JP7194267B2 - エアロゾル供給デバイス - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾル供給デバイスに係り、外部にエアロゾルを供給するエアロゾル供給デバイスに関する。

近年、たばこ等の香味源を燃焼させることなく、香味を得ることが可能な香味吸引器等のエアロゾル供給デバイスが、一般に普及している。
その他、エアロゾル供給デバイスとしては、超音波を用いて液体を霧化して、ユーザーに供給可能な吸入器が知られている。

例えば、特許文献１には、カートリッジから霧化領域に供給された液体エアロゾル形成基質を、トランスデューサーにより生成された表面弾性波（ＳＡＷ）の振動により霧化する喫煙装置が開示されている。

米国特許第２０１７／０２８０７７１号明細書

しかしながら、特許文献１の喫煙装置（エアロゾル供給デバイス）では、エアロゾル供給デバイスの姿勢によって液体エアロゾル形成基質（液体）が重力の影響を受けることにより、振動が加わる霧化部分への液体エアロゾル形成基質の供給量が変化し、霧化量が変動しうる。このため、エアロゾル供給デバイスの姿勢によらずに、振動が加わる霧化部分への液体の供給量を安定させ、霧化量を安定させることについて改善の余地があった。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、姿勢によらずに霧化量を安定させることが可能なエアロゾル供給デバイスを提供することにある。

本発明のエアロゾル供給デバイスは、液体を収容する収容部と、前記液体を霧化してエアロゾルを生成する霧化ユニットと、該霧化ユニットの霧化量を調整する霧化量調整部と、を備えるエアロゾル供給デバイスであって、前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに霧化量を安定化させることを特徴とする。

本発明のエアロゾル供給デバイスによれば、姿勢によらずに霧化量を安定させることが可能となる。

第１実施形態に係るエアロゾル供給デバイスの構成を模式的に示す説明図である。 液体が霧化されて、エアロゾル供給デバイスの外部に吐出されている状態を示す模式図である。 霧化ユニットを示す平面図である。 第２実施形態に係るエアロゾル供給デバイスを示す模式図である。 エアロゾル供給デバイスを図４の状態から９０度傾けた状態を示す模式図である。 第３実施形態に係るエアロゾル供給デバイスの吐出パイプ周りの構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

＜概要＞
はじめに、本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１の概要を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１の構成を模式的に示す説明図、図２は、液体１０が霧化されて、エアロゾル供給デバイス１の外部に吐出されている状態を示す模式図である。なお、密閉性の観点から、エアロゾル供給デバイス１を構成する各部材間にガスケットやパッキンが設けられているが、図２、後述する図４、図５及び図６等においては、理解を容易にするため、その図示を一部省略している。
なお、図２及び後述する第２実施形態に係る図４及び図５等において、後述する電源基板１３及びバッテリ１４の図示を省略しているが、その配置は任意である。例えば、電源基板１３及びバッテリ１４は、カートリッジ４の下方に配置されていてもよく、カートリッジ４に対して図面の紙面の奥行き側に配置されていてもよい。

本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１は、液体１０を収容する収容部（カートリッジ４）と、液体１０を霧化してエアロゾル１１を生成する霧化ユニット５と、霧化ユニット５の霧化量を調整する霧化量調整部４７（ジャイロセンサ４０及び制御部１２ａ）と、を備える。
霧化量調整部４７（ジャイロセンサ４０及び制御部１２ａ）は、エアロゾル供給デバイス１の少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに霧化量を安定化させることを特徴とする。
上記構成によれば、エアロゾル供給デバイス１が霧化量調整部４７（ジャイロセンサ４０及び制御部１２ａ）を有することで、エアロゾル供給デバイス１の姿勢によらずに霧化量を安定させることができる。

ここで、「霧化量調整部」には、後述するように、霧化ユニット５（電極５ｃ）又はポンプ９等に対する供給電力を調整する「電力調整部」が含まれ、液体１０を留置する後述する留置部５ｂが水平状態となるように、霧化ユニット５を含む後述する内蔵ユニット４１の姿勢を調整する「姿勢調整部」が含まれる。
さらに、「霧化量調整部」としては、振動が加わることに応じた霧化量を調整するものとして、振動要素（圧電素子基板５ａ）に対して物理的に当接する位置の変更又は離間することによって、振動を抑制又は許容する「振動調整部」を含んでもよい。

さらに、「電力調整部」には、エアロゾル供給デバイス１の姿勢に応じて、後述する電極５ｃへの供給電力を調整して振動要素（圧電素子基板５ａ）の振動振幅（振動エネルギー）を調整する「振幅調整部」が含まれ、後述するポンプ９等への供給電力を調整して霧化ユニット５への液体１０の供給量を調整する「液量調整部」が含まれる。その他、「電力調整部」には、不図示のヒータへの供給電力を調整して霧化領域の温度を調整する「温度調整部」が含まれる。

