JP2024523974A - エアロゾル発生装置用の加熱アセンブリ - Google Patents

Abstract

管状エアロゾル発生物品を内部に受け入れるための空洞を形成する管状壁（１４）を備える細長い加熱カップ（１２）と、電流の印加時に加熱するために配置された抵抗ヒータ（１６）とを備えるエアロゾル発生装置用の加熱アセンブリ（１０）であって、抵抗ヒータは、管状壁の外面に熱伝導するように配置され、管状壁は、その周囲に、実質的に平面の壁部（１４ａ）と凸面壁部（１４ｂ）が連続的に周方向に交互に分布しており、実質的に平面の壁部の数は３つ以上であり、実質的に平面の壁部は、管状壁の外面及び内面の両方において実質的に平面である、加熱アセンブリ（１０）が提供される。また、かかる加熱アセンブリを備えたエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置とを備えるシステムも提供される。

Description

本開示は、エアロゾル発生装置用の加熱アセンブリに関する。また、かかる加熱アセンブリを備えたエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置とを備えるシステムも提供される。本開示は、特に、自己完結型且つ低温であり得る携帯型エアロゾル発生装置に適用可能である。そのような装置は、タバコ又は他の好適な材料を、燃やすのではなく、伝導、対流、及び／又は放射により加熱して、吸入用のエアロゾルを発生させることができる。本発明による加熱アセンブリは、安全で、信頼性が高く、製造が容易であり、所要電力が低い。

紙巻きタバコ、葉巻、シガリロ及び巻きタバコなどの従来のタバコ製品の喫煙を止めることを望む常習的喫煙者を支援するための補助として、（気化器とも呼ばれる）リスク低減装置又はリスク修正装置の人気及び使用は、ここ数年で急速に成長している。従来のタバコ製品においてタバコを燃やすのとは対照的に、エアロゾル化可能物質を加熱又は加温する様々な装置及びシステムが利用可能である。

一般的に利用可能なリスク低減装置又はリスク修正装置は、基材加熱式エアロゾル発生装置又は加熱非燃焼式装置である。このタイプの装置は、湿った葉タバコ又は他の好適なエアロゾル化可能材料を典型的に含むエアロゾル発生物品を、典型的には１５０℃～３５０℃の範囲の温度に加熱することによってエアロゾル又は蒸気を発生させる。エアロゾル発生物品を燃焼させる又は燃やすのではなく加熱することにより、ユーザが求める成分は含むが、燃焼及び燃やすことによる毒性及び発癌性のある副生成物は含まないエアロゾルが放出される。さらに、タバコ又は他のエアロゾル化可能材料を加熱することにより生成されるエアロゾルは、典型的には、ユーザにとって不快となり得る、燃焼及び燃やすことに起因する焦げた味又は苦味を含まないため、基材は、したがって、煙及び／又は蒸気をユーザにとってより口当たりのよいものにするために、そのような材料に典型的に添加される糖及び他の添加物を必要としない。

しかしながら、エアロゾル発生装置の熱管理は、とりわけ頻繁な使用又は長期使用の期間中に、問題があると分かることがある。さらに、エアロゾル発生物品を加熱するために必要な電力は非常に高く、従来の装置のバッテリを頻繁に再充電又は交換する必要がある。また、エアロゾル発生装置の製造を簡略化することも望ましい。

本発明の目的は、上記の問題に対処し、安全性が向上し、所要電力が低減されたエアロゾル発生装置を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、管状エアロゾル発生物品を内部に受け入れるための空洞を形成する管状壁を備える細長い加熱カップと、電流の印加時に加熱するために配置された抵抗ヒータとを備えるエアロゾル発生装置用の加熱アセンブリであって、抵抗ヒータは、管状壁の外面に熱伝導するように配置され、管状壁は、その周囲に、実質的に平面の壁部と凸面壁部とが連続的に周方向に交互に分布しており、実質的に平面の壁部の数は３つ以上であり、実質的に平面の壁部は、管状壁の外面及び内面の両方において実質的に平面である、加熱アセンブリが提供される。

したがって、管状エアロゾル発生物品－例えばタバコスティック－を加熱アセンブリの加熱カップに挿入し、抵抗ヒータを使用して加熱して、エアロゾルを放出することができる。その後、エアロゾルは、ユーザによって吸入され得る。以下に説明するように、このような加熱アセンブリは、これらのエアロゾルを発生させるために必要とする全体的温度がより低く、したがって動作に必要とする電力がより少なくなる。加えて、加熱アセンブリは、製造に好都合であり、使用が簡単である。

実質的に平面の壁部は、好ましくは、加熱カップの長さに沿って長手方向に延びる管状壁の平坦な平面部分である。実質的に平面の壁部は、接平面－すなわち、中心線から外側に延びる半径方向に垂直で、加熱カップの長手方向軸に平行な平面－に延びることができる。

「実質的に平面の」によって、実質的に平面の壁部は、それらの表面全体にわたって概ね平坦且つ平面的であることが理解されよう。特に、実質的に平面の壁部は、介在する凸面壁部よりもかなり平坦になる。しかしながら、実質的に平面の壁部は、依然として小さな湾曲及び／又は小規模な表面レリーフを含む場合がある。好ましい例では、実質的に平面の壁部は、管状壁の外面及び内面が平面であるように、平面（すなわち平坦）である。

それと対照的に、実質的に平面の壁部の間に位置し、それらを結合する凸面壁部は、湾曲していてもよく、又は内角を画定していてもよい。例えば、凸面壁部は、隣接する２つの実質的に平面の壁部の間で周方向に延びることができる。隣接する実質的に平面の壁部は、好ましくは、対応する数の実質的に平面の壁部及び凸面壁部が存在するように、凸面壁部によって接続される。そのため、管状壁の外面を考慮するとき、凸面壁部が凸面であることが理解されよう。

