JP7339891B2 - 加熱のためのらせん状の動きを伴うエアロゾル発生装置 - Google Patents

Description

本開示は、エアロゾル発生基体または「消耗品」（たばこ基体など）を有するエアロゾル発生物品とともに使用するエアロゾル発生装置に関する。こうした装置は、基体を燃焼することなく、基体を十分に加熱してエアロゾルの発生を引き起こすように構成されていることが好ましい。これらは「非燃焼・加熱式」装置として知られている。

エアロゾル発生基体を含む消耗品は、エアロゾル発生を引き起こす多数の適切な方法で加熱されうる。装置は、単一のヒーターまたは複数のヒーターを含みうる。単一のヒーターの使用は、必要な空間が小さくて済む可能性があること、および装置をより小さくすることを可能にしうることから、有利でありうる。装置はまた、複数のヒーターではなく単一のヒーターを含む場合、装置の製造費用をより安価にし、メンテナンスをより容易にする可能性がある。

消耗品は、装置によって内部または外部で加熱されうる。市販されている一つの内部加熱式（非燃焼・加熱式）装置は、Ｐｈｉｌｉｐ Ｍｏｒｒｉｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＩＱＯＳ加熱装置であり、これは従来の紙巻たばこに類似するヒートスティック（Ｈｅａｔｓｔｉｃｋ）たばこ含有物品を加熱する。ＩＱＯＳ加熱装置は、ヒートスティックを突き刺してたばこ基体と接触し、たばこ基体を加熱する加熱ブレードを含む。ユーザーは、ヒートスティックの口側端を吸って、吸入のためにヒートスティックを通したエアロゾル流を引き起こしうる。基体は燃焼されないため、燃焼および熱分解の副産物はエアロゾル中に含まれず、それ故に吸入のためにユーザーに送達されない。

燃焼のための、または燃焼せずに加熱するためのたばこ含有消耗品を外部から加熱するためのその他の装置が説明されてきた。非燃焼・加熱式装置では、基体の大部分が加熱されることを確実にするための手段を含むことが望ましい。これを小型の単一のヒーターで行うことが望ましい場合がある。これを達成しようとする機構が説明されてきた。例えば、公開された特許出願ＵＳ２０１３／０３７０４１ Ａ１では、消耗品がヒーターを通過して長軸方向に進む装置が説明されていて、また米国特許第６，０５３，１７６Ａ号では、消耗品がヒーターに対して回転される装置が説明されている。

エアロゾル発生基体またはエアロゾル発生基体を含有する物品を加熱するために多数の装置が提案されてきた一方、エアロゾル発生基体を効率的な方法で加熱できる装置を製造することが望ましい。基体の実質的な無駄なく基体を加熱することも望ましい。

本発明の様々な態様において、エアロゾル発生基体を含むエアロゾル発生物品を加熱するためのエアロゾル発生装置が提供されている。装置は、開放端を有するハウジングを備え、エアロゾル発生物品を受容するための開放端と連通するくぼみを形成する。装置は、くぼみの中に配置された回転可能な捕捉要素をさらに備える。回転可能な捕捉要素は、エアロゾル発生物品がくぼみの中に挿入されている時に、エアロゾル発生物品を物理的に抑制するように動作可能である。回転可能な捕捉要素は、くぼみ内で長軸方向に移動可能である。装置は、くぼみと連通する発熱体をさらに備える。発熱体は、エアロゾル発生物品がくぼみの中に挿入されていて、かつ捕捉要素によって抑制または保持されている時に、エアロゾル発生物品を加熱するように動作可能である。

エアロゾル発生物品が捕捉要素内に抑制されている時の捕捉要素の回転は、エアロゾル発生要素を発熱体に対して回転させる。捕捉要素の回転はまた、くぼみ内で長軸方向に捕捉要素を移動させることが好ましい。従って、捕捉要素の回転は、捕捉要素によって保持されたエアロゾル発生物品の、ヒーターに対するらせん状の動きを引き起こしうる。捕捉要素の移動は、ヒーターに対して指標付けされていることが好ましい。すなわち、捕捉要素（および、従ってエアロゾル発生物品）は、ヒーターに対して段階的にまたは漸増的に移動可能であることが好ましい。捕捉要素は、所定の量ずつ移動するように構成されていることが好ましい。捕捉要素が移動する毎段階、または所定の増分は、エアロゾル発生物品の新しい部分をヒーターに対して露出する。段階または増分の大きさは、エアロゾル発生物品の毎回の新しい部分が先行の段階でヒーターによって加熱された物品の一部分と隣接するが、重複しないように選択されうる。捕捉要素の回転は、毎回の新しい部分が、エアロゾル発生物品の周囲の周りで、先行する部分からずらされることを可能にする。捕捉要素の長軸方向の移動は、毎回の新しい部分が、エアロゾル発生物品の長さに沿って、先行する部分からずらされることを可能にする。捕捉要素の回転および長軸方向の移動の組み合わせは、らせん状の動きを作り出す。捕捉要素のらせん状の動きは、加熱部分が重複しないように、捕捉要素の丸１回転が、各加熱部分の長さと少なくとも同じくらいの長軸方向の変位と一致するようにしうる。ヒーター要素は、エアロゾル発生物品の隣接した部分を順に加熱する。