「霧化量の安定化」とは、具体的には、後述する留置部５ｂに留置された液体１０の表面が水平面上にある状態であり、液体１０が偏って留置されず、圧電素子基板５ａの振動エネルギーが広く伝播可能な状態を基準状態としたときに、霧化量の調整が無いときよりも、調整があるときの方が当該基準状態により近くなることをいう。

＜＜第１実施形態＞＞
＜各部の構成＞
次に、エアロゾル供給デバイス１の各部の構成について、図１及び図２に加えて、図３を参照して説明する。図３は、霧化ユニット５を示す平面図である。

（霧化ユニット）
霧化ユニット５は、図２及び図３に示すように、液体１０を留置する留置部５ｂ及び圧電体を含む基板（圧電素子基板５ａ）と、圧電素子基板５ａに接触して配置され、圧電素子基板５ａ上の留置部５ｂによって留置された液体１０に対して表面弾性波を供給する電極５ｃと、を備える。

（圧電素子基板）
本実施形態に係る圧電素子基板５ａに設けられた留置部５ｂは、圧電素子基板５ａの上面に形成され、図３に示すように平面視楕円形状に形成された有底溝である。留置部５ｂは、少なくとも２箇所に設けられて、電極５ｃが当該２箇所の間に配置されている。留置部５ｂの中央部には、貫通孔５ｄが圧電素子基板５ａの厚さ方向に貫通して形成されている。留置部５ｂには、後述するポンプ９により、カートリッジ４から第１流路６（チューブ６ａ）、及び貫通孔５ｄを介して液体１０が供給される。

（電極）
電極５ｃは、櫛形電極（Interdigital Transducer、ＩＤＴともいう。）から構成されている。電源基板１３から制御基板１２を介して電極５ｃに入力された高周波電力は、圧電素子基板５ａの圧電現象により表面弾性波（Surface Acoustic Wave、ＳＡＷともいう。）に変換され、圧電素子基板５ａの表面を櫛歯の並び方向の両側に伝搬する。
電極５ｃの櫛歯の数は、図示されたものに限定されるものではなく、表面弾性波によるエアロゾル１１の霧化効率に基づいて定められる。また、櫛歯の幅及び間隔は、霧化されるエアロゾル１１の粒径に基づく周波数に基づいて定められる。
表面弾性波に関しては、電力の周波数等のコントロールが重要となるため、共振周波数をモニタリングする共振周波数モニタセンサや、液体１０が霧化される直前の温度を検出可能な不図示の温度センサが設けられていてもよい。

本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１は、外観としては、デバイス本体２と、デバイス本体２の上部に取り付けられて、エアロゾル１１を吐出するマウスピース３と、から主に構成されている。

（マウスピース）
本実施形態に係るマウスピース３は、正面視において、下端側の端部が広く延在しており、上端にあるエアロゾル１１の外部への吐出口３ａに向かうにつれて、幅狭となるテーパ状に形成された部位を有して形成されている。
マウスピース３には、図２に示すように、霧化ユニット５から生じたエアロゾル１１を通す流路（第２流路７）が形成されている。流路（第２流路７）は、少なくとも２箇所の留置部５ｂの液体１０から生じるエアロゾル１１を通すように別個に２本設けられ、吐出口３ａを通る仮想面に対して対称に形成されている。２本の第２流路７は、上端の吐出口３ａに至る前に合流して１本となっている。

また、別個に設けられた流路（第２流路７）が、異なる長さで形成されていてもよい。つまり、２本の第２流路７は、吐出口３ａを通る仮想面に対して対称に形成されているものに限定されず、非対称形状であってもよい。例えば、２本の第２流路７に含有成分の異なるエアロゾル１１が通る場合に、これに応じた長さや形状の流路にしてもよい。
特に、別個に設けられた、例えば２本の第２流路７が異なる屈曲率で形成された非対称部を含むと好ましい。
上記構成によれば、２本の第２流路７のうち屈曲率の異なる非対称部を画定する壁面に、エアロゾル１１を当接させることで、エアロゾルに含まれる粒子を沈着・低減させ、その粒径を調節することができる。このため、ユーザーは、エアロゾル１１の含有成分により喉に不快感を覚えることなくエアロゾル１１をスムーズに吸引することが可能となる。
なお、「屈曲」には、鋭敏に曲がったものに限定されず、なだらかに曲がったものをも含む概念である。屈曲率の異なる２本の第２流路７は、双方とも屈曲して形成されたものに限定されず、１本はストレートに形成されたものも含む。

（デバイス本体）
本実施形態に係るデバイス本体２の内部には、カートリッジ４、上記の霧化ユニット５、電磁弁８ａ、ポンプ９、制御部１２ａを有する制御基板１２、図１に示す電源基板１３及びバッテリ１４、並びに電源スイッチ１５の一部が設けられている。
また、デバイス本体２においては、後述する収容部（カートリッジ４）と霧化ユニット５との間に、液体１０の流路（第１流路６）が形成されている。さらに、霧化ユニット５と外部との間において、デバイス本体２及び後述するマウスピース３にかけて、エアロゾル１１の流路（第２流路７）が形成されている。

