JP7164266B2 - エアロゾル発生装置用カートリッジ、及びそれを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾルを発生させる装置において、エアロゾル発生物質を加熱する加熱要素をバッテリに連結する方法に関する。

最近、伝統シガレットに対する代案への需要が増大している。例えば、シガレットを燃焼させる方法以外に、エアロゾル発生物質を加熱することによってエアロゾルを発生させるエアロゾル発生装置への需要が増大している。

エアロゾル発生物質を含む液体を加熱して気化させるためには、加熱要素が、本体のバッテリから電気を供給されなければならないが、該加熱要素は、一般的に、バッテリと電気的に連結された端子に半田付けによって連結される。

しかし、前述のように、半田付けを介して連結させる方法は、製造工程及び製品品質の側面において短所を有する。

本発明の実施形態は、エアロゾル発生装置の要素間寸法オーバーラップ設計を介して、加熱要素と端子とを半田付け方式によらず、構成要素間加圧方式で連結し、加熱要素に電気を安定して供給することができる。

本発明の技術的課題は、前述のところに限定されるものではなく、以下の例から、他の技術的課題が類推されうる。

一実施形態によるエアロゾル発生装置用カートリッジは、
カートリッジ内部に保存されたエアロゾル発生物質を吸収するエアロゾル発生物質伝達要素と、前記エアロゾル発生物質を加熱する加熱要素と、スルーホールを含み、前記加熱要素及び前記エアロゾル発生物質伝達要素を収容し、前記加熱要素の端部が、前記スルーホールを通過し、支持体外部に露出される支持体と、電力を提供する端子を含み、前記支持体と結合され、前記加熱要素の端部が前記端子と接触する接続部と、を含む。

本実施形態に係わるエアロゾル発生装置用カートリッジにおいては、加熱要素と端子との連結または結合が、半田付けなしも可能であり、部品間寸法オーバーラップ設計を介して、前記加熱要素と端子との連結結合力が強化される。

また、前述のような連結方法によることにより、エアロゾル発生装置用カートリッジが単純化され、製造時間が相当短縮され、製品品質が向上する。

本開示の効果は、前述のところに限定されるものではなく、後述する実施形態から類推可能な他の効果を含んでもよい。

一実施形態に係わるエアロゾル発生物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを具備したエアロゾル発生装置との結合関係を概略的に図示した分離斜視図である。 図１に示された実施形態に係わるエアロゾル発生装置の例示的な一作動状態を図示した斜視図である。 図１に示された実施形態に係わるエアロゾル発生装置の例示的な他の作動状態を図示した斜視図である。 一実施形態に係わるエアロゾル発生装置のブロック図である。 他の実施形態に係わるエアロゾル発生装置の要素であり、本体とカートリッジとの断面図である。 一実施形態によるカートリッジの断面図である。 一実施形態によるカートリッジの断面図である。 一実施形態による、支持体及び接続部の断面図である。 一実施形態に係わる、支持体及び接続部が結合された状態を図示した断面図である。 他の実施形態に係わるエアロゾル発生装置用カートリッジを製造する方法を図示したフローチャートである。

一実施形態によるエアロゾル発生装置用カートリッジは、
カートリッジ内部に保存されたエアロゾル発生物質を吸収するエアロゾル発生物質伝達要素と、前記エアロゾル発生物質を加熱する加熱要素と、スルーホール（through－hole）を含み、前記加熱要素及び前記エアロゾル発生物質伝達要素を収容し、前記加熱要素の端部が前記スルーホールを通過し、支持体の外部に露出される支持体と、電力を提供する端子を含み、前記支持体と結合され、前記加熱要素の端部が前記端子と接触する接続部と、を含む。

本実施形態において、該加熱要素は、ヒーティングワイヤを含んでもよい。

本実施形態において、加熱要素の中心部は、前記エアロゾル発生物質伝達要素と結合されうる。

本実施形態において、前記加熱要素の前記端部は、前記支持体及び前記接続部によっても加圧される。

本実施形態において、前記加熱要素の前記端部は、前記支持体と前記接続部との間に配置される曲折部分を有することができる。

本実施形態において、前記支持体と前記接続部とのうち一つは、突出部を含み、前記支持体と前記接続部とのうち他の一つは、前記突出部に結合される溝を含んでもよい。

本実施形態において、該突出部の突出長は、１．０ｍｍないし３．０ｍｍでもある。

本開示の第２側面は、第１側面によるカートリッジと、交換可能な前記カートリッジに結合される本体と、前記本体に配置されてカートリッジに電力を供給するバッテリと、を含むエアロゾル発生装置を提供することができる。

本実施形態において、前記接続部の前記端子が前記バッテリと電気的に連結されうる。

本開示の第３側面は、加熱要素をエアロゾル発生物質伝達要素に結合する段階と、
スルーホールを含む支持体上に、前記加熱要素及び前記エアロゾル発生物質伝達要素を装着（mounting）し、前記加熱要素の端部が前記スルーホールを通過し、前記支持体の外部に露出される段階と、電力を提供する端子を含む接続部に前記支持体を結合し、前記加熱要素の露出された端部が前記端子に接触される段階と、を含むエアロゾル発生装置用カートリッジを製造する方法を提供することができる。

