JP7591663B2 - 非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置 - Google Patents

Description

本発明は、非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置に関し、より詳細には、使用時にエアロゾル生成材料を加熱するサセプタの誘導加熱用の誘導素子を備えた非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置に関する。

（背景）
シガレット、シガー等の喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させて、タバコ煙を生成する。燃焼なしに化合物を放出させる製品の創出によって、これらの物品の代替物を提供しようとする試みがなされている。このような製品の例は、いわゆる「非燃焼加熱式」製品又はタバコ加熱デバイス若しくは製品であり、材料を燃焼させずに加熱することによって化合物を放出させる。この材料は、例えばタバコ又は他の非タバコ製品が考えられ、ニコチンを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。

（概要）
本開示の第１の態様によれば、非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置であって、エアロゾル生成材料を加熱することによりエアロゾルを生成するように構成されたサセプタ構成体を誘導加熱する誘導素子を含む誘導回路と、入力直流電流から、誘導素子を駆動してサセプタ構成体を誘導加熱する誘導回路に変動電圧を供給するように構成された駆動回路と、駆動回路が、誘導回路に供給された電圧の極性を繰り返し切り替える第１のモードと、駆動回路が、非ゼロの大きさの第１の電圧を誘導回路に供給することと、実質的に電圧を誘導回路に供給しないことと、を繰り返し切り替える第２のモードと、において、駆動回路を選択的に動作させるように構成された制御回路と、を備えた、装置が提供される。

駆動回路は、Ｈブリッジ構成に配置された複数のスイッチング素子を備えていてもよい。複数のスイッチング素子は、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を含む高位側スイッチング素子ペアと、第３のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子を含む低位側スイッチング素子ペアと、を含んでいてもよく、第１のスイッチング素子及び第３のスイッチング素子が、誘導回路の第１側に電気接続され、第２のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子が、誘導回路の第２側に電気接続されている。

駆動回路は、使用時、高位側スイッチング素子ペア間の第１の点と低位側スイッチング素子ペア間の第２の点との間に電位を接続するように構成されていてもよい。

第１のモードにおいて、制御回路は、第１のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子に電流を流して、誘導回路の電圧がプラス極性を有し得るようにすることと、第２のスイッチング素子及び第３のスイッチング素子に電流を流して、誘導回路の電圧がマイナス極性を有し得るようにすることと、の間で駆動回路を切り替えさせるようにしてもよい。第２のモードにおいて、制御回路は、第１のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子に電流を流して、誘導回路の電圧がプラス極性を有し得るようにすること、又は、第２のスイッチング素子及び第３のスイッチング素子に電流を流して、誘導回路の電圧がマイナス極性を有し得るようにすることと、実質的に電圧を誘導回路に供給しないことと、の間で駆動回路を切り替えさせるようにしてもよい。

制御回路は、任意のある時点で電流を流すスイッチング素子を制御するように構成された１つ又は複数の駆動信号を供給することにより、駆動回路を第１のモード又は第２のモードで動作させるように構成されていてもよい。

制御回路は、第１の駆動信号を供給することにより、第１のスイッチング素子及び第３のスイッチング素子のスイッチングを制御するように構成されていてもよい。制御回路は、第２の駆動信号を供給することにより、第２のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子のスイッチングを制御するように構成されていてもよい。

第１のモードにおいては、第１の駆動信号の値が第１の駆動周波数で切り替わるようになっていてもよく、また、第２の駆動信号が第１の駆動信号に対して反転することにより、誘導回路の電圧の極性を第１の駆動周波数で切り替えさせるようにしてもよい。第２のモードにおいては、第１の駆動信号の値が第２の駆動周波数で切り替わるようになっていてもよく、また、第２の駆動信号は、第２のスイッチング素子に電流が流れることを実質的に防止した状態に第２のスイッチング素子を維持するとともに、第４のスイッチング素子電流が流れることを許容する状態に第４のスイッチング素子を維持するように構成されていてもよい。

制御回路は、第１の駆動信号に少なくとも部分的に基づいて、第２の駆動信号を決定するように構成されていてもよい。

制御回路は、第１の駆動信号のほか、制御信号に基づいて、第２の駆動信号を決定するように構成されていてもよい。

制御回路は、第１の駆動信号及び制御信号を出力するように構成されたコントローラを備えていてもよい。

制御信号は、第１のモード及び第２のモードのいずれでドライバ構成を動作させるかを決定するように構成されていてもよい。

制御回路は、第１の駆動信号及び制御信号を入力として受信し、第２の駆動信号を出力するように構成された信号処理素子を備えていてもよい。

信号処理素子は、ＮＯＲ（否定論理和）ゲートであってもよい。

制御回路は、スイッチング素子のスイッチング周波数を制御して、誘導素子に供給される変動電流の周波数を制御することにより、誘導素子がサセプタ構成体を加熱する程度を制御するように構成されていてもよい。

スイッチング素子は、トランジスタであってもよく、制御回路は、トランジスタそれぞれに供給される各スイッチング電位を制御することにより、トランジスタのスイッチングを制御するように構成されていてもよい。

トランジスタはそれぞれ、ｎチャネル電界効果トランジスタであってもよい。トランジスタはそれぞれ、例えばｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタであってもよい。

トランジスタはそれぞれ、ソース、ドレイン、及びゲートを備えていてもよく、使用時、各スイッチング電位が、各トランジスタのゲートに供給される。

誘導回路は、誘導素子を含むＬＣ共振回路であってもよい。

ＬＣ共振回路は、容量素子と直列に配置された誘導素子を含んでいてもよい。

制御回路は、第１のモード及び第２のモードのいずれで駆動回路が動作するかを制御することにより、誘導素子がサセプタ構成体を加熱する程度を制御するように構成されていてもよい。

本開示の第２の態様によれば、本開示の第１の態様に記載の装置を備えた非燃焼性エアロゾル供給デバイスが提供される。

この非燃焼性エアロゾル供給デバイスは、使用時の入力直流電流及び／又は使用時のスイッチング電位を供給するように構成されたＤＣ（直流）電源を備えていてもよい。

この非燃焼性エアロゾル供給デバイスは、使用時、誘導素子により誘導加熱されるように構成されたサセプタ構成体を備えていてもよい。

本開示の第３の態様によれば、本開示の第２の態様に記載の非燃焼性エアロゾル供給デバイスと、エアロゾル生成材料と、を備えた非燃焼性エアロゾル供給システムであって、使用時、エアロゾル生成材料が、サセプタにより加熱されてエアロゾルを生成するように構成された、非燃焼性エアロゾル供給システムが提供される。

エアロゾル生成材料は、タバコであってもよいし、タバコを含んでいてもよい。

本開示の第４の態様によれば、非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置を制御する方法であって、装置が、エアロゾル生成材料を加熱することによりエアロゾルを生成するように構成されたサセプタ構成体を誘導加熱する誘導素子を含む誘導回路と、入力直流電流から、誘導素子を駆動してサセプタ構成体を誘導加熱する誘導回路に変動電圧を供給するように構成された駆動回路と、制御回路と、を備え、当該方法が、制御回路によって、駆動回路が、誘導回路に供給された電圧の極性を繰り返し切り替える第１のモードと、駆動回路が、非ゼロの大きさの第１の電圧を誘導回路に供給することと、実質的に電圧を誘導回路に供給しないことと、を繰り返し切り替える第２のモードと、において、駆動回路を選択的に動作させるステップを含む、方法が提供される。

本発明の別の特徴及び利点については、本発明の好適な実施形態に関する以下の説明から明らかとなるであろうが、これは、添付の図面を参照しつつ、一例として示しているに過ぎない。

一例に係る、非燃焼性エアロゾル供給デバイスを模式的に示した図である。 一例に係る、非燃焼性エアロゾル供給デバイスの誘導素子とともに使用する装置を模式的に示した図である。 一例に係る、非燃焼性エアロゾル供給デバイスの誘導素子とともに使用する装置の一部を示した図である。 一例に係る、非燃焼性エアロゾル供給デバイスの誘導素子とともに使用する装置の別の部分を示した図である。

（詳細な説明）
誘導加熱は、電磁誘導によって導電体（サセプタと称する場合がある）を加熱するプロセスである。誘導加熱器は、電磁石等の誘導素子と、交流電流等の変動電流を電磁石に通過させる回路とを備えていてもよい。電磁石中の変動電流は、変動磁界を生成する。変動磁界は、電磁石に対して好適に配置されたサセプタに侵入して、サセプタの内側に渦電流を生成する。サセプタは、渦電流に対する電気抵抗を有するため、この抵抗に対する渦電流の流れによって、サセプタがジュール加熱により加熱される。また、サセプタが鉄、ニッケル、又はコバルト等の強磁性材料を含む場合は、サセプタ中の磁気ヒステリシス損すなわち変動磁界との位置合わせの結果としての磁性材料中の磁気双極子の向きの変化によっても熱が生成され得る。