（カートリッジ）
本実施形態に係るカートリッジ４は、本体部４ａと、本体部４ａの底部に一体的に形成された底板４ｂと、内部に配設されて本体部４ａの内壁面に水密に配設されて、本体部４ａ内を摺動可能な摺動ブロック４ｄと、から構成されている。

底板４ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔４ｃが形成されており、後述するポンプ９の押し棒９ｂが差し込み可能に構成されている。
本実施形態においては、２つのカートリッジ４のそれぞれから、霧化ユニット５の圧電素子基板５ａに設けられた２つの留置部５ｂの１つずつに、液体１０を別個に供給可能な構成である。
しかしながら、本発明はこのような構成に限定されず、１つのカートリッジ４から２つの留置部５ｂに液体１０を供給する構成であってもよい。このような構成によれば、後述する電磁弁８ａの数を少なくすることが可能である。つまり、２つの留置部５ｂに向けて分岐する前のカートリッジ４側のチューブ６ａに、電磁弁８ａを設けるようにすればよい。

このような構成によれば、１つの電磁弁８ａによって、２つの留置部５ｂへの液体１０の供給及び供給停止を調整することが可能である。
なお、エアロゾル供給デバイス１は、更に複数のカートリッジ４を備える構成であってもよい。また、２以上のカートリッジ４を用いる場合には、カートリッジ４には味又は香り等の成分の異なる液体１０を収容してもよい。

なお、本発明に係る収容部としては、取り外し可能なカートリッジ４に限定されず、デバイス本体２に備え付けられた容器（つまり、リフィルタイプ）であってもよい。このように備付けの容器を用いる場合でも、容器と外部とに通じる他の流路を形成しておき、他の流路を通じて容器に液体１０を注入するようにして、容器に液体１０を充填するようにすればよい。
このような構成によれば、液体１０を補充する際に、ユーザー側で、備付けの電磁弁８ａ、カートリッジ４、及びこれらを接続するチューブ６ａを取り外して新たに付け直す必要がない。

（液体）
液体１０は、水、グリセリン、プロピレングリコール、エタノール等の溶媒を含んでよく、味又は香り等の成分を含む溶質を含んでいてもよい。例えば、溶質は、たばこ抽出物、メントール、リナロール、リモネン、バニリン等の揮発性成分、又はフルクトース、グルコース、スクロース若しくはラクトース等の糖類、リンゴ酸若しくはクエン酸等の酸類又は塩類等の不揮発性成分である。
液体１０は、乳化剤によって乳化された状態であってもよく、分散剤によって懸濁された状態であってもよい。

デバイス本体２内における、カートリッジ４と霧化ユニット５とを接続するチューブ６ａ間には、電磁弁８ａが接続されている。
電磁弁８ａは、液体１０の流路（第１流路６）を開閉可能に動作する不図示の開閉部を備える。
上記構成によれば、制御部１２ａが電磁弁８ａの開閉部を動作させて、第１流路６を塞ぐことで、収容部（カートリッジ４）から液体１０が揮発することを防止できる。また、制御部１２ａが電磁弁８ａの開閉部を動作させて、第１流路６を開くことで、液体１０を霧化ユニット５に供給し、ひいてはエアロゾル１１をユーザーに供給することが可能となる。

本実施形態に係るダックビル弁８ｂは、軟質樹脂材料で作成された対向する平板で構成された弁であり、当該平板の対向間隔が下流（吸引）側に向かって狭まっている弁である。ダックビル弁８ｂは、自然状態において平板同士が当接することで流路を閉塞し、下流側からの吸引圧によって平板同士が離間することで流路を開放する。

ダックビル弁８ｂは、小型の逆止弁として機能することで、エアロゾル１１の流路を細くすることができ、マウスピース３を小型化でき、ひいてはエアロゾル供給デバイス１を小型化することができる。また、ダックビル弁８ｂによれば、重力方向の影響を受けず、弱い吸引力で開くことができ、吸引を停止すれば弾性復元力により開閉部を自然に閉止できるため好適である。ダックビル弁８ｂは、留置部５ｂと吐出口３ａとの間に設けられている。

（ポンプ）
エアロゾル供給デバイス１は、霧化ユニット５に液体１０を供給可能なポンプ９を更に備える。本実施形態に係るポンプ９は、霧化ユニット５から収容部（カートリッジ４）側に液体１０を引き戻すことが可能なシリンジポンプである。

具体的には、ポンプ９は、モーター９ａと、モーター９ａの回転動作に応じて、前進及び退入可能な押し棒９ｂと、を備えて構成されている。ポンプ９が動作することで、押し棒９ｂが貫通孔４ｃを通って摺動ブロック４ｄを上方に押し込んだときには、液体１０が摺動ブロック４ｄにより押し込まれて霧化ユニット５に供給されることになる。
しかしながら、本発明に係るポンプはこのような構成に限定されず、例えば、不図示のピエゾポンプであってもよい。ピエゾポンプであれば、消費電力の低い製品を供給することが可能となる。

