JP7398591B1 - 喫煙具用カートリッジ - Google Patents

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Abstract

Figure 0007398591000001
【課題】誘導加熱式の喫煙具に用いられる喫煙具用カートリッジにおいて、複数のエアロゾル形成基材を安定して加熱する。
【解決手段】複数のエアロゾル形成基材(10)と、複数のエアロゾル形成基材(10)と同軸上に配置されるマウスピース(30)と、を備え、誘導加熱式の喫煙具(70)に装着されて使用される喫煙具用カートリッジ(1)であって、第1磁性体(20a)を含む第1サセプタ(20)と、第2磁性体(25a)を含む第2サセプタ(25)と、を備え、第1サセプタ(20)は、複数のエアロゾル形成基材(10)内に配置され、複数のエアロゾル形成基材(10)を加熱可能とし、第2サセプタ(25)は、第1サセプタ(20)と離間しているか、または第1サセプタ(20)と接触しており、第2磁性体(25a)のキュリー温度は、第1磁性体(20a)のキュリー温度よりも高い。
【選択図】図1

Description

本発明は、喫煙具用カートリッジに関する。
近年、火炎を用いることなく、タバコの成分を含むタバコカートリッジを加熱して、気化したタバコ成分を吸引する方式のタバコ製品が広く知られている。また、嗜好の多様化から、タバコ成分を含まない植物の芳香や味わいを、タバコ同様に火炎を用いずに楽しむためのカートリッジも知られ始めている。このようなカートリッジ等は、加熱式の喫煙具に装着されることで使用される。
加熱式の喫煙具として、例えばブレード加熱式のものや誘導加熱式のものが知られている。誘導加熱式の喫煙具に用いられるカートリッジの構成として、例えば特許文献1が公知である。特許文献1に記載のタバコ製品では、エアロゾル形成体と、サセプタ粒子(第1サセプタ)と、を含有するタバコシート(複数のエアロゾル形成基材)が棒状に折り畳まれた状態でラッパーによって包まれている。このタバコ製品が誘導加熱式の喫煙具に装着され、スイッチがオンされると、喫煙具に内蔵されたコイルに交流電流が流れることにより、交流磁界が発生する。これにより、サセプタ粒子に誘導電流が流れてサセプタ粒子が誘導加熱される。そして、サセプタ粒子からエアロゾル形成体に熱が伝達されることで、エアロゾル形成体が加熱されてエアロゾルが生成される。
特許第6165275号公報
特許文献1に記載のタバコ製品では、誘導電流がサセプタ粒子に安定して流れないことに起因して、エアロゾル形成体を安定して加熱できない場合があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、誘導加熱式の喫煙具に用いられる喫煙具用カートリッジにおいて、複数のエアロゾル形成基材を安定して加熱することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、複数のエアロゾル形成基材と、前記複数のエアロゾル形成基材と同軸上に配置されるマウスピースと、を備え、誘導加熱式の喫煙具に装着されて使用される喫煙具用カートリッジであって、第1磁性体を含む第1サセプタと、第2磁性体を含む第2サセプタと、を備え、前記第1サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材内に配置され、前記複数のエアロゾル形成基材を加熱可能とし、前記第2サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材と前記マウスピースとの間に配置され、前記第2磁性体のキュリー温度は、前記第1磁性体のキュリー温度よりも高いことを特徴とする。
本発明によれば、誘導加熱式の喫煙具に用いられる喫煙具用カートリッジにおいて、複数のエアロゾル形成基材を安定して加熱することができる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第1実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図1のII-II線断面図。 図1に示す喫煙具用カートリッジが誘導加熱式の喫煙具に装着されたときの断面図。 第1実施形態の変形例1-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第1実施形態の変形例1-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第1実施形態の変形例1-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第2実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図7のVIII-VIII線断面図。 図7に示す第1サセプタおよび第2サセプタの斜視図。 第2サセプタの別の例を示す斜視図。 (a)は第2実施形態の変形例2-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図、(b)は(a)に示す第1サセプタおよび第2サセプタの平面図。 (a)は第2実施形態の変形例2-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図、(b)は(a)に示す第1サセプタおよび第2サセプタの平面図。 第2実施形態の変形例2-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第2実施形態の変形例2-4に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第3実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図15のXVI-XVI線断面図。 第1サセプタおよび第2サセプタの構成を説明する斜視図。 第1サセプタおよび第2サセプタの別の例を説明する斜視図。 第1サセプタおよび第2サセプタのさらに別の例を説明する斜視図。 第4実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図20のXXI-XXI線断面図。 第4実施形態の変形例4-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第4実施形態の変形例4-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第5実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図24のXXV-XXV線断面図。 第5実施形態の変形例5-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第5実施形態の変形例5-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第5実施形態の変形例5-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第6実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図29のXXX-XXX線断面図。 第6実施形態の変形例6-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第6実施形態の変形例6-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第6実施形態の変形例6-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第6実施形態の変形例6-4に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 第7実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図35に示す第1サセプタの平面図。 第8実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図37に示す磁気誘導体の平面図。 第8実施形態の変形例8-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図39に示す磁気誘導体の斜視図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図2は図1のII-II線断面図である。
図1および図2に示すように、第1実施形態に係る喫煙具用カートリッジ1は、複数のエアロゾル形成基材10と、第1サセプタ20と、第2サセプタ25と、マウスピース30と、外装部材40と、を備えている。第1サセプタ20は、複数のエアロゾル形成基材10内に配置されている。第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向の一端側(図1では右端側)に配置されている。マウスピース30は、第2サセプタ25の長手方向の一端側に配置されている。外装部材40は、例えば紙から成るシート状の部材であり、複数のエアロゾル形成基材10、第1サセプタ20、第2サセプタ25およびマウスピース30を包んで一体化する。
ここで、図1に示す喫煙具用カートリッジ1は、例えば、直径が6.5~7.5mm、長さが40~60mmに形成される。勿論、喫煙具用カートリッジ1は、これ以外の寸法で形成されても良い。
複数のエアロゾル形成基材10は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする多数の短冊状の部材から成る。これらエアロゾル形成基材10は、第1サセプタ20によって加熱されることでエアロゾルを生成する。エアロゾル形成基材10の原料については後述する。
第1サセプタ20は、シート状に形成された磁性体20aから成る。第1サセプタ20には、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界の発生に基づいて誘導電流が流れる。これにより、第1サセプタ20は発熱してエアロゾル形成基材10を加熱するようになっている。第1サセプタ20に含まれる磁性体(以下、「第1磁性体」と言う。)20aについては後述する。
第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10とマウスピース30との間に配置されており、第1サセプタ20と離間している。この第2サセプタ25は、粉状または粒状に形成された複数の磁性体25aが接着剤25b(例えば糊や蝋)を介して円柱状に固められて成り、これら磁性体25aは、第2サセプタ25内において高密度で配置されている。第2サセプタ25の外径は、円筒状に巻かれた外装部材40の内径の概ね半分である。
第2サセプタ25は、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界の発生に基づいて着磁(磁化)することにより、第1サセプタ20の周囲に磁界を発生させる。そして、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界と併せて第2サセプタ25による磁界が発生することで、第1サセプタ20が高温になったとしても、第1サセプタ20の誘導加熱を安定させることができる。なお、第2サセプタ25の両端部はそれぞれ接着剤(例えば糊や蝋)によって複数のエアロゾル形成基材10とマウスピース30に接着されている。第2サセプタ25に含まれる磁性体(以下、「第2磁性体」と言う。)25aについては後述する。
マウスピース30は、喫煙具用カートリッジ1の吸口を構成する部分であり、例えば紙等を用いて形成される。また、マウスピース30は、微粒子を取り除くセルロースアセテートフィルタ等を含んでいても良い。複数のエアロゾル形成基材10で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部は、このマウスピース30のフィルタによってろ過される。
