特許 7520182 エアロゾル発生装置およびその操作方法

(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】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】エアロゾル発生装置およびその操作方法

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/465 20200101AFI20240712BHJP

   A24F 40/50 20200101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

A24F40/465

A24F40/50

【請求項の数】 27

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023069058

(22)【出願日】2023-04-20

(62)【分割の表示】P 2021532850の分割

【原出願日】2019-12-11

(65)【公開番号】P2023099041

(43)【公開日】2023-07-11

【審査請求日】2023-05-15

(31)【優先権主張番号】1820143.4

(32)【優先日】2018-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(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

【氏名又は名称原語表記】Ｎｉｃｏｖｅｎｔｕｒｅｓ Ｔｒａｄｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｇｌｏｂｅ Ｈｏｕｓｅ， １ Ｗａｔｅｒ Ｓｔｒｅｅｔ，ＷＣ２Ｒ ３ＬＡ Ｌｏｎｄｏｎ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ

(74)【代理人】

【識別番号】100183782

【弁理士】

【氏名又は名称】轟木 哲

(72)【発明者】

【氏名】ホワイト、ジュリアン ダリン

(72)【発明者】

【氏名】ホロッド、マーティン ダニエル

【審査官】木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】特表平０８－５１１１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１５１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１４６０７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／１９２７０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２３２６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８９４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９４１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７８１１３（ＷＯ，Ａ２）

(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】

エアロゾル発生装置であって、当該装置は、
使用時にエアロゾル発生材を加熱し、それにより使用時にエアロゾルを発生させるための複合サセプタであって、当該複合サセプタは、支持部分と、当該支持部分によって支持されたサセプタ部分とを含み、及び前記複合サセプタは耐熱性保護部分をさらに含み、前記サセプタ部分は支持部分と耐熱性保護部分との間に位置する複合サセプタと、
使用中のサセプタ部分への誘導エネルギー伝達のために配置された誘導要素と、
使用時に誘導要素を交流で駆動するように配置され、それによって使用時にサセプタ部分への誘導エネルギー伝達を引き起こし、これにより、使用中の複合サセプタがエアロゾル発生材を加熱し、使用中にエアロゾルを発生させるようにする駆動装置と、
を含み、
前記交流は、第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有するエアロゾル発生装置。

【請求項2】

サセプタ部分は支持部のコーティングとして形成されていることを特徴とする請求項１記載のエアロゾル発生装置。

【請求項3】

サセプタ部分は第１のシート材料を含み、支持部分はサセプタ部分を支持するためにサセプタ部分と当接するよう構成された第２のシート材料を含むことを特徴とする請求項１記載のエアロゾル発生装置。

【請求項4】

支持部分はサセプタ部分を囲むように構成されていることを特徴とする請求項３記載のエアロゾル発生装置。

【請求項5】

サセプタ部分はほぼ５０ミクロン未満の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項6】

サセプタ部分はほぼ２０ミクロン未満の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項7】

サセプタ部分は強磁性材を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項8】

サセプタ部分はニッケルとコバルトの内の１つ以上を含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項9】

サセプタ部分はアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項10】

前記１つ以上の高次の周波数成分は基本成分の高調波であることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項11】

第１の周波数は０．５ＭＨｚ～２．５ＭＨｚの範囲の周波数Ｆであり、１つ以上の高次の周波数成分の各々の周波数はｎＦであり、ｎは１より大きい正の整数であることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項12】

波形は、ほぼ三角波形、ほぼのこぎり波、およびほぼ矩形波の内の１つであることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項13】

波形は双極矩形波形であることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項14】

駆動装置はＨブリッジ構成で配置され、双極矩形波形を供するよう制御可能なトランジスタを含むことを特徴とする請求項１３記載のエアロゾル発生装置。

【請求項15】

支持部分は金属、金属合金、セラミック材、プラスチック材および紙の内の１つ以上含むことを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項16】

耐熱性保護部分はサセプタ部分のコーティングであることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項17】

耐熱性保護部分はセラミック材、金属窒化物、窒化チタンおよびダイヤモンドの内の１つ以上を含むことを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項18】

複合サセプタは実質的に平面であることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項19】

複合サセプタは実質的に管状であることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項20】

エアロゾル発生材を含み、エアロゾル発生材は複合サセプタと熱接触していることを特徴とする請求項１乃至１９いずれか１項記載のエアロゾル発生装置。

【請求項21】

エアロゾル発生材はタバコおよび／または１種以上の湿潤剤を含むことを特徴とする請求項２０記載のエアロゾル発生装置。

【請求項22】

エアロゾル発生装置の操作方法であって、前記装置は、
エアロゾル発生材を加熱し、それによりエアロゾルを発生させるための複合サセプタであって、当該複合サセプタは支持部分と当該支持部分によって支持されたサセプタ部分とを含み、及び前記複合サセプタは耐熱性保護部分をさらに含み、前記サセプタ部分は支持部分と耐熱性保護部分との間に位置する複合サセプタと、
前記サセプタ部分への誘導エネルギー伝達のために配置された誘導要素と、を含み、前記方法は、
交流で誘導要素を駆動し、それによって、サセプタ部分への誘導エネルギー伝達を引き起こし、それにより、複合サセプタによるエアロゾル発生材の加熱を引き起こし、それによってエアロゾルを発生させることを含み、
前記交流は、第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する方法。

【請求項23】

前記１つ以上の高次の周波数成分は基本成分の高調波であることを特徴とする請求項２２記載の方法。

【請求項24】

第１の周波数は０．５ＭＨｚから２．５ＭＨｚの範囲の周波数Ｆであり、１つ以上の高次の周波数成分の各々の周波数はｎＦであり、ｎは１より大きい正の整数であることを特徴とする請求項２２または２３記載の方法。

【請求項25】

波形は、ほぼ三角波形、ほぼのこぎり波、およびほぼ矩形波の内の１つであることを特徴とする請求項２２乃至２４いずれか１項記載の方法。

【請求項26】

波形は双極矩形波形であることを特徴とする請求項２２乃至２５いずれか１項記載の方法。

【請求項27】

エアロゾル発生装置は請求項１乃至２１いずれか１項記載のエアロゾル発生装置であることを特徴とする請求項２２乃至２６いずれか１項記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はエアロゾル発生装置およびその操作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紙巻きタバコ、シガーなどの喫煙品は使用時にタバコを燃やし、煙を発生させる。これらの物品に代わるものとして燃焼させずに化合物を放出する製品を作成する試みがなされている。そのような製品の例としては、所謂「非燃焼加熱」製品またはタバコ加熱装置または製品が挙げられ、これらは材料を燃焼させずに加熱することによって化合物を放出する。材料は、例えばタバコまたは他のタバコ製品であってもよく、これはニコチンを含んでも含まなくてもよい。

【発明の概要】

【0003】

本発明の第１の態様では使用時にエアロゾル発生材を加熱し、それにより使用時にエアロゾルを発生させるためのものであり、支持部分と、支持部分によって支持されたサセプタ部分とを含む複合サセプタと、使用中のサセプタ部分への誘導エネルギー伝達のために配置された誘導要素と、使用時に誘導要素を交流で駆動するように配置され、それによって使用時にサセプタ部分への誘導エネルギー伝達を引き起こし、これにより、使用中の複合サセプタがエアロゾル発生材を加熱し、使用中にエアロゾルを発生させるようにする駆動装置とを含むエアロゾル発生装置が提供され、交流は、第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する。