（霧化量調整部）
霧化量調整部４７は、エアロゾル供給デバイス１の姿勢を検出する姿勢検出センサ（ジャイロセンサ４０）と、姿勢検出センサから受信した信号に応じて、霧化ユニット５に供給する霧化に要する電力を調整する制御部１２ａと、を含む。
上記構成によれば、姿勢に応じて霧化ユニット５（電極５ｃ）に供給する電力を調整することで、電力の大小により振動振幅を調整して、エアロゾル供給デバイス１の通常の姿勢時の霧化量からの変動の少ない状態に、霧化量を安定化させることができる。
つまり、霧化量調整部４７は、エアロゾル供給デバイス１の姿勢に応じて、圧電素子基板５ａの振幅に関わる電極５ｃへの供給電力を調整する電力調整部であり、また、圧電素子基板５ａの振幅（振動エネルギー）を調整する振幅調整部である。

（姿勢検出センサ）
ジャイロセンサ４０は、エアロゾル供給デバイス１（霧化ユニット５）の姿勢（傾き）を検出するものであり、制御基板１２に搭載されている。本実施形態に係るジャイロセンサ４０は、「振動式」のものであり、不図示のシリコン基板上にある不図示の振動子と、振動子の周りにある不図示の電極と、を内部に備える。ジャイロセンサ４０は、振動子が揺らされたときに電極との間に生じるコリオリ力による、静電容量の変化に係る電気的な差を検出することにより、揺れ（傾き）を検出するというものである。
なお、ジャイロセンサ４０は、静電容量方式に限定されず、ピエゾ方式であってもよく、更には、振動式の他、光学式等であってもよい。

なお、姿勢検出センサとしては、ジャイロセンサ４０に限定されず、例えば、複数の電極で構成される不図示の液量センサであってもよい。
例えば、この液量センサに関しては、エアロゾル供給デバイス１が傾斜したときに、一部の電極が液体１０に触れるように構成されている。一対の電極が液体１０に接触することにより通電されれば、一対の電極からの電気信号を受信した制御部１２ａが、一対の電極の位置に液体１０があることを判断し、液体１０の位置からエアロゾル供給デバイス１の姿勢を判断するというものである。

（制御基板）
エアロゾル供給デバイス１は、ポンプ９、電磁弁８ａや、不図示の電力調整器等の各電子機器を制御する制御部１２ａを有する制御基板１２を備える。

本実施形態に係る制御部１２ａは、電源スイッチ１５がユーザーにより操作されて、エアロゾル供給デバイス１が稼働状態になったことを、電源基板１３から送信された信号を受信したときに、電磁弁８ａを平常状態である閉塞状態から開放状態に変更する。
制御部１２ａは、霧化ユニット５を制御して、電極５ｃに電力を供給するようにし、圧電素子基板５ａの表面上に表面弾性波を生じさせる。

さらに、制御部１２ａは、ポンプ９のモーター９ａを作動させて、押し棒９ｂにより、カートリッジ４の容積を縮める方向（上方）に摺動ブロック４ｄを押し込む。これにより、第１流路６を介して留置部５ｂに液体１０が供給されることになり、圧電素子基板５ａの表面において、液体１０が表面弾性波に共振して霧化することになる。
ユーザーは、この状態で、吐出口３ａからエアロゾル供給デバイス１の内部空気を吸い込むことでダックビル弁８ｂの吐出口３ａ側が負圧となる。これにより、ダックビル弁８ｂが開き、ユーザーは、ダックビル弁８ｂを通ったエアロゾル１１を吸い込むことができる。
また、制御部１２ａは、エアロゾル供給デバイス１の不使用状態、例えば、電源スイッチ１５がオフにされたときに、電磁弁８ａを動作させて液体１０の流路を閉塞する。

また、制御部１２ａは、制御基板１２に搭載されたジャイロセンサ４０からの信号により、エアロゾル供給デバイス１（圧電素子基板５ａ）が傾斜しているか否かを判定する。制御部１２ａは、エアロゾル供給デバイス１が傾斜していると判定したときには、霧化ユニット５（電極５ｃ）に供給する電力を、通常の姿勢のときよりも大きくするように制御する。
このようにして、本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１は、圧電素子基板５ａの傾斜により、圧電素子基板５ａの振動が伝播する液体１０が少量になったとしても、液体１０の霧化量を安定させることができる。具体的には、エアロゾル供給デバイス１は、制御部１２ａによる霧化ユニット５（電極５ｃ）の制御により液体１０に伝播させる振動エネルギーを大きくすることにより、液体１０の霧化量を安定させることができる。

また、霧化量調整部４７は、姿勢検出センサ（ジャイロセンサ４０）から受信した信号に応じて、霧化ユニット５への液体１０の供給量を調整する制御部１２ａを含むものであってもよい。
上記構成によれば、姿勢に応じて、霧化ユニット５に供給する液体１０の供給量を調整することで、霧化量を安定化させることができる。
つまり、霧化量調整部４７は、エアロゾル供給デバイス１の姿勢に応じて、ポンプ９等への供給電力を調整する電力調整部であり、また、霧化ユニット５への液体１０の供給量を調整する液量調整部である。

