JP7311085B2 - 電子エアロゾル供給システム - Google Patents

Description

本開示は、電子タバコなどの電子エアロゾル供給システムに関する。

電子タバコ（ｅシガレット）などの電子エアロゾル供給システムは、ニコチンが通常含まれる配合物を含有する原料液体のリザーバを一般に含み、この原料液体から例えば熱気化によって蒸気が生成される。したがって、エアロゾル供給システムの蒸気源は、例えば吸い上げ／毛細管現象によってリザーバから原料液体を受け取るように配置された吸い上げ要素を有するヒーターを備え得る。使用者がシステムで吸入する間、電力が加熱要素に供給されて加熱要素の近傍の原料液体が気化され、使用者が吸入するための蒸気が生成される。このようなシステムは通常、システムのマウスピース端部から離れて配置された１つ又は複数の空気入口孔を備える。使用者がシステムのマウスピース端部に連結されたマウスピースを吸うと、空気は空気入口孔から蒸気源を通って引き込まれる。蒸気源とマウスピースの開口部との間をつなぐ流路があり、それにより、蒸気源を通って引き込まれた空気が流路に沿ってマウスピースの開口部まで進むと、蒸気源からの蒸気の一部が空気と共にエアロゾルの形で運ばれる。このエアロゾルは、使用者が吸い込めるようにマウスピース開口部からエアロゾル供給システムを出る。

このようなシステムでは、蒸気源及び加熱要素は、原料液体を受け入れるリザーバと加熱要素の両方を含む構成要素である使い捨ての「カトマイザー」に設けることができる。カトマイザーは、エアロゾル供給システムを動作させるのに使用できる、制御回路及びバッテリーなどの様々な電子構成要素を含む再使用可能部（「デバイス」部と呼ばれることもある）に、使用時に結合される。加熱要素は、カトマイザーと再使用可能なデバイス部との間の電気接続部を介して電力をバッテリーから供給される。カトマイザー内の原料液体を使い切ると（すなわち、実質的にすべての原料液体が気化され吸入されると）、使用者はカトマイザーを交換し、新しいカトマイザーを装着して気化液体を引き続き生成及び吸入する。

上述の電子エアロゾル供給システムでは、原料液体は一般にリザーバ内に収容されているが、場合によって吸い上げ要素（通常では、リザーバと流体連通している繊維状材料）を介してリザーバから出るおそれがある。吸い上げ要素は、毛細管現象を利用してリザーバから液体を移す。原料液体は、液体の毛細管現象又は表面張力によって、ある程度吸い上げ要素内に保持できるが、場合によっては原料液体の漏洩が起きる。この漏洩は、原料液体のシステムからの漏洩（及び使用者の持ち物又は衣類への漏洩）及びシステム内での液体の蓄積（すなわち滞留）を含む、エアロゾル供給システムの使用者にとっての複数の問題を引き起こすおそれがあり、これらの問題は、形成されるエアロゾル全体に影響を与えて、あまり安定していなかったりあまり快適でなかったりする体験をもたらし得る。加えて、カトマイザー構成要素を交換するときに、原料液体の漏洩が発生することもある（交換するとき、使用者がカトマイザーを動かすことによって、吸い上げ要素内に保持された液体に機械的な力が本質的に加わり得る）。

これらの問題のいくつかに対処する助けにしようとする様々な手法について説明する。

いくつかの実施形態の第１の態様によれば、エアロゾル前駆体材料を収容するためのリザーバと、リザーバに両方とも流体連結された入口ポート及び出口ポートと、加圧流体をリザーバに入口ポートを介して供給して、リザーバの外部の圧力に対してリザーバ内の圧力を増大させ、それによりエアロゾル前駆体材料をリザーバから出口ポートを介して強制的に出すように構成されたコントロールユニットとを備える、エアロゾル供給システムが提供される。

いくつかの実施形態の第２の態様によれば、エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバに、リザーバに流体連結された入口ポートを介して加圧流体を入らせることによって、リザーバの外部の圧力に対してリザーバ内の圧力を増大させ、それにより、リザーバから、リザーバに流体連結された出口ポートを介してエアロゾル前駆体材料を強制的に出すように構成されたコントロールユニットを備える、エアロゾル供給デバイスが提供される。

いくつかの実施形態の第３の態様によれば、エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバと、リザーバに両方とも流体連結された、加圧流体を受け入れるための入口ポート及び出口ポートとを含むカートリッジであって、リザーバ内の圧力が閾値を超えたときにエアロゾル前駆体材料を出口ポートから放出させるように構成されている、カートリッジが提供される。

いくつかの実施形態の第４の態様によれば、エアロゾル前駆体材料をリザーバから供給する方法が提供され、前記リザーバは、リザーバに流体結合された入口ポート及び出口ポートを備え、前記方法は、リザーバ内の圧力をリザーバの外部の圧力に対して増大させるために、入口ポートを介して加圧流体をリザーバに入らせるステップと、
エアロゾル前駆体材料をリザーバから出口ポートを介して強制的に出す増大させた圧力に応じて、エアロゾル前駆体材料をリザーバから供給するステップとを含む。

いくつかの実施形態の第５の態様によれば、エアロゾル前駆体材料をリザーバから供給する方法が提供され、前記方法は、リザーバ内の圧力を閾値以上の値まで増大させるステップを含み、この閾値を超えるとエアロゾル前駆体材料はリザーバを出ることができ、この閾値未満ではエアロゾル前駆体材料がリザーバを出ることができない。

本発明の第１の態様及び他の態様に関連して上述した本発明の特徴及び態様は、上述の特定の組み合わせだけでなく、必要に応じて本発明の別の態様による本発明の諸実施形態に等しく適用可能であり、これらと組み合わされてもよいことを理解されたい。

次に、本発明の実施形態について、単なる例として添付の図面を参照して説明する。

図１は、カートリッジ部のリザーバからの液体又は他の適切なエアロゾル前駆体材料の流れを、生成された加圧流体を用いて制御するための加圧流体生成器を有するデバイス部を含む、本開示の原理によるエアロゾル供給システムを概略的に示す図である。 図２は、図１のエアロゾル供給システムのカートリッジ部をより詳細に、具体的には断面で概略的に示す図である。 図３は、図１のエアロゾル供給システムの再使用可能なデバイス部をより詳細に、具体的にはカートリッジ部なしで概略的に示す図である。 図４は、図１のエアロゾル供給システムの例示的な動作方法を示すフロー図である。 図５（ａ）～図５（ｄ）は、図１のエアロゾル供給システムのカートリッジ部を、エアロゾル供給システムの動作中の様々な時間において概略的に示す図である。 図６は、図１のエアロゾル供給システムのカートリッジ部のリザーバ内の圧力値（ｙ軸線）を、エアロゾル供給システムの動作中の時間（ｘ軸線）に対して表すグラフである。 図７は、加圧流体源を用いてカートリッジ部のリザーバからの液体又は他の適切なエアロゾル前駆体材料の流れを制御するための加圧流体源を有するデバイス部を含む、本開示の原理によるエアロゾル供給システムの一代替実施態様を概略的に示す図である。

特定の例及び実施形態の態様及び特徴について、本明細書にて議論／説明する。特定の例及び実施形態のいくつかの態様及び特徴は、従来どおり実施することができ、これらについては、話を簡潔にする目的で、詳細には議論／説明しない。したがって、本明細書にて言及するが詳細には説明していない装置及び方法の態様及び特徴は、そのような態様及び特徴を実施するための任意の従来の手法によって実施できることを理解されたい。

