JP7045374B2 - エアロゾル送達装置用の電源 - Google Patents

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Description

本開示は、喫煙物品などのエアロゾル送達装置に関し、さらに具体的には、エアロゾルの発生のために電気的に生成された熱を利用してもよいエアロゾル送達装置（例えば、一般に電子タバコと呼ばれる喫煙物品）に関する。喫煙物品は、タバコから製造され得るか、タバコに由来し得るか、そうでなければタバコを組み込み得る材料を組み込んでもよいエアロゾル前駆体を加熱するように構成されてもよく、前駆体は人間が摂取するための吸入可能な物質を形成することができる。
使用のためにタバコを燃焼することを必要とする喫煙製品の改良品または代替品として、多くの喫煙装置が長年にわたって提案されてきた。これらの装置の多くは、称するところによれば、紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙に関連する感覚を提供するが、タバコの燃焼に起因する相当量の不完全燃焼および熱分解生成物を送達することはないように設計されている。この目的のために、電気エネルギーを利用して揮発性材料を気化または加熱するか、タバコを著しく燃焼することなく紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙感覚を提供しようとする多くの喫煙製品、香味発生器および薬用吸入器が提案されている。例えば、参照により本明細書に組み込まれるＲｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第７，７２６，３２０号明細書およびＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書に記載の背景技術に記載されている様々な代替の喫煙物品、エアロゾル送達装置および発熱源を参照されたい。また、例えば、参照により本明細書に組み込まれるＢｌｅｓｓらの米国特許公開第２０１５／０２１６２３２号明細書に記載の商標名および商業的供給元によって参照される様々な種類の喫煙物品、エアロゾル送達装置および電動発熱源を参照されたい。さらに、様々な種類の電動エアロゾルおよび蒸気送達装置もまた、いずれも参照により本明細書に組み込まれるＳｅａｒｓらの米国特許公開第２０１４／００９６７８１号明細書およびＭｉｎｓｋｏｆｆらの米国特許公開第２０１４／０２８３８５９号明細書ならびに２０１４年５月２０日に出願されたＳｅａｒｓらの米国特許出願番号第１４／２８２，７６８号明細書、２０１４年５月２３日に出願されたＢｒｉｎｋｌｅｙらの米国特許出願番号第１４／２８６，５５２号明細書、２０１４年７月１０日に出願されたＡｍｐｏｌｉｎｉらの米国特許出願番号第１４／３２７，７７６号明細書および２０１４年８月２１日に出願されたＷｏｒｍらの米国特許出願番号第１４／４６５，１６７号明細書に提案されている。
米国特許第７，７２６，３２０号明細書 米国特許第８，８８１，７３７号明細書 米国特許出願公開第２０１５／０２１６２３２号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０２８３８５９号明細書
電源として超小型スーパーキャパシタを利用するエアロゾル送達装置を提供することが望ましいであろう。
本開示は、エアロゾル送達装置、そのような装置を形成する方法およびそのような装置の要素に関する。本開示は、限定するものではないが、以下の例示的な実施形態を含む。
例示的な実施形態１：エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成されたリザーバを画定する少なくとも１つのハウジングを備えたエアロゾル送達装置であって、少なくとも１つのハウジング内に収容された、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように制御可能な加熱要素と、加熱要素に電力を供給してエアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された電源とを含み、電源が、波形グラフェン系（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄ）構造を有する再充電可能なスーパーキャパシタを含むエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態２：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電源が、並列に接続された再充電可能なスーパーキャパシタを含む複数の再充電可能なスーパーキャパシタを含むエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態３：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電源が、スーパーキャパシタと接続可能でスーパーキャパシタから充電可能な、再充電可能な薄膜固体電池をさらに含み、電源が加熱要素に電力を供給するように構成されていることが、薄膜固体電池から加熱要素に電力を供給するように構成されていることを含むエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態４：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器、壁面充電器、光電池または圧電エネルギー源であるか、それらを含むエネルギー源から充電可能であるエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態５：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態１の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、光電池または圧電エネルギー源と統合されているエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態６：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、波形グラフェン系構造が、２つの１原子厚のグラフェン層と、それらの間に挟まれた電解質とを含み、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、フレキシブル基板に接着された外面を有するエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態７：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、再充電可能なスーパーキャパシタが１０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有し、２つの１原子厚のグラフェン層間の間隔距離が１５０マイクロメートル（μｍ）以下であり、電解質が１５０μｍ以下の厚さを有するエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態８：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が炭素原子のハニカム格子を含むエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態９：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電解質が、２つの１原子厚のグラフェン層の間の固体電解質セパレータであるエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態１０：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、電解質が、イオンゲルまたはヒドロゲル電解質であるエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態１１：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せのエアロゾル送達装置であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、１５０ワット毎立方センチメートル（Ｗ／ｃｍ３）以上の電力密度と、２０マイクロ秒（μｓ）以下の時定数とを有するエアロゾル送達装置。
