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(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】2024-04-10
(45)【発行日】2024-04-18
(54)【発明の名称】カートリッジを含むエアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
   A24F 40/42 20200101AFI20240411BHJP
   A24F 40/40 20200101ALI20240411BHJP
   A24F 40/51 20200101ALI20240411BHJP
【FI】
A24F40/42
A24F40/40
A24F40/51
【請求項の数】 15
(21)【出願番号】P 2022573613
(86)(22)【出願日】2022-08-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-02
(86)【国際出願番号】 KR2022011999
(87)【国際公開番号】W WO2023018245
(87)【国際公開日】2023-02-16
【審査請求日】2022-11-29
(31)【優先権主張番号】10-2021-0107657
(32)【優先日】2021-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0135219
(32)【優先日】2021-10-12
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ、ウォン キョン
(72)【発明者】
【氏名】イ、チョン ソプ
(72)【発明者】
【氏名】チョ、ピョン ソン
【審査官】根本 徳子
(56)【参考文献】
【文献】特表2019-524120(JP,A)
【文献】韓国公開特許第10-2021-0011832(KR,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0208817(US,A1)
【文献】特開2021-029206(JP,A)
【文献】韓国公開特許第10-2021-0010181(KR,A)
【文献】韓国公開特許第10-2021-0010182(KR,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0297952(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A24F 40/00-47/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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と、前記保存部を取り囲む経路に沿って気流が移動する第1気流通路と、を含むカートリッジと、
前記カートリッジが分離可能に結合される結合部を含む本体と、を含み、
前記本体と前記カートリッジとの間にギャップ(gap)が形成されて外部空気が前記ギャップを介して前記エアロゾル生成装置の内部に流入され
前記カートリッジは、超音波振動で前記エアロゾル生成物質を霧化させる霧化器をさらに含み、
前記第1気流通路は、前記エアロゾル生成装置の内部に流入された外部空気が前記カートリッジの内部に流入される流入部と、前記保存部を取り囲む迂回部と、を含み、
前記迂回部は、前記流入部と前記霧化器とを連結し、
前記迂回部は、前記保存部の外壁に沿って前記カートリッジの長手方向に延びる第1部分と、前記カートリッジの長手方向を横切る方向に延びる第2部分と、前記カートリッジの長手方向に延びる第3部分と、を含む、エアロゾル生成装置。
【請求項2】
前記第1気流通路は、エアロゾルを外部に誘導する排出部をさらに含み、
前記排出部と前記迂回部は、前記霧化器と連結される、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項3】
前記カートリッジは、
マウスピースをさらに含み、
前記マウスピースは、
一端が外部と連結され、他端が前記排出部と連結される第2気流通路を含む、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項4】
前記マウスピースは、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能であり、
前記マウスピースが前記開放位置にあるとき、前記第2気流通路が前記排出部と連結される、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項5】
前記本体は、
前記マウスピースと対応する大きさの開口を含むカバーをさらに含み、
前記カートリッジと前記本体との結合が保持されるように前記カバーが前記本体に結合する、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項6】
前記カートリッジは、
前記保存部及び前記排出部が位置した第1ハウジングと、前記流入部が位置した第2ハウジングをさらに含む、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項7】
前記カートリッジは、
前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に位置するOリングをさらに含み、
前記Oリングは、前記第1ハウジングと第2ハウジングとの間を気密封止する、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項8】
前記結合部は、前記カートリッジの少なくとも一部を収容する収容溝と、前記霧化器と電気的に連結される連結端子と、を含む、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項9】
前記カートリッジは、
前記霧化器の一面と連結される第1電極体と、
前記霧化器の他面と連結される第2電極体と、をさらに含む、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項10】
前記第1電極体は、前記霧化器の一面の少なくとも一部と前記霧化器の外周面の少なくとも一部を取り囲み、
前記第2電極体は、前記霧化器を前記霧化器の他面から前記一面に向かう方向に弾性加圧する、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項11】
前記カートリッジは、
前記第1電極体及び第2電極体を介して前記霧化器と電気的に連結される回路基板をさらに含み、
前記回路基板は、前記霧化器に印加される信号のノイズを除去する抵抗器(resistor)を含む、請求項に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項12】
前記カートリッジは、
前記保存部に保存されたエアロゾル生成物質を吸収する芯と、
前記霧化器の少なくとも一部を覆うように配置され、前記芯が吸収した前記エアロゾル生成物質を保持する吸収板と、をさらに含む、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項13】
前記本体は、
吸入感知センサをさらに含み、
前記吸入感知センサは、前記本体に結合された前記カートリッジの外周面に対向する前記本体の一領域に位置して前記ギャップを介して前記エアロゾル生成装置に流入される外部空気を感知する、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項14】
前記カートリッジは、前記第1気流通路と連結される複数個の孔を含み、前記保存部の液状供給口を密封する中空部をさらに含む、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項15】
前記第1気流通路は、エアロゾルを外部に誘導する排出部をさらに含み、
前記中空部の前記孔は、前記第1気流通路の前記第3部分と連結される第1孔と、前記排出部と連結される第2孔を含む、請求項14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、カートリッジを含むエアロゾル生成装置に係り、さらに詳細には、本体と分離可能に結合するカートリッジを含むエアロゾル生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に係わる需要が増加している。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成させる方法ではない、エアロゾル生成物質が加熱されることで、エアロゾルが生成される方法に係わ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物品または加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
【0003】
加熱式エアロゾル生成装置は、例えば、液体またはゲル状態のエアロゾル生成物質を保存し、保存されたエアロゾル生成物質を霧化させるカートリッジを含むものでもある。
【0004】
カートリッジは、エアロゾル生成装置の本体に結合されうるので、カートリッジと本体それぞれの構造及びこれらの結合構造によってエアロゾル生成装置の内部での気流の流動経路が異なってもいる。
【0005】
気流の経路は、エアロゾル生成装置の内部で生成されたエアロゾルの円滑な排出に係わる要因であり、エアロゾル生成装置の吸引抵抗(draw resistance)に影響を与えるので、カートリッジと本体の構造による適切な気流の経路の設計が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
カートリッジがエアロゾル生成装置の本体に分離可能に結合されたとき、適切な気流の経路が形成されるエアロゾル生成装置が要求される。
【0007】
実施形態を通じて達成される長所は、上述した内容に制限されず、当該技術分野における熟練者であれば、本明細書及び添付図面から付加的な長所を理解するであろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態に係わる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と、保存部を取り囲む経路に沿って気流が移動する第1気流通路を含むカートリッジ;及びカートリッジが分離可能に結合される結合部を含む本体;を含み、本体とカートリッジの結合によって形成される微細なギャップを通じて外部空気がエアロゾル生成装置の内部に流入されうる。
【発明の効果】
【0009】
多様な実施形態に係わるエアロゾル生成装置は、既定の経路に沿って気流を形成するように設計されてエアロゾル生成装置の内部で空気循環を円滑にする。
【0010】
また、本発明の多様な実施形態によれば、カートリッジと本体とが結合される部分を介して外気が流入されるので、エアロゾル生成装置において別途の外気流入口が不要である。
【0011】
実施形態による効果が上述した内容に制限されるものではなく、言及されていない効果は、本明細書及び添付図面から実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】一実施形態に係わるエアロゾル生成装置の概略図である。
図2】他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置のカートリッジと本体とが分離された斜視図である。
図3図2の実施形態に係わるエアロゾル生成装置の本体とカートリッジとが結合された斜視図である。
図4図2の実施形態に係わるカートリッジの一態様を示す図面である。
図5図2の実施形態に係わるカートリッジの他の態様を示す図面である。
図6図2の実施形態に係わるエアロゾル生成装置の断面図である。
図7図2の実施形態に係わるカートリッジの分解斜視図である。
図8】マウスピースが開放された状態の図7のカートリッジの平面図である。
図9】マウスピースが開放された状態の図6のエアロゾル生成装置における気流の流入経路を示す図面である。
図10図8のカートリッジから気流が移動する経路を示す図面である。
図11図7のカートリッジの一比較例を示す断面図である。
図12図7のカートリッジの断面図である。
図13】さらに他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
一実施形態によれば、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と、前記保存部を取り囲む経路に沿って気流が移動する第1気流通路を含むカートリッジ;及び前記カートリッジが分離可能に結合される結合部を含む本体;を含み、前記本体と前記カートリッジとの間にギャップ(gap)が形成されて外部空気が前記ギャップを介して前記エアロゾル生成装置の内部に流入されうる。
【0014】
前記カートリッジは、霧化器をさらに含み、前記第1気流通路は、前記エアロゾル生成装置の内部に流入された外部空気が前記カートリッジの内部に流入される流入部と、前記保存部を取り囲む迂回部を含み、前記迂回部は、前記流入部と前記霧化器とを連結することができる。
【0015】
前記迂回部は、前記保存部の外壁に沿って前記カートリッジの長手方向に延びる第1部分と、前記カートリッジの長手方向を横切る方向に延びる第2部分と、前記カートリッジの長手方向に延びる第3部分とを含む。