本開示は、ｅシガレットなどの、蒸気供給システムとも呼ばれるエアロゾル供給システムに関する。以下の説明全体を通して、用語の「ｅシガレット」及び「電子タバコ」が場合によって使用されることがあるが、この用語はエアロゾル供給システム及び電子エアロゾル供給システムと交換可能に使用され得ることを理解されたい。本開示は、エアロゾルを生成するために、ニコチンを含んでいることもいないこともある原料液体を、例えば、加熱することによってエアロゾル化するように構成されたシステムに適用することができる。しかし、本開示はまた、固体／非晶質固体の基材を燃焼させずに加熱することによって化合物を放出するように構成されたシステムに適用することもできる。基材は、例えば、タバコ又は他の非タバコ製品であり、ニコチンを含んでいることもいないこともある。いくつかのシステムでは、固体材料／非晶質固体材料は液体基材に加えて提供されるので、本開示はまた、諸基材を組み合わせたものからエアロゾルを生成するように構成されたハイブリッドシステムに適用することもできる。より一般的には、基材には、例えば、固体、液体、又は非晶質固体が含まれてもよく、これらすべてがニコチンを含んでいてもいなくてもよい。ハイブリッドシステムは、液体、アモルファス固体、及び固体の諸基材の任意の組み合わせを含み得る。本明細書で使用される「エアロゾル化可能基材」又は「エアロゾル前駆体材料」という用語は、熱を加えることによって、又は他のいくつかの手段によってエアロゾルを形成できる基材を指すものである。さらに、当技術分野で一般的であるように、「蒸気」及び「エアロゾル」という用語、並びに「気化させる」、「揮発させる」、及び「エアロゾル化する」などの関連用語もまた、交換可能に使用することができる。

エアロゾル供給システム（ｅシガレット）は、常にではないが多くの場合、再使用可能部（コントロールユニット部）と交換可能（使い捨て）カートリッジ部の両方を含むモジュラーアセンブリを備える。多くの場合、交換可能カートリッジ部は、エアロゾル前駆体材料及びアトマイザーアセンブリを備え、コントロールユニット部は、電源（例えば、再充電可能バッテリー）及び制御回路を備える。これら様々な部分は、機能に応じてさらなる要素を備え得ることを理解されたい。例えば、コントロールユニット部は、使用者入力を受けるための、及び動作状態特性を表示するための使用者インターフェースを備える。カートリッジ部は、使用するコントロールユニット部に、例えば、ねじ山、ラッチ又はバヨネット固定具を用いて機械的に結合される。カートリッジ部内のエアロゾル前駆体材料が使い果たされたとき、又は使用者が、異なるエアロゾル前駆体材料を有する別のカートリッジ部に切り替えたいときには、カートリッジ部をコントロールユニットから取り出し、その代わりに交換用カートリッジ部を取り付けることができる。この種の二部品モジュール構成に適合するデバイスは、一般に二部品デバイスと呼ばれることがある。電子タバコが概して細長い形状を有することもまた一般的である。具体例を提示するために、本明細書で説明される本開示の特定の実施形態は、使い捨てカートリッジ部を利用するこの種の概して細長い二部品デバイスを含むと理解されたい。しかし、本明細書で説明される基本原理は、様々な電子タバコ構成、例えば、単一部品デバイス、若しくは２つより多い部分を備えるモジュールデバイス、詰め替え可能デバイス及び一回限りの使い捨てデバイス、並びに例えば、通例、より箱状の形状を有する、いわゆるボックスモッド（ｂｏｘ－ｍｏｄ）高性能デバイスに基づく、他の全体形状に適合するデバイスのために等しく採用され得ることが理解されよう。

本開示は、エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバが、流体の印加によって選択的に加圧されて、エアロゾル前駆体材料の少なくとも一部分がリザーバから、例えば、リザーバに結合された出口ポートを通って押し進められる、エアロゾル供給システム及びデバイスに関する。エアロゾル前駆体材料は、エアロゾル前駆体材料がひとりでにリザーバを出る可能性を防止する、又は大幅に低減させるようにしてリザーバ内に貯蔵され、言い換えれば、リザーバは、リザーバ内のエアロゾル前駆体材料の保持を増大させるように構成される。例えば、リザーバは、十分な力又は圧力が印加されると開位置まで動く出口弁を含み得る。１つの実施態様では、リザーバは、流体がリザーバに加えられていないときにリザーバの内部容積部を閉じるように作動する入口弁及び出口弁を備え、これにより液体をリザーバ内によりよく保持する。本開示では、エアロゾル前駆体材料がリザーバから出ることが十分に防止され、これにより、デバイスを扱う使用者と微生物の増殖の両方に関しての衛生状態の改善、並びに、エアロゾル化されていなくて、又は十分にエアロゾル化されていなくて、生成されたエアロゾルに影響を及ぼすエアロゾル前駆体材料からの異味などが存在することが減少するという潜在的な利点が得られる、実施態様を提示する。

図１～図３は、本開示の諸態様によるエアロゾル供給システム１０の態様を示す概略図である。エアロゾル供給システム１０は、エアロゾル供給デバイス部２０（簡潔にするために、本明細書ではデバイス部２０）と、カートリッジ部３０（図２にはより明確に見える）とを備える。デバイス部分２０は、本明細書では、「コントロールユニット」又は「再使用可能部」と呼ばれることもあり、これらの用語は、本明細書では「デバイス部」と交換可能と考えられる。カートリッジ部３０は、より詳細に以下で説明するように、デバイス部２０に取り出し可能に結合するように配置されている。

図１は、デバイス部２０に結合されたカートリッジ部３０の概略的な断面図を示し、これは、使用者が通常、エアロゾル供給システム１０を使用してエアロゾルを生成する一構成である。図２は、デバイス部２０から分離したカートリッジ部３０の断面図を概略的に示す。図３は、カートリッジ部３０がデバイス部２０から引き離されているデバイス部２０の断面の斜視図を示す。図を分かりやすくするために、例えば配線及びより複雑な形状などの、様々な構成要素及び細部が図１～図３では省略されていることに留意されたい。

カートリッジ部３０は、エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバ３２を含む。この特定の実施態様では、エアロゾル前駆体材料は、液体エアロゾル前駆体材料（原料液体と呼ばれることもある）である。原料液体は、ニコチン及び／又は他の有効成分、並びに／或いは１つ若しくは複数の香料を含み得る。本明細書では、「香料」及び「香味料」という用語は、当地の規則で許可される場合に、所望の風味又は香りを作り出すために成人消費者向けの製品に使用されてもよい材料を指す。原料液体はまた、プロピレングリコール又はグリセロールなどの他の成分を含んでいてもよい。理解されるはずであるように、カートリッジ部３０は、使用者が吸入するためにエアロゾル化される原料液体を収容する。

デバイス部２０は、外側ハウジング２１と、生成されたエアロゾルが通過してデバイス部２０を出ることができるマウスピース２２と、カートリッジ部３０を受け入れるためのレセプタクル２３と、電源２４と、制御回路２５と、加圧流体生成器２６と、アトマイザー２７とを含む。

デバイス部２０は、例えばプラスチック又は金属材料から形成できる外側ハウジング２１を含む。外側ハウジング２１は、破線ＬＡで示される長手方向軸線に沿って延びる概ね円筒形の形状を有し、それに対応して、長手方向軸線ＬＡに沿って見たときに概ね円形の断面形状を有する。カートリッジ部３０もまた、カートリッジ部の中心軸線（図示せず）に沿って延びる概ね円筒形の形状を有する。しかし、他の実施態様では、デバイス部２０及び／又はカートリッジ部３０の形状及び／又は断面形状は異なっていてもよく、楕円形、正方形、長方形、六角形、又は必要に応じて他の規則的若しくは不規則な形状などの諸形状を有し得ることを理解されたい。

外側ハウジング２１は、デバイス部２０の一方の端部にマウスピース２２を含み、このマウスピース２２は、生成されたエアロゾルを使用者が吸入できるようにするための開口部２２ａをさらに含む。マウスピース２２は、デバイス部２０のハウジング２１と一体化して形成されているが、他の実施態様では、マウスピース２２は、衛生上の理由からマウスピースを交換できるようにするために、適切な機構、例えば、ねじ山又は押込みばめによってハウジング２１に取り外し可能に結合することができる。マウスピース２２は、システム１０の通常の使用中に使用者の口に入れられるか、さもなければ使用者の口に近接する、デバイス部２０の端部を画定する。デバイス部２０のマウスピース端部はまた、近位端と呼ばれることもある。それに対応して、近位端の反対側の端部は、デバイス部２０の遠位端と呼ばれることがある。外側ハウジング２１はまた、デバイス部２０の近位端と遠位端の間の側面を含み、この側面は、通常の使用の際に使用者が、例えば自分の手で保持する面である。