本実施形態において、前記装着する段階は、前記加熱要素の前記露出された端部を曲折することを含んでもよい。

本実施形態において、前記支持体を接続部に結合する段階は、前記支持体及び前記接続部により、前記加熱要素の前記端部を加圧することを含んでもよい。

本実施形態において、前記エアロゾル発生物質は、液体状態にもある。

本実施形態で使用される用語は、本開示での機能を考慮しながら、可能な限り現在汎用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に携わる技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本開示で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と、本開示の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。

明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」のような用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。

本明細書で使用されているように、要素目録の前にあるとき、「少なくとも一つ」というような表現は、全体要素目録を修正し、目録の個別要素を修正するものではない。例えば、「ａ、ｂ及びｃのうち少なくとも一つ」という表現は、ａのみ、ｂのみ、ｃのみ、ａ及びｂ、ａ及びｃ、ｂ及びｃ、またはａ、ｂ及びｃのいずれをも含むものであると理解されなければならない。

要素または層が、他の要素または層の「上」、「上部」にあったり、「連結」または「結合」されていたりすると記載された場合、それは、他の要素または層のすぐ上、すぐ上部にあったり、直接連結または直接結合されていたりするか、あるいは介入された要素または層が存在するというものでもある。反対に、ある要素が他の要素または層に「直接上」、「直接上部」にあったり、「直接連結」、「直接結合」されていたりすると記載された場合、介入された要素または層は、存在しない。同一参照番号は、全体にわたり、同一要素を指す。

以下では、添付した図面を参照し、本発明の実施形態について、本開示が属する技術分野において当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本開示は、さまざまに異なる形態にも具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。

以下では、図面を参照し、本開示の実施形態について詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係わるエアロゾル発生物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを具備したエアロゾル発生装置との結合関係を概略的に図示した分離斜視図である。

図１に示された実施形態に係わるエアロゾル発生装置５は、エアロゾル発生物質を保有するカートリッジ２０と、カートリッジ２０を支持する本体１０と、を含む。

エアロゾル発生物質を含むカートリッジ２０は、本体１０に結合することができる。カートリッジ２０の一部分が、本体１０の収容空間１９に挿入されることにより、カートリッジ２０が本体１０にも装着される。

＊カートリッジ内エアロゾル発生物質（液状組成物）
カートリッジ２０は、例えば、液体状態や、固体状態であったり、ガス状態であったり、ゲル状態であったりするいずれか１つの状態を有するエアロゾル発生物質を保有することができる。該エアロゾル発生物質は、液状組成物を含んでもよい。例えば、該液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。

該液状組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤及びビタミン混合物のうちいずれか１つの成分であるか、あるいはそれら成分の混合物を含んでもよい。該香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物香成分などを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。該香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供することができる成分を含んでもよい。該ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち少なくとも一つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、該液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。

例えば、該液状組成物は、ニコチン塩が添加された任意重量比のグリセリン溶液及びプロピレングリコール溶液を含んでもよい。該液状組成物には、２種以上のニコチン塩が含まれてもよい。該ニコチン塩は、ニコチンに有機酸または無機酸を含む適切な酸を添加することによっても形成される。ニコチンは、自然に発生するニコチン、または合成ニコチンであり、該液状組成物の総溶液重量に対する任意の適切重量の濃度を有することができる。

ニコチン塩形成のための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル発生装置５の作動温度、香味または風味、溶解度などを考慮しても適切に選択される。例えば、ニコチン塩形成のための酸は、安息香酸、乳酸、サリチル酸、ラウリル酸、ソルビン酸、レブリン酸、ピルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチル酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、クエン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、グルコン酸、サッカリン酸、マロン酸及びリンゴ酸によって構成された群から選択される単独の酸、または前記群から選択される２以上の酸の混合にもなるが、それに限定されるものではない。

＊カートリッジ加熱
カートリッジ２０は、本体１０から伝達される電気信号または無線信号などによって作動することにより、カートリッジ２０内部のエアロゾル発生物質の相をガス相に変換し、エアロゾルを発生させる機能を遂行することができる。該エアロゾルは、エアロゾル発生物質から発生した蒸気化された粒子と空気とが混合された状態のガスを意味する。

例えば、カートリッジ２０は、本体１０から電気信号を供給され、エアロゾル発生物質を加熱したり、超音波振動方式を利用したり、誘導加熱方式を利用したりすることにより、エアロゾル発生物質相を変換することができる。他の例として、カートリッジ２０が自主的な電力源を含む場合には、本体１０からカートリッジ２０に伝達される電気的な制御信号や無線信号によってカートリッジ２０が作動することにより、エアロゾルを発生させることができる。

＊カートリッジ２０：保存部＋霧化器（エアロゾル発生物質伝達要素＋ヒータ）
カートリッジ２０は、内部にエアロゾル発生物質を収容する保存部２１と、保存部２１のエアロゾル発生物質をエアロゾルに変換する機能を遂行する霧化器（atomizer）を含んでもよい。

保存部２１が内部に「エアロゾル発生物質を収容する」というのは、液体保存部２１が器（container）の用途のように、エアロゾル発生物質を単に入れる機能を遂行することと、保存部２１の内部に、例えば、スポンジや綿や布地や多孔性セラミックス構造体のようなエアロゾル発生物質を含浸（含有）する要素を含むことを意味する。

