KR20240088968A

KR20240088968A - 에어로졸 생성 디바이스

Info

Publication number: KR20240088968A
Application number: KR1020247013165A
Authority: KR
Inventors: 레이스 슬리만 부추이귀르
Original assignee: 제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2022-09-21
Publication date: 2024-06-20
Also published as: EP4412481A1; WO2023057206A1; CN118284347A; JP2024533028A

Abstract

에어로졸 생성 디바이스(1)는 에어로졸 생성 물품(10)이 디바이스(1)의 가열 챔버(12)에 삽입되거나 그로부터 철수될 때를 검출하기 위한 감지 수단을 포함한다. 롤러(26)가 롤러 축(28)을 중심으로 회전하도록 장착되어 미리 획정된 삽입 경로를 따라 이동하는 물품(10)이 롤러(26)의 표면과 맞물리고 롤러가 회전하게 한다. 감지 수단은 롤러(26)의 회전 방향을 결정한다. 감지 수단은 롤러(26)의 특성, 예컨대, 롤러의 반경 또는 자기장에 응답할 수 있다. 특성은 롤러(26)와 인접하게 배치된 하나 이상의 센서(34)에 의해 검출될 수 있는 하나 이상의 인덱스(54)를 획정하기 위해 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경될 수 있다.

Description

에어로졸 생성 디바이스

본 개시내용은 일반적으로 에어로졸 생성 디바이스의 사용자에 의해 흡입하기 위한 에어로졸을 생성하도록 에어로졸 생성 기재를 가열하기 위한 에어로졸 생성 디바이스에 관한 것이다. 본 개시내용은 휴대용(핸드-헬드) 에어로졸 생성 디바이스에 특히 적용 가능하다. 이러한 디바이스는 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 생성하기 위해 전도, 대류 및/또는 복사에 의해 에어로졸 생성 기재, 예를 들어, 담배 또는 다른 적합한 물질을 연소시키지 않고 가열한다.

저감된 위험 또는 수정된 위험의 디바이스(에어로졸 생성 디바이스 또는 증기 생성 디바이스로도 알려짐)의 유행 및 사용이 종래의 담배 제품의 사용에 대한 대안으로서 최근에 빠르게 성장해 왔다. 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 생성 물질을 가열하거나 또는 가온하는 다양한 디바이스 및 시스템이 이용 가능하다.

흔히 입수 가능한 감소된 위험 또는 수정된 위험의 디바이스는 가열식 기재 에어로졸 생성 디바이스 또는 소위 비연소 가열식 디바이스이다. 이 유형의 디바이스는 일반적으로 150℃ 내지 300℃의 범위의 온도까지 에어로졸 생성 기재를 가열함으로써 에어로졸 또는 증기를 생성한다. 에어로졸 생성 기재를 태우거나 연소시키는 일 없이, 이 범위 내의 온도까지 에어로졸 생성 기재를 가열하는 것은 일반적으로 냉각되고 응축되어 디바이스의 사용자에 의한 흡입을 위한 에어로졸을 형성하는 증기를 생성한다.

일반적인 용어에서, 증기는 그 임계 온도보다 더 낮은 온도에서 기체 상태인 물질이고, 이는 온도를 감소시키는 일 없이 그 압력을 증가시킴으로써 증기가 액체로 응축될 수 있다는 것을 의미하는 반면에, 에어로졸은 공기 또는 다른 기체 내의 미세 고체 입자 또는 액체의 액적(liquid droplet)의 현탁체이다. 그러나, 용어 '에어로졸' 및 '증기'는, 특히 사용자가 흡입하도록 생성되는 흡입 가능한 매체의 형태와 관련하여, 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다는 것에 유의해야 한다.

현재 입수 가능한 에어로졸 생성 디바이스는 복수의 상이한 방식 중 하나를 사용하여 에어로졸 생성 기재에 열을 제공할 수 있다. 그러한 하나의 방식은 유도 가열 시스템을 사용하는 것이다. 이러한 디바이스에서, 유도 코일이 디바이스에 제공되고 유도 가열식 발열체가 에어로졸 생성 기재를 가열하도록 제공된다. 사용자가 디바이스를 활성화시킬 때 전기 에너지가 유도 코일에 공급되고 이는 결국 교번하는 전자기장을 생성한다. 발열체가 전자기장과 결합하고 예를 들어, 전도에 의해, 에어로졸 생성 기재로 전달되는 열을 생성하고 에어로졸 생성 기재가 가열될 때 에어로졸이 생성된다. 또 다른 방식은 전류가 가열 요소에 직접적으로 공급되는 저항성 가열 시스템을 사용하는 것이다. 가열 요소는 예를 들어, 전도에 의해, 에어로졸 생성 기재로 전달되는 열을 생성한다. 발열체 또는 가열 요소는 에어로졸 생성 기재를 둘러쌀 수 있고 에어로졸 생성 기재의 외부면에 열을 전달할 수 있다. 대안적으로, 발열체 또는 가열 요소는 에어로졸 생성 기재가 에어로졸 생성 디바이스에 삽입될 때 에어로졸 생성 기재에 내장되는 블레이드의 형태일 수 있다.

에어로졸 생성 기재는 에어로졸 생성 디바이스에 제거 가능하게 수용되는 소모품의 일부를 형성한다. 일반적으로, 에어로졸 생성 기재를 포함하는, 소모품의 원위 단부가 에어로졸 생성 디바이스의 가열 챔버에 수용되는 반면에, 소모품의 근위 단부는 사용자의 입과 맞물릴 수 있도록 에어로졸 생성 디바이스로부터 돌출된다. 소모품이 디바이스에 삽입되거나 디바이스로부터 철수되는 것을 에어로졸 생성 디바이스가 검출할 수 있어서, 디바이스의 특정한 기능이 적절한 방식으로 활성화되거나 비활성화될 수 있는 것이 유익하다.

본 발명은 에어로졸 생성 디바이스를 제공하고 에어로졸 생성 디바이스는,

미리 획정된 삽입 경로를 따라 가열 챔버로 삽입되거나 동일한 삽입 경로를 따라 가열 챔버로부터 철수될 수 있는 세장형 에어로졸 생성 물품을 수용하기 위한 가열 챔버;

삽입 경로를 따라 이동하는 에어로졸 생성 물품이 롤러의 표면과 맞물려서, 롤러가 회전하게 하도록 삽입 경로와 대체로 수직인 롤러 축을 중심으로 회전하도록 장착된 롤러; 및

롤러의 회전 방향을 결정하기 위한 감지 수단을 포함한다.

롤러의 사용은 소모품이 삽입되거나 제거될 때, 소모품의 선형 이동을 복수의 대안적인 방법을 사용하여 검출될 수 있는 회전 이동으로 전환하는 편리하고 기계적으로 간단한 방식을 제공한다. 롤러의 회전 이동은 조밀한 공간 내에서 발생하고, 이는 감지 수단이 핸드-헬드 에어로졸 생성 디바이스의 제한된 용적 내에 배치될 수 있게 한다. 롤러의 회전 방향을 검출함으로써, 디바이스는 소모품이 삽입되거나 제거되는지를 결정할 수 있고, 이는 적절한 방식으로 디바이스를 제어하는 데 중요하다. 이동이 방향을 결정하는 일 없이 검출되었다면, 삽입은 소모품의 이전의 상태가 알려져 있는 경우에 오직 제거로부터 구별될 수 있다. 즉, 소모품이 존재하는 것으로 이전에 알려져 있다면, 이동은 소모품이 이제 제거된다는 것을 나타낼 수 있고; 소모품이 이전에 부재한 것으로 알려져 있다면, 이동은 소모품이 이제 삽입된다는 것을 나타내야 한다. 본 발명에 대해, 소모품의 상태의 메모리를 저장하거나 대안적으로, 소모품의 존재 또는 부재를 검출하기 위해 별개의 센서를 사용하는 것이 필수적이지 않다.

바람직하게는, 롤러는 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성을 포함하고 감지 수단은 롤러가 센서를 지나 회전하여 롤러의 회전 방향을 결정할 때 특성의 변동을 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 특성은 센서에 의해 측정될 수 있는 임의의 물리적 특성일 수 있다. 측정은 연속적인 값일 필요가 없다: 측정은 센서로부터 2-상태(온/오프) 출력 신호를 제공하기 위해 존재하거나 부재할 수 있는 특성의 검출을 포함한다. 특성은 롤러에 대한 내부적인 것일 수 있고, 예를 들어, 자기 특성; 표면 특성, 예컨대, 휘도 또는 색상; 또는 외부 특성, 예컨대, 롤러의 반경일 수 있다.

