JP7244132B2 - 超音波基盤のエアロゾル発生装置 - Google Patents

Description

本開示は、超音波基盤のエアロゾル発生装置に関し、より詳細には、霧化量および喫煙感を向上させ、カートリッジ交換費用を節減できる新しい構造の超音波基盤のエアロゾル発生装置に関する。

近年、一般的な巻きタバコの短所を克服する代替方法に関する需要が増加している。例えば、液状のエアロゾル形成基材を気化させることによってエアロゾルを発生させる装置（いわゆる「液状型エアロゾル発生装置」）に関する需要が増加している。最近では、超音波振動を通じて液体を気化させる超音波基盤のエアロゾル発生装置が提案されたことがある。

今まで提案された多くの超音波基盤のエアロゾル発生装置は、使用者便宜性を考慮してカートリッジ（ｅ．ｇ．カトマイザー）交換構造を採択している。そして、交換型カートリッジは、基本的に液体貯蔵槽、ウィクおよび超音波振動子で構成される。ところが、このような構造では、相対的に高価な構成要素である超音波振動子がカートリッジを構成することで、カートリッジ交換費用（またはカートリッジコスト）が増加するという問題がある。

上記のような費用問題によって、一部の超音波基盤のエアロゾル発生装置は、カートリッジを交換せずに液体をリフィルする方式を採択している。しかし、液体リフィル方式は、エアロゾル発生装置の構造を複雑にし、使用者がわずらわしく液体をリフィルしなければならない不便さを引き起こす。その上、液体リフィル過程中にたびたび液体が使用者の服または身体に付くことがあるが、これは、使用者に相当な不快感を与えることができる。

本開示のいくつかの実施形態を通じて解決しようとする技術的課題は、カートリッジ交換費用（またはカートリッジコスト）を節減できる新しい構造の超音波基盤のエアロゾル発生装置を提供することにある。

本開示の他のいくつかの実施形態を通じて解決しようとする技術的課題は、霧化量および喫煙感を向上させることができる超音波基盤のエアロゾル発生装置を提供することにある。

本開示の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から本開示の技術分野における通常の技術者に明確に理解され得る。

前記技術的課題を解決するための、本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置は、液状のエアロゾル形成基材を貯蔵する液体貯蔵槽と、前記貯蔵されたエアロゾル形成基材を吸収するウィク（ｗｉｃｋ）と、超音波を通じて前記吸収されたエアロゾル形成基材を気化させてエアロゾルを発生させる超音波振動子と、前記超音波振動子を制御する制御部と、を含むことができる。この際、前記ウィクの少なくとも一部分と前記超音波振動子の少なくとも一部分は、平たい形態を有することができる。

いくつかの実施形態において、前記ウィクの平たい部分の厚さは、１ｍｍ以下でありうる。

いくつかの実施形態において、前記ウィクの面積は、前記超音波振動子の面積より大きくてもよい。

いくつかの実施形態において、前記ウィクと前記超音波振動子の平たい部分は、互いに密着するように配置され得る。

いくつかの実施形態において、前記ウィクの平たい部分は、ウィクの中心部分であり、前記ウィクの外郭部分に配置されて、前記ウィクの外郭を固定するダンパー（ｄａｍｐｅｒ）をさらに含むことができる。

いくつかの実施形態において、前記超音波振動子に密着配置されて、前記超音波振動子の振動を吸収するダンパーをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態において、前記ウィクの平たい部分に隣接してエアロゾル発生領域が形成され、外気が前記エアロゾル発生領域の中心付近に流入するように形成された第１気流パスおよび前記発生したエアロゾルが前記エアロゾル発生領域の外郭付近からマウスピース方向に移動するように形成された第２気流パスをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態において、前記液体貯蔵槽と前記ウィクは、交換可能なカートリッジの少なくとも一部を構成して、前記超音波振動子と前記制御部は、前記カートリッジと結合される制御本体の少なくとも一部を構成することができる。

上述した本開示の多様な実施形態によれば、ウィクと超音波振動子の少なくとも一部分が平たい形態で具現され、平たい部分が互いに密着配置され得る。このような構造は、ウィクの気化面積（または超音波振動収容面積）を最大化することによって、エアロゾル発生装置の霧化量を大きく増大させることができる。

また、相対的に高価な構成要素である超音波振動子が、カートリッジではなく、制御本体側に配置され得る。これにより、カートリッジ交換費用（またはカートリッジコスト）が大きく節減され得る。

また、ウィクに隣接して形成されたエアロゾル発生領域（または気化領域）の中心付近に外気が流入し、エアロゾル発生領域の外郭を通じてエアロゾルがマウスピース側に移動するように気流パスが形成され得る。このような気流パス構造は、外気と気化したエアロゾル形成基材が適切に混合されるようにすることによって、良質のエアロゾルを発生させることができる。例えば、流入した外気がウィクの気化領域を全般的に通過して行くことで、気化したエアロゾル形成基材と適切に混合され得るので、良質のエアロゾルが発生することができる。これにより、使用者の喫煙感が大きく向上することができる。

本開示の技術的思想による効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されていないさらに他の効果は、下記の記載から通常の技術者に明確に理解され得る。

