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特許7155289光学式気化システムを有する電子タバコにおいて使用するためのアトマイザ
(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】2022-10-07
(45)【発行日】2022-10-18
(54)【発明の名称】光学式気化システムを有する電子タバコにおいて使用するためのアトマイザ
(51)【国際特許分類】
A24F 40/46 20200101AFI20221011BHJP
【ＦＩ】
A24F40/46
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020560450
(86)(22)【出願日】2019-06-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-10-07
(86)【国際出願番号】 EP2019065702
(87)【国際公開番号】W WO2020002006
(87)【国際公開日】2020-01-02
【審査請求日】2020-12-08
(31)【優先権主張番号】18179732.5
(32)【優先日】2018-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】516004949
【氏名又は名称】ジェイティー インターナショナル エス．エイ．
【氏名又は名称原語表記】ＪＴ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ Ｓ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】８，ｒｕｅ Ｋａｚｅｍ Ｒａｄｊａｖｉ，１２０２ Ｇｅｎｅｖａ，ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100076428
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳
(74)【代理人】
【識別番号】100115071
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康弘
(74)【代理人】
【識別番号】100134175
【弁理士】
【氏名又は名称】永川 行光
(74)【代理人】
【識別番号】100188857
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 智文
(74)【代理人】
【識別番号】100169100
【弁理士】
【氏名又は名称】辰川 肇
(72)【発明者】
【氏名】シュミドリン， モーリッツ
(72)【発明者】
【氏名】ルソ， ダミール
【審査官】川口 聖司
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０４８５６２３５（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０４６３５０８０（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００９８５７２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００２０１９０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１８２５５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１８４７８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０８－１７９１１６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ２４Ｆ ４０／００－４７／００
Ａ６１Ｍ １５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子タバコのためのアトマイザであって、少なくとも１つの空気入口、少なくとも１つの空気出口及び液体入口を含むハウジングと、
前記ハウジング内に延びる光ガイドと、
前記ハウジング内の光吸収体と、
前記ハウジング内の気化チャンバと
を含み、前記液体入口から前記光吸収体及び前記気化チャンバに向かって液体流路が提供され、前記ハウジング内の前記少なくとも１つの空気入口から前記気化チャンバまで空気流路が画定され、
前記光ガイドは、気化用光源からの光を前記光吸収体に向けて導くように構成され、前記光吸収体は、前記気化用光源からの光を吸収することによって熱を発生させることができ、
前記光ガイドは、前記空気流路に沿って延在し、
前記光吸収体は、前記液体入口において受け取られた気化可能液体を吸収するための液体吸収体を含み、
