JP7140744B2

JP7140744B2 - 質量空気流センサを有する電子タバコ

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Application number: JP2019503561A
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Inventors: アラルコンラモン; ホフマンアダム; スターマンマイケル; マイルズクリストファー
Original assignee: フォンテムホールディングス１ビー．ブイ．
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2022-09-21
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Description

本発明は電子喫煙装置全般、具体的には電子タバコに関する。

電子タバコ（ｅ－ｃｉｇａｒｅｔｔｅ）などの電子喫煙装置は通常、電力源（例えば単回使用もしくは再充電可能電池、電源プラグ、または他の電力源）、および電気的に動作可能な噴霧器を収容したハウジングを有する。噴霧器は貯蔵器から供給される液体を気化または霧化させ、気化または霧化された液体をエアロゾルとして供給する。制御電子回路は噴霧器の起動を制御する。いくつかの電子タバコにおいて、電子喫煙装置内には、例えば負圧、または装置を通る空気流パターンを検知することによって装置に対するユーザの吸入を検出する空気流センサが設けられる。空気流センサは、ユーザの吸入を制御電子回路に通知、又は、起動信号を制御電子回路に伝達することにより、装置を起動させて蒸気を生成させる。他の電子タバコでは、電子タバコを起動し蒸気の煙を生成するためにスイッチが用いられる。

従来技術のｅＣｉｇにおいて、圧力センサは、ｅＣｉｇに対するユーザの吸引を検知し、起動信号を加熱コイルに送達して溶液を気化させるように構成される。しかしこれらの圧力センサは、サイズも大きく、高コストである。

本発明の一態様によると、流路と、噴霧器とを備える電子喫煙装置が提供される。前記流路は、流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備え得る。前記噴霧器は、前記流路に流体的に結合され得る。前記流路は、空気流を、前記流入空気流開口から、前記流入空気流経路を通り、センサアセンブリを越えて、流出空気流開口を通って導くように構成され得る。前記電子喫煙装置は、さらに、少なくとも部分的に、前記空気流が、前記噴霧器を通過するように構成され得る。

本発明の特性、特徴、および利点、ならびにそれらが上述のように得られるやり方は、添付の図面を参照して説明される以下の例示的実施形態の記述に関連して、より明瞭となり、より明らかに理解されるであろう。

図面では、図のそれぞれにおいて同じ要素番号は同じ要素を示す。

電子タバコの一例の概略断面図である。

本開示の様々な態様と一致する、ｅＣｉｇ電池ハウジングの部分的組立分解図である。

本開示の態様に従って構築されたマイクロコントローラの例を示す図である。

本開示の態様に従って構築された流れセンサの例を示す図である。

単一の増幅器または複数の増幅器を通した信号増幅およびフィルタリングの例を示す図である。単一の増幅器または複数の増幅器を通した信号増幅およびフィルタリングの例を示す図である。

第１および第２のサーモパイルを備えたｅＣｉｇの電気回路図である。

１つのサーモパイルを備えたｅＣｉｇの電気回路図である。

本開示の原理による流路の例を示す図である。本開示の原理による流路の例を示す図である。

センサアセンブリの一実施形態の側面図である。

センサアセンブリの他の実施形態の概略図である。

センサの実施形態の概略図である。

本開示による流路のいくつかの実施形態の概略図である。本開示による流路のいくつかの実施形態の概略図である。本開示による流路のいくつかの実施形態の概略図である。

様々な流量に対して供給される電力の一実施形態を示すグラフである。

様々な流量に対する応答信号のいくつかの実施形態を示すグラフである。

時間に対する流量の一実施形態を示すグラフである。

本開示による、信号を解釈するためのプロセスの一実施形態を示すフローチャートである。

以下、電子喫煙装置について、電子タバコを参照して例示的に説明する。図１に示されるように、電子タバコ１０は、通常、端部キャップ１２を有する円筒形中空管を備えたハウジングを有する。円筒形中空管は、シングルピースまたはマルチピースの管とすることができる。図１において円筒形中空管は、電源部１４と噴霧器／液体貯蔵器部１６とを有する２ピース構造体として示される。電源部１４および噴霧器／液体貯蔵器部１６は一緒に円筒形の管を形成し、これは通常のタバコとおおよそ同じサイズおよび形状とすることができ、通常約１００ｍｍで直径が７．５ｍｍであるが、長さは７０～１５０または１８０ｍｍ、直径は５～２８ｍｍであってもよい。

電源部１４および噴霧器／液体貯蔵器部１６は通常、金属（例えば鋼もしくはアルミニウム、または耐摩耗性プラスチック）で作られ、端部キャップ１２とともに、電子タバコ１０の構成要素を収容するためのハウジングとして機能する。電源部１４および噴霧器／液体貯蔵器部１６は、例えば摩擦押込み嵌め、スナップ嵌め、差込み取り付け、磁気的嵌め合い、またはねじ山によって、互いに嵌合するように構成され得る。端部キャップ１２は、電源部１４の前端に設けられる。端部キャップ１２は、端部キャップ近くに位置付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）１８が当該端部キャップ１２を通して光を放射できるように、半透明のプラスチックまたは他の半透明の材料から作られていてもよい。あるいは端部キャップは、光を通過させない金属または他の材料で作られていてもよい。

空気吸い込み口は、端部キャップ内であって、円筒形中空管に隣接した流入口の端部、円筒形中空管の長さに沿った任意の場所、または、電源部１４と噴霧器／液体貯蔵器部１６の接続部、に設けられてもよい。図１は、電源部１４と噴霧器／液体貯蔵器部１６との間の交差部分に設けられた一組の空気吸い込み口２０を示す。

電源、好ましくは電池２２、ＬＥＤ１８、制御電子回路２４、および任意選択で空気流センサ２６は、円筒形中空管電源部１４内に設けられる。電池２２は、ＬＥＤ１８と空気流センサ２６とに電気的に接続された制御電子回路２４に電気的に接続される。この例において、ＬＥＤ１８は、端部キャップ１２に隣接して電源部１４の前端にあり、制御電子回路２４および空気流センサ２６は、噴霧器／液体貯蔵器部１６に隣接して電池２２の他方の端部において中央空洞内に設けられる。

空気流センサ２６は、吸入検出器として作用し、電子タバコ１０の噴霧器／液体貯蔵器部１６に対するユーザの吸入または吸い込みを検出する。空気流センサ２６は、空気圧における変動によって動かされる変形可能な膜を含んだマイクロフォンスイッチなど、空気流または空気圧における変化を検出するために適した任意のセンサとすることができる。あるいはセンサは、例えばホール素子または電気機械センサとしてもよい。

制御電子回路２４はまた、噴霧器２８に接続される。示される例において噴霧器２８は、噴霧器／液体貯蔵器部１６の中央通路３４を横断して延びた芯３２の周りに巻かれた加熱コイル３０を含む。中央通路３４は、例えば、液体貯蔵器の１つまたは複数の壁、および／または電子タバコ１０の噴霧器／液体貯蔵器部１６の１つまたは複数の壁によって画定されてもよい。コイル３０は、噴霧器２８内の任意の場所に配置されてもよく、円筒形液体貯蔵器３６の長手方向軸を横断するように設けられても、若しくは、長手方向軸に並行に設けられてもよい。芯３２および加熱コイル３０は、中央通路３４を完全に閉塞しない。むしろ、加熱コイル３０の両側には空隙が設けられ、空気が加熱コイル３０および芯３２を通り過ぎて流れることを可能にする。噴霧器には、セラミックヒータ、ファイバまたはメッシュ材料のヒータなど、他の形の加熱要素が用いられてもよい。加熱コイルの代わりに、噴霧器内で音波、圧電、およびジェット噴射などの非抵抗型加熱要素が用いられてもよい。

中央通路３４は、円筒形液体貯蔵器３６によって、芯３２の両端が液体貯蔵器３６に当接するまたはその中に延びた状態で、周りを囲まれる。芯３２は、ガラスファイバ繊維、綿、または竹撚り糸の束などの多孔性材料であってもよく、液体貯蔵器３６内の液体は、毛細管現象によって芯３２の両端から、加熱コイル３０によって取り囲まれた芯３２の中央部分に向かって引き込まれる。

液体貯蔵器３６は、選択的に、液体に浸された詰め物（図１に示さない）を含んでもよく、その場合、液体貯蔵器３６は、芯３２の両端が詰め物に当接する状態で、中央通路３４を取り囲んでいてもよい。他の実施形態において、液体貯蔵器は、液体で満たされるように配置された環状空洞を備えていてもよく、芯３２の両端が環状空洞内に延びていてもよい。

空気吸い込みポート３８は、端部キャップ１２から離れた噴霧器／液体貯蔵器部１６の後端に設けられる。吸い込みポート３８は、円筒形中空管の噴霧器／液体貯蔵器部１６から形成されてもよいし、端部キャップ内に形成されてもよい。

