特表 2025-502918 エアロゾル発生デバイス用の加熱装置

(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】2025-01-30

(54)【発明の名称】エアロゾル発生デバイス用の加熱装置

(51)【国際特許分類】

   A24F 40/40 20200101AFI20250123BHJP

   A24F 40/20 20200101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

A24F40/40

A24F40/20

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531387

(86)(22)【出願日】2023-01-30

(85)【翻訳文提出日】2024-07-24

(86)【国際出願番号】 EP2023052174

(87)【国際公開番号】W WO2023144381

(87)【国際公開日】2023-08-03

(31)【優先権主張番号】22154347.3

(32)【優先日】2022-01-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516004949

【氏名又は名称】ジェイティー インターナショナル エスエイ

【住所又は居所原語表記】８，ｒｕｅ Ｋａｚｅｍ Ｒａｄｊａｖｉ，１２０２ Ｇｅｎｅｖａ，ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シューマッハ， ケビン

(72)【発明者】

【氏名】フォイヤーシュタイン， サンドロ

(72)【発明者】

【氏名】ガルシア ガルシア， エデュアルド ホセ

【テーマコード（参考）】

4B162

【Ｆターム（参考）】

4B162AA03

4B162AA22

4B162AB12

4B162AC21

4B162AD06

(57)【要約】

エアロゾル発生デバイス用の加熱装置（１００）が開示される。加熱装置（１００）は、主長手方向軸を有するとともに、真空（１０８）が間に閉じ込められる内壁（１０４）及び外壁（１０６）を含む真空絶縁体（１０２）と、エアロゾル形成物質を受け入れることができるキャビティ（１１０）であって、内壁の径方向内側に位置決めされたキャビティ（１１０）と、真空絶縁体の内壁に熱接触する、真空絶縁体の内部に設けられたヒータ（１１２）であって、キャビティ内に受け入れられたエアロゾル形成物質を熱伝導によって加熱してエアロゾルを発生させるように構成された、ヒータ（１１２）と、ヒータを電源に接続するように構成された１つ以上のワイヤ（１３２）であって、１つ以上のワイヤは、真空絶縁体の外壁における少なくとも１つの孔を貫通して延び、１つ以上のワイヤは、絶縁体（１３０）によって円周方向に取り囲まれる、１つ以上のワイヤ（１３２）とを含む。絶縁体はガラスを含み、１つ以上のワイヤは、絶縁体の熱膨張特性と実質的に一致する熱膨張特性を有する材料から作られる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアロゾル発生デバイス用の加熱装置であって、
主長手方向軸を有するとともに、真空が間に閉じ込められる内壁及び外壁を含む真空絶縁体と、
エアロゾル形成物質を受け入れることができるキャビティであって、前記内壁の径方向内側に位置決めされたキャビティと、
前記真空絶縁体の前記内壁に熱接触する、前記真空絶縁体の内部に設けられたヒータであって、前記キャビティ内に受け入れられたエアロゾル形成物質を熱伝導によって加熱してエアロゾルを発生させるように構成された、ヒータと、
前記ヒータを電源に接続するように構成された１つ以上のワイヤであって、前記１つ以上のワイヤは、前記真空絶縁体の前記外壁における少なくとも１つの孔を貫通して延び、前記１つ以上のワイヤは、絶縁体によって円周方向に取り囲まれる、１つ以上のワイヤと
を含み、
前記絶縁体はガラスを含み、前記１つ以上のワイヤは、前記絶縁体の熱膨張特性と実質的に一致する熱膨張特性を有する材料から作られる、
加熱装置。

【請求項2】

前記外壁における第１の孔を貫通して延びる第１のワイヤと、前記外壁における第２の孔を貫通して延びる第２のワイヤとを含む、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項3】

前記１つ以上のワイヤは、コバールを含む、請求項１又は２に記載の加熱装置。

【請求項4】

前記真空絶縁体内に位置決めされたセンサと、前記センサに接続され、前記真空絶縁体におけるさらなる孔を貫通して延びるセンサワイヤとをさらに含み、前記センサワイヤは、絶縁体によって円周方向に取り囲まれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項5】

前記さらなる孔は、前記真空絶縁体の前記外壁を貫通して延びる、請求項４に記載の加熱装置。

【請求項6】

前記さらなる孔は、前記真空絶縁体の前記内壁と前記外壁との間に延びる、請求項４に記載の加熱装置。

【請求項7】

前記ヒータは抵抗ヒータである、請求項１から６のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項8】

前記ヒータは、酸素の存在下で酸化反応を受けやすい材料を有する露出した外表面を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項9】

前記内壁は、約０．１ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項10】

前記絶縁体は、ホウケイ酸ガラスを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項11】

前記１つ以上のワイヤは各々、前記外壁における異なるそれぞれの孔を貫通して延び、各孔は、対応するワイヤを取り囲む対応する絶縁体を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の加熱装置。