前記光吸収体は、前記気化チャンバ内において、前記ハウジングの軸方向に対して前記光ガイドの端面の軸方向上方に提供される、アトマイザ。
【請求項2】
前記光ガイドは、前記気化用光源からの光が内部を伝播することができる固体プリズムである、請求項１に記載のアトマイザ。
【請求項3】
前記光ガイドは、上側結合面及び下側結合面を有し、前記下側結合面は、前記気化用光源と結合するように構成され、前記上側結合面は、前記光吸収体と結合するように構成される、請求項１又は２に記載のアトマイザ。
【請求項4】
前記下側結合面は、前記気化用光源の収容部分と係合するように構成される、請求項３に記載のアトマイザ。
【請求項5】
前記下側結合面は、前記ハウジングから延びる突起上に形成される、請求項４に記載のアトマイザ。
【請求項6】
前記下側結合面は、それが横方向に光ビームを受け取り、且つ前記光ビームを軸方向に方向転換させることができるように角度を付けられる、請求項３乃至５のいずれか一項に記載のアトマイザ。
【請求項7】
前記少なくとも１つの空気出口は、前記気化チャンバ内の前記光吸収体の軸方向上方に配置される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアトマイザ。
【請求項8】
液体貯蔵部と、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアトマイザとを含むカートリッジ。
【請求項9】
マウスピース部分と電力供給部分とを含む電子タバコ装置であって、前記マウスピース部分は、液体貯蔵部と、
取り外し可能なアトマイザを受けるように構成された収容部分と、
蒸気出口チャネルを有するマウスピースと
を含み、前記電力供給部分は、
電源と、
前記電源から電気エネルギーを受け取るように構成された気化用光源と
を含み、
前記気化用光源は、光を、前記アトマイザ内に配置された光ガイドに放射するように構成され、
前記電子タバコ装置は、空気入口と前記マウスピースとの間に提供される空気流チャネルをさらに含み、
前記光ガイドは、前記空気流チャネルに沿って延在する、電子タバコ装置。
【請求項10】
前記気化用光源は、前記収容部分の凹部分内に収納され、前記光ガイドは、前記凹部分内に受けられるように構成された突出部分を含む、請求項９に記載の電子タバコ装置。
【請求項11】
前記マウスピース部分は、前記収容部分の内周の周りに位置する少なくとも１つのシールを含む、請求項９又は１０に記載の電子タバコ装置。
【請求項12】
前記気化用光源は、空気流が前記気化用光源によって加熱され得るように、前記アトマイザと空気入口との間の位置において前記空気流チャネル内又はそれに隣接して提供される、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の電子タバコ装置。
【請求項13】
電子タバコを動作させる方法であって、アトマイザを提供するステップであって、前記アトマイザは、
少なくとも１つの空気入口、少なくとも１つの空気出口及び液体入口を含むハウジングと、
光ガイドと、
光吸収体と、
前記ハウジング内に受けられた気化チャンバと、
前記ハウジング内の前記少なくとも１つの空気入口から前記気化チャンバまで画定された空気流路と
を含む、ステップと、
前記アトマイザとは別個に気化用光源及び液体リザーバを提供するステップと、
前記液体リザーバからの気化可能液体の流れを前記光吸収体及び前記気化チャンバに向けて提供するステップと、
前記気化用光源から気化用光を提供するステップと、
前記光ガイドを使用して、前記気化用光源からの前記気化用光を前記光吸収体に向けて導くステップと、
熱を発生させ且つ前記気化可能液体を気化させるために前記光吸収体において前記気化用光を吸収するステップと
を含み、
前記光ガイドは、前記空気流路に沿って延在し、
前記光吸収体は、前記液体入口において受け取られた気化可能液体を吸収するための液体吸収体を含み、
前記光吸収体は、前記気化チャンバ内において、前記ハウジングの軸方向に対して前記光ガイドの端面の軸方向上方に提供される、方法。
【請求項14】
前記アトマイザを交換するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記気化用光源は、レーザーである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアトマイザ、又は請求項８に記載のカートリッジ、又は請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の電子タバコ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源を使用して気化可能液体が気化される電子タバコにおいて使用するためのアトマイザに関する。
【背景技術】
【0002】
