KR20220103831A - 회전-방지 기구를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 카트리지와 제어 보디 및 관련 방법 - Google Patents

회전-방지 기구를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 카트리지와 제어 보디 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카트리지와 제어 보디를 구비하는 에어로졸 송달 장치에 관한 것이다. 제어 보디는 커플러를 구비할 수 있고 카트리지는 베이스를 구비할 수 있다. 베이스는 카트리지와 해제 가능하게 결합하도록 구성될 수 있다. 추가로 베이스와 커플러는 상호 결합될 때 베이스에 대한 카트리지의 회전을 방지하도록 구성된 회전-방지 기구를 구비할 수 있다. 회전-방지 기구는 일부 실시예에서 교호적인 돌출부와 오목부를 구비할 수 있다. 관련 방법도 제공된다.

Description

회전-방지 기구를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 카트리지와 제어 보디 및 관련 방법{CARTRIDGE AND CONTROL BODY OF AN AEROSOL DELIVERY DEVICE INCLUDING ANTI-ROTATION MECHANISM AND RELATED METHOD}
본 발명은 흡연 물품과 같은 에어로졸 송달 장치의 카트리지 및 제어 보디에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 회전-방지 기구를 구비하는 흡연 물품과 같은 에어로졸 송달 장치의 카트리지 및 제어 보디에 관한 것이다. 흡연 물품은, 사람이 소비하기 위한 흡입 가능한 물질을 형성하기 위해 담배로부터 제조 또는 유래되거나 아니면 담배를 포함할 수 있는 에어로졸 전구체를 가열하도록 구성될 수 있다.
사용을 위해 담배 연소를 요구하는 흡연 제품의 개선 또는 대안으로서 많은 흡연 장치가 오랜 세월 동안 제안되었다. 이들 장치의 대다수는 의도적으로, 담배의 연소에 기인하는 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 산출하지 않으면서 궐련(cigarette), 여송연(cigar) 또는 파이프 흡연과 연관된 감각을 제공하기 위해 설계되었다. 이 목적을 위해, 휘발성 물질을 기화 또는 가열하기 위해 전기 에너지를 사용하거나, 상당한 정도의 담배 연소 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하려는 다수의 흡연 제품, 향미 발생기 및 의약용 흡입기가 제안되었다. 예를 들면, 본 명세서에 참조로 원용되는, Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호, 2012년 3월 28일자 미국 특허 출원 제13/432,406호, 2012년 6월 28일자 미국 특허 출원 제13/536,438호, 2012년 9월 4일자 미국 특허 출원 제13/602,871호, 및 2012년 10월 8일자 미국 특허 출원 제13/647,000호에 기재된 배경기술에 제시되어 있는 다양한 대안 흡연 물품, 에어로졸 송달 장치, 및 발열 소스를 참조하기 바란다.
연기 또는 에어로졸 형성을 위한 열을 생성하기 위해 전기 에너지를 사용하는 특정 담배 제품과, 특히 전자 담배 제품으로 지칭되는 특정 제품은 전세계적으로 시판되어 왔다. 전통적인 형태의 궐련, 여송연 또는 파이프의 특성의 많은 점과 유사한 대표 제품은 Philip Morris Incorporated에 의한 ACCORD®; Inno Vapor LLC에 의한 ALPHA™, JO YE 510™ and M4™; White Cloud Cigarettes에 의한 CIRRUS™ 및 FLING™; Epuffer® International Inc.에 의한 COHITA™, COLIBRI™, ELITE CLASSIC™, MAGNUM™, PHANTOM™ 및 SENSE™; Electronic Cigarettes, Inc.에 의한 DUOPRO™, STORM™ 및 VAPORKING®; Egar Australia에 의한 EGAR™; Joyetech에 의한 eGo-C™ 및 eGo-T™; Elusion UK Ltd에 의한 ELUSION™; Eonsmoke LLC에 의한 EONSMOKE®; Green Smoke Inc. USA에 의한 GREEN SMOKE®; Greenarette LLC에 의한 GREENARETTE™; Smoke Stik®에 의한 HALLIGAN™, HENDU™, JET™, MAXXQ™, PINK™ 및 PITBULL™; Philip Morris International, Inc.에 의한 HEATBAR™; Crown7로부터의 HYDRO IMPERIAL™ 및 LXE™; LOGIC Technology에 의한 LOGIC™ 및 THE CUBAN™; Luciano Smokes Inc.에 의한 LUCI®; Nicotek, LLC에 의한 METRO®; Sottera, Inc.에 의한 NJOY® 및 ONEJOY™; SS Choice LLC에 의한 NO. 7™; PremiumEstore LLC에 의한 PREMIUM ELECTRONIC CIGARETTE™; Ruyan America, Inc.에 의한 RAPP E-MYSTICK™; Red Dragon Products, LLC에 의한 RED DRAGON™; Ruyan Group (Holdings) Ltd.에 의한 RUYAN®; The Smart Smoking Electronic Cigarette Company Ltd.에 의한 SMART SMOKER®; Coastline Products LLC에 의한 SMOKE ASSIST®; Smoking Everywhere, Inc.에 의한 SMOKING EVERYWHERE®; VMR Products LLC에 의한 V2CIGS™; VaporNine LLC에 의한 VAPOR NINE™; Vapor 4 Life, Inc.에 의한 VAPOR4LIFE®; E-CigaretteDirect, LLC에 의한 VEPPO™; 및 R. J. Reynolds Vapor Company에 의한 VUSE®로서 시판되어 왔다. 또 다른 전동식 에어로졸 송달 장치, 및 특히 소위 전자 담배로서 특징지어진 장치는 상표명 BLU™; COOLER VISIONS™; DIRECT E-CIG™; DRAGONFLY™; EMIST™; EVERSMOKE™; GAMUCCI®; HYBRID FLAME™; KNIGHT STICKS™; ROYAL BLUES™; SMOKETIP® 및 SOUTH BEACH SMOKE™로서 시판되어 왔다.
전기 에너지에 의해 생성되는 열을 사용하여 궐련, 여송연 또는 파이프 흡연의 감각을 제공하고, 담배를 임의의 상당한 정도로 연소시키지 않으면서, 연소 열원의 필요 없이, 및 상당한 양의 불완전 연소 및 열분해 생성물을 송달할 필요 없이 그렇게 하는 에어로졸 송달 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 제어 보디와 그 카트리지 사이의 편리한 해제 가능한 결합을 이용하는 에어로졸 송달 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
일 양태에서는 에어로졸 송달 장치용 카트리지가 제공된다. 카트리지는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판, 에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기, 및 상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스를 구비할 수 있다. 상기 베이스는 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 방지하도록 구성된 회전-방지 기구를 커넥터 단부에 구비할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 회전-방지 기구는 베이스의 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 구비할 수 있다. 상기 돌출부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가할 수 있으며 상기 오목부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소할 수 있다. 카트리지는 오목부에서 베이스의 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 추가로 구비할 수 있다. 상기 베이스의 내주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소할 수 있다. 상기 베이스는 그 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈을 추가로 구비할 수 있다.
추가 양태에서는 에어로졸 송달 장치용 제어 보디가 제공된다. 상기 제어 보디는 제어 부품, 전기 전원, 및 상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 카트리지와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러를 구비할 수 있다. 상기 커플러는 카트리지와 결합될 때 카트리지에 대한 제어 보디의 회전을 방지하도록 구성된 회전-방지 기구를 커넥터 단부에 구비할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 회전-방지 기구는 커플러의 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 구비할 수 있다. 상기 돌출부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가할 수 있으며 상기 오목부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소할 수 있다. 상기 커플러의 외주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가할 수 있다. 상기 커플러는 그 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 추가로 구비할 수 있다.
추가 양태에서는 에어로졸 송달 장치가 제공된다. 상기 에어로졸 송달 장치는 제어 보디를 구비할 수 있다. 상기 제어 보디는 제어 부품, 전기 전원, 및 상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러를 구비할 수 있다. 상기 에어로졸 송달 장치는 카트리지를 추가로 구비할 수 있다. 상기 카트리지는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판, 에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기, 및 상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스를 구비할 수 있다. 상기 베이스의 커넥터 단부는 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 방지하기 위해 제어 보디의 커플러의 회전-방지 기구와 결합하도록 구성된 회전-방지 기구를 구비할 수 있다.
일부 실시예에서 상기 베이스의 회전-방지 기구는 그 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 구비할 수 있고, 상기 커플러의 회전-방지 기구는 그 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 구비할 수 있다. 상기 베이스의 돌출부 및 상기 커플러의 돌출부 각각의 폭은 각각 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가할 수 있으며, 상기 베이스의 오목부 및 상기 커플러의 오목부 각각의 폭은 각각 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소할 수 있다. 상기 베이스는 오목부에서 그 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 추가로 구비할 수 있다. 상기 베이스의 내주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소할 수 있으며 상기 커플러의 외주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가할 수 있다. 상기 베이스는 그 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈을 추가로 구비할 수 있으며 상기 커플러는 그 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 추가로 구비할 수 있다.
다른 양태에서는 에어로졸 송달 장치 형성 방법이 제공된다. 상기 방법은 전술한 특징의 일부 또는 전부를 각각 구비할 수 있는 제어 보디와 커플러를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 실질적으로 방지하기 위해 카트리지가 제어 보디와 해제 가능하게 결합하고 제어 보디의 회전-방지 기구가 카트리지의 회전-방지 기구와 결합하도록 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 카트리지의 베이스의 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 제어 보디의 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부와 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 오목부에서 베이스의 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 제어 보디의 돌출부와 결합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 커플러의 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 베이스의 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈과 결합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 제한 없이 하기 실시예들을 포함한다.
실시예 1: 에어로졸 송달 장치용 카트리지이며, 상기 카트리지는,
에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판;
에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기; 및
상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스로서, 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 방지하도록 구성된 회전-방지 기구를 커넥터 단부에 구비하는 베이스를 포함한다.
실시예 2: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 카트리지에 있어서, 상기 회전-방지 기구는 베이스의 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 포함한다.
실시예 3: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 카트리지에 있어서, 상기 돌출부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가하며 상기 오목부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소한다.
실시예 4: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 카트리지에 있어서, 오목부에서 베이스의 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 추가로 포함한다.
실시예 5: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 카트리지에 있어서, 상기 베이스의 내주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소한다.
실시예 6: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 카트리지에 있어서, 상기 베이스는 그 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈을 추가로 포함한다.
실시예 7: 에어로졸 송달 장치용 제어 보디이며, 상기 제어 보디는,
제어 부품;
전기 전원; 및
상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 카트리지와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러로서, 카트리지와 결합될 때 카트리지에 대한 제어 보디의 회전을 방지하도록 구성된 회전-방지 기구를 커넥터 단부에 구비하는 커플러를 포함한다.
실시예 8: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 제어 보디에 있어서, 상기 회전-방지 기구는 커플러의 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 포함한다.
실시예 9: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 제어 보디에 있어서, 상기 돌출부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가하며 상기 오목부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소한다.
실시예 10: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 제어 보디에 있어서, 상기 커플러의 외주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가한다.
실시예 11: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 제어 보디에 있어서, 상기 커플러는 그 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 추가로 포함한다.
실시예 12: 에어로졸 송달 장치이며,
제어 보디로서,
제어 부품;
전기 전원; 및
상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러를 구비하는 제어 보디; 및
카트리지로서,
에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판;
에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기; 및
상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스를 구비하는 카트리지를 포함하고,
상기 베이스의 커넥터 단부는 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 방지하기 위해 제어 보디의 커플러의 회전-방지 기구와 결합하도록 구성된 회전-방지 기구를 포함하는 에어로졸 송달 장치.
실시예 13: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 베이스의 회전-방지 기구는 그 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 포함하고, 상기 커플러의 회전-방지 기구는 그 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 포함한다.
실시예 14: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 베이스의 돌출부 및 상기 커플러의 돌출부 각각의 폭은 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가하고, 상기 베이스의 오목부 및 상기 커플러의 오목부 각각의 폭은 각각 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소한다.
실시예 15: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 베이스는 오목부에서 그 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 추가로 포함한다.
실시예 16: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 베이스의 내주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 감소하며 상기 커플러의 외주의 반경방향 치수는 커넥터 단부로부터 보디 단부를 향해서 증가한다.
실시예 17: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 에어로졸 송달 장치에 있어서, 상기 베이스는 그 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈을 추가로 포함하며 상기 커플러는 그 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 추가로 포함한다.
실시예 18: 에어로졸 송달 장치 형성 방법이며, 상기 방법은
제어 보디를 제공하는 단계로서,
제어 부품;
전기 전원; 및
상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러를 구비하는 제어 보디의 제공 단계;
카트리지를 제공하는 단계로서,
에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판;
에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기; 및
상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스를 구비하는 카트리지의 제공 단계; 및
카트리지가 제어 보디와 해제 가능하게 결합하고 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 실질적으로 방지하기 위해 제어 보디의 회전-방지 기구가 카트리지의 회전-방지 기구와 결합하도록 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계를 포함한다.