【請求項12】

それぞれの各孔は、主に、前記外壁に接触する絶縁体の量を最小限に抑えるように前記対応するワイヤを収容するような大きさとされる、請求項１１に記載の加熱装置。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の加熱装置を含む、ユーザが吸入するためのエアロゾルを発生させるように構成されたエアロゾル発生デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアロゾル発生デバイス用の加熱装置に関する。具体的には、本発明は、真空絶縁体を有する加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エアロゾル発生デバイス用の１つのタイプの加熱装置は、真空絶縁体と、真空絶縁体の内壁に熱接触して設けられたヒータとを使用する。真空絶縁体は、典型的には、内壁に隣接して位置決めされた、エアロゾル発生物質を受け入れることができる中央キャビティを含む。ヒータは、エアロゾル発生基材を加熱して、吸入可能であるエアロゾルを発生させることができる。真空絶縁体は、ユーザがエアロゾル発生デバイスを快適に保持できるように、エアロゾル発生デバイスの外表面をヒータから熱的に絶縁することができる。

【0003】

このタイプの加熱装置を製造する際に克服する課題の１つは、有効な真空を維持しながら、真空絶縁体の外側の電源からヒータにどのように電力を供給するかということにある。本発明の目的は、これらの課題に対処することである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様によれば、エアロゾル発生デバイス用の加熱装置であって、主長手方向軸を有するとともに、真空が間に閉じ込められる内壁及び外壁を含む真空絶縁体と、エアロゾル形成物質を受け入れることができるキャビティであって、前記内壁の径方向内側に位置決めされたキャビティと、真空絶縁体の内壁に熱接触する、真空絶縁体の内部に設けられたヒータであって、キャビティ内に受け入れられたエアロゾル形成物質を熱伝導によって加熱してエアロゾルを発生させるように構成されたヒータと、ヒータを電源に接続するように構成された１つ以上のワイヤであって、１つ以上のワイヤは、真空絶縁体の外壁における少なくとも１つの孔を貫通して延び、１つ以上のワイヤは、絶縁体によって円周方向に取り囲まれる、１つ以上のワイヤとを含み、絶縁体はガラスを含み、１つ以上のワイヤは、絶縁体の熱膨張特性と実質的に一致する熱膨張特性を有する材料から作られる、加熱装置が提供される。

【0005】

このように、ヒータと電源との電気的接続を可能にしながら、有効な真空を維持することができる。これは、１つ以上ワイヤを外壁における１つ以上の孔に通すことと、ワイヤと真空絶縁体との間に絶縁体を設けることによって達成することができる。本発明は、真空を損なうことなくワイヤを外壁の孔に貫通させて位置決めできる方法を提供する。

【0006】

好ましくは、絶縁体は、熱絶縁体及び電気絶縁体である。熱絶縁は、熱がワイヤに沿って伝導し、それにより真空絶縁体の壁を加熱することを防止するため有利である。電気絶縁は、電源の２つの端子間を短絡させることなく、金属などの電気を伝導する材料で真空絶縁体が作られることを可能にするので有利である。

【0007】

ヒータは、好ましくは、真空絶縁体上に印刷又はコーティングされたトラックヒータである。ヒータは、好ましくは、内壁の外表面に設けられる。

【0008】

外壁は、円周部分と底部分とを有し得る。外壁における面法線ベクトルは、円周部分に径方向に延び、底部分に軸方向に延び得る。少なくとも１つの孔は、円周部分を貫通して又は底部分を貫通して延び得る。いくつかの実施形態では、第１の孔は、円周部分を貫通して延び得、第２の孔は、底部分を貫通して延び得る。

【0009】

好ましくは、加熱装置は、外壁における第１の孔を貫通して延びる第１のワイヤと、外壁における第２の孔を貫通して延びる第２のワイヤとを含む。このように、第１のワイヤ及び第２のワイヤ用にそれぞれ別個の孔を設けることができる。これにより、ワイヤ間の効果的な電気的絶縁を提供できることが分かっている。また、これにより、ヒータの異なる箇所への接続のためにワイヤが互いに間隔を空けて配置されることを可能にすることができる。

【0010】

代替的に、外壁は、第１のワイヤと第２のワイヤの両方が貫通して位置決めされる孔を含み得る。この場合、第１のワイヤ及び第２のワイヤは、各ワイヤを円周方向に取り囲む共用の絶縁体シート又は片に埋め込まれ得る。この場合、第１のワイヤ及び第２のワイヤは、電源の端子間の短絡を回避するために、間隔を空けて配置することができる。

