特表2025-542272IP Force 特許公報全文掲載

(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】
(54)【発明の名称】エアロゾル供給デバイス
(51)【国際特許分類】
   
   
   
   
   
【FI】
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】
(86)(22)【出願日】
(85)【翻訳文提出日】
(86)【国際出願番号】
(87)【国際公開番号】
(87)【国際公開日】
(31)【優先権主張番号】2219651.3
(32)【優先日】
(33)【優先権主張国・地域又は機関】
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】コーク, ステファン
(72)【発明者】
【氏名】ウッドマン, トム
(72)【発明者】
【氏名】ジャウレギ, フアン エステバン パス
【テーマコード(参考)】
【Fターム(参考)】
4B045AB01
4B162AA03
4B162AA22
4B162AB01
4B162AB13
4B162AB21
4B162AC22
4B162AC34
4B162AD06
4B162AD12
4B162AD16
4B162AD23
(57)【要約】
エアロゾル供給デバイスが、外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備え、ヒーター要素が、物品に挿入されるように構成され、物品が、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備え、第1の円筒形部分が、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有し、Sc/Spが、3.6~4.2の範囲にある。
【選択図】 図2
【特許請求の範囲】
【請求項】
外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備え、前記ヒーター要素が、物品に挿入されるように構成され、前記物品が、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備え、前記第1の円筒形部分が、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有し、
Sc/Spが、3.6~4.2の範囲にある、エアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、ピン形ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ピン形ヒーター要素が、円筒形の本体及び円錐形の先端を備える、請求項2に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ピン形ヒーター要素が、空洞及び前記空洞内に配置された1つ又は複数のヒーターコイルを有する細長い本体を備える、請求項2又は3に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、刃形ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記刃形ヒーター要素が、1つ又は複数の導電トラックを備える、請求項5に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、抵抗ヒーター要素を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、誘導ヒーター要素を含む、請求項1~3又は5のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.1~3.6の範囲にある、請求項1~8のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.2~3.5の範囲にある、請求項9に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.3~3.4の範囲にある、請求項10に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、11.0~16.0の範囲にある、請求項1~11のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、12.0~15.0の範囲にある、請求項12に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、13.0~14.0の範囲にある、請求項13に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Sc/Spが、3.7~4.1の範囲にある、請求項1~14のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Sc/Spが、3.8~4.0の範囲にある、請求項15に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記エアロゾル供給デバイスが、使用セッション中に前記ヒーター要素を制御するように構成されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、
(i)第1の時間期間t0-t1中に第1の目標動作温度T1まで加熱するように、
(ii)第2の時間期間t1-t2中に第2の目標動作温度T2まで加熱するように、
(iii)第3の時間期間t2-t3中に第3の目標動作温度T3まで加熱するように、及び、
(iv)第4の時間期間t3-t4中に第4の目標動作温度T4まで加熱するように、
前記ヒーター要素を制御するように構成され、
温度がT1>T2>T3>T4であり、時間がt0<t1<t2<t3<t4であり、
T4≧300℃である、請求項1~16のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
請求項1~17のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システム。
【請求項】
エアロゾル生成材料を含む前記物品が、バンドキャスト再生タバコを含む、請求項18に記載のエアロゾル供給システム。
【請求項】
エアロゾルを生成する方法であって、
請求項1~17のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイスを用意するステップと、
エアロゾル生成材料を含む物品を前記エアロゾル供給デバイスの加熱チャンバの受容部分に少なくとも部分的に挿入するステップと、
前記物品からエアロゾルを生成するために前記エアロゾル供給デバイスを起動するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【】
本発明は、エアロゾル供給デバイス、エアロゾル供給システム、及びエアロゾルを生成する方法
【背景技術】
【】
シガレット、シガーなどの喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させてタバコの煙を生じさせる。燃やすことなく化合物を放出する製品を作製することによって、これらの物品に対する代替品を提供するための試みがなされてきた。そのような製品の例としては、材料を燃焼させるのではなく加熱することによって化合物を放出する、いわゆる「非燃焼加熱式」製品又はタバコ加熱デバイス若しくは製品が挙げられる。材料は、たとえばタバコ又は他の非タバコ製品とすることができ、ニコチンを含有することも含有しないこともある。
【】
上述したデバイス又は製品を包含するエアロゾル供給システムは周知である。一般的なシステムは、ヒーターを使用して好適な媒体からエアロゾルを生じさせ、次いでそのエアロゾルが使用者によって吸入される。多くの場合、異なるエアロゾルを吸入のために供給するには、使用される媒体の交換又は変更が必要である。好適な媒体からエアロゾルを生じさせるためのヒーターとして、抵抗加熱システムを使用することが知られている。これとは別に、誘導加熱システムもヒーターとして使用されることが知られている。
【発明の概要】
【】
一態様によれば、
外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備え、ヒーター要素が、物品に挿入されるように構成され、物品が、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備え、第1の円筒形部分が、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有し、
Sc/Spが、3.6~4.2の範囲にある、エアロゾル供給デバイスが提供される。
【】
任意選択で、ヒーター要素は、ピン形ヒーター要素を含む。
【】
任意選択で、ピン形ヒーター要素は、円筒形の本体及び円錐形の先端を備える。
【】
任意選択で、ピン形ヒーター要素は、空洞及び空洞内に配置された1つ又は複数のヒーターコイルを有する細長い本体を備える。
【】
任意選択で、ヒーター要素は、刃形ヒーター要素を含む。
【】
任意選択で、刃形ヒーター要素は、1つ又は複数の導電又は抵抗トラックを備える。導電又は抵抗トラックは、ニクロム(Ni20Cr80)を含むことができる。
【】
任意選択で、ヒーター要素は、抵抗ヒーター要素を含む。
【】
任意選択で、ヒーター要素は、誘導ヒーター要素を含む。
【】
任意選択で、Dc/Dpは、3.1~3.6の範囲にある。
【】
任意選択で、Dc/Dpは、3.2~3.5の範囲にある。
【】
任意選択で、Dc/Dpは、3.3~3.4の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vpは、11.0~16.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vpは、12.0~15.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vpは、13.0~14.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vp,shellは、31.0~131.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vp,shellは、81.0~131.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Vc/Vp,shellは、101.0~131.0の範囲にある。
【】
任意選択で、Sc/Spは、3.7~4.1の範囲にある。
【】
任意選択で、Sc/Spは、3.8~4.0の範囲にある。
【】
エアロゾル供給デバイスは、使用セッション中にヒーター要素を制御するように構成されたコントローラをさらに備えることができ、使用セッション中、コントローラは、第1の時間期間t0-t1中に第1の目標動作温度T1まで加熱するように、第2の時間期間t1-t2中に第2の目標動作温度T2まで加熱するように、第3の時間期間t2-t3中に第3の目標動作温度T3まで加熱するように、及び、第4の時間期間t3-t4中に第4の目標動作温度T4まで加熱するように、ヒーター要素を制御するように構成され、任意選択で、時間はt0<t1<t2<t3<t4であり、温度はT1>T2>T3>T4である。任意選択で、T4≧300℃である。
【】
別の態様によれば、
上述した、エアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備えるエアロゾル供給システムが提供される。
【】
任意選択で、エアロゾル生成材料を含む物品は、バンドキャスト再生タバコを含むことができる。
【】
別の態様によれば、エアロゾルを生成する方法であって、
上述したエアロゾル供給デバイスを用意するステップと、
エアロゾル生成材料を含む物品をエアロゾル供給デバイスの加熱チャンバの受容部分に少なくとも部分的に挿入するステップと、
物品からエアロゾルを生成するためにエアロゾル供給デバイスを起動するステップと
を含む方法が提供される。
【】