例示的な実施形態１２：エアロゾル送達装置を形成するためにカートリッジと連結されているか、連結可能な制御本体であって、カートリッジが、エアロゾル前駆体組成物を収容し、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された加熱要素を備え、制御本体が、ハウジングと、ハウジング内に収容され、加熱要素に電力を供給して、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された電源とを含み、電源が、波形グラフェン系構造を有する再充電可能なスーパーキャパシタを含む制御本体。
例示的な実施形態１３：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、電源が、並列に接続された再充電可能なスーパーキャパシタを含む複数の再充電可能なスーパーキャパシタを含む制御本体。
例示的な実施形態１４：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、電源が、スーパーキャパシタと接続可能でスーパーキャパシタから充電可能な、再充電可能な薄膜固体電池をさらに含み、加熱要素に電力を供給するように構成された電源が、再充電可能な薄膜固体電池から加熱要素に電力を供給するように構成されていることを含む制御本体。
例示的な実施形態１５：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器、壁面充電器、光電池または圧電エネルギー源であるか、それらを含むエネルギー源から充電可能である制御本体。
例示的な実施形態１６：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、光電池または圧電エネルギー源と統合されている制御本体。
例示的な実施形態１７：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、波形グラフェン系構造が、２つの１原子厚のグラフェン層と、それらの間に挟まれた電解質とを含み、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、フレキシブル基板に接着された外面を有する制御本体。
例示的な実施形態１８：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、再充電可能なスーパーキャパシタが１０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有し、２つの１原子厚のグラフェン層間の間隔距離が１５０マイクロメートル（μｍ）以下であり、電解質が１５０μｍ以下の厚さを有する制御本体。
例示的な実施形態１９：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が炭素原子のハニカム格子を含む制御本体。
例示的な実施形態２０：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、電解質が、２つの１原子厚のグラフェン層の間の固体電解質セパレータである制御本体。
例示的な実施形態２１：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、電解質が、イオンゲルまたはヒドロゲル電解質である制御本体。
例示的な実施形態２２：前述の例示的な実施形態、または任意の前述の例示的な実施形態の任意の組合せの制御本体であって、再充電可能なスーパーキャパシタが、１５０ワット毎立方センチメートル（Ｗ／ｃｍ３）以上の電力密度と、２０マイクロ秒（μｓ）以下の時定数とを有する制御本体。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。本開示は、そのような特徴または要素が本明細書に説明されている特定の例示的な実施形態において明示的に組み合わされているか、そうでなければ列挙されているかどうかにかかわらず、本開示に記載された２つ、３つ、４つまたはそれ以上の特徴または要素の任意の組合せを含む。本開示は、本開示の文脈が明らかに他のことを指示しない限り、その態様および例示的な実施形態のいずれかにおいて、本開示の任意の分離可能な特徴または要素が組合せ可能に見えるように全体的に読み取られることを意図している。
したがって、この概要は、本開示のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、いくつかの例示的な実施形態を要約する目的のためにのみ提供されることが理解されるであろう。したがって、上記で説明された例示的な実施形態は単なる例であり、決して本開示の範囲または精神を狭めると解釈されるべきではないことが理解されるであろう。他の例示的な実施形態、態様および利点は、いくつかの説明された例示的な実施形態の原理を例として示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
このように本開示は上述の一般的な用語で説明しており、添付の図面をこれから参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
本開示の例示的な実施形態による、制御本体に連結されたカートリッジを含むエアロゾル送達装置の側面図を示す。 様々な例示的な実施形態によるエアロゾル送達装置の部分切欠図である。 本開示の様々な例示的な実施形態による制御本体の電源をさらに詳細に示す。 様々な例示的な実施形態によるカートリッジおよび制御本体の様々な要素を示す。 様々な例示的な実施形態によるカートリッジおよび制御本体の様々な要素を示す。
本開示は、以下、その例示的な実施形態を参照して、さらに充分に記載される。これらの例示的な実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であるように、そして本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように説明される。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、適用される法的要件を満たすように提供される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」などは、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含む。
以下に説明されるように、本開示の例示的な実施形態は、エアロゾル送達システムに関する。本開示によるエアロゾル送達システムは、（好ましくは、材料を著しく燃焼させることなく）材料を加熱して吸入可能な物質を形成するために、電気エネルギーを使用する。そのようなシステムの構成要素は、最も好ましくは手持ち式装置と見なすのに十分に小型の物品の形態を有する。すなわち、エアロゾルが主にタバコの燃焼または熱分解の副産物から生じるという意味では、好ましいエアロゾル送達システムの構成要素を使用しても煙が発生されず、むしろそれらの好ましいシステムを使用すると、その中に組み込まれた特定の構成要素の揮発または気化に起因する蒸気が発生されるという結果となる。いくつかの例示的な実施形態では、エアロゾル送達システムの構成要素は、電子タバコとして特徴付けられてもよく、これらの電子タバコは、最も好ましくは、タバコおよび／またはタバコ由来の構成要素を組み込み、それによりエアロゾル形態のタバコ由来構成要素を送達する。
特定の好ましいエアロゾル送達システムのエアロゾル生成部品は、そのいかなる構成要素も実質的に燃焼することなく、タバコを点火し燃焼させることによって（ひいては、タバコの煙を吸い込むことによって）使用される紙巻タバコ、葉巻またはパイプを喫煙するという数々の感覚（例えば、吸入および呼気の形式、味または香味の種類、感覚刺激効果、物理的感触、使用形式、目に見えるエアロゾルによってもたらされるような視覚的刺激など）をもたらし得る。例えば、本開示のエアロゾル生成部品のユーザは、喫煙者が従来の種類の喫煙物品を使用するのと同じように、その部品を保持し使用し、その部品によって生成されたエアロゾルを吸入するためにその部品の一端で吸引し、選択された時間間隔で吹かしたりできる。
本開示のエアロゾル送達システムはまた、蒸気発生物品または薬剤送達物品として特徴付けることができる。したがって、そのような物品または装置は、吸入可能な形態または状態で、１つ以上の物質（例えば、香味および／または薬学的有効成分）を提供するように適合されることができる。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態（すなわち、その臨界点よりも低い温度で気相にある物質）であり得る。あるいは、吸入可能な物質は、エアロゾルの形態（すなわち、気体中の微細固体粒子または液滴の懸濁液）であり得る。分かりやすくするために、本明細書で使用される用語「エアロゾル」は、目に見えるかどうか、また煙状であると見なされ得る形態であるかどうかに関わりなく、人間の吸入に適した形態または種類の蒸気、気体およびエアロゾルを含むことを意味する。