電子タバコは、一層人気の消費者向けデバイスになっている。一部の電子タバコは、気化可能液体を貯蔵する液体リザーバを設けられている。液体リザーバから、アトマイザと呼ばれることもある気化器への流路が提供される。多くの場合、アトマイザは、リザーバからの液体を吸収できる吸収体と、吸収体において受け取られた液体を気化させることができる加熱コイルとを設けられている。これらの加熱コイルは、多くの場合、吸収体の周りに巻き付けられた電気抵抗線として提供される。
【0003】
液体を気化させるための別の技術は、レーザーの使用を伴う。このための技術の１つは、国際公開第２０１７／１８２５５４号に記載されている。この構成では、電池部分は、レーザーエミッタと光ガイドとを含み、光ガイドは、レーザーエミッタから光ガイド内に射出された光をターゲットに向けて結合させる。この例におけるターゲットは、交換可能カートリッジ内に形成され、カートリッジ内に形成された液体リザーバ内に延びる複数の吸収体を含む。
【0004】
使用期間後、これらの電子タバコにおいて問題が発生する可能性がある。なぜなら、光ガイド上に堆積物が形成され、その有効性が低減する可能性があることが分かっているためである。加えて、光ガイドは、精巧であり、それら又はターゲット吸収体の損傷を防止するために慎重に取り扱う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、これらの問題のいくつかに対処し、且つそれを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、電子タバコのためのアトマイザが提供され、アトマイザは、少なくとも１つの空気入口、少なくとも１つの空気出口及び液体入口を含むハウジングと、ハウジング内に受けられた光ガイドと、ハウジング内に受けられた光吸収体と、ハウジング内に受けられた気化チャンバとを含み、液体流路は、液体入口から光吸収体及び気化チャンバに向かって提供され、空気流路は、ハウジング内の空気入口から気化チャンバまで画定され、光ガイドは、気化用光源からの光を光吸収体に向けて結合させように構成され、光吸収体は、気化用光源からの光を吸収することによって熱を発生させることができる。
【0007】
このようにして、交換可能アトマイザユニット内に光ガイドが提供され得る。アトマイザを交換すると、光ガイドが交換され、これにより、光ガイドの表面に堆積物が形成されて、気化用光源からの光が不明瞭になるか、吸収されるか又は反射される場合に有用である。したがって、消耗品又は使い捨て式であり、光ガイドを含むアトマイザを提供することができる。
【0008】
光ガイドをハウジング内に組み込むことができ、これは、例えば、アトマイザの交換中に交換のための新しいアトマイザを取り付ける場合、アトマイザが容易に取り扱われ得ることを意味する。これにより、脆弱な光ガイドに対する保護がもたらされ、損傷の発生を防止することができる。光ガイドと光吸収体とをハウジング内で互いに対して所定の位置に固定することができ、これは、アトマイザの取り扱い中又はアトマイザと係合する構成要素（例えば、交換可能な液体リザーバ若しくはカートリッジなど）の組み立て中、いずれか一方の構成要素が他方に損傷を与えることを防止することに役立つ。
【0009】
アトマイザは、好ましくは、一端において、液体リザーバを含む電子タバコの第１のセグメントと係合可能であり、それにより、気化可能液体が液体入口において受け取られ得る。アトマイザは、好ましくは、その他端において、気化用光源及び電源を含む第２のセグメントと係合可能である。第１及び第２のセグメントは、その間の空洞に交換可能アトマイザを固定するために互いに直接係合可能であり得る。
【0010】
好ましくは、光ガイドは、固体プリズムである。固体プリズムは、好ましくは、気化用光源からの光が内部を伝播することができる、実質的に一定の断面を有する固体の細長い物体、例えば実質的に円形の断面を有するロッドである。このようにして、いくつかの実施形態では、固体プリズムは、内部全反射を使用して、気化用光源から光吸収体に向けて光を輸送することができる。光ガイドは、光源からのビームプロファイルを均質化することもできる。代替構成では、光ガイドは、自由空気中の反射性表面間に形成され得る。例えば、光ガイドは、鏡面のチューブであり得る。好ましくは、光ガイドは、上側結合面及び下側結合面を有し、下側結合面は、光源と結合するように構成され、及び上側結合面は、吸収体と結合するように構成される。
【0011】
好ましくは、下側結合面は、気化用光源の収容部分と係合するように構成される。このようにして、アトマイザが交換される場合には常に、光ガイドと気化用光源との間において、信頼性が高く、反復可能な係合を提供することができる。レンズなどのコリメート光学系がレーザーと光ガイドとの間に提供され得る。いくつかの実施形態では、コリメート光学系は、レーザー又は光ガイド内に組み込まれ得る。
【0012】