該霧化器は、例えば、エアロゾル発生物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態で維持するエアロゾル発生物質伝達要素（例えば、ウィック（wick））と、エアロゾル発生物質伝達要素を加熱し、エアロゾルを発生させるヒータ（または、加熱要素）と、を含んでもよい。

該エアロゾル発生物質伝達要素は、例えば、綿ファイバ、セラミックスファイバ、ガラスファイバ、多孔性セラミックスの少なくとも一つを含んでもよい。

ヒータ（または、加熱要素）は、電気抵抗によって熱を発生させることにより、エアロゾル発生物質伝達要素に伝達されるエアロゾル発生物質を加熱するために、銅、ニッケル、タングステンのような金属素材を含んでもよい。該ヒータは、例えば、金属熱線（wire）、金属熱板（plate）、セラミックス発熱体などによっても具現され、ニクロム線のような素材を利用し、伝導性フィラメントによって具現されるか、あるいはエアロゾル発生物質伝達要素に巻かれたり、エアロゾル発生物質伝達要素に隣接して配置されたりもする。

該霧化器は、また別途のエアロゾル発生物質伝達要素を使用せず、エアロゾル発生物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態に維持する機能と、エアロゾル発生物質を加熱してエアロゾルを発生させる機能とをいずれも遂行するメッシュ形状（mesh shape）であったり、板形状（plate shape）であったりする発熱体によっても具現される。

＊突出窓２１ａ
カートリッジ２０の内部に収容されたエアロゾル発生物質を、外部から視覚的に確認することができるように、カートリッジ２０の保存部２１は、少なくとも一部が透明な素材を含んでもよい。保存部２１は、本体１０に結合するとき、本体１０の溝１１に挿入されうるように、保存部２１から突出する突出窓２１ａを含む。マウスピース２２及び保存部２１の全体が透明なプラスチックやガラスのような素材によっても作製され、保存部２１の一部分に該当する突出窓２１ａだけが透明な素材によっても作製される。

＊接続端子１０ｔ
本体１０は、収容空間１９の内側に配置された接続端子１０ｔを含む。本体１０の収容空間１９に、カートリッジ２０の保存部２１が挿入されれば、本体１０は、接続端子１０ｔを介してカートリッジ２０に電力を提供するか、あるいはカートリッジ２０の作動と係わる信号をカートリッジ２０に供給することができる。

＊マウスピース２２、排出孔２２ａ
カートリッジ２０の保存部２１の一側端部には、マウスピース２２が結合される。マウスピース２２は、エアロゾル発生装置５のユーザの口腔に挿入される部分である。マウスピース２２は、液体保存部２１内部のエアロゾル発生物質から発生したエアロゾルを外部に排出する排出孔２２ａを含む。

＊スライダ７構造
本体１０には、スライダ７が、本体１０に対して移動自在に結合される。スライダ７は、本体１０に対して移動することにより、本体１０に結合されたカートリッジ２０のマウスピース２２の少なくとも一部を覆うか、あるいはマウスピース２２の少なくとも一部を外部に露出させる機能を遂行する。スライダ７は、カートリッジ２０の突出窓２１ａの少なくとも一部を外部に露出させる長孔７ａを含む。

図１に示されているように、スライダ７は、内部が空いていおり、両側端部が開放された筒形状を有する。しかし、スライダ７の構造は、図面に図示されているように、筒形状に制限されるものではなく、例えば、本体１０のエッジに結合された状態を維持しながら、本体１０に対して移動自在なクリップ形態の断面形状を有する曲折された板の構造や、他の例示として、スライダ７は、湾曲された円弧形態の断面形状を有する曲がった半円筒形状のような構造を有することができる。

＊スライダ７機能：磁性体、位置変化感知センサ（hall ＩＣ）
スライダ７は、本体１０及びカートリッジ２０に対するスライダ７の位置を維持するための磁性体を含む。該磁性体は、永久磁石でもあり、鉄、ニッケル、コバルト、またはそれらの合金のような素材を含んでもよい。

該磁性体は、スライダ７の内部空間を挟み、互いに対向する２つの第１磁性体８ａと、スライダ７の内部空間を挟み、互いに対向する２つの第２磁性体８ｂと、を含む。第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂは、スライダ７の移動方向、すなわち、本体１０が延長する方向である本体１０の長手方向に沿って互いに離隔されて配置される。

本体１０は、スライダ７が本体１０に対して移動する間、スライダ７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂとが移動する経路上に配置された固定磁性体９を含む。本体１０の固定磁性体９も、収容空間１９を挟み、互いに対向するように二つが設けられてもよい。

スライダ７の位置により、固定磁性体９及び第１磁性体８ａ、または固定磁性体９及び第２磁性体８ｂの間で作用する磁力により、スライダ７は、マウスピース２２の端部を覆ったり露出させたりする位置に安定して維持されうる。

本体１０は、スライダ７が本体１０に対して移動する間、スライダ７の第１磁性体８ａと第２磁性体８ｂとが移動する経路上に配置される位置変化感知センサ３を含む。位置変化感知センサ３は、例えば、磁場の変化を感知して信号を発生させるホール効果（hall effect）を利用したホールセンサ（hall ＩＣ）を含んでもよい。