【0011】

絶縁体はガラスを含む。一例では、絶縁体は、ホウケイ酸ガラスを含む。他の実施形態では、絶縁体は、他の適切な絶縁ガラス材料を含むことができる。

【0012】

１つ以上のワイヤは、絶縁体の熱膨張特性と実質的に一致する熱膨張特性を有する材料から作られる。これにより、機械的接合の完全性が広い温度範囲にわたって維持されるため、真空チャンバの気密で且つ安定したシールを提供することができる。ヒータへのワイヤの接続に起因してワイヤが伝導によって加熱されるときでも維持される非常に強固な接続をもたらすために、各ワイヤをオーブン内でガラス製の絶縁体と接合することができる。

【0013】

好ましくは、１つ以上のワイヤは、鉄合金の群である、コバールを含む。一例では、ニッケル－コバルト鉄合金を使用することができる。これらの材料は、室温からヒータの少なくとも通常動作温度に及ぶ広範囲の温度にわたってガラスと実質的に同じ熱膨張特性を提供する。

【0014】

好ましくは、絶縁体はホウケイ酸ガラスを含み、１つ以上のワイヤはコバールを含む。この組み合わせは、加熱装置の動作温度全体にわたって真空のための特に有効なシールを提供する。

【0015】

好ましくは、加熱装置は、真空絶縁体内に位置決めされたセンサと、センサに接続されて真空絶縁体におけるさらなる孔を貫通して延びるセンサワイヤとを含み、センサワイヤは、絶縁体によって円周方向に取り囲まれる。これにより、真空の完全性を損なうことなく、主にヒータの動作及び機能を監視するために、真空チャンバ内にセンサを設けることを可能にすることができる。これは、好ましくは、ガラス製の絶縁体で包まれたコバール製のセンサワイヤを用いて達成される。温度センサ又は圧力センサなどの、任意の種類のセンサを使用することができる。いくつかの実施形態では、複数のセンサが設けられ得る。

【0016】

好ましくは、さらなる孔は、真空絶縁体の外壁を貫通して延びる。さらなる孔は、外壁の円周部分又は底部分に設けられ得る。

【0017】

代替的に、さらなる孔は、真空絶縁体の内壁と外壁との間に延びる。

【0018】

いくつかの実施形態では、センサワイヤは、ヒータ用の１つ以上のワイヤと比較して、真空絶縁体の異なる領域に、又は外壁の異なる面に設けられ得る。

【0019】

好ましくは、ヒータは、抵抗ヒータである。ヒータは、内壁に印刷又はコーティングされた電気抵抗トラックを含み得る。抵抗トラックは、内壁の特定のセクションに設けることができ、又は内壁の実質的に全てを覆うように内壁にコーティング又は印刷することができる。抵抗トラックは、トラックの第１の端部から第２の端部まで内壁上の蛇行状又は波状経路を辿り得る。他の例では、ヒータは、内壁に設けられた１つ以上の抵抗加熱板又は要素を含むことができる。加熱板又は要素は、波状又は蛇行状の抵抗トラックとして設けることもできる。

【0020】

好ましくは、ヒータは、酸素の存在下で酸化反応を受けやすい材料を有する露出した外表面を含む。多くのヒータは、耐酸化コーティングが施されていなければヒータの性能に悪影響を及ぼす可能性がある、酸素の存在下で酸化する材料を含む。このように、ヒータが耐酸化コーティングのない露出した外表面を有することを可能にすることで、ヒータが真空内に設けられることを利用して、ヒータをより安価にし、低質量化し、及び／又はより容易に生産できるようにする。

【0021】

好ましくは、内壁は、約０．１ｍｍ以下の厚さを有する。このように、内壁は、真空絶縁体の大幅に改善された熱効率の閾値に対応する厚さを有する。外壁は、約０．２５ｍｍの厚さを有し得る。

【0022】

好ましくは、１つ以上のワイヤは各々、外壁における異なる孔を貫通して延び、各孔は、対応するワイヤを取り囲む対応する絶縁体を含む。より好ましくは、それぞれの各孔は、主に、外壁に接触する絶縁体の量を最小限に抑えるように対応するワイヤを収容するような大きさとされる。このように、各孔は、真空絶縁体内の真空をより良好に保持する、絶縁体に接触する外壁の円周又は周長を最小限に抑えるような大きさとすることができる。当業者であれば、「主に単一のワイヤを収容するような大きさとされる」とは、各ワイヤの周囲への絶縁体の実際的な組み付けを依然として可能にする一方で、単一の絶縁ワイヤを保持するように各孔が可能な限り小さく作成されることを意味することを理解するであろう。したがって、いくつかの例では、各孔は、その対応するワイヤの直径の約１．５倍、２倍、又は３倍の直径を有し得る。各孔内の絶縁体は、対応するワイヤの厚さと略等しい厚さを有して、すなわちワイヤの厚さの約０．５倍～２倍の厚さを有して対応するワイヤを取り囲み得る。

