特開 2022-124495 加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022124495

(43)【公開日】2022-08-26

(54)【発明の名称】加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーター

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/46 20200101AFI20220819BHJP

【ＦＩ】

A24F40/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021022178

(22)【出願日】2021-02-16

(71)【出願人】

【識別番号】509061324

【氏名又は名称】清水 和彦

(72)【発明者】

【氏名】清水 和彦

【テーマコード（参考）】

4B162

【Ｆターム（参考）】

4B162AA02

4B162AA22

4B162AB11

4B162AC22

4B162AD06

4B162AD15

4B162AD23

(57)【要約】      （修正有）

【課題】アイコスや、加熱式たばこや、ヴェポライザーの電源ＯＮから喫煙開始までの待ち時間を短縮する。
【解決手段】２個以上、５個以下のヒーターを採用することにより、電源ＯＮから喫煙可能になるまでの時間を短くする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１枚の絶縁プレート、あるいは、絶縁シートの両面、あるいは、片面に、２個以上、５個以下の発熱素子を作成し、該２個以上、５個以下の発熱素子に、内蔵リチウムイオン充電池の出力電圧を連続して印加し、電源ＯＮから喫煙可能になるまでの時間を、短縮することを目的とした、加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーター

【請求項2】

請求項１記載の加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーターにおいて、２個以上、５個以下の発熱素子の抵抗値が、ほぼ同じ値であることを特徴とする、加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーター

【請求項3】

請求項２に記載の加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーターにおいて、２個の発熱素子が同じパターンで作られることを特徴とする、加熱式たばこやヴェポライザーに使われるヒーター

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アイコス、グロー、プルーム、パルズ、リールハイブリッド等の商品名で、発売されている、加熱式たばこや、シャグを加熱して吸引するヴェポライザー（ＰＡＸ３）等に使われている、いわゆる煙草葉やシャグを加熱するヒーターに関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在、加熱式たばこや、ヴェポライザーに使われているヒーターには、１個の発熱素子＝抵抗素子を、図４、図５に示すように、基材の表面に印刷、あるいは、薄いシートに印刷して、そのシートを基材に巻きつけて、抵抗体の両端には接続用の２個の端子を有し、該２個の端子で、ヒーターを駆動する回路に、接続されている。

【0003】

しかしながら、いわゆる煙草葉やシャグを、該ヒーターで加熱して、いわゆる煙草葉やシャグから出てくる、ニコチンや煙を吸引するのであるが、それらが加熱され、少なくとも、１５０℃以上にならないと、ニコチンや煙は出てこないので、現状では、電源ＯＮから喫煙開始までの時間は、早くとも、２０秒位はかかっている。

【0004】

一方、火を点けて喫煙する紙巻煙草は、火を点けたら直ぐに、吸引することが出来るので、紙巻煙草に慣れた喫煙者が、これらの機器を使う場合、電源ＯＮから喫煙開始までの時間（早くても、２０秒）が、遅く感じられる。

【0005】

この電源ＯＮから喫煙開始までの時間を、短くする方法として、特許文献２中に、電源ＯＮ直後から、内蔵充電池の出力電圧をそのまま連続印加する方法が提案されているが、電源ＯＮ直後からの温度加熱のスピードは、内蔵充電池の出力電圧と、駆動回路のＯＮ抵抗と、使用されるヒーターの形状とその抵抗値により決まってしまい、現在は、早くて約２０秒位の時間がかかり、それを、さらに短くすることは出来ない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７－１８４６２７

【特許文献2】特許第５２７２２００号

【特許文献3】特許第４７５３３９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

解決しようとする問題点は、アイコスや、加熱式たばこや、ヴェポライザーの電源ＯＮから喫煙開始までの待ち時間を短縮することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願発明は、加熱式たばこや、ヴェポライザーに組み込まれているヒーターの発熱素子を、２本にして、電源ＯＮから喫煙開始までの時間を短縮する。

【発明の効果】

【0009】

本願発明による、ヒーターの発熱素子を、２本にすることにより、電源ＯＮから喫煙開始までの時間は、約１２秒位にまで短縮することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本願発明による、ヒータープレートの表裏に、同じ工程を使って、ほぼ同じ形状の発熱素子を２個持ったヒータープレートの外観図である。aは、プレートの表面。ｂは、プレートの裏面である。（実施例１）

【図2】図２は、本願発明による２個の発熱素子をもったヒータープレートを駆動する回路図である。

【図3】図３は、本願発明による、ほぼ同じような抵抗値を持った発熱素子を２個持ったヒーターシートの外観図である。（実施例２）

【図4】図４は、加熱式たばこ アイコスに使われているヒータープレートの外観図である。aは、プレートの表面。ｂは、プレートの裏面である。

【図5】図５は、従来の加熱式たばこや、ヴェポライザーに使われているヒーターシートの外観図である。

【図6】図６は、アイコスや、従来の加熱式たばこや、ヴェポライザーにつかわれているヒータープレートやヒーターシートを駆動する回路図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例0011】

図４は、加熱式たばこ、アイコスに使われているヒータープレート１００の外観図である。このヒータープレート１００は、約０．４ｍｍの厚みのセラミック基板の上に、発熱素子＝抵抗素子１０１、リード線部１０２、半田付け端子１０３-１/－２等を、印刷で作り、焼成したもので、発熱素子＝抵抗素子１０１の抵抗値は、約１Ω位 になっている。

【0012】

喫煙する場合、喫煙者はこのヒータープレートを組み込まれた喫煙治具に、アイコス専用の紙巻煙草＝ヒートスティックを、挿入する。挿入されたヒートスティックのほぼ中央部分に、ヒータープレート１００が、挿入される。この状態で、喫煙治具の電源をＯＮすると、内蔵リチウムイオン充電池の出力電圧が、駆動回路でコントロールされて、発熱素子＝抵抗素子１０１に印加され、ヒータープレート１００を加熱し、その熱により、ヒートスティックの煙草葉を加熱して、ニコチンや煙を発生させ、喫煙者はそれらを、吸引して楽しむ。

【0013】

図６は、アイコスに使われている加熱部の回路図で、発熱素子＝抵抗素子１０１への電力供給回路部である。１１２は、アイコスに内蔵されているリチウムイオン充電池で、その出力電圧は、おおむね３．７Ｖ である。（充電地の出力電圧は、使用していると、充電直後の４．２Ｖから徐々に下がり、３．０Ｖ位になると、充電が必要という警告を出して、それ以上使えないようにしている機器が多いが、一般的に、安定して出力される電圧は、３．７Ｖなので、以後の説明は、３．７Ｖで説明を行う。）１１１は、発熱素子＝抵抗素子１０１を駆動する出力ＦＥＴで、そのゲートＧ１に、コントロールＬＳＩからの出力を与えることにより、電流を流したり、止めたりする。コントロールＬＳＩの出力が、Ｈ の場合、電流を流し。Ｌ の場合は、電流を止める。出力ＦＥＴ１１１の種類によっては、逆の動きをするものも、有る。発熱素子＝抵抗素子１０１/３０１は、出力ＦＥＴ１１１の ドレインＤ１と内蔵リチウムイオン充電池１１２の正極に繋がれている。この状態で、コントロールＬＳＩからの信号Ｈが、ゲートＧ１に与えられると、出力ＦＥＴ１１１は、ＯＮして、内蔵リチウムイオン充電池から、発熱素子＝抵抗素子１０１を通り、出力ＦＥＴ１１１を通って電流が流れる。コントロールＬＳＩからの信号がＬの場合は、出力ＦＥＴ１１１は、ＯＦＦして、該電流が流れない。通常ヒーターの温度を一定の温度にコントロールする場合、特許文献３中に開示されているように、ＯＮ／ＯＦＦ比を変えて行うか、温度センサーでヒーター温度を検出して、一定の温度になるように、ＯＮ／ＯＦＦ を、コントロールする。

【0014】

従来使われている代表的な数値は、発熱素子＝抵抗素子１０１の抵抗値＝１Ω。出力ＦＥＴのＯＮ抵抗＝０．０２５Ω。内蔵リチウムイオン充電地の出力電圧＝３．７Ｖ。この時、発熱素子＝抵抗素子の消費電力＝１３．０Ｗ、出力ＦＥＴの消費電力＝０．３Ｗとなる。 ここで、発熱素子＝抵抗素子１０１の抵抗値を、０．５Ω にした場合、発熱素子＝抵抗素子１０１の消費電力＝２４．８Ｗ、出力ＦＥＴの消費電力＝１．２Ｗとなり、出力ＦＥＴ１１１の消費電力が、約４倍になり、出力ＦＥＴの発熱が大きくなるために、発熱素子＝抵抗素子１０１の抵抗値を、１Ω以下にすることは、得策ではない。すなわち、電源ＯＮから喫煙開始までの時間を短縮する方法として、発熱素子＝抵抗素子１０１の抵抗値を、１オーム以下にすることは、出来ない。

【0015】

そこで、本願発明者は、電源ＯＮから喫煙開始までの時間を短縮する方法として、図１に示すように、ヒータープレート１００の裏面に、表面と同じ印刷を行い、表面と、裏面に同じ発熱素子＝抵抗素子１０１/２０１を、作成した。２０２は、リード線部。２０３－１/－２は、半田付け端子である。このヒータープレート１００を、使う場合の回路図は、図２に示されている。この場合、発熱素子＝抵抗素子１０１/２０１にかかる消費電力は、１３．０ｘ２＝２６．０Ｗ、出力ＦＥＴ１１１/２２１の消費電力は、０．３ｘ２＝０．６Ｗになるが、出力ＦＥＴ１個あたりの消費電力は、変わらず、０，３Ｗですむ。よって、出力ＦＥＴの発熱は問題にならないで、電源ＯＮから喫煙開始までの時間は、約１２秒位にまで短縮することが出来た。なを、内蔵リチウムイオン充電池１１２は、２０Ａ位の電流を取り出すことが出来るので、２個の回路が同時にＯＮになっても、出力電圧は、低下することは無い。

【0016】

本願発明による、ヒータープレート１００の両面に、ほぼ同じパターンの発熱素子＝抵抗素子１０１/２０１ を、作ることより、喫煙開始までの時間が短縮された以外に、次に上げる色々な利点が得られた。すなわち、
１）表面・裏面共に同じパターンを作るので、新たな治具等の投資が不要。
２）表面・裏面共に同時に同じように発熱素子＝抵抗素子１０１/２０１の温度が上昇するので、ヒータープレートの表・裏の熱膨張が同じように進行するので、片面のみに発熱素子＝抵抗素子１０１があった場合に起こっていた、ヒータープレートの表裏の熱膨張の差によるバイメタル現象が無くなり、ヒータープレートが折れにくくなった。
３）発熱素子＝抵抗素子１０１/２０１が、２つあるので、万一、一方が断線しても、喫煙治具としては、使える。

【実施例0017】

図５は、本願発明以前の発熱素子＝抵抗素子３０１ で、加熱式たばこや、ヴェポライザーのヒーターに使われているヒーターシート３００で、曲げられるほど極薄いセラミックシートや、フレキ基板の上に、印刷等で、発熱素子＝抵抗素子３０１、リード線部３０２、半田付け端子３０３－１/－２等を、印刷で作り、焼成した物で、発熱素子＝抵抗素子３０１の抵抗値は、約１Ω位になっている。ピン形状のヒーターは、このヒーターシート３００を、棒状のセラミックの表面に貼り付けている。ヴェポライザーの楕円形の加熱筒の場合は、該加熱筒の外側表面に、該シートを貼り付けて作られている。

【0018】

加熱式たばこや、ヴェポライザーは、この発熱素子＝抵抗素子３０１を使って、図６に示す回路で使われている。本回路の説明は、実施例１のところで説明したので省略する。

【0019】

図３は、本願発明による実施例２である。ヒーターシート３００上には、ほぼ同じような抵抗値を持った、２個の発熱素子＝抵抗素子３０１/３０２が、作られている。その抵抗値は、ほぼ１Ωで作られている。２０３－１/―０２/―０３は、半田付け端子部である。 本ヒーターシートを、棒状のセラミックの表面に貼付けたり、楕円形のオーブンの外側表面に貼り付けて発熱素子＝抵抗素子３０１/３０２が作られる。図３は、本願実施例２の、２個の発熱素子＝抵抗素子３０１/３０２を駆動する回路を示している。

【0020】

本願発明による実施例２も、実施例１で述べたと同じ理由で、電源ＯＮから、喫煙開始までの時間を、約１２秒位に短縮することが出来た。さらに、いずれか一方の発熱素子＝抵抗素子３０１/３０２が万一断線しても、喫煙具としては使えることは明白である。

【0021】

実施例２において、発熱素子＝抵抗素子は、２個の場合を説明したが、２個以上でも、同じように、喫煙開始までの時間を短縮する効果はあることは、説明を要しない。但し。内蔵リチウムイオン充電池の出力電流は、ＭＡＸ２０Ａ位であるので、６個以上を同時にＯＮすると、該充電池の出力電圧が落ちるので、得策ではない。

【0022】

加熱式たばこにおいて、２個以上の複数のヒーターを備えたものは、本願発明以前に、特許文献１において、公開されているが、特許文献１にて開示されているのは、８個のヒーターを有し、８個のヒーターを、煙草葉の周囲に均等に配置して、パフ毎に、８本のヒーターを、順次１個ずつ、加熱していくことにより、８等分した煙草葉を順次加熱するという物である。よって、本願発明のように、２本のヒーターに同時に通電して使うという概念は存在しない。