바람직하게는, 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따른 롤러의 특성의 변동은 롤러의 인덱스 각도 위치(index angular position)에서 인덱스를 획정하고; 감지 수단은 롤러 축을 중심으로 제1 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 수 있는 제1 센서 및 롤러 축을 중심으로 제2 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 수 있는 제2 센서를 포함하고; 제1 센서 각도 위치와 제2 센서 각도 위치 사이의 각도는 180° 미만이다. 인덱스는 센서에 의해 측정될 수 있고 롤러가 센서를 지나 회전됨에 따라 롤러의 각도 위치를 식별하도록 사용될 수 있는 해당 특성의 임의의 특징부이다. 인덱스는 오직 감지 수단의 다른 양상 또는 센서와 관련하여 잘 획정될 수 있다. 인덱스는 반드시 롤러의 전체 원주의 주위에서 고유한 각도 위치를 식별할 필요가 없다: 인덱스는 롤러가 원주의 주위에서 식별 가능한 패턴(반복되는 패턴을 포함함)의 일부를 형성한다면 롤러의 회전 방향을 결정하기 위해 여전히 유용할 수 있다. 180° 미만의 각도 간격으로 제1 및 제2 센서를 배치함으로써, 2개의 센서가 인덱스의 통과를 검출하는 순서는 롤러의 회전 방향에 따라 변화될 것이고, 따라서 방향이 결정되게 된다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 감지 수단은 타이머 및 비교기를 더 포함한다. 롤러가 회전될 때, 타이머는 제1 센서가 제1 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제2 센서가 제2 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 때까지의 제1 시간 간격, 및 제2 센서가 제2 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제1 센서가 제1 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 때까지의 제2 시간 간격을 측정한다. 이어서 비교기는 제1 간격과 제2 간격을 비교하여 롤러의 회전 방향을 결정한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 감지 수단은 타이머, 비교기, 및 롤러 축을 중심으로 제3 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출할 수 있는 제3 센서를 더 포함한다. 롤러가 회전될 때, 타이머는 제1 센서가 제1 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출하는 제1 시간, 제2 센서가 제2 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출하는 제2 시간, 및 제3 센서가 제3 센서 각도 위치를 지나는 인덱스의 이동을 검출하는 제3 시간을 측정한다. 이어서 비교기는 제1 시간, 제2 시간 및 제3 시간이 발생하는 순서로부터 롤러의 회전 방향을 결정할 수 있다. 이 실시형태에서, 결정이 시간 간격을 측정하고 비교하는 것에 의존적이지 않으므로, 부가적인 센서를 제거하여, 결정은 롤러의 회전 속도의 가능한 변화에 대하여 덜 민감하다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 롤러의 측정된 특성은 바람직하게는 거울-대칭이 아닌 패턴으로 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경된다. 이것은 단일 센서만을 사용하여 또는 센서의 더 간단한 배치를 사용하여 롤러의 회전 방향을 결정하는 것이 가능할 수 있다는 이점을 갖는다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따른 롤러의 특성의 비대칭 변경은 롤러의 제1 및 제2 인덱스를 획정하고, 센서는 제1 및 제2 인덱스를 구별할 수 있고, 제1 및 제2 인덱스의 각도 위치는 180° 미만으로 이격된다. 따라서, 센서가 각각의 인덱스의 통과를 검출하는 순서는 롤러의 회전 방향에 따라 변경될 것이고, 따라서 방향이 결정되게 된다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따른 롤러의 특성의 비대칭 변경은 롤러의 제1, 제2 및 제3 인덱스 각도 위치에서 제1, 제2 및 제3 인덱스를 각각 획정하고, 제1, 제2 및 제3 인덱스 각도 위치 사이의 각도는 모두 상이하다. 롤러가 대략 일정한 속도로 회전되면, 각각의 인덱스의 상이한 각도 간격은 센서에 의한 통과한 인덱스의 검출 사이에 상이한 시간 간격의 패턴을 발생시킬 것이다. 따라서 감지 수단은 상이한 시간 간격이 발생하는 순서로부터 롤러의 회전 방향을 결정할 수 있다. 이 실시형태는 센서가 상이한 유형의 인덱스를 구별할 필요가 없을 수 있다는 이점을 갖는다. 예를 들어, 이것은 인덱스의 존재 또는 부재만을 결정할 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성은 자기 특성이고; 상기 또는 각각의 센서는 롤러가 센서를 지나 회전됨에 따라 자기장의 변화를 검출할 수 있다. 자기장 센서는 이동하는 기계적 부품을 필요로 하지 않고 전자기 회로에 쉽게 통합되고, 이는 에어로졸 생성 디바이스의 간단한 설계 및 제작을 허용한다. 자기장 센서는 예를 들어, 홀 효과(Hall effect) 센서일 수 있다. 롤러는 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 자기 특성을 생성하도록 배치되는 하나 이상의 영구 자석을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성은 롤러의 반경이고; 상기 또는 각각의 센서는 롤러가 센서를 지나 회전됨에 따라 롤러의 반경의 변화를 검출할 수 있다. 가변하는 반경의 롤러는 제작하기 간단하고, 서로 끌어당기거나 밀어내고 영구 자석으로 금속성 입자를 끌어당기는 영구 자석의 경향으로 인해 예를 들어, 제작 환경에서 영구 자석의 사용으로부터 발생할 수 있는 문제를 방지한다.

롤러의 가변하는 반경은 롤러의 표면과 접촉하거나 접촉하는 일 없이, 다양한 방식으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 또는 각각의 센서는 롤러가 회전됨에 따라 롤러의 표면과 맞물리고 롤러의 반경의 변화에 응답하여 롤러 축을 향하여 그리고 롤러 축으로부터 멀리 이동하는 센서 요소를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 연속적인 변수로서 반경의 변화를 측정할 수 있거나, 센서는 센서 요소가 롤러 축을 향하여 그리고 롤러 축으로부터 멀리 이동됨에 따라 온 상태와 오프 상태 간에 토글링되는 전기 스위치를 더 포함할 수 있다. 따라서, 센서에 의해 출력되는 측정 신호는 본질적으로 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다.

에어로졸 생성 디바이스는 가열 챔버에 수용된 에어로졸 생성 물품을 가열하기 위한 가열기; 롤러의 회전을 계수하기 위한 계수기; 및 계수기가 미리 결정된 회전 수를 계수할 때 가열기를 활성화시키기 위한 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 물품이 미리 획정된 삽입 경로를 따라 삽입될 때 롤러의 회전을 계수함으로써, 디바이스는 물품이 이동하는 거리를 측정할 수 있고 따라서 물품이 가열 챔버에 완전히 삽입되었을 때를 결정할 수 있다. 이것은 고온에 노출될 수도 있는, 가열 챔버의 원위 단부에서 추가의 센서에 대한 필요성을 방지한다.

본 발명은 에어로졸 생성 물품이 에어로졸 생성 디바이스의 가열 챔버에 삽입되거나 가열 챔버로부터 철수될 때를 결정하는 방법을 더 제공하고, 방법은,

에어로졸 생성 디바이스를 미리 획정된 삽입 경로를 따라 가열 챔버로 또는 가열 챔버로부터 이동시키는 단계;

삽입 경로와 대체로 수직인 롤러 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 롤러의 표면과 에어로졸 생성 물품을 맞물리게 하여, 롤러를 회전시키는 단계; 및

감지 수단을 사용하여 롤러의 회전 방향을 결정하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 에어로졸 생성 디바이스의 개략적인 입면도이다.
도 2는 도 1의 라인(A-A)의 개략적인 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 상이한 유형의 롤러 특성 및 이들을 측정하도록 사용될 수 있는 센서를 개략적으로 예시한다.
도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 인덱스와 센서의 가능한 배치, 및 이들이 롤러의 회전 방향을 도출하도록 사용될 수 있는 방식의 일부 예를 예시한다. 각각의 번호가 매겨진 도면은 롤러와 관련하여 인덱스와 센서의 배치를 개략적으로 예시하는 도 A, 및 시간에 대해 플롯팅된, 센서에 의해 출력되는 신호를 나타내는 도 B를 포함한다.