本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置の構造を概略的に示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置の構造を概略的に示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態によるカートリッジの細部構造を示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態によるカートリッジの細部構造を示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態による制御本体の細部構造を示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置の細部構造であって、カートリッジと制御本体が結合された状態を示す例示的な図である。 本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置の気流パス構造を示す例示的な図である。

以下、添付の図面を参照して本開示の好ましい実施形態を詳細に説明する。本開示の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述している実施形態を参照すると明確になるだろう。しかしながら、本開示の技術的思想は、以下の実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現され得、単に本実施形態は、本開示の技術的しそうを完全にし、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本開示は、請求項の範疇によって定義されるのみである。

各図面の構成要素に参照符号を付加するに際して、同じ構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、できるだけ同じ符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本開示を説明するに際して、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本開示の要旨を不明にすることができると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

他の定義がないと、本明細書において使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通して理解され得る意味で使用され得る。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明白に特に定義されていない限り、理想的にまたは過度に解釈されない。本明細書で使用された用語は、実施形態を説明するためのものであって、本開示を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は、文言において特に言及しない限り、複数型も含む。

また、本開示の構成要素を説明するに際して、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）等の用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により当該構成要素の本質や手順または順序等が限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は、当該他の構成要素に直接的に連結されるか、または接続され得るが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」され得ると理解されなければならない。

本開示で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、１つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。

まず、本開示の多様な実施形態に関する説明に先立って、実施形態において使用されるいくつかの用語について明確にすることとする。

以下の実施形態において、「エアロゾル形成基材」は、エアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）を形成することができる物質を意味し得る。エアロゾルは、揮発性化合物を含むことができる。エアロゾル形成基材は、固体または液体でありうる。例えば、固体のエアロゾル形成基材は、板状葉タバコ、刻み、再構成タバコ等タバコ原料を基礎とする固体物質を含むことができ、液状のエアロゾル形成基材は、ニコチン、タバコ抽出物および／または多様な香味剤を基礎とする液体組成物を含むことができる。しかしながら、本開示の範囲が前記列挙された例示に限定されるものではない。以下の実施形態において、液体は、液状のエアロゾル形成基材を称するものでありうる。

以下の実施形態において、「エアロゾル発生装置」は、ユーザの口を通じてユーザの肺に直接的に吸入可能なエアロゾルを発生させるために、エアロゾル形成基材を用いてエアロゾルを発生させる装置を意味し得る。

以下の実施形態において、「パフ（ｐｕｆｆ）」は、ユーザの吸入（ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ）を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を通じてユーザの口腔内、鼻腔内または肺に引き寄せる状況を意味し得る。

以下では、本開示の多様な実施形態について添付の図面により詳細に説明する。

図１および図２は、本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置１の構造を概略的に示す例示的な図である。

図１または図２に示されたように、超音波基盤のエアロゾル発生装置１は、カートリッジ１０と制御本体２０を含むことができる。ただし、図１または図２には、本開示の実施形態と関連した構成要素のみが示されている。したがって、本開示の属する技術分野における通常の技術者なら、図１または図２に示された構成要素の他に他の汎用的な構成要素がさらに含まれ得ることが分かる。以下、エアロゾル発生装置１の各構成要素について説明する。

カートリッジ１０は、液状のエアロゾル形成基材を保管する容器を意味し得る。また、場合によってカートリッジ１０は、マウスピースと気化器（ｅ．ｇ．カトマイザー）の一部または全部の機能をさらに具備することもできる。例えば、カートリッジ１０は、マウスピース１１０と気化器３０の一部構成要素を含むように構成され得る（図１参照）。他の例として、カートリッジ１０は、マウスピース１１０と気化器３０のすべての構成要素を含むように構成されることもできる。さらに他の例として、カートリッジ１０は、マウスピース１１０を除いて構成されることもできる。

図１は、カートリッジ１０が制御本体２０と結合されて、エアロゾル発生装置１の上部を形成し、制御本体２０がエアロゾル発生装置１の下部を形成することを例として示しているが、本開示の範囲がこのような構造に限定されるものではない。他のいくつかの実施形態では、カートリッジ１０は、エアロゾル発生装置１の上部ケース内に内蔵されている構成要素であってもよい。

いくつかの実施形態において、カートリッジ１０は、交換可能な構成要素でありうる。すなわち、カートリッジ１０は、液体の消尽時にリフィルが行われず、新しいカートリッジに交換され得る。このような場合、エアロゾル発生装置の全般的な構造が単純化され得るので、製造工程上の利点（ｅ．ｇ．製造費用減少、不良率減少など）が確保され得る。ひいては、消費者が直接液体をリフィルしなければならない不便さが解消されるので、製品の市場競争力が向上することができる。ただし、カートリッジ１０の交換費用が問題になり得るが、この問題は、カートリッジ１０において気化器３０の一部構成要素（すなわち、相対的に高価な超音波振動子）を除外することによって解決され得る。以下では、カートリッジ１０が交換可能な構成要素であることを前提として説明を継続することとする。ただし、以下で説明される多様な実施形態または技術的思想は、カートリッジ１０が交換可能な構成要素でない場合にも十分に適用され得ることに留意しなければならない。例えば、気化面積を極大化するためのウィクの形態またはウィクと超音波振動子の結合構造（図３～図６の説明部分参照）、霧化量および喫煙感を向上させることができる気流パス構造（図７の説明部分参照）などは、カートリッジ１０の交換性と関係なく、多様な類型のエアロゾル発生装置に適用され得る。