本明細書に記載のエアロゾル発生装置の様々な態様または実施形態は、現在入手可能なエアロゾル発生装置または前述のエアロゾル発生装置と比較して、一つ以上の利点を提供しうる。例えば、本明細書に記載の一つ以上のエアロゾル発生装置は、比較的小さい発熱体を使用することができ、これは空間とエネルギーの効率をもたらしうる。小さい発熱体を使用することによって、エアロゾルの発生を引き起こすのに十分な温度まで要素を加熱するために必要なエネルギーの量は、より大きい発熱体を用いる装置と比較して低減されうる。さらに、より小さい発熱体の使用は、エアロゾル発生基体を含有する物品のより小さい部分を加熱することを可能にし、これは基体の無駄な枯渇を低減しうる。すなわち、的を絞って基体を加熱することは、エアロゾル生成のためにエアロゾル発生基体の新しい部分が加熱されるように、装置内での物品の移動の前に、一回の所定の吸煙または複数回の吸煙に十分なエアロゾルを生成するために十分な基体の一部分のみを枯渇させることが好ましい。それ故に、少なくとも一部の態様において、エアロゾル発生装置はエネルギー効率と、装置で使用されるエアロゾル発生物品のエアロゾル発生基体の効率的な枯渇とを提供しうる。さらに、装置内のエアロゾル発生物品のらせん状の動きは、ヒーターが基体の表面積の大部分を逐次的段階で加熱することを可能にする。ヒーターは、基体を加熱するために、より大きい表面積を漸増的に「追跡」することができ、その結果、基体はより完全に枯渇され、また追加的な吸煙が望ましい場合に、例えば単なる回転の移動または長軸方向の移動と比較して、有用でありうる。

本発明の一態様によるエアロゾル発生装置は、開放端を有するハウジングを備え、開放端と連通するくぼみを形成する。消耗品であるエアロゾル発生物品（ロッド状の物品など）は、装置の開放端を通してくぼみの中に挿入されうる。物品の一部分は、くぼみの開放端から突き出てもよく、またマウスピースとして機能してもよく、これを通してユーザーは発生したエアロゾルを吸入しうる。

装置は、くぼみの中に、またはくぼみに対して露出された発熱体を備える。物品がくぼみの中に挿入されている時、発熱体は物品に隣接して位置付けられていて、物品のエアロゾル発生基体を加熱してエアロゾルの発生を引き起こしてもよく、そのエアロゾルはユーザーによって物品の口側端を通して吸入されうる。発熱体はエアロゾル発生物品に隣接して位置付けられてもよく、また物品の外側からエアロゾル発生基体を加熱してもよい。発熱体は、エアロゾル発生物品と直接接触していてもよい。発熱体は、エアロゾル発生物品から間隙を介していてもよい。ハウジングの一部分は、発熱体をエアロゾル発生物品から分離しうる。発熱体は、物品の利用可能な外表面の一部分のみに隣接してもよく、従って物品の一部分についてのみ加熱してエアロゾルを生成しうる。加熱されたセクションまたは部分は、「使用されたセクション」または「使用された部分」となる。

エアロゾル発生物品のセクションが加熱され使用されると、エアロゾル発生物品は、まもなく加熱されることになりうるたばこの新しい未使用のセクションを露出する異なる位置に移動されうる。このプロセスは、物品が消耗しきるまで、または物品のさらなる前進が物品の新しい未使用の部分の加熱につながらなくなるまで継続しうる。

装置は、消耗品であるエアロゾル発生物品をヒーターに対して指標付けする方法を提供することが好ましい。例えば、エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品の一セクションが使用された後で、物品が回転されて、長軸方向に移動され、加熱のための物品の新しい未使用のセクションを露出しうるように、装置くぼみ内で回転可能であり、かつ長軸方向に前進可能な捕捉要素に遠位端で固定されてもよい。

本発明によるエアロゾル発生装置は、任意の適切なハウジングを備えうる。ハウジングは一つ以上の部品を備えうる。ハウジングは装置の外表面を画定しうる。ハウジングは開放端を有し、エアロゾル発生物品を受容するための開放端と連通するくぼみを形成する。

ハウジングは一つ以上の任意の適切な材料から作製されうる。例えば、ハウジングは金属材料、ガラス材料、および熱可塑性材料のうちの一つ以上を含んでもよい。

ハウジングは任意の適切な寸法を有しうる。ハウジングは、従来の紙巻たばこまたは葉巻たばこと類似の寸法を有することが好ましい。本明細書で使用される「直径」は、横断面を横切る最大距離を意味する。ハウジングの断面形状は円形であることが好ましいが、任意のその他の適切な形状を有しうる。ハウジングは、約３ｍｍ～約３０ｍｍの範囲の外径を有しうる。ハウジングは、約５ｍｍ～約２５ｍｍの範囲の外径、例えば約５ｍｍ～約２０ｍｍ、または約６ｍｍ～約１４ｍｍなどの範囲の外径を有することが好ましい。ハウジングは、約６ｍｍ～約１０ｍｍの範囲の外径を有することがより好ましい。

ハウジングの外径は、ハウジングの長さに沿って変化しうる。ハウジングの外径は、ハウジングの長さに沿って実質的に均一であることが好ましい。ハウジングの外径は、外表面上の多数の突起部またはボタンを除き、実質的に均一であってもよい。

エアロゾル発生基体のハウジングは、任意の適切な長さを有しうる。ハウジングは、約３０ｍｍ～約１５０ｍｍの範囲の長さ、例えば約２０ｍｍ～約１２０ｍｍ、または約４５ｍｍ～約１１０ｍｍなどの範囲の長さを有することが好ましい。ハウジングは、約５０ｍｍ～約１００ｍｍの範囲の長さを有することがより好ましい。

ハウジングは任意の適切な形状を有しうる。ハウジングは実質的に円筒状の外部形状を有することが好ましい。

ハウジングによって形成されたくぼみは、任意の適切な寸法および形状を有しうる。くぼみは、くぼみが受容するエアロゾル発生物品の外径よりわずかに大きい直径を有することが好ましく、このエアロゾル発生物品を受容するように構成されている。例えば、くぼみの直径ならびにハウジングの開放端は、エアロゾル発生物品の外径よりも約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍの範囲だけ大きくてもよい。