前述の実施形態に係わるエアロゾル発生装置５において、本体１０とカートリッジ２０とスライダ７は、長手方向を横切る方向への断面形状がほぼ長方形であるが、本実施形態は、そのようなエアロゾル発生装置５の形状によって制限されるものではない。エアロゾル発生装置５は、例えば、円形であったり、楕円形であったり、正方形であったり、さまざまな形態の多角形であったりする断面形状を有することができる。また、エアロゾル発生装置５が長手方向に延長するとき、必ずしも直線的に延長する構造に制限されるものではなく、ユーザが手にしやすく、例えば、流線形に湾曲されたり、特定領域において、既定の角度に曲折されたりしながら長く延長することができる。

＊図２及び図３：スライダ移動例示、残量確認窓
図２は、図１に示された実施形態に係わるエアロゾル発生装置の例示的な一作動状態を図示した斜視図である。

図２においては、スライダ７が本体１０と結合されたカートリッジのマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した作動状態が図示されている。スライダ７がマウスピース２２の端部を覆う位置に移動した状態においては、マウスピース２２が外部の異物から安全に保護され、清潔な状態に維持されうる。

ユーザは、スライダ７の長孔７ａを介して、カートリッジの突出窓２１ａを視覚的に確認することにより、カートリッジが保有するエアロゾル発生物質の残量を確認することができる。ユーザは、エアロゾル発生装置５を使用するために、スライダ７を本体１０の長手方向に移動させることができる。

図３は、図１に示された実施形態に係わるエアロゾル発生装置の例示的な他の作動状態を図示した斜視図である。

図３においては、スライダ７が本体１０と結合されたカートリッジのマウスピース２２の端部を外部で露出させる位置に移動した作動状態が図示されている。スライダ７がマウスピース２２の端部を外部で露出させる位置に移動した状態において、ユーザが自分の口腔にマウスピース２２を挿入し、マウスピース２２の排出孔２２ａを介して排出されるエアロゾルを吸い込むことができる。

図３に図示されているように、スライダ７の長孔７ａを介して、カートリッジの突出窓２１ａが外部に露出されるので、ユーザが、カートリッジが保有するエアロゾル発生物質の残量を、スライダ７の位置に関係なく、視覚的に確認することができる。

図４は、一実施形態によるエアロゾル発生装置のハードウェア構成を図示したブロック図である。

図４を参照すれば、エアロゾル発生装置１００００は、バッテリ１１０００、ヒータ１２０００、センサ１３０００、ユーザインターフェース１４０００、メモリ１５０００及び制御部１６０００を含んでもよい。しかし、エアロゾル発生装置１００００の内部構造は、４に図示されているところに限定されるものではない。図４に図示されたハードウェア構成のうち一部が省略されたり、新たな構成がさらに追加されたりしうるということは、本実施形態と係わる技術分野で当業者であるならば、理解することができるであろう。

一実施形態において、エアロゾル発生装置１００００は、本体だけによっても構成され、その場合、エアロゾル発生装置１００００に含まれたハードウェア構成は、本体に位置する。他の実施形態において、エアロゾル発生装置１００００は、本体及びカートリッジによっても構成され、エアロゾル発生装置１００００に含まれたハードウェア構成は、本体及びカートリッジに分けられて位置することができる。

以下においては、エアロゾル発生装置１００００に含まれた各構成が位置する空間を限定せず、各構成の動作について、説明する。

＊バッテリ１１０００
バッテリ１１０００は、エアロゾル発生装置１００００が動作するのに利用される電力を供給する。すなわち、バッテリ１１０００は、ヒータ１２０００が加熱されうるように電力を供給することができる。また、バッテリ１１０００は、エアロゾル発生装置１００００内に具備された他のハードウェア構成、例えば、センサ１３０００、ユーザインターフェース１４０００、メモリ１５０００及び制御部１６０００の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ１１０００は、充電が可能なバッテリでもあり、一回使用バッテリでもある。例えば、バッテリ１１０００は、リチウムポリマー（lithium-polymer）バッテリでもあるが、それに制限されるものではない。

＊ヒータ１２０００
ヒータ１２０００は、制御部１６０００の制御により、バッテリ１１０００から電力を供給される。ヒータ１２０００は、バッテリ１１０００から電力を供給され、エアロゾル発生装置１００００に挿入されたシガレットを加熱したり、エアロゾル発生装置１００００に装着されたカートリッジを加熱したりすることができる。

ヒータ１２０００は、エアロゾル発生装置１００００の本体に位置することができる。または、ヒータ１２０００は、カートリッジに位置することができる。ヒータ１２０００がカートリッジに位置する場合、ヒータ１２０００は、本体及び／またはカートリッジに位置したバッテリ１１０００から電力を供給されうる。

ヒータ１２０００は、任意の適する電気抵抗性物質によっても形成される。例えば、適する電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、白金、ニッケル、コバルト、クロム、ハフニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、スズ、ガリウム、マンガン、鉄、銅、ステンレス鋼、ニクロムなどを含む金属または金属合金でもあるが、それらに制限されるものではない。また、ヒータ１２０００は、金属熱線（wire）、電気伝導性トラック（track）が配置された金属熱板（plate）、セラミックス発熱体などによっても具現されるが、それらに制限されるものではない。

