特許 6763508 加熱喫煙材料

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6763508

(24)【登録日】2020年9月14日

(45)【発行日】2020年9月30日

(54)【発明の名称】加熱喫煙材料

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/46 20200101AFI20200917BHJP

   A24F 47/00 20200101ALI20200917BHJP

   H05B 3/14 20060101ALI20200917BHJP

【ＦＩ】

   A24F40/46

   A24F47/00

   H05B3/14 E

【請求項の数】21

【外国語出願】

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-19079(P2018-19079)

(22)【出願日】2018年2月6日

(62)【分割の表示】特願2016-241165(P2016-241165)の分割

【原出願日】2013年4月11日

(65)【公開番号】特開2018-108082(P2018-108082A)

(43)【公開日】2018年7月12日

【審査請求日】2018年2月23日

(31)【優先権主張番号】1207039.7

(32)【優先日】2012年4月23日

(33)【優先権主張国】GB

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500252844

【氏名又は名称】ブリティッシュ アメリカン タバコ （インヴェストメンツ） リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＴＩＳＨ ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＴＯＢＡＣＣＯ （ＩＮＶＥＳＴＭＥＮＴＳ） ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(74)【代理人】

【識別番号】100154656

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100165526

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 寛

(72)【発明者】

【氏名】サリーム、フォジア

(72)【発明者】

【氏名】ウッドマン、トーマス

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１５５７１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０７９９３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５３２２０７５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ２４Ｆ ４０／４６

Ａ２４Ｆ ４７／００

Ｈ０５Ｂ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

喫煙材料を加熱してその喫煙材料の少なくとも１種の成分を吸引用に揮発させるように構成されたフィルム加熱器及び該加熱器が部分的に活性化されて喫煙材料の成分を揮発させるために予備加熱されるように構成された制御器を備える器具であって、
前記加熱器が複数の独立に作動可能な加熱領域を含み、前記加熱器の部分的な活性化は、１つの加熱領域を部分的に活性化させることを含み、前記１つの加熱領域を前記部分的に活性化させることは、前記喫煙材料を、前記１つの加熱領域が前記喫煙材料の前記少なくとも１種の成分を揮発させることが可能である温度未満の温度まで加熱することを含み、
前記複数の独立に作動可能な加熱領域は、全てが前記フィルム加熱器の長手方向軸に沿って互いに整列して、前記フィルム加熱器の長さに沿って複数の独立した加熱区域を提供する、器具。

【請求項2】

部分的な活性化は、喫煙材料から揮発されるニコチンのような成分の濃縮を実質的に防止するのに十分な温度に加熱することを含むことを特徴とする請求項１に記載の器具。

【請求項3】

前記フィルム加熱器はポリイミドフィルム加熱器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の器具。

【請求項4】

前記加熱器は１ｍｍ未満の厚みを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の器具。

【請求項5】

前記加熱器は０．５ｍｍ未満の厚みを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の器具。

【請求項6】

前記加熱器は約０．２ｍｍ〜０．０００２ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の器具。

【請求項7】

前記加熱器と一体の断熱部を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の器具。

【請求項8】

前記加熱器で覆われた断熱部を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の器具。

【請求項9】

障壁で前記加熱器と分離された断熱部を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の器具。

【請求項10】

喫煙材料を加熱してその喫煙材料の少なくとも１種の成分を吸引用に揮発させるように構成されたフィルム加熱器、該加熱器が部分的に活性化されて喫煙材料の成分を揮発させるために予備加熱されるように構成された制御器、及び障壁で前記加熱器と分離された断熱部を備え、
前記障壁はステンレス鋼の層を備えることを特徴とする器具。

【請求項11】

喫煙材料を加熱してその喫煙材料の少なくとも１種の成分を吸引用に揮発させるように構成されたフィルム加熱器、該加熱器が部分的に活性化されて喫煙材料の成分を揮発させるために予備加熱されるように構成された制御器、及び前記加熱器と一体の断熱部を備え、
前記断熱部はその外側よりも低い圧力に減圧された中心領域を備えることを特徴とする器具。

【請求項12】

前記中心領域の両側の前記断熱部の壁部は封止された気体出口に集束していることを特徴とする請求項１１に記載の器具。

【請求項13】

前記断熱部の厚みは約１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の器具。

【請求項14】

前記断熱部の厚みは約０．１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の器具。

【請求項15】

前記喫煙材料の揮発した成分を吸引するための吸い口を備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の器具。

【請求項16】

前記喫煙材料を燃焼させず加熱するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の器具。

【請求項17】

請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具を製造する方法。

【請求項18】

請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具を用いる喫煙材料の加熱方法。

【請求項19】

請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具と共に用いる喫煙材料。

【請求項20】

請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具と該器具と共に用いる喫煙材料を含むシステム。

【請求項21】

吸引のために喫煙材料の少なくとも１種の成分を揮発させるために加熱材料を加熱することを含む、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の器具を用いる方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は加熱喫煙材料に関する。

【背景技術】

【0002】

紙巻きタバコや葉巻のような喫煙品は、使用中にタバコを燃焼してタバコ煙を発生させる。これらの喫煙品の代替品を、タバコ煙を発生しない合成物を放出する生成物を作製することにより提供しようとする複数の試みが行われてきた。そのような生成物の具体例がいわゆる加熱非燃焼製品であり、タバコを加熱するが燃焼させずに合成物を放出する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本発明によれば、喫煙材料を加熱してその成分の少なくとも１種を吸入するために揮発させるように構成されたフィルム加熱器を備える器具が提供される。