エアロゾル供給デバイスは、加熱プロファイルに従ってヒーター要素に対する目標動作温度を設定するように構成されたコントローラを備えることができる。加熱プロファイルは、初期の第1の目標動作温度を含むことができ、その後、加熱プロファイルは、使用セッション又はエアロゾル生成セッションの途中に漸進的に低下することができる。特に、加熱プロファイルは、ヒーター要素に対して設定される所望の動作温度を、使用セッション又はエアロゾル生成セッションの途中に一連の段階、たとえば4段階で低下するように構成することができるプロファイルを有することができる。時間の進行とともにたとえば4段階の低下を有する加熱プロファイルは、「ベース」動作モードとして知られている第1の標準的又は規則的な動作モードに対応することができる。エアロゾル供給デバイスが第1の動作モード又はベース動作モードで動作しているとき、エアロゾル生成セッションは、たとえば300秒(5分)間継続するように構成することができる。
【】
様々な実施形態によれば、使用セッションは、時間t0に開始することができ、コントローラがヒーター要素をOFFに切り換えることができる時間t4に終了することができる。使用セッションが時間t0で開始された後、エアロゾルを生成することができるようになる前に、上昇時間又は第1のパフまでの時間が存在することがある。上昇時間又は第1のパフまでの時間は、時間t_startで終了することができる。エアロゾル生成セッションは、時間t_startで開始すると見なすことができ、たとえば、ヒーター要素をOFFに切り換えることができる時間t4で終了すると見なすことができる。
【】
エアロゾル供給デバイスは、「ブースト」動作モードとして知られている第2の動作モードで動作させることができる。エアロゾル供給デバイスが第2の動作モード又はブースト動作モードで動作するとき、使用セッション及び対応するエアロゾル生成セッション時間をより短くすることができる。たとえば、エアロゾル生成セッションの長さを、たとえば180秒(3分)まで短くすることができる。様々な実施形態によれば、第1の動作モード中及び/又は第2の動作モード中、ヒーター要素に対して設定される温度は、使用セッション全体にわたって(したがって、エアロゾル生成セッション全体にわたっても)、≧300℃のままとすることができる。使用セッション中(したがって、エアロゾル生成セッション中)のヒーター要素の最大動作温度は、エアロゾル供給デバイスが第2の動作モード又はブースト動作モードで動作するとき、第1の動作モード又はベース動作モードで動作するときのヒーター要素の最大動作温度と比べて、より高くすることができる。様々な実施形態によれば、最大動作温度は、約350℃とすることができる。様々な実施形態によれば、コントローラは、使用セッション中にヒーター要素の温度を300~350℃の範囲に維持しようとするように構成することができる。
【】
ヒーター要素は、エアロゾル生成物品を内部で加熱するように構成することができる。別法として、ヒーター要素は、エアロゾル生成物品を外部から加熱するように構成することができる。
【】
エアロゾル供給デバイスは、動力源と、コントローラと、エアロゾル生成物品が取り外し可能に受け取られる加熱チャンバとを備えることができる。エアロゾル供給デバイスは、無線充電向けに構成することができる。
【】
エアロゾル供給デバイスは、たとえば初期上昇時間後、ヒーター要素が所望の動作温度に到達したとき、及び/又はエアロゾル供給デバイスの使用準備ができたとき、使用者への指示又は通知を行うための1つ又は複数の指示デバイス又は通知デバイスを備えることができる。たとえば、1つ又は複数の指示デバイス又は通知デバイスは、時間t_startで、すなわち初期上昇時間又は第1のパフまでの時間後、起動されるように又は状態を変化するように構成することができる。
【】
充電ユニットと組み合わせて上述したエアロゾル供給デバイスを備えるエアロゾル供給システムを提供することができる。充電ユニットは、エアロゾル供給デバイスを取り外し可能に受け取るための空洞を備えることができる。充電ユニットは、閉構成でエアロゾル供給デバイスを覆うように構成される可動カバーを備えることができる。充電ユニットは、ユーザディスプレイを備えることができる。ユーザディスプレイは、可動カバーが閉位置にあるときに使用者に見えるようにすることができ、カバーが開位置にあるときにはカバーによって視界から部分的又は完全に隠すこと又は見えなくすることができる。
【】
エアロゾル供給デバイスは、コントローラ及びユーザインターフェースを備えることができる。ユーザインターフェースは、エアロゾル供給デバイスを第1の(たとえばベース)動作モードで動作させるように、使用者によって起動することができ、コントローラは、ヒーター要素が時間に応じて第1の加熱プロファイルに従って一連の目標動作温度まで加熱されるように、ヒーター要素を制御するように構成される。ユーザインターフェースはまた、エアロゾル供給デバイスを第2の(たとえばブースト)動作モードで動作させるように、使用者によって起動することができ、コントローラは、ヒーター要素が時間に応じて第2の異なる加熱プロファイルに従って一連の目標動作温度まで加熱されるように、ヒーター要素を制御するように構成される。第1の加熱プロファイルは、総持続時間t1totalを有する使用セッションに関係することができ、ヒーター要素は、最小目標動作温度T1minと最大目標動作温度T1maxとの間で目標動作温度を設定することができる。第2の加熱プロファイルは、総持続時間t2totalを有する使用セッションに関係することができ、ヒーター要素は、最小目標動作温度T2minと最大目標動作温度T2maxとの間で目標動作温度を設定することができる。エアロゾル生成セッションの持続時間は、第1のパフまでの初期時間(又は上昇時間)後の時間期間、すなわち時間t_start以降から、エアロゾルが生成されることが意図されないエアロゾル生成セッションの終了に対応する時間までの時間期間に対応することができる。エアロゾル生成セッションの終了時に、コントローラは、ヒーター要素に対して、エアロゾルを生成するには低すぎる目標動作温度、たとえば20℃を設定することができる。エアロゾル生成セッションの終了時に、ヒーター要素は、OFFに切り換えることができ、すなわちヒーター要素に供給することができる電流がゼロになる。様々な実施形態によれば、t1total>t2total、及び/又はT2max>T1max、及び/又はT2min>T1minである。様々な実施形態によれば、T1min≧300℃、及び/又はT2min≧300℃である。
【】
エアロゾル供給デバイスは、使用セッション又はエアロゾル生成セッションの途中にヒーター要素の温度の監視又は感知を行うための温度センサをさらに備えることができる。温度センサは、熱電対、サーモパイル、又は抵抗温度検出器(「RTD」)を備えることができ、RTDを抵抗温度計と呼ぶこともできる。温度センサによって測定された温度データは、コントローラへ通信することができる。特に、使用セッション中のある時点でヒーター要素が目標動作温度(たとえば、T1、T2、T3、又はT4)に到達したと温度センサが判定したとき、コントローラは、ヒーター要素への電力の供給を変化させるように構成することができる。コントローラは、制御フィードバックループ機構を使用して1つ又は複数の温度センサから供給されるデータ、情報、又は信号(複数可)に基づいてヒーター要素の温度を制御する比例積分微分(「PID」)コントローラを含むことができる。
【】
エアロゾル生成材料を含む物品は、物品のエアロゾル生成部分で生成されたエアロゾルに追加の香味料又は他の薬剤を導入するために壊すことができるカプセルを備えることができる。物品は、1つ又は複数のフィルターを備えることができ、1つ又は複数のフィルターは、たとえば酢酸セルロースを含むことができる。物品は、物品の冷却を支援するために物品の外層を貫通するように形成された1つ又は複数の通気孔を備えることができる。1つ又は複数の通気孔は、物品の近位(口)端から5mm未満に設けることができる。
【】
様々な実施形態について、例示のみを目的として、添付の図面を参照しながら次に説明する。
【図面の簡単な説明】
【】
【図】充電ユニット内に位置するエアロゾル供給デバイスを備え、エアロゾル供給デバイスがヒーター要素を備える、エアロゾル供給システムの斜視図である。
【図】エアロゾル供給デバイスがピン形ヒーター要素を備える、図1に示すエアロゾル供給デバイスの一部の概略断面図である。
【図】ピン形ヒーター要素がエアロゾル生成物品の遠位端に挿入されて示されている、図1に示すエアロゾル供給デバイス及びエアロゾル生成物品の一部の概略断面図である。
【図】エアロゾル供給デバイスが挿入された充電ユニットによって充電されるのではなく、直接充電することができる、別の実施形態による独立型のエアロゾル供給デバイスの斜視図である。
【図】エアロゾル供給デバイスがピン形ヒーター要素を備えることができ、使用中にピン形ヒーター要素をエアロゾル生成物品の遠位端に挿入することができることを示す、図4に示すエアロゾル供給デバイスの概略断面図である。
【図】様々な実施形態によってエアロゾル生成物品を加熱するために使用することができるピン形ヒーター要素の概略断面図である。
【図】エアロゾル供給デバイスの加熱チャンバに部分的に挿入されたエアロゾル生成物品を示す、一実施形態による独立型又は一体型のエアロゾル供給デバイスを示す図である。
【図】円筒形のエアロゾル生成物品の遠位端に挿入されたピン形ヒーター要素を示し、エアロゾル生成物品が、第1の部分及びさらなる部分を備え、ピン形ヒーター要素がエアロゾル生成物品の第1の部分に挿入されて示されている、図7Aに示すエアロゾル供給デバイスの内部の詳細の断面図である。
【図】エアロゾル生成物品の第1の円筒形部分によって取り囲まれたピン形ヒーター要素の第1のコンピュータ支援設計(「CAD」)モデルを示す図である。
【図】数値流体力学(「CFD」)シミュレーションで利用された簡略化された第2のCADモデルを示し、簡略化された第2のCADモデルは、消耗品が消耗品ホルダで保持されるものとしてモデル化され、ピン形ヒーター要素を備え、複数の空気入口が消耗品ホルダのベース部分に設けられているものとしてモデル化された図である。
【図】様々な数値流体力学(CFD)シミュレーションで利用された加熱プロファイルを示し、加熱プロファイルが、ピン形ヒーター要素が300秒(5分)間継続するものとしてモデル化されたシミュレーションの途中に取得するものとしてモデル化された温度を示し、加熱プロファイルが、シミュレーションの途中に温度の4段階の減少を含む図である。
【図】様々なCFDシミュレーションを実施することを可能にするようにCADでモデル化されたピン形ヒーター要素を示し、コイルヒーター要素が、ピン形ヒーター要素内に位置するものとしてモデル化され、ピン形ヒーター要素が、直径Dp及び壁厚さTpを有し、ピンの長さが、コイルヒーター要素が基準点から距離Lhだけ置換された状態で、Lpとしてモデル化され、円筒形の消耗品部分が、ピン形ヒーター要素を取り囲むものとしてモデル化され、円筒形の消耗品部分が、長さLc及び直径Dcを有するものとしてモデル化された図である。
【図】図10に示すピン形ヒーター要素の様々なパラメータを、様々なCFDシミュレーションで使用されたパラメータの最小及び最大値とともに示す表である。
【図】図10及び図11に示すパラメータを参照してモデル化されたピン形ヒーター要素及び消耗品のCFDシミュレーションからの画像を示し、これらのCFDシミュレーションから消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cを判定することができることを示す図である。
【図】消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の直径(Dc)とピン形ヒーター要素の直径(Dp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の表面積(Sc)とピン形ヒーター要素の表面積(Sp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp,shell)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】図10及び図11に示すパラメータを参照してモデル化されたピン形ヒーター要素及び消耗品のCFDシミュレーションからの画像を示し、これらのCFDシミュレーションから消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cを判定することができることを示す図である。