【0016】
前記カートリッジは、霧化器をさらに含み、前記第1気流通路は、エアロゾルを外部に誘導する排出部を含み、前記排出部と前記迂回部は、前記霧化器と連結されうる。
【0017】
前記カートリッジは、マウスピースをさらに含み、前記マウスピースは、一端が外部と連結され、他端が前記排出部と連結される第2気流通路を含む。
【0018】
前記マウスピースは、開放位置と閉鎖位置との間で移動し、前記マウスピースが前記開放位置にあるとき、前記第2気流通路が前記排出部と連結されうる。
【0019】
前記本体は、前記マウスピースと対応する大きさの開口を含むカバーをさらに含み、前記カートリッジと前記本体との結合が保持されるように前記カバーが前記本体に結合されうる。
【0020】
前記カートリッジは、前記保存部及び前記排出部が位置した第1ハウジングと、前記流入部が位置した第2ハウジングと、を含む。
【0021】
前記カートリッジは、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとの間に位置するOリングをさらに含み、前記Oリングは、前記第1ハウジングと第2ハウジングとの間を気密封止する。
【0022】
前記カートリッジは、霧化器をさらに含み、前記結合部は、前記カートリッジの少なくとも一部を収容する収容溝と、前記霧化器と電気的に連結される連結端子とを含む。
【0023】
前記カートリッジは、霧化器;前記霧化器の一面と連結される第1電極体;及び前記霧化器の他面と連結される第2電極体;をさらに含む。
【0024】
前記第1電極体は、前記霧化器の一面の少なくとも一部と前記霧化器の外周面の少なくとも一部を取り囲み、前記第2電極体は、前記霧化器を前記霧化器の他面から前記一面に向かう方向に弾性加圧する。
【0025】
前記カートリッジは、前記第1電極体及び第2電極体を介して前記霧化器と電気的に連結される回路基板をさらに含み、前記回路基板は、前記霧化器に印加される信号のノイズを除去する抵抗器(resistor)を含む。
【0026】
前記カートリッジは、霧化器;前記保存部に保存されたエアロゾル生成物質を吸収する芯;及び前記霧化器の少なくとも一部を覆うように配置されて前記芯が吸収した前記エアロゾル生成物質を保持する吸収板;をさらに含む。
【0027】
前記本体は、吸入感知センサをさらに含み、前記吸入感知センサは、前記本体に結合された前記カートリッジの外周面に対向する前記本体の一領域に位置し、前記ギャップを介して前記エアロゾル生成装置に流入される外部空気を感知する。
【0028】
実施形態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選択したが、これは、当分野に従事する技術者の意図または判例、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。したがって、本発明で使用される用語は、単なる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に基づいて定義されねばならない。
【0029】
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、他の構成要素を除外するものではなく、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。
【0030】
本明細書において使用されたように、「少なくともいずれか1つ」のような表現が配列された構成要素の前に位置するとき、配列されたそれぞれの構成ではない全体構成要素を修飾する。例えば、「a、b、及びcのうち、少なくともいずれか1つ」という表現は、a、b、c、またはaとb、aとc、bとc、またはaとbとcを含むと解釈せねばならない。
【0031】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態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、互いに異なる様々な形態にも具現され、ここで説明する実施形態に限定されない。
【0032】
また、本明細書で使用される「第1」または「第2」のような序数を含む用語は、多様な構成要素の説明に使用されるが、構成要素は、用語によって限定されてはならない。用語は、1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。
【0033】
また、図面上の一部構成要素は、その大きさや比率などが多少誇張されて図示されたものでもある。また、ある図面上に図示された構成要素が他の図面上には図示されない場合もある。
【0034】
また、明細書全体において構成要素の「長手方向」は、構成要素が構成要素の一方向軸に沿って延びる方向でもあり、この際、構成要素の一方向軸は、一方向軸を横切る他方向軸より構成要素がさらに長く延びる方向を意味しうる。
【0035】
また、明細書全体において「パフ」とは、ユーザの吸入を意味し、吸入とは、ユーザの口や鼻を介してユーザの口腔内、鼻腔内または肺への吸入状況を意味する。
【0036】
明細書全体において「実施形態」は、本発明で発明を容易に説明するための任意の区分であって、実施形態それぞれが互いに排他的である必要はない。例えば、一実施形態に開示された構成は、他の実施形態に適用及び/または具現され、本発明の範囲を外れない限度で変更されて適用及び/または具現されうる。本開示において単数形は、特に言及しない限り、複数形も含む。
【0037】
以下、添付図面に基づいて実施形態について当該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、実施形態は、多様な異なる形態にも具現され、ここで説明する実施形態に制限されない。
【0038】
図1は、一実施形態に係わるエアロゾル生成装置の概略図である。
【0039】
図1を参照すれば、エアロゾル生成装置1000は、エアロゾル生成物質を保有するカートリッジ10及びカートリッジ10を支持する本体20を含む。
【0040】
カートリッジ10は、内部にエアロゾル生成物質を収容した状態で本体20に結合されうる。例えば、カートリッジ10の少なくとも一部が本体20に挿入されることで、カートリッジ10と本体20とが結合されうる。他の例として、本体20の少なくとも一部がカートリッジ10に挿入されることで、カートリッジ10と本体20とが結合されうる。
【0041】
カートリッジ10と本体20は、スナップフィット(snap-fit)方式、螺合方式、磁力結合方式または嵌合方式のうち、少なくとも1つの方式によって結合されうるが、カートリッジ10と本体20との結合方式が上述した例示に限定されるものではない。
【0042】
一実施形態によれば、カートリッジ10は、ハウジング100、マウスピース160、保存部200、芯300、霧化器400及び電気端子500を含む。
【0043】
ハウジング100は、マウスピース160とともに、カートリッジ10の全体的な外観を形成し、ハウジング100の内部には、カートリッジ10の作動のための構成要素が配置されうる。一実施形態において、ハウジング100は、直方体状に形成されうるが、ハウジング100の形状が上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態によって、ハウジング100は、多角柱状(例えば、三角柱状、五角柱状)または円柱状にも形成される。
【0044】
マウスピース160は、ハウジング100の一領域に配置され、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ための流出口160eを含む。一実施形態において、マウスピース160は、本体20と結合されるカートリッジ10の一領域と反対方向に位置した他の領域に配置され、ユーザは、マウスピース160に口腔を接触して吸い込むことで、カートリッジ10からエアロゾルを供給されうる。
【0045】
ユーザの吸入またはパフ動作によってカートリッジ10の外部とカートリッジ10の内部との間に圧力差が発生し、カートリッジ10の内部と外部との圧力差によってカートリッジ10の内部で生成されたエアロゾルが流出口160eを介してカートリッジ10の外部に排出されうる。すなわち、ユーザは、マウスピース160に口腔を接触して吸い込むことで、流出口160eを介してカートリッジ10の外部に排出されるエアロゾル(aerosol)を供給されうる。
【0046】
保存部200は、ハウジング100の内部空間に位置し、エアロゾル生成物質を収容する。本発明において「保存部がエアロゾル生成物質を収容する」という表現は、保存部200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遂行することと、保存部200の内部に、例えば、スポンジ(sponge)や綿や布地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。また、上述した表現は、以下でも同じ意味として使用されうる。
【0047】
保存部200には、例えば、液体状態や、固体状態や、気体状態や、ゲル(gel)状態などのいずれか1つの状態を有するエアロゾル生成物質が収容されうる。
【0048】
一実施形態において、エアロゾル生成物質は、液状組成物を含む。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。
【0049】
液状組成物は、例えば、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、及びビタミン混合物のうち、いずれか1つの成分や、これら成分の混合物を含む。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されない。
【0050】
香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含む。ビタミン混合物は、ビタミンA、ビタミンB、ビタミンC及びビタミンEのうち、少なくとも1つが混合されたものでもあるが、それらに制限されない。また液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含む。
【0051】
例えば、液状組成物は、ニコチン塩が添加された任意の重量比のグリセリン及びプロピレングリコール溶液を含む。液状組成物には、2種以上のニコチン塩が含まれうる。ニコチン塩は、ニコチンに有機酸または無機酸を含む適切な酸を添加することで形成されうる。ニコチンは、自然に発生するニコチンまたは合成ニコチンであって、液状組成物の総溶液重量に対する任意の適切な重量の濃度を有する。
【0052】
ニコチン塩の形成のための酸は、血中ニコチン吸収速度、エアロゾル生成装置1000の作動温度、香味または風味、溶解度などを考慮して適切に選択されうる。例えば、ニコチン塩の形成のための酸は、安息香酸、乳酸、サリチル酸、ラウリン酸、ソルビン酸、レブリン酸、ピルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリン酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、クエン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、グルコン酸、サッカリン酸、マロン酸またはリンゴ酸で構成された群から選択される単独の酸または、前記群から選択される2以上の酸の混合でもあるが、それらに限定されない。
【0053】
芯300は、エアロゾル生成物質を吸収することができる。一例示として、保存部200に保存または収容されたエアロゾル生成物質は、芯300を介して保存部200から霧化器400に伝達され、霧化器400は、芯300のエアロゾル生成物質または芯300から伝達されたエアロゾル生成物質を霧化させてエアロゾルを生成する。この際、芯300は、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つを含んでもよいが、芯300が上述した実施形態に限定されるものではない。
【0054】
霧化器400は、ハウジング100の内部に位置し、カートリッジ10の内部に保存されたエアロゾル生成物質の相(phase)を変換してエアロゾル(aerosol)を発生させうる。霧化器400は、例えば、エアロゾル生成物質を加熱するか、振動させることで、エアロゾルを生成することができる。
【0055】
一実施形態によれば、エアロゾル生成装置1000の霧化器400は、超音波振動でエアロゾル生成物質を霧化させる超音波振動方式を用いることで、エアロゾル生成物質の相を変換することができる。
【0056】
例えば、霧化器400は、短周期の振動を発生させる振動子を含み、振動子から生成される振動は、超音波振動でもある。超音波振動の周波数は、約100kHz~3.5MHzでもあるが、それに限定されるものではない。
【0057】
振動子から生成された短周期の振動によって保存部200から霧化器400に供給されたエアロゾル生成物質は、気化及び/または粒子化されてエアロゾルに霧化されうる。
【0058】
振動子は、例えば、圧電セラミックを含み、圧電セラミックは、物理的な力(圧力)によって電気(電圧)を発生させ、逆に電気が印加されるとき、振動(機械的な力)を発生させることで、電気と機械的な力を互いに変換させうる機能性材料でもある。すなわち、振動子に電気が印加されることにより、短周期の振動(物理的な力)が発生し、発生した振動は、エアロゾル生成物質を微粒子化してエアロゾルに霧化させうる。
【0059】
