JP7004785B2 - エアロゾル提供装置 - Google Patents

Description

本開示はエアロゾル提供装置に関し、特に、電子タバコに関する。

電子タバコ等のエアロゾル供給システムないしはエアロゾル提供装置は、一般に、典型的にはニコチンを含む製剤を含む原料液体（ｓｏｕｒｃｅ ｌｉｑｕｉｄ）のリザーバ（貯蔵部）を含み、そのリザーバから、例えば、気化又は他の手段によってエアロゾルを生成する。したがって、エアロゾル供給システム用のエアロゾル供給源は加熱要素を備え、加熱要素は、例えば、毛管現象によってリザーバからの原料液体の一部分に結び付けられる。使用者がこの装置で吸引すると、加熱要素が作動して少量の原料液体が気化され、ひいては、それは使用者によって吸引されるためのエアロゾルに変換される。より詳細には、このような装置は通常、システムの吸い口端部から離れたところに配置された一つ以上の空気入口穴を備える。使用者が吸い口で吸うと、空気は入口穴を通って引き込まれ、エアロゾル供給源を通過する。入口穴をエアロゾル供給源、及び吸い口の開口に接続する空気流路があり、空気がエアロゾル供給源を通過し、引き続きエアロゾル供給源からいくらかのエアロゾルを運びながら、流路に沿って吸い口の開口に引き込まれる。エアロゾルを随伴する空気は、使用者が吸引するために吸い口の開口を通ってエアロゾル供給システムから流出される。

また、エアロゾルをオンデマンドで供給することを可能にするために、いくつかのシステムでは、空気流路は、例えば、マイクロフォンに基づく圧力センサ等の吸引センサないしはパフセンサと連通している。使用者が空気流路を通じて吸引すると、空気圧が降下し、それをセンサが検出する。センサからの出力信号を使って、典型的には、エアロゾル供給システムに収められたバッテリーから加熱要素への電力の供給を開始させるための制御信号を発する。したがって、エアロゾルは、使用者が装置を通じて吸引することに反応して原料液体の気化によって形成される。パフ（（１パフは１回吸引すること）の終了時には、空気圧は再び変わり、これもまたセンサを使って検出されて、電力の供給を止めるための制御信号が発せられる。このようにして、エアロゾルは使用者が必要とするときにのみ生成される。

このような構成では、空気流路はセンサ及び加熱要素の両方と連通し、加熱要素はそれ自体、原料液体のリザーバと流体連通している。したがって、例えば、電子タバコを落とした場合、損傷した場合、又は誤った扱いをした場合、原料液体がセンサに流れる可能性がある。センサが液体に曝されると、センサは一時的に、又は永久的に正しく作動しなくなることがあり、これは性能に対して有害となり得る。

したがって、この問題を軽減するための手段が重要となっている。

特定の実施形態の態様によれば、次のようなエアロゾル提供装置が提供される。すなわち、このエアロゾル提供装置は、吸い口端部と、一次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通するエアロゾル生成チャンバであり、吸い口端部を通じて使用者が吸引するために、原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源を備えたエアロゾル生成チャンバと、使用者が吸い口端部で吸引したときを検出するためのセンサとを備え、センサは、二次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通し、エアロゾル供給源からよりも吸い口端部からの方が遠くになるように配置され、二次空気通路はエアロゾル生成チャンバを迂回する。

特定の他の実施形態の態様によれば、次のようなエアロゾル提供装置が提供される。すなわち、このエアロゾル提供装置は、吸い口端部と、一次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通するエアロゾル生成チャンバであり、使用中、吸い口端部を通じて使用者が吸引するために、原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル生成手段を備えるエアロゾル生成チャンバと、使用者が吸い口端部で吸引したときを検出するためのセンサ手段とを備え、センサ手段は、二次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通し、エアロゾル生成手段からよりも吸い口端部からの方が遠くになるように配置され、二次空気通路はエアロゾル生成チャンバを迂回する。

