(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-12
(54)【発明の名称】エアロゾル生成装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/51 20200101AFI20240705BHJP
A24F 40/465 20200101ALI20240705BHJP
A24F 40/53 20200101ALI20240705BHJP
A24F 40/57 20200101ALI20240705BHJP
【FI】
A24F40/51
A24F40/465
A24F40/53
A24F40/57
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024500518
(86)(22)【出願日】2022-11-09
(85)【翻訳文提出日】2024-01-09
(86)【国際出願番号】 KR2022017503
(87)【国際公開番号】W WO2023085746
(87)【国際公開日】2023-05-19
(31)【優先権主張番号】10-2021-0155183
(32)【優先日】2021-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0060940
(32)【優先日】2022-05-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】クォン、ヨン ポム
(72)【発明者】
【氏名】リム、フン イル
(72)【発明者】
【氏名】キム、トン スン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ヨン ファン
(72)【発明者】
【氏名】チャン、ソク ス
【テーマコード(参考)】
4B162
【Fターム(参考)】
4B162AA03
4B162AA05
4B162AA06
4B162AA07
4B162AA22
4B162AB01
4B162AB12
4B162AB14
4B162AB23
4B162AB28
4B162AC22
4B162AC34
4B162AC50
4B162AD03
4B162AD06
4B162AD08
4B162AD13
4B162AD15
4B162AD16
4B162AD20
4B162AD22
4B162AD23
4B162AD32
(57)【要約】
実施形態は、エアロゾル生成装置に係り、エアロゾル生成物質を加熱する加熱部材の温度を測定する第1センサ、エアロゾル生成物質の特性を検出する第2センサ、第1センサと第2センサと、加熱部材に連結されている共有センサ信号線と連結されているスイッチングモジュール、及びスイッチングモジュールを制御し、第1センサから第1センサ出力信号を、または第2センサから第2センサ出力信号を受信する制御部、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアロゾル生成物質を加熱する加熱部材の温度を測定する第1センサと、
前記エアロゾル生成物質の特性を検出する第2センサと、
前記第1センサ及び前記第2センサと、前記加熱部材に連結された共有センサ信号線と連結されたスイッチングモジュールと、
前記スイッチングモジュールを制御して、前記第1センサから第1センサ出力信号を、または前記第2センサから第2センサ出力信号を受信する制御部と、を備えるエアロゾル生成装置。
【請求項2】
前記加熱部材は、
コイルによって誘導された可変磁場に応答して、前記エアロゾル生成物質を加熱するサセプタである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項3】
前記共有センサ信号線は、
前記サセプタの外側に連結されている、請求項2に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項4】
前記第1センサは、
熱電対である、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項5】
前記第2センサは、
キャパシタンス・センサである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項6】
前記第2センサは、
前記エオロゾル生成物質を含むシガレットが前記加熱部材に挿入されるかどうかを検出する、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項7】
前記スイッチングモジュールは、
SPDT(Single Pole Double Throw)スイッチである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項8】
前記エアロゾル生成物質を含むシガレットが前記加熱部材に挿入されるかどうかを検出する第3センサをさらに備え、
前記第3センサは、
インダクタンスセンサである、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項9】
前記インダクタンスセンサは、
前記加熱部材に可変磁場を誘導するように構成されたコイルを備える、請求項8に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項10】
前記制御器は、
前記第3センサから第3センサ出力信号に応答して、前記スイッチングモジュールをスイッチングして、前記制御部が前記第2センサに連結されるようにし、前記第2センサに第2センサ制御信号を出力する、請求項8に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項11】
前記制御器は、
前記スイッチングモジュールをスイッチングして、前記制御部が前記第2センサに連結されるようにし、前記第2センサに第2センサ制御信号を出力し、
前記第2センサから、第2センサ出力信号によって前記エアロゾル生成物質を含むシガレットが過湿シガレットであるかどうかを判断する、請求項1に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項12】
前記制御器は、
前記シガレットが過湿シガレットであるかどうかを判断した後、前記スイッチングモジュールをスイッチングして、前記制御部が前記第1センサに連結されるようにし、前記第1センサに第1センサ制御信号を出力する、請求項11に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項13】
前記制御器は、
前記シガレットが前記過湿シガレットではない場合、第1加熱プロファイルによって前記加熱部材の温度を制御する、請求項11に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項14】
前記制御器は、
前記シガレットが前記過湿シガレットである場合、前記第1加熱プロファイルとは異なる第2加熱プロファイルによって前記加熱部材の温度を制御する、請求項11に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項15】
前記第1センサ及び前記第2センサは、一つのセンサ制御部によって制御される、請求項1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、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の方法への需要が増加しつつある。例えば、シガレットを燃焼させてエアロゾルを生成する方法ではなく、エアロゾル生成装置を用いて、シガレットまたはエアロゾル生成物質を加熱することで、エアロゾルを生成するシステムへの需要が増加しつつある。
【0003】
エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を加熱するための目標温度を設定し、加熱温度が目標温度に到逹するかどうかを確認する必要がある。このために、エアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物品を加熱するヒータまたは加熱部材の温度を測定する、温度センサまたはサーモカプラを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
最近のエアロゾル生成装置は、多様なセンサを備え、加熱温度を詳細にして、多様なユーザ便宜性を向上させる。しかし、多くのセンサを備えることによって、物理的に多くのセンサラインを配置及び設計せねばならないという問題点があった。
【0005】
本発明による実施形態では、多様なセンサの物理的なセンシングラインを、既存の温度センシングのためにセンシングラインと共有させることで、技術具現の容易性、コスト競争力を向上することができるエアロゾル生成装置を提供する。
【0006】