本開示のエアロゾル送達システムは、一般に、ハウジングと呼ばれ得る外側本体またはシェル内に設けられる多くの構成要素を含む。外側本体またはシェルの全体的な設計は変更可能であり、エアロゾル送達装置の全体的な寸法および形状を画定することができる外側本体の形式または構成は変更可能である。典型的には、紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似する細長い本体が、単一の一体型ハウジングから形成されてもよいか、細長いハウジングが、２つ以上の分離可能な本体から形成されてもよい。例えば、エアロゾル送達装置は、形状が実質的に管状であり得る細長いシェルまたは本体を含むことができ、それゆえ、従来の紙巻タバコまたは葉巻の形状に類似し得る。一例では、エアロゾル送達装置のあらゆる構成要素が、１つのハウジング内に収容される。あるいは、エアロゾル送達装置は、接合される、および分離可能である、２つ以上のハウジングを含むことができる。例えば、エアロゾル送達装置は、１つ以上の再使用可能な構成要素（例えば、再充電可能な電池および／または再充電可能なスーパーキャパシタなどの蓄電池、およびその物品の動作を制御するための様々な電子機器）を収容するハウジングを含む制御本体を一端に有し、他端においては、そこへ取り外し可能に連結可能な、使い捨て部分（例えば、使い捨て可能な香味収容カートリッジ）を収容する外側本体またはシェルを有することができる。
本開示のエアロゾル送達システムは、最も好ましくは、電源（すなわち、電気的なパワー源）、少なくとも１つの制御構成要素（例えば、電源から物品の他の構成要素への電流の流れを制御することなどによって、発熱のための電力を作動、制御、調整および停止するための手段（例えば、個別に、またはマイクロコントローラの一部としてのマイクロプロセッサ））、ヒータまたは発熱部材（例えば、単独でまたは１つ以上のさらなる要素と組み合わせて、一般に「噴霧器」と呼ばれ得る電気抵抗加熱要素または他の構成要素）、エアロゾル前駆体組成物（例えば、「スモークジュース（ｓｍｏｋｅ ｊｕｉｃｅ）」、「ｅ－リキッド（ｅ－ｌｉｑｕｉｄ）」および「ｅ－ジュース（ｅ－ｊｕｉｃｅ）」と一般に呼ばれる成分など、一般に、十分な熱を加えるとエアロゾルを生じることができる液体）、およびエアロゾル吸入のためにエアロゾル送達装置での吸引を可能にするマウスエンド領域または先端（例えば、生成されたエアロゾルが吸入時に引き出され得るような、物品を通る画定された空気流路）の何らかの組合せを含む。
本開示のエアロゾル送達システム内の構成要素のさらに具体的な形式、構成および配置は、以下に提供されるさらなる開示に照らして明らかになるであろう。さらに、様々なエアロゾル送達システム構成要素の選択および配置は、本開示の背景技術の項で参照される代表的な製品などの市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して理解することができる。さらに、市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して、エアロゾル送達装置内の構成要素の配置を理解することもできる。その構成要素、その動作の方法、市販の製品であって、その中に含まれる材料、および／またはその他の属性が本開示の装置に含まれ得る製品の例は、Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製のＡＣＣＯＲＤ（Ｒ）、ＩｎｎｏＶａｐｏｒ ＬＬＣ製のＡＬＰＨＡ（ＴＭ）、ＪＯＹＥ ５１０（ＴＭ）およびＭ４（ＴＭ）、Ｗｈｉｔｅ Ｃｌｏｕｄ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ製のＣＩＲＲＵＳ（ＴＭ）およびＦＬＩＮＧ（ＴＭ）、Ｌｏｒｉｌｌａｒｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．製のＢＬＵ（ＴＭ）、Ｅｐｕｆｆｅｒ（Ｒ） Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．製のＣＯＨＩＴＡ（ＴＭ）、ＣＯＬＩＢＲＩ（ＴＭ）、ＥＬＩＴＥ ＣＬＡＳＳＩＣ（ＴＭ）、ＭＡＧＮＵＭ（ＴＭ）、ＰＨＡＮＴＯＭ（ＴＭ）およびＳＥＮＳＥ（ＴＭ）、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓ， Ｉｎｃ．製のＤＵＯＰＲＯ（ＴＭ）、ＳＴＯＲＭ（ＴＭ）およびＶＡＰＯＲＫＩＮＧ（Ｒ）、Ｅｇａｒ Ａｕｓｔｒａｌｉａ製のＥＧＡＲ（ＴＭ）、Ｊｏｙｅｔｅｃｈ製のｅＧｏ－Ｃ（ＴＭ）およびｅＧｏ－Ｔ（ＴＭ）、Ｅｌｕｓｉｏｎ ＵＫ Ｌｔｄ製のＥＬＵＳＩＯＮ（ＴＭ）、Ｅｏｎｓｍｏｋｅ ＬＬＣ製のＥＯＮＳＭＯＫＥ（Ｒ）、ＦＩＮ Ｂｒａｎｄｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ， ＬＬＣ製のＦＩＮ（ＴＭ）、Ｇｒｅｅｎ Ｓｍｏｋｅ Ｉｎｃ．ＵＳＡ製のＳＭＯＫＥ（Ｒ）、Ｇｒｅｅｎａｒｅｔｔｅ ＬＬＣ製のＧＲＥＥＮＡＲＥＴＴＥ（ＴＭ）、Ｓｍｏｋｅ Ｓｔｉｋ（Ｒ）製のＨＡＬＬＩＧＡＮ（ＴＭ）、ＨＥＮＤＵ（ＴＭ）、ＪＥＴ（ＴＭ）、ＭＡＸＸＱ（ＴＭ）、ＰＩＮＫ（ＴＭ）およびＰＩＴＢＵＬＬ（ＴＭ）、Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．製のＨＥＡＴＢＡＲ（ＴＭ）、Ｃｒｏｗｎ７製のＨＹＤＲＯ ＩＭＰＥＲＩＡＬ（ＴＭ）およびＬＸＥ（ＴＭ）、ＬＯＧＩＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のＬＯＧＩＣ（ＴＭ）およびＴＨＥ ＣＵＢＡＮ（ＴＭ）、Ｌｕｃｉａｎｏ Ｓｍｏｋｅｓ Ｉｎｃ．製のＬＵＣＩ（Ｒ）、Ｎｉｃｏｔｅｋ， ＬＬＣ製のＭＥＴＲＯ（Ｒ）、Ｓｏｔｔｅｒａ， Ｉｎｃ．製のＮＪＯＹ（Ｒ）およびＯＮＥＪＯＹ（ＴＭ）、ＳＳ Ｃｈｏｉｃｅ ＬＬＣ製のＮＯ．７（ＴＭ）、ＰｒｅｍｉｕｍＥｓｔｏｒｅ ＬＬＣ製のＰＲＥＭＩＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＩＧＡＲＥＴＴＥ（ＴＭ）、Ｒｕｙａｎ Ａｍｅｒｉｃａ， Ｉｎｃ．製のＲＡＰＰ Ｅ－ＭＹＳＴＩＣＫ（ＴＭ）、Ｒｅｄ Ｄｒａｇｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ＬＬＣ製のＲＥＤ ＤＲＡＧＯＮ（ＴＭ）、Ｒｕｙａｎ Ｇｒｏｕｐ （Ｈｏｌｄｉｎｇｓ） Ｌｔｄ．製のＲＵＹＡＮ（Ｒ）、Ｓｍｏｋｅｒ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ＬＬＣ製のＳＦ（Ｒ）、Ｔｈｅ Ｓｍａｒｔ Ｓｍｏｋｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．製のＧＲＥＥＮ ＳＭＡＲＴ ＳＭＯＫＥＲ（Ｒ）、Ｃｏａｓｔｌｉｎｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＬＬＣ製のＳＭＯＫＥ ＡＳＳＩＳＴ（Ｒ）、Ｓｍｏｋｉｎｇ Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ， Ｉｎｃ．製のＳＭＯＫＩＮＧ ＥＶＥＲＹＷＨＥＲＥ（Ｒ）、ＶＭＲ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ＬＬＣ製のＶ２ＣＩＧＳ（ＴＭ）、ＶａｐｏｒＮｉｎｅ ＬＬＣ製のＶＡＰＯＲ ＮＩＮＥ（ＴＭ）、Ｖａｐｏｒ ４ Ｌｉｆｅ， Ｉｎｃ．製のＶＡＰＯＲ４ＬＩＦＥ（Ｒ）、Ｅ－ＣｉｇａｒｅｔｔｅＤｉｒｅｃｔ， ＬＬＣ製のＶＥＰＰＯ（ＴＭ）、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｖａｐｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＡＶＩＧＯ、ＶＵＳＥ、ＶＵＳＥ ＣＯＮＮＥＣＴ、ＶＵＳＥ ＦＯＢ、ＶＵＳＥ ＨＹＢＲＩＤ、ＡＬＴＯ、ＡＬＴＯ＋、ＭＯＤＯ、ＣＩＲＯ、ＦＯＸ＋ＦＯＧおよびＳＯＬＯ＋、Ｍｉｓｔｉｃ Ｅｃｉｇｓ製のＭＩＳＴＩＣ ＭＥＮＴＨＯＬならびにＣＮ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｌｔｄ．製のＶＹＰＥとして市販されている。さらに他の電動式エアロゾル送達装置、特に、いわゆる電子タバコとして特徴付けられている装置は、ＣＯＯＬＥＲ ＶＩＳＩＯＮＳ（ＴＭ）、ＤＩＲＥＣＴ Ｅ－ＣＩＧ（ＴＭ）、ＤＲＡＧＯＮＦＬＹ（ＴＭ）、ＥＭＩＳＴ（ＴＭ）、ＥＶＥＲＳＭＯＫＥ（ＴＭ）、ＧＡＭＵＣＣＩ（Ｒ）、ＨＹＢＲＩＤ ＦＬＡＭＥ（ＴＭ）、ＫＮＩＧＨＴ ＳＴＩＣＫＳ（ＴＭ）、ＲＯＹＡＬ ＢＬＵＥＳ（ＴＭ）、ＳＭＯＫＥＴＩＰ（Ｒ）、ＳＯＵＴＨ ＢＥＡＣＨ ＳＭＯＫＥ（ＴＭ）の商号の下に市販されている。