실시예 19: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 카트리지의 베이스의 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 제어 보디의 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부와 결합시키는 단계를 포함한다.
실시예 20: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 오목부에서 베이스의 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 제어 보디의 돌출부와 결합시키는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 21: 임의의 선행 또는 후속 실시예의 방법에 있어서, 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 커플러의 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 베이스의 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈과 결합시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 상기 및 기타 특징, 양태 및 장점은 간략히 후술되는 첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 숙독함으로서 자명해질 것이다. 본 발명은 상기 실시예의 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상 개수의 임의의 조합뿐 아니라 본 명세서에 개시된 임의의 두 개, 세 개, 네 개, 또는 그 이상 개수의 특징부 또는 요소의 조합을, 이러한 특징부 또는 요소가 본 명세서의 특정 실시예 설명에서 명확히 조합되는지에 관계없이 포함한다. 본 발명은 총체적으로 해석되도록 의도되며 따라서 본 발명의 임의의 개별 특징부 또는 요소는 달리 명시하지 않는 한 그 다양한 양태 및 실시예 중 임의의 것에서 조합될 수 있는 것으로 간주되어야 한다.
이상에서 본 발명을 총괄적인 언어로 설명했지만, 이제 첨부 도면을 참조할 것이며, 이들 도면이 반드시 실척으로 도시되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 분무기를 구비하는 카트리지와 제어 보디를 포함하는 에어로졸 송달 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치의 제어 보디의 분해도이다.
도 3은 접착 부재와 외부 튜브가 명료함을 위해 제거된 상태에서의 부분 조립된 구조에 있는 도 2의 제어 보디의 도시도이다.
도 4는 외부 튜브가 명료함을 위해 제거된 상태에서의 부분 조립된 구조에 있는 도 2의 제어 보디의 도시도이다.
도 5는 조립된 구조에 있는 도 2의 제어 보디의 도시도이다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 조립된 구조에 있는 도 2의 제어 보디와 분해된 구조에 있는 카트리지를 구비하는 에어로졸 송달 장치의 부분 분해도이며, 카트리지는 베이스 쉬핑(shipping) 플러그, 베이스, 제어 부품 단자, 전자 제어 부품, 유동 튜브, 분무기, 저장조 기판, 외부 셸, 라벨, 마우쓰피스, 및 마우쓰피스 쉬핑 플러그를 포함한다.
도 7은 도 6의 카트리지의 베이스 및 제어 부품 단자의 확대 분해도이다.
도 8은 조립된 구조에 있는 도 6의 베이스 및 제어 부품 단자의 확대 사시도이다.
도 9는 조립된 구조에 있는 도 6의 베이스, 제어 부품 단자, 전자 제어 부품, 및 분무기의 히터 단자의 확대 사시도이다.
도 10은 조립된 구조에 있는 도 6의 베이스, 분무기, 및 제어 부품의 확대 사시도이다.
도 11은 도 10의 조립체의 대향 사시도이다.
도 12는 조립된 구조에 있는 도 6의 베이스, 분무기, 유동 튜브, 및 저장조 기판의 확대 사시도이다.
도 13은 조립된 구조에 있는 도 6의 베이스 및 외부 셸의 사시도이다.
도 14는 조립된 구조에 있는 도 6의 카트리지의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 제어 보디용 커플러 및 도 6의 카트리지의 제 1 부분 사시도이다.
도 16은 도 6의 카트리지 및 도 15의 커플러의 대향 제 2 부분 사시도이다.
도 17은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 회전-방지 기구를 갖는 베이스를 구비하는 카트리지의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 회전-방지 기구를 갖는 커플러를 구비하는 제어 보디의 사시도이다.
도 19는 도 17의 카트리지와 도 18의 제어 보디의 정렬을 도시한다.
도 20은 도 17의 카트리지 및 도 18의 제어 보디를 포함하는 에어로졸 송달 장치의 도시도이며, 카트리지의 회전-방지 기구와 제어 보디의 회전-방지 기구의 결합을 도시하는 에어로졸 송달 장치를 통한 수정된 도시도이다.
도 21은 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 회전-방지 기구를 갖는 베이스의 사시도이다.
도 22는 본 발명의 추가 예시적 실시예에 따른 회전-방지 기구를 갖는 커플러의 사시도이다.
도 23은 결합된 구조에 있는 도 21의 베이스와 도 22의 커플러의 단면도이다.
도 24는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 어댑터의 도시도이다.
도 25는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치 형성 방법의 도시도이다.
도 26은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 깔때기형 마우쓰피스의 횡단면도이다.
이제 이하에서는 본 발명을 그 예시적 실시예를 참조하여 보다 충실하게 설명할 것이다. 이들 예시적 실시예는 본 발명이 철저하고 완전해지고 발명의 범위가 통상의 기술자에게 충실히 전달되도록 설명된다. 실제로, 본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구체화될 수 있고, 본 명세서에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려 이들 실시예는 본 발명이 적용 가능한 법적 요구사항을 충족하도록 제공된다. 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 단수 형태의 관사 및 정관사는 달리 명시되지 않는 한 복수의 대상을 포함한다.
본 발명은 전기 에너지를 사용하여 재료를 (바람직하게는 재료를 상당한 정도로 연소시키지 않으면서) 가열하여 흡입 가능한 물질을 형성하는 에어로졸 송달 장치에 관한 것이며; 이러한 물품은 "손잡이식" 장치로 간주되기에 충분히 콤팩트하다. 특정한 매우 바람직한 실시예에서, 에어로졸 송달 장치는 흡연 물품으로 특징지어질 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, "흡연 물품"이라는 용어는 물품 또는 장치의 임의의 성분의 상당한 정도의 연소 없이 궐련, 여송연, 또는 파이프를 흡연하는 감각의 일부 또는 전부(예를 들면, 호흡 행위, 풍미나 향미의 형태, 관능 효과, 신체 느낌, 사용 행위, 가시 에어로졸에 의해 제공되는 것과 같은 시각적 단서 등)를 제공하는 물품 또는 장치를 의미하도록 의도된다. 본 명세서에 사용될 때, "흡연 물품"이라는 용어는, 작동 시에 물품 또는 장치가 담배의 연소 또는 열분해의 부산물에 기인하는 에어로졸의 의미로 연기를 발생시키는 것을 반드시 의미하지 않으며, 오히려 물품 또는 장치가 물품 또는 장치의 특정 성분의 휘발 또는 증발에 기인하는 증기(연기와 유사한 것으로 기재되는 것으로 간주될 수도 있는 가시 에어로졸인 것으로 간주될 수 있는 에어로졸 내의 증기를 포함)를 산출함을 의미한다. 매우 바람직한 실시예에서, 흡연 물품으로 특징지어지는 물품 또는 장치는 담배 및/또는 담배에서 유래되는 성분을 포함한다.
본 발명의 물품 또는 장치는 또한, 증기-발생 물품, 에어로졸 송달 물품 또는 약물 송달 물품인 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서, 이러한 물품은 하나 이상의 물질(예를 들면, 향미료 및/또는 의약품 활성 성분)을 흡입 가능한 형태 또는 상태로 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡입 가능한 물질은 실질적으로 증기(즉, 그 임계점 미만의 온도에서 기체상인 물질)의 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 흡입 가능한 물질은 에어로졸(즉, 기체 내의 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁액)의 형태일 수 있다. 간명함을 위해, 본 명세서에 사용되는 용어 "에어로졸"은 가시적인지 여부에 관계없이 또한 연기와 유사한 것으로 간주될 수 있는 형태인지 여부에 관계없이 사람이 흡입하기에 적합한 형태 또는 타입의 증기, 기체 및 에어로졸을 포함하도록 의미된다.
사용 시에, 본 발명에 따른 흡연 물품은 전통적인 형태의 흡연 물품(예를 들면, 담배에 불을 붙이고 흡입함으로써 사용되는 궐련, 여송연 또는 파이프)의 사용 시에 개인의 여러가지 신체 행동을 받을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 흡연 물품의 사용자는 전통적인 형태의 흡연 물품과 매우 유사한 그 물품을 쥐고, 그 물품에 의해 생성되는 에어로졸의 흡입을 위해 그 물품의 일 단부를 물고, 선택된 시간 간격으로 모금을 피우는 등을 행할 수 있다.
본 발명의 흡연 물품은 일반적으로 외부 셸 또는 보디 내에 제공되는 다수의 부품을 구비한다. 외부 셸 또는 보디의 전체 설계는 변경될 수 있으며, 흡연 물품의 전체 크기와 형상을 규정할 수 있는 외부 보디의 포맷 또는 구조는 변경될 수 있다. 통상적으로, 궐련 또는 여송연의 형상과 유사한 세장형 보디가 단일의 일체형 셸로 형성될 수 있거나; 또는 상기 세장형 보디는 두 개 이상의 분리 가능한 피스로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품은 실질적으로 튜브형 형상일 수 있는 세장형 셸 또는 보디를 포함할 수 있으며, 따라서 종래의 궐련 또는 여송연의 형상을 닮을 수 있다. 일 실시예에서는, 흡연 물품의 부품의 전부가 외부 보디 또는 셸 내에 수용된다. 대안적으로, 흡연 물품은 결합되고 분리될 수 있는 두 개의 셸을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡연 물품의 일 단부에는 하나 이상의 재사용 가능한 부품들(예를 들면, 충전식 배터리 및 상기 물품의 작동을 제어하기 위한 각종 전자기기)을 수용하는 셸을 포함하는 제어 보디가 구비될 수 있고, 타 단부에는 일회용 부분(예를 들면, 일회용 향미료-수용 카트리지)을 수용하는 셸이 착탈식으로 부착될 수 있다. 단일 셸 타입의 유닛 내의 또는 다중-피스 분리형 셸 타입의 유닛 내의 부품들의 보다 구체적인 포맷, 구성 및 배치는 본 명세서에 제공되는 추가 설명을 감안하면 자명할 것이다. 또한, 본 발명의 배경기술 항목에서 열거한 대표 제품들과 같은 시판되는 전자 흡연 물품을 고려할 때 다양한 흡연 물품 설계 및 부품 구조가 이해될 수 있다.
본 발명의 흡연 물품은 전원(즉, 전기 전원), 적어도 하나의 제어 부품(예를 들면, 전원으로부터 물품의 다른 부품으로의 전류 유동을 제어하는 등에 의해 발열을 위한 전력을 조작, 제어, 규제 및 중지하기 위한 수단), 히터 또는 발열 부품(예를 들면, "분무기"로 통칭되는 전기 저항 가열 요소 또는 부품), 및 에어로졸 전구체 성분(예를 들면, "스모크 주스", "e-액체" 및 "e-주스"로 통칭되는 성분과 같은, 통상 충분한 열이 가해지면 에어로졸을 발생시킬 수 있는 액체)의 어떤 조합과, 에어로졸 흡입을 위해 흡연 물품을 물 수 있게 하기 위한 마우쓰단부 영역 또는 선단(예를 들어, 물면 발생된 에어로졸이 물품으로부터 인출될 수 있도록 물품을 통해서 형성되는 공기 유로)을 포함하는 것이 가장 바람직하다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 에어로졸 전구체 재료를 위한 예시적 제제가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Zheng 등의 미국 특허 공개 제2013/0008457호에 기재되어 있다.
물품 내의 부품들의 정렬은 변경될 수 있다. 특정 실시예에서, 에어로졸 전구체 조성물은 사용자에게로의 에어로졸 송달을 최대화하기 위해 사용자의 입에 근접할 수 있는 물품의 단부 근처에(예를 들면, 특정 환경에서 교체 및 폐기될 수 있는 카트리지 내에) 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구성이 배제되지는 않는다. 일반적으로, 가열 요소는, 가열 요소로부터의 열이 에어로졸 전구체(뿐 아니라 마찬가지로 사용자에게 송달되기 위해 제공될 수 있는 하나 이상의 향미료, 약물 등)를 휘발시킬 수 있고 사용자에게 송달하기 위한 에어로졸을 형성할 수 있도록 에어로졸 전구체 조성물에 충분히 근접하여 배치될 수 있다. 가열 요소가 에어로졸 전구체 조성물을 가열하면, 에어로졸이 소비자가 흡입하기에 적합한 물리적 형태로 형성, 방출 또는 발생된다. 상기 용어들은 용어 "방출", "방출하는", "방출한다" 또는 "방출되는"이 "형성 또는 발생", "형성하는 또는 발생하는", "형성한다 또는 발생한다" 및 "형성된다 또는 발생된다"를 포함하도록 상호 교환될 수 있음을 의미함을 알아야 한다. 구체적으로, 흡입가능한 물질은 증기 또는 에어로졸 또는 그 혼합물의 형태로 방출된다. 또한, 본 발명의 배경기술 항목에서 열거한 대표 제품들과 같은 시판되는 전자 흡연 물품을 고려할 때 다양한 흡연 물품 부품의 선택을 알 수 있다.