도 1은 하우징(2) 내에 조립되는 핸드헬드 에어로졸 생성 디바이스(1)를 도시한다. 하우징(2)은 상세히 예시되지 않은, 배터리(4) 및 제어 회로(6)를 포함한다. 배터리(4)는 종래의 것일 수 있고 디바이스(1)를 위한 전력원의 역할을 한다. 제어 회로(6)는 배터리(4)로부터 전력을 수용하고 배터리(4)로부터 소모품(10)을 가열하기 위한 가열기(8)로의 전력의 공급을 포함하는, 디바이스(1)의 작동을 제어한다. 제어 회로(6)는 하나 이상의 센서로부터 수신하는 신호에 응답하여 디바이스(1)의 작동을 변경할 수 있고, 이의 예가 아래에 설명된다. 디바이스(1)는 또한 예를 들어, 광, 음향 또는 디스플레이 스크린을 통해 사용자에게 정보를 전달하고, 예를 들어, 버튼 또는 터치 스크린을 통해 사용자로부터 명령어를 수신하도록 사용되는 사용자 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 디바이스는 정보를 원격 디바이스에 전송하고/하거나 원격 디바이스로부터 정보를 수신하기 위한 전송기/수신기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전송기/수신기는 임의의 적합한 통신 기술, 바람직하게는 무선 기술, 예컨대, 블루투스^®또는 와이파이를 사용할 수 있다. 원격 디바이스는 정보를 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 명령어를 수신하거나 제어 회로(6)를 위한 데이터 처리를 수행하도록 사용될 수 있는, 사용자의 스마트폰일 수 있다. 원격 디바이스는 대안적으로 디바이스(1)의 사용에 대한 데이터를 수집하고 저장하며, 디바이스(1)의 제어 회로(6)를 위한 데이터 처리를 수행하거나 데이터, 예를 들어, 소프트웨어 업그레이드를 디바이스(1)에 제공하도록 사용될 수 있는, 예를 들어, 디바이스(1)의 제작업체에 의해 작동되는, 중앙 컴퓨터일 수 있다.

하우징(2)은 하나의 단부에서 보이지 않는, 가열 챔버(12)를 포함한다. 다른 단부에서, 가열 챔버(12)는 하우징(2)의 구멍(14)을 통해 디바이스의 외부에 개방된다. 디바이스(1)가 사용 중이 아닐 때 디바이스를 폐쇄하도록 구멍(14)에 걸쳐 이동될 수 있는 활주 덮개(16)가 제공될 수 있다. 가열 챔버(12)가 소모품(10)의 원위 단부(18)를 수용하도록 크기 설정되고 성형되어 소모품(10)의 근위 단부(19)가 디바이스(1)로부터 구멍(14)을 통해 돌출되고 흡연 시간 동안 사용자의 입에 수용될 수 있다. 예를 들어, 가열 챔버(12)는 원통형 형상의 전형적인 소모품(10)을 수용하기 위해 대체로 원형 단면을 가질 수 있다. 소모품(10)의 다른 형상, 예를 들어, 평탄화된 카드 같은 형상이 알려져 있고, 이 경우에 가열 챔버(12)는 대체로 직사각형 단면을 가진 슬롯의 형태일 수 있다. 가열 챔버(12)의 내부 치수가 소모품(10)의 외부 치수보다 약간 더 클 수 있어서 사용자가 소모품(10)의 근위 단부(19)를 빨 때, 공기가 구멍(14)으로부터 흐르고 원위 단부(18)로 인출되기 위해 외부 주위에 공간이 있다.

소모품(10)이 화살표(21)로 표시된 바와 같이, 구멍(14)을 통해 그리고 미리 획정된 삽입 경로(20)를 따라 가열 챔버(12)에 삽입되어, 가열 챔버(12)에 완전히 삽입될 때 원하는 위치에 도달한다. 구멍(14)의 단면이 가열 챔버(12)의 단면보다 다소 더 커서 사용자가 소모품(10)을 구멍(14)으로 삽입하는 것을 더 쉽게 할 수 있다. 목구멍 부분(22)이 구멍(14)과 가열 챔버(12) 사이에 제공될 수 있고, 목구멍 부분(22)의 단면이 구멍(14)으로부터 내향으로 테이퍼져서 삽입 경로(20)를 따라 원하는 위치를 향하여 소모품(10)을 안내한다. 목구멍 부분(22)은 가열 챔버(12)(예시된 바와 같음)의 벽과 일체형으로 형성될 수 있거나 목구멍 부분은 가열 챔버(12)의 내부에서 고온을 견딜 필요가 없는 물질로 형성된 별개의 컴포넌트일 수 있다. 목구멍 부분(22)은 롤러(26)에 회전 장착을 제공할 수 있다. 돌출부(23)가 가열 챔버(12)의 내부에 제공되어 소모품(10)을 원하는 위치에서 지지할 수 있다. 소모품(10)이 후속하여 동일한 삽입 경로(20)를 따라 반대 방향으로 가열 챔버(12)로부터 철수될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

소모품(10)은 원위 단부(18)에서 또는 그 근방에서 에어로졸 생성 기재(24)를 포함한다. 에어로졸 생성 기재(24)의 온도가 증가될 때, 에어로졸 생성 기재는 소모품의 근위 단부(19)를 통해 사용자의 입 및 폐로 이동될 수 있는 증기 또는 에어로졸을 방출한다. 에어로졸은 활성 성분, 예컨대, 니코틴 및 부가적인 성분, 예컨대, 항료를 포함할 수 있다. 에어로졸 생성 기재(24)와 근위 단부(19) 사이의 공간은 에어로졸이 흡입되기 전에 에어로졸이 적합한 온도로 냉각될 기회를 허용한다. 공간은 또한 필터(미도시)를 포함할 수 있다.

가열기(8)는 열을 가열 챔버(12)의 내부에 적용하고 가열 챔버(12)에 수용된 소모품(10)의 에어로졸 생성 기재(24)의 온도를 상승시키도록 구성된다. 예를 들어, 가열기(8)는 가열 챔버(12) 내의 발열체(미도시)에서 열을 유도하도록 활성화될 수 있는, 가열 챔버(12)를 둘러싸는 유도 코일을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 가열기(8)는 저항성 가열을 사용할 수 있다. 가열기(8)는 열을 소모품에 전도하기 위해 소모품(10)과 직접적으로 접촉하는 블레이드 또는 다른 요소(미도시)를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 가열기(8)는 공기가 소모품(10)의 원위 단부(18)로 흐르기 전에 공기를 예열하도록 설계될 수 있다. 에너지를 절약하기 위해 그리고 에어로졸 생성 물질의 온도가 과도하게 증가하는 것을 방지하기 위해, 디바이스(1)가 가열 챔버(12)를 통한 공기의 이동을 검출할 수 있는 압력 또는 흐름 센서(미도시)를 포함하여, 사용자가 소모품(10)을 빤다고 결정할 때 제어 회로(6)가 오직 가열기(8)를 활성화시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 롤러(26)는 삽입 경로(20)(도 2에서 보이는 바와 같음)의 라인과 대체로 수직인 축(28)을 중심으로 한 회전을 위해 에어로졸 생성 디바이스(1)에 장착된다. 롤러(26)의 원주면(30)이 가열 챔버(12) 또는 목구멍 부분(22)의 내부로 약간 연장되어 삽입 경로(20)에 있는 소모품(10)의 표면과 접촉한다. 소모품(10)이 삽입 경로(20)(화살표(21)로 표시됨)를 따라 가열 챔버로 삽입될 때, 소모품(10)의 표면과 롤러(26) 간의 마찰은 롤러(26)가 일 방향(화살표(32))로 표시된, 도 1에서 보이는 바와 같은 반시계 방향)으로 회전하게 한다. 소모품(10)이 삽입 경로(20)를 따라 반대 방향으로 가열 챔버로부터 철수될 때, 소모품(10)의 표면과 롤러(26) 간의 마찰은 롤러(26)가 반대 방향(도 1에서 보이는 바와 같은 시계 방향)으로 회전하게 한다. 롤러(26)의 표면(30)과 소모품(10)의 표면 간의 마찰 접촉은 롤러 표면(30)을 질감처리함으로써 또는 탄성 또는 고마찰 물질, 예컨대, 고무로 롤러 표면을 형성함으로써 향상될 수 있다. 롤러(26)가 바람직하게는 구멍(14)과 비교적 가깝게 장착되어 소모품(10)의 삽입은 소모품이 구멍(14)에 진입한 후 곧 검출될 수 있다. 롤러(26)의 직경과 위치는, 바람직하게는 소모품(10)이 가열 챔버(12)에 완전히 삽입되는 롤러(26)와의 초기 접촉부로부터 이동됨에 따라, 소모품이 롤러(26)를 구동시켜서 적어도 1회의 완전한 회전을 완료하게 하도록 이루어져야 한다.