本発明による多様な実施形態では、過湿シガレットを区分するためのキャパシタンス・センサと、加熱部材の温度を制御するためのサーモカプラ・ワイヤを共有することで、過湿シガレットの場合、別途の温度プロファイルを通じて加熱部材を動作させられるエアロゾル生成装置を提供する。
【0007】
本発明の実施形態を通じて解決しようとする課題は、前述した課題に制限されるものではなく、言及されていない課題は、本明細書及び添付した図面から、当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態のエアロゾル生成装置は、エアロゾル生成物質を加熱する加熱部材の温度を測定する第1センサと、前記エアロゾル生成物質の特性を検出する第2センサと、前記第1センサ及び前記第2センサと、前記加熱部材に連結された共有センサ信号線と連結されたスイッチングモジュールと、前記スイッチングモジュールを制御して、前記第1センサから第1センサ出力信号を、または前記第2センサから第2センサ出力信号を受信する制御部を備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明の多様な実施形態によれば、多様なセンサの物理的なセンシングラインを、既存温度センシングのためにセンシングラインと共有させることで、製造複雑度を低減し、コスト競争力を向上させる。
【0010】
本発明による多様な実施形態では、過湿シガレットを区分するためのキャパシタンス・センサと、加熱部材の温度を制御するためのサーモカプラ・ワイヤを共有することで、過湿シガレットの場合、別途の温度プロファイルを通じて加熱部材を動作させることで、シガレット特性による最適の霧化量と喫煙感をユーザに提供する。
【0011】
但し、実施形態による効果は、前述した効果に制限されるものではなく、言及されていない効果は、本明細書及び添付した図面から、当業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】一実施形態によるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【
図2】一実施形態によるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【
図3】一実施形態によるエアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【
図4】一実施形態によるシガレットの例を示す図面である。
【
図5】一実施形態によるシガレットの例を示す図面である。
【
図6】一実施形態によるエアロゾル生成装置の概略的なブロック図である。
【
図7】
図6に示された制御部とサセプタとの連結を説明するための概略図である。
【
図8】他の実施形態によるエアロゾル生成装置の詳細概略図である。
【
図9】
図8に示された制御部610と、加熱制御部を説明するための概略図である。
【
図10】さらに他の実施形態によ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】
実施形態で使われる用語としては、本発明での機能を鑑みてなるべく現在広く使われている一般的な用語を選択したが、これは、当業者の意図または判例、新しい技術の出現などによって変わりうる。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。よって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が持っている意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。
【0014】
明細書の全般にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。また、明細書に記載の「~部」、「~モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味するが、これは、ハードウェアまたはソフトウェアで具現されるか、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現される。
【0015】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明はいろいろな相異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
【0016】
以下では、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。
【0017】
図1ないし
図3は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【0018】
図1を参照すれば、エアロゾル生成装置1は、バッテリ11、制御部12、及びヒータ13を備える。
図2及び
図3を参照すれば、エアロゾル生成装置1は、蒸気化器14をさらに備える。また、エアロゾル生成装置1の内部空間には、シガレット2が挿入される。
【0019】
図1ないし
図3に示されたエアロゾル生成装置1には、本実施形態に係る構成要素が示されている。よって、
図1ないし
図3に示された構成要素以外に、他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置1にさらに備えうるということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0020】
また、
図2及び
図3には、エアロゾル生成装置1にヒータ13が備えられていると示されているが、必要に応じて、ヒータ13は省略されてもよい。
【0021】
図1には、バッテリ11、制御部12、及びヒータ13が一列に配置されていると示されている。また、
図2には、バッテリ11、制御部12、蒸気化器14、及びヒータ13が一列に配置されていると示されている。また、
図3には、蒸気化器14及びヒータ13が並列に配置されていると示されている。しかし、エアロゾル生成装置1の内部構造は、
図1ないし
図3に示されたものに限定されるものではない。言い換えれば、エアロゾル生成装置1の設計によって、バッテリ11、制御部12、ヒータ13、及び蒸気化器14の配置は変更されてもよい。
【0022】
シガレット2がエアロゾル生成装置1に挿入されれば、エアロゾル生成装置1は、ヒータ13及び/または蒸気化器14を作動させて、エアロゾルを発生させる。ヒータ13及び/または蒸気化器14によって発生したエアロゾルは、シガレット2を通過してユーザに伝達される。
【0023】
必要に応じて、シガレット2がエアロゾル生成装置1に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置1はヒータ13を加熱する。
【0024】
バッテリ11は、エアロゾル生成装置1が動作する際に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ11は、ヒータ13または蒸気化器14が加熱されるように電力を供給し、制御部12が動作する際に必要な電力を供給する。また、バッテリ11は、エアロゾル生成装置1に設けられているディスプレイ、センサ、モータなどが動作する際に必要な電力を供給する。
【0025】
制御部12は、エアロゾル生成装置1の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部12は、バッテリ11、ヒータ13、及び蒸気化器14だけではなく、エアロゾル生成装置1に備えられている他の構成の動作を制御する。また、制御部12は、エアロゾル生成装置1の構成それぞれの状態を確認して、エアロゾル生成装置1が動作可能な状態であるかどうかを判断することもある。
【0026】
制御部12は、少なくとも一つのプロセッサを備える。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイで具現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサと、この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との組み合わせで具現されてもよい。また、他の形態のハードウェアで具現されてもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0027】
ヒータ13は、バッテリ11から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置1に挿入されれば、ヒータ13は、シガレットの外部に位置する。よって、加熱されたヒータ13は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させる。
【0028】
