JP7348314B2 - エアロゾル生成装置の電源ユニット及びカートリッジ、並びにカートリッジの種別を判定する方法 - Google Patents
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Description
図1から図5は、電源ユニット10が装着されたエアロゾル生成装置1を示している。図1及び図2はエアロゾル生成装置1の斜視図であり、図3はエアロゾル生成装置1の断面図である。また、図4はエアロゾル生成装置1が備える電源ユニット10の斜視図であり、図5は電源ユニット10の構成例を示すブロック図である。
本実施形態の電源ユニット10は、図3及び図4に示されるように、円筒状の電源ユニットケース11の内部に電源12、充電器13、制御部50、各種センサ等を収容する。電源12は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくは、リチウムイオン電池である。
カートリッジ・ユニット20は、図3に示されるように、円筒状のカートリッジケース27の内部に、エアロゾル源22を貯留するリザーバ23と、エアロゾル源22を霧化する電気的な負荷21と、リザーバ23から負荷21へエアロゾル源を引き込むウィック24と、エアロゾル源22が霧化されることで発生したエアロゾルがカプセル・ユニット30に向かって流れるエアロゾル流路25と、カプセル・ユニット30の一部を収容することができるエンドキャップ26と、を備える。
カプセル・ユニット30は、カートリッジ・ユニット20側の端部がカートリッジ・ユニット20のエンドキャップ26に設けられたカートリッジ収容部26aに着脱可能に収容される。カプセル・ユニット30は、カートリッジ・ユニット20側とは反対側の端部が、ユーザの吸口32となっている。なお、吸口32は、カプセル・ユニット30と一体不可分に構成される場合に限らず、カプセル・ユニット30と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口32を電源ユニット10とカートリッジ・ユニット20とは別体に構成することで、吸口32を衛生的に保つことができる。
次に制御部50の構成について、図5を参照して具体的に説明する。制御部50は、エアロゾル生成要求検出部51と、操作検出部52と、電力制御部53と、報知制御部54と、カートリッジ検知判定部55と、を備える。
電力制御部53は、エアロゾル生成要求検出部51がエアロゾル生成の要求を検出した際に放電端子41を介した電源12の放電を制御する。一例では、電力制御部53は、負荷21によってエアロゾル源が霧化されることで生成されるエアロゾルの量が所望範囲に収まり、つまり、電源12から負荷21に供給される電力量が一定範囲となるように制御する。
エアロゾル生成装置1の組立方法について説明する。図6は、エアロゾル生成装置1の分解図である。図示されるように、エアロゾル生成装置1は、電源ユニット10と、カートリッジケース27と、カートリッジ200と、エンドキャップ26と、カプセル・ユニット(カプセル)30と、を組み立てることで構成される。
図7から図11を参照して、本実施形態により、電源ユニット10に接続されるカートリッジ200の種別の判定について説明する。図7は、フォトセンサ17とカートリッジ200の反射部220の動作を示した概略図である。図8Aは、当該フォトセンサ17を備えた本実施形態の電源ユニット10の概略斜視図であり、図8Bは、電源ユニット10を軸方向にカートリッジ200側から見た平面図である。また、図9Aから図10Bは、本実施形態の電源ユニット10に接続されるカートリッジ200を軸方向から見た平面図の一例である。そして、図11は、このような電源ユニット10及びカートリッジ200を用いて、カートリッジ200の種別を判定する方法を示すフロー図である。
フォトセンサ17が電源ユニット10に設けられる。具体的には、図7に示されるように、フォトセンサ17は一対の発光素子171と受光素子172とを備え、電源ユニット10の接続面80(前述の接続キャップ)に設けられている。一例では、フォトセンサ17の発光素子171はGaAs赤外線発光ダイオードで構成され、受光素子172はフォトトランジスタ(フォトIC)で構成されるのがよい。
図9A及び図9B、並びに図10A及び図10Bに示されるように、照射された光を反射するための反射部220がカートリッジ200の電極面280上に設けられている。反射部220は、1つ以上の部材(図示される例では2つの部材2211,2212)を含んで形成される。例えば、反射部220の部材は光吸収部材で形成されるのがよい。また、電極面280には、電源ユニット10側の一対の放電端子41と接触して通電するために、一対の接続電極部210が設けられている。