【0023】

本発明のさらなる態様によれば、ユーザが吸入するためのエアロゾルを発生させるように構成されたエアロゾル発生デバイスであって、上記したような加熱装置を含む、エアロゾル発生デバイスが提供される。

【0024】

ここで、図面を参照して例として本発明の実施形態を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態による加熱装置の斜視図を示す。

【図2】本発明の一実施形態による加熱装置の一部の概略断面図を示す。

【図3A】本発明の一実施形態による加熱装置の一部の斜視図を示す。

【図3B】本発明の一実施形態による加熱装置の一部の斜視図を示す。

【図3C】本発明の一実施形態による加熱装置の一部の斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１は、本発明の一実施形態によるエアロゾル発生デバイス用の加熱装置の概略斜視図を示す。図２は、図１に示す加熱装置の一部の概略断面図を示す。

【0027】

図１及び図２を参照すると、加熱装置１００が提供され、加熱装置１００は、内壁１０４と外壁１０６との間に真空１０８が閉じ込められるように、互いに径方向に間隔を空けて配置された、内壁１０４と外壁１０６とを含む真空絶縁体１０２を含む。加熱装置１００は、内壁１０４に隣接して設けられたキャビティ１１０であって、チップラッパーによって一緒に保持されたタバコロッド及びフィルタを含む消耗品を受け入れるように構成されたキャビティ１１０を含む。消耗品は、内壁１０４との摩擦によって適所に保持されるように、ユーザがキャビティ１１０への開口部１１１を通してキャビティ１１０に挿入することができる。

【0028】

ヒータ１１２は、真空１０８内に且つ内壁１０４の外表面に設けられる。ヒータ１１２は、ヒータ１１２に電流が流れると加熱され、この熱を伝導によって内壁１０４に伝えるように構成される。次いで、熱は、内壁１０４の内表面がキャビティ１１０内の消耗品及び空気を加熱するように、伝導によって内壁１０４を介して伝達される。ヒータ１１２には、エアロゾル発生デバイス上に設けられたバッテリ又は任意の他の電源によって電力を供給することができる。

【0029】

外壁１０６は、キャビティ１１０内に径方向に延びる面法線ベクトルを有する円周部分１０６ａと、真空絶縁体１０２の主長手方向軸に平行な面法線ベクトルを有する底部分１０６ｂとを含む。第１のヒータワイヤ１１４及び第２のヒータワイヤ１１６は各々、底部分１０６ｂにおけるそれぞれの孔に挿通され、エアロゾル発生デバイス上に設けられた電源及び制御電子機器にヒータ１１２を電気的に接続するように構成される。第１の接続リード１１８は、ヒータ１１２の第１の端部１２０を第１のヒータワイヤ１１４に電気的に接続するために設けられる。第２の接続リード１２２は、第２のヒータワイヤ１１６をヒータ１１２の第２の端部１２４に電気的に接続するために設けられる。第１の接続リード及び第２の接続リード１１８、１２２は、ヒータ１１２又は内壁１０４に溶着され得る。

【0030】

真空絶縁体１０２内に温度センサ（図示せず）が設けられる。第１のセンサワイヤ１２６及び第２のセンサワイヤ１２８もまた、底部分１０６ｂにおけるそれぞれの孔を貫通して設けられる。第１のセンサワイヤ１２６及び第２のセンサワイヤ１２８は、エアロゾル発生デバイス上に設けられた電源及び制御電子機器に温度センサを電気的に接続するように構成される。第１のセンサワイヤ１２６及び第２のセンサワイヤ１２８は、各センサワイヤを温度センサに電気的に接続するように構成された追加のそれぞれの接続リード（図示せず）にも取り付けられ得る。

【0031】

第１及び第２のヒータワイヤ１１４、１１６、並びに第１及び第２のセンサワイヤ１２６、１２８は、まとめて「ワイヤ」１３２と称されることがある。図１及び図２に示すように、ワイヤ１３２の各々は、底部分１０６ｂにおけるそれぞれの孔を貫通して設けられる。ワイヤ１３２の各々は、真空絶縁体１０２の内部への空気の侵入を防止する複数の気密シール１３０のうちの１つによって底部分１０６ｂに接合される。シール１３０の各々は、ワイヤ１３２のうちの１つを円周方向に取り囲む絶縁体を含む。

【0032】

真空絶縁体１０２は、中空であり、その湾曲した内壁１０４と湾曲した外壁１０６との間に真空１０８を閉じ込める。真空絶縁体１０２は、真空絶縁体１０２が消耗品を完全に取り囲むことを可能にする略円筒形状を有する。真空絶縁体１０２は、ヒータ１１２がエアロゾル発生基材を効果的に加熱できる一方で、エアロゾル発生デバイスの他の部分、特にユーザによって保持されるエアロゾル発生デバイスの部分を加熱しないように、熱絶縁を提供する。真空絶縁体１０２は、図１に示すように、その主長手方向軸に沿って細長い。これにより、真空絶縁体１０２が、タバコを含む細長いロッドの形態の消耗品を受け入れることが可能となる。真空絶縁体１０２は、その長手方向軸に平行な、真空絶縁体１０２の端部の一方に沿って見ると、略楕円形又は略円形の断面形状を有する。しかしながら、他の実施形態では、真空絶縁体１０２は、他のタイプの断面形状、例えば略正方形又は略多角形の形状を有し得る。

