(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数のヒータ(1805、1810、1815、1820)は、前記プレ気化加熱エレメント(14)から上流側に配置される、請求項2に記載の非燃焼型喫煙エレメント。
前記複数のヒータ(1805、1810、1815、1820)は、前記チャネル(9)の外側に配置され、また前記プレ気化加熱エレメント(14)は、前記チャネル(9)内に配置される、請求項2に記載の非燃焼型喫煙エレメント。
プレ気化ガス製剤材料を収容するように構成されるプレ気化ガス製剤リザーバエレメント(22)であって、前記プレ気化ガス製剤リザーバエレメント(22)を通るチャネル(9)を画定する前記プレ気化ガス製剤リザーバエレメント(22)と、
前記プレ気化ガス製剤リザーバエレメント(22)に連結され、かつ前記プレ気化ガス製剤材料の少なくとも一部を加熱して気化し、この蒸気を前記チャネル(9)の第1部分に供給するように構成される加熱エレメント(14)と、
前記チャネルの第2部分に、前記蒸気を受容するよう配置されたタバコエレメント(23)と、
を備え、
前記加熱エレメント(14)は前記チャネル(9)内に配置されており、
前記プレ気化ガス製剤リザーバエレメント(22)は、前記プレ気化ガス製剤材料を収容するように構成される外側ハウジングを含み、前記外側ハウジングの内側チューブは前記チャネル(9)を画定し、
前記タバコエレメント(23)は、前記加熱エレメント(14)と前記内側チューブの下流側の端部との間に配置される、非燃焼型喫煙エレメント。
【発明を実施するための形態】
【0027】
いくつかの詳細な例示的な実施形態が本明細書に開示される。しかしながら、本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、実施例を説明する目的のための単なる例示にすぎない。例示的な実施形態は、しかしながら、多くの代替形態で実施することができ、本明細書に記載された実施形態のみに限定されると解釈されるべきではない。
【0028】
従って、例示的な実施形態は、様々な修正および代替の形態が可能であるが、その実施形態は、図面に例として示され、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、開示された特定の形態に例示的な実施形態を限定する意図はないことが理解されるべきであり、反対に、例示的な実施形態は、例示的な実施形態の範囲内に入る全ての変更、均等物、および代替物をカバーする。同様の符号は、図の説明全体を通して同じ要素を指す。
【0029】
要素または層が別の要素または層「上にあり」、「に接続され」、「に結合され」または「をカバーする」と言及されるとき、それは、他の要素または層上に直接、あり、接続され、結合されまたはカバーされていてもよく、介在要素または層が存在していてもよい。これに対して、要素が別の要素または層「上に直接あり」、「に直接結合され」または「に直接接続され」ると言及されるとき、介在要素または層は存在しない。同様の符号は、明細書全体を通して同じ要素を指す。本明細書で使用されるように、「および/または」とは、関連した記載項目のうちの1つ以上の任意および全ての組み合わせを含む。
【0030】
言うまでもなく、第1、第2、第3等の用語は、多様な要素、コンポーネント、領域、層および/または部分を説明するために本明細書において使用されるが、これらの要素、エレメント、領域、層および/または部分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、単に別の領域、層または部分から1つの要素、コンポーネント、領域、層または部分を区別するために使用される。このように、以下に説明される第1の要素、エレメント、領域、層または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第2の要素、エレメント、領域、層または部分であることができる。
【0031】
空間的に相対的な用語(例えば、「下方」、「下」、「下側」、「上」、「上側」等)は、図面に示されるように、別の要素または特徴に対する1つの要素または特徴の関係を説明するために、説明を容易にするため本明細書中で使用される。空間的に相対的な用語は、図面に示された方向に加えて、使用または操作におけるデバイスの異なる配向を包含するように意図されていることは、言うまでもない。例えば、図中のデバイスがひっくり返された場合、他の要素または特徴の「下」または「下方」として説明される要素は、他の要素または特徴の「上に」配向されることになる。従って、「下」とは、上と下の両方の配向を包含する。デバイスは、配向され(90度回転または他の向き)、本明細書中で使用される空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈されてもよい。
【0032】
本明細書で使用される専門用語は、多様な実施形態のみを説明する目的のためであり、例示的な実施形態を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈において明らかに他を示さない限り、複数形も同様に含むことを意図している。更に、「含む(includes」、「含む(including)」、「備える(comprises)」および/または「備える(comprising)」とは、本明細書で使用される場合、言及された特徴、整数、工程、動作、要素および/またはコンポーネントの存在を特定することが理解されるが、1つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、コンポーネントおよび/またはグループの存在または追加を排除するものではない。
【0033】
例示的な実施形態は、例示的な実施形態の理想化された実施形態(および中間構造)の概略図である断面図を参照して、本明細書中で記載される。このように、例えば、製造技術および/または許容範囲の結果として、図の形状からの変化が予想される。従って、例示的な実施形態は、本明細書で示された領域の形状に限定されると解釈されるべきではなく、例えば、製造から生じる形状の偏差を含むことがある。このように、図示された領域は、実際は概略であり、それらの形状は、デバイスの領域の実際の形状を示す意図ではなく、例示的な実施形態の範囲を限定するものでもない。
【0034】
特に定義しない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者によって、一般に理解されるのと同じ意味を有する。更に、言うまでもなく、一般に使用される辞書に定義されている語を含む用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致している意味を持つものとして解釈されるべきあり、また、それらの用語は、本明細書にそのように明白に定義されていない限り、理想化または過度に形式的な意味に解釈されることはない。
【0035】
図1Aは、例示的な実施形態による非燃焼型喫煙デバイス60を示す。非燃焼型喫煙デバイス60は、交換可能なカートリッジ(または第1部分)70、再利用可能な固定具(または第2部分)72、およびタバコ収容部分(または第3部分)74を含む。
【0036】
図1Bは、例示的な実施形態による、非燃焼型喫煙デバイス60の断面図を示す。非燃焼型喫煙デバイス60は、交換可能なカートリッジ(または第1部分)70および再利用可能な固定具(第2部分)72を備え、これらは、互いに接続部205a/bで連結され(例えば、205aはカートリッジ70における雄ネジ接続部であり、205bは再利用可能な固定具72における雌ネジ接続部である)、または滑り嵌め、戻り止め、クランプおよび/または締め具等の他の都合の良い手段によって連結する。第1部分70は、長手方向に延在する外側チューブ6(またはハウジング)と、外側チューブまたはハウジング6内に同軸に配置される内側チューブ62と、を含む。内側チューブ62は、外側空気通路(またはチャネル)9を画定する。外側空気通路9内で、かつヒータ14の下流側には、タバコエレメント23を配置する。タバコエレメント23は、多孔質アルミニウムチューブに配置され、または多孔質体に処理/成形される。
【0037】
「タバコエレメント」とは、例えば、葉タバコ、タバコプラグ、再生タバコ、圧縮タバコロッド、成形物、または粉末を含む任意のタバコ植物材料を意味する。
【0038】
タバコエレメント23は、タバコシート、再生タバコ葉またはシガーラッパー等のタバコに包まれていてもよい。
【0039】
第2部分72は、長手方向に延在する外側チューブ6´(またはハウジング)も含むことができる。代替的な実施形態において、外側チューブ6および6´は、第1部分70および第2部分72と、非燃焼型喫煙デバイス60全体との両者を配置可能な単一のチューブハウジングであってもよい。
【0040】
非燃焼型喫煙デバイス60は、内側チューブ62および上流シール15によって部分的に画定される中央空気通路20も含むことができる。更に、非燃焼型喫煙デバイス60は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22を含む。プレ気化ガス製剤供給リザーバ22は、プレ気化ガス製剤材料と、任意に、プレ気化ガス製剤材料を中に貯蔵するよう操作可能なプレ気化ガス製剤蓄積媒体21と、を含む。
【0041】
一実施形態において、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22は、外側チューブ6と内側チューブ62との間の外側環状部内に収容されている。この環状部は、シール15により上流端部で、またプレ気化ガス製剤ガスケット10により下流端部で封止され、プレ気化ガス製剤材料がプレ気化ガス製剤供給リザーバ22から漏洩するのを阻止する。
【0042】
一実施形態において、ヒータ14は、シール15によって画定される中央空気通路20の下流側で、かつ中央空気通路20の部分から離間した、内側チューブ62にも含まれる。ヒータ14は、ワイヤコイル、平面体、セラミック体、単線ワイヤ、抵抗ワイヤのケージの形態または任意のその他の適切な形態とすることができる。
【0043】
ウィック28は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22内のプレ気化ガス製剤材料と連通しているとともに、ヒータ14と連通し、ウィック28がプレ気化ガス製剤材料をヒータ14に接近した関係にもたらすようにする。ウィック28は、繊維質で可撓性の材料から構成しうる。このウィック28は、プレ気化ガス製剤を吸引する能力を有する少なくとも1本のフィラメントを含むことができる。例えば、ウィック28は、ガラス(またはセラミック)フィラメントを有し得るフィラメントの束を備えることができる。別の実施形態において、ガラスフィラメントの巻線の群、例えばこのような巻線の3つの群を有する束を備えるようにし、これらの構成の全ては、フィラメント間の隙間を介する毛管作用によりプレ気化ガス製剤を吸引し得るものである。
【0044】
第2部分72内の電源1は、(以下に説明するように)ヒータ14に操作可能に接続されて、電圧をヒータ14に亘って印加する。非燃焼型喫煙デバイス60は、中央空気通路20および/または内側チューブ62の他の部分に空気を送給するように作用し得る少なくとも1つの空気入口44をも有する。
【0045】
図1〜2Bに示すように、非燃焼型喫煙デバイス60は更に、少なくとも2つのオフアクシスの、分散用の出口24を有する口挿入端部8を含む。この口挿入端部8は、内側チューブ62の内部と、ガスケット10を貫通する中央通路63とを介して中央空気通路20と流体連結される。
【0046】
更に、ヒータ14は、長手方向に対し交差する方向に延在させ、プレ気化ガス製剤材料を気化させて蒸気を形成するのに充分な温度にこのプレ気化ガス製剤材料を加熱する。他の実施形態では、ヒータ14は、長手方向等の他の向きに配置することができる。