【0004】

任意にサセプタ部分は支持部のコーティングとして形成されている。

【0005】

任意にサセプタ部分は第１のシート材料を含み、支持部分はサセプタ部分を支持するためにサセプタ部分と当接するよう構成された第２のシート材料を含む

【0006】

任意に支持部分はサセプタ部分を囲むように構成されている。

【0007】

任意にサセプタ部分はほぼ５０ミクロン未満の厚さを有する。

【0008】

任意にサセプタはほぼ２０ミクロン未満の厚さを有する。

【0009】

任意にサセプタ部分は強磁性材を含む。

【0010】

任意にサセプタ部分はニッケルとコバルトの内の１つ以上を含む。

【0011】

任意に１つ以上の高次の周波数成分は基本成分の高調波である。

【0012】

任意に第１の周波数は０．５ＭＨｚ～２．５ＭＨｚの範囲の周波数Ｆであり、１つ以上の高次の周波数成分の各々の周波数はｎＦであり、ｎは１より大きい正の整数である。

【0013】

任意に波形は、ほぼ三角波形、ほぼのこぎり波、およびほぼ矩形波の内の１つである。

【0014】

任意に波形は双極矩形波形である。

【0015】

任意に駆動装置はＨブリッジ構成で配置され、双極矩形波形を供するよう制御可能なトランジスタを含む。

【0016】

任意に支持部分は金属、金属合金、セラミック材、プラスチック材および紙の内の１つ以上含む。

【0017】

任意に複合サセプタは耐熱性保護部分を含み、サセプタ部分は支持部分と保護部分の間に位置する。

【0018】

任意に耐熱性保護部分はサセプタ部分のコーティングである。

【0019】

任意に耐熱性保護部分はセラミック材、金属窒化物、窒化チタンおよびダイヤモンドの内の１つ以上を含む。

【0020】

任意に複合サセプタは実質的に平面である。

【0021】

任意に複合サセプタは実質的に管状である。

【0022】

任意に装置はエアロゾル発生材を含み、エアロゾル発生材は複合サセプタと熱接触している。

【0023】

任意にエアロゾル発生材はタバコおよび／または１種以上の湿潤剤を含む。

【0024】

本発明の第２の態様ではエアロゾル発生材を加熱し、それによりエアロゾルを発生させるためのものであり、支持部分と、支持部分によって支持されたサセプタ部分とを含む複合サセプタと、さらにサセプタ部分への誘導エネルギー伝達のために配置された誘導要素とを含むエアロゾル発生装置の操作方法が提供され、この方法は、交流で誘導要素を駆動し、それによって、サセプタ部分への誘導エネルギー伝達を引き起こし、それにより、複合サセプタによるエアロゾル発生材の加熱を引き起こし、それによってエアロゾルを発生させることを含み、交流は、第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する。

【0025】

任意に１つ以上の高次の周波数成分は基本成分の高調波である。

【0026】

任意に第１の周波数は０．５ＭＨｚ～２．５ＭＨｚの範囲の周波数Ｆであり、１つ以上の高次の周波数成分の各々の周波数はｎＦであり、ｎは１より大きい正の整数である。

【0027】

任意に波形は、ほぼ三角波形、ほぼのこぎり波、およびほぼ矩形波の内の１つ以上である。

【0028】

任意に波形は双極矩形波形である。

【0029】

任意にエアロゾル発生装置は第１の態様によるエアロゾル発生装置である。

【0030】

さらなる特徴および利点を添付図面を参照して単に一例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】一例によるエアロゾル発生装置の模式図である。

【図2】第１の例による複合サセプタの模式図である。

【図3】第２の例による複合サセプタの模式図である。

【図4】図１のエアロゾル発生装置の一部の模式図である。

【図5】一例による駆動装置の一部の模式図である。

【図6a】異なる交流波形の時間に対する電流のプロットをプロットを模式的に示している。

【図6b】図６ａの交流電流波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。

【図6c】異なる交流波形の時間に対する電流のプロットをプロットを模式的に示している。

【図6d】図６ｃの交流電流波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。

【図6e】異なる交流波形の時間に対する電流のプロットをプロットを模式的に示している。

【図6f】図６ｅの交流電流波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。

【図6g】異なる交流波形の時間に対する電流のプロットをプロットを模式的に示している。

【図6h】図６ｇの交流電流波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。

【図6i】異なる交流波形の時間に対する電流のプロットをプロットを模式的に示している。

【図6j】図６ｉの交流電流波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。

【図7】一例によるエアロゾル発生装置の操作方法を略式に示している。

【発明を実施するための形態】

【0032】

誘導加熱は、電磁誘導によって導電性物体（またはサセプタ）を加熱するプロセスである。誘導加熱器は、電磁石などの誘導要素と交流などの可変電流を電磁石に流す回路を含んでもよい。電磁石の電流が変化すると、磁場が変化する。変動磁場は、電磁石に対して適切に配置されたサセプタを貫通し、サセプタ内に渦電流を発生させる。サセプタは渦電流に対する電気抵抗を持ち、この抵抗に抗して渦電流が流れるとジュール熱によりサセプタが加熱される。サセプタが鉄、ニッケルまたはコバルトなどの強磁性材料を含む場合、サセプタ内の磁気ヒステリシス損失により、即ち、可変磁場との整列の結果として磁性材料内の磁気双極子の配向の変化により、熱が発生する可能性がある。誘導加熱は導電性の物（またはサセプタ）を電磁誘導によって加熱する方法である。

【0033】

誘導加熱では、サセプタ内部で熱が発生するため、例えば伝導による加熱に比べ、急速に加熱することができる。さらに、誘導加熱器とサセプタとの間に物理的な接触を設ける必要がないため、構造と応用の自由度が高まる。

【0034】

誘導加熱器は、抵抗器によって提供される抵抗（Ｒ）、誘導要素、例えばサセプタを誘導加熱するように配置される電磁石によって提供されるインダクタンス（Ｌ）、および、例えば直列または並列に接続されたキャパシタによって提供されるキャパシタンス（Ｃ）を含むＲＬＣ回路を含む。場合によっては、インダクタとコンデンサを接続する回路の一部のオーム抵抗により抵抗が提供されるため、ＲＬＣ回路は必ずしもそのような抵抗を含む必要はない。このような回路は、例えばＬＣ回路と呼ばれる場合がある。このような回路は、電気的共振を示すことがある。これは、２つの回路要素のインピーダンスまたはアドミタンスの虚数部分が互いに打ち消し合うときに、特定の共振周波数で発生する。ＲＬＣまたはＬＣ回路で共振が発生するのは、インダクタの崩壊する磁場がその巻線に電流を生成してコンデンサを充電し、放電コンデンサが電流を供給してインダクタに磁場を構築するためである。回路が共振周波数で駆動されると、インダクタとコンデンサの直列インピーダンスが最小になり、回路電流が最大になる。従って、ＲＬＣまたはＬＣ回路を共振周波数またはその近くで駆動すると、効果的かつ効率的な誘導加熱を提供することができる。

【0035】

図１は、一例によるエアロゾル発生装置１００を模式的に示す。本装置１００は、エアロゾル発生デバイス１００である。このエアロゾル発生デバイス１００は手持ち型である。このエアロゾル発生デバイス１００は、ＤＣ電源１０４、この例ではバッテリー１０４、駆動装置１０６、誘導要素１０８、複合サセプタ１１０、およびエアロゾル発生材１１６を含む。

【0036】

大まかに言えば、複合サセプタ１１０（支持部分と、支持部分によって支持されたサセプタ部分を含み、以下により詳細に説明する）は、使用中にエアロゾル発生材を加熱して、使用中にエアロゾルを発生させるもので、誘導要素１０８は使用中の複合サセプタ１１０の少なくともサセプタ部分への誘導エネルギー伝達のために配置され、駆動装置１０６は、使用時に誘導要素１０８を交流で駆動するように配置され、それによってサセプタ部分への誘導エネルギー伝達を引き起こす。これにより、使用中の複合サセプタ１１０がエアロゾル発生材１１６を加熱し、使用中にエアロゾルを発生させる。交流は、第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する。例えば、波形は実質的に矩形波であってもよい。