図１に概念的に示されたように、実施形態によるカートリッジ１０は、マウスピース１１０と気化器３０の一部構成要素を含むことができる。より具体的に、気化器３０は、液状のエアロゾル形成基材を貯蔵する液体貯蔵槽（図３の１２０）、貯蔵された液体を吸収するウィク（図３の１４０）および超音波（超音波振動）を通じて吸収された液体を気化させる超音波振動子（図５の２４０）を含むことができる。このうちで、液体貯蔵槽１２０とウィク１４０がカートリッジ１０に含まれ得る。そして、超音波振動子２４０は、制御本体２０に含まれ得る。このような場合、カートリッジ１０と制御本体２０が結合されることによって、気化器３０が構成され得、相対的に高価な構成要素である超音波振動子がカートリッジ１０から除外されることによって、カートリッジ１０の交換費用（またはコスト）が大きく節減され得る。カートリッジ１０の細部構造に関しては、後で図３などの図面を参照してより詳細に説明することとする。

次に、制御本体２０は、エアロゾル発生装置１の全般的な制御機能を行うことができる。図２に示されたように、制御本体２０は、カートリッジ１０と結合され得る。カートリッジ１０がエアロゾル発生装置１に内蔵された構成要素である場合には、制御本体２０は、カートリッジ１０を含む上部ケースと結合され得る。

図１または図２に示されたように、制御本体２０は、制御部２１０およびバッテリー２２０を含むことができる。以下、制御部２１０とバッテリー２２０について簡略に説明する。

制御部２１０は、エアロゾル発生装置１の動作を全般的に制御することができる。例えば、制御部２１０は、気化器３０とバッテリー２２０の動作を制御することができ、エアロゾル発生装置１に含まれた他の構成要素の動作も制御することができる。制御部２１０は、バッテリー２２０が供給する電力、超音波振動子（図５の２４０）の振動周波数、振幅などを制御することができる。エアロゾル発生装置１がヒーター（不図示）を追加で具備する場合、制御部２１０は、ヒーター（不図示）の加熱温度も制御することができる。

また、制御部２１０は、エアロゾル発生装置１の構成それぞれの状態を確認して、エアロゾル発生装置１が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。

制御部２１０は、少なくとも一つのプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により具現され得る。前記プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイで具現されることもでき、汎用的なマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサで実行され得るプログラムが格納されたメモリーの組合せで具現されることもできる。また、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者なら、制御部２１０が他の形態のハードウェアで具現されることもできることを自明に理解することができる。

次に、バッテリー２２０は、エアロゾル発生装置１が動作するのに利用される電力を供給することができる。例えば、バッテリー２２０は、気化器３０を構成する超音波振動子（図５の２４０）が超音波を発生させることができるように電力を供給することができ、制御部２１０が動作するのに必要な電力を供給することができる。

また、バッテリー２２０は、エアロゾル発生装置１に設置されたディスプレイ（不図示）、センサー（不図示）、モーター（不図示）等の電気的構成要素が動作するのに必要な電力を供給することができる。

制御本体２０の細部構造に関しては、後で図５以降の図面を参照してより詳細に説明することとする。

上記で説明したように、カートリッジ１０は、制御本体２０に結合され得る。結合方式は、多様でありうるが、具体的な例としては、磁石を利用する方式、フック（ｈｏｏｋ）等を利用して機械的に締結される方式などを挙げることができる。しかし、本開示の範囲がこのような例示に限定されるものではなく、２つの構成要素１０、２０の結合方式は、使用者の便宜性、エアロゾル発生装置の製造費用などを考慮して多様に設計され得る。

以上では、図１および図２を参照して本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置１について概略的に説明した。以下では、図３以降の図面を参照してエアロゾル発生装置１を構成するカートリッジ１０と制御本体２０の細部構造についてより詳細に説明することとする。

図３は、本開示のいくつかの実施形態によるカートリッジ１０の細部構造を示す例示的な図である。

図３を参照すると、カートリッジ１０は、ケース１３０、マウスピース１１０、液体貯蔵槽１２０およびウィク１４０を含むことができる。ただし、図３には、本開示の実施形態と関連した構成要素のみが示されている。したがって、本開示の属する技術分野における通常の技術者なら、図３に示された構成要素の他に他の汎用的な構成要素がさらに含まれ得ることが分かる。以下、カートリッジ１０の各構成要素について説明する。

ケース１３０は、カートリッジ１０の外観を形成することができる。図３は、ケース１３０と液体貯蔵槽１２０の外壁およびマウスピース１１０を互いに区分して示しているが、これは、理解の便宜のためのものに過ぎず、ケース１３０が液体貯蔵槽１２０の外壁および／またはマウスピース１１０の役割を兼ねることもできる。

図３の右側に示されたように、ケース１３０は、開放された下端部を形成できるが、開放された下端部を通じてカートリッジ１０が制御本体２０と結合され得る。また、カートリッジ１０が制御本体２０が結合されることで、ウィク１４０が制御本体２０に位置する超音波振動子（図５の２４０）と密着配置され得る。