【0047】
続いて、口挿入端部8に負圧を印加すると、蒸気はタバコエレメント23内に流入するヒータ14は、タバコエレメント23から設定された距離に配置されてもよく、または負圧を印加する間にヒータ14がタバコエレメント23を加熱するようにタバコエレメント23に接触してもよい。例えば、ヒータ14は、タバコエレメント23から10mmまたはそれ未満とすることができる。ヒータ14は、口挿入端部8において50℃の温度を生成するように配置することができる。更に、ヒータ14は、タバコエレメント23を50〜200℃まで加熱し、プレ気化ガス製剤を400℃で加熱することができる。
【0048】
ヒータ14は、タバコエレメント23を温めるが、タバコを燃焼させない。従って、タバコエレメント23の温めを「非燃焼」と称する。部分70がタバコエレメント23およびヒータ14を含む故、部分70を「非燃焼型喫煙エレメント」と称する。
【0049】
図1を参照すると、ウィック28、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22、および口挿入端部8は、カートリッジ70内に収容され、電源1は第2部分72内に収容されている。一実施形態では、第1部分(カートリッジ)70を使い捨て可能とし、第2部分(固定具)72を再使用可能とする。部分70および72は、ねじ連結部205により互いに取付けられ、上述したように、これにより、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22が使い尽くされた場合に、下流部分70を交換し得るようにする。第1部分70と、第2部分72とを別々に設けることにより、多数の利点が得られる。第1に、第1部分70が少なくとも1つのヒータ14と、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22と、ウィック28を収容している場合、第1部分70を交換する際に、プレ気化ガス製剤と接触している可能性のある全ての素子が処分される。従って、例えば、異なるプレ気化ガス製剤材料を用いる場合に、異なる口挿入端部8間で交差汚染が生じることがない。また、第1部分70を適切な時間間隔で交換する場合、ヒータがプレ気化ガス製剤で汚される恐れが殆ど無くなる。任意ではあるが、第1部分70および第2部分72を、係合時にロックさせるように配置する。
【0050】
一実施形態では、少なくとも1つの空気入口44は、1つまたは2つの空気入口44、44′を含む。あるいは、3つ、4つ、5つまたはより多い空気入口を設けることができる。1つよりも多い空気入口44、44′がある場合には、これらの空気入口44、44′を非燃焼型喫煙デバイス60に沿う異なる位置に配置する。例えば、
図1に示すように、空気入口44aを、センサ16に隣接させて非燃焼型喫煙デバイス60の上流端部に配置し、センサ16が負圧の印加を検出した際に電力をヒータ14に供給するようにすることができる。空気入口44aを口挿入端部8と連通させて、この口挿入端部での吸引がセンサ16を駆動するようにする。続いて、空気入口44aからの空気は、電源1に沿ってシール15内の中央空気通路20に、および/または内側チューブ62および/または外側チューブ6の他の部分に流れることができる。シール15に隣接させてその上流に、または他の所望の何れかの位置に、少なくとも1つの追加の空気入口44、44′を位置させることができる。空気入口44、44′の大きさおよび個数を変えることは、非燃焼型喫煙デバイス60の吸引抵抗の設定に役立つこともできる。
【0051】
一実施形態では、ヒータ14を、ウィック28と連通させるとともに、ウィック28内に含まれるプレ気化ガス製剤材料を加熱して、プレ気化ガス製剤材料を気化させて蒸気を形成するのに充分な温度にするように配置する。
【0052】
ヒータ14は、ウィック28を囲んでいるワイヤコイルとすることができる。適切な電気抵抗性の材料の例には、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、および白金族から選択した金属が含まれる。適切な金属合金の例には、ステンレス鋼と、ニッケル;コバルト;クロム;アルミニウム;チタニウム;ジルコニウム;ハフニウム;ニオブ;モリブデン;タンタル;タングステン;錫;ガリウム;マンガン;鉄を含有する合金と、ニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼に基づく超合金と、が含まれる。エネルギー伝達の動力学および必要とする外部の物理化学特性に応じて、ヒータを例えば、ニッケルアルミナイドや、表面上にアルミナの層を有する材料や、鉄アルミナイドや、その他の複合材料から形成し、電気抵抗性の材料を、任意ではあるが、絶縁材料内に埋め込むか、または絶縁材料でカプセル封止または被覆するか、またはその逆にすることができる。一実施形態において、ヒータ14は、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケルクロム合金、超合金およびこれらの組合せより成る群から選択した少なくとも1種類の材料を有する。一実施形態では、ヒータ14をニッケルクロム合金または鉄クロム合金から形成する。一実施形態では、ヒータ14を外側の表面上に電気抵抗層を有するセラミックヒータとすることができる。
【0053】
他の実施形態では、ヒータ14を、1994年12月29日に出願されたSikka氏等の公有の米国特許第5,595,706号明細書に記載されているような鉄アルミナイド(例えば、FeAlまたはFe.sub.3Al)またはニッケルアルミナイド(例えば、Ni.sub.3Al)から構成し得る。鉄アルミナイドは高抵抗性を呈する点でこの鉄アルミナイドを使用するのが特に有利である。FeAlは約180マイクロオームの抵抗を呈し、一方ステンレス鋼は約50〜91マイクロオームを呈する。抵抗が高くなると、電源(バッテリ)1に対する電流の引込みまたは電流負荷を低くする。
【0054】
一実施形態では、ヒータ14が、ウィック28を少なくとも部分的に包囲しているワイヤコイルを有する。この実施形態では、このワイヤを金属ワイヤとし、および/またはウィック28の長さの一部に沿って延在するヒータコイルとする。ヒータコイルはウィック28の周囲を完全にまたは部分的に囲むように延在させることができる。他の実施形態では、ヒータコイルをウィック28に接触させないようにする。
【0055】
ヒータ14は、熱伝導によりウィック28内のプレ気化ガス製剤を加熱する。あるいは、ヒータ14からの熱が熱伝導素子によりプレ気化ガス製剤に伝達し得るようにするか、またはヒータ14が、使用中に非燃焼型喫煙デバイス60を通して吸引される到来外気に熱を伝達し、この外気の対流によりプレ気化ガス製剤を加熱するようにし得る。
【0056】
一実施形態では、ウィックが、セラミック材料またはセラミック繊維を含む。上述したように、ウィック28はヒータ14により少なくとも部分的に囲まれている。更に、一実施形態では、ウィック28が対向する孔を通って内側チューブ62内に延在し、ウィック28の端部29、31がプレ気化ガス製剤供給リザーバ22と接触するようにする。
【0057】
ウィック28は、複数のフィラメントまたはフィラメントの束を含むことができる。一実施形態では、フィラメントはほぼ、非燃焼型喫煙デバイス60の長手方向に対して交差する方向で整列させることができるが、例示的な実施形態は、この配向に限定されない。一実施形態では、ウィック28がセラミックフィラメントから構成され、毛管作用によりプレ気化ガス製剤がこれらフィラメント間の隙間を介してヒータ14に吸引され得るようにする。ウィック28は、ほぼ、十字状、クローバー状、Y字状またはその他の適切な任意の形状とすることができる断面を有するフィラメントを含み得る。
【0058】
ウィック28は、任意の適切な材料またはこれら材料の組合せを含む。適切な材料の例は、ガラスフィラメントや、セラミックまたはグラファイトを主成分とする材料である。更に、ウィック28は、濃度、粘度、表面張力および蒸気圧等の種々の物理特性を有するプレ気化ガス製剤に適合する適切な何らかの毛管吸引作用を有するようにし得る。ウィック28の毛管特性はプレ気化ガス製剤の特性と相俟って、ウィック28がヒータ14の領域で常に湿潤し、ヒータ14の過熱を確実に回避するようにする。
【0059】
ウィックを用いる代わりに、ヒータを、熱を迅速に発生させ得る高電気抵抗を有する材料より成る抵抗ヒータを組入れた、毛管作用が充分な多孔質材料とすることができる。
【0060】
一実施形態では、ウィック28と、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22のプレ気化ガス製剤蓄積媒体21とをアルミナセラミックから構成する。他の実施形態では、ウィック28はガラス繊維を含み、プレ気化ガス製剤蓄積媒体21はセラミック材料またはポリエチレンテレフタレートを含む。
【0061】
一実施形態では、電源1はバッテリを有し、このバッテリは、アノードがカソードの下流に位置するように非燃焼型喫煙デバイス60内に配置するようにする。アノードコネクタ4はバッテリの下流端部と接触する。ヒータ14は、2本の互いに離間した電気リード線によりバッテリに接続されている。
【0062】
ヒータ14のコイル状にしない端部27,27′(
図4参照)と電気リード線との間の接続部は高導電性で耐熱性にするとともに、ヒータ14は高抵抗性として、熱が接点ではなく主としてヒータ14に沿って発生するようにする。
【0063】
バッテリは、リチウムイオンバッテリまたはその変形体、例えば、リチウムイオンポリマバッテリとすることができる。あるいは、バッテリをニッケル金属水素化物バッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ、リチウムマンガンバッテリ、リチウムコバルトバッテリまたは燃料電池とすることができる。この場合、電源中のエネルギーが枯渇されるまで、非燃焼型喫煙デバイス60を使用することができる。あるいは、電源1は再充電可能にすることができ、これには、外部の充電装置によりバッテリを充電し得る回路を含めることができる。この場合、この回路は、充電されると、所望の(あるいは予め決定した)数量の負圧の印加に対する電力を供給し、その後にこの回路を外部の充電装置に再接続する必要があるようにする。
【0064】
非燃焼型喫煙デバイス60には、センサ16を有する制御回路も設ける。センサ16は、空気圧の降下を検出するとともに、電源1からヒータ14への電圧の印加を開始するように動作し得る。制御回路は、ヒータ14を起動した際に発光するように動作し得るヒータ起動ライト48をも有するようにし得る。一実施形態では、ヒータ起動ライト48は、ヒータ起動ライト(例えば発光ダイオード(LED))48を有し、かつ非燃焼型喫煙デバイス60の上流端部に位置させ、このヒータ起動ライト48が負圧の印加中に石炭が燃えている状態を呈するようにする。更に、ヒータ起動ライト48は、大人の喫煙者に見えるように配置し得る。更に、ヒータ起動ライト48は、e−ベイピングシステム診断用に用いることができる。このライト48は、大人の喫煙者がこのライト48を起動させるか、および/またはプライバシーのために起動させずにこのライト48が所望に応じ喫煙中に起動しないようにするように、構成することもできる。
【0065】
少なくとも1つの空気入口44aをセンサ16に隣接させて配置し、センサ16が、負圧であることを表す空気の流れを検出するとともに、ヒータ14が動作していることを表すために電源1およびヒータ起動ライト48を起動するようにする。
【0066】
制御回路はセンサ16と一体にし、例えば最大期間リミッタを有するセンサ16に応答してヒータ14に電力を供給する。
【0067】
