(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】2022-07-13
(45)【発行日】2022-07-22
(54)【発明の名称】喫煙材を加熱するための装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/465 20200101AFI20220714BHJP
A24F 40/20 20200101ALI20220714BHJP
A24F 47/00 20200101ALI20220714BHJP
A24B 15/167 20200101ALI20220714BHJP
【ＦＩ】
A24F40/465
A24F40/20
A24F47/00
A24B15/167
【請求項の数】
84
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020175420
(22)【出願日】2020-10-19
(62)【分割の表示】P 2018567854の分割
【原出願日】2017-06-27
(65)【公開番号】P2021065229
(43)【公開日】2021-04-30
【審査請求日】2020-11-16
(31)【優先権主張番号】62/356,325
(32)【優先日】2016-06-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】519138265
【氏名又は名称】ニコベンチャーズ トレーディング リミテッド
(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
(72)【発明者】
【氏名】アウン， ワリード アビ
【審査官】土屋 正志
(56)【参考文献】
【文献】特許第６８７５０４４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特表２０１５－５３１６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５２４２６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４０９５２９１（ＣＮ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００６４１５９（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ２４Ｆ ４０／４６５
Ａ２４Ｆ ４０／２０
Ａ２４Ｆ ４７／００
Ａ２４Ｂ １５／１６７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように前記喫煙材を加熱するための装置とともに使用するための物品であって、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、
喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の前記本体と熱接触し、前記加熱材の加熱によって前記要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の前記本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、
喫煙材であり、前記要素と熱接触し、前記漸進的な加熱によって前記喫煙材の漸進的な加熱がもたらされるように前記要素に対して配置された喫煙材と
を備えた物品。
【請求項2】
前記要素が加熱材の前記本体と面接触している、請求項１に記載の物品。
【請求項3】
前記喫煙材が前記要素と面接触している、請求項１に記載の物品。
【請求項4】
加熱材の前記本体が前記要素に少なくとも部分的に埋め込まれている、請求項１に記載の物品。
【請求項5】
加熱材の前記本体が前記要素に完全に埋め込まれている、請求項１に記載の物品。
【請求項6】
前記要素が前記喫煙材の長さの少なくとも大部分に沿って延在している、請求項１に記載の物品。
【請求項7】
前記要素が前記喫煙材の全長に沿って延在している、請求項６に記載の物品。
【請求項8】
前記加熱材が、導電性材料、磁性材料、及び磁性導電性材料からなる群から選択された１つ以上の材料を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項9】
前記加熱材が金属又は金属合金を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項10】
前記加熱材が、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅、及び青銅からなる群から選択された１つ以上の材料を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項11】
前記喫煙材がタバコ及び／又は１つ以上の保湿剤を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項12】
前記喫煙材が前記加熱材と面接触している、請求項１に記載の物品。
【請求項13】
前記要素が円錐又は円錐台である、請求項１に記載の物品。
【請求項14】
前記喫煙材が非液体の喫煙材である、請求項１に記載の物品。
【請求項15】
前記喫煙材がタバコを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項16】
前記喫煙材がタバコ以外の喫煙材を更に含む、請求項１５に記載の物品。
【請求項17】
前記喫煙材が、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項18】
前記加熱材が閉回路の形態である、請求項１に記載の物品。
【請求項19】
前記要素が網目を備える、請求項１に記載の物品。
【請求項20】
前記喫煙材が、接着以外の固定により前記要素に固定される、請求項１に記載の物品。
【請求項21】
前記喫煙材が、前記要素に固定されない、請求項１に記載の物品。
【請求項22】
前記要素が前記喫煙材によって取り囲まれる、請求項１に記載の物品。
【請求項23】
前記要素が矩形の断面を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項24】
前記物品が反対側にある端部を有し、前記熱伝導要素は、前記物品のいずれの端部にも延在しない、請求項１に記載の物品。
【請求項25】
加熱材の前記本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項26】
前記熱伝導要素が導電性材料から作られる、請求項１に記載の物品。
【請求項27】
前記物品が、前記喫煙材を囲むカバーであり、互いに重なって接着される自由端を有する前記カバーを備える、請求項１に記載の物品。
【請求項28】
喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように前記喫煙材を加熱するための装置であって、変動磁場を発生させるための磁場発生器と、
前記変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、
喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の前記本体と熱接触し、前記変動磁場の侵入による前記加熱材の加熱によって前記要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の前記本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、
喫煙材を備えた物品の少なくとも一部分を受け入れるための加熱領域であり、前記要素と熱接触し、前記漸進的な加熱によって前記加熱領域の漸進的な加熱がもたらされるように前記要素に対して配置された加熱領域と
を備えた装置。
【請求項29】
加熱材の前記本体が前記要素に少なくとも部分的に埋め込まれている、請求項２８に記載の装置。
【請求項30】
加熱材の前記本体が前記要素に完全に埋め込まれている、請求項２８に記載の装置。
【請求項31】
前記要素が前記加熱領域内に突出している、請求項２８に記載の装置。
【請求項32】
前記要素が前記加熱領域の周りに少なくとも部分的に延在している、請求項２８に記載の装置。
【請求項33】
前記要素が前記加熱領域の長さの少なくとも大部分に沿って延在している、請求項２８に記載の装置。
【請求項34】
前記要素が前記加熱領域の全長に沿って延在している、請求項３３に記載の装置。
【請求項35】
前記要素の第１の部分と第２の部分がそれぞれ異なる熱質量を有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項36】
前記要素の前記第２の部分が前記要素の前記第１の部分よりも厚く、加熱材の前記本体が、前記要素の前記第１の部分にのみ面接触し、
前記要素の前記第２の部分には、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材がない、請求項３５に記載の装置。
【請求項37】
前記喫煙材が前記加熱材と面接触している、請求項２８に記載の装置。
【請求項38】
前記要素が円錐又は円錐台である、請求項２８に記載の装置。
【請求項39】
前記喫煙材が非液体の喫煙材である、請求項２８に記載の装置。
【請求項40】
前記喫煙材がタバコを含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項41】
前記喫煙材がタバコ以外の喫煙材を更に含む、請求項４０に記載の装置。
【請求項42】
前記喫煙材が、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊を含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項43】