【図】消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の直径(Dc)とピン形ヒーター要素の直径(Dp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の表面積(Sc)とピン形ヒーター要素の表面積(Sp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp,shell)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す図である。
【図】エアロゾル供給デバイスがピン形ヒーター要素を備える、様々な実施形態によるエアロゾル供給デバイスの受容部分又は凹部に部分的に挿入されたエアロゾル生成物品の側面断面図である。
【図】図14に示す線A-A’に沿って切り取った図14に示すエアロゾル生成物品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【】
本開示によれば、「不燃性」エアロゾル供給システムは、使用者への少なくとも1つの物質の送達を容易にするために、エアロゾル供給システム(又はその構成要素)の成分エアロゾル生成材料が燃やされない又は燃焼されないシステムである。
【】
いくつかの実施形態では、送達システムは、電動式不燃性エアロゾル供給システムなどの不燃性エアロゾル供給システムである。
【】
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給システムは電子タバコであり、これはベイピングデバイス又は電子ニコチン送達システム(END)としても知られているが、エアロゾル生成材料中のニコチンの存在は要件でないことに留意されたい。
【】
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給システムはエアロゾル生成材料加熱システムであり、これは非燃焼加熱式システムとしても知られている。そのようなシステムの一例は、タバコ加熱システムである。
【】
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給システムは、エアロゾル生成材料の組合せを使用してエアロゾルを生成するためのハイブリッドシステムであり、エアロゾル生成材料のうちの1つ又は複数は加熱されることがある。エアロゾル生成材料の各々は、たとえば、固体、液体、又はゲルの形態とすることができ、ニコチンを含有することも含有しないこともある。いくつかの実施形態では、ハイブリッドシステムは、液体又はゲルエアロゾル生成材料及び固体エアロゾル生成材料を備える。固体エアロゾル生成材料は、たとえば、タバコ又は非タバコ製品を含むことができる。
【】
典型的には、不燃性エアロゾル供給システムは、不燃性エアロゾル供給デバイスと、不燃性エアロゾル供給デバイスとともに使用するための消耗品とを備えることができる。
【】
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給デバイスは、消耗品を受け取るための領域、エアロゾル生成器、エアロゾル生成領域、ハウジング、マウスピース、フィルター、及び/又はエアロゾル修正剤を備えることができる。
【】
いくつかの実施形態では、不燃性エアロゾル供給デバイスとともに使用するための消耗品は、エアロゾル生成材料、エアロゾル生成材料貯蔵領域、エアロゾル生成材料伝達構成要素、エアロゾル生成器、エアロゾル生成領域、ハウジング、ラッパー、フィルター、マウスピース、及び/又はエアロゾル修正剤を備えることができる。
【】
本明細書で使用される、「エアロゾル生成材料」という用語は、たとえば加熱されたとき、照射されたとき、又は任意の他の方法で活性化されたとき、エアロゾルを生成することが可能な材料である。エアロゾル生成材料は、たとえば、固体、液体、又は半固体(ゲルなど)の形態とすることができ、活性物質及び/又は香味料を含有することも含有しないこともある。
【】
エアロゾル生成材料は、1つ又は複数の活性物質及び/又は香料、1つ又は複数のエアロゾル形成材料、並びに任意選択で1つ又は複数の他の機能材料を含むことができる。
【】
エアロゾル生成材料は、ゲル化剤などの接着剤、及びエアロゾル形成材を含むことができる。任意選択で、送達されるべき物質及び/又は充填材が存在してもよい。任意選択で、水などの溶剤も存在し、エアロゾル生成材料の1つ又は複数の他の構成要素は、溶剤に溶けることも溶けないこともある。いくつかの実施形態では、エアロゾル生成材料は、植物材料を実質的に含まない。特に、いくつかの実施形態では、エアロゾル生成材料は、タバコを実質的に含まない。
【】
エアロゾル生成材料は、エアロゾル生成膜を含むことができ、又はエアロゾル生成膜の形態とすることができる。エアロゾル生成膜は、ゲル化剤などの接着剤、及びエアロゾル形成材を含むことができる。任意選択で、送達されるべき物質及び/又は充填材が存在してもよい。エアロゾル生成膜は、植物材料を実質的に含まないものとすることができる。特に、いくつかの実施形態では、エアロゾル生成材料は、タバコを実質的に含まない。
【】
エアロゾル生成膜は、約0.015mm~約1mmの厚さを有することができる。たとえば、厚さは、約0.05mm、0.1mm、又は0.15mm~約0.5mm又は0.3mmの範囲とすることができる。
【】
エアロゾル生成膜は、連続したものとすることができる。たとえば、膜は、連続する材料シートを含むことができ、又は連続する材料シートとすることができる。シートは、ラッパーの形態とすることができ、シートにひだを付けてひだ付きシートを形成することができ、又はシートを細断して細断シートを形成することができる。細断シートは、エアロゾル生成材料の1つ又は複数のストランド又は細片を含むことができる。
【】
エアロゾル生成膜は、不連続とすることもできる。たとえば、エアロゾル生成膜は、点、細片、又は線など、エアロゾル生成材料の1つ又は複数の個別の部分又は領域を含むことができ、これらは支持体に支持することができる。そのような実施形態では、支持体は、平面又は非平面とすることができる。
【】
エアロゾル生成膜は、ゲル化剤などの接着剤を、水などの溶剤、エアロゾル形成材、及び送達されるべき1つ又は複数の物質などの1つ又は複数の他の構成要素と組み合わせて、スラリーを形成し、次いでスラリーを加熱して溶剤の少なくとも一部を揮発させ、エアロゾル生成膜を形成することによって形成することができる。
【】
エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル生成材料を含む物品を加熱のために受け取ることができる。この文脈で、「物品」は、使用の際にエアロゾル生成材料を含む又は含有する構成要素であり、使用の際には、加熱されるとエアロゾル生成材料及び任意選択で他の構成要素を揮発させる。使用者は、物品をエアロゾル供給デバイス内又はエアロゾル供給デバイス上に挿入することができ、その後物品は加熱されて、エアロゾルを生じさせ、次に使用者がそのエアロゾルを吸入する。物品は、たとえば、デバイスのヒーターの中又は上に配置されるように構成された予め定められた又は特有のサイズとすることができ、物品を受け取るようにサイズ設定される。
【】
エアロゾル生成器は、エアロゾルをエアロゾル生成材料から生成させるように構成された装置である。いくつかの実施形態では、エアロゾル生成器は、エアロゾル生成材料を熱エネルギーにかけて、1つ又は複数の揮発性物質をエアロゾル生成材料から放出し、エアロゾルを形成するように構成されたヒーターである。いくつかの実施形態では、エアロゾル生成器は、加熱なしでエアロゾルをエアロゾル生成材料から生成させるように構成される。たとえば、エアロゾル生成器は、エアロゾル生成材料を振動、圧力上昇、又は静電エネルギーのうちの1つ又は複数にかけるように構成することができる。
【】
消耗品は、エアロゾル生成材料を含む又はエアロゾル生成材料からなる物品であり、エアロゾル生成材料の一部又はすべてが、使用者によって使用中に消費されることが意図される。消耗品は、エアロゾル生成材料貯蔵領域、エアロゾル生成材料伝達構成要素、エアロゾル生成領域、ハウジング、ラッパー、マウスピース、フィルター、及び/又はエアロゾル修正剤などの1つ又は複数の他の構成要素を備えることができる。消耗品はまた、使用の際に熱を放出してエアロゾル生成材料にエアロゾルを生成させるヒーターなどのエアロゾル生成器を備えることができる。ヒーターは、たとえば、可燃性材料、電気伝導によって加熱可能な材料、又はサセプタを含むことができる。
【】
サセプタは、交番磁場などの変動磁場への侵入によって加熱可能な加熱材料である。サセプタは、導電性材料とすることができ、したがってサセプタが変動磁場に侵入すると、加熱材料の誘導加熱を引き起こす。加熱材料は、磁性材料とすることができ、したがって加熱材料が変動磁場に侵入すると、加熱材料の磁気ヒステリシス加熱を引き起こす。サセプタは、導電性及び磁性の両方を有することができ、したがってサセプタは、両方の加熱機構によって加熱可能である。サセプタは、磁性のみ又は導電性のみを有することもできる。変動磁場を生成するように構成されたエアロゾル供給デバイスを、本明細書では磁場生成器と呼ぶ。
【】
不燃性エアロゾル供給システムは、再利用可能なエアロゾル供給デバイス及び交換可能なエアロゾル生成物品の両方を含むモジュール式アセンブリを備えることができる。いくつかの実装形態では、不燃性エアロゾル供給デバイスは、動力源及びコントローラ(又は制御回路)を備えることができる。動力源は、たとえば、バッテリー又は再充電可能なバッテリーなどの電源を含むことができる。いくつかの実装形態では、不燃性エアロゾル供給デバイスはまた、エアロゾル生成構成要素を備えることができる。しかし、他の実装形態では、エアロゾル生成物品が、部分的又は全体的に、エアロゾル生成構成要素を備えることもできる。
【】
図1~図6を参照して後述するエアロゾル供給デバイスに関する。エアロゾル供給デバイスは、コントローラと、ピン形ヒーター要素などのヒーター要素とを備えることができる。コントローラは、図9に示す加熱プロファイルなどの加熱プロファイルに従って、ヒーター要素に一連の異なる目標動作温度を設定するように構成することができる。様々な実施形態によれば、エアロゾル供給デバイスは、外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備え、ヒーター要素は、物品に挿入されるように構成され、物品は、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備え、第1の円筒形部分は、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有する。のパラメータに対する様々な最適の比が存在する。たとえば、様々な実施形態によれば、Dc/Dpが3.1~3.6の範囲にある場合、CFDシミュレーションは、消耗品に関係する様々な温度の観点から最適の性能が実現されることを示す。同様に、Vc/Vpが11.0~16.0の範囲にあることが最適であることが見出された。加えて、Sc/Spが3.6~4.2の範囲にあることが最適であることが見出された。
【】
図1は、エアロゾル供給デバイス100及び充電ユニット101を備えるエアロゾル供給システム10を示す。デバイスは、充電ユニット101の空洞内に位置することが示されている。エアロゾル供給デバイス100は、使用の際にエアロゾル供給デバイス100に挿入することができるエアロゾル生成物品からエアロゾルを生成するように構成される。エアロゾル供給デバイス100及び物品は、エアロゾル供給システム10の一部をともに形成することができる。
【】