롤러(26)의 모든 특성이 롤러 축(28)을 중심으로 한 완벽한 원형 대칭을 갖는 것은 아니다: 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 적어도 하나의 특성(아래에서 논의됨)이 있다. 롤러(26)가 회전됨에 따라 특성의 변동을 측정할 수 있는, 하나 이상의 센서(34)가 롤러(26)와 인접하게 위치된다. 하나 이상의 센서(34)는, 단독으로 또는 제어 회로(6)에 의해 제공되는 로직과 조합하여, 롤러(26)의 회전 방향을 검출하는 감지 수단을 형성한다. 회전 방향으로부터, 제어 회로(6)는 소모품(10)이 삽입되거나 철수될 때를 알고 에어로졸 생성 디바이스(1)를 적합한 방식으로 작동시킴으로써 응답할 수 있다. 예를 들어, 소모품(10)이 삽입될 때, 소모품은 디바이스(1)를 활성화시킬 수 있거나, 활성화 전에, 디바이스는 디바이스(1)와 함께 사용되는 데 적합할 때 소모품(10)을 인증하고/하거나 사용자를 디바이스(1)의 공인된 사용자로 인증하는 단계를 수행할 수 있다. 소모품(10)이 철수될 때, 제어 회로(6)는 디바이스(1)를 비활성화시킬 수 있고 제어 회로는 방금 종료된 흡연 시간의 상세사항을 기록하거나 전송하는 것과 같은 다른 단계를 수행할 수 있다.

센서(들)(34)가 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 롤러(26)의 특성을 측정할 수 있기 때문에, 측정은 롤러(26)의 각각의 회전에 따라 주기적인 방식으로 반복된다. 따라서, 감지 수단이 회전수를 계수하고, 알려진 롤러(26)의 원주로부터, 소모품(10)이 디바이스에 얼마나 멀리 삽입(또는 디바이스로부터 철수)되었는지를 결정하는 것이 쉽다. 특히, 이것은 소모품(10)이 가열 챔버(12)에 완전히 삽입되지 않았고 이에 따라 에어로졸 생성 기재(24)가 가열기(8)에 의해 가열될 최적의 위치에 없다면, 제어 회로(6)가 에어로졸 생성 디바이스(1)의 활성화를 방지하게 한다. 이 상황에서, 제어 회로(6)는 바람직하게는 소모품(10)이 정확하게 삽입되지 않았다는 경고를 사용자에게 발행한다.

도 2는 도 1의 라인(A-A)의 개략적인 평면도이다. 이것은 원통형 소모품(10)의 축과 대체로 수직인 롤러 축(28)을 중심으로 회전하도록 장착된 롤러(26)를 도시한다. 바람직하게는, 롤러(26)의 단부가 베어링(미도시)에 장착되지만 대안적으로 롤러는 롤러의 보어를 관통하는 차축을 중심으로 회전할 수 있다. 도 2는 센서(34)가 소모품(10)과 접촉하는 표면(30)으로부터 롤러의 축방향으로 어떻게 오프셋될 수 있는지를 예시한다. 이것은 센서(34)에 의해 검출되는, 롤러(26)의 인덱스 부분(36)이 접촉면(30)으로부터 분리되게 한다. 특히, 센서(34)에 의해 측정되는 롤러(26)의 가변하는 특성이 롤러(26)의 반경이라면, 인덱스 부분(36)의 반경이 자유롭게 변경될 수 있는 반면에 접촉면(30)의 반경은 소모품(10)과의 우수한 접촉을 유지하기 위해 균일하게 유지된다. 대안적으로, 접촉면(30)이 소모품(10)과의 고마찰 맞물림을 제공하도록 설계될 수 있는 반면에 센서(34)는 인덱스 부분(36)과 활주 접촉을 이루도록 설계될 수 있다.

도 2는 소모품의 나머지보다 약간 더 큰 반경을 가진 롤러(26)의 접촉면(30)을 도시한다. 추가 반경은 소모품이 롤러(26)를 지나갈 때 소모품(10)의 표면을 변형하고 파지할 수 있는 고무와 같은 탄성 물질의 슬리브에 의해 또는 소모품(10)의 종이 포장지를 만입할 수 있는 얕은 나사산(미도시)에 의해 차지될 수 있다. 다른 실시형태에서, 롤러(26)의 인덱스 부분(36)과 접촉면(30)이 서로 축방향으로 정렬될 수 있고, 하나 이상의 센서(34)는 이들이 소모품(10)의 통과를 방해하지 않는, 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도 위치에 유사하게 정렬된다. 또 다른 실시형태에서, 롤러(26)의 측정 가능한 특성이 롤러(26)의 전체 축방향 길이를 따라 존재할 수 있으므로, 분명한 인덱스 부분(36)이 없다.

본 명세서에서, 용어 "인덱스"가 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 롤러(26)의 특성과 관련하여 사용되어, 센서(34)에 의해 측정되고 롤러가 센서(34)를 지나 회전됨에 따라 롤러(26)의 각도 위치를 식별하기 위해 사용될 수 있는 해당 특성의 임의의 특징을 의미한다. 인덱스가 오직 사용되는 감지 수단과 관련하여 잘 규정될 수 있다: 예를 들어, 인덱스는 연속적으로 가변하는 특성의 측정된 값이 미리 결정된 문턱값을 초과하는 각도 위치일 수 있다. 이 점을 염두에 두고, 감지 수단이 인덱스를 검출하는지의 여부가 또한 롤러(26)의 회전 방향에 따라 달라진다: 본 발명의 주어진 실시형태에서, 측정된 특성의 값이 문턱값 초과로 증가될 때 인덱스가 검출되면, 롤러(26)가 반대 방향으로 회전할 때, 롤러(26)의 동일한 각도 위치에서, 대신에 값이 문턱값 미만으로 감소될 가능성이 크다. 게다가, 인덱스는 반드시 롤러(26)의 전체 원주의 주위에서 고유한 각도 위치를 식별할 필요가 없다: 인덱스는 인덱스가 원주의 주위에서 식별 가능한 패턴(반복되는 패턴을 포함함)의 일부를 형성하면 여전히 유용할 수 있다.

도 3 내지 도 6은 롤러(26)의 인덱스 부분(36)의 상이한 유형의 특성 및 센서(34)가 이들을 측정하도록 사용될 수 있는 방식을 개략적으로 예시한다.

도 3에서, 가변하는 특성은 자기장이다. 영구 자석(38)이 롤러(26)의 중앙에 장착되고, 자석(38)의 남북 축이 롤러 축(28)과 대체로 수직으로 있으므로 자석(38)의 북극이 롤러(26)의 하나의 반-원통이고 자석(38)의 남극이 다른 반-원통이다. 센서(34)는 롤러(26)가 회전할 때 영구 자석(38)에 의해 유발되는 자기장의 변화를 검출할 수 있는, 롤러(26)의 인덱스 부분(36)의 표면과 가까이 배치되는, 자기장 센서(40), 예컨대, 홀 효과 센서이다. 인덱스는 예를 들어, 음에서 양으로(또는 남에서 북으로) 측정된 자기장이 변화되는 롤러(26)의 각도 위치로서 규정될 수 있다. 영구 자석(38)이 롤러(26)의 중앙에 장착되는 것이 필수적이지 않다. 단일 자석이 중앙에서 벗어나게 장착될 수 있고, 롤러(26)가 불균형하게 되는 것을 방지하는 적합한 균형추를 갖거나, 복수의 자석이 롤러(26)의 원주의 주위에 배치될 수 있고, 각각은 롤러가 센서(34)를 지나 회전됨에 따라 인덱스를 획정한다.