本開示のエアロゾル送達装置に採用され得る構成要素および関係技術の追加の製造業者、設計者および／または譲受人は、中国、深せんのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｊｉｅｓｈｉｂｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、中国、深せん市のＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｆｉｒｓｔ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、カリフォルニア州ロサンゼルスのＳａｆｅ Ｃｉｇ、フィリピンのＪａｎｔｙ Ａｓｉａ Ｃｏｍｐａｎｙ、中国、深せんのＪｏｙｅｔｅｃｈ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＳＩＳ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ、デラウェア州ドーバーのＢ２Ｂ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ、オハイオ州のＥｖｏｌｖ ＬＬＣ、イタリア、ボローニャのＭｏｎｔｒａｄｅ、中国、深せんのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｂａｕｗａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、フロリダ州ポンパノビーチのＧｌｏｂａｌ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｄｅｍａｒｋｓ Ｉｎｃ．、フロリダ州フォートローダーデールのＶａｐｏｒ Ｃｏｒｐ．、ドイツ、ラシャウ＝マルカースバッハのＮｅｍｔｒａ ＧＭＢＨ、ミシガン州アレガンのＰｅｒｒｉｇｏ Ｌ． Ｃｏ．、Ｎｅｅｄｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．、ネバダ州ラスベガスのＳｍｏｋｅｆｒｅｅ Ｉｎｎｏｔｅｃ、スウェーデン、ヘルシンボリのＭｃＮｅｉｌ ＡＢ、Ｃｈｏｎｇ Ｃｏｒｐ、カリフォルニア州マウンテンビューのＡｌｅｘｚａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ、ノースカロライナ州シャーロットのＢＬＥＣ， ＬＬＣ、フランス、ロアバッハ＝レ＝ビッチュのＧａｉｔｒｅｎｄ Ｓａｒｌ、中国、深せんのＦｅｅｌＬｉｆｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、ドイツ、ゼルプのＶｉｓｈａｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＢＭＧＨ、中国、深せんのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｓｍａｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ．、フロリダ州ボカラトンのＶａｐｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、イスラエルのＥｘｏｎｏｉｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ、中国、深せんのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｎｏｗｏｔｅｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ、中国、香港のＭｉｎｉｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、中国、深せんのＳｈｅｎｚｈｅｎ Ｋｏｎｔｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、およびオハイオ州メダイナのＦｕｍａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ＬＬＣ、ウィスコンシン州ベロイトの２１ｓｔ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｓｍｏｋｅ、および中国、香港のＫｉｍｒｅｅ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ （ＨＫ） Ｃｏ．Ｌｉｍｉｔｅｄを含む。
様々な例では、エアロゾル送達装置は、エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成されたリザーバを含むことができる。リザーバは、特に、多孔質材料（例えば、繊維質材料）から形成されることができ、したがって、多孔質基材（例えば、繊維質基材）と呼ばれてもよい。
エアロゾル送達装置内のリザーバとして有用な繊維質基材は、複数の繊維またはフィラメントから形成された織布または不織布材料であってよく、天然繊維および合成繊維の一方または両方から形成されることができる。例えば、繊維質基材は、ガラス繊維材料を含んでもよい。特定の例では、酢酸セルロース材料を使用することができる。他の例示的な実施形態では、炭素材料を使用することができる。リザーバは、実質的に容器の形態であってよく、その中に含まれる繊維質材料を含んでもよい。
図１は、本開示の様々な例示的な実施形態による、制御本体１０２およびカートリッジ１０４を含むエアロゾル送達装置１００の側面図を示す。具体的には、図１は、互いに連結された制御本体およびカートリッジを示す。制御本体およびカートリッジは、機能的な関係で着脱可能に位置合わせされてもよい。様々な機構がカートリッジを制御本体に接続して、ねじ係合、圧入係合、締まり嵌め、磁気係合などをもたらしてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、カートリッジおよび制御本体が組み立てられた構成にある場合、エアロゾル送達装置は、実質的に棒状、実質的に管状または実質的に円筒形状であってよい。エアロゾル送達装置はまた、断面が実質的に長方形または菱形であってよく、これにより、扁平型電池を含む電源など、実質的に扁平または薄膜の電源との優れた適合性がもたらされ得る。カートリッジおよび制御本体は、多数の異なる材料のうちのいずれかから形成され得る別個のそれぞれのハウジングまたは外側本体を含んでもよい。ハウジングは、任意の好適な構造的に安定した材料から形成されてもよい。いくつかの例では、ハウジングは、ステンレス鋼、アルミニウムなどのような金属または合金から形成されてもよい。他の好適な材料は、様々なプラスチック（例えば、ポリカーボネート）、プラスチック上の金属めっき、セラミックなどを含む。
いくつかの例示的な実施形態では、エアロゾル送達装置１００の制御本体１０２またはカートリッジ１０４の一方または両方は、使い捨て可能であるか、再使用可能であると称され得る。例えば、制御本体は、交換可能な電池または再充電可能な電池または再充電可能なスーパーキャパシタを有してもよく、したがって、典型的な交流電気コンセントへの接続、自動車の充電器（すなわち、シガーソケット）への接続、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブルもしくはコネクタなどを通したコンピュータへの接続、光電池（時に太陽電池と呼ばれる）、もしくは太陽電池のソーラーパネルへの接続、またはＲＦ－ＤＣコンバータへの接続を含む任意の種類の再充電技術と組み合わされてもよい。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、カートリッジは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｈａｎｇらの米国特許第８，９１０，６３９号明細書に開示されているような使い捨てカートリッジを含んでもよい。