使用の際、ユーザは、電子タバコ１０を吸う。これにより、空気が、空気吸い込み口２０などの１つまたは複数の空気吸い込み口を通じて電子タバコ１０内に引き込まれ、中央通路３４を通って空気吸い込みポート３８に向かって引き込まれる。これによって生じる空気圧の変化が空気流センサ２６によって検出され、それによって、制御電子回路２４に送信される電気信号が生成される。信号に応じて、制御電子回路２４は、加熱コイル３０を起動させ、その結果、芯３２内にある液体が気化し、中央通路３４内にエアロゾル（これは気体および液体成分を備え得る）が作り出される。ユーザが電子タバコ１０を吸い続けることにより、このエアロゾルは、中央通路３４を通って引っ張られ、ユーザによって吸い込まれる。同時に、制御電子回路２４は、ＬＥＤ１８も動作させ、ＬＥＤ１８を点灯させることにより、半透明の端部キャップ１２を通じて視認できるようにする。ＬＥＤの動作は、通常のタバコの端部における光る火の様子を模するようにしてもよい。芯３２内にある液体がエアロゾルに変換されることに伴って、さらなる液体が毛細管現象によって液体貯蔵器３６から芯３２に引き込まれ、その結果、それらの液体が、継続する加熱コイル３０の起動によってエアロゾルに変換され得る。

いくつかの電子タバコは使い捨てされることが意図され、電池２２における電力も、液体貯蔵器３６に含まれた液体を気化させるのに十分な電力であることが意図され、液体貯蔵器３６に含まれた液体を気化させた後に電子タバコ１０は捨てられる。他の実施形態では、電池２２は再充電可能であり、液体貯蔵器３６も補充可能である。液体貯蔵器３６が環状空洞である場合には、補充ポート（図１には示さない）を通じて液体貯蔵器３６を補充することができる。他の実施形態では、電子タバコ１０の噴霧器／液体貯蔵器部１６は電源部１４から取り外し可能であり、新たな噴霧器／液体貯蔵器部１６が、新たな液体貯蔵器３６を有して取り付けられることができ、それによって液体の供給を補給する。いくつかの場合、液体貯蔵器３６を交換することは、液体貯蔵器３６の交換と共に、加熱コイル３０および芯３２の交換が関わり得る。噴霧器２８および液体貯蔵器３６を備えた交換可能ユニットは、カトマイザ（cartomizer）と呼ばれ得る。

新しい液体貯蔵器は、ユーザがそれを通してエアロゾルを吸い込む通路（または複数の通路）を画定するカートリッジ（図１には示されない）の形であってもよい。他の実施形態では、エアロゾルが、カートリッジの外周を、空気吸い込みポート３８に向けて流れてもよい。

もちろん、通常の電子タバコ１０の構造および機能の上記の説明に加えて、変形も存在する。例えばＬＥＤ１８が省かれてもよい。空気流センサ２６は、例えば電子タバコの中間ではなく、端部キャップ１２に隣接して配置されてもよい。空気流センサ２６は、空気流または空気圧の変化の検出に応答してではなく、ユーザが手動で電子タバコを活動化することを可能にするスイッチによって置き換えられ、または、補完されてもよい。

また、異なるタイプの噴霧器が用いられてもよい。従って、例えば、噴霧器は、液体に浸された多孔質体の内側の空洞内に加熱コイルを有していてもよい。この構成では、エアロゾルは、多孔質体を加熱するコイルの起動により多孔質体内の液体を蒸発させることによって、あるいは多孔質体上またはその中を通過する加熱された空気によって生成される。また、噴霧器は、圧電噴霧器を用いて、ヒータと組み合わせてまたはヒータなしのいずれかでエアロゾルを作り出すようにしてもよい。

図２Ａは本開示の様々な態様と一致する、ｅＣｉｇ電源部２１２（電源部とも呼ばれる）の部分的組立分解図である。電源部２１２は、くつかの電気的構成要素を収容し、それらは、噴霧器／液体貯蔵器部とも呼ばれる使い捨ておよび補充可能噴霧器／液体貯蔵器部（図１で１４として示される）を用いて、電源部２１２の再充電および再使用を実現する。電池２１８は、プリント回路基板上のコントローラ回路２２２に電気的に結合される。ｅＣｉｇからのユーザの吸引の１つまたは複数の特性を決定するための空気流センサ２２４もプリント回路基板上に位置し、コントローラ回路２２２と通信可能に結合される。本開示と一致する様々な実施形態において、空気流センサ２２４は、質量空気流センサ、圧力センサ、速度センサ、ヒータ・コイル温度センサ、または関連のある吸引特性を捕捉（直接に、または間接的な相関を通して）することができる任意の他のセンサであってもよい。本実施形態において、空気流センサ２２４は、空気流センサ２２４を横切る空気の流れを決定する質量空気流センサである。測定された空気の流れは、続いて噴霧器／液体貯蔵器部を通して引き込まれ、そこでヒータ・コイルが、空気中およびユーザの口に向けて、ｅＣｉｇジュースを霧化する。従って、電源部２１２を通る空気の質量流量を測定することによって、コントローラ回路２２２は、噴霧器／液体貯蔵器部内の加熱コイルの加熱プロファイル（例えば電力、時間の長さなど）を調整することができると共に、ＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅによって吸引の強さの可変の表示をもたらすことができ、ＬＥＤ２２０_Ａ～ＥはｅＣｉｇの機能を表す特性を示すように、コントローラ回路によって独立にアドレス指定され、または変化する強度で電力供給され得る。例えば、検知された質量空気流に基づいて照明強度を変化させる。さらなる実施形態では、ＬＥＤは、残りの電池残量、充電中、スリープモードなどのｅＣｉｇの他の機能的側面をも表示してもよい。

本開示の様々な実施形態において、プリント回路基板から延びた電気ピンは、噴霧器／液体貯蔵器部に電気的に結合されることができ、それによって電源部２１２と噴霧器／液体貯蔵器部（図示せず）との間のエネルギー伝達およびデータ通信の両方を可能にする。様々な他の実施形態において、ピンは、充電および外部回路とのデータ通信を容易にするように、プリント回路基板の表面から電源部の外側に延びていてもよい。

ステータス、残りの電力、使用、エラーメッセージ、他の関連のある情報、の表示をユーザにもたらすために、フレキシブルプリント回路基板２２１は、リード線２４２_Ａ～Ｂを通じてコントローラ回路２２２に通信可能に結合される。フレキシブル回路基板２２１は１つまたは複数の光源を含んでもよい。本実施形態では、フレキシブル回路基板２２１は、ＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅを含む。電源部２１２の残りに組み立てられたとき、ＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅはライトガイド２１６の周辺部分と、ライトガイド２１６の遠位端を照明する先端拡散器２４６とを共に照明する。先端拡散器２４６およびライトガイド２１６は、ともに、ＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅの起動に応じて、電源部２１２の遠位端の一様な照明を実現する。

図２Ａに示されるように、互いに電気的に結合された後（例えばはんだによって）、電池２１８、フレキシブルプリント回路基板２２１、ならびにコントローラ回路２２２および空気流センサ２２４を含んだプリント回路基板は、上側サブアセンブリ・ハウジング２４０および下側サブアセンブリ・ハウジング２４１によって覆われる。一実施形態では、上側サブアセンブリ・ハウジング２４０および下側サブアセンブリ・ハウジング２４１は、流路を作り出すことができる。上側サブアセンブリ・ハウジング２４０および下側サブアセンブリ・ハウジング２４１によって作り出される流路は、空気流を空気流センサの上に導くことができる。サブアセンブリ・ハウジング部は、サブアセンブリを有する様々な構成要素を確実に位置決めする。多くの実施形態においてサブアセンブリ・ハウジング部は、組み立ての後にサブアセンブリを保持するために、位置決めピン、および一体のロック機能を利用する。

サブアセンブリ上の組み立てが完了すると、サブアセンブリは、一端から管２４５内に滑り入れられてもよく、先端拡散器２４６および周辺ライトガイド２１６は、管の反対側の端から挿入されて電源部２１２の組み立てを完了させるようにしてもよい。周辺ライトガイド２１６の遠位先端、および管２４５におけるエッチパターン２４８によって、ＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅは管２４５の遠位周辺部分、および電源部２１２の遠位先端の周りを一様に照明するようにしてもよい。

本開示の様々な実施形態において、上側および／または下側サブアセンブリ・ハウジング部２４０および２４１の外面上に、１つまたは複数のキーイング機能が存在してもよい。サブアセンブリが管２４５に挿入されるとき、管２４５の内面に沿った嵌め合わせキーイング機能は、管およびサブアセンブリを長手方向軸に沿って回転方向に整列させ、サブアセンブリがその中で回転するのを防止する。

製造時のサブアセンブリの使用は、組み立ての複雑さを最小にし、全体の組み立て時間を短縮するのに役立つ。さらに電源部内の電子回路がテストで不合格になったときなど、サブアセンブリは電源部２１２の迅速な手直しを可能にするので、サブアセンブリは廃棄を軽減するのに役立つ。さらにサブアセンブリは、サブコンポーネントに対する衝撃および振動関連の損傷を低減することによって、その有用寿命の間のｅＣｉｇの一般的な故障モードを軽減するのに役立つ。具体的には、コントローラ回路２２２およびフレキシブル回路基板２２１を上側および下側サブアセンブリ・ハウジング部２４０および２４１内に確実に位置決めすることによって、回路を電気的に結合するリード線２４２_Ａ～Ｂおよびボンディング・パッドが故障モードを経験する可能性が低くなる。例えば応力は、ボンディング・パッド上のはんだ接合において破断させる。