任意の適切な捕捉要素は、ハウジングのくぼみの中に配置されうる。捕捉要素はくぼみの中に、エアロゾル発生物品が挿入された後、エアロゾル発生物品を物理的に保持する。捕捉要素は、くぼみからエアロゾル発生物品が偶発的に外れるのを防止しうる。捕捉要素は、物品を保持するために物品内に貫通するように構成されたかかりを含んでもよく、または物品が挿入されている時に外側に撓み、内側への付勢力によって物品を保持する、内側に偏向した湾曲可能な要素を含んでもよく、または任意のその他の適切な物品保持部材もしくはそれらの組み合わせを含んでもよい。

エアロゾル発生物品は、捕捉要素の特徴と連携して、エアロゾル発生物品を捕捉要素に対して保持するように構成された特徴を備えうる。例えば、エアロゾル発生物品は、口側端の反対側の端にプレートを備えうる。プレートは、捕捉要素の特徴と連携するように構成された特徴を備えうる。例えば、プレートは、捕捉要素の戻り止めまたは突起と嵌合するように構成されたプレートを通したへこみまたは穴を備えてもよい。プレートは、エアロゾル発生物品の製造者によってエアロゾル発生物品に組み込まれてもよく、または消費者によって物品の端部に定置されてもよい。

捕捉要素はくぼみ内で回転可能であり、くぼみ内で長軸方向に移動可能である。エアロゾル発生物品の特定の部分の加熱および使用に続いて、捕捉要素は、くぼみ内で回転して長軸方向に進み、物品の新しい未使用の部分を加熱することを可能にする。

捕捉要素は、くぼみ内のシャフトに連結されうる。シャフトは、くぼみ内で回転可能でありうる。シャフトの回転は捕捉要素の回転を引き起こしうる。シャフトの長軸方向移動は、捕捉要素の長軸方向移動を引き起こしうる。シャフトの回転と長軸方向移動の組み合わせは、捕捉要素のらせん状の動きを引き起こしうる。

シャフトはねじ山を含んでもよく、装置はシャフトのねじ山と係合するように構成された螺合要素を備えてもよい。ねじ山が螺合要素によって係合されている間のシャフトの回転は、装置のハウジングによって形成されたくぼみ内で、捕捉要素を回転させて、長軸方向にらせん状に前進させうる。

ねじ山のピッチは、発熱体のサイズと一致することが好ましい。このようにして、捕捉要素が丸１回転すると、発熱体の長さと等しい距離だけ長軸方向に進むことになる。ねじ山は、動作時に捕捉要素の回転によって、くぼみの開放端に向かって近位に長軸方向の進行が起こるように構成されていることが好ましい。このようにして、エアロゾル発生物品が逐次的に加熱されると、さらにくぼみから出る方向にも漸増的に移動される。代替的な実施形態において、ねじ山は、さらにくぼみの中に漸増的に移動されるように、使用中にエアロゾル発生物品を反対方向に進めるように構成されうる。

螺合要素は、シャフトがくぼみを通して近位に進んだ場合に、ねじ山を係合解除して、シャフトがくぼみの中に遠位に押し込まれることを可能にするように作動可能としうる。例えば、螺合要素は、ユーザー起動可能ボタンに連結されてもよい。ユーザーは、ボタンを作動させて、螺合要素を係合解除しうる。ボタンを作動させることは、くぼみ内でシャフトおよび捕捉要素を手動で移動させることを可能にする。このボタンは、「係合解除ボタン」と呼ばれてもよい。

使用前に、捕捉要素は、くぼみ内で近位に位置し、開放端に隣接していることが好ましい。エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品をくぼみの開放端に挿入することによって、捕捉要素に取り付けられることができる。エアロゾル発生物品が捕捉要素上に保持されると、エアロゾル発生物品および捕捉要素はまとめて、くぼみの中に遠位に押し込まれることができる。例えば、エアロゾル発生物品をくぼみの中に挿入し、捕捉要素に押し付けることによって、シャフトおよび捕捉要素がくぼみ内の開始位置にリセットされるまで、捕捉要素とエアロゾル発生物品の両方が押し込まれることができる。係合解除、またはボタンの作動の停止によって、螺合要素がシャフトのねじ山と再び係合するようになることが好ましい。使用中に捕捉要素は、くぼみの開放端に向かって近位方向にらせん状に移動される。

代替的な実施形態において、エアロゾル発生物品は、捕捉要素がくぼみの遠位端に位置する時に、くぼみの開放端に挿入されていて、開放端から離れている。この実施形態において、ボタンは螺合要素を係合解除するように作動され、エアロゾル発生物品に取り付けられた捕捉要素はくぼみの開放端に向かって移動される。使用中に捕捉要素は、くぼみの開放端から遠位に移動される。

エアロゾル発生装置は、シャフトを介してなど、捕捉要素に連結された回転要素をさらに備えうる。回転要素は捕捉要素を回転するように構成されている。任意の適切な回転要素が採用されうる。例えば、回転要素は、機械回転要素または電気機械回転要素を含んでもよい。例えば、回転要素は、復座バネまたはその他の適切な巻かれた要素を含んでもよい。別の実施例において、回転要素は、ねじモーターなどのモーターを備えうる。

エアロゾル発生装置が、ハウジングのくぼみの中で捕捉要素を回転させて前進させるためのモーターを備える場合、装置は、モーターを逆転させて、新しいエアロゾル発生物品とともに使用する捕捉要素をリセットしうるユーザー起動可能ボタンを備えうる。

装置は、追加的なボタンをさらに備えうる。追加的なボタンは、回転要素に連結されたユーザー起動可能ボタンである。このボタンは「起動ボタン」と呼ばれてもよい。起動ボタンを起動することは回転要素を起動してもよく、これは捕捉要素の回転を引き起こし、くぼみの中での捕捉要素の長軸方向の進行を引き起こしうる。起動ボタンを起動することは、発熱体がくぼみの周囲の周りに延びる量と実質的に等しい量などの、所定の量だけ捕捉要素を回転させることが好ましい。起動ボタンを起動することはまた、くぼみの中で捕捉要素を所定の量だけ長軸方向に進行させることが好ましい。例えば、長軸方向の進行は、捕捉要素が丸１回転した後で、くぼみ内で捕捉要素が発熱体の長さと実質的に等しい距離だけ長軸方向に進むようなものとしうる。