【0037】

大まかに言えば、基本周波数成分と、１つ以上のより高い周波数の高次の周波数成分を含む波形を有する電流で誘導要素を駆動すると、誘導要素によって生成される交流磁場は基本周波数成分と１つ以上のより高周波数の高次の周波数成分を含む。表皮深さ（即ち、誘導要素１０８によって生成される交流磁場がサセプタ部分に浸透して誘導加熱を引き起こす特徴的な深さ）は、交流磁場の周波数の増加とともに減少する。従って、高周波成分の表皮深さは、基本周波数成分の表皮深さよりも小さい。従って、基本周波数成分と１つ以上のより高周波数成分を含む波形を使用すると、例えば基本周波数のみを使用する場合と比べて、誘導要素からサセプタへのより大きな割合の誘導エネルギーの伝達が、サセプタの表面から比較的浅いところで起こる。これにより、所定のエネルギー伝達効率を実質的に維持しながら、サセプタ部分の厚さを減らすことができ、サセプタ部分のコストを削減することができる（および／またはサセプタ部分の製造効率を高めることができる）。その代わりあるいはそれに加えて、これにより、所定のサセプタ部分の厚さ（例えば、表皮の深さがサセプタ部分の厚さよりも大きくなる可能性があるもの）に対してエネルギー伝達効率を高めることができ、これにより加熱効率が改善される。従って、エアロゾルを発生させるための改良されたエアロゾル発生デバイスと方法を提供することができる。

【0038】

図１に示すように、ＤＣ電源１０４は、駆動装置１０６に電気的に接続されている。ＤＣ電源１０４は、駆動装置１０６にＤＣ電力を供給するように配置されている。駆動装置１０６は、誘導要素１０８に電気的に接続されている。駆動装置１０６は、ＤＣ電源１０４からの入力ＤＣ電流を交流に変換するように配置されている。駆動装置１０６は、誘導要素１０８を交流で駆動するように配置されている。つまり、駆動装置１０６は、誘導要素１０８を通して交流を駆動する、即ち、誘導要素１０８を通して交流を流すように配置されている。

【0039】

誘導要素１０８は、電磁石、例えばコイルまたはソレノイドであってもよく、例えば平面状であってもよく、例えば銅で形成されてもよい。誘導要素１０８は、使用中の複合サセプタ１１０（即ち、以下でより詳細に説明する複合サセプタ１１０の少なくともサセプタ部分）に誘導エネルギーを伝達するために配置される。同様に、複合サセプタ１１０は、誘導要素１０８から複合サセプタ１１０に誘導エネルギーを伝達するために、誘導要素１０８に対して配置される。

【0040】

交流を通している誘導要素１０８は、上述のように、ジュール加熱および／または磁気ヒステリシス加熱によって複合サセプタ１１０を加熱する。例えば、複合サセプタ１１０は、エアロゾル発生材１１６と熱接触している（即ち、伝導、対流、および／または輻射加熱などによってエアロゾル発生材１１６を加熱して、使用中にエアロゾルを発生させるように配置される）。いくつかの例では、複合サセプタ１１０およびエアロゾル発生材１１６は一体型ユニットを形成しており、エアロゾル発生デバイス１００に挿入および／またはデバイス１００から取り外すことができ、かつ使い捨てることができる。いくつかの例では、誘導要素１０８は、例えば交換のためにデバイス１００から取り外すことができる。エアロゾル発生デバイス１００は、エアロゾル発生材１１６を加熱して、ユーザーによる吸入のためにエアロゾルを発生させるように構成されてもよい。

【0041】

注目すべきことは本明細書中では「エアロゾル発生材」なる用語は通常は蒸気またはエアロゾルの形体の、加熱すると揮発成分を供する材料を含む。エアロゾル発生材は非タバコ含有材またはタバコ含有材であってもよい。例えば、エアロゾル発生材はタバコであってもよく、またはタバコを含んでもよい。エアロゾル発生材は、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、均質化タバコまたはタバコ代替え品の内の１つ以上を含んでもよい。エアロゾル発生材は、粉タバコ、刻みくずタバコ、押し出しされたタバコ、再生タバコ、再生材料、液体、ゲル、ゲル化シート、粉または凝集物などの形体であってもよい。エアロゾル発生材は製品によってニコチンを含むまたは含まない他の非タバコ製品を含んでもよい。エアロゾル発生材はグリセリンおよび／またはプロピレングリコールなどの１種以上の湿潤剤を含んでもよい。

【0042】

図１に示すように、エアロゾル発生デバイス１００は、バッテリー１０４、駆動装置１０６、誘導要素１０８、複合サセプタ１１０、およびエアロゾル発生材１１６を収容する外側本体１１２を含む。外側本体１１２は、使用中に発生したエアロゾルがデバイス１００から出るのを可能にするマウスピース１１４を含む。ただし、実施例によっては、エアロゾル発生材１１６とマウスピース１１４は、デバイス１００に挿入される結合構造で提供されてもよい（例えば、一端にフィルタ材料を含む紙巻きタバコまたはタバコを含む材料）。

【0043】

使用時、ユーザーは、例えば、それ自体が既知のボタン（図示せず）またはパフ検出器（図示せず）を介して回路１０６を作動させて、誘導要素１０８で交流を駆動し、それにより複合サセプタ１１６を誘導加熱し、次にエアロゾル発生材１１６を加熱してエアロゾルを発生させる。エアロゾルは、吸気口（図示せず）からデバイス１００に引き込まれた空気中に発生し、それによりマウスピース１１４に運ばれ、エアロゾルはデバイス１００から排出される。

【0044】

駆動装置１０６、誘導要素１０８、複合サセプタ１１０および／またはデバイス１００は全体として、エアロゾル発生材１１６を燃焼せずにエアロゾル発生材の少なくとも１つの成分を揮発させる温度範囲に加熱するように配置される。例えば、温度範囲は、約５０℃～約３５０℃、例えば、約１００℃～約２５０℃、約１５０℃～約２３０℃である。いくつかの例では、温度範囲は約１７０℃と約２２０℃の間である。いくつかの例では、温度範囲はこの範囲外でもよく、温度範囲の上限は３００℃より高くてもよい。

【0045】

図２には、複合サセプタ２１０の例が示されている。この複合サセプタ２１０は、図１を参照して示されたエアロゾル発生デバイス１００の複合サセプタ１１０として使用することができる。複合サセプタ２１０は、実質的に平面である（図２に示すように）。他の例では、複合サセプタ２１０は実質的に管状である。例えば、複合サセプタ２１０は、エアロゾル発生材を取り囲んでもよい（図２には示されていないが）。言い換えれば、エアロゾル発生材は、管状の複合サセプタ２１０の内部に配置されてもよい。別の例として、エアロゾル発生材は、管状の複合サセプタ２１０が、管状の複合サセプタ２１０を取り囲むように配置されてもよい。管状の複合サセプタ２１０は、エアロゾル発生材の加熱効率を改善するのに役立つ。