흡연 물품은, 저항 가열, 제어 시스템의 급전, 인디케이터의 급전 등과 같은 다양한 기능을 물품에 제공하기에 충분한 전류 유동을 공급하기 위해 배터리 또는 기타 전기 전원을 구비할 수 있다. 전원은 다양한 실시예를 취할 수 있다. 바람직하게, 전원은 소정 기간 동안의 사용을 통해서 에어로졸 형성을 제공하고 물품에 급전하기 위해 가열 부재를 급속 가열하기에 충분한 전력을 송달할 수 있다. 전원은 물품이 쉽게 취급될 수 있도록 물품 내에 꼭 끼워지도록 크기형성되는 것이 바람직하며; 또한 전원은 바람직한 흡연 경험을 손상시키지 않도록 충분히 가벼운 것이 바람직하다.
흡연 물품(100)의 한 가지 예시적 실시예가 도 1에 제공되어 있다. 도 1의 단면도에 도시하듯이, 흡연 물품(100)은 기능적 관계로 영구적으로 또는 탈착 가능하게 정렬될 수 있는 제어 보디(102) 및 카트리지(104)를 포함할 수 있다. 도 1에는 나사 결합이 도시되어 있지만, 압입 결합, 억지 끼워맞춤, 마그네틱 결합 등과 같은 추가 결합 수단이 포함되는 것을 알아야 한다.
특정 실시예에서, 제어 보디(102)와 카트리지(104)의 하나 또는 양자는 일회용인 것으로 또는 재사용 가능한 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 제어 보디는 교체형 배터리 또는 충전식 배터리를 가질 수 있으며 따라서 제어 보디는 통상의 전기 콘센트에 대한 연결, 자동차 충전기(즉, 시가 잭)에 대한 연결, 및 유니버설 시리얼 버스(USB) 케이블 등을 통한 컴퓨터 연결을 포함하는 재충전 기술의 임의의 형태와 조합될 수 있다.
예시적 실시예에서, 제어 보디(102)는 가변적으로 정렬될 수 있는 제어 부품(106), 유동 센서(108) 및 배터리(110)를 구비하며, 외부 셸(116)의 원위 단부(114)에 복수의 인디케이터(112)를 구비할 수 있다. 인디케이터(112)는 가변적인 개수로 제공될 수 있고, 다양한 형상을 취할 수 있으며, 보디 내의 개구(이러한 인디케이터가 존재할 때 소리를 방출하기 위한 목적 등의)일 수도 있다.
제어 보디(102)의 외부 셸(116)에는 공기 흡입구(118)가 배치될 수 있다. 제어 보디(102)의 근위 부착 단부(122)에는 커플러(120)도 구비되며, 커플러는 카트리지(104)가 제어 보디에 부착될 때 분무기 또는 그 부품, 예를 들면 저항 가열 요소(후술됨)와의 전기 접속을 용이하게 할 수 있도록 제어 보디 돌출부(124) 내로 연장된다.
카트리지(104)는, 흡연 물품(100)을 피워물고 있는 동안 공기와 동반 증기(즉, 에어로졸 전구체 조성물의 흡입 가능한 형태의 성분)가 카트리지로부터 소비자에게로 이동할 수 있게 하기 위해 마우쓰 개구(128)가 그 마우쓰단부(130)에 제공되는 외부 셸(126)을 구비한다. 흡연 물품(100)은 일부 실시예에서 실질적으로 봉-형상이거나 실질적으로 튜브 형상이거나 실질적으로 원통 형상일 수 있다.
카트리지(104)는 도시된 실시예에서 와이어 코일을 포함하는 저항 가열 요소(134)를 포함하는 분무기(132), 및 도시된 실시예에서 심지를 포함하고 액체를 운송하도록 구성된 액체 운송 요소(136)를 추가로 구비한다. 전류가 인가될 때 열을 발생하도록 구성되는 재료의 다양한 실시예가 와이어 코일을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 와이어 코일을 형성할 수 있는 예시적 재료는 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 몰리브덴 이규소화물(MoSi2), 몰리브덴 규소화물(MoSi), 알루미늄이 도핑된 몰리브덴 이규소화물(Mo(Si,Al)2), 및 세라믹(예를 들면, 포지티브 온도 계수 세라믹)을 포함한다. 가열 요소(134)의 대향 단부에서의 도전성 히터 단자(138)(예를 들면, 양극 및 음극 단자)는 카트리지(104)가 제어 보디(102)에 연결될 때 가열 요소와 배터리(110)의 전기 접속을 형성하기 위해 가열 요소를 통해서 전류를 인도하도록 구성되고 적절한 배선 또는 회로(도시되지 않음)에 부착되도록 구성된다. 구체적으로, 카트리지(104)의 원위 부착 단부(142)에는 플러그(140)가 배치될 수 있다. 카트리지(104)가 제어 보디(102)에 연결될 때, 플러그(140)는 전류가 배터리(110)로부터 커플러 및 플러그를 통해서 저항 가열 요소(134)로 제어 가능하게 흐르도록 전기 접속을 형성하기 위해 커플러(120)와 결합한다. 카트리지(104)의 외부 셸(126)은 카트리지의 이 단부가 그로부터 돌출하는 플러그(140)에 의해 실질적으로 폐쇄되도록 원위 부착 단부(142)를 가로질러 계속될 수 있다.
저장조는 에어로졸 전구체 조성물을 에어로졸화 구역으로 운송하기 위해 액체 운송 요소를 사용할 수 있다. 그러한 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시되어 있듯이, 카트리지(104)는 이 실시예에서 카트리지의 외부 셸(126)의 내부를 둘러싸는 튜브의 형상으로 형성되는 부직 섬유의 층을 포함하는 저장조 층(144)을 구비한다. 에어로졸 전구체 조성물은 저장조 층(144) 내에 보유된다. 예를 들어 액체 성분이 저장조 층(144)에 의해 흡착식으로 유지될 수 있다. 저장조 층(144)은 액체 운송 요소(136)(본 실시예에서 심지)와 유체 연결된다. 액체 운송 요소(136)는 저장조 층(144)에 저장된 에어로졸 전구체 조성물을 모세관 작용을 통해서 카트리지(104)의 에어로졸화 구역(146)으로 운송한다. 도시하듯이, 액체 운송 요소(136)는 본 실시예에서 금속 와이어 코일의 형태인 가열 요소(134)와 직접 접촉한다.
사용 시에, 사용자가 물품(100)을 피워물면, 가열 요소(134)가 (예를 들어, 퍼프 센서 등을 통해서) 활성화되며, 에어로졸 전구체 조성물용 성분은 에어로졸화 구역(146)에서 기화된다. 물품(100)의 마우쓰단부(130)를 물면 주위 공기가 공기 흡입구(118)에 진입하여 커플러(120)내 중심 개구와 플러그(140)내 중심 개구를 통과하게 된다. 카트리지(104)에서, 흡인된 공기는 공기 통과 튜브(150) 내의 공기 통로(148)를 통과하고, 에어로졸화 구역(146)에 형성된 증기와 조합되어 에어로졸을 형성한다. 에어로졸은 에어로졸화 구역(146)으로부터 멀리 심지이동되고, 공기 통과 튜브(154) 내의 공기 통로(152)를 통과하여 물품(100)의 마우쓰단부(130)의 마우쓰 개구(128) 밖으로 이동한다.
본 발명에 따라 제조될 수 있는 흡연 물품은 전자 흡연 물품을 형성하는데 유용한 부품들의 다양한 조합을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 2012년 6월 28일자 미국 특허 출원 제13/536,438호, 2012년 3월 28일자 미국 특허 출원 제13/432,406호, 및 2012년 9월 4일자 미국 특허 출원 제13/602,871호에 개시된 흡연 물품이 참조되며, 이들 문헌은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 이상에 추가적으로, 본 발명에 사용하기 위한 대표 가열 요소 및 재료가 Counts 등의 미국 특허 제5,060,671호; Deevi 등의 미국 특허 제5,093,894호; Deevi 등의 제5,224,498호; Sprinkel 2세 등의 제5,228,460호; Deevi 등의 제5,322,075호; Deevi 등의 미국 특허 제5,353,813호; Deevi 등의 미국 특허 제5,468,936호; Das의 미국 특허 제5,498,850호; Das의 미국 특허 제5,659,656호; Deevi 등의 미국 특허 제5,498,855호; Hajaligol의 미국 특허 제5,530,225호; Hajaligol의 미국 특허 제5,665,262호; Das 등의 미국 특허 제5,573,692호; 및 Fleischhauer 등의 미국 특허 제5,591,368호에 기재되어 있으며, 이들 특허는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 추가로, 전자 흡연 물품에 사용하기 위한 일회용 카트리지는, 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 2012년 9월 5일자 미국 특허 출원 제13/603,612호에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 흡연 물품의 다양한 부품은, 배경기술에 설명되고 시중에서 구입할 수 있는 부품들로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 배터리의 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 공개 제2010/0028766호에 기재되어 있다.
퍼프-작동 능력을 제공할 수 있는 예시적 기구로는 Freeport, 111 소재의 MicroSwitch division of Honeywell, Inc.에 의해 제조된 Model 163PC01D36 실리콘 센서가 포함된다. 본 발명에 따른 가열 회로에 채용될 수 있는 요구-작동식 전기 스위치의 추가 예가, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호에 기재되어 있다. 본 흡연 물품에 유용할 수 있는 전류 조절 회로 및 마이크로컨트롤러를 포함하는 기타 제어 부품의 추가적인 설명은 Brooks 등의 미국 특허 제4,922,901호, 제4,947,874호 및 제4,947,875호, McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호, Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호, 및 Nguyen 등의 미국 특허 제7,040,314호에 제공되어 있으며, 이들 특허는 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 원용된다.
에어로졸 전구체 조성물 또는 증기 전구체 조성물로 지칭될 수도 있는 에어로졸 전구체는 하나 이상의 상이한 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 전구체는 다가 알콜(예를 들면, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 그 혼합물)을 포함할 수 있다. 추가 에어로졸 전구체 조성물의 대표적인 형태는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 Sensabaugh 2세 등의 미국 특허 제4,793,365호; Jakob 등의 미국 특허 제5,101,839호; Biggs 등의 PCT WO 98/57556호; 및 Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco(담배를 연소시키는 대신에 가열하는 신규 궐련 견본에 대한 화학적 및 생물학적 연구), R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)에 제시되어 있다.