対向する実質的に平面の壁部間の距離は、通常、対向する凸面壁部間の距離よりも小さい。したがって、加熱カップの空洞に挿入されるエアロゾル発生物品は、凸面壁部ではなく実質的に平面の壁部に接触しがちになる。

実際に、実質的に平面の壁部は、好ましくは、使用中にエアロゾル発生物品に接触するように構成され、加熱カップの空洞内の所定の位置にエアロゾル発生物品を把持（すなわち、固定又は保持）することができる。管状壁の周囲に間隔を空けて配置された３つ以上の実質的に平面の壁部は、物品を適切な位置に正確且つ安定的に固定する。したがって、管状エアロゾル発生物品は、３つ以上の実質的に平面の壁部によって加熱カップ内で容易に位置合わせされ、中心合わせされる。したがって、ユーザがエアロゾル発生物品を加熱カップに正しく挿入することは容易である。それゆえ、加熱アセンブリは安全で簡単に使用できる。

抵抗ヒータは管状壁上に設けられており、本明細書では、「上」という用語は、下にある構成要素と接触しているか、又はその上にあることを意味すると理解される。エアロゾル発生物品と抵抗ヒータとの間で良好な熱伝達が達成される。熱は、抵抗ヒータから管状壁を介してエアロゾル発生物品に伝導によって迅速に伝達され得る。この熱伝達は、エアロゾル発生物品に接触し、又はこれを把持する実質的に平面の壁部を通して特に迅速である。これにより、加熱アセンブリの最大全体温度が低減され得るので、エアロゾル発生物品を加熱するために必要な電力が最小限に抑えられ、安全性が向上する。

抵抗ヒータは、好ましくは、加熱カップの空洞内に受け入れられたエアロゾル発生物品の温度を摂氏１５０度～３５０度、より好ましくは摂氏１９０～３１０度、より好ましくはさらに摂氏２３０～２６０度の温度まで上昇させるように構成される。これらの温度は、湿った葉タバコを含む様々なエアロゾル化可能材料からエアロゾルを発生させるのによく適している。

加えて、実質的に平面の壁部と凸面壁部とを交互に有する管状加熱カップは、組み立てが簡単であり、迅速且つ好都合に製造され得ることが理解されよう。

「熱伝導するように配置される」によって、熱が抵抗ヒータと外面管状壁との間の伝導によって伝達され得ることが理解されよう。そのため、抵抗ヒータは、管状壁上に配置されて、管状壁と直接熱接触して配置され得る。そのため、抵抗ヒータは、管状壁と直接接触して設けられてもよく、又は管状壁の上方に設けられてもよく、この場合、抵抗ヒータと管状壁は、電気絶縁層などの介在層によって分離され得る。そのため、抵抗ヒータと管状壁との間に隙間又は空隙が存在しない。これにより、抵抗ヒータと管状壁との間の良好な熱伝達が確実になる。

好ましくは、実質的に平面の壁部は、管状壁の周囲に均等に分布している。換言すれば、実質的に平面の壁部は、好ましくは、管状壁の周囲に一貫して間隔を空けて配置される（しかしこれは必須ではない）。この回転対称の配置により、管状壁の生産が簡略化される。さらに、加熱アセンブリ内に受け入れられたエアロゾル発生物品は、細長い加熱カップの中心に容易に位置決めして留めることができる。その結果、エアロゾル発生物品は、加熱アセンブリによって均等に加熱され得る。これにより、加熱アセンブリの所要電力が低減され、エアロゾル発生物品の寿命が最大化される。

好ましい例では、実質的に平面の壁部の数は、３～５個である。３つの平面エリア（３つの凸面壁部によって間隔を空けられる）を有する管状壁を備える細長い加熱カップは、エアロゾル発生物品に特に安定した位置決めを提供する。より多数の実質的に平面の壁部を有する管状カップを備え得る加熱カップが同様に可能である。しかしながら、より多数の実質的に平面の壁部を有するこれらの細長い加熱カップの製造は、部分的には、管状壁の表面（例えば、平面壁部）に適用されるヒータトラックが、サイズを縮小しなくてはならず、及び／又は多数の壁部にまたがらなくてはならないことが理由で、より複雑である。

特に好ましい例では、各実質的に平面の壁部は、ヒータのそれぞれの抵抗トラックによって覆われている。したがって、ヒータの抵抗トラックは、各実質的に平面の壁部の上に重なり、前記抵抗トラックは、それぞれの実質的な平面壁部の平面の外面と直接接触して、又はその上方に設けられる。抵抗トラックは、電流がそこを通ると熱くなるように構成される。したがって、抵抗トラックからの熱は、平面壁部によって固定又は把持されたエアロゾル発生物品に急速に伝達され得る。この配置は非常に効率的である。細長い加熱カップがエアロゾル発生物品と接触する点に隣接してヒータの抵抗トラックを設けることにより、急速な熱伝達が可能になる。それゆえ、実質的に平面の壁部分の外面に抵抗トラックを配置することにより、加熱アセンブリが細長い加熱カップを加熱するために必要な全体温度が低下し、加熱アセンブリの所要電力が低減される。

異なる実質的に平面の壁部の抵抗トラックは、直列又は並列に設置することができる。このような例では、抵抗トラックは、単一の抵抗回路の一部を形成する。しかしながら、代替的に、加熱アセンブリは複数の別個の抵抗回路を備えていてもよい。例えば、各回路は、それぞれの実質的に平面の壁部の上に設けられた抵抗トラックを備え得る。