振動子は、電気端子500を介してエアロゾル生成装置1000の他の構成要素と電気的に連結されうる。電気端子500は、カートリッジ10の一面に位置する。例えば、電気端子500は、カートリッジ10がエアロゾル生成装置1000の本体20と結合するカートリッジ10の結合面に位置する。電気端子500は、マウスピース160と対向されるハウジング100の一面に位置する。
【0060】
一実施形態によれば、振動子は、カートリッジ10のハウジング100内部に位置する電気端子500を介して本体20のバッテリ600、プロセッサ700及びエアロゾル生成装置1000の駆動回路のうち、少なくとも1つと電気的に連結されうる。
【0061】
例えば、振動子は、第1伝導体を介してカートリッジ10の内部に位置する電気端子500と電気的に連結され、電気端子500は、第2伝導体を介して本体20のバッテリ600、プロセッサ700及び/または他の駆動回路と電気的に連結されうる。すなわち、振動子は、電気端子500を媒介として本体20の構成要素と電気的に連結されうる。
【0062】
振動子は、電気端子500を介して本体20のバッテリ600から電流または電圧を供給されて超音波振動を発生させうる。また、振動子は、電気端子500を介して本体20のプロセッサ700と電気的に連結され、プロセッサ700は、振動子の作動を制御する。
【0063】
電気端子500は、例えば、ポゴピン(PogoPin)、ワイヤ(wire)、ケーブル、印刷回路基板(PCB)、軟性印刷回路基板(FPCB: flexible printed circuit board)及びC-クリップのうち、少なくとも1つを含むが、電気端子500は、上述した例示に限定されるものではない。
【0064】
他の実施形態によれば、霧化器400は、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でもある。一実施例において、ヒータは、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータは、導電性トラック(track)を含み、導電性トラックに電流が流れれば、ヒータが加熱されうる。
【0065】
ヒータは、管状の加熱要素、板状の加熱要素、針状の加熱要素、棒状の加熱要素を含み、加熱要素の形状によってシガレットの内部または外部を加熱しうる。
【0066】
他の実施形態において、ヒータは、誘導加熱(induction heating)方式でエアロゾル生成物質を加熱する誘導加熱式ヒータでもある。誘導加熱式ヒータは、サセプタ(susceptor)及びコイルを含んでもよい。コイルは、サセプタに磁場を印加することができる。サセプタは、外部磁場によって発熱する磁性体でもある。サセプタは、コイルの周りに位置して印加される磁場によって加熱されうる。
【0067】
他の実施形態(図示せず)において、霧化器400はまた別途の芯300を使用せず、エアロゾル生成物質を吸収し、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に振動を伝達してエアロゾルを発生させる機能をいずれも遂行するメッシュ状(mesh shape)や板状(plate shape)の振動収容部によっても具現される。
【0068】
霧化器400によって生成されたエアロゾルは、気流通路150を介してカートリッジ10の外部に排出されてユーザに供給されうる。
【0069】
一実施形態によれば、気流通路150は、カートリッジ10の内部に位置し、霧化器400及びマウスピース160の流出口160eと連結されうる。これにより、霧化器400で発生したエアロゾルは、気流通路150に沿って流動し、流出口160eを介してカートリッジ10またはエアロゾル生成装置1000の外部に排出されうる。ユーザは、マウスピース160に口腔を接触し、流出口160eから排出されるエアロゾルを吸い込むことで、エアロゾルを供給されうる。
【0070】
図面上に図示されていないが、気流通路150は、カートリッジ10の外気がカートリッジ10の内部に流入されるための少なくとも1つの流入口を含んでもよい。流入口は、カートリッジ10のハウジング100の少なくとも一部に位置する。例えば、流入口は、カートリッジ10と本体20とが結合されるカートリッジ10の結合面(例えば、底面)に位置する。
【0071】
カートリッジ10と本体20とが結合された部分には、少なくとも1つの間隙が形成されるので、カートリッジ10と本体20との間隙に外部空気が流入され、流入口を介してカートリッジ10の内部に移動する。
【0072】
気流通路150は、流入口から霧化器400によってエアロゾルが生成される空間に連結され、当該空間から流出口160eに連結されうる。
【0073】
これにより、流入口を介して流入された空気が霧化器400に伝達され、伝達された空気は、霧化器400で生成されたエアロゾルと共に、流出口160eに移動してカートリッジ10の内部で気流の循環がなされる。
【0074】
一例示において、気流通路150の少なくとも一部は、ハウジング100の内部で保存部200によって外周面が取り囲まれるように配置されうる。他の例示において、気流通路150の少なくとも一部は、ハウジング100の内壁と保存部200の外壁との間に配置されうる。気流通路150の配置構造は、上述した例示に限定されるものではなく、気流通路150は、流入口と霧化器400と流出口160eとの間で気流を循環させる多様な構造によっても配置される。
【0075】
本体20は、内部にバッテリ600とプロセッサ700含み、本体20の一端部は、カートリッジ10の一端部と結合することができる。例えば、本体20は、カートリッジ10の底面または結合面に結合しうる。
【0076】
バッテリ600は、エアロゾル生成装置1000の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ600は、本体20がカートリッジ10と電気的に結合されれば、霧化器400に電力を供給することができる。
【0077】
また、バッテリ600は、エアロゾル生成装置1000内に備えられた他のハードウェア要素(例えば、センサ、ユーザインターフェース、メモリ及びプロセッサ700)の動作に必要な電力を供給することができる。バッテリ600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。
【0078】
例えば、バッテリ600は、ニッケル系バッテリ(例えば、ニッケル金属ハイドライドバッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ)、またはリチウム系バッテリ(例えば、リチウムコバルトバッテリ、リン酸鉄リチウムバッテリ、チタン酸リチウムバッテリ、リチウムイオンバッテリまたはリチウムポリマーバッテリ)を含む。
【0079】
プロセッサ700は、エアロゾル生成装置1000の全般的な動作を制御する。例えば、プロセッサ700は、バッテリ600から霧化器400に供給される電力を制御し、霧化器400で生成されるエアロゾルの生成量を制御する。一例示として、プロセッサ700は、霧化器400の振動子が所定の周波数で振動するように振動子に供給される電流または電圧を制御する。
【0080】
プロセッサ700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、プロセッサ700が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、当該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。
【0081】
プロセッサ700は、エアロゾル生成装置1000に含まれた少なくとも1つのセンサ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。例えば、プロセッサ700は、少なくとも1つのセンサによってセンシングされた結果に基づいて、霧化器400の動作が開始または終了するように、霧化器400に供給される電力を制御する。また、プロセッサ700は、少なくとも1つのセンサによってセンシングされた結果に基づいて、霧化器400が適量のエアロゾルを発生させるように霧化器400に供給される電力量及び電力供給時間を制御する。
【0082】
一実施形態において、エアロゾル生成装置1000のカートリッジ10及び/または本体20の長手方向を横切る方向での断面形状は、円形、楕円形、正方形、長方形または様々な形態の多角形の断面形状でもある。但し、カートリッジ10及び/または本体20の断面の形状が上述した形状に限定されるか、エアロゾル生成装置1000が長手方向に延びるとき、必ずしも直線状に延びる構造によって形成されねばならないものではない。
【0083】
他の実施形態において、エアロゾル生成装置1000の断面形状は、ユーザが手に取りやすく流線形に湾曲されるか、特定領域で既設定の角度で折り曲げられ、長く延びるが、エアロゾル生成装置1000の断面形状は、長手方向に沿って変化しうる。
【0084】
図2は、他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置のカートリッジと本体とが分離された斜視図であり、図3は、図2の実施形態に係わるエアロゾル生成装置の本体とカートリッジとが結合された斜視図であり、図4は、図2の実施形態に係わるカートリッジの一態様を示す図面であり、図5は、図2の実施形態に係わるカートリッジの他の態様を示す図面である。
【0085】
図2及び図3に図示された実施形態に係わるエアロゾル生成装置1は、図1に図示されたエアロゾル生成装置1000を変形した例でもあり、図2ないし図5に図示された実施形態に係わるカートリッジ10は、図1に図示されたカートリッジ10を変形した例でもあるが、以下、重複する内容は省略する。
【0086】
図2及び図3を参照すれば、他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置1は、本体20及びカートリッジ10を含む。カートリッジ10は、本体20に分離可能に結合されうる。例えば、カートリッジ10の少なくとも一部は、本体20の内部に挿入されることで、本体20と結合されうる。
【0087】
カートリッジ10は、開放位置と閉鎖位置との間で移動自在なマウスピース10mを含む。例えば、マウスピース10mは、開放位置と閉鎖位置との間で回転することで開閉されうる。
【0088】
図4及び図5を参照すれば、カートリッジ10の胴体部10bは、マウスピース10mと回転軸を通じて結合する。一態様において、マウスピース10mは、開放位置に位置する。マウスピース10mの開放された状態は、マウスピース10mがユーザが口部に接触しやすくなるように、カートリッジ10の長手方向に展開された状態を意味する。ここで、長手方向は、様々な方向のうち、カートリッジ10が最も長く延びる方向を意味しうる。
【0089】
他の態様において、マウスピース10mは、閉鎖位置に位置する。マウスピース10mが閉鎖された状態は、マウスピース10mがエアロゾル生成装置1の本体20に収納されるように、カートリッジ10の長手方向を横切る方向に折り畳まれた状態を意味する。
【0090】
他の例として、マウスピース10mは、開放位置と閉鎖位置との間で摺動によって開閉されうるが、マウスピース10mの移動方式は、上述した例示に限定されるものではない。
【0091】
カートリッジ10は、エアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルの排出に必要な多様な構成要素が備えられた胴体部10bを含む。図示されていないが、胴体部10bは、保存部(図示せず)、霧化器(図示せず)及び気流通路(図示せず)の一部を含んでもよい。一方、実施形態によって霧化器は、カートリッジ10の外部(例えば、本体20)に位置してもよい。
【0092】
本体20は、カートリッジ10が結合可能な結合部20aを含む。例えば、本体20は、カートリッジ10の少なくとも一部が収容される収容溝20a-1を含む。カートリッジ10の胴体部10bは、収容溝20a-1の内部に挿入されうる。例えば、カートリッジ10の胴体部10bは、ほぼ四角柱状でもあり、四角柱のコーナ部は、面取り(chamfering)またはR面取り(rounding)処理されうる。しかし、カートリッジ10の胴体部10bの形状は、上述した例に限定されるものではなく、円柱状または多角柱状でもある。
【0093】
図1で説明したように、カートリッジ10は、本体20とスナップフィット(snap-fit)方式、螺合方式、磁力結合方式または嵌合方式のうち、少なくとも1つの方式によって結合されうる。例えば、カートリッジ10は、第1磁性体を含み、本体20は、第2磁性体を含み、カートリッジ10と本体20は、磁力によって結合されうる。但し、第1磁性体と第2磁性体の強度は、カートリッジ10と本体20との脱着容易性及び/またはエアロゾル生成装置1の運用安定性を考慮して設計されうる。
【0094】
本体20は、ボタン20bを含む。ボタン20bは、本体20の一面に位置する。例えば、ボタン20bは、カバー20cの一端20c-1と対応する本体20の一面に位置する。ユーザは、エアロゾル生成装置1の使用時、ボタン20bを用いてエアロゾル生成装置1の動作を操作することができる。
【0095】
本体20は、カートリッジ10のマウスピース10mが閉鎖位置に移動したとき、マウスピース10mを収納することができる収納部20sをさらに含んでもよい。収納部20sは、本体20の一面に位置し、マウスピース10mと対応する形状または大きさを有することができる。
【0096】