あるいは、制御回路には負圧を印加するための手動スイッチを設けることができる。ヒータ14に電流を供給する期間は、蒸発させたいプレ気化ガス製剤の容量に応じてプリセットすることができる。この目的の為に、制御回路をプログラミング可能とすることができる。あるいは、センサ16が圧力降下を検出している限り、制御回路が電力をヒータに供給するようにしてもよい。
【0068】
ヒータ14は、起動されると、このヒータにより囲まれたウィック28の一部分を約10秒よりも短い期間、より好ましくは約7秒よりも短い期間の間加熱する。従って、電力サイクルは、約2秒〜約10秒(例えば、約3秒〜約9秒、約4秒〜約8秒または約5秒〜約7秒)の範囲内にすることができる。
【0069】
一実施形態では、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22は、プレ気化ガス製剤材料を含むプレ気化ガス製剤蓄積媒体21を含む。
図1において、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22は、内側チューブ62と外側チューブ6との間およびストッパ10とシール15との間の外側環状部内に収容する。従って、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22が中央空気通路20を少なくとも部分的に包囲し、ヒータ14およびウィック28がプレ気化ガス製剤供給リザーバ22の部分間に延在する。
【0070】
プレ気化ガス製剤蓄積媒体21は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨンおよび/またはこれらの組合せを含む繊維性材料とすることができる。繊維は、約6ミクロン〜約15ミクロン(例えば、約8ミクロン〜約12ミクロンまたは約9ミクロン〜約11ミクロン)の寸法範囲の直径を有することができる。プレ気化ガス製剤蓄積媒体21は、焼結した多孔質または発泡材料とすることができる。また、繊維は吸入不能となる寸法にしてもよく、その断面はY字状、十字状、クローバー状または任意の他の適切な形状とすることができる。
【0071】
別の例示的な実施形態では、プレ気化ガス製剤蓄積媒体21は、タバコ充填材またはタバコスラリーとすることができる。
【0072】
また、プレ気化ガス製剤材料は、非燃焼型喫煙デバイス60に用いるのに適した沸点を有する。この沸点が高すぎる場合には、ヒータ14はウィック28内のプレ気化ガス製剤を気化させることができない。しかしながら、この沸点が低すぎる場合には、ヒータ14が起動されていない場合にもプレ気化ガス製剤が気化する場合がある。
【0073】
プレ気化ガス製剤は、蒸気に変換される材料または材料の組み合わせである。例えば、プレ気化ガス製剤は、液体、固体および/またはゲル製剤とすることができ、限定されないが、水、ビーズ、溶媒、活性成分、エタノール、植物エキス、天然または人工の風味、および/またはグリセリンおよびプロピレングリコール等の蒸気形成体を含む。
【0074】
プレ気化ガス製剤は、加熱時に放出される揮発性のタバコ風味化合物を含むタバコエレメントを含むことができる。このタバコエレメントがプレ気化ガス製剤内に含まれる場合、タバコエレメントの物理的一体性は維持される。例えば、タバコエレメントは、プレ気化ガス製剤において2〜30重量%とすることができる。
【0075】
例えば、タバコエレメントは、シートまたはシュレッドの形態であることとしてもよく、プレ気化ガス製剤の後に付加され、プレ気化ガス製剤蓄積媒体21に付加される。
【0076】
組立構成にある非燃焼型喫煙デバイス60を用いる操作において、口挿入端部8に負圧を印加することができる。この負圧は、非燃焼型喫煙デバイス60内における内部圧力の降下を生じさせ、これにより、空気入口44/44´を介してデバイス60に進入する入口空気流を生じさせることができる。内部圧力の降下は、空気が空気入口44aを通じて(部分72を貫通する空気流路を介して)吸引される故、部分72内における内部圧力の降下ももたらす。部分72において形成される内部圧力の降下は、センサ16によって検出することができる。続いて、センサ16は、電源1を含む電子回路を閉鎖するよう動作する。代わりに、ヒータ14にエネルギーを供給するため、電気リード線によりヒータ14に電流を供給する。続いて、エネルギーを供給されたヒータ14は、ウィック28を介してヒータ14に向けて引き込まれたプレ気化ガス製剤材料を加熱し気化する。
【0077】
プレ気化ガス製剤材料は、ウィック28の毛管作用によりヒータ14の近辺でプレ気化ガス製剤供給リザーバ22および/またはプレ気化ガス製剤蓄積媒体21から移動する。一実施形態では、
図3に示すように、ウィック28は第1端部29および対向する第2端部31を有する。第1端部29および第2端部31は、プレ気化ガス製剤蓄積媒体21の対向側部内に延在してこのプレ気化ガス製剤蓄積媒体内に収容されたプレ気化ガス製剤材料と接触するようにする。また、ヒータ14は少なくとも部分的にウィック28の中央部を包囲し、ヒータ14が起動された際にウィック28の中央部におけるプレ気化ガス製剤がヒータ14により気化されて、プレ気化ガス製剤材料の気化および蒸気の形成を達成するようにする。印加される負圧に応じて、蒸気は、ヒータ14から、タバコエレメント23を通じて、口挿入端部8に流出する。
【0078】
蒸気でタバコエレメントを流れに溶出させることとしてもよい。蒸気とタバコエレメントとの間に幾分かの熱的反応も生じ得る。
【0079】
一実施形態における1つの利点は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22内のプレ気化ガス製剤材料が酸素から保護される(その理由は、ほぼ酸素がウィックを介してプレ気化ガス製剤蓄積部分に入り込むことができない為である)ので、プレ気化ガス製剤材料が劣化するリスクが著しく低減される点にある。更に、外側チューブ6が透明でないいくつかの実施形態では、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22は光から保護される為、プレ気化ガス製剤材料が劣化するリスクが著しく低減される。従って、有効期間および清潔度を高レベルに維持することができる。
【0080】
図2Aおよび
図2Bに示すように、口挿入端部8は、少なくとも2つの分散用の出口24(例えば、3個、4個、5個以上)を有する。口挿入端部8の出口24をオフアクシス通路80の端部に配置し、非燃焼型喫煙デバイス60の長手方向に対して外方に角度を成す(すなわち放射状に広がる)ようにする。本明細書で用いる用語“オフアクシス”とは、非燃焼型喫煙デバイス60の長手方向に対してある角度にあることを表している。また、口挿入端部(またはフローガイド)8は、この口挿入端部8の周囲に沿って均一に分布させた出口を有し、使用中に蒸気を実質的に均一に分布させるようにする。従って、蒸気を単一個所に向けるオンアクシスの単一の出口を有するe−ベイピング装置と比較して、蒸気は種々の方向に移動する。
【0081】
更に、蒸気内に混入する噴霧化されていないプレ気化ガス製剤の小滴が、口挿入端部の内面81および/またはオフアクシス通路の内面に当たり、これらの小滴が除去または分裂されるように、出口24およびオフアクシス通路80を配置する。一実施形態では、口挿入端部の出口をオフアクシス通路の端部に位置させるとともに、外側チューブ6の中心軸線に対して5°〜60°の角度にして、使用中に蒸気をより完全に分散させるとともに小滴を除去するようにする。
【0082】
各出口の直径は約0.015インチ〜約0.090インチ(例えば、約0.020インチ〜約0.040インチまたは約0.028インチ〜約0.038インチ)とするのが好ましい。出口24およびオフアクシス通路80の寸法は、出口流路の個数とともに、所望に応じ非燃焼型喫煙デバイス60の吸引抵抗(RTD)を調整するように選択することができる。
【0083】
図1に示すように、口挿入端部8の内面81がほぼドーム状の表面を有するようにすることができる。あるいは、
図2Bに示すように、口挿入端部8の内面81′を、平坦な端面を有するほぼ円筒状または截頭円錐状とすることができる。内面はその表面に亘って実質的に均一にするか、または口挿入端部8の長手軸線を中心として対称的にする。しかしながら、他の実施形態では、内面を不規則的であり、および/または別の形状を有することができる。
【0084】
口挿入端部8は、部分70のチューブ6内に一体的に固定させる。更に、口挿入端部8は、低密のポリエチレン、高密のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)およびこれらの組合せよりなる群から選択したポリマーから形成することができる。口挿入端部8は所望に応じ着色することもできる。
【0085】
一実施形態では、非燃焼型喫煙デバイス60は、種々の実施形態の気流ダイバータまたは気流ダイバータ手段をも含む。気流ダイバータは、ヒータにおけるあるいはヒータを囲む気流を管理するように作用し、吸引された空気がヒータを冷却する傾向を和らげる。このようにしないと、蒸気の出力の減少に繋がり得る。
【0086】
一実施形態では、
図3〜
図4に示すように、非燃焼型喫煙デバイス60は、シール15内の中央空気通路20の下流端部82に不浸透性のプラグ30を有する気流ダイバータを含むことができる。中央空気通路20は、シール15および内側チューブ62内で軸線方向に延在する中央通路である。シール15は、外側チューブ6と内側チューブ62との間の環状部の上流端部を封止している。気流ダイバータは、空気を中央空気通路20から内側チューブ62に向け、かつシール15の下流端部の外周面と内側チューブ62の内壁との間に規定された外側空気通路9内に指向させる少なくとも1つの径方向空気チャネル32を含むことができる。
【0087】
中央空気通路20の孔の直径は、少なくとも1つの径方向空気チャネル32の直径とほぼ同じである。また、中央空気通路20の孔および少なくとも1つの径方向空気チャネル32の直径は、約1.5mm〜約3.5mmの範囲(例えば、約2.0mm〜約3.0mm)にすることができる。任意ではあるが、中央空気通路20の孔および少なくとも1つの径方向空気チャネル32の直径は、非燃焼型喫煙デバイス60の吸引抵抗を制御するために調整し得るようにする。使用中、空気は中央空気通路20の孔内に流れ、少なくとも1つの径方向空気チャネル32を経て、かつ外側空気通路9内に入り、ヒータ14の中央部分に向けられる空気の流れの部分は僅かとなり、加熱サイクル中のヒータ14に対する前述した冷却の影響を減少させ、または最少化する。従って、到来する空気はヒータ14の中央から離れる方向に向かい、ヒータを通過する空気の速度は、空気がヒータ14の中央部分に合致するように直接向かうシール15内の中央の孔を経て流れる場合に比べて減少する。
【0088】
他の実施形態では、
図5〜
図6に示すように、気流ダイバータを、シール15の下流端部とヒータ14との間に配置されたディスク34の形態とすることができる。ディスク34は、外側の管状壁部90の下流端部における横方向壁部内に少なくとも1つの孔36を含む。また、少なくとも1つの孔36をオフアクシスとして、到来する空気をチューブ62の内壁に向けて外方に指向させるようにする。負圧の印加中、ディスク34は、空気の流れをヒータ14の中央部分から離れる方向にそらして、強いまたは長く続く負圧の結果としてヒータを冷却する空気の流れの傾向を弱めるように作用し得る。従って、ヒータ14は、加熱サイクル中の冷却からほぼ減少または防止され、負圧の印加中に生じる蒸気量が少なくなるのを減少または防止する。
【0089】
更に他の実施形態では、