例えば、制御部１２ａは、制御基板１２に搭載されたジャイロセンサ４０からの信号により、エアロゾル供給デバイス１（圧電素子基板５ａ）が傾斜していると判定したときには、霧化ユニット５（留置部５ｂ）への液体１０の供給量を通常の姿勢のときよりも大きくするようにポンプ９を制御する。

このようにして、圧電素子基板５ａが傾斜し、圧電素子基板５ａの振動が伝播する液体１０が少量になったときに、制御部１２ａによるポンプ９の制御により、霧化ユニット５への液体１０の供給量を大きくすることができる。これにより、液体１０の霧化量が安定することになる。
このように液体１０の供給量を調整するための制御部１２ａによる制御対象としては、ポンプ９に限定されず、例えば、流路を絞ったり、拡張させたりする電磁弁８ａその他の電子機器であってもよい。

なお、上記の霧化量調整部４７は、霧化ユニット５に供給する電力の調整と液体１０の量の調整とを、霧化量に応じて、個別に調整しても、同時に調整してもよい。
例えば、エアロゾル供給デバイス１は、液体１０を加熱することにより、霧化量を上昇させるための不図示のヒータを備えるものとし、ヒータに供給する電力を調整することで、霧化量を調整させるようにしてもよい。

＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ａについて、図４及び図５を主に参照して説明する。図４は、第２実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ａを示す模式図、図５は、エアロゾル供給デバイス１Ａを図４の状態から９０度傾けた状態を示す模式図である。
なお、エアロゾル供給デバイス１Ａにおいては、図４に示すように、第２流路７上にダックビル弁８ｂを設けていない構成を示しているが、第１実施形態と同様にダックビル弁８ｂを設けるようにしてもよい。

本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ａは、霧化ユニット５を少なくとも含む内蔵ユニット４１と、内蔵ユニット４１を覆う筐体４２と、を更に備える。
霧化量調整部４８は、エアロゾル供給デバイス１Ａの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに、内蔵ユニット４１の姿勢を維持する姿勢維持部（ボールトランスファ４３）を含む。
そして、霧化量調整部４８は、液体１０を留置する留置部５ｂが水平状態となるように、霧化ユニット５を含む内蔵ユニット４１の姿勢を調整する「姿勢調整部」として機能する。

「エアロゾル供給デバイス１Ａの姿勢によらず」とは、本実施形態に関しては、筐体４２と内蔵ユニット４１との相対的な傾きによらずという意味である。また、「エアロゾル供給デバイス１Ａの姿勢によらずに、内蔵ユニット４１の姿勢を維持する」とは、筐体４２が一定範囲の傾きにあるときのみに、内蔵ユニット４１の姿勢を維持するものも含むものとする。

上記構成によれば、霧化ユニット５を含む内蔵ユニット４１がボールトランスファ４３により、エアロゾル供給デバイス１Ａの姿勢によらず、その姿勢を維持可能に構成されていることで、霧化量を安定させることができる。

内蔵ユニット４１は、図１及び図２に示して説明した霧化ユニット５、電磁弁８ａ、ポンプ９、制御基板１２、電源基板１３及びバッテリ１４と、これらを覆う球状（略球状）のケース４１ａと、を備える。なお、ケース４１ａの形状としては、後述する筐体４２に対してボールトランスファ４３を介して接続される外面形状が球状であればよく、内面形状は任意であり直方体状等に形成されていてもよい。なお、ケース４１ａの外面形状は完全な球状であるものに限定されず、筐体４２に対向する少なくとも一部が球面形状に形成されていればよい。
ケース４１ａの上部には、圧電素子基板５ａに設けられた２つの留置部５ｂと同じ間隔で、上下方向に貫通する通し孔４１ｂが形成されている。この通し孔４１ｂは、霧化ユニット５から生じたエアロゾル１１を後述するスペース４４を介して第２流路７に通す機能を有する。

筐体４２は、滴状の形状を有し、内蔵ユニット４１よりも一回り大きく形成されて、内蔵ユニット４１を内蔵している。なお、筐体４２の形状としては、ケース４１ａに対してボールトランスファ４３を介して接続される内面形状が球状であればよく、外面形状は任意であり直方体状等に形成されていてもよい。なお、筐体４２の内面形状は完全な球状であるものに限定されず、ケース４１ａに対向する少なくとも一部が球面形状に形成されていればよい。
筐体４２の内面には、ボールトランスファ４３が埋設されている。内蔵ユニット４１は、筐体４２のボールトランスファ４３により、任意の方向に相対的に回動可能に支持されている。