ヒータ13は、電気抵抗性ヒータであってもよい。例えば、ヒータ13には、電気伝導性トラックを備え、電気伝導性トラックに電流が流れてヒータ13が加熱される。しかし、ヒータ13は、前述した例に限られず、所望の温度まで加熱されうるものであれば、制限なしに用いられる。ここで、所望の温度は、エアロゾル生成装置1に既に設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されていてもよい。
【0029】
一方、他の例として、ヒータ13は、誘導加熱式ヒータであってもよい。具体的に、ヒータ13には、シガレットを誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを備え、シガレットは、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを備える。
【0030】
例えば、ヒータ13は、管型の加熱要素、板型の加熱要素、針型の加熱要素または棒型の加熱要素を含み、加熱要素の形状によって、シガレット2の内部または外部を加熱する。
【0031】
また、エアロゾル生成装置1には、複数のヒータ13が配置されてもよい。この時、複数のヒータ13は、シガレット2の内部に挿入されるように配置されてもよく、シガレット2の外部に配置されてもよい。また、複数のヒータ13のうち一部は、シガレット2の内部に挿入されるように配置され、残りはシガレット2の外部に配置されてもよい。また、ヒータ13の形状は、
図1ないし
図3に示された形状に限定されず、多様な形状に製作されてもよい。
【0032】
蒸気化器14は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレット2を通過してユーザに伝達される。言い換えれば、蒸気化器14によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置1の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器14によって生成されたエアロゾルが、シガレットを通過してユーザに伝達されるように構成される。
【0033】
例えば、蒸気化器14は、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素を備えるが、これらに限定されるものではない。例えば、液体保存部、液体伝達手段、及び加熱要素は、独立的なモジュールとしてエアロゾル生成装置1に備えられてもよい。
【0034】
液体保存部は、液状組成物を保存する。例えば、液状組成物は、揮発性のタバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であってもよく、非タバコ物質を含む液体であってもよい。液体保存部は、蒸気化器14から脱着されるように製作されてもよく、蒸気化器14と一体として製作されてもよい。
【0035】
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エチルアルコール、植物抽出物、香料、香味剤、またはビタミン混合物を含む。香料は、メントール、ペパーミント、スぺアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、これらに限定されるものではない。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のうち少なくとも一つが混合されたものでありうるが、これらに限定されない。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。
【0036】
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達する。例えば、液体伝達手段は、綿繊維、セラミックス繊維、ガラス繊維、多孔性セラミックスのような芯(wick)でありうるが、これらに限定されない。
【0037】
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックスヒータなどでありうるが、これらに限定されない。また、加熱要素は、ニクロム線などの伝導性フィラメントで構成されてもよく、液体伝達手段に巻き取られる構造で配置されてもよい。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触した液体組成物に熱を伝達して、液体組成物を加熱する。その結果、エアロゾルが生成される。
【0038】
例えば、蒸気化器14は、カートマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)と呼ばれるが、これらに限定されるものではない。
【0039】
一方、エアロゾル生成装置1は、バッテリ11、制御部12、ヒータ13、及び蒸気化器14以外に、汎用的な構成をさらに備えてもよい。例えば、エアロゾル生成装置1は、視覚情報の出力の可能なディスプレイ及び/または触覚情報の出力のためのモータを備える。また、エアロゾル生成装置1は、少なくとも一つのセンサ(パフ感知センサ、温度感知センサ、シガレット挿入の感知センサなど)を備える。また、エアロゾル生成装置1は、シガレット2が挿入されている状態でも、外気が流入されるか、内部気体が流出される構造に製作される。
【0040】
図1ないし
図3には示されてはいないが、エアロゾル生成装置1は、別途のクレードルと共にシステムを構成してもよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置1のバッテリ11の充電に用いられる。または、クレードルとエアロゾル生成装置1とが結合されている状態で、ヒータ13が加熱されることもある。
【0041】
シガレット2は、一般的な燃焼型シガレットと類似している。例えば、シガレット2は、エアロゾル生成物質を含む第1部分と、フィルタなどを含む第2部分とに区分される。または、シガレット2の第2部分にもエアロゾル生成物質が含まれていてもよい。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られているエアロゾル生成物質が、第2部分に挿入されてもよい。
【0042】
エアロゾル生成装置1の内部には、第1部分の全体が挿入され、第2部分は、外部に露出される。または、エアロゾル生成装置1の内部に第1部分の一部のみ挿入されてもよく、第1部分の全体及び第2部分の一部が挿入されてもよい。ユーザは、第2部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込む。この時、エアロゾルは、外気が第1部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第2部分を通過してユーザの口に伝達される。
【0043】
一例として、外気は、エアロゾル生成装置1に形成されている少なくとも一つの空気通路を通じて流れ込む。例えば、エアロゾル生成装置1に形成されている空気通路の開閉及び/または空気通路のサイズは、ユーザによって調節される。これによって、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節される。他の例として、外気は、シガレット2の表面に形成されている少なくとも一つの孔を通じて、シガレット2の内部に流れ込むこともある。
【0044】
以下、
図4及び
図5を参照して、シガレット2の例を説明する。
【0045】
【0046】
図4を参照すれば、シガレット2は、タバコ・ロッド21及びフィルタ・ロッド22を備える。
図1ないし
図3を参照して前述した第1部分21は、タバコ・ロッド21を備え、第2部分22は、フィルタ・ロッド22を備える。
【0047】
図4には、フィルタ・ロッド22が単一セグメントに示されているが、これに限定されるものではない。言い換えれば、フィルタ・ロッド22は、複数のセグメントで構成されてもよい。例えば、フィルタ・ロッド22は、エアロゾルを冷却させるセグメント、及びエアロゾル内に含まれている所定の成分をフィルタリングするセグメントを備える。また、必要に応じて、フィルタ・ロッド22は、他の機能を行う少なくとも一つのセグメントをさらに備えてもよい。
【0048】
シガレット2の直径は、5mmないし9mmの範囲以内であり、長さは、約48mmであるが、これに限定されるものではない。例えば、タバコ・ロッド21の長さは約12mm、フィルタ・ロッド22の第1セグメントの長さは約10mm、フィルタ・ロッド22の第2セグメントの長さは約14mm、フィルタ・ロッド22の第3セグメントの長さは約12mmであるが、これに限定されるものではない。
【0049】
シガレット2は、少なくとも一枚のラッパ24によって包装される。ラッパ24には、外気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも一つの孔が形成される。一例として、シガレット2は、一枚のラッパ24によって包装される。他の例として、シガレット2は、2枚以上のラッパ24によって重なって包装されてもよい。例えば、第1ラッパ241によってタバコ・ロッド21が包装され、ラッパ242、243、244によってフィルタ・ロッド22が包装される。そして、単一ラッパ245によってシガレット2全体が再包装されてもよい。もし、フィルタ・ロッド22が複数のセグメントで構成されていれば、それぞれのセグメントが、ラッパ242、243、244によって包装されてもよい。