【0004】

フィルム加熱器はポリイミドフィルム加熱器でもよい。

【0005】

加熱器は１ｍｍ未満の厚みを有してもよい。

【0006】

加熱器は０．５ｍｍ未満の厚みを有してもよい。

【0007】

加熱器は、約０．２ｍｍ〜０．０００２ｍｍの厚みを有してもよい。

【0008】

器具は加熱器と一体の断熱部を備えてもよい。

【0009】

器具は加熱器と並べられた断熱部を備えてもよい。

【0010】

器具は、加熱器と障壁で隔離された断熱部を備えてもよい。

【0011】

障壁はステンレス鋼の層を備えてもよい。

【0012】

断熱部は、その外側よりも低い圧力に減圧された中心領域を備えてもよい。

【0013】

中心領域の両側の断熱部の壁部は封止された気体出口に収束してもよい。

【0014】

断熱部の厚みは約１ｍｍ未満でもよい。

【0015】

断熱部の厚みは約０．１ｍｍ未満でもよい。

【0016】

断熱部の厚みは約１〜０．００１ｍｍでもよい。

【0017】

器具は喫煙材料の揮発した成分を吸入するための吸い口を備えてもよい。

【0018】

器具は喫煙材料を加熱するが燃焼させないように構成されてもよい。

【0019】

本発明によれば、この器具を製造する方法およびこの器具を用いて喫煙材料を加熱する方法が提供される。

【0020】

断熱部を喫煙材料加熱室と器具の外側との間に配置して、加熱された喫煙材料からの熱損失を低減してもよい。

【0021】

断熱部を加熱室の周りに同軸に配置してもよい。

【0022】

喫煙材料加熱室は実質的に管状の加熱室を構成してもよく、断熱部を管状の加熱室の長手方向表面周りに配置してもよい。

【0023】

断熱部は加熱室周りに配置された実質的に管状体を備えてもよい。

【0024】

喫煙材料加熱室を断熱部と加熱器の間に配置してもよい。

【0025】

加熱器を喫煙材料加熱室と断熱部の間に配置してもよい。

【0026】

断熱部を加熱器の外側に配置してもよい。

【0027】

加熱器を加熱室の周りに同軸に配置してもよく、断熱部を加熱器の周りに同軸に配置してもよい。

【0028】

断熱部は赤外放射反射材料を備えて赤外放射が断熱部を通過して伝搬するのを低減してもよい。

【0029】

断熱部は中心領域を取り囲む外壁を備えてもよい。

【0030】

壁の内面は赤外放射煩反射被膜を備えて赤外放射を中心領域内に反射してもよい。

【0031】

壁は少なくとも約１００ミクロンの厚みを有するステンレス鋼の層を備えてもよい。

【0032】

中心領域の両側の複数の壁部を、その間にある遠回りの経路を通る連結壁部で接続してもよい。

【0033】

中心領域内の圧力は約０．１〜約０．００１ミリバールでもよい。

【0034】

断熱部の熱通過率は、断熱部の温度範囲が１５０〜２５０℃の場合、約１．１０〜約１．４０Ｗ／（ｍ^２Ｋ）でもよい。

【0035】

中心領域は多孔質材料を備えてもよい。

【0036】

収束壁部は断熱部の端部領域に収束してもよい。

【0037】

加熱器は電動式でもよい。

【0038】

添付図面を参照し、本発明の実施形態を以下に単に例示目的で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】喫煙材料を加熱して喫煙材料から芳香成分および／またはニコチンを放出するように構成された器具の概略の断面図である。

【図2】喫煙材料を加熱して喫煙材料から芳香成分および／またはニコチンを放出するように構成された器具の一部を切り取った透視図である。

【図3】喫煙材料を加熱するように構成された器具の一部を切り取った透視図である。図中、喫煙材料は放射状の複数の加熱部に分割された細長いセラミックヒーターの周りに供給されている。

【図4】喫煙材料を加熱するように構成された器具の一部を切り取った展開図である。図中、喫煙材料は放射状の複数の加熱部に分割された細長いセラミックヒーターの周りに供給されている。

【図5】吸引中に加熱領域を活性化し、加熱室弁を開閉する方法を示す流れ図である。

【図6】喫煙材料を加熱するように構成された器具を通過する気流の概略説明図である。

【図7】加熱器を用いて喫煙材料を加熱するのに用いることができる加熱様式を説明する線図である。

【図8】加熱中に喫煙材料を圧縮するように構成された喫煙材料圧縮器の概略図である。

【図9】加熱中に喫煙材料を膨張させるように構成された喫煙材料膨張器の概略図である。

【図10】加熱中に喫煙材料を圧縮し、吸引用に喫煙材料を膨張させる方法を示す流れ図である。

【図11】加熱された喫煙材料の熱損失を防ぐように構成された真空断熱部の概略断面図である。

【図12】加熱された喫煙材料の熱損失を防ぐように構成された真空断熱部の別の概略断面説明図である。

【図13】熱抵抗性の熱橋（熱の逃げ道）の概略断面説明図である。熱橋は高温の断熱部壁から低温の断熱部壁へ遠回りの経路を通っている。

【図14】遮熱部および熱透過窓の概略断面説明図である。遮熱部および熱透過窓は喫煙材料塊に対し相対移動することができ、それによって熱エネルギーが選択的にこの窓を通って喫煙材料の複数の異なる部分に伝わることができるようにしている。

【図15】喫煙材料を加熱するように構成された器具の一部の概略断面説明図である。図中、加熱室は逆止弁によって密閉自在である。

【図16】喫煙材料を加熱するように構成された器具を断熱するように構成された高真空断熱部の一部の概略断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

本明細書に使用されているように「喫煙材料」には、加熱すると揮発成分を出す任意の材料および任意のタバコ含有材料が含まれ、例えばタバコ、タバコ派生物、拡張タバコ、再生タバコ、またはタバコ代替品の１種以上を含んでもよい。

【0041】

喫煙材料を加熱する器具１はエネルギー源２、加熱器３、および加熱室４を備える。エネルギー源２は、リチウムイオン電池、ニッケル電池、アルカリ電池および／または同様の電池を備えてもよく、加熱器３に電気的に接続されていて必要時に電気エネルギーを加熱器３に供給する。加熱室４は喫煙材料５を収容するように構成されており、加熱室４内で喫煙材料５を加熱できるようになっている。例えば、加熱器３に隣接して加熱室４を配置し、その中の喫煙材料５を加熱器３の熱エネルギーで燃焼させずに加熱して喫煙材料５の芳香成分およびニコチンを揮発させるようにしてもよい。吸い口６が設けられており、使用者が器具１を使用中に蒸発した成分をこの吸い口６を介して吸入することができる。喫煙材料５はタバコ配合物を含んでいてもよい。

【0042】

器具１のエネルギー源２および加熱器３のような要素を、ハウジング７に収容してもよい。図１に示す様に、ハウジング７はほぼ円筒状の管を構成し、その第１の端部８の方にエネルギー源２を、その反対側である第２の端部９の方に加熱器３および加熱室４を配置している。エネルギー源２および加熱器３はハウジング７の長手方向軸に沿って延びている。例えば図１に示す様に、エネルギー源２および加熱器３をハウジング７の中心長手方向軸に沿って実質的に端と端が接した配置に整列させ、エネルギー源２の端面と加熱器３の端面とが向かい合うようにすることができる。ハウジング７の長さは約１３０ｍｍでもよく、エネルギー源の長さは約５９ｍｍでもよく、加熱器３および加熱領域４の長さは約５０ｍｍでもよい。ハウジング７の直径は約１５〜約１８ｍｍでもよい。例えば、ハウジングの第１の端部８の直径は１８ｍｍでもよく、ハウジングの第２の端部９の吸い口６の直径は１５ｍｍでもよい。加熱器３の直径は約２．０〜約６．０ｍｍでもよい。加熱器３の直径は例えば約４．０〜約４．５ｍｍでもよく、または約２．０〜約３．０ｍｍでもよい。これらの範囲以外の加熱器の直径および厚みを代わりに用いてもよい。例えば、ハウジング７の直径および器具１全体の大きさを、後述するフィルム状の加熱器３および真空断熱部１８を用いて大幅に小さくすることができる。加熱室４の奥行きは約５ｍｍでもよく、加熱室４はその外表面で約１０ｍｍの外径を有してもよい。エネルギー源２の直径は約１４．０〜約１５．０ｍｍ、例えば１４．６ｍｍでもよい。しかし、さらに小さい直径のエネルギー源２を代わりに用いることもできる。