前記加熱材が閉回路の形態である、請求項２８に記載の装置。
【請求項44】
前記要素が網目を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項45】
前記喫煙材が、接着以外の固定により前記要素に固定される、請求項２８に記載の装置。
【請求項46】
前記喫煙材が、前記要素に固定されない、請求項２８に記載の装置。
【請求項47】
前記要素が前記喫煙材によって取り囲まれる、請求項２８に記載の装置。
【請求項48】
前記要素が矩形の断面を有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項49】
加熱材の前記本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項50】
前記熱伝導要素が導電性材料から作られる、請求項２８に記載の装置。
【請求項51】
変動磁場を発生させるための前記磁場発生器が螺旋コイルを含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項52】
喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように前記喫煙材を加熱するためのシステムであって、喫煙材を備えた物品と、
装置と
を備え、前記装置は、
変動磁場を発生させるための磁場発生器と、
前記変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、
喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の前記本体と熱接触し、前記変動磁場の侵入による前記加熱材の加熱によって前記要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の前記本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、
前記物品の少なくとも一部分を受け入れるための加熱領域であり、前記要素と熱接触し、前記漸進的な加熱によって前記加熱領域の漸進的な加熱がもたらされるように前記要素に対して配置された加熱領域と
を備える、システム。
【請求項53】
前記喫煙材が前記加熱材と面接触している、請求項５２に記載のシステム。
【請求項54】
前記要素が円錐又は円錐台である、請求項５２に記載のシステム。
【請求項55】
前記喫煙材が非液体の喫煙材である、請求項５２に記載のシステム。
【請求項56】
前記喫煙材がタバコを含む、請求項５２に記載のシステム。
【請求項57】
前記喫煙材がタバコ以外の喫煙材を更に含む、請求項５６に記載のシステム。
【請求項58】
前記喫煙材が、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊を含む、請求項５２に記載のシステム。
【請求項59】
前記加熱材が閉回路の形態である、請求項５２に記載のシステム。
【請求項60】
前記要素が網目を備える、請求項５２に記載のシステム。
【請求項61】
前記喫煙材が、接着以外の固定により前記要素に固定される、請求項５２に記載のシステム。
【請求項62】
前記喫煙材が、前記要素に固定されない、請求項５２に記載のシステム。
【請求項63】
前記要素が前記喫煙材によって取り囲まれる、請求項５２に記載のシステム。
【請求項64】
前記要素が矩形の断面を有する、請求項５２に記載のシステム。
【請求項65】
前記物品が反対側にある端部を有し、前記熱伝導要素は、前記物品のいずれの端部にも延在しない、請求項５２に記載のシステム。
【請求項66】
加熱材の前記本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する、請求項５２に記載のシステム。
【請求項67】
前記熱伝導要素が導電性材料から作られる、請求項５２に記載のシステム。
【請求項68】
前記物品が、前記喫煙材を囲むカバーであり、互いに重なって接着される自由端を有する前記カバーを備える、請求項５２に記載のシステム。
【請求項69】
変動磁場を発生させるための前記磁場発生器が螺旋コイルを含む、請求項５２に記載のシステム。
【請求項70】
喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように前記喫煙材を加熱する方法であって、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体を用意するステップと、
喫煙可能でない熱伝導要素を用意するステップであり、前記喫煙可能でない熱伝導要素が、加熱材の前記本体と熱接触し、前記変動磁場の侵入による前記加熱材の加熱によって前記要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の前記本体に対して配置された、ステップと、
前記要素と熱接触する喫煙材を用意するステップと、
前記要素の漸進的な加熱がもたらされ、以て、前記喫煙材の漸進的な加熱がもたらされるように、前記加熱材に前記変動磁場を侵入させるステップと
を含む方法。
【請求項71】
前記喫煙材が前記加熱材と面接触している、請求項７０に記載の方法。
【請求項72】
前記要素が円錐又は円錐台である、請求項７０に記載の方法。
【請求項73】
前記喫煙材が非液体の喫煙材である、請求項７０に記載の方法。
【請求項74】
前記喫煙材がタバコを含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項75】
前記喫煙材がタバコ以外の喫煙材を更に含む、請求項７４に記載の方法。
【請求項76】
前記喫煙材が、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊を含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項77】
前記加熱材が閉回路の形態である、請求項７０に記載の方法。
【請求項78】
前記要素が網目を備える、請求項７０に記載の方法。
【請求項79】
前記喫煙材が、接着以外の固定により前記要素に固定される、請求項７０に記載の方法。
【請求項80】
前記喫煙材が、前記要素に固定されない、請求項７０に記載の方法。
【請求項81】
前記要素が前記喫煙材によって取り囲まれる、請求項７０に記載の方法。
【請求項82】
前記要素が矩形の断面を有する、請求項７０に記載の方法。
【請求項83】
加熱材の前記本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する、請求項７０に記載の方法。
【請求項84】
前記熱伝導要素が導電性材料から作られる、請求項７０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置、そのような装置とともに使用するための物品、そのような装置及びそのような物品を備えたシステム、並びに、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
紙巻タバコ、葉巻タバコなどの喫煙品は、使用の間、タバコを燃焼させてタバコ煙を発生させる。燃焼させずに化合物を放出する製品を創出することによってこれらの喫煙品に代わるものを提供する試みがなされている。そのような製品の例としては、いわゆる「非燃焼加熱式（ｈｅａｔ ｎｏｔ ｂｕｒｎ）」製品、又はタバコ加熱装置若しくはタバコ加熱製品がある。これらは、材料を燃焼するのではなく加熱することで化合物を放出する。その材料は、例えば、タバコでもよいし、他の非タバコ製品でもよい。非タバコ製品は、ニコチンを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【発明の概要】
【0003】
本発明の第１の態様は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置とともに使用するための物品を提供する。この物品は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の本体と熱接触し、加熱材の加熱によって要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、喫煙材であり、要素と熱接触し、漸進的な加熱によって喫煙材の漸進的な加熱がもたらされるように要素に対して配置された喫煙材とを備えている。
【0004】
例示的な実施形態では、要素は加熱材の本体と面接触している。
【0005】
例示的な実施形態では、喫煙材は要素と面接触している。
【0006】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【0007】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素に完全に埋め込まれている。
【0008】
例示的な実施形態では、要素は喫煙材の長さの少なくとも大部分に沿って延在している。
【0009】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素の第１の端部にのみ配置され、要素の反対側の第２の端部には、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材がない。
【0010】
例示的な実施形態では、加熱材は、導電性材料、磁性材料、及び磁性導電性材料からなる群から選択された１つ以上の材料を含む。
【0011】
例示的な実施形態では、加熱材は金属又は金属合金を含む。
【0012】
例示的な実施形態では、加熱材は、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅、及び青銅からなる群から選択された１つ以上の材料を含む。
【0013】