一実施形態において、ヒータ１２０００は、カートリッジにも含まれる。カートリッジは、ヒータ１２０００、エアロゾル発生物質伝達要素及び保存部を含んでもよい。保存部に収容されたエアロゾル発生物質は、エアロゾル発生物質伝達要素に移動し、ヒータ１２０００は、エアロゾル発生物質伝達要素に吸収されたエアロゾル発生物質を加熱し、エアロゾルを発生させることができる。例えば、ヒータ１２０００は、ニッケルクロムのような素材を含み、エアロゾル発生物質伝達要素に巻かれるか、エアロゾル発生物質伝達要素に隣接するようにも配置される。

他の実施形態において、ヒータ１２０００は、エアロゾル発生装置１００００の収容空間に挿入されたシガレットを加熱することができる。エアロゾル発生装置１００００の収容空間にシガレットが収容されることにより、ヒータ１２０００は、シガレットの内部及び／または外部に位置することができる。それにより、ヒータ１２０００は、シガレット内のエアロゾル発生物質を加熱し、エアロゾルを発生させることができる。

一方、ヒータ１２０００は、誘導加熱式ヒータでもある。ヒータ１２０００は、シガレットまたはカートリッジを、誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含んでもよく、シガレットまたはカートリッジには、誘導加熱式ヒータによって加熱されうるサセプタが含まれてもよい。

＊センサ１３０００
エアロゾル発生装置１００００は、少なくとも１つのセンサ１３０００を含んでもよい。少なくとも１つのセンサ１３０００でセンシングされた結果は、制御部１６０００に伝達され、センシング結果により、制御部１６０００は、ヒータの動作制御、喫煙の制限、シガレット（または、カートリッジ）挿入有無判断、及びお知らせ表示を制御することができる。

例えば、少なくとも１つのセンサ１３０００は、パフ感知センサを含んでもよい。パフ感知センサは、温度変化、流量（flow）変化、電圧変化及び圧力変化のうちいずれか一つに基づいて、ユーザのパフを感知することができる。

また、少なくとも１つのセンサ１３０００は、温度感知センサを含んでもよい。該温度感知センサは、ヒータ１２０００（または、エアロゾル発生物質）が加熱される温度を感知することができる。エアロゾル発生装置１００００は、ヒータ１２０００の温度を感知する別途の温度感知センサを含むか、あるいは別途の温度感知センサを含む代わりに、ヒータ１２０００自体が温度感知センサの役割を行うことができる。または、ヒータ１２０００が温度感知センサの役割を行うと共に、エアロゾル発生装置１００００に、別途の温度感知センサがさらに含まれてもよい。

また、少なくとも１つのセンサ１３０００は、位置変化感知センサを含んでもよい。該位置変化感知センサは、本体に対して移動自在に結合されたスライダの位置変化を感知することができる。

＊ユーザインターフェース１４０００
ユーザインターフェース１４０００は、ユーザに、エアロゾル発生装置１００００の状態に係わる情報を提供することができる。例えば、ユーザインターフェース１４０００は、視覚情報を出力するディスプレイまたはランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、ユーザから入力された情報を受信したり、ユーザに情報を出力したりする入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェーシング手段（例えば、ボタンまたはタッチスクリーン）とデータ通信を行うか、あるいは充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信（例えば、ＷＩ－ＦＩ、ＷＩ－ＦＩ Direct、ブルートゥース（登録商標）（Bluetooth（登録商標））、ＮＦＣ（near-field communication）など）を行うための通信インタフェーシングモジュールのような多様なインタフェーシング手段を含んでもよい。

＊メモリ１５０００
メモリ１５０００は、制御部１６０００で処理されたデータ、及び処理されるデータを保存することができる。メモリ１５０００は、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）・ＳＲＡＭ（static random access memory）のようなＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read only memory）のような多様な種類によっても具現される。

メモリ１５０００には、エアロゾル発生装置１００００の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも１つの温度プロファイル、及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存されうる。

＊制御部１６０００
制御部１６０００は、エアロゾル発生装置１００００の全般的な動作を制御することができる。制御部１６０００は、少なくとも１つのプロセッサを含む。該プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイによっても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されうるプログラムが保存されたメモリとの組み合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアによっても具現されるということは、本実施形態が属する技術分野で当業者であるならば、理解することができるであろう。

制御部１６０００は、少なくとも１つのセンサ１３０００によってセンシングされた結果を分析し、次に遂行される処理を制御する。

制御部１６０００は、少なくとも１つのセンサ１３０００によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ１２０００の動作が開始または終了されるように、ヒータ１２０００に供給される電力を制御することができる。また、制御部１６０００は、少なくとも１つのセンサ１３０００によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ１２０００が所定温度まで加熱されるか、あるいは適切な温度を維持するように、ヒータ１２０００に供給される電力の量、及び電力が供給される時間を制御することができる。

一実施形態において、制御部１６０００は、エアロゾル発生装置１００００に対するユーザ入力を受信した後、ヒータ１２０００の動作を開始するために、ヒータ１２０００のモードを予熱モードに設定することができる。また、制御部１６０００は、パフ感知センサを利用し、ユーザのパフを感知した後、ヒータ１２０００のモードを、予熱モードから動作モードに転換することができる。また、制御部１６０００は、パフ感知センサを利用し、パフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定回数に逹すれば、ヒータ１２０００への電力供給を中断することができる。