以下でより詳細に論じるように、エアロゾル供給デバイス100は、ヒーター要素を備える。たとえば、エアロゾル供給デバイス100は、以下でより詳細に説明するピン形ヒーター要素を備えることができる。エアロゾル供給デバイスは、使用セッション中にヒーター要素を制御するように構成することができるコントローラをさらに備えることができる。使用セッション中、コントローラは、ヒーター要素が第1の時間期間t0-t1中に第1の目標動作温度T1になり、第2の時間期間t1-t2中に第2の目標動作温度T2になり、第3の時間期間t2-t3中に第3の目標動作温度T3になり、第4の時間期間t3-t4中に第4の目標動作温度T4になるように、ヒーター要素を制御するように構成することができる。様々な実施形態によれば、コントローラは、目標動作温度が使用セッションの途中に低下するように構成することができる。たとえば、温度T1>T2>T3>T4である。実施形態によれば、T4≧300℃である。したがって、コントローラは、ヒーター要素が使用セッション中に一連の目標動作温度まで加熱するように構成することができ、目標動作温度は、時間に応じて漸進的に低下する。たとえば、ヒーター要素は、加熱プロファイルに追従するように、コントローラによって制御することができ、目標動作温度は、使用セッションの途中に4回低下する。実施形態によれば、使用セッション中のヒーター要素の目標動作温度は常に、≧300℃とすることができる。
【】
初期時間t0で、エアロゾル供給デバイス100及びヒーター要素は、周囲温度、たとえば20℃とすることができる。前のエアロゾル生成セッションが実施され、ヒーター要素の温度は温度<50℃に低下している他の実施形態も企図される。したがって、初期時間t0で、ヒーター要素は、温度<50℃とすることができる。
【】
エアロゾル供給デバイス100は、長手方向軸線に沿って延びる細長い構造を備えることができる。エアロゾル供給デバイス100は、エアロゾル供給デバイス100によって生成されたエアロゾルを吸入するために使用者によって使用される際に使用者(たとえば、使用者の口)に最も近い近位端を有する。エアロゾル供給デバイス100はまた、使用の際に使用者から最も遠い遠位端を有する。近位端はまた、「口端」と呼ばれることもある。エアロゾル供給デバイス100は、加熱チャンバにつながる開口部を備える。
【】
エアロゾル供給デバイス100は、充電するために、充電ユニット101に取り外し可能に挿入することができる。しかし、以下でより詳細に論じるように、エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル供給デバイスを再充電するための充電ユニット101を必要とすることなく直接充電することができる独立型のエアロゾル供給デバイスを含むこともできる。
【】
充電ユニット101は、エアロゾル供給デバイス100を受け取るための空洞を備える。エアロゾル供給デバイス100は、開口部を介して充電ユニット101の空洞に挿入することができる。充電ユニット101の空洞は、長手方向の開口部を備えることができる。エアロゾル供給デバイス100の一部分は、第1の側を含むことができる。エアロゾル供給デバイス100を動作させるために(特に所望の動作モードを選択するために)起動することができるボタン106などの1つ又は複数の使用者が動作可能な制御要素を、エアロゾル供給デバイス100の第1の側に設けることができる。エアロゾル供給デバイス100の第1の側は、充電ユニット101に設けられた長手方向の開口部に受け入れることができる。
【】
充電ユニット101の空洞は、エアロゾル供給デバイス100が単一の向きに充電ユニット101に挿入されることのみを可能にする断面プロファイルを有することができる。エアロゾル供給デバイス100の外側プロファイルは、弓形部分及び線形部分を含むことができる。充電ユニット101に設けられた空洞の断面プロファイルもまた、類似した弓形部分及び線形部分を含むことができる。空洞の断面プロファイルの線形部分は、長手方向の開口部に対応することができる。充電ユニット101は、摺動可能なカバー103を含むことができる。エアロゾル供給デバイス100を再充電するために充電ユニット101に挿入したとき、摺動可能なカバー103を、エアロゾル供給デバイス100への開口部を覆うように閉じることができる。他の実施形態では、充電ユニット101は、ヒンジ付き若しくは旋回式のカバーなどの代替カバー構成を有することができ、又はカバーが設けられないこともある。充電ユニット101は、ディスプレイ108などのユーザインターフェースを含むことができ、これを図1に示す位置などの任意の好都合な場所に設けることができる。
【】
図2は、様々な実施形態によるエアロゾル供給デバイス100の一部分の断面図を示す。エアロゾル供給デバイス100は、主ハウジング200を備える。主ハウジング200は、デバイス100のデバイス本体を画定する。エアロゾル供給デバイス100は、加熱チャンバ201を画定する。加熱チャンバ201を画定するレセプタクル205を設けることができる。加熱チャンバ201へのアクセスを提供するために、開口部203を設けることができる。レセプタクル205は、レセプタクル側壁205a及びレセプタクルベース205bを備えることができる。レセプタクルベース205bは、レセプタクル205の遠位端に設けることができる。エアロゾル生成物品の少なくとも一部分を受け取るように構成された加熱領域201aを設けることができる。主ハウジング200の一部分にヒーター要素301を設けることができ、ヒーター要素301は、加熱チャンバ201内へ延びること又は突出することができる。ヒーター要素301は、ベース部分301aを備えることができ、ベース部分301aは、エアロゾル供給デバイス100の本体の一部分に設けられた凹部内に位置することができる。
【】
ヒーター要素301は、ピン形ヒーター要素301などの細長いヒーター要素を含むことができる。ピン形ヒーター要素301は、ステンレス鋼又はアルミニウムなどの金属を備えることができる。別法として、ピン形ヒーター要素301は、セラミック材料を含むことができる。ヒーター要素が刃形ヒーター要素(図示せず)を含むことができる他の実施形態も企図される。ヒーター要素301は、使用の際、エアロゾル生成物品の遠位端に挿入することができ、エアロゾル生成物品は、エアロゾル生成物品を内部で加熱するために加熱チャンバ201内に受け取られる。
【】
ハウジング200は、ハウジング壁200aを備えることができる。ハウジング壁200aは、エアロゾル供給デバイス100の長手方向軸線に沿って延びることができ、加熱チャンバ201を取り囲むことができる。ハウジング壁200aは、少なくとも部分的に、エアロゾル供給デバイス100の受容チャンバを、壁200aの中に密閉された体積として画定することができる。ハウジング200は、ハウジング壁200aの遠位端にハウジングベース200bを備えることができる。ヒーター要素301は、ハウジングベース200bから起立するように構成することができる。ヒーター要素301は、レセプタクルベース205bを通って突出するように構成することができる。レセプタクルベース205bに開口部206を形成することができ、ヒーター要素301は、開口部206を通って突出することができる。ヒーター要素301は、レセプタクルベース205bに取り付けることができる。
【】
エアロゾル供給デバイス100は、任意選択で、エアロゾル供給デバイス100の主ハウジング200に取り外し可能に保持することができる除去機構204を備えることができる。しかし、他の実施形態によれば、除去機構204を省略することもできる。除去機構204は、管状の壁部分207a及びベース壁部分207bを備えることができる。エアロゾル生成セッションが完了した後、除去機構204は、エアロゾル供給デバイス100の主ハウジング200から除去することができる。除去機構204が除去されると、除去機構204のベース壁部分207bは、ピン形ヒーター要素301に位置する物品の遠位端に係合するように構成することができ、したがって除去機構が除去されると、除去機構のベース壁部分207bは、使用済みのエアロゾル生成物品をヒーター要素301から取り除く。その結果、除去機構204は、使用済みのエアロゾル生成物品をピン形ヒーター要素301などのヒーター要素から除去する際に支援することができる。
【】
図3は、エアロゾル供給デバイス100のピン形ヒーター要素301に位置するエアロゾル生成材料を含む物品50の遠位端を示す。
【】
図4は、エアロゾル生成材料を含む物品50からエアロゾルを生成するための一体型のエアロゾル供給デバイス400を示す。エアロゾル供給デバイス400は、エアロゾル供給デバイス400の様々な構成要素を取り囲んで収容する細長いハウジング500を備える。エアロゾル供給デバイス400は、エアロゾル供給デバイス400による加熱のために物品50を挿入することができる一端に、開口部504を有する。物品50は、エアロゾル供給デバイス400による加熱のために、エアロゾル供給デバイス400に完全又は部分的に挿入することができる。エアロゾル供給デバイス400は、エアロゾル供給デバイス400を動作させるために、ボタン又はスイッチなどの使用者が動作可能な制御要素506を備えることができる。たとえば、エアロゾル供給デバイス400を第1の動作モード又は第2の動作モードにするために、使用者が動作可能な制御要素506を押下する。エアロゾル供給デバイス400は、長手方向軸線509を画定し、物品50は、エアロゾル供給デバイス400に挿入されたとき、長手方向軸線509に沿って延びることができる。開口部504は、長手方向軸線509に位置合わせされる。
【】
以下でより詳細に論じるように、エアロゾル供給デバイス400は、第1の動作モード又はベース動作モードで動作させることができ、第1の動作モード又はベース動作モードにおいて、ヒーター要素の所望の動作温度は、たとえば、たとえば300秒(5分)間継続することができるエアロゾル生成セッションの途中に、一連の段階、たとえば4段階で低下するように構成することができる。エアロゾル供給デバイス400はまた、第2の動作モード又はブースト動作モードで動作させることができ、第2の動作モード又はブースト動作モードにおいて、ヒーター要素の所望の動作温度はまた、より短い時間期間で一連の段階、たとえば4段階で低下するように構成することができる。たとえば、エアロゾル生成セッションは、第2の動作モード又はブースト動作モードで、たとえば180秒(3分)間継続するように構成することができる。使用セッション又はエアロゾル生成セッション中のヒーター要素の最大動作温度は、エアロゾル供給デバイスが第2の動作モード又はブースト動作モードで動作するときにより高くすることができる。
【】
図5は、エアロゾル供給デバイス400の断面概略図を示し、エアロゾル供給デバイス400の加熱チャンバ内にエアロゾル生成物品50が受け取られている。エアロゾル供給デバイス400は、動力源410、コントローラ420、及び加熱チャンバ401を備え、加熱チャンバ401にエアロゾル生成物品50が取り外し可能に受け取られる。エアロゾル供給デバイス400は、ヒーター要素をさらに備える。ヒーター要素は、ヒーター要素301を構成することができる。コントローラ420は、第1の時間期間t0-t1中に第1の目標動作温度T1まで加熱するように、第2の時間期間t1-t2中に第2の目標動作温度T2まで加熱するように、第3の時間期間t2-t3中に第3の目標動作温度T3まで加熱するように、及び、第4の時間期間t3-t4中に第4の目標動作温度T4まで加熱するように、ヒーター要素301を制御するように構成することができる。温度はT1>T2>T3>T4であり、時間はt0<t1<t2<t3<t4である。ヒーター要素301は、使用の際、エアロゾル生成物品50の遠位端に挿入することができ、エアロゾル生成物品50は、エアロゾル生成物品50を内部で加熱するために加熱チャンバ401内に受け取られる。
【】
エアロゾル供給デバイス400は、ヒーター要素301を加熱するように作動されるように構成された抵抗加熱コイルなどの抵抗ヒーター要素を備えることができる。電流を抵抗ヒーター要素に直接印加することができ、その結果、ヒーター要素に生じる電流の流れが、ジュール加熱によってヒーター要素を加熱させることができる。抵抗ヒーター要素は、好適な電流が通過したときに熱を生成するように構成された抵抗性材料を含むことができる。エアロゾル供給デバイス400は、抵抗性材料に電流を供給するための電気コンタクトをさらに備えることができる。抵抗ヒーター要素は、伝導によってヒーター要素301に熱エネルギーを伝達するように構成することができる。同様に、ヒーター要素301は、伝導によってエアロゾル生成物品50の一部分に熱エネルギーを伝送することができる。抵抗加熱構成体を提供することで、小型の構成体を実現することが可能になり、以てデバイスの小型化が容易になる。さらに、エアロゾル生成物品50の遠位端に挿入されるピン形ヒーター要素301などの抵抗ヒーター要素を使用してエアロゾル生成物品の一部分を加熱することで、熱損失を最小限にすることができるため、高いエネルギー効率を実現することが可能になる。