본 발명의 흡연 물품에는 또 다른 부품이 사용될 수 있다. 예를 들어, Sprinkel 2세의 미국 특허 제5,261,424호는 피워물기와 연관된 사용자 입술 활동을 검출하고 이후 가열을 촉발하기 위해 장치의 마우쓰-단부와 연관될 수 있는 압전 센서를 개시하고; McCafferty 등의 미국 특허 제5,372,148호는 마우쓰피스를 통한 압력 강하에 반응하여 가열 로드 어레이로의 에너지 흐름을 제어하기 위한 퍼프 센서를 개시하며; Harris 등의 미국 특허 제5,967,148호는 흡연 장치 내의 리셉터클로서, 삽입된 부품의 적외선 투과율의 불균일성을 검출하는 식별자(identifier) 및 상기 부품이 리셉터클 내에 삽입됨에 따라 검출 루틴을 실행하는 컨트롤러를 구비하는 리셉터클을 개시하고; Fleischhauer 등의 미국 특허 제6,040,560호는 다중 차등 위상을 갖는 정해진 실행가능한 전력 사이클을 기재하며; Watkins 등의 미국 특허 제5,934,289호는 광자-광전자 부품을 개시하고; Counts 등의 미국 특허 제5,954,979호는 흡연 장치를 통한 피워물기 저항을 변경하기 위한 수단을 개시하며; Blake 등의 미국 특허 제6,803,545호는 흡연 장치에 사용하기 위한 특정 배터리 구조를 개시하고; Griffen 등의 미국 특허 제7,293,565호는 흡연 장치에 사용하기 위한 다양한 충전 시스템을 개시하며; Fernando 등에 의한 미국 특허 공개 제2009/0320863호는 충전을 촉진하고 장치의 컴퓨터 제어를 가능하게 하기 위한 흡연 장치용 컴퓨터 인터페이스 수단을 개시하며; Fernando 등에 의한 미국 특허 공개 제2010/0163063호는 흡연 장치용 식별 시스템을 개시하고; Flick에 의한 WO 제2010/003480호는 에어로졸 발생 시스템 내의 퍼프를 나타내는 유체 유동 감지 시스템을 개시하며; 상기 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다. 전자 에어로졸 송달 물품에 관련되는 부품 및 본 발명의 물품에 사용될 수 있는 개시 재료 또는 부품의 추가 예로는 Gerth 등의 미국 특허 제4,735,217호; Morgan 등의 미국 특허 제5,249,586호; Higgins 등의 미국 특허 제5,666,977호; Adams 등의 미국 특허 제6,053,176호; White의 미국 특허 제6,164,287호; Voges의 미국 특허 제6,196,218호; Felter 등의 미국 특허 제6,810,883호; Nichols의 미국 특허 제6,854,461호; Hon의 미국 특허 제7,832,410호; Kobayashi의 미국 특허 제7,513,253호; Hamano의 미국 특허 제7,896,006호; Shayan의 미국 특허 제6,772,756호; Hon의 미국 특허 제8,156,944호; Hon의 미국 특허 공개 제2006/0196518호, 제2009/0126745호 및 제2009/0188490호; Thorens 등의 미국 특허 공개 제2009/0272379호; Monsees 등의 미국 특허 공개 제2009/0260641호 및 제2009/0260642호; Oglesby 등의 미국 특허 공개 제2008/0149118호 및 제2010/0024834호; Wang의 미국 특허 공개 제2010/0307518호; 및 Hon의 WO 제2010/091593호가 포함된다. 상기 문헌에 개시된 다양한 재료는 다양한 실시예에서 본 장치에 포함될 수 있으며, 상기 문헌은 모두 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용된다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 에어로졸 송달 장치용 제어 보디(200)의 분해도이다. 제어 보디(200)의 부품은, 도 2에 도시된 제어 보디의 부품에 적용될 수 있는 도 1에 도시된 제어 보디의 설명으로 인해 이하에서는 간략하게만 설명된다. 도시하듯이, 제어 보디(200)는 커플러(202), 밀봉 부재(204), 접착 부재(206)(예를 들면, KAPTON® 테이프), 유동 센서(220), 제어 부품(208), 스페이서(210), 전기 전원(212)(예를 들면, 배터리), 발광 다이오드(LED) 부품(222)을 갖는 회로 기판, 커넥터 회로(224), 외부 튜브(214), 및 단부 캡(216)을 포함할 수 있다.
커플러(202)는 그로부터 연장되는 제어 보디 단자(218)를 구비할 수 있으며, 이 단자는 밀봉 부재(204)를 통해서 연장되고 제어 부품(208)과 전기 전원(212) 중 하나 또는 양자와 결합할 수 있다. 제어 부품(208)은 마이크로컨트롤러를 구비하는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 유동 센서(220)는 제어 부품(208)에 결합될 수 있거나 개별 요소일 수 있다. LED 부품(222)은 커넥터 회로(224)를 통해서 제어 부품(208)과 연통할 수 있으며, 예를 들어 유동 센서(220)에 의해 검출되듯이 사용자가 커플러(202)에 결합된 카트리지를 피워무는 동안 발광한다. 단부 캡(216)은 LED 부품(222)에 의해 제공되는 그 아래의 LED 조명을 가시적으로 만들도록 구성될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 조립의 다양한 단계에서의 제어 보디(202)를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3은 접착 부재(206) 및 외부 튜브(214)가 명료함을 위해 제거된 상태에서의 제어 보디(200)를 도시한다. 도 4는 외부 튜브(214)가 명료함을 위해 제거된 상태에서의 제어 보디(200)를 도시한다. 도 5는 완전히 조립된 구조에 있는 제어 보디를 도시한다.
도 6은 조립된 구조에 있는 도 2 내지 도 5의 제어 보디(200)와 분해된 구조에 있는 카트리지(400)를 구비하는 에어로졸 송달 장치(300)의 부분 분해도이다. 도시하듯이, 카트리지(400)는 본 발명의 예시적 실시예에 따르면 베이스 쉬핑 플러그(402), 베이스(404), 제어 부품 단자(406), 전자 제어 부품(408), 유동 튜브(410), 분무기(412), 저장조 기판(414), 외부 셸(416), 라벨(418), 마우쓰피스(420), 및 마우쓰피스 쉬핑 플러그(422)를 포함한다. 앞서 인용 문헌에 기술되거나 및/또는 시판되는 에어로졸 송달 장치에 구비되는 부품들의 다양한 실시예는 본 명세서에 기재된 카트리지의 실시예에 사용될 수 있음을 알아야 한다. 또한 도 6에 도시된 카트리지(400)의 부분들의 일부는 선택적임을 알아야 한다. 이와 관련하여, 예로서, 카트리지(400)는 일부 실시예에서 유동 튜브(410), 제어 부품 단자(406), 및/또는 전자 제어 부품(408)을 구비하지 않을 수도 있다.
일 실시예에서, 전자 제어 부품(408)은 단일 피스의 인쇄 회로 기판 조립체를 포함할 수 있다. 전자 제어 부품(408)은, 일 실시예에서 약 96% 알루미나 세라믹을 포함할 수 있는 세라믹 기판을 구비할 수 있다. 이 재료는 무기, 비반응성, 비분해성, 및 비다공성이다. 이러한 세라믹 재료의 사용은 별도의 지지 구조물을 요구하지 않으면서 견고하고 치수적으로 안정적인 부분을 형성할 수 있다는 점에서 바람직할 수 있다. 또한, 이러한 세라믹 재료에는 코팅이 접착될 수 있다. 예를 들어, 전자 제어 부품(408)의 부품 사이드는 Specialty Coating Systems, Inc.로부터 Parylene C로서 시판되는 클로로-치환 폴리(파라-크실렌), 또는 회로 기판의 부품을 액체와 수분으로부터 보호하도록 구성된 임의의 다른 코팅 또는 기타 밀봉재/배리어 코팅을 포함할 수 있다. 밀봉재/배리어 코팅은 또한 전자 제어 부품(408)에 감소된 마찰 계수를 제공할 수 있으며, 이는 카트리지(400)의 축방향 조립 과정을 용이하게 할 수 있다.
도 7은 베이스(404) 및 제어 부품 단자(406)의 확대 분해도이다. 제어 부품 단자(406)는 전자 제어 부품(408)과 결합하고 그와 전기 접속을 형성하도록 구성된 클립(424)을 가질 수 있다. 또한, 제어 부품 단자(406)는 예를 들어 억지 끼워맞춤을 통해서 베이스(404)와 결합하도록 구성된 하나 이상의 돌출부(426a, 426b)를 구비할 수 있으며, 따라서 제어 부품 단자(406)는 베이스와 그와 결합 상태로 유지된다. 제어 부품 단자(406)의 단부(428)는 제어 보디와 전기 접속을 수립하기 위해 제어 보디와 결합하도록 구성될 수 있다.
도시하듯이, 베이스(404)는 그 안에 제어 부품 단자(406)를 수용하도록 구성된 리셉터클(430)을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 도 8에 도시하듯이, 제어 부품 단자(406)는 베이스(404)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어 부품 단자(406)는 예를 들어 돌출부(426a, 426b)와 베이스 사이의 접촉으로 인한 억지 끼워맞춤을 통해서 베이스(404)의 리셉터클(430) 내에 유지될 수 있다. 제어 부품 단자(406)는 카트리지(400)가 연결되는 제어 보디(200)와 전기 접속을 형성할 수 있는 위치까지 베이스(404)를 통해서 연장될 수 있다. 또한, 베이스(404)는 외부 셸(416)과 결합하도록 구성된 나사산 또는 돌출부(432)를 가질 수 있다.
도 9에 도시하듯이, 제어 부품 단자(406)는 전자 제어 부품(408)과의 사이에 전기 접속이 수립되도록 전자 제어 부품(408)에 결합될 수 있다. 따라서, 카트리지(400)가 제어 보디(200)에 결합될 때, 전자 제어 부품(408)은 제어 부품 단자(406)를 통해서 그와 연통할 수 있다. 전자 제어 부품(408)은 다양한 기능 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전자 제어 부품(408)은 프로세서를 갖거나 갖지 않는 목적-특유의 아날로그 및/또는 디지털 회로로서 구성될 수 있거나, 전자 제어 부품은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 전자 제어 부품(408)에 의해 또는 전자 제어 부품과 함께 수행되는 기능의 일부 또는 전부는, 프로세서에 의한 실행에 응답하여 장치가 언급된 기능을 적어도 수행하거나 지도하게 하는 컴퓨터-판독가능한 프로그램 코드 부분이 그 안에 저장된 컴퓨터-판독가능한 저장 매체에서 구체화될 수 있다. 하나의 특정한 경우에, 전자 제어 부품(408)과 제어 보디(200) 사이에 연통이 수립되면, 전자 제어 부품은 제어 보디에 인증 코드 또는 기타 적절한 표식을 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 제어 보디(200)는 카트리지(400)가 제어 보디와의 사용에 대해 허가받았는지를 판정하기 위해 인증 표식을 평가하도록 구성될 수 있다. 그러나, 전자 제어 부품(408)은 다양한 다른 기능을 수행할 수 있다. 전자 제어 부품과 그에 의해 수행되는 기능의 다양한 예는, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 원용되는 2012년 10월 8일자 미국 특허 출원 제13/647,000호에 기재되어 있다.
추가로 도 9에 도시하듯이, 분무기(412)의 부분들을 포함할 수 있는 제 1 히터 단자(434a) 및 제 2 히터 단자(434b)[일괄해서, "히터 단자(434)"]는 베이스의 보디 단부(435)에 결합될 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 베이스(404')는 전술한 베이스(404)의 실시예와 약간 다른 것을 알아야 한다. 예를 들어, 돌출부(432')는 전술한 돌출부(432)와 다른 구조를 갖는다. 그러나, 베이스(404')의 기타 특징부와 돌출부(432')는 거의 동일한 방식으로 거의 동일한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 베이스(404')는 다른 실시예를 예시하는 목적으로만 제공된다.
히터 단자(434)는, 전자 제어 부품이 그 사이에 수용되도록 일부 실시예에서 전자 제어 부품(408) 주위에 적어도 부분적으로 연장될 수 있는 복수의 벽을 가질 수 있다. 이 구성으로 인해 히터 단자(434)는 전자 제어 부품이 적소에 확고하게 유지되도록 전자 제어 부품(408)에 대해 예를 들어 그것과의 접촉에 의해 지지를 제공할 수 있다. 또한, 히터 단자(434)는 제 1 및 제 2 탭(436a, 436b)[일괄해서, "탭(436)"]을 가질 수 있다. 탭(436)은 베이스(404')에서 원위에 있는 히터 단자(434)의 단부에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 히터 단자(434)는 금속 재료 시트로부터 스탬핑되거나 달리 형성될 수 있다. 그러나, 히터 단자(434)는 다양한 다른 방식으로 형성될 수 있으며 다양한 도전성 재료 중 임의의 것으로 형성될 수 있다.
도 10은 히터 단자(434)를 거쳐서 베이스(404')에 결합되는 완성된 분무기(412)를 도시한다. 도 10에 도시하듯이, 히터 단자(434)에 추가적으로, 분무기(412)는 액체 운송 요소(438) 및 가열 요소(440)를 추가로 포함할 수 있다. 액체 운송 요소(438) 및 가열 요소(440)는 실질적으로 U-형 구조로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서 심지(예를 들면, 파이버글래스 심지)를 포함할 수 있는 액체 운송 요소(438)는 U-형 구조로 예비형성될 수 있거나 또는 이 구조를 형성하도록 구부러질 수 있다. 액체 운송 요소(438)의 제 1 원위 아암(442a) 및 제 2 원위 아암(442b)[일괄해서, "원위 아암(442)"]은 각각 제 1 및 제 2 히터 단자(434a, 434b)를 따라서 연장될 수 있다. 추가로 액체 운송 요소(438)의 중심 섹션(442c)은 히터 단자(434) 사이에서 연장될 수 있다.
액체 운송 요소(438)는 파이버글래스와 같은 섬유 다발을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 액체 운송 요소(438)는 네 개 이상의 섬유 또는 방적사의 편조를 포함할 수 있으며 따라서 편조 심지를 가질 수 있다. 액체 운송 요소(438)는 쉬쓰/코어 요소의 형태일 수 있다. 특히, 심지의 쉬쓰는 전술한 편조 심지일 수 있다. 심지의 코어는 섬유, 특히 비틀린 섬유의 다발일 수 있다. 액체 운송 요소는 특히 E-글래스 및 C-글래스의 하나 또는 양자를 포함할 수 있다.