誘導加熱においては、例えば伝導による加熱と比較して、サセプタの内側で熱が生成されるため、急速加熱が可能となる。さらに、誘導加熱器とサセプタとの間の物理的な接触が一切不要なため、構成及び用途の自由度が増す。

誘導加熱器は、抵抗器により与えられる抵抗（Ｒ）と、誘導素子（例えば、サセプタを誘導加熱するように構成可能な電磁石）により与えられるインダクタンス（Ｌ）と、キャパシタにより与えられるキャパシタンス（Ｃ）とからなる直列に接続されたＲＬＣ回路を備えていてもよい。場合によっては、インダクタ及び抵抗器を接続する回路の部品のオーム抵抗による抵抗が与えられるため、ＲＬＣ回路は、必ずしもこのように抵抗器を含んでいる必要はない。このような回路は、例えばＬＣ回路と称する場合もある。このような回路は、電気的共振を示す場合があり、回路素子のインピーダンス又はアドミッタンスの虚部が互いに打ち消し合う特定の共振周波数で発生する。ＲＬＣ又はＬＣ回路において共振が発生するのは、インダクタの磁場が減衰することで巻線に電流が生じ、これがキャパシタを充電する一方、放電するキャパシタが電流を供給することによりインダクタに磁場を構築するためである。回路が共振周波数で駆動されると、インダクタ及びキャパシタの直列インピーダンスが最小となり、回路電流が最大となる。したがって、ＲＬＣ又はＬＣ回路を共振周波数又はその近傍で駆動すると、効果的及び／又は効率的な誘導加熱がもたらされ得る。

トランジスタは、電気信号をスイッチングする半導体デバイスである。トランジスタは通常、電子回路に接続する少なくとも３つの端子を備える。

電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、印加電界の効果の利用によってトランジスタの有効コンダクタンスを変化させ得るトランジスタである。電界効果トランジスタは、ボディＢ、ソース端子Ｓ、ドレイン端子Ｄ、及びゲート端子Ｇを備え得る。電界効果トランジスタは、電荷キャリア（電子又はホール）がソースＳとドレインＤとの間で流れ得る半導体を含むアクティブチャネルを備える。チャネルの伝導度すなわちドレインＤ及びソースＳ端子間の伝導度は、例えばゲート端子Ｇに印加された電位により生成されるゲートＧ及びソースＳ端子間の電位差の関数である。エンハンスメントモードＦＥＴにおいては、ゲートＧ－ソースＳ間電圧が実質的にゼロの場合にＦＥＴがオフとなり（すなわち、電流が実質的に通過しなくなり）、ゲートＧ－ソース間電圧が実質的にゼロではない場合にオンとなり得る（すなわち、電流が実質的に通過する）。

ｎチャネル（又は、ｎ型）電界効果トランジスタ（ｎ－ＦＥＴ）は、チャネルがｎ型半導体を含む電界効果トランジスタであり、電子が多数キャリアでホールが少数キャリアである。例えば、ｎ型半導体は、ドナー不純物（例えば、リン等）がドープされた真性半導体（例えば、シリコン等）を含み得る。ｎチャネルＦＥＴにおいては、ドレイン端子Ｄがソース端子Ｓよりも高い電位に置かれる（すなわち、ドレイン－ソース電圧が正、言い換えると、ソース－ドレイン電圧が負となる）。ｎチャネルＦＥＴを「オン」にするため（すなわち、電流が通過し得るようにするため）、ソース端子Ｓの電位よりも高いスイッチング電位がゲート端子Ｇに印加される。

ｐチャネル（又は、ｐ型）電界効果トランジスタ（ｐ－ＦＥＴ）は、チャネルがｐ型半導体を含む電界効果トランジスタであり、ホールが多数キャリアで電子が少数キャリアである。例えば、ｐ型半導体は、アクセプタ不純物（例えば、ホウ素等）がドープされた真性半導体（例えば、シリコン等）を含み得る。ｐチャネルＦＥＴにおいては、ソース端子Ｓがドレイン端子Ｄよりも高い電位に置かれる（すなわち、ドレイン－ソース電圧が負、言い換えると、ソース－ドレイン電圧が正となる）。ｐチャネルＦＥＴを「オン」にするため（すなわち、電流が通過し得るようにするため）、ソース端子Ｓの電位よりも低い（例えば、ドレイン端子Ｄの電位よりは高くてもよい）スイッチング電位がゲート端子Ｇに印加される。

金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）は、ゲート端子Ｇが絶縁層によって半導体チャネルから電気的に絶縁された電界効果トランジスタである。いくつかの例においては、ゲート端子Ｇが金属で、絶縁層が酸化物（例えば、二酸化シリコン等）の「金属酸化物半導体」であってもよい。ただし、他の例においては、ゲートが金属以外の材料（ポリシリコン等）であること、及び／又は、絶縁層が酸化物以外の材料（他の誘電体材料等）であることも可能である。それにも関わらず、このようなデバイスを通常は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と称し、本明細書において、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＯＳＦＥＴという用語は、このようなデバイスを含むものと解釈すべきことが了解される。

ＭＯＳＦＥＴは、半導体がｎ型のｎチャネル（又は、ｎ型）ＭＯＳＦＥＴであってもよい。ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｎ－ＭＯＳＦＥＴ）は、ｎチャネルＦＥＴに関して上述したのと同じように動作し得る。別の例として、ＭＯＳＦＥＴは、半導体がｐ型のｐチャネル（又は、ｐ型）ＭＯＳＦＥＴであってもよい。ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（ｐ－ＭＯＳＦＥＴ）は、ｐチャネルＦＥＴに関して上述したのと同じように動作し得る。ｎ－ＭＯＳＦＥＴは通常、ｐ－ＭＯＳＦＥＴよりもソース－ドレイン抵抗が低い。このため、「オン」状態（すなわち、電流が通過する状態）において、ｎ－ＭＯＳＦＥＴは通常、ｐ－ＭＯＳＦＥＴと比較して発熱が少なく、したがって、ｐ－ＭＯＳＦＥＴよりも動作時のエネルギー消費が少なくて済む。さらに、ｎ－ＭＯＳＦＥＴは通常、ｐ－ＭＯＳＦＥＴと比較して、スイッチング時間（すなわち、ゲート端子Ｇに供給されるスイッチング電位を変化させてから、電流が通過するか否かをＭＯＳＦＥＴが変化させるまでの特性応答時間）が短い。これにより、スイッチングレートを高くするとともにスイッチング制御を改善することができる。

図１は、一例に係る、デバイス１００を模式的に示している。デバイス１００は、非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００である。非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００は、ＤＣ電源１０４（本例においては、バッテリ１０４）、回路１０６、誘導素子１０８、及びエアロゾル生成材料１１６を加熱するように構成されたサセプタ１１０を備える。ＤＣ電源１０４は、回路１０６に電気接続されている。ＤＣ電源１０４は、ＤＣ電力を回路１０６に供給するように構成されている。回路１０６は、誘導素子１０８に電気接続されている。誘導素子１０８は、例えば電磁石（例えば、コイル又はソレノイド）であってよく、例えば平面状であってよく、例えば銅により形成されていてもよい。回路１０６は、ＤＣ電源１０４からの入力ＤＣ電流を変動（例えば、交流）電流に変換するように構成されている。回路１０６は、誘導素子１０８に変動電流を送り込むように構成されている。

サセプタ１１０は、誘導素子１０８に対して、誘導素子１０８から当該サセプタ１１０に誘導エネルギーを伝達するように構成されている。サセプタは、鉄、ニッケル、及びコバルト等の例示的な金属のうちの１つ又は組み合わせを含み得る強磁性部を備えていてもよい。誘導素子１０８は、変動電流が送り込まれると、上述の通り、ジュール加熱及び／又は磁気ヒステリシス加熱によってサセプタ１１０を加熱する。サセプタ１１０は、使用時、例えば伝導、対流、及び／又は放射による加熱によってエアロゾル生成材料１１６を加熱することにより、エアロゾルを生成するように構成されている。いくつかの例において、サセプタ１１０及びエアロゾル生成材料１１６は、非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００に対する挿入及び／若しくは取り出し、並びに使い捨てが可能な一体型ユニットを構成する。例えば、エアロゾル生成材料１１６及びサセプタ１１０は、消耗品に含まれていてもよい。このような例においては、デバイス１００及び物品を併せて非燃焼性エアロゾル供給システムと称する場合もある。他の例においては、エアロゾル生成材料１１６が交換可能である一方、サセプタ１１０がデバイス１００の永久部品を構成していてもよい。いくつかの例において、誘導素子１０８は、例えば交換のため、デバイス１００から取り出し可能であってもよい。非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００は、手持ち式であってもよい。非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００は、エアロゾル生成材料１１６を加熱することにより、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するように構成されていてもよい。