本実施形態に係る内蔵ユニット４１は、筐体４２に対して、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸のいずれの軸方向を中心として回転させたとしても３６０度回転可能に構成されている。
図５に示すように、筐体４２を傾斜させたときでも、ユーザーが吐出口３ａからエアロゾル供給デバイス１Ａ内部の空気を吸い込み、陰圧を印加することで、エアロゾル１１をスペース４４に通させて吐出口３ａから吐出させることが可能となる。

本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ａは、上記実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１と一部同様の構成を有する。具体的には、エアロゾル供給デバイス１Ａは、振動により液体１０を霧化してエアロゾル供給デバイス１Ａを供給するエアロゾル供給デバイス１Ａである。霧化ユニット５は、液体１０を留置する留置部５ｂと、留置部５ｂに留置された液体１０を振動させることにより、エアロゾル１１を形成する振動要素（圧電素子基板５ａ）と、電力が供給されることにより圧電素子基板５ａの表面に表面弾性波を発生させる櫛形の電極５ｃ（振動要素を振動させる振動源）と、を備える。留置部５ｂは、圧電素子基板５ａを挟んで、一対設けられている。
そして、内蔵ユニット４１は、一対の留置部５ｂのそれぞれの中心点を結んだ仮想線分４５の中点の下方であって、つまり、留置部５ｂよりも下方に、圧電素子基板５ａの表面に対する法線方向に重心４６を有する。

なお、荷重分布を重心４６部分においてより密にするため、一対の留置部５ｂのそれぞれの中心点を結んだ仮想線分４５の中点の下方（本実施形態においては一対のモーター９ａの間）に、不図示の錘を更に備える構成であってもよい。なお、錘としては、重量バランスを安定させる機能を有するものであればよく、他の機能を備えるか否かは任意である。
このような構成によれば、一対の留置部５ｂのそれぞれの中心点を結んだ仮想線分４５の中点の下方に重心４６を確実に位置させるようにすることができる。そして、当該構成によれば、エアロゾル供給デバイス１Ａの姿勢の変化に対して、不図示の錘を含んだ内蔵ユニット４１の自重によって、内蔵ユニット４１の姿勢矯正の応答性を高めることができる。

上記構成によれば、内蔵ユニット４１は、その重心により、一対の留置部５ｂを水平面上に保持できることで、留置部５ｂが一対設けられていたとしても、双方から霧化する液体１０の霧化量を安定させることができる。
例えば、図５に示すように、エアロゾル供給デバイス１Ａを、図４に示す状態から９０度傾けたときには、筐体４２のみが傾くことになる。このとき、内蔵ユニット４１は、その重心によりその姿勢を維持しようとし、筐体４２のボールトランスファ４３が、内蔵ユニット４１の外面に接しながら転がるように回転することにより、筐体４２のみが傾くことになる。
つまり、ボールトランスファ４３は、転動することにより、エアロゾル供給デバイス１Ａの姿勢によらず、留置部５ｂが水平に配置される姿勢に内蔵ユニット４１の姿勢を維持する。このように、ボールトランスファ４３は、留置部５ｂの水平状態に保つことで、霧化量を安定させる霧化量調整部４８（姿勢調整部）として機能することになる。

上記構成において、霧化ユニット５は、ポンプ９及び留置部５ｂを一対ずつ備えるものとして説明したが、本発明に係る霧化ユニットは、このような構成に限定されない。例えば、ポンプ９及び留置部５ｂを１つずつ備えるものであってもよい。
この場合、内蔵ユニット４１は、留置部５ｂの下方であって、圧電素子基板５ａの表面に対する法線方向に重心を有するようにすればよい。
このような構成によれば、内蔵ユニット４１の重心により、留置部５ｂを水平面上に保持できることで、液体１０の霧化量を安定させることができる。

ボールトランスファ４３は、図示している大きな大ボールの他、大ボールに接触して転動する、大ボールよりも小さい小ボールを備えるものであってもよい。このような構成によれば、大ボールの転がり性が良好になり、大ボールの転がり性を維持するための潤滑剤使用の必要性も低減するため好適である。この場合、小ボールは、大ボールを保持する穴の一部に収容されていればよい。

その他、上記実施形態においては、ボールトランスファ４３によって内蔵ユニット４１の姿勢を維持させるものであったが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、内蔵ユニット４１と筐体４２との間の一部に水等の液体が収容されており、内蔵ユニット４１が当該液体に浮かべられている構成であってもよい。この場合、内蔵ユニット４１が当該液体よりも密度の低い空気袋や発泡スチロール等を備えるようにすることで、内蔵ユニット４１の浮力を大きくするようにすると好適である。

なお、本実施形態に係る内蔵ユニット４１は、筐体４２に対して、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸のいずれの軸を中心としても３６０度回転可能に構成されるものであったが、このような構成に限定されない。例えば、内蔵ユニット４１は、一部の角度のみ、例えば一方向において１８０度の範囲のみ、３次元においては半球範囲のみを、回転可能な範囲としてもよい。
この場合に、例えば、回転可能な範囲を越えて傾斜しているとき、つまり留置部５ｂが水平面上に位置しないときには、制御部１２ａが、他の霧化量安定のための上記の制御（供給電力の制御又は液体１０の供給量の制御）を行うようにしてもよい。