가열 요소(440)는 적어도 부분적으로 액체 운송 요소(438) 주위로 및 적어도 부분적으로 액체 운송 요소의 길이를 따라서 연장된다. 일부 실시예에서, 가열 요소는 히터 단자(434)에서 종료될 수 있으며 이들 단자 사이에서 가열 요소가 연장된다. 그러나, 도시된 실시예에서, 가열 요소(440)는 액체 운송 요소(438)의 길이의 거의 전체를 따라서 연장된다.
일부 실시예에서, 가열 요소(440)는 도 10에 도시하듯이 액체 운송 요소(438) 주위에 권선되는 복수의 코일을 형성하는 와이어를 포함할 수 있다. 와이어는 전류가 통과할 때 열을 발생하도록 구성된 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 와이어는 일부 실시예에서 칸탈(FeCrAl), 니크롬, 몰리브덴 이규소화물(MoSi2), 몰리브덴 규소화물(MoSi), 알루미늄이 도핑된 몰리브덴 이규소화물(Mo(Si,Al)2), 또는 세라믹(예를 들면, 포지티브 온도 계수 세라믹)을 포함하지만, 다른 실시예에서는 다양한 다른 재료가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 가열 요소(440)는 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 2012년 12월 7일자 미국 특허 출원 제13/708,381호에 기재되어 있듯이 와이어를 액체 운송 요소(438) 주위에 권선함으로써 형성될 수 있다. 그러나, 가열 요소(440)를 형성하기 위해 다양한 다른 실시예의 방법이 사용될 수 있으며, 분무기(208)에는 다양한 다른 실시예의 가열 요소가 사용될 수 있다.
탭(436)은 가열 요소(440)와의 사이에 전기 접속이 수립되도록 가열 요소와 접촉하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 탭(436)은 와이어의 하나 이상의 코일과 직접 접촉하도록 가열 요소(440)에 인접하여 배치되도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 직접 접촉은 가열 요소(440)와 히터 단자(434) 사이의 물리적 접촉을 지칭한다. 그러나, 본 명세서에 사용되는 직접 접촉은 또한 하나 이상의 용접이 가열 요소(440)와 히터 단자(434)를 결합하는 실시예를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 용접은, 액체 또는 용융 형태로 증착되고 연결을 형성하도록 경화되는 솔더, 플럭스, 브레이즈(braze) 또는 기타 재료를 지칭한다. 예를 들어, 가열 요소(440)와 대향하는 탭(436)의 뒷면으로 레이저가 향할 수 있으며, 이것은 가열 요소와 탭 사이의 연결을 제공하기 위해 가열 요소를 탭에 용접할 수 있다.
도 10에 추가로 도시하듯이, 일 실시예에서, 가열 요소(440)는 가변적인 코일 간격을 가질 수 있다. 코일의 간격은 탭(436) 근처에서 최소일 수 있고, 원위 아암(442)에서 최대일 수 있으며, 히터 단자(434) 사이에서는 탭과 원위 아암에서의 코일 간격 사이에 있을 수 있다. 탭(436) 근처에서 가열 요소(440)의 코일 사이의 간격을 감소시킴으로써, 그 사이의 접촉이 향상될 수 있다. 탭(436) 사이에서의 가열 요소(440)의 코일의 간격은 소정 저항을 형성하거나 및/또는 소정 양의 열을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 또한, 액체 운송 요소(438)의 원위 아암(442) 상에서의 가열 요소(440)의 코일의 간격은 가열 요소의 생산과 연관된 재료비를 감소시키기 위해 비교적 클 수 있다.
전술했듯이, 전자 제어 부품(408)은 히터 단자(434)와, 히터 단자를 따라서 연장되는 액체 운송 요소(438)의 원위 아암(442) 사이에 수용될 수 있다. 그러나, 전자 제어 부품(408)과 가열 요소(440) 사이에는 갭(444)이 제공될 수 있다. 갭(444)은 가열 요소(440)로부터 전자 제어 부품(408)에 전달되는 열의 양을 예를 들어 그 사이의 직접 전도를 방지함으로써 감소시킬 수 있다. 따라서, 가열 요소(440)에 의해 발생되는 열에 대한 노출에 의한 전자 제어 부품(408)의 손상 위험이 감소될 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 조립체의 다른 사시도이며, 다른 실시예의 베이스의 사용을 도시하기 위해 베이스(404')가 베이스(404)로 교체되었다. 특히, 도 11은 제어 보디(200)와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 베이스(404)의 커넥터 단부(446)의 도시도이다. 도시하듯이, 베이스(202)에 중심 개구(448)가 형성될 수 있다. 중심 개구(448)는 제어 보디(200)로부터 통과하는 공기 유동을 수용하고 이 공기 유동을 분무기(412)의 가열 요소(440)를 향해서 인도하도록 구성될 수 있다.
히터 단자(434)는 베이스(404)와 결합할 수 있으며 각각 제 1 단부(450a) 및 제 2 단부(450b)[일괄해서, "단부(450)"]까지 연장될 수 있고, 이들 단부는 제어 보디(200)와 전기 접속을 수립하기 위해 제어 보디(200)와 결합하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 11에 도시하듯이, 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)는 베이스(404)의 커넥터 단부(446)에서 노출될 수 있다. 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)는 제어 보디 내의 상이한 위치에서 부품들과 연결되고 그 사이의 의도치 않은 접촉을 피하도록 베이스(404) 내의 상이한 위치에 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)는 중심 개구(448)로부터 상이한 반경방향 거리에 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제어 부품 단자(406)의 단부(428)는 중심 개구(448)에 가장 가깝게 배치되고, 제 1 히터 단자(434a)의 제 1 단부(450a)는 중심 개구로부터 가장 멀리에 배치되며, 제 2 히터 단자(434b)의 제 2 단부(450b)는 그 사이의 반경방향 거리에 배치된다. 또한, 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)는 베이스(404) 내에 복수의 상이한 깊이로 연장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제어 부품 단자(406)의 단부(428)는 베이스(404)를 통해서 최대 깊이로 연장되고, 제 1 히터 단자(434a)의 제 1 단부(450a)는 베이스를 통해서 최소 깊이로 연장되며, 제 2 히터 단자(434b)의 제 2 단부(450ba)는 베이스를 통해서 그 사이의 깊이로 연장된다.
도 12는 저장조 기판(414)이 결합된 후의 도 11의 조립체의 사시도이다. 저장조 기판(414)은 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성될 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물은 예를 들어 글리세린, 니코틴, 담배, 담배 추출물, 및/또는 향미료를 포함하는 다양한 성분을 포함할 수 있다. 에어로졸 전구체 조성물에 구비될 수 있는 다양한 성분은 본 명세서에 참조로 원용되는 Robinson 등의 미국 특허 제7,726,320호에 기재되어 있다.
저장조 기판(414)은 이를 관통하여 제 1 저장조 단부(454a)에서 제 2 저장조 단부(454b)[일괄해서, "저장조 단부(454)"]까지 연장되는 공동(452)을 가질 수 있으며, 제 1 저장조 단부는 베이스(404)에 근접하여 배치된다. 이와 관련하여, 저장조 기판(414)은 중공 튜브형 구조를 가질 수 있다. 본 명세서에서는 일반적으로 중공 튜브형 구조를 갖는 것으로 기술되어 있지만 저장조 기판(414)은 다른 실시예에서 다른 형상 및 구조를 가질 수 있음을 알아야 한다. 에어로졸 전구체 조성물은 공동(452) 내에 보유되는 것과 달리, 저장조 기판(414) 자체를 형성하는 재료 내에 보유될 수 있다. 이 구성에 의하면 공기 유동이 베이스(404)를 통해서 공동(452) 내로 그리고 가열 요소(440)를 지나서 이동할 수 있다.
저장조 기판(414)은 하나 이상의 다양한 재료를 포함할 수 있으며 다양한 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서 저장조 기판(414)은 동심적이거나 중첩될 수 있는 복수의 조합된 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 저장조 기판(414)은 그 단부가 중공 튜브형 구조를 형성하기 위해 조인트(456)를 따라서 만나도록 압연되는 연속적인 재료 시트일 수 있거나, 또는 다수의 재료 층이 그 주위에 래핑될 수 있다. 다른 실시예에서, 저장조 기판(414)은 실질적으로 단일 부품일 수 있다. 예를 들어, 저장조 기판(414)은 그 길이와 두께에 걸쳐서 조성이 거의 연속적일 수 있는 실질적으로 중공 튜브 형태의 단일 예비형성된 요소이도록 형상화 또는 몰딩될 수 있다.
저장조 기판(414)은 예를 들어 에어로졸 전구체 조성물과 같은 액상 제품을 저장하는 능력을 유지하면서, 일부 실시예에서 강성이거나 반강성인 재료로 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 저장조 기판(414)의 재료는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하는 능력을 제공하기 위해 흡수성이거나 흡착성이거나 아니면 다공성일 수 있다. 따라서, 에어로졸 전구체 조성물은 저장조 기판(414)의 재료 상에 코팅되거나, 재료에 의해 흡착되거나, 저장조 재료 내에 흡수되는 것을 특징으로 할 수 있다. 저장조 기판(414)은 액체 운송 요소(438)와 접촉하도록 카트리지(400) 내에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 저장조 기판(414)은 에어로졸 전구체 조성물을 (예를 들어, 흡수, 흡착 등을 통해서) 보유하고 전구체 조성물을 가열 요소(440)에 운송하기 위해 멀리 심지이동할 수 있게 하기에 적합한 임의의 재료로 제조될 수 있다.
저장조 기판(414)의 재료는 적절한 형상을 형성 및 유지하기에 적합할 수 있다. 저장조 기판(414)의 재료는 가열 요소(440)에 의해 제공되는 가열 온도에 근접한 온도 이상에서 그 구조적 완전성을 유지하고 분해를 피하기 위해 내열성일 수 있다. 그러나, 저장조 기판(414)은 저장조 기판이 가열 요소와 접촉하지 않기 때문에 가열 요소(440)에 의해 생성되는 전체 온도에 대해 내열성일 필요가 없다. 저장조 기판(414)의 크기와 강도는 카트리지(400)의 특징 및 요건에 따라 달라질 수 있다. 특정 실시예에서, 저장조 기판(414)은 고속 자동 제조 공정에 적합한 재료로 제조될 수 있다. 저장조 기판(414)은 성형 피스일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저장조는 중공 아세테이트 튜브를 형성하기 위해 가공될 수 있는 셀룰로스 아세테이트 토우(tow)로 제조될 수 있다. 특히, 저장조는 셀룰로스 아세테이트를 포함하는 직조 또는 부직 섬유상 매트일 수 있으며, 경우에 따라서 상이한 재료로 형성된 결합제 및/또는 섬유일 수 있다.
특정 실시예에서, 저장조 기판(414)은 공동(452)의 적어도 일부가 카트리지(400)의 하나 이상의 다른 부품을 수용하도록 형상화 및 치수형성되게 하는 형태로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, "형상화 및 치수형성된다"는 용어는 저장조 기판의 내부가 실질적으로 매끄럽고 연속적인 형상 이외의 형상을 갖게 만드는 하나 이상의 오목부 또는 돌출부가 공동(452)에서의 저장조 기판(414)의 벽에 구비됨을 나타낼 수 있다. 다른 실시예에서, 저장조 기판(414)의 중공 특성은 공동이나 돌출부를 형성할 필요없이 카트리지(400)의 추가 부품의 수용을 허용하기에 충분할 수 있다. 따라서, 카트리지(400)는, 저장조 기판(414)이 예비-형성될 수 있고 카트리지의 추가 부품을 교합 구조로 수용하도록 형상화 및 치수형성되는 벽을 갖는 공동(452)이 형성되는 중공 내부를 가질 수 있다는 점에서 특히 유익할 수 있다. 예를 들어, 분무기는 이 분무기를 수용하도록 구성된 홈을 가질 수 있다. 이것은 특히 카트리지(400)의 조립의 용이함을 촉진할 수 있고 저장조 기판(414)의 체적을 최대화할 수 있으며 또한 에어로졸 형성을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 분무기는 실질적으로 매끄러운 내표면을 가질 수 있거나 및/또는 분무기가 접촉하는 부품의 형상에 합치될 수 있다.
도 12에 도시하듯이, 분무기(412)는 가열 요소(440)가 제 2 저장조 단부(454b) 근처에 배치되도록 저장조 기판(414)의 공동(452)을 통해서 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 분무기(412)는 가열 요소(440)가 제 2 저장조 단부(454b)를 지나서 및 공동 외부에 배치되도록 공동(452)을 통해서 연장될 수 있다. 이 실시예는 가열 요소에 의해 기화되는 에어로졸 전구체 조성물의 양이 액체 운송 요소(438)를 통한 가열 요소로의 에어로졸 전구체 조성물 유동에 의해 부분적으로 제어되도록 가열 요소(440)에 의해 저장조 기판(414)에 직접 인가되는 열을 감소시킬 수 있다. 따라서, 기화되는 에어로졸 전구체 조성물의 양은 보다 정밀하게 제어될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 분무기는 제 2 저장조 단부를 지나서 연장될 필요가 없으며, 분무기는 가열 요소가 저장조 기판의 공동 내에 수용되도록 저장조 기판에 대해 배치될 수 있다.