【0043】

エネルギー源２と加熱器３の間に断熱部を設けて、一方から他方へ熱が直接伝わらないようにしてもよい。吸い口６をハウジング７の第２の端部９に加熱室４および喫煙材料５に隣接して配置することができる。ハウジング７は、使用者が使用中に器具１を握るのに適しているため、使用者が喫煙材料の揮発成分を器具１の吸い口６から吸入することができる。

【0044】

加熱器３はフィルム状のポリイミド加熱器３のようなフィルム加熱器３を備えてもよい。一具体例はカプトン（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））ポリイミド加熱器３である。代わりに他の材料を用いることもできる。フィルム加熱器３は引張強度および対裂断抵抗が大きい。加熱器３の絶縁強度は約１０００ＶＡＣでもよい。フィルム加熱器３は厚みが薄く、例えば１ｍｍ未満であり、他の種類の加熱器を使用するよりも器具１の小型化に大きな貢献をすることができる。フィルム３の一例示的な厚みは約０．２ｍｍであるが、厚み寸法がさらに薄いおよび厚い加熱器３を代わりに用いることができる。例えば、フィルム加熱器３の厚みは約０.０００２ｍｍまで薄くてもよい。加熱器３の出力は約５〜約８Ｗ／ｃｍ^２でもよいが、この出力はさらに小さくてもよく、必要ならこの出力を経時的に制御してもよい。フィルム加熱器３は必要なら透明でもよく、そのようにすると内部構造を容易に検査することができる。そのように検査が簡単であると、品質管理および保守作業に便利な場合がある。加熱室４内の喫煙材料を加熱するために、フィルム加熱器３に、エッチングされたフィルム状の加熱要素を１個以上組み込んでもよい。加熱器３の作動温度は例えば最大約２６０℃でもよい。器具１は加熱器３の温度制御に用いる抵抗温度検出器（ＲＴＤ）または熱電対を備えてもよい。加熱器３の表面に感知器を取り付けてもよい。感知器は抵抗の測定値を制御器１２に送るように構成されており、制御器１２によって加熱器３の温度を維持または必要に応じて調整することができるようになっている。例えば制御器１２は加熱器３の電源を入り切りして所定時間ある温度に維持してもよく、またはその温度をある加熱方法に従って変化させてもよい。制御器１２および具体的な加熱方法の例を以下にさらに詳細に述べる。フィルム加熱器３の質量は小さいため、このフィルム加熱器３を使用して器具１の全質量を容易に低減することができる。

【0045】

図１に示す様に、加熱器３は別々の加熱領域１０を複数備えてもよい。複数の加熱領域１０は互いに独立して作動可能で、異なる領域１０を異なる時間に活性化して喫煙材料５を加熱することができるようになっていてもよい。加熱領域１０は加熱器３の中にどのような幾何学的な配置で配置されてもよい。しかし図１に示す具体例では、加熱領域１０は、その１つ１つが主に喫煙材料５の異なる領域を個別に加熱できるように、加熱器３内に幾何学的に配置されている。

【0046】

例えば図１および２を参照すると、加熱器３は軸方向に実質的に細長い配置に整列された複数の加熱領域１０を備えてもよい。複数の領域１０はそれぞれが加熱器３の個々の要素を構成してもよい。例えば複数の加熱領域１０は全てが加熱器３の長手方向軸に沿って互いに整列していて、加熱器３の長さに沿って複数の独立した加熱区域を提供していてもよい。

【0047】

図１を参照すると、各加熱領域１０は中空の加熱筒１０を構成してもよい。この加熱筒１０は加熱器３の全体の長さより大幅に短い有限長の環１０でもよい。複数の加熱領域１０を軸方向に整列させて配置することによって加熱室４の外側が規定され、加熱領域１０が加熱室４内に置かれた喫煙材料５を加熱するように構成される。熱は主に内向きに加熱室４の中心長手方向軸に向かって加えられる。複数の加熱領域１０は互いにその半径方向の面すなわち横断面を向き合わせて、加熱器３の長さに沿って配置されている。各加熱領域１０の横断面とそれらの隣り合う加熱領域１０の横断面とは、図１に示し以下に述べるように断熱部１８によって分離されていてもよい。

【0048】

または図２に示す様に、加熱器３をハウジング７の中心領域に配置してもよく、加熱器３の長手方向表面の周りに加熱室４および喫煙材料５を配置してもよい。この配列では、加熱器３が放射する熱エネルギーは加熱器３の長手方向表面から外向きに移動し、加熱室４および喫煙材料５に入る。

【0049】

加熱領域１０はそれぞれが加熱器３の独立した要素を構成してもよい。図１および２に示す様に、各加熱領域１０は、加熱器３全体の長さよりも大幅に短い有限長を有する加熱筒１０を構成してもよい。しかし、加熱器３の他の構成を代わりに用いることも可能であり、つまり円筒断面をしたフィルム加熱器３を用いる必要もなくなる。複数の加熱領域１０を、それらの横断面が互いに加熱器３の長さに沿って向き合うように整列させてもよい。各領域１０の横断面がその隣の領域１０の横断面に接触していてもよい。あるいは領域１０の横断面の間に断熱部または熱反射層を存在させて、領域１０の１つ１つから放射される熱エネルギーが隣り合う領域１０を実質的に加熱せず、主に加熱室４および喫煙材料５に移動するようにしてもよい。各加熱領域１０は他の領域１０と実質的に同じ寸法を有してもよい。

【0050】

この方法では、加熱領域１０の特定の１つを活性化すると、その加熱領域１０は例えば半径方向の隣に配置された喫煙材料５に熱エネルギーを供給し、残りの喫煙材料５を実質的に加熱しない。図２を参照すると、喫煙材料５の加熱領域は、活性化されている加熱領域１０の周りに配置された環状の喫煙材料５を構成してもよい。したがって喫煙材料５の例えば環状または実質的に中実円筒状の複数部分を別々に加熱することができる。このとき、それぞれの部分は複数の加熱領域１０の特定の１つに直接隣接して配置された喫煙材料５に相当し、喫煙材料５全体の塊よりも大幅に少ない質量および体積を有する。

【0051】

さらにまたは代わりに、加熱器３は、加熱器３の中心長手方向軸周りの異なる複数の場所に配置され細長く長手方向に延びる加熱領域１０を備えてもよい。複数の加熱領域１０は長さが異なってもまたは実質的に同じ長さでもよく、それぞれが加熱器３の実質的に全長に沿って延びるようになっている。