図11には、カートリッジ200の種別の判定に関する一連の動作が示される。一連の動作は、カートリッジ200がエアロゾル生成装置1の電源ユニット10に軸線Lの方向に沿って接続されるときに、主に、カートリッジ検知判定部55及び報知制御部54が、フォトセンサ17、メモリ18、及び報知部45と協働することによって実行される。
(変形例1)
前述の説明においては、反射部220の部材221は、カートリッジ200の種別に応じて光の反射率が異なるように構成するものとした。本変形例では、電極面280において反射部220が有する複数の部材222の配置パターンがカートリッジ200の種別に応じて異なるように構成してもよい。例えば、図12Aから図12Cそれぞれ示されるように、当該配置パターンは、複数の反射率を有する複数の種別の部材222の組み合わせで構成されてもよい。
上記に加え、反射部領域AR1,2は、図10A及び図10Bに図示される以外にも、電極面280において電極接続部210以外の領域全体そのもの(所定の光の反射率を有する。)としてもよい。
前述の説明においては、フォトセンサ17の一対の発光素子171及び受光素子172は、電源ユニット10のカートリッジ200との接続面80から周方向に突出するように設けられるものとした。これ以外にも、一対の発光素子171及び受光素子172が接続面の下となるように配置されてもよく、この場合、反射部220が移動するための溝が接続面80に設けられてもよい。より詳しくは、接続面80から下方に延びる溝が電源ユニット10の接続面80に設けられており、当該溝の側面にフォトセンサ17(一対の発光素子171及び受光素子172)が対向して設けられてもよい。そして、電源ユニット10にカートリッジ200を接続させる時に、カートリッジ200に設けられた反射部220が溝内又はその近傍を移動し、フォトセンサで照射された光を反射して、フォトセンサに戻す。そして、受光した光の信号強度を測定することに基づいて、カートリッジの種別を判定することができる。
前述の説明においては、フォトセンサ17の一対の発光素子171及び受光素子172は、電源ユニット10のカートリッジ200との接続面80から突出するように設けられるものとした。これ以外にも、フォトセンサ17は、カートリッジケース27の内周面に設けてもよい。この場合、カートリッジ200の反射部220は、カートリッジ200の電極面280ではなく、カートリッジ200の外周面に位置合わせして配置される。つまり、カートリッジ200の反射部220は、カートリッジケース27の内周面に対向するように、カートリッジ200の外周面上に、軸方向に沿ってフォトセンサ17と位置合わせされて配置される。これにより、電源ユニット10に対してカートリッジ200が回転を開始するときに(図6:手順C)、フォトセンサ17と反射部220とが協働して、カートリッジ200が検知される。
前述の説明においては、カートリッジ200がカートリッジケース27に挿入されて電源ユニット10に接続されるときに(図6:手順B)、電源ユニット10の接続面80に対してカートリッジ200の電極面280が周方向に位置合わせされるものとした。このような位置合わせの精度を向上させるために、本変形例では、図13A及び図13Bに示すように、更に、カートリッジ200と、カートリッジ200を保持するカートリッジケース27の空洞部とに、位置合わせのための機構を設けてもよい。
前述の説明においては、発光素子171による発光の開始は、電源ユニット10の接続面80に対し、カートリッジ200の電極面280が周方向に位置合わせされてカートリッジケース27に挿入されたタイミングとした(図11:S20)。本変形例では、これ以外にも、図14に示されるように、物理スイッチを用いて開始のタイミングが特定されるように構成してもよい。
前述の説明においては、発光素子171による発光の開始は、電源ユニット10の接続面80に対し、カートリッジ200の電極面280が周方向に位置合わせされてカートリッジケース27に挿入されたタイミングとした(図11:S20)。変形例では、これ以外にも、発光素子171による発光の開始は、カートリッジ200が電源ユニット10に接続された後、ユーザによる操作部14の押下を受けたのに応じて動作するように制御されてもよい。つまり、カートリッジ200が電源ユニット10に接続された後、ユーザがパフ動作を行うために操作部14を押下したタイミングで、制御部50は、発光素子171に発光を開始させ、そして、カートリッジの判別のための一連の動作を実行するように動作してもよい。
本開示の他の実施形態について図15を参照して説明する。図15は、本開示の他の実施形態におけるエアロゾル生成装置1の電源ユニット10aの構成例を示すブロック図である。電源ユニット10aは、制御部50aと、フォトセンサ17aと、メモリ18aとを備える。
Claims (17)
- エアロゾル生成装置の電源ユニットであって、
当該電源ユニットがカートリッジに接続されるとき又は接続された後に、前記カートリッジに設けられた反射部に光を発光する発光素子と、
前記反射部によって反射された前記光を受光する受光素子と、