例示的な実施形態では、喫煙材はタバコ及び／又は１つ以上の保湿剤を含む。
【0014】
例示的な実施形態では、喫煙材は非液体である。
【0015】
本発明の第２の態様は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置を提供する。この装置は、変動磁場を発生させるための磁場発生器と、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の本体と熱接触し、変動磁場の侵入による加熱材の加熱によって要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、喫煙材を備えた物品の少なくとも一部分を受け入れるための加熱領域であり、要素と熱接触し、漸進的な加熱によって加熱領域の漸進的な加熱がもたらされるように要素に対して配置された加熱領域とを備えている。
【0016】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素に少なくとも部分的に埋め込まれている。
【0017】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素に完全に埋め込まれている。
【0018】
例示的な実施形態では、加熱材の本体は要素の第１の端部にのみ配置され、要素の反対側の第２の端部には、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材がない。
【0019】
例示的な実施形態では、要素は加熱領域内に突出している。
【0020】
例示的な実施形態では、要素は加熱領域の周りに少なくとも部分的に延在している。
【0021】
例示的な実施形態では、要素は加熱領域の長さの少なくとも大部分に沿って延在している。
【0022】
例示的な実施形態では、要素の第１の部分と第２の部分はそれぞれ異なる熱質量（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｓｓ）を有する。
【0023】
例示的な実施形態では、要素の第２の部分は要素の第１の部分よりも厚く、加熱材の本体は、要素の第１の部分にのみ面接触し、要素の第２の端部には、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材がない。
【0024】
例示的な実施形態では、熱質量は要素に沿った距離とともに変わる。
【0025】
例示的な実施形態では、熱質量は要素の長さの少なくとも大部分にわたって変わる。
【0026】
例示的な実施形態では、加熱材の第１の部分の厚さが加熱材の第２の部分の厚さと異なる結果、要素の第１の部分と第２の部分はそれぞれ異なる熱質量を有する。
【0027】
例示的な実施形態では、要素の第１の部分の材料組成は、要素の第２の部分の材料組成と同じである。
【0028】
例示的な実施形態では、要素の材料組成は要素全体で均一である。
【0029】
例示的な実施形態では、要素の第１の部分の密度は、要素の第２の部分の密度と同じである。
【0030】
例示的な実施形態では、要素の密度は要素全体で均一である。
【0031】
例示的な実施形態では、装置は、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するためのものである。
【0032】
本発明の第３の態様は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するためのシステムを提供する。このシステムは、喫煙材を備えた物品と、装置とを備えている。この装置は、変動磁場を発生させるための磁場発生器と、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体と、喫煙可能でない熱伝導要素であり、加熱材の本体と熱接触し、変動磁場の侵入による加熱材の加熱によって要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素と、物品の少なくとも一部分を受け入れるための加熱領域であり、要素と熱接触し、漸進的な加熱によって加熱領域の漸進的な加熱がもたらされるように要素に対して配置された加熱領域とを備えている。
【0033】
例示的な実施形態では、第３の態様のシステムの装置は第２の態様の装置である。第３の態様のシステムの装置は、第２の態様の装置の例示的な各実施形態に存在するような上記の特徴のうちの任意の１つ以上の特徴を有することができる。
【0034】
本発明の第４の態様は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱する方法を提供する。この方法は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体を用意するステップと、喫煙可能でない熱伝導要素を用意するステップであり、この喫煙可能でない熱伝導要素が、加熱材の本体と熱接触し、変動磁場の侵入による加熱材の加熱によって要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の本体に対して配置された、ステップと、要素と熱接触する喫煙材を用意するステップと、要素の漸進的な加熱がもたらされ、以て、喫煙材の漸進的な加熱がもたらされるように、加熱材に変動磁場を侵入させるステップとを含む。
【0035】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置とともに使用するための物品の例の概略断面図である。
【図3】喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置の例の概略断面図である。
【図4】喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための別の装置の例の概略断面図である。
【図5】喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための別の装置の例の概略断面図である。
【図9】喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱する方法の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本書では、用語「喫煙材」は、加熱されると揮発成分を、典型的には蒸気又はエアロゾルの形態で供する材料を含む。「喫煙材」は非タバコ含有材料であってもよいし、タバコ含有材料であってもよい。「喫煙材」は、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、タバコ抽出物、均質化タバコ、又はタバコ代替品のうちの１つ以上を含んでいてもよい。喫煙材は、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊などの形態とすることが可能である。「喫煙材」は、他に非タバコ製品を含んでいてもよい。この非タバコ製品は、製品によってニコチンを含んでもよいし、含まないでもよい。「喫煙材」は、１つ以上の保湿剤、例えばグリセロール又はプロピレングリコールを含んでいてもよい。
【0038】
本書では、用語「加熱材」又は「ヒーター材」は、変動磁場の侵入によって加熱可能な材料を指す。
【0039】
誘導加熱は、導電性物体に変動磁場を侵入させることによってその物体を加熱するプロセスである。このプロセスは、ファラデーの電磁誘導の法則及びオームの法則によって説明される。誘導ヒーターは、電磁石と、この電磁石に交流電流などの変動電流を流すための装置を備えることができる。加熱しようとする物体と電磁石が、電磁石によって生じた変動磁場がこの物体に侵入するような適切な相対位置に配置されると、この物体内に１つ以上の渦電流が発生する。この物体は電流の流れに対する抵抗を有する。したがって、この物体内にこのような渦電流が発生すると、渦電流が物体の電気抵抗に抗して流れ、それによってこの物体が加熱される。このプロセスは、ジュール加熱、オーム加熱、又は抵抗加熱と呼ばれる。誘導加熱することができる物体は、サセプタとして知られている。
【0040】
サセプタが閉回路の形態のときは、使用時におけるサセプタと電磁石との磁気結合が強くなり、その結果、ジュール加熱が増大し、又は改善されることが分かっている。
【0041】
磁気ヒステリシス加熱は、磁性材料からなる物体に変動磁場が侵入することによって物体を加熱するプロセスである。磁性材料は、原子スケールの磁石すなわち磁気双極子を多く含んでいると考えることができる。磁場がこのような材料に侵入すると、磁気双極子は磁場に沿って整列する。したがって、交流磁場（例えば、電磁石によって生じたもの）などの変動磁場が磁性材料に侵入すると、磁気双極子の向きは、印加された変動磁場に応じて変化する。このような磁気双極子の再配向によって、磁性材料内に熱が発生する。
【0042】
物体が導電性及び磁性の両方を有するときは、その物体に変動磁場を侵入させると、物体にジュール加熱及び磁気ヒステリシス加熱の両方を生じさせることができる。さらに、磁性材料を使用すると、磁場を強めることができ、それによりジュール加熱を強めることができる。
【0043】
上記のプロセスの各々において、熱は、外部熱源によって熱伝導により発生するのではなく、物体自体の内部で発生するので、物体内の急速な温度上昇と、より均一な熱分布を達成することができる。これは、特に、物体の材料及び幾何形状を適切に選び、その物体に対して変動磁場の大きさ及び向きを適切に選ぶことによって達成することができる。さらに、誘導加熱及び磁気ヒステリシス加熱では、変動磁場の源と物体との間に物理的な接続部を設ける必要がないので、設計自由度及び加熱プロファイルの制御性を高めるとともに、コストを抑えることができる。
【0044】