特定の他の実施形態によれば、次のようなエアロゾル提供装置が提供される。すなわち、このエアロゾル提供装置は、吸い口端部を通じて使用者が吸引するために原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源と、使用者が吸い口端部で吸引するときを検知するためのセンサとを備える。このエアロゾル提供装置は、再使用可能な部分及び交換可能なカートリッジ部分から形成することができ、再使用可能な部分はセンサを含み、交換可能なカートリッジ部分は原料物質及び吸い口端部を含む。交換可能な部分は、エアロゾル供給源と装置の吸い口端部との間の流体連通を可能にするための一次空気通路、及び使用時に交換可能なカートリッジが再使用可能な部分に結合されたときに、センサと吸い口端部との間の流体連通を可能にする二次空気通路をさらに含むことができる。

本発明の第１及び他の態様に関連して上述した本発明の特徴及び態様は、本発明の他の態様による本発明の実施形態にも同等にあてはまり、上記の特定の組み合わせに限らずそれらの実施形態と適宜組み合わすことができることは認識されよう。

次に、添付図面を参照して、単なる例として本発明の実施形態を説明する。

電子タバコの例示的な構成の概略断面図である。 本開示の特定の実施形態によるエアロゾル提供装置の概略断面図である。 本開示の特定の実施形態によるエアロゾル提供装置の概略断面図である。 本開示の特定の実施形態によるエアロゾル提供装置の概略断面図である。

特定の例及び実施形態の態様及び特徴を本書で記載し説明する。特定の例及び実施形態のいくつかの態様及び特徴は従来のように実施することができ、簡潔にするためそれらについては詳細に記載し説明することはしない。したがって、本書で説明する装置及び方法の態様及び特徴で詳細な説明のないものは、そのような態様及び特徴を実施するための任意の従来の手段に従って実施することができることは理解されよう。

上記のように、本開示は、電子タバコ（ｅシガレット）等のエアロゾル提供装置に関する（限定するものではない）。以下の説明を通じて、「電子タバコ」という用語を使用する場合があるが、この用語は、エアロゾル（蒸気）提供装置ないしはエアロゾル提供システムと交換可能に使用することができることを認識されたい。

図１は、従来の電子タバコ１０１のいくつかの態様の一例を示す。図１に示す電子タバコ１０１は略円筒形であり、再使用可能な部分１０２及び交換可能なカートリッジないしは取外し可能な部分１０４を備える二つの部分からなる装置である。再使用可能な部分１０２と取外し可能な部分１０４は、例えば、交換可能な部分１０４内のエアロゾル前駆物質の供給源が使い尽くされたときに取外し可能な部分１０４の交換ができるように分離可能であり、通常の使用のためには互いに結合される。再使用可能な部分１０２は、一般に、取外し可能な部分ないしは消耗可能な部分１０４の想定寿命より長い動作寿命をもつ構成部品を含む。再使用可能な部分は、電子タバコ１０１に電力を供給するとともに、センサチャンバ１１０に収められた吸引センサ１０８にも電力を供給するためのバッテリー１０６を含む。再使用可能な部分１０２はまた、電子タバコ１０１の動作を制御するとともに、再使用可能な部分１０２と取外し可能な部分１０４が互いに結合されているときに取外し可能な部分１０４の対応する接点と接続するように配置された電気接点（図示せず）の動作も制御するための電子回路（図示せず）を備える。

図１に示す取外し可能な部分１０４は、気化されて吸引される液体を含む液体リザーバ１１２を含む。

典型的には、ウィック材（図示せず）は、液体を液体リザーバ１１２から加熱要素１１４付近に引き出すために、リザーバ１１２内の液体又はリザーバ１１２からの液体と接触状態で配置される。加熱要素１１４は、ウィック材によって加熱要素１１４まで引き出された液体を十分加熱することができるように、ウィック材のすぐ近くに配置される。加熱要素１１４は、コイル状とすることができる導電線とすることができる。例えば、多孔質の抵抗素子を含む単一構造体、例えば、適切な抵抗と多孔性の特質をもつ金属シート又は非金属材料から形成された単一構造体としてウィック及び加熱要素を設けることも知られている。加熱要素１１４及びウィック材の露出した部分は、液体が気化されてエアロゾルが発生して入る領域を画定する気化チャンバ１１６内に配置される。