【0046】

複合サセプタ２１０は、支持部分２２２とサセプタ部分２２４とを含む。サセプタ部分２２４は、支持部分２２２によって支持される（言い換えれば、支持部分２２２はサセプタ部分２２４を支持する）。サセプタ部分２２４は、誘導要素（例えば、図１の１０６）との誘導エネルギー伝達が可能で、誘導要素によって生成される交番磁場が、サセプタ部分２２４を、例えばジュール加熱および／または上述の磁気ヒステリシス加熱で誘導加熱する（即ち、サセプタ部分２２４は、使用時にサセプタとして機能する）。サセプタ部分２２４は、金属および／または導電性ポリマーなどの導電性材料を含むことができる。サセプタ部分は、強磁性材料、例えばニッケルおよびコバルトの一方または両方を含むことができる。いくつかの例では、支持部分２２２は、実質的にサセプタとして機能することもできる。他の例では、支持部分２２２は、実質的に誘導加熱が可能でなくてもよい。支持部分２２２は、金属、金属合金、セラミック材料、プラスチック材料、および紙の内の１つ以上を含むことができる。例えば、支持部分２２２は、ステンレス鋼、アルミニウム、鋼、銅、および／または高温（即ち、耐熱性）ポリマー、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および／またはカプトンおよび／またはＺｙｔｅｌ（登録商標）ＨＴＮなどのポリアミド樹脂であるか、またはそれらを含むことができる。

【0047】

サセプタ部分２２４は、支持部分２２２のコーティングとして形成することができる。例えば、サセプタ部分２２４は、強磁性材料、例えば、ニッケルおよび／またはコバルトでコーティングすることができる。例えば、コーティングは、化学メッキ、例えば電気化学メッキ、および／または支持部分２２２へのサセプタ部分２２４の材料の真空蒸着によって形成することができる。いくつかの例では、サセプタ部分２０４の厚さは、実質的に５０ミクロン以下、例えば２０ミクロン以下、例えば約１０～２０ミクロン、例えば約１５ミクロン、又は例えば数ミクロンである。

【0048】

ニッケルまたはコバルトなどの強磁性材料のサセプタ部分２０４（例えば、誘導要素１０８に面する複合サセプタ１１０の側）を含む複合サセプタ１１０は、例えば、より厚い軟鋼板と同様の誘導エネルギー吸収効果をもち、かつサセプタ部分２０４を比較的薄くすることができる。コバルトは透磁率が高く、誘導エネルギーの吸収を改善できるため好ましい。さらに、コバルトはニッケルよりも高いキュリー点温度を持っている（コバルトは約１，１２０～１，１２７℃、ニッケルは３５３～３５４℃）。キュリー点温度またはそれに近い温度で、サセプタ材料の透磁が低下または停止し、可変磁場による浸透で加熱される材料の能力も低下または停止する。コバルトのキュリー点温度は、エアロゾル発生デバイス１００の誘導加熱の通常の動作温度より高い可能性があり、従って、コバルトを使用する場合、ニッケルを使用した場合と比べて通常の動作中に透磁率の低下の影響が目立たない（または識別できない）場合がある。上述のように、複合サセプタ２１０の支持部分２２２は、エアロゾル発生材１１６を加熱するための熱を発生させるために、印加された変動磁場と相互作用する必要はなく、サセプタ部分２２２を支持するだけでよい。従って、支持体は、任意の適切な耐熱性材料から作ることができる。材料の例としては、アルミニウム、鋼、銅、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、カプトンなどの耐熱ポリマー、紙が挙げられる。

【0049】

比較的薄いサセプタ材料、例えばニッケルやコバルトなどの強磁性材料を使用すると、サセプタ材料の使用量が比較的少なくなり、より効率的で低コストのサセプタを製造することができる。比較的薄いサセプタ材料のみを使用すると、例えば数十ミクロンの範囲の厚さのそのような材料は脆く、損傷しやすいサセプタが生成される可能性がある。しかしながら、サセプタ部分２２４を支持する、例えばコーティングとして形成する、または包み込むことにより、支持部分２２２は、低コストのサセプタの製造を可能にし、比較的損傷に強い。上述のように、支持部分２２２は、誘導加熱の影響を受けやすい機能を必ずしも提供する必要はないので、支持部分２２２は、金属、金属合金、セラミック材料、そして比較的低コストのプラスチック材料など、より多様な耐熱性材料から作られてもよい。従って、複合サセプタ２１０は、比較的低コストで製造することができる。

【0050】

図３に示すように、例示的な複合サセプタ３１０が模式的に示されている。例示的な複合サセプタ２１０は、図１に示すエアロゾル発生デバイス１００における複合サセプタ１１０として使用される。図３に示す複合サセプタ３１０は図２を参考に示された例示的なサセプタ２１０と同じであるが、この複合サセプタ３１０は耐熱性保護部分３２６を含む点で異なる。複合サセプタ３１０は、支持部分３２２（図２の複合サセプタ２１０の支持部分２２２と同一または類似である）と、サセプタ部分３２４（図２の複合サセプタ２１０のサセプタ部分２２４と同じ又は類似である）を含む。この例では、サセプタ部分３２４は、支持部分３２２と保護部分３２６との間に配置されている。

【0051】

耐熱保護部分３２６は、サセプタ部分３２４のコーティングであってもよい。耐熱保護部分３２６は、セラミック材料、金属窒化物、窒化チタン、およびダイヤモンド状炭素のうちの少なくとも１つを含んでもよい。例えば、窒化チタンおよび／またはダイヤモンド状炭素は、物理気相成長法を用いるコーティングとして利用される。保護部分３２６は、例えば複合サセプタの誘導加熱の結果として発生する傾向がある表面酸化などの化学的腐食からサセプタ部分３２４を保護することができる。そうしないと、複合サセプタ３１０の寿命が短くなる可能性がある。保護部分３２６は、代替的または追加的にサセプタ部分３２４を機械的摩耗から保護することができる。そうしないと、複合サセプタの寿命を短くする可能性がある。保護部分３２６は、サセプタ部分３２４からの熱損失を代替的または追加的に低減することができる。そうしないと環境に失われる可能性があり、これにより保護部分３２６は、複合サセプタ３１０の加熱効率を改善することができる。

【0052】

例えば、サセプタ部分３２４がコバルトまたはニッケルなどの強磁性材料である場合、サセプタ部分３２４は、温度が上昇するにつれて酸化の影響を受けやすくなる。これは、非酸化金属表面に対する相対輻射率（εｒ）を増加させることにより、輻射による熱損失を増加させ、輻射によるエネルギー損失率を高める。輻射されたエネルギーが環境に失われることになる場合、そのような輻射はシステムのエネルギー効率を低下させる。酸化はまた、サセプタ部分３２４の化学的腐食に対する耐性を低下させる可能性があり、その結果、加熱要素の耐用年数が短くなる。耐熱保護部分３２６は、これらの影響を低減することができる。上で述べたように、いくつかの例では、保護部分３２６は、物理気相成長によって形成されてもよい。他の例では、保護部分３２６は、サセプタ部分３２４を化学的に処理して、サセプタ部分３２４に保護膜の成長を促進するか、または陽極酸化などのプロセスを用いて保護酸化物層を形成することによって提供されてもよい。いくつかの例では、サセプタ部分を密封することができ、例えば、耐熱保護部分３２６および支持部分３２２は一緒にサセプタ部分３２４を密封することができる。いくつかの例では、耐熱保護部分３２６は、サセプタ部分３２４および支持部分３２２を密封することができる。いくつかの例では、耐熱保護部分３２６は、電気伝導性が低いか、またはまったくなくてもよく、サセプタ部分３２４ではなく耐熱保護部分３２６での電流の誘導を防止することができる。

【0053】

図４は、一例によれば、図１を参考に示された装置１００の構成要素のいくつかをより詳細に模式的に示している。図１を参考に示された同一または類似の構成要素には同じ参照番号が付されており、再度詳細に説明しない。