도 6 및 도 12에 도시하듯이, 일부 실시예에서 카트리지는 유동 튜브(410)를 추가로 구비할 수 있다. 도 12에 도시하듯이, 유동 튜브(410)는 단자(434) 사이에 배치되어 단자에 의해 적소에 유지될 수 있다. 보다 구체적으로, 유동 튜브(410)는 제 1 및 제 2 대향 홈(458a, 458b)[일괄해서, "홈(458)"]을 가질 수 있다. 홈(458)은 각각 그 안에 하나의 단자(434)를 수용하도록 크기형성 및 형상화될 수 있다. 이와 관련하여, 일부 실시예에서 유동 튜브(410)는 홈(458)을 제외하고 대략 원형의 외주를 가질 수 있다. 따라서, 유동 튜브(410)는 저장조 기판(410)을 통해서 형성된 공동 내부에 수용될 수 있다. 따라서, 유동 튜브(410)는 추가적으로 또는 대안적으로 저장조 기판(410)에 의해 적소에 유지될 수 있다. 유동 튜브(410)는 또한 일부 실시예에서 전자 제어 부품(408)과의 접촉에 의해 적소에 유지될 수 있다.
유동 튜브(410)는 베이스(404) 내의 중심 개구(448)(예를 들면, 도 11 참조)로부터 수용되는 공기의 유동을 분무기(412)의 가열 요소(440)로 인도하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 12에 도시하듯이, 유동 튜브(410)는 베이스(404) 내의 중심 개구(448)로부터 공기를 수용하여 이를 가열 요소(440)로 인도하도록 구성된 관통 구멍(460)을 가질 수 있다. 따라서, 관통 구멍(460)의 크기는 가열 요소(440)로 인도되는 공기의 소망 속도를 규정하도록 선택될 수 있다. 따라서, 공기가 가열 요소(440)를 통과할 때 소정 양의 에어로졸이 공기에 송달될 수 있다. 예를 들어, 관통 구멍(460)은 가열 요소(440) 근처에서 비교적 큰 직경에서 비교적 작은 직경으로 테이퍼질 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 관통 구멍(490)은 실질적으로 일정한 직경을 가질 수 있다.
일부 실시예에서 유동 튜브(410)는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유동 튜브(410)는 일 실시예에서 96.5% 알루미늄 삼산화물을 포함할 수 있다. 이 재료는 가열 요소(440)에 대한 근접성으로 인해 바람직할 수 있는 내열성을 제공할 수 있다. 그러나, 유동 튜브(410)는 다른 실시예에서 다양한 다른 재료로 형성될 수 있다.
저장조 기판(414)은 외부 셸(416)(도 13 참조)의 내표면(464)에 합치되도록 실질적으로 형상화 및 구성될 수 있는 외표면(462)을 구비한다. 이와 관련하여, 외부 셸(416)은 튜브형 형상을 가질 수 있으며, 이를 관통하여 연장되는 공동(466)은 저장조 기판(414)을 수용하도록 크기형성된다. 예를 들어, 외부 셸(416)의 내부 반경은 저장조 기판(414)의 외부 반경과 거의 일치하거나 그보다 약간 클 수 있다. 따라서, 외부 셸(416)은 저장조 기판(414) 위에 수용될 수 있고 도 13에 도시하듯이 베이스(404)에 결합될 수 있다. 하나 이상의 오목부(468)가 베이스(404) 상의 나사산 또는 돌출부(432)와 결합할 수 있으며 따라서 그 사이의 결합이 유지된다.
도 14에 도시하듯이, 외부 셸(416)은 외부 셸에 의해 형성된 공동(466)이 적어도 부분적으로 포위되도록 마우쓰피스(420)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 일 실시예에서 하나 이상의 오목부(470)가 마우쓰피스(420) 상의 나사산 또는 돌출부(472)와 결합할 수 있으며(도 6 참조) 따라서 그 사이의 결합이 유지된다. 마우쓰피스(420)는 하나 이상의 개구(474)를 가지며, 분무기(412)에 의해 생성되는 에어로졸과 혼합된 공기는 흡연 물품의 상기 예시적 실시예에 따라 기술하듯이 사용자가 마우쓰피스를 피워물 때 상기 개구를 통해서 인도될 수 있다. 마우쓰피스(420) 내의 개구(474)를 통해서 오염물이 진입하는 것을 방지하기 위해 카트리지(400)의 사용 전에 마우쓰피스 쉬핑 플러그(422)(도 6 참조)가 중심 개구(474a)와 같은 하나 이상의 개구(474)와 결합할 수 있다.
도 15 및 도 16은 카트리지(400)와 정렬되는 제어 보디(200)의 일부를 포함할 수 있는 커플러(202)의 확대도이다. 커플러(202)는 카트리지(400) 및 본 명세서에 기재되는 다양한 다른 실시예의 카트리지의 베이스(404)와 결합하도록 구성될 수 있다. 도시하듯이, 커플러(202)는 그 사이에 기계적 연결이 형성되도록 제어 보디(200)의 외부 튜브(214)와 결합하도록 구성되는 돌출부 또는 나사산(224)을 포함할 수 있다.
커플러(202)는 베이스(404)의 내주(476)와 교합하도록 구성된 외주(226)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 베이스(404)의 내주(476)는 커플러(202)의 외주(226)의 반경과 실질적으로 동일하거나 그보다 약간 더 큰 반경을 가질 수 있다. 추가로, 커플러(202)는 베이스(404)의 내주(476)에 형성되는 하나 이상의 오목부(478)와 결합하도록 구성된 하나 이상의 돌출부(228)를 외주(226)에 가질 수 있다. 그러나, 베이스(404)를 커플러(202)에 결합하기 위해 구조, 형상 및 부품의 다양한 다른 실시예가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 카트리지(400)의 베이스(404)와 제어 보디(200)의 커플러(202) 사이의 연결은 거의 영구적일 수 있으며, 다른 실시예에서 그 사이의 연결은 예를 들어 제어 보디가 하나 이상의 추가 카트리지와 함께 재사용될 수 있도록 해제될 수 있다.
커플러(202)는 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)와 접촉하도록 각각 구성되는 복수의 전기 접점(230a-c)을 추가로 포함할 수 있다. 전기 접점(230a-c)은 커플러(202)를 통해서 중심 개구(232)로부터 상이한 반경방향 거리에 배치될 수 있으며 커플러 내의 상이한 깊이에 배치될 수 있다. 전기 접점(230a-c) 각각의 깊이와 반경은 베이스(404) 및 커플러(202)가 그 사이에 전기 접속을 수립하기 위해 연결될 때 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)가 각각 전기 접점과 접촉하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 도시된 실시예에서, 제 1 전기 접점(230a)은 최소 직경을 갖고, 제 3 전기 접점(230c)은 최대 직경을 가지며, 제 2 전기 접점(230b)은 그 사이의 직경을 갖는다. 또한, 전기 접점(230a-c)은 그 커넥터 단부에 대한 커넥터(202) 내의 상이한 깊이에 배치된다. 도시된 실시예에서, 제 1 전기 접점(230a)은 최대 깊이에 배치되고, 제 3 전기 접점(230c)은 최소 깊이에 배치되며, 제 2 전기 접점(230b)은 그 사이의 깊이에 배치된다. 제 1 전기 접점(230a)은 제어 부품 단자(406)의 단부(428)와 접촉하도록 구성될 수 있고, 제 2 전기 접점(230b)은 제 2 히터 단자(434b)의 제 2 단부(450b)와 접촉하도록 구성될 수 있으며, 제 3 전기 접점(230c)은 제 1 히터 단자(434a)의 제 1 단부(450a)와 접촉하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서 전기 접점(230a-c)은 전술했듯이 커플러(202) 내의 상이한 깊이에 배치되는 다양한 반경의 원형 금속 밴드를 포함한다. 일 실시예에서, 밴드는 연속적인 원형 링을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 밴드는, 원형 구조로 권선되고 그 단부가 만나는 조인트를 형성하는 금속 재료 시트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 금속 재료의 각 밴드의 단부들 사이의 조인트는 밴드를 형성하는 금속 재료의 종방향 길이에 대해 대향하는 비수직 각도로 구성될 수 있다. 따라서, 밴드의 단부는 커플러(202)를 통해서 연장되는 중심축에 평행하게 연장되지 않는 조인트에서 만날 수 있다. 이 구성은 이것이 히터 단자 또는 제어 부품 단자 중 하나와 접촉할 때 그 단부와 취약한 연결을 형성할 수 있는, 커플러(202)를 통한 중심축에 평행하게 연장되는 조인트의 생성을 방지한다는 점에서 바람직할 수 있다. 밴드의 각각은 커플러(202)의 중심축을 향해서 반경방향 내측으로 향하는 주 접촉면을 갖는다. 전기 접점(230a-c)을 형성하는 밴드는 전기 접점의 반경방향 주 표면에 수직하게 배향될 수 있는 커플러(202) 보디의 단차면에 의해 상호 분리된다.
전기 접점(230a-c)이 원형 밴드를 포함하고 제어 부품 단자(406)의 단부(428) 및 히터 단자(434)의 단부(450)가 베이스(404) 내의 대응 깊이 및 반경으로 연장될 때, 커플러에 대한 베이스의 회전 배향에 관계없이 베이스와 커플러(202) 사이의 전기 접속이 수립될 수 있다. 따라서, 카트리지(400)의 베이스(404)와 제어 보디의 커플러(202) 사이의 연결이 촉진될 수 있다. 전기 접점(230a-c)은 각각, 전기 전원(212) 및 그 제어 부품(208)과 같은 제어 보디(200) 내의 복수의 부품에 연결되는 복수의 제어 보디 단자(218a-c)에 결합될 수 있다. 대조적으로, 기존의 실시예의 에어로졸 송달 장치는 커넥터의 나사산에 전기 점점을 채용할 수 있다. 이러한 커넥터는 커넥터가 나사결합될 때 필연적으로 발생하는 그 사이의 회전 접촉으로 인해 사용에 의한 마모를 겪을 수 있다.
또한, 카트리지(400)의 베이스(404)와 제어 보디(200)의 커플러(202)가 결합될 때, 유체 연결도 수립될 수 있다. 이와 관련하여, 커플러(202)는 사용자가 카트리지를 피워물 때 주위 환경으로부터 공기를 수용하여 이 공기를 카트리지(400)로 인도하도록 구성된 유체 경로를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 일 실시예에서 커플러(202)는 그 안에 반경방향 연장되는 노치(236)가 형성되는 림(234)을 가질 수 있다. 추가로, 종방향 연장되는 오목한 슬롯(238)이 노치(236)로부터 개구(240)로 연장될 수 있다. 개구(240)는 일부 실시예에서 커플러의 일부를 통해서 절취부 또는 구멍을 가질 수 있다. 따라서, 커플러(202)가 제어 보디(200)의 외부 보디(214)의 단부와 결합될 때, 노치(236), 슬롯(238) 및 개구(240)를 통한 유체 경로는 개방 유지될 수 있다. 이 경로를 통해서 흡인되는 공기는 이후 커플러와 베이스가 상호 연결될 때 커플러(202)의 중심 개구(232)와 베이스(404)의 중심 개구(448)를 통해서 인도될 수 있다. 따라서, 공기는 사용자가 카트리지의 마우쓰피스(420)를 피워물 때 전술한 방식으로 제어 보디(200)로부터 카트리지(400)를 통해서 인도될 수 있다.
따라서, 상기 카트리지(400)는 제어 보디(200)의 커플러(202)에 대한 부착의 용이함과 조립의 용이함 측면에서 이점을 제공할 수 있다. 특히, 카트리지(400)에 관하여, 그 부품이 대체로 축방향으로 조립될 수 있다는 점에서 그 조립이 단순화될 수 있다. 보다 구체적으로, 일 실시예에서 제어 부품 단자(406)는 베이스(404)에 결합될 수 있고, 전자 제어 부품(408)은 제어 부품 단자에 결합될 수 있으며, 히터 단자(434)는 베이스에 결합될 수 있고, 유동 튜브(410)는 히터 단자 및 전자 제어 부품에 결합될 수 있으며, 가열 요소(440)는 액체 운송 요소(438)에 결합될 수 있고, 그 조합체는 분무기(412)를 형성하기 위해 히터 단자에 결합될 수 있으며, 저장조 기판(414)은 분무기에 결합될 수 있고, 외부 셸(416)은 베이스에 결합될 수 있으며, 마우쓰피스(420)는 외부 셸에 결합될 수 있다. 라벨(418)(도 6 참조)은 일부 실시예에서 외부 셸(416)에 결합될 수 있다. 추가로, 베이스 쉬핑 플러그(402)(도 6 참조)는 운송 및 저장 중에 베이스를 보호하기 위해 일부 실시예에서 베이스(404)의 내주(476)에 결합될 수 있다.