図１を再び参照して、非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００は、バッテリ１０４、回路１０６、誘導素子１０８、サセプタ１１０、及びエアロゾル生成材料１１６を収容する外側本体１１２を備える。外側本体１１２は、使用時に生成されたエアロゾルがデバイス１００から出られるようにしたマウスピース１１４を備える。

使用時、ユーザは、例えばそれ自体既知のボタン（図示せず）又はパフ検出器（図示せず）を介して、回路１０６を起動することにより、誘導素子１０８に変動電流を送り込んでサセプタ１１６を誘導加熱し、ひいてはエアロゾル生成材料１１６を加熱することによって、エアロゾル生成材料１１６からエアロゾルを生成させることができる。エアロゾルは、空気入口（図示せず）からデバイス１００に取り込まれた空気中に生成され、マウスピース１１４まで搬送されてデバイス１００から出ていく。

少なくともいくつかの例においては、蒸気が生成された後、少なくとも一部が凝縮してエアロゾルを形成してから非燃焼性エアロゾル供給デバイスを出てユーザに吸引される。

この点、最初の留意点として、蒸気は一般的に、臨界温度よりも低い温度で気相の物質であり、例えば、温度を下げることなく圧力を上げることによって液体へと凝縮可能であることを意味する。一方、エアロゾルは一般的に、空気又は別の気体中の微細な固体粒子又は液滴のコロイドである。「コロイド」は、微視的に分散した不溶性粒子が別の物質中に懸濁した物質である。

便宜上、本明細書において、エアロゾル（ａｅｒｏｓｏｌ）という用語は、エアロゾル、蒸気、又はエアロゾル及び蒸気の組み合わせを意味するものとする。

エアロゾル生成材料は、例えば加熱、照射、又はその他任意の方法でエネルギー供給された場合にエアロゾルを生成可能な材料である。エアロゾル生成材料は、例えば固体、液体、又はゲルの形態であってもよく、活性物質及び／又は香味料を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、「アモルファス固体」を含んでいてもよく、これは代替として、「モノリシック固体」（すなわち、非繊維質）と称する場合もある。いくつかの実施形態において、アモルファス固体は、乾燥ゲルであってもよい。アモルファス固体は、液体等の何らかの流体を内部に保持可能な固体材料である。いくつかの実施形態において、エアロゾル生成材料は、例えばおよそ５０ｗｔ％、６０ｗｔ％、又は７０ｗｔ％～およそ９０ｗｔ％、９５ｗｔ％、又は１００ｗｔ％のアモルファス固体を含んでいてもよい。

エアロゾル生成材料は、１つ若しくは複数の活性物質及び／若しくは香料、１つ若しくは複数のエアロゾル形成材料、並びに任意選択として、１つ若しくは複数の他の機能材料を含んでいてもよい。

本明細書において使用する活性物質は、生理学的活性材料（生理学的反応の実現又は増強が意図される材料）であってもよい。活性物質は、例えば栄養補助食品、向精神薬、精神活性剤から選択されるようになっていてもよい。活性物質は、自然に存在するものであってもよいし、合成して得られるものであってもよい。活性物質は、例えばニコチン、カフェイン、タウリン、テイン、Ｂ６、Ｂ１２、若しくはＣ等のビタミン類、メラトニン、カンナビノイド、又はこれらの構成物質、誘導体、若しくは組み合わせを含んでいてもよい。活性物質は、タバコ、大麻、又は別の植物の１つ又は複数の構成物質、誘導体、又は抽出物を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態において、活性物質は、ニコチンを含む。いくつかの実施形態において、活性物質は、カフェイン、メラトニン、又はビタミンＢ１２を含む。

１つ又は複数の他の機能材料は、ｐＨ調整剤、着色剤、防腐剤、バインダ、充填剤、安定剤、及び／又は酸化防止剤のうちの１つ又は複数を含んでいてもよい。

エアロゾル形成材料は、エアロゾルを形成可能な１つ又は複数の構成物質を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、エアロゾル形成材料は、グリセロール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，３－ブチレングリコール、エリスリトール、メソ－エリスリトール、バニリン酸エチル、ラウリン酸エチル、ジエチル硫酸塩、クエン酸トリエチル、トリアセチン、ジアセチン混合物、安息香酸ベンジル、フェニル酢酸ベンジル、トリブチリン、酢酸ラウリル、ラウリン酸、ミリスチン酸、及び炭酸プロピレンのうちの１つ又は複数を含んでいてもよい。

消耗品は、エアロゾル生成材料を含む物品又はエアロゾル生成材料から成る物品であって、その一部又は全部がユーザによる使用時に消費されることが意図される。消耗品は、エアロゾル生成材料格納エリア、エアロゾル生成材料移動コンポーネント、エアロゾル生成エリア、ハウジング、ラッパー、マウスピース、フィルタ、及び／又はエアロゾル変性剤等の１つ又は複数の他のコンポーネントを備えていてもよい。また、消耗品は、使用時に熱を放出してエアロゾル生成材料からエアロゾルを生成させる加熱器等のエアロゾル生成器を備えていてもよい。上述の通り、加熱器は、例えば燃焼性材料、電気伝導により加熱可能な材料、又はサセプタを含んでいてもよい。

回路１０６、誘導素子１０８、サセプタ１１０、及び／又は全体としてのデバイス１００は、様々な温度へのエアロゾル生成材料１１６の加熱によって、エアロゾル生成材料１１６の燃焼なく、エアロゾル生成材料１１６の少なくとも１つの成分を揮発させるように構成されていてもよい。例えば、温度範囲は、およそ５０℃～およそ２５０℃、およそ５０℃～およそ１５０℃、およそ５０℃～およそ１２０℃、およそ５０℃～およそ１００℃、およそ５０℃～およそ８０℃、又はおよそ６０℃～およそ７０℃等、およそ５０℃～およそ３５０℃であってもよい。いくつかの例において、温度範囲は、およそ１６０℃～およそ２８０℃又はおよそ１７０℃～およそ２２０℃である。いくつかの例において、温度範囲は、この範囲以外であってもよく、温度範囲の上限は、２８０℃前後であってもよいし、３００℃より高くてもよい。

ここで図２を参照して、この図は、一例に係る、非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００の誘導素子１０８に対する回路１０６をより詳しく模式的に示している。

回路１０６は、ドライバ構成２０４を備えるが、本明細書においては駆動回路２０４とも称する。また、回路１０６は、ドライバ制御構成２０８及びコントローラ２２０を備えるが、本明細書においては一体的に制御回路と称する場合もある。また、コントローラ２２０がバッテリ１０４に電気接続されることにより、バッテリ１０４がＤＣ電圧をコントローラ２２０に供給するようになっている。例として、コントローラ２２０は、バッテリ１０４から電力を受電するように構成され、回路１０６及び、場合によっては、デバイス１００の他の構成素子に電気信号を出力する複数の出力を備えた処理ユニット（例えば、ＭＣＵ）である。ドライバ構成２０４は、相対的に高い電位＋ｖ２０２を供給するコントローラ２２０のプラス端子と、例としてグランドに接続され、相対的に低い電位ＧＮＤ２０６を供給するコントローラ２２０のマイナス端子と、に電気接続されている。例として、コントローラ２２０によりドライバ構成２０４に出力される電圧は、バッテリ１０４によりコントローラ２２０に供給される電圧と実質的に等しい。したがって、ドライバ構成２０４には、ある電圧が生じる。

ドライバ構成２０４は、インダクタンスＬを有する誘導素子１０８を含むＬＣ誘導回路２０５及びキャパシタンスＣを有するキャパシタ２１０（本例においては、誘導素子１０８に直列に接続されている）に電気接続されている。

ドライバ構成２０４は、バッテリ１０４からの入力直流電流によりコントローラ２２０を介して、変動電圧をＬＣ回路２０５に供給するように構成されている。これにより、使用時には、変動電流が誘導素子１０８に流れる。

ドライバ制御構成２０８は、ドライバ構成２０４又はその構成素子を制御して、ドライバ構成によりＬＣ回路２０５に出力される電圧を制御するように構成されている。具体的に、本例においては、以下により詳しく説明する通り、ドライバ制御構成２０８は、様々な時間におけるドライバ構成２０４のトランジスタへのスイッチング電位の供給を制御することによって、ドライバ構成２０４に変動電流を生成させるように構成されている。