回転要素に連結された起動ボタンはまた、起動ボタンを起動して回転要素を起動することが発熱体も起動させうるように、ヒーターを制御する電子回路に連結されうる。ユーザーは、物品の新しい未使用の部分がヒーターに対して露出されるように、毎回の吸煙の前に起動ボタンを起動して、捕捉要素内に抑制されたエアロゾル発生物品を移動させることが好ましく、このヒーターはまた起動ボタンの起動によって起動される。

一部の実施例において、別個のボタンを使用して、発熱体を起動または起動停止させうる。

本明細書で使用される作動可能な「ボタン」は、ボタンに連結された要素を起動または作動させるために力を加えることができる任意の要素である。例えば、ボタンは、ホイール、スライド、旋回部材、押圧可能な部材、またはこれに類するものを含みうる。ボタン、またはボタンの一部分は、ハウジングの外部のユーザーにとってアクセス可能であることが好ましい。

本発明によるエアロゾル発生装置は、任意の適切な発熱体を備えうる。発熱体は、抵抗発熱体、誘導発熱体、またはそれらの組み合わせを含みうる。発熱体は抵抗発熱体を備えることが好ましい。装置は任意の適切な数の加熱要素を備えてもよい。装置は単一の発熱体のみを備えることが好ましい。

発熱体は一つ以上の抵抗ワイヤーまたはその他の抵抗要素など、抵抗加熱構成要素を備えうる。抵抗ワイヤーは、熱伝導性材料と接触し、生成された熱をより広い領域にわたって分配しうる。特に適切な導電性材料には、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、銀、およびその組み合わせが含まれる。本開示の目的で、抵抗ワイヤーが熱伝導性材料と接触する場合、抵抗ワイヤーと熱伝導性材料の両方は発熱体の一部である。

一部の実施例において、発熱体は誘導発熱体を備える。例えば、発熱体は、くぼみの表面を形成するか、くぼみに対して露出されたサセプタ材料を備えてもよい。本明細書で使用される「サセプタ」という用語は、電磁エネルギーを熱に変換することが可能な材料を意味する。交流電磁場内に位置する時、典型的にはサセプタ内で渦電流が誘導され、ヒステリシス損失が生じることがあり、これはサセプタの加熱を引き起こす。サセプタはエアロゾル発生物品内のエアロゾル発生基体と熱的に接触して位置するか、または熱的に近接しているため、基体は、エアロゾルが形成されるようにサセプタによって加熱される。

サセプタは、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生させるのに十分な温度に誘導加熱されることができる任意の材料から形成されてもよい。好ましいサセプタは金属または炭素を含む。好ましいサセプタは、強磁性材料（例えばフェライト鉄）、強磁性合金（強磁性鋼またはステンレス鋼など）、およびフェライトを含むか、それらから成ってもよい。適切なサセプタはアルミニウムであってもよく、またはアルミニウムを含んでもよい。

好ましいサセプタは、金属サセプタ（例えばステンレス鋼）である。しかし、サセプタ材料はまた、黒鉛、モリブデン、シリコン炭化物、アルミニウム、ニオブ、インコネル合金（オーステナイトニッケル・クロム系超合金）、金属蒸着フィルム、セラミック（例えば、ジルコニウムなど）、遷移金属（例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなど）、または半金属構成要素（例えば、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ａｌなど）を含みうるか、またはそれらで作られうる。

サセプタは、５パーセント超の、好ましくは２０パーセント超の、好ましくは５０パーセントまたは９０パーセント超の強磁性材料もしくは常磁性材料を含むことが好ましい。好ましいサセプタは２５０℃を超える温度まで加熱されてもよい。適切なサセプタは、非金属コアの上に配置された金属層を有する非金属コア（例えば、セラミックコアの表面上に形成された金属のトラック）を備えてもよい。

発熱体がサセプタを備える場合、装置はまた、サセプタ材料内の渦電流および／またはヒステリシス損失を誘導するように構成された一つ以上の誘導コイルを備えてもよく、これがサセプタ材料の加熱をもたらす。

エアロゾル発生装置は、抵抗発熱体または誘導コイルに動作可能に連結された制御電子回路を備えてもよい。制御電子回路は発熱体の加熱を制御するように構成されている。制御電子回路は、ハウジングに対して内部としうる。

制御電子回路は任意の適切な形態で提供されてもよく、また例えばコントローラー、またはメモリおよびコントローラーを含みうる。コントローラーは、「特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）」状態マシン、デジタル信号プロセッサー、ゲートアレイ、マイクロプロセッサ、または等価のディスクリート論理回路もしくは集積論理回路のうちの一つ以上を含んでもよい。制御電子回路は、回路の一つ以上の構成要素に制御電子回路の機能または態様を実行させる命令を含むメモリを含みうる。本開示における制御電子回路に帰属する機能は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアのうちの一つ以上として具現化されてもよい。

電子回路はマイクロプロセッサ備えてもよく、これはプログラム可能マイクロプロセッサであってもよい。電子回路は電力供給を調節するように構成されてもよい。電力は、電流パルスの形態でヒーター要素または誘導コイルに供給されてもよい。

発熱体が抵抗発熱体である場合、制御電子回路は、発熱体の電気抵抗を監視し、発熱体の電気抵抗に応じて発熱体への電力供給を制御するように構成されうる。このように、制御電子回路は抵抗要素の温度を調節しうる。