取外し可能な部分１０４は、吸い口端部１１８（図１の右側に概略的に示されている）を有し、使用者が通常の使用時に装置の吸い口端部１１８を通じて吸引する。図１は、取外し可能な部分１０４と再使用可能な部分１０２との間の境界から離れるにつれて徐々に直径が小さくなる湾曲した表面を有する吸い口端部１１８を示している。これは、吸い口端部１１８の構成の単なる一例であり、吸い口端部１１８は、湾曲せずに真直ぐな先細りであってもよいし、又は、吸い口端部１１８は、その長さに沿って同じ厚さを保ってもよい。

一般に、液体リザーバ１１２、加熱要素１１４及び吸い口端部１１８を含む取外し可能な部分１０４は、その機能を原料物質のカートリッジと気化器の両方として反映させるためにカトマイザーと呼ばれる場合がある。液体リザーバ１１２の中身がなくなったとき、又は使用者が別の香料又は種類の液体に変えたい場合、取外し可能な部分１０４は、再使用可能な部分１０２から取り外されて、その場所に別の取外し可能な部分１０４を再使用可能な部分１０２と結合することができる。

図１に示す取外し可能な部分１０４は、空気入口１２０と、第１の通路部分１２２と、エアロゾル生成チャンバ１１６と、第２の通路部分１２４とを備える空気流路を含む。使用者が電子タバコ１０１の吸い口端部１１８を吸引すると、図１の矢印Ａｉで示すように、周囲環境からの空気が空気入口１２０を通って電子タバコ１０１に流入する。

空気入口１２０を通って取外し可能な部分１０４に入る空気は、第１の通路部分１２２を通ってチャンバ１１６に入る。チャンバ１１６内で、空気は加熱要素１１４からの気化された液体と混合してエアロゾルを生成し、エアロゾルは、図１の矢印Ａｏで示すように、第２の通路部分１２４に沿って使用者の口の方へ引き込まれて吸引される。

また、図１で分かるように、再使用可能な部分１０２の吸引センサチャンバ１１０は、センサ通路１２６を通じて第１の通路部分１２２と流体連通しており、したがって、ヒータチャンバ１１６と流体連通している。

上記のように、使用時、使用者は、電子タバコ１０１の吸い口端部１１８の周りに口をつけて吸引を始める。上記のように、空気を空気入口１２０から引き込むことに加えて、使用者が吸引することによって電子タバコ内の空気流路の圧力が下がる。この例の吸引センサ１０８は、使用者が吸い口端部で吸引することによって生じる圧力降下を検出して、対応する信号を電子タバコの制御電子装置に出力するように構成された圧力センサである。圧力降下が所定の閾値より大きいことが検出されると、電子タバコの電子制御装置は、バッテリー１０６から加熱要素１１４への電力の供給を開始して原料液体の気化を開始させるように構成される。

したがって、図１の電子タバコは、吸引センサ１０８を使用して、一般に「パフ検知」と呼ばれることを可能にし、以て、使用者の吸引に反応して加熱要素１１４を自動的に作動させ、それによって使用者の利便性を向上させる。

図１に示した電子タバコ１０１では、吸引センサ１０８が電子タバコの中を通る空気流路に対して開かれていることが分かる。液体が液体リザーバ１１２から吸引センサチャンバ１１０内に流れる可能性があり、これによって、吸引センサ１０８、及び吸引センサ１０８に接続された再使用可能な部分１０２内の他の回路が損傷する可能性があるという、この構成の欠点を本発明者らは見出した。この問題は、多くの様々な構成に対して生じることがあるが、それは、リザーバ内に自由液体を溜める装置（すなわち、液剤を脱脂綿材に溜めない装置）に特に関係することがある。