【0052】

喫煙材料５の加熱部分は、長手方向の加熱領域１０に平行かつそれに直接隣接して横たわる喫煙材料５の長手方向の部分を構成しもよい。したがって先に説明したように、喫煙材料５の複数の部分を別々に加熱することができる。

【0053】

さらに後述のように、複数の加熱領域１０をそれぞれ別々にかつ選択的に活性化することができる。

【0054】

喫煙材料５を、加熱室４に挿入可能なカートリッジ１１上に構成してもよい。例えば図１に示す様に、カートリッジ１１は加熱器３の凹みに収まる円筒のような実質的に中実の喫煙材料５の塊を構成することができる。この構成では、喫煙材料塊の外面が加熱器３と向かい合う。あるいは図２に示す様に、カートリッジ１１は加熱器３の周りに挿入可能な喫煙材料の管１１を構成することができ、喫煙材料の管１１の内面が加熱器３の長手方向表面と向き合うようになる。喫煙材料の管１１は中空でもよい。管１１の中空中心部の直径は、管１１が加熱器３の周りにぴったり収まるように加熱器３の直径すなわち横断寸法と実質的に同じでもまたはそれよりも僅かに大きくてもよい。カートリッジ１１の長さは加熱器３の長さとほぼ同じでもよく、加熱器３がカートリッジ１１をその全長に沿って加熱できるようになっている。

【0055】

器具１のハウジング７は開口を備え、その開口を通ってカートリッジ１１を加熱室４に挿入することができてもよい。開口は例えば、ハウジングの第２の端部９に配置された開口を構成し、その開口にカートリッジ１１を挿入し加熱室４内に直接押し込むことができるようになっていてもよい。好ましくは、器具１の使用中はこの開口は喫煙材料５を加熱するために閉じられる。あるいはハウジング７の一部は第２の端部９において器具１から取り外し自在であり、喫煙材料５を加熱室４に挿入することができるようになっている。必要なら使用者が操作可能な内部機構のような喫煙材料取り外し装置を器具１に設けてもよい。この取り外し装置は使用済みの喫煙材料５を加熱器３から滑らせて外す、ならびに／あるいは分離するように構成されている。例えば使用済みの喫煙材料５をハウジング７の開口から押し戻してもよい。必要ならその後新しいカートリッジ１１を挿入することができる。

【0056】

先に述べたように、器具１は器具１の作動を制御するように構成された制御器１２例えば超小型制御器１２を備えてもよい。制御器１２は器具１のエネルギー源２および加熱器３のような他の要素に電気的に接続されており、信号の送受信によって他の要素を制御できるようになっている。具体的には、制御器１２は加熱器３の活性化を制御して喫煙材料５を加熱するように構成されている。例えば、制御器１２は加熱器３を活性化するように構成され、これには使用者が器具１の吸い口６を吸引すると１つ以上の加熱領域１０を選択的に活性化することを含んでもよい。その際、制御器１２は吸入感知器１３と適切な連通結合を介して繋がっていてもよい。吸入感知器１３は吸い口６で吸引が発生したときを検出するように構成されており、検出すると吸引を示す信号を制御器１２に送るように構成されている。電子信号を用いてもよい。制御器１２は吸入感知器１３からの信号に対し加熱器３を活性化して応答し、そうやって喫煙材料５を加熱してもよい。しかし、加熱器３の活性化に吸入感知器１３を用いることは必須ではなく、加熱器３を活性化する刺激を供給する他の代替手段を用いることができる。例えば制御器１２は別の種類の活性化刺激、例えば使用者が操作できる作動装置の作動に応じて加熱器３を活性化してもよい。その結果、加熱中に放出された揮発成分を使用者が吸い口６から吸入することができる。制御器１２は、ハウジング７内の適切であればどの位置に配置してもよい。一例示的位置は図４に示すようにエネルギー源２と加熱器３／加熱室４の間である。

【0057】

加熱器３が上記のように２つ以上の加熱領域１０を備える場合、加熱領域１０を所定の順序または様式で活性化するように制御器１２を構成してもよい。例えば、複数の加熱領域１０を加熱室４に沿って、または加熱室４の周りで連続的に活性化するように制御器１２を構成してもよい。各加熱領域１０を、吸入感知器１３が吸引を検出するのに応答して活性化してもよく、または後述のような別の方法で活性化してもよい。

【0058】

図５を参照すると、一例示的加熱方法は、第１の吸引のような活性化刺激が検知される第１の工程Ｓ１を備え、その後第２の工程Ｓ２が続いてもよい。第２の工程Ｓ２では、第１の吸引または他の活性化刺激に応じて喫煙材料５の第１の部分が加熱される。第３の工程Ｓ３では、封止可能な吸排気弁２４を開けて空気を加熱室４から吸引し、吸い口６から器具１の外に出せるようにしてもよい。第４の工程で弁２４は閉じられる。これらの弁２４についてはこの後、図２０で詳細に述べる。第５のＳ５工程、第６のＳ６工程、第７のＳ７工程、および第８のＳ８工程では、第２の活性化刺激例えば第２の吸引に応じて、加熱室吸排気弁２４をそれに合わせて開放ならびに閉鎖することによって喫煙材料５の第２の部分を加熱してもよい。第９のＳ９工程、第１０のＳ１０工程、第１１のＳ１１工程、および第１２のＳ１２工程では、第３の活性化刺激例えば第３の吸引に応じて、加熱室吸排気弁２４をそれに合わせて開放ならびに閉鎖することによって喫煙材料５の第３の部分を加熱してもよく、同様に続く。上記のように、吸入感知器１３以外の代替手段を使用することができる。例えば器具１の使用者が制御スイッチを作動させて新規に吸引していることを示してもよい。この方法の場合、新規の吸引ごとに喫煙材料５の新規の部分を加熱してニコチンおよび芳香成分を揮発させてもよい。喫煙材料５の加熱領域１０の数および／または別々に加熱可能な部分の数はカートリッジ１１の予定の吸引数と一致していてもよい。あるいは別々に加熱することが可能な各喫煙材料部分５を対応した加熱領域１０によって、複数回の吸引、例えば２回、３回、または４回の吸引ごとに加熱し、前の喫煙材料部分の加熱中に複数回の吸引が終了した場合のみ、喫煙材料５の新規部分を加熱するようにしてもよい。