次に、磁性体についての一般的な性質について説明した後に、第1磁性体(第1サセプタ20に含まれる磁性体)20aと第2磁性体(第2サセプタ25に含まれる磁性体)25aについて説明する。
磁性体は、強磁性体、常磁性体、反磁性体に大別される。強磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁気を強く帯び、特に磁石に吸着する性質を持つ材料であり、例えば鉄、ニッケル、コバルト、フェライト、ネオジウム、耐熱ネオジウム、サマリウムコバルト、アルニコ、フェライト系ステンレス、またはマルテンサイト系ステンレス等が挙げられる。強磁性体の 比透磁率は、1よりも極めて大きく、例えば、鉄であれば5000程度であり、ニッケルであれば600程度であり、コバルトであれば250程度であり、フェライト系ステンレスであれば1000~1800程度である。
一方、常磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と同じ方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えばアルミニウム、白金、マンガン、およびクロム等が挙げられる。常磁性体の比透磁率は1よりもわずかに大きく、例えば、アルミニウムであれば1.000021程度であり、白金であれば1.000265程度であり、マンガンであれば1.000830程度である。
また、反磁性体は、外部磁界を加えると外部磁界と反対方向の磁気を弱く帯び、外部磁界をゼロにすると磁気を帯びなくなる材料であり、例えば銅、グラファイトおよびビスマス等が挙げられる。反磁性体の比透磁率は、1よりもわずかに小さく、例えば、銅であれば0.999990程度であり、グラファイトであれば0.99980程度であり、ビスマスであれば0.999834程度である。
強磁性体は、その周囲に交流磁界が発生すると、誘導電流が流れてジュール熱が発生する。さらに、分子同士の摩擦や振動によって熱(ヒステリシス損失)が発生するため、常磁性体や反磁性体に比べて容易に誘導加熱でき、エアロゾル形成基材10を十分に加熱できる。なお、強磁性の代わりに、常磁性体または反磁性体を用いた場合でも、誘導加熱自体は可能である。ただし、エアロゾル形成基材10の十分な加熱に要する時間の短縮化や消費電力の低減の観点から強磁性体を用いる方が好ましい。
また、強磁性体は、キュリー温度が高い。ここで、キュリー温度とは、強磁性体が常磁性体に転移する温度をいう。キュリー温度は、例えば、鉄であれば約770℃であり、ニッケルであれば約358℃であり、コバルトであれば約1115℃である。
また、キュリー温度は、フェライトであれば約450~500℃である。ネオジウムであれば、約300~310℃である。耐熱ネオジウムであれば、約500~600℃である。サマリウムコバルトであれば約700~750℃である。アルニコであれば、約850℃~860℃である。ここで、フェライトは、鉄酸化物粉末を原料としており、その知名度から採用されやすい。ネオジウムは、熱に弱く錆びやすいという側面があるが、高い磁気エネルギー積を有するとともに安価であるという利点を有するため、誘導加熱を安定して行える喫煙具用カートリッジを安価で製造できる。サマリウムコバルトは、高い磁気エネルギー積を有し、ネオジウムと比較すると原料の産出量が少なく、高価という側面を有するが、熱安定性、耐食性面で優れている。アルニコは、アルミニウム、ニッケル、コバルトを原料としたものであり、キュリー温度が高いことから高温に強く割れにくいという面で優れている。
さらに、キュリー温度は、NiOFeであれば約585℃であり、CuOFeであれば約455℃であり、MgOFeであれば約440℃である。そのため、喫煙具用カートリッジ1を誘導加熱式の喫煙具に装着して例えば約300℃~350℃の高温で加熱する際に、上述したような強磁性を誘導加熱させる場合には、加熱温度がキュリー温度に達することは基本的にはなく、強磁性体としての性質を維持でき、エアロゾル形成基材10を安定して加熱できる。
しかしながら、誘導加熱式の喫煙具の性能次第では、喫煙具用カートリッジ1を上述したように約300℃~350℃の高温で加熱する際に、加熱温度が約350℃~400℃まで達してしまう場合があった。この場合、第1サセプタ20は、キュリー温度以上となるため、強磁性体としての性質を維持できなくなり、第1サセプタ20の誘導加熱を安定して行えないことがあった。
そこで、本実施形態では、第1磁性体20aおよび第2磁性体25aとして強磁性体を用い、第2磁性体25aのキュリー温度は、第1磁性体20aのキュリー温度より高くなるように設定されている。そのため、喫煙具用カートリッジ1を上記のように高温で加熱する際に、仮に第1磁性体20aがキュリー温度に達した場合でも、第2磁性体25aはキュリー温度に達することなく強磁性体としての性質を維持できる。したがって、依然として誘導加熱式の喫煙具による交流磁界と併せて第2サセプタ25による磁界を発生させることができ、第1サセプタ20には誘導加熱を安定して行うための十分な誘導電流が流れるようになっている。
このような第1磁性体20aおよび第2磁性体25aの好適な例を挙げれば、第1磁性体20aとしてニッケルを採用し、第2磁性体25aとして鉄を採用できる。この場合、鉄のキュリー温度(約770℃)の方がニッケルのキュリー温度(約358℃)よりも高く、上述したように第1サセプタ20を安定して誘導加熱できる。また、エアロゾル形成基材10の局所的加熱または燃焼の防止を回避することを考慮した第1磁性体20aおよび第2磁性体25aの好適な例を挙げれば、第1磁性体20aとしてネオジウムを採用し、第2磁性体25aとしてニッケルを採用できる。さらに、第1磁性体20aおよび第2磁性体25aとして、上述した強磁性体に限定されることなく、例えば、鉄とニッケルの合金を採用しても良いし、鉄とニッケルとクロムの合金を採用しても良い。
また、本実施形態では、第2磁性体25aのキュリー温度は、誘導加熱式の喫煙具の加熱温度の上限よりも高くなるように設定されている。そのため、喫煙具用カートリッジ1を上記のように高温で加熱する際に、第2磁性体25aは常に強磁性体としての性質を維持できるようになっている。したがって、第1サセプタ20には誘導加熱を安定して行うための十分な誘導電流が確実に流れるようになっている。
次に、エアロゾル形成基材10として用いられる原料であるタバコ植物または非タバコ植物の具体例について説明する。エアロゾル形成基材10は、以下に示す原料のうち任意の1つまたは複数の組み合わせで構成される。
タバコ植物としては、タバコ葉、タバコ茎、膨張タバコ、均質化タバコ等が挙げられる。非タバコ植物としては、タバコ植物以外の植物が挙げられる。非タバコ植物の好ましい部位としては、葉、果肉、種子、根(鱗根、塊根等)、茎、塊茎、皮(茎皮、樹皮等)、花(花弁、雄蕊、雌蕊等)、幹、枝等が挙げられる。
なお、本明細書でいう「植物」とは動物に対する一群を意味し、草および木等のように、根があって場所が固定されて生きているような生物以外に、微細藻類および海藻等のような藻類、キノコ等の菌類等をも含む。
エアロゾル形成基材10は、例えば、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマ、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、結着剤または増粘剤等を適宜混合し、粉砕若しくは分級して粉状または粒状にしたり、シート状に成形した上で、所定の幅および長さを有するように切断して短冊状とされる。
例えば、非タバコ植物の部位が葉である場合は、好ましくは茶類を使用できる。茶類は茶になる植物が異なるだけでな<、同じ植物であっても加工法によって異なるお茶になる。具体的には、たとえば、日本茶、紅茶、明日葉茶、甘茶、アマチャヅル茶、アロエ茶、イチョウ葉茶、ウーロン茶、ウコン茶、ウラジロガシ茶、エゾウコギ茶、オオバコ茶、カキオドシ茶、柿の葉茶、カミツレ茶、カモミールティ、河原決明茶、カリン茶、菊花茶、ギムネマ茶、グァバ茶、クコ茶、柔の葉茶、黒豆茶、ゲンノショウコ茶、玄米茶、ゴボウ茶、コンフリー茶、毘布茶、桜茶、サフラン茶、シイタケ茶、シソ茶、ジャスミン茶、しょうが茶、スギナ茶、セキショウ茶、センブリ茶、ソバ茶、タラノキ茶、タンポポ茶、甜茶、ドクダミ茶、杜仲茶、ナタマメ茶、ニワトコ茶、ネズミモチ茶、ハトムギ茶、ハブ茶、ビワの葉茶、プーアル茶、紅花茶、松葉茶、マテ茶、麦茶、メグスリノキ茶、ヨモギ茶、ユーカリ茶、羅漢果茶、ルイボスティ、ゴーヤ茶などが挙げられる。これらお茶については飲用後の茶殻を使用しても良い。茶殻などを使用すれば高価なお茶などを再利用して有効活用できる。
さらに、上記に例示した非タバコ植物の抽出物、所謂エキスや加工品も使用することができる。抽出物の形態としては、液体、水あめ状、粉末、顆粒、溶液等が挙げられる。
エアロゾル形成基材10の原料としてのエアロゾルフォーマは、グリセリン、プロピレングリコール、ソルビトール、トリエチレングリコール、乳酸、ジアセチン(グリセリンジアセタート)、トリアセチン(グリセリントリアセタート)、トリエチレングリコールジアセタート、クエン酸トリエチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸メチル、ドデカンジオン酸ジメチル、テトラデカンサンジオン酸ジメチルなどが挙げられる。なかでも、グリセリン、プロピレングリコールが好ましい。
エアロゾル形成基材10の原料としての微結晶セルロースとは、例えば、繊維性植物のパルプから得られたα-セルロースを酸で部分的に解重合したものとして得られるものであり、セルロースから可溶性部分を取り除き、適宜、不溶性部分を結晶化したものである。
微結晶セルロースは、粉体のままでも良いし、水などの溶媒に分散させて懸燭液でも良い。この場合、溶媒ヘの分散は、高速攪拌機や高圧ホモジナイザーなどが使用できる。
さらに、必要に応じエアロゾル形成基材10の原料として風味を追加する風味添加剤も好ましく用いられる。風味添加剤としては、はっか、ココア、コーヒー、紅茶のエキス、茶抽出物のカテキンの粉末等が挙げられる。保存料としては食品に使用されるものが好ましく、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。
エアロゾル形成基材10に、メントールおよび非水溶性架橋ポリマー(好ましくはポリビニルポリピロリドン)を含有させても良い。メントールに非水溶性架橋ポリマーを組み合わせることで、メントールの昇華を効果的に抑制でき、メントールの風味を長期間保つことができる。ここで、メントールとは、天然物から得られたものに限られず、合成物でも良い。また、はっか、ミント、ハッカ油、その他のメントールを含むものを使用しても良い。
風味添加剤は、例えば、マウスピース30の壁部に含浸させることによってマウスピース30に設けられている。風味添加剤がマウスピース30に設けられている態様は、このような態様に限られず、例えば、当該風味添加剤が封入されているカプセルをマウスピース30の壁部に埋設することによって、マウスピース30に風味添加剤が設けられているようにしても良い。または、第2サセプタ25の周囲に風味添加剤が配置されるようにしても良い。風味添加剤がカプセルに封入されている場合、喫煙者は、カプセルを指で押圧することにより、カプセルを破壊することができ、所望のタイミングで風味添加剤の芳香成分を揮発させることが可能となる。
さらに、風味添加剤は、例えば、マイクロカプセルに封入されている場合、封入されているマイクロカプセルを複数のエアロゾル形成基材10内に設けても良い。
エアロゾル形成基材10の原料としての結着剤または増粘剤としては、グアーガム、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばヒドロキシプロピルセルレロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、例えばデンプン、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カラナギン、寒天およびペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