【0054】

図４に示すように、駆動装置１０６は、駆動部４３２および駆動部制御装置４３０を含む。駆動部４３２は、バッテリー１０４に電気的に接続されている。具体的には、駆動部４３２は、比較的高い電位＋ｖ４３４を提供するバッテリー１０４の正極、およびバッテリー１０４の負極またはアース電極に接続され、比較的低電位、ゼロ電位、または負電位ＧＮＤ４３６を提供する。従って、電圧は駆動部４３２の両端に確立される。

【0055】

駆動部４３２は、誘導要素１０８に電気的に接続されている。誘導要素は、インダクタンスＬを持っていてもよい。駆動部４３２は、キャパシタンスＣを有するコンデンサ（図示せず）および直列接続された誘導要素１０８を含む回路、即ち直列ＬＣ回路を介して誘導要素１０８に電気的に接続される。

【0056】

駆動部４３２は、バッテリー１０４からの入力直流から、使用中の誘導要素１０８に交流を供給するように配置される。駆動部４３２は、例えば論理回路を含む駆動部制御装置４３０に電気的に接続されている。駆動部制御装置４３０は、駆動部４３２またはその部品を制御して、入力直流から出力交流を供給するように配置される。一例では、以下でより詳細に説明するように、駆動部制御装置４３０は、駆動部４３２に交流を発生させるために、任意の時間に駆動部４３２のトランジスタへの切替電位の提供を制御するように配置されてもよい。駆動部制御装置４３０は、切替電位が導出されるバッテリー１０４に電気的に接続されてもよい。

【0057】

駆動部制御装置４３０は、誘導要素１０８を通じて駆動される交流の周波数を制御するように配置されてもよい。上述のように、ＬＣ回路は共振を示すことがある。駆動部制御装置２０８は、誘導要素１０８を含む直列ＬＣ回路を通じて駆動される交流の周波数を、ＬＣ回路の共振周波数またはそれに近い周波数に制御することができる。例えば、駆動周波数は、ＭＨｚ（メガヘルツ）の範囲、例えば０．５～２．５ＭＨｚの範囲、例えば２ＭＨｚであってもよい。例えば、特定の回路（および／またはその部品）および／または使用されるサセプタ１１０に応じて、他の周波数が使用されてもよい。例えば、回路の共振周波数は、回路のインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣに依存し、それにより、使用されるインダクタ１０８、コンデンサ（図示せず）およびサセプタ１１０に依存する。いくつかの例では、キャパシタンスがゼロまたはゼロに近い場合がある。このような例では、回路の共振動作は無視することができる。

【0058】

駆動装置１０６は、生成される交流の波形を制御するように配置することができる。一例では、以下でより詳細に説明するように、波形は矩形波形、例えば双極矩形波形である。他の例では、波形は三角波またはのこぎり波、または実際には第１の周波数を有する基本周波数成分を含む任意の波形および、それぞれが第１の周波数より高い周波数を有する１つ以上の高次の周波数成分である。この点で、波形の基本周波数はＬＣ回路の駆動周波数である。

【0059】

使用時、例えばユーザーによって駆動部制御装置４３０が起動されると、駆動部制御装置４３０は、誘導要素１０８を介して交流を駆動するように駆動部４３２を制御することができる。それにより、サセプタ１１０を誘導加熱する（サセプタ１１０は、その後、エアロゾル発生材（図４には示されていない）を加熱して、例えば、使用者による吸入のためのエアロゾルを発生させる）。

【0060】

図５に示すように、一例では、駆動部４３２がより詳細に模式的に示されている。図５に示す駆動部４３２は、図４を参照して示した駆動部４３２として使用することができ、および／または、図１および／または図４を参照して示した駆動装置１０６の一部として使用することができる。この例では、駆動部４３２はＨブリッジ駆動部４３２である。駆動部４３２は、Ｈブリッジ構成で配置された複数のトランジスタ、この例では４個のトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、を備えている（なお、Ｈブリッジ構成で配置または接続されたトランジスタは、Ｈブリッジと呼ばれることがある）。Ｈブリッジ構成は、高電位側対トランジスタＱ１、Ｑ２と低電位側対トランジスタＱ３、Ｑ４を含む。高電位側対の第１トランジスタＱ１は、低電位側対の第３トランジスタＱ３に電気的に隣接し、高電位側対の第２トランジスタＱ２は、低電位側対の第４トランジスタに電気的に隣接している。高電位側対は、低電位側対が繋がっている第２電位ＧＮＤ４３６よりも高い第１電位＋ｖ４３４に接続している。この例では、駆動部４３２は、トランジスタＱ１、Ｑ２の高電位側対３０４の間の第１の点５４５と、トランジスタＱ３、Ｑ４の低電位側対３０６の間の第２の点５４６にまたがる、ＤＣ電源１０４（図５には示されていない）の接続のために配置される。従って、使用時には、第１の点５４５と第２の点５４６との間に電位差が生じる。

【0061】

図５に示す例示的な駆動部４３２は、誘導要素１０８に電気的に接続され、それを駆動するように配置される。具体的には、誘導要素１０８は、高電位側対トランジスタの一方Ｑ２と低電位側対トランジスタの一方Ｑ４の間の第３の点５４８と、高電位側対トランジスタの他方Ｑ１と低電位側対トランジスタの他方Ｑ３の間の第４の点５４７をまたがって接続される。

【0062】

この例では、各トランジスタは、それぞれ制御線５４１、５４２、５４３、５４４を介して、使用時に電流が実質的に通過できるように駆動部制御装置（図５には示されていない）が提供する切替電位によって制御可能な、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４である。例えば、各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、切替電位が電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に供給されると、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４には実質的に電流が通過し、切替電位が電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４に供給されないと、電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４には電流が流れないように配置されている。

【0063】

この例では、駆動部制御装置（図５には示されていないが、図４の駆動部制御装置４３０を参照）は、供給ライン５４１、５４２、５４３、５４４を個々に介して、各電界効果トランジスタへの切替電位の供給を制御するように構成されている。それによって、各トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が「オン」モード（即ち、電流が流れる低抵抗モード）または「オフ」モード（即ち、実質的に電流が流れない高抵抗モード）のいずれであるかに関わらず、個別に制御する。

【0064】

それぞれの電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４への切替電位の提供のタイミングを制御することで、駆動部制御装置４３０は、誘導要素１０８に交流を供給する。例えば、１回目に、駆動部制御装置４３０は、切替電位を第１および第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４に提供し、第２および第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３には提供しない第１の切替状態にあってもよい。このため、第１および第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４は低抵抗モードになり、第２および第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３は高抵抗モードになる。従って、この１回目の時点で、電流は、第１の電界効果トランジスタＱ１を通り、誘導要素１０８を第１の方向（図５で左から右）に流れ、第４電界効果トランジスタＱ４を経て、駆動部４３２の第１の点５４５から駆動部４３２の第２の点５４６に流れる。しかし、２回目には、駆動部制御装置４３０は、第２および第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３に切替電位を提供し、第１および第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４に提供しない第２の切替状態であってもよい。このため、第２および第３の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ３は低抵抗モードになり、第１および第４の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ４は高抵抗モードになる。従って、この２回目の時点で、電流は、第２の電界効果トランジスタＱ２を通り、誘導要素１０８を第１の方向とは反対の第２の方向（即ち、図５で右から左）に流れ、第３の電界効果トランジスタＱ３を経て、駆動部４３２の第１の点５４５から駆動部４３２の第２の点５４６へ流れる。従って、第１の切替状態と第２の切替状態とを交互にすることで、駆動部制御装置４３０は、誘導要素１０８を経て交流を提供（即ち、駆動）するように駆動部４３２を制御することができる。このようにして、駆動装置１０６は、誘導要素１０８を経て交流を駆動することができる。