好ましくは、異なる実質的に平面の壁部の抵抗トラックは、より低抵抗の接続トラックによって接続されている。これらの接続トラックは、実質的に平面の壁部を覆う抵抗トラックよりも低い電気抵抗を有し、したがって、好ましくは、電流が供給されたときに大量の熱が発生しない。したがって、電力を節約することができ、実質的に平面の壁部においてのみ、大量の熱が加熱カップに加えられる（これは、上で説明したように特に効率的な熱伝達を提供する）。

より低抵抗の接続トラックは、好ましくは、凸面壁部上に位置している。換言すれば、接続トラックは、凸面壁部と接触して、又はその上方に配置されている。そのため、各実質的に平面の壁部分の抵抗トラックは、介在する凸面壁部を横切って延びる接続トラックによって、管状壁の周囲に間隔を空けて配置することができる。このようにして、より低抵抗の接続トラックは、隣接する抵抗トラックを電気的に接続して、管状壁の周囲に電気回路を形成することができる。

したがって、加熱アセンブリは、それぞれ実質的に平面の壁部及び凸面壁部の数に対応する数の抵抗トラック及びより低抵抗の接続トラックを備え得ることが理解されよう。そのうえ、抵抗トラック及びより低抵抗の接続トラックは、実質的に平面の壁部及び凸面壁部に対応する方式で、管状壁の周囲に連続的且つ交互に配置され得る。

好ましくは、より低抵抗の接続トラックは、実質的に平面の壁部分上の抵抗トラックよりも幅広である。そのため、より低抵抗の接続トラックのより幅広のトラックは、抵抗トラックと同じ材料で形成されるときでも、抵抗タックよりも電気抵抗が低く、大量の熱を発生させることができない。

抵抗トラック及び接続トラックは、一緒に抵抗ヒータの加熱トラックを形成する。これらの加熱トラックの全体的な電気抵抗は、０．５～１．５オーム、より好ましくは０．８～１．２オーム、より好ましくはさらに１．０～１．１オームであってもよい。特に好ましい例では、抵抗ヒータの全体抵抗は、１．０５オームである。

好ましくは、管状壁は、実質的に一定の厚さの金属又は金属合金を含む。金属及び金属合金は、良好な伝熱特性を有し、抵抗ヒータから加熱アセンブリ内のエアロゾル発生物品に急速に熱を伝達することができる。好適な材料としては、ステンレス鋼、鋼、アルミニウム及び銅が挙げられる。実質的に一定の厚さを有する材料で管状壁を形成することにより、とりわけ管状壁が金属で形成されている場合に、製造が簡略化される。好ましい例では、管状壁は厚さ１ｍｍのステンレス鋼を含む。

好ましい例では、ヒータは、細長い加熱カップの管状壁の周りに巻き付けられた薄膜として形成される。このような薄膜ヒータは、上で説明した抵抗トラック及びより低抵抗の接続トラックを備えることができ、管状壁とは別に容易に製造することができ、その後、適切な配置で管状壁の外面に（例えば、接着剤又は熱収縮フィルムを使用して）適用することができる。この手法は、管状壁の周囲に適用する（すなわち、巻き付ける）前に、ヒータを平坦又は平面の形態で都合よく製造することができるので、特に好都合である。例えば、抵抗ヒータは、ＰＣＴ／ＥＰ２０２０／０７４１５０号明細書（欧州特許出願公開第１９１９６０２４．４号からの優先権を主張）又はＰＣＴ／ＣＮ２０１９／１０４８０４号明細書に記載された方法及び技術に従って製造された薄膜ヒータであってもよく、それらの開示は参照により本明細書に援用される。

同様に好ましい例では、抵抗ヒータは、管状壁の外面に直接印刷された加熱トラックを備える。これらの加熱トラックは、上で説明した抵抗トラック及びより低抵抗の接続トラックのいずれかを含んでもよく、管状壁に直接、迅速且つ好都合に適用することができる。このようにして加熱トラックを印刷することは、迅速であり、材料の浪費を最小限に抑える。いくつかの好ましい例では、加熱トラックは、加熱トラックが管状壁の外面と接触して設けられるように、管状壁に直接印刷することができる。しかしながら、さらなる例では、加熱トラックが管状壁の表面の上方に配置されるように、加熱トラックと管状壁との間に介在層（例えば、電気絶縁層）を設けることができる。

代替的に、抵抗ヒータは、それぞれが単一の抵抗トラックを支持し、それぞれが対応する実質的に平面の壁部上又はその上に適用される、複数の別個の薄膜セグメントを備え得る。さらなる例では、加熱トラックは、転写を使用して加熱カップに適用することができる。

いくつかの好ましい例では、管状壁はその上に電気絶縁層を有する。好ましくは、電気絶縁層はコーティング又はポリマーフィルムである。しかしながら、代替的な誘電体材料を使用することもできる。

電気絶縁層は、抵抗ヒータを管状壁から分離することができる。したがって、電気絶縁層は、管状壁と上で説明した加熱トラックとの間の管状壁の外面に設けることができる。これは、管状壁が導電性材料で形成されている場合に必要となる可能性がある。これらの例では、抵抗ヒータは、下にある管状壁と熱伝導を維持するように、電気絶縁層と接触して設けることができる。

ヒータが薄膜ヒータである場合、電気絶縁層は、ヒータのトラックが最初に適用される誘電体バッキングフィルム（すなわち、キャリアフィルム）であってもよく、薄膜ヒータは、バッキングフィルムが抵抗トラックと管状壁との間に配置されるように、管状壁の周りに巻き付けられるか、又は適用される。代替的に、管状壁が形成された後、加熱トラックが管状壁に印刷される前に、電気絶縁層を管状壁の外面に適用してもよい。

さらなる例では、電気絶縁層が抵抗ヒータの上に追加的又は代替的に設けられてもよい。これにより、下にある加熱トラックを覆い、保護することができる。例えば、ヒータが薄膜ヒータである場合、さらなる誘電体膜をヒータのトラックの上に設けて、それを取り囲むようにしてもよい。