図２は、いくつかの例示的な実施形態によるエアロゾル送達装置１００をさらに具体的に示す。そこに示されている切欠図に見られるように、この場合もやはり、エアロゾル送達装置は、各々が多数のそれぞれの構成要素を含む制御本体１０２およびカートリッジ１０４を含むことができる。図２に示される構成要素は、制御本体およびカートリッジ内に存在してもよい構成要素の代表であり、本開示に包含される構成要素の範囲を限定することを意図するものではない。示されるように、例えば、制御本体は、制御構成要素２０８（例えば、個別に、またはマイクロコントローラの一部としてのマイクロプロセッサ）、流量センサ２１０、電源２１２および１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）２１４を含むことができる制御本体シェル２０６から形成されることができ、そのような構成要素は、可変に位置合わせすることができる。電源は、例えば、電池（使い捨てまたは再充電可能な）、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）、固体電池（ＳＳＢ）、薄膜ＳＳＢ、再充電可能なスーパーキャパシタなど、またはそれらの何らかの組合せを含んでもよい。好適な電源のいくつかの例は、参照によりその全体が組み込まれる２０１５年１０月２１日に出願されたＳｕｒらの米国特許出願番号第１４／９１８，９２６号明細書に提供されている。ＬＥＤは、エアロゾル送達装置１００に装備され得る好適な視覚的インジケータの一例であり得る。ＬＥＤなどの視覚的インジケータに加えて、またはその代わりとして、音声的インジケータ（例えば、スピーカ）、触覚的インジケータ（例えば、振動モータ）などの他のインジケータを含めることができる。
カートリッジ１０４は、エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成されたリザーバ２１８を囲み、ヒータ２２０（時に加熱要素と呼ばれる）を含むカートリッジシェル２１６から形成することができる。様々な構成では、この構造はタンクと呼ばれてもよい。したがって、「カートリッジ」、「タンク」などの用語は、エアロゾル前駆体組成物のリザーバを囲み、ヒータを含むシェルまたは他のハウジングを指すために区別なく使用され得る。
示されるように、いくつかの例では、リザーバ２１８は、リザーバハウジング内に貯蔵されたエアロゾル前駆体組成物をヒータ２２０（時に加熱要素と呼ばれる）に吸い上げるか、そうでなければ輸送するように構成された液体輸送要素２２２と流体連通してもよい。いくつかの例では、弁が、リザーバとヒータとの間に配置され、リザーバからヒータに送られるか送達されるエアロゾル前駆体組成物の量を制御するように構成されてもよい。
電流が印加されると熱を発生するように構成された様々な例の材料を使用して、ヒータ２２０を形成してもよい。これらの例のヒータは、ワイヤコイル、マイクロヒータなどのような抵抗加熱要素であってよい。ワイヤコイルを形成してもよい材料の例は、カンタル（ＦｅＣｒＡｌ）、ニクロム、ステンレス鋼、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、アルミニウムをドープした二珪化モリブデン（Ｍｏ（Ｓｉ，Ａｌ）２）、黒鉛および黒鉛系材料（例えば、炭素系発泡体および糸）ならびにセラミック（例えば、正温度係数セラミックまたは負温度係数セラミック）を含む。本開示によるエアロゾル送達装置に有用なヒータまたは加熱部材の例示的な実施形態がさらに以下に説明され、本明細書に説明される図２に示すような装置に組み込むことができる。
形成されたエアロゾルをカートリッジ１０４から放出することを可能にするために、開口部２２４がカートリッジシェル２１６内に（例えば、マウスエンドに）存在してもよい。
カートリッジ１０４はまた、集積回路、メモリ部品、センサなどを含んでもよい１つ以上の電子的な構成要素２２６を含んでもよい。電子的な構成要素は、有線または無線手段によって、制御構成要素２０８および／または外部装置と通信するように構成されてもよい。電子的な構成要素は、カートリッジまたはその基部２２８内のどこに配置されてもよい。
制御構成要素２０８および流量センサ２１０は別個に図示されているが、空気流量センサが直接取り付けられた電子回路基板として、制御構成要素および流量センサが組み合わされてもよいことが理解される。さらに、電子回路基板は、電子回路基板が制御本体の中心軸に対して長さ方向に平行であり得るという点で、図１の図に対して水平に配置されてもよい。いくつかの例では、空気流量センサは、それが取り付けられ得るそれ自体の回路基板または他の基部要素を含んでもよい。いくつかの例では、フレキシブル回路基板が利用されてもよい。フレキシブル回路基板は、実質的に管状の形状を含む様々な形状に構成されてもよい。いくつかの例では、フレキシブル回路基板は、以下でさらに説明されるように、ヒータ基板と組み合わされるか、ヒータ基板上に積層されるか、ヒータ基板の一部または全部を形成してもよい。
制御本体１０２およびカートリッジ１０４は、それらの間の流体係合を容易にするように構成された構成要素を含んでもよい。図２に示すように、制御本体は、内部にキャビティ２３２を有するカプラ２３０を含むことができる。カートリッジの基部２２８は、カプラと係合するように構成することができ、キャビティ内に嵌合するように構成された突起２３４を含むことができる。このような係合は、制御本体とカートリッジとの間の安定した接続を容易にするとともに、制御本体内の電源２１２および制御構成要素２０８とカートリッジ内のヒータ２２０との間の電気的接続を確立することができる。さらに、制御本体シェル２０６は、吸気口２３６を含むことができ、吸気口２３６はシェル内のノッチであってよく、ここでノッチはカプラに接続し、これが、カプラ周辺の周囲空気が通過してシェル内に入り、次いでカプラのキャビティ２３２を通過し、突起２３４を介してカートリッジ内に入ることを可能とする。
本開示による有用なカプラおよび基部は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｏｖａｋらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書に説明されている。例えば、図２に見られるように、カプラ２３０は、基部２２８の内周２４０とつがいになるように構成された外周２３８を画定してもよい。一例では、基部の内周は、カプラの外周の半径と実質的に等しいか、それよりもわずかに大きい半径を画定してもよい。さらに、カプラは、基部の内周に画定された１つ以上の凹部２４４と係合するように構成された１つ以上の凸部２４２を外周に画定してもよい。しかし、様々な他の例の構造、形状および構成要素を使用して、基部をカプラに連結してもよい。いくつかの例では、カートリッジ１０４の基部と制御本体１０２のカプラとの間の接続が実質的に恒久的であってよいのに対して、他の例では、それらの間の接続は解放可能であってもよく、例えば、制御本体が、使い捨ておよび／または再充填可能であってよい１つ以上の追加のカートリッジとともに再利用され得る。
いくつかの例では、エアロゾル送達装置１００は、実質的に棒状または実質的に管状または実質的に円筒形状であってよい。他の例では、追加の形状および寸法、例えば、長方形または三角形の断面、多面体形状などが包含される。
図２に示すリザーバ２１８は、本明細書に説明されるように、容器であってもよいし、繊維質リザーバであってもよい。例えば、この例では、リザーバは、カートリッジシェル２１６の内部を取り囲むチューブの形状に実質的に形成された不織繊維の１つ以上の層を含むことができる。リザーバ内にエアロゾル前駆体組成物を保持することができる。例えば、リザーバによって液体構成要素が吸着して保持されることができる。リザーバは、液体輸送要素２２２と流体接続することができる。この例では、液体輸送要素は、毛細管作用によって、金属ワイヤコイルの形態であるヒータ２２２に、リザーバ内に貯蔵されたエアロゾル前駆体組成物を輸送することができる。このように、ヒータは液体輸送要素を伴った加熱する配置にある。本開示によるエアロゾル送達装置に有用なリザーバおよび輸送要素の例示的な実施形態がさらに以下に説明され、本明細書に記載の図２に示すような装置に、このようなリザーバおよび／または輸送要素を組み込むことができる。特に、以下にさらに説明する加熱部材と輸送要素との特定の組合せが、本明細書に説明の図２に示すような装置に組み込まれてもよい。
使用時に、ユーザがエアロゾル送達装置１００で吸引すると、流量センサ２１０によって空気流が検出され、ヒータ２２０がアクティブ化してエアロゾル前駆体組成物の構成要素が気化される。エアロゾル送達装置のマウスエンドでの吸引により、周囲空気が吸気口２３６に入り、カプラ２３０内のキャビティ２３２と、基部２２８の突起２３４内の中央開口部とを通過する。カートリッジ１０４では、吸引された空気が形成された蒸気と組み合わさって、エアロゾルを形成する。エアロゾルは、ヒータから吹き飛ばされるか、吸入されるか、そうでなければ吸引され、エアロゾル送達装置のマウスエンド内の開口部２２４から出る。
いくつかの例では、エアロゾル送達装置１００は、多数の追加のソフトウェア制御機能を含んでもよい。例えば、エアロゾル送達装置は、電源入力、電源の温度出力、電源端子への負荷、および充電入力を検出するように構成された電源保護回路を含んでもよい。電源保護回路は、短絡保護、最大充電電流、低電圧ロックアウトおよび／または過電圧充電保護を含んでもよい。エアロゾル送達装置はまた、周囲温度測定のための構成要素を含んでもよく、その制御構成要素２０８は、充電開始前または充電中に、周囲温度が特定の温度（例えば、０℃）を下回るか、特定の温度（例えば、４５℃）を超えた場合に、少なくとも１つの機能要素を制御して、（特にあらゆる電池の）電源充電を禁止するように構成されてもよい。