デバイス部２０は一般に、交換可能カートリッジ部３０の予想寿命よりも長い動作寿命を持つ構成要素を含み、この構成要素は、リザーバ３２に存在する原料液体の量によって画定することができる。デバイス部２０は、複数のカートリッジ部３０に対して使用されることが意図されており、それゆえにデバイス部２０は、再使用可能であると言われる。図１及び図３を参照すると、ハウジング２１は、カートリッジ部３０を受け入れるように寸法設定されているレセプタクル２３を含む。このレセプタクルは、カートリッジ部３０がデバイス部２０に結合される場所を画定する。レセプタクル２３は、デバイス部２０の遠位端と近位端の間に配置される。図１では、カートリッジ部３０とレセプタクル２３の内壁との間の隙間が分かりやすくする目的で強調されているが、実際の実施態様では、レセプタクル２３／カートリッジ部３０は、カートリッジ部３０がレセプタクル２３の中にぴったり収まるように寸法設定されている。再使用可能なデバイス部２０とカートリッジ部３０は、カートリッジ部３０をデバイス部２０から長手方向軸線ＬＡにほぼ垂直な方向に引っ張り出すことによって、互いに分離可能／脱着可能である。カートリッジ部３０がデバイス部２０に結合されると、図１で大まかに示されているように、カートリッジ部３０の中心軸線はデバイス部２０の長手方向軸線ＬＡと合致するが、他の実施態様では、これらの軸線が互いにオフセットしていることもある。

図３に見られるように、この実施態様のレセプタクル２３は、デバイス部２０の中に延びる半円筒形の凹部が下に配置されている、半円筒形の切り欠き（すなわち、外側ハウジングの部分が何もない半円筒形の部分）であると大まかに考えることができる。これら２つの半円筒形部分は、クレードル構成を形成し、円筒形カートリッジ部３０を中に配置できる実質的に円筒形の容積部を画定する。この実施態様では、円筒形カートリッジ部３０の半分が半円筒形の凹部に収まり、外側ハウジング２１によって覆われ、カートリッジ部３０の他の半分は露出している。レセプタクル２３及び／又はカートリッジ部３０は、カートリッジ部３０の外面がハウジング２１の外面と大まかに合致するように形作ることができる。

カートリッジ部３０は、カートリッジ部３０を長手方向軸線ＬＡに向かう方向に押すことによってレセプタクル２３に挿入され、カートリッジ部３０を長手方向軸線ＬＡから離れる方向に引っ張ることによってレセプタクル２３から取り出される。カートリッジ部３０を取り出しやすくするために、カートリッジ部３０及び／又は外側ハウジング２１は、使用者がカートリッジ部３０を把持できるようにする機能部を有し得る。例えば、カートリッジ部３０の外面に突起又は凹部を配置することができる。ハウジング２１及び／又はカートリッジ部３０はまた、カートリッジ部３０をレセプタクル２３内に保持するために、又は保持する助けにするために使用できるロック機構（図示せず）を備えることもできる。代替又は追加として、デバイス部２０にヒンジで取り付けた蓋が、カートリッジ部３０の露出部分を覆ってカートリッジ部３０をレセプタクル２３内に保持する、又は保持する助けになるように設けられてもよい。

カートリッジ部３０は、原料液体の供給が尽きたときに、又は使用者が原料液体の香料／タイプを変更したい場合にカートリッジ部３０を交換するために、再使用可能なデバイス部２０から取り出され、必要であれば別のカートリッジ部３０と交換される。

再使用可能なデバイス部２０は、エアロゾル供給システム１０に電力を供給するためのバッテリー又は電池（例えば、リチウムイオンバッテリー）などの電源２４をさらに含む。バッテリーは、再充電可能及び／又は交換可能なものとすることができる。任意の適切なバッテリーが、再使用可能なデバイス部２０内に設置されてよいことを理解されたい。

制御回路２５は、例えば、（マイクロ）コントローラ、プロセッサ、ＡＳＩＣ又は同様の形の制御チップを設けることによってエアロゾル供給デバイスの制御機能を実現する回路基板を含む。制御回路２５は、アトマイザー２７の動作、及び以下でより詳細に説明する加圧流体生成器２６の動作を含む、システム１０に付随する任意の機能を制御するように配置することができる。しかし、制御回路２５はまた、バッテリー２４の充電又は再充電、デバイス部２０の動作状態／状況と関連付けられた視覚インジケータ（例えば、ＬＥＤ）／表示装置、又は外部デバイスと通信するための通信機能などを制御することもできる。制御回路２５は、プリント回路基板（ＰＣＢ）で構成することができる。制御回路２５によって実現される機能は、複数の回路基板間、及び／又は、ＰＣＢに搭載されていない構成要素間で分割されてもよく、これらの追加の構成要素及び／又はＰＣＢは、必要に応じてエアロゾル供給デバイス内に配置できることにも留意されたい。例えば、バッテリー２４の（再）充電を制御するための制御回路２５の機能は、放電を制御するための機能とは別に（例えば、別のＰＣＢ上に）設けることができる。

加圧流体生成器２６は、初期流体から加圧流体を生成できる構成要素である。言い換えると、加圧流体生成器２６は、第１の圧力である流体の圧力を第２の圧力まで増大させることができる。記載の実施態様では、加圧流体生成器２６は空気圧縮機２６であり、したがって、加圧空気を生成することができる。空気圧縮機２６は、１つ又は複数の空気圧縮機入口２６ｂを介してデバイス部２０の外部環境と流体連通しており、この空気圧縮機入口は、外側ハウジング２１上に配置され空気圧縮機２６の入口に流体結合された開口部であってよい。動作時、空気圧縮機２６は、入口２６ｂを介してデバイス部２０の外部から空気を引き込み、環境空気よりも圧力が大きい加圧流体（より具体的には加圧空気）を生成することができる。図１では加圧流体生成器２６が１つの特定の場所に示されているが、生成器２６はデバイス部２０内の任意の適切な場所に配置することができ、生成器をカートリッジ部３０に適切に連結するには配管などを使用できることを理解されたい（より詳細に以下で説明する）。

任意の適切な空気圧縮機２６が、本開示の原理に従って使用されてよい。例えば、１つの実施形態では、空気圧縮機２６は圧電ポンプである。空気圧縮機２６が空気をどこまで昇圧するかは、カートリッジ部３０の特性（以下でより詳細に論じる）に応じて実施態様ごとに異なり得る。記載の実施態様では、空気圧縮機から出力される加圧空気の圧力は、１００～６００ｍｂａｒであるが、この値は、圧電ポンプの動作周波数及び所望の出力流量に依存し得る。

アトマイザー２７は、エアロゾル前駆体材料からエアロゾルを生成することができる任意の構成要素である。アトマイザー２７は、抵抗加熱要素、誘導加熱要素、振動メッシュ、輻射熱源、化学物質などを含み得る。アトマイザー２７の選択及び適性は、エアロゾル化されるエアロゾル前駆体材料によって決まり得る。具体的な例として、記載の実施態様では、アトマイザーは、非導電性基板（セラミックなど）と、電流が材料に通されると加熱される導電性材料（ニクロムなど）とを含む加熱要素２７である。加熱要素２７は、（長方形の）平面板の形を取る。導電性材料は、（例えば、バッテリー２４から電力を加えることによって）抵抗加熱される。加熱要素２７は、例えば１５０～３５０℃の範囲の、原料液体を気化してエアロゾルを生成できる温度に達するのに適している。