好ましい例では、平面又は実質的に平面の壁部は、加熱カップの底壁の手前で終わり、加熱カップの底壁と平面又は実質的に平面の壁部の端部との間の距離は、少なくとも２ｍｍである。これにより、加熱カップの閉鎖底壁において空気が循環することが可能になり得る。これにより、使用中に加熱カップを通した熱分布をより一貫したものにすることが可能になり得る。

好ましくは、平面又は実質的に平面の壁部は、実質的に平面の壁部の位置で、加熱カップ内に受け入れられたエアロゾル発生物品を圧縮するように構成される。結果として、エアロゾル発生物品は、加熱カップ内に確実に保持される。さらに、エアロゾル発生物品と実質的に平面の壁部との間の接触面積が増加するため、熱が平面壁部（及び任意の上に重なる抵抗トラック）からエアロゾル発生物品により迅速に伝達され得る。したがって、本発明による加熱アセンブリを組み込んだエアロゾル発生装置は、より使いやすくなり得、必要とする電力がより少なくなり得る。

好ましい例では、凸面壁部は、加熱カップ内に受け入れられたエアロゾル発生物品と加熱カップとの間の空気流路を画定する。そのため、凸面壁部と加熱カップ内に受け入れられたエアロゾル発生物品との間に、空気が流れ得る隙間又は空隙が画定され得る。この空隙は、加熱カップに沿って長手方向に延びることができる。この空気流路に沿った空気の流れは、使用中に加熱カップを通して熱が伝達されることを可能にすることができる。したがって、加熱カップ内の温度分布をより一貫したものにすることができる。これにより、局所的なホットスポット及びコールドスポットを低減又は回避することができるので、エアロゾル発生物品によって発生するエアロゾルの効率、安全性及び味の両方が改善される。

本発明のさらなる態様によれば、本発明の前述の態様による加熱アセンブリを備えたエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生物品が平面又は実質的に平面の壁部の位置で圧縮されるように、空洞内に挿入されるように構成されたエアロゾル発生物品とを備えるシステムが提供される。

このシステム内のエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品からエアロゾルを発生させるために、低減された電力とより低い内部温度とを必要とする。したがって、エアロゾル発生装置は、より安全で、よりコンパクトで、より信頼性の高いものにすることができる。

システムは、上で説明した任意選択の特徴又は好ましい特徴のいずれかを含む加熱アセンブリを備え得る。その結果、システムは、上で説明した対応する利益のいずれかを提供することができる。

エアロゾル発生装置は、様々なさらなる特徴を備え得る。これらは、電源（例えば、バッテリ）、１つ又は複数の温度センサ、コントローラ、及び断熱材を含み得る。温度センサは、抵抗ヒータ、エアロゾル発生装置の温度、及び／又は加熱カップの内部温度を測定するように構成され得る。コントローラは、－例えば、電源からヒータに供給される電力を制御することによって－抵抗ヒータの動作を制御又は調整するように構成され得る。コントローラは、上で説明した温度センサから受信した測定値に基づいて抵抗ヒータの動作を制御するように構成され得る。断熱材は、加熱アセンブリの周りに配置され、加熱カップから離れる熱の流れを制限又は低減するように構成され得る。したがって、エアロゾル発生装置は、より効率的且つ安全なものとなり得る。

エアロゾル発生物品は、好ましくは管状である。好ましい例では、エアロゾル発生物品はタバコスティック又は同等の物品である。

ここで、以下の図を参照して、本発明の具体例について説明する。

本発明による加熱アセンブリの２つの斜視図を示す。 本発明の一実施形態による、加熱アセンブリの概略断面を示す。 本発明による加熱アセンブリを備えるエアロゾル発生装置の概略断面を示す。 本発明の一実施形態によるシステムの概略断面を示し、このシステムは、図３ａに示すエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生物品とを備える。

図１ａ及び図１ｂは、エアロゾル発生物品（例えば、タバコスティックなどの管状エアロゾル物品）を受け入れて加熱するように構成された加熱アセンブリ１０の斜視図を示す。加熱アセンブリ１０を使用して加熱されたエアロゾル発生物品は、ユーザがその後吸入することができるエアロゾルを放出することになる。

加熱アセンブリ１０は、開放端１２ａと、底壁が設けられた対向する閉鎖底端１２ｂとを備える細長い加熱カップ１２を備える。開放端１２ａと底端１２ｂとの間には、管状壁１４が延びている。管状壁１４及び底端１２ｂは、エアロゾル発生物品を受け入れるように構成された内部空洞を画定する。管状エアロゾル発生物品は、管状壁１４によって同心円状に囲まれるように、開放端１２ａを通して加熱カップ１２に部分的又は全体的に挿入され得る。

図から分かるように、加熱カップ１２は、その開放端１２ａにリップ１２ｃを備える。リップ１２ｃはフレア状であり、管状壁１４から半径方向外側に延びている。このフレア状リップ１２ｃにより、使用中にエアロゾル発生物品を加熱カップ１２に容易に挿入することが可能になる。しかしながら、カップの縁に位置するこのようなリップは必須ではなく、本発明の他の実施形態はリップを含まなくてもよい。

管状壁１４は、その周囲に実質的に一定の厚さを有し、３つの平面壁部１４ａと３つの凸面壁部１４ｂとを備える。平面壁部１４ａ及び凸面壁部１４ｂは、各平面壁部１４ａが凸面壁部１４ｂによって残りの平面壁部１４ａから離隔されるように（逆もまた同様）、管状壁１４の周囲に交互に分布している。図１ａから分かるように、平面壁部１４ａは、管状壁１４の外面及び内面の両方において平面である。平面壁部１４ａ及び凸面壁部１４ｂは、平面壁部１４ａが管状壁１４の周囲及びその周りに均等に分布するように、一貫したサイズに設定される。