(エアロゾル形成基材の製造方法)
既述のエアロゾル形成基材10の製造方法について、各工程に分けて説明する。エアロゾル形成基材10の製造工程は、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物を乾燥・粉砕し、秤量等を行う乾燥・粉砕工程と、その他の原料の前処理、秤量等を行う準備工程と、原料を混合して組成物とする混合工程と、組成物を成形する充填物成形工程と、を有する。
乾燥・粉砕工程では、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物の使用部位(例えば、葉、種子、乾燥果実、茎、樹皮、根など)を組成物とするため、所定の粉砕物に加工する。その際、後に添加するエアロゾルフォーマ、水その他の成分を吸収あるいは担持するのに都合の良い水分量に調整することが好ましい。乾燥において、温度は60℃以上80℃以下が好ましい。この範囲とすることで、必要とする香味成分の散逸を避けながら、所望の水分量に到達させやすい。さらに、乾燥・粉砕工程には、粉砕物を篩分けする篩工程を設けることもでき、所望の粒度に調整して混合工程に投入することができる。
準備工程においては、エアロゾル形成基材10を作製するにあたり必要な原料を準備することができる。なお、前述の微結晶セルロースは、準備工程において秤量され、混合工程に投入される。
混合工程においては、通常の混合機を使用することができる。例えば、混合槽中の原料を撹拌羽根にて、剪断力を加えつつ混合するような形態が好ましく用いられる。
充填物成形工程では、各種原料が混合された組成物を薄いシート状に成形してから、切断することで、短冊状のエアロゾル形成基材10が成形される。本実施形態では、薄いシートにするため、3本ロールミルを用意する。3本ロールミルを用いると、狭いロール間に押し込まれることによる圧縮と、ロール速度差による剪断により、混練、分散などを行いながら、ドクターブレードにより所望の厚さのシートとすることが可能であり、好ましい。また、プレスローラあるいはプレス機を用いて作製することもできる。
充填物成形工程では、組成物を加圧によりオリフィスを通過させて成形するなど、他の手段を用いても良い。さらに、必要に応じて、非タバコ植物、エアロゾルフォーマ、結着剤または増粘剤等、風味添加剤、保存料をさらに添加しても良いし、水などを添加しても良い。
充填物成形工程で得られるシートの厚さは、0.1mm~1.0mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1mm~0.5mmの範囲である。得られたシートは、カッター、回転刃方式のロータリーカッター等により、所定の幅に切断される。
ここで、短冊状に形成されたエアロゾル形成基材10の表面に粘着性を付与する場合は、粘着性を付与できる手段であれば特に限定されないが、既述の結着剤を少なくとも一部に付着させれば良い。
(喫煙具用カートリッジの使用方法)
次に、図3を参照して、喫煙具用カートリッジ1の使用方法について説明する。図3は、喫煙具用カートリッジ1を喫煙具70に挿入した状態の断面図である。
図3に示すように、喫煙具用カートリッジ1は、誘導加熱式の喫煙具70に装着されて使用される。喫煙具70は、喫煙具用カートリッジ1を挿入するための挿入部71と、挿入部71の周りに円筒状に巻回するように内蔵されたコイル72と、コイル72に交流電流を流すよう制御するCPUを含む回路基板(不図示)と、を有する。喫煙具用カートリッジ1が挿入部71に挿入されると、複数のエアロゾル形成基材10および第1サセプタ20はコイル72の内側に配置された状態となる。この状態で、喫煙具70のスイッチがオンされると、CPUによる制御によってコイル72に交流電流が流れ、第1サセプタ20を貫くように交流磁界が発生する。
ここで、コイル72に交流電流が流れ、コイル72の第2サセプタ25側がN極となると、第2サセプタ25のコイル72側はS極となる。そして、コイル72の内側において、コイル72による交流磁界の方向は左→右となり、第2サセプタ25による磁場の方向も左→右となる。一方、コイル72の第2サセプタ25側がS極となると、第2サセプタ25のコイル72側はN極となる。そして、コイル72の内側において、コイル72による交流磁界の方向は右→左となり、第2サセプタ25による磁場の方向も右→左となる。よって、上記何れの場合でも、第2サセプタ25による磁場の方向は、コイル72による交流磁界の方向と一致し、第2サセプタ25の磁場が寄与した分だけ、コイル72の内側の交流磁界は強まることになる。なお、本実施形態の第2サセプタ25は、コイル72の内側で磁気飽和が発生しない程度に第2磁性体25aを含んで構成されており、喫煙具用カートリッジ1の使用中に複数のエアロゾル形成基材10が加熱できなくなる問題が生じることはない。
このようにコイル72の内側に交流磁界が発生し、第1サセプタ20に誘導電流が流れることでジュール熱が発生するとともにヒステリシス損失によって熱が発生するため、第1サセプタ20が誘導加熱される。そして、第1サセプタ20から各エアロゾル形成基材10に熱が伝達されることにより、各エアロゾル形成基材10が加熱されてエアロゾルが生成される。この際に、仮に第1磁性体20aの温度がキュリー温度に達した場合でも、第2磁性体25aはキュリー温度に達することはなく、第1サセプタ20を安定して誘導加熱できる。この状態で、喫煙者がマウスピース30をくわえて吸引すると、エアロゾルがマウスピース30に流れて、喫煙者の口内へと流入される。
このように構成された第1実施形態に係る喫煙具用カートリッジ1によれば、以下の効果を奏することができる。
第2磁性体25aのキュリー温度は、第1磁性体20aのキュリー温度よりも高いため、喫煙具用カートリッジ1を例えば約300℃~350℃の高温で加熱する際に、仮に第1磁性体20aがキュリー温度に達した場合でも、第2磁性体25aはキュリー温度に達することなく、第2磁性体25aは強磁性体としての性質を維持できる。そのため、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界と併せて第2サセプタ25による磁界を継続して発生させることができ、第1サセプタ20には十分な誘導電流が流れて誘導加熱が安定して行われる。したがって、複数のエアロゾル形成基材10を安定して加熱できる。
また、第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10とマウスピース30との間に配置され、第1サセプタ20と離間している。そのため、第1サセプタ20が誘導加熱されても、その熱が第2サセプタ25に直接伝達されることはない。
また、第2サセプタ25は、粉状または粒状の第2磁性体25aが接着剤25bを介して円柱状に固められて成るので、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界の発生に基づいて着磁することにより、第1サセプタ20の周囲に誘導加熱に有効な磁界を発生させる。
また、第2磁性体25aは、鉄、コバルト、またはフェライト系ステンレスであるため、これらのキュリー温度は何れも誘導加熱式の喫煙具の加熱温度(約300℃~350℃)よりも高い。そのため、第2磁性体25aがキュリー温度に達することを防止できる。
また、第2磁性体25aのキュリー温度は、誘導加熱式の喫煙具70の加熱温度の上限よりも高くなるように設定されている。そのため、喫煙具用カートリッジ1を高温で加熱する際に、第2磁性体25aは常に強磁性体としての性質を維持できるようになっている。したがって、誘導加熱式の喫煙具による交流磁界と併せて第2サセプタ25による磁界を安定して発生させることができ、第1サセプタには誘導加熱を安定して行うための十分な誘導電流を確実に流すことができる。
(変形例1-1)
次に、図4を参照して、第1実施形態の変形例1-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図4は、変形例1-1に係る喫煙具用カートリッジを示す断面図である。
図4に示すように、変形例1-1に係る喫煙具用カートリッジ1-1は、第2サセプタ25のサイズが大きくなっている点において上記第1実施形態と異なっている。具体的には、円柱状に形成された第2サセプタ25の外径は、外装部材40の内径と概ね等しくなっている。
また、第2サセプタ25には、喫煙具用カートリッジ1-1の中心軸Cに沿って延びる孔部25cが形成されている。孔部25cには、エアロゾル形成基材10の加熱により生成されたエアロゾルがマウスピース30側に通過できるようになっている。
このように構成された喫煙具用カートリッジ1-1によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25の外径が外装部材40の内径と概ね等しくなっているので、上記第1実施形態よりも第1サセプタ20の周囲に発生する磁界を強めることができ、第1サセプタ20の誘導加熱を容易に行える。
(変形例1-2)
次に、図5を参照して、第1実施形態の変形例1-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図5は、変形例1-2に係る喫煙具用カートリッジを示す断面図である。
図5に示すように、変形例1-2に係る喫煙具用カートリッジ1-2は、第2サセプタ25が第1サセプタ20の他端側(図5において左端側)に配置されている点において上記第1実施形態と異なっている。
第2サセプタ25は、第1サセプタ20と同様に、喫煙具用カートリッジ1-2の中心軸C上に配置されている。そして、第2サセプタ25の一端部は複数のエアロゾル形成基材10の他端部と接着剤を介して接着されている。
第2サセプタ25の他端側には、喫煙具用カートリッジ1-2の先端部を塞ぐように円板状の蓋部材50が設けられている。蓋部材50には複数の孔部50aが形成されており、これら孔部50aを介して空気が流入可能となっている。図5においては、複数の孔部50aが設けられているが、孔部50aは単一(1個)であっても良い。蓋部材50の大きさは、例えば直径が4.0mm~7.5mm、高さ方向の長さが3.0~7.0mmに設定されている。なお、蓋部材50は、マウスピース30と同様に、例えば紙からなるシート状の部材を巻いて円管状に設けられても良い。このように構成された蓋部材50は、喫煙具用カートリッジ1-2の外部から複数の孔部50aを通してエアロゾル形成基材10に向かって空気を通過させる機能を有する。また、蓋部材50は、エアロゾル形成基材10で生成された水蒸気やエアロゾルのうち、エアロゾル形成基材10に留まって液化した残留液を吸収することができる。さらに、蓋部材50は、マウスピース30とは異なる色(例えば黒)にすることで、喫煙具用カートリッジ1-2の上流側と下流側を簡単に判断可能にすることができる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ1-2によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25と第1サセプタ20は、喫煙具用カートリッジ1-2の中心軸C上に配置されているので、第1サセプタ20が喫煙具用カートリッジ1-2から零れ落ちることを第2サセプタ25によって防止できる。
(変形例1-3)
次に、図6を参照して、第1実施形態の変形例1-3に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図6は、変形例1-3に係る喫煙具用カートリッジを示す断面図である。
図6に示すように、変形例1-3に係る喫煙具用カートリッジ1-3は、第2磁性体25aが低密度で第2サセプタ25に含まれている点において、上記第1実施形態と異なっている。
第2サセプタ25は、粉状または粒状に形成された複数の第2磁性体25aが接着剤25bを介して円柱状に固められて成る。第2磁性体25aの密度は、例えば0.5g/cm~8.0g/cmの範囲内である。
