KR20220044139A - 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛 - Google Patents

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KR20220044139A
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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 수분의 존재에 의한 향끽미의 저하를 막을 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
[해결수단] 에어로졸 생성 장치(1)의 전원 유닛(10)은, 에어로졸원(22)을 무화 가능한 제1 부하(21)에 방전 가능한 전원(12)과, 제1 부하(21)에 직렬 접속 가능하게 구성된 제1 부하(21)의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자(Rs)와, MCU(50)를 구비하며, MCU(50)는, 에어로졸을 생성하기 위해 전원(12)으로부터 제1 부하(21)로 방전시키는 제1 방전 제어와, 제1 부하(21)의 전기저항값을 검출하기 위해 전원(12)으로부터 제1 부하(21) 및 저항 소자(Rs)의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고, 제1 방전 제어 및 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 전원(12)으로부터 직렬 회로로 방전시키는 제3 방전 제어를 행한다.

Description

에어로졸 생성 장치의 전원 유닛{POWER SUPPLY UNIT FOR AEROSOL GENERATION DEVICE}
본 발명은, 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 전원과, 상기 전원으로부터의 급전(給電)에 의한 발열로 에어로졸원(源)을 무화(霧化)하고, 또한 온도에 따라 전기저항값이 변화하는 부하(負荷)와, 상기 부하가 상기 에어로졸원을 무화하기 위해 이용되는 제1 회로와, 상기 부하의 온도 변화에 의해 변하는 전압을 검출하기 위해 이용되는 제2 회로를 구비하는 에어로졸 생성 장치가 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 국제공개 제2019/146062호
에어로졸 생성 장치에서, 에어로졸원을 가열하는 소자의 근방에 수분이 존재하고 있으면, 에어로졸의 생성시에, 그 수분이 증발하여 수증기가 되고, 생성되는 에어로졸에 수증기가 혼합된 상태가 된다.
본 발명의 목적은, 수증기가 혼합된 에어로졸의 생성을 막을 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 태양(態樣)의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은, 에어로졸원을 가열하는 제1 부하에 방전 가능한 전원과, 상기 제1 부하에 직렬 접속 가능하게 구성된 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자와, 처리 장치를 구비하며, 상기 처리 장치는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하 및 상기 저항 소자의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고, 상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 상기 전원으로부터 상기 직렬 회로로 방전시키는 제3 방전 제어를 행하는 것이다.
본 발명의 일 태양의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은, 에어로졸원을 가열하는 제1 부하에 방전 가능한 전원과, 처리 장치를 구비하며, 상기 처리 장치는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 방전 제어보다 낮은 전력을 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제3 방전 제어를 행하고, 상기 제3 방전 제어를, 외부 전원으로부터의 전력이 상기 전원에 공급 가능한 상태에서 행하는 것이다.
본 발명의 일 태양의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛은, 에어로졸원을 가열하는 제1 부하에 방전 가능한 전원과, 상기 제1 부하에 직렬 접속 가능하게 구성된 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자와, 처리 장치를 구비하며, 상기 처리 장치는, 에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하 및 상기 저항 소자의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고, 상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 상기 전원으로부터 상기 저항 소자를 통하지 않고 상기 제1 부하로 방전되는 제4 방전 제어를 행하는 것이다.
본 발명에 따르면, 수증기가 혼합된 에어로졸의 생성을 막을 수 있는 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
[도 1] 에어로졸 생성 장치의 개략 구성을 모식적(模式的)으로 나타내는 사시도이다.
[도 2] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 다른 사시도이다.
[도 3] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 단면도이다.
[도 4] 도 1의 에어로졸 생성 장치에서의 전원 유닛의 사시도이다.
[도 5] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 내부의 전기적인 상세 구성예를 나타내는 모식도이다.
[도 6] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
[도 7] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 동작의 제1 변형예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
[도 8] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 동작의 제2 변형예를 설명하기 위한 플로 차트이다.
[도 9] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 동작의 제3 변형예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 에어로졸 생성 장치의 일 실시형태인 에어로졸 생성 장치(1)에 대해, 도 1에서부터 도 5를 참조하여 설명한다.
(에어로졸 생성 장치)
에어로졸 생성 장치(1)는, 향미 성분이 부가된 에어로졸을, 연소를 수반하지 않고 생성하고, 흡인 가능하게 하기 위한 기구이며, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 소정 방향(이하, 길이방향(X)이라고 부른다)을 따라 연장되는 봉(棒) 형상으로 되어 있다. 에어로졸 생성 장치(1)는, 길이방향(X)을 따라, 전원 유닛(10)과, 제1 카트리지(20)와, 제2 카트리지(30)가 이 순서로 설치되어 있다. 제1 카트리지(20)는, 전원 유닛(10)에 대해 착탈(着脫) 가능(환언하면, 교환 가능)하다. 제2 카트리지(30)는, 제1 카트리지(20)에 대해 착탈 가능(환언하면, 교환 가능)하다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 카트리지(20)에는, 제1 부하(21)가 설치되어 있다. 에어로졸 생성 장치(1)의 전체 형상은, 도 1과 같이, 전원 유닛(10)과, 제1 카트리지(20)와, 제2 카트리지(30)가 일렬로 늘어서는 형상으로는 한정되지 않는다. 전원 유닛(10)에 대해, 제1 카트리지(20) 및 제2 카트리지(30)가 교환 가능하게 구성되어 있으면, 대략 상자 모양 등의 임의의 형상을 채용 가능하다.
(전원 유닛)
전원 유닛(10)은, 도 3, 도 4, 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 원통 모양의 전원 유닛 케이스(11)의 내부에, 전원(12)과, 충전 IC(55A)와, MCU(Micro Controller Unit)(50)와, 흡기(吸氣) 센서(15)와, 제1 통지부(45) 및 제2 통지부(46)를 수용한다.
전원(12)은, 충전 가능한 이차 전지, 전기 이중층 커패시터 등이며, 바람직하게는, 리튬이온 이차 전지이다. 전원(12)의 전해질(電解質)은, 겔 상(狀)의 전해질, 전해액, 고체 전해질, 이온 액체의 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있어도 된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, MCU(50)는, 흡기 센서(15)와, 조작부(14)와, 제1 통지부(45)와, 제2 통지부(46)에 접속되어 있으며, 에어로졸 생성 장치(1)의 각종 제어를 행한다.
MCU(50)는, 구체적으로는 프로세서를 주체(主體)로 구성되어 있으며, 프로세서의 동작에 필요한 RAM(Random Access Memory) 및 각종 정보를 기억하는 ROM(Read Only Memory) 등의 기억 매체에 의해 구성되는 메모리(50a)를 더 포함한다. 본 명세서에서의 프로세서란, 구체적으로는, 반도체 소자 등의 회로 소자를 조합한 전기(電氣) 회로이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛 케이스(11)의 길이방향(X)의 일단측(一端側)(제1 카트리지(20)측)에 위치하는 톱부(top部)(11a)에는, 방전 단자(41)가 설치된다. 방전 단자(41)는, 톱부(11a)의 상면으로부터 제1 카트리지(20)를 향해서 돌출하도록 설치되며, 제1 카트리지(20)의 제1 부하(21)와 전기적으로 접속 가능하게 구성된다.
또한, 톱부(11a)의 상면에는, 방전 단자(41)의 근방에, 제1 카트리지(20)의 제1 부하(21)에 공기를 공급하는 공기 공급부(42)가 설치되어 있다.
전원 유닛 케이스(11)의 길이방향(X)의 타단측(他端側)(제1 카트리지(20)와 반대측)에 위치하는 보텀부(bottom部)(11b)에는, 외부 전원(도시 생략)과 전기적으로 접속 가능한 충전 단자(43)가 설치된다. 충전 단자(43)는, 보텀부(11b)의 측면에 설치되며, 예를 들면, USB(Universal Serial Bus) 단자, 또는 micro USB 단자 등이 접속 가능하다.