【0033】

真空絶縁体１０２は、消耗品を受け入れるための開口部１１１を一方の長手方向端部に含み、反対側の端部では閉鎖されている。したがって、図１及び図２に示すように、真空絶縁体１０２は、その長手方向軸に垂直方向に見て、カップ状の断面を有する。他の実施形態では、真空絶縁体１０２は、その長手方向軸に垂直方向に見て、管状の断面を有するように、両方の長手方向端部が開放している場合がある。そのような場合、外壁１０６は、円周部分１０６ａのみ又は主に円周部分１０６ａを含み得、ワイヤ１３２の各々は、それぞれのシール１３０によって取り囲まれる一方で、円周部分１０６ａにおけるそれぞれの孔を貫通して設けられ得る。図１及び図２の実施形態では、内壁１０４及び外壁１０６は、開口部１１１が見られる真空絶縁体１０２の同じ端部において互いに接合又は溶着される。底部分１０６ｂ及び円周部分１０６ａもまた、図２に示す接合部１３４において接合又は溶着される。

【0034】

開口部１１１及び内壁１０４は、内壁１０４の長手方向の全範囲にわたって同じ横断面を有する。他の実施形態では、開口部１１１は、ユーザが消耗品をキャビティ１１０により容易に挿入することを可能にするために外方に広がっている場合がある。

【0035】

外壁１０６はステンレス鋼を含む。他の実施形態では、外壁１０６は、他の金属、合金、又はプラスチックなどの、他の適切な材料を含むことができる。外壁１０６の円周部分１０６ａは、実質的又は全体的に円筒状の単一の曲面を含む。外壁１０６は、代替形状の真空絶縁体に応じて他の形状を有することができる。

【0036】

内壁１０４は、約０．１ミリメートル（ｍｍ）以下の厚さを有し得る。比較的薄い厚さを有することによって、真空絶縁体１０２の熱質量が低減され、内壁１０４を通ってキャビティ１１０及び消耗品に伝わる熱伝導率が高まる。特に、内壁１０４の外面によって、キャビティ１１０から離れる方向に伝導される熱は少なくなる。０．１ｍｍ以下の閾値は、これらの機構による加熱装置１００のエネルギー効率を向上させる点で重要であることが分かっている。特に、０．１ｍｍの内壁厚さは、０．２５ｍｍの内壁厚さと比較して、大幅に向上した熱効率をもたらすことが分かっている。

【0037】

外壁１０６は、約０．２５ｍｍの厚さを有し得、この厚さは、向上した機械的堅固さ及び熱絶縁性を真空絶縁体１０２に与えるために、０．１ｍｍの厚さよりも好ましい場合がある。

【0038】

キャビティ１１０は、実質的に円筒状であり、内壁１０４にすぐ隣接して位置決めされる。好ましくは、消耗品がキャビティ１１０内に受け入れられたときに消耗品が内面に直接接触できるように、キャビティ１１０に面する内壁１０４の側、すなわち内壁１０４の「内表面」には、実質的に又は全く追加の構成要素がない。これにより、内壁１０４から消耗品への熱伝達の効率を最大化することができる。さらに、追加の構成要素がないことで、加熱装置の熱質量が小さく保たれ、これにより、タバコをエアロゾル発生温度まで加熱するのに必要な時間を改善することができる。

【0039】

図１及び図２の実施形態では、ヒータ１１２は、電流が印加されると熱を発生させるように構成された抵抗ヒータである。ヒータ１１２は、ヒータ１１２の第１の端部１２０から第２の端部１２４に延びる巻線状の抵抗加熱トラックを含む。トラックは、図１に示すように、内壁１０４の長さに沿った波状経路を辿る。ヒータ１１２の第１の端部１２０及び第２の端部１２４は、それぞれ第１の接続リード１１８及び第２の接続リード１２２に接続される。第１のヒータワイヤ１１４は、エアロゾル発生デバイスにおけるバッテリの第１の端子と電気的に接続するように構成され、第２のヒータワイヤ１１６は、バッテリの反対側の端子と接続するように構成される。したがって、加熱装置１００の動作中に、加熱トラックを通して電流を供給するためにバッテリを使用することができる。次に、ヒータ１１２の電気抵抗によって、第１のヒータワイヤ１１４及び第２のヒータワイヤ１１６を通ってヒータ１１２を流れる電流に応じてヒータ１１２が熱を発生させる。