【0050】
第1ラッパ241及び第2ラッパ242は、一般的なフィルタ巻き紙で製作される。例えば、第1ラッパ241及び第2ラッパ242は、多孔質の巻き紙または無多孔質の巻き紙である。また、第1ラッパ241及び第2ラッパ242は、耐油性の紙類及び/またはアルミニウム合紙包装剤で製作されてもよい。
【0051】
第3ラッパ243は、ハード巻き紙で製作されてもよい。例えば、第3ラッパ243の坪量は、88g/m2ないし96g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、90g/m2ないし94g/m2の範囲内に含まれる。また、第3ラッパ243の厚さは、120umないし130umの範囲内に含まれ、望ましくは、125umである。
【0052】
第4ラッパ244は、耐油性のハード巻き紙で製作される。例えば、第4ラッパ244の坪量は、88g/m2ないし96g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、90g/m2ないし94g/m2の範囲内に含まれる。また、第4ラッパ244の厚さは、120umないし130umの範囲内に含まれ、望ましくは、125umである。
【0053】
第5ラッパ245は、滅菌紙(MFW)で製作される。ここで、滅菌紙(MFW)は、引張強度、耐水性、平滑度などが一般紙よりも向上するように特別に製造された紙を意味する。例えば、第5ラッパ245の坪量は、57g/m2ないし63g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、60g/m2である。また、第5ラッパ245の厚さは、64umないし70umの範囲内に含まれ、望ましくは、67umである。
【0054】
第5ラッパ245は、所定の物質が内添される。ここで、所定の物質の例としては、シリコンがあるが、これに限定されるものではない。例えば、シリコンは、温度による変化の少ない耐熱性、酸化されない耐酸化性、各種薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、または電気絶縁性などの特性を持つ。但し、シリコンではなくても、前述した特性を持つ物質であれば制限なしに、第5ラッパ245に塗布(または、コーティング)される。
【0055】
第5ラッパ245は、シガレット2が燃焼される現象を防止する。例えば、タバコ・ロッド210がヒータ13によって加熱されれば、シガレット2が燃焼される可能性がある。具体的に、タバコ・ロッド310に含まれている物質のうちいずれか一つが発火点以上に昇温する場合、シガレット2が燃焼される恐れがある。このような場合にも、第5ラッパ245は不燃性物質を含むため、シガレット2が燃焼される現象が防止される。
【0056】
また、第5ラッパ245は、シガレット2で生成される物質によってホルダ1が汚染することを防止する。ユーザのパフによって、シガレット2内で液体物質が生成される。例えば、シガレット2で生成されたエアロゾルが外気によって冷却されることで、液体物質(例えば、水分など)が生成される。第5ラッパ245がシガレット2を包装することによって、シガレット2内で生成された液体物質がシガレット2の外部に漏れることが防止される。
【0057】
タバコ・ロッド21は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち少なくとも一つを含むが、これらに限定されるものではない。また、タバコ・ロッド21は、風味剤、湿潤剤及び/または有機酸のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコ・ロッド21には、メントールまたは保湿剤などの加香液が、タバコ・ロッド21に噴射されることで添加されてもよい。
【0058】
タバコ・ロッド21は、多様に製作される。例えば、タバコ・ロッド21は、シートで製作されてもよく、ストランドで製作されてもよい。また、タバコ・ロッド21は、タバコシートが切り刻まれた刻みタバコで製作されてもよい。また、タバコ・ロッド21は、熱伝導物質によって取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、これに限定されるものではない。一例として、タバコ・ロッド21を取り囲む熱伝導物質は、タバコ・ロッド21に伝達される熱を均一に分散させて、タバコ・ロッドに加えられる熱伝導率を向上させ、これにより、タバコ味を向上させる。また、タバコ・ロッド21を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能を行う。この時、図面に示されてはいないが、タバコ・ロッド21は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にも、サセプタをさらに備えてもよい。
【0059】
フィルタ・ロッド22は、セルロースアセテートフィルタであってもよい。一方、フィルタ・ロッド22の形状には制限がない。例えば、フィルタ・ロッド22は、円柱状のロッドであってもよく、その内部に中空を含むチューブ状のロッドであってもよい。また、フィルタ・ロッド22は、リセス状のロッドであってもよい。もし、フィルタ・ロッド22が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち少なくとも一つが他の形状に製作されることもある。
【0060】
フィルタ・ロッド22の第1セグメントは、セルロースアセテートフィルタでもある。例えば、第1セグメントは、その内部に中空を含むチューブ形態の構造物である。第1セグメントによってヒータ13が挿入される場合に、タバコ・ロッド210の内部物質が後方に押し出される現象を防止することもでき、エアロゾルの冷却効果も発生する。第1セグメントに含まれている中空の直径は、2mmないし4.5mmの範囲内で適当な直径が採用されるが、これに限定されるものではない。
【0061】
第1セグメントの長さは、4mmないし30mmの範囲内で適当な長さが採用されるが、これに限定されるものではない。望ましくは、第1セグメントの長さは10mmになるが、これに限定されるものではない。
【0062】
第1セグメントの製造時に可塑剤の含量を調節することで、第1セグメントの硬度が調整される。また、第1セグメントは、その内部(例えば、中空)に同一あるいは異形の材質のフィルム、チューブなどの構造物を挿入して製造される。
【0063】
フィルタ・ロッド22の第2セグメントは、ヒータ13がタバコ・ロッド21を加熱することで生成されたエアロゾルを冷却させる。よって、ユーザは、適当な温度に冷却されたエアロゾルを吸い込むことができる。
【0064】
第2セグメントの距離または直径は、シガレット2の形態によって多様に定められる。例えば、第2セグメントの長さは、7mmないし20mmの範囲内で適当に採用される。望ましくは、第2セグメントの長さは14mmになるが、これに限定されるものではない。
【0065】
第2セグメントは、ポリマー繊維を製織することによって製作される。この場合、ポリマーで製造された繊維に加香液を塗布してもよい。または、加香液が塗布されている別途の繊維と、ポリマーで製造された繊維とを共に製織して第2セグメントを製作してもよい。または、第2セグメントは、巻縮されたポリマーシートによって形成される。
【0066】
例えば、ポリマーは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタルレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)、セルロースアセテート(CA)及びアルミニウムホイルからなる群から選択された材料で製作される。
【0067】
第2セグメントが、製織されたポリマー繊維または巻縮されたポリマーシートによって形成されることによって、第2セグメントは、縦方向に延びる単数または複数のチャネルを備える。ここで、チャネルは、気体(例えば、空気またはエアロゾル)が通過する通路を意味する。
【0068】
例えば、巻縮されたポリマーシートからなる第2セグメントは、約5μmと約300μmとの間、例えば、約10μmと約250μmとの間の厚さを持つ材料から形成される。また、第2セグメントの全表面積は、約300mm2/mmと約1000mm2/mmとの間になる。また、エアロゾル冷却要素は、比表面積が約10mm2/mgと約100mm2/mgとの間の材料から形成される。
【0069】
一方、第2セグメントには、揮発性の香味成分を含むスレッドが含まれる。ここで、揮発性の香味成分はメントールであるが、これらに限定されるものではない。例えば、スレッドには、1.5mg以上のメントールを第2セグメントに提供するために、十分な量のメントールが充填される。