자석을 사용하여 회전 방향을 검출하는 다른 방법이 쉽게 구상될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 예시된 자석과 같은 영구 자석에 의해 제공되는, 예를 들어, 회전 자기장이 코일에서 전류를 유도하기 위한 다이너모(dynamo)의 역할을 할 수 있다. 이러한 전류가 검출될 수 있고 전류 방향이 롤러(26)의 회전 방향을 나타낼 수 있다.

도 4에서, 가변하는 특성이 다시 자기장이고 센서(34)가 다시 자기장 센서(40), 예컨대, 홀 효과 센서이다. 그러나, 이 경우에 자기장은 영구 자석일 수 있거나 에어로졸 생성 디바이스(1)가 사용 중일 때만 작동되는 전자석일 수 있는, 롤러(26)의 외부의 고정된 자석(41)에 의해 제공된다. 이 경우에 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 가변하는 롤러(26)의 특성은 자화율 또는 자기화성이다. 도 4는 롤러(26)의 하나의 원통형 반-원통(42)이 상대적으로 높은 자화율 물질, 예컨대, 철로 형성되는 반면에, 롤러(26)의 다른 반-원통이 상대적으로 더 낮은 자화율의 물질로 형성되는 것을 나타낸다. 롤러(26)가 회전됨에 따라, 고정된 자석(41)으로부터 장선이 롤러(26)의 물질을 통해 가변하는 정도로 전환될 것이고 자기장 센서(40)는 하나 이상의 인덱스가 결정되어 롤러(26)의 각도 위치를 식별할 수 있는 고정된 위치에서 상이한 자기장 강도를 측정할 것이다.

롤러(26)가 상대적으로 높은 자화율 물질과 상대적으로 낮은 자화율 물질 사이에서 절반으로 정확히 분할되는 것이 필수적이지 않다. 예를 들어, 높은 자화율 물질의 단일 삽입부 또는 복수의 삽입부들이 다르게는 균일한 롤러 물질에 내장되어 롤러(26)의 원주의 주위에 배치된 위치에서 하나 이상의 인덱스를 형성할 수 있다.

도 5는 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 가변하는 특성이 롤러의 반경인, 롤러(26)를 나타낸다. 이 예에서, 롤러의 인덱스 부분(36)은 원주의 대다수의 주위에서 실질적으로 균일한 반경을 갖는다. 그러나, 짧은 각도 범위에 걸쳐, 반경이 증가되어 방사상 돌출부(44)를 형성한다. 롤러(26)의 반경을 측정할 수 있는 센서(34)는 롤러가 회전됨에 따라 롤러(26)의 표면 위에서 활주하는 핀(45)으로서 개략적으로 도시된다. 핀(45)은 핀(45)이 방사상 내향으로 향하게 하는 스프링(46)의 힘에 의해 롤러 표면과 접촉하게 유지된다. 핀(45)이 적어도 롤러 축(28)과 수직인 평면에 둥근 팁으로 형성되어, 방사상 돌출부(44)가 센서(34)를 지나 이동될 때, 핀(45)이 센서를 넘어, 핀(45)이 스프링(46)의 힘에 대항하여, 방사상 외향으로 변위되게 될 수 있다. 수단(미도시)은 롤러(26)의 가변하는 반경을 나타내는 신호를 생성하기 위해 핀(45)의 방사상 이동에 응답한다. 핀(45)의 방사상 이동이 온(ON) 또는 오프(OFF)인 신호를 생성하는 스위치(미도시)를 간단히 작동시킬 수 있어서, 롤러(26)의 원주의 주위에 배치된 복수의 이러한 돌출부(44)가 신호의 디지털 코드를 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

방사상 돌출부(44) 대신에, 롤러 축(28)의 주위의 인덱스 위치는 도 5의 파선으로 나타낸 바와 같이, 방사상 오목부(48)에 의해 획정될 수 있다. 이러한 오목부(48)가 센서(34)의 각도 위치를 지나 회전될 때, 핀(45)이 외향 대신 방사상 내향으로 이동된다. 오목부가 적어도 핀(45)의 폭을 수용하도록 충분히 넓어야 하기 때문에 돌출부(44)보다 더 큰 각도에 걸쳐 연장되는 오목부(48)가 도시된다. 조합한 돌출부(44)와 오목부(48)의 사용이 배제되지 않고, 이는 센서가 3개의 가능한 상태, 예를 들어, 0, 양 또는 음의 상태를 가진 신호를 생성하는 것을 발생시킬 것이다.

도 5에 예시된 돌출부(44) 및 오목부(48)는 본질적으로 "정사각형"이고, 즉, 이들은 이들의 각도 정도에 걸쳐, 반경의 실질적으로 균일한 증가 또는 감소 각각에 의해 형성된다. 이것은 특징부가 센서를 지나 회전됨에 따라 특징부(44, 48)의 시작 또는 종료 시 핀(45)의 상대적으로 빠른 이동을 발생시킨다. (롤러(26)의 원만한 회전을 보장하는, 핀(45)의 둥근 팁 때문에 센서(34)에 의해 생성되는 신호는 돌출부(44) 또는 오목부(48)와 정확히 동일한 정사각형 프로파일을 갖지 않을 것이다). 이러한 돌출부(44) 또는 오목부(48)의 형상은 2-상태(ON/OFF) 출력 신호가 요망될 때 잘 어울릴 것이다. 도 6은 각도에 따라 반경을 더 점진적으로 변화시키는 방사상 돌출부(50)에 대한 대안적인 가능성을 예시한다. 이것은 롤러(26)의 회전에 더 적은 저항을 제공할 수 있고 이것은 센서(34)가 온 또는 오프 신호보다 연속 변수로써 핀(45)의 위치를 측정하면 더 적합할 수 있다. 도 6의 방사상 돌출부(50)가 다르게는 균일한 반경으로부터 별개의 돌출부로서 여전히 도시되지만, 반경이 롤러(26)의 전체 원주의 주위에서 원만하게 가변적이므로 "디폴트" 반경을 식별하는 것이 전혀 불가능하지는 않다는 것을 이해할 것이다.

예시된 센서 이외의 센서의 유형이 본 발명에 따른 디바이스에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 방사상 돌출부(44), 예컨대, 도 5에 도시된 방사상 돌출부는 롤러 축(28)과 평행하게 도시되는 광빔을 방해함으로써 검출될 수 있다. 이 경우에, 방사상 돌출부(44)는 축방향의 임의의 큰 크기 없이, 얇은 디스크의 일부로서 형성될 수 있고, 이는 핸드헬드 에어로졸 생성 디바이스(1)의 국한된 공간의 이점일 것이다. 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경될 수 있는 특성의 다른 예와 이들을 측정하기 위한 센서의 다른 예가 독자에게 분명할 것이다.

전술한 예의 일부에서, 인덱스 및 센서의 위치가 원칙적으로 교환될 수 있어서, 하나 이상의 센서가 롤러에 따라 회전되고 센서가 이들을 지나 이동됨에 따라 롤러의 주위의 고정된 각도 위치에 배치되는 인덱스를 검출한다는 것에 유의한다. 실제로, 회전하는 롤러에 장착되는 센서에 대한 전기적 연결을 이루는 것이 더 어려워서, 센서는 전력이 센서에 제공될 수 있고 측정 신호가 센서로부터 수신될 수 있게 하는 전기 회로의 일부를 형성할 수 있다.

도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 인덱스와 센서의 가능한 배치, 및 이들이 롤러(26)의 회전 방향을 도출하도록 사용될 수 있는 방식의 일부 예를 예시한다. 각각의 경우에 도 A가 인덱스와 센서의 배치를 개략적으로 예시하고 도 B가 시간에 대해 플롯팅되는, 센서에 의해 출력되는 신호를 나타내는, 도면의 쌍이 있다. 각각의 경우에, 도 B가 시간에 대해 거울-대칭이 아니고, 이는 신호의 예시된 패턴이 롤러(26)의 회전 방향을 결정하기 위해 사용될 수 있다는 것을 의미한다는 것을 알 것이다.