前記受光素子が受光した光に基づき前記カートリッジの種別を判定する制御部と、
物理スイッチと、
を備え、当該電源ユニットが前記カートリッジに接続されるときに、前記物理スイッチが前記カートリッジによって押下され、
前記制御部は、前記物理スイッチが押下されたのに応じて、前記発光素子に発光を開始させる、電源ユニット。 - 請求項1に記載の電源ユニットにおいて、
前記カートリッジの反射部が前記電源ユニットとの接続面に設けられ、
前記反射部の部材が有する光の反射率が前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記受光された光の信号強度に基づき前記カートリッジの種別が判定される、電源ユニット。 - 請求項2記載の電源ユニットにおいて、前記部材の色の明度が前記カートリッジの種別に応じて異なる、電源ユニット。
- 請求項2又は3記載の電源ユニットにおいて、前記部材の加工態様が前記カートリッジの種別に応じて異なる、電源ユニット。
- 請求項2から4の何れか一項記載の電源ユニットにおいて、
前記反射部において、前記部材の配置パターンが前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別の前記部材の組み合わせで構成される、電源ユニット。 - 請求項5記載の電源ユニットにおいて、前記複数の種別の部材が光の無反射部材を含む、電源ユニット。
- 請求項5又は6記載の電源ユニットにおいて、前記制御部は、当該電源ユニットがカートリッジに接続されるときに、
第1種別の前記部材を介して前記受光素子が第1信号強度の光を受光したのに応じて、前記制御部が前記カートリッジを検知する動作を開始し、
引き続き、第2種別の前記部材を介して前記受光素子が第2信号強度の光を受けたのに応じて、前記制御部が前記動作を終了する、電源ユニット。 - 請求項1から7の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記物理スイッチが前記カートリッジによって再び押下されたのに応じて、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。 - 請求項1から7の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記カートリッジの種別が判定されたのに応じて、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。 - 請求項1から9の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記発光素子による発光が開始された後、所定の期間にわたり前記受光素子により受光されない場合に、当該電源ユニットの前記カートリッジへの接続失敗と判定して、前記発光素子に発光を終了させる、電源ユニット。 - 請求項10に記載の電源ユニットであって、更に、報知部を備えており、
前記制御部は、前記報知部に前記接続失敗を報知させる、電源ユニット。 - 請求項11に記載の電源ユニットにおいて、
前記報知部は、前記接続失敗の報知によって、当該電源ユニットの前記カートリッジへの再度の接続の操作をユーザに促す、電源ユニット。 - 請求項1から12の何れか一項に記載の電源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記カートリッジの種別を判定することができない場合に、前記カートリッジへの電力供給を禁止する、電源ユニット。 - カートリッジの種別を判定する方法であって、前記カートリッジがエアロゾル生成装置の電源ユニットに軸方向に沿って接続されるとき又は接続された後に、
前記電源ユニットの発光素子により、前記カートリッジに設けられた反射部に光を発光するステップと、
前記電源ユニットの受光素子により、前記反射部によって反射された前記光を受光するステップと、
前記受光素子が受光した光に基づき前記カートリッジの種別を判定するステップと、
を含み、前記反射部の部材が有する光の反射率が前記カートリッジの種別に応じて異なり、
当該方法が更に、前記カートリッジが前記電源ユニットに接続されるときに、前記電源ユニットが備える物理スイッチが前記カートリッジによって押下されることに応じて、前記発光素子が発光を開始するステップを含む、方法。 - 請求項14記載の方法において、前記部材の色及び/又は加工態様が前記カートリッジの種別に応じて異なる、方法。
- 請求項14又は15の何れか一項記載の方法において、
前記反射部において、前記部材の配置パターンが前記カートリッジの種別に応じて異なり、
前記配置パターンが、複数の反射率を有する複数の種別からなる前記部材の組み合わせで構成される、方法。 - 請求項16記載の方法において、前記部材が光の無反射部材を含む、方法。
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