ドライバ制御構成２０８は、コントローラ２２０を介して、本例においてはスイッチング電位の起源でもあるバッテリ１０４に電気接続されている。

また、本例においては、ドライバ制御構成２０８がコントローラ２２０のプラス及びマイナス端子に接続されていることから、ドライバ制御構成２０８への電位の供給ひいては給電によって、ドライバ構成２０４を制御するスイッチング電位をドライバ制御構成２０８が生成可能となる。本例において、ドライバ制御構成２０８は、バッテリ電圧＋ｖをドライバ構成２０４に供給する端子とは異なるコントローラ２２０の端子に接続されている。これについては、以降の図面を参照しつつ、以下により詳しく説明する。

ドライバ制御構成２０８は、コントローラ２２０からの制御信号を受信するためのコントローラ２２０に対する別途接続部２２１を備える。図２においては、単一のラインとして単純化された形態で別途接続部２２１を示している。接続部２２１の別途詳細については、図４を参照しつつ以下に説明する。

バッテリ１０４を起源としてコントローラ２２０により供給された電位による給電によって、ドライバ制御構成２０８は、スイッチング電位を供給してドライバ構成２０４を制御するように構成されている。スイッチング電位は、ドライバ構成２０４のトランジスタのスイッチングに適するように選択される。スイッチング電位は、例えばバッテリ電圧＋ｖ以下であってもよい。スイッチング電位の値は、ドライバ構成２０４に用いられるトランジスタの種類によって決まり得る。

本例において、ドライバ制御構成２０８は、ＬＣ回路２０５に供給される変動（例えば、交流）電圧の周波数ひいては誘導素子１０８に送り込まれる変動電流の周波数を制御するように構成されている。前述の通り、ＬＣ回路は、共振を示す場合がある。いくつかの例において、ドライバ制御構成２０８は、ＬＣ回路２０５の共振周波数又はその近くとなるように、ＬＣ回路に送り込まれる変動電流の周波数（駆動周波数）を制御する。例えば、駆動周波数は、ＭＨｚの範囲（例えば、０．５～１．５ＭＨｚの範囲（例えば、１ＭＨｚ））であってもよい。別の例において、駆動周波数は、ｋＨｚの範囲（例えば、１００ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲（例えば、４００ｋＨｚ前後））であってもよい。当然のことながら、例えば特定のＬＣ回路２０５（及び／若しくはその構成素子）並びに／又はサセプタ１１０の使用に応じて、他の周波数が用いられるようになっていてもよい。例えば、当然のことながら、ＬＣ回路２０５の共振周波数は、回路２０５のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣに依存し、ひいては、使用されるインダクタ１０８、キャパシタ２１０、及びサセプタ１１０に依存し得る。

使用時、ドライバ制御構成２０８は、例えばユーザにより起動されると、変動電流をＬＣ回路２０５ひいては誘導素子１０８に送り込んでサセプタ１１６を誘導加熱するようにドライバ構成２０４を制御する。これにより、誘導素子１０８がエアロゾル生成材料（図２には示さず）を加熱して、例えばユーザが吸引するエアロゾルを生成する。

ここで図３を参照して、この図は、ドライバ構成２０４をより詳しく模式的に示している。ドライバ構成２０４は、Ｈブリッジ構成に配置された複数のトランジスタ（本例においては、４つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を備える（なお、Ｈブリッジ構成に配置又は接続されたトランジスタをＨブリッジと称する場合もある）。

Ｈブリッジ構成は、高位側ペア３０４のトランジスタＱ１、Ｑ２及び低位側ペア３０６のトランジスタＱ３、Ｑ４を含む。高位側ペア３０４の第１のトランジスタＱ１は、低位側ペア３０６の第３のトランジスタＱ３に対して電気的に隣り合い、高位側ペア３０４の第２のトランジスタＱ２は、低位側ペア３１４の第４のトランジスタＱ４に対して電気的に隣り合う。高位側ペア３０４は、低位側ペア３０６を接続する第２の電位ＧＮＤ２０６よりも高い第１の電位＋ｖ２０２に接続するためのものである。

本例において、ドライバ構成２０４は、高位側ペア３０４のトランジスタＱ１、Ｑ２間の第１の点３２２と低位側ペア３０６のトランジスタＱ３、Ｑ４間の第２の点３２０との間に、コントローラ２２０（図３には示さず）から供給されたバッテリ電位＋ｖを接続するように構成されている。具体的に、第１の点３２２は、正のバッテリ電圧出力＋ｖを与えるコントローラ２２０の端子に接続するためのものであり、第２の点３２０は、バッテリ１０４のマイナス端子につながるコントローラ２２０の端子に接続するためのものである。したがって、使用時には、第１の点３２２と第２の点３２０との間に電位差が生じる。

図２を参照して説明した通り、ドライバ構成２０４は、誘導素子（図３には示さず）を備えたＬＣ回路２０５に電気接続され、これを駆動するように構成されている。具体的に、（ＬＣ回路２０５の一部としての）誘導素子は、高位側ペアの一方のトランジスタＱ２及び低位側ペアの一方のトランジスタＱ４の間の第３の点３２４と高位側ペアの他方のトランジスタＱ１及び低位側第２のペアの他方のトランジスタＱ３の間の第４の点３２６との間に接続される。

本例において、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、ｎチャネル電界効果トランジスタである。各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、使用時、スイッチング電位による制御によって、電流を選択的に通過させることができる。各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、ソースＳ、ドレインＤ、及びゲートＧを備える。スイッチング電位は各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のゲートＧに供給され、これによって上述の通り、各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のソースＳとドレインＤとの間に電流が通過可能となる。したがって、スイッチング電位が供給された場合には電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が「オン」となって電流が通過し、スイッチング電位が供給されない場合には電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が「オフ」となって電流が実質的に通過しなくなる高抵抗を有するように、各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が構成されている。

図３に示す例において、各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、スイッチング電圧を搬送する関連のスイッチング電圧ライン３１１、３１２、３１３、３１４を（それぞれ）有する。

ドライバ制御構成２０８（図３には示さず、図２参照）は、各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に対するスイッチング電位の供給の制御によって、各トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が「オン」モード（すなわち、電流が通過する低抵抗モード）になるか、「オフ」モード（すなわち、実質的に電流が通過しない高抵抗モード）になるかを制御するように構成されている。

各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４へのスイッチング電位の供給のタイミングを制御することにより、ドライバ制御構成２０８は、変動（例えば、交流）電圧がＬＣ回路２０５に供給され、その誘導素子（図３には示さず）に変動電流が供給されるようにしてもよい。

以下により詳しく論じる通り、ドライバ制御構成２０８は、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の「オン」及び「オフ」スイッチングのシーケンス制御によって誘導回路に供給される変動電圧を制御するのに使用可能である。

例えば、第１の時間においては、ドライバ制御構成２０８が第１のスイッチング状態であってもよく、スイッチング電位が第１及び第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４に供給される一方、第２及び第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３には供給されない。このため、第１及び第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４が低抵抗モードとなる一方、第２及び第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３が高抵抗モードとなる。したがって、この第１の時間においては、ドライバ構成２０４の第１の点３２２から、第１の電界効果トランジスタＱ１と、第１の方向（図３の意味で左から右）にＬＣ回路２０５と、第４の電界効果トランジスタＱ４と、を通って、ドライバ構成２０４の第２の点３２０まで電流が流れ得る。ただし、第２の時間においては、ドライバ制御構成２０８が第２のスイッチング状態であってもよく、スイッチング電位が第２及び第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３に供給される一方、第１及び第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４には供給されない。このため、第２及び第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３が低抵抗モードとなる一方、第１及び第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４が高抵抗モードとなる。したがって、この第２の時間においては、ドライバ構成２０４の第１の点３２２から、第２の電界効果トランジスタＱ２と、第１の方向と反対の第２の方向（すなわち、図３の意味で右から左）にＬＣ回路２０５と、第３の電界効果トランジスタＱ３と、を通って、ドライバ構成２０４の第２の点３２０まで電流が流れ得る。したがって、第１及び第２のスイッチング状態の切り替えにより、ドライバ制御構成２０８は、ＬＣ回路２０５に交流電圧、ひいては、誘導素子１０８に変動電流を供給（すなわち、送り込む）ようにドライバ構成２０４を制御可能である。

上述のような動作において、ＨブリッジのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、一部の時間に「オン」となり、他の時間に「オフ」となる。Ｈブリッジは、高位側ペア３０４の第１のトランジスタが「オン」で、Ｈブリッジの反対側の低位側ペア３０６の一方のトランジスタも「オン」となる第１のスイッチング状態と、高位側ペア３０４の他方のトランジスタが「オン」で、低位側ペア３０６の他方のトランジスタも「オン」となる第２のスイッチング状態と、の間で切り替わる。これにより、ドライバ構成２０４によって誘導回路２０５に供給される電圧の極性が繰り返し切り替わる。本明細書において、この種の動作は、ドライバ構成２０４が「フルブリッジ」モードで動作しているものと称する場合がある。