次に、マウスピース１１０は、エアロゾル発生装置１の一端に位置し、カートリッジ１０で発生したエアロゾルを吸入するために使用者の口部と接触することができる。換言すれば、使用者がマウスピース１１０を口で噛んで吸入すると、カートリッジ１０で発生したエアロゾルがマウスピース１１０を通じて使用者に伝達され得る。

次に、液体貯蔵槽１２０は、液状のエアロゾル形成基材１２１０を貯蔵することができる。図３は、液体貯蔵槽１２０が一つの保存空間を有することを例として示しているが、液体貯蔵槽１２０は、複数の貯蔵空間を有することもできる。例えば、液体貯蔵槽１２０は、成分または組成比が互いに異なるエアロゾル形成基材を区分して貯蔵するために複数の貯蔵空間を有することもできる。

次に、ウィク１４０は、液体貯蔵槽１２０に貯蔵された液状のエアロゾル形成基材１２１０を吸収することができる。例えば、図３に示されたように、ウィク１４０の少なくとも一部（ｅ．ｇ．両末端）は、エアロゾル形成基材１２１０と接触するように配置され、ウィク１４０は、毛細管現象を通じてエアロゾル形成基材１２１０を吸収することができる。

ウィク１４０は、多孔性素材のように毛細管現象を通じて液体１２１０を吸収できる素材からなり得る。例えば、ウィク１４０は、綿（ｃｏｔｔｏｎ）、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）等の素材からなり得る。しかし、本開示の範囲がこのような例示に限定されるものではない。

いくつかの実施形態において、図３に示されたように、ウィク１４０の少なくとも一部分は、平たい形態を有することができる。例えば、超音波振動子（図５の２４０参照）と密着するウィク１４０の中心部分が平たい形態を有することができる。また、超音波振動子２４０も、平たい形態を有することができる。このような場合、超音波振動子２４０が発生させた超音波が直接的に伝達され、ウィク１４０の気化面積が極大化されて霧化量が大きく増大することができる。ウィク１４０の平たい部分は、円板形状を有することができるが、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。ウィク１４０の平たい部分は、四角板形状のように他の形態で具現されることもできる。

上述した実施形態において、ウィク１４０の平たい部分の厚さは、略１ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、前記平たい部分の厚さは、略０．９ｍｍ、０．８ｍｍまたは０．７ｍｍ以下でありうる。さらに好ましくは、前記平たい部分の厚さは、略０．６ｍｍ、０．５ｍｍまたは０．４ｍｍ以下でありうる。このような数値範囲内で、ウィク１４０に吸収された液体が早く気化して霧化量が増大することができる。たとえば、ウィク１４０が非常に厚い場合には、超音波振動が吸収されて気化性能に劣り、気化速度が吸収速度について行くことができなくて、涙液現象が発生することもできる。

また、ウィク１４０の全体面積は、超音波振動子（図５の２４０参照）の面積より大きくてもよい。たとえば、ウィク１４０の平たい部分の面積が超音波振動子２４０の面積と類似し、ウィク１４０の全体面積は、超音波振動子２４０の面積を上回ることができる。このような場合、後述するように（下記の説明部分を参照）、ウィク１４０が開放された下端部方向に移動するにつれて、ウィク１４０の平たい部分が超音波振動子２４０を覆う形態で密着することができて、気化性能が向上することができる。

いくつかの実施形態において、カートリッジ１０は、ウィク１４０を弾性的に支持する弾性体１５０をさらに含むことができる。弾性体１５０は、弾性を有する（すなわち、圧縮および伸張が可能な）任意の素材からなり得る。図３は、ウィク１４０に２個の弾性体１５０が連結されたことを例として示しているが、これは、理解の便宜のためのものに過ぎず、弾性体１５０の個数は変わることができる。例えば、ウィク１４０の平たい部分が円板形状である場合、９０度間隔で４個の弾性体１５０が配置されることもでき、円板部分の周りに沿って延びるリング形状の弾性体１５０１個が配置されることもできる。以下、弾性体１５０の機能および効果についてより詳細に説明することとする。

上記で説明したように、いくつかの実施形態では、ウィク１４０がカートリッジ１０に位置し、超音波振動子（図５の２４０）は、制御本体２０に位置することができる。また、カートリッジ１０と制御本体２０が結合されることで、気化機能が具現され得る。ところが、ウィク１４０の位置が固定されていると、カートリッジ１０と制御本体２０が結合されても、ウィク１４０と超音波振動子２４０との間に離隔が存在するしかない。また、２つの構成要素１４０、２４0間に離隔が存在する場合、超音波がウィク１４０に直接的に伝達されなくて、気化性能が低下することができる。

弾性体１５０は、上記のような問題を解決するためのものであり、カートリッジ１０が制御本体２０と結合されることで（または後述する密封部材１７０が除去されることで）、ウィク１４０を開放された下端部方向に移動させる役割を行うことができる。具体的に、圧縮された状態の弾性体１５０が伸張するにつれて、ウィク１４０が開放された下端部方向に移動することができる（図３の右側参照）。後述するように、制御本体２０の開放された上端部は、カートリッジ１０の開放された下端部と結合され、超音波振動子（図５の２４０）が前記開放された上端部に位置するので、ウィク１４０が開放された下端部方向に移動するにつれて、超音波振動子２４０と密着配置され得る（図６参照）。