図3に図示されたように、閉鎖位置に移動したマウスピース10mは、閉鎖位置からエアロゾル生成装置1の外部に突出する部分、すなわち、本体20の外側表面から外部に向かって突出する部分が最小化されて携帯性が向上しうる。
【0097】
一実施形態において、本体20は、本体20の一部に結合するカバー20cをさらに含んでもよい。カバー20cは、本体20の少なくとも一面に結合されうる。例えば、カバー20cは、結合部20aが位置する本体20の一側に結合しうる。また、カバー20cは、収納部20sが位置する本体20の一側に結合しうる。
【0098】
カバー20cは、開口20c-oを含む。カバー20cは、マウスピース10mと対応する大きさの開口20c-oを有する。例えば、開口20c-oは、所定の長さと幅とを有する。ここで、開口20c-oの幅は、カートリッジ10の胴体より小さいか、同一であり、マウスピース10mより大きいか、同一である。開口20c-oの長さは、マウスピース10mより長いか、同一である。
【0099】
カバー20cは、一端20c-1から他端20c-2まで延び、本体20の載置部20c’に配置されうる。例えば、載置部20c’は、カバー20cと対応する大きさと形状を有する。載置部20c’は、カバー20cが結合されるように結合部20aの入口側部分と収納部20sを中心に両側方向に延び、所定の深さを有する凹部でもある。
【0100】
カートリッジ10を本体20に結合するとき、カバー20cは、カートリッジ10が本体20に結合された後、本体20に結合されうる。カバー20cは、本体20の一側にスナップフィット方式、嵌合方式または磁力結合方式のうち、少なくとも1つの方式によって結合されうるが、それに限定されない。
【0101】
カバー20cは、マウスピース10mが通過可能な開口20c-oを含むので、カートリッジ10が本体20に結合された状態でマウスピース10mの開閉動作には影響を与えずとも、カートリッジ10を保護し、カートリッジ10と本体20との結合を保持しうる。
【0102】
図3には、本体20にカートリッジ10とカバー20cがいずれも結合され、マウスピース10mは、閉鎖位置に位置したエアロゾル生成装置1が図示されている。図示されたように、本体20がマウスピース10mと対応する大きさ及び形状の収納部20s、カバー20cと対応する大きさ及び形状の載置部20c’を含み、カバー20cは、マウスピース10mと対応する大きさ及び形状の開口20c-oを含むことで、エアロゾル生成装置1の全体的な仕上げが堅固かつ流麗に完成される。
【0103】
カートリッジ10を本体20から分離するとき、カバー20cが本体20から先に分離された後、カートリッジ10が本体20から分離されうる。このように、カバー20cとカートリッジ10は、本体20から順次に分離されるか、本体20に順次に結合されうる。
【0104】
図6は、図2の実施形態に係わるエアロゾル生成装置の断面図であり、図7は、図2の実施形態に係わるカートリッジの分解斜視図である。
【0105】
図7に図示されたエアロゾル生成装置1は、図2に図示されたエアロゾル生成装置1であるか、変形例でもあり、図6及び図7に図示された実施形態に係わるカートリッジ10は、図2に図示されたエアロゾル生成装置1のカートリッジ10であるか、変形例でもある。以下、重複する説明は省略する。
【0106】
図6及び図7を参照すれば、他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置1は、カートリッジ10と本体20とを含む。
【0107】
一実施形態に係わるカートリッジ10は、マウスピース10mと胴体部10bを含み、カートリッジ10は、本体20に分離可能に結合されうる。
【0108】
ユーザがエアロゾル生成装置1を吸入するとき、外部空気は、エアロゾル生成装置1の内部に流入されうる。例えば、エアロゾル生成装置1のカートリッジ10と本体20が結合される部分には微細なギャップが形成されるが、外部空気は、このような微細なギャップを介してエアロゾル生成装置1の内部に流入されうる。これにより、一実施形態に係わるエアロゾル生成装置1は、外部空気をエアロゾル生成装置1の内部に導入するための別途の経路を必要としない。
【0109】
胴体部10bは、ハウジング100、保存部200、芯300、霧化器400及び第1気流通路150-1を含み、マウスピース10mは、第2気流通路150-2を含む。
【0110】
マウスピース10mは、胴体部10bに対して移動自在に胴体部10bと結合または連結されうる。一実施形態に係わるカートリッジ10の構成要素が上述した例示に限定されるものではなく、実施形態によって構成要素が追加されるか、一部構成要素が省略されうる。
【0111】
ハウジング100は、カートリッジ10の全体的な外観を形成しながら、内部にカートリッジ10の構成要素が配置される内部空間を形成する。図面上には、カートリッジ10のハウジング100が全体として四角柱状である実施形態についてのみ図示されているが、それに限定されるものではない。他の実施形態(図示せず)において、ハウジング100は、全体として円柱状に形成されるか、四角柱状ではない他の多角柱状(例えば、三角柱状、五角柱状)にも形成される。
【0112】
一実施形態によれば、ハウジング100は、第1ハウジング110、第1ハウジング110の一領域に連結される第2ハウジング120及び第1ハウジング110の他の領域に連結される第3ハウジング130を含む。
【0113】
例えば、第2ハウジング120は、第1ハウジング110の下端(例えば、-z方向)に位置した一領域に結合され、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間には、カートリッジ10の構成要素が配置される内部空間が形成されうる。
【0114】
第3ハウジング130は、第1ハウジング110の上端(例えば、+z方向)に位置した一領域に結合され、第3ハウジング130の一側にマウスピース10mの少なくとも一部が配置されうる。
【0115】
本開示において「上端」は、図6及び図7の「+z」方向を意味し、「下端」は、上端と反対方向に向かう図6及び図7の「-z」方向を意味するが、当該表現は、以下でも同じ意味として使用されうる。
【0116】
第1ハウジング110と第2ハウジング120は、相互結合によって胴体部10bの内部で気流(例えば、空気、エアロゾル)が移動する第1気流通路150-1を形成する。例えば、第1ハウジング110は、第1気流通路150-1の一部を形成し、第2ハウジング120は、第1気流通路150-1の残りの一部を形成する。
【0117】
また、第1ハウジング110と第2ハウジング120は、結合して内部空間を形成し、内部空間には、霧化器400、芯300、電気基板510など後述するカートリッジ10の動作に必要な多様な構成要素が収容または配置されうる。
【0118】
第1ハウジング110と第2ハウジング120は、内部空間に収容された構成要素を保護し、第3ハウジング130は、マウスピース10m及びマウスピース10mと結合または連結される他の構成要素を保護することができる。
【0119】
ハウジング100は、カートリッジ10の外気がカートリッジ10の内部に流入される少なくとも1つの流入口10iを含む。ユーザがマウスピース10mに口腔を接触して吸入動作を実施すれば、カートリッジ10の内部の圧力が大気圧より低くなり、外部空気は、流入口10iを介してカートリッジ10の内部に流入されうる。
【0120】
ハウジング100は、第1気流通路150-1の少なくとも一部を形成するか、ハウジング100の一部構造は、第1気流通路150-1の内壁として機能する。例えば、第1ハウジング110は、霧化器400と連通し、エアロゾルが生成される霧化空間400cと胴体部10bとマウスピース10mを連結する連結口110cを含む。霧化空間400cは、第1ハウジング110の中心部に位置し、連結口110cは、第1ハウジング110が第3ハウジング130と結合される第1ハウジング110の上端面に位置する。
【0121】
一実施形態において、第2ハウジング120は、流入口10iを含む。流入口10iは、第2ハウジング120の少なくとも一領域に形成されうる。例えば、流入口10iは、カートリッジ10が本体20と結合する第2ハウジング120の下端面に位置する。
【0122】
マウスピース10mは、ユーザの口部と接触する部分であって、マウスピース10mは、ハウジング100の一領域に配置または結合されうる。例えば、マウスピース10mは、第3ハウジング130と連結されうる。
【0123】
マウスピース10mは、開放位置と閉鎖位置との間で移動することができる。カートリッジ10は、マウスピース10mに弾性力を提供する第1弾性体10m-1をさらに含んでもよい。例えば、第1弾性体10m-1は、開放位置に向かってマウスピース10mを弾性的に支持することができる。
【0124】
第1弾性体10m-1は、マウスピース10mの回転軸周囲に配置されうる。マウスピース10mは、第1弾性体10m-1の弾性力によって閉鎖位置から開放位置に移動する。第1弾性体10m-1は、金属材質(例えば、SUS)によって作製されうる。
【0125】
一実施形態において、マウスピース10mは、回転軸を中心に回転可能であり、第1弾性体10m-1は、マウスピース10mの回転軸に位置したねじりバネでもある。第1弾性体10m-1は、マウスピース10mが閉鎖位置であるとき、変形が相対的に大きい状態であり、マウスピース10mが開放位置であるとき、変形が相対的に小さな状態でもある。これにより、マウスピース10mは、閉鎖位置から開放位置に開放されるように偏向された弾性力を提供されうる。
【0126】
マウスピース10mは、カートリッジ10の内部で生成されたエアロゾルをカートリッジ10の外部に排出するための第2気流通路150-2を含む。例えば、第2気流通路150-2は、一側(例えば、流出口10e)が外部と連結され、他側が開放位置で第1気流通路150-1と連結されうる。ユーザは、マウスピース10mに口腔を接触し、マウスピース10mの流出口10eを介して外部に排出されるエアロゾルを供給されうる。
【0127】
一実施形態において、マウスピース10mは、支持部10m-2とともに、第3ハウジング130に回転可能に結合する。支持部10m-2は、マウスピース10mと第3ハウジング130との間に配置され、マウスピース10mの他側の少なくとも一部を取り囲みうる。
【0128】
マウスピース10m、支持部10m-2及び第3ハウジング130は、回転軸によって互いに連結されうる。これにより、マウスピース10mは、第3ハウジング130と堅固に結合されるだけではなく、第3ハウジング130に対して回転可能であって、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である。
【0129】
一方、マウスピース10mは、閉鎖位置で本体20の保持部20mによって保持されうる。保持部20mについての詳細な説明は、後述する。
【0130】
霧化器400によって霧化されたエアロゾルは、気流通路150を介してカートリッジ10の外部に排出されてユーザに供給されうる。例えば、霧化器400によって生成されたエアロゾルは、霧化空間400cとマウスピース10mの流出口10eを連結または連通するように形成された気流通路150に沿って流動した後、流出口10eを介してカートリッジ10の外部に排出されうる。
【0131】
一実施形態において、気流通路150は、流入口10iとエアロゾルが生成される霧化空間400cと流出口10eに沿って連結されうる。気流通路150は、カートリッジ10の少なくとも1つの構成要素(例えば、第1ハウジング110、第2ハウジング120、マウスピース10m)によって形成されうる。または、それを変形して気流通路150の少なくとも一部は、ハウジング100の内部に挿入された管に形成されうる。
【0132】
気流は、流入口10iから霧化空間400cを通過して流出口10eに向かう正方向に移動する。すなわち、「正方向」は、ユーザがマウスピース10mを吸入すれば、気流が移動する方向を意味しうる。例えば、正方向は、流入口10iから霧化空間400cに向かう方向と霧化空間400cから流出口10eに向かう方向を意味しうる。
【0133】
一実施形態によれば、気流通路150は、流入口10iから霧化空間400cを経て胴体部10bとマウスピース10mが連結される連結口110cまでつながる第1気流通路150-1とマウスピース10mの内部に位置した第2気流通路150-2を含む。
【0134】
第1気流通路150-1は、流入口10iから、第2ハウジング120と第1ハウジング110の内部構造に沿って霧化空間400cを経て連結口110cまで連結されうる。例えば、第1気流通路150-1に沿って正方向に移動する気流は、+z方向、z軸を横切る方向、-z方向、z軸を横切る方向、+z方向に沿って順次に移動する。
【0135】
図6を参照すれば、第1気流通路150-1は、流入口10iを介してカートリッジ10の内部に流入された外部空気が霧化空間400cに流入され、エアロゾルとともに連結口110cに移動する通路区間を意味する。前述した例によれば、第1気流通路150-1は、概して「S」字状を有することができる。
【0136】
第1気流通路150-1で流動する気流は、進行方向が変化される部分で急に折り曲げられる。例えば、霧化空間400cが位置する部分で気流フローの進行経路が急に変化されうる。これにより、気流が霧化空間400cでの滞留時間が増加して渦流の発生可能性が向上しうる。その結果、霧化空間400cに流入された外気と生成されたエアロゾルの混合がさらに容易になされる。
【0137】