本開示の様々な実施形態において、管２４５上のパターン２４８は、様々な異なるパターン、形状、画像および／またはロゴを含んでもよい。本実施形態において、パターン２４８は、互いに近くに位置付けられた複数の三角形である。パターン２４８は、管２４５の塗装された表面上に、レーザエッチング、シルクスクリーン印刷、ドリル加工、または、他のやり方で管２４５の外面内に切削されてもよく、および／または管自体は半透明または半不透明であってもよく、パターンは周辺ライトガイド３１６の外面３５０上に配置されてもよい。管２４５の外面上のパターン２４８は、コントローラ回路２２２が、周辺ライト・ガイド２１６を通してＬＥＤ２２０_Ａ～Ｅから放射される光を通じて、ｅＣｉｇ機能の可視表示をもたらすことを可能にする。ｅＣｉｇは、他の視覚的に区別できる特性の中でも、明るさ（例えばＬＥＤデューティ・サイクル）、色（例えば出力周波数および／または複数ダイオードＬＥＤ）、位置、オン／オフ時間、パターニングを変えることによって、複数の可視表示をもたらすようにしてもよい。

図２Ｂは本開示の様々な態様と一致する、ｅＣｉｇ電源部サブアセンブリ２１３の部分的組立分解図である。図２Ｂに示されるように、フレックス回路２２１および電池２１８は、コントローラ回路にはんだ付けされるリード線を通じて、コントローラ回路２２２に電気的に結合される。接触子２２５_Ａ～Ｃ（電気ピンとも呼ばれる）も、コントローラ回路２２２に電気的に結合され、上側サブアセンブリ・ハウジング２４０内の開口部に向かって延びる。接触子２２５_Ａ～Ｃは、コントローラ回路２２２と外部回路との間の電気通信、および電池２１８の充電を実現する。

組み立ての際において、フレックス回路２２１は、電池２１８上およびその周囲に延在する。電池は、上側および下側サブアセンブリ・ハウジング部２４０および２４１によって円周方向に囲まれる。コントローラ回路２２２はスペーサ２２９とＭＡＦガスケット２２８との間に挟まれ、スペーサおよびＭＡＦガスケットは上側および下側サブアセンブリ・ハウジング部２４０および２４１のそれぞれの表面に接触し、それによってサブアセンブリ内のコントローラ回路を確実に位置決めする。スペーサ２２９は、コントローラ回路２２２上のＬＥＤからの光を下側サブアセンブリ・ハウジング２４１内の開口部を通して供給するライトガイドとして機能する、内側開口部を含む。ＭＡＦガスケット２２８は、コントローラ回路２２２と上側サブアセンブリ・ハウジング２４０との間の空気流通過を実現する。ＭＡＦガスケット２２８は、共に空気流を空気流センサ２２４を通過させて導くように（図２Ａに示されるように）、および質量空気流センサの近傍での空気流通過の所望の断面積を維持するように、コントローラ回路２２２と上側サブアセンブリ・ハウジングとの間のシールを形成する。

雌コネクタ・ポート２５８はｅＣｉｇの噴霧器／液体貯蔵器部上の雄コネクタ・ポートと嵌め合い、流体排出口を通じた空気の流れ、ならびに複数の電気接触子を通じた電力およびデータ通信信号をもたらし、複数の電気接触子は雄コネクタ・ポート上の対応する電気接触子に通信可能に結合される（雄および雌コネクタ・ポートが互いに嵌め合わされたとき）。本開示の様々な実施形態において、雄および雌コネクタ・ポートは形状が半円筒形である。本明細書で用いられる「半円筒形」とは、円筒の半分の形状を有する部品、ならびに円筒の長手方向軸（または長さ方向）に並行な平面によって切断されたときに、円筒のより大きなまたはより小さな部分を含む部品を表す。空気流ガスケット２２７は雌コネクタ・ポート２５８内に挿入され、嵌め合う雄コネクタ・ポートとの流体シールを容易にする。１つの特定の実施形態において、空気流センサ２２４はｅＣｉｇを通る空気の流れを測定する質量空気流センサであり、空気流ガスケット２２７は質量空気流センサが空気流を測定した後、付加的な空気が噴霧器／液体貯蔵器部内への空気流に入るのを（または空気流からの空気の漏れを）防止する。

サブアセンブリ２１３が組み立てられ、外側の管２４５内に挿入された後、サブアセンブリ２１３を電源部２１２内で軸方向および回転方向に結合するために、ロックピン２２６が、外側の管および上側サブアセンブリ・ハウジング２４０内の対応する開口部を通して挿入される。

図３は、本開示の一態様により構成されているマイクロコントローラ３２０の一例を示す。マイクロコントローラ３２０は、マイクロコンピュータ３２６、メモリ３２４、およびインターフェース３２８を備える。マイクロコントローラ３２０は、噴霧器（図示せず）を駆動するドライバ３２２を含んでいてもよい。ドライバ３２２は、たとえばパルス幅変調器（ＰＷＭ）または信号発生器を含んでいてもよい。マイクロコンピュータ３２６は、加熱要素の起動（および非活動化）を含めてｅＣｉｇの動作を制御するために、外部またはメモリ３２４に格納され得るコンピュータプログラムを実行するように構成される。メモリ３２４は、本開示に記載の処理を実行するためのコンピュータコードの１つまたは複数のセグメントまたはセクションを格納できるコンピュータ読取可能な記録媒体を含む。あるいは（または加えて）、コードセグメントまたはコードセクションは、インターフェース３２８を介してアクセスされ得る外部のコンピュータ読取可能な記録媒体（図示せず）によって供給されてもよい。

マイクロコントローラ３２０は、マイクロコンピュータ３２６、ドライバ３２２、メモリ３２４、および／またはインターフェース３２８の代わりに特定用途向け集積回路（ＩＣ）などを含んでもよいことに留意されたい。

マイクロコントローラは、媒体流と関連付けられる質量流量、体積流量、速度データ、時間データ、日付データ、流れ持続時間データなどを含む媒体流データをログ記録するように構成されてもよい。媒体は、エアロゾル、気体（たとえば空気）、液体などを含んでもよい。マイクロコントローラは、このようなデータに基づいてヒータをオン／オフするように構成するだけでなく、ヒータＰＷＭ、または加熱面に分配される溶液の量などの制御パラメータを調整するように構成されていてもよい。この制御は、流量データに比例して、または流量データが１つのパラメータであるアルゴリズムに従って、行われてもよい。加えて、マイクロコントローラは、流量データを使用して、流れ方向を決定し、また使用者が間違ってｅＣｉｇに吹き込んだ場合のヒータの誤起動を制限または限定するようにしてもよい。

図４は、本開示の一態様により構成されている流量センサ３３０の一例を示す。流量センサ３３０は、基板３３１と、上流熱電対列（または熱電対）３３２および下流熱電対列（または熱電対）３３３を含む熱電対列（たとえば、２つ以上の熱電対）とを備える。基板３３１は熱絶縁ベースを含んでもよい。流量センサ３３０は、ヒータ要素３３４を備えていてもよい。流量センサ３３０は、参照要素３３５を備えていてもよい。ヒータ要素３３４は、ヒータ抵抗器を含んでもよい。参照要素３３５は、参照抵抗器を含んでもよい。

図４で分かるように、熱電対列３３２、３３３は、ヒータ要素３３４の上流および下流に対称に配置することができる。ヒータ要素３３４は、熱電対列３３２、３３３の熱接点を加熱する。それに応じて、熱電対列３３２、３３３のそれぞれが、その熱接点と冷接点の間の温度勾配に比例する出力電圧を発生する（「ゼーベック」効果）。熱電対列３３２、３３３の熱接点、およびヒータ要素３３４は、熱絶縁ベース上に存在していてもよい。質量空気流量センサ信号調節は、様々な形のフィルタまたは利得増幅器によって構成されていてもよい。フィルタは、信号増幅の前または後にノイズを除去するために使用されてもよく、それによって、環境の望ましくないノイズまたは圧力変化に対する感受性を低減させるようにしてもよい。フィルタリングは、ローパス、ハイパス、バンドパス、またはこれらの組合せを使用して行うことができる。信号利得増幅は、上流または下流の熱電対列信号、またはこれらの組合せに対して電子的増幅を用いることによって行うことができる。上流または下流の熱電対列信号の増幅では、各信号に対して、またはこれらの信号の組合せに対して単一段または多カスケード段を使用して、和または差を形成してもよい。増幅器回路は、信号オフセットを誘導する手段を含んでもよい。増幅器は、トランジスタ、演算増幅器、または他の集積回路を含んでもよい。

図５Ａおよび図５Ｂは、フィルタを有する単一増幅器３６４と、オフセットを有する差動増幅器ならびに上流および下流のフィルタ３８０、の一例を示す。図５Ａのフィルタを有する単一増幅器３６４に示されるように、空気流量信号３６０は、信号出力３６３が送信される前にフィルタ３６１および利得増幅器３６２を通過する。図５Ｂに示されるオフセットを有する差動増幅器ならびに上流および下流のフィルタ３８０は、上流空気流量信号３７０および下流空気流量信号３７１を含む。上流空気流量信号３７０は第１のフィルタ３７２を通過し、下流空気流量信号は第２のフィルタ３７３を通過する。次に、第１および第２のフィルタ３７１、３７２の出力が差動増幅器３７４に入る。次に、信号が差動増幅器３７４から出力され、オフセット３７６と共に利得増幅器３７５に入る。次に、利得増幅器３７５は信号出力３７７を出力する。