図２は、上記の問題を軽減する助けとなることができる本開示の実施形態による電子タバコの一例を概略的に示している。図３及び図４は、本開示のいくつかの他の実施形態による電子タバコの例示的な実施態様を示す。図２、図３及び図４に示される装置のいくつかの態様は、他の図に示された対応する態様と同様であり、これらは同じ参照符号によって示される。図２、図３及び図４に示される装置の多くの態様は、従来の装置の対応する要素と同様であり、それらから理解され、また、これに関して、本書で説明される様々な装置の態様は、詳細には説明されないが、従来の確立した手段に従って実施することができることは理解されよう。

図２は、本開示によるエアロゾル提供装置１の実施形態を示す。エアロゾル提供装置１は、液体を気化することに基づいて使用者にエアロゾルを提供するのに適した様々な異なる装置を含むものとして理解されるべきであり、それらには、医療用吸引器等が含まれるが、いくつかの実施形態では、電子タバコ等の電子喫煙品が含まれる。

エアロゾル提供装置１は、二つの部分、すなわち、再使用可能な部分２と、取外し可能なカートリッジ部分ないしは交換可能なカートリッジ部分４を備え、これらは分離可能であるが、使用時には互いに結合される。エアロゾル提供装置１は、円筒形又は実質的に円筒形とすることができ、望むならば、一つ以上の先細部分を有することができる。しかしながら、装置１は、互いに連結することができる一つの部分又は任意の数の部分から形成されてもよく、さらに他の形状を採用してもよいことを留意すべきである。

図２の再使用可能な部分２は、電源６と、吸引センサ８と、センサチャンバ１０と、センサ通路又は第１の二次空気通路部分２６と、センサチャンバ空気入口３２とを備える。

図２の取外し可能なカートリッジ部分ないしは交換可能なカートリッジ部分４は、空気入口２０と、第１の一次空気通路部分２２と、加熱要素１４及び液体リザーバ１２を備えるエアロゾル生成チャンバ１６と、第２の一次空気通路部分２４と、第２の二次空気通路部分２８とを備える。図２の取外し可能なカートリッジ部分ないしは交換可能なカートリッジ部分４はまた、吸い口端部１８、並びに吸い口端部１８における開口２４ａ及び開口３０を備える。

第１の一次空気通路部分２２、エアロゾル生成チャンバ１６の内容積部、及び第２の一次空気通路部分２４は合わせて一次空気通路３を形成する。図２の装置の一次空気通路３は、空気入口２０から吸い口端部１８の開口２４ａまでの間に画定される。

さらに、再使用可能な部分２が取外し可能なカートリッジ部分ないしは交換可能なカートリッジ部分４に結合されると、センサチャンバ空気入口３２、センサチャンバ１０、第１の二次空気通路部分２６、及び第２の二次空気通路部分２８は合わせて二次空気通路５を形成する。図２の装置の二次空気通路５は、センサチャンバ空気入口３２から吸い口端部１８の開口３０までの間に画定される。

再使用可能な部分２と取外し可能な部分４を結合するためには任意の結合手段が使用され得る。一実施形態では、取外し可能な部分４はその一端にねじを切った外面を備え、一方、再使用可能な部分２は、再使用可能な部分２の長手方向軸線と同軸の環状の突出部を備える。環状の突出部は、取外し可能な部分４のねじを切った外面を受け入れるためのねじを切った内面を備えることができる。別の実施形態では、取外し可能な部分４は、再使用可能な部分２の雄ねじ面を受け入れるために環状の突出部及び雌ねじ面を備えてもよい。他の構成では、再使用可能な部分２と取外し可能な部分４は、バヨネット又はスナップ嵌め等の他の機構によって結合されてもよい。

一つ以上のシール部材が、再使用可能な部分２と取外し可能な部分ないしは交換可能な部分４との間に配置されて、二つの部分２、４の間を気密に結合することができる。取外し可能な部分４及び再使用可能な部分２のそれぞれは、例えば、図２で分かるように、使用時に二つの部分２、４が結合されたときに、互いにすぐ近くに配置される端面、又は、いくつかの場合には、互いに接触する端面を有する。これらの面は境界を画定して、それぞれ、取外し可能な部分４及び再使用可能な部分２の境界面と呼ぶことができる。