加熱カップ１２の空洞に挿入された管状エアロゾル発生物品は、平面壁部１４ａと接触して平面壁部１４ａによって保持され得、平面壁部１４ａは、エアロゾル発生物品と平面壁部１４ａの内面との間の接触点に局所的にエアロゾル発生物品を圧縮して変形させる。したがって、エアロゾル発生物品を加熱カップ１２内に確実に保持することができ、平面壁部１４ａとエアロゾル発生物品との間で良好な熱伝導を達成することができる。

加熱アセンブリ１０は、加熱カップ１２の管状壁１４の外側（すなわち外面）の周りに配置された抵抗ヒータ１６をさらに備える。抵抗ヒータ１６は、加熱カップの管状壁１４と直接熱接触して配置され、加熱カップ１２の管状壁１４を通してエアロゾル発生物品内の内部空洞（及びその中に入っている任意のエアロゾル発生物品）に熱を加えるように構成される。図から理解されるように、抵抗ヒータ１６は、管状壁１４の外面と熱伝導するように設けられ、抵抗ヒータ１６は、抵抗ヒータと管状壁１６との間で熱が伝導され得るように、管状壁１４の表面に配置されている。

具体的には、図示のように、抵抗ヒータ１６は、３つの導電性のより低抵抗の接続トラック１６ｂによって接続された３つの導電性抵抗トラック１６ａを備える。抵抗トラック１６ａは、より低抵抗の接続トラック１６ｂによって直列に接続されている（しかしこれは必須ではない）。

３つの抵抗トラック１６ａのそれぞれは、管状壁１４のそれぞれの平面壁部１４ａ上に設けられている。したがって、各抵抗トラック１６ａは、それが覆うそれぞれの平面壁部１４ａと熱接触している。抵抗トラック１６ａは、電流が流れると、抵抗加熱を通して熱くなるように構成される。この熱は、隣接する平面壁部１４ａに伝達され、平面壁部１４ａを通して加熱カップ１２の内部に伝達される。したがって、加熱カップ１２内に挿入されたエアロゾル発生物品は、物品が管状壁１４を介して抵抗トラック１６ａと強く熱接触しており、抵抗トラック１６ａはエアロゾル発生物品が加熱カップ１２に接触する平面壁部１４ａの上又は上方に（すなわち隣接して）位置するので、加熱アセンブリ１０によって効率的に加熱されることになる。

３つのより低抵抗の接続トラック１６ｂは、それぞれ、管状壁１４のそれぞれの凸面壁部１４ｂ上の隣接する２つの抵抗トラック１６ａの間に設けられている。分かるように、接続トラック１６ｂは、抵抗トラック１６ａよりもかなり大きな寸法を有し、抵抗トラック１６ａよりも幅広で厚い。したがって、接続トラック１６ｂは、抵抗トラック１６ａよりも抵抗が低く、使用中に凸面壁部１４ｂを有意に加熱することはない。

図１から分かるように、平面壁部１４ａ及び凸面壁部１４ｂは、それぞれ、管状壁１６の実質的に全長及び加熱カップ１２の長さの大部分に沿って延びている。図示のように、平面壁部１４ａ及び凸面壁部１６ｂは、加熱カップ１２の閉鎖底端１２ｂと加熱カップ１２の開放端１２ａのフレア状リップ１２ｃとの間に延びている。これらの、管状壁１６の実質的に全長及び加熱カップ１２の長さの大部分にわたって延びる平面壁部１４ａは、加熱カップ１２の内容物への、加熱カップ１２の完全長に沿った急速且つ一貫した熱の伝達を可能にする。これにより、エネルギー所要量が低減され、一貫したエアロゾルの発生が実現される。

本発明の好ましい実施形態では、平面壁部１４ａ及び／又は凸面壁部１４ｂは、加熱カップ１２の長さの少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８０％、より好ましくはさらに少なくとも９０％に沿って延びる（しかしこれは必須ではない）。同様に、平面壁部１４ａ及び／又は凸面壁部１４ｂは、好ましくは、管状壁１６の長さの少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８０％、より好ましくはさらに少なくとも９０％に沿って延びる（しかしこれは必須ではない）。

図２は、加熱アセンブリ２０の概略バージョンを横断面で示す。横断面は、加熱アセンブリ２０を貫く長手方向軸に垂直な平面内に広がる。この加熱アセンブリ２０は、図１ａ及び図１ｂに示す加熱アセンブリ１０と多くの特徴及び利点を共有する。これらの図の加熱アセンブリ１０、２０は、同じ方式で動作し、同様の構造を有する。これら２つの例の間で共有される特徴の参照符号は、図間で１０ずつ増分されている。

加熱アセンブリ２０は、管状エアロゾル発生物品が挿入され得る内部空洞２８を備える加熱カップ２２を備える。加熱カップ２２は、空洞２８の周方向境界を画定する管状壁２４を備える。管状壁２４の周りには、交互の導電性抵抗トラック２４ａとより低抵抗の接続トラック２４ｂとを備える抵抗ヒータが設けられている。分かるように、抵抗ヒータは、管状壁２４の外面（すなわち、空洞と反対側の管状壁２４の表面）と熱伝導するように配置されている。

管状壁２４は、３つの平面壁部２４ａと３つの湾曲凸面壁部２４ｂとを備える。平面壁部２４ａ及び凸面壁部２４ｂは、凸面壁部２４ｂが管状壁２４の周囲で各平面壁部２４ａの間に位置付けられるように（逆もまた同様）、管状壁２４の周囲に交互に配置されている。平面壁部２４ａ及び凸面壁部２４ｂは、管状壁の周囲に一貫して（すなわち均等に）分布している。