図６は、第１の熱電対列４５２および第２の熱電対列４５３を備える本開示の実施形態の電気回路図を示す。図６に描写されたｅＣｉｇは、マイクロコントローラ４４０、質量空気流量センサ４５０、増幅器４４９、およびヒータ４５６を備える。質量空気流量センサ４５０は、質量空気流量ヒータ４５１、第１の熱電対列４５２、および第２の熱電対列４５３を備える。電気回路図はさらに、質量空気流量ヒータ４５１、ならびに第１および第２の熱電対列４５２、４５３の上の空気流４５４の方向を示す。マイクロコントローラ４４０は、データ取得回路４４１、およびアナログ－デジタルコンバータ４４２を備えることができる。データ取得回路４４１は、ヒータ４５６の温度、特定の時間内にヒータ４５６が作動した回数、ヒータ４５６が作動した時間の長さ、および他の情報などのデータをログ記録および送信することができる。データ取得および送信についてのより詳細な記載は、参照によりあたかも本明細書に完全に記載されているように本明細書に組み込まれている、本出願の譲渡人に譲渡された２０１３年１１月２１日出願の米国特許仮出願第９０７，２３９号に見出すことができる。アナログ－デジタルコンバータ４４２はｅＣｉｇについての情報を、マイクロコントローラ４４０、データ取得回路４４１、ならびにマイクロコントローラ４４０上に存在できる、または別様にｅＣｉｇに接続できる他の装置およびセンサへと出力することができる。

図７は、１つの熱電対列５５２を備える本開示の別の実施形態の電気回路図を示す。図７に描写されたｅＣｉｇは、マイクロコントローラ５４０、質量空気流量センサ５５０、増幅器５４９、およびヒータ５５６を備える。質量空気流量センサ５５０は、質量空気流量ヒータ５５１、および熱電対列５５２を備える。電気回路図はさらに、ヒータの上の空気流の方向５５４および熱電対列５５２も示す。マイクロコントローラ５４０は、データ取得回路５４１、およびアナログ－デジタルコンバータ５４２を備えることができる。データ取得回路５４１は、ヒータ５５６の温度、ヒータ５５６が特定の時間内に作動した回数、ヒータ５５６が作動した時間の長さ、および他の情報などのデータをログ記録および送信することができる。アナログ－デジタルコンバータ５４２はｅＣｉｇについての情報を、マイクロコントローラ５４０、データ取得回路５４１、ならびにマイクロコントローラ５４０上に存在でき、または別様にｅＣｉｇに接続できる他の装置およびセンサへと出力することができる。一実施形態では、ｅＣｉｇはまた、帰還抵抗５５７および利得抵抗器５５８を備えることもできる。空気流センサに関するさらなる情報は、参照により、本明細書にその全体が組み込まれている国際公開公報第２０１４／２０５２６３号明細書（２０１４年６月１９日出願）によって明らかとなる。

図８Ａおよび８Ｂは、本開示の原理による流路の例を示す。図８Ａおよび８Ｂから分かるように、流路は、流れの大部分を検知面の上に導くように、センサの近傍に形作られ、そのためにシステムの感度を向上させる。図８Ａは、流路６０１の一実施形態を上から見下ろした図である。図８Ｂは、図８Ａに示される流路６０１の端面図を示す。流路６０１は、第１の側壁６０３、第２の側壁６０５、上壁６２３、底壁６２５、流入空気流開口６１１、流入空気流経路６０７、センサアセンブリ６１５、流出空気流経路６０９、および流出空気流開口６１３を備える。第１の側壁６０３、第２の側壁６０５、上壁６２３、および底壁６２５は、流入空気流開口６１１、流入空気流経路６０７、流出空気流経路６０９、および流出空気流開口６１３を画定する。流入空気流開口６１１は、空気が流路６０１に入ることを可能にする。流入空気流経路６０７は、流路６０１の長手方向軸に沿って延びることができる。流入空気流経路６０７は長手方向軸に沿って、ある距離延びることができ、流入空気流開口６１１を通って流路６０１に入るいかなる空気も、センサアセンブリ６１５を通過する前に層流を作り出すように十分な容積を備える。一実施形態において、センサアセンブリを越える層流を得るように、流入空気流経路は１．５～２ｍｍの長手方向における長さを備えることができる。他の実施形態では、流入空気流経路の長手方向長さは、流路の異なる寸法および容積に応じて調整されてもよい。センサアセンブリ６１５の感度は、流路６０１の容積を減少させることによって増加させることができる。しかしながら、流路６０１の容積を減少させることにより、ユーザに対する吸引抵抗は増加される。流路６０１の容積が増加するのに従って信号品質は低下するが、吸引抵抗は減少される。空気がセンサアセンブリ６１５を通過した後、空気流はシステムの残り部分を通り抜ける間に乱流となり得る。センサアセンブリ６１５はセンサ６１７を備えることができる。センサ６１７は、センサアセンブリ６１５を越える空気流を検出することができ、センサアセンブリ６１５を越えて流路６０１を通り抜ける空気流の質量をさらに検出することができる。空気流は、空気流路６１９に沿ってセンサを越えて移動することができる。一実施形態においてセンサは質量空気流センサを備えることができる。他の実施形態では、センサは静電容量センサを備えることができる。センサアセンブリ６１５を通過した後、流路６０１を通る空気流は、流出空気流経路６０９に入ることができ、流出空気流開口６１３を通って流路６０１を出ることができる。流路６０１から出た後、空気流は外部空気流経路６２１に入ることができる。一実施形態において外部空気流経路６２１はシールされることができ、その結果流路６０１に入りセンサアセンブリ６１５を通過するいかなる空気も、流路６０１および外部空気流経路６２１を通って噴霧器（図示せず）へ経路設定される。

他の実施形態では、空気流がセンサアセンブリを通過した後の位置に、ダイバータを設けることができ、これにより、空気の一部分が噴霧器を通過し、空気の一部分が噴霧器の周りを迂回するようにすることができる。これらの実施形態において、電子喫煙装置は、少なくとも部分的に、空気流が噴霧器を通過するように構成される。一実施形態において、噴霧器を通過する空気の部分は、センサアセンブリを通過する空気の５０％以上とすることができる。他の実施形態において、噴霧器を通過する空気の部分は、センサアセンブリを通過する空気の５０％以下とすることができる。センサアセンブリを通過する空気流の一部分を迂回させることによって、噴霧器を通過する空気の量が制御されることができ、噴霧器によって作り出されるエアロゾルまたは蒸気の量が調整され得る。さらに他の実施形態において、センサアセンブリを通過した空気流に付加的な空気が付加されることができるように、付加的な空気吸い込み口がセンサアセンブリの下流に付加され得る。一実施形態において、付加的な空気吸い込み口をセンサアセンブリの下流に付加することはセンサ信号の感度を低下させる可能性があるが、蒸気の流れをさらに希薄にすることができる。さらに他の実施形態において空気流の流れがセンサアセンブリを通過した後に、それを迂回させるまたはそれに空気流を追加するように、付加的構成要素が付加され得る。付加的構成要素は、空気流の流れを噴霧器から離れるように迂回させる、空気流の流れに付加的な空気を付加する、または空気流の流れが噴霧器を通過した後に付加的な空気流を与えるように用いられ得る。さらに他の実施形態においてセンサアセンブリを通過する空気流は、電子喫煙装置の下流部分と通り抜ける空気流の第１の部分を備えることができる。電子喫煙装置の上流部分を通り抜ける空気流の第２の部分は、センサアセンブリの周りに迂回され得る。一実施形態において空気流の第２の部分は、空気流の第１の部分がセンサアセンブリを通過した後に、空気流の第１の部分と合流することができる。一実施形態において噴霧器はヒータを備えることができる。他の実施形態において噴霧器は、当業者に知られ得るように、機械的または熱的噴霧器を備えることができる。一実施形態において流路は、図２Ａおよび２Ｂに示されるように電池ハウジングのフォームおよびプラスチック部分によって画定され得る。一実施形態において流路のフォーム部分は、３０％の最小圧縮比を備えることができる。流路内にフォームが用いられるとき、フォームは流路がシールされたままに保つように十分に圧縮されることができるが、フォームが流路に入り込むほどまでは圧縮されない。一実施形態においてフォームは、マイクロ・クローズド・シール・フォームを備えることができる。