【0070】
フィルタ・ロッド22の第3セグメントは、セルロースアセテートフィルタでもある。第3セグメントの長さは、4mmないし20mmの範囲内で適当に採用される。例えば、第3セグメントの長さは12mmになるが、これに限定されるものではない。
【0071】
第3セグメントを製作する過程で、第3セグメントに加香液を噴射することで香味が発生するように製作されてもよい。または、加香液が塗布された別途の繊維を第3セグメントの内部に挿入してもよい。タバコ・ロッド21で生成されたエアロゾルは、フィルタ・ロッド22の第2セグメントを通過することによって冷却され、冷却されたエアロゾルが第3セグメントを通じてユーザに伝達される。よって、第3セグメントに加香要素が添加される場合、ユーザに伝達される香味の持続性が向上する効果が発生する。
【0072】
また、フィルタ・ロッド22には、少なくとも一つのカプセル23が含まれる。ここで、カプセル23は、香味を発生させる機能を行ってもよく、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル23は、香料を含む液体を被膜で包む構造である。カプセル23は、球状または円筒状であってもよいが、これらに限定されるものではない。
【0073】
図5を参照すれば、シガレット3は、前端プラグ33をさらに備える。前端プラグ33は、タバコ・ロッド31において、フィルタ・ロッド32に反対となる一側に位置する。前端プラグ33は、タバコ・ロッド31が外部に離脱されることを防止することができ、喫煙中にタバコ・ロッド31から、液状化したエアロゾルがエアロゾル発生装置(
図1ないし
図3の1)に流れ込むことを防止する。
【0074】
フィルタ・ロッド32は、第1セグメント321及び第2セグメント322を備える。ここで、第1セグメント321は、
図4のフィルタ・ロッド22の第1セグメントに対応し、第2セグメント322は、
図4のフィルタ・ロッド22の第3セグメントに対応する。
【0075】
シガレット3の直径及び全長は、
図4のシガレット2の直径及び全長に対応する。例えば、前端プラグ33の長さは約7mm、タバコ・ロッド31の長さは約15mm、第1セグメント321の長さは約12mm、第2セグメント322の長さは約14mmであるが、これに限定されるものではない。
【0076】
シガレット3は、少なくとも一枚のラッパ35によって包装される。ラッパ35には、外気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも一つの孔が形成される。例えば、第1ラッパ351によって前端プラグ33が包装され、第2ラッパ352によってタバコ・ロッド31が包装され、第3ラッパ353によって第1セグメント321が包装され、第4ラッパ354によって第2セグメント322が包装される。そして、第5ラッパ355によってシガレット3全体が再包装される。
【0077】
また、第5ラッパ355には、少なくとも一つの穿孔36が形成される。例えば、穿孔36は、タバコ・ロッド31を取り囲む領域に形成されるが、これに限定されるものではない。穿孔36は、
図2及び
図3に示されたヒータ13によって形成された熱をタバコ・ロッド31の内部に伝達する役割を行う。
【0078】
また、第2セグメント322には、少なくとも一つのカプセル34が含まれる。ここで、カプセル34は、香味を発生させる機能を行ってもよく、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル34は、香料を含む液体を被膜で包む構造である。カプセル34は、球状または円筒状であってもよいが、これらに限定されるものではない。
【0079】
第1ラッパ351は、一般的なフィルタ巻き紙にアルミニウムホイルのような金属ホイルが結合されたものである。例えば、第1ラッパ351の全体厚さは、45umないし55umの範囲内に含まれ、望ましくは、50.3umである。また、第1ラッパ351の金属ホイルの厚さは、6umないし7umの範囲内に含まれ、望ましくは。6.3umである。また、第1ラッパ351の坪量は、50g/m2ないし55g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、53g/m2である。
【0080】
第2ラッパ352及び第3ラッパ353は、一般的なフィルタ巻き紙で製作される。例えば、第2ラッパ352及び第3ラッパ353は、多孔質の巻き紙または無多孔質の巻き紙である。
【0081】
例えば、第2ラッパ352の多孔度は、35000CUであるが、これに限定されるものではない。また、第2ラッパ352の厚さは、70umないし80umの範囲内に含まれ、望ましくは、78umである。また、第2ラッパ352の坪量は、20g/m2ないし25g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、23.5g/m2である。
【0082】
例えば、第3ラッパ353の多孔度は、24000CUであるが、これに限定されるものではない。また、第3ラッパ353の厚さは、60umないし70umの範囲内に含まれ、望ましくは、68umである。また、第3ラッパ353の坪量は、20g/m2ないし25g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、21g/m2である。
【0083】
第4ラッパ354は、PLA合紙で製作される。ここで、PLA合紙は、紙層、PLA層及び紙層を含む3重の紙を意味する。例えば、第4ラッパ354の厚さは、100umないし120umの範囲内に含まれ、望ましくは、110umである。また、第4ラッパ354の坪量は、80g/m2ないし100g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、88g/m2である。
【0084】
第5ラッパ355は、滅菌紙(MFW)で製作される。ここで、滅菌紙(MFW)は、引張強度、耐水性、平滑度などが一般紙よりも向上するように特別に製造された紙を意味する。例えば、第5ラッパ355の坪量は、57g/m2ないし63g/m2の範囲内に含まれ、望ましくは、60g/m2である。また、第5ラッパ355の厚さは、64umないし70umの範囲内に含まれ、望ましくは、67umである。
【0085】
第5ラッパ355は、所定の物質が内添される。ここで、所定の物質の例としては、シリコンがあるが、これに限定されるものではない。例えば、シリコンは、温度による変化の少ない耐熱性、酸化されない耐酸化性、各種薬品に対する抵抗性、水に対する撥水性、または電気絶縁性などの特性を持つ。但し、シリコンではなくても、前述した特性を持つ物質であれば制限なしに、第5ラッパ355に塗布(または、コーティング)される。
【0086】
前端プラグ33は、セルロースアセテートで製作される。一例として、前端プラグ33は、セルロースアセテート・トウに可塑剤(例えば、トリアセチン)を加えて製作される。セルロースアセテート・トウを構成するフィラメントのモノ・デニール(mono denier)は、1.0ないし10.0の範囲内に含まれ、望ましくは、4.0ないし6.0の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、前端プラグ33のフィラメントのモノ・デニールは5.0である。また、前端プラグ33を構成するフィラメントの断面はY字型でもある。前端プラグ33の総デニールは20000ないし30000の範囲内に含まれ、望ましくは、25000ないし30000の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、前端プラグ33の総デニールは28000である。
【0087】
また、必要に応じて、前端プラグ33は、少なくとも一つのチャネルを含み、チャネルの断面形状は多様に製作される。
【0088】
タバコ・ロッド31は、
図4を参照して前述したタバコ・ロッド21と対応する。よって、以下では、タバコ・ロッド31についての具体的な説明は省略する。
【0089】
第1セグメント321は、セルロースアセテートで製作される。例えば、第1セグメントは、その内部に中空を含むチューブ形態の構造物である。第1セグメント321は、セルロースアセテート・トウに可塑剤(例えば、トリアセチン)を加えて製作される。例えば、第1セグメント321のモノ・デニール及び総デニールは、前端プラグ33のモノ・デニール及び総デニールと同一である。
【0090】
第2セグメント322は、セルロースアセテートで製作される。第2セグメント322を構成するフィラメントのモノ・デニールは1.0ないし10.0の範囲内に含まれ、望ましくは、8.0ないし10.0の範囲内に含まれる。さらに望ましくは、第2セグメント322のフィラメントのモノ・デニールは9.0である。また、第2セグメント322のフィラメントの断面はY字形である。第2セグメント322の総デニールは、20000ないし30000の範囲内に含まれ、望ましくは25000である。