上述のフルブリッジモードで動作するほか、ドライバ構成２０４は、非ゼロの大きさの電圧を誘導回路２０５に供給することと、実質的に電圧を誘導回路２０５に供給しないことと、の間でＨブリッジが繰り返し切り替わる第２のモードでも動作するように構成されている。例として、これを「ハーフブリッジ」モードでの動作と称する場合がある。ハーフブリッジモードにおいて、ドライバ構成２０４は、電圧を誘導回路２０５に供給する第３のスイッチング状態と実質的に電圧を誘導回路２０５に供給しない第４のスイッチング状態との間で切り替わるように構成されている。例えば、第３のスイッチング状態においては、第１及び第４のトランジスタＱ１、Ｑ４が「オン」となる一方、第２及び第３のトランジスタＱ２、Ｑ３が「オフ」となり得る。したがって、第３のスイッチング状態においては、第１のトランジスタＱ１及び第４のトランジスタＱ４に電流が流れるため、図３において左から右に示す方向で誘導回路２０５にも流れ得る。第４のスイッチング状態においては、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４がすべてオフとなるか、又は、少なくとも高位側ペア３０４の両トランジスタ若しくは低位側ペア３０６の両トランジスタがオフとなり得るため、電流が誘導回路２０５を通ってグランド２０６に流れる経路が存在しない。したがって、ハーフブリッジモードにおけるＨブリッジは、電圧が誘導回路２０５に供給されるスイッチング状態と実質的に電圧が誘導回路２０５に供給されないスイッチング状態との間で切り替わる。

同様に、Ｈブリッジ２０４がハーフブリッジモードで動作している場合は、第３のスイッチング状態で第２のトランジスタＱ２及び第３のトランジスタＱ３に（図３に示す意味で右から左に）電流が流れて電圧を誘導回路２０５に供給し得る一方、第４のスイッチング状態においては実質的に電圧が誘導回路２０５に供給されない。

言い換えると、ハーフブリッジモードで動作している場合、ドライバ構成２０４は、ある状態で正電圧又は負電圧を誘導回路２０５に供給することと、別の状態で実質的に電圧を誘導回路２０５に供給しないことと、の間で交互に切り替わる。これは、正電圧を誘導回路２０５に供給することと、負電圧を誘導回路２０５に供給することと、の間でドライバ構成２０４が繰り返し切り替わるフルブリッジモードと対比可能である。

例として、ハーフブリッジモードにおいては、電圧が誘導回路に供給される時間の割合がフルブリッジモードよりも小さい。したがって、Ｈブリッジをハーフブリッジモードで動作させることにより、フルブリッジモードと比較した場合に、誘導素子１０８によるサセプタ１１０への電力の伝達が抑えられるため、サセプタ１１０がデバイス１００により加熱される程度も抑えることができる。例として、デバイス１００は、サセプタ１１０を加熱させるのが望ましい程度に応じて、フルブリッジモード及びハーフブリッジモードの一方で選択的に動作するように構成されていてもよい。一例として、サセプタ１１０の温度を目標温度まで上げるのに用いられる加熱電力と比較した場合、サセプタ１１０を目標温度に維持するのに用いられる加熱電力は小さくなると考えられる。このような例において、デバイス１００は、フルブリッジモードで動作して、サセプタ１１０の温度を高くする大電力を供給することにより、例えばサセプタ１１０を目標動作温度まで昇温させてエアロゾル生成材料１１６を加熱するように構成されていてもよい。その後、目標動作温度に十分達した場合、デバイス１００は、ハーフブリッジモードでの動作に切り替わって、サセプタ１１０を目標温度に維持するためのより小さな加熱電力を供給するようにしてもよい。

また、サセプタ１１０が誘導素子１０８により加熱される程度を制御する他の手段がデバイス１００により用いられるようになっていてもよい。例えば、ドライバ構成２０４が駆動される周波数、すなわち、ドライバ構成２０４によって誘導回路２０５に供給される電圧の変更又は切り替えが行われる周波数を制御することにより、誘導素子１０８の加熱電力が制御されるようになっていてもよい。例として、フルブリッジモード又はハーフブリッジモードで動作する場合の駆動周波数を切り替えることにより、誘導素子１０８の加熱電力の調整がなされるようになっていてもよい。例として、フルブリッジモードでの動作からハーフブリッジモードでの動作への切り替えにより加熱電力が大幅に抑えられ、例えば、４分の１に抑えられるようになっていてもよい。したがって、例えば、駆動周波数の調整により加熱電力が微調整され得る一方、フルブリッジモードとハーフブリッジモードとの間のモード切り替えによって、加熱電力が大きく調整され得る。

供給される加熱電力は、ＤＣ供給電圧及びサセプタ１１０の見掛けのインピーダンスに依存する。例えば、バッテリ１０４が３ボルトを供給し、サセプタ１１０の見掛けのインピーダンスが０．４オームである場合、利用可能な加熱電力は、（３ボルト×３ボルト）／０．４オーム＝２２．５ワットと決定され得る。ただし、バッテリ１０４が４．２ボルトを供給する場合、利用可能な加熱電力は、（４．２ボルト×４．２ボルト）／０．４オーム＝４４．１ワットと決定され得る。したがって、バッテリ電圧が４．２ボルトである例において、例えばサセプタ１１０を所望の温度に維持するのに必要と決定された電力と考えられる１．５ワットの加熱電力を供給するには、利用可能な４４．１ワットの電力のうちの１．５ワットを供給するものとする。これは、本例において、４４．１／１．５又は、等価的に、２９．４：１の比で電力を制御する必要があることを意味する。ハーフブリッジモードへの切り替えによって、利用可能な電力が４分の１に抑えられるため、本例においては、サセプタの温度を維持するのに、利用可能な１１ワット前後の電力のうちの１．５ワットを供給するものとする。これは、７．３５：１前後の比である。したがって、ハーフブリッジモードへの切り替えによって、所望の加熱電力を供給するために制御する必要がある供給電力の範囲が抑えられる。

いくつかの例において、駆動周波数の制御による加熱電力の制御は、国際公開第２０１８／１７８１１４Ａ２号に記載のように実行されるが、そのすべての内容を参照により本明細書に援用する。例えば、コントローラ２２０は、誘導回路２０５の共振周波数でＨブリッジ２０４を駆動するように構成されてもよく、この共振周波数は、加熱電力を最大化するため、測定されるようになっていてもよいし、例えば予め定められていてもよい。誘導回路１０８の共振周波数での駆動と比較して加熱電力を抑えるため、コントローラ２２０は、誘導回路２０５の共振周波数と異なる（例えば、共振周波数よりも低い）周波数でＨブリッジを駆動するようにしてもよい。これを回路の「オフレゾナンス」駆動と称する場合があり、サセプタ１１０が誘導素子１０８により加熱される程度を抑えることができる。オフレゾナンス駆動の場合は、回路が共振周波数で駆動される場合と比較して、共振回路に流れる電流が小さくなる。したがって、所与の供給電圧に関し、インダクタ１０８からサセプタ１１０へのエネルギー伝達が小さくなるため、サセプタ１１０が誘導加熱される程度は、所与の供給電圧に対して回路が共振周波数で駆動される場合と比較して低くなる。Ｈブリッジが共振回路２０５を駆動する周波数が共振周波数から（上下いずれかに）離れるほど、サセプタ１１０が誘導加熱される程度が低くなる。

いくつかの例においては、ドライバ構成２０４の駆動周波数の制御による加熱電力の制御の追加又は代替として、Ｈブリッジ２０４の入力電圧が制御されるようになっていてもよい。例えば、入力電圧の低減により、サセプタ１１０が加熱される程度を抑え、入力電圧の増大により、サセプタ１１０が加熱される程度を増すようにしてもよい。

図４は、回路１０６の別途詳細であり、特に、ドライバ制御構成の詳細を示している（ドライバ制御構成の構成素子の表現が異なるため、図４では標識化しておらず、図２のドライバ制御構成２０８参照）。