＜＜第３実施形態＞＞
最後に、第３実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ｂについて、図６を主に参照して説明する。図６は、第３実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ｂの吐出パイプ５０周りの構成を示す模式図である。

本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ｂは、エアロゾル供給デバイス１Ｂを外部に吐出する吐出口５０ａを有する吐出部（吐出パイプ５０）を更に備える。また、霧化ユニット５は、上記の実施形態と同様に、霧化する液体１０を留置する留置部５ｂを有する。
そして、吐出口３ａは、留置部５ｂが延在する延在面に対する法線方向に交差する方向に向けられている。
具体的には、吐出パイプ５０は、直角（略直角を含む。）に折れ曲がった形状を有し、マウスピース３に鉛直に差し込まれて、溶接等によりマウスピース３に固定されている。

ユーザーは、吐出口３ａを咥える位置とエアロゾル供給デバイス１Ｂのデバイス本体２を把持する位置とは、ユーザーが首を突き出さない限り斜めの位置となる。このため、仮に、吐出口３ａが、留置部５ｂの延在面に対する法線方向に向けられている場合には、霧化ユニット５が傾斜した状態となりやすい。

そこで、上記構成にように、吐出口３ａが、留置部５ｂが延在する延在面に対する法線方向に交差する方向に向けられていることで、留置部５ｂ（霧化ユニット５）を傾けた状態で、エアロゾル供給デバイス１Ｂを吸引することを避けやすくなる。つまり、留置部５ｂの水平状態を保ちやすくなり、液体１０の霧化量を安定させることができる。
また、留置部５ｂを含む水平面上に吐出パイプ５０が延在し、その流路及び吐出口３ａが当該水平面上に設けられていてもよい。

エアロゾル供給デバイス１Ｂは、ユーザーが把持する把持部（デバイス本体２の外面）を更に備える。
吐出口３ａは、留置部５ｂが延在する延在面に対する法線方向において把持部（デバイス本体２の外面）から離間した位置に設けられている。
上記構成によれば、吐出口３ａが、留置部５ｂが延在する延在面に対する法線方向において把持部（デバイス本体２の外面）から離間した位置に設けられていることで、使用時に自然に上記法線方向（つまり、デバイス本体２の向き）を鉛直向きにさせやすくなる。
具体的には、ユーザーがエアロゾル供給デバイス１Ｂ（デバイス本体２）を把持して、エアロゾル１１を吐出口３ａから吸おうとしたときに、デバイス本体２の向きを鉛直向きにさせやすくなり、留置部５ｂを水平に保ちやすくなり、霧化量を安定させやすくなる。
吐出口３ａが法線方向に交差する方向に向いていればよく、吐出パイプ５０が直角に曲がった形状を有するものに限定されず、円弧状に湾曲した形状であってもよい。

上記実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１においては、霧化量を調整するために、霧化ユニット５又はポンプ９等に供給する電力を調整するための構成（ジャイロセンサ４０及び制御部１２ａ）が必要である。また、エアロゾル供給デバイス１Ａにおいては、筐体４２に対する内蔵ユニット４１の姿勢を調整可能な構成（ボールトランスファ４３）が必要である。
一方で、本実施形態に係るエアロゾル供給デバイス１Ｂは、このような構成を必要とせず、部品点数の増加を抑制でき、商品価格を低廉にすることが可能となる。

本発明に係るエアロゾル供給デバイスは、ＳＡＷを用いて霧化するものに限定されず、ヒータ等の加熱器によるものや、超音波発振器を用いるもの等によって霧化するものであってもよい。
また、エアロゾル供給装置としては、電子シガレットの他、溶液を噴出させる吸入器や香りを拡散するディフューザー等であってもよい。
また、上記実施形態においては、圧電素子基板５ａに向けて下方から液体１０を供給する構成を例に説明したが、このような構成に限定されず、圧電素子基板５ａに上方から液体１０を滴下する構成であってもよい。