第2気流通路150-2は、マウスピース10mの内部通路を意味する。第2気流通路150-2は、マウスピース10mが開放位置であるとき、連結口110cと連結されうる。第2気流通路150-2は、マウスピース10mが閉鎖位置であるとき、連結口110cとの連結が解除されうる。
【0138】
保存部200は、第1ハウジング110の内部に配置され、保存部200の内部には、エアロゾル生成物質が保存されうる。例えば、保存部200には、液状のエアロゾル生成物質が保存されうるが、それに限定されるものではない。
【0139】
芯300は、保存部200と霧化器400との間に位置し、保存部200に保存されたエアロゾル生成物質は、芯300を通じて霧化器400に供給されうる。
【0140】
一実施形態によれば、芯300は、保存部200からエアロゾル生成物質を供給され、供給されたエアロゾル生成物質を霧化器400に伝達する役割を遂行する。例えば、芯300は、保存部200のエアロゾル生成物質を吸収し、芯300に吸収されたエアロゾル生成物質は、霧化器400側に伝達されうる。
【0141】
芯300は、保存部200と隣接して配置され、保存部200から液状のエアロゾル生成物質を供給されうる。例えば、保存部200に保存されたエアロゾル生成物質は、保存部200が芯300に向かう一領域に形成される液状供給口(図示せず)を介して保存部200の外部に排出され、芯300は、保存部200から排出されるエアロゾル生成物質の少なくとも一部を吸収することで、保存部200からエアロゾル生成物質を吸収することができる。
【0142】
一実施形態によれば、カートリッジ10は、エアロゾルが生成される霧化器400の少なくとも一部を覆うように配置され、芯300が吸収したエアロゾル生成物質を霧化器400に伝達する吸収体320をさらに含んでもよい。
【0143】
吸収体320は、吸収板(absorbing plate)でもあり、エアロゾル生成物質を吸収する素材で作製されうる。例えば、吸収体320は、SPL 30(H)、SPL 50(H)V、NP100(V8)、SPL 60(FC)、メラミン(Melamine)のうち、少なくとも1つの素材を含んでもよい。
【0144】
カートリッジ10に吸収体320がさらに含まれることにより、エアロゾル生成物質は、芯300だけではなく、吸収体320にも吸収され、エアロゾル生成物質の吸収量が向上しうる。
【0145】
また、吸収体320が霧化器400の少なくとも一部を覆うように配置されることにより、吸収体320は、エアロゾルの生成過程で十分に微粒化されていない粒子が直ちにエアロゾル生成装置1の外部に排出される「水滴飛散」を防止する物理的な障壁として機能する。ここで、「水滴飛散」は、十分に微粒化されず、相対的に大きなサイズを有するエアロゾル生成物質の粒子がカートリッジ10の外部に排出されることを意味する。カートリッジ10に吸収体320がさらに含まれることにより、水滴飛散の発生可能性が減少し、ユーザの喫煙満足感が向上しうる。
【0146】
一実施形態において、吸収体320は、エアロゾルが生成される霧化器400の一面と芯300との間に位置し、芯300に供給されたエアロゾルを霧化器400に伝達しうる。例えば、吸収体320の一領域は、芯300の-z方向に向かう一領域と接触し、吸収体320の他の領域は、霧化器400の+z方向に向かう一領域と接触することができる。すなわち、吸収体320は、霧化器400の上端面(例えば、+z方向)に位置し、芯300に吸収されたエアロゾル生成物質を霧化器400に供給することができる。
【0147】
芯300、吸収体320及び霧化器400は、カートリッジ10またはハウジング100の長手方向(例えば、z軸方向)に沿って順次に配置され、その結果、霧化器400上に吸収体320と芯300が順に積層されうる。
【0148】
上述した配置構造を介して保存部200から芯300に供給されたエアロゾル生成物質の少なくとも一部は、芯300と接触する吸収体320に移動し、吸収体320に移動したエアロゾル生成物質は、吸収体320に沿って移動して霧化器400と隣接した領域に到逹する。これにより、エアロゾル生成物質が霧化器400に安定して伝達され、均一な量のエアロゾルが持続的に生成され、上述した配置構造を通じて芯300及び吸収体320によって前述した水滴飛散を防止する物理的な二重障壁が具現されうる。
【0149】
図面上には、芯300と吸収体320のそれぞれを1つずつ含む実施形態についてのみ図示されているが、他の実施形態に係わるカートリッジ10は、芯300及び吸収体320のうち、少なくとも1つを2つ以上含んでもよい。
【0150】
霧化器400は、芯300から供給される液状のエアロゾル生成物質を霧化させてエアロゾルを生成する。
【0151】
例えば、霧化器400は、超音波振動を発生させる振動子を含んでもよい。振動子で発生する超音波振動の周波数は、約100kHz~10MHzでもあり、望ましくは、約100kHz~3.5MHzでもある。振動子が上述した周波数帯域の超音波振動を発生させることにより、振動子は、カートリッジ10またはハウジング100の長手方向(例えば、z軸方向)に沿って振動する。しかし、実施形態は、振動子が振動する方向によって制限されず、振動子の振動する方向は、多様な方向(例えば、x軸方向、y軸方向、z軸方向のいずれか1つまたはそれら方向の組合わせ)に変更されうる。
【0152】
霧化器400は、超音波方式でエアロゾル生成物質を霧化させることにより、エアロゾル生成物質を加熱する方式に比べて相対的に低い温度でエアロゾルを生成することができる。例えば、ヒータを用いてエアロゾル生成物質を加熱する方式の場合、エアロゾル生成物質が意図しない200゜C以上の温度に加熱される状況が発生し、ユーザがエアロゾルから焦げ味を感じることにもなる。
【0153】
一方、一実施形態に係わるカートリッジ10は、超音波方式でエアロゾル生成物質を霧化させることで、ヒータによる加熱に比べて、相対的に低温である約100℃~160℃の温度範囲でエアロゾルを生成することができる。これにより、エアロゾルからの焦げ味を最小化し、ユーザの喫煙満足感が向上しうる。
【0154】
霧化器400は、電気基板510を通じて外部電源と電気的に連結され、外部電源から供給される電力によって超音波振動を発生させうる。例えば、霧化器400は、カートリッジ10の内部に位置する電気基板510と電気的に連結され、電気基板510は、本体20と電気的に連結されることにより、霧化器400がバッテリ600から電力を供給されうる。
【0155】
エアロゾルは、霧化器400の一面に位置して気流通路150と連通する霧化空間400cで生成されうる。開放されたマウスピース10mに対するユーザの吸入動作時、霧化空間400cで生成されたエアロゾルは、気流通路150に沿って流入された外部空気と混合されて流出口10eに向かう方向に移動する。
【0156】
一例示において、霧化空間400cは、連結口110cに向かう霧化器400の一面に位置し、霧化空間400cと気流通路150は、霧化器400の上端で連通しうる。これにより、カートリッジ10は、直線状のエアロゾル排出経路を有するので、生成されたエアロゾルは、カートリッジ10の外部に容易に排出されうる。
【0157】
一実施形態によれば、霧化器400は、第1電極体410及び第2電極体420を通じて電気基板510と電気的に連結されうる。
【0158】
一実施形態において、第1電極体410は、導電性を有する材料(例えば、金属)を含み、霧化器400の上端に位置して霧化器400と電気基板510を電気的に連結することができる。
【0159】
例えば、第1電極体410の一部(例えば、上端部分)は、霧化器400の外周面の少なくとも一領域を取り囲むように配置されて霧化器400と接触し、第1電極体410の他の部分(例えば、下端部分)は、一部から電気基板510に向かう方向に延びるように形成されて電気基板510の一領域と接触しうる。第1電極体410の上述した接触構造によって霧化器400と電気基板510は、電気的に連結されうる。
【0160】
一例示において、第1電極体410の一部には、開口410h(opening)が形成されて霧化器400の少なくとも一部は、第1電極体410の外部に露出されうる。第1電極体410の開口410hを通じて第1電極体410の外部に露出される霧化器400の一領域は、芯300及び/または吸収体320と接触し、芯300及び/または吸収体320が保有するエアロゾル生成物質を霧化させうる。
【0161】
一実施形態において、第2電極体420は、導電性を有する材料を含み、霧化器400の下端または霧化器400と電気基板510との間に位置し、霧化器400と電気基板510を電気的に連結する。例えば、第2電極体420は、一端が霧化器400の下端領域と接触し、他端は、霧化器400に向かう電気基板510の一領域に接触することにより、霧化器400と電気基板510が電気的に連結されうる。
【0162】
一実施形態によれば、第2電極体420は、弾性を有する伝導性材料を含み、霧化器400と電気基板510とを電気的に連結する役割だけではなく、霧化器400を弾性支持する役割まで遂行する。例えば、第2電極体420は、伝導性バネ(conductive spring)を含んでもよいが、第2電極体420が上述した実施形態に限定されるものではない。
【0163】
一実施形態に係わるカートリッジ10は、霧化器400と電気基板510との間に位置し、第2電極体420を支持する加圧体430をさらに含む。加圧体430は、例えば、弾性を有する材料(例えば、シリコン、ゴム)を含み、第2電極体420の外周面を取り囲むように配置されて第2電極体420を弾性支持する。但し、カートリッジ10の実施形態が、それに限定されるものではなく、実施形態によって加圧体430が省略されうる。
【0164】
一実施形態によれば、電気基板510は、第2ハウジング120の内部に位置し、第1電極体410及び第2電極体420を通じて霧化器400と電気的に連結されると共に、エアロゾル生成装置1の本体20に位置する連結端子20a-2を介して本体20と電気的に連結されうる。
【0165】
電気基板510が第1電極体410及び第2電極体420によって霧化器400と電気的に連結され、連結端子20a-2によって本体20のバッテリ600と電気的に連結されることにより、霧化器400は、電気基板510を媒介としてカートリッジ10の外部電源と電気的に連結されて電力を供給されうる。
【0166】
一実施形態において、第2ハウジング120は、第2ハウジング120の内部とカートリッジ10の外部を貫通する貫通ホール120hを含み、貫通ホール120hを介してエアロゾル生成装置1の本体20の連結端子20a-2が接続され、カートリッジ10の内部に位置する電気基板510と本体20のバッテリ600とを電気的に連結することができる。
【0167】
カートリッジ10は、電気基板510を接地させるか、電気基板510を第2ハウジング120と堅固に結合するための金属板520をさらに含む。金属板520は、第2ハウジング120と電気基板510との間に位置し、電気基板510と第2ハウジング120の結合を補強する。また、金属板520は、本体20の連結端子20a-2がカートリッジ10の内部に接続されるように貫通ホール120hに対応する孔を含む。
【0168】
一方、霧化器400に電力供給開始時点または電力供給が進められる過程で、霧化器400と外部電源との間の電気的回路では、意図しないノイズが発生しうる。例えば、霧化器400に供給される電圧信号にノイズが発生して霧化器400には指定された値よりも高い電圧が印加され、これにより、霧化器400の温度が急上昇(例えば、キュリー温度以上に上昇)して霧化器400が損傷する場合が発生しうる。
【0169】
一実施形態によれば、カートリッジ10は、霧化器400に印加される信号に含まれたノイズを除去するための抵抗Rをさらに含んでもよい。例えば、電気基板510の一領域には、外部電源から霧化器400に電力が供給される過程で発生するノイズ(noise)を除去するか、またはノイズをフィルタリングするための抵抗Rが配置されうる。
【0170】
電気基板510は、印刷回路基板でもあり、抵抗Rは、印刷回路基板の一領域に実装(mounted)されうる。これにより、抵抗Rは、エアロゾル生成装置1の作動時(または「電源on」)に発生するノイズを除去して霧化器400に安定した電圧を印加させうる。
【0171】
ここで、「抵抗Rが印刷回路基板の一領域に実装される」ということは、例えば、印刷回路基板の表面から突出する方式で抵抗Rが印刷回路基板に電気的に連結される表面実装(surface mount)方式、または抵抗Rの少なくとも一部が印刷回路基板の一面に埋め込まれる方式で抵抗Rが設けられる方式を意味する。
【0172】
一実施形態に係わるカートリッジ10は、抵抗Rを通じて霧化器400と外部電源との間に形成される電気的回路で発生するノイズを除去またはフィルタリングし、その結果、カートリッジ10またはエアロゾル生成装置1を安定して作動させうる。
【0173】
一実施形態において、抵抗Rは、霧化器400と並列に連結されるフィードバック回路(feedback circuit)(または「帰還回路」)を形成する。抵抗Rは、フィードバック回路を形成して霧化器400に印加される信号に含まれたノイズを除去することで、霧化器400に安定した電圧を印加させうる。その結果、ノイズによる霧化器400の損傷が防止されることで、カートリッジ10またはエアロゾル生成装置1の安定した作動が可能になる。
【0174】
一実施形態によれば、電気基板510は、カートリッジ10の内部で霧化器400と隣接して配置され、抵抗Rは、電気基板510の霧化器400に向かう第1面に配置または実装されうる。