도 15 및 도 16은 카트리지 및 제어 보디를 위한 베이스 및 커플러의 실시예를 도시하지만, 이들 부품의 다양한 다른 실시예가 제공될 수도 있다. 이와 관련하여, 도 17은 전술한 카트리지 부품의 일부 또는 전부를 포함할 수 있는 카트리지(500), 및 베이스(502)의 다른 실시예를 도시한다. 베이스(502)는 저장조 기판 및 분무기와 같은 카트리지(500)의 부품을 향해 배향된 보디 단부(504)와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부(506) 사이에서 연장될 수 있다. 베이스(502)는 예를 들어, 제어 부품 단자의 단부(428), 히터 단자(450)의 단부, 및 이를 통해서 연장되는 중심 개구(448)를 포함하는, 전술한 특징부 및 부품의 일부를 구비할 수 있다.
베이스(502)는 커넥터 단부(506)에 회전-방지 기구(508)를 추가로 포함할 수 있다. 회전-방지 기구(508)는 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지(500)의 회전을 방지하도록 구성될 수 있다. 대조적으로, 일부 종래 실시예의 카트리지는 대응 제어 보디와 교합하기 위해 나사식 연결에 의존할 수 있다. 그러나, 그 사이의 크로스-나사깎임 가능성이 존재하며, 이는 제어 보디와 카트리지의 하나 또는 양자를 손상시킬 수 있다. 또한, 사용자는 카트리지와 제어 보디 사이의 실질적으로 영구적으로 느껴지는 연결을 선호할 수 있다. 이와 관련하여, 회전-방지 기구(508)는 카트리지(500)와 제어 보디 사이에 그 해제 가능성에도 불구하고 최종 사용자에게 확실하고 영구적인 느낌을 주는 연결을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 회전의 방지는 제어 보디 내의 전기 접점에 대한 마모를 감소시킬 수 있다.
도 17에 도시하듯이, 회전-방지 기구(508)는 베이스(502)의 내주(514) 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부(510) 및 복수의 오목부(512)를 포함할 수 있다. 도 17에 추가로 도시하듯이, 돌출부(510) 각각의 폭은 커넥터 단부(506)로부터 베이스(502)의 보디 단부(504)를 향해서 증가할 수 있다. 역으로, 오목부(512) 각각의 폭은 커넥터 단부(506)로부터 베이스(502)의 보디 단부(504)를 향해서 감소할 수 있다. 베이스(502)는 오목부(512)에서 베이스(500)의 내주(514)로부터 연장되는 복수의 리브(516)를 추가로 포함할 수 있으며, 그 목적은 후술될 것이다.
도 18은 전술한 제어 보디 부품의 일부 또는 전부를 포함할 수 있는 제어 보디(600), 및 다른 실시예의 커플러(602)를 도시한다. 커플러(602)는 제어 부품 및 전기 전원과 같은 제어 보디(600)의 부품을 향해 배향된 보디 단부(604)와, 카트리지와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부(606) 사이에서 연장될 수 있다. 커플러(602)는 예를 들어, 전기 접점(230a-c) 및 중심 개구(232)를 포함하는, 전술한 특징부 및 부품의 일부를 구비할 수 있다.
커플러(602)는 커넥터 단부(606)에서 회전-방지 기구(608)를 추가로 포함할 수 있다. 회전-방지 기구(608)는 카트리지와 결합될 때 카트리지에 대한 제어 보디(600)의 회전을 방지하도록 구성될 수 있다. 대조적으로, 일부 종래 실시예의 제어 보디는 대응 카트리지와 교합하기 위해 나사식 연결에 의존할 수 있다. 그러나, 전술했듯이, 그 사이의 크로스-나사깎임 가능성이 존재하며, 이는 제어 보디와 카트리지의 하나 또는 양자를 손상시킬 수 있고, 사용자는 카트리지와 제어 보디 사이의 실질적으로 영구적으로 느껴지는 연결을 선호할 수 있다. 이와 관련하여, 회전-방지 기구(608)는 제어 보디(600)와 카트리지 사이에 그 해제 가능성에도 불구하고 최종 사용자에게 확실하고 영구적인 느낌을 주는 연결을 제공하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 카트리지와 제어 보디 사이의 회전에 의해 초래되는 커플러의 전기 접점에 대한 마모를 감소시킬 수 있다.
도 18에 도시하듯이, 회전-방지 기구(608)는 커플러(602)의 외주(614) 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부(610) 및 복수의 오목부(612)를 포함할 수 있다. 도 18에 추가로 도시하듯이, 돌출부(610) 각각의 폭은 커넥터 단부(606)로부터 커플러(602)의 보디 단부(604)를 향해서 증가할 수 있다. 역으로, 오목부(612) 각각의 폭은 커넥터 단부(606)로부터 커플러(602)의 보디 단부(604)를 향해서 감소할 수 있다.
도 17에 도시된 카트리지(500)의 베이스(502)는 도 18에 도시된 제어 보디(600)의 커플러(602)와 결합하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 19는 카트리지(500)와 제어 보디(600) 사이의 결합 중에 사용될 수 있는 베이스(502)와 커플러(602)의 정렬을 도시한다. 도시하듯이, 카트리지(500)는 제어 보디(600)와 축방향으로 정렬될 수 있다.
제어 보디(600)에 대한 카트리지(500)의 결합 중에, 커플러(602)의 외주(614)는 베이스(502)의 내주(514)와 결합할 수 있다. 따라서, 베이스(502)의 돌출부(510) 및 오목부(512)는 커플러(602)의 오목부(612) 및 돌출부(610)와 결합할 수 있다. 초기에, 사용자가 카트리지(500)와 제어 보디(600)를 축방향으로 정렬시킬 때, 커플러(602)의 돌출부(610)는 베이스(502)의 오목부(512)와 정렬되지 않을 수 있으며 커플러의 오목부(612)는 베이스의 돌출부(510)와 정렬되지 않을 수 있다.
전술했듯이, 돌출부(510, 610)의 폭은 각각의 커넥터 단부(506, 606)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 또한, 오목부(610, 612)의 폭은 각각의 커넥터 단부(506, 606)로부터 멀어질수록 폭이 감소할 수 있다. 따라서, 베이스(502)의 돌출부(512)가 초기에 커플러(602)의 돌출부(612)와 접촉하지만, 이들 돌출부는 상호로 편향되어 각각의 오목부(512, 612)에 진입할 수 있다.
도 20은 카트리지(500)와 제어 보디(600)를 포함하는 에어로졸 송달 장치(700)를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 20은 카트리지(500)의 회전-방지 기구(508)와 제어 보디(600)의 회전-방지 기구(608)의 결합을 도시하는, 에어로졸 송달 장치(700)를 통한 수정된 도면이다. 도시하듯이, 일부 실시예에서, 베이스(502)의 내주(514)의 반경방향 치수는 커넥터 단부(506)로부터 보디 단부(504)를 향하여 감소한다. 역으로, 커플러(602)의 외주(614)의 반경방향 치수는 커넥터 단부(606)로부터 보디 단부(604)를 향하여 증가한다. 베이스(502)의 내주(514)와 커플러(602)의 외주(614)의 반경방향 치수의 변화는 제어 보디(600)에 대한 카트리지(500)의 정렬 및 부착을 촉진할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서 베이스(502)의 내주(514)와 커플러(602)의 외주(614)는 각각의 커넥터 단부(506, 606)로부터 각각의 보디 단부(504, 604)를 향해서 연장되는 거의 일정한 반경방향 치수를 가질 수도 있다.
전술한 방식으로 접촉될 때, 카트리지(500)의 베이스(502)는 도 20에 도시하듯이 에어로졸 송달 장치(700)를 형성하기 위해 제어 보디(600)의 커플러(602)와 결합할 수 있다. 또한, 회전-방지 기구(508, 608)는 카트리지(500)와 제어 보디(600) 사이의 상대 회전 운동이 실질적으로 방지되도록 상호 결합될 수 있다. 특히, 돌출부(512, 612)의 에지 사이의 결합은 카트리지(500)와 제어 보디(600) 사이의 회전 운동을 실질적으로 방지할 수 있다.
또한, 제어 보디(600)에 대한 카트리지(500)의 연결 도중에, 커플러(602)의 돌출부(610)의 선단(616)은 오목부(512)에서 베이스(500)의 내주(514)로부터 연장되는 리브(516)와 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 리브(516)는 쐐기-형상일 수 있으며, 베이스의 보디 단부(504)에 가장 가까운 그 단부에서 베이스(502)의 중심을 향해서 더 연장될 수 있다. 따라서, 커플러(602)가 베이스(502) 내로 연장될 때, 리브(516)는 커플러(602)의 돌출부(610)의 선단(616)과의 접촉으로 인해 변형될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 베이스(502)는 커플러(602)를 형성하는 재료보다 소프트한 재료로 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 돌출부(610)의 선단(616)과 리브(516) 사이의 접촉은 제어 보디(602)를 베이스(502)에 대해 중심조절할 수 있다. 따라서, 리브(516)는 카트리지(500)와 제어 보디(600) 사이의 연결을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 17, 도 19 및 도 20에 도시하듯이, 베이스(502)는 그 내주(514) 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈(518)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 커플러(602)는 그 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 하나 이상의 원주방향 돌출부(618)를 추가로 포함할 수 있다. 원주방향 돌출부(618)는 베이스(502)가 커플러(602)와 해제 가능하게 결합되도록 베이스 내의 홈(518)과 결합할 수 있다. 따라서, 카트리지(500)와 제어 보디(600)는 해제 가능한 결합으로 "스냅"될 수 있다. 카트리지와 제어 보디 양자를 파지하고 카트리지와 제어 보디를 축방향으로 상호 이격되게 잡아당김으로써 카트리지(500)는 제어 보디(600)로부터 결합해제될 수 있다. 대조적으로, 에어로졸 송달 장치의 다른 실시예에서 사용될 수 있는 나사식 연결의 사용은 제어 보디로부터 카트리지의 나사풀림(unthreading)을 요구할 수 있는데, 이는 더 많은 시간이 걸릴 수 있고, 카트리지를 제어 보디로부터 결합해제하는데 필요한 강도는 카트리지가 초기에 제어 보디에 얼마나 타이트하게 나사결합되어 있는지에 따라서 달라질 수 있으며, 그 결과 일관되지 않은 사용자 경험이 초래된다.
다른 실시예에서 카트리지의 회전-방지 기구는 그 외표면에 배치될 수도 있음을 알아야 한다. 역으로, 제어 보디의 회전-방지 기구는 그 내표면에 배치될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 카트리지와 제어 보디의 특정 실시예는 단지 예로서 제공되는 것이며 다양한 다른 구성이 사용될 수 있음을 알아야 한다.
상호 결합되도록 구성되고 회전-방지 기구를 구비하는 베이스 및 커플러의 다른 실시예도 제공된다. 예로서, 도 21 및 도 22는 각각 상호 결합되도록 구성된 베이스(802) 및 커플러(902)의 실시예를 도시한다. 전술했듯이 베이스(802)는 카트리지의 일부를 포함할 수 있으며 커플러(902)는 제어 보디의 일부를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 도 21에 도시된 베이스(802)는 전술한 부품의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 베이스(802)는 저장조 기판 및 분무기와 같은 카트리지의 다른 부품을 향해서 배향되도록 구성된 보디 단부(804)와, 제어 보디와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부(806) 사이에서 연장될 수 있다. 또한, 베이스(802)는 전술했듯이 중심 개구(448) 및 홈(518)을 구비할 수 있다. 베이스(802)는 격리된 것으로 도시되어 있지만, 베이스는 또한 카트리지의 추가 부품과 조립될 때 베이스를 통해서 연장되는 제어 부품 단자 및 히터 단자를 구비할 수 있다. 베이스(802)는 커넥터 단부(806)에서 회전-방지 기구(808)를 추가로 포함할 수 있다. 회전-방지 기구(808)는 제어 보디와 결합될 때 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 22에 도시된 커플러(902)는 예를 들어 전기 접점(230a-c), 중심 개구(232), 및 제어 보디 단자(218)를 구비하는, 전술한 커플러의 부품의 일부를 포함할 수 있다. 커플러(902)는 제어 부품 및 전기 전원과 같은 제어 보디의 부품을 향해서 배향되도록 구성된 보디 단부(904)와, 카트리지와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부(906) 사이에서 연장될 수 있다. 커플러(902)는 커넥터 단부(906)에서 회전-방지 기구(908)를 추가로 포함할 수 있다. 회전-방지 기구(908)는 카트리지와 결합될 때 카트리지에 대한 제어 보디의 회전을 방지하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 베이스(802)의 회전-방지 기구(808)는 복수의 돌출부(810)[예를 들면, 프롱(prong)]를 포함할 수 있으며 커플러(902)는 돌출부를 수용하도록 구성된 복수의 오목부(912)를 구비할 수 있다. 도시하듯이, 돌출부(810)와 오목부(912)는 각각 베이스(802) 및 커플러(902)를 통해서 중심 개구(448, 232)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 도시하듯이, 커플러(902)는 베이스에 구비되는 돌출부(810)보다 많은 오목부(912)를 구비할 수 있다. 따라서, 커플러(902)의 오목부(912)는 다수의 회전 구조에서 베이스의 돌출부(810)를 수용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서 프롱(810)과 오목부(912)는 베이스(802)와 커플러(902)가 제한된 개수의 정해진 회전 배향의 하나 이상으로 결합하기 위해 키 고정되도록 서로 간에 상이한 거리로 이격될 수 있다.
