

１…カートリッジ、２…カートリッジ、３…カートリッジ、４…カートリッジ、５…カートリッジ、６…カートリッジ、７…カートリッジ、８…カートリッジ、９…加熱式擬似喫煙具、１１…巻材、１２…フィルタ、１３…カプセル、１４…加熱対象物、２３…カプセル、２５…スペーサ、３３…カプセル、３５…補充部材、４５…補充部材、６５…補充部材、７１…巻材、７２…フィルタ、７３…加熱対象物、８１…巻材、８２…フィルタ、８３…カプセル、８４…加熱対象物、９１…加熱ブレード、１３１…ボディ部、１３２…キャップ部、８３１…ボディ部、８３２…キャップ部。

Claims (9)

1. 筒状の部材である筒状部材と、
   前記筒状部材に少なくとも一部が収容されるカプセルと、
   前記カプセルに収容され、前記カプセル内で加熱されて喫煙者に吸引される蒸気又はエアロゾルを発する加熱対象物と
   を備える、前記カプセル内に挿入されて前記カプセル内で前記加熱対象物を内側から加熱する加熱ブレードを有する内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジであって、
   前記筒状部材の軸方向における、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填された状態において前記加熱式擬似喫煙具の前記加熱ブレードが挿入される範囲内において、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域が１／２以上である
   カートリッジ。
2. 前記筒状部材の軸方向における、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填された状態において前記加熱式擬似喫煙具の前記加熱ブレードが挿入される範囲の全域において、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が、前記加熱ブレードが挿入される側に向かい小さくなる
   請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記筒状部材の内側面と前記カプセルの外側面との間に配置されたスペーサを備える
   請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 前記カプセルの内側面に接するように配置された補充部材を備える
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
5. 前記補充部材は、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填される際に前記カプセルに挿入される前記加熱ブレードにより変形し、前記加熱式擬似喫煙具から前記カートリッジが取り外される際に変形前の形状に近づき前記加熱ブレードが貫通していた前記カプセルの孔を塞ぐ
   請求項４に記載のカートリッジ。
6. 前記カプセルの壁の厚さによって、前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域を有する
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
7. 前記カートリッジを前記筒状部材の軸に垂直な平面で切断した断面における前記カプセルの収容空間の面積が前記筒状部材の中空部の面積より２０％以上小さい領域における前記カプセルの壁の厚さと比較し、前記加熱ブレードが貫通する部分における前記カプセルの壁の厚さが薄い
   請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記加熱ブレードが貫通する部分における前記カプセルの壁に、前記加熱ブレードの挿入をガイドする孔、切り目、及び、凹みの少なくとも１つが設けられている
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
9. 筒状の部材である筒状部材と、
   前記筒状部材に少なくとも一部が収容されるカプセルと、
   前記カプセルに収容され、加熱されて喫煙者に吸引される蒸気又はエアロゾルを発する加熱対象物と
   を備える、前記カプセル内に挿入されて前記加熱対象物を内側から加熱する加熱ブレードを有する内側直加熱方式の加熱式擬似喫煙具用のカートリッジであって、
   前記カプセルの内側面に接するように配置された補充部材を備え、
   前記補充部材は、前記加熱式擬似喫煙具に前記カートリッジが装填される際に前記カプセルに挿入される前記加熱ブレードにより変形し、前記加熱式擬似喫煙具から前記カートリッジが取り外される際に変形前の形状に近づき前記加熱ブレードが貫通していた前記カプセルの孔を塞ぐ
   カートリッジ。

Images