下側結合面は、それが横方向に光ビームを受け取り、且つその光ビームを軸方向に方向転換させることができるように角度を付けられ得る。これにより、気化用光源を横方向に向け、下側結合面によって吸収体に向けて反射させることが可能になる。これは、有利には、気化用光がユーザに接触することを防止することにより、電子タバコにおける安全性を改善することができる。代替構成では、光ガイドは、可撓性部分を含み得、光ガイドを気化用光源に向けて曲げるためにガイドスロットが提供され得、気化用光源は、横方向又は少なくとも吸収体から逸れる方向に放射を放出するように構成される。
【0013】
一構成では、光ガイド結合面は、ハウジングから延びる突起上に形成され得る。気化用光源又はそれが含まれるパッケージは、突起を受けるように寸法決めされ、且つ形作られた収容部分を含むことができる。したがって、光吸収体に向かう光透過を最適化するために、気化用光源と光ガイドとの間に差込式嵌合を提供することができる。
【0014】
好ましくは、光ガイドは、ハウジングの軸方向と一致する軸方向を有する。光ガイドは、好ましくは、細長い円筒形状を有する。好ましくは、少なくとも１つの空気出口は、気化チャンバ内の光吸収体の軸方向上方に配置される。
【0015】
光吸収体は、液体入口において受け取られた気化可能液体を吸収するための液体吸収体を含むか、又は液体吸収体と一緒に提供され得る。このようにして、リザーバから液体を吸収し、且つ気化用光源から光を吸収する吸収体を提供することができる。この液体は、吸収体で受け取られ、吸収体が気化用光源からの光によって加熱されたときに気化することができる。代替として、別個の液体吸収体及び光吸収体が提供され得る。
【0016】
本発明の別の態様によれば、液体貯蔵部と、先に規定したようなアトマイザとを含むカートリッジが提供される。カートリッジは、好ましくは、液体貯蔵部から吸収体への液体流路を提供する１つ以上の液体入口を含む。
【0017】
本発明の別の態様によれば、マウスピース部分及び電力供給部分を含む電子タバコ装置が提供され、マウスピース部分は、液体貯蔵部と、取り外し可能なアトマイザを受けるように構成された収容部分と、蒸気出口チャネルを有するマウスピースとを含み、電力供給部分は、電源と、電源から電気エネルギーを受け取るように構成された気化用光源とを含み、光源は、気化用光源からの光をアトマイザ内に配置された光ガイドに結合させるように構成される。
【0018】
液体貯蔵部は、マウスピースとは別個の交換可能カートリッジであり得、したがってマウスピースと異なる頻度で交換することができる（例えば、使い捨て式の場合にはより頻繁に又は補充可能な場合にはより少ない頻度で）。代替として、液体貯蔵部は、マウスピースと一体に形成され得る（ここでも、例えば、補充可能ではないが、液体貯蔵部が空になると廃棄される密封された液体貯蔵部をユニットが含む場合、マウスピースと液体貯蔵部との組み合わせは、交換可能なユニットとして形成され得るか、又は液体貯蔵部は、ユニットが低い頻度でのみ廃棄されるように補充可能であり得る）。
【0019】
光源は、収容部分の凹部分内に収納され得、光ガイドは、凹部分部に受けられるように構成された突出部分を含み得る。マウスピース部分は、収容部分の内周の周りに置かれた少なくとも１つの円形シールを含み得る。
【0020】
アトマイザは、リザーバ及び気化用光源をそれぞれ含む第１のセグメント及び第２のセグメントと係合するように構成され得、それにより、アトマイザは、第１のセグメントと第２のセグメントとの間に受けられる。好ましくは、気化用光源は、レーザーである。
【0021】
空気入口とマウスピースとの間に空気流チャネルが提供され得る。アトマイザは、気化した液体をユーザが吸入できるように空気流チャネル内に提供され得、気化用光源は、空気流が気化用光源によって加熱されるように、アトマイザと空気入口との間の位置において空気流チャネル内又はそれに隣接して提供され得る。このようにして、気化用光源は、アトマイザにおいて受け取られる前に空気流を予め加熱することができる。これにより、有利な冷却を気化用光源に提供することができる。加えて、空気流によって引き起こされる気化チャンバ内の冷却効果が低減するため、気化可能液体を気化させるために必要なエネルギー量を低減させることができる。
【0022】
本発明の別の態様によれば、電子タバコを動作させる方法が提供され、方法は、アトマイザを提供するステップであって、アトマイザは、少なくとも１つの空気入口、少なくとも１つの空気出口及び液体入口を含むハウジングと、光ガイドと、光吸収体と、ハウジング内の気化チャンバとを含む、ステップと、アトマイザとは別個に気化用光源及び液体リザーバを提供するステップと、リザーバからの気化可能液体の流れを光吸収体及び気化チャンバに向けて提供するステップと、気化用光源から気化用光を提供するステップと、光ガイドを使用して、気化用光源からの気化用光を光吸収体に向けて結合させるステップと、熱を発生させ、且つ気化可能液体を気化させるために光吸収体において光を吸収するステップとを含む。好ましくは、この方法は、アトマイザを交換するステップも含む。
【0023】