【0065】

この例では、誘導要素１０８を通じて駆動される交流は、実質的に矩形波を有する。具体的には、交流は、実質的に双極の矩形波形を有する。即ち、交流の波形は、正の電流値（即ち、１回目に第１の方向に流れる電流）に対する第１の実質的に正方形の部分、および負の電流値（即ち、２回目に第１の方向とは反対の第２の方向に流れる電流）に対する第２の実質的に正方形の部分の両方を有する。ただし、以下でより詳細に説明するように、他の例では、他の駆動装置１０６を使用して、他の形態を有する交流を発生させることができる。例えば、駆動装置１０６は、１種以上の波形を発生させることができる関数発生器または任意波形発生器などの信号発生器を含むことができ、それらは、例えば、適切な増幅器を用いて、その波形に従って誘導要素１０８に交流を駆動させるのに使用することができる。

【0066】

ここで図６ａから６ｊを参照する。図６ｂ、６ｄ、６ｆ、６ｈ、および６ｊは、それぞれ、図６ａ、６ｃ、６ｅ、６ｇ、および６ｉの交流波形の周波数成分の周波数空間におけるプロットを模式的に示している。

【0067】

図６ａは、時間ｔの関数としての交流Ｉの正弦波形を模式的に示している。正弦波の周波数はＦである。つまり、図６ａでは、電流Ｉは、式Ｉ＝ｓｉｎ（２πＦｔ）に従って時間ｔの関数として変化する。図６ｂは、図６ａの正弦波形の周波数成分の周波数空間でのプロットを模式的に示している。つまり、図６ｂのプロットは、図６ｂの波形のフーリエ変換を表していると見なすことができる。具体的には、図６ｂは、周波数ｆに対する波形の振幅Ａをプロットしている。図６ｂの模式図では、振幅Ａは、スペクトルの最大振幅Ａが１になるように正規化されている。図６ｂのプロットは、図６の純粋な正弦波形が周波数Ｆに１つの周波数成分しか持たないことを示している。つまり、図６ａの正弦波の振幅またはエネルギーのすべては、周波数Ｆ、つまり波形の基本周波数成分に含まれている。

【0068】

図６ｃは、時間ｔの関数としての交流Ｉの別の例示的な波形のプロットを模式的に示している。この例では、波形は周波数Ｆの基本正弦成分と、周波数２Ｆの別の正弦成分を含んでいる。つまり、図６ｃでは、電流Ｉは式Ｉ＝ｓｉｎ（２πＦｔ）＋Ｂｓｉｎ（２π２Ｆｔ）に従って時間ｔの関数として変化する。ここではＢは任意の定数である。図６ｄは、図６ｃの波形の周波数成分の周波数空間（即ち、振幅Ａに対する周波数ｆ）におけるプロットを模式的に示している。ここでも、振幅Ａは、スペクトルの最大振幅Ａが１になるように正規化されている。図６ｄのプロットは、図６ｃの波形が周波数Ｆを有する基本周波数成分と、２Ｆの周波数を有する高次の周波数成分とを有することを示している。図示のように、図６ｃの波形の振幅またはエネルギーの一部は周波数Ｆ、つまり波形の基本周波数成分に含まれ、波形の振幅またはエネルギーの一部は周波数２Ｆ（つまり、Ｆの２倍の周波数）に含まれる。

【0069】

図６ｅは、時間ｔの関数としての交流Ｉの波形の別のプロット例を模式的に示している。この例では、波形は矩形波、具体的には双極形波である（即ち、波形は正の電流の流れの矩形部分とそれに続く負の電流の流れの矩形部分を含む）。この例では、矩形波の基本周波数はＦである。周知のように、矩形波のフーリエ展開は、周波数Ｆの基本周波数成分、さらに周波数成分の相対振幅が１／ｋで与えられるＦの奇数ｋ倍の周波数成分を含む正弦波の和（理想的には無限の和であるが、実際には無限ではない）で構成される。例えば、周波数Ｆの基本周波数成分の振幅を１とすると、周波数３Ｆの基本波の次の周波数成分の振幅は１／３になり、周波数５Ｆの基本波から二番目の周波数成分の振幅は１／５になり、周波数７Ｆの三番目の周波数成分の振幅は１／７となる。参照しやすいように、この級数は規則に従い（Ｆ）＋１／３（３Ｆ）＋１／５（５Ｆ）＋１／７（７Ｆ）＋…と表すことができる。図６ｆは、図６ｅの波形の周波数成分の周波数空間（即ち、振幅Ａに対する周波数ｆ）におけるプロットを模式的に示している。ここでも、振幅Ａは、スペクトルの最大振幅Ａが１になるように正規化されている。図６ｆのプロットは、矩形波が周波数Ｆを有する基本周波数成分と、さらに１（Ｆ）、１／３（３Ｆ）、１／５（５Ｆ）などで表される相対振幅を有する基本周波数Ｆの奇数倍数（奇数高調波）の周波数成分、即ち３Ｆ、５Ｆなどを含むことを示している。言い換えれば、図に示すように、図６ｅの波形の振幅またはエネルギーの一部は、周波数Ｆ、即ち波形の基本周波数成分に含まれている。即ち、基本周波数成分の３分の１のエネルギーが周波数３Ｆの高次の周波数成分に含まれ、基本周波数成分の５分の１のエネルギーが周波数５Ｆの高次の周波数成分に含まれる（以下同様）。一般的に、矩形波のエネルギーの約８０％は基本周波数成分に含まれ、矩形波のエネルギーの約２０％はより高周波数の高次の周波数成分に含まれる。

【0070】

図６ｇは、時間ｔの関数としての交流Ｉ波形の別のプロット例を模式的に示している。この例では、波形は三角波である。この例では、三角波の基本周波数はＦである。周知のように、三角波のフーリエ展開は、（上述の規則の形で）（Ｆ）－１／９（３Ｆ）＋１／２５（５Ｆ）－１／４９（７Ｆ）＋…の配列に従う正弦波の和（理想的には無限の和であるが、実際には無限ではない）で構成される。図６ｈは、図６ｇの波形の周波数成分の周波数空間（即ち、振幅Ａに対する周波数ｆ）におけるプロットを模式的に示している。ここでも、振幅Ａは、スペクトルの最大振幅Ａが１になるように正規化されている。図６ｈのプロットは、三角波形が周波数Ｆを有する基本周波数成分と、さらに１（Ｆ）、１／９（３Ｆ）、１／２５（５Ｆ）などで表される相対振幅を有する基本周波数Ｆの奇数倍（奇数高調波）の周波数成分、即ち３Ｆ、５Ｆなどを含むことを示している。言い換えれば、図に示すように、図６ｇの波形の振幅またはエネルギーの一部は、周波数Ｆ、つまり波形の基本周波数成分に含まれている。即ち、基本周波数成分の９分の１のエネルギーが、周波数３Ｆの高次の周波数成分に含まれ、基本周波数成分の２５分の１のエネルギーが、周波数５Ｆの高次の周波数成分に含まれている（以下同様）。