ここで、第2サセプタ25を有しない従来の喫煙具用カートリッジの使用時に、第1サセプタ20がキュリー温度に達した場合には、第1サセプタ20が常磁性体に転移することに起因して、誘導加熱式の喫煙具に設けられた磁気検出手段(例えば磁気センサや電磁波の周波数の変動を検出するセンサ等)(不図示)が磁界を検出できなくなり、コイル72(図3参照)に交流電流が流れなくなっていた。これにより、複数のエアロゾル形成基材10を安定して加熱できなかった。
そこで、本変形例に係る喫煙具用カートリッジ1-3によれば、第1サセプタ20と離間して、磁界を発生させる部材として疑似的に第2サセプタが設けられ、しかも、この第2サセプタ25内の第2磁性体25aの密度が低密度に設定されている。そのため、喫煙具用カートリッジ1-3の使用時に第2サセプタ25が発熱することを抑制できる。また、それとともに、誘導加熱式の喫煙具内の磁気検出手段に強磁性体(第2磁性体25a)による磁界を継続して検出させることができ、コイル72(図3参照)に継続して交流電流を流すことができる。よって、コイル72の内側に交流磁界を継続して発生させることができるので、第1サセプタ20を安定して誘導加熱でき、これにより、複数のエアロゾル形成基材10を安定して加熱できる。なお、本変形例に係る喫煙具用カートリッジ1-3においては、上述したように第2サセプタ25の発熱は抑制されるため、第2磁性体25aのキュリー温度は、第1磁性体20aのキュリー温度よりも高くなくても良い。
なお、上記においては、第2サセプタ25は、粉状または粒状に形成された複数の磁性体25aが接着剤25bを介して円柱状に固められて成る構成であったが、この構成に限定されることなく、接着剤25bの代わりにシリコンを採用することもできる。この場合、例えば第2磁性体25aとして粉状の鉄の合金をするときには、当該鉄の合金とシリコンの重量比率が50%対50%となるようにしても良い。あるいは、接着剤25bの代わりに紙を採用して通気性を向上させることもできる。この場合、磁性体25aが入った紙を渦巻き状に巻回し、この状態の紙をエアロゾル形成基材10とマウスピース30の間に装填すれば良い。
(第2実施形態)
次に、図7~図9を参照して、第2実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図7は第2実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図8は図7のVIII-VIII線断面図、図9は図7に示す第2サセプタの斜視図である。
図7~図9に示すように、第2実施形態に係る喫煙具用カートリッジ2では、第2サセプタ25の形状と位置が上記第1実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、第2磁性体25aが線状に形成されて成り、複数のエアロゾル形成基材10内に配置されている。また、第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内において第1サセプタ20の表面(上面)に接触しており、第1サセプタ20の長手方向に沿って直線状に延びている。
第2サセプタ25は、上述したように複数のエアロゾル形成基材10内に配置されているので、喫煙具用カートリッジ2が誘導加熱式の喫煙具(図3参照)に装着されると、第1サセプタ20とともにコイルの内側に配置される。そのため、喫煙具による交流磁界の発生によって、第2サセプタ25にも誘導電流が流れて誘導加熱が行われるようになる。そして、喫煙具用カートリッジ2を上記のように高温で加熱する際に、仮に第1磁性体20aがキュリー温度に達すると、第1サセプタ20の誘導加熱は弱まる一方、第2磁性体25aはキュリー温度に達することなく、第2サセプタ25の誘導加熱は弱まることなく安定して行われる。しかも、第2サセプタ25の熱が第1サセプタ20に伝達されるので、第1サセプタ20および第2サセプタ25全体としての温度も低下し難くなっている。
複数のエアロゾル形成基材10の一端側には、エアロゾル形成基材10を支持する支持部材60が設けられている。支持部材60は、例えばシリコン、紙、プラスチック、または多孔質体等から成る。支持部材60には、喫煙具用カートリッジ2の中心軸Cに沿って延びる孔部60aが形成されており、エアロゾルが通過できるようになっている。支持部材60は、エアロゾル形成基材10の位置ズレを防止したり、外装部材40が内側へ凹むことを防止したり、エアロゾルを冷却したりすることができる。
このように構成された第2実施形態に係る喫煙具用カートリッジ2によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内に配置され、第1サセプタ20の表面と接触している。そのため、喫煙具用カートリッジ2を例えば約300℃~350℃の高温で加熱する際に、仮に第1磁性体20aがキュリー温度に達した場合でも、第2サセプタ25の誘導加熱は弱まることなく安定して行われるとともに、第1サセプタ20および第2サセプタ25全体としての温度が低下し難くなっている。したがって、複数のエアロゾル形成基材10を安定して加熱できる。
また、第2サセプタ25は例えば第2磁性体25aを線状に形成するだけで製造できるので、第2サセプタ25の製造が容易となる。さらに、シート状に形成された第1サセプタ20の表面に第1サセプタ20が接触しているので、第1サセプタ20の全体を容易に誘導加熱できる。
なお、上記第2実施形態では、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の表面において直線状に延びるように配置されている構成であったが、この構成に限定されることなく、例えば図10に示すような構成であっても良い。図10は、第2サセプタ25の別の例を示す斜視図である。
図10に示すように、第2サセプタ25は線状に形成されており、シート状に形成された第1サセプタ20の周りに所定ピッチで巻回されている。このような構成によれば、上記第2実施形態に比べて、エアロゾル形成基材10との接触面積を増やすことができ、エアロゾル形成基材10の加熱に効果的である。
以下、第2実施形態の変形例について説明する。
(変形例2-1)
次に、図11(a),(b)を参照して、変形例2-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図11(a)は変形例2-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図、(b)は(a)に示す第1サセプタおよび第2サセプタの平面図である。
図11(a),(b)に示すように、変形例2-1に係る喫煙具用カートリッジ2-1では、第1サセプタ20および第2サセプタ25の形状が上記第2実施形態と異なっている。具体的には、第1サセプタ20は断面視V字状に形成されており、第2サセプタ25はV字状に屈曲した線状に形成されている。そして、このような第2サセプタ25が複数(本例では、5個)設けられている。
第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内において、第1サセプタ20の長手方向に沿って所定間隔を空けて配置されている。また、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の断面形状に合わせて、第1サセプタ20の裏面(下面)と接触している。
このように構成された喫煙具用カートリッジ2-1によれば、上記第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第1サセプタ20は、断面視V字状に形成されているので、上記第2実施形態に比べて、エアロゾル形成基材10との接触面積を増やすことができ、エアロゾル形成基材10の加熱に効果的である。
また、第2サセプタ25は、V字状に屈曲した線状に形成され、第1サセプタの裏面と所定間隔を空けて接触しているので、上記第2実施形態に比べて、第1サセプタ20との接触面積を増やすことができる。したがって、第1サセプタ20および第2サセプタ25全体としての温度がさらに低下し難くなっている。
(変形例2-2)
次に、図12(a),(b)を参照して、変形例2-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図12(a)は変形例2-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図、(b)は(a)に示す第1サセプタ20および第2サセプタ25の平面図である。
図12(a),(b)に示すように、変形例2-2に係る喫煙具用カートリッジ2-2では、第2サセプタ25の形状と位置が上記変形例2-1と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は線状に形成されており、複数のエアロゾル形成基材10内において第1サセプタ20と離間している。そして、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の谷部200に沿って直線状に延びるように配置されている。
このように構成された喫煙具用カートリッジ2-2によれば、上記第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内に配置され、第1サセプタ20と離間しているため、第1サセプタ20の熱が第2サセプタ25に直接伝達されない。
また、第1サセプタ20は断面視V字状に形成されているので、上記第2実施形態に比べて、エアロゾル形成基材10との接触面積を増やすことができ、エアロゾル形成基材10の加熱に効果的である。
また、第2サセプタ25は、線状に形成されており、第1サセプタ20の谷部200の下方に沿って直線状に延びるように配置されているので、エアロゾル形成基材10の長手方向に沿った広範囲を十分に加熱できる。
(変形例2-3)
次に、図13を参照して、変形例2-3に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図13は、変形例2-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図13に示すように、変形例2-3に係る喫煙具用カートリッジ2-3では、第1サセプタ20および第2サセプタ25の形状が上記変形例2-2と異なっている。具体的には、第1サセプタ20は、棒状に形成されており、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って延びている。一方、第2サセプタ25は、断面視U字形状に形成されており、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って延びている。第1サセプタ20は、複数のエアロゾル形成基材10の中心軸よりも上側に配置されている。第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の中心付近に配置されており、開口している上端部の間に第1サセプタ20を挟み込むようになっている。
このように構成された喫煙具用カートリッジ2-3によれば、上記変形例2-2と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25によって、エアロゾル形成基材10の長手方向だけでなく、短手方向に沿った広範囲も十分に加熱できるので、エアロゾル形成基材10の加熱ムラを抑制できる。
(変形例2-4)
次に、図14を参照して、変形例2-4に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図14は変形例2-4に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図14に示すように、変形例2-4に係る喫煙具用カートリッジ2-4では、第2サセプタ25の形状が上記変形例2-3と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、断面視湾曲形状に形成されており、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って延びている。この第2サセプタ25は、図14においては、複数のエアロゾル形成基材10の概ね右上領域から右下領域に亘って外側に曲がるように配置されている。一方、第1サセプタ20は、上記変形例2-3と同形状のものが1個設けられている。この第1サセプタ20は、複数のエアロゾル形成基材10の中心軸よりも上側であって、第2サセプタ25よりも外側に配置されている。