【0059】

各加熱領域１０を個々の吸引に応じて活性化する代わりに、吸い口６の最初の１回の吸引に応じて複数の加熱領域１０を連続的に代わる代わる活性化してもよい。例えば、特定の喫煙材料カートリッジ１１の予定吸引時間の間中、複数の加熱領域１０を定期的な所定の間隔で活性化させてもよい。吸引時間は例えば約１〜約４分でもよい。したがって図５に示す少なくとも第５の工程Ｓ５および第９の工程Ｓ９は任意である。各加熱領域１０を１回または複数回の吸引時間に相当する所定の時間作動させて、別々に加熱可能な対応する喫煙材料部分５をこの時間だけ加熱するようにしてもよい。あるカートリッジ１１の全ての加熱領域１０が活性化したら使用者にそのカートリッジ１１の交換の必要性を示すように制御器１２を構成してもよい。制御器１２は例えばハウジング７の外面の表示灯を点灯させてもよい。

【0060】

当然だが、加熱器３全体を活性化するのではなく個々の加熱領域１０を順次活性化することで、喫煙材料５の加熱に要するエネルギーが、カートリッジ１１の全吸引時間中ずっと加熱器３が全て活性化される場合に必要なエネルギーよりも低減される。したがってエネルギー源２の必要最大出力も低減される。すなわち、より小型軽量のエネルギー源２を器具１に搭載することができることになる。

【0061】

吸引と吸引の間は加熱器３を停止するように、または加熱器３に供給される電力を減らすように制御器１２を構成してもよい。こうすることによってエネルギーが節約され、エネルギー源２の持続時間が延びる。例えば使用者が器具１のスイッチを入れると、または使用者が唇を吸い口６に接触させるのを検出するというような何らかの他の刺激に応じて、加熱器３または次の加熱領域１０を用いて喫煙材料５を加熱し、部分的に活性化させるように制御器１２を構成し、喫煙材料５が成分の揮発のために予備加熱されるようにしてもよい。この不完全な活性化では、喫煙材料５はニコチンを揮発させるのに十分な温度までは熱くならない。適切な温度は約１００℃にすることができる。吸入感知器１３による吸引の検出に応じて、制御器１２は当該加熱器３または当該加熱領域１０で喫煙材料５をさらに加熱して、使用者が吸引するニコチンおよび他の芳香成分を瞬時に揮発させることができる。喫煙材料５がタバコを含む場合、ニコチンおよび他の芳香成分の揮発に適切な温度は１５０〜２５０℃でもよい。したがって、一例示的完全作動温度は２５０℃である。必要なら、喫煙材料５を揮発温度まで加熱するのに用いられる最大電流の供給に電気二重層コンデンサー（super-capacitor）を用いることができる。適切な加熱様式の一具体例を図７に示す。ここでは、複数の最大値はそれぞれ別の加熱領域１０の完全活性化を表してもよい。図からわかるように、喫煙材料５はほぼ吸引時間（この具体例では２秒）だけ揮発温度に維持されている。

【0062】

加熱器３の３つの例示的作動形態について以下に述べる。

【0063】

第１の作動形態では、ある加熱領域１０が完全に活性化している間、加熱器の他の加熱領域１０は全て停止している。したがって、新たな加熱領域１０が活性化すると、前の加熱領域は停止する。電力は活性化した領域１０にのみ供給される。

【0064】

代わって第２の作動形態では、ある加熱領域１０が完全に活性化している間、他の加熱領域１０の１つ以上が不完全に活性化していてもよい。上記の１つ以上の他の加熱領域１０の不完全な活性化は、それらの加熱領域１０をある温度までしか加熱しないことを含んでもよく、その温度では、加熱室４内の喫煙材料５から揮発した成分、例えばニコチンを実質的に濃縮させない。不完全に活性化した加熱領域１０の温度は完全に活性化している加熱領域１０の温度未満である。不完全に活性化した領域１０に隣接して配置されている喫煙材料５は、その成分を揮発させるほどの温度までは加熱されない。

【0065】

代わって第３の作動形態では、ある加熱領域１０が活性化すると、その加熱領域１０は加熱器３のスイッチが切られるまで完全に活性化したままになる。したがってカートリッジ１１からの吸引中はより多数の加熱領域１０が活性化されるため、加熱器３に供給される電力は徐々に増える。上述の第２の形態と同様に加熱領域１０を連続的に活性化することによって、加熱室４内の喫煙材料５から揮発したニコチンのような成分の濃縮が実質的に抑制される。

【0066】

器具１は、加熱器３と加熱室４／喫煙材料５の間に配置された遮熱部３ａを備えてもよい。遮熱部３ａは、熱エネルギーが遮熱部３ａを通過して実質的に流れないように構成されており、したがってこの遮熱部３ａを用いると、加熱器３が活性化され熱エネルギーを放射しているときであっても、喫煙材料５を選択的に加熱されないようにすることができる。図１４を参照すると遮熱部３ａは、例えば加熱器３の周りに同軸に配置された熱反射材料の円筒状の層を備えてもよい。あるいは図１を参照して述べたように加熱器３が加熱室４および喫煙材料５の周りに配置されている場合は、遮熱部３ａは加熱室４の周りに同軸にかつ加熱器３の内部に同軸に配置された熱反射材料の円筒状の層を備えてもよい。遮熱部３ａは、加熱器３を喫煙材料５から隔離するように構成された断熱層を追加的にまたは代わりに備えてもよい。

【0067】

遮熱部３ａは実質的に熱透過性の窓３ｂを備える。窓３ｂによって熱エネルギーが窓３ｂを通って加熱室４および喫煙材料５に伝わるようになる。したがって、喫煙材料５の窓３ｂと整列している部分は加熱され、残りの部分は加熱されない。遮熱部３ａおよび窓３ｂは喫煙材料５に対して回転自在または可動式でもよいため、遮熱部３ａおよび窓３ｂを回転または移動させることによって喫煙材料５の異なる部分を選択的にかつ別々に加熱することができる。その効果は上記の加熱領域１０を選択的かつ別々に活性化させることにより得られる効果と同様である。例えば、遮熱部３ａおよび窓３ｂを吸引検出器１３の信号に応じて徐々に回転または移動させてもよい。加えてまたは代わりに遮熱部３ａおよび窓３ｂを所定の加熱経過時間で徐々に回転または移動させてもよい。遮熱部３ａおよび窓３ｂの移動または回転を制御器１２の電子信号で制御してもよい。遮熱部３ａ／窓３ｂと喫煙材料５の相対的な回転またはその他の移動を、制御器１２に制御されたステッピングモーター３ｃで駆動してもよい。これを図１４に説明している。あるいは遮熱部３ａおよび窓３ｂをハウジング７の作動装置のような使用者の制御を用いて回転させてもよい。遮熱部３ａは円筒状である必要はなく、必要なら適切に位置決めされた長手方向に延びる１つ以上の要素および／または板を構成してもよい。

【0068】

当然だが、加熱器３、遮熱部３ａ、および窓３ｂに対して喫煙材料５を相対回転または相対移動させても同様の結果を得ることができる。例えば、加熱室４が加熱器３周りに回転自在でもよい。この場合、遮熱部３ａの移動に関する上記の記述を、加熱室４の遮熱部３ａに対する相対移動の代わりに適用することができる。