또한,　충전 단자(43)는, 외부 전원으로부터 송전(送電)되는 전력을 비접촉으로 수전 가능한 수전부(受電部)여도 된다. 이런 경우, 충전 단자(43)(수전부)는, 수전 코일로 구성되어 있어도 된다. 비접촉에 의한 전력 전송(Wireless Power Transfer) 방식은, 전자유도형(電磁誘導型)이어도 되고, 자기공명형(磁氣共鳴型)이어도 되고, 전자유도형과 자기공명형을 조합한 것이어도 된다. 또한, 충전 단자(43)는, 외부 전원으로부터 송전되는 전력을 무접점으로 수전 가능한 수전부여도 된다. 다른 일례로서, 충전 단자(43)는, USB 단자, 또는 micro USB 단자가 접속 가능하고, 또한 상술한 수전부를 가지고 있어도 된다.
전원 유닛 케이스(11)에는, 사용자가 조작 가능한 조작부(14)가, 톱부(11a)의 측면에 충전 단자(43)와는 반대측을 향하도록 설치된다. 조작부(14)는, 버튼식 스위치 또는 터치 패널 등으로 구성된다. 전원 유닛(10)이 전원 오프 상태에서, 조작부(14)에 의한 소정의 기동(起動) 조작이 행해지면, 조작부(14)가 전원 유닛(10)의 기동 지령(指令)을 MCU(50)에 출력한다. MCU(50)는, 이 기동 지령을 취득하면, 전원 유닛(10)을 기동시킨다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 조작부(14)의 근방에는, 퍼프(흡인) 동작을 검출하는 흡기 센서(15)가 설치되어 있다. 전원 유닛 케이스(11)에는, 내부로 외기(外氣)를 받아들이는 미도시의 공기 취입구(
Figure pat00001
)가 설치되어 있다. 공기 취입구는, 조작부(14)의 주위에 설치되어 있어도 되고, 충전 단자(43)의 주위에 설치되어 있어도 된다.
흡기 센서(15)는, 후술의 흡구(吸口)(32)를 통한 사용자의 흡인에 의해 생긴 전원 유닛(10) 내의 압력(내압) 변화의 값을 출력하도록 구성되어 있다. 흡기 센서(15)는, 예를 들면, 공기 취입구로부터 흡구(32)를 향해 흡인되는 공기의 유량에 따라 변화하는 내압(內壓)에 따른 출력값(예를 들면, 전압값 또는 전류값)을 출력하는 압력 센서이다. 흡기 센서(15)는, 아날로그값을 출력해도 되고, 아날로그값으로부터 변환한 디지털값을 출력해도 된다.
흡기 센서(15)는, 검출하는 압력을 보상하기 위해, 전원 유닛(10)이 놓여 있는 환경의 온도(외기온(外氣溫))를 검출하는 온도 센서를 내장하고 있어도 된다. 흡기 센서(15)는, 압력 센서가 아니라, 콘덴서 마이크로폰 등으로 구성되어 있어도 된다.
MCU(50)는, 퍼프(puff) 동작이 행해져, 흡기 센서(15)의 출력값이 출력 역치(
Figure pat00002
, 임계값) 이상이 되면, 에어로졸의 생성 요구(후술하는 에어로졸원(22)의 무화(霧化) 지령)가 이루어졌다고 판정하고, 그 후, 흡기 센서(15)의 출력값이 이 출력 역치를 밑돌면(下回), 에어로졸의 생성 요구가 종료되었다고 판정한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(1)에서는, 제1 부하(21)의 과열(過熱)을 억제하는 등의 목적을 위해, 에어로졸의 생성 요구가 이루어지고 있는 기간이 상한값 tupper(예를 들면, 2.4초)에 도달하면, 흡기 센서(15)의 출력값에 관계없이, 에어로졸의 생성 요구가 종료되었다고 판정되도록 하고 있다.
또한, 흡기 센서(15) 대신에, 조작부(14)의 조작에 근거하여 에어로졸의 생성 요구를 검출하도록 해도 된다. 예를 들면, 사용자가 에어로졸의 흡인을 개시하기 위해 조작부(14)에 대해 소정의 조작을 행하면, 조작부(14)가 에어로졸의 생성 요구를 나타내는 신호를 MCU(50)에 출력하도록 구성해도 된다.
충전 IC(55A)는, 충전 단자(43)에 근접하여 배치되며, 충전 단자(43)로부터 입력되는 전력의 전원(12)으로의 충전 제어를 행한다. 또한, 충전 IC(55A)는, MCU(50)의 근방에 배치되어 있어도 된다.
(제1 카트리지)
도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 카트리지(20)는, 원통 모양의 카트리지 케이스(27)의 내부에, 에어로졸원(22)을 저류하는 저류부(貯留部)를 구성하는 리저버(reservoir)(23)와, 에어로졸원(22)을 무화하여 에어로졸을 발생시키는 무화기(霧化器)를 구성하는 제1 부하(21)와, 리저버(23)로부터 제1 부하(21)의 위치로 에어로졸원(22)을 끌어들이는 윅(wick, 심지)(24)과, 에어로졸원(22)이 무화됨으로써 발생한 에어로졸의 입경(粒徑, 입자 지름)을, 흡인에 적당한 크기로 하기 위한 냉각용의 통로를 구성하는 에어로졸 유로(流路)(25)와, 제2 카트리지(30)의 일부를 수용하는 엔드 캡(26)을 구비한다.
리저버(23)는, 에어로졸 유로(25)의 주위를 둘러싸도록 구획 형성되며, 에어로졸원(22)을 저류한다. 리저버(23)에는, 수지 웹(樹脂 web) 또는 면(綿) 등의 다공체(多孔體)가 수용되고, 또한, 에어로졸원(22)이 다공체에 함침(含浸)되어 있어도 된다. 리저버(23)에는, 수지 웹 또는 면 위의 다공질체가 수용되지 않고, 에어로졸원(22)만이 저류(저장)되어 있어도 된다. 에어로졸원(22)은, 글리세린 또는 프로필렌글리콜 등의 물 이외의 액체와, 물을 포함한다. 에어로졸원(22)에서 수분이 차지하는 비율은, 예를 들면 에어로졸원(22)의 10% 이하로 충분히 적다.
윅(24)은, 리저버(23)로부터 모세관 현상을 이용하여 에어로졸원(22)을 제1 부하(21)의 위치로 끌어들이는 액보지(液保持, 액체 유지) 부재이다. 윅(24)은, 리저버(23)로부터 공급되는 에어로졸원(22)을 제1 부하(21)가 무화 가능한 위치에서 보지하는 보지부(保持部)를 구성하고 있다. 윅(24)은, 예를 들면, 유리섬유나 다공질 세라믹 등에 의해 구성된다.
제1 부하(21)는, 전원(12)으로부터 방전 단자(41)를 통해 공급되는 전력에 의해, 연소를 수반하지 않고 에어로졸원(22)을 가열함으로써, 에어로졸원(22)을 무화한다. 원칙적으로, 제1 부하(21)에 전원(12)으로부터 공급되는 전력이 많을수록, 무화되는 에어로졸원의 양은 많아진다. 제1 부하(21)는, 소정 피치(pitch)로 권회(卷回)되는(둘러감는) 전열선(코일)에 의해 구성되어 있다.
또한, 제1 부하(21)는, 에어로졸원(22)을 가열함으로써, 이것을 무화하여 에어로졸을 생성 가능한 소자이면 된다. 제1 부하(21)는, 예를 들면, 발열 소자이다. 발열 소자로서는, 발열 저항체, 세라믹 히터, 및 유도가열식의 히터 등을 들 수 있다.