【0071】

図６ｉは、時間ｔの関数としての交流Ｉの波形の別のプロット例を模式的に示している。この例では、波形はのこぎり波である。この例では、のこぎり波の基本周波数はＦである。周知のように、のこぎり波のフーリエ展開は、（上述の規則の形で）（Ｆ）－１／２（２Ｆ）＋１／３（３Ｆ）－１／４（４Ｆ）＋…の配列に従う正弦波の和（理想的には無限の和であるが、実際には無限ではない）で構成される。図６ｊは、図６ｉの波形の周波数成分の周波数空間（即ち、振幅Ａに対する周波数ｆ）におけるプロットを模式的に示している。ここでも、振幅Ａは、スペクトルの最大振幅Ａが１になるように正規化されている。図６ｊのプロットは、のこぎり波が、周波数Ｆを有する基本周波数成分と、さらに１（Ｆ）、１／２（２Ｆ）、１／３（３Ｆ）などで表される相対振幅を有する基本周波数Ｆの整数倍数（高調波）の周波数成分、即ち２Ｆ、３Ｆなどを含むことを示している。言い換えれば、図に示すように、図６ｉの波形の振幅またはエネルギーの範囲は、周波数Ｆ、つまり波形の基本周波数成分に含まれている。即ち、基本周波数成分の半分のエネルギーが、周波数２Ｆの高次の周波数成分に含まれ、基本周波数成分の３分の１のエネルギーが、周波数３Ｆの高次の周波数成分に含まれている（以下同様）。

【0072】

従って、図６ｃ、６ｅ、６ｇ、および６ｉ（例えば、矩形、三角形、のこぎり波）のそれぞれにおいて、交流は、第１の周波数（例えばＦ）を有する基本周波数成分および１つ以上の高次の周波数成分を含む波形を有するそれぞれが第１の周波数よりも高い周波数を持っている。例えば、第１の周波数は０．５ＭＨｚ～２．５ＭＨｚの範囲の周波数Ｆであり、１つ以上の高次の周波数成分の各々の周波数はｎＦであり、ｎは１より大きい正の整数である。例えば、矩形波（またはその他）の場合、ｎは１より大きい奇数の正の整数で
ある可能性がある。例えば、第１の周波数Ｆは２ＭＨｚであり、矩形波（またはそれ以外）の場合の第１の次の周波数成分の周波数は３×２ＭＨｚ、即ち６ＭＨｚである。図６ｃ、６ｅ、６ｇ、および６ｉに示す例以外にも、第１の周波数（例えばＦ）を有する基本周波数成分を含む多くの波形例があることがわかる。また、第１の周波数より高い周波数をそれぞれ有する１つ以上の高次の周波数成分が代わりに使用されてもよい。とはいえ、この基準に適合する可能性のある波形の中で矩形波は高次周波数成分のエネルギーの比率が高い（約２０％）ため、以下でより詳細に説明するように、サセプタのサセプタ部分における誘導された交流の表皮深さを小さくする効果が高いことに注意する必要がある。

【0073】

上述のように、表皮深さは、誘導要素１０８によって生成される交流磁場がサセプタ部分に浸透して誘導加熱を引き起こす特徴的な深さとして定義することができる。具体的には、表皮深さは、誘導電流密度がサセプタの表面でその値の１／ｅ（即ち、約０．３７）まで低下するサセプタの表面下の深さとして定義することができる。表皮深さは、誘導電流の周波数ｆに依存し、従って、誘導要素によって生成される交流磁場の周波数に依存する。従って、誘導要素を介して駆動される交流の周波数に依存する。例えば、誘導電流の周波数は、誘導要素を介して駆動される交流の周波数と同じであってもよい。具体的には、表皮深さδは次式で与えられる。

【0074】

【0075】

式中、ρはサセプタの抵抗率、ｆは誘導電流の周波数（これは、誘導要素を介して駆動される交流の周波数と同じである可能性がある）であり、かつμ＝μｒμ０（μｒはサセプタの比透磁率、μ０は自由空間の透磁率）である。

【0076】

第１の周波数を有する基本周波数成分と、第１の周波数より高い周波数を有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する電流で誘導要素を駆動すると、誘導要素によって生成された交流磁場に、第１の周波数を有する基本周波数成分と第１の周波数より高い周波数を有する１つ以上の高次の周波数成分を構成し、さらに、サセプタ内に誘導された交流が、第１の周波数を有する基本周波数成分と第１の周波数より高い周波数を有する１つ以上の高次の周波数成分を構成する。誘導電流の高次の周波数成分は、誘導電流の基本周波数成分よりも小さい表皮深さに関連している。従って、基本周波数成分を含む波形を有する交流で誘導素子と１つ以上の高次の周波数成分を駆動することで、例えば、基本周波数単独で用いる場合と比較して、誘導素子の表面から比較的短い距離で、誘導素子からサセプタへの誘導エネルギーの大部分を伝達することができる。このことが有利になる場合がある。

【0077】

例えば、誘導要素からサセプタへのより大きな割合の誘導エネルギー伝達を誘導要素の表面から比較的短い距離で発生させると、与えられた誘導エネルギー伝達効率を実質的に維持しながら、サセプタ部分２２４、３２４を薄くすることができる。たとえば、周波数Ｆの純粋な正弦波形を有する交流は、周波数Ｆで発生する誘導エネルギーを１００％伝達する可能性があり、従って、誘導エネルギー伝達が所定の割合になる表皮深さを有する可能性がある。ただし、同じ基本周波数Ｆを持つ矩形波交流の場合、誘導エネルギー伝達の約２０％は、より高い周波数（従って、より低い関連する表皮深さ）の高次の周波数成分によって提供される。従って、誘導エネルギー移動が所定の割合になる表皮深さは小さくなる。従って、所定の吸収効率を低下させることなく、サセプタ部分２２４、３２４を（純粋な正弦波形が使用される場合と比較して）より薄くすることができる。従って、より少ない材料（例えば、ニッケルまたはコバルトなどの強磁性材料）をサセプタ部分に使用することができ、これにより、サセプタ部分のコストを削減することができ、および／またはサセプタ部分２２４、３２４の製造効率が高くなる。

【0078】

別の例として、誘導要素からサセプタへのより大きな割合の誘導エネルギー伝達を誘導要素の表面から比較的短い距離で発生することにより、誘導エネルギー伝達効率をサセプタ部分の厚さに対して増加させることができる（たとえば、表皮厚さがサセプタ部分の厚さよりも大きくなる可能性がある場合）。例えば、所与のサセプタ部分２２４、３２４は、所与の厚さを有することができる。周波数Ｆの純粋な正弦波交流が使用される場合、表皮深さはサセプタ部分２２４、３２４の厚さよりも大きくなり、従って、比較的低い誘導エネルギー伝達が達成される。ただし、同じ基本周波数Ｆを持つ矩形波交流の場合、誘導エネルギー伝達の約２０％は、より高い周波数（従って、より低い関連する表皮深さ）
の高次の周波数成分によって提供される。従って、所定の厚さを有するサセプタ部分への比較的高い誘導エネルギー伝達があり、従って、サセプタ部分２２４、３２４への誘導エネルギー伝達の効率が比較的高くなる。

【0079】

図７では、エアロゾル発生装置を操作する方法の例が示されている。例えば、エアロゾル発生装置は、図１～５のいずれかを参照して上述したエアロゾル発生装置１００であってもよい。例えば、エアロゾル発生装置１００は、エアロゾル発生材１１６を加熱してエアロゾルを発生させるように配置された複合サセプタ１１０、２１０、３１０を含むことができる。上述のように、複合サセプタは、耐熱支持部分２２２、３２２と、支持部分２２２、３２２によって支持されるサセプタ部分２２４、３２４とを含むことができる。例えば、上述のように、支持部分２２２、３２２は、ステンレス鋼、アルミニウム、鋼、銅などの金属、合金、セラミック材料、およびプラスチック材料、および／または高温（即ち耐熱性）ポリマー、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および／またはカプトンのうちの１種以上で構成されてもよい。いくつかの例では、支持部分は紙を含んでもよい。例えば上述のように、サセプタ部分２２４、３２４は、例えばニッケルまたはコバルトなどの強磁性材料であるか、または強磁性材料を含むことができ、例えば支持構造のコーティングとして形成されてもよく、例えば５０ミクロン未満の厚さを有し、例えば２０ミクロン未満、例えば１０～２０ミクロン、または例えば数ミクロンの厚さを有してもよい。装置は、複合サセプタ２１０の少なくともサセプタ部分２２４、３２４に誘導エネルギーを伝達するように構成された誘導要素１０８をさらに含むことができる。