加熱構成要素が誘導コイルを含み、発熱体がサセプタ材料を含む場合、制御電子回路は、誘導コイルの様子を監視するように、および例えばＷＯ２０１５／１７７２５５号で説明されているようなコイルの様相に応じて誘導コイルへの電力供給を制御するように構成されうる。このように、制御電子回路はサセプタ材料の温度を調節しうる。

エアロゾル発生装置は、発熱体の温度を制御するために制御電子回路に動作可能に連結された温度センサー（熱電対など）を備えてもよい。温度センサーは任意の適切な位置に位置付けられうる。例えば、温度センサーは、エアロゾル発生基体内に挿入されるように、または発熱体と接触もしくは近接するように構成されうる。センサーは、感知された温度に関する信号を制御電子回路に送信してもよく、これは発熱体の加熱を調整して、センサーでの適切な温度を達成しうる。

エアロゾル発生装置が温度センサーを含むかどうかにかかわらず、装置は、エアロゾル発生基体を燃焼することなく、くぼみの中に受容されたエアロゾル発生物品のエアロゾル発生基体を、エアロゾルを発生するのに十分な程度まで加熱するように構成されていることが好ましい。

制御電子回路は電源に動作可能に連結されてもよく、この電源はハウジングの内部でありうる。エアロゾル発生装置は任意の適切な電源を備えうる。例えば、エアロゾル発生装置の電源は、電池または電池の組であってもよい。電池は再充電可能であってもよく、同様に取り外し可能かつ交換可能であってもよい。任意の適切な電池が使用されうる。

発熱体はハウジングのくぼみと連通している。発熱体の表面がくぼみの内部に露出されるように、発熱体はハウジング内に配置されていることが好ましい。発熱体は、くぼみの周囲の周りに３６０度未満延びることが好ましい。例えば、発熱体は、くぼみの周囲の周りに約５度～約１８０度延びてもよい。発熱体は、くぼみの周囲の周りに約１０度～約１２０度、または約２０度～約９０度延びることが好ましい。発熱体は、ハウジングの周囲の周りに約３０度～約６０度延びることがより好ましい。

一例として、発熱体がくぼみの周囲の周りに４５度延び、捕捉要素の回転がこの発熱体に対応して徐々に移動するように構成されている場合、捕捉要素の８回の部分的回転（それぞれ４５度）は、結果的に捕捉要素の丸１回転となる。このようにして、くぼみの全周が逐次的な部分ごとに加熱される。

捕捉要素が丸１回転するごとに、捕捉要素はくぼみ内で発熱体の長さとほぼ等しい距離だけ長軸方向に進むことが好ましい。捕捉要素は、くぼみの周囲の周りを丸一周回転するように構成されてもよく、従ってエアロゾル発生物品の全周がヒーターに露出されてから、発熱体の長さと等しい単一の段階の長軸方向の動きが起こる。長軸方向の移動は、捕捉要素がらせん状の動きをするように、毎回の回転と同時に発生することが好ましい。このようにして、捕捉要素が丸１回転した後の累積的な長軸方向の移動は、発熱体の長さとほぼ等しい。

発熱体は任意の適切な形状を有しうる。発熱体は、くぼみの長さよりも短い長さだけ延びることが好ましい。例えば、発熱体は、くぼみの長さの約五分の一～約二分の一でもよい。発熱体は、ハウジングの開放端に近接して位置付けられていることが好ましい。

一例として、発熱体がくぼみの長さの三分の一であり、かつ丸１回転するごとに捕捉要素が発熱体の長さと等しい距離だけ進むように、捕捉要素がくぼみの長さに対して指標付けされている場合、捕捉要素は、捕捉要素が丸３回転してから発熱体を越えて進みうる。

発熱体に対する捕捉要素の移動を、長軸方向と回転方向の両方に指標付けすることは、装置と併用するエアロゾル発生物品からユーザーが得られうる新しい吸煙の回数を決定しうる。例えば、発熱体が、ハウジングのくぼみの周辺の周りに９０度延び、かつハウジングの三分の一の長さを有する場合、および捕捉要素の移動が発熱体に対して指標付けされている場合、捕捉要素およびエアロゾル発生物品が、エアロゾル発生物品が発熱体によって効果的に加熱されうる地点を越えて進むまで、ユーザーは１２回の新しい吸煙（丸１回転ごとに４回の吸煙で、丸３回転）を得られうる。

任意の適切なエアロゾル発生物品は、本発明によるエアロゾル発生装置と併用されうる。エアロゾル発生物品は、ユーザーの口内に定置するための口側端、および口側端の遠位にある対向する第二の端を有してもよい。エアロゾル発生物品は、口側端と第二の端の間にエアロゾル発生基体を備える。

エアロゾル発生物品は、加熱時に揮発性化合物を放出する能力を有する任意の適切なエアロゾル発生基体を含みうる。エアロゾル発生基体はニコチンを含んでもよい。ニコチン含有エアロゾル発生基体はニコチン塩マトリクスを含んでもよい。エアロゾル発生基体は植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル発生基体は、たばこを含んでもよく、たばこ含有材料は加熱に応じてエアロゾル発生基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含有することが好ましい。

エアロゾル発生基体は均質化したたばこ材料を含みうる。均質化したたばこ材料は、粒子状のたばこを凝集することによって形成されてもよい。存在する場合、均質化したたばこ材料は、乾燥質量基準で５％以上のエアロゾル形成体含有量を有することができ、乾燥質量基準で５重量％超～３０重量％超であることが好ましい。

エアロゾル発生基体は別の方法として、または追加的に、非たばこ含有材料を含んでもよい。エアロゾル発生基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。

エアロゾル発生基体は例えば、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎の破片、再構成たばこ、均質化したたばこ、押出成形たばこ、膨化たばこのうちの一つ以上を含む、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートのうち一つ以上を含みうる。