【0175】
霧化器400に印加される電圧信号に含まれたノイズを除去するための抵抗Rが電気基板510の第2面に配置されるか、カートリッジ10ではない本体20に配置される場合、フィードバック回路の電気的長さが長くもなる。
【0176】
フィードバック回路の電気的長さが長くなる場合、霧化器400に印加される電圧信号がフィードバックまたは帰還される過程でノイズがさらに発生してフィードバック回路が形成されたにもかかわらず、霧化器400にノイズが含まれた電圧信号が印加される状況が発生しうる。
【0177】
一方、一実施形態に係わるカートリッジ10では、電気基板510が霧化器400から指定された距離以内に配置され、フィードバック回路を形成する抵抗Rが霧化器400と隣接した電気基板510の上端面に配置されることにより、フィードバック回路の電気的長さを縮めることができる。ここで、「電気基板510と霧化器400との指定された距離」は、電圧信号がフィードバックされる過程でノイズの発生を防止する距離を意味する。
【0178】
その結果、霧化器400に印加される電圧信号がフィードバックされる過程でノイズがさらに発生することを防止し、霧化器400に安定した電圧信号を供給させうる。
【0179】
すなわち、一実施形態に係わるカートリッジ10は、本体20ではないカートリッジ10の内部に抵抗Rを配置することで、霧化器400に安定した電圧を供給させ、その結果、霧化器400の損傷を防止し、カートリッジ10またはエアロゾル生成装置1の安定した運用が可能になる。
【0180】
抵抗Rは、約0.8MΩ~1.2MΩの抵抗値を有するように形成されて霧化器400に印加される電圧信号に含まれたノイズを除去する。但し、抵抗Rの抵抗値は、実施形態によって一部変更されうる。
【0181】
一方、気流通路150の少なくとも一部が保存部200によって取り囲まれるように配置されることにより、保存部200から漏れるエアロゾル生成物質が気流通路150に流入されてユーザの喫煙満足感を低下させる場合が発生する。
【0182】
一実施形態に係わるカートリッジ10は、保存部200からエアロゾル生成物質が漏れて気流通路150の内部への流入を防止するための中空部210をさらに含む。
【0183】
中空部210は、保存部200の液状供給口周囲の間隙(例えば、液状供給口と芯300との間隙)を密封する。これにより、一実施形態に係わるカートリッジ10から中空部210が保存部200のエアロゾル生成物質が気流通路150の内部への漏れを遮断することで、ユーザの喫煙満足感低下を防止する。
【0184】
一実施形態において、中空部210は、ハウジング100の霧化空間400cに位置して保存部200のエアロゾル生成物質の気流通路150の内部への漏れを防止する。例えば、中空部210は、円形の中空状を有する。中空部210は、第1ハウジング110の内部に嵌合されて保存部200の外壁と第1気流通路150-1の内壁に密着されうる。
【0185】
中空部210は、内部に通路部分を有するので、保存部200からエアロゾル生成物質の気流通路150の内部への流入を防止すると共に、霧化器400から生成されたエアロゾルが移動する気流通路150の一部を形成することができる。
【0186】
一実施形態において、中空部210は、第1気流通路150-1と連結される複数個の孔を含む。例えば、中空部210は、上端面に第1孔211と第2孔212とを含む。
【0187】
第1ハウジング110の内部に位置した中空部210の第1孔211は、第1気流通路150-1と連結されうる。例えば、第1孔211は、中空部210から保存部200の外壁に隣接した位置に配置または形成され、第1気流通路150-1で-z方向に流動する外部空気は、第1孔211を介して霧化空間400cに移動する。
【0188】
第2孔212は、霧化空間400cで生成されたエアロゾルが連結口110cに移動するように配置または形成されうる。例えば、第2孔212は、中空部210の部分において、霧化空間400cが連結口110cに向かう部分に形成され、霧化空間400cで生成されて+z方向に流動するエアロゾルは、第2孔212を介してマウスピース10m側に移動する。
【0189】
気流通路150の内部に流入された外気は、第1孔211を介して霧化空間400cに移動し、霧化空間400cで経路を変更して第2孔212を介してカートリッジ10の外部に移動する。
【0190】
中空部210は、弾性を有する材料(例えば、ゴム(rubber))を含み、霧化器400で発生する超音波振動を吸収する。これにより、霧化器400で発生した超音波振動がカートリッジ10のハウジング100を経てユーザに伝達される現象が最小化されうる。
【0191】
中空部210は、芯300の上端に位置して芯300を霧化器400に向かう方向に加圧することで、芯300と霧化器400との接触を保持する。例えば、中空部210は、芯300及び/または吸収体320を-z方向に加圧することで、吸収体320と霧化器400との接触を保持することができる。
【0192】
一実施形態に係わるカートリッジ10は、芯300及び/または霧化器400を第1ハウジング110の内部に保持させるための第1支持体330をさらに含んでもよい。
【0193】
第1支持体330は、芯300、吸収体320及び/または霧化器400の外周面の少なくとも一部を取り囲むように配置されて芯300、吸収体320及び/または霧化器400を収容する。
【0194】
一実施形態において、第1支持体330は、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間に配置されうる。その結果、芯300、吸収体320及び/または霧化器400は、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間の領域に保持または固定されうる。
【0195】
第1支持体330の少なくとも一部領域が第1ハウジング110に嵌合される方式で第1支持体330が第1ハウジング110に結合されるが、第1ハウジング110と第1支持体330との結合方式が上述した例示に限定されるものではない。他の例において、第1ハウジング110と第1支持体330は、スナップフィット方式、螺合方式または磁力結合方式のうち、少なくとも1つの方式によって結合されうる。
【0196】
一実施形態によれば、第1支持体330は、所定の剛性を有しつつ、防水性を有する材料(例えば、シリコン、ゴム)を含み、芯300及び霧化器400を第1ハウジング110に固定させるだけではなく、保存部200からエアロゾル生成物質が漏れることを防止する。例えば、第1支持体330は、保存部200が芯300または霧化器400と隣接した領域を密封することで、エアロゾル生成物質の漏れを防止する。
【0197】
また、第1支持体330は、中空部210と同様に、弾性を有する材料(例えば、ゴム(rubber))を含み、霧化器400で発生する超音波振動を吸収する。
【0198】
一実施形態によれば、カートリッジ10は、第1ハウジング110と第2ハウジング120との結合を保持し、第1ハウジング110と第2ハウジング120とを密封するためのOリング115をさらに含む。
【0199】
Oリング115については、図11及び図12を参照してさらに詳細に説明する。
【0200】
一実施形態において、カートリッジ10は、第1ハウジング110と第3ハウジング130との結合を保持し、保存部200を密封するための第1密封体141をさらに含む。
【0201】
第1密封体141は、第1ハウジング110と第3ハウジング130との間に配置されうる。例えば、第1密封体141は、第1ハウジング110の上端に結合され、第3ハウジング130の下端に結合されて第1ハウジング110と第3ハウジング130との結合を堅固に保持する。
【0202】
また、第1密封体141は、第1気流通路150-1は密閉せず、保存部200は密閉する構造を含む。例えば、第1密封体141は、第1ハウジング110の上端に結合された状態で第1気流通路150-1が位置した部分には孔を含み、保存部200が位置した部分には孔を含まない構造を有する。これにより、第1密封体141は、第1気流通路151-1の閉塞を防止しつつも、第1ハウジング110の上端で保存部200と第1気流通路150-1とを分離または隔離させる。
【0203】
カートリッジ10は、第3ハウジング130に結合して連結口110cの周囲を密封する第2密封体142をさらに含む。第2密封体142は、第3ハウジング130の上端に結合する。第2密封体142は、連結口110cと対応する大きさの孔を含み、連結口110cの閉塞を防止しつつも、第1気流通路150-1と第2気流通路150-2とが連結される部分の周囲を密封することができる。
【0204】
カートリッジ10は、第1密封体141と第2密封体142とをいずれも含む。第1密封体141と第2密封体142は、それぞれ第3ハウジング130の上端及び下端に結合し、第1密封体141と第2密封体142の少なくとも一部は、第3ハウジング130の内側で部分的に結合する。これにより、第1ハウジング110と第3ハウジング130は、第1密封体141と第2密封体142とを媒介としてさらい堅固に結合されうる。
【0205】
第1密封体141及び第2密封体142は、1ハウジング110及び/または第3ハウジング130と嵌合される方式によって結合されうるが、第1密封体141及び第2密封体142の結合方式が上述した例示に限定されるものではない。
【0206】
一方、第1密封体141及び第2密封体142は、所定の剛性を有しつつ、防水性を有する材料(例えば、シリコン)を含み、第1ハウジング110及び/または第3ハウジング130と堅固に結合し、第1気流通路150-1の内壁の一部としても機能する。
【0207】
エアロゾル生成物質が霧化器400によって霧化される過程で、一部エアロゾル生成物質は、十分に霧化されず、相対的に大粒子の液滴が生成されうる。また、霧化されたエアロゾルの一部は、気流通路の内部で液化されて液滴が生成されうる。生成された液滴は、気流通路150を塞ぐか、流入口10iを介してカートリッジ10の外部に漏れるか、流出口10eを介してマウスピース10mの外部に漏れてユーザの利便性及び喫煙満足感が低下しうる。
【0208】
他の実施形態において、カートリッジ10は、気流通路上に生成される液滴を吸収するための吸収体(図示せず)をさらに含む。一例において、流入口10iと霧化空間400cとの間には、第1気流通路150-1上に生成される液滴を吸収する吸収体(図示せず)が配置されうる。例えば、吸収体の少なくとも一部は、ハウジング100の内部空間に位置し、第1気流通路150-1の少なくとも一領域と連結されうる。これにより、気流通路150上に生成された液滴は、吸収体に吸収され、気流通路150の内壁が液滴によって狭くなるか、閉塞されることが防止される。
【0209】
吸収体は、第1支持体330と第2ハウジング120との間に配置され、流入口10iと隣接した第1気流通路150-1の一領域と連結されうる。これにより、流入口10iと隣接した第1気流通路150-1の一領域に生成された液滴が吸収体に吸収され、流入口10iを介した液漏れが防止されうる。
【0210】
他の例において、吸収体は、第1ハウジング110と第3ハウジング130とが結合される領域に配置されうる。これにより、第1気流通路150-1と隣接した領域で液化されたエアロゾルの液滴は、吸収体に吸収されうる。その結果、さらに多量の液滴の除去が可能になり、カートリッジ10の液漏れ量が低減しうる。
【0211】
さらに他の例として、吸収体は、マウスピース10mの他側周囲に配置されて第2気流通路150-2上に生成された液滴を吸収する。例えば、吸収体は、第3ハウジング130と支持部10m-2との間に配置されうる。吸収体は、気流通路150で生成された液滴がマウスピース10mの流出口10eに向かう方向に移動または流動することを防止する。これにより、前述した問題点の発生可能性が低くなる。
【0212】
吸収体は、液体や固形残余物を吸収または吸着するフェルト(felt)、綿、布及び活性炭のうち、少なくとも1つを含むが、それらに限定されるものではない。
【0213】
一実施形態に係わる本体20は、結合部20aと保持部20mとを含む。カートリッジ10は、本体20に分離可能に結合し、結合部20aは、カートリッジ10が結合される本体20の一部でもある。保持部20mは、閉鎖位置に位置したマウスピース10mを保持または固定することができる。
【0214】
結合部20aは、カートリッジ10の少なくとも一部を収容する。例えば、結合部20aは、カートリッジ10の胴体部10bが収容または挿入されるように胴体部10bと対応する形状の収容溝20a-1を含む。収容溝20a-1に挿入されたカートリッジ10は、前述した多様な結合方式によって本体20と結合することができる。
【0215】
一実施形態において、カートリッジ10の胴体部10bの少なくとも一領域には、第1磁性体(図示せず)が含まれ、本体20の結合部20aの少なくとも一領域には、第2磁性体(図示せず)が含まれる。例えば、第1磁性体は、胴体部10bの下端に配置され、第2磁性体は、挿入された胴体部10bの下端と対向する本体20の結合部20aの底面に配置されうる。これにより、収容溝20a-1の所定位置まで挿入されたカートリッジ10は、磁力によって結合されうる。
【0216】
一実施形態において、結合部20aは、本体20とカートリッジ10とを電気的に連結するための連結端子20a-2を含む。連結端子20a-2は、例えば、ポゴピン(PogoPin)、ワイヤ(wire)、ケーブル、印刷回路基板(PCB)、軟性印刷回路基板(FPCB: flexible printed circuit board)及びC-クリップのうち、少なくとも1つを含むが、連結端子20a-2が上述した例示に限定されるものではない。