加熱要素２７の温度はまた、特定の実施態様では、特定の温度を達成及び／又は維持するように制御することもできる。図１には示されていないが、デバイス部３０は、加熱要素２７の温度を検知するように構成された、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）などの加熱要素温度センサを任意選択で含み得る。これらの実施態様では、制御回路２５は、検知された加熱要素２７の温度に基づいて特定の温度を達成又は維持するために、加熱要素２７に供給される電力を制御することができる。しかし、他の実施態様では、加熱要素２７の温度は、別個の温度センサを使用せずに、例えば、加熱要素２７の電気抵抗を決定するように構成されている制御回路２５によって得ることができる。

図１及び図２を参照すると、カートリッジ部３０は、外側ハウジング３１、外側ハウジング３１の内面によって画定されたリザーバ３２、リザーバ３２内の原料液体３３、入口ポート３４、及び出口ポート３５を含む。

カートリッジ部３０の外側ハウジング３１は、中空領域が外側ハウジング３１内に存在するように構成されている。この中空領域は、カートリッジのリザーバ３２を画定し、ある量の原料液体３３、例えば、最大２ｍＬの原料液体を貯蔵するように構成された容積部を形成する。原料液体３３は、記載の実施態様では自由に供給され、このことは原料液体３３が、主として外側ハウジング３１の内面によってのみ保持され、それ以外ではリザーバ３２内で自由に動くことを意味する。しかし、他の実施態様では、リザーバ３２は、例えば、原料液体３３に浸された綿又は発泡体を含み得る。

入口ポート３４及び出口ポート３５は、カートリッジ部３０の入口及び出口を画定する。入口ポート３４及び出口ポート３５は、リザーバ３２に流体結合されており、したがって、それぞれリザーバ３２の入口及び出口を形成している。入口ポート３４は、カートリッジ部３０がデバイス部２０に結合されたときに、すなわちレセプタクル２３に入れられたときに、入口ポート３４がさらに、加圧流体通路２６ａを介して空気圧縮機２６と流体連通するように配置されている。加圧流体通路２６ａは、空気圧縮機２６の出口とレセプタクル２３（及びカートリッジ部３０がレセプタクル２３に装着されたときの入口ポート３４）とを流体結合する流路である。したがって、空気圧縮機２６によって生成された加圧空気は、加圧流体通路２６ａを経由してカートリッジ部３０の入口ポート３４まで進むことができる。

加圧流体通路２６ａとカートリッジ部３０が結合されると（すなわち、カートリッジ部３０がレセプタクル３２に挿入されると）、加圧空気は流体通路２６ａに沿って入口ポート３４まで誘導される。この関連で、加圧流体通路２６ａとカートリッジ部３０（というよりも、加圧流体通路２６ａとカートリッジ部３０の嵌合）は、加圧流体通路２６ａからの加圧空気の漏洩を防止又は低減するように構成されている。言い換えると、加圧流体通路２６ａは、カートリッジ部３０及び／又は入口ポート３４と係合して気密（又は実質的に気密）封止部を形成する。図１に示された実施態様、より明らかに図２及び図３に示された実施態様では、加圧流体通路２６ａは、わずかにレセプタクル２３の中へ延びている。加圧流体通路２６ａの延長部は、カートリッジ部３０の凹部３４ａに収まるように配置され、以て封止部を形成している。凹部３４ａ及び／又は加圧流体通路２６ａの露出部は、気密封止部の形成を助けるＯリングなどの、封止要素を任意選択で含み得る。加圧流体通路２６ａの露出部を凹部３４ａに挿入しやすくするために、加圧流体通路２６ａ及び凹部３４ａの一方又は両方が可撓性材料（エラストマーなど）で形成され、及び／又はレセプタクル２３は、使用者がカートリッジ部３０をレセプタクル２３に挿入し、次にカートリッジ部３０の凹部３４ａを加圧流体通路２６ａの露出部に（長手方向軸線ＬＡに沿った方向に）押し付けることができるように、カートリッジ部３０の長さよりもわずかに長く寸法設定されている。これは、カートリッジ部３０と加圧流体通路２６ａの間に気密の、又は実質的に気密の嵌合をどのようにして実現できるかの１つの例であることを理解されたい。他の実施態様では、凹部をレセプタクル２３に形成し、入力ポート３４は、レセプタクル２３の凹部の中へ延びるように配置することができる。或いは、カートリッジ部３０は、デバイス部２０の対応するねじ山と結合するためのねじ山などの、別の結合機構を備えることもできる。

カートリッジ部３０がデバイス部２０に結合されると、出口ポート３５は加熱要素２７の近傍に配置される。原料液体３３は、出口ポート３５から（より詳細に以下で説明するように）加熱要素２７に向かって進むことができる。このようにして、原料液体３３は、カートリッジ部３０を出た後に加熱され、その後、空気入口２８からデバイスに入る空気と共にエアロゾルを形成することができる。図示していないが、カートリッジ部３０から排出された原料液体３３をヒーター素子２７に向けて案内する助けになるように、案内要素（中空円筒管など）が設けられることがある。

記載の実施態様の入口ポート３４及び出口ポート３５は、図３でより明確に示されるように、それぞれの弁を含む。この弁は、閉鎖／封止（少なくとも液密）構成になるように付勢されるように構成されており、したがって、それぞれの弁に特定の閾値圧力が印加されることに応じて開くように配置されている。厳密に言うと、弁が開くべき決められている閾値圧力は、実際には、リザーバ３２の外側の環境圧力に対する閾値圧力差である。したがって、カートリッジ部３０は、デバイス部２０から取り出されたときには液密であり、それゆえに、原料液体３３がカートリッジ部３０から漏洩する可能性は低いことになる。

しかし、他の実施態様では、１つ又は複数の入口弁及び出口弁が存在せず、代わりに入口ポート３４及び出口ポート３５が常に開いていてもよいことを理解されたい。これらの実施態様では、原料液体３３に対する入口ポート又は出口ポートの開口サイズ（すなわち、直径）を慎重に考慮することによって液密封止構成が得られ、それにより、原料液体３３の表面張力が、特定の閾値圧力未満では原料液体３３がカートリッジ部３０から出ないようにするために利用される。この場合、圧力が、表面張力では液体をもはや保持できなくなる点を超えると、液体は出口ポート３５から排出される。

図１を再び参照すると、カートリッジ部３０とデバイス部２０の構成要素とからなる構成体は、圧縮機２６によって生成された圧縮空気が、カートリッジ部３０のリザーバ３２の、マウスピース２２に最も近い側に押し込まれるようになっている。すなわち、入口３４は一般に、出口３５よりもマウスピース２２に近い。一般的に言えば、エアロゾル供給システム１０の通常の使用中、使用者は、マウスピース２２が使用者の口の中又はその近くにあるようにシステムを保持するが、遠位端（すなわち、マウスピース２２の反対側の端部）は、マウスピース端部よりもわずかに低く保持される。すなわち、通常の使用の際にデバイスは、マウスピース端部が遠位端よりも上に持ち上げられている勾配で保持される。これは、リザーバ３２内の液体が出口３５の近くに位置する傾向があることを意味する。その後、この構成体は、通常の使用の際に、出口３５と接触しているある量の液体があるために、空気が出口３５から押し出される可能性を低減する助けになる。出口３５及び入口３４は、この効果を改善する助けになるように、カートリッジ部３０内の様々な位置（例えば、軸線方向にオフセットされた位置）に配置できることを理解されたい。

次に、このようなエアロゾル供給システム１０の動作を、図４を参照して説明する。最初に、既にそのように行われていなければ、使用者は、原料液体３３を収容するカートリッジ部３０をデバイス部２０のレセプタクル２３に装着する（ステップＳ１）。述べたように、記載の実施態様では、このステップは、カートリッジ部３０の軸線がデバイス部２０の軸線ＬＡと合致するように、カートリッジ部３０をデバイス部２０の軸線ＬＡに向けて押すことによって、カートリッジ部３０を挿入することを含む。