ここで、図面を参照して、例示として本発明の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施形態における電子タバコの一部の分解図である。
【図3】本発明の一実施形態における、液体貯蔵部とアトマイザとの間の接続の概略図である。
【図4】本発明の一実施形態における、電子タバコにおいて使用するためのアトマイザの概略図である。
【図5】本発明の別の実施形態におけるアトマイザ及び電子タバコの一部の断面図である。
【図6】本発明の別の実施形態におけるアトマイザ及び電子タバコの一部の断面図である。
【図7】本発明の更に別の実施形態におけるアトマイザ及び電子タバコの一部の断面図である。
【図8a】交換可能カートリッジ及び電子タバコの電力供給部分の概略図である。
【図8b】交換可能カートリッジ及び電子タバコの電力供給部分の別の概略図である。
【図9】本発明の別の実施形態における電子タバコの一部の分解図である。
【図10a】本発明の一実施形態における交換可能カートリッジ及び電子タバコの一部の断面図である。
【図10b】本発明の別の実施形態における交換可能カートリッジ及び電子タバコの一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本明細書で使用する場合、「吸入器」又は「電子タバコ」という用語は、喫煙のためのエアロゾルを含むエアロゾルをユーザに送達するように構成された電子タバコを含み得る。喫煙のためのエアロゾルは、０．５～７マイクロメートルの粒径のエアロゾルを指す場合がある。粒径は、１０又は７マイクロメートル未満であり得る。電子タバコは、携帯可能であり得る。
【0026】
図１～図４を参照すると、本発明の一実施形態による電子タバコ２及びアトマイザ２０が示されている。電子タバコ２は、刻みタバコを含む従来のタバコの代替品として使用することができる。図で分かるように、電子タバコ２は、マウスピース部分３ａ及び電力供給部分３ｂ ４を含む細長い本体３を設けられている。交換可能アトマイザ２０は、マウスピース部分３ａと電力供給部分３ｂとの間の位置に提供される。
【0027】
マウスピース部分３ａは、マウスピース６と、気化可能液体を貯蔵するためのリザーバ８とを含む。気化可能液体は、目に見える蒸気を生成することができるプロピレングリコール又はグリセリンを含み得る。気化可能液体は、ニコチン及び香料などの他の物質を更に含み得る。リザーバ８は、アトマイザ２０からマウスピース６まで延びる中央空気流ボア９の周りに形成された環状形状を有し得る。マウスピース６は、蒸気出口３０を有し、ユーザの口の人間工学に対応する先端形状を有し得る。
【0028】
電子タバコ２の電力供給部分３ｂは、電池４などの電源４、電子タバコ２の動作を制御するように構成された電子制御回路５及び光源１４を含む。光源１４は、例えば、レーザー１４又は高出力ＬＥＤであり得る。光源１４は、電池４に電気的に接続される。一実施形態では、レーザーダイオードが提供され得る。これらは、コンパクトな寸法において高効率を提供できるために選択される。放出される光の典型的な波長は、７８５ｎｍ～１０６４ｎｍの範囲である。マルチモードレーザーは、より高い出力を提供でき、典型的には低コストで利用可能であるために好ましい。しかしながら、シングルモードレーザーを使用することもできる。
【0029】
レーザーの代替として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することが可能である。高出力ＬＥＤは、近赤外線（８５０ｎｍ）及び紫外線（４０５ｎｍ）であることが知られている。ＬＥＤは、通常、レーザーと比較して広いその放出角度に対処するために、ビーム成形のための光学構成要素の追加を必要とする。
【0030】
アトマイザ２０は、電子タバコ２内において交換可能であるように構成される。使用中、アトマイザ２０は、マウスピース部分３ａ内の収容部分３６内に受けられる。
【0031】
交換可能アトマイザ２０は、外部ハウジング２６、光ガイド１６、吸収体１０及び気化チャンバ１２を有するカートリッジとして成形される。外部ハウジング２６は、好ましくは、一体型の構成要素として形成される。ハウジングの材料は、例えば、単一のユニットとして成形することが容易な金属、ガラス又はプラスチックであり得る。
【0032】
アトマイザハウジング２６は、アトマイザ２０の軸方向延長部に対して本質的に垂直に構成されることが好ましい下側基部２２及び頂部２４を含む。頂部２４は、リザーバ８に結合するように構成される。下側基部２２は、光源１４に結合するように構成される。
【0033】
気化チャンバ１２は、好ましくは、頂部２４の付近に配置され、リザーバ８に流体的に接続される。したがって、アトマイザ２０が収容部分３６に完全に挿入された場合、リザーバ８内の液体が吸収体１０に向かって流れることができる。気化可能液体は、毛細管効果によって吸収体１０に向かって流れるように構成され得る。重力が気化可能液体の流れを促し得、且つ／又はポンプ（図示せず）が存在し得る。