図４に示すように、ドライバ制御構成２０８は、供給ライン３１１、３１３を介して、スイッチング電位を第１のトランジスタＱ１及び第２のトランジスタＱ３に供給するように構成された第１のドライバ４１０を備える。また、ドライバ制御構成２０８は、供給ライン３１２、３１４を介して、スイッチング電位を第２のトランジスタＱ２及び第４のトランジスタＱ４に供給するように構成された第２のドライバ４２０を備える。上述の通り、第１のドライバ４１０及び第２のドライバ４２０は、バッテリ電圧＋ｖを与えるコントローラ２２０の端子とバッテリ１０４のマイナス端子につながるコントローラ２２０の端子との間に接続されている。本例において、第１のドライバ４１０及び第２のドライバ４２０は、Ｈブリッジ２０４と並列に接続されている。図４に示すように、第１及び第２のドライバ４１０、４２０、第３及び第４のトランジスタＱ３、Ｑ４、並びにバッテリ１０４のマイナス端子につながるコントローラ２２０の端子間には、抵抗器３２０が電気接続されている。例として、抵抗器３２０は、Ｈブリッジ２０４を通ってグランドＧＮＤ２０６に流れる電流を（例えば、コントローラ２２０により）モニタリングする電流源抵抗器として用いられるようになっていてもよい。

第１のドライバ４１０及び第２のドライバ４２０は、当該第１のドライバ４１０及び当該第２のドライバ４２０により各供給ライン３１１、３１２、３１３、３１４を介してトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に供給されるスイッチング電位を制御する各駆動信号１０１０、１０２０を受信する。第１及び第２の駆動信号１０１０、１０２０は、以下により詳しく論じる通り、コントローラ２２０及びドライバ制御構成２０８の他の回路に由来する。本例において、駆動信号１０１０、１０２０は、高低の値間で切り替わる矩形波信号であり、以下の議論では「１」及び「０」と標識化する。一例においては、ドライバ構成２０４をフルブリッジモードで動作させるため、駆動信号１０１０、１０２０が相互に逆位相である。すなわち、第１の駆動信号１０１０が値１を有する場合は第２の駆動信号１０２０が値０を有し、その逆もまた同様である。例えば、第１の駆動信号１０１０が位相０°の矩形波信号である一方、第２の駆動信号１０２０が位相１８０°の矩形波信号であってもよい。

任意のある時点で、第１の信号１０１０の値が１であるか０であるかによって、第１のドライバ４１０が第１のトランジスタＱ１及び第３のトランジスタＱ３に供給するスイッチング電位が決まる。同様に、任意のある時点で、第２の信号１０２０の値が１であるか０であるかによって、第２のドライバ４２０が第２のトランジスタＱ２及び第４のトランジスタＱ４に供給するスイッチング電位が決まる。一例において、第１の駆動信号１０１０の値が１である場合、第１のドライバ４１０は、スイッチング電位を第１のトランジスタＱ１及び第３のトランジスタＱ３に供給して、第１のトランジスタＱ１を「オン」、第３のトランジスタＱ３を「オフ」にするが、ここで上述の通り、所与のトランジスタが「オン」である場合は電流が流れ、所与のトランジスタが「オフ」である場合は電流が流れ得ない。これは、上述の第１のスイッチング状態に対応する。さらに、本例において、第１の駆動信号１０１０の値が０である場合、第１のドライバ４１０は、スイッチング電位を第１のトランジスタＱ１及び第３のトランジスタＱ３に供給して、第１のトランジスタＱ１を「オフ」、第３のトランジスタＱ３を「オン」にする。これは、上述の第２のスイッチング状態に対応する。

同様に、同じ例において、第２の駆動信号１０２０の値が１である場合、第２のドライバ４２０は、スイッチング電位を第２のトランジスタＱ２及び第４のトランジスタＱ４に供給して、第２のトランジスタＱ２を「オン」、第４のトランジスタＱ４を「オフ」にし、第２の駆動信号１０２０の値が０である場合、第２のドライバ４２０は、スイッチング電位を第２のトランジスタＱ２及び第４のトランジスタＱ４に供給して、第２のトランジスタＱ２を「オフ」、第４のトランジスタＱ４を「オン」にする。これは、以下の表１のようにまとめられる。

上述の構成では、相互に逆位相の第１及び第２の駆動信号１０１０、１０２０を供給することにより、第１及び第２の駆動信号１０１０、１０２０の値が切り替わる場合に、誘導回路２０５の電圧が繰り返し極性を切り替える、言い換えると、誘導回路２０５の電圧降下方向が繰り返し方向を変えるフルブリッジモードでドライバ構成２０４を動作させるようにする。駆動信号１０１０、１０２０が矩形波信号であることから、このモードで動作する場合は、実質的に任意のある時点で、誘導回路２０５の電圧が一方向又は他方向に降下している。

これは、第１のトランジスタＱ１及び第４のトランジスタＱ４が第１の矩形波電圧信号を誘導回路２０５に供給し、第２のトランジスタＱ２及び第３のトランジスタＱ３が第２の矩形波電圧信号を誘導回路２０５に供給し、第１及び第２の矩形波信号が相互に１８０°位相がずれているものと考えられる。本例において、第１及び第２の矩形波信号はそれぞれ、ＤＣ電源電圧（例えば、４Ｖ）と０Ｖとの間で切り替わる。したがって、フルブリッジ動作の効果は、ＤＣ電源電圧の２倍で組み合わされた矩形波信号を供給するものと考えられる。

ここで図４を再び参照して、第１及び第２のドライバ４１０、４２０を備えたドライバ制御構成２０８は、論理ゲート４３０を備えることが見て取れる。論理ゲート４３０は、第１の駆動信号１０１０を第１の入力として、制御信号１０３０を第２の入力として取得し、第２の駆動信号１０２０を出力として供給する。論理ゲート４３０に入力される第１の駆動信号１０１０及び制御信号１０３０はいずれも、コントローラ２２０からの出力である。図４は、図２を参照して簡単に上述したコントローラ２２０とドライバ制御構成２０８との間の接続部２２１をより詳しく示している。接続部２２１のうちの第１の接続部２２１ａが第１の駆動信号１０１０を第１のドライバ４１０及び論理ゲート４３０の第１の入力に搬送する。接続部２２１のうちの第２の接続部が制御信号１０３０を論理ゲート４３０の第２の入力に搬送する。

論理ゲート４３０は、両入力である第１の駆動信号１０１０及び制御信号１０３０の値が０である場合、第２の駆動信号１０２０に値１を出力するＮＯＲゲートである。それ以外の場合すなわちいずれかの入力の値が１である場合、ＮＯＲゲート４３０は、第２の駆動信号１０２０に値０を出力する。

コントローラ２２０が出力する第１の駆動信号１０１０及び制御信号１０３０の様々な値に対してＮＯＲゲート４３０が出力する第２の駆動信号１０２０を以下の表２に示す。

表２の最初の２行は、Ｈブリッジがフルブリッジモードにおいて切り替わる状態すなわち上述の第１のスイッチング状態及び第２のスイッチング状態を表す。表２の３行目及び４行目は、Ｈブリッジがハーフブリッジモードにおいて切り替わる状態を表す。

表２の最初の２行に見られるように、制御信号１０３０の値が０である場合、第１の駆動信号１０１０の値が１である場合は第２の駆動信号１０２０の値が０であり、第１の駆動信号１０１０の値が０である場合は第２の駆動信号１０２０の値が１である。このため、制御信号１０３０の値が０である場合は、表１を参照して上述した通り、ドライバ構成２０４により誘導回路２０５に供給される電圧の極性が第１の駆動信号１０１０の周波数で切り替わる。

ただし、表２の３行目及び４行目に見られるように、制御信号１０３０の値が１である場合は、第１の駆動信号１０１０の値に関わらず、第２の駆動信号１０２０の値が０である。これは、ドライバ構成２０４をハーフブリッジモードで動作させる効果を有する。すなわち、制御信号１０３０が値１を維持する状態では、第４のトランジスタＱ４がオンを維持する一方、第２のトランジスタＱ２がオフを維持する。したがって、第１の駆動信号１０１０の値が１である場合は第１のトランジスタＱ１がオン（且つ、第２のトランジスタＱ２がオフ）であり、図４に示すように、誘導回路２０５の電圧が左から右に降下する。言い換えると、この状態においては、誘導回路２０５の左側が回路２０５の右側よりも高い電位差にある。ただし、第１の駆動信号１０１０の値が０である場合は、第１のトランジスタＱ１がオフである一方、第２のトランジスタＱ２もオフを維持する。したがって、この状態においては、第３及び第４のトランジスタＱ３、Ｑ４がオンであるにも関わらず、高位側ペアのトランジスタＱ１、Ｑ２がいずれもオフであるため、実質的に電圧が誘導回路２０５に供給されない。したがって、ドライバ構成２０４は、第１のドライバ４１０に供給される矩形波の第１の駆動信号１０１０の値が１である場合にのみ、電流を誘導回路２０５に送り込むように動作する。すなわち、本例において、ハーフブリッジモードで動作する場合、実質的に半分の時間は電圧が誘導回路２０５に供給され、実質的に残り半分の時間は電圧が誘導回路２０５に供給されない。