図９は、センサアセンブリ６５１の一実施形態の側面図を示す。センサアセンブリ６５１は、支持構造体６５３、センサ６５５、第１の層６５９、および第２の層６６１を備えることができる。支持構造体６５３は、センサ６５５に電気的に結合され得るＰＣＢまたは他の構成要素を備えることができる。センサ６５５はセンサアセンブリ６５１を越える空気流を検出することができ、さらにセンサアセンブリ６５１を越える空気流の質量を検出することができる。一実施形態において、センサは、質量空気流センサを備えることができる。他の実施形態では、センサは、静電容量センサを備えることができる。第１の層６５９および第２の層６６１は、センサアセンブリ６５１の流入部分６６５に沿って延びる上面６６３を作り出すために用いられ得る。上面６６３は、センサ６５５が支持構造体６５３の上に延びる高さと同様な、支持構造体６５３よりも高い高さを備えることができる。第１の層６５９および第２の層６６１によって作り出される上面６６３は、空気流経路６６７を通り、センサアセンブリ６５１を通過する空気流によって作り出される乱流を最小にするために用いられ得る。第１の層６５９は、ＰＣＢ製造プロセス時に用いられ得るいくつかの物質の任意の１つを備えることができる。一実施形態において、第１の層６５９は、銅を含むことができる。他の実施形態において、第１の層６５９は、はんだマスク、シルクスクリーン、またはＰＣＢもしくは支持構造体上に堆積され得る任意の他の材料とすることができる。第２の層６６１は、ＰＣＢ製造プロセス時に用いられ得るいくつかの物質の任意の１つを備えることができる。一実施形態において、第２の層６６１は、はんだマスクを備えることができる。他の実施形態において、第２の層６６１は、銅、シルクスクリーン、またはＰＣＢもしくは支持構造体上に堆積され得る任意の他の材料を備えることができる。一実施形態において、シルクスクリーン層が、第２の層６６１の上にさらに堆積され得る。これらの材料は、センサアセンブリ６５１の製造時に用いられ得る。ＰＣＢ構成要素の製造時にすでにある材料を用いることで、付加的製造コストを限定的にすることができる。一実施形態において、センサが形成されてもよく、次いでセンサにとって必須ではないセンサの部分を除去するために裏面研削プロセスが用いられてもよい。センサを裏面研削することによりセンサの高さを減少させることができ、支持構造体上に配置されるために必要な付加的材料が少なくなる。一実施形態において、裏面研削を受けた後、センサは、０．１ｍｍの高さを備えることができる。他の実施形態において、裏面研削を受けた後、センサは、０．２ｍｍの高さを備えることができる。

図１０は、センサアセンブリ７０１の他の実施形態の概略図を示す。センサアセンブリ７０１は支持構造体７０３、センサ７０５、第１の構造体構成要素７０７、および、第２の構造体構成要素７０９を備えることができる。センサ７０５は、支持構造体７０３に結合され得る。一実施形態において、センサ７０５は、支持構造体７０３に電気的に結合され得る。第１の構造体構成要素７０７および第２の構造体構成要素７０９は、支持構造体７０３に結合され得る。第１の構造体構成要素７０７および第２の構造体構成要素７０９は、センサ７０５を支持構造体７０３に固定するのを補助することができる。他の実施形態において、第１の構造体構成要素７０７および第２の構造体構成要素７０９は、それぞれ、センサ７０５の上面に隣接した上面を備えることができる。第１の支持構造体７０７および第２の支持構造体７０９は、センサ７０５の上に空気流を導くのを補助するため、および空気がセンサ７０５を通過するときに分裂的または他の形で望ましくないものとなり得る空気流を最小にするために用いられ得る。

図１１Ａは、センサアセンブリ７５１の他の実施形態を示す。センサアセンブリ７５１は、支持構造体７５３、センサ基部７５７、センサ上部７５５、および、センサ遷移領域７５９を備えることができる。支持構造体７５３は、センサ基部７５７を収容するようにサイズ設定および構成された凹部を備えることができる。センサ基部７５７が支持構造体７５３の凹部内に配置されたとき、センサ上部７５５が支持構造体の上側部分より上に配置されることができる。センサ遷移領域７５９は、支持構造体７５３の上面と整列され得る。センサ基部７５７を支持構造体７５３の凹部内に固定することによって、センサ上部７５５はセンサアセンブリ７５１を通り過ぎて流れる空気流に対する、センサ上部７５５の何らかの影響を最小にすることができる。上述のように他の実施形態において、いずれかの影響、乱流、または場合によってはセンサアセンブリ７５１を通過する空気流に対して引き起こされる他の形のものをさらに最小にするように、付加的材料が支持構造体上に配置され得る。

図１１Ｂは、図１１Ａのセンサを示す。センサはセンサ基部７５７、センサ上部７５５、および、センサ遷移領域７５９を備える。上述のように、センサ基部７５７は、支持構造体の凹部内に配置され得る。他の実施形態においてセンサ基部７５７は、支持構造体の上面に結合され得る。センサ上部７５５は、空気流量を測定するために、センサを通過する空気流と相互作用するために必要なセンサの部分を備えることができる。一実施形態において、センサ遷移領域７５９は、通過する空気流に曝される必要があるセンサの部分（センサ上部７５５）と、通過する空気流に曝される必要がないセンサの部分（センサ底部７５７）とを分離するように表され得る。

図１２Ａは、流路８０１の一実施形態の概略図を示す。流路８０１は、上側ハウジング８０３、支持構造体８０５、支持凹部８０７、センサ８０９、および、空気流経路８１１を備えることができる。上側ハウジング８０３、支持構造体８０５、および、センサ８０９は、空気流経路８１１を画定することができる。流路８０１に入った空気は、空気流方向８１３においてセンサ８０９を通過することができる。支持凹部８０７は、センサ８０９の下側部分を収容するようにサイズ設定および構成され得る。センサ８０９の下側部分が支持凹部８０７内に配置されたとき、センサ８０９の上側部分は支持構造体８０５の上面より上となることができる。センサ８０９を支持凹部８０７内に固定することによって、センサ８０９はセンサ８０９を通り過ぎて流れる空気流に対する何らかの影響を最小にすることができる。上述のように、他の実施形態において、いずれかの影響、乱流、または場合によってはセンサ８０９を通過する空気流に対して引き起こされる他の態様の事象をさらに最小にするように、付加的材料が支持構造体上に配置され得る。上側ハウジングは多様な材料を備えることができる。一実施形態において上側ハウジングはプラスチックを備えることができる。他の実施形態において上側ハウジングは、流路の上に配置されたテープを備えることができる。さらに他の実施形態において上側ハウジングは、空気流経路を通って流れる空気からの変形に耐えることができる任意の他の材料を備えることができる。

図１２Ｂは、流路８３１の他の実施形態の概略図を示す。流路８３１は、上側ハウジング８３３、支持構造体８３５、センサ８３７、第１の構造体構成要素８４１、第２の構造体構成要素８３９、および、空気流経路８４３を備えることができる。上側ハウジング８３３、支持構造体８３５、第１の構造体構成要素８４１、第２の構造体構成要素８３９、および、センサ８３７は、空気流経路８４３を画定することができる。流路８３１に入った空気は、空気流方向８４５においてセンサ８３７を通過することができる。センサ８３７は、支持構造体８３５に結合され得る。一実施形態において、センサ８３７は、支持構造体８３５に電気的に結合され得る。第１の構造体構成要素８４１および第２の構造体構成要素８３９は、支持構造体８３５に結合され得る。第１の構造体構成要素８４１および第２の構造体構成要素８３９は、センサ８３７を支持構造体８３５に固定するのを補助することができる。他の実施形態において、第１の構造体構成要素８４１および第２の構造体構成要素８３９はそれぞれ、センサ８３７の上面に隣接した上面を備えることができる。第１の支持構造体８４１および第２の支持構造体８３９は、センサ８３７の上に空気流を導くのを補助するため、および、空気がセンサ８３７を通過するときに分裂的または他の態様で望ましくないものとなり得る空気流を最小にするために用いられ得る。上側ハウジングは多様な材料を備えることができる。一実施形態において上側ハウジングはプラスチックを備えることができる。他の実施形態において上側ハウジングは、流路の上に配置されたテープを備えることができる。さらに他の実施形態において上側ハウジングは、空気流経路を通って流れる空気からの変形に耐えることができる任意の他の材料を備えることができる。

図１２Ｃは、流路８６１の他の実施形態の概略図を示す。流路８６１は、上側ハウジング８６３、第１の側面支持構造体８６５、第２の側面支持構造体８７９、センサ支持構造体８６７、センサ８６９、空気流経路８７１、空気流センサ入口８７５、および、空気流センサ出口８７７を備えることができる。上側ハウジング８６３、第１の側面支持構造体８６５、第２の側面支持構造体８７９、センサ支持構造体８６７、および、センサ８６９は、空気流経路８７１を画定することができる。第１の側面支持構造体８６５およびセンサ支持構造体８６７は、空気流センサ入口８７５を画定することができる。センサ支持構造体８６７および第２の側面支持構造体８７９は、空気流センサ出口８７７を画定することができる。流路８６１に入る空気は、空気流センサ入口８７５を通って入ることができ、センサ８６９を通過することができ、空気流方向８７３において空気流センサ出口８７７を通って出ることができる。上述のようにセンサ８６９は、センサ支持構造体８６７内の凹部内に配置され得る。上側ハウジングは多様な材料を備えることができる。一実施形態において上側ハウジングはプラスチックを備えることができる。他の実施形態において上側ハウジングは、流路の上に配置されたテープを備えることができる。さらに他の実施形態において上側ハウジングは、空気流経路を通って流れる空気からの変形に耐えることができる任意の他の材料を備えることができる。