【0034】
吸収体１０は、気化チャンバ１２内において光ガイド１６の端面１８の上方に提供される。吸収体１０は、リザーバ８から気化可能液体の流れを受け取ることができるように液体入口３２に隣接しても置かれている。この構成では、吸収体１０は、２つの独立した機能を実行することができる。第１に、吸収体１０は、リザーバ８からの液体を吸収することができる。第２に、吸収体１０は、レーザー１４によって放出された放射を吸収することができ、それにより吸収体１０の材料が加熱される。吸収体１０から気化可能液体に熱を移動させることができ、それにより気化可能液体が気化される。光吸収特性を有するが、液体吸収特性を有しない吸収体１０、例えば金属メッシュ又は多孔質金属ディスクが設けられ得る。
【0035】
図１、図２及び図４で最もよく分かるように、アトマイザ２０は、下側基部２２内に配置された空気入口２８と、気化チャンバ１２内に配置された空気出口又は穴４８との間に延びる空気チャネル２９を更に含む。好ましくは、気化チャンバ１２内の少なくとも１つの空気出口４８は、吸収体の上方に配置される。空気入口２８がアトマイザ２０の基部２２に提供され、蒸気出口３０がアトマイザ１２の頂部２４において中央孔として提供される。
【0036】
アトマイザ２０は、光ガイド１６が収容される中央ボア３４を含む。光ガイド１６は、約１．５の屈折率を有する、ガラスなどの光学的に透明な材料で作られる。光ガイド１６は、アトマイザ２０の基部２２から僅かに延びる突起４２を有して構成される。
【0037】
光ガイド１６は、アトマイザハウジング２６の軸方向と一致する軸方向を有する。光ガイド１６は、上側結合面１８ａ及び下側結合面１８ｂを有し、下側結合面１８ｂは、光源１６と結合するように構成され、及び上側結合面１８ａは、吸収体１０と結合するように構成される。光ガイド１６の上側結合面１８ａは、気化チャンバ１２の基部をアトマイザ２０内に効果的に密封する。好ましくは、光ガイド１６は、細長い円筒形状を有する。
【0038】
アトマイザ２０の下側基部２２から延びる光ガイド１６の突起４２は、光源１４の収容部分４６内又はその中にレーザー１４が提供されるパッケージ内に受けられる。これにより、レーザー１４と光ガイド１６との間に差込式嵌合が構築されて、レーザー１４からの光の全てが効果的に結合されて光ガイド１６内に入ることを確実にする。
【0039】
図１、図２及び図５～図７で最もよく分かるように、電子タバコ２の収容部分３６は、好ましくは、アトマイザ２０の外周形状に対応する形状を有する。アトマイザ２０が円筒形である場合、収容部分３６は、好ましくは、管状円筒形である。アトマイザ２０は、摩擦嵌めによって収容部分３６内に密に保持され得る。代替として、アトマイザと収容部分３６との間のねじ込み嵌合は、それらの間の固定した取り付けを提供し得る。
【0040】
電子タバコ２のマウスピース部分３ａは、ねじ接続、バイオネット接続又は何らかの他の手段により、電力供給部分３ｂに直接取り付けられるように構成される。マウスピース部分３ａと電力供給部分３ｂとが接続された場合、アトマイザ２０は、クランプされて収容部分３６内に入る。
【0041】
好ましくは、アトマイザ２０は、収容部分３６の内周面に対して密封される。この効果のために、円形の環状シール３８が提供され得、液体が液体貯蔵部８から液体入口３２に流れることのみを可能にするように構成される。したがって、環状シール３８は、液体が収容部分３６内に漏れること及びアトマイザハウジング２６に沿って漏れることを防止する。少なくとも１つの環状シール３８が収容部分３６の内側円周上に提供され得る。環状シール３８が少なくとも１つのＯリングとして提供され得る。アトマイザ２０上において、アトマイザ２０が電子タバコ２の内部に配置される場合、シール３８の上方の位置でアトマイザ２０の側面の周りに円周方向に液体入口３２が提供される。好ましくは、液体入口３２は、アトマイザ２０の基部２２よりも頂部表面２４の近くに配置される。
【0042】
内側シール３８は、摩擦嵌めを提供するようにも構成され得る。少なくとも１つの密封Ｏリング３８が液体入口３２の下方の位置に提供される。したがって、液体入口３２は、アトマイザ２０が収容部分３６内に完全に受けられたとき、リザーバ８内の液体と流体連通するように構成され得る。この構成では、アトマイザ２０の頂部２４は、アトマイザ２０からマウスピース６まで延びる中央ボアの基部においてアバットメント４０に抗して提供される。
【0043】
空気流路が電子タバコ２の空気入口４４とマウスピース６との間に提供される。ユーザは、マウスピース６を吸引することができ、これにより空気入口４４を通して空気がデバイス内に引き込まれ得る。空気流路は、レーザー１４を越えて延びる。このようにして、レーザー１４は、アトマイザ２０によって受け取られる前に空気流を加熱することができる。これにより、アトマイザ２０に受け取られる前に周囲からの空気を予め加熱することができ、これにより気化に必要なエネルギーの量を低減させることができる。加えて、これは、レーザー１４にとって望ましい冷却効果をもたらし得る。