次に、ステップＳ２で、使用者はエアロゾル供給システム１０を電源オンにする。この関連で、ハウジング２１は、デバイス部２０をオフモードから、電力が電源２４から制御回路２５に供給されるオンモードへ遷移させるためのボタン又は他の駆動機構を含む。いくつかの実施態様では、デバイス部２０がオフになっているときでも少量の電力が制御回路２５に供給されることがあるが、ステップＳ２では、より大きい電力が供給されて、制御回路２５のより多くの機能部に電力が供給されることが可能になることに留意されたい。

ステップＳ３で、デバイス部２０は、使用者動作を監視する。この使用者動作は、使用者がエアロゾルを吸入したいことを示すものである。例えば、その動作は、ハウジング２１の表面のボタンなどを作動させることであり得る。例えば、使用者は、ボタンを押し、次にマウスピース２２を自分の唇に近づけて吸入を始めることができる。或いは、動作は、実際にマウスピース２２を吸う使用者に基づくものでもよい。例えば、デバイス部２０は、使用者がデバイス部２０を吸っているときを検出するように構成された圧力センサ又は空気流センサ（図示せず）を含み得る。上記の使用者動作のいずれかが検出された場合、この方法はステップＳ４に進み、さもなければデバイス部２０は、使用者動作を引き続き監視する。

ステップＳ３で使用者動作が検出されると、制御回路２５は次に、ステップＳ４で、電力を空気圧縮機２６に供給して加圧流体（空気）の生成を開始する。この関連で、制御回路２５は、例えば、バッテリー２４から特定の電力を供給することによって空気圧縮機２６のモータを制御して加圧空気を生成する。ステップＳ５で、生成された空気は、加圧流体通路２６ａを介してカートリッジ部３０の入口ポート３４に印加（又は供給）される。加圧空気が入口ポートに印加されると、また、その圧力が入口ポート３４の弁の閾値を乗り越えるのに十分であると、入口ポート３４の弁が開かれる（したがって、リザーバ３２を開く）。

ステップＳ４及びＳ５は別個のステップとして示されているが、実際にはほぼ同時に実施されてもよいことを理解されたい。空気圧縮機は、囲まれた容積部に空気を強制的に送り込み、その容積部内の空気の圧力を徐々に増大させることによって動作する。囲まれた容積部は、別個の貯蔵容積部（例えば、空気圧縮機２６の一部として形成されている）であっても、圧縮流体通路２６ａ及び（閉じた）入口ポート３４によって形成された容積部であってもよい。

したがって、圧縮空気が圧縮機２６内に貯蔵されている場合、又は通路２６ａまで分離されている場合には、圧縮空気の放出を制御することができる（例えば、制御回路２５によって）。例えば、貯蔵容積部内の圧力がある限界に達すると、制御回路２５は、弁を開くことによって圧縮空気を放出する（空気はその後、通路２６に沿って移動する）ように構成することができる。或いは、空気圧縮機２６は空気を通路２６ａに継続して供給することができ、これにより通路２６ａ内の圧力が徐々に増加し、それゆえにステップＳ４とＳ５が実質的に同時に行われる。この場合、通路２６ａ内の空気圧は、入口ポート３４の弁が開くとき（また、圧縮空気がリザーバ３２に入ることができるとき）まで、徐々に増加し得る。

空気圧縮機２６は、リザーバ内の圧力がどれだけ変えられるかを決定し得るいくつかの動作パラメータを有し得ることを理解されたい。例えば、空気圧縮機２６は出力流量、例えば１秒当たりＸｍＬの空気によって特性を示すことができる。Ｘの値、入力ポート３４の弁の圧力閾値、及びリザーバによって画定された追加の「空の」容積部の値に応じて、入力ポート３４の弁は、実際上開いたままにすることも、（入力ポート３４の弁を再び開かせるのに十分な圧力が蓄積されるまで）閉じておくこともできる。具体的な例を提示するために、この実施態様では、入力ポート３４の弁は開いたままであると仮定されている。

次に、図５及び図６を参照して、原料液体３３を収容しているリザーバ３２に圧縮流体（すなわち、圧縮空気）が印加されたときに何が起きるかについて説明する。図５（ａ）～図５（ｄ）は、リザーバ３２に圧力を加えるサイクル中の様々な段階におけるカートリッジ部３０（具体的には出口ポート３５）の断面を示し、図６は、リザーバ３２内の圧力Ｐをｙ軸線に、時間ｔをｘ軸線に示しているグラフである。

図５（ａ）は、加圧流体がリザーバ３２に印加されていないときのカートリッジ部３２を示す。この状態では、出口ポート３５の弁は閉じられている。リザーバ３２内の圧力は、第１の圧力Ｐ１である。この状態は、図６でｔ＝０からｔ＝ｔ_１までに表されており、図はリザーバ３２内の一定圧力Ｐ１を示している。上述のように、これは入力ポート３４の弁が開く前の状態であり、したがって、空気圧縮機２６はｔ_１までの期間動作していることがあり、圧縮流体は、ｔ_０からｔ_１の間入力ポート３４の弁に印加されていることがあることを理解されたい。

時刻ｔ_１において、入力ポート３４の入口弁が空気圧縮機２６からの圧縮流体（空気）によって開かれる。この時点で、圧縮空気がリザーバ３２に入り始めることができる。このことは、図５（ｂ）に矢印で示されている。時刻ｔ_１で、リザーバ内の圧力が上昇し始める（図６に、ｔ_１の後の傾斜線で示されている）。

ある時点ｔ_２で、リザーバ３２内の圧力は、出口ポート３５の出口弁を開かせるのに十分な大きさになる。言い換えると、リザーバの内部と出口ポート３５の弁の外部環境との間に、出口ポート３５の弁を開かせる圧力差が出る。図６で、この圧力差は圧力Ｐ２として表されている。それゆえに、リザーバ３２内の圧力が圧力Ｐ２に達すると、出口ポート３５の出口弁が開き、そうする際に、リザーバ３２の内容物の一部分（例えば、原料液体３３の一部分）がリザーバ３２から漏出することが可能になる。図５（ｃ）は、このような、原料液体３３の滴がリザーバ３２から漏出する（出る）状況を示している。

この時点で、リザーバ３２内の圧力が低下する。この圧力低下は、理想気体方程式ＰＶ＝ｎＲＴを用いて、空気が理想気体として作用すること、この過程中に空気の温度が変化しないこと、及び原料液体３３が非圧縮性であることを仮定して合理的に説明することができる。理想気体方程式で、Ｐは圧力であり、Ｖは理想気体が占める容器の容積であり、ｎは理想気体のモル数であり、Ｒは気体定数であり、Ｔは理想気体の温度である。以上の仮定のもとで、ＲＴが定数であることは明らかであろう。原料液体がリザーバ３２から排出される瞬間の直前及び直後で、リザーバ内の空気のモル数は当然一定である（言い換えると、ｎは一定である）と仮定することができる。これは、ＰＶがある一定値に等しいことを意味する。述べたように、原料液体３３の一部がリザーバ３２から排出される。この排出された原料液体は、ある一定の体積を有する。原料液体が排出されると、リザーバ３２内で空気が占めることのできる容積は増加している（排出された原料液体の体積に比例する量だけ － 原料液体が相対的に非圧縮性であると仮定すると、増加量は原料液体の体積に等しい）。これは、リザーバ３２内の圧力が、一定値ｎＲＴを維持するために低下することを示唆する。

図６で、圧力は、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までに圧力Ｐ２からＰ１へ低下している。図６では、分かりやすくするために、ｔ_２からｔ_３までの期間が誇張されて示されている。実際の適用例では、ｔ_３はｔ_２に非常に近いと考えられる。また、図６では時刻ｔ_３でＰ１になる圧力を示しているが、必ずしもそうならないことがあることも理解されたい。というのはこの圧力が、空気圧縮機２６の出力流量（すなわち、リザーバに入るガスのモル流量）に応じてＰ１よりもわずかに高くなることがあるからである。

リザーバ３２内の圧力が低下する結果として、出口ポート３５の出口弁が閉位置に向けて付勢されて、追加の原料液体３３がリザーバ３２から出ることが阻止される。このことが図５（ｄ）に示されている。