エアロゾル発生基体は、少なくとも一つのエアロゾル形成体を備えうる。エアロゾル形成体は、使用時に密度が高く安定したエアロゾルの形成を容易にし、エアロゾル発生装置の使用温度で熱分解に対して実質的に耐性のある任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物であってもよい。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、多価アルコール（トリエチレングリコール、１、３－ブタンジオール、およびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これらに限定されない。特に好ましいエアロゾル形成体は多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオールなど）であり、グリセリンが最も好ましい。エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。エアロゾル発生基体はニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成体を含むことが好ましい。特に好ましい実施形態において、エアロゾル形成体はグリセリンである。

エアロゾル発生基体は、熱的に安定な担体上に提供されてもまたはその中に包埋されてもよい。好ましい実施形態において、担体は、その内表面上、またはその外表面上、またはその内表面と外表面上の両方に配置された固体基体の薄い層を有する管状の担体である。こうした管状の担体は、例えば紙、または紙様の材料、不織布炭素繊維マット、低質量の目の粗いメッシュ金属スクリーン、または穴あきの金属箔またはその他の任意の熱的に安定した高分子マトリクスで形成されてもよい。別の方法として、担体は、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートなどの形態を取ってもよい。

担体は、たばこ成分が組み込まれた不織布繊維または繊維束としうる。不織布繊維または繊維の束は、例えば炭素繊維、天然セルロース繊維、またはセルロース誘導体繊維を含みうる。

エアロゾル発生基体は、紙巻たばこ用紙ラッパーなどのラッパーによって囲まれていることが好ましい。

エアロゾル発生物品は、エアロゾル発生基体の上流にあるフィルターを備えうる。例えば、フィルターはエアロゾル発生物品の口側端に近接しうる。酢酸セルローストウなどの任意の適切なフィルターが使用されうる。フィルターはプラグラップに包まれうる。フィルターは、エアロゾル発生基体のロッドと同軸に整列されてもよく、フィルターおよびロッドは、例えばチッピングペーパーと一緒に保持されてもよい。

エアロゾル発生物品は円筒状であり、エアロゾル発生装置のくぼみは円筒状であることが好ましい。

本開示に記載の一つ以上の態様を描写する図面をこれから参照する。しかし、当然のことながら図面に描写されていないその他の態様も、本開示の範囲および趣旨に収まる。図内で使用されている類似の番号は、類似の構成要素、工程、およびこれに類するものを指す。しかし当然のことながら、所与の図内で一つの構成要素を指すために一つの番号を使用することは、別の図内で同一の番号が付けられた構成要素を制限することを意図するものではない。加えて、異なる図内で構成要素を指すための異なる番号の使用は、異なる番号の付いた構成要素を他の番号の付いた構成要素と同一または類似のものとすることはできないと示すことを意図するものではない。図面は例示の目的で提示されていて、制限の目的で提示されていない。図面に提示された概略図は、必ずしも縮尺通りではない。

図１は、本発明のエアロゾル発生装置内に保持されたエアロゾル発生物品の概略斜視図である。 図２は、本発明の装置で使用されるタイプのエアロゾル発生物品の概略斜視図である。 図３Ａは、開始位置にある本発明によるエアロゾル発生装置の概略斜視図である。 図３Ｂは、前進した位置にある本発明によるエアロゾル発生装置の概略斜視図である。 図４は、本発明の装置で使用されるタイプのエアロゾル発生物品の概略斜視図である。 図５Ａは、前進した位置にある本発明のエアロゾル発生装置内に保持されたエアロゾル発生物品の概略斜視図である。 図５Ｂは、開始位置にある本発明のエアロゾル発生装置内に保持されたエアロゾル発生物品の概略斜視図である。 図６Ａは、装置のねじ付きシャフトの一部分の概略斜視図と、係合位置にある係合解除ボタンの概略図である。 図６Ｂは、装置のねじ付きシャフトの一部分の概略斜視図と、係合解除位置にある係合解除ボタンの概略図である。 図７は、本発明のエアロゾル発生装置内に保持されたエアロゾル発生物品の概略断面図である。

ここで、エアロゾル発生装置１００および装置１００に挿入されたエアロゾル発生物品２００の概略斜視図である図１を参照する。装置２００は、開放端を有し、開放端と連通するくぼみを形成するハウジング１１０を含む。くぼみは、エアロゾル発生物品２００を受容するように構成されている。装置は、捕捉要素（表示せず）を起動するための第一のボタン１２２（または起動ボタン）を含み、これはまた、発熱体（表示せず）を起動しうる。装置１００は、新しいエアロゾル発生物品２００とともに使用する捕捉要素をリセットするために起動させうる第二のボタン１２４（または係合解除ボタン）を含む。

くぼみの中にエアロゾル発生物品２００を挿入することは、物品の端部を捕捉要素内に抑制させる。本開示の目的のために、物品が捕捉要素に対して自由に回転できない場合、物品は捕捉要素に対して抑制される。

ボタン１２２の起動は、捕捉要素をくぼみ内でらせん状に前進させ、それ故にエアロゾル発生物品をくぼみを通してらせん状に移動させる。図に示す実施形態において、エアロゾル発生物品は、使用中に徐々に、くぼみを通って開放端に向けて近位に移動する。

発熱体は、エアロゾル発生物品２００と接触していることが好ましく、物品２００内のエアロゾル発生基体を加熱してエアロゾルを生成するように構成されていて、このエアロゾルは、くぼみの開放端を越えてくぼみから延びる、物品２００の口側端を通してユーザーによって吸入されうる。

エアロゾル発生物品２００の一部分が加熱されると、物品２００の新しい部分が加熱のためにヒーターに隣接して定置されうるように、物品２００は移動されうる。ボタン１２２を押し下げることは、捕捉要素の移動を引き起こし、それ故に物品２００の移動を引き起こす。