【0044】
空気流は、基部２２内の光ガイド１６の突起４２の周りに配設された空気入口２８を通してアトマイザ２０内に受け取られる。空気は、次いで、アトマイザ２０内を光ガイド１６の長手方向軸に略平行な方向において気化チャンバ１２に向かって流れる。気化チャンバ１２に空気穴４８が提供され、気化チャンバ１２の頂部に中央蒸気出口３０が提供される。
【0045】
使用中、光は、レーザー１４によって放出される。レーザー光は、透明光ガイド１６内で受け取られ、吸収体１０に向かって伝播する。吸収体１０は、レーザー１０からの光を吸収し、熱を発生させる。同時に、吸収体１０は、液体入口３２を通してリザーバ８から気化可能液体を受け取る。吸収体１０内の液体は、レーザー光によって生成された熱により気化する。気化チャンバ１２内で生成された蒸気は、空気流中で運ばれて、アトマイザ２０内の中央蒸気出口３０から出て、マウスピース６に向かい、ユーザによって吸入され得る。
【0046】
アトマイザ２０が交換されるとき、マウスピース部分３ａと電力供給部分３ｂとは、切り離される。次いで、使用済みアトマイザ２０を手で除去することができる。次いで、新しいアトマイザ２０をその場所に挿入することができる。この動作により、アトマイザ２０内の光ガイド１６が確実にレーザー１４に対して自動的に位置合わせされる。吸収体１０は、光ガイド１６と一緒にアトマイザ２０内に組み込まれるため、交換作業中、これらの構成要素の一方が他方に損傷を与えるリスクはない。アトマイザ２０の交換は、吸収体１０が劣化したときに望ましい場合がある。アトマイザ２０の交換は、光ガイド１６の端面１８が、レーザー１４からの光を吸収体１０に向けて結合させる能力に影響を与える材料でコーティングされたときに望ましいこともあり得る。
【0047】
【0048】
しかしながら、図８ａに示すように、光ガイド１６に、先細りの端部を有する突起４２を提供することも可能である。したがって、光ガイド１６の下側端部において、電子タバコ２の長手方向軸に対して約４５度の角度をなして角度付き反射面１５が提供される。
【0049】
図８ａに示すように、レーザー１４である光源は、電力供給部分３ｂの空洞内に配置され、電子タバコ２の長手方向に直交する方向に発光するように構成される。電力供給部分３ｂは、光ガイド１６が存在しない場合、放出された放射を吸収するように構成されたビームダンプ２３を更に含む。
【0050】
使用中、光は、レーザー１４によって放出される。レーザー光は、透明な光ガイド１６内で受け取られ、角度付き反射面１５によって吸収体１０に向かって反射される。レーザー１４からの放射は、角度付き反射面によって反射され、電子タバコ２の長手方向軸に平行な方向に方向転換される。このようにして、光ガイド１６は、レーザー１４によって放出された放射を吸収体１０に向けて導き、前述したように液体を気化させることができる。
【0051】
アトマイザ２０又はカートリッジが電力供給部分３ｂから取り外されるとき、レーザー１４は、放出された放射を吸収するように構成されたビームダンプ２３に向けられる。いかなる接続されたカートリッジ２０も存在しない状態でレーザー１４を作動させた場合、放出された放射は、安全に吸収され得る。レーザー１４によって放出された潜在的に有害な放射にユーザが遭遇することを許容する経路は、存在しない。
【0052】
したがって、レーザー１４は、電子タバコ２の長手方向軸と整列していない方向に光を放出するように構成される。これは、有利には、電子タバコ２の安全性を改善させる。この意味において、光ガイド１６は、カートリッジ２０が本体４に組み立てられるとき、レーザー１４から吸収体１０への放射の伝播を可能にし、カートリッジ２０が本体４から取り外されるとき、レーザー１４から吸収体１０への放射の伝播を阻止するように適合された有効化デバイスとして機能することができる。
【0053】
追加的又は代替的に、図８ｂに示すように、光ガイド１６は、結合端部１７が電子タバコ２の軸方向と異なる方向に導かれ且つ置かれ得るように、透明な可撓性材料から作製され得る。これは、例えば、結合端部１７を、電子タバコ２の長手方向に対して横方向に光を放出するレーザー１４に導くように構成されたガイドスロット１９を電力供給部分３ｂ内に提供することによって実現することができる。ガイドスロット１９は、湾曲しており、電力供給部分３ｂに組み立てられる際、可撓性の光ガイド１６の結合端部１７を、９０°を通して導くことができる。
【0054】
図９の実施形態に示すように、電子タバコ２のマウスピース部分３ａは、補充可能な液体貯蔵部又はリザーバ８を除外することができる。この実施形態では、リザーバ（図示せず）は、気化される液体を含む交換可能カートリッジ６０内に組み込むことができる。図１～図８に関連して上述したように、交換可能カートリッジ６０は、リザーバに加えてアトマイザ２０を含む。