【0091】
図6は、一実施形態によるエアロゾル生成装置100の概略的なブロック図であり、
図7は、
図6に示された制御部とサセプタとの連結を説明するための概略図である。実施形態によるエアロゾル生成装置100は、誘導加熱方式でエアロゾル生成装置100に収容されるシガレット2を加熱することで、エアロゾルを生成する。例えば、エアロゾル生成装置100は、誘導コイル131に電力を供給して可変磁場を発生させる。この時、シガレット2の少なくとも一部は、前記可変磁場によって発熱した加熱部材130を通じて加熱され、シガレット2が加熱されることによってエアロゾルが生成される。ここで、エアロゾル生成装置100が誘導加熱方式であると説明するが、これに限定されず、抵抗ヒータ方式のエアロゾル生成装置にも実施形態を等しく適用することができるということはいうまでもない。
【0092】
図6及び7を参照すれば、エアロゾル生成装置100は、挿入されたシガレット2を加熱するための加熱部材130、加熱部材130に可変磁場を誘導して、シガレット2のエアロゾル生成物品に対応する位置を加熱させるコイル131を備える。
【0093】
一実施形態で、加熱部材130は、サセプタである。以下、加熱部材とサセプタとは、等しい意味で説明する。サセプタは、エアロゾル生成装置100に収容されているシガレット2の外側面の少なくとも一部を取り囲む。例えば、サセプタは、エアロゾル生成物質が含まれている部分及びタバコ物質が含まれている部分のうち少なくとも一部を取り囲む。
【0094】
一実施形態で、誘導コイル131は、サセプタ130の外周面を取り囲むように配置され、バッテリから供給される電力を通じて可変磁場を生成する。一実施形態で、誘導コイル131は、サセプタ130を加熱することができる交流電流値A及び周波数値が予め設定される。例えば、誘導コイル131は、交流電流値について約120mAないし140mA範囲で設定され、周波数値について約130KHzないし150KHz範囲で設定される。但し、誘導コイル131の交流電流値及び周波数値はこれに制限されず、サセプタ130の材料、厚さまたは形態などによって多様に変更される。
【0095】
サセプタ130の両外側には、温度を測定するためのセンシングライン600またはワイヤが連結されている。制御部600は、センシングライン600を通じてセンサ制御信号、例えば、電圧信号または電流信号を印加し、サセプタ130から測定されたセンサ出力信号、例えば、抵抗値またはキャパシタンス値を読み取る。
【0096】
実施形態で、エアロゾル生成装置100は、エアロゾル生成物質を加熱する加熱部材130の温度を測定する第1センサと、エアロゾル生成物質の特性を検出する第2センサを備える。ここで、第1センサは、熱電対(thermocouple)、RTD(resistance temperature detector)、サーミスタ、または温度ラベルのような接触式温度センサである。第2センサは、サセプタ130に収容されているシガレット2の特性を検出する静電容量センサまたはキャパシタンス・センサである。第2センサは、収容されたシガレット2が過湿シガレットであるかどうかを検出する。また、第2センサは、サセプタ130にシガレットが収容されたか、または挿入されたかを検出することもできる。第1及び第2センサに関しては、
図8を参照して後述する。
【0097】
実施形態で、エアロゾル生成装置100は、第1センサ611及び第2センサ612と、加熱部材130に連結されている共有センサ信号線600と連結されているスイッチングモジュール613を備える。制御部610は、スイッチングモジュール613をスイッチングして、第1センサによる温度測定、または第2センサによるエアロゾル生成物品(例えば、シガレット)の特性検出を行う。すなわち、第1センサ611及び第2センサ612は、加熱部材130に連結されている共有センサ信号線600を通じて収集された加熱部材130に関する情報に基づいて、それぞれのセンシング動作(例えば、温度測定及び特性検出)を行う。
【0098】
また、実施形態で、エアロゾル生成装置100は、シガレット2がサセプタ130に挿入されたかどうかを検出する第3センサをさらに備える。ここで、第3センサは、インダクタンスセンサであってもよく、
図6に示されたコイル131が第3センサとして機能することもできる。また、第2センサがキャパシタンス・センサである場合、サセプタ130にシガレット2が挿入されたかどうかを検出する機能を行うこともできる。
【0099】
制御部610は、第3センサからの第3センサ出力信号に応答して、スイッチングモジュールをスイッチングして、第2センサに第2センサ制御信号を出力する。実施形態で、シガレットが挿入された場合、シガレットの特性を検出する第2センサを駆動させることで、センサ電力の消耗を低減させる。
【0100】
図8は、他の実施形態によるエアロゾル生成装置の詳細概略図である。
【0101】
図8を参照すれば、エアロゾル生成装置は、制御部610、第1センサ611、第2センサ612、スイッチングモジュール613、及びサセプタ130を備える。
【0102】
制御部610、第1センサ611、第2センサ612、及びスイッチングモジュール613は、メインPCBに共に配置される。また、制御部610、第1センサ611、及び第2センサ612がメインPCBに配置され、スイッチングモジュール613はメインPCBから分離される。また、第1センサ611及び第2センサ612は、一つのセンサコントローラまたはセンサ制御部によって制御されるか、それぞれのセンサ制御部によって制御される。また、第1センサ611及び第2センサ612は、制御部610またはMCU内の機能モジュールとして含まれてもよい。
【0103】
スイッチングモジュール613は、第1センサ611及び第2センサ612と連結される。また、スイッチングモジュール613は、サセプタ130に連結されている共有センサ信号線と連結される。スイッチングモジュール613は、SPDT(Single Pole Double Throw)スイッチである。スイッチングモジュール613は、制御部610のスイッチング信号によって、第1センサ611とサセプタ130とを連結させるか、または第2センサ612とサセプタ130とを連結させる。
【0104】
制御部610は、スイッチングモジュール613をスイッチングして、第2センサ612に第2センサ制御信号、例えば、電圧信号または電流信号を出力して、サセプタ130に収容されているシガレットに含まれているエアロゾル生成物質の特性を検出する。この時、第1センサ611とサセプタ130とは物理的に連結されない。実施形態で、第2センサ612がキャパシタンス・センサである場合、サセプタ130の外側に印加された電圧または電流信号によって、物理的なセンシングライン、サセプタ及び挿入されたシガレットの間に電界が形成され、過湿シガレットが挿入された場合、水分量の増加またはキャパシタンス(静電容量C)を感知する。ここで、一般的な状態と過湿状態とを区分する基準は、シガレット2のエアロゾル生成物質の全体重量対比約15wt%以上の水分を含む状態を意味する。よって、15wt%に相応する基準キャパシタンス値を基準としてキャパシタンス値が大きい場合、過湿シガレットと判断される。但し、エアロゾル生成物品の状態(例えば、一般的な状態または過湿状態)を判断する水分量はこれに限定されず、メーカーの設計などによって多様に変更されるということはいうまでもない。
【0105】
制御部610は、サセプタ130に収容されているシガレット2が過湿シガレットではない場合、第1加熱プロファイルによって加熱する。一方、過湿シガレットの場合、第1加熱プロファイルとは異なる第2加熱プロファイルによって加熱する。例えば、第2加熱プロファイルは、第1加熱プロファイルより予熱区間が長い。
【0106】
制御部610は、第2センサ612を通じてエアロゾル生成物質の特性を検出した後、スイッチングモジュール613をスイッチングして、第1センサ611に第1センサ制御信号を出力し、サセプタ130の温度を測定する。この時、第2センサ612とサセプタ130とは物理的に連結されない。実施形態で、第1センサ611が熱電対である場合、サセプタの両側に連結されているワイヤを通じて電流が流れ、抵抗値の変化から温度変化を感知する。
【0107】
図9は、
図8に示された制御部610と、加熱制御部620を説明するための概略図である。
【0108】
図8及び
図9を参照すれば、制御部610は、温度判断部614、挿入判断部615、過湿判断部616を備える。また、制御部610は、加熱制御部620を制御し、加熱制御部620は、
図6に示されたコイル131に交流電力を提供する。
【0109】
温度判断部614は、第1センサ611から出力された第1センサ出力信号に基づいて、サセプタ130の温度を判断する。
【0110】
挿入判断部615は、第2センサ612または別途の第3センサ(
図6に示されたコイルまたはインダクタンスセンサ)から、センサ出力信号に基づいて、サセプタ130にシガレット2に収容されているかどうかを判断する。