図7に示すように、気流ダイバータは、短くした中央空気通路20の下流端部82から延在する截頭円錐状部分40を有する。中央空気通路20を他の実施形態に比べて短くすることにより、ヒータ14がこの中央空気通路20から更に離して配置され、空気流をヒータ14に接触する前に減速させ、空気流がヒータ14を冷却する傾向を弱めるようにする。あるいは、ヒータ14を口挿入端部8に近づくように、かつ中央空気通路20から更に離れるように移動させ、同じ冷却緩和効果を達成するのに充分に空気流を減速させる時間および/またはスペースが得られるようにすることができる。
【0090】
截頭円錐状部分40を加えることにより、孔の直径の寸法を大きくし、これにより空気流を減速させ、ヒータ14におけるまたはその周りにおける空気速度を減少させ、空気が負圧サイクル中にヒータ14に及ぼす冷却の影響を和らげるようにする。截頭円錐状部分40の大きい方の(出口)端部の直径は、約2.0mm〜約4.0mmの範囲、好ましくは約2.5mm〜約3.5mmの範囲とする。
【0091】
中央空気通路20の孔の直径と、截頭円錐状部分40の小端部および/または大端部の直径とは、非燃焼型喫煙デバイス60の吸引抵抗を制御するように調整することができる。
【0092】
種々の実施形態の気流ダイバータは、空気流の速度(空気流の速さおよび/または方向)を制御することにより空気流を導くようにする。例えば、気流ダイバータは、空気流を特定の方向に指向させるか、および/または空気流の速さを制御することができる。空気流の速さは、空気流の経路の横断面の面積を変化させることにより制御することができる。縮小断面を通る空気流の速さは増加し、広い断面を通る空気流の速さは減少する。
【0093】
外側チューブ6および/または内側チューブ62は、任意の適切な材料またはこれら材料の組合せから形成することができる。適切な材料の例には、これらの材料の1種類以上を有する金属、合金、プラスチックまたは複合材料が含まれるか、あるいは食料または薬剤の分野に適した熱可塑性プラスチック、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、セラミックおよびポリエチレンが含まれる。一実施形態において、これらの材料は軽量で非脆性である。
【0094】
図8に示すように、非燃焼型喫煙デバイス60は、この非燃焼型喫煙デバイス60の第1部分70に隣接する外側チューブ6を囲んで取外し自在に、および/または回転自在に配置したスリーブアセンブリ87を含むこともできる。更に、スリーブアセンブリ87は第1部分70の少なくとも一部分を断熱させて、喫煙者に送給される前に蒸気の温度を保つようにする。一実施形態では、スリーブアセンブリ87は非燃焼型喫煙デバイス60の周囲に回転でき、かつスリーブアセンブリの周囲にこのスリーブアセンブリと交差する方向で離間して配置したスロット88を有し、これらスロット88が第1部分70における空気入口44と整列されて、非燃焼型喫煙デバイス60に負圧が印加される際に、空気が非燃焼型喫煙デバイス60内に入り込むようにする。喫煙前または喫煙中に、喫煙者はスリーブアセンブリ87を回転させ、空気入口44がこのスリーブアセンブリ87により少なくとも部分的に遮断され、非燃焼型喫煙デバイス60の吸引抵抗および/または通気を調整するようにし得る。
【0095】
スリーブアセンブリ87はシリコーンまたはその他の柔軟性材料から形成し、喫煙者にやわらかい口当たりを与えるようにする。しかしながら、スリーブアセンブリ87は1つ以上の片から形成することができるとともに、プラスチック、金属およびこれらの組合せを含む種々の材料から形成することができる。一実施形態では、スリーブアセンブリ87はシリコーンより成る単一片とする。このスリーブアセンブリ87は取外して他の非燃焼型喫煙デバイスに再使用することができるか、または第1部分70と一緒に廃棄することができる。スリーブアセンブリ87は任意の適切な色にすることができ、および/または画像あるいはその他のしるしを有するようにすることができる。
【0096】
代替的な実施形態では、
図9〜
図10に示すように、非燃焼型喫煙デバイスは、固定片27および回転可能片25を有する口挿入端部8を設けることができる。出口24および24′はこれらの固定片27および回転可能片25の各々に位置させる。出口24および24′の1つ以上は図示のように整列させて、蒸気が喫煙者の口の中に入るようにする。しかしながら、回転可能片25は口挿入端部8内で回転させて、固定片27内で1つ以上の出口24を少なくとも部分的に遮断するようにし得る。従って、蒸気の出力量は、各負圧の印加に応じて変化し得る。出口24および24′は、これらの出口24および24′が放射状に広がるように口挿入端部8内に形成することができる。
【0097】
他の実施形態では、気流ダイバータは、ヒータ14に隣接するがこのヒータ14の直ぐ上流に追加した第2のウィックエレメントを有する。この第2のウィックエレメントは、空気流の一部をヒータ14の周りにそらすようにする。
【0098】
図1、
図3、
図5および
図7〜
図8には、外側空気通路内に配置されたタバコエレメントを描写するが、例示的な実施形態は、これらに限定されない。
【0099】
図11Aは、タバコエレメント1150を含む非燃焼型喫煙デバイス1100の例示的な実施形態を示す。非燃焼型喫煙デバイス1100は、非燃焼型喫煙デバイス60と同様である。従って、簡素化するため、その差異のみを説明する。
【0100】
非燃焼型喫煙デバイス1100は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22aを含む。プレ気化ガス製剤供給リザーバ22aは、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22aが長手方向により短い点を除けば、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22と同一である。
【0101】
第1部分70aは、長手方向に延在する外側チューブ6(またはハウジング)と、外側チューブまたはハウジング6内に同軸に配置される内側チューブ62aと、を含む。内側チューブ62aは、第1外側空気通路9aを画定する。第1外側空気通路9aは、第2外側空気通路9bに開口している。
【0102】
内側チューブ62aの端部および口挿入端部8は、第2外側空気通路9bを画定する。換言すると、外側チューブ6は、第2外側空気通路9bの長手方向に直径を画定する。図示するように、第2外側空気通路9bの長手方向への直径は、第1外側空気通路9aの長手方向への直径よりも大きい。
【0103】
第2外側空気通路9b内には、タバコエレメント1150を配置する。タバコエレメント1150は、例えば、口挿入端部8を除去し、かつタバコエレメント1150を第2外側空気通路9b内に挿入することによって第2外側空気通路9b内に挿入されてもよい。
【0104】
タバコエレメント1150は、限定されないが、タバコストランド、巻きタバコまたは充填材を含む圧縮形態のタバコを示すタバコプラグであることができる。タバコプラグは、例えば、天然たばこ、再生シートタバコまたはアルミニウムに包み込まれていてもよい。1つのみのタバコプラグを図示するが、言うまでもなく、複数のタバコプラグを使用してもよい。繊維セグメント(例えばセルロースアセテート、他の合成繊維、または天然繊維)を複数のタバコプラグの間に配置してもよい。
【0105】
例えば、円筒形のハウジング1185はタバコを保持する。この円筒形のハウジング1185は、例えばアルミニウムから形成することができる。円筒形のハウジング1185は、外側空気通路9bの直径にフィットする外径を有する。ハウジング6の長手方向軸線に沿って、メッシュスクリーン1175および1180が円筒形のハウジング1185の端部においてフィットすることで、タバコを円筒形のハウジング1185内に包囲する。
図11Aに示すように、メッシュスクリーン1175および1180は、円筒形のハウジングの一端からタバコを通じて、口挿入端部8に最も近い円筒形のハウジング1185の端部の外に空気を通過させることができる孔1182を含む。
【0106】
タバコエレメント1150は、ヒータ14によって生成された蒸気がタバコを通過可能とするように配置する。例えば、タバコエレメント1150は、口挿入端部8から第1距離だけ、かつ、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22から第2距離だけ離間させることができる。第1距離および第2距離は、同じまたは異なる。
【0107】
印加される負圧に応じて、蒸気は、ヒータ14から、タバコエレメント1150を通じて、口挿入端部8に流出する。ヒータ14は、タバコエレメント1150から設定された距離に配置されてもよく、または負圧を印加する間にヒータ14がタバコを(上述したように)ある温度まで加熱するようにタバコエレメント1150に接触してもよい。一実施例において、ヒータ14は、タバコエレメント1150から1〜5mmの位置に配置する。
【0108】
内側チューブ62aを、ヒータ14を長手方向に通過して口挿入端部8まで延在するものとして示すが、言うまでもなく、ヒータ14を第2外側空気通路9b内に延在するように配置してもよい。結果として、
図11Bに示すように、タバコエレメント1150は、ヒータ14から離間するか、またはヒータ14に接触する。
図11Bにおいて、ヒータ14は、部分70bの第2外側通路9bに配置される。従って、プレ気化ガス製剤供給リザーバ11a、ヒータ14およびタバコエレメント1150は、連続して配置される。
【0109】
ガスケット10を図示しないが、非燃焼型喫煙デバイス11はガスケット10を含んでもよい。
【0110】
図12は、非燃焼型喫煙デバイス1200の例示的な実施形態を示す。
図12は、タバコエレメント1250を含む非燃焼型喫煙デバイス1200の例示的な実施形態を示す。非燃焼型喫煙デバイス1200は、部分70cが口挿入端部8、タバコエレメント23およびガスケット10を含まず、また非燃焼型喫煙デバイス1200が更に入口1210を含む点を除いて、非燃焼型喫煙デバイス60に類似している。従って、簡素化するため、差異のみを説明する。
【0111】
口挿入端部8およびガスケット10を除去することによって、非燃焼型喫煙デバイス1200は、タバコインサート1210を受容するのに適した受容領域1205を含む。受容領域1205は、外側チューブ6およびプレ気化ガス製剤供給リザーバ22の端部によって画定される。
【0112】
タバコインサート1210は、シガレットまたはシガーであることができる。例えば、タバコインサートは、例えば、フィルタシガレット、ノンフィルタシガレット、シガリロ、フィルタ付きのシガーフィルタ、チップシガー、または両切りのシガー/シガリロであることができる。しかしながら、例示的な実施形態はこれらに限定されない。
【0113】
タバコインサート1210は、取り外し可能なインサートである。
図12に示す実施例において、タバコインサート1210は、シガレットまたはシガレットの一部とすることができる。タバコインサート1210は、フィルタ1220およびタバコエレメント1250を含む。タバコインサートが両切りのシガー/シガリロである例示的な実施形態では、タバコインサートはフィルタを含まない。
【0114】
チッピングペーパー1255は、フィルタ1220およびタバコエレメント1250にオーバーラップしてもよい。チッピングペーパー1255は、外側チューブ6に沿って延在するタバコインサート1210の表面領域を被覆することができる。従って、チッピングペーパー1255は、タバコインサート1210に強度を付与し、受容領域1205への挿入をより容易にする。タバコエレメント1250を含むのに、アルミニウムホイルを使用してもよく、これは付加的なチッピングペーパーを用いても用いなくてもよい。
【0115】
ヒータ14の位置は、
図12Aに示す一に限定されない。例えば、ヒータ14は、外側空気通路9の端部に配置することで、ヒータ14をタバコエレメント1250により近接させるか、および/またはタバコエレメント1250に接触させるようにしてもよい。別の例示的な実施形態では、ヒータ14は、