【0055】
図１０ａ及び図１０ｂに示すように、カートリッジ６０は、図１～図８に関連して前述したように、気化チャンバ１２を取り囲むハウジング５０を含む。ハウジング５０は、マウスピース部分３ａに当接するように構成されたマウスピース結合端部５２と、電力供給部分３ｂ内のレーザー１４に接続するように構成されたレーザー結合端部５４とを更に含む。
【0056】
マウスピース結合端部５２は、蒸気出口３０が、カートリッジ６０内の気化チャンバ１２からマウスピース６まで延びる蒸気流チャネルを構築することを可能にする。蒸気の進路を変えてマウスピース６に直接入ることを確実にするために、マウスピース結合端部５２にシールが設けられ得る。
【0057】
液体リザーバ８は、カートリッジ６０内に組み込まれ、カートリッジ６０のマウスピース結合端部５２に配置される。したがって、液体リザーバ８は、液体が重力によって吸収体１０に移動できるように吸収体１０の上方に配置される。図１～図８に関連して前述したように、カートリッジ６０は、アトマイザ２０を含む。したがって、アトマイザ２０は、ハウジング５０内に受けられた光ガイド１６、ハウジング内に受けられた光吸収体１０及びハウジング内に受けられた気化チャンバ１２を含む。好ましくは、液体リザーバ８の底部に配置された液体入口３２から光吸収体１０に向かって液体流路が提供される。空気流路は、図２に関連して記載したものと同様の構成において、アトマイザ２０の基部における空気入口２８と、電子タバコ２の長手方向軸に延びる空気流チャネル２９とによって提供することもできる。図１０ｂで分かるように、光ガイド１６は、角度付き結合面１５も有し得る突起４２を設けられ得る。光ガイド１６は、光源１４に導くことができるように可撓性材料でも提供され得る。
【0058】
吸収体１０において使用するためのいくつかの材料が選択され得る。一般に、吸収体１０の材料は、レーザー光に対する放射吸収体として選択される。レーザー光は、吸収体１０内のレーザー光によって吸収される場合があり、これは、気化可能液体を気化させる加熱を引き起こす場合がある。気化可能液体は、一般に光学的に透明である。一例では、図２に示すように、吸収体１０は、多孔質金属ディスクとして提供される。
【0059】
図５は、本発明の別の実施形態における電子タバコ２の断面図であり、吸収体は、光ガイド１６の端面１８に隣接して提供されたガラス板１１０上に形成される。ガラス板１１０は、レーザー１４によって放出される放射に対して光吸収性を有するコーティング１１２を含む。この構成では、気化可能液体は、毛細管液体入口３２によって気化チャンバ１２に送達される。ユーザがマウスピース６を吸引すると、気化チャンバ１２内の圧力が低下し、液体の流れが活性化され得る。気化可能液体が気化チャンバ１２に至ると、コーティング１１２の表面上に溜まり、それは、次いで、レーザー１４からの光によって加熱される。ガラス板１１０は、耐熱性を有し、気化可能液体よりも低い熱伝導率を有し、その結果、熱がコーティング１１２から液体に効率的に伝達される。代替構成では、コーティング１１２が光ガイドの端面１８上に直接塗布され得るため、別個のガラス板１１０は必要ない。
【0060】
図６は、吸収体がケブラー繊維２１０で形成される、本発明の別の実施形態における電子タバコ２の断面図である。この構成では、ケブラー繊維２１０は、液体入口３２内に延びて、リザーバ８からの液体の流れを促進する。光ガイド２１６は、レーザー１４とケブラー繊維２１０との間の自由空気中に提供される。光ガイド２１６は、レーザー１４からの光をケブラー繊維２１０に向けて結合させるための反射内側表面を有する円筒である。この構成では、光ガイド２１６の中央ボアは、アトマイザ２０内の主要な空気流チャネルでもある。したがって、中央ボアの基部は、アトマイザ２０の基部２２内の空気入口２８である。ケブラー繊維２１０に、組み込まれた空気孔（図示せず）を設けて、マウスピース６に向かう空気流を促進することができる。これは、ケブラー繊維２１０に液体が十分に染み込んでいる場合に役立ち得る。
【0061】
図７は、本発明の更に別の実施形態における電子タバコ２の断面図である。これは、図５に示す実施形態の修正形態であり、ガラス板３１０上のコーティング３１２は、微細構造体が林立するものとして形成される。微細構造体は、液体入口３２を通して気化チャンバ１２に向かう液体の流れを促進し得る高い毛管力を提供し得る。この実施形態では、アトマイザ２０は、光ガイド１６に直接隣接する基部２２内の空気入口２８を含む。チャネルは、ガラス板３１０に切り込まれ、必要な空気流を空気入口２８から気化チャンバ１２に提供する。
【0062】
他の実施形態では、吸収体１０は、組み込まれた吸収体を有する綿又は多孔質セラミックなどの他の光吸収多孔質材料から形成することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9】
【図10a】
【図10b】