電源２１２からの電力送達は、電力制御機構に従って、装置１００を用いた各吹かしの経過にわたって変化してもよい。装置は、ユーザまたは構成要素（例えば、流量センサ２１０）の故障によって装置に連続的に吹かしを試みさせる場合に、制御構成要素２０８が、少なくとも１つの機能要素を制御して、いくらかの期間（例えば、４秒）後に自動的に吹かしを終了させてもよいように、「長期吹かし」安全タイマを含んでもよい。さらに、装置を用いた吹かしの間の時間は、ある期間（例えば、１００秒）未満に制限されてもよい。ウォッチドッグ安全タイマは、エアロゾル送達装置上で実行されるその制御構成要素またはソフトウェアが不安定になり、適切な時間間隔（例えば、８秒）内にタイマにサービスしない場合、エアロゾル送達装置を自動的にリセットしてもよい。流量センサ２１０の欠陥、そうでなければ故障の場合には、不慮の加熱を防止するためにエアロゾル送達装置を恒久的にディセーブル化するなどにより、さらなる安全保護が提供されてもよい。圧力センサが故障して、４秒の最大吹かし時間後に装置を停止させることなく連続的にアクティブ化させた場合には、吹かしリミットスイッチが装置を停止させてもよい。
エアロゾル送達装置１００は、（カートリッジ内のｅ－リキッド充填に照らして計算された利用可能な吹かしの数に基づいて）取り付けられたカートリッジについて定義された数の吹かしが達成されると、ヒータをロックアウトするように構成された吹かし追跡アルゴリズムを含んでもよい。エアロゾル送達装置１００はまた、参照により本明細書に組み込まれる２０１６年９月９日に出願されたＳｕｒらの米国特許出願番号第１５／２６１，３０７号明細書に開示されているように、実質的に準またはリアルタイムの液面センサを含んでもよい。エアロゾル送達装置は、スリープ、スタンバイまたは低電力モード機能を含んでもよく、それによって、定義された不使用期間の後に電力送達が自動的に遮断されてもよい。電源２１２のあらゆる充電／放電サイクルがその寿命にわたって制御構成要素２０８によって監視され得るという点で、追加の安全保護が提供されてもよい。電源が所定数（例えば、２００回）の完全放電および完全再充電サイクルに相当するサイクルに達した後、電源は消耗されたと宣言され得、制御構成要素が少なくとも１つの機能要素を制御して、電源がさらに充電されるのを防いでもよい。
本開示によるエアロゾル送達装置の様々な構成要素は、目下の技術分野に説明され市販されている構成要素から選択することができる。本開示に従って使用されることができる電池の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＰｅｃｋｅｒａｒらの米国特許出願公開第２０１０／００２８７６６号明細書に説明されている。
エアロゾル送達装置１００は、エアロゾル発生が所望される場合（例えば、使用中に吸引された場合）、ヒータ２２０への電力の供給を制御するためのセンサ２１０もしくは別のセンサまたは検出器を組み込むことができる。そのため、例えば、使用中にエアロゾル送達装置で吸引されていない場合にヒータへの給電をオフにし、吸引中にヒータによる熱の発生を作動させるかトリガするために給電をオンにする様式または方法が提供される。追加の代表的な種類の感知または検出機構、それらの構造および構成、それらの構成要素ならびにそれらの一般的な動作の方法は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｐｒｉｎｋｅｌ，Ｊｒ．の米国特許第５，２６１，４２４号明細書、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書およびＦｌｉｃｋのＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２０１０／００３４８０に説明されている。
エアロゾル送達装置１００は、吸引中にヒータ２２０への電力量を制御するための制御構成要素２０８または別の制御機構を組み込むことが最も好ましい。代表的な種類の電子的な構成要素、それらの構造および構成、それらの特徴ならびにそれらの一般的な動作の方法は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＧｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号明細書、Ｂｒｏｏｋｓらの米国特許第４，９４７，８７４号明細書、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書、Ｎｇｕｙｅｎらの米国特許第７，０４０，３１４号明細書、Ｐａｎの米国特許第８，２０５，６２２号明細書、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許出願公開第２００９／０２３０１１７号明細書、Ｃｏｌｌｅｔらの米国特許出願公開第２０１４／００６０５５４号明細書、Ａｍｐｏｌｉｎｉらの米国特許出願公開第２０１４／０２７０７２７号明細書および２０１４年３月１３日に出願されたＨｅｎｒｙらの米国特許出願番号第１４／２０９，１９１号明細書に説明されている。
エアロゾル前駆体を支持するための代表的な種類の基材、リザーバまたは他の構成要素は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｅｗｔｏｎの米国特許第８，５２８，５６９号明細書、Ｃｈａｐｍａｎらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４８７号明細書、２０１３年８月２８日に出願されたＤａｖｉｓらの米国特許出願番号第１４／０１１，９９２号明細書および２０１４年２月３日に出願されたＢｌｅｓｓらの米国特許出願番号第１４／１７０，８３８号明細書に説明されている。さらに、様々なウィッキング材料ならびに特定の種類の電子タバコ内のそれらのウィッキング材料の構成および動作は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｅａｒｓらの米国特許出願公開第２０１４／０２０９１０５号明細書に記載されている。
蒸気前駆体組成物とも呼ばれるエアロゾル前駆体組成物は、例えば、多価アルコール（例えば、グリセリン、プロピレングリコールまたはそれらの混合物）、ニコチン、タバコ、タバコ抽出物および／または風味料を含む様々な構成要素を含んでもよい。代表的な種類のエアロゾル前駆体構成要素および製剤もまた、Ｒｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第７，２１７，３２０号明細書ならびにＺｈｅｎｇらの米国特許公開第２０１３／０００８４５７号明細書、Ｃｈｏｎｇらの米国特許公開第２０１３／０２１３４１７号明細書、Ｃｏｌｌｅｔｔらの米国特許公開第２０１４／００６０５５４号明細書、Ｌｉｐｏｗｉｃｚらの米国特許公開第２０１５／００２０８２３号明細書およびＫｏｌｌｅｒの米国特許公開第２０１５／００２０８３０号明細書、ならびにＢｏｗｅｎらのＷＯ２０１４／１８２７３６に記載され、特徴付けられており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。使用されてもよい他のエアロゾル前駆体は、Ｒ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｖａｐｏｒ ＣｏｍｐａｎｙによるＶＵＳＥ（Ｒ）製品、Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｇｒｏｕｐ ＰＬＣによるＢＬＵ（ＴＭ）製品、Ｍｉｓｔｉｃ ＥｃｉｇｓによるＭＩＳＴＩＣ ＭＥＮＴＨＯＬ製品およびＣＮ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｌｔｄ．によるＶＹＰＥ製品に組み込まれているエアロゾル前駆体を含む。Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｒｅｅｋ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ＬＬＣから入手可能な電子タバコ用のいわゆる「スモークジュース」も望ましい。