いくつかの実施形態において、カートリッジ１０は、開放された下端部を密封している密封部材１７０をさらに含むことができる。例えば、図４に示されたように、カートリッジ１０の開放された下端部は、保護テープ１７０により密封されていてもよい。密封部材１７０は、カートリッジ１０の保管および運搬時にウィク１４０の損傷を防止し、カートリッジ１０の清潔を維持する役割を行うことができる。使用者は、カートリッジ交換時に密封部材１７０を除去し、新しいカートリッジ１０を制御本体２０と結合させることができる。図４は、円筒類似形状のカートリッジ１０に円板形態のウィク１４０が内蔵されたことを示しているが、空気ホール１３１０は、外気が流入する孔を意味する。また、ケース１３０の下部に図示された円形領域１３２０は、結合部を意味するが、前述したように、結合部１３２０は、磁石素材で具現されたり、フック機能を有するように具現されて、制御本体２０との結合機能を行うことができる。しかし、結合部１３２０は、他の方式で具現されることもできる。

さらに図３を参照してカートリッジ１０に対する説明を継続することとする。

いくつかの実施形態において、カートリッジ１０は、ウィク１４０の外郭付近に配置されたダンパー１６０をさらに含むことができる。図３は、ウィク１４０上に２個のダンパー１６０が配置されたことを例として示しているが、これは、理解の便宜のためのものに過ぎず、ダンパー１６０の個数は変わることができる。例えば、ウィク１４０の平たい部分が円板形状である場合、９０度間隔で４個のダンパー１６０が配置されることもでき、円板部分の周りに沿って延びるリング形状のダンパー１６０が１個配置されることもできる。ダンパー１６０は、ウィク１４０に到達した超音波振動がケース１３０の外部に伝達されないように吸収する役割をすることができる。したがって、ダンパー１６０は、シリコン素材のように振動を吸収することができ、物理化学的変化が殆どない素材（ｅ．ｇ．液体と接触時に物理化学的変化がない素材）からなることが好ましい。また、ダンパー１６０は、ウィク１４０の外郭部分を固定することによって、ウィク１４０の中心部分（すなわち、平たい部分）が超音波振動の影響を確実に受けるようにすることができるが、これにより、気化速度と霧化量がさらに増大することができる。

また、いくつかの実施形態において、カートリッジ１０は、ヒーター（不図示）をさらに含むこともできる。ヒーターは、ウィク１４０の周辺に配置されて、ウィク１４０に吸収された液体１２１０を加熱することによって、超音波による気化を加速化することができる。ヒーターは、液体１２１０の気化を助けるための補助的要素として動作することができる。たとえば、エアロゾル形成基材１２１０は、粘度を有する液体であるから、超音波振動だけで十分な気化性能を得にくいことがあるが、このような場合、ヒーター（不図示）を通じてエアロゾル発生装置の気化性能を向上させることができる。ヒーターの加熱温度は、一般的な加熱式エアロゾル発生装置のヒーター温度より非常に低く設定され得、これにより、追加的な消費電力の増加は非常に少ない。ヒーターは、制御部２１０により制御され得、制御方式は多様でありうる。

例えば、制御部２１０は、使用者のパフが感知されるたびにヒーターの加熱温度を増加させることができる。パフの感知は、気流センサーを通じて行われ得るが、本開示の範囲がこれに限定されるものではない。

他の例として、制御部２１０は、使用者のパフに関係なく、喫煙中にヒーターの加熱温度を一定に維持することができる。このような場合、喫煙中にウィク１４０に吸収された液体が気化しやすい状態を維持することができる。また、制御部２１０は、使用者のパフが感知されるたびに超音波を発生させてウィク１４０に吸収された液体を気化させることができる。

さらに他の例として、制御部２１０は、使用者の入力に答えてヒーターの加熱温度を決定することができる。例えば、使用者が霧化量レベルを高レベルで選択した場合、制御部２１０は、ヒーターの加熱温度を増加させ、反対の場合、ヒーターの加熱温度を減少させることができる。このような場合、使用者の好みに合う霧化量が提供されて、使用者の喫煙満足度が向上することができる。

さらに他の例として、制御部２１０は、使用者のパフパターンを分析してヒーターの加熱温度を決定することができる。ここで、パフパターンは、パフ長さ、パフ強度などを含むことができるが、これに限定されるものではない。具体的な例として、制御部２１０は、パフ長さまたはパフ強度が増加する場合、ヒーターの加熱温度を増加させることができる。喫煙中に使用者が吸入を長くまたは強くするというのは、霧化量が十分でないことを意味する可能性が高いためである。反対の場合なら、制御部２１０は、ヒーターの加熱温度を減少させることができる。また、パフ長さまたはパフ強度が一定に維持されると判断された場合には、制御部２１０は、ヒーターの加熱温度を一定に維持することができる。

さらに他の例として、制御部２１０は、上述した例示の多様な組合せに基づいてヒーターを制御することができる。

以上では、図３および図４を参照して本開示のいくつかの実施形態によるカートリッジ１０の細部構造について説明した。以下では、図５を参照して制御本体２０の細部構造について詳細に説明することとする。