これは、繰り返しになるが、第１のトランジスタＱ１及び第４のトランジスタＱ４が第１の矩形波電圧信号を誘導回路２０５に供給し、残りの時間は電圧が誘導回路２０５に供給されないものと考えられる。したがって、フルブリッジ動作と比較したハーフブリッジ動作の効果は、半分の時間はＤＣ電源電圧で動作する矩形波信号すなわちＤＣ電源電圧の大きさの矩形波信号を供給する一方、残りの時間は実質的に電圧を供給しないものと考えられる。これは、フルブリッジモードで供給される矩形波の電圧の半分の大きさの電圧で矩形波信号が動作するものと考えられる。このため、ハーフブリッジモードにおいて供給される電力は、フルブリッジモードでの動作と比較した場合に、４分の１に抑えられる。

したがって、上記説明から、ドライバ構成２０４がフルブリッジモードで動作するかハーフブリッジモードで動作するかの選択に制御信号１０３０を使用可能であることが分かる。ＮＯＲゲート４３０を含む構成は、制御信号１０３０に基づいて、第２の駆動信号１０２０を第１の駆動信号１０１０と逆位相にするか、又は、第１の駆動信号１０１０が矩形波として進行する間、第２の駆動信号１０２０を低位に保持する単純な構成を提供する。したがって、本例においては、一方の矩形波駆動信号である第１の駆動信号１０１０及び制御信号１０３０をドライバ制御構成２０８に供給しさえすればよい。第２の駆動信号１０２０は、これら２つの信号の入力に応答してＮＯＲゲート４３０から出力されるため、コントローラ２２０によって別途生成する必要がない。第２の駆動信号１０２０を供給するとともにドライバ構成２０４をフルブリッジ動作とハーフブリッジ動作との間で切り換え得る単純な構成がこのように与えられる。

第１の駆動信号１０１０及び制御信号１０３０を制御することによって、コントローラ２２０は、ドライバ構成２０４の動作を制御することにより、誘導素子１０８によるサセプタ１１０の加熱を制御することができる。上述の通り、コントローラ２２０は、制御信号１０３０を使用して、ドライバ構成２０４がハーフブリッジとして動作するかフルブリッジとして動作するかを制御することができる。これは、サセプタ１１０に供給される加熱電力の制御に使用可能である。例えば、上述の通り、ハーフブリッジモードでの動作によって、誘導回路２０５により供給される加熱電力は、フルブリッジモードでの動作と比較した場合に、４分の１に抑えられる。また、上述の通り、コントローラ２２０は、例えば第１の駆動信号１０１０の周波数の制御によって、誘導回路２０５が駆動される周波数を制御することにより、サセプタ１１０が加熱される程度を制御するようにしてもよい。この構成により、誘導回路２０５が駆動される周波数をコントローラ２２０が変更しようとする場合、これは、第１の駆動信号１０１０の周波数を変えるだけで行うことができる。

上記例において、ドライバ構成２０４は、Ｈブリッジ構成に配置された４つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を備えるが、当然のことながら、他の例においては、他のトランジスタを備えていてもよく、Ｈブリッジ構成の一部であってもよいし、Ｈブリッジ構成の一部でなくてもよい。

上述の例において、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４はそれぞれ、ｎチャネルトランジスタ（例えば、エンハンスメントモードｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）である。ただし、他の例においては、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４のうちの１つ又は複数がｐチャネル電界効果トランジスタ（例えば、エンハンスメントモードｐチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であってもよい。

同じく上述の通り、ｎチャネルＦＥＴの場合は、ドレイン端子Ｄがソース端子Ｓよりも高い電位に置かれ（すなわち、ドレイン－ソース電圧が正、言い換えると、ソース－ドレイン電圧が負となり）、ｎチャネルＦＥＴを「オン」にする（すなわち、電流が通過できるようにする）ため、ゲート端子Ｇに印加されるスイッチング電位がソース端子Ｓでの電位よりも高い。

上記例においては、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が金属酸化物電界効果トランジスタであるものの、当然のことながら、これは必ずしも必要なことではなく、他の例においては、他種のトランジスタ（例えば、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ））が用いられるようになっていてもよい。いくつかの例においては、ＳｉＣ（炭化ケイ素）及びＧａＮ（窒化ガリウム）等の広バンドギャップ材料を採用したトランジスタが用いられるようになっていてもよく、例えばＦＥＴ又はＨＥＭＴであってもよい。

上述の例においては、コントローラ２２０を介して供給される同じバッテリ電圧＋ｖによってドライバ制御構成２０８が給電されるものの、他の例においては、ドライバ制御構成２０８の電位がバッテリ電圧＋ｖと異なっていてもよい。例えば、ドライバ制御構成２０８及びドライバ構成２０４の電位は、コントローラ２２０からの異なる出力を介して供給されるようになっていてもよい。

上述の例においては、バッテリ電圧＋ｖをドライバ構成２０４に供給する端子とは異なるコントローラ２２０の端子にドライバ制御構成２０８が接続されているものの、他の例においては、電位をドライバ構成２０４に供給するのと同じ端子によって、ドライバ制御構成２０８に電位が供給されるようになっていてもよい。

上述の例において、非燃焼性エアロゾル供給デバイス１００は、当該デバイスが生成したエアロゾルをユーザが吸引し得るマウスピースを備える。ただし、他の例においては、デバイス１００がマウスピースを備えていなくてもよい。例えば、エアロゾル生成材料１１６を含む物品は、ユーザが口にくわえて生成エアロゾルを吸引し得る部分を備えていてもよい。

いくつかの例において、非燃焼性エアロゾル供給システムは、ベーピングデバイス又は電子ニコチン送達システム（ＥＮＤ）としても知られる電子タバコであるが、エアロゾル生成材料中のニコチンの存在は要件ではないことに留意されたい。

いくつかの例において、非燃焼性エアロゾル供給システムは、非燃焼加熱式システムとしても知られるエアロゾル生成材料加熱システムである。このようなシステムの一例は、タバコ加熱システムである。

いくつかの例において、非燃焼性エアロゾル供給システムは、エアロゾル生成材料（これらのうちの１つが加熱されるようになっていてもよいし、複数が加熱されるようになっていてもよい）の組み合わせによってエアロゾルを生成する混成システムである。エアロゾル生成材料はそれぞれ、例えば固体、液体、又はゲルの形態であってもよく、ニコチンを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。いくつかの例において、混成システムは、液体若しくはゲルエアロゾル生成材料並びに固体エアロゾル生成材料を含む。固体エアロゾル生成材料は、例えばタバコ又は非タバコ製品を含んでいてもよい。

非燃焼性エアロゾル供給システムは、非燃焼性エアロゾル供給デバイスと、非燃焼性エアロゾル供給デバイスとともに使用する消耗品と、を備えていてもよい。

いくつかの例において、本開示は、エアロゾル生成材料を含み、非燃焼性エアロゾル供給デバイスとともに使用するように構成された消耗品に関する。本開示の全体を通して、これらの消耗品を物品又はエアロゾル生成物品と称する場合がある。

いくつかの例において、非燃焼性エアロゾル供給システムは、消耗品を受容するエリア、エアロゾル生成器、エアロゾル生成エリア、ハウジング、マウスピース、フィルタ、及び／又はエアロゾル変性剤を備えていてもよい。

いくつかの例において、非燃焼性エアロゾル供給デバイスとともに使用する消耗品は、エアロゾル生成材料、エアロゾル生成材料格納エリア、エアロゾル生成材料移動コンポーネント、エアロゾル生成器、エアロゾル生成エリア、ハウジング、ラッパー、フィルタ、マウスピース、及び／又はエアロゾル変性剤を備えていてもよい。

いくつかの例において、送達される物質は、エアロゾル生成材料であってもよいし、エアロゾル化の対象ではない材料であってもよい。いずれの材料も、必要に応じて、１つ若しくは複数の活性構成物質、１つ若しくは複数の香料、１つ若しくは複数のエアロゾル形成材料、並びに／又は１つ若しくは複数の他の機能材料を含んでいてもよい。

材料は、支持部上又は支持部中に存在して、基板を形成していてもよい。支持部は、例えば紙、ボール紙、板紙、厚紙、再生材料、プラスチック材料、セラミック材料、複合材、ガラス、金属、又は合金であってもよいし、これらの材料を含んでいてもよい。いくつかの例において、支持部は、サセプタを備える。いくつの例において、サセプタは、材料内に埋め込まれている。いくつかの代替例において、サセプタは、材料の片側又は両側にある。