【0069】

遮熱部３ａは加熱器３の長手方向表面の被覆を含んでもよい。この場合、加熱器表面の一部領域は被覆されず、熱透過窓３ｂを形成している。加熱器３を例えば制御器１２による制御または使用者による制御によって回転または移動させて、喫煙材料５の異なる部分を加熱することができる。代わりに遮熱部３ａおよび窓３ｂは独立した遮蔽部３ａを構成してもよい。この遮蔽部３ａは、制御器１２による制御またはその他の使用者による制御によって、加熱器３および喫煙材料５の両方に対し相対回転または相対移動することができる。

【0070】

器具１は吸気口１４を備えてもよい。吸気口１４によって、吸引中に外気をハウジング７内に吸引し、加熱された喫煙材料５内を通過させることができる。吸気口１４はハウジング７の開口１４を構成してもよく、喫煙材料５および加熱室４からハウジング７の第１の端部８に向かって上流に配置されてもよい。これを図１に示す。別の具体例を図６に示す。吸気口１４を通って吸引された空気は加熱された喫煙材料５内を移動し、その中で芳香蒸気のような喫煙材料の蒸気が混入され、その後吸い口６から使用者によって吸入される。必要なら図６に示す様に器具１は、喫煙材料５に入る前の空気を暖めるように、および／または吸い口６から吸引される前の空気を冷やすように構成された熱交換器１５を備えてもよい。例えば熱交換器１５は、吸い口６に入る空気から抽出された熱を用いて喫煙材料５に入る前の新しい空気を暖めるように構成されてもよい。

【0071】

器具１は喫煙材料の圧縮器１６を備えてもよい。圧縮器１６は活性化されると喫煙材料５を圧縮するように構成されている。また器具１は喫煙材料の膨張器１７も備えることができる。膨張器１７は活性化されると喫煙材料５を膨張させるように構成されている。圧縮器１６および膨張器１７は実際には以下の説明のように同一の装置として実装されてもよい。喫煙材料の圧縮器１６および膨張器１７は制御器１２による制御によって必要に応じて作動してもよい。この場合、制御器１２は電気信号のような信号を圧縮器１６または膨張器１７に送るように構成されており、それによって圧縮器１６または膨張器１７がそれぞれ喫煙材料５を圧縮あるいは膨張させる。代わりに圧縮器１６および膨張器１７を器具１の使用者がハウジング７の手動式の制御によって起動して、喫煙材料５を必要に応じて圧縮または膨張させてもよい。

【0072】

基本的に圧縮器１６は、喫煙材料５を圧縮しそれによって加熱中の喫煙材料５の密度を上げるように構成されている。喫煙材料の圧縮により喫煙材料５の塊の熱伝導率が大きくなり、したがってニコチンおよび他の芳香成分のより急速な加熱、およびその結果生じる急速な揮発をもたらす。これは、使用者がニコチンおよび芳香剤を吸引の検出に応じて実質的な遅れなく吸入することができるようになることから好ましい。したがって、制御器１２は吸引の検出に応じて圧縮器１６を起動して、喫煙材料５を所定の加熱時間だけ、例えば１秒間圧縮してもよい。例えば制御器１２の制御の下で、所定の時間加熱したら喫煙材料５の圧縮を緩めるように圧縮器１６を構成してもよい。あるいは、喫煙材料５が所定の閾温度に達するのに応じて圧縮を緩めるか、あるいは圧縮を自動的に終了してもよい。適切な閾温度は約１５０〜２５０℃の範囲でもよく、使用者が選択できてもよい。温度感知器を用いて喫煙材料５の温度を検出してもよい。

【0073】

基本的に膨張器１７は、喫煙材料５を膨張させそれによって吸引中の喫煙材料５の密度を下げるように構成されている。喫煙材料５が膨張すると、加熱室４内の喫煙材料５の配列はより疎らなる。すると、気体の流れ、例えば入り口１４から喫煙材料５を通過する空気の流れが容易になる。したがってこの空気は、揮発したニコチンおよび芳香剤を吸い口６にさらに運び、吸引に供することができる。制御器１２は、上記の圧縮時間の直後に膨張器１７を起動して喫煙材料５を膨張させ、空気がより自由に喫煙材料５を経由して吸引されるようにしてもよい。膨張器１７の起動と同時に可聴音を出し、あるいは他の表示をして、喫煙材料５が加熱されたことおよび吸引を開始できることを使用者に示してもよい。

【0074】

図８および９を参照すると、圧縮器１６および膨張器１７はばね駆動の棒を備えてもよい。ばね力駆動の棒は、ばねが圧縮状態から開放されると加熱室４内の喫煙材料５を圧縮するように構成されている。これが図８および９に概略説明されている。ただし、当然だが他の実装法を用いることができる。例えば圧縮器１６は、上記の管状の加熱室４とほぼ等しい厚みを有する環を備え、この環がばねまたは他の手段によって加熱室４に押し込まれて喫煙材料５を圧縮してもよい。あるいは圧縮器１６を加熱器３の一部として構成し、加熱器３自身が制御器１２の制御の下で喫煙材料５を圧縮および膨張させるように構成されてもよい。喫煙材料５を圧縮および膨張させる一方法を図１０に示す。

【0075】

加熱器３は上述の断熱部１８と一体でもよい。例えば図１を参照すると、断熱部１８は実質的に細長い中空の本体を備え、例えば実質的に円筒状の管のような断熱部１８でもよい。この中空の本体は加熱室４の周りに同軸に配置されており、これに加熱領域１０が一体化されている。断熱部１８はある層を備え、この層に複数の凹みが設けられ、内向きの表面形状２１を成していてもよい。加熱領域１０はこれらの凹みに配置されているため、加熱領域１０は加熱室４内の喫煙材料５と面する。加熱室４に面する加熱領域１０の表面は、凹みがない断熱部１８の複数領域の内側表面２１と面一でもよい。

【0076】

加熱器３と断熱部１８を一体化すると、喫煙材料加熱室４の方を向いている加熱領域１０の内向きの側部を除き、加熱領域１０の全ての側部が断熱部１８で実質的に取り囲まれることになる。そのようにして、加熱器３により放射される熱は喫煙材料５に集中し、器具１の他の部分またはハウジング７の外気中に消散しない。

【0077】

また加熱器３を断熱部１８と一体にすると、加熱器３と断熱部１８の組み合わせの厚みを減らすこともできる。このようにすると器具１の直径、具体的にはハウジング７の外径をさらに減らすことができる。あるいは、加熱器３と断熱部１８の一体化して厚みを低減するとさらに広い喫煙材料加熱室４を器具１に収容することができ、あるいはハウジング７の全幅を少しも広げることなく追加的な要素を取り入れることができる。