図11Bに示すのと同様に、外側空気通路9の外に突出していてもよい。
【0116】
ヒータ14は、タバコエレメント1250から設定された距離に配置されてもよく、または負圧を印加する間にヒータ14がタバコエレメント1250を(上述したように)ある温度まで加熱するようにタバコエレメント1250に接触してもよい。
【0117】
組立構成にある非燃焼型喫煙デバイス1200を用いる操作において、タバコインサート1210に負圧を印加することができる。この負圧は、非燃焼型喫煙デバイス1200内における内部圧力の降下を生じさせ、これにより、空気入口44/44´を介してデバイス1200に進入する入口空気流を生じさせることができる。内部圧力の降下は、空気が空気入口44aを通じて(部分72を貫通する空気流路を介して)吸引される故、部分72内における内部圧力の降下ももたらす。部分72において形成される内部圧力の降下は、センサ16によって検出することができる。続いて、センサ16は、電源1を含む電子回路を閉鎖するよう動作する。代わりに、ヒータ14にエネルギーを供給するため、電気リード線によりヒータ14に電流を供給する。続いて、エネルギーを供給されたヒータ14は、ウィック28を介してヒータ14に向けて引き込まれたプレ気化ガス製剤の一部を加熱し気化する。
【0118】
プレ気化ガス製剤材料は、ウィック28の毛管作用によりヒータ14の近辺でプレ気化ガス製剤供給リザーバ22および/またはプレ気化ガス製剤蓄積媒体21から移動する。ヒータ14が起動されると、ウィック28の中央部におけるプレ気化ガス製剤がヒータ14により気化されて、プレ気化ガス製剤材料の気化および蒸気の形成を達成する。印加される負圧に応じて、蒸気は、ヒータ14から、タバコエレメント1250を通じて、フィルタ1220に流出する。
【0119】
図12に示す実施例において、フィルタ1220は、セルロースアセテート(CA)フィルタであることができる。トリアセチン等のCAフィルタエレメントは、蒸気内に溶出させることができる。蒸気内の気相ニコチンおよび他の揮発性の要素を、タバコの存在によって減少させることができる。
【0120】
図13Aは、非燃焼型喫煙デバイス1300の例示的な実施形態を示す。
【0121】
非燃焼型喫煙デバイス1300は、部分70dがタバコエレメント23を含まず、また非燃焼型喫煙デバイス1300が更に取り外し可能なマウスピース1310を含む点を除いて、非燃焼型喫煙デバイス60に類似している。従って、簡素化するため、差異のみを説明する。
【0122】
取り外し可能なマウスピース1310は、タバコエレメント1320を含む。タバコエレメント1320は、プラグまたはバッグ内に収容され、かつマウスピース1310の内側に取り付けられる。取り外し可能なマウスピース1310は、外側チューブ6の一部に亘ってフィットし、取り外し可能なマウスピースと部分70dとの間にシールを形成する。取り外し可能なマウスピース1310は、外側チューブ6上に摺動することによって、または接続機構(例えば雄/雌)を設けて外側チューブ6に接続することによって、シールを形成することができる。
【0123】
組立構成にある非燃焼型喫煙デバイス1300を用いる操作において、取り外し可能なマウスピース1310に負圧を印加することができる。印加される負圧に応じて、蒸気は、ヒータ14から、口挿入端部8を通じて、タバコエレメント1320内に流入し、また空気通路1330を通じて取り外し可能なマウスピース1310に流出する。
【0124】
ヒータ14は、タバコエレメント1320から設定された距離に配置されてもよく、または負圧を印加する間にヒータ14がタバコエレメント1320を(上述したように)ある温度まで加熱するようにタバコエレメント1320に接触してもよい。
【0125】
別の例示的な実施形態では、
図13Bに示すように口挿入端部8およびガスケット10を省いてもよい。
図13Bに示す実施形態において、チューブ6aは
図13Aのチューブ6よりも短い。
【0126】
別の例示的な実施形態では、タバコエレメントはプレ気化ガス製剤供給リザーバ内に配置され、および/またはプレ気化ガス製剤蓄積媒体として機能する。
【0127】
例えば、
図14A〜
図14Bは、プレ気化ガス製剤供給リザーバの例示的な実施形態を示す。プレ気化ガス製剤供給リザーバ22aは、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22として使用してもよい。
【0128】
図示するように、プレ気化ガス製剤供給リザーバ22aは、プレ気化ガス製剤1402、中間チューブ1404、タバコエレメント1410および内側チューブ62´を含む。内側チューブ62´は、空気通路9を画定し、また、例えば金属グリッド、スクリーンまたはメッシュを含むことができる。
【0129】
別の例示的な実施形態では、内側チューブ62´は、任意の適切な材料またはこれら材料の組合せから形成される内側チューブ62であってもよい。適切な材料の例には、これらの材料の1種類以上を有する金属、合金、プラスチックまたは複合材料が含まれるか、あるいは食料または薬剤の分野に適した熱可塑性プラスチック、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、セラミックおよびポリエチレンが含まれる。
【0130】
中間チューブ1404は、ガラス繊維を含むことができる。プレ気化ガス製剤1402は、中間チューブ1404と外側チューブ6との間に配置され、またプレ気化ガス製剤蓄積媒体21内に配置されてもよい。
【0131】
タバコエレメント1410は、内側チューブ62´と中間チューブ1404との間に配置される。タバコエレメント1410は、例えば、タバコシート、シュレッド、粉末、ビーズまたはスポンジであることができる。内側チューブ62´は、タバコ内に突出して熱伝導を支援するエクステンダを含むことができる。
【0132】
操作時には、非燃焼型喫煙デバイスに負圧を印加することで、上述したようにヒータ14を起動する。ヒータによりプレ気化ガス製剤1402を加熱して、蒸気を形成し、この蒸気はヒータ14から、タバコエレメント1410を通じて、空気通路9に流出する
【0133】
結果として、タバコエレメント1410は、蒸気およびヒータ14からの熱に曝露される。従って、タバコアロマが蒸気に付与される。
【0134】
例示的な実施形態では、非燃焼型喫煙デバイスにおけるタバコエレメント(例えばフィラー)の数量は、シガレットにおける負圧の印加数とほぼ同数である。あるいは、タバコエレメントの数量は、固定された数の負圧の印加をもたらす。
【0135】
例示的な実施形態において、タバコエレメントは、ニコチンを取り除いてもよい。
【0136】
図1〜
図14Bにおいて説明される例示的な実施形態は、組み合わせることで、一か所より多くの位置にタバコエレメントを利用することができる。例えば、第1タバコエレメントは、プレ気化ガス製剤供給リザーバ内のプレ気化ガス製剤と組み合わせることができ、また第2タバコエレメントは、通路9に配置されてもよい。別の例示的な実施形態では、第1タバコエレメントは、プレ気化ガス製剤供給リザーバ内のプレ気化ガス製剤と組み合わせることができ、また第2タバコエレメントは、第2外側空気通路9bにおけるタバコプラグであってもよい。別の例示的な実施形態では、第1タバコエレメントは、プレ気化ガス製剤供給リザーバ内のプレ気化ガス製剤と組み合わせることができ、また第2タバコエレメントは、入口または取り外し可能なマウスピースに配置されてもよい。別の例示的な実施形態では、第1タバコエレメントは、通路9内に配置することができ、また第2タバコエレメントは、入口または取り外し可能なマウスピース内に配置することができる。
【0137】
例示的な実施形態は、プレ気化ガス製剤を加熱し、タバコエレメントに熱を供給するヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスを提供する。より具体的には、例示的な実施形態による非燃焼型喫煙デバイスは、タバコエレメントに蒸気を曝露し、および/またはタバコエレメントにプレ気化ガス製剤を曝露する。このタバコエレメントがプレ気化ガス製剤内に含まれる場合、タバコエレメントの物理的一体性は維持される。
【0138】
別の例示的な実施形態では、非燃焼型喫煙デバイスは、タバコエレメントに蒸気を曝露し、および/またはタバコエレメントにプレ気化ガス製剤を曝露するポッドデバイスまたはタンクデバイスとすることができる。
【0139】
図1〜
図14Bに関して、単一のヒータを記載したが、例示的な実施形態は、複数のヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスを含むことができる。第1ヒータは、プレ気化ガス製剤を気化するためのヒータ14であり、第2ヒータは、タバコエレメントを加熱するのに使用することができる。第2ヒータは、タバコエレメントを貫通することができる。
【0140】
例えば、
図15A〜
図15Bは、複数のヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスの例示的な実施形態を示す。
【0141】
図15Aにおいて、第1部分1500は、
図1に示す第1部分70に類似しているが、タバコエレメント23を有しない。
図15Bは、第1部分1500を示す。第1部分1500はタバコエレメント23を有しない点を除けば、第1部分70と同一である故、簡素化するため、第1部分1500を更に詳細に説明しないことにする。
【0142】
図15Aに示すように、非燃焼型喫煙デバイスの第2部分72´は、タバコハウジング1505および電源ハウジング1510を含む。タバコハウジング1505および電源ハウジング1510は、接続部分1511によって連結する別個のカートリッジとすることができる。接続部分1511は、ネジ接続部205と同一であってもよい。
【0143】
タバコハウジング1505は、タバコ1507を収容し、またタバコ1507からのアロマを第1部分1500に流入することができる構成とする。
【0144】
タバコハウジングは、コネクタ205bを含み、このコネクタ205bはアノード部分1515およびカソード部分1520を有する。アノード部分1515は、タバコハウジング1505内を長手方向に延在する環状部分1517を含む。アノード部分1515は、2つの孔1521aおよび1521bを含むことにより、口挿入端部8に負圧が印加されると、タバコ1507およびチャネル1519内に空気が流れるようにする。アノード部分1515およびカソード部分1520の両者は、メッキ真鍮やステンレス鋼等の導電性材料を含む。チャネル1519は、アノード部分1515によって長手方向に部分的に画定される。フィルタ1522は、チャネル1519の一端に配置され、チャネル1519の他端は第1部分1500に開口している。フィルタ1522は、セルロースアセテート、ガラス繊維、セラミック、綿、または任意の化学的なインサート多孔質材料を含むことができる。結果として、チャネル1519は、タバコ1507内に流れるための空気の通路を提供する。
【0145】
繊維スリーブ1525は、アノード部分1515の環状部分1517の少なくとも一部を被覆する。繊維スリーブ1525は、セルロース系材料またはポリエチレンテレフタレートとすることができ、また、孔1521a、1521bの端部からフィルタ1522まで延在することができる。繊維スリーブ1525は、コイル状ヒータ1530から放出される熱を吸収することによって温度の制御を支援する。繊維スリーブ1525は、ガラス繊維または化学的インサートであって、導電性を有しない任意の材料とすることができる。繊維スリーブ1525は、ヒータ1530およびアノード部分1515を電気的に分離する。
【0146】