ここで図２を参照すると、例えば図１に描写する装置１００によって複数回の逐次的な加熱を受けたエアロゾル発生物品２００の例の概略斜視図が示されている。物品２００は口側端２１０を含み、これはフィルターと、口側端２１０の下流にあるロッド２２０とを含みうる。ロッド２２０はエアロゾル発生基体を含有する。物品の長方形ボックス（例えば、２４１、２４２、および２４９）は、ロッド２２０の逐次的に加熱された部分を示す。例えば、部分２４１は、加熱される第一の部分でもよく、部分２４２は加熱される第二の部分でもよく、部分２４９は加熱される第九の部分でもよい。例えば図１に示すボタン１２２を押すことは、ロッド２２０の後続の未使用の部分が加熱されうるように、図１に示す装置１００の発熱体に対してエアロゾル発生物品２００を移動させうる。物品２００が完全に使用されると、物品は装置から取り外されてもよく、新しい物品が装置の中に挿入されてもよい。

図３Ａ～図３Ｂに描写する装置１００は、開放端１３５を有するハウジング１１０を有する。ハウジング１１０は、開放端と連通するくぼみ１３０を画定する。くぼみ１３０および開放端１３０は、図２に示す物品２００などのエアロゾル発生物品を受容するように構成されている。物品はくぼみの中に挿入されると、くぼみ１３０内に配置されている捕捉要素１４０によって抑制される。捕捉要素１４０は、ねじ付きシャフト１４５に連結されていて、これは回転要素１６０に連結されている。回転要素１６０はボタン１２２に動作可能に連結されている。回転要素１６０は、例えば復座バネまたはねじモーターを備えうる。

ユーザーによるボタン１２２の起動は、回転要素１６０の回転を引き起こし、これは、ねじ付きシャフト１４５および捕捉要素１４０を、くぼみ１３０内でらせん状に近位に進ませる。図３Ａは、開始位置またはリセット位置にある捕捉要素１４０を示す。図３Ｂは、近位に進んだ位置にある捕捉要素１４０を示す。

装置１００は、物品がくぼみ１３０内に受容されていて、捕捉要素１４０によって抑制されている時に、エアロゾル発生物品のエアロゾル発生基体を加熱するために、くぼみ１３０内に配置されているか、またはくぼみに対して露出されている発熱体１５０を含む。発熱体１５０は、くぼみ１３０の周囲よりも短い長さだけ延びる。描写した実施形態において、発熱体１５０は、くぼみ１３０の周囲の約十分の一の長さだけ延びる。言い換えれば、発熱体１５０は、くぼみ１３０の周囲の約３６度だけ延びる。

ここで、エアロゾル発生物品２００の一例の概略斜視図である図４を参照する。物品２００は、口側端２１０および口側端に対向する第二の端を含む。物品２００は、口側端２１０の上流にあるエアロゾル発生基体を含有するロッド２２０を含む。第二の端は、物品２００が装置のくぼみの中に挿入されている時、物品２００が捕捉要素によって抑制されているように、エアロゾル発生装置の捕捉要素の特徴と相互作用するように構成された特徴２３５を備えるプレート２３０を備える。例えば、プレート２３０は、図４に描写の通り、戻り止めまたは穴２３５を備え、捕捉要素は、穴２３５と嵌合する戻り止めまたは突出部（例えば、図３Ａ～図３Ｂに描写の通り）を含みうる。

ここで図５Ａ～Ｂを参照すると、装置１００、および装置２００とともに使用するエアロゾル発生物品２００の一例の概略斜視図が示されている。図５Ａ～Ｂは、装置２００、より具体的には補足要素（物品２００が存在するため図５Ａ～Ｂには図示せず）のリセットを図示する。描写した実施例において、ボタン１２４の起動は、装置がリセットされるまで捕捉要素に対して物品２００を挿入することによって、捕捉要素およびねじ付きシャフト１４５がくぼみ内で遠位に押されることを可能にする（図５Ｂ）。

ボタン１２４を押し下げることは、回転要素１６０の螺合要素がねじ付きシャフト１４５のねじ山から係合解除されて、捕捉要素およびねじ付きシャフト１４５が、くぼみ内で遠位に押されることを可能にする。

例えば、また図６Ａ～Ｂを参照すると、ねじ付きシャフト１４５の一部分の概略斜視図が、ボタン１２４および螺合要素１２８の概略側面図付きで示されている。エアロゾル発生装置のその他の構成要素は図示されていない。図６Ａにおいて、ボタン１２４は、起動または押圧されず、螺合要素１２８は、ねじ付きシャフト１４５のねじ山１４７と係合している。図６Ｂにおいて、ボタン１２４は、起動または押圧されていて、螺合要素１２８は、ねじ付きシャフト１４５のねじ山１４７から係合解除されていて、ねじ付きシャフトが自由に移動し、その開始位置またはリセット位置に戻ることを可能にする。ボタン１２４を放すと、装置が使用できる状態になりうるように、係合要素１２８はねじ山１４７と再び係合する。

実施形態において、回転要素がモーターを備える場合、ボタンを押して、その捕捉要素とねじ付きシャフトをリセットすることは、係合要素の係合解除ではなく、モーターの逆転を引き起こしうる。言い換えれば、捕捉要素およびねじ付きシャフトは、開始位置またはリセット位置にらせん状に再び巻かれうる。

ここで図７を参照すると、装置１００および物品２００の長軸方向の概略断面図が示されている。図７に描写されていて、図７に関して具体的に説明されていない番号付きの要素については、上述の図１、図３Ａ～Ｂ、および図５Ａ～Ｂに関する説明を参照する。装置１００は、制御電子回路１８０に動作可能に連結された電池１７０を含み、この制御電子回路は発熱体１５０に連結されている。