【0111】
過湿判断部616は、第2センサ612から第2センサ出力信号に基づいて、サセプタ130に収容されているシガレット2のエアロゾル生成物質または物品が過湿状態であるかどうかを判断する。
【0112】
実施形態で、制御部610は、挿入判断部615でシガレットが挿入されたと判断した場合、スイッチングモジュール613をスイッチングして、第2センサ612に第2センサ制御信号を出力する。過湿判断部616は、第2センサ612から出力された第2センサ出力信号によって、サセプタ130に収容されているシガレット2が過湿状態であるかどうかを判断する。
【0113】
制御部610は、過湿判断部616の判断結果によって、メモリ(図示せず)に保存されている第1加熱プロファイルまたは第2加熱プロファイルをローディングする。第1加熱プロファイルまたは第2加熱プロファイルによる加熱制御信号を加熱制御部620に出力し、加熱制御部620は、加熱制御信号に相応する交流電力をコイル131に提供する。
【0114】
実施形態で、制御部610は、過湿判断部616の判断が終わった後、スイッチングモジュール613をスイッチングして、第1センサ611に第1センサ制御信号を出力する。温度判断部614は、第1センサ611から第1センサ出力信号を受信し、現在加熱中のサセプタ130の温度を判断する。
【0115】
制御部610は、温度判断部614で判断された温度によって、サセプタ130の温度を維持するか、再調整する必要がある場合、PID制御を通じて、加熱プロファイル上の目標温度を追従するように制御する。
【0116】
図10は、さらに他の実施形態によるエアロゾル生成装置のブロック図である。
【0117】
図10を参照すれば、エアロゾル生成装置1000は、制御部1010、センシング部1020、出力部1030、バッテリ1040、ヒータ1050、ユーザ入力部1060、メモリ1070、及び通信部1080を備える。但し、エアロゾル生成装置1000の内部構造は、
図6に示されたところに制限されるものではない。すなわち、エアロゾル生成装置1000の設計によって、
図6に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加えられ得るということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0118】
センシング部1020は、エアロゾル生成装置1000の状態またはエアロゾル生成装置1000周辺の状態を感知し、感知した情報を制御部1010に伝達する。制御部1010は、前記感知された情報に基づいて、ヒータ1050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)の挿入如何の判断、お知らせ表示などの多様な機能が行われるように、エアロゾル生成装置1000を制御する。
【0119】
センシング部1020は、温度センサ1022、挿入感知センサ1024及びパフセンサ1026のうち少なくとも一つを備えるが、これに制限されるものではない。
【0120】
温度センサ1022は、ヒータ1050(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1000は、ヒータ1050の温度を感知する別途の温度センサを備えるか、ヒータ1050自体が温度センサの役割を行う。または、温度センサ1022は、バッテリ1040の温度をモニタリングするように、バッテリ1040の周りに配置されたものであってもよい。実施形態で、温度センサ1022は、加熱される前のヒータ1050の温度を測定する。
【0121】
実施形態で、温度センサ1022は、第1センサであり、サセプタ130の外側に連結されているワイヤを通じて、抵抗値の変化を測定する方式の熱電対でもある。
【0122】
挿入感知センサ1024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1024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一つを含み、エアロゾル生成物品が挿入及び/または除去されることによる信号変化を感知する。実施形態で、挿入感知センサ1024は、キャパシタンス・センサである第2センサまたはインダクタンスセンサである第3センサでもある。また、第2センサは、サセプタ130に収容されているシガレットの物理的な特性、すなわち、過湿状態を判断する。実施形態で、第1センサ及び第2センサは、サセプタ130の両側に連結されている物理的なセンシングライン(例えば、共有センサ信号ライン600)を共有する。
【0123】
パフセンサ1026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、パフセンサ1026は、温度変化、流量変化、電圧変化及び圧力変化のうちいずれか一つに基づいて、ユーザのパフを感知する。
【0124】
センシング部1020は、前述したセンサ1022ないし1026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)のうち少なくとも一つをさらに備える。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ため、具体的な説明は省略する。
【0125】
出力部1030は、エアロゾル生成装置1000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1030は、ディスプレイ部1032、ハプティック部1034及び音響出力部1036のうち少なくとも一つを備えるが、これに制限されるものではない。ディスプレイ部1032とタッチパッドとが層構造をなしてタッチスクリーンに構成される場合、ディスプレイ部1032は、出力装置以外に入力装置としても使われる。
【0126】
ディスプレイ部1032は、エアロゾル生成装置1000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1000についての情報は、エアロゾル生成装置1000のバッテリ1040の充/放電状態、ヒータ1050の予熱状態、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1000の使用が制限される状態(例えば、異常物品の感知)などの多様な情報を意味し、ディスプレイ部1032は、前記情報を外部に出力する。ディスプレイ部1032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)などである。また、ディスプレイ部1032は、LED発光素子の形態であってもよい。
【0127】
ハプティック部1034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て、エアロゾル生成装置1000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1034は、モータ、圧電素子、または電気刺激装置を備える。
【0128】
音響出力部1036は、エアロゾル生成装置1000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1036は、電気信号を音響信号に変換して外部に出力する。
【0129】
バッテリ1040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。バッテリ1040は、ヒータ1050が加熱されるように電力を供給する。また、バッテリ1040は、エアロゾル生成装置1000内に備えられた他の構成(例えば、センシング部1020、出力部1030、ユーザ入力部1060、メモリ1070及び通信部1080)の動作に必要な電力を供給する。バッテリ1040は、充電の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1040は、リチウムポリマー(LiPoly)バッテリであるが、これに制限されるものではない。
【0130】
ヒータ1050は、バッテリ1040から電力を供給されてエアロゾル生成物質を加熱する。
図10には示されていないが、エアロゾル生成装置1000は、バッテリ1040の電力を変換してヒータ1050に供給する電力変換回路(例えば、DC/DCコンバータ)をさらに備える。また、エアロゾル生成装置1000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1000は、バッテリ1040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備える。
【0131】
制御部1010、センシング部1020、出力部1030、ユーザ入力部1060、メモリ1070、及び通信部1010は、バッテリ1040から電力を供給されて機能を行う。