制御部１６０００は、少なくとも１つのセンサ１３０００によってセンシングされた結果に基づいて、ユーザインターフェース１４０００を制御することができる。例えば、パフ感知センサを利用し、パフ回数をカウントした後、パフ回数が既設定回数に逹すれば、制御部１６０００は、ランプ、モータ及びスピーカのうち少なくともいずれか一つを利用し、ユーザにエアロゾル発生装置１００００がすぐに終了すると予告することができる。

＊クレードル（図示せず）
一方、図４には、図示されていないが、エアロゾル発生装置１００００は、別途のクレードルと共に、エアロゾル発生システムを構成することもできる。例えば、該クレードルは、エアロゾル発生装置１００００のバッテリ１１０００を充電するのにも利用される。例えば、エアロゾル発生装置１００００は、クレードル内部の収容空間に収容された状態で、クレードルのバッテリから電力を供給され、エアロゾル発生装置１００００のバッテリ１１０００を充電することができる。

図５は、一実施形態に係わるエアロゾル発生装置の概路図である。

本開示の一実施形態に係わるエアロゾル発生装置５は、ケースと、加熱要素と、エアロゾル発生物質伝達要素と、支持体と、接続部とを含むエアロゾル発生装置用カートリッジ２０、及びバッテリを含む本体１０を含んでもよい。

カートリッジ２０と本体１０は、互いに分離される形態でもあり、一体型に結合される形態を有するようにも製造される。

カートリッジ２０と本体１０は、互いに分離される形態である場合には、カートリッジ２０内のエアロゾル発生物質の全部または一部が消尽されたとき、他のカートリッジを本体１０と結合し、エアロゾルを発生させることができる。

図６は、図５に図示された実施形態に係わるカートリッジの要素を図示した断面図である。

カートリッジ２０のケース４１０は、保存部を含み、該保存部は、エアロゾル発生源（例えば、エアロゾル発生物質）を含んでもよい。該保存部の一般的な形態は、直方体構造でもあり、該保存部は、内部に存在するエアロゾル発生物質を、カートリッジの下端部に伝達するように「一」字形の管をさらに含んでもよい。カートリッジ２０は、保存部以外に、加熱要素４２０と、エアロゾル発生物質伝達要素４３０と、支持体４００と、接続部４５０とを内部に含んでもよい。

ここで、エアロゾル発生物質伝達要素４３０は、例えば、ウィックを含んでもよい。

前記加熱要素４２０は、ケース４１０内部にも配置され、前記エアロゾル発生物質を加熱する機能を有する。保存部から「一」字形の管を介して加熱要素４２０に伝達されるエアロゾル発生物質が、加熱要素４２０によっても加熱され、例えば、加熱要素４２０がエアロゾル発生物質を含む液体によって濡れた芯４３０を加熱することができる。

前記加熱要素４２０の中心部は、芯４３０とも結合され、加熱要素の端部４２１は、支持体４４０内部に形成される通路４４３を通過する端子４５１にも延長される。前記加熱要素の端部４２１は、支持体４４０の外部にも露出され、露出された部分は、端子４５１と接触することができ、電力が加熱要素４２０にも伝達される。前記加熱要素の端部４２１は、通路４４３を通過した部分が曲折され、支持体４４０と接続部４５０とが結合されるとき、曲折された部分が、物理的圧力によっても加圧される。そのような構造により、加熱要素４２０の端部４２１と、端子４５１とが互いに接触し、電気的に連結されることにより、前記加熱要素４２０は、本体１０に含まれたバッテリから電力を供給されて作動することができる。

前記支持体４４０は、加熱要素４２０の端部４２１が端子４５１に接触するように通過する通路４４３を提供する構造を有することができる。例えば、前記加熱要素４２０がヒーティングワイヤである場合、図６に示されているように、ヒーティングワイヤの両端部が端子４５１に連結されて電力を供給されうるように、支持体の端部が、２個の通路４４３を含む「Ｗ」字形にも形成されるが、それに制限されるものではない。

加熱要素４２０を含む支持体４４０と接続部４５０とが結合されたとき、前記支持体４４０の「Ｗ」字形の端部で加熱要素の端部４２１が露出され、前記加熱要素の端部４２１は、前記接続部４５０の端子４５１と接触されうる。それにより、加熱要素４２０は、端子４５１を介して、外部から電力を供給されるのである。

具体的には、前記加熱要素の端部４２１は、前記支持体４４０と前記接続部４５０との精密な寸法設計により、エアロゾル発生装置の完成品組み立て時、しっかりと配置されうる。ここで、「精密な寸法設計」は、互いに結合する構造の支持体４４０と接続部４５０とがしっかりと結合された状態を維持するように、最小限の公差（tolerance）を許容する設計方式を意味する。

前記芯４３０は、ケース４１０内部にも配置される。芯４３０は、保存部からエアロゾル発生物質を伝達する「一」字形の管の一端部にも配置される。前述の芯４３０の配置構造によれば、エアロゾル発生源を含む液体が、保存部から芯４３０に伝達され、芯４３０と結合される加熱要素４２０により、エアロゾル発生物質が効果的に加熱されうるが、それに制限されるものではない。

加熱要素４２０は、芯４３０と結合されうる。例えば、加熱要素４２０は、ヒーティングワイヤ（wire）、リング（ring）、シート（sheet）、メッシュ（mesh）のような形態でもあるが、それらに制限されるものではない。望ましくは、前記加熱要素４２０は、ヒーティングワイヤでもあり、前記ヒーティングワイヤが前記芯４３０を取り囲む螺旋状にも配置される。