図１及び２を参照すると、本発明の実施形態による物品の例の概略断面図及び概略透視図が示されている。物品１は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置とともに使用するためのものである。
【0045】
物品１は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材１０の本体と、喫煙可能でない熱伝導要素２０と、喫煙材３０と、喫煙材３０の周りのカバー４０とを備えている。これらの材料の各々の例は下記で説明する。
【0046】
カバー４０は、物品１の外面を画定し、使用時、装置と接触することができる。この実施形態では、物品１は、実質的に円形の断面を有する細長い円筒状である。しかしながら、他の実施形態では、物品１は、円形以外の断面を有してもよく、及び／又は細長くなくてもよく、及び／又は円筒状でなくてもよい。この実施形態では、物品１は、紙巻タバコに近い大きさを有する。
【0047】
この実施形態において、カバー４０はラッパー４２を備え、ラッパー４２は、その自由端が互いに重なるように喫煙材３０の周りに巻かれる。したがって、ラッパー４２は、物品１の周方向の外面のすべて又は大部分を形成する。ラッパー４２は、紙、再生タバコなどの再生喫煙材などから形成することができる。この実施形態のカバー４０はまた、ラッパー４２の重ねられた自由端を互いにくっつける接着剤（図示せず）を備える。接着剤は、例えば、アラビアゴム、天然樹脂又は合成樹脂、でんぷん、及びニスのうちの１つ以上を含むことができる。接着剤は、ラッパー４２の重ねられた自由端が離れるのを防ぐ助けとなる。他の実施形態では、接着剤を省略してもよい。
【0048】
カバー４０は喫煙材３０を取り囲む。カバー４０は、物品１の輸送中及び使用中に喫煙材３０が損傷しないように保護する助けとなる。使用中、カバー４０はまた、空気の流れが喫煙材３０に入ってそれを通るように導く助けとなり得、蒸気又はエアロゾルの流れが喫煙材３０を通ってそれを出るように導く助けとなり得る。
【0049】
この実施形態では、喫煙材３０は管の形状をしている。この管は実質的に円形断面を有している。喫煙材３０は、物品１の一端から物品１の反対側の端部まで延在する。したがって、使用時、空気は、物品１の一端で喫煙材３０内に引き込むことができ、その空気は、喫煙材３０を通過して、喫煙材３０から放出された揮発成分を受け取ることができ、次いで、典型的には蒸気又はエアロゾルの形態の揮発成分は、物品１の反対側の端部で喫煙材３０から引き出すことができる。物品１が細長いこの実施形態において、喫煙材３０がその間を延在する物品１のこれらの端部は、物品１の長手方向の両端である。しかしながら、他の実施形態では、これらの端部は、物品の任意の２つの反対側にある端部又は側など、物品の任意の２つの端部又は側であってもよい。
【0050】
要素２０は細長く、喫煙材３０の一端から喫煙材３０の反対側の端部まで延在する。これは、使用時、喫煙材３０をより完全に加熱する助けとなり得る。しかしながら、他の実施形態では、要素２０は、喫煙材３０の両端のいずれにも延在しなくてもよく、又は、喫煙材３０の端部の一方までのみ延在し、喫煙材３０の端部の他方からは離間してもよい。要素２０は、喫煙材３０の長さの大部分に沿って延在することができる。
【0051】
要素２０は、物品１の一端から物品１の反対側の端部まで延在する。これは、物品１の製造の助けになり得る。しかしながら、他の実施形態では、要素２０は、物品１の両端のいずれにも延在しなくてもよく、又は、物品１の端部の一方までのみ延在し、物品１の端部の他方からは離間してもよい。
【0052】
この実施形態では、要素２０は、物品１の軸と実質的に揃えられた軸に沿って延在する。これは、物品１の製造の助けになり得る。この実施形態では、揃えられた軸は一致する。この実施形態の変形では、揃えられた軸は互いに平行であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、軸は互いに傾けてもよい。
【0053】
この実施形態において、要素２０は喫煙材３０によって取り囲まれる。すなわち、喫煙材３０は要素２０の周りに延在する。要素２０が喫煙材３０の両端のいずれにも延在しない実施形態では、喫煙材３０は、要素２０の周りに延在し、要素２０の端部を覆うこともでき、その結果、要素２０は喫煙材３０によって取り囲まれる。
【0054】
要素２０は、その長さに垂直な矩形、又は実質的に矩形の断面を有する。要素２０は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する。したがって、要素２０の奥行き又は厚さは、要素２０の他の寸法に比べると比較的短い。しかしながら、他の実施形態では、要素２０は、円形、楕円形、環状、多角形、方形、三角形、星形、放射状フィン形、Ｘ字形、Ｔ字形、中空、又は孔開きなど、矩形以外の形状の断面を有することができる。
【0055】
この実施形態では、要素２０の断面は、要素２０の長さに沿って一定である。さらに、この実施形態では、要素２０は、平面状、又は実質的に平面状である。この実施形態の要素２０は、平坦な帯板又はリボンと考えることができる。しかしながら、他の実施形態ではその限りではない。
【0056】
いくつかの実施形態では、要素２０は平面状でなくともよい。例えば、要素２０は、波状の経路又は波打った経路を辿ってもよく、ねじれていてもよく、ひだ状、螺旋状、渦巻状であってもよく、上に突起を有する、及び／又は中にぎざぎざを有する板又は片又はリボンを備えてもよく、網目を備えてもよく、又は不均一で平面状でない形状を有してもよい。このような平面状でない形状は、空気が物品１を通過して、喫煙材３０が加熱されたときに生成される揮発材を受け取る助けとなり得る。平面状でない形状によって、空気は曲がりくねった経路を辿り、空気に乱流が生じ、要素２０から喫煙材３０への熱伝達がより良くなり得る。平面でない形状によって、また、要素２０の単位長さ当たりの要素２０の表面積を大きくすることもできる。これは、要素２０によって喫煙材３０の加熱を増大させる、又は改善することができる。
【0057】
要素２０は、加熱材１０の本体と熱接触及び面接触の両方の接触をしている。この実施形態では、加熱材１０の本体は要素２０に埋め込まれている。より詳細には、加熱材１０の本体は要素２０に取り囲まれ、その結果、加熱材１０の本体は要素２０に完全に埋め込まれている。他の実施形態では、加熱材１０の本体は、要素２０に部分的にだけ埋め込まれてもよい、又は、加熱材１０の本体は、要素２０の表面上にあってもよく、要素２０に埋め込まれなくてもよい。いくつ他の実施形態では、要素２０は加熱材１０の本体と熱接触することができるが、加熱材１０の本体と面接触しなくてもよい。
【0058】
この実施形態では、加熱材１０の本体は、要素２０の第１の端部にのみ配置されている。要素２０の反対側の第２の端部には加熱材がない。したがって、加熱材１０の本体と要素２０は、使用時の加熱材の加熱によって要素２０の漸進的な加熱がもたらされるような相対位置に配置されている。より詳細には、使用時、加熱材１０の本体から発する熱がまず、要素２０の第１の端部を加熱し、次いで、要素２０の第１の端部から次第に離れていく要素２０の部分が順に加熱される。他の実施形態では、加熱材１０の本体と要素２０は、加熱材１０の加熱によってやはり要素２０の漸進的な加熱をもたらすことができる異なった態様の相対位置に配置されてもよい。例えば、加熱材１０の本体は要素２０の中央に配置され、要素２０の第１及び第２の端部の両方から離れていてもよい。
【0059】
加熱材１０の本体は、その長さに垂直な矩形、又は実質的に矩形の断面を有する。加熱材１０の本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する。したがって、加熱材１０の本体の奥行き又は厚さは、加熱材１０の本体の他の寸法に比べると比較的短い。しかしながら、他の実施形態では、加熱材１０の本体は、円形、楕円形、環状、星形、多角形、方形、三角形、Ｘ字形、又はＴ字形など、矩形以外の形状の断面を有することができる。
【0060】
喫煙材３０は要素２０と熱接触している。したがって、要素２０は、使用時、喫煙材３０を加熱するために加熱可能である。この実施形態では、喫煙材３０は、要素２０と面接触している。これは、喫煙材３０を要素２０に接着することによって達成される。しかしながら、他の実施形態では、この固定は接着以外によるものでもよい。いくつかの実施形態では、喫煙材３０は、このように要素２０に固定されなくてもよい。
【0061】
この実施形態では、喫煙材３０は要素２０の全長に沿って要素２０を取り囲む。したがって、喫煙材３０は、上記のような要素２０の漸進的な加熱によって喫煙材３０の漸進的な加熱がもたらされるように、要素２０に対して配置されている。より詳細には、使用時、加熱材１０の本体に比較的近い位置にある要素２０の第１の部分から発する熱はまず、隣接する喫煙材３０の第１の部分を加熱する。これは、喫煙材の第１の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。時間が経つと、加熱材１０の本体から比較的離れた要素２０の第２の部分の温度が、要素２０の第１の部分からの熱伝導によって上昇する。これによって、要素２０の第２の部分に隣接する喫煙材３０の第２の部分が、要素２０の第２の部分から発する熱によって加熱される。これは、喫煙材の第２の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。したがって、物品１の喫煙材３０が時間とともに漸進的に加熱される。これは、使用者が吸入するために、エアロゾルを物品１の端部から比較的素早く形成して放出することを可能にする助けとなり、さらに、喫煙材３０からのエアロゾルの経時的な放出をさらに可能にし、その結果、喫煙材３０の第１の部分がエアロゾルの生成を終えた後でさえ、エアロゾルを形成して放出し続ける。喫煙材の第１の部分が揮発可能な成分を使い尽くした結果、このようにエアロゾルの生成が終わることができる。