再使用可能な部分２は、センサチャンバ１０に収められた吸引センサ８を備える。センサ８は、使用者が取外し可能な部分４の吸い口端部１８で吸引したときを検出することができる任意のセンサである。いくつかの構成では、センサ８は、センサチャンバ１０内の圧力を測定するように構成された、例えば、マイクロフォンに基づいた圧力センサとすることができる。本書で、センサ８とは、使用者が装置で喫煙することに反応する圧力変化及び／又は空気流を検知するための機構、並びに物理的な検知機構と関係して、使用者が装置で吸引しているときを示す出力信号を発生させるための電気接点及び回路のことをいうと理解すべきである。図２の装置では、センサ８は、再使用可能な部分２の境界面の近くの位置にあるように示されているが、センサ８は、再使用可能な部分２内の任意の位置に配置することができ、例えば、センサ８への流体連通路を適切に延長して、図には示されていない遠位端に配置することができる。

電源６もまた再使用可能な部分２に収められ、装置の制御回路及びセンサ８、並びに加熱要素１４に電力を供給するように構成される。電源６は、充電式バッテリー等のバッテリーとすることができる。ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）、及びリチウムイオンポリマー（Ｌｉ－ｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）等の任意の充電式バッテリーを使用することができる。再使用可能な部分２は、図２には示されていない再使用可能な部分２の遠位端等の外面に、充電口等に接続して電源６を充電するための電気接点を備えることができる。これは、ＵＳＢポート又は同様の接続部を含むことができる。

電力を電源６から取外し可能な部分４に供給するために、詳細には、取外し可能な部分４の加熱要素１４に供給するために、二つの部分２、４の間の境界を横切って電力を結合するように、再使用可能な部分２は、取外し可能な部分４の相互に対応する電気接点（図示せず）と接触するための電気接点（これも図示せず）を備える。したがって、取外し可能な部分４の電気接点は加熱要素１４に電気的に接続され、一方、再使用可能な部分２の電気接点は再使用可能な部分２の制御回路に電気的に接続される。

気化されるべき液体（原料物質ないしはエアロゾル前駆体）を含む液体リザーバ１２は、取外し可能な部分４に設けられる。液体は、使用者が吸引するために気化することができる任意の適切な液体とすることができる。一実施形態では、液体は、約１～３％のニコチン、及び５０％グリセロールを含み、残りは、水とプロピレングリコールのほぼ等しい量を含み、可能性として、加香剤等の他の成分も含むことがある。しかしながら、適切な液体は、蒸気の形態で吸引することができる薬剤を代わりに含んでもよい。液体リザーバ１２は、ウィックの液体を液体リザーバ１２から加熱要素１４の方へ毛管作用の力で運ぶ働きをするウィック材を備える、又はウィック材に隣り合う。

加熱要素１４は、取外し可能な部分４のエアロゾル生成チャンバ１６内に配置される。加熱要素１４が作動しているとき、加熱要素１４付近のウィック材に保持された液体リザーバ１２からの液体が気化される。一構成では、加熱要素１４は、ウィック材の一部分の周りに巻きつけられてウィック材によって保持された液体に適切な熱を確実に伝える助けとなるコイル状の導電線を含む。これに代えて、加熱要素１４は、ウィック材の周りに巻きつけるのではなく、ウィック材のすぐ近くに設けられてもよい。より一般的には、エアロゾル供給システムに使用することができる多種多様な蒸気生成技術が存在することは理解されよう。また、具体例を示すために、コイルとウィックの構成を参照して特定の例を本書で説明するが、本開示の特定の実施形態による吸引センサの動作及び配置に関して本書で説明する原理は、使用される基本的な蒸気生成技術に関わらず同じように適用することができることは理解されよう。すなわち、本書で説明する原理は、任意のエアロゾル供給システムのパフないしは吸引の検出に関して使用することができ、コイルないしはウィックの構成によるエアロゾル供給システムに限定されるものではなく、例えば、液体リザーバと接触する鋼のメッシュ等の多孔質の抵抗材料に基づいた、ヒータとウィックとを組み合わせた構成等の他の気化技術、又は、実際には電気ヒータを使用しないエアロゾル供給システムに等しく適用することができる。