図５は、本開示のいくつかの実施形態による制御本体２０の細部構造を示す例示的な図である。

図５に示されたように、制御本体２０は、本体ケース２３０、制御部２１０、バッテリー２２０および超音波振動子２４０を含むことができる。ただし、図５には、本開示の実施形態と関連した構成要素のみが示されている。したがって、本開示の属する技術分野における通常の技術者なら、図５に示された構成要素の他に他の汎用的な構成要素がさらに含まれ得ることが分かる。以下、制御本体２０の各構成要素について説明する。

本体ケース２３０は、制御本体２０の外観を形成することができる。本体ケース２３０は、内部構成要素（ｅ．ｇ．２１０、２２０）を保護できる適切な素材からなり得る。

制御部２１０およびバッテリー２２０に関する説明は、重複した説明を排除するために省略することとする。これらに関する説明は、図１の説明部分を参照することとする。

次に、超音波振動子２４０は、液状のエアロゾル形成基材１２１０を気化させるために超音波（超音波振動）を発生させることができる。例えば、超音波振動子２４０は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換させることができる圧電素子で具現されて、制御部２１０の制御によって超音波を発生させることができる。当該技術分野の当業者なら、超音波振動子２４０の原理について自明に理解できるところ、これに関するこれ以上の説明は省略することとする。超音波振動子２４０は、制御部２１０およびバッテリー２２０と電気的に連結され得る。

いくつかの実施形態において、超音波振動子２４０は、平たい形態を有することができ、ウィク１４０と互いに密着配置され得る（図６参照）。このような結合構造で気化面積と霧化量が極大化され得る。また、超音波振動子２４０は、制御本体２０の開放された上端部の付近に位置することができる。このような場合、超音波振動子２４０に対する清掃が手軽で、容易であると共に、制御本体２０がカートリッジ１０が結合されることで、超音波振動子２４０がウィク１４０と容易に密着することができる。

また、いくつかの実施形態において、前記超音波の周波数は、略２０ｋＨｚ～１５００ｋＨｚ、または略５０ｋＨｚ～１０００ｋＨｚ、または略１００ｋＨｚ～５００ｋＨｚでありうる。このような数値範囲で、適切な気化速度と霧化量が保障され得る。

一方、いくつかの実施形態では、図５に示されたように、制御本体２０は、超音波振動子２４０に密着配置されたダンパー２５０をさらに含むことができる。図５は、超音波振動子２４０と本体ケース２３０との間に２個のダンパー２５０が配置されたことを例として示しているが、これは、理解の便宜のためのものに過ぎず、ダンパー２５０の個数は変わることができる。例えば、超音波振動子２４０が円板形状である場合、９０度間隔で４個のダンパー２５０が配置されることもでき、円板部分の周りに沿って延びるリング形状のダンパー２５０が１個配置されることもできる。ダンパー２５０は、超音波振動子２４０を保護しつつ、超音波振動子２４０により発生した振動が本体ケース２３０に伝達されないように振動を吸収する役割を行うことができる。したがって、ダンパー２５０は、シリコン素材のように振動を吸収できる素材からなることが好ましい。

また、いくつかの実施形態において、図５に示されたように、ダンパー２５０は、本体ケース２３０と超音波振動子２４０との間の隙間を密封するように配置され得る。このような場合、本体ケース２３０と超音波振動子２４０との間の隙間に液体（ｅ．ｇ．１２１０）または気体（ｅ．ｇ．エアロゾル）が漏れ出て制御本体２０に故障が発生する問題が大きく軽減され得る。たとえば、制御本体２０が湿気により損傷したり故障が発生するのが未然に防止され得る。本実施形態において、ダンパー２５０は、防水または防湿が可能な素材からなることが好ましい。

以上では、図５を参照して本開示のいくつかの実施形態による制御本体２０について説明した。以下では、図６を参照してカートリッジ１０と制御本体２０が結合された状態の細部構造について説明することとする。

図６は、本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置１の細部構造であって、カートリッジと制御本体が結合された状態を示す例示的な図である。重複した説明を排除するために、エアロゾル発生装置１の構成要素に関する説明は、省略することとする。

図６に示されたように、カートリッジ１０と制御本体２０が結合されることで、カートリッジ１０の開放された下端部と制御本体２０の開放された上端部が連結され得る。また、カートリッジ１０に配置されたウィク１４０と制御本体２０に配置された超音波振動子２４０が互いに密着することができる。前述したように、圧縮状態にあった弾性体１５０が伸張するにつれて、ウィク１４０が超音波振動子２４０側に移動することができ、その結果、ウィク１４０と超音波振動子２４０が密着することができる。弾性体１５０は、ウィク１４０を超音波振動子２４０側に移動させると同時に、ウィク１４０が超音波振動子２４０上に均一に配置されるようにすることができる。これにより、超音波振動子２４０から直接的な影響を受けるウィク１４０の面積が大きく増加し、気化速度と霧化量が増大することができる。

以上では、図６を参照してカートリッジ１０と制御本体２０の結合状態について説明した。以下では、図７を参照して超音波基盤のエアロゾル発生装置１の気流パス構造について説明することとする。

図７は、本開示のいくつかの実施形態による超音波基盤のエアロゾル発生装置１の気流パス構造を示す例示的な図である。また、図７は、パフ時に現れる気流（ｅ．ｇ．外気、エアロゾル）の流れを共に示している。