図１３は、所与の流量に対して供給される電力９０１の一実施形態を示すグラフを示す。示されるグラフは、検知された空気流量に対する電力レベルを用いた対数グラフを示す応答曲線９０３を示す。示される実施形態から分かるように、グラフ上の第１の位置９０５は、第１の流量で噴霧器に出力され得る４Ｗの電力レベルを備える。グラフ上の第２の位置９０７は、第２の流量で噴霧器に出力され得る１０Ｗの電力レベルを備える。応答曲線は、電力出力が流量に応じて指数関数的である対数曲線を備える。線形応答を用いた空気流量の増加を用いた場合、噴霧器が適切に加熱されない場合があるので、電力出力における指数関数的増加が用いられ得る。他の実施形態において、センサを越えシステム全体を通る、より大きなまたはより速い空気流量に応じて、噴霧器がより多量のエアロゾルを供給できるように、電力出力は、増加する空気流に応じて指数関数的に増加され得る。噴霧器によって発生されるより大きな量のエアロゾルは、従来のタバコに対して、より深いまたはより長い吸い込みをするユーザによって発生され得る、増加された煙の量の模倣を試みることができる。他の実施形態においてエアロゾルの増加が望ましくない場合、空気流が増加されるのに従って、電力出力は線形な増加を備えることができる。

図１４は、流量９２１に対する応答のいくつかの実施形態を示すグラフを示す。図１４に示される応答は、所与の流量に対する空気流センサからの応答である。グラフは第１の応答曲線９２３、第２の応答曲線９２５、および第３の応答曲線９２７を示す。第１の応答曲線９２３、第２の応答曲線９２５、および第３の応答曲線９２７のそれぞれは、異なる個々の空気流センサからの応答を示す。第２の応答曲線９２５はさらに、複数の応答点９２９を示す。複数の応答点はそれぞれ個々に、所与の流量に対する既知の応答を備える。他の実施形態において、複数の応答点９２９の一部分のみがテスト時に決定されることができ、複数の応答点９２９のその他は、決定された応答点に適合するように曲線を計算することによって決定され得る。図１４に示されるように、第１の応答流量９３１は５ｍｌ／ｓの流量を備えることができ、第２の応答流量９３５は４０ｍｌ／ｓの流量を備えることができる。

図１５は、流れ対時間出力９４１の一実施形態を示すグラフを示す。流れ対時間出力９４１は、ユーザ吸入９４３を備える。ユーザ吸入９４３は、時間と共に変化する流量を備える。示されるユーザ吸入９４３において示されるように、最初に流量は無視できるほどである。その後ユーザは吸入を開始し、流量はそれが最大流量に到達するまで増加する。次いで流量は、初期の無視できるほどの流量に戻るまで、時間の経過と共にゆっくり低下する。

図１６は、流量に対する応答９６１のいくつかの実施形態を示すグラフを示す。図１４から分かるように、示される応答は、所与の流量に対する空気流センサからの応答である。グラフは第１の応答曲線９６３、第２の応答曲線９６５、第３の応答曲線９６７、および第４の応答曲線９６９を示す。第１の応答曲線９６３、第２の応答曲線９６５、第３の応答曲線９６７、および第４の応答曲線９６９のそれぞれは、異なる個々および空気流センサからの応答を示す。示される実施形態から分かるように、センサのすべては異なる曲線および異なるベースライン条件を有する。次いで各センサからの信号は、各センサを共通ベースライン信号にもたらすようにより高く、またはより低く駆動され得る。共通ベースライン信号が割り当てられた後でも、各センサは依然として異なる曲線を示す。各センサに対する曲線は、空気流量のサブセットに対する応答信号を決定することによって計算され得る。一実施形態において、応答曲線を計算するために３つの応答信号が決定され得る。示される実施形態では応答信号は、第１の応答位置９７１、第２の応答位置９７３、および第３の応答位置９７５において決定され得る。一実施形態において３つの応答信号は１５ｍｌ／ｓ、２５ｍｌ／ｓ、および４０ｍｌ／ｓにおいて記録され得る。３つの流量のそれぞれにおいて受け取られた応答信号は、応答曲線を較正するために用いられ得る。センサのそれぞれは、対数または指数関数的である応答曲線を備える。応答曲線は、システムによって検索され得る点９７９のテーブルを生成するために用いられ得る。ルックアップ・テーブル内の点の数は変わり得る。一実施形態においてルックアップ・テーブルは３２個の値を備えることができる。他の実施形態はルックアップ・テーブル内に、より少ないまたはより多い点を有することができる。他の実施形態において、特定の信号に対する流量を決定するために式が用いられ得る。他の実施形態においてルックアップ・テーブルは、最大範囲が、装置を用いるユーザによって行われ得るものに制限され得る。一実施形態において上限は４０ｍｌ／ｓから５０ｍｌ／ｓを備えることができる。さらに、平均的なユーザが軽い吸入に対して維持することができるであろう最も低い空気流は、約１５ｍｌ／ｓである。結果として、ルックアップ・テーブル内で用いられ得る通常の範囲は、１５ｍｌ／ｓから４０ｍｌ／ｓである。他の実施形態においてルックアップ・テーブル内で用いられ得る通常の範囲は、１５ｍｌ／ｓから５０ｍｌ／ｓである。さらに他の実施形態において用いられ得る通常の範囲は、５ｍｌ／ｓから５０ｍｌ／ｓである。さらに他の実施形態では他の範囲が用いられ得る。一実施形態において応答性は、その範囲内の電力出力によってスケーリングされ得る。他の実施形態において、３５ｍｌ／ｓを超える空気流量は、噴霧器への電力出力を増加させないようになる。さらに他の実施形態において、１５ｍｌ／ｓ未満の空気流量は、噴霧器への電力出力を減少させないようになる。さらに一実施形態において、ルックアップ・テーブルに含まれる値は一様に広げられない。この実施形態において３５ｍｌ／ｓを超える値は、３５ｍｌ／ｓ未満のものより間隔がさらに空けられ得る。他の実施形態において吸入事象を開始するために、５ｍｌ／ｓの閾値空気流量が用いられ得る。吸入事象を開始するために５ｍｌ／ｓの空気流量が用いられ得るが、１０ｍｌ／ｓの空気流量が生じるまでコイルは付勢しない。一実施形態において、吸入事象が５ｍｌ／ｓで開始した後、ベースライン値は更新を停止する。さらに他の実施形態において噴霧器は、１０ｍｌ／ｓにおいて付勢を開始し、次いで空気流量が１０ｍｌ／ｓ未満に減少した後、噴霧器は付勢を停止する。さらに吸入事象は、空気流量が５ｍｌ／ｓ未満に低下した後に停止する。さらに他の実施形態において付勢および吸入事象値は、本明細書で列挙されたものとは異なる量を備えることができる。

図１７は、マイクロコントローラまたは他の構成要素が、質量空気流量センサまたは他の装置からの信号を解釈できるようにする処理のフローチャートを示す。ステップ５００で、マイクロコントローラは、質量空気流量センサから送られたセンサ信号を監視することができる。マイクロコントローラが、ステップ１０００で監視されるセンサ信号の変化を監視しているとき、マイクロコントローラはセンサ信号の変化が、プログラム済みの閾値未満であるかどうかを決定することができる（１００１）。ある長さの時間におけるセンサ信号の変化がプログラムされた閾値未満である場合、マイクロコントローラまたは他の構成要素は、参照信号および関連信号を既定のベースラインに変更することができる（１００２）。一実施形態では、参照信号は、２．０ボルトのベースライン表示値に設定することができる。次に、マイクロコントローラは、センサ信号が変化しないか継続して質量空気流量センサを監視する（１０００）。センサ信号の経時的な変化がプログラムされた閾値を超える場合（１００１）、マイクロコントローラまたは他の構成要素は、参照信号と関連信号の間の差を読み取る（１００３）。ステップ１００４で、マイクロコントローラまたは他の構成要素は、参照信号と関連信号の間の差に応じて、装置、センサ、または他の構成要素を動作させることができる。次に処理はステップ１０００に戻り、マイクロコントローラまたは他の構成要素は、質量空気流量センサを継続して監視して、センサ信号が経時的に変化することを監視する。

センサは、センサの温度が増加するのに従ってドリフトし得る。ドリフトは、摂氏１度当たり約０．１％を有し得る。ドリフトはわずかのように見え得るが、より高位の流量では全体的に低い信号のために、小さな差は検知された空気流量において大きな差となり得る。温度ドリフト誤差を考慮するために２つの手法が用いられ得る。第１の手法は、センサにサーミスタを付加することである。このサーミスタはオフセットを通して電力供給されることができ、サーミスタの抵抗は温度と共に変化することができる。抵抗はサンプリングされることができ、センサの温度が決定され得る。第２の手法はセンサ自体を用い、吸入事象が開始するときにセンサによって出力される値を調べ、この信号をベースラインとして用いることができる。吸入事象が生じていないときのベースライン、および吸入事象が生じたときにセンサによって出力される信号である。吸入事象が生じていないときのベースライン信号は、わずかにシフトする傾向をもつようになる。このシフトは温度と相互に関連され得る。一実施形態において温度シフトを決定するために、ルックアップ・テーブルが用いられ得る。他の実施形態において温度シフトを決定するために、アルゴリズムが用いられ得る。本明細書で述べられる温度シフトは、質量空気流センサ、静電容量センサ、または他当業者には知られているその他任意の空気流センサに対して用いられ得る。