このように構成された喫煙具用カートリッジ2-4によれば、上記変形例2-3と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25は、断面視湾曲形状に形成されているので、製造が容易である。
(第3実施形態)
次に、図15~図17を参照して、第3実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図15は第3実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図16は図15のXVI-XVI線断面図、図17は第1サセプタおよび第2サセプタの構成を説明する斜視図である。
図15~図17に示すように、第3実施形態に係る喫煙具用カートリッジ3では、第1サセプタ20および第2サセプタ25の形状と位置が上記第2実施形態と異なっている。具体的には、第1サセプタ20および第2サセプタ25は円柱形状に形成されており、第2サセプタ25の外径は第1サセプタ20の外径よりも大きくなっている。また、第1サセプタ20および第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って並ぶように配置されている。図15においては、第2サセプタ25は第1サセプタ20よりもエアロゾルが流れる下流側に配置されている。なお、両者の位置が図15の場合と逆であっても良い。
第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内において第1サセプタ20と接触している。本実施形態では、第2サセプタ25の他端部は、第1サセプタ20の一端部と熱結合している。ここで、熱結合とは、第1サセプタ20と、第2サセプタ25と、が直接または熱伝導体を介して接触(熱的に接触)することで、第1サセプタ20と第2サセプタ25との間で熱伝達が可能となっている構成を言う。これにより、第1サセプタ20の第1磁性体20aがキュリー温度に達した場合に、第2サセプタ25から第1サセプタ20に熱が直接伝達されることになる。
なお、上記第3実施形態においては、上記変形例1-2で説明した蓋部材50が、複数のエアロゾル形成基材10の他端側に設けられているが、この蓋部材50は必須の構成要素ではない。後述する第4実施形態と第6~第8実施形態、およびそれらの変形例についても同様である。
このように構成された喫煙具用カートリッジ3によれば、上記第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第1サセプタ20と第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って並ぶように配置されているので、複数のエアロゾル形成基材10を長手方向に沿って満遍なく加熱できる。
また、第1サセプタ20の一端部と第2サセプタ25の他端部とが熱結合しているので、喫煙具用カートリッジ3の使用時に、仮に第1サセプタ20の第1磁性体20aがキュリー温度に達した場合でも、第2サセプタ25の熱を第1サセプタ20に直接伝達できる。よって、第1サセプタ20および第2サセプタ25全体としての温度低下を抑制でき、複数のエアロゾル形成基材10を安定して加熱できる。
なお、上記第3実施形態では、第1サセプタ20および第2サセプタ25は、互いに外径が異なる円柱形状に形成された構成であったが、この構成に限定されることなく、例えば図18または図19に示すような構成であっても良い。
図18は、第1サセプタおよび第2サセプタの別の例を説明する斜視図である。
図18に示すように、第1サセプタ20および第2サセプタ25は、シート状に形成されている。第2サセプタ25の短手方向の長さ(幅)は、第1サセプタ20の幅よりも大きい。そして、上記第2実施形態と同様に、第1サセプタ20の一端部と第2サセプタ25の他端部とが熱結合している。なお、図18においては、第1サセプタ20は、第2サセプタ25の表面(上面)と接触しているが、第2サセプタ25の裏面(下面)と接触しても良い。
図19は、第1サセプタおよび第2サセプタのさらに別の例を説明する斜視図である。
図19に示すように、第1サセプタ20はシート状に形成されており、第2サセプタ25は円柱状に形成されている。第2サセプタ25の外径は、第1サセプタ20の幅よりも大きい。そして、上記第2実施形態と同様に、第1サセプタ20の一端部と第2サセプタ25の他端部とが熱結合している。なお、第2サセプタ25の他端面に凹状の篏合部が設けられ、この篏合部に第1サセプタ20の一端部が篏合される構成であっても良い。
図18および図19に示すような第1サセプタ20および第2サセプタ25の構成を採用しても、上記第3実施形態と同様の効果を奏することができる。
(第4実施形態)
次に、図20および図21を参照して、第4実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図20は第4実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図21は図20のXXI-XXI線断面図である。
図20および図21に示すように、第4実施形態に係る喫煙具用カートリッジ4は、第2サセプタ25が複数のエアロゾル形成基材10の外周面上に配置されている点において上記第3実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、シート状に形成された第2磁性体25aから成り、複数のエアロゾル形成基材10の外周面全体を覆うように巻かれている。これにより、第1サセプタ20は、円筒状の第2サセプタ25の内側に配置されることになる。
第1サセプタ20は、シート状に形成され、複数のエアロゾル形成基材10の長手方向に沿って配置されている。この第1サセプタ20は、喫煙具用カートリッジ4の中心軸Cから外れており、図20においては中心軸Cよりも下方に配置されている。
このような喫煙具用カートリッジ4を誘導加熱式の喫煙具(図3参照)に装着すると、上記第1実施形態と異なり(図3参照)、第2サセプタ25も喫煙具のコイルの内側に配置される。そして、第2サセプタ25の内周面は、第1サセプタ20に対向しており、かつ、第2サセプタ25の内周面の面積は、上記第1実施形態における第2サセプタ25(図1参照)の他端面の面積よりも大きくなっている。そのため、第2サセプタ25は、上記第1実施形態に比べて、第1サセプタ20の周囲により強い磁界を発生させる。そのため、第1サセプタ20の周りには、誘導加熱式の喫煙具のコイルと第2サセプタ25によってより強い交流磁界が発生する。よって、第1サセプタ20にさらに大きな誘導電流を流すことができるので、第1サセプタ20の誘導加熱を極めて効果的に行うことができる。
このように構成された第4実施形態に係る喫煙具用カートリッジ4によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2サセプタ25は、シート状に形成され、複数のエアロゾル形成基材10の外周面を覆うように巻かれているため、上記第1実施形態に比べて、第1サセプタ20の周囲に発生する交流磁界を強めることができる。よって、第1サセプタ20にさらに大きな誘導電流を流すことができるので、第1サセプタ20の誘導加熱を効果的に行うことができる。
特に、第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の外周面全体に巻かれており、その内側に第1サセプタ20が配置されているため、上述したように、極めて効果的に第1サセプタ20の誘導加熱を行うことができる。
なお、上述したように、第2サセプタ25は、誘導加熱式の喫煙具におけるコイルの内側に配置されているため、喫煙具用カートリッジ4の使用時に高温になり、複数のエアロゾル形成基材10を覆う外装部材40の部分(つまり、第2サセプタ25と接触する外装部材40の部分)が高温に加熱される虞がある。そのため、外装部材40の厚みをより厚くしたり、以下に示す変形例のような構成を採用することが好ましい。
以下、第4実施形態の変形例について説明する。
(変形例4-1)
次に、図22を参照して、変形例4-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図22は第4実施形態の変形例4-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図22に示すように、変形例4-1に係る喫煙具用カートリッジ4-1は、第2サセプタ25が複数のエアロゾル形成基材10の外周面を部分的に覆っている点で上記第4実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、細長い帯状に形成されており、複数のエアロゾル形成基材10の外周面に環状に巻かれている。環状の第2サセプタ25は、複数(本例では、7個)設けられており、複数のエアロゾル形成基材10の一端部から他端部に亘る範囲内において所定間隔を空けて配置されている。各第2サセプタ25の短手方向の長さ(幅)は、例えば4mm~18mmの範囲内である。
このように構成された喫煙具用カートリッジ4-1によれば、上記第4実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、細長い帯状に形成された第2サセプタ25が、複数のエアロゾル形成基材10の外周面に環状に巻かれているため、喫煙具用カートリッジ4-1の使用時において複数のエアロゾル形成基材10を覆う外装部材40の部分が高温に加熱されることを抑制できる。
(変形例4-2)
次に、図23を参照して、変形例4-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図23は変形例4-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図23に示すように、変形例4-2に係る喫煙具用カートリッジ4-2は、第2サセプタ25が、複数のエアロゾル形成基材10の外周面に所定ピッチで螺旋状に巻かれている点で上記変形例4-1と異なっている。第2サセプタ25のピッチ数は、例えば第1サセプタ20および第2サセプタ25の材料、複数のエアロゾル形成基材10の材料、または外装部材40の材料や厚み等に応じて、適宜決定することができる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ4-2によっても、上記変形例4-1と同様の効果を奏することができる。
また、喫煙具用カートリッジ4-2の製造時において、1本の線状の第2サセプタ25を単に複数のエアロゾル形成基材10の外周面に螺旋状に巻くだけ良いので、上記変形例4-1よりも製造が容易となる。
(第5実施形態)
次に、図24および図25を参照して、第5実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図24は第5実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図25は図24のXXV-XXV線断面図である。