図７に示されたように、エアロゾル発生装置１内に外気が流入する第１気流パス１９１とエアロゾルが外部に排出される第２気流パス１９３が形成され得る。以下、各気流パス１９１、１９３について説明する。

第１気流パス１９１は、空気ホール１３１０から流入した外気が液体貯蔵槽１２０の中心付近を通過してエアロゾル発生領域１８０の中心部分まで到達するパスを意味し得る。ここで、エアロゾル発生領域１８０は、外気と気化したエアロゾル形成基材１２１０が混合およびエアロゾル化されてエアロゾルが発生する領域を意味し、図７に示された構造では、液体貯蔵槽１２０とウィク１４０との間の空間でエアロゾル発生領域１８０が形成され得る。

図７は、両側面の空気ホール１３１０から流入した外気が液体貯蔵槽１２０の中心付近を貫通する気流管で会ってエアロゾル発生領域１８０の中心に移動することを例として示している。しかし、空気ホール１３１０の個数（または第１気流パス１９１の個数）と第１気流パス１９１の細部構造は変わることができる。例えば、空気ホール１３１０の個数は、３個以上であってもよく、空気ホール１３１０を通じて流入した外気が個別的にエアロゾル発生領域１８０の中心付近に移動するように気流パスが形成されることもできる。

次に、第２気流パス１９３は、エアロゾル発生領域１８０で発生したエアロゾルがマウスピース１１０を通じて外部に排出されるパスを意味し得る。より具体的に、エアロゾル発生領域１８０で外気と気化したエアロゾル形成基材１２１０が混合およびエアロゾル化されてエアロゾルが発生することができる。このように発生したエアロゾルは、第２気流パス１９３を通じてエアロゾル発生領域１８０の外郭からマウスピース１１０側に移動することができる。

図７は、２個の第２気流パス１９３を通じて移動したエアロゾルがマウスピース１１０で会ってマウスピース１１０の外部に排出されることを例として示している。しかし、第２気流パス１９３の個数と細部構造は変わることができる。例えば、第２気流パス１９３の個数は、３個以上であってもよく、複数の第２気流パス１９３を通じて移動するエアロゾルは、マウスピース１１０で会わずに、外部に排出されることもできる。

また、図７は、エアロゾル発生領域１８０の中心付近で発生したエアロゾルが弾性体１５０を経て外郭付近に移動することを示している。この際、エアロゾルは、弾性体１５０に形成されたホールを通じて外郭付近に移動することもでき、弾性体１５０をバイパスして外郭付近に移動することもできる。このような細部気流パスは、多様に設計および具現され得る。

整理すると、実施形態によるエアロゾル発生装置１は、外気がエアロゾル発生領域１８０の中心付近に流入するように形成された第１気流パス１９１と、発生したエアロゾルがエアロゾル発生領域１８０の外郭付近でマウスピース１１０に移動するようにする第２気流パス１９3を含むことができる。このような気流パス構造は、良質のエアロゾルを発生させると同時に、霧化量を大きく増大させることができるが、その理由は、次の通りである。

上述した気流パス構造によれば、エアロゾル発生領域１８０の中心付近に流入した外気がエアロゾル発生領域１８０の外郭付近に移動するにつれて、気化が起こるウィク１４０の表面を全般的に通過することになる。これにより、ウィク１４０の表面で気化が促進されて、気化速度と霧化量が大きく増大することができる。

また、外気がウィク１４０の表面を全般的に通過することで、外気と気化したエアロゾル形成基材１２１０が適切に混合され得るが、これによって、良質のエアロゾルが発生することができる。