제1 부하(21)는, 온도와 전기저항값이 상관(相關)을 가지는 것이 이용된다. 제1 부하(21)로서는, 예를 들면, 온도의 증가에 따라 전기저항값도 증가하는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 특성을 가지는 것이 이용된다. 제1 부하(21)로서는, 예를 들면, 온도의 증가에 따라 전기저항값이 감소하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 특성을 가지는 것을 이용해도 된다.
에어로졸 유로(25)는, 제1 부하(21)의 하류측으로서, 전원 유닛(10)의 중심선(L) 상에 설치된다. 엔드 캡(26)은, 제2 카트리지(30)의 일부를 수용하는 카트리지 수용부(26a)와, 에어로졸 유로(25)와 카트리지 수용부(26a)를 연통시키는 연통로(連通路)(26b)를 구비한다.
(제2 카트리지)
제2 카트리지(30)는, 향미원(33)을 저류한다. 제2 카트리지(30)는, 제1 카트리지(20)의 엔드 캡(26)에 설치된 카트리지 수용부(26a)에 착탈 가능하게 수용된다. 제2 카트리지(30)는, 제1 카트리지(20)측과는 반대측의 단부(端部)가, 사용자의 흡구(32)로 되어 있다. 또한, 흡구(32)는, 제2 카트리지(30)와 일체 불가분으로 구성되는 경우에 한하지 않고, 제2 카트리지(30)와 착탈 가능하게 구성되어도 된다. 이와 같이 흡구(32)를 전원 유닛(10)과 제1 카트리지(20)와는 별체(別體, 별개)로 구성함으로써, 흡구(32)를 위생적으로 유지할 수 있다.
제2 카트리지(30)는, 제1 부하(21)에 의해 에어로졸원(22)이 무화됨으로써 발생한 에어로졸을 향미원(33)에 통과시키는 것에 의해 에어로졸에 향미 성분을 부가한다. 향미원(33)을 구성하는 원료편(原料片)으로서는, 살담배, 또는, 담배 원료를 입상(粒狀)으로 성형한 성형체를 사용할 수 있다. 향미원(33)은, 담배 이외의 식물(예를 들면, 민트, 한방(漢方), 또는 허브 등)에 의해 구성되어도 된다. 향미원(33)에는, 멘톨 등의 향료(香料)가 부가되어 있어도 된다.
에어로졸 생성 장치(1)에서는, 에어로졸원(22)과 향미원(33)에 의해, 향미 성분이 부가된 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 즉, 에어로졸원(22)과 향미원(33)은, 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 생성원을 구성하고 있다.
에어로졸 생성 장치(1)에서의 에어로졸 생성원은, 사용자가 교환하여 사용하는 부분이다. 이 부분은, 예를 들면, 1개의 제1 카트리지(20)와, 1개 또는 복수(예를 들면 5개)의 제2 카트리지(30)가 1세트로서 사용자에게 제공된다. 또한, 제1 카트리지(20)와 제2 카트리지(30)를 일체화하여 1개의 카트리지로서 구성해도 된다.
이와 같이 구성된 에어로졸 생성 장치(1)에서는, 도 3 내의 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 전원 유닛 케이스(11)에 설치된 미도시의 공기 취입구로부터 유입한 공기가, 공기 공급부(42)로부터 제1 카트리지(20)의 제1 부하(21) 부근을 통과한다. 제1 부하(21)는, 윅(24)에 의해 리저버(23)로부터 끌어들인 에어로졸원(22)을 무화한다. 무화되어 발생한 에어로졸은, 취입구로부터 유입한 공기와 함께 에어로졸 유로(25)를 흐르며, 연통로(26b)를 통해 제2카트리지(30)에 공급된다. 제2 카트리지(30)에 공급된 에어로졸은, 향미원(33)을 통과함으로써 향미 성분이 부가되어, 흡구(32)에 공급된다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에는, 사용자에 대해 각종 정보를 통지하는 제1 통지부(45)와 제2 통지부(46)가 설치되어 있다(도 5 참조). 제1 통지부(45)는, 사용자의 촉각에 작용하는 통지를 행하기 위한 것이며, 바이브레이터 등의 진동 소자에 의해 구성되어 있다. 제2 통지부(46)는, 사용자의 시각에 작용하는 통지를 행하기 위한 것이며, LED(Light Emitting Diode) 등의 발광 소자에 의해 구성된다. 각종 정보를 통지하는 통지부로서, 또한, 사용자의 청각에 작용하는 통지를 행하기 위한 음출력(音出力) 소자가 설치되어도 된다. 제1 통지부(45)와 제2 통지부(46)는, 전원 유닛(10), 제1 카트리지(20), 및 제2카트리지(30)의 어느 것에 설치되어도 되지만, 전원 유닛(10)에 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 조작부(14)의 주위가 투광성(透光性)을 가지고, LED 등의 발광 소자에 의해 발광하도록 구성된다.
(전원 유닛의 상세)
도 5는, 제1 카트리지(20)가 장착된 상태의 전원 유닛(10)의 내부의 전기적인 상세(詳細) 구성예를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 전원 유닛(10)은, 전원(12)과, MCU(50)와, LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(60)와, DC/DC 컨버터(51)와, 개폐기(SW1)와, 개폐기(SW3)와, 오피 앰프(OP amplifier)(OP1)와, 아날로그 디지털 변환기(이하, ADC라고 기재)(50b)와, 저항 소자(Rs)를 구비한다.
본 명세서에서 설명하는 저항 소자란, 고정된 전기저항값을 가지는 소자이면 되고, 예를 들면 저항기, 다이오드, 또는 트랜지스터 등이다. 도 5의 예에서는, 저항 소자(Rs)가 저항기(抵抗器)로 되어 있다.
본 명세서에서 설명하는 개폐기란, 배선로(配線路)의 차단과 도통(導通)을 전환하는 트랜지스터 등의 스위칭 소자이다. 도 5의 예에서는, 개폐기(SW1) 및 개폐기(SW3)는, 각각 트랜지스터로 되어 있다.
LDO 레귤레이터(60)는, 전원(12)의 정극(正極, 양극)에 접속된 주정모선(主正母線)(LU)에 접속되어 있다. MCU(50)는, LDO 레귤레이터(60)와, 전원(12)의 부극(負極, 음극)에 접속된 주부모선(主負母線)(LD)에 접속되어 있다. MCU(50)는, 개폐기(SW1) 및 개폐기(SW3)의 각각에도 접속되어 있으며, 이들의 제어를 행한다. LDO 레귤레이터(60)는, 전원(12)으로부터의 전압을 강압(降壓)하여 출력한다. LDO 레귤레이터(60)의 출력 전압 V1은, MCU(50), DC/DC 컨버터(51) 및 오피 앰프(OP1)의 각각의 동작 전압으로서도 이용된다.
DC/DC 컨버터(51)는, 주정모선(LU)에 접속되어 있다. 제1 부하(21)는, 주부모선(LD)에 접속된다. 개폐기(SW1)는, DC/DC 컨버터(51)와 제1 부하(21) 사이에 접속되어 있다. 이하에서는, 제1 부하(21)의 전기저항값을 R1로 기재한다.
오피 앰프(OP1)의 반전(反轉) 입력 단자는, 오피 앰프(OP1)의 출력 단자 및 주부모선(LD)의 각각에 저항 소자를 통해 접속되어 있다. 오피 앰프(OP1)의 비반전(非反轉) 입력 단자는, 개폐기(SW1)와 제1 부하(21)의 접속 노드(N1)에 접속되어 있다. 오피 앰프(OP1)의 정전원(正電源, 양전원) 단자는, LDO 레귤레이터(60)의 출력 전압 V1을 공급하는 전원선에 접속되어 있다. 오피 앰프(OP1)의 부전원(負電源, 음전원) 단자는, 주부모선(LD)에 접속되어 있다. 따라서, 오피 앰프(OP1)가 증폭할 수 있는 차동(差動) 입력 전압의 범위는, 0V에서부터 출력 전압 V1까지의 범위가 된다.