【0040】

ヒータ１１２は、内壁１０４の外面に印刷又はコーティングされる。他の実施形態では、ヒータ１１２は、内壁１０４に設けられ、取り付けられた加熱要素又は加熱板を含むことができる。したがって、ヒータ１１２は、キャビティ１１０に「トレース加熱」を提供し得る。ヒータ１１２は、図１に示すように、内壁１０４の略全長が加熱を受けるように、内壁１０４の表面に波形状を有し得る。他の実施形態では、ヒータ１１２は、内壁１０４の略全周及び／又は略全領域を覆い得る。

【0041】

ヒータ１１２は、酸素の存在下で酸化反応を受けやすい材料を含み得、また、耐酸化コーティングなしに設けられ得る。このようにヒータ１１２を真空１０８にさらすことで、真空絶縁体１０２内の酸素の欠乏を利用して、ヒータ１１２をより安価にし及び／又はより容易に製造できるようにする。

【0042】

この実施形態では、ワイヤ１３２の各々は、ホウケイ酸ガラスなどの、ガラスの特性と一致する特定の熱膨張特性を呈するように構成された鉄合金の群である、コバールを含む。一例では、コバールは、３０～２００℃で約５×１０^－６／Ｋ、８００℃で約１０×１０^－６／Ｋの熱膨張特性を有し得る。ホウケイ酸ガラスは、２０℃で３×１０^－６／Ｋの熱膨張係数を有し得る。コバールは、ホウケイ酸ガラスと一致する熱膨張特性を有するように構成することができるため、ホウケイ酸ガラスが特に好ましい。これにより、広い温度範囲にわたってホウケイ酸ガラスがコバール製のワイヤの周囲に密封シールを形成することが可能となる。

【0043】

シール１３０の各々は、それぞれのワイヤ１３２のうちの１つを円周方向に取り囲む絶縁体を含む。各シール１３０は、底部分１０６ｂにおけるそれぞれの孔に埋め込まれ、ワイヤ１３２の各々は、それぞれの孔を貫通して位置決めされる。この実施形態では、シール１３０は、コバール製のワイヤ１３２及びシール１３０が広範囲の温度にわたって気密接合部を形成することを可能にする、ガラスを含む。典型的には１００℃を超える温度で動作する、ヒータ１１２からの熱が、内壁１０４及び円周部分１０６ａを通しての伝導によって底部分１０６ｂに到達する可能性があるため、実質的に一致する熱膨張特性を有することが重要である。したがって、ワイヤ１３２及びシール１３０のためのこの特定の材料選択は、広範囲の動作温度にわたって特に効果的な機械的接合を提供し、それにより、真空の完全性を維持するのに役立つ。追加的に、ガラスは、ワイヤ１３２から底部分１０６ｂを電気的に絶縁し、それにより、ワイヤ１３２から外壁１０６への電気伝導を防止するための別個の絶縁層が不要になる。

【0044】

加熱装置１００の製造中に、シール１３０は、ワイヤ１３２をシール１３０に挿通する前に、底部分１０６ｂにおける孔の内側で環状に予め成形される。その後、シール１３０及びワイヤ１３２は、冷却後に強固な永久接合部を形成するように、オーブンを用いて互いに接合又は溶着され得る。これにより、加熱装置１００を製造する簡便な方法が提供され得る。

【0045】

他の実施形態では、ワイヤ１３２及びシール１３０は、それぞれ、他の導電材料及び絶縁材料を含み得る。特に、ワイヤ１３２及びシール１３０は、加熱装置１００の典型的な動作温度にわたって実質的に一致する熱膨張特性を有するように選択された材料を含み得る。

【0046】

図１及び図２の実施形態では、ワイヤ１３２は、外壁１０６の底部分１０６ｂにおける孔を貫通して設けられる。しかしながら、他の実施形態では、ワイヤ１３２及びシール１３０は、外壁１０６上の他の箇所に、例えば円周部分１０６ａにおける孔を貫通して又は底部分１０６ｂ上の異なる位置に設けられ得る。

【0047】

温度センサ（図示せず）は、真空絶縁体１０２内における外壁１０６の内面又は内壁１０４の外面に設けられ得る。温度センサは、ヒータ１１２又はキャビティ１１０の温度を検出し、加熱装置１００を組み込んだエアロゾル発生デバイス上に設けられたコントローラに検出温度を送信するように構成することができる。温度センサは、第１のセンサワイヤ１２６又は第２のセンサワイヤ１２８の一方又は両方に取り付けられた１つ以上の追加の接続リード（図示せず）を介して検出温度を送信し得る。一例では、温度センサは、サーミスタを含み得る。他の実施形態では、温度センサは、圧力センサなどの、他のタイプのセンサに併設することができ、又は他のタイプのセンサに置き換えることができる。