物品２００を通る空気およびエアロゾルの流れが、図７に描写されている。示されている通り、装置１００のハウジング１１０は、物品２００が受容されているくぼみと連通する一つ以上の開口部１１７を備えうる。ユーザーが物品２００の口側端を吸うと、空気は開口部１７０を通してくぼみに入り、物品２００を通して流れうる。空気流は図７において、大きい矢印で示されている。エアロゾルは、物品２００内での発熱体１５０によるエアロゾル発生基体の加熱によって発生される。エアロゾルは空気中に混入されて、ユーザーによる吸入のために物品１００の口側端に送達されうる。エアロゾルは図７において、小さい矢印で示されている。

本明細書で使用されるすべての科学的および技術的な用語は、別途指定のない限り、当業界で一般に使用される意味を有する。本明細書で提供されている定義は、本明細書で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするために提供されている。

本明細書および添付した請求の範囲で使用される単数形（「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」）は、複数形の対象を有する実施形態を含蓄するが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。

本明細書および添付した請求の範囲で使用される「または」という用語は概して、「および／または」を含む意味で使用されるが、その内容によって明らかに別途定められている場合はその限りではない。

本明細書で使用される「有する、持つ（ｈａｖｅ）」、「有している、持っている（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含まれる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、またはこれに類するものは制約のない意味で使用され、概して「含むが、これに限定されない」を意味する。当然のことながら、「から本質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、およびこれに類するものは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」およびこれに類するものに包摂される。

「好ましい」および「好ましくは」という語は、ある特定の状況下で、ある特定の利益をもたらしうる本発明の実施形態に言及する。しかしながら、同一のまたはその他の状況下で、その他の実施形態もまた好ましいものである場合がある。その上、一つ以上の好ましい実施形態の列挙は、その他の実施形態が有用ではないことを暗示するものではなく、また特許請求の範囲を含む本開示の範囲からその他の実施形態を除外することを意図しない。

「上」、「下」、「左」、「右」、「上方」、「下方」およびその他の方向または向きなど、本明細書で言及される任意の方向は、本明細書において明確さおよび簡潔さのため記述されていて、実際の装置またはシステムを限定する意図はない。本明細書に記載の装置およびシステムは、多数の方向および向きで使用されうる。

上述の例示的な実施形態は限定するものではない。上述の実施形態と一貫性のあるその他の実施形態は、当業者には明らかであろう。

Claims (15)

1. エアロゾル発生装置であって、
   開放端を有するハウジングであって、前記ハウジングがエアロゾル発生物品を受容するための前記開放端と連通するくぼみを形成するものと、
   前記くぼみの中に配置され、かつ前記くぼみ内にエアロゾル発生物品を保持するために動作できる回転可能な捕捉要素であって、前記回転可能な捕捉要素が前記くぼみ内で長軸方向に移動可能なものと、
   前記くぼみと連通する発熱体であって、前記発熱体が前記くぼみ内で前記捕捉要素によって保持された前記エアロゾル発生物品を加熱するために動作可能なものと、を含み、
   前記捕捉要素の回転が、前記捕捉要素によって保持された前記エアロゾル発生物品を前記発熱体に対してらせん状に移動させる、エアロゾル発生装置。
2. 前記捕捉要素に連結されて、前記捕捉要素を回転するように構成された回転要素をさらに備える、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 前記回転要素がモーターを含む、請求項２に記載のエアロゾル発生装置。
4. 前記回転要素に連結されたユーザー起動可能ボタンをさらに備え、前記ボタンの作動が前記回転要素を起動し、前記捕捉要素を回転させる、請求項２または３に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記捕捉要素がシャフトに連結されている、請求項１～４のいずれかに記載のエアロゾル発生装置。
6. 前記シャフトがねじ山を含み、前記装置が前記シャフトの前記ねじ山と係合するように構成された螺合要素をさらに備える、請求項５に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記螺合要素によって係合されている間の前記シャフトの回転は、前記捕捉要素の回転を引き起こし、前記捕捉要素が前記くぼみ内で長軸方向に移動するのを引き起こす、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記螺合要素が前記ねじ山を係合解除するために作動可能である、請求項６または７に記載のエアロゾル発生装置。
9. 前記捕捉要素が、所定の量ずつ移動するように構成されている、請求項１～８のいずれかに記載のエアロゾル発生装置。
10. 前記捕捉要素の前記所定の量の移動が、回転の増分および長軸方向の増分を含む、請求項９に記載のエアロゾル発生装置。
11. 前記捕捉要素の前記所定の量の移動の前記回転の増分が、前記発熱体が前記くぼみの周囲の周りに延びる量と実質的に等しい量である、請求項１０に記載のエアロゾル発生装置。
12. 前記捕捉要素の前記所定の量の移動の前記長軸方向の増分が、前記くぼみの長さに沿って延びる前記発熱体の長さを丸１回転に必要な前記所定の量の移動の回数で割った長さと実質的に等しい量であり、前記所定の量の移動の回数は３６０度を前記回転の増分で割った値である、請求項１１に記載のエアロゾル発生装置。
13. 前記捕捉要素が、前記くぼみ内でらせん状の動きで移動する、請求項１～１２のいずれかに記載のエアロゾル発生装置。
14. 前記発熱体が、前記捕捉要素によって保持されたエアロゾル発生物品の隣接した部分を順に加熱する、請求項１～１３のいずれかに記載のエアロゾル発生装置。
15. エアロゾル発生システムであって、
    請求項１～１４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生装置と、
    エアロゾル発生物品であって、
    口側端および前記口側端に対して遠位の第二の端と、
    前記口側端と前記第二の端の間のエアロゾル発生基体と、
    前記第二の端にあるプレートであって、前記プレートが前記エアロゾル発生装置の前記回転可能な捕捉要素と係合するように構成された特徴部を含む、プレートとを含むエアロゾル発生物品と、を備えるエアロゾル発生システム。

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