ADC(50b)는, 오피 앰프(OP1)의 출력 단자와 접속되어 있다. ADC(50b)는, MCU(50)의 외부에 설치되어 있어도 된다.
저항 소자(Rs)는, 오피 앰프(OP1)의 비반전 입력 단자에 접속되어 있다. 저항 소자(Rs)와 오피 앰프(OP1)의 비반전 입력 단자의 접속 노드(N3)는, 접속 노드(N1)에 접속되어 있다. 이하에서는, 저항 소자(Rs)의 전기저항값을 R3으로 기재한다.
개폐기(SW3)는, LDO 레귤레이터(60)의 출력 전압 V1을 공급하는 전원선과, 저항 소자(Rs) 사이에 접속되어 있다.
MCU(50)의 프로세서는, 제1 부하(21)의 온도를 취득할 수 있도록 구성된다. 제1 부하(21)의 온도는, 제1 부하(21) 또는 에어로졸원(22)의 과열의 억제나, 제1 부하(21)가 무화하는 에어로졸원(22)의 양을 고도로 제어하기 위해서 이용할 수 있다.
(MCU)
다음으로, MCU(50)의 기능에 대해 설명한다. MCU(50)는, ROM에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행하는 것에 의해 실현되는 기능 블록으로서, 온도 검출부와, 전력 제어부와, 통지 제어부를 구비한다.
온도 검출부는, ADC(50b)의 출력에 근거하여, 제1 부하(21)의 온도를 취득한다.
온도 검출부는, 제1 부하(21)의 전기저항값 R1을 검출하기 위해 전원(12)으로부터 제1 부하(21) 및 저항 소자(Rs)의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행한다. 제2 방전 제어에서는, 온도 검출부는, 개폐기(SW1)를 차단 상태로 제어하고, 개폐기(SW3)를 도통 상태로 제어한 제1 상태를 형성한다. 이 제1 상태는, 출력 전압 V1을 공급하는 전원선과 주부모선(LD) 사이를, 저항 소자(Rs)와 제1 부하(21)의 직렬 회로에 접속한 상태이다. 온도 검출부는, 이 제1 상태에서, ADC(50b)의 출력값(제1 부하(21)에 인가되는 전압값)을 취득하고, 이 출력값에 근거하여 제1 부하(21)의 온도를 취득한다. 이 출력값은, 구체적으로는, {R1/(R3+R1)}×V1로 나타나는 오피 앰프(OP1)의 차동 입력 전압을, 오피 앰프(OP1)에서 소정의 증폭률로 증폭한 값에 상당한다. 전술한 바와 같이, 제1 부하(21)는, 온도와 전기저항값이 상관을 가지는 특정(特定)을 가지기 때문에, 제1 상태에서의 ADC(50b)의 출력값에 근거하여, 제1 부하(21)의 전기저항값을 도출할 수 있고, 이 전기저항값으로부터 제1 부하(21)의 온도를 취득할 수 있다.
통지 제어부는, 각종 정보를 통지하도록 제1 통지부(45)와 제2 통지부(46)를 제어한다. 예를 들면, 통지 제어부는, 제2 카트리지(30)의 교환 타이밍의 검출에 따라, 제2 카트리지(30)의 교환을 촉구하는 통지를 행하도록 제1 통지부(45)와 제2 통지부(46) 중 적어도 한쪽을 제어한다. 통지 제어부는, 제2 카트리지(30)의 교환을 촉구하는 통지에 한하지 않고, 제1 카트리지(20)의 교환을 촉구하는 통지, 전원(12)의 교환을 촉구하는 통지, 전원(12)의 충전을 촉구하는 통지 등을 행하게 해도 된다.
전력 제어부는, 흡기 센서(15)로부터 출력된 에어로졸의 생성 요구를 나타내는 신호에 따라, 에어로졸을 생성하기 위해서 전원(12)으로부터 제1 부하(21)로 방전시키는 제1 방전 제어를 행한다. 제1 방전 제어에서는, 전력 제어부는, 개폐기(SW1)를 도통 상태로 또한 개폐기(SW3)를 차단 상태로 하는 제2 상태를 형성하고, DC/DC 컨버터(51)로부터 제1 부하(21)로 전력을 공급시킨다. 제1 부하(21)의 온도는, 제1 방전 제어가 행해지는 상태에서는, 상온(常溫)(일본 공업 규격에서 정해진 상온)에서부터 예를 들면 200℃ 정도의 고온까지 상승한다.
전원 유닛(10)에서는, 제1 부하(21)의 온도가 에어로졸 생성시의 온도보다 충분히 낮은 상태(예를 들면, 상온 상태)에서, 저항 소자(Rs)와 제1 부하(21)의 직렬 회로로의 방전을 행했을 경우에, 제1 부하(21)의 온도가, 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위가 되도록, 저항 소자(Rs)의 전기저항값 R3과, 직렬 회로에 공급되는 전압(출력 전압 V1)이 정해져 있다. 일례로서, 저항 소자(Rs)의 전기저항값 R3은, 10Ω 정도로 비교적 작은 값으로 되어 있다.
제1 부하(21)의 온도 검출시에는, 제1 부하(21)에 많은 전력이 공급되면, 제1 부하(21)가 가열되어 버린다. 그 때문에, 온도 검출시에는, 직렬 회로의 저항 소자(Rs)의 전기저항값 R3을 100Ω 등과 같은 충분히 큰 값으로 하는 것이 일반적이다. 이에 대해, 본 실시형태의 전원 유닛(10)에서는, 저항 소자(Rs)의 전기저항값 R3을 10Ω 정도로 작게 함으로써, 제1 부하(21)가 상온 상태에서 제2 방전 제어를 행했을 때에, 제1 부하(21)의 온도가 다소 상승하도록 하고 있다. 전원(12)으로서 일반적인 리튬이온 전지를 사용하는 것을 상정하면, 전기저항값 R3은, 상온에서의 제1 부하(21)의 전기저항값 R1의 1배 이상 30배 미만, 바람직하게는 5배 이상 20배 미만으로 함으로써, 제1 부하(21)가 상온 상태에서 제2 방전 제어를 행했을 경우에, 제1 부하(21)의 온도를 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위로 하는 것이 용이해진다. 또한, 이렇게 전기저항값 R3을 작은 값으로 하면, 제1 부하(21)의 온도 검출 분해능(分解能)을 높일 수 있다.
MCU(50)는, 상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 전원(12)으로부터 상기 직렬 회로로 방전시키는 제3 방전 제어를 행한다. 이 제3 방전 제어는, 제2 방전 제어와 같은 것이지만, 그 목적이 다르다.
제3 방전 제어는, 제1 부하(21) 근방에 존재하는 수분을 증발시키기 위해 행해진다. 제1 부하(21) 근방에는, 제1 부하(21)에 흡수된 수분, 윅(24)에 끌려 들어간 에어로졸원(22)에 포함되는 수분, 및 제1 부하(21)가 설치된 공간의 수분 등이 존재한다. 전술한 바와 같이, 제2 방전 제어와 같은 내용의 제3 방전 제어를 행해도, 제1 부하(21)의 온도는, 상온에서부터, 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위까지밖에 변화하지 않는다. 그러나 이 범위의 온도이면, 어느 정도 시간을 들임으로써, 제1 부하(21) 근방에 존재하는 수분을 증발시킬 수 있다.
또한, 제1 부하(21)의 온도를 검출하는 타이밍(제2 방전 제어를 행하는 타이밍)은, 제1 방전 제어가 행해지는 기간과 이 기간의 종료 직후 등이다. 이러한 타이밍에서는, 제1 부하(21)의 온도가 상기 범위보다 충분히 높은 상태로 되어 있다. 이 때문에, 제2 방전 제어를 행하는 것에 의한 제1 부하(21)의 온도 상승은 무시할 수 있다.