【0078】

あるいは、加熱器３を断熱部１８と一体にするのではなく、断熱部１８に隣接させてもよい。例えば、加熱器３を加熱室４の外側に配置する場合、フィルム加熱器３で断熱部１８の内向き表面２１を覆ってもよい。加熱器３を加熱室４の内部に配置する場合は、フィルム加熱器３で断熱部１８の外向き表面２２を覆ってもよい。

【0079】

必要なら、加熱器３と断熱部１８の間に障壁が在ってもよい。例えばステンレス鋼の層が加熱器３と断熱部１８の間に在ってもよい。この障壁は、加熱器３と断熱部１８の間に収まるステンレス鋼管を備えてもよい。障壁の厚みは器具の寸法を実質的に大きくしないように薄くてもよい。一例示的厚みは約０．１〜１．０ｍｍである。

【0080】

また、複数の加熱領域１０の横断面の間に熱反射層が在していてもよい。各加熱領域１０の１つから放射される熱エネルギーが隣の加熱領域１０を実質的に加熱しないが加熱領域１０の周囲表面から主に内向きに加熱室４と喫煙材料５に移動するように、複数の加熱領域１０を相対的に配置してもよい。各加熱領域１０は他の領域１０と実質的に同じ寸法を有してもよい。

【0081】

加熱器３を器具１内に感圧接着剤を用いて接着または固定してもよい。例えば加熱器３を上記の断熱部１８または障壁に感圧接着剤を用いて接着してもよい。あるいは加熱器３をカートリッジ１１または喫煙材料加熱室４の外面に接着してもよい。

【0082】

感圧接着剤を使用する代わりに、自己溶融テープを用いて加熱器３を器具１内の所定位置に固定してもよく、または所定位置に固定する締め具で固定してもよい。これらの方法の全てによって加熱器３を確実に固定することができ、加熱器３から喫煙材料５に熱を効率的に伝達することが可能になる。他の種類の固定も可能である。

【0083】

上記のように喫煙材料５とハウジング７の外面１９との間に設けられている断熱部１８によって器具１からの熱損失が減り、したがって喫煙材料５が加熱される効率が改善する。例えば図１を参照すると、ハウジング７の壁が、加熱室４の外周周りに延びている断熱部１８の層を備えてもよい。断熱層１８の長さは、実質的に加熱室４および喫煙材料５の周りに同軸に配置された断熱部１８の管長でもよい。これを図１に示す。なお、断熱部１８を喫煙材料カートリッジ１１の一部として構成することができ、この場合断熱部１８は喫煙材料５の外側に同軸に配置されることになる。

【0084】

図１１を参照すると、断熱部１８は真空断熱部１８を構成してもよい。例えば断熱部１８は金属材料のような壁材料１９で囲まれた層を構成してもよい。断熱部１８の内部領域すなわち中心部２０は、例えば重合体、エアロゲル、または他の適切な材料を含む連続気泡性の多孔質材料を備え、低圧に減圧されていてもよい。内部領域２０内の圧力は０．１〜０．００１ミリバールの範囲でもよい。断熱部１８の壁１９は、中心部２０と壁１９の外面の間の圧力差によって壁１９に働く力に耐えるだけ十分に強く、それによって断熱部１８がつぶれないようにしている。例えば壁１９は約１００μｍの厚みを有するステンレス鋼の壁１９を備えてもよい。断熱部１８の熱伝導率は０．００４〜０．００５Ｗ／ｍＫの範囲でもよい。断熱部１８の熱通過率は約１５０〜約２５０℃の温度範囲で約１．１０〜約１．４０Ｗ／（ｍ^２Ｋ）でもよい。断熱部１８の気体の伝導率は無視できる。壁材料１９の内面に反射被覆を施して、断熱部１８を介した放射伝搬による熱損失を最小にしてもよい。この被覆には例えば約０．３〜１．０μｍの厚みを有するアルミニウムＩＲ反射被覆を含んでもよい。中心領域２０内が減圧状態であれば、中心領域２０の厚みが非常に薄い場合でも断熱部１８が機能することになる。この断熱特性は実質的にその厚みに影響されない。このことにより器具１全体を小さくすることが容易になる。

【0085】

図１１に示す様に、壁１９は内向き部分２１および外向き部分２２を備えてもよい。内向き部分２１は実質的に喫煙材料５および加熱室４と向き合う。外向き部分２２は実質的にハウジング７の外側と向き合う。器具１の作動中、内向き部分２１は加熱器３の熱エネルギーによってより温かくてもよく、外向き部分２２は断熱部１８の影響によって冷たい。内向き部分２１および外向き部分２２は、例えば実質的に平行で長手方向に延び加熱器３と少なくとも同じ長さの複数の壁１９を構成してもよい。外向き壁部２２の内面すなわち減圧された中心領域２０に面している表面は中心部２０内の気体を吸収する被覆を備えてもよい。適切な被覆は酸化チタン膜である。

【0086】

断熱部１８は、米国特許第７，３７４，０６３号に記載のインスロン（登録商標）成形真空熱障壁（Insulon Shaped-Vacuum Thermal Barrier）のような超高真空断熱部を備えてもよい。そのような断熱部１８の総厚みは極めて薄くてもよい。一例示的厚みは約１ｍｍ〜約１μｍ、例えば約０．１ｍｍである。但し、他のもっと厚いまたは薄い厚みも可能である。断熱部１８の断熱特性は実質的にその厚みの影響を受けず、したがって器具１からの熱損失を実質的に少しも増やすことなく薄い断熱部１８を用いることができる。非常に薄い断熱部１８によって、ハウジング７および器具１全体を先に述べた大きさより小さくできるようにしてもよく、器具１の厚み例えば直径を、紙巻きタバコ、葉巻、および細巻き葉巻のような喫煙品とほぼ等しくすることができるようにしてもよい。また、器具１を軽量化して上記の小型化と同様の利点を提供してもよい。

【0087】

上記の断熱部１８は気体吸収材料を備えて中心領域２０内の真空の維持または真空化を容易にしてもよいが、気体吸収材料は高真空断熱部１８には用いられない。気体吸収材料がないことは断熱部１８の厚みを非常に薄く保つことの助けとなり、すなわち器具１全体を小さくすることが容易になる。

【0088】

超高断熱部１８の形状によって、断熱部の真空度を製造中に断熱部１８の中心領域２０から分子を抽出するのに用いられる真空よりも上げることができる。例えば断熱部１８の内部の高真空を、それを作る真空炉室の真空度より高くすることもできる。断熱部１８の内部の真空は例えば１０^−７トール程度でもよい。図１６を参照すると、高真空断熱部１８の中心領域２０の一端は先細りし、外向き部分２２および内向き部分２１が出口２５に収束するようになっており、断熱部１８の製造中に出口２５を通って中心領域２０内の気体が除去されて高真空が作られるようになっていてもよい。図１６には外向き部分２２が内向き部分２１の方に収束するように説明されているが、内向き部分２１が外向き部分２２に収束する逆の配置を代わりに用いることができる。断熱壁１９の収束端は中心領域２０内の気体分子を出口２５の外に出し、それによって中心部２０の高真空を作るように構成されている。出口２５は封止式で、領域２０の減圧後に中心領域２０の高真空を維持する。出口２５の封止は、例えば中心部２０から気体を除去した後に出口２５のろう付け材料を加熱して出口２５にろう付け封止を作ることで封止することができる。別の密封技術を用いることもできる。