前記支持体４４０は、加熱要素４２０と芯４３０とを支持する役割を行うことができる。前記支持体４４０は、液体を保存するケースの内部に配置され、液体保存部と連結される「一」字形の管の一端にも配置され、前記支持体４４０は、内部に空洞を含むことにより、前記加熱要素４２０と前記芯４３０とを配置することができる。

前記支持体４４０は、加熱要素４２０が端子４５１に連結される通路４４３を含んでもよい。前記通路４４３は、特定形態に制限されるものではなく、例えば、加熱要素４２０としてヒーティングワイヤが使用される場合、芯４３０と結合されるヒーティングワイヤの端部が、前記支持体４４０の通路４４３を通過して外部から電力を供給されうるが、それに制限されるものではない。

前記支持体４４０は、突出部４４１を含んでもよい。前記突出部４４１の形態または個数は、制限されるものではない。例えば、図７に図示されているように、前記支持体４４０は、接続部４５０の端子４５１が位置する方向に、下端部２個の端部分に配置される２個の突出部４４１を含んでもよい。接続部４５０は、前記突出部４４１と結合される溝４５３を含んでもよい。

前記突出部４４１の突出長Ｌは、例えば、約１．０ｍｍないし約３．０ｍｍでもある。前記突出部４４１の突出長は、接続部４５０に含まれる溝４５３との結合のために、前述の数値範囲内でも変動される。また、前記突出部４４１の末端を「Ｌ」字形に形成し、溝４５３との結合力がさらに強力に作用するようになる。

前記突出部４４１と前記溝４５３とが結合されることにより、前記支持体４４０と前記接続部４５０は、さらに強力に結合され、それにより、支持体４４０を通過する加熱要素の端部４２１と端子４５１とが、前記突出部４４１と前記溝４５３とがない場合に比べて強力に結合され、加熱要素の端部４２１と端子４５１とが互いに分離されることを防止することができるが、それに制限されるものではない。

前記接続部４５０は、前述のように、前記加熱要素の端部４２１と接触される端子４５１を含んでもよい。前記接続部４５０は、外部、またはエアロゾル発生装置の本体２０に配置されたバッテリから電力を供給され、前記加熱要素の端部４２１を介して、加熱要素４２０に電力を伝達する役割を行うことができるが、それに制限されるものではない。

前記接続部４５０は、前述のように、前記突出部４４１と結合される溝４５１を含んでもよい。

他の実施形態において、接続部４５０は、突出部４４１を含んでもよく、支持体４４０は、接続部４５０上に形成される突出部４４１と結合される溝を含んでもよい。

図７は、一実施形態によるエアロゾル発生装置用カートリッジ２０の分解図を示したものである。

ケース４１０において、加熱要素４２０と結合された芯４３０、支持体４４０及び接続部４５０が結合されうる。

前記加熱要素４２０は、芯４３０に挿入されるか、あるいは加熱要素４２０は、望ましくは、ワイヤの形態で、芯４３０の外部を螺旋状に取り囲むことができる。それにより、前記ワイヤで発生した熱が、芯４３０、及び芯に吸収された液体に効果的に伝達されうる。

前記加熱要素の端部４２１は、芯４３０から遠くなるようにも配置され、「１１」字形に、支持体４４０が配置される方向に長さが延長されうる。前記加熱要素の端部４２１は、接続部４５０に形成された端子４５１から電気を供給されうる。

前記支持体４４０は、前記加熱要素４２０と前記芯４３０とを支持することができる。具体的には、前記支持体４４０は、内部に空洞を含み、前記加熱要素４２０と芯４３０とを共に該空洞に配置することができる。

前記支持体４４０は、接続部４５０との結合力を強化させるための１以上の突出部４４１を含んでもよい。

前記接続部４５０は、前記支持体４４０と結合されうる。具体的には、前記接続部４５０の溝４５３は、前記支持体４４０の突出部４４１と結合され、結合力を強化させることができる。

前記接続部４５０は、外部、またはエアロゾル発生装置の本体２０のバッテリから電力を供給され、前記加熱要素４２０に伝達することができる。前記接続部４５０は、１以上の端子４５１を含んでもよい。例えば、前記端子４５１は、一側において、前記支持体の通路４４３を通過する前記加熱要素の端部４２０と接触され、他側において、本体のバッテリと連結される電線と接触されうる。

図８は、一実施形態による、分離されて配置された支持体４４０と接続部４５０とを示した模式図である。

支持体４４０の空洞には、加熱要素４２０及び芯４３０が結合された状態に配置されている。前記加熱要素４２０は、螺旋状に芯４３０を取り囲み、前記加熱要素の端部４２１は、支持体４４０の通路４４３を通過して外部に露出されている。

図９は、一実施形態による、結合されて配置された支持体４４０と接続部４５０とを示した模式図である。

外部に露出されていた前記加熱要素の端部４２１は、接続部４５０の端子４５１と接触され、前記支持体４４０と前記接続部４５０とが結合されることにより、接触が強化されうる。

さらに、前記支持体４４０の突出部４４１は、前記接続部４５０の溝４５３と精密に結合され、支持体４４０及び接続部４５０、並びに／または加熱要素の端部４２１及び端子４５１の結合力を向上させることができる。それにより、製造されたエアロゾル発生装置用カートリッジは、外部から供給された電気を利用し、安定して液体を加熱することが可能であり、耐久性が向上することができる。