したがって、本開示のカートリッジ部３０内の圧力は、第１の圧力から出発し、リザーバ３２に加圧流体が存在することにより第２の圧力まで上昇し、リザーバ３２の内容物の一部がリザーバ３２から排出されると、元の低い圧力へと下がることがわかる。

このサイクルは複数回繰り返され得る。各サイクルでリザーバ３２から出る原料液体３３の量に応じて、上述の各サイクルがデバイス部２０を１回吹かす／１回吸うことに適していることもあれば、ただ１回吹かすのに複数のサイクルが必要なこともある。後者の場合では、１回吹かすごとに生成できるエアロゾルの量に対して、より微細な制御を施すことができる。言い換えると、システム１０は、カートリッジ部３０から１秒当たりに排出されるエアロゾル生成材料の量を制御するように設定することができる。前者又は後者の事例は、デバイス部２０及びカートリッジ部３０の構成要素のパラメータを変更することによって実現できることもまた理解されたい。カートリッジ部３０を出る原料液体の体積は、出口ポートの幾何形状、弁の特性、リザーバの特性などを含む様々なパラメータに依存し得る。さらに、１秒当たりに排出される原料液体３３の量は空気圧縮機の出力流量に依存し、いくつかの実施態様では、制御回路２５は、空気圧縮機２６の出力流量（又は、より一般的にリザーバ３２への加圧流体の流量）を調整することによってカートリッジ部３０を出る液体の量を制御するように構成される。この流量は、ある量のエアロゾル生成材料を供給せよという指示などの使用者の入力に基づいて、又は使用者の吸入の特徴に応じて、調整することができる。

図４を再び参照すると、ステップＳ４及びＳ５の後、この方法は、制御回路２５が電力をアトマイザー２７に供給するステップＳ６へ進む。より具体的には、制御回路２５は、電力を加熱要素２７の抵抗要素（複数可）に供給して抵抗要素（複数可）を発熱させる。制御回路２５は、加熱要素２７が、リザーバ３２を出る原料液体３３を気化させるのに適している温度に達するように構成される。述べたように、この温度は、気化されるべき原料液体３３に応じて１５０℃～３５０℃の範囲内とすることができる。リザーバ３２を出た原料液体３３は次に、加熱要素２７によって気化される。

ステップＳ４、Ｓ５及びＳ６が順に説明されているが、これらのステップは任意の順序で実施されてよいことを理解されたい。場合によって加熱要素２７には、原料液体３３がリザーバ３２から排出される前に電力を供給することがある。こうするのは、加熱要素２７が動作温度に達するのに（言い換えると、熱的な遅れに対応するのに）一定の時間を必要とする場合であり得る。同様に、空気圧縮機２６と加熱要素２７の両方が動作状態に達するのに一定の時間を必要とする場合でもまた、ステップＳ５がステップＳ６の後に実施されることがある。

使用者がデバイス部２０のマウスピース２２を吸うと、空気が、デバイス部ハウジング２１に配置された空気入口２８を介してデバイス部２０に引き込まれる。空気通路は、加熱要素２７を経由するように配置されている。この空気通路は、図１に、入口２８から出発する一連の矢印で示されている。それゆえに、原料液体３３が上述のように加熱要素２７によって気化されると、空気が加熱要素２７による生成蒸気と混合してエアロゾルを形成する。使用者の吸引動作とは、エアロゾルがその後、デバイス部２０を通過してマウスピース２２の開口部２２ａに至り、次にエアロゾルが開口部を通過して使用者の口／肺に至ることを意味する。

ステップＳ７で、制御回路２５は、ステップＳ３で検出された使用者動作があるかを引き続き監視する。その動作が持続されている場合、プロセスは上で論じたように継続する（このプロセスは、上述のステップＳ４からＳ６からなる別のサイクルを実行することを含み得る）。使用者動作が持続されていない場合、方法はステップＳ８へ進み、空気圧縮機２６及び／又は加熱要素２７の一方への電力を止めることができる。次に、方法はステップＳ３へ進み、このサイクルが次の使用者動作に対して繰り返される。

図４に示された方法は例示的なものにすぎず、デバイスは、上で示唆されたように、図４に示されたものから修正された方法に従って動作できることを理解されたい。それゆえに、当面の利用、デバイスに使用される構成要素、及び／又は使用者の好みに応じて、デバイスは、適宜に構成又は設定することができる。

上述の加圧流体生成器２６は、より一般的に、加圧流体の供給源と呼ばれることがある。すなわち、本明細書で用いられる「加圧流体の供給源」とは、加圧流体が上述の初期の（非加圧又は低加圧の）流体から生成される機構だけを含むのではなく、貯蔵された事前加圧（すなわち、既に加圧された）流体の、例えば圧縮空気キャニスターなどの形の供給源も含むと考えられる。

図７は、加圧流体の貯蔵器を含むエアロゾル供給システム１１０の概略断面図を示す。図７のシステム１１０は、図１に関して説明したものと同様又は同一の多くの構成要素を含む。これらの構成要素は、図１に関して使用されたのと同じ参照符号で示されており、したがって、これらの構成要素についての説明の反復は、説明を簡潔にするために本明細書では提示しない。

エアロゾル供給システム１１０のデバイス部１２０は、空気圧縮機２６及び制御回路２５とは対照的に、加圧流体の貯蔵器１２６及びカートリッジ部３０（図１に記載されたカートリッジ部３０とほぼ同じ）への加圧流体の放出を制御するのに適した制御回路１２５を含むという点で、図１のエアロゾル供給システム１０のデバイス部２０とは異なる。

より具体的には、デバイス部１２０は、この例では圧縮空気キャニスターを含む、加圧流体の貯蔵器１２６を備える。しかし、任意の記述の加圧流体を収納する任意の適切な容器が、本開示の原理に従って使用されてもよいことを理解されたい。加圧流体の貯蔵器は、例えば、加圧流体を収容する容器を充填するための既知の技術を用いて、デバイス部１２０に取り付けられる前に事前加圧される。それゆえに、本明細書では、加圧流体の貯蔵器はまた、流体の事前加圧貯蔵器と呼ばれることもある。流体の事前加圧貯蔵器は、カートリッジ部３０がデバイス部１２０から分離可能であるのと同様に、デバイス部１２０から分離可能であり得る。それゆえに、事前加圧貯蔵器は、加圧流体がなくなったり、圧力が低くなりすぎて入口ポート３４の入口弁が作動できなくなったりした場合に、取り外して別の事前加圧貯蔵器と交換することが可能である。制御回路１２５は、例えば、事前加圧貯蔵器から放出される流体の圧力を適切なセンサ（図示せず）を用いて監視することによって、又は事前加圧貯蔵器の使用状況を記録することによって事前加圧貯蔵器がいつ使い果たされるかを特定する機能を備えることができる。

デバイス部１２０は、図１に関連して説明した流体通路２６ａとほぼ同様である加圧流体通路１２６ａをさらに備える。しかし、この例の流体通路１２６ａは、放出要素１２６ｃをさらに含む。放出要素１２６ｃは、流体通路１２６ａを選択的に閉鎖するように構成されている作動可能部材である。放出要素１２６ｃは、閉鎖位置に向けて付勢することができる。放出要素１２６ｃは、制御回路１２５によって制御可能である。より具体的には、制御回路１２５は、図４のステップＳ３で使用者動作が検出されると、放出要素１２６ｃを作動させて通路１２６ａを開かせるように構成される。閉鎖状態では、放出要素１２６ｃは、貯蔵器１２６から入口ポート３４への事前加圧流体の流れを阻止する（又は大幅に減少させる）。しかし、開状態では、事前加圧流体は貯蔵器１２６から漏出し、入口ポート３４に沿って進むことができる。放出要素１２６ｃは、圧縮空気などの流体が、例えば加圧消臭剤缶又は加圧塗料缶に使用されるアクチュエータなどの、他の方法で封止された容器から選択的に出られるようにするために使用できる、任意の適切な技術を使うことができる。放出要素１２６ｃは、デバイス内に（例えば、説明した流体通路１２６ａの一部として）、又は貯蔵器１２６を形成する容器の一部として（例えば、容器のノズル又は弁の一部として）配置できることを理解されたい。後者の場合、貯蔵器１２６及び／又はデバイス部１２０は、放出要素１２６ｃがデバイス部１２０と係合し、デバイス部によって作動されることを可能にする係合機構を含み得る。