【0062】
他の実施形態では、喫煙材３０と要素２０は、要素２０の漸進的な加熱によってやはり喫煙材３０の漸進的な加熱をもたらすることができる異なった態様の相対位置に配置されてもよい。例えば、喫煙材３０は要素２０の一方の側にのみ配置されてもよい、及び／又は、要素２０の全長に沿って延在しなくてもよく、使用時、要素２０の漸進的な加熱によってやはり喫煙材３０の漸進的な加熱がもたらされる。いくつかの実施形態では、喫煙材３０は、要素２０と熱接触しつつ、要素２０から隙間を空けて配置されて、要素２０の漸進的な加熱によって喫煙材３０の漸進的な加熱がもたらされるように、要素２０に対して配置されてもよい。
【0063】
図３を参照すると、本発明の実施形態による装置の例の概略透視図が示されている。装置１００は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するためのものである。
【0064】
装置１００は、変動磁場を発生させるための磁場発生器１１２と、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材１３０の本体と、加熱材１３０の本体と熱接触及び面接触の両方の接触をして、変動磁場の侵入による加熱材の加熱によって要素１４０の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材１３０の本体に対して配置された喫煙可能でない熱伝導要素１４０と、喫煙材を備えた物品の少なくとも一部分を受け入れるための加熱領域１１１であり、要素１４０と熱接触し、漸進的な加熱によって加熱領域１１１の漸進的な加熱がもたらされるように、要素１４０に対して配置されている加熱領域１１１とを備える。
【0065】
より詳細には、この実施形態の装置１００は、本体１１０と吸い口１２０とを備える。吸い口１２０は、プラスチック材、厚紙、酢酸セルロース、紙、金属、ガラス、セラミック、又はゴムなどの任意の適切な材料で作ることができる。吸い口１２０は、それを貫通する通路１２２を画定する。吸い口１２０は、加熱領域１１１内への開口を覆うように本体１１０に対して配置可能である。吸い口１２０を本体１１０に対してこのように配置すると、吸い口１２０の通路１２２は、加熱領域１１１と流体連通する。使用時、通路１２２は、揮発材が加熱領域１１１に挿入された物品から装置１００の外部に流れることを可能にする通路として働く。この実施形態では、装置１００の吸い口１２０は、本体１１０に吸い口１２０を接続するように、本体１１０と取外し可能に係合可能である。他の実施形態では、吸い口１２０は、蝶番又は可撓性部材などによって、本体１１０と永続的に接続することができる。物品自体が吸い口を備える実施形態などのいくつかの実施形態では、装置１００の吸い口１２０を省略することができる。
【0066】
装置１００は、加熱領域１１１を装置１００の外部と流体接続する空気入口を画定することができる。このような空気入口は、装置１００の本体１１０及び／又は装置１００の吸い口１２０によって画定することができる。使用者は、吸い口１２０の通路１２２を通して（１つ以上の）揮発成分を引き込むことによって喫煙材の（１つ以上の）揮発成分を吸入することができる。（１つ以上の）揮発成分が物品から出ると、空気は、装置１００の空気入口を経て加熱領域１１１内に引き込むことができる。
【0067】
この実施形態では、本体１１０は加熱領域１１１を備える。加熱領域１１１は、物品の少なくとも一部分を受け入れるための凹部１１１を備える。他の実施形態では、加熱領域１１１は、凹部以外、例えば、棚、面、又は突起であってもよく、また、物品と協働するため又はそれを受け入れるために物品との機械的な嵌合を必要としてもよい。この実施形態では、加熱領域１１１は細長く、物品全体を受け入れるような大きさと形状である。他の実施形態では、加熱領域１１１は物品の一部分だけ受け入れるような大きさであってもよい。
【0068】
この実施形態では、磁場発生器１１２は、電源１１３と、コイル１１４と、コイル１１４に交流電流などの変動電流を流すためのデバイス１１６と、制御器１１７と、制御器１１７を使用者が操作するためのユーザインターフェース１１８とを備える。
【0069】
この実施形態の電源１１３は充電式電池である。他の実施形態では、電源１１３は、例えば、非充電式電池、キャパシタ、電池－キャパシタハイブリッド、又は商用電源への接続部など、充電式電池以外とすることができる。
【0070】
コイル１１４は任意の適切な形態を採ることができる。この実施形態では、コイル１１４は、銅などの導電性材料の螺旋コイルである。いくつかの実施形態では、磁場発生器１１２は、コイル１１４が巻かれた透磁性コアを備えることができる。このような透磁性コアは、使用時、コイル１１４によって生成される磁束を集中させ、磁場をより強力にする。透磁性コアは、例えば鉄で作ることができる。いくつかの実施形態では、透磁性コアは、コイル１１４の長さに沿って部分的にだけ延在して、特定の領域のみに磁束を集中させることができる。いくつかの実施形態では、コイルは平面コイルでもよい。すなわち、コイルは２次元の渦巻体であってもよい。
【0071】
図３を考慮すると、この実施形態では、要素１４０が加熱領域１１１内に突出していることが理解されよう。要素１４０は、自由な第１の端部から、要素１４０が本体１１０の残りの部分に取り付けられた第２の端部までの長さを有している。自由端は、物品が加熱領域１１１内に挿入されると物品に入るように加熱領域１１１に対して配置される。要素１４０は、加熱領域１１１の長さの大部分に沿って延在する。いくつかの実施形態では、要素１４０は加熱領域１１１の全長に沿って延在する。
【0072】
要素１４０は、その長さに垂直な矩形の断面を有する。要素１４０の奥行き又は厚さは、要素１４０の他の寸法に比べると比較的短い。しかしながら、他の実施形態では、要素１４０は、円形、楕円形、環状、星形、多角形、方形、三角形、Ｘ字形、又はＴ字形など、矩形以外の形状の断面を有することができる。この実施形態では、要素１４０の断面は、要素１４０の長さに沿って一定である。さらに、この実施形態では、要素１４０は、平面状、又は実質的に平面状である。この実施形態の要素１４０は、平坦な帯板と考えることができる。しかしながら、他の実施形態ではその限りではない。例えば、いくつかの実施形態では、要素１４０は中空、又は孔が空いていてもよい。
【0073】
この実施形態では、加熱材１３０の本体は要素１４０に埋め込まれている。より詳細には、加熱材１３０の本体は要素１４０に取り囲まれ、その結果、加熱材１３０の本体は要素１４０に完全に埋め込まれている。他の実施形態では、加熱材１３０の本体は、要素１４０に部分的にだけ埋め込まれてもよい、又は、加熱材１３０の本体は、要素１４０の表面上にあってもよく、要素１４０に埋め込まれなくてもよい。いくつ他の実施形態では、要素１４０は加熱材１３０の本体と熱接触することができるが、加熱材１３０の本体と面接触しなくてもよい。
【0074】
加熱材１３０の本体は、その長さに垂直な矩形、又は実質的に矩形の断面を有する。加熱材１３０の本体は、２つの副面によって接合された反対側を向いた２つの主面を有する。したがって、加熱材１３０の本体の奥行き又は厚さは、加熱材１３０の本体の他の寸法に比べると比較的短い。しかしながら、他の実施形態では、加熱材１３０の本体は、円形、楕円形、環状、星形、多角形、方形、又は三角形など、矩形以外の形状の断面を有することができる。
【0075】
この実施形態では、加熱材１３０の本体は、要素１４０の第１の端部にのみ配置されている。この場合、要素１４０の第１の端部は要素１４０の自由端である。要素１４０の反対側の第２の端部には加熱材がない。したがって、加熱材１３０の本体と要素１４０は、使用時の加熱材の加熱によって要素１４０の漸進的な加熱がもたらされるような相対位置に配置されている。より詳細には、使用時、加熱材１３０の本体から発する熱はまず、要素１４０の第１の端部を加熱する。次いで、要素１４０の第１の端部からの熱伝導によって、要素１４０の第１の端部から次第に離れていく要素１４０の部分が順に加熱される。他の実施形態では、加熱材１３０の本体と要素１４０は、加熱材１３０の漸進的な加熱によってやはり要素１４０の漸進的な加熱をもたらすことができる異なった態様の相対位置に配置されてもよい。例えば、喫煙材１３０の本体は要素１４０の第２の端部にのみ配置されてもよい、また、要素１４０の第１の端部には加熱材がなくてもよい。
【0076】
要素１４０が加熱領域１１１内に突出しているので、要素１４０の漸進的な加熱によって加熱領域１１１の漸進的な加熱がもたらされ、したがって加熱領域１１１内のいかなるものも漸進的に加熱されることが認識されよう。したがって、（図６に示し、下記で説明するように）使用時に喫煙材を備えた物品が加熱領域１１１に配置されると、喫煙材１３０の本体に比較的近い位置にある要素１４０の第１の部分から発する熱は、加熱材１３０の本体に比較的近い物品の第１の部分の喫煙材を加熱する。これは、物品の第１の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。時間が経つと、加熱材１３０の本体から比較的離れた要素１４０の第２の部分の温度が、要素１４０の第１の部分からの熱伝導によって上昇する。これによって、要素１４０の第２の部分に隣接する物品の第２の部分の喫煙材が、要素１４０の第２の部分から発する熱によって加熱される。これは、物品の第２の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。したがって、物品の喫煙材が時間とともに漸進的に加熱される。上記と同様に、これは、使用者が吸入するために、エアロゾルを物品の端部から比較的素早く形成して放出することを可能にする助けとなり、さらに、喫煙材からのエアロゾルの経時的な放出をさらに可能にし、その結果、物品の第１の部分の喫煙材がエアロゾルの生成を終えた後でさえ、エアロゾルを形成して放出し続ける。