以上で、図７を参照して本開示のいくつかの実施形態によるエアロゾル発生装置１の気流パス構造について説明した。

以上、添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明したが、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者は、その技術的思想や必須の特徴を変更することなく、本開示が他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態は、すべての面において例示的なものであり、限定的なものでないことを理解しなければならない。本開示の保護範囲は、下記の請求範囲により解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は、本開示により定義される技術的思想の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
［項目１］
液状のエアロゾル形成基材を貯蔵する液体貯蔵槽と、
上記貯蔵されたエアロゾル形成基材を吸収するウィク（ｗｉｃｋ）と、
超音波を通じて上記吸収されたエアロゾル形成基材を気化させてエアロゾルを発生させる超音波振動子と、
上記超音波振動子を制御する制御部と、を含み、
上記ウィクの少なくとも一部分と上記超音波振動子の少なくとも一部分は、平たい形態を有する、超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目２］
上記ウィクの平たい部分の厚さは、１ｍｍ以下である、項目１に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目３］
上記ウィクの面積は、上記超音波振動子の面積より大きい、項目１または２に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目４］
上記ウィクと上記超音波振動子の平たい部分は、互いに密着するように配置される、項目１から３のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目５］
上記ウィクの平たい部分は、ウィクの中心部分であり、
上記ウィクの外郭の部分に配置されて、上記ウィクの外郭を固定するダンパー（ｄａｍｐｅｒ）をさらに含む、項目１から４のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目６］
上記超音波振動子に密着配置されて、上記超音波振動子の振動を吸収するダンパー（ｄａｍｐｅｒ）をさらに含む、項目１から５のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目７］
上記エアロゾル発生装置の外観を形成するケースをさらに含み、
上記超音波振動子は、上記ウィクの下部方向に位置し、
上記ダンパーは、上記ケースと上記超音波振動子との間の隙間を密封するように配置される、項目６に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目８］
上記ウィクの平たい部分に隣接してエアロゾル発生領域が形成され、
外気が上記エアロゾル発生領域の中心付近に流入するように形成された第１気流パスと、
上記発生したエアロゾルが上記エアロゾル発生領域の外郭付近からマウスピース方向に移動するように形成された第２気流パスと、をさらに含む、項目１から７のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目９］
上記第２気流パスは、複数個であり、
上記複数個の第２気流パスを通じて移動したエアロゾルは、上記マウスピースで会って外部に排出される、項目８に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目１０］
上記液体貯蔵槽と上記ウィクは、交換可能なカートリッジの少なくとも一部を構成し、
上記超音波振動子と上記制御部は、上記カートリッジと結合される制御本体の少なくとも一部を構成する、項目１から９のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目１１］
上記制御本体の開放された上端部が上記カートリッジの下部と結合され、
上記超音波振動子は、開放された上端部の付近に位置する、項目１０に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目１２］
上記カートリッジは、上記ウィクを弾性的に支持する弾性体をさらに含み、
上記弾性体が伸張するにつれて、上記ウィクの平たい部分が上記超音波振動子側に移動する、項目１０または１１に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目１３］
上記カートリッジは、上記制御本体と結合される前に、上記弾性体が圧縮された状態で密封部材により密封されている、項目１２に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
［項目１４］
上記吸収されたエアロゾル形成基材を加熱するヒーターをさらに含む、項目１から１３のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。

Claims (13)

1. 交換可能なカートリッジと、
   前記カートリッジと結合される制御本体と、を備え、
   前記カートリッジは、液状のエアロゾル形成基材を貯蔵する液体貯蔵槽と、
   前記貯蔵されたエアロゾル形成基材を吸収するウィク（ｗｉｃｋ）と、
   前記ウィクを弾性的に支持する弾性体と、を含み、
   前記制御本体は、超音波を通じて前記吸収されたエアロゾル形成基材を気化させてエアロゾルを発生させる超音波振動子と、
   前記超音波振動子を制御する制御部と、を含み、
   前記ウィクの少なくとも一部分と前記超音波振動子の少なくとも一部分は、平たい形態を有し、
   前記カートリッジは、前記制御本体と結合される前に、前記弾性体が圧縮された状態で密封部材により密封されている、
   超音波基盤のエアロゾル発生装置。
2. 前記吸収されたエアロゾル形成基材を加熱するヒーターをさらに含む、請求項１に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
3. 前記ウィクの平たい部分の厚さは、１ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
4. 前記ウィクの面積は、前記超音波振動子の面積より大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
5. 前記ウィクと前記超音波振動子の平たい部分は、互いに密着するように配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
6. 前記ウィクの平たい部分は、ウィクの中心部分であり、
   前記ウィクの外郭の部分に配置されて、前記ウィクの外郭を固定するダンパー（ｄａｍｐｅｒ）をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
7. 前記超音波振動子に密着配置されて、前記超音波振動子の振動を吸収するダンパー（ｄａｍｐｅｒ）をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
8. 前記エアロゾル発生装置の外観を形成するケースをさらに含み、
   前記超音波振動子は、前記ウィクの下部方向に位置し、
   前記ダンパーは、前記ケースと前記超音波振動子との間の隙間を密封するように配置される、請求項７に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
9. 前記ウィクの平たい部分に隣接してエアロゾル発生領域が形成され、
   外気が前記エアロゾル発生領域の中心付近に流入するように形成された第１気流パスと、
   前記発生したエアロゾルが前記エアロゾル発生領域の外郭付近からマウスピース方向に移動するように形成された第２気流パスと、をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
10. 前記第２気流パスは、複数個であり、
    前記複数個の第２気流パスを通じて移動したエアロゾルは、前記マウスピースで会って外部に排出される、請求項９に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
11. 前記制御本体の開放された上端部が前記カートリッジの下部と結合され、
    前記超音波振動子は、開放された上端部の付近に位置する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
12. 前記弾性体が伸張するにつれて、前記ウィクの平たい部分が前記超音波振動子側に移動する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の超音波基盤のエアロゾル発生装置。
13. 液状のエアロゾル形成基材を貯蔵する液体貯蔵槽と、
    前記貯蔵されたエアロゾル形成基材を吸収するウィク（ｗｉｃｋ）と、
    超音波を通じて前記吸収されたエアロゾル形成基材を気化させてエアロゾルを発生させる超音波振動子と、
    前記超音波振動子を制御する制御部と、
    前記吸収されたエアロゾル形成基材を加熱するヒーターと、を含み、
    前記ウィクの少なくとも一部分と上記超音波振動子の少なくとも一部分は、平たい形態を有し、
    前記制御部は、エアロゾル発生装置の使用者のパフパターンを分析して、前記使用者のパフ長さまたはパフ強度が増加する場合、ヒーターの加熱温度を増加させ、前記使用者のパフ長さまたはパフ強度が減少する場合、前記ヒーターの加熱温度を減少させる、
    超音波基盤のエアロゾル発生装置。

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