図２から分かるように、カップ２０は、管状壁２４の周りに延びるリップ２２ｃを備える。図１のように、リップ２２ｃは、加熱カップ２２の開放端に位置している。図２に示す断面は、加熱カップのこの開放端の方を向いたものである。そのため、リップ２２ｃは、断面においてカップ２０の管状壁２４を囲むように見える。リップ２２ｃは、使用中にエアロゾル発生物品をカップ１２に容易に挿入することができるように、好ましくはフレア状である。このように言っても、リップ２２ｃが任意選択であり、以下に説明する抵抗ヒータ２６の作用に必須ではないことが理解されよう。

加熱アセンブリ２０に挿入する前の非圧縮状態での加熱アセンブリ２０を使用して加熱され得るエアロゾル発生物品の例示的な断面が、破線Ａで示されている。分かるように、非圧縮状態の物品は、円形の断面を有し、好ましくは実質的に円筒形である（しかし、これは必須ではなく、本発明による加熱アセンブリは、様々な形状のエアロゾル発生装置を受け入れることができ、それとともに動作するように構成され得る）。物品の断面は、物品を管状壁２４の平面壁部２４ａに接触することなく空洞２８内に収めることができないほど十分に大きい。その代わりに、加熱カップ２２に（すなわち空洞２８に）挿入されたとき、平面壁部２４ａは、エアロゾル発生物品に接触し、エアロゾル発生物品を押すことになる。この力は、エアロゾル発生物品が平面壁部２４ａに局所的に圧縮されるように、エアロゾル発生物品を変形させることになる。

物品が加熱カップ１２に挿入された後のエアロゾル発生物品の変形を、破線Ａ’で概略的に示す。分かるように、物品（元々は線Ａで示される実質的に円形の断面であった）は、この圧縮状態の物品の外側が管状壁２４の平面壁２４ａの内面に適合し、これに従うように、平面壁２４ａに局所的に圧縮される。この変形により、物品と平面壁部２４ａとの間で共有される接触面が増加し、物品と平面壁部２４ａとの間で熱が急速に伝達され得ることが確実になる。

破線Ａ及びＡ’で示されるエアロゾル発生物品は、加熱カップ２４の中心から平面壁部２４ａよりも大きい半径方向距離に位置している凸面壁部２４ｂに局所的に圧縮されないことが理解されよう。これらの領域では、物品の外面は、線Ａで示すように、その元々の非圧縮形状に実質的に従うことになる。そのため、物品と各凸面壁部２４ｂとの間に空のチャネル２８ａが残される場合がある。これらの空のチャネル２８ａ（すなわち、物品と凸面壁部２４ｂとの間の空隙）は、物品と加熱カップ２２との間で加熱アセンブリに沿って長手方向に延びる空気流路を画定する。使用中に空気がこれらの空のチャネル２８ａに沿って流れ、空洞２８及び加熱カップ２２内の物品全体にわたる一貫した熱の分布を確実にすることができる。これにより、一貫したエアロゾルの発生が確実になり、エネルギー所要量が低減される。

図１ａ及び図１ｂを参照して上で説明した加熱カップ１２の平面壁部分１４ａは、その中に受け入れたエアロゾル発生物品を同様の方式で圧縮することになることが理解されよう。

抵抗ヒータ２６は、３つの導電性のより低抵抗の接続トラック２６ｂによって接続された３つの導電性抵抗トラック２６ａを備える。

３つの抵抗トラック２６ａのそれぞれは、管状壁２４のそれぞれの平面壁部２４ａを覆う。図示のように、各抵抗トラック２６ａは、それぞれの平面壁部２４ａ及び加熱アセンブリ２０に挿入された任意のエアロゾル発生物品と直接熱接触（すなわち、熱伝導）している。抵抗トラック２６ａは、電流が流れると、抵抗加熱を通して熱くなるように構成される。この熱は、隣接する平面壁部２４ａに伝達され、平面壁部２４ａを通して加熱カップ２２の内部に伝達される。平面壁部によって圧縮される加熱カップ２２内のエアロゾル発生物品（例えば、破線Ａと一致する断面を持つエアロゾル発生物品）は、このようにして急速に加熱され得る。したがって、抵抗ヒータの全体的温度及びその所要電力を低減することができる。

３つのより低抵抗の接続トラック２６ｂは、それぞれ、管状壁２４のそれぞれの凸面壁部２４ｂ上の隣接する２つの抵抗トラック２６ａの間に設けられている。したがって、接続トラック２６ｂは、抵抗トラック２６ａよりも抵抗が低く、好ましくは、使用中に凸面壁部２４ｂを有意に加熱することはない。図示のように、左下の接続トラック２６ｂは、抵抗ヒータをさらなる電子部品（例えば、バッテリ及び／又はコントローラ）に接続することができる電気接続２９を備える。

平面壁部（上で説明したように、加熱カップに挿入されたときエアロゾル発生物品に接触する）が加熱カップの閉鎖端の手前で終わる場合、加熱カップを通る空気の流れ、したがって加熱カップを通る熱分布は、さらに改善され得る。例えば、図１ａ及び図１ｂに示すように、平面壁部１４ａは、加熱カップの底壁１２ｂの約２ｍｍ手前で終わる。このような例では、空気が、加熱カップに最も奥に挿入されたエアロゾル発生物品の端部の周り、及びエアロゾル発生物品と異なる凸面壁部との間に画定された空のチャネルの間を循環することができる。