【0077】
物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０は物品の喫煙材と熱接触する。物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０が物品の喫煙材と面接触することが好ましい。したがって、要素１４０から喫煙材に熱を直接伝えることができる。他の実施形態では、要素１４０は喫煙材と面接触しないようにしてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、喫煙材は、要素１４０と熱接触しつつ、要素１４０から隙間を空けて配置されてよく、又は物品のラッパーによって間隔を空けて配置されてもよい。
【0078】
この実施形態では、コイル１１４は、加熱領域１１１の長手方向軸と実質的に揃えられた長手方向軸に沿って延在する。揃えられた軸は一致する。この実施形態の変形では、揃えられた軸は互いに平行であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、軸は互いに傾けてもよい。さらに、コイル１１４は、要素１４０の長手方向軸と実質的に一致する長手方向軸に沿って延在する。他の実施形態では、コイル１１４及び要素１４０の長手方向軸は、互いに平行にすることによって互いに揃えることができる、又は、互いに傾けることができる。この実施形態では、コイル１１４及び磁場発生器１１２の残りの部分は、要素１４０及び加熱領域１１１に対して固定された位置にある。
【0079】
この実施形態では、コイル１１４に変動電流を流すためのデバイス１１６は、電源１１３とコイル１１４との間に電気的に接続される。この実施形態では、制御器１１７もまた、電源１１３に電気的に接続され、デバイス１１６に通信可能に接続されてデバイス１１６を制御する。より詳細には、この実施形態では、制御器１１７はデバイス１１６を制御して、電源１１３からコイル１１４への電力の供給を制御するためのものである。この実施形態では、制御器１１７は、プリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）上の集積回路（ＩＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）などのＩＣを備える。他の実施形態では、制御器１１７は異なる形態を採ることができる。いくつかの実施形態では、本装置は、デバイス１１６及び制御器１１７を備える単一の電気又は電子構成部品を有することができる。この実施形態では、制御器１１７は、ユーザインターフェース１１８を使用者が操作することによって動作する。この実施形態では、ユーザインターフェース１１８は、本体１１０の外側に配置される。ユーザインターフェース１１８は、押しボタン、トグルスイッチ、ダイヤル、タッチスクリーンなどを備えることができる。他の実施形態では、ユーザインターフェース１１８は遠隔にあって、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））などによって装置の残りの部分に無線で接続することができる。
【0080】
この実施形態では、使用者がユーザインターフェース１１８を操作すると、制御器１１７は、デバイス１１６に、コイル１１４に交流電流を流してコイル１１４に交流磁場を発生させる。装置１００のコイル１１４と加熱材１３０の本体は、コイル１１４によって生成された変動磁場が加熱材１３０の本体に侵入するような適切な相対位置に配置されている。この実施形態では、加熱材は導電性材料であり、したがって、この侵入は、加熱材に１つ以上の渦電流を生じさせる。渦電流が加熱材の電気抵抗に抗して加熱材内を流れると、加熱材はジュール加熱によって加熱される。加熱材が磁性材料で作られているとき、加熱材内の磁気双極子の向きは印加された磁場の変化に応じて変化し、それによって、加熱材内に熱が生成される。
【0081】
この実施形態では、磁場発生器１１２のコイル１１４のインピーダンスは、加熱材１３０の本体のインピーダンスと等しい、又は実質的に等しい。もしも、その代わりに、加熱材１３０の本体のインピーダンスがコイル１１４のインピーダンスよりも低い場合、使用時の加熱材１３０の本体の両端間に発生する電圧は、インピーダンスを一致させたときに加熱材１３０の本体の両端間に生成することができる電圧よりも低くなる可能性がある。或いは、その代わりに、加熱材１３０の本体のインピーダンスがコイル１１４のインピーダンスよりも高い場合、使用時の加熱材１３０の本体に発生する電流は、インピーダンスを一致させたときに加熱材１３０の本体に生成することができる電流よりも低くなる可能性がある。インピーダンスを一致させると、使用時、加熱材１３０の本体に発生する加熱電力を最大にするために電圧と電流とのバランスをとる助けとなり得る。いくつかの実施形態では、デバイス１１６のインピーダンスは、コイル１１４と加熱材１３０の組み合わさったインピーダンスと等しくすることができる、又は実質的に等しくすることができる。
【0082】
この実施形態の装置１００は、加熱領域１１１の温度を検知するための温度センサ１１９を備える。温度センサ１１９は、制御器１１７に通信可能に接続され、その結果、制御器１１７は加熱領域１１１の温度を監視することができる。制御器１１７は、加熱領域１１１の温度を所定の温度範囲内に確実に維持するために、温度センサ１１９から受信された１つ以上の信号に基づいて、必要に応じてコイル１１４に流す変動電流又は交流電流の特性をデバイス１１６に調節させることができる。この特性は、例えば、振幅又は周波数又は負荷サイクルとすることができる。使用時、加熱領域１１１内に配置された物品内の喫煙材は、所定の温度範囲で、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるのに十分な加熱がなされる。したがって、制御器１１７、及び装置１００は全体として、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するように構成される。いくつかの実施形態では、温度範囲は、約５０℃～約３００℃、例えば、約５０℃と約２５０℃との間、約５０℃と約１５０℃との間、約５０℃と約１２０℃との間、約５０℃と約１００℃との間、約５０℃と約８０℃との間、又は約６０℃と約７０℃との間である。いくつかの実施形態では、温度範囲は約１７０℃と約２２０℃との間である。他の実施形態では、温度範囲は、この範囲以外であってもよい。いくつかの実施形態では、温度範囲の上限は３００℃よりも高くすることができる。いくつかの実施形態では、温度センサ１１９を省略することができる。いくつかの実施形態では、加熱材は、加熱材を加熱しようとする最高温度に基づいて選択されたキュリー点温度を有することができ、その結果、加熱材を誘導加熱することによってその温度より高くさらに加熱することを妨げる又は防ぐ。
【0083】
図４を参照すると、本発明の実施形態による別の装置の例の概略断面図が示されている。図４の装置２００は、装置の要素１４０の形態を除けば、図３の装置１００と同一である。したがって、簡潔にするために、２つの実施形態に共通の特徴を再び詳細には説明しない。図３の装置１００に対して本書で説明した可能な変形のいずれも、図４の装置２００に対してなされて個別の各実施形態を形成することができる。
【0084】
物体の熱質量は、物体の質量（重量）に物体の熱容量（物体が熱エネルギーを蓄える能力）を掛けたものに比例する。物体の異なる部分が、重量又は密度が異なる場合、並びに／或いは熱容量が異なる場合のみ、異なる熱質量を有することができる。
【0085】
この実施形態では、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有する。要素１４０の第１の部分１４０ａの材料組成及び密度は、要素１４０の第２の部分１４０ｂの材料組成及び密度と同じである。実際、要素１４０の材料組成及び密度は要素１４０全体で均一とすることができる。しかしながら、要素１４０の第１の部分１４０ａの厚さが要素１４０の第２の部分１４０ｂの厚さと異なる結果、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有する。より詳細には、要素１４０の第２の部分１４０ｂが要素１４０の第１の部分１４０ａよりも厚い結果、要素１４０の第２の部分１４０ｂは要素１４０の第１の部分１４０ａよりも大きな熱質量を有する。
【0086】
この実施形態では、熱質量は、要素１４０の自由な第１の端部から要素１４０の第２の端部まで要素１４０の長さに沿った距離とともに連続的に大きくなる。より詳細には、この実施形態では、熱質量は、長さに沿った距離とともに直線的に、又は実質的に直線的に大きくなる。これは、要素１４０の厚さが、自由端からの要素１４０の長さに沿った距離とともに直線的に、又は実質的に直線的に大きくなることによる。言い換えれば、要素１４０は直線的に先細となっている。しかしながら、他の実施形態では、熱質量は、要素１４０の長さに沿った距離とともに連続的ではないように変わることができる。例えば、その変化は階段状であってもよいし、又は、要素１４０の少なくとも１つの部分は連続的で、要素１４０の少なくとも１つの他の部分は階段状であってもよい。当業者であれば、容易に、熱質量を変えたい態様を決定して、使用時に所望の漸進的な加熱プロファイルを与えることができる。また、要素１４０の長さに沿う要素１４０の厚さの変わり方に対する適切なプロファイルを選択して、所望の漸進的な加熱プロファイルを与えることもできる。
【0087】