【】
図6は、様々な実施形態によるヒーター要素301をより詳細に示す。ヒーター要素301は、内側空隙308又は空洞と、内側空隙308又は空洞内に位置する抵抗ヒーター要素350とを有する細長いハウジング302を備える。細長いハウジング302は、アルミニウム又はステンレス鋼などの熱伝導性材料から形成することができる。細長いハウジング302は、その外面に被覆を備えることができる。細長いハウジング302は、抵抗ヒーター要素350からの熱をエアロゾル生成物品へ伝達するように構成される。細長いハウジング302は、ベース端303及び自由端304を有する。ベース端303は、加熱チャンバに取り付けることができる。ベース端303に、ヒーター要素301を固定するためのマウント305を設けることができる。細長いハウジング302に、細長いハウジング302のベース端303に向かって、溝302a又は断面直径が低減された領域を設けることができる。溝302a又は断面直径が低減された領域が、ヒーター要素301からマウント305内へ、又はより一般的に取り付け箇所への熱放出を低減させる断熱層として作用することができる。内側空隙308は、たとえば充填材料で少なくとも部分的に充填することができる。
【】
充填材料は、(i)埋め込み化合物、(ii)接着材、(iii)熱硬化性プラスチック、又は(iv)エポキシ樹脂のうちの1つ又は複数を含むことができる。たとえば、内側空洞は、断熱材料で少なくとも部分的に充填することができる。断熱材料は、埋め込み化合物、接着材、熱硬化性プラスチック、又はエポキシ樹脂とすることができる。埋め込み化合物は、エポキシ樹脂を含むことができる。たとえば、ポリマー樹脂及び硬化材からなる二液型エポキシを使用することができ、ともに混合されると、化学反応を引き起こし、高分子鎖内の化学結合を架橋して、丈夫で堅くて強い化合物を生じさせる。埋め込み化合物は、別法として、ポリウレタン(「PU」)、たとえば熱硬化性プラスチックを含むことができる。これは、イソシアネート硬化剤を含むベース樹脂からなる二液型化合物を含むことができる。別法として、埋め込み化合物は、シリコーンを含むことができる。たとえば、液体から固体の状態に遷移するために添加触媒(白金など)を使用する合成ポリシロキサンポリマーを含むシリコーンゴムを利用することができる。
【】
ヒーター要素311は、頂点312まで延びる先端311を有する。抵抗ヒーター要素350は、加熱コイル351を備えることができる。加熱コイル351は、加熱コイル351を細長いハウジング302から電気的に絶縁するために、セラミックなどの電気絶縁性被覆を備えることができる。電気接続経路が、ヒーター要素350の各端部から延びることができる。ベース電気接続経路352が、ヒーター要素350の遠位端から延びることができる。帰還電気接続経路353が、ヒーター要素350の近位端から延びることができる。加熱コイル351は、ニクロム80/20(80%ニッケル、20%クロム)などのニッケル/クロム合金、鉄/クロム/アルミニウム合金、又は銅/ニッケル合金などの抵抗性材料から形成することができる。
【】
図7Aは、一実施形態による独立型又は一体型のエアロゾル供給デバイス400を示す。エアロゾル供給デバイス400の加熱チャンバに部分的に挿入されたエアロゾル生成物品50が示されている。
【】
図7Bは、図7Aに示すエアロゾル供給デバイス400の内部の詳細の断面図を示し、円筒形のエアロゾル生成物品の遠位端に挿入されたピン形ヒーター要素801を示す。図14及び図15を参照して以下でより詳細に論じるように、エアロゾル生成物品は、複数の部分を備えることができ、すなわちエアロゾル生成物品は、第1の部分、第2の部分、及び任意選択で第3の部分を備えることができる。エアロゾル生成物品は、第4の部分を備えることもできる。第1の部分は、エアロゾル生成物品の遠位端に位置することができる。第2の部分、及び任意選択の第3の部分、及び任意選択の第4の部分は、第1の部分の上流に位置することができる。様々な実施形態によれば、エアロゾル生成物品は、第1の(遠位)部分、第2の(中間)部分、第3の(中間)部分、及び第4の(近位)部分を備えることができる。第2、第3、又は第4の部分のうちの少なくとも1つは、フィルターを含むことができる。第2、第3、又は第4の部分のうちの少なくとも1つは、通気孔を含むことができる。第2、第3、又は第4の部分のうちの少なくとも1つは、壊れやすいカプセルを含むことができ、このカプセルは、エアロゾル生成物品のエアロゾル生成部分、たとえばエアロゾル生成物品の第1の部分で生成されたエアロゾルに追加の香味料又は他の薬剤を導入するために壊すことができる。第4の部分は、口端を備えることができ、使用者は、口端からエアロゾルを吸い込むことができる。ピン形ヒーター要素301は、エアロゾル生成物品の第1の部分に挿入されて示されている。エアロゾル生成物品の第1の部分は、エアロゾル生成材料801を含むことができる。
【】
図8Aは、ピン形ヒーター要素301の第1のコンピュータ支援設計(「CAD」)モデルを示し、ピン形ヒーター要素301は、中空であるとしてモデル化され、ピン形ヒーター要素301によって形成された空洞内に位置するコイル状ヒーター要素802を有するものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素301は、第1の円筒形の本体部分及び先端部分を有する中空の本体を備えるものとしてモデル化された。コイル状ヒーター要素802は、ピン形ヒーター要素301の円筒形の本体部分内に位置するものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素301の円筒形の本体部分は、200μmの壁厚さを有するものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素301の内部は、フィルター材料で充填されるものとしてモデル化された。第1のCADモデルによれば、ピン形ヒーター要素301は、エアロゾル生成物品の第1の円筒形部分によって取り囲まれるものとしてモデル化された。
【】
図8Bは、様々な数値流体力学(「CFD」)シミュレーションで利用された簡略化された第2のCADモデルを示す。第2の簡略化された第2のCADモデルは、消耗品ホルダ803に保持された消耗品を備えるものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素301は、コイルヒーター要素802を含むものとしてモデル化された。複数の空気入口805が、消耗品ホルダ803のベース部分に設けられるものとしてモデル化された。
【】
数値流体力学(CFD)は、流体の動力学を伴う複雑な物理的な問題の空間的及び時間的に分解された予測を提供することが可能な科学的シミュレーション技法であることが理解されよう。前処理ステップを実施することができ、コンピュータ支援設計(CAD)によって作成されたモデルを使用して、問題の幾何形状及び物理的境界を画定することができる。初期CADモデルが作成された後、データを好適に処理(すなわち、クリーンアップ)することができ、流体体積データ(又は流体ドメイン)を抽出することができる。流体によって占有される体積は、個別のセルに分割することができ、このセルをメッシュと呼ぶことができる。メッシュは、均一なことも不均一なこともある。メッシュは、構造化されていることも構造化されていないこともある。メッシュは、6面体、4面体、角柱、角錐、又は多面体の要素の組合せを含むことができる。次いで、物理モデリングを画定することができ、たとえば流体運動の様々な方程式及びたとえば熱の流れに関する他の方程式を入力することができ、様々な境界条件を画定することができる。境界条件を確立するプロセスは、流体ドメインのすべての境界面における流体挙動及び特性を指定することを伴うことができる。過渡問題に対しても、初期条件を画定することができる。次いで、シミュレーションを開始することができ、様々な物理モデリング方程式を、定常状態又は過渡状態として反復的に解くことができる。次いで、その結果得られた解の分析及び視覚化を支援するために、シミュレーションデータを後処理にかけることができる。
【】
図9は、の図8Bでモデル化されたヒーター要素に対して設定された加熱プロファイルを示し、ヒーター要素及び消耗品の動的モデリングを伴う一連の数値流体力学(「CFD」)シミュレーションが実施された。CFDシミュレーションで使用された図9に示すヒータープロファイルの全体的なセッション時間は、300秒(すなわち、5分)であった。加熱プロファイルは、使用セッションの途中の時間内に4段階の漸進的な低下を有するものとしてモデル化されており、一方で、温度は、使用セッションの途中に≧300℃で維持された。
【】
このモデルによれば、ヒーター要素は、第1の所望の目標動作温度(たとえば、350℃)を取得するのに数秒かかるものとしてモデル化することができる。シミュレーションの終了時に、ヒーター要素は、0℃の温度を想定してモデル化された。
【】
時間t0は、ヒーター要素がONに切り換えられたとモデルが想定する時間に対応することができる。図8に示す加熱プロファイルによれば、ヒーター要素は、時間期間t0-t1にわたって第1の動作温度T1を取得した。次いで、ヒーター要素は、時間期間t1-t2にわたって第2のより低い動作温度T2に設定されるものとしてモデル化される。次いで、ヒーター要素は、時間期間t2-t3にわたって第3のより低い動作温度T3に設定されるものとしてモデル化される。最後に、ヒーター要素は、時間期間t3-t4にわたって第4の及び最終動作温度T4に設定されるものとしてモデル化される。全時間期間t0-t4は、300秒(5分)としてモデル化された。図8に示す加熱プロファイルは、ベース加熱プロファイルを含むと見なすことができ、ヒーター要素は、シミュレーションされた使用セッション全体にわたって温度≧300℃を想定してモデル化される。
【】
図9は、シミュレーションの目的で使用された加熱プロファイルを示すが、様々な実施形態によるエアロゾル供給デバイスは、コントローラによってヒーター要素を所望の加熱プロファイルに設定するために、使用者が時間t0に起動することができることが理解されよう。たとえば、使用者は、使用セッション中にヒーター要素を所望の加熱プロファイルに追従させるために、エアロゾル供給デバイスに設けられたユーザインターフェース(たとえば、図1に示すユーザインターフェース106参照)を起動することができる。使用者がユーザインターフェースと相互作用し、コントローラがヒーター要素に対して所望の加熱プロファイルを設定した後、ヒーター要素が所望の動作温度に到達し、エアロゾル供給デバイスに少なくとも部分的に挿入されたエアロゾル生成物品から十分なエアロゾルを生成することができるようになるまでに、短い時間遅延が生じることがある。この時間遅延を上昇時間又は第1のパフまでの時間と呼ぶことができ、約10~20秒とすることができる。
【】
図10は、様々なCFDシミュレーションを実施することを可能にするために、ピン形ヒーター要素301がCADでどのようにモデル化されたかを示す。CADモデルによれば、コイルヒーター要素は、ピン形ヒーター要素内に位置するものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素は、直径Dp及び壁厚さTpを有するものとしてモデル化された。ピン形ヒーター要素の長さは、Lpであるものとしてモデル化された。コイルヒーター要素は、基準点から距離Lhだけ変位させられるものとしてモデル化された。円筒形の消耗品部分は、ピン形ヒーター要素301を取り囲むものとしてモデル化された。円筒形の消耗品部分は、長さLc及び直径Dcを有するものとしてモデル化された。
【】
図11は、図10を参照して図示及び上述したCADモデルに示すピン形ヒーター要素の様々なパラメータを示す表を示す。パラメータの表は、最後から2番目の列に、様々なCFDシミュレーションで使用されたパラメータの最小値を含む。パラメータの表はまた、最後の列に、様々なCFDシミュレーションで使用されたパラメータの最大値を含む。たとえば、実施された様々なCFDシミュレーションにおいて、ピン形ヒーター要素の直径は、CFDシミュレーションに使用された異なるCADモデルで変更された。たとえば、CFDシミュレーションは、ピン形ヒーター要素の直径が1.5~2.6mmの範囲にあるものとしてモデル化された場合に実行された。