本開示の様々な実施形態は、電子喫煙装置を対象とする。電子喫煙装置は、流路および噴霧器を備えることができる。流路は流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および流出空気流開口を備えることができる。噴霧器は、流路に流体的に結合され得る。流路は空気流を流入空気流開口から、流入空気流経路を通り、センサアセンブリを越えて、流出空気流開口を通って導くように構成され得る。電子喫煙装置は少なくとも部分的に空気流を噴霧器を通過させるようにさらに構成され得る。より具体的な実施形態において電子喫煙装置は、センサアセンブリと流出空気流開口との間に、流出空気流経路をさらに備えることができる。より具体的な実施形態において電子喫煙装置は、流路に結合された外部空気流経路をさらに備えることができ、外部空気流経路は空気を流出空気流開口から噴霧器に導くように構成される。

より具体的な実施形態において流路は、第１の側壁、第２の側壁、底壁、および上壁をさらに備え、第１の側壁、第２の側壁、底壁、および上壁は流入空気流開口を画定する。より具体的な実施形態において流路は、空気流がセンサアセンブリに到達する前に、流入空気流経路内に空気の層流を作り出すようにサイズ設定および構成される。いくつかの実施形態において、センサアセンブリは支持構造体およびセンサを備え、センサは支持構造体に結合される。他の実施形態においてセンサアセンブリは、支持構造体に結合された第１の層および第２の層をさらに備える。さらに他の実施形態において、第１の層および第２の層は、上面を作り出す。他の実施形態において上面は、センサの高さと同様な、支持構造体よりも高い高さを備える。さらに他の実施形態において上面は、センサを越える空気流の乱流を最小にするように構成される。いくつかの実施形態において、第１の層は、銅を含む。他の実施形態において、第２の層は、はんだマスクを備える。さらに他の実施形態においてセンサアセンブリは、第２の層の上に堆積されたシルクスクリーン材料をさらに備える。

他の実施形態において、支持構造体はＰＣＢを備える。さらに他の実施形態において、支持構造体は支持凹部を備える。他の実施形態においてセンサの下側部分は、支持凹部内に嵌まるようにサイズ設定および構成される。いくつかの実施形態において、センサアセンブリはセンサをさらに備え、センサは０．２ｍｍ以下の高さを備える。

本開示と一致する他の様々な実施形態は、電子喫煙装置を対象とする。電子喫煙装置は、流路を備えることができる。流路は流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備えることができる。流路は、空気流を流入空気流開口から、流入空気流経路を通り、センサアセンブリを越えて、流出空気流開口を通って導くように構成され得る。他の様々な実施形態において流路は、空気流がセンサアセンブリに到達する前に、流入空気流経路内に空気の層流を作り出すようにサイズ設定および構成される。さらに他の実施形態においてセンサアセンブリは、支持構造体、第１の層、第２の層、およびセンサを備え、センサ、第１の層、および第２の層は、支持構造体に結合される。

図面に示される特徴は必ずしも原寸に比例して描かれておらず、および当業者は認識するであろうように一実施形態の特徴は、本明細書で明示的な記載がなくても、他の実施形態と共に使用され得ることが留意されるべきである。よく知られた構成要素および処理技法の説明は、本開示の実施形態が不必要に不明瞭にならないように省かれる場合がある。本明細書で用いられる例は単に、本開示が実践され得るやり方の理解を容易にするため、およびさらに当業者が本開示の実施形態を実践することを可能にするためのものである。従って本明細書における例および実施形態は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに図面のいくつかの図を通して類似の参照番号は、類似の部分を表すことに留意されたい。

本開示で用いられる用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、およびそれらの変形は、明示的な別段の規定がない限り、「含むが、それらに限定されない」ことを意味する。

本開示で用いられる用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、明示的な別段の規定がない限り、「１つまたは複数」を意味する。

処理ステップ、方法ステップ、アルゴリズムなどは、ある順番で記述されてもよいが、このような処理、方法およびアルゴリズムは、別の順序で機能するように構成されていてもよい。言い換えると、記述できるステップのどんな順序または順番も、その順番でステップが実行されるという必要条件を必ずしも表すものではない。本明細書に記載の処理、方法またはアルゴリズムは、実用的などんな順番でも実行されてもよい。さらに、いくつかのステップは同時に実行されてもよい。

単一の装置または物品が本明細書に記載されている場合、１以上の装置または物品が単一の装置または物品の代わりに使用できることは容易に明らかになるであろう。同様に、１以上の装置または物品が本明細書に記載されている場合、単一の装置または物品が１以上の装置または物品の代わりに使用できることは容易に明らかになるであろう。ある装置の機能または特徴は、そのような機能または特徴を有するものと明記されていない１つまたは複数の別の装置によっても別法として具現化されてもよい。

いくつかの実施形態がある程度詳細に上記で述べられてきたが、当業者は本開示の趣旨から逸脱せずに、開示された実施形態に数多くの変更を行い得る。上記の説明に含まれる、または添付の図面に示されるすべての内容は、例示のみであり限定的ではないと解釈されるべきであることが意図されている。本教示から逸脱せずに、詳細および構造における変更がなされ得る。上記の説明および以下の「特許請求の範囲」は、すべてのこのような変更形態および変形形態を包含するものである。

本明細書では様々な装置、システム、および方法の様々な実施形態が述べられる。本明細書に述べられ、添付の図面に示されるような、実施形態の全体的構造、機能、製造、および使用の完全な理解をもたらすように、数多くの特定の詳細が記載される。しかし当業者には実施形態は、このような特定の詳細なしに実施され得ることが理解されるであろう。他の場合において、本明細書において述べられる実施形態が不明瞭にならないように、よく知られた動作、構成要素、および要素は詳細に述べられていない。当業者には、本明細書で述べられ示される実施形態は非限定的な例であることが理解され、従って本明細書で開示される特定の構造的および機能的詳細は代表的なものとすることができ、必ずしも実施形態の範囲を限定するものではなく、その範囲は添付の「特許請求の範囲」のみによって定義されることが理解され得る。

本明細書の全体にわたって「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」、「実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して述べられる特定の機能、構造、または特徴が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って本明細書を通して各所で現れる「様々な実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、「一実施形態において」、「実施形態において」などの語句は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すものではない。さらに特定の機能、構造、または特徴は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切なやり方で組み合わされ得る。従って１つの実施形態に関連して示されまたは述べられた特定の機能、構造、または特徴は、全体においてまたは部分的に、限定なしに１つまたは複数の他の実施形態の機能、構造、または特徴と組み合わされ得る。

本明細書の全体を通して「近位」および「遠位」という用語は、患者を治療するために用いられる器具の一端を操作する臨床医に関連して用いられ得ることが理解されるであろう。「近位」という用語は臨床医に最も近い器具の部分を指し、「遠位」という用語は臨床医から最も遠くにある部分を指す。さらに本明細書において、示される実施形態に関して、簡潔性および明瞭さのために「垂直」、「水平」、「上方」、および「下方」などの空間的用語が用いられ得ることが理解されるであろう。しかし手術器具は多くの配向および位置で用いられることができ、これらの用語は限定的および絶対的であることを意図するものではない。

全体においてまたは部分的に、参照により本明細書に組み込まれるとされるいかなる特許、刊行物、または他の開示資料は、組み込まれる資料が既存の定義、記述、または本開示に記載される他の開示資料と矛盾しない範囲においてのみ組み込まれる。従っておよび必要な範囲において、本明細書に明示的に記載される本開示は、参照により本明細書に組み込まれたいずれの矛盾する資料にも優先する。参照により本明細書に組み込まれるとされるが、既存の定義、記述、または本明細書に記載される他の開示資料と矛盾するいずれの資料またはその一部は、組み込まれた資料と既存の開示資料との間で矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれることになる。