(에어로졸 생성 장치의 동작)
도 6은, 도 1의 에어로졸 생성 장치(1)의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다. 조작부(14)가 조작되어 전원 유닛(10)의 전원이 ON이 되면(스텝 S1: YES), MCU(50)는, 전회(前回)의 에어로졸 생성으로부터의 경과 시간 T1을 취득한다(스텝 S2). MCU(50)는, 에어로졸의 생성 요구에 따라 개시(開始)한 제1 방전 제어를 종료시킨 시점에서, 메모리(50a)에, 에어로졸의 생성 종료 시각을 기억한다. 스텝 S2에서, MCU(50)는, 이 메모리(50a)에 기억된 에어로졸의 생성 종료 시각과, 현재 시각의 차분(差分)을 상기 경과 시간 T1로서 취득한다.
또한, 전원 유닛(10)의 전원이 ON이 되면, MCU(50)는, 제3 방전 제어를 개시한다(스텝 S3). 그 후, 제3 방전 제어를 개시하고 나서의 경과 시간이, 스텝 S2에서 취득한 경과 시간 T1에 따른 시간 T2에 도달하면(스텝 S4 : YES), MCU(50)는 제3 방전 제어를 종료한다(스텝 S5). 시간 T2는, 경과 시간 T1이 길수록, 큰 값이 설정된다.
스텝 S5 후, MCU(50)는, 에어로졸의 생성 요구가 개시되면(스텝 S6 : YES), 제1 방전 제어를 개시한다(스텝 S7). 그 후, 에어로졸의 생성 요구가 종료되면(스텝 S8 : YES), MCU(50)는, 제1 방전 제어를 종료하고(스텝 S9), 메모리(50a)에, 에어로졸의 생성 종료 시각을 기억한다.
MCU(50)는, 스텝 S7에서부터 스텝 S9 사이에서, 예를 들면, 제1 방전 제어와 제2 방전 제어를 번갈아 반복하여 행한다. 이에 의해, 제1 부하(21)를 가열하면서, 제1 부하(21)의 온도를 검출하고, 제1 부하(21)의 과열(過熱)의 억제나, 제1 부하(21)로 방전하는 전력의 제어에 의한 에어로졸 생성량의 조정 등을 행한다. MCU(50)는, 스텝 S7에서부터 스텝 S9의 기간 이외의 기간에서는, 제1 방전 제어와 제2 방전 제어를 행하지 않는 것이 바람직하다.
MCU(50)는, 스텝 S9 후, 에어로졸 생성 장치(1)의 전원이 OFF되면 처리를 종료하고, 전원이 OFF되지 않으면, 스텝 S6으로 처리를 되돌린다.
이상과 같이, 에어로졸 생성 장치(1)에 따르면, 에어로졸 생성과 제1 부하(21)의 전기저항값 R1의 검출을 행하지 않는 특정 기간(구체적으로는, 전원 유닛(10)의 기동(起動) 후, 최초의 에어로졸 생성(제1 방전 제어)이 개시될 때까지의 기간)에서, 제3 방전 제어가 행해진다. 이 때문에, 이 제3 방전 제어에 의해, 제1 부하(21)를 약간 가열하여, 제1 부하(21) 근방에 존재하는 수분을 증발시키는 것이 가능하게 된다. 제1 부하(21) 근방의 수분이 증발함으로써, 후(後)의 제1 방전 제어를 행했을 경우에 생성되는 에어로졸에 많은 수분이 포함되는 것을 막아, 향끽미(香喫味)의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 전원 유닛(10)의 기동 후, 최초의 에어로졸의 생성이 개시될 때까지의 동안에 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 전원 투입 후의 최초의 흡인부터 충분한 향끽미를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에서는, 스텝 S3에서부터 스텝 S5의 기간에서의 제1 부하(21)의 온도는, 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위가 되며, 제1 방전 제어가 행해지고 있을 때와 비교하여 고온이 되지 않는다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 흡인을 행하고 있지 않을 때의 전원 유닛(10)의 온도 상승을 방지하여, 사용자에게 안심감(安心感)을 줄 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에 따르면, 전원 유닛(10)의 전원 온 후, 사용자가 흡인 준비를 행하고 있을 동안에, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다.
전원 유닛(10)이 기동하고 있지 않은 상태에서는, 에어로졸 생성 장치(1)가 어느 정도 시간 방치되어 있다고 생각할 수 있다. 즉, 이 상태에서는, 에어로졸 생성 장치(1) 외부의 습기나, 흡구(吸口)(32)로부터 침입한 사용자의 타액(唾液) 등에 의해, 제1 부하(21) 근방의 수분량이 증가해 있을 가능성이 높다. 이 때문에, 전원 유닛(10)의 기동 후에 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시키는 것이 특히 유효하게 된다.
또한, 스텝 S3에서부터 스텝 S5의 기간의 제3 방전 제어에서 증발되지 않은 수분이 있었다고 해도, 후의 제1 방전 제어에서, 이 수분은 증발된다. 그 때문에, 전원 유닛(10)의 기동 후, 2회째 이후의 에어로졸 생성시에는, 제1 부하(21) 근방에는 거의 수분이 존재하지 않은 상황이 된다. 따라서, 전원 유닛(10)의 기동 후, 최초의 에어로졸 생성이 종료하고 나서는, 제3 방전 제어를 행하지 않도록 함으로써, 흡인을 행하고 있지 않을 때의 전력 소비를 억제할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(1)에 따르면, 전회(前回)의 에어로졸의 생성 종료 시점에서부터 제3 방전 제어의 개시 시점까지의 경과 시간 T1에 근거하여, 제3 방전 제어를 행하는 시간이 제어된다. 경과 시간 T1은, 그 값이 클수록, 제1 부하(21) 근방의 수분량이 많아져 있을 가능성이 높은 것을 의미한다. 이와 같이, 제1 부하(21) 근방의 수분량과 높은 상관(相關)을 가지는 경과 시간 T1에 근거하여 제3 방전 제어를 행하는 시간을 정함으로써, 제1 부하(21) 근방의 수분량에 따른 적절한 방전이 가능하게 되고, 전력을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 도 6의 스텝 S3에서부터 스텝 S5까지의 시간은, 경과 시간 T1에 근거하는 값(=시간 T2)으로 하고 있지만, 이에 한하지 않고, 실험적으로 정한 고정값(일례로서, 10초에서 15초 등)으로 하는 것도 가능하다. 시간 T2가 취할 수 있는 범위는, 일례로서, 10초에서 15초로 하면 되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(에어로졸 생성 장치 동작의 제1 변형예)
도 7은, 도 1의 에어로졸 생성 장치(1)의 동작의 제1 변형예를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 7에 나타내는 플로우 차트는, 스텝 S2가 삭제된 점과, 스텝 S4가 스텝 S4a, 스텝 S4b, 및 스텝 S4c로 변경된 점을 제외하고는, 도 6과 같다. 이하, 변경점을 중심으로 설명한다.
전원 유닛(10)의 전원이 ON이 되면(스텝 S1 : YES), MCU(50)는, 제3 방전 제어를 개시한다(스텝 S3). 그 후, MCU(50)는, ADC(50b)의 출력에 근거하여, 제1 부하(21)의 전기저항값을 단위 시간 경과마다 취득하고, 이 전기저항값의 단위 시간에서의 변동량(절대값)을 구한다(스텝 S4a). 그리고 MCU(50)는, 제1 부하(21)의 전기저항값의 변동량이 역치 TH1 이상인지 아닌지를 판정한다(스텝 S4b).
MCU(50)는, 변동량이 역치 TH1 미만이었을 경우(스텝 S4b : NO)에는, 제3 방전 제어를 개시하고 나서의 경과 시간이 미리 정해진 상한(上限) 시간에 도달했는지 아닌지를 판정한다(스텝 S4c). MCU(50)는, 제3 방전 제어를 개시하고 나서의 경과 시간이 상한 시간에 도달해 있지 않은 경우(스텝 S4c : NO)에는, 스텝 S4a로 처리를 되돌린다.