【】
図12Aは、図10及び図11に示すパラメータを参照してモデル化されたピン形ヒーター要素及び消耗品のCFDシミュレーションからの画像を示し、これらのCFDシミュレーションから消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cを判定することができることを示す。
【】
図12Bは、消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の直径(Dc)とピン形ヒーター要素の直径(Dp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図12Cは、消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図12Dは、消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の表面積(Sc)とピン形ヒーター要素の表面積(Sp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図12Eは、消耗品の平均体積温度Tvol.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp,shell)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図13Aは、図10及び図11に示すパラメータを参照してモデル化されたピン形ヒーター要素及び消耗品のCFDシミュレーションからの画像を示し、これらのCFDシミュレーションから消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cを判定することができることを示す。
【】
図13Bは、消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の直径(Dc)とピン形ヒーター要素の直径(Dp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図13Cは、消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図13Dは、消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の表面積(Sc)とピン形ヒーター要素の表面積(Sp)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
図13Eは、消耗品の外面平均温度Tsurf.avg.cが、消耗品から第10のパフを吸ったときに対応する時点における消耗品の体積(Vc)とピン形ヒーター要素の体積(Vp,shell)との比に応じて変動することが、CFDシミュレーションからどのように判定されたかを示す。
【】
実施されたCFDシミュレーションは、比Sc/Spが3.6~4.2の範囲にあるとき、表面積Spを有し、表面積Scを有する消耗品を加熱するように構成されたヒーター要素が、図12A及び図12Dを参照して図示及び上述したように約40℃という所望の体積平均温度Tvol.avg.cをもたらすことを確立した。特に、実施されたCFDシミュレーションは、外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素がCAD設計でモデル化され、CAD設計が、エアロゾル生成材料を含むものとしてモデル化された第1の円筒形部分によって取り囲まれるものとしてヒーター要素をモデル化し、第1の円筒形部分が外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有するとき、3.6~4.2の範囲の比Sc/Spが、10回シミュレーションされたパフ後に約40℃の消耗品の所望の体積平均温度Tvol.avg.cをもたらすことが見出されることを確立した。さらに、CFDシミュレーションはまた、比Sc/Spが3.6~4.2の範囲にあった場合、これにより、10回のシミュレーションされたパフ後に約75~85℃の消耗品の所望の外面平均温度Tsurf.avg.cをもたらすことを確立した。Spは、ヒーター要素の、消耗品に面する表面積である。これは、図10に示すように、先端、ヒーターコイルを取り囲む部分、及びコイルヒーターにつながる部分を含む。
【】
したがって、実施されたCFDシミュレーションは、表面積Scを有する円筒形の消耗品を加熱するために使用される表面積Spを有するヒーター要素の場合、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適な性能をもたらすために選択することができるSc/Spの最適な比が存在することを確立した。特に、比Sc/Spは、3.6~4.2になるように選択することができる。様々な実施形態によれば、比Sc/Spは、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適な性能をもたらすために、3.7~4.1の範囲になるように選択することができる。さらなる実施形態によれば、比Sc/Spは、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適な性能をもたらすために、3.8~4.0の範囲になるように選択することができる。
【】
、及び消耗品内で生成される所望の最適な特性をもたらすために3.6~4.2の範囲になるように選択することができる最適な比Sc/Spに関係して、他の比も特に有益であるとして確立されている。たとえば、様々な実施形態によれば(及び図12Cに示すように)、比Vc/Vpは、所望の最適な性能をもたらすために、11.0~16.0の範囲になるように選択することができる。特に、Vc/Vpは、12.0~15.0の範囲になるように選択することができる。他の実施形態によれば、Vc/Vpは、13.0~14.0の範囲になるように選択することができる。Vpは、ヒーター要素が消耗品内に占める体積である。本明細書に記載するシミュレーション及び他の試験において、これは、ヒーター要素の材料の体積及びヒーター要素の内部体積を含み、図10に示すように、これらはどちらも、先端、コイルヒーターを取り囲むヒーター要素の部分を覆い、ヒーター要素の部分はコイルヒーターにつながる。
【】
同様に、3.6~4.2の範囲になるように選択することができる最適な比Sc/Spに加えて、様々な実施形態によれば(及び図12Bによって示すように)、比Dc/Dpは、所望の最適な性能をもたらすために、3.1~3.6の範囲になるように選択することができる。特に、Dc/Dpは、3.2~3.5の範囲になるように選択することができる。他の実施形態によれば、Dc/Dpは、3.3~3.4の範囲になるように選択することができる。
【】
同様に、実施されたCFDシミュレーションは、体積Vcを有する円筒形の消耗品を加熱するために使用される体積Vp,shellを有するヒーター要素の場合、Vc/Vp,shellの最適の比が存在し、Vc/Vp,shellの最適の比は、消耗品の体積平均温度(図12Eに示す)及び/又は消耗品の外面平均温度(図13Eに示す)に関して所望の最適の性能をもたらすために選択することができることを確立した。特に、比Vc/Vp,shellは、少なくとも31.0になるように選択することができる。様々な実施形態によれば、比Vc/Vp,shellは、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適の性能をもたらすために、31.0~131.0の範囲になるように選択することができる。さらなる実施形態によれば、比Vc/Vp,shellは、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適の性能をもたらすために、81.0~131.0の範囲になるように選択することができる。さらなる実施形態では、比Vc/Vp,shellは、消耗品の体積平均温度及び/又は消耗品の外面平均温度に関して所望の最適の性能をもたらすために、101.0~131.0の範囲になるように選択することができる。
【】
ヒーター要素の体積Vp,shellは、ヒーター要素の外側シェルの体積であり、外側シェルによって画定される空洞の体積を含まない。本明細書に記載するシミュレーション及び他の試験において、これは、外側シェルの先端を含む外側シェル全体の体積を含む。図8Aを参照すると、ヒーター要素301は、外側シェル807内に配置されたヒーター要素802を備えることができる。したがって、体積Vpは、外側シェル807を形成する材料によって画定された体積とすることができる。
【】
表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスが、表面積Scを有する消耗品とともに試験され、図12D及び図13Dに破線によって示すように、ここでは、Sc/Sp=3.9であった。したがって、エアロゾル供給デバイスが試験され、比Sc/Spは3.6~4.2の範囲にあった。図9に示す加熱プロファイルが、加熱要素に適用された。可視のエアロゾル生成、口の感覚、喉の奥の知覚(すなわち、衝撃)、味の品質、及びオフノートが検出されたか否かなどの感覚属性に関する初期評価が行われた。初期評価は、プラスの感覚体験がもたらされたことを確認した。
【】
次いで、表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスが、表面積Scを有する消耗品とともにさらなるより詳細な試験にかけられ、ここでは、Sc/Sp=3.9であった。試験及びより詳細な試験にかけられたエアロゾル供給デバイスのさらなるパラメータが、図11の強調された第1のデータ列に定義されている(すなわち、図12B、図12C、図13B、及び図13Cに破線によって示すように、Tp=0.2mm、Dp=2.15mm、Dc=7.23mm、Lp=11mm、Lc=12mm、及びLh=2mmであり、Dc/Dp=3.4及びVc/Vp=13.5を与えた)。より詳細な試験において、エアロゾル供給デバイスは、6~10人の使用者らによって試験され、セッションの途中に10回のパフを吸うことを伴うシークエンシャルモナディックテスト法を使用して感覚体験が評価された。その結果、優れた全体的な感覚体験がもたらされたことが分かった。特に、16個の異なる感覚属性が評価された。感覚属性のうちの6つは「即時性」に関係し、セッション中の最初の2回のパフ後に評価された。これらの感覚属性は、吸い込み抵抗、エアロゾルの温かさ、可視エアロゾル、衝撃、刺激、及び香りの強さであった。使用セッションの途中に10回のパフを吸った後、「全体的な体験」に関係するさらに10個の感覚属性が評価された。これらの属性は、吸い込み抵抗、エアロゾルの温かさ、可視エアロゾル、衝撃、刺激、タバコの味の強度、香りの強さ、全体的な香料の強度、オフテイスト、及び香料の一貫性であった。感覚試験は、表面積Scを有する消耗品とともに使用されたとき、表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスは、比Sc/Spが3.6~4.2の範囲になるように構成された場合、優れた感覚体験をもたらしたことを確認した。
【】
表面積Scを有する消耗品とともに使用されたとき、表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスは、比Sc/Spが3.6~4.2の範囲になるように構成されると、望ましくない高温のパフをもたらさないことも見出された。さらに、使用者の手に持つエアロゾル供給デバイスの温度もまた、許容できる安全限度内であることが分かった。表面積Scを有する消耗品とともに使用されたとき、表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスを利用し、比Sc/Spが3.6~4.2の範囲にあるときのさらなる利益は、望ましくない凝縮水の生成が実質的に回避されることである。
【】