他の実施形態では、代替の特性が第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂの間で異なる結果、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有することができる。例えば、要素１４０の第１の部分１４０ａの密度又は材料組成が要素１４０の第２の部分１４０ｂの密度又は材料組成と異なる結果、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有することができる。
【0088】
加熱材１３０の本体は要素１４０の第１の部分１４０ａ内にのみ埋め込まれている。要素１４０の第２の部分１４０ｂには加熱材がない。加熱材１３０の本体に変動磁場が侵入すると、要素１４０の第１の部分１４０ａは比較的速い速度で加熱される。時間が経つと、要素１４０の第２の部分１４０ｂの温度は、要素１４０の第１の部分１４０ａからの熱伝導によって上昇する。しかしながら、要素１４０の加熱速度は、加熱材１３０の本体からの距離とともに熱質量が大きくなることによって、加熱材１３０の本体からの距離とともに下がる。
【0089】
したがって、発生器１１２によって生成された変動磁場が加熱材１３０の本体に侵入している間、上記と同様な漸進的な加熱効果を与えることができる。すなわち、使用時、（図７に示し、下記で説明するように）物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０の第１の部分１４０ａから発する熱が、加熱材１３０の本体に比較的近い物品の第１の部分の喫煙材を加熱する。これは、物品の第１の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。時間が経つと、加熱材１３０の本体から比較的離れた要素１４０の第２の部分１４０ｂの温度が、要素１４０の第１の部分１４０ａからの熱伝導によって上昇する。これによって、要素１４０の第２の部分１４０ｂに隣接する物品の第２の部分の喫煙材が、要素１４０の第２の部分１４０ｂから発する熱によって加熱される。これは、物品の第２の部分の喫煙材の少なくとも１つの成分の揮発及びその中のエアロゾルの形成を開始させる。
【0090】
この実施形態では、加熱材１３０の本体が要素１４０の第１の部分１４０ａに配置され、要素１４０の第１の部分１４０ａは、要素１４０の第２の部分１４０ｂよりも吸い口１２０の通路１２２に近いことに気づくであろう。したがって、使用時、加熱されて喫煙材の（１つ以上の）成分を揮発する物品の第１の部分もまた、物品の第２の部分よりも吸い口１２０の通路１２２に近い。しかしながら、他の実施形態では、その代わりに、加熱材１３０の本体は要素１４０の第２の部分１４０ｂに配置されてもよい。
【0091】
図５を参照すると、本発明の実施形態による別の装置の例の概略断面図が示されている。図５の装置３００は、装置の加熱要素、喫煙可能でない熱伝導要素、加熱領域、及びコイルの形態を除けば、図３の装置１００と同一である。したがって、簡潔にするために、２つの実施形態に共通の特徴を再び詳細には説明しない。図３の装置１００に対して本書で説明した可能な変形のいずれも、図５の装置３００に対してなされて個別の装置の各実施形態を形成することができる。
【0092】
上記のように、図３の装置１００では、要素１４０は加熱領域１１１内に突出している。対照的に、図５の装置３００は、加熱領域１１１の周りに延在する喫煙可能でない熱伝導要素１４０を備えている。したがって、図３の実施形態では、加熱領域１１１及び使用時にその中にある任意の物品は、内側から外向きに加熱されるが、図５の実施形態では、加熱領域１１１及び使用時にその中にある任意の物品は外側から内向きに加熱される。
【0093】
要素１４０は、加熱領域１１１を取り囲む管状の喫煙可能でない熱伝導要素１４０である。しかしながら、他の実施形態では、要素１４０は完全な管状でなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、要素１４０は、要素１４０に形成された軸方向に延在する隙間又は切れ目以外を管状としてもよい。要素１４０は実質的に円形断面を有している。しかしながら、他の実施形態では、要素１４０は、方形、矩形、多角形、又は楕円形などの円形以外の断面を有してもよい。要素１４０は、加熱領域１１１の長手方向軸と実質的に揃えられた長手方向軸に沿って延在する。この実施形態では、揃えられた軸は一致する。この実施形態の変形では、揃えられた軸は互いに平行であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、軸は互いに傾けてもよい。
【0094】
この実施形態では、加熱領域１１１は、要素１４０によって少なくとも部分的に画定されている。すなわち、要素１４０は、加熱領域１１１の輪郭又は範囲を少なくとも部分的に定めている。加熱領域１１１の長手方向軸に垂直な加熱領域１１１の断面は、この実施形態では、加熱領域１１１の長さに沿って一定である。しかしながら、他の実施形態では、断面は、加熱領域１１１の長さに沿った距離とともに変わってもよい。この実施形態では、加熱領域１１１の断面は円形であるが、他の実施形態では、加熱領域１１１の断面は、方形、矩形、多角形、又は楕円形などの円形以外でもよい。
【0095】
喫煙材を含む物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０は喫煙材と熱接触する。喫煙材を含む物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０が喫煙材と面接触することが好ましい。したがって、要素１４０から喫煙材に熱を直接伝えることができる。他の実施形態では、要素１４０は喫煙材と直接面接触しないようにしてもよい。これを達成することができる方法の例は上記の通りである。
【0096】
図４の実施形態の要素１４０と同様に、図５の実施形態の要素１４０は、第１の部分１４０ａ及び第２の部分１４０ｂを有し、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂは、それぞれ異なる熱質量を有する。この実施形態では、要素１４０の第１の部分１４０ａの材料組成及び密度は、要素１４０の第２の部分１４０ｂの材料組成及び密度と同じである。さらに、この実施形態では、要素１４０の材料組成及び密度は要素１４０全体で均一である。要素１４０の第１の部分１４０ａの厚さが要素１４０の第２の部分１４０ｂの厚さと異なる結果、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有する。より詳細には、要素１４０の第２の部分１４０ｂが要素１４０の第１の部分１４０ａより厚い結果、要素１４０の第２の部分１４０ｂは、要素１４０の第１の部分１４０ａよりも大きな熱質量を有する。
【0097】
図４の実施形態と同様に、熱質量は、要素１４０の自由な第１の端部から要素１４０の第２の端部まで要素１４０の長さに沿った距離とともに連続的に大きくなる。より詳細には、この実施形態では、熱質量は、長さに沿った距離とともに直線的に、又は実質的に直線的に大きくなる。しかしながら、他の実施形態では、熱質量は、上記と同様に、要素１４０の長さに沿った距離とともに連続的ではないように変わることができる。
【0098】
上記と同様に、他の実施形態では、密度又は材料組成などの代替の特性が第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂの間で変わる結果、要素１４０の第１の部分１４０ａと第２の部分１４０ｂはそれぞれ異なる熱質量を有することができる。
【0099】
加熱材１３０の本体は要素１４０の第１の部分１４０ａ内にのみ埋め込まれている。要素１４０の第２の部分１４０ｂには加熱材がない。加熱材１３０の本体に変動磁場が侵入すると、要素１４０の第１の部分１４０ａは比較的速い速度で加熱される。時間が経つと、要素１４０の第２の部分１４０ｂの温度は、要素１４０の第１の部分１４０ａからの熱伝導によって上昇する。しかしながら、要素１４０の加熱速度は、加熱材１３０の本体からの距離とともに熱質量が大きくなることによって、加熱材１３０の本体からの距離とともに下がる。
【0100】
したがって、発生器１１２によって生成された変動磁場が加熱材１３０の本体に侵入している間、上記と同様な漸進的な加熱効果を与えることができる。すなわち、使用時、（図８に示し、下記で説明するように）物品が加熱領域１１１に配置されると、要素１４０の第１の部分１４０ａから発する熱が、加熱材１３０の本体に比較的近い物品の第１の部分の喫煙材を加熱する。時間が経つと、加熱材１３０の本体から比較的離れた要素１４０の第２の部分１４０ｂの温度が、要素１４０の第１の部分１４０ａからの熱伝導によって上昇する。これによって、要素１４０の第２の部分１４０ｂに隣接する物品の第２の部分の喫煙材が、要素１４０の第２の部分１４０ｂから発する熱によって加熱される。
【0101】
図４の実施形態に関しては、この実施形態では、加熱材１３０の本体は要素１４０の第１の部分１４０ａに配置され、要素１４０の第１の部分１４０ａは、要素１４０の第２の部分１４０ｂよりも吸い口１２０の通路１２２に近い。したがって、使用時、加熱されて喫煙材の（１つ以上の）成分を揮発する物品の第１の部分もまた、物品の第２の部分よりも吸い口１２０の通路１２２に近い。しかしながら、他の実施形態では、その代わりに、加熱材１３０の本体は要素１４０の第２の部分１４０ｂに配置されてもよい。
【0102】
この実施形態では、上記のように、加熱領域１１１の長手方向軸に垂直な加熱領域１１１の断面は、加熱領域１１１の長さに沿って一定である。さらに、上記でも気づくように、要素１４０の厚さ又は直径は、要素１４０の長さに沿った距離とともに直線的に変わる。したがって、要素１４０は、円錐又は円錐台である。この実施形態のコイル１１４は、加熱領域１１１の長手方向軸と実質的に一致した軸に沿って延在していることに気づくであろう。コイル１１４は、コイルが円錐螺旋となるように、加熱領域１１１の長手方向軸に沿った距離とともに変わる直径を有している。しかしながら、他の実施形態では、コイル１１４が円形螺旋となるように、コイル１１４はその全長に沿って実質的に一定の直径を有してもよい。