いくつかの実施態様では、制御回路１２５は、入口ポート３４への（したがって、リザーバ３２への）流体の流れを、放出要素１２６ｃを様々な程度に作動させることに基づいて制御するように構成することができる。例えば、遅い流速は、部分的にだけアクチュエータを開くことによって達成することができる。このようにして、制御回路１２５は、加熱要素２７に対する原料液体３３の投与制御を行うように構成することができる。

デバイス部１２０のハウジング１２１は、図１に関連して説明したハウジング２１とほぼ同様であることにもまた留意されたい。しかし、デバイス部１２０は、流体の事前加圧貯蔵器１２０を含むので、図１に関連して説明したような空気入口２６ｂの必要性がない。その理由は、流体の事前加圧貯蔵器は、加圧流体をデバイス部１２０の外部から生成しないからである。

これで、エアロゾル前駆体材料を収容するためのリザーバと、リザーバに両方とも流体連結された入口ポート及び出口ポートと、入口ポートを介してリザーバに加圧流体を供給してリザーバの外部の圧力に対してリザーバ内の圧力を増大させ、それにより出口ポートを介してエアロゾル前駆体材料をリザーバから強制的に出すように構成されたコントロールユニットとを備える、エアロゾル供給システムが説明された。

デバイス部２０、１２０が、加圧空気をカートリッジ部３０の入口ポート３４に供給するように構成されていることを以上で説明したが、他の加圧流体がカートリッジ部３０に供給されてもよいことを理解されたい。例えば、他の気体が加圧され、カートリッジ部３０に供給されてもよい。或いは、水や油などの液体もまた、カートリッジ部３０に供給されてよい。カートリッジ部３０が原料液体３３などの液体を収容する実施態様では、供給される液体は、原料液体３３と混和できない（すなわち不混和性である）ことが好ましい。このようにして、不混和性液体は、原料液体３３をカートリッジ部３０から移動させるように作用する。通常の使用中にデバイス部２０、１２０がどのように向けられているかに応じて原料液体がカートリッジ部３０から確実に排出されるようにするのに、この液体は原料液体３３よりも軽くても重くてもよい。

加圧流体生成器（空気圧縮機２６など）を含むデバイス部２０が、空気をデバイス部２０の外部から入口２６ｂを介して引き込むための空気入口２６ｂを追加的に含むことを以上で説明したが、こうであることは必ずしも必要ではない。いくつかの実施態様では、加圧流体生成器２６は、水などの液体、又は空気ではない気体を加圧するように構成されている。これらの実施態様では、加圧される水又は気体は、（貯蔵器１２６と同様に）デバイス部２０と一体化できる、又はデバイス部に挿入できる貯蔵器／容器に供給される。しかし、これらの実施態様では、加圧流体生成器２６は、容器に貯蔵された流体を使用者入力に応じて加圧するように構成されている。この構成は、容器が（デバイス部１２０の場合のように）使用前に加圧される必要がなく、したがって、場合によっては使用者が補充又は交換しやすいことがあるので、有利であり得る。

カートリッジ部３０が、蒸気／エアロゾル前駆体として作用する原料液体を収容する液体リザーバを含むこともまた、以上で説明した。しかし、他の実施態様では、カートリッジ部３０は、タバコ葉、挽きタバコ、再生タバコ、ゲルなど、他の形のエアロゾル前駆体材料を収容することができる。本明細書で説明した本開示の原理によれば、カートリッジ部３０が正常な向きではないときに、より多くの固体／ゲルタイプのエアロゾル前駆体材料がカートリッジ部３０を出ることができる度合いは相対的に少ないことがあるが、本開示はそれにもかかわらず、任意の形のエアロゾル前駆体材料に適用される。すなわち、本開示は、電子タバコなどの基材を燃焼させることなく化合物を基材から放出する加熱製品などの不燃性エアロゾル供給システムと、タバコ加熱製品と、基材を組み合わせたものからエアロゾルを生成するハイブリッドシステムとに関する。本明細書で場合によってエアロゾル前駆体材料又はエアロゾル化可能材料と呼ばれる基材は、液体、ゲル又は固体基材のいずれも含み得る。

カートリッジ部３０は、エアロゾル前駆体材料を組み合わせたものを備え得ることもまた理解されたい。本開示の諸態様に応じて任意の適切なタイプの気化要素／加熱要素が、例えば、ウィックとコイル、オーブン型ヒーター、ＬＥＤ型ヒーター、バイブレーターなどが選択されてもよいことを理解されたい。

カートリッジ部３０が加熱要素２７（又は、より一般的に気化要素）を含まないこともまた、以上で大まかに説明した。いくつかの実施態様では、カートリッジ部３０は、カートリッジ部３０と一体化された加熱要素２７を、加熱要素２７がカートリッジ部３０と共に捨てられるものとして含み得る。この場合、カートリッジ部３０は、加熱要素２７をデバイス部２０の電源２４に電気的に接続するための電気接続部を含み得る。

他の実施態様では、カートリッジ部３０は省略されることがあり、代わりにデバイス部２０は、ある量のエアロゾル前駆体材料を直接受け入れることができるエアロゾル前駆体材料リザーバを備え得る。例えば、デバイス部は、原料液体がデバイス部２０に入れられることを可能にする取り外し可能キャップ（例えば、ねじ係合キャップ）を有するリザーバを含み得る。（或いは、このような実施態様を考察するための代替方法は、カートリッジ部３０がデバイス部２０と一体化していることである）。本開示はまた、そのような蒸気供給システム１０にも適用される。

レセプタクル２３がクレードル状の凹部を形成することを以上で説明したが、カートリッジ部３０を収納するための他の機構が代わりに実施されてもよいことを理解されたい。例えば、ハウジング２１、１２１は、長手方向ＬＡに沿って互いに分離可能な２つの着脱可能な部分を備え得る。結合されると、２つの部分は、囲まれた円筒形レセプタクル２３を画定するが、分離されると、これら２つの部分は円筒形レセプタクル２３へのアクセスを可能にする。すなわち、分離した状態では、使用者は、カートリッジを長手方向の軸線ＬＡの方向に沿って引っ張る又は押すことによって、カートリッジ部３０を挿入又は取り出すことができる。代替機構には、例えば、ハウジング２１にヒンジで取り付けられ、長手方向軸線ＬＡに垂直な方向に動く可動クレードルが含まれ得る。当業者には、カートリッジ部３０をデバイス部２０、１２０に装填することを可能にする代替手法が知られよう。

上述の実施形態では、いくつかの点で、いくつか特定の例示的なエアロゾル供給システムに焦点を当てたが、同じ原理が、他の技術を使用するエアロゾル供給システムに適用できることが理解されよう。すなわち、エアロゾル供給システムの様々な態様が機能する特定の方法は、本明細書に記載された諸例の根底にある原理と直接には関連しない。

以上の開示は、エアロゾルを生成するために、例えば、ニコチンを含んでいることもいないこともある原料液体を加熱することによってエアロゾル化するように構成されたシステムに適用することができる。しかし、本開示はまた、固体／非晶質固体の基材を燃焼させずに加熱することによって化合物を放出するように構成されたシステムにも適用できることを理解されたい。基材は、例えば、タバコ又は他の非タバコ製品であり、ニコチンを含んでいることもいないこともある。いくつかのシステムでは、固体材料／非晶質固体材料は原料液体に加えて提供されるので、本開示はまた、諸基材を組み合わせたものを燃焼させずに加熱することによってエアロゾルを生成するように構成されたハイブリッドシステムに適用することもできる。固体基材及び非晶質固体基材などの他の組み合わせもまた、本開示の範囲内に入る。より一般的には、基材には、例えば、固体、液体、又は非晶質固体が含まれてもよく、これらがニコチンを含んでいてもいなくてもよい。