MCU(50)는, 제3 방전 제어를 개시하고 나서의 경과 시간이 상한 시간에 도달했을 경우(스텝 S4c : YES)에는, 스텝 S5에서 제3 방전 제어를 종료한다. MCU(50)는, 변동량이 역치 TH1 이상이 되었을 경우(스텝 S4b : YES)에도, 스텝 S5에서 제3 방전 제어를 종료한다.
제3 방전 제어가 행해져 제1 부하(21)의 온도가 상승하고, 제1 부하(21) 근방의 수분이 증발하면, 이 증발에 따른 기화열(氣化熱)에 의해 제1 부하(21)의 온도가 저하한다. 따라서, 제1 부하(21)의 전기저항값은, 수분의 증발 전후로 크게 변동한다. 이 때문에, 도 7의 동작과 같이, 제1 부하(21)의 전기저항값의 변동량이 역치 TH1 이상이 되는 타이밍(환언하면, 수분이 증발된 타이밍)에서 제3 방전 제어를 종료시킴으로써, 수분이 없는 상태에서 방전이 계속되는 것을 막고, 전력 소비를 억제할 수 있다.
(에어로졸 생성 장치의 동작의 제2 변형예)
도 8은, 도 1의 에어로졸 생성 장치(1)의 동작의 제2 변형예를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 도 8에 나타내는 플로우 차트는, 스텝 S2에서부터 스텝 S5가 삭제된 점과, 스텝 S11에서부터 스텝 S15가 추가된 점을 제외하고는, 도 6과 같다. 이하, 변경점을 중심으로 설명한다.
전원 유닛(10)의 전원이 ON이 되면(스텝 S1 : YES), MCU(50)는, 에어로졸의 생성 요구가 개시되었는지 아닌지를 판정한다(스텝 S6). 에어로졸의 생성 요구가 개시되었을 경우(스텝 S6 : YES)에는, 스텝 S7 이후의 처리가 행해진다.
에어로졸의 생성 요구가 개시되어 있지 않을 경우(스텝 S6 : NO)에는, MCU(50)는, 전원 유닛(10) 주위의 습도 정보를 취득한다(스텝 S11). 습도 정보의 취득 방법은, 임의이지만, 예를 들면 다음의 제1 취득 방법, 제2 취득 방법, 제3 취득 방법을 채용할 수 있다.
제1 취득 방법은, 전원 유닛(10)의 내부에 습도 센서를 설치하고, 이 습도 센서의 검출 정보를 취득하는 방법이다. 제2 취득 방법은, 전원 유닛(10)의 내부에, 습도 정보를 제공하는 서비스 서버에 접속된 외부 기기(예를 들면 사용자의 스마트폰)와 통신 가능한 인터페이스를 설치해 두고, 이 외부 기기를 통해, 서비스 서버로부터 에어로졸 생성 장치(1)의 존재 장소에서의 습도 정보를 취득하는 방법이다. 제3 취득 방법은, 전원 유닛(10)의 내부에 기압(氣壓) 센서를 설치하고, 이 기압 센서의 검출 정보와, 전원 유닛(10)의 내부에 설치된 온도 센서의 검출 정보로부터, 습도를 추정하는 방법이다.
MCU(50)는, 스텝 S11에서 습도 정보를 취득한 후, 취득한 습도가 역치 TH2를 초과하는지 아닌지를 판정한다(스텝 S12). MCU(50)는, 습도가 역치 TH2 이하였을 경우(스텝 S12 : NO)에는, 스텝 S6으로 처리를 되돌린다.
MCU(50)는, 습도가 역치 TH2를 초과해 있었을 경우(스텝 S12 : YES)에는, 제3 방전 제어를 개시한다(스텝 S13). MCU(50)는, 제3 방전 제어의 개시 후, 소정 시간(일례로서, 10초에서 15초 등)이 경과하면(스텝 S14: YES), 제3 방전 제어를 종료한다(스텝 S15). 스텝 S15 후는 스텝 S6으로 처리가 이행된다.
이상의 제2 변형예의 동작에 따르면, 전원 유닛(10)의 주위 습도가 높고, 제1 부하(21) 근방에 수분이 많이 존재해 있다고 상정되는 경우에만, 스텝 S13에서 제3 방전 제어가 개시된다. 이와 같이, 필요한 때만 제3 방전 제어를 행함으로써, 도 6 및 도 7의 동작과 비교하여, 전력 소비를 억제할 수 있다.
또한, 도 8의 동작에서, 스텝 S13에서 개시한 제3 방전 제어를 종료시키는 타이밍은, 도 7에서 설명한 바와 같이, 제1 부하(21)의 전기저항값의 변동량이 역치 TH1 이상이 되었을 시점과, 제3 방전 제어의 개시에서부터 소정 시간이 경과한 시점 중 어느 쪽이든 빠른 쪽으로 해도 된다. 또한, 제1 부하(21) 근방의 습도를 취득하고, 이 습도가 낮아진 시점에서 제3 방전 제어를 종료시켜도 된다.
(에어로졸 생성 장치의 동작의 제3 변형예)
여기까지의 에어로졸 생성 장치(1)의 동작의 설명에서는, 전원 유닛(10)의 전원이 ON일 상태에서, 제3 방전 제어를 행하는 것으로 했다. 그러나 제3 방전 제어는, 외부 전원(모바일 배터리나 콘센트 등)으로부터의 전력이 전원(12)에 공급 가능한 상태에서, 실행하도록 해도 된다. 외부 전원으로부터의 전력이 전원(12)에 공급 가능한 상태란, 충전 단자(43)와 외부 전원이 전기적으로 접속된 상태이며, 환언하면, 전원(12)의 충전이 가능하게 되어 있는 상태이다.
도 9는, 도 1의 에어로졸 생성 장치(1)의 동작의 제3 변형예를 설명하기 위한 플로우 차트이다. MCU(50)는, 전원유닛(10)의 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S21). 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있는 상태란, 충전 단자(43)에 외부 전원으로부터 전력이 공급 가능하게 되어 있는 상태를 말한다.
MCU(50)는, 충전 단자(43)가 외부 전원에 접속되어 있을 경우(스텝 S21 : YES)에는, 외부 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 전원(12)의 충전을 개시한다(스텝 S22). 충전을 개시하면, MCU(50)는, 내장하는 타이머를 초기값(=0)으로 리셋하고, 계시(計時)를 개시한다(스텝 S23).
MCU(50)는, 타이머의 계시값이 소정값 Tx가 되어 있는지 판정하고(스텝 S24), 계시값이 소정값 Tx가 되어 있었을 경우(스텝 S24 : YES)에, 제3 방전 제어를 개시한다(스텝 S25).
MCU(50)는, 제3 방전 제어를 개시하고 나서 소정 시간(일례로서, 10초에서 15초 등)이 경과하면(스텝 S26 : YES), 제3 방전 제어를 종료한다(스텝 S27). 스텝 S27 후는, 스텝 S23으로 처리가 이행된다. 이와 같이, 전원(12)의 충전 기간에서는, 소정값 Tx의 시간이 경과할 때마다, 제3 방전 제어가 행해진다. 소정값 Tx는, 수분이 제1 부하(21) 근방에 흡착될 수 있을 정도로 긴 시간으로 하는 것이 바람직하며, 예를 들면 1시간, 2시간, 4시간, 8시간과 같은 임의의 값이 설정된다.