様々な実施形態によれば、表面積Scを有する消耗品とともに使用されるとき、表面積Spのヒーター要素を有するエアロゾル供給デバイスを提供することができ、比Sc/Spは、3.6~4.2の範囲になるように構成され、上昇時間t_start後、及び/又はヒーター要素が第1の目標動作温度T1に到達したとき、1つ又は複数の指示デバイスは、エアロゾル供給デバイスを使用する準備ができたことを使用者に示すことができる。たとえば、指示デバイスは、エアロゾル供給デバイスのユーザインターフェースに設けられた1つ又は複数の発光ダイオード(LED)を備えることができる。照明されるLEDの数、及び/又は1つ若しくは複数の照明されるLEDの色、及び/又は1つ若しくは複数の照明されるLEDの強度は、エアロゾル供給デバイスを使用する準備ができた場合使用者に示すことができる。加えて、又は別法として、指示デバイスは、触覚フィードバックデバイスを備えることができる。指示デバイスが、加えて、又は別法として、可聴指示デバイスを備えることができる実施形態も企図される。上述した1つ又は複数の指示デバイスはまた、エアロゾル生成セッションが完了した場合使用者に示すことができる。
【】
図14を参照して以下でより詳細に論じるように、エアロゾル供給デバイスを、香料カプセルを有するエアロゾル生成物品とともに利用することができる実施形態が企図される。エアロゾル供給デバイスは、第1の動作モード若しくはベース加熱動作モード又は第2の動作モード若しくはブースト加熱動作モードのどちらかで動作させることができる。第1の加熱動作モードは、香料カプセルが壊されていないときに最適の感覚体験を提供することができ、第2の加熱動作モードは、香料カプセルが壊されたときに最適の感覚体験を提供することができる。第1の加熱モードは、香料カプセルが壊されたときに最適の感覚体験を提供することができ、第2の加熱モードは、香料カプセルが壊されていないときに最適の感覚体験を提供することができる他の実施形態も企図される。
【】
実施形態によれば、エアロゾル供給デバイスは、第1のヒーター要素及び第2のヒーター要素を備えることができる。第1のヒーター要素は、エアロゾル生成物品の一部分を加熱するように構成された第1の加熱領域を形成するように設けることができ、第2のヒーター要素は、エアロゾル生成物品の異なる部分を加熱するように構成された第2の加熱領域を形成するように設けることができる。
【】
様々な実施形態によれば、コントローラを備えるエアロゾル供給デバイスが提供される。コントローラは、ピン形ヒーター要素(又は刃形ヒーター要素)を含むことができるヒーター要素に対する加熱プロファイルを設定するように構成することができる。ヒーター要素は、複数の異なる区域又は部分を含むエアロゾル生成物品を加熱するように構成される。エアロゾル生成物品は、特に、たとえば物品の遠位部分に設けられるエアロゾル生成材料の円筒形部分を備える円筒形の物品を含むことができる。エアロゾル生成材料の円筒形部分は、約7.0mmの直径及び12.0mmの長さを有することができる。エアロゾル生成材料の円筒形部分の上流に、約7mmの長さ及び約7.0mmの外径を有する第1の管状要素を設けることができる。第1の管状要素の上流に、約17mmの長さ及び約7mmの外径を有する第2の管状要素を設けることができる。エアロゾル生成材料の円筒形部分、第1の管状要素、及び第2の管状要素を、約200μmの全体的な厚さを有することができる1つ又は複数の外側包装材で包むことができる。
【】
図14は、たとえば様々な実施形態によるでより詳細に論じたピン形ヒーター要素1002aを備えるエアロゾル供給デバイス1003とともに利用することができるエアロゾル生成物品1001の側面断面図を示す。ピン形ヒーター要素1002aは、コントローラ(図示せず)によって制御することができ、様々な実施形態によれば、図9に関連して図示及び上述した加熱プロファイルなどの加熱プロファイルを、ヒーター要素1002aに対して設定することができる。特に、ヒーター要素1002aは、第1の動作モード又はベース動作モードで動作させることができ、したがって一実施形態によれば、図9に示す加熱プロファイルをピン形ヒーター要素1002aに対して設定することができる。で論じたように、加熱プロファイルは、使用セッションの途中に一連の4段階の低下を含むプロファイルを有することができる。ヒーター要素1002aに対して設定される温度は、使用セッション全体にわたって≧300℃で維持することができる。他の実施形態によれば、ヒーター要素1002aは、第2の動作モード又はブースト動作モードで動作させることができ、したがって異なる加熱プロファイルをピン形ヒーター要素1002aに対して設定することができる。で論じたように、加熱プロファイルは、使用セッションの途中に一連の4段階の低下を含むプロファイルを有することができる。ヒーター要素1002aに対して設定される温度は、使用セッション全体にわたって≧300℃で維持することができる。第1の動作モード又はベース動作モードは、使用者が第1のパフまでの初期時間(t_start)後に約300秒間継続するエアロゾル生成セッションを体験することを可能にすることができ、第2の動作モード又はベース動作モードは、使用者が異なる感覚体験を体験することを可能にすることができ、エアロゾル生成セッションは、第1のパフまでの初期時間(t_start)後により短い時間期間、たとえば180秒間継続することに留意されたい。異なる感覚体験は、一部には、第2の動作モード又はブースト動作モード中のヒーター要素1002aに対して設定された平均温度が、第1の動作モード又はベース動作モード中のヒーター要素1002aに対して設定された平均温度より高いことを確実にすることによって実現することができる。
【】
様々な実施形態によれば、エアロゾル供給デバイス1003は、より概略的に、外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備えることができる。ヒーター要素は、物品1001に挿入されるように構成することができ、物品1001は、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備える。第1の円筒形部分は、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有する。ヒーター要素は、Sc/Spが3.6~4.2の範囲になるような表面積を有するように構成することができる。
【】
エアロゾル生成物品1001は、使用の際にエアロゾル供給デバイス1003の受容部分1002に挿入することができるエアロゾル生成区域1004を備えることができる。受容部分1002は、エアロゾル供給デバイス1003に凹部を含むことができる。エアロゾル供給デバイス1003は、ピン形ヒーター1002aなどのヒーター要素を備えることができる。ピン形ヒーター1002aは、エアロゾル供給デバイス1003の受容部分1002内に位置することができ、ピン形ヒーターは、使用の際にエアロゾル生成物品1001がエアロゾル供給デバイス1003に挿入されるにつれて、エアロゾル生成物品1001のエアロゾル生成区域1004に侵入するように構成することができる。ピン形ヒーター1002aは、抵抗加熱することができ、抵抗ヒーター要素を備えることができる。しかし、ヒーター要素1002aが刃形ヒーター要素を含むことができる代替実施形態も企図される。ヒーター要素が誘導加熱することができる加熱材料から形成されたヒーター要素を含むことができ、サセプタ要素を備えることができるさらなる実施形態も企図される。サセプタ要素に交流電流を誘起することにより、サセプタ要素の加熱を引き起こすように構成された磁場生成器を設けることができる。
【】
物品1001は、エアロゾル生成区域1004の下流に下流区域1005を備えることができる。下流区域1005は、使用の際に使用者の口に挿入されるように設計されたマウスピースを備えること又は含むことができる。下流区域1005は、上流端1005a及び下流端1005bを備えることができる。エアロゾル生成区域1004は、エアロゾル生成材料の円筒形ロッドの形態でエアロゾル生成材料源を備えることができる。他の例では、エアロゾル生成区域1004は、エアロゾル生成材料源を受け取るための空洞を備えることができる。エアロゾル生成材料は、乾燥重量に基づいて計算すると、エアロゾル生成材料の重量で少なくとも5%のエアロゾル形成材料を含むことができる。エアロゾルエアロゾル形成材料は、たとえば、グリセロール又はプロピレングリコールを含むことができる。
【】
マウスピース又は下流部分1005は、エアロゾル生成区域1004のすぐ下流に配置された第1の管状要素1008aを含むことができる。第1の管状要素1008aは、第1の中空空洞を画定することができる。第1の管状要素1008aは、エアロゾル生成区域1004と当接関係にあることができる。第1の管状要素1008aは、第1の管状壁を有することができる。マウスピース又は下流部分1005はまた、第1の管状要素1008aのすぐ下流に第2の管状要素1008bを含むことができる。第2の管状要素1008bは、第1の管状要素1008aと当接関係にあることができる。第2の管状要素1008bは、約320μm未満の壁厚さを有する第2の管状壁を有することができる。第2の管状要素1008bは、15~25mm、たとえば17mmの軸線方向の長さを有することができる。下流区域1005の下流端1005bに材料体1006を設けることができる。第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008b並びに材料体1006は各々、円筒形の外側形状を画定することができ、共通の軸線に端部と端部をつないで配置することができる。第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008b、エアロゾル生成区域1004、並びに材料体1006は、ほぼ同じ外径を有するように構成することができる。
【】
第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bはともに、エアロゾル生成区域1004で形成されたエアロゾルが吸い込まれて膨張し及び冷えるチャンバを画定することができる。個別の第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bを設けることで、異なる機能効果を実現するようにこれらの構成要素を設計することが可能になる。たとえば、第1の管状要素1008aは、物品1001が凹部1002にピン形ヒーター要素1002a上へ挿入されるとき、エアロゾル生成材料の動きを低減する際に有効となりうる。この目的で、第1の管状要素1008aは、1.0~3.5mm、たとえば1.5~2.5mmの壁厚さを有することができる。第1の管状要素1008aは、物品1001に剛性を提供することで支援することができる。第1の管状要素1008aはまた、エアロゾルの形成で支援するために、エアロゾルを促し、主に第2の管状要素1008bの軸線方向領域を通って流れるように構成することができる。対照的に、第2の管状要素1008bは、第1の管状要素1008aと比べて比較的大きいチャンバを画定することにより、エアロゾルが膨張し及び冷えるように、エアロゾル生成区域1004に形成されるエアロゾルを吸い込むことができるより大きい空間を提供するように構成することができる。
【】
エアロゾル生成物品1001は、7.0mmの直径に対応する22.1mmの円周を有することができる。エアロゾル生成区域1004は、12.0mmの長さを有することができ、第1の管状要素1008aは、7.0mmの長さを有することができ、第2の管状要素は、17.0mmの長さを有することができる。様々な実施形態によれば、エアロゾル生成区域1004に提供されるエアロゾル生成材料は、エアロゾル生成材料の複数のストランド又は細片を含むことができる。エアロゾル生成材料のストランド又は細片は、その長手方向寸法がエアロゾル生成物品1003の長手方向軸線と実質的に平行になるように配置することができる。エアロゾル生成材料は、バンドキャスト再生タバコなどの再生シートタバコ材料の形態とすることができる。第2の管状要素1008bの壁は、第2の管状要素1008bの実質的に全周の周りに各々延びる第1及び第2の重複する紙層を備えることができる。第1及び第2の重複する紙層は各々、30~150μmの厚さを有することができる。エアロゾル供給デバイス1003は、ハウジング1009と、使用の際に物品1001を挿入することができるハウジング1009内の開口部1010とを備えることができる。物品1001がエアロゾル供給デバイス1003に完全に挿入されたとき、第2の管状要素1008bは、ハウジング1009内に少なくとも約5mm延びることができ、ハウジング1009を越えて少なくとも8mm延びることができる。物品1001は、図14に矢印「B」によって示すように、エアロゾル供給デバイス1003に約25mmの挿入深さまで挿入することができる。