サセプタは、交番磁場等の変動磁界の侵入により加熱可能な材料である。サセプタは、変動磁界の侵入によって加熱材料の誘導加熱が生じるように、導電性材料であってもよい。加熱材料は、変動磁界の侵入によって当該加熱材料の磁気ヒステリシス加熱が生じるように、磁性材料であってもよい。サセプタは、導電性及び磁性の両加熱メカニズムで加熱可能となるように、両特性であってもよい。本明細書においては、変動磁界を生成するように構成されたデバイスを誘導素子と称するが、磁場生成器と称する場合もある。

エアロゾル生成器は、エアロゾル生成材料からエアロゾルを生成するように構成された装置である。本開示の例において、エアロゾル生成器は、エアロゾル生成材料に熱エネルギーを加えることにより、エアロゾル生成材料から１つ又は複数の揮発性物質を放出させてエアロゾルを形成するように構成されている。

上記例は、本発明の説明に役立つ実例として理解されるものとする。任意の一例に関して記載の任意の特徴は、単独又は他の記載特徴との組み合わせにて使用可能であり、また、例のその他いずれか又はその任意の組み合わせの１つ又は複数の特徴との組み合わせにて使用可能であることが了解されるものとする。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲に規定の上述していない同等物及び改良も採用可能である。

Claims (26)

1. 非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置であって、
   エアロゾル生成材料を加熱することによりエアロゾルを生成するように構成されたサセプタ構成体を誘導加熱する誘導素子を含む誘導回路と、
   入力直流電流から、前記誘導素子を駆動して前記サセプタ構成体を誘導加熱する前記誘導回路に変動電圧を供給するように構成された駆動回路と、
   前記駆動回路が、前記誘導回路に供給された前記変動電圧の極性を繰り返し切り替える第１のモードと、
   前記駆動回路が、非ゼロの大きさの第１の電圧を前記誘導回路に供給することと、実質的に電圧を前記誘導回路に供給しないことと、を繰り返し切り替える第２のモードと、
   において、前記駆動回路を選択的に動作させるように構成された制御回路と、
   を備えた、装置。
2. 前記駆動回路が、Ｈブリッジ構成に配置された複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子が、第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を含む高位側スイッチング素子ペアと、第３のスイッチング素子及び第４のスイッチング素子を含む低位側スイッチング素子ペアと、を含み、前記第１のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子が、前記誘導回路の前記第１側に電気接続され、前記第２のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子が、前記誘導回路の前記第２側に電気接続された、請求項１に記載の装置。
3. 前記駆動回路が、使用時、前記高位側スイッチング素子ペア間の第１の点と前記低位側スイッチング素子ペア間の第２の点との間に電位を接続するように構成された、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１のモードにおいて、前記制御回路が、
   前記第１のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子に電流を流して、前記誘導回路の前記変動電圧がプラス極性を有し得るようにすることと、
   前記第２のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子に電流を流して、前記誘導回路の前記変動電圧がマイナス極性を有し得るようにすることと、
   の間で前記駆動回路を切り替えさせ、
   前記第２のモードにおいて、前記制御回路が、
   前記第１のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子に電流を流して、前記誘導回路の前記変動電圧がプラス極性を有し得るようにすること、又は、前記第２のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子に電流を流して、前記誘導回路の前記変動電圧がマイナス極性を有し得るようにすることと、
   実質的に電圧を前記誘導回路に供給しないことと、
   の間で前記駆動回路を切り替えさせる、請求項３に記載の装置。
5. 前記制御回路が、任意のある時点で電流を流す前記スイッチング素子を制御するように構成された１つ又は複数の駆動信号を供給することにより、前記駆動回路を前記第１のモード又は前記第２のモードで動作させるように構成された、請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記制御回路が、第１の駆動信号を供給することにより、前記第１のスイッチング素子及び前記第３のスイッチング素子のスイッチングを制御するように構成され、前記制御回路が、第２の駆動信号を供給することにより、前記第２のスイッチング素子及び前記第４のスイッチング素子のスイッチングを制御するように構成された、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１のモードにおいて、前記第１の駆動信号の値が第１の駆動周波数で切り替わり、前記第２の駆動信号が前記第１の駆動信号に対して反転することにより、前記誘導回路の前記変動電圧の前記極性を前記第１の駆動周波数で切り替えさせ、
   前記第２のモードにおいて、前記第１の駆動信号の前記値が第２の駆動周波数で切り替わり、前記第２の駆動信号が、前記第２のスイッチング素子に電流が流れることを実質的に防止した状態に前記第２のスイッチング素子を維持するとともに、前記第４のスイッチング素子に電流が流れることを許容する状態に前記第４のスイッチング素子を維持するように構成された、請求項６に記載の装置。
8. 前記制御回路が、前記第１の駆動信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の駆動信号を決定するように構成された、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記制御回路が、前記第１の駆動信号のほか、制御信号に基づいて、前記第２の駆動信号を決定するように構成された、請求項８に記載の装置。
10. 前記制御回路が、前記第１の駆動信号及び前記制御信号を出力するように構成されたコントローラを備えた、請求項９に記載の装置。
11. 前記制御信号が、前記第１のモード及び前記第２のモードのいずれで前記駆動回路を動作させるかを決定するように構成された、請求項１０に記載の装置。
12. 前記制御回路が、前記第１の駆動信号及び前記制御信号を入力として受信し、前記第２の駆動信号を出力するように構成された信号処理素子を備えた、請求項１１に記載の装置。
13. 前記信号処理素子が、否定論理和ゲートである、請求項１２に記載の装置。
14. 前記制御回路が、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を制御して、前記誘導素子に供給される電流の周波数を制御することにより、前記誘導素子が前記サセプタ構成体を加熱する程度を制御するように構成された、請求項２～１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記複数のスイッチング素子が、トランジスタであり、前記制御回路が、前記トランジスタのそれぞれに供給されるスイッチング電位を制御することにより、前記トランジスタのスイッチングを制御するように構成された、請求項２～１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記トランジスタがそれぞれ、ｎチャネル電界効果トランジスタであり、任意選択として、前記トランジスタがそれぞれ、ｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタである、請求項１５に記載の装置。
17. 前記トランジスタがそれぞれ、ソース、ドレイン、及びゲートを備え、使用時、前記各スイッチング電位が、各トランジスタの前記ゲートに供給される、請求項１５又は１６に記載の装置。
18. 前記誘導回路が、前記誘導素子を含むＬＣ共振回路である、請求項１～１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記ＬＣ共振回路が、容量素子と直列に配置された前記誘導素子を含む、請求項１８に記載の装置。
20. 前記制御回路が、前記第１のモード及び前記第２のモードのいずれで前記駆動回路が動作するかを制御することにより、前記誘導素子が前記サセプタ構成体を加熱する程度を制御するように構成された、請求項１～１９のいずれか一項に記載の装置。
21. 請求項１～２０のいずれか一項に記載の装置を備えた非燃焼性エアロゾル供給デバイス。
22. 使用時の前記入力直流電流及び／又は使用時のスイッチング電位を供給するように構成された直流電源を備えた、請求項２１に記載の非燃焼性エアロゾル供給デバイス。
23. 使用時、前記誘導素子により誘導加熱されるように構成された前記サセプタ構成体を備えた、請求項２１又は２２に記載の非燃焼性エアロゾル供給デバイス。
24. 請求項２１～２３のいずれか一項に記載の非燃焼性エアロゾル供給デバイスと、
    前記エアロゾル生成材料と、
    を備えた非燃焼性エアロゾル供給システムであって、
    使用時、前記エアロゾル生成材料が、前記サセプタ構成体により加熱されて前記エアロゾルを生成するように構成された、非燃焼性エアロゾル供給システム。
25. 前記エアロゾル生成材料が、タバコであるか、又は、タバコを含む、請求項２４に記載の非燃焼性エアロゾル供給システム。
26. 非燃焼性エアロゾル供給デバイス用の装置を制御する方法であって、
    前記装置が、
    エアロゾル生成材料を加熱することによりエアロゾルを生成するように構成されたサセプタ構成体を誘導加熱する誘導素子を含む誘導回路と、
    入力直流電流から、前記誘導素子を駆動して前記サセプタ構成体を誘導加熱する前記誘導回路に変動電圧を供給するように構成された駆動回路と、
    制御回路と、
    を備え、
    前記方法が、前記制御回路によって、前記駆動回路が、前記誘導回路に供給された前記変動電圧の極性を繰り返し切り替える第１のモードと、前記駆動回路が、非ゼロの大きさの第１の電圧を前記誘導回路に供給することと、実質的に電圧を前記誘導回路に供給しないことと、を繰り返し切り替える第２のモードと、において、前記駆動回路を選択的に動作させるステップを含む、方法。

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