様々な問題に対処し、技術を進歩させるために、本開示は、特許請求された本発明（複数可）を実践できる様々な実施形態を例示によって示す。本開示の利点及び特徴は、諸実施形態の単なる代表例であり、網羅的及び／又は排他的なものではない。これらの利点及び特徴は、特許請求された本発明（複数可）を理解することを助け教示するためにだけ提示されている。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の態様は、特許請求の範囲によって定義される本開示を限定するもの、又は特許請求の範囲の等価物を限定するものと解釈されるべきではないこと、並びに、特許請求の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、また修正を加えることができることを理解されたい。様々な実施形態は、開示された要素、構成要素、特徴、部材、ステップ、手段等の様々な組み合わせを適切に備えるか、これらから成るか、これらから本質的に成ることができ、したがって、従属請求項の特徴は、請求項に明示的に記載されたもの以外の組み合わせで独立請求項の特徴と組み合わされてもよいことが理解されよう。本開示は、現在は特許請求されていないが将来は特許請求される可能性がある、他の発明を含み得る。

Claims (24)

1. エアロゾル前駆体材料を収容するためのリザーバと、
   前記リザーバに両方とも流体連結された入口ポート及び出口ポートであって、前記リザーバ内の前記エアロゾル前駆体材料を保持するための液密封止構成を少なくとも得られるように構成される前記入口ポート及び前記出口ポートと、
   加圧流体を前記リザーバに前記入口ポートを介して供給して、前記リザーバの外部の圧力に対して前記リザーバ内の圧力を増大させ、それにより前記エアロゾル前駆体材料を前記リザーバから前記出口ポートを介して強制的に出すように構成されたコントロールユニットと
   を備える、エアロゾル供給システム。
2. 前記出口ポートは、前記リザーバ内の圧力が閾値圧力以上であるときに、エアロゾル前駆体材料が前記出口ポートを介して前記リザーバから出ることを可能にするように構成されている、請求項１に記載のエアロゾル供給システム。
3. 加圧流体の供給源をさらに備え、加圧流体の前記供給源が、前記リザーバの前記入口ポートと流体連通することが可能になるように構成されている、請求項１又は２に記載のエアロゾル供給システム。
4. 加圧流体の前記供給源が、加圧流体を生成する加圧流体生成器及び事前加圧流体の貯蔵器のうちの少なくとも一方である、請求項３に記載のエアロゾル供給システム。
5. 前記コントロールユニットがコントローラをさらに備え、前記コントローラが、加圧流体の流れを制御するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
6. 前記コントローラが、前記リザーバを出るエアロゾル前駆体材料の量を、前記リザーバに入る加圧流体の量を制御することによって制御するように構成されている、請求項５に記載のエアロゾル供給システム。
7. 前記コントローラが、入力を受け取り、前記入力に基づいて加圧流体の流れを制御するように構成されている、請求項６に記載のエアロゾル供給システム。
8. 前記出口ポートが弁を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
9. 前記入口ポートが弁を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
10. 前記入口ポートの前記弁が、前記加圧流体に応じて開くように構成されている、請求項９に記載のエアロゾル供給システム。
11. 前記入口ポートの前記弁が、前記加圧流体によって加えられた圧力が第１の閾値を超えたときに開くように構成されており、前記出口ポートの弁が、前記リザーバ内の圧力が第２の閾値を超えたときに開くように構成されている、請求項９又は１０に記載のエアロゾル供給システム。
12. 前記コントロールユニットが、前記加圧流体を選択的に生成するように構成されたポンプを備え、前記ポンプが、前記入口ポートと流体連通して配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
13. 前記コントロールユニットが、前記加圧流体を収容すると共に、前記加圧流体を選択的に放出するように構成されている事前加圧容器を備え、前記事前加圧容器が、前記入口ポートと流体連通して配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
14. 前記コントロールユニットがハウジングを備え、前記ハウジングが、前記入口ポートに流体結合すると共に、加圧流体が加圧流体通路に沿って前記入口ポートまで流れることを可能にするように、構成された前記加圧流体通路を画定する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
15. 前記ハウジングは、エアロゾル前駆体材料がエアロゾル前駆体通路に沿って通過することを可能にするように構成された、前記エアロゾル前駆体通路をさらに画定する、請求項１４に記載のエアロゾル供給システム。
16. 前記コントロールユニットがアトマイザーを備え、前記出口ポートが、前記出口ポートを経由して出るエアロゾル前駆体材料が前記アトマイザーによって霧化されるように配置されている、請求項１～１５のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
17. 前記加圧流体が気体である、請求項１～１６のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
18. 前記システムが、前記コントロールユニットから分離可能なカートリッジを備え、前記カートリッジが、前記リザーバ、入口ポート及び出口ポートを含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載のエアロゾル供給システム。
19. 前記入口ポート及び出口ポートが両方とも弁を備え、前記入口ポートの弁及び前記出口ポートの弁が、前記カートリッジが前記ハウジングから取り出されたときに閉じられるように構成されている、請求項１４または１５に従属する請求項１８に記載のエアロゾル供給システム。
20. エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバに、前記リザーバに流体連結された入口ポートを介して加圧流体を入らせることによって、前記リザーバの外部の圧力に対して前記リザーバ内の圧力を増大させ、それにより、前記リザーバから、前記リザーバに流体連結された出口ポートを介して強制的に前記エアロゾル前駆体材料を出すように構成されたコントロールユニットを備え、
    前記入口ポート及び前記出口ポートの両方は、前記リザーバ内の前記エアロゾル前駆体材料を保持するための液密封止構成を少なくとも得られるように構成される、エアロゾル供給デバイス。
21. エアロゾル前駆体材料を収容するリザーバと、前記リザーバに両方とも流体連結された、加圧流体を受け入れるための入口ポート及び出口ポートであって、前記リザーバ内の前記エアロゾル前駆体材料を保持するための液密封止構成を少なくとも得られるように構成される前記入口ポート及び前記出口ポートとを含むカートリッジであって、前記リザーバ内の圧力が閾値を超えたときにエアロゾル前駆体材料を前記出口ポートから放出させるように構成されている、カートリッジ。
22. エアロゾル前駆体材料をリザーバから供給する方法であって、前記リザーバが、前記リザーバに流体結合された入口ポート及び出口ポートを備え、前記方法が、
    前記リザーバ内の圧力を前記リザーバの外部の圧力に対して増大させるために、前記入口ポートを介して加圧流体を前記リザーバに入れさせるステップと、
    前記エアロゾル前駆体材料を前記リザーバから前記出口ポートを介して強制的に出す前記増大させた圧力に応じて、エアロゾル前駆体材料を前記リザーバから供給するステップと
    を含み、
    前記入口ポート及び前記出口ポートの両方は、前記リザーバ内の前記エアロゾル前駆体材料を保持するための液密封止構成を少なくとも得られるように構成される、方法。
23. エアロゾル前駆体材料をリザーバから供給する方法であって、
    前記リザーバ内の圧力を閾値以上の値まで増大させるステップを含み、この閾値を超えるとエアロゾル前駆体材料が前記リザーバを出ることができ、この閾値未満ではエアロゾル前駆体材料が前記リザーバを出ることができず、
    入口ポート及び出口ポートは、前記リザーバに両方とも流体連結されると共に、前記リザーバ内の前記エアロゾル前駆体材料を保持するための液密封止構成を少なくとも得られるように構成される、方法。
24. 前記リザーバ内の圧力は、前記リザーバ内の圧力を増大させる前には第１の値であり、前記リザーバ内の圧力が第２の値まで増加した後に、前記エアロゾル前駆体材料が前記リザーバを出ると第３の値まで低下する、請求項２２又は２３に記載の方法。

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