なお、本発明のエアロゾル供給デバイスにおける各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること等を許容する。
この出願は、２０１９年４月９日に出願された日本出願特願２０１９－０７４３６２を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）液体を収容する収容部と、
前記液体を霧化してエアロゾルを生成する霧化ユニットと、
該霧化ユニットの霧化量を調整する霧化量調整部と、を備えるエアロゾル供給デバイスであって、
前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに霧化量を安定化させることを特徴とするエアロゾル供給デバイス。
（２）前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの姿勢を検出する姿勢検出センサと、該姿勢検出センサから受信した信号に応じて、前記霧化ユニットに供給する霧化に要する電力を調整する制御部と、を含む（１）に記載のエアロゾル供給デバイス。
（３）前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの姿勢を検出する姿勢検出センサと、該姿勢検出センサから受信した信号に応じて、前記霧化ユニットへの前記液体の供給量を調整する制御部と、を含む（１）又は（２）に記載のエアロゾル供給デバイス。
（４）前記霧化ユニットを少なくとも含む内蔵ユニットと、該内蔵ユニットを覆う筐体と、を更に備え、
前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに、前記内蔵ユニットの姿勢を維持する姿勢維持部を含む（１）から（３）のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
（５）前記霧化ユニットは、
前記液体を留置する留置部と、
該留置部に留置された前記液体を振動させることにより、前記エアロゾルを形成する振動要素と、
電力が供給されることにより前記振動要素を振動させる振動源と、を備え、
前記内蔵ユニットの重心は、前記留置部よりも下方にあり、
前記姿勢維持部は、前記留置部が水平に配置される姿勢に前記内蔵ユニットの姿勢を維持する（４）に記載のエアロゾル供給デバイス。
（６）前記エアロゾルを外部に吐出する吐出口を有する吐出部を更に備え、
前記霧化ユニットは、霧化する前記液体を留置する留置部を有し、
前記吐出口は、前記留置部が延在する延在面に対する法線方向に交差する方向に向けられている（１）から（３）のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
（７）ユーザーが把持する把持部を更に備え、
前記吐出口は、前記留置部が延在する延在面に対する法線方向において前記把持部から離間した位置に設けられている（６）に記載のエアロゾル供給デバイス。

１、１Ａ、１Ｂ エアロゾル供給デバイス
２ デバイス本体（把持部）
３ マウスピース
３ａ 吐出口
４ カートリッジ（収容部）
４ａ 本体部
４ｂ 底板
４ｃ 貫通孔
４ｄ 摺動ブロック
５ 霧化ユニット
５ａ 圧電素子基板（振動要素）
５ｂ 留置部
５ｃ 電極（振動源）
５ｄ 貫通孔
６ 第１流路（液体の流路）
６ａ チューブ
７ 第２流路（エアロゾルの流路）
８ａ 電磁弁
８ｂ ダックビル弁
９ ポンプ
９ａ モーター
９ｂ 押し棒
１０ 液体
１１ エアロゾル
１２ 制御基板
１２ａ 制御部
１３ 電源基板
１４ バッテリ
１５ 電源スイッチ
４０ ジャイロセンサ（姿勢検出センサ）
４１ 内蔵ユニット
４１ａ ケース
４１ｂ 通し孔
４２ 筐体
４３ ボールトランスファ（姿勢維持部、姿勢調整部）
４４ スペース
４５ 仮想線分
４６ 重心
４７ 霧化量調整部（電力調整部、振幅調整部、液量調整部）
４８ 霧化量調整部（姿勢調整部）
５０ 吐出パイプ（吐出部）
５０ａ 吐出口

Claims (6)

1. エアロゾル供給デバイスであって、
   液体を収容する収容部と、
   前記液体を霧化してエアロゾルを生成する霧化ユニットと、
   該霧化ユニットの霧化量を調整する霧化量調整部であって、前記エアロゾル供給デバイスの姿勢を検出する姿勢検出センサと、該姿勢検出センサから受信した信号に応じて、前記霧化ユニットに供給する霧化に要する電力を調整する制御部と、を含む、霧化量調整部と、を備え、
   前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに霧化量を安定化させることを特徴とするエアロゾル供給デバイス。
2. 前記霧化量調整部の前記制御部は、前記姿勢検出センサから受信した信号に応じて、前記霧化ユニットへの前記液体の供給量を調整する、請求項１に記載のエアロゾル供給デバイス。
3. 前記霧化ユニットを少なくとも含む内蔵ユニットと、該内蔵ユニットを覆う筐体と、を更に備え、
   前記霧化量調整部は、前記エアロゾル供給デバイスの少なくとも一定範囲内における姿勢によらずに、前記内蔵ユニットの姿勢を維持する姿勢維持部を含む請求項１又は２に記載のエアロゾル供給デバイス。
4. 前記霧化ユニットは、
   前記液体を留置する留置部と、
   該留置部に留置された前記液体を振動させることにより、前記エアロゾルを形成する振動要素と、
   電力が供給されることにより前記振動要素を振動させる振動源と、を備え、
   前記内蔵ユニットの重心は、前記留置部よりも下方にあり、
   前記姿勢維持部は、前記留置部が水平に配置される姿勢に前記内蔵ユニットの姿勢を維持する請求項３に記載のエアロゾル供給デバイス。
5. 前記エアロゾルを外部に吐出する吐出口を有する吐出部を更に備え、
   前記霧化ユニットは、霧化する前記液体を留置する留置部を有し、
   前記吐出口は、前記留置部が延在する延在面に対する法線方向に交差する方向に向けられている請求項１又は２に記載のエアロゾル供給デバイス。
6. ユーザーが把持する把持部を更に備え、
   前記吐出口は、前記留置部が延在する延在面に対する法線方向において前記把持部から離間した位置に設けられている請求項５に記載のエアロゾル供給デバイス。

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