図24および図25に示すように、第5実施形態に係る喫煙具用カートリッジ5では、第2サセプタ25の形態が上記第4実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、第2磁性体25aを含む磁性塗料から成り、外装部材40の内周面全体に塗布されている。つまり、第2サセプタ25は、上記磁性塗料が外装部材40の内周面全体に塗布された塗膜により構成されている。これにより、外装部材40が、複数のエアロゾル形成基材10、支持部材60およびマウスピース30を包んで一体化すると、これらの外周面に第2サセプタ25が重なるように配置される。本実施形態では、第2サセプタ25自体が高温にならないように、磁性塗料に含まれる第2磁性体25aの密度は低くなるように調整されている。その密度は、例えば0.5g/cm~8.0g/cmの範囲内である。
ここで、外装部材40の内周面において、複数のエアロゾル形成基材10と重なる領域R1に塗布された第2サセプタ25は、上記第4実施形態で説明した第2サセプタ25と同様の機能を有する。つまり、この第2サセプタ25は、喫煙具用カートリッジ5の使用時に、第1サセプタ20の周囲により強い交流磁界を発生させることで、極めて効果的に第1サセプタ20を誘導加熱する。一方、支持部材60およびマウスピース30と重なる領域R2に塗布された第2サセプタ25は、上記第1実施形態で説明した第2サセプタ25と同様の機能を有する。つまり、この第2サセプタ25は、第1サセプタ20の誘導加熱を安定させる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ5によれば、上記第4実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第2磁性体25aを含む磁性塗料から成る第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における複数のエアロゾル形成基材10、支持部材60およびマウスピース30と重なる領域に塗布されている。そのため、複数のエアロゾル形成基材10と重なる領域R1に塗布された第2サセプタ25により、第1サセプタの周囲に発生する交流磁界をより強くすることができるとともに、その他の領域(領域R2)に塗布された第2サセプタ25により、第1サセプタ20の誘導加熱を安定して行うことができる。
なお、磁性塗料は安価で入手し易いため、製造コストを抑制することもできる。
以下、第5実施形態の変形例について説明する。
(変形例5-1)
次に、図26を参照して、変形例5-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図26は変形例5-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図26に示すように、変形例5-1に係る喫煙具用カートリッジ5-1では、外装部材40の内周面において、第2サセプタ25が塗布されている領域が上記第5実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における複数のエアロゾル形成基材10と重なる領域R1に塗布されている。一方、第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における支持部材60およびマウスピース30と重なる領域R2(図24参照)に塗布されていない。よって、この第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の外周面上にのみ配置されるので、上記第4実施形態で説明した第2サセプタ25と同様の機能を有することになる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ5-1によれば、外装部材40の内周面において、複数のエアロゾル形成基材10と重なる領域R1に塗布された第2サセプタ25により、第1サセプタの周囲に発生する交流磁界をより強くすることができる。
(変形例5-2)
次に、図27を参照して、変形例5-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図27は変形例5-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図27に示すように、変形例5-2に係る喫煙具用カートリッジ5-2では、外装部材40における第2サセプタ25が塗布されている領域が上記変形例5-1と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における支持部材60およびマウスピース30と重なる領域R2に塗布されている。一方、第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における複数のエアロゾル形成基材10と重なる領域R1(図24参照)に塗布されていない。よって、この第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10の外周面上に配置されないので、上記第1実施形態で説明した第2サセプタ25と同様の機能を有することになる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ5-2によれば、外装部材40の内周面において、支持部材60およびマウスピース30と重なる領域R2に塗布された第2サセプタ25により、第1サセプタ20の誘導加熱を安定して行うことができる。
なお、喫煙具用カートリッジ5-2の使用時に第2サセプタ25に含まれる第2磁性体25aの密度が低くて第2サセプタ25が高温にならない場合には、第2サセプタ25は常に強磁性体としての性質を維持できるので、第2サセプタ25の第2磁性体25aのキュリー温度は、第1サセプタ20の第1磁性体20aのキュリー温度よりも高く設定されなくても良い。
(変形例5-3)
次に、図28を参照して、変形例5-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図28は変形例5-3に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図28に示すように、変形例5-3に係る喫煙具用カートリッジ5-3は、第2サセプタ25が、外装部材40ではなく、支持部材60に塗布されている点で上記変形例5-2と異なっている。
支持部材60は上述した孔部60aを有する円柱形状に形成されており、第2サセプタ25は支持部材60の外周面全体に塗布されている。よって、この第2サセプタ25も、上記変形例5-2と同様に、上記第1実施形態で説明した第2サセプタ25と同様の機能を有することになる。なお、支持部材60が捲縮紙から成る構成である場合には、この捲縮紙に第2サセプタ25が塗布されるようにすれば良い。
このように構成された喫煙具用カートリッジ5-3によっても、上記変形例5-2と同様の効果を奏することができる。
なお、喫煙具用カートリッジ5-2の使用時に第2サセプタ25に含まれる第2磁性体25aの密度が低くて第2サセプタ25が高温にならない場合には、上記変形例5-2と同様に、第2サセプタ25の第2磁性体25aのキュリー温度は、第1サセプタ20の第1磁性体20aのキュリー温度よりも高く設定されなくても良い。
(第6実施形態)
次に、図29および図30を参照して、第6実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図29は第6実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図30は図29のXXX-XXX線断面図である。
図29および図30に示すように、第6実施形態に係る喫煙具用カートリッジ6では、第2サセプタ25の形態が上記第1実施形態と異なっている。具体的には、第2サセプタ25は、ウール状の強磁性体金属材料から成り、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間である円筒状の第1領域R1に設けられている。
第2サセプタ25の金属材料としては、繊維状に加工された鉄やニッケルが好適であるが、それ以外にも、鉄とニッケルの合金、鉄とクロムの合金または鉄とニッケルとクロムの合金であっても良い。本実施形態では、スチールウールのような、磁性と導電性を有する多孔質体によって構成された第2サセプタ25が採用されている。スチールウールは、例えば直径0.2mmの繊維状に加工された鉄を略円柱状に丸めたものであり、その内部に多くの隙間Sを有している(図30参照)。そのため、第2サセプタ25は、通気性が極めて良好である。したがって、第2サセプタ25は、エアロゾルをマウスピース30側へと極めて良好に通過させることができる。
このように構成された第6実施形態に係る喫煙具用カートリッジ6によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、エアロゾル形成基材10が加熱されることで生成されたエアロゾルは、ウール状の第2サセプタ25の隙間Sを通過してマウスピース30側へと極めて良好に流れることができる。したがって、第2サセプタ25の通気性を向上させることができる。
また、第2サセプタ25は、スチールウールによって構成されているので、第2サセプタ25の製造の際に成型を必要としない。そのため、第2サセプタ25の加工および手配を容易とすることができる。例えば第2サセプタ25として、円筒状のシリコンであって、粒状の強磁性体金属材料を低密度で含有するものを採用する場合に比べて、極めて容易に第2サセプタ25を製造できる。
また、第2サセプタ25は、強磁性体金属材料によって構成されているため、その周囲に磁界を発生させる。そのため、喫煙具用カートリッジ6が誘導加熱式の喫煙具(図3参照)に装着された場合、喫煙具内に設けられた磁気検出手段に第2サセプタ25が発生させた磁界を継続して検出させることができる。したがって、喫煙具内に設けられたコイルに継続して交流電流を流すことができ、コイルの内側に交流磁界を継続して発生させることができる。よって、第1サセプタ20を安定して誘導加熱できるようになっている。
ここで、第2サセプタ25は、上述したように繊維状に加工されているため、磁性金属の密度が低く、さらに表面積が大きいので、誘導加熱式の喫煙具のコイルによる交流磁界に晒された場合でも発熱量が低く、表面からの放熱が大きいので温度上昇することはない。したがって、第2サセプタ25は、エアロゾルがマウスピース30側へと通過する際に、当該エアロゾルを冷却できるようになっている。
さらに、第2サセプタ25は、繊維状に加工された鉄を略円柱状に丸めたものであって、ある程度の剛性を有しているため、エアロゾル形成基材10の一端部を支持する機能を有している。そのため、第2サセプタ25は、エアロゾル形成基材10の位置ズレを防止できる。また、第2サセプタ25は、第1サセプタ20がエアロゾル形成基材10内で第2サセプタ25側に移動した場合、第1サセプタ20の一端部を支持する機能も有している。そのため、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の位置ズレも防止できる。
以下、第6実施形態の変形例について説明する。
(変形例6-1)
次に、図31を参照して、変形例6-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図31は第6実施形態の変形例6-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図31に示すように、変形例6-1に係る喫煙具用カートリッジ6-1は、ウール状の強磁性体金属材料から成る第2サセプタ25が、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間の第1領域R1だけでなく、第1領域R1よりもエアロゾルが流れる上流側の第2領域R2にも設けられている点において上記第6実施形態と異なっている。この第2領域R2は、蓋部材50の右端側から第1領域R1の左端側に至るまでの円筒状の領域であり、エアロゾル形成基材10が設けられている領域である。以下においては、第1領域R1に設けられた第2サセプタ25を「下側第2サセプタ25A」といい、第2領域R2に設けられた第2サセプタ25を「上側第2サセプタ25B」という。