【0217】
前述したように、連結端子20a-2は、カートリッジ10の貫通ホール120hを介してカートリッジ10の胴体部10bの内部に接続され、カートリッジ10の電気基板510と連結されうる。カートリッジ10の電気基板510は、霧化器400と電気的接触をなしているので、連結端子20a-2と電気基板510との連結によって霧化器400は、本体20と電気的に連結されうる。これにより、霧化器400は、本体20のバッテリ600から電力を供給されうる。
【0218】
エアロゾル生成装置1は、吸入感知センサSをさらに含む。吸入感知センサSは、エアロゾル生成装置1の内部圧力変化または気流のフローを感知し、ユーザがエアロゾル生成装置1を吸い込むか否かをセンシングする。
【0219】
吸入感知センサSは、カートリッジ10または本体20のどちらにも位置しうる。カートリッジ10は、内部に保存されたエアロゾル生成物質が消尽されれば、交換される消耗品でもあるので、吸入感知センサSは、本体20に位置することが経済的側面で望ましい。
【0220】
一実施形態において、吸入感知センサSは、本体20の結合部20aに隣接して位置する。一例において、吸入感知センサSは、本体20に結合されたカートリッジ10の胴体部10bの外周面に隣接する結合部20aの一領域に位置する。他の例として、吸入感知センサSは、本体20に結合されたカートリッジ10のハウジング100の外周面に対向する本体20の一領域(例えば、収容溝20a-1の側壁)に位置する。
【0221】
外部空気は、結合された本体20とカートリッジ10との間の微細な間隙を介してエアロゾル生成装置1の内部に流入されるので、吸入感知センサSを外部空気が流れる領域に隣接して配置させることにより、本体20の内部の圧力変化または気流のフローをさらに正確に感知することができる。
【0222】
エアロゾル生成装置1は、エアロゾル生成装置1の全般的な動作を制御するプロセッサ(図示せず)とエアロゾル生成装置1が動作するのに必要な電力を供給するバッテリ600を含む。
【0223】
また、エアロゾル生成装置1は、外部装置と電気的に連結されるための外部端子20uを含む。外部端子20uは、例えば、USB端子を含む。エアロゾル生成装置1は、外部端子20uを介して外部装置と電力及びデータを送受信する。
【0224】
一実施形態に係わるエアロゾル生成装置1は、マウスピース10mを特定位置に保持するための保持部20mを含む。例えば、本体20は、閉鎖されたマウスピース10mを閉鎖位置に保持する保持部20mを含む。保持部20mは、閉鎖位置のマウスピース10mを収納する収納部20sの一端に位置する。例えば、保持部20mは、収納部20sに収納されたマウスピース10mの一端部と隣接して位置する。
【0225】
ユーザは、マウスピース10m閉鎖時、マウスピース10mが開放位置から閉鎖位置に移動するように外力を加えることができる。マウスピース10mが閉鎖位置に移動すれば、保持部20mは、マウスピース10mに保持力を提供してマウスピース10mを閉鎖位置に保持させうる。例えば、保持部20mは、マウスピース10mの一端部に磁力、弾性力及び/または摩擦力を提供してマウスピース10mを閉鎖位置に保持させうる。
【0226】
ユーザは、マウスピース10mの開放時、マウスピース10mが閉鎖位置から開放位置に移動するようにマウスピース10mに外力を加えることができる。例えば、ユーザは、マウスピース10mの他側を所定の力以上に加圧すれば、マウスピース10mが保持部20mと分離され、マウスピース10mが閉鎖位置から開放位置に回転する。
【0227】
一例において、保持部20mとマウスピース10mの一端は、それぞれ逆極性を有する磁性体を含む。これにより、マウスピース10mの一端部が閉鎖位置と所定の距離ほど近くなると、磁力による引張力によってマウスピース10mが閉鎖位置に保持されうる。
【0228】
他の例において、保持部20mは、マウスピース10mの一端部に反力を加える係止部20m-1を含む。係止部20m-1は、マウスピース10mが閉鎖位置で開放されないように、マウスピース10mが移動する方向の反対方向に反力を加えることができる。
【0229】
図8は、マウスピースが開放された状態の図7のカートリッジの平面図であり、図9は、マウスピースが開放された状態の図6のエアロゾル生成装置における気流の流入経路を示す図面であり、図10は、図8のカートリッジから気流が移動する経路を示す図面である。
【0230】
図9及び図10に図示された矢印は、ユーザがエアロゾル生成装置1を吸入するとき、気流の移動方向を示す。
【0231】
図8には、マウスピース10mが開放された状態のカートリッジ10が図示されている。ユーザは、開放されたマウスピース10mを口部に接触してエアロゾル生成装置1を吸い込むことで、エアロゾルを供給されうる。以下、エアロゾル生成装置1の内部から気流が移動する経路を詳細に説明する。
【0232】
図9を参照すれば、他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置1で外部空気は、本体20とカートリッジ10との間の微細な間隙を介してエアロゾル生成装置1の内部に流入されうる。微細なギャップは、本体20とカートリッジ10とが結合される表面上に形成されうる。例えば、微細なギャップは、カートリッジ10の第3ハウジング130と本体20とが結合される部分に形成され、第1ハウジング110及び第2ハウジング120の外周面と収容溝20a-1の側壁が結合される部分に形成されうる。
【0233】
図9に図示されたように、ユーザがエアロゾル生成装置1を吸入すれば、外部空気は、本体20とカートリッジ10との間に形成されたギャップを通じて収容溝20a-1の奥深い部分まで流入されうる。この際、収容溝20a-1の側壁に位置した吸入感知センサSは、微細なギャップを通じて移動する外部空気フローを感知することができる。
【0234】
図10は、図8のカートリッジ10をX-X’方向に切断した断面図であり、図9には図示されていない第1気流通路150-1の一部が図10には図示される。
【0235】
一実施形態において、第1気流通路150-1は、保存部200を取り囲む経路に沿って延長、配置または形成されうる。例えば、第1気流通路150-1は、流入部150-1-aと保存部200とを取り囲む迂回部150-1-bを含む。流入部150-1-aは、流入口10iを介してカートリッジ10の内部に流入された外部空気を霧化器400に誘導する前半経路を意味し、迂回部150-1-bは、ユーザがエアロゾル生成装置1を吸入するとき、カートリッジ10の内部に流入された外部空気を霧化器400に誘導する中盤ないし後半経路を意味する。
【0236】
流入部150-1-aは、第2ハウジング120の内壁に沿って延長または配置されうる。迂回部150-1-bは、流入部150-1-aと霧化器400とを連結し、保存部200の外壁に沿って位置することができる。例えば、迂回部150-1-bの一端部は、流入部150-1-aと連結され、迂回部150-1-bの他端部は、霧化器400と連結されうる。
【0237】
一実施形態において、迂回部150-1-bは、第1部分50-1-b1、第2部分150-1-b2、及び第3部分150-1-b3を含む。
【0238】
第1部分50-1-b1は、保存部200の外壁(例えば、第1ハウジング110の端部分)に沿ってカートリッジ10の長手方向に延びる区間でもある。例えば、流入された外部空気は、第1部分50-1-b1から+z方向に移動する。
【0239】
第2部分150-1-b2は、保存部200の外壁(例えば、第1ハウジング110の上端部分)に沿ってカートリッジ10の長手方向を横切る方向に延びる区間でもある。例えば、カートリッジ10の内部に流入された外部空気は、第2部分150-1-b2から+x方向と+y方向との間の方向に移動する。
【0240】
第3部分150-1-b3は、保存部200の外壁(例えば、第1ハウジング110の中心部部分)に沿ってカートリッジ10の長手方向に延びる区間でもある。例えば、カートリッジ10の内部に流入された外部空気は、第3部分150-1-b3から-z方向に移動する。
【0241】
まとめると、エアロゾル生成装置1の内部に流入された空気は、第2ハウジング120の流入口10iを介してカートリッジ10の内部に流入されうる。カートリッジ10の内部に流入された外部空気は、前述した流入部150-1-aによって+z方向に移動し、迂回部150-1-bから+z方向、+z方向を横切る方向、-z方向に順次に移動して霧化空間400cに到逹することができる。
【0242】
このように一実施形態による迂回部150-1-bを通過する外部空気は、制限された空間で相対的に長い流動経路に沿って移動するだけではなく、霧化器400と他の構成要素が位置したハウジング100の内部空間を経ずとも、霧化器400と隣接したカートリッジ10内部の中心部に到逹する。
【0243】
一実施形態において、第1気流通路150-1は、排出部150-1-dを含む。排出部150-1-dは、霧化空間400cで生成されたエアロゾルを外部に誘導する経路でもある。また、排出部150-1-dは、霧化器400の一部(例えば、霧化空間400c)から迂回部150-1-bと連通または連結されうる。
【0244】
排出部150-1-dの一端部は、霧化器400と連結され、排出部150-1-dの他端部は、連結口110cと連結されうる。例えば、排出部150-1-dは、霧化空間400cから連結口110cに延びる。また、排出部150-1-dは、第1ハウジング110の中心部からカートリッジ10の長手方向に沿って延びる。
【0245】
ユーザがエアロゾル生成装置1を吸入するとき、霧化器400によって生成されたエアロゾルは、流入部150-1-aと迂回部150-1-bとを介して流入された外部空気と混合されて排出部150-1-dを介してカートリッジ10の外部に向かって移動する。
【0246】
霧化空間400cに到逹した外部空気と生成されたエアロゾルは混合されて排出部150-1-dによって+z方向に移動する。マウスピース10mが開放位置にある状態で、第1気流通路150-1(または、排出部150-1-d)は、マウスピース10mの第2気流通路150-2と連結されるので、外部空気と混合されたエアロゾルは、第2気流通路150-2を介してエアロゾル生成装置1の外部に排出されうる。
【0247】
図11は、図7のカートリッジの一比較例を示す断面図であり、図12は、図7のカートリッジの断面図である。
【0248】
図11を参照すれば、一比較例に関するカートリッジ10’は、図7ないし図12に図示されたOリングを含まない。一比較例に関するカートリッジ10’は、第1ハウジング110と第2ハウジング120とが結合される部分に所定のギャップδが形成されうる。ギャップδは、例えば、第1ハウジング110と第2ハウジング120との公差によって形成されうる。
【0249】
ユーザがエアロゾル生成装置を吸入するとき、カートリッジ10’の内部に流入される外部空気の少なくとも一部は、第1ハウジング110と第2ハウジング120とのギャップδを介して流入されうる。このような場合、エアロゾル生成装置の吸引抵抗(draw resistance)が異なり、ユーザの喫煙満足感が低下しうる。
【0250】
また、エアロゾル生成装置の使用後、カートリッジ10’から十分に排出されていないエアロゾルが液化されてギャップに染み込めば、ギャップδが漸進的に広げられる。その結果、エアロゾル生成装置の信頼性が低下しうる。
【0251】
図12を参照すれば、一実施形態に係わるカートリッジ10は、Oリング115を含む。例えば、カートリッジ10は、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間に配置されたOリング115を含み、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間でのギャップの形成を防止するか、ギャップの大きさを減少させうる。
【0252】
例えば、Oリング115は、第1ハウジング110と第2ハウジング120とが結合される部分に位置し、第1ハウジング110と第2ハウジング120との間のギャップを埋め込むことができる。これにより、カートリッジ10の外部空気が流入口10iではない他の経路を介して流入される現象が防止されうる。
【0253】
Oリング115は、弾性材料(例えば、シリコン)によって作製されて第1ハウジング110と第2ハウジング120との間を気密に密封することができる。
【0254】
図13は、さらに他の実施形態に係わるエアロゾル生成装置のブロック図である。
【0255】
エアロゾル生成装置900は、プロセッサ910、センシング部920、出力部930、バッテリ940、霧化器950、ユーザ入力部960、メモリ970及び通信部980を含む。但し、エアロゾル生成装置900の内部構造は、図13に図示されたところに制限されない。すなわち、エアロゾル生成装置900の設計によって、図13に図示された構成のうち、一部が省略されるか、新たな構成がさらに追加されるということを、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、理解するであろう。
【0256】