도 7a는 영구 자석(도 7a에 미도시)이 롤러(26)에 장착되어 이의 2개의 절반부가 자기장의 북극과 남극의 역할을 하는, 도 3의 롤러와 유사한 롤러(26)를 나타낸다. s₁ 및 s₂로 표기된 2개의 자기장 센서(34)는 롤러(26)와 인접한 고정된 각도 위치에 배치된다. 센서(34)는 180° 미만으로 각지게 이격된다. 이 예에서, 이들은 대략 90°로 각지게 이격된다. 롤러(26)가 2개의 별개의 극으로 분할된 것으로 예시되지만, 실제로 각각의 센서(34)에 의해 측정되는 자기장은 롤러(26)가 센서를 지나 회전됨에 따라 원만하게 가변될 것이다. 롤러(26)가 회전됨에 따라, 각각의 센서(34)는 도 7b의 각각의 출력 신호(61, 62)에 의해 예시된 바와 같이, 대략 사인파로 가변되는 자기장을 측정할 수 있다. 센서(s₁, s₂)가 상이한 각도 위치에 있기 때문에, 2개의 파(61, 62)는 위상이 다르다: 이 예에서, 센서(s₁)로부터의 신호(61)는 센서(s₂)로부터의 신호(62)를 대략 90°만큼 앞선다.

롤러(26)의 인덱스는 각각의 신호(61, 62)의 원통형 곡선의 균일하고 식별 가능한 인덱스 점(65), 예를 들어, 음의 값에서 양의 값으로 신호가 전이하는 점(65)에 의해 식별될 수 있다. 인덱스가 2개의 센서(34)에 의해 균일하게 식별될 수 있다면, 이것은 실제로 남극에서 북극으로 전이하지만 인덱스의 물리적 해석이 중요하지 않은 롤러(26)의 원주의 각도 위치에 대응할 수 있다. 제어 회로(6)의 일부로서 또는 자체 전용 회로(미도시)로 구현될 수 있는 감지 수단은 각각의 신호에서 인덱스(65)의 타이밍을 비교하여 롤러(26)의 회전 방향을 결정한다.

감지 수단은 제1 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제2 센서(s₂)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때까지의 제1 시간 간격(Δt₁₂)을 결정한다. 감지 수단은 또한 제2 센서(s₂)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제1 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 다시 검출할 때까지의 제2 시간 간격(Δt₂₁)을 결정한다. 롤러(26)의 초기 위치가 알려져 있지 않기 때문에, 2개의 시간 간격은 어떤 순서로든 발생할 수 있다: 제1 시간 간격(Δt₁₂)이 반드시 먼저 검출될 필요는 없다. 제1 시간 간격(Δt₁₂)이 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 짧고, 이는 이 경우에 롤러(26)가 시계 방향으로 회전되는 것을 나타낸다는 것을 도 7b에서 알 수 있다. 센서(s₁)로부터의 신호(61)의 위상이 센서(s₂)로부터의 신호(62)를 앞서는 대신에 뒤쳐진다면, 제1 시간 간격(Δt₁₂)은 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 길어질 것이고, 이는 롤러(26)가 반시계 방향으로 이동하는 것을 나타낼 것이다. 이것으로부터 제1 및 제2 센서(s₁, s₂)의 위치 사이의 각도가 180°가 아닐 수 있는 이유가 이해될 수 있다. 만약 그런 경우라면, 2개의 파는 위상의 180°일 것이고 패턴은 시간에 대해 거울-대칭일 것이다. 즉, 롤러(26)가 반대 방향으로 회전했다면 이는 동일하게 나타났을 것이고, 이러한 배치는 회전 방향을 결정하기 위해 사용될 수 없다.

도 7a 및 도 7b에 예시된 실시형태는 롤러(26)가 완전한 회전을 완료하는 동안 2개의 시간 간격(Δt₁₂ 및 Δt₂₁)을 비교하는 것에 의존하기 때문에, 이것은 이 2개의 시간 간격이 측정되는 동안 롤러(26)가 대략 일정한 속도로 회전되는 것, 즉, 소모품(10)이 대략 일정한 속도로 삽입되거나 철수된 것에 의존적이다. 센서(s₁ 및 s₂)의 각도 간격이 180°와 너무 가깝지 않다면, 이것은 합리적인 가정이다. 예를 들어, 도 7b의 예시된 실시형태에서, 롤러(26)가 일정한 속도로 회전될 때, 제2 시간 간격(Δt₂₁)은 제1 시간 간격(Δt₁₂)보다 3배 더 길다. 이로써, 이러한 두 시간 간격의 지속시간을 동일하게 하고 회전 방향의 오검출을 야기하려면, 롤러(26)의 단일 회전의 과정 동안 사용자가 꽤 급진적으로 소모품(10)의 이동 속도를 변경할 필요가 있을 것이라는 결론에 이르게 된다. 삽입 또는 철수의 속도의 임의의 변경은 이동의 시작 또는 종료의 근처에서 발생할 가능성이 가장 높으므로 이것이 문제가 되는 경우 감지 수단은 회전 방향을 결정하기 전에 롤러(26)의 제1 검출된 회전을 무시함으로써, 이를 허용하도록 구성될 수 있다.

도 8a는 길어진 삼각형(52)으로 개략적으로 나타낸, 롤러(26)의 측정된 특성이 거울-대칭이 아닌 패턴으로 롤러 축을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는, 롤러(26)를 예시한다. 예를 들어, 측정된 특성이 롤러(26)의 반경이라면, 적어도 각의 범위에 걸쳐, 반경이 점진적으로 증가되어 원만한 램프(ramp)를 형성할 수 있고, 이는 가파른 단차로 종결되어 초기 값으로 복귀된다. 특성이 대칭이 아닌 패턴으로 변경되기 때문에, 롤러가 s₁로 표기된 단일 센서(34)를 지나 회전됨에 따라 특성의 변화를 측정함으로써 롤러(26)의 회전 방향을 결정하는 것이 가능하다.

도 8b는 방금 설명된 패턴이 변경되는, 롤러(26)의 반경을 측정하는 센서(34)로부터의 신호(61)의 예를 나타낸다. 반경이 롤러(26)의 원주의 주위에서 변경되는 램프-성형된 패턴은 신호(61)의 램프-성형된 삼각파에 반영된다. (이 예에서, 센서(34)가 단 2개의 상태 온 또는 오프가 아닌 특성값의 범위를 측정할 수 있어야 한다는 것이 필수적이다.) 인덱스는 신호가 높은 값에서 다시 원래 값으로 급격하게 감소되는 경우에 "램프"의 끝에서 곡선의 점(65)과 동일하게 될 수 있다. 롤러(26)가 반대 방향으로 회전되었다면, 이러한 갑작스러운 감소가 없을 것이다: 롤러(26)의 동일한 각도 위치에서, 값의 갑작스러운 점프가 있을 것이다. 따라서 감지 수단은 신호(61)를 사용하여 롤러(26)의 회전 방향을 결정할 수 있다.

롤러 축(28)을 중심으로 한 거울-대칭이 아닌 특성의 변경의 임의의 패턴이 이 방식으로 사용되어 회전 방향을 결정할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이것은 램프와 유사할 필요 없다. 패턴은 도 8a에서 보이는 바와 같이, 롤러(26)의 원주의 주위에서 완전히 또는 원주의 주위에서 부분적으로만 연장될 수 있다. 롤러(26)가 완전한 회전을 완료하기 전에 회전 방향이 결정될 수 있기 위해서는 패턴이 원주의 주위에서 반복될 수 있다.

도 9a 내지 도 12a에서, 롤러(26)의 인덱스 위치는 삼각형을 사용하여 개략적으로 나타내었고 설명된 원리는 이 인덱스가 물리적으로 구현되는 방식, 예를 들어, 회전축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 롤러(26)의 특성에 의존적이지 않다. 이 도면에서 인덱스와 센서(34)의 배치만이 중요하다.

도 9b 내지 도 12b에서, 센서(34)에 의해 측정되는 신호(61, 62, 63)는 개략적으로 타임라인의 점(65, 66)으로서 인덱스의 검출을 나타낸다. 설명된 원리는 인덱스가 센서에 의해 출력되는 신호에서 분명해지는 특정한 방식에 의존적이지 않지만 예는 상승 에지, 하강 에지, 0 또는 또 다른 문턱값의 (어느 방향으로든) 크로싱, 피크 또는 트로프 등을 포함한다. 이 도면에서 신호(61, 62, 63)에 검출된 인덱스(65, 66)의 상대적인 타이밍만이 중요하다.