本発明について、現在実用的な例示的実施形態と考えられるものに関連して述べられてきたが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、それとは逆に、添付の特許請求の範囲に含まれる様々な変更形態および等価な構成を包含するものであることが理解されるべきである。
出願時の特許請求の範囲に記載の事項を以下に列挙しておく。
（項目１）
電子喫煙装置であって、
流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備えた流路と、
前記流路に流体的に結合された噴霧器と、を備え、
前記流路は、空気流を、前記流入空気流開口から、前記流入空気流経路を通り、センサアセンブリを越えて、流出空気流開口を通って導くように構成され、前記電子喫煙装置は、少なくとも部分的に、前記空気流が、前記噴霧器を通過するように構成される、
電子喫煙装置。
（項目２）
前記センサアセンブリと前記流出空気流開口との間に流出空気流経路をさらに備える、項目１に記載の電子喫煙装置。
（項目３）
前記流路に結合された外部空気流経路をさらに備え、前記外部空気流経路は、空気を、前記流出空気流開口から前記噴霧器に導くように構成される項目１に記載の電子喫煙装置。
（項目４）
前記流路は、第１の側壁、第２の側壁、底壁、および上壁をさらに備え、前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記底壁、および前記上壁は前記流入空気流開口を画定する項目１に記載の電子喫煙装置。
（項目５）
前記流路は、前記空気流が前記センサアセンブリに到達する前に、前記流入空気流経路内に空気の層流を作り出すようにサイズ設定および構成される、項目１に記載の電子喫煙装置。
（項目６）
前記センサアセンブリは、支持構造体およびセンサを備え、前記センサは前記支持構造体に結合される、項目５に記載の電子喫煙装置。
（項目７）
前記センサアセンブリは、前記支持構造体に結合された第１の層および第２の層をさらに備える、項目６に記載の電子喫煙装置。
（項目８）
前記第１の層および前記第２の層は、上面を作り出す、項目７に記載の電子喫煙装置。
（項目９）
前記上面は、前記センサの高さと同様な、前記支持構造体よりも高い高さを備える項目８に記載の電子喫煙装置。
（項目１０）
前記上面は、前記センサを越える前記空気流の乱流を最小にするように構成される、項目８に記載の電子喫煙装置。
（項目１１）
前記第１の層は、銅を含む、項目８に記載の電子喫煙装置。
（項目１２）
前記第２の層は、はんだマスクを備える、項目１１に記載の電子喫煙装置。
（項目１３）
前記センサアセンブリは、前記第２の層の上に堆積されたシルクスクリーン材料をさらに備える、項目１２に記載の電子喫煙装置。
（項目１４）
前記支持構造体は、ＰＣＢを備える、項目６に記載の電子喫煙装置。
（項目１５）
前記支持構造体は、支持凹部を備える、項目６に記載の電子喫煙装置。
（項目１６）
前記センサの下側部分は、前記支持凹部内に嵌まるようにサイズ設定および構成される、項目１５に記載の電子喫煙装置。
（項目１７）
前記センサアセンブリはセンサをさらに備え、前記センサは０．２ｍｍ以下の高さを備える、項目１に記載の電子喫煙装置。
（項目１８）
電子喫煙装置であって、
流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備えた流路を備え、
前記流路は、空気流を、前記流入空気流開口から、前記流入空気流経路を通り、センサアセンブリを越えて、流出空気流開口を通って導くように構成される、電子喫煙装置。
（項目１９）
前記流路は、前記空気流が前記センサアセンブリに到達する前に、前記流入空気流経路内に空気の層流を作り出すようにサイズ設定および構成される、項目１８に記載の電子喫煙装置。
（項目２０）
前記センサアセンブリは、支持構造体、第１の層、第２の層、および、センサを備え、前記センサ、前記第１の層、および、前記第２の層は、前記支持構造体に結合される、項目１９に記載の電子喫煙装置。

１０電子喫煙装置
１２端部キャップ
１４電源部
１６噴霧器／液体貯蔵器部
１８発光ダイオード（ＬＥＤ）
２０空気吸い込み口
２２電池
２４制御電子回路
２６空気流センサ
２８噴霧器
３０加熱コイル
３２芯
３４中央通路
３６液体貯蔵器
３８空気吸い込みポート
２１２電源部
２１３電源部サブアセンブリ
２１６周辺ライト・ガイド
２１８電池
２２０ＬＥＤ
２２１フレキシブル・プリント回路基板
２２２コントローラ回路
２２４空気流センサ
２２５接触子
２２６ロック・ピン
２２７空気流ガスケット
２２８ＭＡＦガスケット
２２９スペーサ
２４０上側サブアセンブリ・ハウジング
２４１下側サブアセンブリ・ハウジング
２４２リード線
２４５管
２４６先端拡散器
２４８パターン
２５８雌コネクタ・ポート
３２０マイクロコントローラ
３２２ドライバ
３２４メモリ
３２６マイクロコンピュータ
３２８インターフェース
３３０流れセンサ
３３１基板
３３２上流サーモパイル
３３３下流サーモパイル
３３４ヒータ要素
３３５基準要素
３６０空気流信号
３６１フィルタ
３６２利得増幅器
３６３信号出力
３６４フィルタ
３７０上流空気流信号
３７１下流空気流信号
３７２第１のフィルタ
３７３第２のフィルタ
３７４差動増幅器
３７５利得増幅器
３７６オフセット
３７７信号出力
３８０オフセット
４４０マイクロコントローラ
４４１データ取得回路
４４２アナログ－デジタル変換器
４４９増幅器
４５０質量空気流センサ
４５１質量空気流ヒータ
４５２第１のサーモパイル
４５３第２のサーモパイル
４５４空気流の方向
４５６ヒータ
５４０マイクロコントローラ
５４１データ取得回路
５４２アナログ－デジタル変換器
５４９増幅器
５５０質量空気流センサ
５５１質量空気流ヒータ
５５２サーモパイル
５５４ヒータ
５５６ヒータ
５５７フィードバック抵抗器
５５８利得抵抗器
６０１流路
６０３第１の側壁
６０５第２の側壁
６０７流入空気流経路
６０９流出空気流経路
６１１流入空気流開口
６１３流出空気流開口
６１５センサアセンブリ
６１７センサ
６１９空気流路
６２１外部空気流経路
６２３上壁
６２５底壁
６５１センサアセンブリ
６５３支持構造体
６５５センサ
６５９第１の層
６６１第２の層
６６３上面
６６５流入部分
６６７空気流経路
７０１センサアセンブリ
７０３支持構造体
７０５センサ
７０７第１の構造体構成要素
７０９第２の構造体構成要素
７５１センサアセンブリ
７５３支持構造体
７５５センサ上部
７５７センサ基部
７５９センサ遷移領域
８０１流路
８０３上側ハウジング
８０５支持構造体
８０７支持凹部
８０９センサ
８１１空気流経路
８１３空気流方向
８３１流路
８３３上側ハウジング
８３５支持構造体
８３７センサ
８３９第２の構造体構成要素
８４１第１の構造体構成要素
８４３空気流経路
８４５空気流方向
８６１流路
８６３上側ハウジング
８６５第１の側面支持構造体
８６７センサ支持構造体
８６９センサ
８７１空気流経路
８７３空気流方向
８７５空気流センサ入口
８７７空気流センサ出口
８７９第２の側面支持構造体
９０１所与の流量に対して供給される電力
９０３応答曲線
９０５第１の位置
９０７第２の位置
９２１流量に対する応答
９２３第１の応答曲線
９２５第２の応答曲線
９２７第３の応答曲線
９２９複数の応答点
９３１第１の応答流量
９３５第２の応答流量
９４１流れ対時間出力
９４３ユーザ吸入
１０００マイクロコントローラ監視センサ
１００１閾値未満の時間にわたる変化
１００２基準信号および関連信号を正規化する
１００３基準信号と関連信号との間の差を読み出す
１００４装置を動作させる

Claims

電子喫煙装置であって、
流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備えた流路を備え、
前記流路は、空気流を、前記流入空気流開口から、前記流入空気流経路を通り、前記センサアセンブリを越えて、前記流出空気流開口を通って導くように構成され、
前記センサアセンブリは、支持構造体と、少なくとも一つの層と、センサと、を含み、
前記センサは、前記支持構造体の表面に結合され、
前記少なくとも一つの層は、前記センサの近傍において、前記支持構造体の前記表面に結合され、
前記少なくとも一つの層の上面は、前記センサの高さと同様である、
電子喫煙装置。
電子喫煙装置であって、
流入空気流開口、流入空気流経路、センサアセンブリ、および、流出空気流開口を備えた流路を備え、
前記流路は、空気流を、前記流入空気流開口から、前記流入空気流経路を通り、前記センサアセンブリを越えて、前記流出空気流開口を通って導くように構成され、
前記センサアセンブリは、支持構造体と、少なくとも一つの層と、センサと、を含み、
前記センサは、前記支持構造体の表面に結合され、
前記少なくとも一つの層は、前記センサの近傍において、前記支持構造体の前記表面に結合され、
前記少なくとも一つの層の上面は、前記センサを越える前記空気流の乱流を最小にするように構成される、
電子喫煙装置。
前記少なくとも一つの層は、前記支持構造体に結合された第１の層および第２の層をさらに備える、請求項１又は２に記載の電子喫煙装置。
前記第１の層および前記第２の層は、前記上面を作り出す、請求項３に記載の電子喫煙装置。
前記第１の層は、銅を含む、請求項３又は４に記載の電子喫煙装置。
前記第２の層は、はんだマスクを備える、請求項５に記載の電子喫煙装置。
前記センサアセンブリは、前記第２の層の上に堆積されたシルクスクリーン材料をさらに備える、請求項６に記載の電子喫煙装置。
前記流路に流体的に結合された噴霧器をさらに備え、
前記電子喫煙装置は、少なくとも部分的に、前記空気流が、前記噴霧器を通過するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。
前記流路に結合された外部空気流経路をさらに備え、
前記外部空気流経路は、空気を、前記流出空気流開口から前記噴霧器に導くように構成される、請求項８に記載の電子喫煙装置。
前記センサアセンブリと前記流出空気流開口との間に流出空気流経路をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。
前記流路は、第１の側壁、第２の側壁、底壁、および上壁をさらに備え、
前記第１の側壁、前記第２の側壁、前記底壁、および前記上壁は前記流入空気流開口を画定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。
前記流路は、前記空気流が前記センサアセンブリに到達する前に、前記流入空気流経路内に空気の層流を作り出すようにサイズ設定および構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。
前記支持構造体は、プリント回路板を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。
前記センサは０．２ｍｍ以下の高さを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電子喫煙装置。