【0080】

この方法は、工程７００において、交流で誘導要素１０８を駆動し、それによって、サセプタ部分２２４、３２４への誘導エネルギー伝達を引き起こすことを含む。それにより、複合サセプタ１１０、２１０、３１０によるエアロゾル発生材１１６の加熱を引き起こし、それによってエアロゾルを発生させる。ここで、交流は、第１の周波数（Ｆ）を有する基本周波数成分と、それぞれが第１の周波数（Ｆ）よりも高い周波数を有する１つ以上の高次の周波数成分とを含む波形を有する。例えば、上述のように、１つ以上の高次の周波数成分は、基本周波数成分の高調波（即ち、基本周波数の整数倍の周波数を有する）、例えば、奇数次高調波（即ち、基本周波数の奇数整数倍の周波数を有する）である。例えば、上述のように、波形は、三角波形、のこぎり波、および矩形波の内の１つである。例えば、上述のように、波形は双極矩形波である。交流での誘導要素の駆動は駆動装置によって実行される。例えば、図１から図６のいずれか１つを参照する上述の駆動装置１０６は、例えば上述のように、矩形波を有する駆動電流を発生させるように制御されるＨブリッジ構成のトランジスタを含む。

【0081】

上述と同様に、この方法は、所与の誘導エネルギー伝達効率（従ってエアロゾル発生効率）を実質的に維持しながら、サセプタ部分２２４、３２４のコストを削減することができ、および／または所与のサセプタ部分２２４、３２４の厚さに対して誘導エネルギー伝達効率（従ってエアロゾル発生効率）を改善することができる。

【0082】

従って、上述の例によれば、エアロゾルを発生させるための改良されたエアロゾル発生デバイスおよび方法を提供することができる。

【0083】

上述の例では、誘導素子１０８は、基本周波数成分および１つ以上のより高い周波数成分（例えば、高調波）を含む波形（例えば、矩形波）を有する交流で駆動し、複合サセプタ１１０、２１０、３１０のサセプタ部分２２３、３２４への誘導エネルギー伝達を引き起こす。その複合サセプタ１１０、２１０、３１０は、サセプタ部分２２４、３２４とサセプタ部分２２４、３２４を支持する支持部分とを含む。この配置のいくつかの利点は上述のとおりだが、次のことも注目すべきである。

【0084】

支持部分２２２はサセプタ部分２２４、３２４を支持するので、サセプタ部分２２４は薄くてもよい（例えば５０ミクロン、例えば２０ミクロン以下、例えば約１０～２０ミクロン、例えば約１５ミクロン、または例えば数ミクロン）。これは、サセプタ部分２２４、３２４はそれ自体を支持する必要がないからである。サセプタ部分２２４、３２４を薄くすることで多くの利点が得られる。例えば、サセプタ部分２２４、３２４の質量は比較的小さく、従って、サセプタ部分２２４、３２４は、所与の誘導エネルギー伝達で比較的急速に加熱する。従って、エアロゾル発生材の加熱速度を増加させることができ、これにより、加熱性能はより応答性が高くなり、かつ／あるいは全体的なエネルギー効率が改善される。別の例として、サセプタ部分２２４の材料の量は比較的少量でよく、それによりサセプタ材料のコストを節約できる。別の例として、サセプタ部分２２４、３２４の厚さは比較的薄くてもよく、これにより、サセプタ部分２２４、３２４の製造、例えば、堆積、化学メッキおよび／または電気化学メッキ、および／または真空蒸着に関連する時間短縮とコスト削減が可能になる。別の例として、例えば、堆積または蒸着によるサセプタ部分の製造の場合、堆積されたサセプタ部分層の形態は、層の厚さが増すにつれて悪化する可能性がある。従って、サセプタ部分２２４、３２４が薄いと、層の全体的な品質が比較的高くなり、これにより、例えば、性能の向上が図れる。

【0085】

従って、複合サセプタ１１０、２１０、３１０により、比較的薄いサセプタ部分２２４、３２４が使用でき、上述のような利点が得られる。ただし、サセプタ部分２２４、３２４が薄いと、本質的に、誘導要素１０８から比較的薄いサセプタ部分２２４、３２４への誘導エネルギー伝達の効率が比較的小さいという欠点を有する可能性がある。例えば、上述のように、表皮深さ（誘導要素１０８によって生成された交番磁界がサセプタ部分を貫通して誘導加熱を引き起こす特徴的な深さ）がサセプタ部分２２４、３２４の厚さよりも大きくなる可能性があるためであり、これは、誘導要素１０８からサセプタ部分２２４、３２４への誘導エネルギー伝達の結合効率が比較的低い可能性があることを意味する。しかしながら、複合サセプタ１１０、２１０、３１０のこの潜在的な欠点に対しては、本明細書に記載の例に従って、基本周波数成分および１つ以上のより高い周波数（例えば、高調波）成分を含む波形を有する交流で誘導要素１０８を駆動することによって対処することができる。表皮深さは周波数の増加とともに減少するので、より高い周波数成分を使用すると、複合サセプタ１１０、２１０、３１０の比較的薄いサセプタ部分２２４、３２４に関しては、誘導要素１０８からサセプタ部分２２４、３２４への誘導エネルギー伝達の比較的高い結合効率が確実に達成される。これは、例えば、駆動交流の基本周波数を大きくしなくても達成することができる。上述のように、そのような波形のうち、双極矩形波形などの矩形波は、高周波成分がエネルギーの中で特に高い比率を占め、従って、複合サセプタ１１０、２１０、３１０のサセプタ部分２２４、３２４への結合効率が特に高くなる。さらに、説明したように、矩形波、例えば双極矩形波は、比較的安価で単純な駆動装置４３２を用いて発生させることができる。

【0086】

従って、複合サセプタ１１０、２１０、３１０と基本周波数成分および１つ以上のより高い周波数成分を含む波形（例えば、矩形波形）を有する有する電流で誘導要素を駆動することの組み合わせによって例えば比較的高い伝達効率を確実にし、コストを下げることができ、従って改良されたエアロゾル発生装置およびエアロゾル発生方法を可能にする。

【0087】

上述の特定の例では複合サセプタのサセプタ部分は支持部分にコーティングを含むが、他の例では、サセプタ部分と支持部分はそれぞれシート材を含んでもよい。支持部分はサセプタ部分から分離可能であってもよい。次に支持部分は、サセプタ部分を支持するためにサセプタ部分と当接、例えば支持部分はサセプタ部分を囲んでもよい。例えば、サセプタ部分はエアロゾル発生材に巻かれるように構成された第１のシート材料を含んでもよく、支持部分は第１のシートを支持するために第１のシートに巻かれるように構成された第２のシート含む。１つのそのような例では支持部分は紙で形成されている。サセプタ部分は、交流磁場によって熱を発するためにあらゆる好適な材料で形成してもよい。例えば、サセプタ部分はアルミニウムを含んでもよい。

【0088】

上記の例は本発明の説明に役立つ実例である。当然のことながら任意の１つの実例について説明したあらゆる特徴は単独または説明された他の特徴と組み合わせて使用してもよく、他の実例のいずれかの１つ以上の特徴または他の実例のいずれかのあらゆる組み合わせと組み合わせて使用してもよい。さらに上記で説明されていない同等物および修飾物も添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲を逸脱することなく採用することも可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】

【図6g】

【図6h】

【図6i】

【図6j】

【図7】