電源1からヒータ1530に電力が供給されると、コイル状ヒータ1530は、繊維スリーブ1525の周囲を長手方向に包囲し、タバコを加熱する。ヒータ1530は、タバコを加熱はするが燃焼はしない。例えば、ヒータ1530は、約190℃で操作可能であり、または電源コントロールに基づいて可変である。ヒータ1530は、タバコ1507を加熱して、タバコアロマを生成する。
【0147】
電源1から電力を受け取るため、ヒータ1530は、アノード部分1515およびカソード部分1520に取り付けられている。より具体的には、電源1のアノードは、バッテリコネクタ1538に接続される接続部分1511のアノード部分1511aに接続している。アノード部分1515は、ワイヤ1540によってバッテリコネクタに接続される。ワイヤ1540がフィルタ1540を貫通するように図示するが、ワイヤはフィルタ1540と外側チューブ6´との間を通過してもよい。ヒータ1530は、ワイヤ1535によってアノード部分1515に接続される。ワイヤ1540および1535は、アノード部分1515上にはんだ接続1542を形成する。
【0148】
更に、ヒータ1530は、カソード部分1520に接続されるワイヤ1545にはんだ付けされる。ワイヤ1545は、例えば、ヒータ252の2つの電気リード線をスポット溶接またははんだ付けによって、カソード部分1520に接続することができる。言うまでもなく、接続ははんだ付けまたはスポット溶接に限定すべきではない。はんだ付けをする場所を、代わりに溶接することができ、またその逆も可能である。
【0149】
図16は、繊維スリーブ1525を包囲するコイル状ヒータ1530の頂面図を示す。図示するように、コイル状ヒータ1530は、繊維スリーブ1525の周囲を包囲する。ワイヤ1540は、アノード部分1515の環状部分1517から、繊維スリーブ1525を通過して、バッテリコネクタ1538まで延在している。更に、スリーブ1525は、アノード部分1515の孔1521bまで延在している。
【0150】
図15Aに戻ると、カソード部分1520は、孔1520aを含む。
【0151】
図17は、例示的な実施形態による、カソード部分1520の頂面図を示す。図示するように、カソード部分1520は、4つの孔1520aを含む。4つの孔1520aが図示されているが、言うまでもなく、4つより多くまたはより少ない孔を用いてもよい。更に、内面1700は、アノード部分用の受容領域を画定する直径d1を有する。
【0152】
カソード部分1520は、上側円形領域1705および下側円形領域1710を含む。孔1520aは、相互に約90°だけ離間しており、下側円形領域1710を貫通して、タバコハウジング1505と第1部分1500との間に空気通路を提供している。
【0153】
より具体的には、口挿入端部8に負圧が印加されると、空気がチャネル1519、タバコ1507、および孔1520aを通じて流れる。チャネル1519を通じて部分1500内に流れる空気は、アノード部分1515における孔1521aおよび1521bによって供給される空気流路により、タバコアロマも有する。
【0154】
図18は、例示的な実施形態による、非燃焼型喫煙デバイス用のタバコハウジングを示す。
図18に示すように、タバコハウジング1800は、タバコ受容領域1825と、タバコ受容領域1825の表面1835から延在する突出部1830と、を含む。タバコハウジング1800は、円筒形状であり、ヒータ1805、1810、1815および1820によって加熱されるタバコを保持する。ヒータ1805、1810、1815および1820は、突出部1830から受容領域1825内に延在している。タバコハウジング1800は、蒸気精製領域の上流側に配置することができる。従って、ヒータ1805、1810、1815および1820は、タバコを加熱して、下流にて生成された蒸気にアロマを供給する。ヒータ1805、1810、1815および1820は、電源1等の電源に接続されている。
【0155】
図19は、複数のヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスの別の例示的な実施形態を示す。
【0156】
図19は、温度を制御するためにガラス繊維シールド1910によって被覆されたメッシュヒータ1905を示す。タバコは、メッシュヒータ1905とガラス繊維シールド1910との間に配置する。メッシュヒータ1905およびガラス繊維シールド1910は、
図15Aに示すタバコ加熱アレンジメントの代わりに使用することができる。従って、繊維ガラスシールド1910は、ハウジング6に隣接してもよい。メッシュヒータ1905は、電源1にアノードおよびカソードワイヤ1920および1925を通じて接続される。メッシュは、カートリッジの頂部から底部まで渦巻状になっている。
【0157】
例示的な実施形態による非燃焼型喫煙デバイスは、多様な構成にて収容することができる。
【0158】
図20は、例示的な実施形態による、非燃焼型喫煙デバイス用のフリップトップ容器を示す。
【0159】
図示するように、フリップトップコンテナ2200は、頂部2210および底部受容部分2220を含む。底部受容部分2220は、非燃焼型喫煙デバイスの第1部分2250および非燃焼型喫煙デバイスの第2部分2275が隣り合うように配置する。例えば、第1部分2250は、部分70cであることができ、また第2部分2275は部分72であることができる。頂部部分2210は、ヒンジ2225を中心に旋回可能であり、それによって、喫煙者はフリップトップコンテナ2200を開閉することができる。
【0160】
図21は、別の例示的な実施形態による、非燃焼型喫煙デバイス用のフリップトップコンテナを示す。
【0161】
図示するように、フリップトップコンテナ2300は、頂部2310および底部受容部分2320を含む。底部受容部分2320は、非燃焼型喫煙デバイスの第1部分2350および非燃焼型喫煙デバイスの第2部分2375が隣り合うように配置する。例えば、第1部分2350は、部分70cであることができ、また第2部分2375は部分72であることができる。頂部部分2310は、ヒンジ2325を中心に旋回可能であり、それによって、喫煙者はフリップトップコンテナ2300を開閉することができる。
【0162】
別の例示的な実施形態では、非燃焼型喫煙デバイスは、コイルがタバコの外側にあり、反応エレメントがタバコの表面上にある誘導ヒータを含む。
【0163】
別の例示的な実施形態では、タバコのオーバーヒートを防ぎ、タバコが燃焼するのを防止する温度コントローラが必要な場合がある。
【0164】
複数のヒータ、コイルヒータおよび/またはメッシュヒータを利用することによって、熱に曝されるタバコの表面領域は増加し、それによって喫煙者に大量の蒸気を生成させる。
【0165】
図22は、
図1Aの非燃焼型喫煙デバイスの断面図である。図示するように、交換可能なカートリッジ2270および再利用可能な固定具72は、互いに接続部205a/bで連結されている。再利用可能な固定具72については前述した。従って、簡素化のため、再利用可能な固定具72については更に説明しない。
【0166】
第1部分2270は、長手方向に延在する外側チューブ6(またはハウジング)と、外側チューブまたはハウジング6内に同軸に配置される内側チューブ2262と、を含む。内側チューブ2262は、外側空気通路(またはチャネル)2209を画定する。
【0167】
タバコ収容部分2274の一部2275は、タバコ収容部分2274とカートリッジ2270との間に摩擦接続を生成するために外側チューブ6の内側部分によって画定される周辺にフィットする。例示的な実施形態は、摩擦接続に限定されるものではなく、他の接続を利用してもよい。従って、タバコ収容部分2274は、取り外し可能なインサートである。
【0168】
タバコ収容部分2274は、内側チューブ2276および外壁7228を含む。タバコ収容部分2274の内側チューブ2276は、外側空気通路2209の別の部分を画定する。外壁2278および内側チューブ2276は、それらの間にスペース(環形)を画定する。
【0169】
タバコ収容部分2274の端部2201は、低性能セルロースアセテートフィルタ、中空のアセテートチューブ、またはプラスチックあるいは木製マウスピースであることができる。端部2201がプラスチックまたは木製マウスピースである場合、端部2201は、外壁2278の一部が端部2201の周辺にフィットするように成形する。
図26〜
図28は、端部201の例示的な実施形態を示す。
【0170】
外壁2278と内側チューブ2276との間のスペース内では、タバコ収容部分2274は、タバコエレメント2279を含む。
【0171】
更に、内側チューブ2276および外壁2278は、チッピングペーパー、巻かれた天然または再生タバコ葉あるいはシートまたはタバコ充填材から形成された環状片、またはスリーブの形状の押出しタバコを含む任意の形態のタバコ植物材料、含むことができる。内側チューブ2276および外壁2278は、同一または異なる材料から製造することができる。
【0172】
例示的な実施形態では、タバコ収容部分2274は、例えば、フィルタシガレット、ノンフィルタシガレット、シガリロ、フィルタ付きのシガーフィルタ、チップシガー、または両切りのシガー/シガリロであることができる。しかしながら、例示的な実施形態はこれらに限定されない。タバコ収容部分2274がシュートシガレットである場合、タバコ収容部分2274は、端部2201においてフィルタを有する。タバコインサートが両切りのシガー/シガリロである例示的な実施形態では、タバコインサートはフィルタを含まない。
【0173】
フィルタは、低性能セルロースアセテート(CA)フィルタであることができる。トリアセチン等のCAフィルタエレメントは、蒸気内に溶出させることができる。蒸気内の気相ニコチンおよび他の揮発性の要素を、タバコの存在によって減少させることができる。
【0174】
ヒータ2214は、内側チューブ2262から、外側空気通路2209における内側チューブ2276内に長手方向に延在している。
【0175】
非燃焼型喫煙デバイス2260は、内側チューブ2262および上流シール2215によって部分的に画定される中央空気通路2220も含むことができる。更に、非燃焼型喫煙デバイス2260は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222を含む。プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222は、プレ気化ガス製剤材料と、任意に、プレ気化ガス製剤材料を中に貯蔵するよう操作可能なプレ気化ガス製剤蓄積媒体2221と、を含む。
【0176】
一実施形態において、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222は、外側チューブ6と内側チューブ2262との間の外側環状部内に収容されている。この環状部は、シール2215により上流端部で封止されている。下流端部では、環状部はガスケット2262aによって封止されている。ガスケット2262aは、リング状ガスケットであることができる。
【0177】
ガスケット2262aをプレ気化ガス製剤供給リザーバ2222上に配置することで、プレ気化ガス製剤をプレ気化ガス製剤供給リザーバ2222に封止し、またタバコエレメント2279がプレ気化ガス製剤と混合するのを防止する。
【0178】
一実施形態において、ヒータ2214は、シール2215によって画定される中央空気通路2220の下流側で、かつ中央空気通路2220の部分から離間した、内側チューブ2262にも含まれる。ヒータ2214は、ワイヤコイル、平面体、セラミック体、単線ワイヤ、抵抗ワイヤのケージの形態または任意のその他の適切な形態とすることができる。
【0179】