이상의 제3 변형예의 동작에 따르면, 사용자가 에어로졸 생성 장치(1)를 이용하고 있지 않은 기간인 전원(12)의 충전 기간에, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 전원(12)의 충전은 어느 정도 시간을 들여 행해지기 때문에, 제1 부하(21) 근방의 수분량이 증가하기 쉽다. 이러한 수분량이 증가하기 쉬운 기간에서 정기적으로 제3 방전 제어가 행해짐으로써, 제1 부하(21) 근방의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 도 9의 동작에서, 스텝 S25에서 개시한 제3 방전 제어를 종료시키는 타이밍은, 도 7에서 설명한 바와 같이, 제1 부하(21)의 전기저항값의 변동량이 역치 TH1 이상이 되었을 시점과, 제3 방전 제어의 개시에서부터 소정 시간이 경과한 시점 중 어느 쪽이든 빠른 쪽으로 해도 된다. 또는, 도 8에서 설명한 바와 같이, 제1 부하(21) 근방의 습도가 역치 TH2 이하가 된 타이밍에서 제3 방전 제어를 종료시켜도 된다. 또한, 도 9의 스텝 S24∼27의 처리는, 전원 유닛(10)의 주위 습도가 역치 TH2를 초과해 있을 때만 행해도 된다.
또한, 상기 소정값 Tx를, 전원 유닛(10)의 주위 습도에 따라 가변(可變) 제어해도 된다. 예를 들면, 습도가 높을 때는, 습도가 낮을 때와 비교하여 소정값 Tx를 작게 한다. 이렇게 함으로써, 습도가 높고, 제1 부하(21) 근방에 수분이 모이기 쉬운 상황에서는, 제3 방전 제어를 높은 빈도로 실행할 수 있고, 이 수분을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 소정값 Tx는, 전원(12)의 충전이 행해지고 있는 기간에서는 상대적으로 작은 값으로 하고, 전원(12)의 충전이 완료한 후의 기간에서는 상대적으로 큰 값으로 해도 된다. 이렇게 함으로써, 전원(12)의 충전 완료까지의 시간을 단축할 수 있다.
또한, 충전 단자(43)와 외부 전원이 접속된 상태에서, 전원(12)의 충전이 행해지고 있는 동안은 제3 방전 제어를 행하지 않고, 전원(12)의 충전이 완료한 후의 방치 기간에서만 제3 방전 제어를 행하도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 충전을 조기에 완료시킬 수 있다. 또한, 충전 완료 후의 방치 기간에서, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 전원 유닛(10)에서는, 충전 단자(43)와 외부 전원이 접속된 상태에서는, 제1 방전 제어와 제2 방전 제어는 행하지 않는 것이 바람직하다.
여기까지의 설명에서는, MCU(50)가, 에어로졸 생성과 제1 부하(21)의 전기저항값 R1의 검출을 행하지 않는 특정 기간에서, 제3 방전 제어를 행함으로써, 제1 부하(21) 근방에 존재하는 수분을 증발시키는 것을 가능하게 했다. 이 변형예로서, MCU(50)가, 에어로졸 생성과 제1 부하(21)의 전기저항값 R1의 검출을 행하지 않는 특정 기간에서, 제4 방전 제어를 행함으로써, 제1 부하(21) 근방에 존재하는 수분을 증발시켜도 된다.
제4 방전 제어는, 도 5에서, 개폐기(SW3)를 차단 상태로 제어하고, 개폐기(SW1)를 도통 상태로 제어하는 것이며, 제1 방전 제어의 제어 내용과 아주 비슷하다. 제1 방전 제어와 제4 방전 제어의 차이는, 제4 방전 제어가 계속되는 시간이, 제1 방전 제어가 계속되는 시간보다 충분히 짧은 점에 있다. 구체적으로는, 제4 방전 제어는, 제1 부하(21)의 온도가 수분의 증발에 필요한 100℃ 정도에 도달하는 것에 필요한 시간만큼 실행된다. 이와 같이, 제4 방전 제어에 의해 저항 소자(Rs)를 통하지 않고 제1 부하(21)에 근소한 시간만큼 방전하여, 제1 부하(21) 근방의 수분을 증발시키는 것이라도, 후의 제1 방전 제어를 행했을 경우에 생성되는 에어로졸에 많은 수분이 포함되는 것을 방지하고, 향끽미의 저하를 억제할 수 있다.
본 명세서에는 적어도 이하의 사항이 기재되어 있다. 또한, 괄호 내에는, 상기한 실시형태에서 대응하는 구성 요소 등을 나타내고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
(1)
에어로졸원(源)(에어로졸원(22))을 가열하는 제1 부하(負荷)(제1 부하(21))에 방전 가능한 전원(전원(12))과,
상기 제1 부하에 직렬 접속 가능하게 구성된 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자(저항 소자(Rs))와,
처리 장치(MCU(50)의 프로세서)를 구비하며,
상기 처리 장치는,
에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하 및 상기 저항 소자의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고,
상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 상기 전원으로부터 상기 직렬 회로로 방전시키는 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(1)에 따르면, 에어로졸 생성과 제1 부하의 전기저항값의 검출을 행하지 않는 특정 기간에서, 제1 부하와 저항 소자의 직렬 회로로의 방전이 행해진다. 이 때문에, 이 방전에 의해, 제1 부하를 가열하고, 제1 부하 근방에 존재하는 수분을 증발시키는 것이 가능하게 된다. 제1 부하 근방의 수분이 증발함으로써, 제1 방전 제어를 행했을 경우에 생성되는 에어로졸에 수분이 포함되는 것을 막아, 향끽미의 저하를 억제할 수 있다.
(2)
(1) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 제3 방전 제어가 행해지고 있는 상태에서의 상기 제1 부하의 온도가, 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위가 되도록, 상기 저항 소자의 전기저항값과 상기 제3 방전 제어에서 상기 직렬 회로에 공급되는 전압이 정해져 있는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(2)에 따르면, 제3 방전 제어가 행해지고 있는 상태에서 제1 부하의 온도가 고온이 되지 않기 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 흡인을 행하고 있지 않을 때의 전원 유닛의 온도 상승을 막고, 사용자에게 안심감을 줄 수 있다.
(3)
(1) 또는 (2) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 외부 전원으로부터의 전력이 상기 전원에 공급 가능한 상태에서, 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(4)
(3) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 상기 전원의 충전 중에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(3), (4)에 따르면, 사용자가 에어로졸 생성 장치를 이용하고 있지 않은 기간인 전원의 충전 중에 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 전원의 충전은 어느 정도 시간을 들여 행해지기 때문에, 제1 부하 근방의 수분량이 증가하기 쉽다. 이러한 수분량이 증가하기 쉬운 기간에서 제3 방전 제어가 행해짐으로써, 제1 부하 근방의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
(5)
(1) 또는 (2) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 상기 전원 유닛의 기동 후에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(5)에 따르면, 전원 온 후, 사용자가 흡인의 준비를 행하고 있는 동안에 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 전원이 기동하고 있지 않은 상태에서는, 전원 유닛이 어느 정도 시간 방치되어 있다고 생각할 수 있으며, 제1 부하 근방의 수분량이 증가해 있을 가능성이 높다. 이 때문에, 전원의 기동 후에 수분을 증발시킴으로써, 제1 부하 근방의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
(6)
(5) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 상기 전원 유닛의 기동 후, 최초의 상기 제1 방전 제어를 행할 때까지의 기간에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(6)에 따르면, 최초의 에어로졸의 생성이 개시될 때까지의 동안에 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 전원 투입 후의 최초의 흡인부터 충분한 향끽미를 사용자에게 제공할 수 있다.
(7)
(5) 또는 (6) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는,
전회(前回)의 에어로졸의 생성 종료 시점에서부터 상기 제3 방전 제어의 개시(開始) 시점까지의 경과 시간(경과 시간 T1)에 근거하여, 상기 제3 방전 제어를 행하는 시간을 제어하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(7)에 따르면, 제1 부하 근방의 수분량과 높은 상관을 가지는 상기 경과 시간에 근거하여 제3 방전 제어를 행하는 시간이 정해진다. 이 때문에, 수분량에 따른 적절한 방전이 가능하게 되며, 전력을 효율적으로 이용할 수 있다.