視覚的インジケータおよび関連部品、音声的インジケータ、触覚的インジケータなど、視覚的刺激をもたらす構成要素、またはインジケータの追加の代表的な種類がエアロゾル送達装置１００に使用されてもよい。好適なＬＥＤ部品の例ならびにそれらの構成および使用は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｐｒｉｎｋｅｌらの米国特許第５，１５４，１９２号明細書、Ｎｅｗｔｏｎの米国特許第８，４９９，７６６号明細書、Ｓｃａｔｔｅｒｄａｙの米国特許第８，５３９，９５９号明細書および２０１４年２月５日に出願されたＳｅａｒｓらの米国特許出願番号第１４／１７３，２６６号明細書に記載されている。
本開示のエアロゾル送達装置に組み込むことができるさらに他の特徴、制御部または構成要素は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＨａｒｒｉｓらの米国特許第５，９６７，１４８号明細書、Ｗａｔｋｉｎｓらの米国特許第５，９３４，２８９号明細書、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，９５４，９７９号明細書、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書、Ｈｏｎの米国特許第８，３６５，７４２号明細書、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第８，４０２，９７６号明細書、Ｋａｔａｓｅの米国特許出願公開第２００５／００１６５５０号明細書、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許出願公開第２０１０／０１６３０６３号明細書、Ｔｕｃｋｅｒらの米国特許出願公開第２０１３／０１９２６２３号明細書、Ｌｅｖｅｎらの米国特許出願公開第２０１３／０２９８９０５号明細書、Ｋｉｍらの米国特許出願公開第２０１３／０１８０５５３号明細書、Ｓｅｂａｓｔｉａｎらの米国特許出願公開第２０１４／００００６３８号明細書、Ｎｏｖａｋらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書およびＤｅＰｉａｎｏらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４０８号明細書に説明されている。
制御構成要素２０８は、多数の電子的な構成要素を含み、いくつかの例では、電子的な構成要素を支持し電気的に接続するプリント回路板（ＰＣＢ）から形成されてもよい。電子的な構成要素は、マイクロプロセッサまたはプロセッサコアおよびメモリを含んでもよい。いくつかの例では、制御構成要素は、統合されたプロセッサコアおよびメモリを有するマイクロコントローラを含んでもよく、１つ以上の統合された入力／出力周辺機器をさらに含んでもよい。いくつかの例では、制御構成要素は、１つ以上のネットワーク、コンピューティング装置または他の適切にイネーブルされた装置との無線通信を可能にするために通信インターフェースに連結されてもよい。好適な通信インターフェースの例は、２０１５年３月４日に出願されたＭａｒｉｏｎらの米国特許出願番号第１４／６３８，５６２号明細書に開示されており、その内容は参照によりその全体が組み込まれる。また、エアロゾル送達装置が無線通信するように構成されてもよい好適な様式の例は、２０１４年７月１０日に出願されたＡｍｐｏｌｉｎｉらの米国特許出願番号第１４／３２７，７７６号明細書および２０１５年１月２９日に出願されたＨｅｎｒｙ，Ｊｒ．らの米国特許出願番号第１４／６０９，０３２号明細書に開示されており、それらの各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの例示的な実施形態によれば、制御本体１０２の電源２１２は、波形グラフェン系（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄ）構造を有するスーパーキャパシタであり得るか、それを含み得る。いくつかの例では、スーパーキャパシタは、１０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さなどの実質的に薄い厚さを有する超小型スーパーキャパシタであってよい。好適なスーパーキャパシタの例は、Ｌｅｗｉｓらの米国特許第６，６２１，６８７号明細書およびＺｈａｏの米国特許第７，８５２，６１２号明細書に開示されており、それらの各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図３に示すように、電源２１２は、制御本体１０２の様々な構成要素を含み、制御本体がカートリッジと連結された際にヒータ２２２などのカートリッジ１０４の様々な構成要素も含み得る電気負荷３０２に接続されてもよい。これらの例では、電源は、ヒータに電力を供給して、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成されたスーパーキャパシタＳＣを含んでもよい。いくつかの例では、スーパーキャパシタは、１５０ワット毎立方センチメートル（Ｗ／ｃｍ３）以上の電力密度と、２０マイクロ秒（μｓ）以下の時定数とを有してもよい。例示的な実施形態は単一のスーパーキャパシタを参照して説明されているが、電源は、並列に接続されたスーパーキャパシタを含む複数のスーパーキャパシタを含んでもよいことに留意されたい。
図３にさらに示すように、いくつかの例では、電源２１２はまた、再充電可能なスーパーキャパシタＳＣと接続可能で、スーパーキャパシタＳＣから充電可能な、再充電可能な薄膜固体電池ＳＳＢを含んでもよい。これらの例では、電源は、薄膜固体電池からヒータ２２２に電力を供給するように構成されてもよい。追加的または代替的に、いくつかの例では、スーパーキャパシタは、図４に示すように、エネルギー源Ｅと接続可能でエネルギー源Ｅから充電可能であってよい。エネルギー源は、例えば、ＵＳＢ２．０もしくはＵＳＢ３．０バージョンのいずれかなどのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器、壁面充電器、光電池（例えば、ガリウム砒素太陽電池）または圧電エネルギー源などであり得るか、それらを含み得る。
スーパーキャパシタＳＣはエネルギー源Ｅから分離され、エネルギー源Ｅと接続可能であるように描かれているが、スーパーキャパシタはエネルギー源と統合されてもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、スーパーキャパシタは、光電池（効率２８．８％のガリウム砒素）または圧電エネルギー源と統合されてもよい。好適な圧電エネルギー源の例は、Ｓｈｉｈらの米国特許第８，４２１，３１３号明細書およびＬｉらの米国特許出願第２０１４／０２８５０６７号明細書に開示されており、それらの各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
上述のように、電源２１２のスーパーキャパシタＳＣは、波形グラフェン系構造を有してもよいか、ＥＤＬＣまたは電気誘電体層キャパシタ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｌａｙｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）であってもよい。図５は、スーパーキャパシタの好適な波形グラフェン系構造５００をさらに詳細に示す。示されるように、波形グラフェン系構造は、各々が炭素原子のハニカム格子５０４を含む２つの１原子厚のグラフェン層５０２を含んでもよい。波形構造はまた、グラフェン層の間に挟まれた電解質５０６を有する、グラフェン層を含んでもよい。電解質は、２つの１原子厚のグラフェン層間に挟まれ、１５０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有する固体電解質セパレータ、イオンゲルまたはヒドロゲルであってよい。このように、２つの１原子厚のグラフェン層間の間隔距離は、１５０μｍ以下であってよい。各グラフェン層の外面は、それぞれのフレキシブル基板５０８に接着されてもよい。
再び図２を参照すると、代替実施形態では、制御本体１０２の制御構成要素２０８は、ユーザ入力に応答して電源２１２からヒータ２２２に定電流を導くように構成されたアナログの電子的な構成要素を含んでもよい。いくつかの例では、リニアレギュレータの定電流を決定するために抵抗器が利用される一対の抵抗器の抵抗値を調整することによって、定電流が設定されてもよい。特に、アナログの電子的な構成要素は、ユーザ入力に応答して、スーパーキャパシタＳＣから電流を受け取り、それによってヒータ２２２に定電流を導き、それによってユーザ入力に応答してヒータにエアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成されてもよい。特に、アナログの電子的な構成要素は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１６年９月９日に出願されたＳｕｒらの米国特許出願番号第１５／２６１，３３６号明細書に記載されているように、例えば、ヒータに定電流を導くことを開始する、そうでなければヒータに定電流をさらに導くことをもたらすためにデジタルプロセッサを使用することを必要としないなど、デジタルプロセッサから独立してヒータに定電流を導くように構成されてもよい。