【】
バンドキャスト再生タバコは比較的高い密度を有することが、当業者には理解されよう。図9を参照してで開示した加熱プロファイルは、たとえば350℃の比較的高い最大目標動作温度を有し、さらにたとえば300℃の比較的高い最小目標動作温度を有することに留意されたい。使用セッションの途中で、図9を参照してで論じたものなどの加熱プロファイルが、平均目標動作温度≧300℃を有することができる。比較的高い目標動作温度は、バンドキャスト再生タバコを含む物品からエアロゾルを生成するのに特に好適である。
【】
物品1001は、第2の管状要素1008bの、物品1001がエアロゾル供給デバイス1003に完全に挿入されたときにハウジング1009の外側の場所に第2の管状要素1008bを通って延びる1つ又は複数の通気開口部1012を備えることができる。1つ又は複数の通気開口部1012は、物品1001に外接するレーザ又は機械形成された穿孔などの1列又は複数列の開口部として設けることができる。
【】
エアロゾル生成材料の円筒形ロッドは、ラッパー1015によって外接されるエアロゾル生成材料の複数のストランド及び/又は細片を含むことができる。ラッパー1015は、非透湿性ラッパーとすることができる。エアロゾル生成材料の複数のストランド又は細片は、その長手方向寸法が物品1001の長手方向軸線X-X’に平行に位置合わせされるように、エアロゾル生成区域1004内に位置合わせすることができる。別法として、ストランド又は細片は、概して、位置合わせされたその長手方向寸法が物品1001の長手方向軸線を横切るように配置することができる。その長手方向軸線が物品1001のエアロゾル生成区域1004の長手方向軸線に平行になるように、ストランド又は細片の大部分がエアロゾル生成区域1004に配置された場合、ヒーター要素1002aなどのヒーター要素をエアロゾル生成材料に挿入するために必要とされる力を比較的小さくすることができる。この結果、より使いやすい物品1001を得ることができる。
【】
エアロゾル生成材料のロッドは、約22.1mmの円周(7.0mmの直径に対応する)を有することができる。第1の管状要素1008aは、可塑化酢酸セルローストウなどのフィラメントトウから形成することができる。第1の管状要素1008aの壁は、比較的非多孔質なものとすることができ、したがってエアロゾル生成材料によって生成されるエアロゾルの少なくとも80%が、壁材料自体ではなく、チューブを通って中空チャネルを長手方向に通過する。第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bは、第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bの第1の上流端に入る加熱された揮発構成要素と、第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bの第2の下流端から出る加熱された揮発構成要素との間で、少なくとも40℃の温度差を提供するように構成することができる。第1の管状要素1008a及び第2の管状要素1008bの長さにおけるこの温度差は、温度の影響を受けやすい材料体1006を、加熱されたときのエアロゾル生成材料の高温から保護することができる。
【】
エアロゾル生成材料のロッドに外接する非透湿性ラッパー1015は、アルミニウム箔を含むことができる。材料体1006を第1のプラグラップ1007で包むことができる。材料体1006、第1の管状要素1008a、及び第2の管状要素1008bを接続するために、第2のプラグラップ1013を設けることができる。材料体1006の長さは、約15mm未満、たとえば12mmとすることができる。材料体1006は、フィラメントトウから形成することができる。たとえば、トウは、可塑化酢酸セルローストウ又はポリ乳酸(PLA)を含むことができる。
【】
図15に示すように、下流部分1005の全長の周りに及びエアロゾル生成材料のロッドの一部分にチップペーパー1016を巻くことができる。チップペーパー1016は、下流部分1005及びエアロゾル生成材料のロッドを接続するために、接着材をその内面に有することができる。エアロゾル生成材料のロッドは、ラッパー1015で包むことができ、ラッパー1015は、第1の包装材料を形成し、チップペーパー1016は、下流部分1005及びエアロゾル生成材料のロッドを接続するためにエアロゾル生成材料のロッドの上に少なくとも部分的に延びる外側包装材料を形成することができる。チップペーパー1016は、確実な取り付けを提供するために、エアロゾル生成材料のロッドの上に5mm延びることができる。物品1001は、物品1001を通って吸い込まれるエアロゾルの約25%の通気レベルを有することができる。物品1001は、第2の管状要素1008b内へ設けられた通気開口部を含むことができる。第2の管状要素1008bによって画定される第2の中空空洞は、約6.6mmの直径及び約3.3mmの図11に示す半径「r」を有することができる。
【】
材料体1006内に、添加剤放出構成要素の形態でエアロゾル修正剤を提供することができる。図14に示すように、添加剤放出構成要素は、カプセル1011を含むことができる。しかし、カプセル1011は任意選択であり、様々な実施形態によって省略することができることを理解されたい。物品1003がカプセル1011を備える場合、第1のプラグラップ1007は、耐油性の第1のプラグラップ1007を含むことができる。カプセル1011は、壊れやすいカプセル、すなわち液体ペイロードを取り囲む固体の壊れやすいシェルを含むことができる。カプセル11は、香味料などの液体薬剤又は他の薬剤を封入するシェルを含むことができる。使用者はカプセルのシェルを壊して、香味料又は他の薬剤を材料体1006内へ放出することができる。カプセル1011は、球形とすることができ、約3mmの直径を有することができる。エアロゾル生成材料は、エアロゾル形成材料を含むことができる。エアロゾル形成材料は、たとえば、グリセロール又はプロピレングリコールを含むことができる。エアロゾル生成材料は、メンソールなどのエアロゾル修正剤を含むことができる。
【】
本明細書に記載する様々な特許請求される特徴の理解及び教示を支援するためにのみ提示される。これらの実施形態の代表的なサンプルとしてのみ提供され、網羅的及び/又は排他的ではない。本明細書に記載する利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び/又は他の態様は、特許請求項の範囲によって画定される本発明の範囲に対する限定、又は特許請求項の範囲の均等物に対する限定であると見なされるべきではないこと、並びに特許請求される発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することもでき、修正を加えることができることを理解されたい。本発明の様々な本明細書に具体的に記載したもの以外の開示する要素、構成要素、特徴、部分、ステップ、手段などの適当な組合せを好適に備えることができ、そのような組合せからなることができ、又は本質的にそのような組合せからなることができる。加えて、現時点で特許請求されていないが将来特許請求されうる他の発明も含むことができる。
【図】
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【手続補正書】
【提出日】
【手続補正】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】
外径Dp、体積Vp、及び外側表面積Spを有するヒーター要素を備え、前記ヒーター要素が、物品に挿入されるように構成され、前記物品が、エアロゾル生成材料を含む第1の円筒形部分を備え、前記第1の円筒形部分が、外径Dc、体積Vc、及び外側曲面積Scを有し、
Sc/Spが、3.6~4.2の範囲にある、エアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、ピン形ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ピン形ヒーター要素が、円筒形の本体及び円錐形の先端を備える、請求項2に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ピン形ヒーター要素が、空洞及び前記空洞内に配置された1つ又は複数のヒーターコイルを有する細長い本体を備える、請求項2に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、刃形ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記刃形ヒーター要素が、1つ又は複数の導電トラックを備える、請求項5に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、抵抗ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記ヒーター要素が、誘導ヒーター要素を含む、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.1~3.6の範囲にある、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.2~3.5の範囲にある、請求項9に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Dc/Dpが、3.3~3.4の範囲にある、請求項10に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、11.0~16.0の範囲にある、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、12.0~15.0の範囲にある、請求項12に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Vc/Vpが、13.0~14.0の範囲にある、請求項13に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Sc/Spが、3.7~4.1の範囲にある、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
Sc/Spが、3.8~4.0の範囲にある、請求項15に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
前記エアロゾル供給デバイスが、使用セッション中に前記ヒーター要素を制御するように構成されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、
(i)第1の時間期間t0-t1中に第1の目標動作温度T1まで加熱するように、
(ii)第2の時間期間t1-t2中に第2の目標動作温度T2まで加熱するように、
(iii)第3の時間期間t2-t3中に第3の目標動作温度T3まで加熱するように、及び、
(iv)第4の時間期間t3-t4中に第4の目標動作温度T4まで加熱するように、
前記ヒーター要素を制御するように構成され、
温度がT1>T2>T3>T4であり、時間がt0<t1<t2<t3<t4であり、
T4≧300℃である、請求項1に記載のエアロゾル供給デバイス。
【請求項】
請求項1~17のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を含む物品と
を備える、エアロゾル供給システム。
【請求項】
エアロゾル生成材料を含む前記物品が、バンドキャスト再生タバコを含む、請求項18に記載のエアロゾル供給システム。
【請求項】
エアロゾルを生成する方法であって、
請求項1~17のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイスを用意するステップと、
エアロゾル生成材料を含む物品を前記エアロゾル供給デバイスの加熱チャンバの受容部分に少なくとも部分的に挿入するステップと、
前記物品からエアロゾルを生成するために前記エアロゾル供給デバイスを起動するステップと
を含む、方法。
【国際調査報告】

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