下側第2サセプタ25Aと上側第2サセプタ25Bは、同一仕様のスチールウールによって構成されており、両者の密度は概ね一様である。また、下側第2サセプタ25Aと上側第2サセプタ25Bは、第1領域R1と第2領域R2との境界位置において繋がっている。なお、下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bは、上記構成に限定されず、別個のスチールウールによって構成されても良い。
このように構成された喫煙具用カートリッジ6-1によれば、上記第1実施形態に係る喫煙具用カートリッジ1と同様の効果を奏することができる。
また、第1サセプタ20が誘導加熱されて発生した熱を上側第2サセプタ25Bによって周囲に拡散できるので、エアロゾル形成基材10への伝熱効果を向上させることができる。
また、エアロゾル形成基材10の原料が粒状またはペースト状に形成されている場合には、粒状またはペースト状のエアロゾル形成基材10の原料を上側第2サセプタ25Bによって保持し易くすることができる。
次に、図32を参照して、変形例6-2に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図32は第6実施形態の変形例6-2に係る喫煙具用カートリッジの断面図である。
図32に示すように、変形例6-2に係る喫煙具用カートリッジ6-2は、下側第2サセプタ25Aの密度と上側第2サセプタ25Bの密度が異なっている点で、上記変形例6-1と異なっている。
具体的には、下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bは互いに別個のスチールウールによって構成されており、上側第2サセプタ25Bの密度は下側第2サセプタ25Aの密度よりも大きくなるように設定されている。これにより、上記変形例6-1に比べて上側第2サセプタ25Bが密集しているため、第1サセプタ20による熱をエアロゾル形成基材10に伝達し易くなる。一方、下側第2サセプタ25Aの密度を小さくすることにより、上記変形例6-1に比べて下側第2サセプタ25Aの隙間Sが多く存在するようになるため、下側第2サセプタ25Aの通気性がさらに向上する。
このように構成された喫煙具用カートリッジ6-2によれば、上記変形例6-1と同様の効果を奏することができる。
また、上側第2サセプタ25Bによってエアロゾル形成基材10への伝熱効果をさらに向上させることができるとともに、下側第2サセプタ25Aの通気性をさらに向上させることができる。
なお、上記変形例6-2においては、下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bはともにスチールウールによって構成されていたが、両者が互いに異なるウール状の強磁性体金属材料によって構成されても良い。この場合でも、上記と同様の効果を奏することができる。
次に、図33を参照して、変形例6-3に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図33は第6実施形態の変形例6-3に係る喫煙具用カートリッジを示す断面図である。
図33に示すように、変形例6-3に係る喫煙具用カートリッジ6―3は、下側第2サセプタ25Aの密度が上側第2サセプタ25Bの密度よりも大きくなるように設定されている点で、上記変形例6-2と異なっている。下側第2サセプタ25Aの密度が大きくなるように設定されているため、上記変形例6-1に比べて下側第2サセプタ25A(強磁性体金属材料)による磁界を強めることができる。一方、上側第2サセプタ25Bの密度を小さくすることにより、上記変形例6-1に比べて上側第2サセプタ25Bの構造を簡易としながら第1サセプタ20による熱の拡散を確保できる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ6―3によれば、上記変形例6-1と同様の効果を奏することができる。
また、下側第2サセプタ25Aによって誘導加熱式の喫煙具のコイルに流れる交流電流をさらに安定化できるとともに、上側第2サセプタ25Bによって簡易な構造としながら第1サセプタ20による熱の拡散を確保できる。
上記変形例6-2および変形例6-3で説明したように、下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bの密度を変更することにより、異なる機能を有する喫煙具用カートリッジを提供することができ、嗜好の多様化にも対応できる。
次に、図34を参照して、変形例6-4に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図34は第6実施形態の変形例6-4に係る喫煙具用カートリッジを示す断面図である。
図34に示すように、変形例6-4に係る喫煙具用カートリッジ6―4は、マウスピース30が下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bと同様にスチールウールによって構成されている点で、上記変形例6-1と異なっている。
変形例6-4において、下側第2サセプタ25Aと上側第2サセプタ25Bおよびマウスピース30は、同一仕様のスチールウールによって構成されている。なお、下側第2サセプタ25Aと上側第2サセプタ25Bおよびマウスピース30は、上記の構成に限定されることなく、互いに別個のスチールウールによって構成されても良い。
ここで、マウスピース30の右端部は、外装部材40の右端部よりも所定間隔Dだけ左側に位置することが好ましい。こうすれば、喫煙時に喫煙者の唇がマウスピース30に触れることを抑制できる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ6―4によれば、上記変形例6-1と同様の効果を奏することができる。
また、変形例6-1等で示した紙等を用いて形成されるマウスピース30を要せず、マウスピース30として、下側第2サセプタ25Aおよび上側第2サセプタ25Bと同様にスチールウールを採用できるので、喫煙具用カートリッジ6―4の部品点数を削減できる。
また、マウスピース30の右端部は、外装部材40の右端部よりも所定間隔Dだけ左側の位置しているため、喫煙時に喫煙者の唇がマウスピース30に触れることなく、快適に喫煙できる。
(第7実施形態)
次に、図35および図36を参照して、第7実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図35は第7実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図36は図35に示す第1サセプタの平面図である。
図35と図36に示すように、第7実施形態に係る喫煙具用カートリッジ7では、エアロゾル形成基材10内に配置した第1サセプタ20を長く伸ばして第1領域R1内に突出させた点において上記第1実施形態と異なっている。具体的には、第1サセプタ20は、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間の第1領域R1に突出する露出部20-1を有しており、第1領域R1に第2サセプタや支持部材は設けられていない。
第1サセプタ20の露出部20-1を第1領域R1の内部空間に配置させることにより、露出部20-1は、エアロゾル形成基材10の内部に位置する部分よりも熱放出が大きく、冷却速度が速くなっている。これにより、第1サセプタ20がキュリー温度に達してしまうことを抑制できる。図36に示すように、第1サセプタ20の露出部20-1には、発熱を効果的に抑えるために、丸穴や切欠き等の肉抜き20bが形成されていることが好ましい。ただし、このような肉抜き20bが露出部20-1に形成されていなくても、露出部20-1を第1領域R1の内部空間に配置することで放熱性が向上するため、第1サセプタ20がキュリー温度に達してしまうことを抑制できる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ7によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、エアロゾル形成基材10内に配置した第1サセプタ20が第1領域R1の内部空間に突出する露出部20-1を有しているため、露出部20-1による放熱性が向上し、第1サセプタ20がキュリー温度に達してしまうことを抑制できる。
しかも、第1実施形態等で用いた第2サセプタが不要となり、第1サセプタ20に一体形成した露出部20-1によって、第1サセプタ20がキュリー温度に達してしまうことを抑制できるため、喫煙具用カートリッジ7の構造が簡素化されて、組み立て作業性が向上する。
さらに、第1サセプタ20の全長がエアロゾル形成基材10よりも十分に長いものとなっているため、外装部材40内にエアロゾル形成基材10を配置した後、第1サセプタ20をエアロゾル形成基材10の端部(図35の左端側)から差し込むことにより、第1サセプタ20をエアロゾル形成基材10内に配置させつつ、第1サセプタ20の露出部20-1を第1領域R1内に配置させることができ、この点からも組み立て作業性が向上する。
さらに、露出部20-1がマウスピース30に当接する程度に第1サセプタ20の全長を長くすることで、エアロゾル形成基材10を支持する支持部材として兼用することができるので、喫煙具用カートリッジ7の部品点数を減らすことができ、コスト削減をすることができる。
(第8実施形態)
次に、図37および図38を参照して、第8実施形態に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図37は第8実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図38は図37に示す磁気誘導体の平面図である。
図37と図38に示すように、第8実施形態に係る喫煙具用カートリッジ8では、エアロゾル形成基材10の一端(図37の右端側)にリング状の磁気誘導体80を当接させており、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間に第2サセプタが配置されていない点において上記第1実施形態と異なっている。具体的には、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間に喫煙具用カートリッジ8の中心軸Cと直交する姿勢で磁気誘導体80が設置されており、この磁気誘導体80がエアロゾル形成基材10の一端面に密着する構成となっている。
磁気誘導体80は、強磁性や常磁性の磁性材料や非磁性の金属材料から成るリング状の金属板であり、本実施形態では、図38に示すようなステンレス製のリングワッシャーが用いられている。磁気誘導体80は、外装部材40の内径とほぼ同じ大きさに設定されており、エアロゾル形成基材10の一端面に当接させることでエアロゾル形成基材10を支持する支持部材としての機能を有している。特に、本実施形態のように、蓋部材50と磁気誘導体80との間にエアロゾル形成基材10が挟まれた構成にすると、エアロゾル形成基材10を外装部材40内に安定的に支持することができる。
このように構成された喫煙具用カートリッジ8によれば、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間にリング状の磁気誘導体80が設置され、この磁気誘導体80が喫煙具用カートリッジ8の中心軸Cに対して直交配置されている。これにより、喫煙具用カートリッジ8が誘導加熱式の喫煙具(図3参照)に装着された場合、喫煙具のコイル磁場によって磁気誘導体80に誘起される渦電流に基づく磁場が、第1実施形態等の場合に比べて有効に発生し、この磁場を喫煙具に設けられた磁気検出手段が検出することにより、磁気誘導体80を常磁性体や非磁性体で形成した場合でも、第6実施形態(図29参照)の強磁性体からなる第2サセプタと同様の効果を奏することができる。
また、外装部材40の内径とほぼ同じ大きさで、内側に嵌合可能なリング状の磁気誘導体80がエアロゾル形成基材10の一端面に当接しているため、磁気誘導体80をエアロゾル形成基材10の支持部材として兼用することができる。ただし、磁気誘導体80は、エアロゾル形成基材10の一端面から離間した位置に設置されていても良い。また、磁気誘導体80の数は一枚に限定されず、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間に複数枚の磁気誘導体80を設置しても良い。