物品の使用の上記の説明は、本明細書に提供されるさらなる開示に照らして当業者には明らかであり得る軽微な変更を介して、本明細書に説明される様々な例示的な実施形態に適用され得る。しかし、上記の使用の説明は、物品の使用を限定することを意図するものではなく、本開示のすべての必要な開示要件に従うために提供される。図１から図５に示されたか、そうでなければ上記に説明された物品に示された要素はいずれも、本開示によるエアロゾル送達装置に含まれ得る。
上記の説明および関連する図面に示された教示の利益を有し、本開示が関連する当業者には、本明細書に記載された開示の多くの修正および他の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本開示は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、修正および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることが理解されるべきである。さらに、上記の説明および関連する図面は、要素および／または機能の特定の例の組合せに照らして例示的な実施形態を説明しているが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、代替的な実施形態によって要素および／または機能の異なる組合せが提供されてもよいことが理解されるべきである。これに関して、例えば、添付の特許請求の範囲のいくつかに記載され得るように、明示的に上述されたもの以外の要素および／または機能の異なる組合せも考えられる。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定のために使用されない。

Claims (20)

  1. エアロゾル前駆体組成物を保持するように構成されたリザーバを画定する少なくとも１つのハウジングを備えたエアロゾル送達装置であって、少なくとも１つのハウジング内に収容された、
    エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように制御可能な加熱要素と、
    加熱要素に電力を供給して、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された電源とを含み、
    電源が、波形グラフェン系構造を有する再充電可能なスーパーキャパシタを含み、再充電可能なスーパーキャパシタが、エネルギー源と統合され、エネルギー源から充電可能であり、
    電源が、スーパーキャパシタと接続可能でスーパーキャパシタから充電可能な、再充電可能な薄膜固体電池をさらに含み、電源が加熱要素に電力を供給するように構成されていることが、薄膜固体電池から加熱要素に電力を供給するように構成されていることを含む、
    エアロゾル送達装置。
  2. 電源が、並列に接続された再充電可能なスーパーキャパシタを含む複数の再充電可能なスーパーキャパシタを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  3. エネルギー源が、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器、壁面充電器、光電池または圧電エネルギー源であるか、それらを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  4. 再充電可能なスーパーキャパシタが、光電池または圧電エネルギー源を含むエネルギー源と統合されている、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  5. 波形グラフェン系構造が、２つの１原子厚のグラフェン層と、それらの間に挟まれた電解質とを含み、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、フレキシブル基板に接着された外面を有する、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  6. 再充電可能なスーパーキャパシタが１０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有し、２つの１原子厚のグラフェン層間の間隔距離が１５０マイクロメートル（μｍ）以下であり、電解質が１５０μｍ以下の厚さを有する、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
  7. ２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、炭素原子のハニカム格子を含む、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
  8. 電解質が、２つの１原子厚のグラフェン層の間の固体電解質セパレータである、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
  9. 電解質が、イオンゲルまたはヒドロゲル電解質である、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
  10. 再充電可能なスーパーキャパシタが、１５０ワット毎立方センチメートル（Ｗ／ｃｍ３）以上の電力密度と、２０マイクロ秒（μｓ）以下の時定数とを有する、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
  11. エアロゾル送達装置を形成するためにカートリッジと連結されているか、連結可能な制御本体であって、カートリッジが、エアロゾル前駆体組成物を収容し、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された加熱要素を備え、制御本体が、
    ハウジングと、
    ハウジング内に収容され、加熱要素に電力を供給して、エアロゾル前駆体組成物の構成要素をアクティブ化し、気化させるように構成された電源とを含み、
    電源が、波形グラフェン系構造を有する再充電可能なスーパーキャパシタを含み、再充電可能なスーパーキャパシタが、エネルギー源と統合され、エネルギー源から充電可能であり、
    電源が、スーパーキャパシタと接続可能でスーパーキャパシタから充電可能な、再充電可能な薄膜固体電池をさらに含み、電源が加熱要素に電力を供給するように構成されていることが、再充電可能な薄膜固体電池から加熱要素に電力を供給するように構成されていることを含む、
    制御本体。
  12. 電源が、並列に接続された再充電可能なスーパーキャパシタを含む、複数の再充電可能なスーパーキャパシタを含む、請求項１１に記載の制御本体。
  13. エネルギー源が、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）充電器、壁面充電器、光電池または圧電エネルギー源であるか、それらを含む、請求項１１に記載の制御本体。
  14. 再充電可能なスーパーキャパシタが、光電池または圧電エネルギー源を含むエネルギー源と統合されている、請求項１１に記載の制御本体。
  15. 波形グラフェン系構造が、２つの１原子厚のグラフェン層と、それらの間に挟まれた電解質とを含み、２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、フレキシブル基板に接着された外面を有する、請求項１１に記載の制御本体。
  16. 再充電可能なスーパーキャパシタが１０マイクロメートル（μｍ）以下の厚さを有し、２つの１原子厚のグラフェン層間の間隔距離が１５０マイクロメートル（μｍ）以下であり、電解質が１５０μｍ以下の厚さを有する、請求項１５に記載の制御本体。
  17. ２つの１原子厚のグラフェン層の各々が、炭素原子のハニカム格子を含む、請求項１５に記載の制御本体。
  18. 電解質が、２つの１原子厚のグラフェン層の間の固体電解質セパレータである、請求項１５に記載の制御本体。
  19. 電解質が、イオンゲルまたはヒドロゲル電解質である、請求項１５に記載の制御本体。
  20. 再充電可能なスーパーキャパシタが、１５０ワット毎立方センチメートル（Ｗ／ｃｍ３）以上の電力密度と、２０マイクロ秒（μｓ）以下の時定数とを有する、請求項１１に記載の制御本体。
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