도 9a는 인덱스(54)가 롤러(26)의 별개의 각도 위치로서 도시된다는 것을 제외하고, 도 7a의 배치와 유사한 배치를 나타낸다. 이것은 예를 들어, 도 7a의 자석의 북극과 남극 사이의 전이 또는 롤러(26)의 가변하는 각도의 특성의 임의의 다른 식별 가능한 특징부에 대응할 수 있다. 다시, s₁ 및 s₂로 표기된 2개의 센서(34)는 롤러(26)와 인접한 고정된 각도 위치에 배치된다. (반경과 같은, 롤러(26)의 일부 가변하는 각의 특성의 측정을 위해, 센서(34)가 롤러(26)의 표면과 접촉할 수 있다는 것을 이해한다.) 센서(34)는 180° 미만, 예를 들어, 대략 90°의 각도를 두고 이격된다.

도 9b는 롤러(26)가 회전됨에 따라 제1 센서(s₁) 및 제2 센서(s₂)로부터의 측정값에서 검출된 인덱스의 타이밍을 각각 나타내는 2개의 신호(61, 62)를 나타낸다. 롤러(26)가 일정한 속도로 회전된다면, 각각의 타임라인(61, 62)을 따른 인덱스의 위치가 롤러 축(28)을 중심으로 2개의 센서(34)의 각도 위치(임의의 0 위치에 상대적임)에 대응한다. 도 7b에서와 같이, 감지 수단은 제1 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제2 센서(s₂)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때까지의 제1 시간 간격(Δt₁₂)을 결정한다. 감지 수단은 또한 제2 센서(s₂)가 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때부터 제1 센서(s₁)가 다시 각도 위치를 지나 인덱스의 이동을 검출할 때까지의 제2 시간 간격(Δt₂₁)을 결정한다. 도 9b에서, 제1 시간 간격(Δt₁₂)은 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 짧고, 이는 이 경우에 롤러(26)가 시계 방향으로 회전된다는 것을 나타낸다. 제1 시간 간격(Δt₁₂)이 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 길다면, 이것은 롤러(26)가 반시계 방향으로 이동된다는 것을 나타낼 것이다.

도 10a는 롤러 축(28)을 중심으로 상이한 각도 위치에서 롤러(26)에 인접하게 배치된, s₁, s_2, s₃으로 표기된, 3개의 센서(34)를 가진 본 발명의 실시형태를 개략적으로 예시한다. 이들은 120°의 대략 동일한 각도 간격으로 도시되지만 필수적인 것은 아니다.

도 10b는 롤러(26)가 회전됨에 따라 제1, 제2 및 제3 센서(s₁, s₂ 및 s₃)로부터 측정값에서 검출된 인덱스(65)의 타이밍을 각각 나타내는 3개의 신호(61, 62, 63)를 나타낸다. 이 경우에 이것은 이와 같이 인덱스(65)의 타이밍이 아니라 인덱스가 발생하는 순서이다. 예시된 예에서, 인덱스(65)는 s₁, s₂, s₃(이들 중 임의의 것이 먼저일 수 있음)의 순서로 주기적으로 검출되고, 이는 이 경우에 롤러(26)가 시계 방향으로 회전된다는 것을 나타낸다. 인덱스(65)가 역순(s₃, s₂,s₁)으로 주기적으로 검출되었다면, 이것은 롤러(26)가 반시계 방향으로 이동되었다는 것을 나타낼 것이다. 인덱스(65)가 3개의 센서(34)에 의해 검출되는 순서는 롤러의 회전 속도가 방사상으로 가변될지라도 동일하게 유지될 것이고(방향이 측정 동안 반대가 아닌 경우), 따라서 3개의 센서(34)에 대한 이 배치는 소모품(10)의 불규칙한 삽입 또는 철수가 예상되면 더 강력하다.

도 11a는 s₁로 표기된 단일 센서(34)가 롤러(26)와 인접한 각도 위치에 배치되는, 본 발명의 실시형태를 개략적으로 예시한다. 롤러(26)는 센서(34)가 구별할 수 있는 2개의 인덱스(54, 55)를 포함한다. 예를 들어, 인덱스(54, 55)는 도 5의 방사상 돌출부(44) 및 오목부(48) 또는; 도 8a와 관련하여 설명된 램프-유사 돌출부의 시작 및 끝; 또는 상승 및 하강 방향으로 문턱값 레벨을 교차할 때 자기장을 나타내는 신호를 각각 나타낼 수 있다. 인덱스(54, 55)는 180° 미만인 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도 위치에서 롤러(26) 상에 위치된다. 2개의 측정 상태만을 가진 센서(34)(예를 들어, 온 및 오프 위치를 가진 스위치)가 인덱스(54, 55)의 2개의 유형을 구별할 수 있을 가능성이 낮은 것에 유의한다.

도 11b는 롤러(26)가 회전됨에 따라 센서(s₁)로부터의 측정 신호에서 제1 인덱스(54)의 검출(65)의 타이밍 및 제2 인덱스(55)의 검출(66)의 타이밍을 나타내는 신호(61)를 나타낸다. 감지 수단은 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 제1 인덱스(54)의 이동을 검출할 때부터 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 제2 인덱스(55)의 이동을 검출할 때까지의 제1 시간 간격(Δt₁₂)을 결정한다. 감지 수단은 또한 센서(s₁)가 각도 위치를 지나 제2 인덱스(55)의 이동을 검출할 때부터 센서(s₁)가 다시 각도 위치를 지나 제1 인덱스(54)의 이동을 검출할 때까지의 제2 시간 간격(Δt₂₁)을 결정한다. 도 11b에서, 제1 시간 간격(Δt₁₂)은 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 짧고, 이는 이 경우에 롤러(26)가 시계 방향으로 회전되는 것을 나타낸다. 제1 시간 간격(Δt₁₂)이 제2 시간 간격(Δt₂₁)보다 더 길었다면, 이것은 롤러(26)가 반시계 방향으로 이동했다는 것을 나타낼 것이다.

도 12a는 s₁로 표기된 단일 센서(34)가 롤러(26)와 인접한 각도 위치에 배치되는, 본 발명의 또 다른 실시형태를 개략적으로 예시한다. 이 실시형태에서, 롤러(26)는 센서(34)가 인덱스를 구별할 수 없다는(그래서 단순한 온/오프 센서가 사용될 수 있음) 점에서 동일할 수 있는 3개의 인덱스(54)를 포함한다. 인덱스(54)가 롤러 축(28)을 중심으로 분포된 각도 위치에서 롤러(26) 상에 배치되어 인덱스의 인접한 쌍 사이의 3개의 각이 전부 상이하다. 예시된 실시형태에서, 인덱스의 인접한 쌍 사이의 각각의 각도는 대략 비 1:2:4이지만 이것은 필수적이지 않다.

도 12b는 롤러(26)의 회전이 센서(34)의 각도 위치를 지나 인덱스(54)를 운반함에 따라 센서(s₁)로부터의 측정 신호에서 인덱스의 검출(65)의 타이밍을 나타내는 신호(61)를 나타낸다. 각각의 개별적인 검출(65)이 인덱스(54) 중 임의의 하나를 나타낼 수 있지만 인덱스가 주기적으로 검출되어야 한다는 것이 알려져 있다(롤러(26)의 회전 방향이 측정 동안 반전되지 않는다고 가정). 감지 수단은 센서(s₁)에 의한 인덱스의 4개의 연속적인 검출(65) 사이의 3개의 시간 간격(Δt₁, Δt₂, Δt₃)을 결정한다. 이어서 이것은 시간 간격의 시퀀스의 지속기간을 비교하여 롤러(26)의 회전 방향을 결정한다. 도 12b에서, 시간 간격(Δt₁, Δt₂, Δt₃)은 증가하는 지속기간의 순서로 주기적으로 발생하고(하지만 이들 중 임의의 것이 사이클에서 먼저 발생할 수 있음), 이는 이 경우에 롤러(26)가 시계 방향으로 회전한다는 것을 나타낸다. 시간 간격(Δt₁, Δt₂, Δt₃)이 감소하는 지속기간의 순서로 주기적으로 발생했다면, 이것은 롤러(26)가 반시계 방향으로 이동했다는 것을 나타낼 것이다.