(変形例8-1)
次に、図39および図40を参照して、変形例6-1に係る喫煙具用カートリッジについて説明する。図39は第8実施形態の変形例8-1に係る喫煙具用カートリッジの断面図、図40は図39に示す磁気誘導体の斜視図である。
図39と図40に示すように、変形例8-1に係る喫煙具用カートリッジ8-1は、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間にスプリング形状の磁気誘導体90が設置されている点で、上記第8実施形態と異なっている。具体的には、コイルスプリングから成る磁気誘導体90の両端部をエアロゾル形成基材10とマウスピース30に当接させた構成となっている。
このように構成された喫煙具用カートリッジ8-1によれば、上記第8実施形態と同様の効果を奏することができる。ここで、磁気誘導体90の両端部は、図8のようにリングが閉じられた形状をしていることが、渦電流を有効に発生させるために好ましい。
また、磁気誘導体90がスプリング形状から成るため、リングワッシャーから成る第8実施形態の磁気誘導体80に比べると、エアロゾル形成基材10を支持する支持機能が大幅に向上する。
また、第8実施形態で用いたリングワッシャーから成る磁気誘導体80と、変形例8-1で用いたスプリング形状から成る磁気誘導体90とを併用することも可能である。その場合、エアロゾル形成基材10の一端にリングワッシャーから成る磁気誘導体80を当接させ、この磁気誘導体80とマウスピース30との間にスプリング形状から成る磁気誘導体90を介設すれば良い。
さらに、上記第7実施形態の構成を第8実施形態または変形例8-1に組み合わせることも可能である。その場合、エアロゾル形成基材10とマウスピース30との間にリング状の磁気誘導体80またはスプリング形状の磁気誘導体90を設置するとともに、第1サセプタ20の露出部20-1をこれら磁気誘導体80または磁気誘導体90を貫通するように配置すれば良い。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
上記第1実施形態においては、第1磁性体20aおよび第2磁性体25aの好適な例として、第1磁性体20aとしてニッケルを採用し、第2磁性体25aとして鉄を採用できることを説明したが、これに限定されることはない。上記の第1磁性体と第2磁性体の組み合わせは一例を示したものであり、第2磁性体のキュリー温度が第1磁性体のキュリー温度よりも高くなるようにできれば、種々の磁性体の組み合わせを採用できる。
また、上記第1実施形態においては、第1サセプタ20および第2サセプタ25は、シート状に形成された第1磁性体20aから成る構成であったが、この構成に限定されることなく、粉状または粒状に形成した磁性体が接着剤(例えば耐熱性シリコン)を介してシート状に固められて成っても良い。
また、上記第1実施形態においては、第2サセプタ25は、複数の第2磁性体25aが接着剤25bを介して円柱状に固められて成っていたが、この構成に限定されることなく、磁性体自体を円柱状に形成しても良い。
さらに、上記第1実施形態においては、第2サセプタ25の第2磁性体25aのキュリー温度は、第1サセプタ20の第1磁性体20aのキュリー温度よりも高く設定された構成であったが、この構成に限定されない。例えば第2サセプタ25に含まれる第2磁性体25aの密度が低くて第2サセプタ25が高温にならない場合には、第2サセプタ25は常に強磁性体としての性質を維持できるので、第2サセプタ25の第2磁性体25aのキュリー温度は、第1サセプタ20の第1磁性体20aのキュリー温度よりも高く設定されなくても良い。
また、上記第2実施形態においては、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の表面に接触した構成であったが、この構成に限定されることなく、第1サセプタ20の裏面に接触した構成であっても良い。
また、上記変形例2-1においては、第2サセプタ25は、第1サセプタ20の裏面に接触した構成であったが、この構成に限定されることなく、第1サセプタ20の表面に接触した構成であっても良い。
また、上記第3実施形態においては、第2サセプタ25の外径は、第1サセプタ20の外径よりも大きくなっていたが、この構成に限定されることなく、第1サセプタ20の外径が第2サセプタ25の外径よりも大きくなっても良い。また、第1サセプタ20および第2サセプタ25の形状は、上述した円柱形状またはシート状に限定されることなく、例えば四角柱形状または三角柱形状等の種々の形状を採用できる。
また、上記第3実施形態においては、第1サセプタ20と第2サセプタ25が接触した構成であったが、この構成に限定されない。第1サセプタ20と第2サセプタ25は、複数のエアロゾル形成基材10内において離間していても良い。この場合でも、上記第3実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらに、上記第3実施形態においては、第1サセプタ20の数は1個であったが、これに限定されることなく、2個以上あっても良い。この場合、2個以上の第1サセプタ20同士を接触させても良いし、互いに離間するようにしても良い。こうすれば、複数のエアロゾル形成基材10を長手方向に沿ってより満遍なく加熱可能となる。
また、上記第4実施形態においては、シート状の第2サセプタ25が複数のエアロゾル形成基材10の外周面に巻かれた構成であったが、この構成に限定されない。第2サセプタ25が、複数のエアロゾル形成基材10の外周面に巻かれていれば、蓋部材50、支持部材60、またはマウスピース30の外周面にも巻かれても良い。
また、上記第4実施形態においては、シート状の第2磁性体25aが複数のエアロゾル形成基材10の外周面全体を覆う構成であったが、この構成に限定されない。シート状のエアロゾル形成基材10が、複数のエアロゾル形成基材10のエアロゾルが流れる上流側だけを覆う構成でも良いし、下流側だけを覆う構成でも良いし、上流側と下流側の中央部分を覆う構成であっても良いし、これらを組み合わせた構成であっても良い。
また、上記変形例4-1においては、環状の第2サセプタ25の数は、7個であったが、7個に限定されることなく、例えば複数のエアロゾル形成基材10の材料等に応じて、適宜決定することができる。
また、上記第5実施形態に係る変形例5-2においては、第2磁性体25aを含む磁性塗料から成る第2サセプタ25が、外装部材40の内周面における支持部材60およびマウスピース30と重なる領域R2に塗布された構成であったが、この構成に限定されない。例えば第2サセプタ25は、外装部材40の内周面における支持部材60と重なる領域だけに塗布された構成であっても良いし、マウスピース30と重なる領域だけに塗布された構成であっても良い。
また、上記第5実施形態に係る変形例5-3においては、第2磁性体25aを含む磁性塗料から成る第2サセプタが支持部材60の外周面に塗布された構成であったが、この構成に限定されない。例えば第2サセプタ25は、マウスピース30の外周面に塗布されても良い。
さらに、上記第2乃至第5実施形態および変形例においては、喫煙具用カートリッジに支持部材60が設けられた構成について説明したが、この構成に限定されない。例えば支持部材60の内部や周辺に第2サセプタ25が設けられない場合には、支持部材60は必ずしも設けられる必要はない。この場合、マウスピース30と複数のエアロゾル形成基材10との間は空洞となる。これにより、部品点数の削減ができるので製造コストの低減が可能となるとともに、通気性を向上させることができる。
1~1-2,2~2-4,3,4~4-2,5~5-3 喫煙具用カートリッジ
6~6-4,7,8~8-1 喫煙具用カートリッジ
10 複数のエアロゾル形成基材
20 第1サセプタ
20a 第1磁性体
20-1 露出部
25 第2サセプタ
25a 第2磁性体
25A 下側第2サセプタ
25B 上側第2サセプタ
30 マウスピース
40 外装部材
60 支持部材
70 誘導加熱式の喫煙具
80,90 磁気誘導体
R1 第1領域
R2 第2領域

Claims (5)

  1. 複数のエアロゾル形成基材と、前記複数のエアロゾル形成基材と同軸上に配置されるマウスピースと、を備え、誘導加熱式の喫煙具に装着されて使用される喫煙具用カートリッジであって、
    第1磁性体を含む第1サセプタと、
    第2磁性体を含む第2サセプタと、を備え、
    前記第1サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材内に配置され、前記複数のエアロゾル形成基材を加熱可能とし、
    前記第2サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材と前記マウスピースとの間に配置され、
    前記第2磁性体のキュリー温度は、前記第1磁性体のキュリー温度よりも高いことを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
  2. 複数のエアロゾル形成基材と、前記複数のエアロゾル形成基材と同軸上に配置されるマウスピースと、を備え、誘導加熱式の喫煙具に装着されて使用される喫煙具用カートリッジであって、
    第1磁性体を含む第1サセプタと、
    第2磁性体を含む第2サセプタと、を備え、
    前記第1サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材内に配置され、前記複数のエアロゾル形成基材を加熱可能とし、
    前記第2サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材外に配置され、前記複数のエアロゾル形成基材の前記マウスピース側を一端側としたとき、前記複数のエアロゾル形成基材の他端側に配置され、
    前記第2磁性体のキュリー温度は、前記第1磁性体のキュリー温度よりも高いことを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
  3. 請求項1または2のいずれか1項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記第2サセプタは、粉状または粒状の前記第2磁性体が接着剤を介して円柱状に固められて成ることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
  4. 複数のエアロゾル形成基材と、前記複数のエアロゾル形成基材を支持する支持部材と、
    前記複数のエアロゾル形成基材および前記支持部材と同軸上に配置されるマウスピースと
    、前記複数のエアロゾル形成基材、前記支持部材および前記マウスピースを包む外装部材
    と、を備え、誘導加熱式の喫煙具に装着されて使用される喫煙具用カートリッジであって

    第1磁性体から成る第1サセプタと、
    第2磁性体を含む磁性塗料から成る第2サセプタと、を備え、
    前記第1サセプタは、前記複数のエアロゾル形成基材内に配置され、前記複数のエアロ
    ゾル形成基材を加熱可能とし、
    前記第2サセプタは、前記支持部材に塗布されていることを特徴とする喫煙具用カート
    リッジ。
  5. 請求項1、2または4の何れか1項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
    前記第2磁性体は、鉄、ニッケル、鉄とニッケルの合金、コバルト、フェライト、ネオジウム、耐熱ネオジウム、サマリウムコバルト、アルニコ、フェライト系ステンレス、またはマルテンサイト系ステンレスであることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
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