【0103】
図６、７及び８を参照すると、本発明のそれぞれの実施形態によるシステムの例の概略断面図が示されている。図６のシステム１０００は、図３の装置１００及び喫煙材を含む物品２を備える。図７のシステム２０００は、図４の装置２００及び喫煙材を含む物品３を備える。図８のシステム３０００は、図５の装置３００、及び喫煙材を備えた物品４を備えている。
【0104】
装置１００、２００、３００のそれぞれの加熱領域１１１は、各システム１０００、２０００、３０００の物品２、３、４を受け入れるためのものである。これらの実施形態の各々において、物品２、３、４は、吸い口１２０が各装置１００、２００、３００の本体１１０から係合を解除されているとき、各装置１００、２００、３００の加熱領域１１１内に挿入可能である。各システム１０００、２０００、３０００では、磁場発生器１１２が作動すると、上記のように、加熱材１３０の本体に侵入する変動磁場が発生して要素１４０の漸進的な加熱がもたらされる。要素１４０の漸進的な加熱によって加熱領域１１１の漸進的な加熱がもたらされ、したがってそれぞれの物品２、３、４の喫煙材の漸進的な加熱がもたらされて、好ましくは、例えば、これも上記のように、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させる。
【0105】
簡潔にするために、装置１００、２００、３００を再び詳細には説明しない。図３、４及び５の装置１００、２００、３００に対して本書で説明した可能な変形のいずれも、図６、７及び８のシステム１０００、２０００、３０００の装置１００、２００、３００に対してなされて個別のシステムの各実施形態を形成することができる。
【0106】
図９を参照すると、本発明の実施形態による、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱する方法の例を示すフロー図が示されている。
【0107】
方法９００は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材の本体を用意するステップ９０１を含む。加熱材の本体は、図３、４及び５を参照して上記で説明した加熱材１３０の本体など、例えば、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための装置の本体とすることができる。或いは、加熱材の本体は、図１及び２を参照して上記で説明した加熱材１０の本体など、例えば、喫煙材を備えた物品の加熱材の本体とすることができる。
【0108】
本方法はまた、喫煙可能でない熱伝導要素を用意するステップ９０２を含み、この喫煙可能でない熱伝導要素は、加熱材の本体と熱接触し、変動磁場の侵入による加熱材の加熱によって要素の漸進的な加熱がもたらされるように加熱材の本体に対して配置されている。加熱材の本体は、例えば、要素にはり付けられて、又は要素に埋め込まれて、喫煙可能でない熱伝導要素と面接触することができる。
【0109】
本方法は、要素と熱接触する喫煙材を用意するステップ９０３をさらに含む。喫煙材は、物品内に備えることができ、例えば、図１及び２に示されている。図１の場合のように、要素もまた物品の一部分である結果、喫煙材は要素と熱接触することができる。或いは、図３、４及び５の場合のように、要素を備えた装置の加熱領域内に喫煙材を挿入する結果、喫煙材は要素と熱接触するように配置することができる。
【0110】
本方法は、要素の漸進的な加熱がもたらされ、以て、喫煙材の漸進的な加熱がもたらされるように、加熱材に変動磁場を侵入させるステップ９０４をさらに含む。これを達成することができる方法の例は上記で説明されている。喫煙材の加熱は、例えば、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させることとすることができる。
【0111】
上記の実施形態の各々において、加熱材は鋼である。しかしながら、他の実施形態では、加熱材は、導電性材料、磁性材料、及び磁性導電性材料からなる群から選択された１つ以上の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、加熱材は金属又は金属合金を含むことができる。いくつかの実施形態では、加熱材は、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅、及び青銅からなる群から選択された１つ以上の材料を含むことができる。他の（１つ以上の）加熱材は、他の実施形態で使用することができる。加熱材として磁性導電性材料を用いると、使用時、磁性導電性材料と装置の電磁石との磁気結合を強くすることができることが分かっている。これは、磁気ヒステリシス加熱を潜在的に可能にすることに加えて、加熱材のジュール加熱を増大させる、又は改善することができ、したがって、喫煙材の加熱を増大させる、又は改善することができる。
【0112】
加熱材は、誘導電流及び／又は磁気双極子の誘導再配向のほとんどが生じる外側の領域である表皮深さを有することができる。加熱材の厚さを相対的に薄くすることによって、加熱材の他の寸法に比べて相対的に長い奥行き又は厚さを有する加熱材と比べると、所与の変動磁場によって加熱材のより大きな割合を加熱可能にすることができる。したがって、材料をより効率的に使用することになり、それはコストを削減する。
【0113】
上記の実施形態の各々において、喫煙可能でない熱伝導要素は、高い熱伝導率を有する非磁性電気絶縁体から作られる。そのような材料の例として、ダイヤモンド及び熱分解黒鉛シート（適切に配向されている場合）が挙げられる。しかしながら、これらの実施形態の各々に対する各変形例では、要素は１つ以上の他の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、要素は、銅、炭素、又はアルミニウムなどの導電性材料から作ることができる。
【0114】
上記の実施形態の各々において、喫煙材はタバコを含んでいる。しかしながら、これらの実施形態の各々に対する各変形例では、喫煙材は、タバコのみからなるものであってもよいし、ほぼ全体がタバコのみからなるものであってもよいし、タバコとタバコ以外の喫煙材とを含むものであってもよいし、タバコ以外の喫煙材を含むものであってもよいし、タバコを含まないものであってもよい。いくつかの実施形態では、喫煙材は、蒸気又はエアロゾルの形成剤や、保湿剤（例えば、グリセロール、プロピレングリコール、トリアセチン、又はジエチレングリコール）を含んでいてもよい。
【0115】
上記の実施形態の各々において、喫煙材は非液体の喫煙材であり、装置は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように非液体の喫煙材を加熱するためのものである。他の実施形態では、そうでないこともあり得る。
【0116】
上記の実施形態の各々において、物品１、２、３、４は消耗品である。物品１、２、３、４内の喫煙材３０の（１つ以上の）揮発可能な成分のすべて又は実質的にすべてが消費されると、使用者は、装置１００、２００、３００から物品１、２、３、４を取り外して、物品１、２、３、４を処分することができる。使用者は、引き続き、物品１、２、３、４の別のもので装置１００、２００、３００を再使用することができる。しかしながら、他の各実施形態では、物品は消耗品でないものとすることができ、喫煙材の（１つ以上の）揮発可能な成分が消費されると、装置と物品とを一緒に処分することができる。
【0117】
いくつかの実施形態では、装置１００、２００、３００は、装置１００、２００、３００とともに使用可能な物品１、２、３、４とは別個に販売され、供給され、又はその他の方法により提供される。しかしながら、いくつかの実施形態では、装置１００、２００、３００及び１つ以上の物品１、２、３、４を、キットや組立体などのシステムとして、場合によっては清掃器具などの追加の構成要素とともに一緒に提供してもよい。
【0118】
様々な課題に対処し、技術を進歩させるため、本開示はその全体にわたって様々な実施形態を例証及び例示によって示している。これらの実施形態において、特許請求された発明を実施することが可能である。これらの実施形態は、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するための優れた装置と、そのような装置とともに使用するための優れた物品と、そのような装置及びそのような物品を備えた優れたシステムと、喫煙材の少なくとも１つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱する優れた方法とを提供する。本開示の利点及び特徴は、実施形態のうち代表的な例のものにすぎず、すべての利点や特徴を網羅したものでもなければ、他の利点や特徴を排除するものでもない。これらは、特許請求の範囲などに開示される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の側面は、特許請求の範囲によって規定されたとおりに本開示を限定するもの、或いは特許請求の範囲の均等物を制限するものと考えるべきではなく、本開示の範囲及び／又は趣旨から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることを理解されたい。様々な実施形態が、開示された要素、構成、特徴、部品、ステップ、手段などの様々な組合せを適切に備え、それらのみから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。本開示は、特許請求の範囲に現在は記載されていないが将来記載される可能性のある他の発明を含む可能性がある。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】