図１０は、一実施形態によるエアロゾル発生装置用カートリッジを製造する方法に係わるフローチャートである。

Ｓ１００において、加熱要素４２０は、芯４３０に結合され、加熱要素４２０及び芯４３０は、互いに接触される。

Ｓ２００において、加熱要素４２０及び芯４３０は、支持体４４０上に装着され、加熱要素４２０の端部４２１は、通路４４３を通過し、支持体４４０の外部に露出される。露出された加熱要素４２０の端部は、曲折されうる。

Ｓ３００において、支持体４００及び接続部４５０は、結合され、加熱要素４２０の端部４２１は、接続部４５０内部に含まれる端子４５１と接触する。

前述のところのように、加熱要素４２０の端部４２１は、支持体４００及び接続部４５０によっても加圧される。

前述の本開示の他の側面の技術的特徴は、取捨選択されても適用され、記載が省略されたとしても、その適用が排除されるものではない。

図４の制御部１６０００、ユーザインターフェース１４０００及びセンサ１３０００のようなブロック図によって表現されるコンポーネント、要素、モジュールまたはユニット（総括して、該段落の「コンポーネント」）のうち少なくとも一つは、本実施形態によって説明されたそれぞれの機能を遂行する多様な数のハードウェア、ソフトウェア及び／またはファームウェアの構造にも具現される。例えば、そのようなコンポーネントのうち少なくとも一つは、メモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップテーブル（look-up table）のような直接の回路構造を使用することができる。それが、１以上のマイクロプロセッサ、または他の制御器具の制御を介して、それぞれの機能を遂行することができる。また、そのようなコンポーネントのうち少なくとも一つは、特別に１以上のマイクロプロセッサ、または他の制御器具によって遂行され、特定論理機能を遂行するための１以上の遂行指示を含むモジュール、プログラムまたはコードの部分によっても具現される。さらに、そのようなコンポーネントのうち少なくとも一つは、それぞれの機能を遂行する中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサのようなプロセッサによって包含されたり含まれたりする。そのようなコンポーネントの２以上は、１以上の単一コンポーネントに結合され、結合された２以上のコンポーネントの全ての動作または機能を遂行することができる。また、それらコンポーネントのうち少なくとも１つの機能の少なくとも一部は、それらコンポーネントのうち、他のコンポーネントによっても遂行される。また、バス（bus）は、ブロック図に図示されていないが、コンポーネントを介した通信は、バスによっても遂行される。例示的な実施形態の機能的な側面は、１以上のプロセッサで実行されるアルゴリズムによっても具現される。また、ブロックまたは処理段階によって表現されたコンポーネントは、電子構成、信号処理、及び／または制御、データ処理などのための任意数の関連技術を利用することができる。

前述の実施形態に係わる説明は例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決められるものであり、該特許請求の範囲に記載された内容と同等な範囲にある全ての差異は、該特許請求の範囲によって定められる保護範囲に含まれるものであると解釈されなければならないのである。

Claims (8)

1. 液体保存空間及び前記液体保存空間の下方に位置する霧化空間を有するケースと、
   前記霧化空間の下部をカバーしつつ前記ケースと結合し、端子を含む接続部と、
   前記液体保存空間と前記接続部の間に配置される支持体と、
   前記霧化空間に配置され、前記支持体に支えられ、前記液体保存空間に連通する液体伝達手段と、
   前記液体伝達手段を加熱する第１要素と前記第１要素の下方方向に延長して前記端子と接触する第２要素とを有する加熱要素と、を含み、
   前記支持体は前記接続部に結合し、
   前記支持体は、前記接続部に向かって突出する突起を含み、
   前記第２要素は前記突起を貫通して前記第２要素の端部が前記突起において前記接続部側の先端に露出し、前記支持体と前記接続部との結合によって前記第２要素の端部と前記端子は加圧されて電気的に連結される、
   エアロゾル発生装置用カートリッジ。
2. 前記加熱要素は、ヒーティングワイヤである、請求項１に記載のエアロゾル発生装置用カートリッジ。
3. 前記液体伝達手段は長く延び、前記第１要素は、前記液体伝達手段に沿って液体伝達手段に巻かれる、請求項１に記載のエアロゾル発生装置用カートリッジ。
4. 前記加熱要素の前記第２要素の端部は、前記支持体と前記接続部との間に配置される曲折部分を有する、請求項１に記載のエアロゾル発生装置用カートリッジ。
5. 前記支持体と前記接続部とのうち一つは、突出部を含み、前記支持体と前記接続部とのうち他の一つは、前記突出部に結合される溝を含む、請求項１に記載のエアロゾル発生装置用カートリッジ。
6. 前記突出部の突出長は、１．０ｍｍないし３．０ｍｍである、請求項５に記載のエアロゾル発生装置用カートリッジ。
7. 請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載のカートリッジと、
   交換可能な前記カートリッジに結合される本体と、
   前記本体に配置されて前記カートリッジに電力を供給するバッテリと、を含む、エアロゾル発生装置。
8. 前記接続部の前記端子が前記バッテリと電気的に連結される、請求項７に記載のエアロゾル発生装置。
   

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