(8)
(1) 또는 (2) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는,
상기 전원 유닛의 주위 습도를 취득 가능하게 구성되며,
상기 습도가 역치(역치 TH2)를 초과하는 경우에, 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(8)에 따르면, 제1 부하 근방의 수분량이 많다고 상정되는 경우에만, 제3 방전 제어가 이루어진다. 이 때문에, 전력 소비를 억제할 수 있다.
(9)
(1) 내지 (6), (8) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는,
상기 제3 방전 제어를 행하고 있을 때의 상기 제1 부하의 전기저항값의 변동량에 근거하여, 상기 제3 방전 제어를 종료시키는 타이밍을 제어하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(9)에 따르면, 제3 방전 제어를 실행하는 시간을 적절하게 정할 수 있다. 제1 부하에 수분이 포함되는 경우, 제1 부하에 방전되어 이 수분이 증발하면, 증발에 따른 기화열에 의해 제1 부하의 온도가 저하하고, 제1 부하의 전기저항값의 변동량이 커지게 된다. 이 때문에, 이 변동량이 커지게 되는 타이밍에서 제3 방전 제어를 종료시킴으로써, 수분이 없는 상태에서 방전이 계속되는 것을 막고, 전력 소비를 억제할 수 있다.
(10)
(9) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 상기 변동량이 역치(역치 TH1)를 초과했을 경우에, 상기 제3 방전 제어를 종료시키는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(10)에 따르면, 변동량이 커지게 되는 타이밍에서 제3 방전 제어를 종료시키기 때문에, 수분이 없는 상태에서 방전이 계속되는 것을 막고, 전력 소비를 억제할 수 있다.
(11)
(1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 에어로졸원을 수용하는 수용체(제1 카트리지(20))가 착탈 가능하게 구성된 본체부(전원 유닛 케이스(11))를 구비하고,
상기 처리 장치는, 상기 수용체가 상기 본체부에 장착되어 있는 상태에서, 상기 제3 방전 제어를 실행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(11)에 따르면, 에어로졸원의 수용체에 포함되는 수분을 증발시킨 상태에서, 에어로졸의 생성이 가능하게 된다. 이 때문에, 원하는 향끽미를 사용자에게 제공할 수 있다.
(12)
에어로졸원(에어로졸원(22))을 가열하는 제1 부하(제1 부하(21))에 방전 가능한 전원(전원(12))과,
처리 장치(MCU(50)의 프로세서)를 구비하며,
상기 처리 장치는,
에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 방전 제어보다 낮은 전력을 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제3 방전 제어를 행하고,
상기 제3 방전 제어를, 외부 전원으로부터의 전력이 상기 전원에 공급 가능한 상태에서 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(13)
(12) 기재의 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛으로서,
상기 처리 장치는, 상기 전원의 충전 중에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(12), (13)에 따르면, 사용자가 에어로졸 생성 장치를 이용하고 있지 않은 기간인 전원의 충전 중에, 제3 방전 제어에 의해, 제1 부하 근방에 존재하는 수분을 증발시킬 수 있다. 이 때문에, 사용자에게 의식시키지 않고, 제1 부하 근방의 수분을 증발시킬 수 있다. 또한, 전원의 충전은 어느 정도 시간을 들여 행해지기 때문에, 제1 부하 근방의 수분량이 증가하기 쉽다. 이러한 수분량이 증가하기 쉬운 기간에서 제3 방전 제어가 행해짐으로써, 제1 부하 근방의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
(14)
에어로졸원(에어로졸원(22))을 가열하는 제1 부하(제1 부하(21))에 방전 가능한 전원(전원(12))과,
상기 제1 부하에 직렬 접속 가능하게 구성된 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자(저항 소자(Rs))와,
처리 장치(MCU(50)의 프로세서)를 구비하며,
상기 처리 장치는,
에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하 및 상기 저항 소자의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고,
상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 상기 전원으로부터 상기 저항 소자를 통하지 않고 상기 제1 부하로 방전시키는 제4 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
(14)에 따르면, 에어로졸 생성과 제1 부하의 전기저항값의 검출을 행하지 않는 특정 기간에서, 제1 부하로의 방전이 행해진다. 이 때문에, 이 방전에 의해, 제1 부하를 가열하고, 제1 부하 근방에 존재하는 수분을 증발시키는 것이 가능하게 된다. 제1 부하 근방의 수분이 증발함으로써, 제1 방전 제어를 행했을 경우에 생성되는 에어로졸에 수분이 포함되는 것을 막고, 향끽미의 저하를 억제할 수 있다.
1 에어로졸 생성 장치
10 전원 유닛
11a 톱부
11b 보텀부
11 전원 유닛 케이스
12 전원
14 조작부
15 흡기 센서
20 제1 카트리지
21 제1 부하
22 에어로졸원
23 리저버
24 윅
25 에어로졸 유로
26a 카트리지 수용부
26b 연통로
26 엔드 캡
27 카트리지 케이스
30 제2 카트리지
32 흡구
33 향미원
41 방전 단자
42 공기 공급부
43 충전 단자
45 제1 통지부
46 제2 통지부
50a 메모리
50b ADC
50 MCU
51 DC/DC 컨버터
55A 충전 IC
60 LDO 레귤레이터
SW1, SW3 개폐기
Rs 저항 소자
OP1 오피 앰프
N1, N3 접속 노드

Claims (11)

  1. 에어로졸원(源)을 가열하는 제1 부하(負荷)에 방전 가능한 전원과,
    상기 제1 부하에 직렬 접속 가능하게 구성된 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위한 저항 소자와,
    처리 장치를 구비하며,
    상기 처리 장치는,
    에어로졸을 생성하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하로 방전시키는 제1 방전 제어와, 상기 제1 부하의 전기저항값을 검출하기 위해 상기 전원으로부터 상기 제1 부하 및 상기 저항 소자의 직렬 회로로 방전시키는 제2 방전 제어를 행하고,
    상기 제1 방전 제어 및 상기 제2 방전 제어를 행하는 기간 이외의 특정 기간에서, 상기 제1 부하 근방의 수분을 증발시키기 위해 상기 전원으로부터 상기 직렬 회로로 방전시키는 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 방전 제어가 행해지고 있는 상태에서의 상기 제1 부하의 온도가, 30℃ 이상 100℃ 미만의 범위가 되도록, 상기 저항 소자의 전기저항값과 상기 제3 방전 제어에서 상기 직렬 회로에 공급되는 전압이 정해져 있는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 처리 장치는, 외부 전원으로부터의 전력이 상기 전원에 공급 가능한 상태에서, 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 전원의 충전 중에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 전원 유닛의 기동 후에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 전원 유닛의 기동 후, 최초의 상기 제1 방전 제어를 행할 때까지의 기간에 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 처리 장치는,
    전회(前回)의 에어로졸의 생성 종료 시점에서부터 상기 제3 방전 제어의 개시(開始) 시점까지의 경과 시간에 근거하여, 상기 제3 방전 제어를 행하는 시간을 제어하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 처리 장치는,
    상기 전원 유닛의 주위 습도를 취득 가능하게 구성되며,
    상기 습도가 역치(
    Figure pat00003
    )를 초과하는 경우에, 상기 제3 방전 제어를 행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 처리 장치는,
    상기 제3 방전 제어를 행하고 있을 때의 상기 제1 부하의 전기저항값의 변동량에 근거하여, 상기 제3 방전 제어를 종료시키는 타이밍을 제어하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 변동량이 역치를 초과했을 경우에, 상기 제3 방전 제어를 종료시키는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 에어로졸원을 수용하는 수용체가 착탈 가능하게 구성된 본체부를 구비하고,
    상기 처리 장치는, 상기 수용체가 상기 본체부에 장착되어 있는 상태에서, 상기 제3 방전 제어를 실행하는 에어로졸 생성 장치의 전원 유닛.
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