도 23은 커플러(902)와 결합된 베이스(802)를 도시한다. 도시하듯이, 베이스(802)가 커플러(902)와 결합될 때, 돌출부(810)는 오목부(912) 내로 연장될 수 있다. 따라서, 돌출부(810)와 오목부(912) 사이의 결합은 커플러(902)에 대한 베이스(802)의 회전을 실질적으로 방지할 수 있다.
따라서, 도 21 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 카트리지, 제어 보디, 및 에어로졸 송달 장치의 실시예와 함께 사용될 수 있는 회전-방지 기구의 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 전술했듯이, 회전-방지 기구의 다양한 다른 실시예도 제공된다. 예를 들어, 다른 실시예에서 돌출부는 커플러로부터 연장될 수 있으며 오목부는 베이스 내에 제공될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 부품들의 다양한 실시예의 특징부 및 부품은 다양한 방식으로 조합될 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 다양한 특징부 및 부품은 단지 예시적인 목적으로 별도의 특징부에 도시된다.
앞서 간략히 설명했듯이, 일부 실시예에서 본 명세서에 기재된 제어 보디는 재충전될 수 있다. 이와 관련하여, 도 24는 어댑터(1000)의 실시예를 도시한다. 어댑터(1000)는 일 단부에 USB 커넥터(1002)를 구비하고 대향 단부에 제어 보디 커넥터(1004)를 구비할 수 있다. 제어 보디 커넥터(1004)는, 제어 보디가 결합하도록 구성되는 카트리지의 베이스의 형상과 매치되도록 구성될 수 있다. 따라서, 어댑터(1000)의 USB 커넥터(1002)가 적절한 리셉터클에 플러그 연결되고 제어 보디 커넥터(1004)가 제어 보디에 플러그 연결될 때, 제어 보디의 전기 전원(예를 들면, 배터리)은 충전될 수 있다.
에어로졸 송달 장치 형성 방법도 제공된다. 도 2에 도시하듯이, 이 방법은 공정 1102에서 제어 보디를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 보디는 제어 부품, 전기 전원, 상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 커플러, 및/또는 본 명세서에 기재된 다른 부품을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 공정 1104에서 카트리지를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 카트리지는 에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장조 기판, 에어로졸 전구체를 분무하도록 구성된 분무기, 상기 저장조 기판과 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부와 회전-방지 기구를 포함하는 커넥터 단부 사이에서 연장되는 베이스, 및/또는 본 명세서에 기재된 다른 부품을 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 공정 1106에서 제어 보디에 대한 카트리지의 회전을 실질적으로 방지하기 위해 카트리지가 제어 보디와 해제 가능하게 결합하고 제어 보디의 회전-방지 기구가 카트리지의 회전-방지 기구와 결합하도록 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법의 일부 실시예에서, 공정 1106에서 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 카트리지의 베이스의 내주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부를 제어 보디의 외주 주위에 번갈아 배치되는 복수의 돌출부 및 복수의 오목부와 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 공정 1106에서 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 오목부에서 베이스의 내주로부터 연장되는 복수의 리브를 제어 보디의 돌출부와 결합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 공정 1106에서 베이스의 커넥터 단부를 커플러의 커넥터 단부에 결합시키는 단계는 커플러의 외주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 원주방향 돌출부를 베이스의 내주 주위에 적어도 부분적으로 연장되는 홈과 결합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
도 26은 카트리지용 마우쓰피스(1200)의 추가 예시적 실시예의 단면도이다. 마우쓰피스(1200)는 마우쓰피스가 카트리지와 결합되도록 카트리지의 외부 셸 또는 외부 보디와 결합하도록 구성된 하나 이상의 돌출부(1202)를 구비할 수 있다. 마우쓰피스(1200)는 하나 이상의 개구를 구비할 수 있으며 사용자는 마우쓰피스를 피워물 때 분무기에 의해 생산된 에어로졸과 혼합된 공기를 상기 개구를 통해서 흡입할 수 있다. 이와 관련하여, 마우쓰피스(1200)의 도시된 실시예는 관통 구멍으로 형성되는 단일의 중심 외부 개구(1204)를 구비한다.
도시하듯이, 마우쓰피스(1200)는 외부 개구(1204)와 연통하는 깔때기 섹션(1206)을 갖는다. 도시하듯이, 일부 실시예에서 깔때기 섹션(1206)은 마우쓰피스(1200)의 일체형 내표면에 의해 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 깔때기 섹션(1206)은 메이저 단부(1208)로부터 마이너 단부(1210)로 연장되며, 메이저 단부는 마이너 단부보다 작은 단면적을 갖는다. 깔때기 섹션(1206)의 마이너 단부(1210)는 외부 개구(1204)에 근접하여 배치될 수 있다. 따라서, 마우쓰피스(1200)를 통해서 흡입된 공기는 깔때기 섹션(1206)의 메이저 단부(1208)를 통해서 진입할 수 있고, 깔때기 섹션의 마이너 단부(1210)로 이동할 수 있으며, 외부 개구(1204)를 통해서 사용자의 입으로 빠져나갈 수 있다. 일부 실시예에서 깔때기 섹션(1206)의 마이너 단부(1210)에는 주둥이(1212)가 형성될 수 있다. 주둥이(1212)와 깔때기 섹션(1206)은 가열 요소의 하류에서 발생하는 와류를 감소시킴으로써 마우쓰피스(1200)가 부착되는 카트리지를 통한 공기유동을 향상시키도록 구성된다. 이와 관련하여, 어떤 특정 이론에 의해 제한되도록 의도되지는 않지만, 주둥이(1212) 및/또는 깔때기 섹션(1206)은 속도 스택으로서 기능할 수 있다. 마우쓰피스(1200)는 본 명세서에 개시된 카트리지의 실시예들 중 임의의 것에 사용될 수 있음을 알아야 한다.
본 발명의 많은 수정예 및 기타 실시예가 상기 설명 및 관련 도면에 제시된 기술의 이점을 갖는 통상의 기술자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예로 한정되지 않아야 하고 수정예 및 기타 실시예가 청구범위 내에 포함되도록 의도됨을 알아야 한다. 본 명세서에 특정 용어가 사용되지만, 이들 용어는 포괄적이고 서술적인 의미로만 사용되며 제한적인 목적으로는 사용되지 않는다.

Claims (30)

  1. 에어로졸 송달 장치에 있어서,
    제어 보디로서,
    제어 부품,
    전기 전원,
    상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부를 가지며 커넥터 단부를 갖는 커플러, 및
    상기 커플러의 커넥터 단부에 대한 상기 커플러 내의 하나 이상의 깊이에 위치된 하나 이상의 전기 접점을 포함하는, 상기 제어 보디와,
    카트리지로서,
    에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소,
    상기 에어로졸 전구체 조성물을 분무하도록 구성된 분무기,
    상기 저장소와 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부를 가지며 상기 제어 보디의 커플러와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부를 갖는 베이스, 및
    상기 베이스의 커넥터 단부에서 노출되고, 상기 제어 보디의 커플러 내의 하나 이상의 깊이에 위치된 상기 하나 이상의 전기 접점과의 전기 접속을 형성하도록 배열된 하나 이상의 전기 단자 단부를 포함하는, 상기 카트리지를 포함하는.
    에어로졸 송달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는, 상기 제어 보디의 하나 이상의 전기 접점과 상기 카트리지의 하나 이상의 전기 단자 단부가 상기 커플러에 대한 상기 베이스의 다수의 회전 배향에서 전기 접속을 형성하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 하나 이상의 전기 접점은 상기 제어 보디 내의 복수의 부품에 전기적으로 연결되는
    에어로졸 송달 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 부품은 상기 제어 부품 및 상기 전기 전원을 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분무기는 전기 히터를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 카트리지는, 상기 전기 히터로부터 상기 전기 단자 단부로 연장하는 전기 단자를 더 포함하는 에어로졸 송달 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는, 공기 및 에어로졸 중 하나 또는 둘 모두를 위한 적어도 하나의 공기 유동 튜브를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분무기의 적어도 일부가 상기 공기 유동 튜브의 단부에 근접하여 위치되는
    에어로졸 송달 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 유동 튜브는 상기 저장소에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는
    에어로졸 송달 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러는 주위 환경으로부터 공기를 수용하고 공기를 상기 카트리지로 지향시키도록 구성된 유체 경로를 한정하는
    에어로졸 송달 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러는, 상기 주위 환경으로부터 수용된 공기가 상기 제어 보디의 길이방향 축에 대한 반경방향으로 연장하는 방향 및 길이방향으로 연장하는 방향 모두로 지향되도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러는, 공기가 상기 카트리지의 베이스에 존재하는 중심 개구로 지향되도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 압입 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 억지 끼워맞춤 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 짝을 이루는(matching) 돌출부 및 오목부를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 자기(magnetic) 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  17. 에어로졸 송달 장치에 있어서,
    카트리지로서,
    에어로졸 전구체 조성물을 보유하도록 구성된 저장소,
    상기 에어로졸 전구체 조성물을 분무하도록 구성된 분무기, 및
    상기 저장소와 상기 분무기를 향해서 배향된 보디 단부를 가지며 커넥터 단부를 갖는 베이스를 포함하는, 상기 카트리지와,
    제어 보디로서,
    제어 부품,
    전기 전원, 및
    상기 제어 부품과 상기 전기 전원을 향해서 배향된 보디 단부를 가지며 상기 카트리지의 베이스와 해제 가능하게 결합하도록 구성된 커넥터 단부를 갖는 커플러를 포함하는, 상기 제어 보디를 포함하고,
    상기 커플러는, 주위 환경으로부터 공기를 수용하고 상기 제어 보디의 길이방향 축에 대한 반경방향으로 연장하는 방향 및 길이방향으로 연장하는 방향 모두로 공기를 지향시키도록 구성 - 이로써 공기는 상기 카트리지의 베이스에 존재하는 중심 개구로 지향됨 - 된 유체 경로를 한정하는
    에어로졸 송달 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 카트리지는, 공기 및 에어로졸 중 하나 또는 둘 모두를 위한 적어도 하나의 공기 유동 튜브를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 분무기의 적어도 일부가 상기 공기 유동 튜브의 단부에 근접하여 위치되는
    에어로졸 송달 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공기 유동 튜브는 상기 저장소에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는
    에어로졸 송달 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 압입 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 억지 끼워맞춤 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 짝을 이루는 돌출부 및 오목부를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는 자기 결합을 위해 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러는, 상기 커플러의 커넥터 단부에 대한 그 내부에 하나 이상의 깊이에 위치된 하나 이상의 전기 접점을 포함하고,
    상기 카트리지의 베이스는, 상기 베이스의 커넥터 단부에서 노출되고 상기 제어 보디의 커플러 내의 하나 이상의 깊이에 위치된 상기 하나 이상의 전기 접점과의 전기 접속을 형성하도록 배열된 하나 이상의 전기 단자 단부를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제어 보디의 커플러와 상기 카트리지의 베이스는, 상기 제어 보디의 하나 이상의 전기 접점과 상기 카트리지의 하나 이상의 전기 단자 단부가 상기 커플러에 대한 상기 베이스의 다수의 회전 배향에서 전기 접속을 형성하도록 구성되는
    에어로졸 송달 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 제어 보디의 하나 이상의 전기 접점은 상기 제어 보디 내의 복수의 부품에 전기적으로 연결되는
    에어로졸 송달 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 복수의 부품은 상기 제어 부품 및 상기 전기 전원을 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 분무기는 전기 히터를 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 카트리지는, 상기 전기 히터로부터 상기 전기 단자 단부로 연장하는 전기 단자를 더 포함하는
    에어로졸 송달 장치.
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