ウィック2228は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222内のプレ気化ガス製剤材料と連通しているとともに、ヒータ2214と連通し、ウィック2228がプレ気化ガス製剤材料をヒータ2214に接近した関係にもたらすようにする。ウィック2228は、繊維質で可撓性の材料から構成し得る。このウィック2228は、プレ気化ガス製剤を吸引する能力を有する少なくとも1本のフィラメントを含むことができる。例えば、ウィック2228は、ガラス(またはセラミック)フィラメントを有し得るフィラメントの束を備えることができる。別の実施形態において、ガラスフィラメントの巻線の群、例えばこのような巻線の3つの群を有する束を備えるようにし、これらの構成の全ては、フィラメント間の隙間を介する毛管作用によりプレ気化ガス製剤を吸引し得るものである。
【0180】
電源1は、(例えば、
図1Bに関連して説明するように)ヒータ2214に操作可能に接続されて、電圧をヒータ2214に亘って印加する。非燃焼型喫煙デバイス2260は、中央空気通路2220および/または内側チューブ2262の他の部分に空気を送給するように作用し得る少なくとも1つの空気入口44をも有する。
【0181】
更に、ヒータ2214は、長手方向に延在しており、端部2201に負圧が印加されると、プレ気化ガス製剤材料を気化させて蒸気を形成するのに充分な温度にこのプレ気化ガス製剤材料を加熱する。他の実施形態では、ヒータ2214は、長手方向に対し交差する方向に配置することができる。
【0182】
続いて、タバコ収容部分2274の端部2201に負圧を印加すると、蒸気は内側チューブ2276を通じてタバコエレメント2279内に流入する。ヒータ2214は、タバコエレメント2279から設定された距離に配置されてもよく、または負圧を印加する間にヒータ2214がタバコエレメント2279を加熱するようにする。例えば、ヒータ2214は、内側チューブ2276から10mmまたはそれ未満とすることができる。
【0183】
ヒータ2214は、タバコ収容部分2274内に5〜20mmだけ延在させることができる。ヒータ2214は、端部2201において50℃の温度を生成するように配置することができる。更に、ヒータ2214は、タバコエレメント2279を50〜200℃まで加熱し、プレ気化ガス製剤を300〜350℃で加熱することができる。
【0184】
ヒータ2214は、タバコエレメント2279を温めるが、タバコを燃焼させない。従って、タバコエレメント2279の温めを「非燃焼」と称する。部分2270がヒータ2214を含み、またタバコ収容部分2274がタバコエレメント2279を含む故、部分2270および2274を併せて「非燃焼型喫煙エレメント」と称する。
【0185】
一実施形態では、第1部分(カートリッジ)2270およびタバコ収容部分2274を使い捨て可能とする。プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222が使い尽くされた場合に、下流部分2270を交換し得るようにする。
【0186】
一実施形態では、少なくとも1つの空気入口44は、1つまたは2つの空気入口を含む。あるいは、3つ、4つ、5つまたはより多い空気入口を設けることができる。1つよりも多い空気入口44がある場合には、空気入口44を非燃焼型喫煙デバイス2260に沿う異なる位置に配置する。少なくとも1つの追加の空気入口44をシール2215に隣接させて、かつシール2215の上流側に、または任意の他の所望の位置に配置することができる。空気入口44の大きさおよび個数を変えることは、非燃焼型喫煙デバイス2260の吸引抵抗の設定に役立つこともできる。
【0187】
一実施形態では、ヒータ2214を、ウィック2228と連通させるとともに、ウィック2228内に含まれるプレ気化ガス製剤材料を加熱して、プレ気化ガス製剤材料を気化させて蒸気を形成するのに充分な温度にするように配置する。
【0188】
ヒータ2214は、ウィック2228を囲んでいるワイヤコイルとすることができる。適切な電気抵抗性の材料の例には、チタニウム、ジルコニウム、タンタル、および白金族から選択した金属が含まれる。適切な金属合金の例には、ステンレス鋼と、ニッケル;コバルト;クロム;アルミニウム;チタニウム;ジルコニウム;ハフニウム;ニオブ;モリブデン;タンタル;タングステン;錫;ガリウム;マンガン;鉄を含有する合金と、ニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼に基づく超合金と、が含まれる。エネルギー伝達の動力学および必要とする外部の物理化学特性に応じて、ヒータを例えば、ニッケルアルミナイドや、表面上にアルミナの層を有する材料や、鉄アルミナイドや、その他の複合材料から形成し、電気抵抗性の材料を、任意ではあるが、絶縁材料内に埋め込むか、または絶縁材料でカプセル封止または被覆するか、またはその逆にすることができる。一実施形態において、ヒータ2214は、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケルクロム合金、超合金およびこれらの組合せより成る群から選択した少なくとも1種類の材料を有する。一実施形態では、ヒータ2214をニッケルクロム合金または鉄クロム合金から形成する。一実施形態では、ヒータ2214を外側の表面上に電気抵抗層を有するセラミックヒータとすることができる。
【0189】
他の実施形態では、ヒータ2214を、1994年12月29日に出願されたSikka氏等の公有の米国特許第5,595,706号明細書に記載されているような鉄アルミナイド(例えば、FeAlまたはFe
3Al)またはニッケルアルミナイド(例えば、Ni
3Al)から構成し得る。FeAlは約180マイクロオームの抵抗を呈し、一方ステンレス鋼は約50〜91マイクロオームを呈する。抵抗が高くなると、電源(バッテリ)1に対する電流の引き込みまたは電流負荷を低くする。
【0190】
一実施形態では、ヒータ2214が、ウィック2228を少なくとも部分的に包囲しているワイヤコイルを有する。この実施形態では、このワイヤを金属ワイヤとし、および/またはウィック2228の長さの一部に沿って延在するヒータコイルとする。ヒータコイルはウィック2228の周囲を完全にまたは部分的に囲むように延在させることができる。他の実施形態では、ヒータコイルをウィック2228に接触させないようにする。
【0191】
ヒータ2214は、熱伝導によりウィック2228内のプレ気化ガス製剤を加熱する。あるいは、ヒータ2214からの熱が熱伝導素子によりプレ気化ガス製剤に伝達し得るようにするか、またはヒータ2214が、使用中に非燃焼型喫煙デバイス2260を通して吸引される到来外気に熱を伝達し、この外気の対流によりプレ気化ガス製剤を加熱するようにし得る。
【0192】
一実施形態では、ウィック2228は、セラミック材料またはセラミック繊維を含み、ウィック28に関連して記載した任意の材料を含むことができる。上述したように、ウィック2228はヒータ2214により少なくとも部分的に囲まれている。更に、一実施形態では、ウィック2228が対向する孔を通って内側チューブ2262内に延在し、ウィック2228の端部2229、2231がプレ気化ガス製剤供給リザーバ2222と接触するようにする。
【0193】
ウィック2228は、複数のフィラメントまたはフィラメントの束を含むことができる。一実施形態では、フィラメントはほぼ、内側チューブ2262において非燃焼型喫煙デバイス2260の長手方向に対して交差する方向で、かつチャネル2209においてほぼ長手方向に整列させることができるが、例示的な実施形態は、この配向に限定されない。一実施形態では、ウィック2228がセラミックフィラメントから構成され、毛管作用によりプレ気化ガス製剤がこれらフィラメント間の隙間を介してヒータ2214に吸引され得るようにする。ウィック2228は、ほぼ、十字状、クローバー状、Y字状またはその他の適切な任意の形状とすることができる断面を有するフィラメントを含み得る。
【0194】
ウィックを用いる代わりに、ヒータ2214を、熱を迅速に発生させ得る高電気抵抗を有する材料より成る抵抗ヒータを組み入れた、毛管作用が充分な多孔質材料とすることができる。
【0195】
一実施形態では、ウィック2228と、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222のプレ気化ガス製剤蓄積媒体2221とをアルミナセラミックから構成する。他の実施形態では、ウィック2228はガラス繊維を含み、プレ気化ガス製剤蓄積媒体2221はセラミック材料またはポリエチレンテレフタレートを含む。
【0196】
一実施形態では、電源1はバッテリを有し、このバッテリは、アノードがカソードの下流に位置するように非燃焼型喫煙デバイス2260内に配置するようにする。アノードコネクタ4はバッテリの下流端部と接触する。ヒータ2214は、2本の互いに離間した電気リード線によりバッテリに接続されている。
【0197】
ヒータ2214のコイル状にしない端部2427,2427′(
図25参照)と電気リード線との間の接続部は高導電性で耐熱性にするとともに、ヒータ2214は高抵抗性として、熱が接点ではなく主としてヒータ2214に沿って発生するようにする。外側チューブ6を通じて端部2427はアノードコネクタ4に接続され、端部2427´はカソードに接続されている。
【0198】
非燃焼型喫煙デバイス2260には、センサ16を有する制御回路も設ける。センサ16は、空気圧の降下を検出するとともに、電源1からヒータ2214への電圧の印加を開始するように動作し得る。
【0199】
ヒータ2214は、起動されると、このヒータにより囲まれたウィック2228の一部分を約10秒よりも短い期間、より好ましくは約7秒よりも短い期間の間加熱する。従って、電力サイクルは、約2秒〜約10秒(例えば、約3秒〜約9秒、約4秒〜約8秒または約5秒〜約7秒)の範囲内にすることができる。
【0200】
一実施形態では、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222は、プレ気化ガス製剤材料を含むプレ気化ガス製剤蓄積媒体2221を含む。
図22において、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222は、内側チューブ2262と外側チューブ6との間およびガスケット2262とシール2215との間の外側環状部内に収容する。従って、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222が中央空気通路2220を少なくとも部分的に包囲し、ヒータ2214およびウィック2228がプレ気化ガス製剤供給リザーバ2222の部分間に延在する。
【0201】
プレ気化ガス製剤蓄積媒体2221は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨンおよびこれらの組合せを含む繊維性材料とすることができる。繊維は、約6ミクロン〜約15ミクロン(例えば、約8ミクロン〜約12ミクロンまたは約9ミクロン〜約11ミクロン)の寸法範囲の直径を有することができる。プレ気化ガス製剤蓄積媒体2221は、焼結した多孔質または発泡材料とすることができる。また、繊維は吸入不能となる寸法にしてもよく、その断面はY字状、十字状、クローバー状または任意の他の適切な形状とすることができる。
【0202】
別の例示的な実施形態では、プレ気化ガス製剤蓄積媒体2221は、タバコ充填材またはタバコスラリーとすることができる。
【0203】
また、プレ気化ガス製剤材料は、非燃焼型喫煙デバイス2260に用いるのに適した沸点を有する。この沸点が高すぎる場合には、ヒータ2214はウィック2228内のプレ気化ガス製剤を気化させることができない。しかしながら、この沸点が低すぎる場合には、ヒータ2214が起動されていない場合にもプレ気化ガス製剤が気化する場合がある。
【0204】