【0048】

上記したように、加熱装置１００をエアロゾル発生デバイスと共に使用するか又はエアロゾル発生デバイス内に設けることができる。エアロゾル発生デバイスは、典型的には、ヒータ１１２に電力を供給するためのバッテリ又は他の電源と、ユーザがヒータ１１２を起動することを可能にするためのボタン又は他の入力機構と、ヒータ１１２などの、デバイスの電子構成要素を制御するためのコントローラとを含む。加熱装置１００は、エアロゾル発生デバイスのハウジング内に設けられ得、ハウジングは、加熱装置１００の開口部１１１と位置合わせされた開口部を含む。エアロゾル発生デバイスは、電子喫煙デバイスとして構成され得る。

【0049】

加熱装置１００は、タバコとフィルタとを含む消耗品と共に使用されるように構成され、タバコ及びフィルタは、チップラッパーによって一緒に保持され得る。消耗品は円筒状ロッドであり得るが、キャビティ１１０内に受け入れられるように設計された他の形状の消耗品も使用することができる。他の形態のエアロゾル形成物質もタバコに代えて又は加えて使用され得る。

【0050】

ここで、図１及び図２を参照して、エアロゾル発生デバイス内で使用される加熱装置１００の例示的な使用について説明する。

【0051】

使用時に、ユーザは、開口部１１１を通して消耗品をキャビティ１１０に挿入することができる。ユーザが気化を開始する準備を整えると、ユーザは、エアロゾル発生デバイス上に設けられたボタンを押し、その後、コントローラが、第１のヒータワイヤ１１４及び第２のヒータワイヤ１１６を介してバッテリからヒータ１１２に電流が流れることを許容し得る。ヒータ１１２は、伝導及び放射によって内壁１０４に伝達される熱を、ヒータ１１２の電気抵抗により発生させる。

【0052】

ヒータ１１２が動作している間、真空絶縁体１０２内の真空１０８により、キャビティ１１０からの熱の漏洩が抑制される。このように、キャビティ１１０、ヒータ１１２、及び真空絶縁体１０２は、消耗品中のタバコを所望のエアロゾル発生温度まで加熱できる高効率の加熱オーブンを形成する。コントローラは、タバコの燃焼温度よりも低い温度までタバコを加熱するようにヒータ１１２に指示するように構成され得る。キャビティ１１０がエアロゾル発生温度に達するまでに数秒かかる場合がある。

【0053】

タバコが加熱されるにつれて、キャビティ１１０内にエアロゾルが生成される。次いで、ユーザは、フィルタを介してキャビティ１１０から空気を引き込むことによってエアロゾルを吸入することができる。これにより、ユーザがキャビティ１１０からエアロゾルを連続的に吸入できるように、開口部１１１の周縁からキャビティ１１０に空気が引き込まれ得る。

【0054】

同時に、ヒータ１１２が動作している間、熱は、放射と、真空絶縁体１０２の壁を通しての伝導とによってシール１３０及びワイヤ１３２に到達する。ワイヤ１３２及びシール１３０は、ワイヤ１３２及びシール１３０の温度上昇と実質的に同じ割合で熱膨張することを可能にする、それぞれコバール及びガラスを含む。これにより、ヒータ１１２がオンにされており、加熱装置１００がピーク動作温度に達している間でも、確実且つ気密な機械的接合が提供される。

【0055】

図１及び図２の実施形態では、真空絶縁体１０２を通しての伝導によってワイヤ１３２及びシール１３０に伝達されるヒータ１１２からの熱は、開口部１１１における内壁１０４と外壁１０６との間の接合部に向かって上方に移動しなければならない。続いて、熱は、底部分１０６ｂに到達してワイヤ１３２及びシール１３０を加熱する前に円周部分１０６ａを下方に移動しなければならない。したがって、この実施形態では、底部分１０６ｂは、真空絶縁体１０２を通って移動するヒータ１１２からの熱の最大「伝導経路長さ」に実質的に対応する。熱が伝導によって移動している間、一部の熱は、放射によって内壁１０４に再び伝達されるか、又は真空絶縁体１０２から失われる。よって、最小伝導経路長さの観点から、ヒータ１１２からより遠くの領域に到達する熱が少なくなる。これらのさらなる領域は、一般的に、使用中の真空絶縁体１０２の最も冷たい領域に対応する。最も冷たい領域は、概して、真空絶縁体の特定の形状とヒータの位置とによって決まる。

【0056】

したがって、ワイヤ１３２及びシール１３０を底部分１０６ｂに位置決めすることによって、真空絶縁体１０２の壁を通しての伝導によりキャビティ１１０から失われる熱の量を最小限に抑えることで加熱装置１００の効率を高めることができる。