センシング部920は、エアロゾル生成装置900の状態またはエアロゾル生成装置900周辺の状態を感知し、感知された情報をプロセッサ910に伝達することができる。プロセッサ910は、前記感知された情報に基づいて、霧化器950の動作制御、喫煙の制限、エアロゾル生成物品(例えば、シガレット、カートリッジなど)の挿入有無の判断、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900を制御する。
【0257】
センシング部920は、温度センサ922、挿入感知センサ924及び吸入感知センサ926のうち、少なくとも1つを含むが、それらに制限されない。
【0258】
温度センサ922は、霧化器950(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。エアロゾル生成装置900は、霧化器950の温度を感知する別途の温度センサを含むか、霧化器950自体が温度センサの役割を遂行する。または、温度センサ922は、バッテリ940の温度をモニタリングするようにバッテリ940の周囲に配置されたものでもある。
【0259】
挿入感知センサ924は、エアロゾル生成物品の挿入及び/または除去を感知する。例えば、挿入感知センサ924は、フィルムセンサ、圧力センサ、光センサ、抵抗性センサ、容量性センサ、誘導性センサ及び赤外線センサのうち、少なくとも1つを含み、エアロゾル生成物品の挿入及び/または除去による信号変化を感知する。
【0260】
吸入感知センサ926は、気流通路または気流チャネルの多様な物理的変化に基づいてユーザのパフを感知する。例えば、吸入感知センサ926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。
【0261】
センシング部920は、前述したセンサ922ないし926以外に、温/湿度センサ、気圧センサ、地磁気センサ(magnetic sensor)、加速度センサ(acceleration sensor)、ジャイロスコープセンサ、位置センサ(例えば、GPS)、近接センサ、及びRGBセンサ(illuminance sensor)のうち、少なくとも1つをさらに含んでもよい。各センサの機能は、その名称から通常の技術者が直観的に推論することができるので、具体的な説明は省略されうる。
【0262】
出力部930は、エアロゾル生成装置900の状態についての情報を出力してユーザに提供する。出力部930は、ディスプレイ部932、ハプティック部934及び音響出力部936のうち、少なくとも1つを含むが、それらに制限されるものではない。ディスプレイ部932とタッチパッドがレイヤ構造をなしてタッチスクリーンで構成される場合、ディスプレイ部932は、出力装置以外に、入力装置としても使用される。
【0263】
ディスプレイ部932は、エアロゾル生成装置900についての情報をユーザに視覚的に提供する。例えば、エアロゾル生成装置900についての情報は、エアロゾル生成装置900のバッテリ940の充/放電状態、霧化器950の作動状態、カートリッジまたはエアロゾル生成物品の挿入/除去状態またはエアロゾル生成装置900の使用が制限される状態(例えば、異常物品感知)などの多様な情報を意味し、ディスプレイ部932は、前記情報を外部に出力する。ディスプレイ部932は、例えば、液晶ディスプレイパネル(LCD)、有機発光ディスプレイパネル(OLED)などでもある。また、ディスプレイ部932は、LED発光素子の形態でもある。
【0264】
ハプティック部934は、電気的信号を、機械的な刺激または電気的な刺激に変換し、エアロゾル生成装置900についての情報をユーザに触覚的に提供する。例えば、ハプティック部934は、モータ、圧電素子、または電気刺激装置を含んでもよい。
【0265】
音響出力部936は、エアロゾル生成装置900についての情報をユーザに聴覚的に提供する。例えば、音響出力部936は、電気信号を音響信号に変換して外部に出力する。
【0266】
バッテリ940は、エアロゾル生成装置900の動作に用いられる電力を供給する。バッテリ940は、霧化器950が加熱されるように電力を供給する。また、バッテリ940は、エアロゾル生成装置900内に備えられた他の構成要素(例えば、センシング部920、出力部930、ユーザ入力部960、メモリ970及び通信部980の動作に必要な電力を供給する。バッテリ940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940は、リチウムポリマー(LiPoly)バッテリでもあるが、それらに制限されない。
【0267】
霧化器950は、バッテリ940から電力を供給されてエアロゾル生成物質を加熱しうる。図13に図示されていないが、エアロゾル生成装置900は、バッテリ940の電力を変換して霧化器950に供給する電力変換回路(例えば、DC/DCコンバータ)をさらに含む。また、エアロゾル生成装置900が誘導加熱方式でエアロゾルを生成する場合、エアロゾル生成装置900は、バッテリ940の直流電源を交流電源に変換するDC/ACコンバータをさらに含んでもよい。
【0268】
プロセッサ910、センシング部920、出力部930、ユーザ入力部960、メモリ970及び通信部980は、バッテリ940から電力を供給されて機能を遂行する。図13に図示されていないが、バッテリ940の電力を変換してそれぞれの構成要素に供給する電力変換回路、例えば、LDO(low dropout)回路または電圧レギュレータ回路をさらに含んでもよい。
【0269】
一実施例において、霧化器950は、抵抗加熱方式のヒータでもある。ヒータは、任意の適した電気抵抗性物質によって形成されうる。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、ヒータは、金属熱線(wire)、導電性トラック(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。
【0270】
他の実施例において、霧化器950は、誘導加熱方式のヒータでもある。例えば、霧化器950は、コイルによって印加された磁場を通じて発熱し、エアロゾル生成物質を加熱するサセプタを含む。
【0271】
さらに他の実施形態において、霧化器950は、超音波振動を発生させる振動子でもある。振動子は、例えば、圧電セラミックを含む。振動子に電気が印加されることにより、短い高周波の振動が発生し、発生した振動は、エアロゾル生成物質を微粒子化し、そしてエアロゾル生成物質をエアロゾルに霧化させうる。
【0272】
ユーザ入力部960は、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。例えば、ユーザ入力部960は、キーパッド(key pad)、ドームスイッチ(dome switch)、タッチパッド(接触式静電容量方式、圧力式抵抗膜方式、赤外線感知方式、表面超音波伝導方式、積分式張力測定方式、ピエゾ効果方式)、ジョグホイール、ジョグスイッチなどがあるが、それらに制限されるものではない。
【0273】
一実施形態において、図2のボタン20bがユーザ入力部960に該当しうる。
【0274】
また、図13に図示されていないが、エアロゾル生成装置900は、USB(universal serial bus)インターフェースのような連結インターフェース(connection interface)をさらに含み、USBインターフェースのような連結インターフェースを通じて他の外部装置と連結して情報を送受信するか、バッテリ940を充電する。
【0275】
メモリ970は、エアロゾル生成装置900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、プロセッサ910で処理されたデータ及び処理されるデータを保存する。メモリ970は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、SDまたはXDメモリなど)、RAM( Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read-Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、PROM(Programmable Read-Only Memory)、磁気メモリ、磁気ディスク、光ディスクのうち、少なくとも1つのタイプの記録媒体を含みうる。メモリ970は、エアロゾル生成装置900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及びユーザの喫煙パターンに係わるデータなどを保存することができる。
【0276】
通信部980は、他の電子装置との通信のための少なくとも1つの構成要素を含む。例えば、通信部980は、近距離通信部982及び無線通信部984を含む。
【0277】
近距離通信部(short-range wireless communication unit)982は、ブルートゥース(登録商標)通信部、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)通信部、近距離無線通信部(Near Field Communication unit)、WLAN(Wi-Fi)通信部、ジグビー(Zigbee(登録商標))通信部、赤外線(IrDA, infrared Data Association)通信部、WFD(Wi-Fi Direct)通信部、UWB(ultra wideband)通信部、Ant+通信部などを含むが、それらに制限されない。
【0278】
無線通信部984は、セルラネットワーク通信部、インターネット通信部、コンピュータネットワーク(例えば、LANまたはWAN)通信部などを含むが、それらに制限されない。無線通信部984は、加入者情報(例えば、国際モバイル加入者識別子(IMSI)を用いて通信ネットワーク内でエアロゾル生成装置900を確認及び認証する。
【0279】
プロセッサ910は、エアロゾル生成装置900の全般的な動作を制御する。一実施例において、プロセッサ910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によっても具現されることを、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解するであろう。
【0280】
プロセッサ910は、バッテリ940の電力を霧化器950に供給することを制御することで、霧化器950の温度または振動周波数を制御する。例えば、プロセッサ910は、バッテリ940と霧化器950との間のスイッチング素子のスイッチングを制御することで、電力供給を制御する。他の例として、プロセッサ910の制御命令によって加熱直接回路が霧化器950に対する電力供給を制御することもできる。
【0281】
プロセッサ910は、センシング部920によって感知された結果を分析し、後続して遂行される処理を制御する。例えば、プロセッサ910は、センシング部920によって感知された結果に基づいて、霧化器950の動作が開始または終了するように、霧化器950に供給される電力を制御する。他の例として、プロセッサ910は、センシング部920によって感知された結果に基づいて、霧化器950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霧化器950に供給される電力量及び電力供給時間を制御する。
【0282】
プロセッサ910は、センシング部920によって感知された結果に基づいて、出力部930を制御する。例えば、吸入感知センサ926を介してカウントされたパフ回数が既設定の回数に到逹すれば、プロセッサ910は、ディスプレイ部932、ハプティック部934及び音響出力部936のうち、少なくとも1つを通じてユーザにエアロゾル生成装置900が直ぐ終了するということを予告する。
【0283】
一実施形態は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータによって実行可能な命令語を含む記録媒体の形態にも具現されうる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータによってアクセスされる任意の可用媒体でもあり、揮発性及び不揮発性媒体、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。また、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記録媒体及び通信媒体をいずれも含む。コンピュータ記録媒体は、コンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他データのような情報の保存のための任意の方法または技術によって具現された揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型媒体をいずれも含む。通信媒体は、典型的にコンピュータ可読命令語、データ構造、プログラムモジュールのような変調されたデータ信号のその他データ、またはその他送信メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
【0284】
本実施形態に係わる技術分野において通常の知識を有する者であれば、前記記載の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解するであろう。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての相違点は、本発明に含まれるものと解釈されねばならない。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13