図１ａ、図１ｂ及び図２を参照して上で説明した各例において、加熱アセンブリ１０、２０は様々な材料で形成することができる。厚さ１ｍｍのステンレス鋼は、安価で、加工しやすく、良好な熱特性を提供するので、加熱カップ１２、２２の管状壁１４、２４として使用するのに特に好ましい。加熱トラック（すなわち、抵抗トラック１６ａ、２６ａ及び接続トラック１６ｂ、２６ｂ）は、任意の好適な導電性材料で形成することができる。好ましくは、各加熱アセンブリ１０、２０の加熱トラックは、０．５～１．５オーム、好ましくは０．８～１．２オーム、より好ましくはさらに１．０～１．１オームの全抵抗を有する。上で説明した各図に示すように、抵抗ヒータ１６、２６の加熱トラックは、管状壁１４、２４の外面に直接設けられる。しかしながら、これは必須ではない。さらなる例では、電気絶縁層（例えば、フィルム又はコーティング）が管状壁１４、２４と抵抗ヒータ１６、２６との間に設けられてもよい。

図１及び図２を参照して上で説明した加熱カップ１２、２２の例は、加熱カップ１２、２２の中心に向かって半径方向内側に延びる比較的鋭利な突起を回避していることが理解されよう。これらの半径方向の突起は、加熱カップ内でエアロゾル発生物品を把持又は位置付けするために使用することができるが、それらの使用は、エアロゾル発生物品の著しい局所的変形、及び突起の周りの局所的「ホットスポット」又は「ホットゾーン」を伴う熱の不十分な分布をもたらす可能性がある。加えて、物品の挿入及び取り外しには、より大きな力が必要となる場合がある。

その代わりに、図１及び図２から、凸面壁部１４ｂ、２４ｂ及び平面壁部１４ａ、２４ａは、管状壁２４の周囲に交互に位置付けられていることに気づくであろう。そのうえ、凸面壁部１４ｂ、２４ｂ及び平面壁部１４ａ、２４ａは、管状壁１４、２４の周囲に連続的に交互に延びて隣接している。そのため、各凸面壁部１４ｂ、２４ｂは、その長手方向の各縁部に沿って隣接する平面壁部１４ａ、２４ａに接続又は併合されていることが分かる。同様に、各平面壁部１４ａ。１４ｂは、その長手方向の各縁部に沿って隣接する凸面壁部１４ｂ、２４ｂに接続又は併合されている。換言すれば、凸面壁部１４ｂ、２４ｂと隣接する平面壁部１４ａ、２４ａとの間には、さらなる壁部は設けられていない。

そのうえ、図２から最も容易に分かるように、凸面壁部１４ｂ、２４ｂは、円形の外周に従う断面を有する弓状であり、一方、平面壁部１４ａ、２４ａは、隣接する弓状凸面壁部１４ｂ、２４ｂの間に延び、凸面壁部１４ｂ、２４ｂによって画定される円の弦に沿って延びる。したがって、管状壁１４、２４から空洞２８の中心に向かって延びる半径方向の突起又は半径方向の壁は存在しない。

上記の特徴は必須ではないが、追加の壁部及び任意の半径方向の突起を回避することは、加熱カップ１２、２２内のエアロゾル発生物品への熱の迅速な伝達、及びエアロゾル発生物品を通して一貫した熱分布を確実にするのに役立つ。そのため、エネルギー所要量が低減される。

さらに、図１及び図２の両方から分かるように、平面壁部１４ａ、２４ａ及び凸面壁部１４ｂ、２４ｂの周方向の分布及び寸法は同様である。平面壁部１４ａ、２４ａは、加熱カップ１２、２２の周囲の約半分に設けられ、凸面壁部１４ｂ、２４ｂもまた、加熱カップ１２、２２の周囲の約半分に設けられる。換言すれば、加熱カップ１２、２４の管状壁１４、２４の約半分は平面壁部１４ａ、２４ａによって画定され、一方、周囲の残りの部分は凸面壁部１４ｂ、２４ｂによって画定される。実際に、本発明の好ましい実施形態では、平面壁部は、組み合わせて、加熱カップの周囲のおよそ３０～７０％、より好ましくは周囲の４０～６０％、より好ましくは周囲の４５～５５％に及び得る。同様に、好ましい実施形態では、凸面壁部は、加熱カップの周囲のおよそ３０～７０％、より好ましくは周囲の４０～６０％、より好ましくは周囲の４５～５５％に及び得る。これらの配置は、加熱アセンブリからその内容物（例えば、加熱アセンブリ内に受け入れられたエアロゾル発生物品）への迅速且つ一貫した熱の流れを提供し、それによってエネルギー所要量を低減する。

さらに、説明したように、図１及び図２に示す加熱カップ１２、２２は、平面壁部１４ａ、２４ａを備える。図示のように、これらの平面壁部１４ａ、２４ａは、平面（すなわち、平坦）であり、管状壁１４、２４の内面及び外面が平面となるように、加熱カップ１２、２２の長手方向軸に対して接線方向に延びている。しかしながら、さらなる例では、平面壁部は、管状壁１４、２４のこれらの表面のいずれかがわずかに湾曲しているか、又は表面レリーフを含む実質的に平面の壁部と交換することができる。

そのうえ、図１及び図２は、３つの平面壁部１４ａ、２４ａと３つの凸面壁部１４ｂ、２４ｂとを有する加熱カップを示しているが、これは必須ではない。さらなる実施形態は、代替的な数の平面壁部及び凸面壁部（例えば、４つ、５つ又はそれ以上の平面壁部及び／又は凸面壁部）を備え得る。

図３ａ及び図３ｂは、本発明によるシステム１００を概略的に例示する。システム１００は、エアロゾル発生装置１１０と、エアロゾル発生装置１１０に挿入され得るエアロゾル発生物品１２０とを含む。図３ａは、エアロゾル発生装置１１０を単独で示し、一方、図３ｂは、エアロゾル発生物品１１０が装置１２０内に受け入れられる完全なシステムを示す。