【0057】

図３Ａ～図３Ｃは、本発明の様々な実施形態による加熱装置の一部の斜視図を示す。図３Ａは、図１及び図２の真空絶縁体１０２の底部分１０６ｂの斜視図を示す。

【0058】

図３Ｂは、上記したような加熱装置１００内で底部分１０６ｂに代えて使用され得る代替的な底部分２０６ｂを示す。底部分２０６ｂは、２つのヒータワイヤと２つ以上のセンサワイヤとを含む、複数のワイヤ２３２を含む。ワイヤ２３２の各々は、底部分２０６ｂにおけるそれぞれの孔を貫通して設けられ、複数のシール２３０のうちの１つによってシールされる。底部分２０６ｂは、さらなる数のセンサ又は他の電子構成要素が真空絶縁体１０２内に設けられることを可能にし得る。

【0059】

ワイヤ２３２及びシール２３２は、上記したようなワイヤ１３２及びシール１３０の実施形態のいずれかと同じように構成され得る。特に、ワイヤ２３２及びシール２３０は、それぞれコバール及びガラスを含み得るか、又は代替的に、上記したような他の適切な導体及び絶縁体を含み得る。

【0060】

図３Ｃは、上記したような加熱装置１００内で底部分１０６ｂに代えて使用され得る代替的な底部分３０６ｂを示す。底部分３０６ｂは、ヒータ１１２のいずれか一方の端部との接続のための２つの個別のヒータワイヤを備える中央の対の加熱ワイヤを含む、複数のワイヤ３３２を含む。ワイヤ３３２はまた、真空絶縁体１０２内に設けられた２つのセンサとの接続のために設けられた４つのより細いワイヤを含む。底部分３０６ｂは、ステンレス鋼（又は他の適切な材料）のリングと、リングの内側に設けられて外壁１０６の略円形端部を形成するガラスを含む絶縁シート３３０とを含む。ワイヤ３３２の各々は、絶縁シート３３０におけるそれぞれの孔を貫通して設けられ、絶縁シート３３０に気密に接合される。したがって、絶縁シート３３０は、ワイヤ３３２の各々を円周方向に取り囲む。ワイヤ３３２は、ワイヤ３３２のいずれかの間の短絡を防止するために間隔を空けて配置される。シール３３０の絶縁特性によって、ワイヤ３３２の各々の間の不必要な電気的接続が防止される。

【0061】

さもなければ、ワイヤ３３２及び絶縁シート３３０は、上記したようなワイヤ１３２及びシール１３０の実施形態と同じように構成され得る。特に、ワイヤ３３２及び絶縁シート３３０は、それぞれコバール及びガラスを含み得るか、又は代替的に、他の適切な導体及び絶縁体を含み得る。

【0062】

図３Ａの実施形態に戻ると、この配置の１つのさらなる利点は、底部分１０６ｂとシール１３０との間の接合部の全周に関する。この実施形態では、各ワイヤ１３２及び対応するシール１３０は、底部分１０６ｂにおける専用孔を貫通して設けられる。各ワイヤ１３２に専用孔を使用することは、孔がより小さな直径を有することができ、これによって、シール１３０と底部分１０６ｂとの間の全接触周長が最小限に抑えられることを意味する。このことは、底部分１０６ｂがシール１３０の熱膨張特性と一致する熱膨張特性を有しない場合があるため、密閉真空１０８のより確実な保持に寄与する。

【0063】

対照的に、例えば、図３Ｃの実施形態は、単一の絶縁シート３３０と、いくつかのワイヤ３３２を収容するような大きさとされる内孔を備えたリングを含む底部分３０６ｂとを使用する。したがって、図３Ｃでは、絶縁シート３３０と底部分３０６ｂとの間の接合部又は境界面の円周は、底部分３０６ｂを構成するリングの内周に等しい。この配置は、図３Ａの配置と比較して、絶縁シート３３０と底部分３０６ｂとの接触部の円周がより大きくなる場合があり、図３Ａと同様の実施形態と比較して、真空１０８を保持するのにあまり効果的でない場合がある。

【0064】

４つのワイヤ１３２を有する図３Ａの例では、各ワイヤ１３２に専用孔を使用することによって、絶縁シートを用いた４つのワイヤの同様の配置と比較して、各専用孔の大きさを調整することでシール１３０と底部分１０６ｂとの間の境界部分の全周を大幅に低減することができる。

【0065】

各孔の大きさは、真空絶縁体１０２の構造を妨げることなく、すなわち、真空１０８を維持しながらシール１３０及びワイヤ１３２を組み付けることを過度に困難にすることなく、可能な限り小さくされ得る。したがって、各孔は、主に、換言すれば実際的に可能な限り、シール１３０と底部分１０６ｂとの間の接触周長を最小限に抑えるような大きさとされる。

【0066】

これらの利点は、各ワイヤ２３２に専用孔を同様に使用する、図３Ｂの配置にも等しく適用される。このように使用される専用孔は、外壁１０６上の別の箇所にも位置決めされ得る。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【国際調査報告】