【0089】

中心領域２０を減圧するために、断熱部１８を実質的に減圧された低圧の環境内、例えば真空炉室中に置いて、中心領域２０内の気体分子が断熱部１８の外の低圧環境に流れ込むようにしてもよい。中心領域２０内の圧力が低下すると、中心領域２０の先細りした形状および具体的には上記の収束部２１、２２が、残留気体分子を出口２５経由で中心部２０から出すのに影響するようになる。特に、中心領域２０内の気体の圧力が低いときは、中心部２０内の残留気体分子を出口２５へ導き、中心部２０から気体が出ていく可能性を低圧環境の外部から気体が中心部２０に入る可能性よりも高くするのに、収束している内向き部分２１および外向き部分２２の案内効果は有効である。この方法では、中心部２０の形状によって中心部２０内の圧力を断熱部１８の外の環境の圧力よりも低圧にすることができる。

【0090】

必要なら上記の様に、１種以上の低放射率被覆が壁１９の内向き部分２１および外向き部分２２の内面に存在して、放射による熱損失を実質的に防止してもよい。

【0091】

断熱部１８の形状を本明細書では全体に実質的に円筒状または類似の形状であると述べたが、断熱部１８を別の形状にして、例えば種々の形状および大きさの加熱室４、加熱器３、ハウジング７、またはエネルギー源２のような種々の構成の器具１を収容し断熱することも可能である。例えば、上記のインスロン（登録商標）成形真空熱障壁のような高真空断熱部１８の大きさおよび形状には、実質的にその製造過程による制限はない。上記の集束構造の形成に適切な材料にはセラミック、金属、半金属、およびこれらの組合せがある。

【0092】

図１２の概略説明を参照すると、断熱部１８の１つ以上の端部において熱橋２３によって内向き壁部２１と外向き壁部２２を接続して、低圧の中心部２０を完全に取り囲み収容してもよい。熱橋２３は内向き部分２１および外向き部分２２と同じ材料で形成された壁１９を備えてもよい。適切な材料は上述のようにステンレス鋼である。熱橋２３は断熱中心部２０よりも大きな熱伝導率を有し、したがって不都合なことに熱を器具１から外に伝えてしまうことがあり、その際に喫煙材料５を加熱する効率が低下する。

【0093】

熱橋２３による熱損失を減らすため、熱橋２３を延長して内向き部分２１から外向き部分２２への熱の流れに対する抵抗を大きくしてもよい。これを図１３に概略説明する。例えば熱橋２３は壁１９の内向き部分２１と壁１９の外向き部分２２の間の遠回りの経路を進んでもよい。これを、長手方向のある距離にわたって断熱部１８を設けることによって容易にしてもよい。この距離は、熱橋２３が内向き部分２１から外向き部分２２まで遠回りの経路に沿って徐々に延びることができるように加熱器３、加熱室４、および喫煙材料５の長さよりも長い。そうすることによって、加熱器３、加熱室４、および喫煙材料５がないハウジング７の長手方向のある場所では、中心部２０の厚みがゼロになる。

【0094】

図１５を参照すると上記のように、断熱部１８で断熱された加熱室４は閉じると加熱室４を封止する吸排気弁２４を備えてもよい。弁２４はそのようにして室４への空気の不必要な出入りを防ぎ、喫煙材料の香りが室４から出ないようにすることができる。吸排気弁２４を例えば断熱部１８に設けてもよい。例えば吸引と吸引の間は弁２４を制御器１２で閉じ、その間は揮発した物質が室４内に留まるようにしてもよい。吸引と吸引の間の揮発物質の分圧は飽和蒸気圧に達し、したがって蒸発物質の量は加熱室４内の温度だけで決まる。これにより吸引から吸引まで、揮発したニコチンおよび芳香成分の確実な一定供給が促進される。吸引中、制御器１２は弁２４を開けるように構成されており、空気が室４を通って流れて揮発した喫煙材料成分を吸い口６に運ぶことができるようになっている。室４に酸素が絶対入らないようにする膜を弁２４内に配置することができる。弁２４を呼気起動式にして、吸い口６の吸引の検出に応じて弁２４が開くようにしてもよい。弁２４は吸引終了の検出に応じて閉じてもよい。あるいは弁２４はその開放後に所定時間が経過したら閉じてもよい。この所定時間を制御器１２で計時してもよい。必要なら機械式または他の適切な開放／閉鎖手段を設けて、弁２４が自動的に開いたり閉じたりするようにしてもよい。例えば使用者による吸い口６の吸引で生じる気体の移動を用いて弁２４を開けたり閉めたりしてもよい。したがって弁２４の起動に制御器１２の使用は必ずしも必要ではない。

【0095】

加熱器３、例えば各加熱領域１０で加熱される喫煙材料５の質量は０．２〜１．０ｇの範囲でもよい。喫煙材料５が加熱される温度は使用者が制御可能でもよく、その温度は例えば上記のような１５０〜２５０℃の温度範囲内の任意の温度でもよい。器具１全体の質量は７０〜１２５ｇの範囲でもよいが、フィルム加熱器３および／または高真空断熱部１８を採用する場合は軽くすることができる。容量が１０００〜３０００ｍＡｈで電圧が３．７Ｖの電池２を用いることができる。加熱領域１０は、１つのカートリッジ１１の喫煙材料５の約１０〜４０の部分を別々にかつ選択的に加熱するように構成されていてもよい。

【0096】

当然だが、上記の選択肢の何れかを単独で用いることも、または組み合わせて用いることもできる。

【0097】

種々の問題に対処し本技術を発展させるため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示し、その中で特許請求の範囲の発明を実践し、優れた器具を提供する。本開示の利点と特徴は、実施形態の単なる代表的な具体例であって包括的でも排他的でもない。これら具体例は、特許請求の範囲の特徴の理解を助け、教示するためだけに提示されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は、本開示を特許請求の範囲で規定されたとおりに制限するものでも、あるいは特許請求の範囲の均等物を制限するものでもなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用し、改良を施してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された要素、成分、特徴、部品、工程、手段などの種々の組合せを適切に備えてもよく、あるいはそれらのみで構成されてもよく、あるいは実質的にそれらのみで構成されてもよい。また、本開示には現在特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明も含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】