組立構成にある非燃焼型喫煙デバイス2260を用いる操作において、端部2201に負圧を印加することができる。この負圧は、非燃焼型喫煙デバイス2260内における内部圧力の降下を生じさせ、これにより、空気入口44/44aを介してデバイス2260に進入する入口空気流を生じさせることができる。内部圧力の降下は、空気が空気入口44aを通じて(部分72を貫通する空気流路を介して)吸引される故、部分72内における内部圧力の降下ももたらす。部分72において形成される内部圧力の降下は、センサ16によって検出することができる。続いて、センサ16は、電源1を含む電子回路を閉鎖するよう動作する。代わりに、ヒータ2214にエネルギーを供給するため、電気リード線によりヒータ2214に電流を供給する。続いて、エネルギーを供給されたヒータ2214は、ウィック2228を介してヒータ2214に向けて引き込まれたプレ気化ガス製剤材料を加熱し気化する。
【0205】
プレ気化ガス製剤材料は、ウィック2228の毛管作用によりヒータ2214の近辺でプレ気化ガス製剤供給リザーバ2222および/またはプレ気化ガス製剤蓄積媒体2221から移動する。一実施形態では、ウィック2228は第1端部2229および対抗する第2端部2231を有する。第1端部2229および第2端部2231は、プレ気化ガス製剤蓄積媒体2221の対向側部内に延在してこのプレ気化ガス製剤蓄積媒体内に収容されたプレ気化ガス製剤材料と接触するようにする。また、ヒータ2214は少なくとも部分的にウィック2228の中央部を包囲し、ヒータ2214が起動された際にウィック2228の中央部におけるプレ気化ガス製剤がヒータ2214により気化されて、プレ気化ガス製剤材料の気化および蒸気の形成を達成するようにする。印加される負圧に応じて、蒸気は、ヒータ2214から、タバコエレメント2279を通じて、端部2201に流出する。
【0206】
蒸気は、タバコエレメントを流れに溶出する。蒸気とタバコエレメントとの間に幾分かの熱的反応も生じ得る。
【0207】
一実施形態における1つの利点は、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222内のプレ気化ガス製剤材料が酸素から保護される(その理由は、ほぼ酸素がウィックを介してプレ気化ガス製剤蓄積部分に入り込むことができない為である)ので、プレ気化ガス製剤材料が劣化するリスクが著しく低減される点にある。更に、外側チューブ6が透明でないいくつかの実施形態では、プレ気化ガス製剤供給リザーバ2222は光から保護される為、プレ気化ガス製剤材料が劣化するリスクが著しく低減される。従って、有効期間および清潔度を高レベルに維持することができる。
【0208】
部分2270の配置は、
図22に示す実施形態に限定されるものではなく、米国特許第14/572,360号明細書に記載のようなその他の修正形態を含むことができ、この内容全体は、参照により本明細書に組込まれる。
【0209】
内側チューブ2262は、任意の適切な材料またはこれら材料の組合せから形成することができる。適切な材料の例には、これらの材料の1種類以上を有する金属、合金、プラスチックまたは複合材料が含まれるか、あるいは食料または薬剤の分野に適した熱可塑性プラスチック、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、セラミックおよびポリエチレンが含まれる。一実施形態において、これらの材料は軽量で非脆性である。
【0210】
図22には単一の環状スリーブを有するタバコ収容部分2274を示すが、例示的な実施形態はこれに限定されない。
【0211】
図23Aは、環状のスリーブ2374aおよび2374bを有するタバコ収容部分2374を含む非燃焼型喫煙デバイスの例示的な実施形態を示す。非燃焼型喫煙デバイス2300は、非燃焼型喫煙デバイス2260に類似している。従って、簡素化するために、差異のみを説明する。
【0212】
図23Aにおいて、タバコ収容部分2374は、環状のスリーブ2374aおよび2374bを含む。
【0213】
環状のスリーブ2374aは、内側チューブ2376および外壁2378を含む。内側チューブ2376は、外側空気通路2209の別の部分を画定する。外壁2378および内側チューブ2376は、それらの間にスペース(環形)を画定する。外壁2378および内側チューブ2376は、それぞれ、外壁2278および内側チューブ2276と同一の材料から形成してもよい。
【0214】
外壁2378と内側チューブ2376との間のスペースは、タバコエレメント2279が配置される。
【0215】
環状のスリーブ2374bは、内側チューブ2305および外壁2310を含む。
図23Aに示すように、環状のスリーブ2374bは、環状のスリーブ2374aを包囲している。内側チューブ2305は透過性を有する一方、外壁2310は不透過性を有する。環状のスリーブ2374bの端部2315は、気流に対して閉口している。端部2315は、気流をブロックするためにプラグとしての役割を果たす任意の材料、例えばプラスチック(例えばポリエチレン)または金属から製造することができる。従って、
図24に示すように、タバコ収容部分2374に負圧が印加されると、空気は、空気通路2209から環状のスリーブ2374aを通じて、内側チューブ2305を通って空気チャネル2320、2325内に流れる。
【0216】
内側チューブ2305は、膜、メッシュ、有孔プラスチックまたは紙等の透過性材料である。内側チューブ305は、環状のスリーブ2374bの構造的一体性を維持する材料から製造される。外壁2310は、プラスチック等の不透過性材料である。
【0217】
図23Bは、環状のスリーブ2374a´および2374b´を有するタバコ収容部分2374´を含む非燃焼型喫煙デバイスの別の例示的な実施形態を示す。
【0218】
タバコ収容部分2374´は、タバコ収容部分2374に類似している。従って、差異のみを説明する。
【0219】
図23Bにおいて、環状のスリーブ2374b´は、内側チューブ2305を含まない。代わりに、環状のスリーブ2374a´の外壁2378´は、環状のスリーブ2374b´の一部でもある。内側チューブ2376´により、外壁2378´および内側チューブ2376´は、それらの間にスペース(環形)を画定する。外壁2378´と内側チューブ2376´との間のスペース内に、タバコエレメント2279を配置する。
【0220】
図23Bに示すように、外壁2378´および内側チューブ2376´は、端部2315まで延在している。外壁2378´および内側チューブ2376´は、それぞれ、外壁2278および内側チューブ2276と同一の材料から形成してもよい。
【0221】
図23Cは、タバコ収容部分2374´´を含む非燃焼型喫煙デバイスの別の例示的な実施形態を示す。
【0222】
タバコ収容部分2374´´は、タバコ収容部分2374´に類似している。従って、簡素化するために、差異のみを説明する。
【0223】
図23Bにおいて、環状のスリーブ2374a´´の内側チューブ2376´´は、端部2315の前で仕切られている。従って、端部2315と内側チューブ2376´´との間にスペースが画定される。タバコエレメント2279もまた端部2315と内側チューブ2376´´との間に配置する。
【0224】
例示的な実施形態による非燃焼型喫煙デバイスは、そのフローパターンおよびタバコエレメントがヒータ2214(蒸気形成領域)に近接しているおかげで、タバコの加熱並びにタバコの特定のフレーバーの蒸留および溶出において効果的である。
図24に示すように、ヒータ2214からタバコエレメントまでの蒸気の垂直な流れと、タバコがヒータ2214に近接していることとによって、タバコを効率的に加熱し、続いて揮発性のタバコフレーバーを蒸留および溶出することができる。
【0225】
例示的な実施形態では、蒸気は非燃焼型喫煙デバイスから環状に排出され得るが、言うまでもなく、蒸気は同心円状に排出されてもよい。
【0226】
図26は、プラスチック製のマウスピースであるタバコ収容部分2274の端部の例示的な実施形態を示す。
図26に示すように、端部2201aは、少なくとも2つのオフアクシスの、分散用の出口2600を有する。端部2201aは、ガスケット10を貫通する中央空気通路2209と流体連結される。ガスケット10は、タバコ収容部分2274の下流端部に配置して、タバコ材料か端部2201a内に漏洩しないようにする。
【0227】
外壁2278aの一部は、端部2201aの周辺にフィットする。
【0228】
タバコ収容部分2274に印加される負圧により、蒸気がヒータ2214から、タバコ収容部分2274を通じて端部2201aに流出する。
【0229】
図27は、タバコ収容部分2274の端部の例示的な実施形態を示す。
【0230】
端部2201bは、外壁2278bの一部に亘ってフィットする。端部2201b上に負圧を印加することができる。負圧により、蒸気はヒータ2214から空気通路2700を通じて、タバコ収容部分2274に流出する。
【0231】
図28は、タバコ収容部分2274の端部の例示的な実施形態を示す。
【0232】
端部2201cは、フィルタ2800を含む。タバコインサートが両切りのシガー/シガリロである例示的な実施形態では、タバコインサートはフィルタを含まない。
【0233】
チッピングペーパー2805は、フィルタ2800にオーバーラップしてもよい。チッピングペーパーは、壁2278として使用することもできる。従って、チッピングペーパー2805は、タバコ収容部分2274に強度を付与し、カートリッジ2270への挿入を容易にする。タバコエレメントを含むのに、アルミニウムホイルを使用してもよく、これは付加的なチッピングペーパーを用いても用いなくてもよい。
【0234】
図28に示す実施例において、フィルタ2800は、セルロースアセテート(CA)フィルタであることができる。トリアセチン等のCAフィルタエレメントは、蒸気内に溶出させることができる。蒸気内の気相ニコチンおよび他の揮発性の要素を、タバコの存在によって減少させることができる。
【0235】
タバコ収容部分2274に負圧が印加されると、蒸気は、ヒータ2214からタバコ収容部分2274を通じてフィルタ2800の外に流出する。
【0236】
例示的な実施形態は、プレ気化ガス製剤を加熱し、タバコエレメントに熱を供給するヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスを提供する。より具体的には、例示的な実施形態による非燃焼型喫煙デバイスは、タバコエレメントに蒸気を曝露し、および/またはタバコエレメントにプレ気化ガス製剤を曝露する。このタバコエレメントがプレ気化ガス製剤内に含まれる場合、タバコエレメントの物理的一体性は維持される。
【0237】
別の例示的な実施形態では、非燃焼型喫煙デバイスは、タバコエレメントに蒸気を曝露し、および/またはタバコエレメントにプレ気化ガス製剤を曝露するポッドデバイスまたはタンクデバイスとすることができる。
【0238】
図22〜
図28に関して、単一のヒータを記載したが、例示的な実施形態は、複数のヒータを有する非燃焼型喫煙デバイスを含むことができる。第1ヒータは、プレ気化ガス製剤を気化するためのヒータ2214であり、第2ヒータは、タバコエレメントを加熱するのに使用することができる。第2ヒータは、タバコエレメントを貫通することができる。
【0239】
別の例示的な実施形態では、非燃焼型喫煙デバイスは、2つより多くのヒータを含む。
【0240】
例示的な実施態様を説明してきたが、言うまでもなく、これらは種々の方法によって変形し得る。このような変形は例示的な実施形態の精神および範囲から逸脱するものと解釈すべきでなく、またこれらの全ての変形は、当業者においては明らかであるように、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるものとする。