(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】
(24)【登録日】2022-03-28
(45)【発行日】2022-04-05
(54)【発明の名称】カートリッジ及びそれを含むエアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/42 20200101AFI20220329BHJP
A24F 40/53 20200101ALI20220329BHJP
【FI】
A24F40/42
A24F40/53
(21)【出願番号】P 2020549760
(86)(22)【出願日】2020-05-07
(86)【国際出願番号】 KR2020006030
(87)【国際公開番号】W WO2021015402
(87)【国際公開日】2021-01-28
【審査請求日】2020-09-16
(31)【優先権主張番号】10-2019-0089202
(32)【優先日】2019-07-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】519217032
【氏名又は名称】ケーティー アンド ジー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【氏名又は名称】加藤 和詳
(72)【発明者】
【氏名】イ、ジョン ソプ
(72)【発明者】
【氏名】イ、ウォン キョン
(72)【発明者】
【氏名】ハン、テ ナム
(72)【発明者】
【氏名】ソン、チン ソ
(72)【発明者】
【氏名】ユン、ソン ウク
(72)【発明者】
【氏名】イ、チェ ミン
【審査官】根本 徳子
(56)【参考文献】
【文献】特表2017-532064(JP,A)
【文献】特表2017-508458(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0374391(US,A1)
【文献】特開2018-092757(JP,A)
【文献】特表2016-509361(JP,A)
【文献】国際公開第2018/234585(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A24F 40/00-47/00
H01R 3/00- 4/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアロゾル生成物質を保存する保存部と、
前記エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、
外部バッテリから前記ヒータに電力を伝達し、前記ヒータと連結されたワイヤを覆い包む伝導性構造体を含む少なくとも1つの端子と、を含み、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記伝導性構造体と接触する圧縮された形態を
有するカートリッジであって、
前記少なくとも1つの端子は、同一極性を有する複数の端子を含み、
前記カートリッジは、その外形が複数の平面を有し、
前記同一極性を有する複数の端子は前記カートリッジの互いに異なる平面に配置される、カートリッジ。
【請求項2】
前記伝導性構造体は、
第1側面、前記第1側面と平行であり、前記第1側面より小さい面積を有する第2側面、及び前記第1側面と前記第2側面とを連結する第3側面を含む構造から変形(transform)され、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記第1側面と前記第2側面との間に配置される場合、前記第1側面と前記第2側面との開口を閉鎖するために、前記第2側面及び前記第3側面を圧縮することで形成される、請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項3】
前記伝導性構造体は、
少なくとも1つの管状構造体から変形され、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記管状構造体に配置される場合、前記管状構造体の開口を閉鎖するために、前記少なくとも1つの管状構造体を圧縮することで形成される、請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項4】
前記少なくとも1つの端子は、湾曲した形状を有する、請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項5】
エアロゾル生成装置において、
エアロゾル生成物質を保存する保存部及び前記エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成するヒータを含むカートリッジと、
前記カートリッジと電気的に連結される本体(body)と、を含み、
前記カートリッジは、
前記本体から前記ヒータに電力を伝達し、前記ヒータと連結されたワイヤを覆い包む伝導性構造体を含む少なくとも1つの端子を含み、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記伝導性構造体と接触する圧縮された形態を有
し、
前記少なくとも1つの端子は、同一極性を有する複数の端子を含み、
前記カートリッジは、その外形が複数の平面を有し、
前記同一極性を有する複数の端子は前記カートリッジの互いに異なる平面に配置される、エアロゾル生成装置。
【請求項6】
前記伝導性構造体は、
第1側面、前記第1側面と平行であり、前記第1側面より小さい面積を有する第2側面、及び前記第1側面と前記第2側面とを連結する第3側面を含む構造から変形され、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記第1側面と前記第2側面との間に配置される場合、前記第1側面と前記第2側面との開口を閉鎖するために、前記第2側面及び前記第3側面を圧縮することで形成される、請求項
5に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項7】
前記伝導性構造体は、
少なくとも1つの管状構造体から変形され、
前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記管状構造体に配置される場合、前記管状構造体の開口を閉鎖するために、前記少なくとも1つの管状構造体を圧縮することで形成される、請求項
5に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項8】
前記本体は、
前記複数の端子がそれぞれ前記本体に含まれた端子と電気的に連結されていない場合、お知らせ信号を生成する制御部をさらに含む、請求項
5に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項9】
前記少なくとも1つの端子は、湾曲した形状を有する、請求項
5に記載のエアロゾル生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カートリッジ及びそれを含むエアロゾル生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
伝統的なシガレットの代替のための需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させる代わりに、エアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを生成するエアロゾル生成装置に関する需要が増加している。これにより、加熱式エアロゾル生成装置に対する研究が活発に進行しつつある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明が解決しようとする課題は、外部バッテリから電力を受信するカートリッジの端子のための改善された製造工程を提供することである。
【0004】
また、カートリッジ及びカートリッジに電力を提供する外部バッテリ間の安定した電気的連結を提供するカートリッジの端子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
1つ以上の実施例によれば、カートリッジは、エアロゾル生成物質を保存する保存部と、前記エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、外部バッテリから前記ヒータに電力を伝達し、前記ヒータと連結されたワイヤを覆い包む伝導性構造体を含む少なくとも1つの端子を含み、前記伝導性構造体は、前記ワイヤを前記伝導性構造体と接触させる圧縮によって形成される。
【0006】
前記圧縮以前の前記伝導性構造体は、第1側面、前記第1側面と平行であり、前記第1側面より小さい面積を有する第2側面、及び前記第1側面と前記第2側面とを連結する第3側面を含み、前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記第1側面と前記第2側面との間に配置される場合、前記第1側面と前記第2側面との開口を閉鎖するために、前記第2側面及び前記第3側面を圧縮することで形成される。
【0007】
選択的に、前記圧縮以前の前記伝導性構造体は、少なくとも1つの管状構造体を含み、前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記管状構造体に配置される場合、前記管状構造体の開口を閉鎖するために、前記少なくとも1つの管状構造体を圧縮することで形成される。
【0008】
前記少なくとも1つの端子は、同一極性を有する複数の端子を含み、前記カートリッジの外形を構成する面のうち、互いに異なる面に配置される。
【0009】
前記少なくとも1つの端子は、湾曲した形状を有してもよい。
【0010】
1つ以上の実施例によれば、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を保存する保存部、及び前記エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成するヒータを含むカートリッジと、前記カートリッジと電気的に連結される本体(body)と、を含み、前記カートリッジは、前記本体から前記ヒータに電力を伝達し、前記ヒータと連結されたワイヤを覆い包む伝導性構造体を含む少なくとも1つの端子を含み、前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記伝導性構造体と接触する圧縮された形態を有する。
【0011】
前記伝導性構造体は、第1側面、前記第1側面と平行であり、前記第1側面より小さい面積を有する第2側面、及び前記第1側面と前記第2側面とを連結する第3側面を含む構造から変形され、前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記第1側面と前記第2側面との間に配置される場合、前記第1側面と前記第2側面との開口を閉鎖するために、前記第2側面及び前記第3側面を圧縮することで形成される。
【0012】
選択的に、前記伝導性構造体は、少なくとも1つの管状構造体から変形され、前記伝導性構造体は、前記ワイヤが前記管状構造体に配置される場合、前記管状構造体の開口を閉鎖するために、前記少なくとも1つの管状構造体を圧縮することで形成される。
【0013】
前記少なくとも1つの端子は、同一極性を有する複数の端子を含み、前記カートリッジの外形を構成する面のうち、互いに異なる面に配置される。
【0014】
前記本体は、前記複数個の端子がそれぞれ前記本体に含まれた端子と電気的に連結されていない場合、お知らせ信号を生成する制御部を含んでもよい。
【0015】
前記少なくとも1つの端子は、湾曲した形状を有する。
【発明の効果】
【0016】
構造体が圧着によって、ヒータ、またはヒータと連結されたワイヤと結合されることにより、半田付けなどによって結合される場合に比べて、カートリッジの製造工程及び数値管理側面で向上した効果が得られる。また、構造体が端子である場合、端子とヒータ、またはヒータと連結されたワイヤの接触面積が増加することにより、ヒータへの電力伝達の効率が向上する。
【0017】
また、構造体の少なくとも一部が湾曲した形状にも作製されることにより、構造体と他の端子との接触面積が広くなる。これにより、カートリッジと本体との電気的な連結が安定して保持される。
【0018】
また、カートリッジが同一極性を有し、カートリッジの互いに異なる面に配置される複数の構造体を含むことにより、エアロゾル生成物質の液漏れによるカートリッジと本体との電気的な断線(disconnection)が防止される。
【0019】
また、カートリッジに含まれた複数の構造体それぞれが本体に含まれた端子と電気的に連結されていない場合、お知らせ信号が生成及び出力される。したがって、ユーザは、カートリッジと本体との接触不良によるエラーを容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。
【
図2】
図1に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な一作動状態を示す斜視図である。
【
図3】
図1に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な他の作動状態を示す斜視図である。
【
図4】一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【
図5】一実施例による構造体の例を示す図面である。
【
図6】一実施例による構造体の少なくとも一部が示す形状の例を示す図面である。
【
図7】一実施例によるカートリッジに形成された構造体の例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
1つ以上の実施例によれば、カートリッジは、エアロゾル生成物質を保存する保存部と、前記エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、外部バッテリから前記ヒータに電力を伝達し、前記ヒータと連結されたワイヤを覆い包む伝導性構造体を含む少なくとも1つの端子を含み、前記伝導性構造体は、前記ワイヤを前記伝導性構造体と接触させる圧縮によって形成される。
【0022】
実施例で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に携わる技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによっても異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において、詳細にその意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味と、本発明の全般にわたる内容とを基に定義されなければならない。
【0023】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」というような用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、それは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によっても具現される。
【0024】
本明細書において使用されたように、「少なくとも1つ」のような表現は、構成要素のリストに先行するとき、構成要素の全体リストを限定し、リストの個別的な構成要素を限定するものではない。例えば、「a、b及びcのうち少なくとも1つ」という表現は、「a」、「b」、「c」、「a及びb」、「a及びc」、「b及びc」、または「a、b及びc」を含むとも理解される。
【0025】
1つのエレメントまたはレイヤが他のエレメントまたはレイヤの「上部に(over)」、「上に(above)」、「連結された(connected to)」または「結合された(coupled to)」と指称されたとき、これは、他のエレメントまたはレイヤの直上に、上に、連結されるか、結合されるものでもあり、または中間の(intervening)エレメントまたはレイヤが存在してもよい。対照的に、あるエレメントが他のエレメントまたはレイヤの「直ぐ上に」、「直上に」、「直接連結された」または「直接結合された」と言及されたときには、中間に別途のエレメントまたはレイヤが存在していないと理解されねばならない。同じ参照番号は、全体として同じ要素を指称する。
【0026】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施可能なように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態としても具現され、ここで、説明する実施例に限定されない。
【0027】
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説明する。
【0028】
図1は、一実施例に係わるエアロゾル生成物質を保有する交換可能なカートリッジと、それを備えたエアロゾル生成装置の結合関係を概略的に示す分離斜視図である。
【0029】
図1に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置5は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ20と、カートリッジ20を支持する本体10と、を含む。
【0030】
カートリッジ20は、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体10に結合することができる。カートリッジ20の一部が本体10の収容空間19に挿入されることでカートリッジ20が本体10に装着される。
【0031】
カートリッジ20は、例えば、液状や、固状や、気状や、ゲル(gel)状のうち、いずれか1つの状態を有するエアロゾル生成物質を保有することができる。エアロゾル生成物質は、液状組成物を含んでもよい。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体でもあり、非タバコ物質を含む液体でもある。
【0032】
カートリッジ20は、本体10から伝達される電気信号または無線信号などによって作動することで、カートリッジ20内部のエアロゾル生成物質の相(phase)を気相に変換してエアロゾル(aerosol)を発生させる機能を行う。エアロゾルは、エアロゾル生成物質から発生した蒸気化された粒子と空気が混合された状態の気体を意味することができる。
【0033】
例えば、カートリッジ20は、本体10から電気信号を供給され、エアロゾル生成物質を加熱するか、超音波振動方式を利用するか、誘導加熱方式を利用することで、エアロゾル生成物質の相を変換することができる。他の例として、カートリッジ20が自体的な電力源を含む場合には、本体10からカートリッジ20に伝達される電気的な制御信号や無線信号によってカートリッジ20が作動することで、エアロゾルを発生させうる。
【0034】
カートリッジ20は、内部にエアロゾル生成物質を収容する液体保存部21と、液体保存部21のエアロゾル生成物質をエアロゾルに変換する機能を行う霧化器(atomizer)を含んでもよい。
【0035】
液体保存部21が内部に「エアロゾル生成物質を収容する」ということは、液体保存部21が容器(container)の用途のようにエアロゾル生成物質を単に入れる機能を行うこと、及び液体保存部21の内部に、例えば、スポンジ(sponge)や綿や布や多孔性セラミック構造体のようなエアロゾル生成物質を含浸(含有)する要素を含むことを意味する。
【0036】
霧化器は、例えば、エアロゾル生成物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態に保持する液体伝達手段(wick)と、液体伝達手段を加熱してエアロゾルを発生させるヒータを含んでもよい。
【0037】
液体伝達手段は、例えば、綿繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、多孔性セラミックの少なくとも1つを含んでもよい。
【0038】
ヒータは、電気抵抗によって熱を発生させることで、液体伝達手段に伝達されるエアロゾル生成物質を加熱するために、銅、ニッケル、タングステンなどの金属素材を含んでもよい。ヒータは、例えば、金属熱線(wire)、金属熱板(plate)、セラミック発熱体などによって具現され、ニクロム線のような素材を用いて伝導性フィラメントによって具現されるか、液体伝達手段に巻き取られるか、液体伝達手段に隣接しても配置される。
【0039】
また、霧化器は、別途の液体伝達手段を使用せず、エアロゾル生成物質を吸収してエアロゾルに変換するための最適の状態に保持する機能と、エアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させる機能をいずれも行うメッシュ状(mesh shape)や板状(plate shape)の発熱体によっても具現される。
【0040】
カートリッジ20の内部に収容されたエアロゾル生成物質を外部で視覚的に確認するようにカートリッジ20の液体保存部21は、少なくとも一部が透明な素材を含んでもよい。液体保存部21は、本体10に結合するとき、本体10の溝11に挿入されるように液体保存部21から突出する突出窓21aを含む。マウスピース22及び液体保存部21の全体が透明なプラスチックやガラスなどの素材によって作製され、液体保存部21の一部に該当する突出窓21aだけ透明な素材によっても作製される。
【0041】
本体10は、収容空間19の内側に配置された接続端子10tを含む。本体10の収容空間19にカートリッジ20の液体保存部21が挿入されれば、本体10は、接続端子10tを通じてカートリッジ20に電力を提供するか、カートリッジ20の作動に係わる信号をカートリッジ20に供給することができる。
【0042】
カートリッジ20の液体保存部21の一側端部には、マウスピース22が結合される。マウスピース22は、エアロゾル生成装置5のユーザの口腔に挿入される部分である。マウスピース22は、液体保存部21内部のエアロゾル生成物質から発生したエアロゾルを外部に排出する排出孔22aを含む。
【0043】
本体10には、スライダ7が本体10に対して移動自在に結合される。スライダ7は、本体10に対して移動することで、本体10に結合されたカートリッジ20のマウスピース22の少なくとも一部を覆うか、マウスピース22の少なくとも一部を外部に露出させる機能を行う。スライダ7は、カートリッジ20の突出窓21aの少なくとも一部を外部に露出させる長孔7aを含む。
【0044】
スライダ7は、内部が空いており、両側端部が開放された筒状を有する。スライダ7の構造は、図示されたように、筒状に制限されるものではなく、本体10の縁部に結合された状態を保持しながら、本体10に対して移動可能なクリップ状の断面形状を有する折り曲げられた板構造や、湾曲した円弧状の断面形状を有する曲がった半円筒状などの構造を有する。
【0045】
スライダ7は、本体10とカートリッジ20に対するスライダ7の位置を保持するための磁性体を含む。磁性体は、永久磁石や、鉄、ニッケル、コバルト、またはそれらの合金のような素材を含んでもよい。
【0046】
磁性体は、スライダ7の内部空間を挟んで互いに対向する2つの第1磁性体8aと、スライダ7の内部空間を挟んで互いに対向する2つの第2磁性体8bを含む。第1磁性体8aと第2磁性体8bは、スライダ7の移動方向、すなわち本体10が延びる方向である本体10の長手方向に沿って互いに離隔して配置される。
【0047】
本体10は、スライダ7が本体10に対して移動する間、スライダ7の第1磁性体8aと第2磁性体8bが移動する経路上に配置された固定磁性体9を含む。本体10の固定磁性体9も収容空間19を挟んで互いに対向して2つが設けられる。
【0048】
スライダ7の位置によって、固定磁性体9と第1磁性体8aまたは固定磁性体9と第2磁性体8bとの間で作用する磁力によってスライダ7は、マウスピース22の端部を覆うか、露出させる位置に安定して保持されうる。
【0049】
本体10は、スライダ7が本体10に対して移動する間、スライダ7の第1磁性体8aと第2磁性体8bとの移動経路上に配置される位置変化感知センサー3を含む。位置変化感知センサー3は、例えば、磁場の変化を感知して信号を発生させるホール効果(hall effect)を用いたホールセンサー(hall IC)を含んでもよい。
【0050】
上述した実施例に係わるエアロゾル生成装置5において、本体10とカートリッジ20とスライダ7は、長手方向を横切る方向での断面形状がほぼ長方形であるが、実施例は、そのようなエアロゾル生成装置5の形状によって制限されない。エアロゾル生成装置5は、例えば、円形や楕円形や正方形やさまざまな形態の多角形の断面形状を有する。また、エアロゾル生成装置5が長手方向に延びるとき、必ずしも直線的に延びる構造によって制限されるものではなく、ユーザが手で取りやすく、例えば、流線形に湾曲されるか、特定領域で既定の角度に折り曲げられ、長く延長することができる。
【0051】
図2は、
図1に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な一作動状態を示す斜視図である。
【0052】
図2では、スライダ7が本体10と結合されたカートリッジ20のマウスピース22の端部を覆う位置に移動した作動状態が図示された。スライダ7がマウスピース22の端部を覆う位置に移動した状態では、マウスピース22が外部の異物から安全に保護され、清潔な状態に保持される。
【0053】
ユーザは、スライダ7の長孔7aを通じてカートリッジ20の突出窓21aを視覚的に確認することで、カートリッジ20が保有するエアロゾル生成物質の残量を確認することができる。ユーザは、エアロゾル生成装置5を使用するために、スライダ7を本体10の長手方向に移動させうる。
【0054】
図3は、
図1に示された実施例に係わるエアロゾル生成装置の例示的な他の作動状態を示す斜視図である。
【0055】
図3では、スライダ7が本体10と結合されたカートリッジ20のマウスピース22の端部を外部に露出させる位置に移動した作動状態が図示された。スライダ7がマウスピース22の端部を外部に露出させる位置に移動した状態で、ユーザが自分の口腔にマウスピース22を挿入してマウスピース22の排出孔22aを通じて排出されるエアロゾルを吸い込むことができる。
【0056】
スライダ7がマウスピース22の端部を外部に露出させる位置に移動した状態でも、スライダ7の長孔7aを通じてカートリッジ20の突出窓21aが外部に露出されるので、ユーザがカートリッジ20が保有するエアロゾル生成物質の残量を視覚的に確認することができる。
【0057】
図1を参照すれば、エアロゾル生成装置5は、位置変化感知センサー3を含んでもよい。位置変化感知センサー3は、スライダ7の位置変化を感知することができる。
【0058】
一実施例において、位置変化感知センサー3は、磁性材料(magnetic material)の磁化または磁場の方向、強度などの変化を感知することができる。スライダ7には、磁石が含まれ、位置変化感知センサー3は、スライダ7に含まれる磁石の移動を感知することができる。
【0059】
例えば、位置変化感知センサー3は、ホール効果センサー(hall effect sensor)、回転コイル(rotating coil)、磁気抵抗素子(magneto resistor)、またはSQUID(superconducting quantum interference device)でもあるが、それに制限されるものではない。望ましく、位置変化感知センサー3は、ホール効果センサーでもある。
【0060】
以下の説明では、
図2に図示されたように、スライダ7がマウスピース22の端部を覆う位置を第1位置と指称し、
図3に図示されたように、スライダ7がマウスピース22の端部を外部に露出させる位置を第2位置とも指称する。スライダ7が本体10と結合された状態で、ユーザは、スライダ7を第1位置及び第2位置の間の区間に沿って移動させうる。位置変化感知センサー3は、第1位置及び第2位置の間の区間に沿って移動するスライダ7の位置変化を感知することができる。
【0061】
一実施例において、スライダ7が第1位置から第2位置に移動した場合、エアロゾル生成装置5の制御部は、位置変化感知センサー3から入力信号を受信することができる。制御部は、入力信号に応答してエアロゾル生成装置5のモードを予熱モードに設定することができる。
【0062】
また、制御部は、カートリッジ20が本体10に装着されたか否かを決定することができる。エアロゾル生成装置5にカートリッジ20と本体10との結合如何を検出する別途のセンサーが備えられる。または、制御部は、カートリッジ20のヒータと電気的に連結される本体10内部の回路に周期的に電流を印加して出力値を受信することで、カートリッジ20が本体10に装着されたか否かを決定することができる。
【0063】
一実施例において、カートリッジ20が本体10に装着された後、制御部は、位置変化感知センサー3から受信した入力信号に応答してエアロゾル生成装置5のモードを予熱モードに設定することができる。カートリッジ20が本体10に装着されていないと決定された場合、制御部が位置変化感知センサー3から入力信号を受信しても、エアロゾル生成装置5のモードを予熱モードに設定しない。
【0064】
また、制御部は、スライダ7の位置変化に基づいてエアロゾル生成装置5のモードをスリープモードに切り替えることができる。一実施例において、スライダ7が第2位置から第1位置に移動した場合、制御部は、位置変化感知センサー3から入力信号を受信した後、エアロゾル生成装置5のモードをスリープモードに設定することができる。
【0065】
図4は、一実施例によるエアロゾル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【0066】
図4を参照すれば、エアロゾル生成装置400は、バッテリ410、ヒータ420、センサー430、ユーザインターフェース440、メモリ450及び制御部460を含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置400の内部構造は、
図4に図示されたものに限定されない。エアロゾル生成装置400の設計によって、
図4に図示されたハードウェア構成の一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されることを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0067】
一実施例において、エアロゾル生成装置400は、本体だけで構成され、その場合、エアロゾル生成装置400に含まれたハードウェア構成は、本体に位置する。他の実施例において、エアロゾル生成装置400は、本体及びカートリッジでも構成され、エアロゾル生成装置400に含まれたハードウェア構成は、本体及びカートリッジに分けられて位置することができる。または、エアロゾル生成装置400に含まれたハードウェア構成のうち、少なくとも一部は、本体及びカートリッジそれぞれに位置することもできる。
【0068】
以下では、エアロゾル生成装置400に含まれた各構成が位置する空間を限定せず、各構成の動作について説明する。
【0069】
バッテリ410は、エアロゾル生成装置400の動作に用いられる電力を供給する。すなわち、バッテリ410は、ヒータ420が加熱されるように電力を供給することができる。また、バッテリ410は、エアロゾル生成装置400内に備えられた他のハードウェア構成、すなわち、センサー430、ユーザインターフェース440、メモリ450及び制御部460の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ410は、充電可能なバッテリであるか、使い捨てバッテリである。例えば、バッテリ410は、リチウムポリマー(Li-Polymer)バッテリでもあるが、それらに制限されない。
【0070】
ヒータ420は、制御部460の制御によって、バッテリ410から電力を供給される。ヒータ420は、バッテリ410から電力を供給され、エアロゾル生成装置400に挿入されたシガレットを加熱するか、エアロゾル生成装置400に装着されたカートリッジを加熱することができる。
【0071】
ヒータ420は、エアロゾル生成装置400の本体に位置してもよい。または、エアロゾル生成装置400が本体及びカートリッジで構成される場合、ヒータ420は、カートリッジに位置してもよい。ヒータ420がカートリッジに位置する場合、ヒータ420は、本体及びカートリッジのうち、少なくともいずれか1ヶ所に位置したバッテリ410から電力を供給されてもよい。
【0072】
ヒータ420は、任意の適した電気抵抗性物質で形成される。例えば、適した電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、白金、ニッケル、コバルト、クロム、ハフニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、錫、ガリウム、マンガン、鉄、銅、ステンレス鋼、ニクロムなどを含む金属または金属合金でもあるが、それらに制限されない。また、ヒータ420は、金属熱線(wire)、電気伝導性トラック(track)が配置された金属熱板(plate)、セラミック発熱体などによっても具現されるが、それらに制限されない。
【0073】
一実施例において、ヒータ420は、カートリッジに含まれた構成でもある。カートリッジは、ヒータ420、液体伝達手段及び液体保存部を含んでもよい。液体保存部に収容されたエアロゾル生成物質は、液体伝達手段に移動し、ヒータ420は、液体伝達手段に吸収されたエアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させうる。例えば、ヒータ420は、ニッケルクロムのような素材を含み、液体伝達手段に巻き取られるか、液体伝達手段に隣接して配置される。
【0074】
他の実施例において、ヒータ420は、エアロゾル生成装置400の収容空間に挿入されたシガレットを加熱することができる。エアロゾル生成装置400の収容空間にシガレットが収容されることにより、ヒータ420は、シガレットの内部及び/または外部に位置してもよい。これにより、ヒータ420は、シガレット内のエアロゾル生成物質を加熱してエアロゾルを発生させうる。
【0075】
一方、ヒータ420は、誘導加熱式ヒータでもある。ヒータ420は、シガレットまたはカートリッジを誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含み、シガレットまたはカートリッジには、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタが含まれる。
【0076】
エアロゾル生成装置400は、少なくとも1つのセンサー430を含んでもよい。少なくとも1つのセンサー430でセンシングされた結果は、制御部460に伝達され、センシング結果によって、制御部460は、ヒータの動作制御、喫煙の制限、シガレット(または、カートリッジ)が挿入されたか否かの判断、お知らせ表示のような多様な機能が遂行されるように、エアロゾル生成装置400を制御することができる。
【0077】
例えば、少なくとも1つのセンサー430は、パフ感知センサーを含んでもよい。パフ感知センサーは、温度変化、流量(flow)変化、電圧変化及び圧力変化のうち、いずれか1つに基づいて、ユーザのパフを感知することができる。
【0078】
また、少なくとも1つのセンサー430は、温度感知センサーを含んでもよい。温度感知センサーは、ヒータ420(または、エアロゾル生成物質)が加熱される温度を感知することができる。エアロゾル生成装置400は、ヒータ420の温度を感知する別途の温度感知センサーを含むか、別途の温度感知センサーを含む代わりに、ヒータ420自体が温度感知センサーの役割を行うことができる。または、ヒータ420が温度感知センサーの役割を行うと共に、エアロゾル生成装置400に別途の温度感知センサーがさらに含まれる。
【0079】
また、少なくとも1つのセンサー430は、位置変化感知センサーを含んでもよい。位置変化感知センサーは、本体に対して移動自在に結合されたスライダーの位置変化を感知することができる。
【0080】
ユーザインターフェース440は、ユーザにエアロゾル生成装置400の状態に係わる情報を提供することができる。ユーザインターフェース440は、視覚情報を出力するディスプレイまたはランプ、触覚情報を出力するモータ、音情報を出力するスピーカ、ユーザから入力された情報を受信するか、ユーザに情報を出力する入/出力(I/O)インターフェーシング手段(例えば、ボタンまたはタッチスクリーン)とデータ通信を行うか、充電電力を供給されるための端子、外部デバイスと無線通信(例えば、WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth(登録商標), NFC(Near-Field Communication)を行うための通信インターフェーシングモジュールなどの多様なインターフェーシング手段を含んでもよい。
【0081】
但し、エアロゾル生成装置400には、前記例示された多様なユーザインターフェース440の例示のうち、一部だけが取捨選択されて具現されてもよい。
【0082】
メモリ450は、エアロゾル生成装置400内で処理される各種データを保存するハードウェアであって、メモリ450は、制御部460で処理されたデータ及び処理されるデータを保存することができる。メモリ450は、DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory)のようなRAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)などの多様な種類によっても具現される。
【0083】
メモリ450には、エアロゾル生成装置400の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも1つの温度プロファイル、少なくとも1つの電力プロファイル及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどが保存される。
【0084】
制御部460は、エアロゾル生成装置400の全般的な動作を制御するハードウェアである。制御部460は、少なくとも1つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとしても具現され、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアとしても具現されるということを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【0085】
制御部460は、少なくとも1つのセンサー430によってセンシングされた結果を分析し、後続して行われる処理を制御する。
【0086】
制御部460は、少なくとも1つのセンサー430によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ420の動作が開始または終了されるように、ヒータ420に供給される電力を制御することができる。また、制御部460は、少なくとも1つのセンサー430によってセンシングされた結果に基づいて、ヒータ420が所定の温度まで加熱されるか、適切な温度を保持するようにヒータ420に供給される電力の量及び電力が供給される時間を制御することができる。
【0087】
一実施例において、エアロゾル生成装置400は、複数のモードを有する。例えば、エアロゾル生成装置400のモードは、予熱モード、動作モード、休止モード、スリープモードを含んでもよい。しかし、エアロゾル生成装置400のモードは、それに制限されない。
【0088】
エアロゾル生成装置400が利用されない状態でエアロゾル生成装置400は、スリープモードを保持し、制御部406は、スリープモードでヒータ420に電力が供給されないようにバッテリ410の出力電力を制御することができる。例えば、エアロゾル生成装置400の使用前、またはエアロゾル生成装置400の使用が終了された後、エアロゾル生成装置400は、スリープモードで動作することができる。
【0089】
制御部460は、エアロゾル生成装置400に対するユーザ入力を受信した後、ヒータ420の動作を開始するために、エアロゾル生成装置400のモードを予熱モードに設定(または、スリープモードから予熱モードに転換)することができる。
【0090】
また、制御部460は、パフ感知センサーを用いて、ユーザのパフを感知した後、エアロゾル生成装置400のモードを予熱モードから加熱モードに切り替えることができる。
【0091】
また、エアロゾル生成装置400が加熱モードで動作した時間が既定の時間を徒過すれば、制御部460は、エアロゾル生成装置400のモードを加熱モードから休止モードに切り替えることができる。
【0092】
また、制御部460は、パフ感知センサーを用いてパフ回数をカウントした後、パフ回数が最大パフ回数に到逹すれば、ヒータ420に対する電力供給を中断することができる。
【0093】
予熱モード、動作モード、及び休止モードそれぞれによって、温度プロファイルが設定される。制御部406は、各モード別に温度プロファイルによってエアロゾル生成物質が加熱されるように、モード別に電力プロファイルに基づいて、ヒータ420に供給される電力を制御することができる。
【0094】
制御部460は、少なくとも1つのセンサー430によってセンシングされた結果に基づいて、ユーザインターフェース440を制御することができる。例えば、パフ感知センサーを用いてカウントされたパフ回数が既定の回数に到逹すれば、制御部460は、ランプ、モータ及び/またはスピーカを用いて、ユーザにエアロゾル生成装置400がすぐ終了されるということを通知することができる。
【0095】
一実施例において、既定のパフ回数は、ヒータ420が終了される最大パフ回数から所定回数だけ差し引いた回数でもある。例えば、最大パフ回数が10回に設定された場合、制御部460は、パフ感知センサーによってカウントされたパフ回数が9回に到逹する場合、制御部460は、ランプ、モータ及び/またはスピーカを用いて、ユーザにエアロゾル生成装置400がすぐ終了されるということを通知することができる。
【0096】
また、制御部460は、パフ感知センサーを用いてパフ回数をカウントした後、現在パフ回数が最大パフ回数に到逹すれば、ヒータ420の動作を終了することができる。例えば、現在パフ回数が最大パフ回数に到逹した場合、制御部460は、エアロゾル生成装置400のモードをスリープモードに設定することができる。
【0097】
一方、
図4には、図示されていないが、エアロゾル生成装置400は、別途のクレードルと共に、エアロゾル生成システムを構成することもできる。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置400のバッテリ410を充電するのに用いられる。例えば、エアロゾル生成装置400は、クレードル内部の収容空間に収容された状態で、クレードルのバッテリから電力を供給され、エアロゾル生成装置400のバッテリ410を充電することができる。
【0098】
ヒータ420は、バッテリ410から供給された電力によって加熱される。このために、ヒータ420は、バッテリ410と電気的に連結されてもよい。例えば、ヒータ420は、ヒータ420自体、またはヒータ420と連結されたワイヤを通じて、バッテリ410と電気的に連結されてもよい。したがって、ヒータ420がカートリッジ20に収容される場合、カートリッジ20は、ヒータ420とバッテリ410との電気的連結を可能にする構造体を含んでもよい。このために、該構造体は、伝導性でもある。
【0099】
一実施例による構造体は、半田付けのような工程なしに、ヒータ420、またはヒータ420と連結されたワイヤと共に、圧着される。したがって、構造体は、ヒータ420、またはヒータ420と連結されたワイヤと接触することができる。その結果、ヒータ420、またはヒータ420と連結されたワイヤと構造体が物理的に接触し、それにより、ヒータ420とバッテリ410とが電気的に連結される。
【0100】
一例として、構造体は、両客体粒子間の電気的な連結を生成する端子でもある。すなわち、構造体がヒータ420と電気的に連結され、本体10に配置された端子と接触することで、ヒータ420とバッテリ410とが電気的に連結されうる。構造体は、ヒータ420及び/またはヒータ420と連結されたワイヤを外部から保護するカバーでもある。
【0101】
一実施例による構造体が圧着によって、ヒータ420、またはヒータ420と連結されたワイヤと結合されることにより、半田付けなどによって結合される場合に比べて、カートリッジ20の製造工程及び数値管理側面で向上した効果が得られる。また、構造体が端子である場合、端子とヒータ420、またはヒータ420と連結されたワイヤの接触面積が構造体によって増加することにより、ヒータ420への電力伝達の効率が向上する。
【0102】
例えば、構造体は、金属素材によって作製されるが、それに制限されない。構造体の素材は、導電性を有する素材であれば、制限なしに該当しうる。
【0103】
【0104】
図5A及び
図5Bは、一実施例による構造体の例を示す図面である。
【0105】
図5A及び
図5Bを参照して後述する例は、カートリッジ20の内部にヒータ420が配置されていると仮定する。但し、他の実施例において、ヒータ420は、カートリッジ20の外部に配置され、これにより、カートリッジ20とヒータ420が物理的に分離されもする。また、構造体510、530の内部には、ヒータ420と連結されたワイヤ520、540が収容されると仮定する。但し、構造体510、530の内部には、ヒータ420の一部が収容されるということは、
図4に基づいて説明した通りである。
【0106】
構造体510、530は、少なくとも一部が外部に開放された形状にも作製され、構造体510、530は、ワイヤ520、540の少なくとも一部を収容することができる。カートリッジ20の製造工程の間、構造体510、530に外力が加えられうる。これにより、構造体510、530が圧着されることで、構造体510、530の外形が変形される。その結果、変形された構造体514、531は、ワイヤ520、540と物理的に接触し、カートリッジ20の外部に露出されるように位置500に設けられる。したがって、カートリッジ20は、ワイヤ520、540を通じて本体10に含まれたバッテリ410と電気的に連結されうる。
【0107】
図5Aを参照すれば、構造体510は、第1側面511、第2側面512及び第3側面513を含むように作製される。この際、第3側面513は、第1側面511と第2側面512を連結するように配置され、第2側面512は、第1側面511より小さい面積を有するようにも作製される。また、構造体510は、第2側面512及び第1側面511の間に開口部を有する。また、ワイヤ520は、第1側面511、第2側面512及び第3側面513が形成する内部空間に配置される。
【0108】
構造体510に外力が加えられることにより、第2側面512及び第3側面513が圧着される。したがって、構造体510の開放された部分が閉鎖され、ワイヤ520は、圧着された構造体514と物理的に接触し、結合される。
【0109】
図5Bを参照すれば、構造体530は、外部に開放された空洞(cavity)を有する管状に作製され、ワイヤ520は、構造体530の空洞に配置される。構造体530に外力が加えられることにより、構造体530の空洞が圧着され、圧着された構造体531は、空洞が閉鎖される。したがって、圧着された構造体531は、ワイヤ540と物理的に接触して結合される。
【0110】
カートリッジ20の内部にヒータ420が配置され、本体10の内部にバッテリ410が配置される場合、カートリッジ20と本体10とが連結されることにより、バッテリ410の電力がヒータ420に供給される。この際、カートリッジ20と本体10には、それぞれ電気的な連結のための端子が配置される。
【0111】
構造体510、530は、端子の役割を行い、構造体510、530の少なくとも一部は、湾曲した形状を有する。例えば、
図6に図示されたように、構造体510、530の全体、または構造体510、530の一部は、C-クリップ(C-clip)の形状にも作製される。
【0112】
ワイヤ520単独と比べて、構造体510、530の接触面積は、さらに広くなりうる。これにより、カートリッジ20と本体10との電気的な連結が安定して保持される。
【0113】
以下、
図6を参照して、構造体510、530の少なくとも一部が示す形状の例を説明する。
【0114】
図6は、一実施例による構造体の少なくとも一部が示す形状の例を示す図面である。
【0115】
図6には、カートリッジ20に配置された構造体610及び本体10に配置された端子620が図示されている。
図5を参照して上述したように、構造体610は、端子の機能を行うことができる。
【0116】
構造体610の少なくとも一部は、湾曲した形状にも作製される。特に、構造体610のうち、他の電極と接触する部分の一側が開放され、湾曲した形状にも作製される。例えば、構造体610のうち、他の電極と接触する部分がC-クリップの形状にも作製される。これにより、カートリッジ20及び本体10との電気的な連結は、安定して保持されうる。
【0117】
一般に、電子装置には、両電極(+極、-極)それぞれに対応する2つの端子が配置される。但し、一実施例によるカートリッジ20は、同一極性を有する複数個の構造体を含んでもよい。同一極性を有する構造体は、カートリッジ20の外形を構成する面のうち、他の面に個別的に配置される。
【0118】
液体保存部21において、エアロゾル生成物質が流出されれば、カートリッジ20の下部に流出された液体が溜まる。その場合、カートリッジ20の端子がカートリッジ20の下部に一対が配置されれば、端子が溜まっている液体と接触することにより、電気的な連結が切れてしまう。
【0119】
同一極性を有する複数の構造体がカートリッジ20の他面に個別的に配置される一実施例によれば、エアロゾル生成物質が液体保存部21の外部に流出されても、電気的な連結を保持するための少なくとも一対の構造体(例えば、+極に対応する構造体及び-極に対応する構造体)は、流出された液体と遠く保持されうる。したがって、カートリッジ20と本体10との電気的な連結が切れる現象が防止される。
【0120】
また、制御部460は、カートリッジ20に含まれた複数の構造体それぞれが本体10に含まれた端子と電気的に連結されていない場合、お知らせ信号を生成する。そして、お知らせ信号は、ユーザインターフェース440を通じて出力される。例えば、お知らせ信号は、視覚情報、音情報または触覚情報に対応する信号でもある。したがって、ユーザは、カートリッジ20と本体10との接触不良によるエラーを容易に認識することができる。
【0121】
以下、
図7を参照して、カートリッジに配置された構造体の例を説明する。
【0122】
図7は、一実施例によるカートリッジに形成された構造体の例を示す図面である。
【0123】
図7には、カートリッジ20に配置された構造体711、712、713、714の例が図示されている。例えば、構造体711、712は、+極に対応する端子として機能し、構造体713、714は、-極に対応する端子として機能することができる。
図7に図示された実施例は、単に例示に過ぎず、構造体の個数及び位置は、それに限定されない。
【0124】
構造体711、712は、それぞれカートリッジ20の互いに異なる面に配置される。これと同様に、構造体713、714もそれぞれカートリッジ20の互いに異なる面に配置される。
【0125】
構造体711は、構造体713、または構造体714と一対をなすことができる。また、構造体712は、構造体713、または構造体714と一対をなすことができる。したがって、
図7のカートリッジ20による場合、総4種の対のうち、いずれか1対が本体10の電極と正常に接触しても、カートリッジ20と本体10との電気的な連結がなされる。
【0126】
構造体が圧縮によって、ヒータ、またはヒータと連結されるワイヤと結合される場合、構造体がヒータ、またはヒータと連結されるワイヤと半田付けによって連結される場合と比べて、製造工程及び数値管理で改善されうる。構造体が端子である場合、端子及びヒータ、またはヒータと連結されたワイヤ間の接触面積が構造体によって増加することにより、ヒータへの電力伝達効率が増加する。
【0127】
構造体の少なくとも一部が湾曲した形状(例えば、C-クリップの形状)を有する場合、カートリッジ及び本体間の電気的な連結が安定して保持される。
【0128】
カートリッジがカートリッジの他面に配置される、同一極性の複数の構造体を含む場合、エアロゾル生成物質の漏れによるカートリッジ及び本体間の電気的な断線が防止される。
【0129】
カートリッジの構造体が本体の端子と電気的に連結されていない場合、お知らせ信号が生成及び出力される。したがって、ユーザは、カートリッジ及び本体間の接触不良によるエラーを容易に認識することができる。
【0130】
制御部460、ユーザインターフェース440及びセンサー430のような、図面においてブロックで表現される構成要素、エレメント、モジュールまたはユニット(この段落では、総じて「構成要素」と称する)のうち、少なくとも1つは、一実施例によって、前述した個別的な機能を行う多様な数のハードウェア、ソフトウェア及び/またはファームウエア構造によっても具現される。例えば、そのような構成要素のうち、少なくとも1つは、1つ以上のマイクロプロセッサ、または他の制御装置の制御を通じて個別的な機能を行うメモリ、プロセッサ、論理回路、ルックアップデーブルのような、直接回路構造を利用してもよい。また、そのような構成要素のうち、少なくとも1つは、特定論理機能を行うための1つ以上の実行可能な命令語を含むモジュール、プログラム、またはコードの一部によって具体的に具現され、1つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御装置によっても実行される。また、そのような構成要素のうち、少なくとも1つは、個別的な機能を処理する中央処理ユニット(CPU)、マイクロプロセッサのようなプロセッサを含むか、プロセッサによっても具現される。このような構成要素の2つ以上は、全ての動作または結合された2つ以上の構成要素の機能を行う1つの単一構成要素として結合される。また、そのような構成要素のうち、少なくとも1つの機能の少なくとも一部は、そのような構成要素のうち、他の1つによっても遂行される。また、前述したブロック図にバスが図示されていないにしても、構成要素間の連結は、バスを通じて遂行される。前述した例示的な実施例の機能的側面は、1つ以上のプロセッサを行うアルゴリズムによっても具現される。これに付け加えて、ブロックまたは処理段階によって表現される構成要素は、電子構成、信号処理及び/または制御、データ処理のための任意の数の関連技術を利用してもよい。
【0131】
上述した実施例に係わる説明は、例示的なものに過ぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、それにより、多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならず、請求範囲に記載の内容と同等な範囲にある全ての相違点は、請求範囲によって決定される保護範囲に含まれるものと解釈されねばならない。