図10に示されていないが、バッテリ1040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備える。
【0132】
一実施形態で、ヒータ1050は、任意の好適な電気抵抗性物質で形成される。例えば、好適な電気抵抗性物質は、チタン、ジルコニウム、タンタル、プラチナ、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あるが、これらに制限されるものではない。また、ヒータ1050は、金属熱線、電気伝導性トラックが配置された金属熱板、セラミックス発熱体などで具現されるが、これに制限されるものではない。
【0133】
他の実施形態で、ヒータ1050は、誘導加熱方式のヒータである。例えば、ヒータ1050は、コイルによって印加された磁場を通じて発熱して、エアロゾル生成物質を加熱するサセプタを備える。
【0134】
一実施形態で、ヒータ1050は、複数であってもよい。例えば、ヒータ1050は、シガレットを加熱するための第1ヒータ及び液組成を加熱するための第2ヒータを備えてもよい。
【0135】
ユーザ入力部1060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1060は、キーパッド、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、ピエゾ効果方式など)、ジョグホイール、ジョグスイッチなどがあるが、これらに制限されるものではない。また、
図10には示されていないが、エアロゾル生成装置1000は、USB(universal serial bus)インターフェースなどの連結インターフェースをさらに備え、USBインターフェースなどの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1040を充電する。
【0136】
メモリ1070は、エアロゾル生成装置1000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、制御部1010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1070は、フラッシュメモリタイプ、ハードディスクタイプ、マルチメディアカードマイクロタイプ、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一つのタイプの記録媒体を含む。メモリ1070は、エアロゾル生成装置1000の動作時間、最大パフ回数、現在パフ回数、少なくとも一つの温度プロファイル、及びユーザの喫煙パターンについてのデータなどを保存する。実施形態で、メモリ1070は、複数の温度プロファイルを保存する。
【0137】
通信部1080は、他の電子装置との通信のための少なくとも一つの構成要素を含む。例えば、通信部1080は、近距離通信部1082及び無線通信部1084を備える。
【0138】
近距離通信部1082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、WLAN(Wi-Fi)通信部、ジグビー通信部、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、これらに制限されるものではない。
【0139】
無線通信部1084は、セルラー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、これらに制限されるものではない。無線通信部1084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1000を確認及び認証してもよい。
【0140】
制御部1010は、エアロゾル生成装置1000の全般的な動作を制御する。一実施形態で、制御部1010は、少なくとも一つのプロセッサを備える。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイで具現されてもよく、汎用的なマイクロプロセッサと、この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ているメモリとの組み合わせで具現されてもよい。また、他の形態のハードウェアで具現されてもよいということを、当業者ならば理解できるであろう。
【0141】
制御部1010は、バッテリ1040の電力をヒータ1050に供給することを制御することで、ヒータ1050の温度を制御する。例えば、制御部1010は、バッテリ1040とヒータ1050と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。他の例で、制御部1010の制御命令に従って、加熱直接回路がヒータ1050への電力供給を制御してもよい。
【0142】
制御部1010は、エアロゾル生成装置1000の動作が開始されれば、既定の温度プロファイルまたは既定の予熱プロファイルによって、ヒータ1050への電力供給を制御する。
【0143】
実施形態で、制御部1010は、PID(proportional-integral-differential)制御方式で、ヒータ1050への電力供給を制御する。すなわち、制御部1010は、ヒータ1050が、設定された温度プロファイルに対応する温度を持つように、PID制御方式で、ヒータ1050への電力供給を制御する。例えば、制御部1010は、温度プロファイルによって温度上昇区間に対応する時間の間に、ヒータ1050の温度が目標温度まで到逹するように、比例制御に対するパラメータKp、積分制御に対するパラメータKi、及び微分制御に対するパラメータKdを調整するか、これらのパラメータのうち少なくとも一つを調整して電力を供給する。
【0144】
制御部1010は、センシング部1020によって感知された結果を分析し、以後行われる処理を制御する。例えば、制御部1010は、センシング部1020によって感知された結果に基づいて、ヒータ1050の動作が開始または終了するように、ヒータ1050に供給される電力を制御する。他の例として、制御部1010は、センシング部1020によって感知された結果に基づいて、ヒータ1050が所定の温度まで加熱されるか、適当な温度を維持するように、ヒータ1050に供給される電力の量及び電力が供給される時間を制御する。
【0145】
制御部1010は、センシング部1020によって感知された結果に基づいて、出力部1030を制御する。例えば、パフセンサ1026を通じてカウントされたパフ回数が既定の回数に到逹すれば、制御部1010は、ディスプレイ部1032、ハプティック部1034及び音響出力部1036のうち少なくとも一つを通じて、ユーザに、エアロゾル生成装置1000が間もなく終わるということを予告する。
【0146】
一実施形態で、制御部1010は、センシング部1020によって感知されたエアロゾル生成物品の状態によって、ヒータ1050への電力供給時間及び/または電力供給量を制御する。例えば、エアロゾル生成物品15が過湿状態の場合に、制御部1010は、誘導コイルへの電力供給時間を制御して、エアロゾル生成物品15が一般的な状態の場合より、予熱時間を増加させる。
【0147】
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などの、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る。コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意に利用できる媒体であり、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、コンピュータで読み取り可能な媒体は、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、コンピュータで読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュールまたはその他のデータなどの、情報の保存のための任意の方法または技術で具現された、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で読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュールなどの変調されたデータ信号のその他のデータ、またはその他の伝送メカニズムを含み、任意の情報伝達媒体を含む。
【0148】
前述した実施形態についての説明は、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これらより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。よって、発明の真の保護範囲は、添付した特許請求の範囲によって定められねばならず、特許請求の範囲に記載の内容と同等な範囲にあるすべての差異は、請求の範囲によって定められる保護範囲に含まれると解釈されねばならない。
【国際調査報告】