エアロゾル発生装置１１０は、加熱カップ１１２と抵抗ヒータ１１３とを備える加熱アセンブリ１１１を備える。加熱アセンブリ１１１は、図１ａ、図１ｂ、及び図２を参照して説明した例のいずれかに従ってもよく、上で説明した好ましい又は任意選択の特徴を含んでもよい。

エアロゾル発生装置は、エアロゾル化可能物質－例えば、湿った葉タバコ－を含む。加熱アセンブリ１１１は、（図３ｂに示すように）エアロゾル発生物品１２０が加熱カップ１１２に挿入されているときに、エアロゾル発生物品１２０を加熱してエアロゾルを発生させるように構成される。

加えて、エアロゾル発生装置１１０は、コントローラ１１４、バッテリ１１５、及び加熱アセンブリ１１１の周りに設けられた断熱層１１６を備える。抵抗ヒータ１１３、コントローラ１１４、及びバッテリ１１５は、図３ａの線で示すように電気的に通信している。バッテリ１１５は、抵抗ヒータ１１３に電力を供給するように構成される。コントローラ１１４は、加熱カップ１１２の内部温度を調整し、したがってシステムを使用して形成されるエアロゾルの量を制御するように、抵抗ヒータ１１３によって加熱カップ１１２に提供される熱を制御するように構成される。コントローラ１１４は、バッテリ１１５によって抵抗ヒータ１１３に提供される電力を変化させることによってこの熱を制御することができる。この制御は経験的であってもよく、又は事前に決定されたパラメータに基づいていてもよい。しかしながら、より好ましくは、制御は、抵抗ヒータ１１３、加熱カップ１１２及び／又は加熱カップ１１２内に受け入れられたときのエアロゾル発生物品１２０の温度を測定するように構成されたサーミスタ又は他の温度センサによって行われる測定に基づく。例えば、コントローラ１１４は、閉ループ制御プロセスを使用して、加熱カップ１１２の温度を所定のレベルに維持することができる。

図３ｂに示すように、エアロゾル発生物品１２０は加熱カップ１１２よりも長く、そのためエアロゾル発生装置１１０から外に延びる。ユーザは、エアロゾル発生物品１２０のこの自由な先端部からエアロゾルを吸入することができる。しかしながら、これは必須ではなく、さらなる例では、エアロゾル発生物品１２０は、加熱カップ１１２内に完全に受け入れられてもよく、その場合、エアロゾル発生装置は、加熱カップ１１２の開放端を閉じるように構成されたキャップ及び／又はマウスピースを備え得る。

Claims (17)

1. 管状エアロゾル発生物品を内部に受け入れるための空洞を形成する管状壁を備える細長い加熱カップと、
   電流の印加時に加熱するために配置された抵抗ヒータと
   を備え、
   前記抵抗ヒータは、前記管状壁の外面に熱伝導するように配置され、
   前記管状壁は、前記管状壁の周囲に、実質的に平面の壁部と凸面壁部とが連続的に周方向に交互に分布しており、
   実質的に平面の壁部の数は３つ以上であり、
   前記実質的に平面の壁部は、前記管状壁の前記外面及び内面の両方において実質的に平面である、
   エアロゾル発生装置用の加熱アセンブリ。
2. 前記実質的に平面の壁部は、前記管状壁の前記周囲に均等に分布している、
   請求項１に記載の加熱アセンブリ。
3. 前記実質的に平面の壁部の数は、３～５個である、
   請求項１又は２に記載の加熱アセンブリ。
4. 各実質的に平面の壁部は、前記ヒータの抵抗トラックによって覆われている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
5. 異なる実質的に平面の壁部の前記抵抗トラックが直列又は並列に設置されている、
   請求項４に記載の加熱アセンブリ。
6. 異なる実質的に平面の壁部の前記抵抗トラックが、より低抵抗の接続トラックによって接続されている、
   請求項４又は５に記載の加熱アセンブリ。
7. 前記より低抵抗の接続トラックは、前記凸面壁部上に位置している、
   請求項６に記載の加熱アセンブリ。
8. 前記より低抵抗の接続トラックは、前記実質的に平面の壁部分上の前記抵抗トラックよりも幅広である、
   請求項６又は７に記載の加熱アセンブリ。
9. 前記管状壁は、実質的に一定の厚さの金属又は金属合金を含む、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
10. 前記抵抗ヒータは、前記加熱カップの前記管状壁の周りに巻き付けられた薄膜として形成される、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
11. 前記抵抗ヒータは、前記管状壁の前記外面に印刷された加熱トラックを備える、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
12. 前記管状壁は、前記管状壁上に電気絶縁層を有する、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
13. 前記電気絶縁層は、コーティング又はポリマーフィルムである、
    請求項１２に記載の加熱アセンブリ。
14. 前記実質的に平面の壁部は、前記加熱カップの底壁の手前で終わり、
    前記加熱カップの前記底壁と前記実質的に平面の壁部の端部との間の距離は、少なくとも２ｍｍである、
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
15. 前記実質的に平面の壁部は、前記実質的に平面の壁部の位置で、前記加熱カップ内に受け入れられたエアロゾル発生物品を圧縮するように構成される、
    請求項１～１４のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
16. 前記凸面壁部は、前記加熱カップ内に受け入れられたエアロゾル発生物品と前記加熱カップとの間の空気流路を画定する、
    請求項１～１５のいずれか一項に記載の加熱アセンブリ。
17. 請求項１～１６のいずれか一項に記載の加熱アセンブリを備えたエアロゾル発生装置と、
    エアロゾル発生物品が前記実質的に平面の壁部の位置で圧縮されるように、前記空洞内に挿入されるように構成された前記エアロゾル発生物品と
    を備えるシステム。
    

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