롤러가 회전됨에 따라 센서 신호의 인덱스의 검출 사이의 시간 간격을 비교하는 것에 의존하는 실시형태에서, 어느 시간 간격을 비교할지에 있어서 상이한 선택이 이루어질 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 도 7b를 참조하면, 시간 간격(Δt₁₂ 및 Δt₂₁)을 서로 비교하는 대신에, 이들 중 어느 것도 롤러의 완전한 회전 동안 측정되는 총 시간 간격(ΔT)과 비교될 수 있다. 유사한 대안이 도 9b, 도 11b 및 도 12b의 실시형태에 대해 이용 가능하고 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.

본 발명의 예시된 실시형태는 롤러 축(28)의 주위에 분포된 다수의 센서(34)와 결합하는 롤러(26) 상의 단일 인덱스(54)의 사용; 또는 롤러(26)와 인접한 고정된 각도 위치에 배치된 단일 센서(34)와 결합하는 롤러(26)의 주위에 분포된 다수의 인덱스(54, 55)의 사용을 개시한다. 다수의 인덱스(54, 55)와 다수의 센서(34)를 결합하는 것이 가능하지만 이것이 생성되는 신호의 모호함을 발생시키지 않도록 하는 조치가 필요하다. 예를 들어, 도 9a와 관련하여, 예시된 인덱스(54)로부터 각도 위치 180°에서 롤러(26) 상에 제2 인덱스를 제공하는 것은 롤러(26)의 회전 방향이 완전한 회전 대신 절반 회전만을 완료했을 때 결정될 수 있다는 이점을 제공할 것임을 쉽게 추정할 수 있다. 이것은 사실이지만 센서(s₁, s₂) 사이의 각도 간격이 90° 미만으로 감소되는 경우에만 해당한다. 90° 센서 간격과 180° 인덱스 간격을 사용하면, 각각의 센서(s₁, s₂)는 어느 방향에서든 롤러(26)의 90° 회전마다 통과하는 인덱스를 교대로 감지할 것이므로, 패턴은 대칭이 될 것이고 회전 방향은 결정될 수 없을 것이다.

Claims

에어로졸 생성 디바이스(1)로서,
미리 획정된 삽입 경로(20)를 따라 가열 챔버(12)로 삽입되거나 동일한 삽입 경로(20)를 따라 상기 가열 챔버(12)로부터 철수될 수 있는 에어로졸 생성 물품(10)을 수용하기 위한 가열 챔버(12);
롤러(26)로서, 상기 삽입 경로(20)를 따라 이동하는 에어로졸 생성 물품(10)이 상기 롤러(26)의 표면과 맞물려서, 상기 롤러(26)가 회전하게 하도록 상기 삽입 경로(20)와 대체로 수직인 롤러 축(28)을 중심으로 회전하도록 장착된 롤러(26); 및
상기 롤러(26)의 회전 방향을 결정하기 위한 감지 수단(34)
을 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제1항에 있어서,
상기 롤러(26)는 상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성을 포함하고;
상기 감지 수단은 상기 롤러(26)가 상기 센서(34)를 지나 회전하여 상기 롤러(26)의 상기 회전 방향을 결정할 때 상기 특성의 변동을 측정할 수 있는 적어도 하나의 센서(34)를 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제2항에 있어서,
상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따른 상기 롤러(26)의 특성의 변동은 상기 롤러(26)의 인덱스 각도 위치(index angular position)에서 인덱스(54)를 획정하고;
상기 감지 수단은 상기 롤러 축(28)을 중심으로 제1 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 수 있는 제1 센서(34) 및 상기 롤러 축(28)을 중심으로 제2 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 수 있는 제2 센서(34)를 포함하고;
상기 제1 센서 각도 위치와 상기 제2 센서 각도 위치 사이의 각도는 180° 미만인, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제3항에 있어서, 상기 감지 수단은,
상기 롤러(26)가 회전될 때,
상기 제1 센서(34)가 상기 제1 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 때부터 상기 제2 센서(34)가 상기 제2 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 때까지의 제1 시간 간격, 및
상기 제2 센서(34)가 상기 제2 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 때부터 상기 제1 센서(34)가 상기 제1 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 때까지의 제2 시간 간격
을 측정하기 위한 타이머; 및
상기 제1 간격과 상기 제2 간격을 비교하여 상기 롤러(26)의 상기 회전 방향을 결정하기 위한 비교기
를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제3항에 있어서, 상기 감지 수단은,
상기 롤러 축(28)을 중심으로 제3 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출할 수 있는 제3 센서(34); 및
타이머로서, 상기 롤러(26)가 회전될 때,
상기 제1 센서(34)가 상기 제1 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출하는 제1 시간,
상기 제2 센서(34)가 상기 제2 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출하는 제2 시간, 및
상기 제3 센서(34)가 상기 제3 센서 각도 위치를 지나는 상기 인덱스(54)의 이동을 검출하는 제3 시간
을 측정하기 위한 타이머; 및
상기 제1 시간, 상기 제2 시간 및 상기 제3 시간이 발생하는 순서로부터 상기 롤러(26)의 회전 방향을 결정하기 위한 비교기
를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제2항에 있어서,
상기 롤러(26)의 특성은 거울-대칭이 아닌 패턴으로 상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제6항에 있어서,
상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따른 상기 롤러(26)의 특성의 변경은 상기 롤러(26)의 제1 인덱스 각도 위치에서 제1 인덱스(54) 그리고 상기 롤러(26)의 제2 인덱스 각도 위치에서 제2 인덱스(55)를 획정하고;
상기 센서(34)는 상기 제1 인덱스와 상기 제2 인덱스(54, 55)를 구별할 수 있고;
상기 제1 인덱스 각도 위치와 상기 제2 인덱스 각도 위치 사이의 각도는 180° 미만인, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제6항에 있어서,
상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따른 상기 롤러(26)의 특성의 변경은 상기 롤러(26)의 제1, 제2 및 제3 인덱스 각도 위치에서 제1, 제2 및 제3 인덱스(54)를 각각 획정하고;
상기 제1, 제2 및 제3 인덱스 각도 위치 사이의 각도는 모두 상이한, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성은 자기 특성이고;
상기 또는 각각의 센서(34)는 상기 롤러(26)가 상기 센서(34)를 지나 회전됨에 따라 자기장의 변화를 검출할 수 있는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제9항에 있어서, 상기 롤러(26)는 상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 자기 특성을 생성하기 위해 배치된 하나 이상의 영구 자석(38)을 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤러 축(28)을 중심으로 한 각도에 따라 변경되는 특성은 상기 롤러(26)의 반경이고;
상기 또는 각각의 센서(34)는 상기 롤러(26)가 상기 센서(34)를 지나 회전됨에 따라 상기 롤러(26)의 반경의 변화를 검출할 수 있는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제11항에 있어서, 상기 또는 각각의 센서(34)는 상기 롤러가 회전됨에 따라 상기 롤러(26)의 표면과 맞물리고 상기 롤러(26)의 상기 반경의 변화에 응답하여 상기 롤러 축(28)을 향하여 그리고 상기 롤러 축으로부터 멀리 이동하는 센서 요소(45)를 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제12항에 있어서, 상기 또는 각각의 센서(34)는 상기 센서 요소(45)가 상기 롤러 축(28)을 향하여 그리고 상기 롤러 축으로부터 멀리 이동됨에 따라 온 상태와 오프 상태 간에 토글링되는 전기 스위치를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 챔버(12)에 수용된 에어로졸 생성 물품(10)을 가열하기 위한 가열기(8);
상기 롤러(26)의 회전을 계수하기 위한 계수기; 및
상기 계수기가 미리 결정된 회전 수를 계수할 때 상기 가열기(8)를 활성화시키기 위한 컨트롤러(6)
를 더 포함하는, 에어로졸 생성 디바이스(1).
에어로졸 생성 물품(10)이 에어로졸 생성 디바이스(1)의 가열 챔버(12)에 삽입되거나 상기 가열 챔버로부터 철수될 때를 결정하는 방법으로서,
에어로졸 생성 물품(10)을 미리 획정된 삽입 경로(20)를 따라 상기 가열 챔버(12)로 또는 상기 가열 챔버로부터 이동시키는 단계;
상기 삽입 경로(20)와 대체로 수직인 롤러 축(28)을 중심으로 회전하도록 장착되는 롤러(26)의 표면과 상기 에어로졸 생성 물품(10)을 맞물리게 하여, 롤러(26)를 회전시키는 단계; 및
감지 수단을 사용하여 상기 롤러(26)의 회전 방향을 결정하는 단계
를 포함하는, 방법.