ウィック材及び加熱要素１４は共に、液体リザーバ１２内に含まれる液体等、原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源を含むと考えられる。しかしながら、上記のように、他の構成部品及び／又は技術を、エアロゾルを発生させるために備えてもよい。エアロゾル生成チャンバ１６はエアロゾル供給源を含み、気化された流体が装置を通る空気流と混合して使用者が吸引するためのエアロゾルを生成する領域ないしはゾーンを画定する。

取外し可能な部分４は吸い口端部１８を含む。これは、図２では、装置１の厚さ又は高さ方向（及び／又は幅方向）に漸進的に薄くなる先細りの端部として概略的に示されている。これは、図２に示すように湾曲してもよいし、又は直線的でもよい。さらに、装置１の厚さ又は高さは、図３に示すようにほぼ一定のままでもよい。いずれにしても、吸い口端部１８は、使用者の口に快適に受け入れられるように構成される。

図２に示す実施形態では、取外し可能な部分４は、エアロゾル生成チャンバ１６に加えて吸い口端部１８を含むカートリッジを備える。すなわち、吸い口端部１８及びエアロゾル生成チャンバ１６はカートリッジ内に一体的に設けられる。しかしながら、図４に示すように、装置１に対しては他の構成もある。この構成は、吸い口端部１８を画定する、分離可能で再使用可能な吸い口キャップ４４を含むことができ、別個の交換可能なカートリッジ部分ないしは使捨て可能なカートリッジ部分ないしは消耗可能なカートリッジ部分４ａは、エアロゾル供給源及びエアロゾル生成チャンバ１６を含んで設けられる。いくつかの実施形態では、エアロゾル供給源は、例えば、清掃又は交換のために、エアロゾル生成チャンバ１６から分離可能とすることができることもまた理解されるべきである。

要約すると、いくつかの例示的な実施態様によれば、本開示は、吸引センサ８とエアロゾル生成チャンバ１６に対して別々の空気通路を備えたエアロゾル提供装置１を提案するものである。すなわち、特定の例示的な実施態様によれば、吸引チャンバに対する空気通路はエアロゾル生成チャンバ１６を迂回する。

一次空気通路３は、周囲環境からの空気（Ａｉ）が、空気入口２０を通ってエアロゾル生成チャンバ１６内に引き込まれて、エアロゾル供給源からの気化された液体と混合することができ、気化された液体を含む出力空気（Ａｏ）が開口２４ａを通って装置から使用者の口の中に流出することができるように設けられる。

図２の一次空気通路３は、空気入口２０と、第１の一次空気通路部分２２と、エアロゾル生成チャンバ１６と、第２の一次空気通路部分２４と、開口２４ａとを含む。図２に示す特定の実施形態では、一次空気通路３は再使用可能な部分２を通過せず、取外し可能な部分４内にのみ画定される（すなわち、空気入口２０は取外し可能な部分４に設けられる）。

概略的な例として図２には空気入口２０は一つだけしか示されていないが、いくつかの実施態様では、相互接続された複数の空気入口２０を設けてもよいことを留意すべきである。これは、複数の空気入口２０に対応して複数の第１の一次空気通路部分２２を設けてもよいことを意味する。より一般的には、図に描かれ本書で説明された空気通路部分は、描きやすくするために非常におおまかに示されており、必ずしも特定の構造の実施態様を代表しているわけではないことは理解されたい。

本開示の原理によれば、エアロゾル生成チャンバ１６は、一次空気通路３を通じて吸い口端部１８、特にエアロゾル出口開口２４ａと流体連通している。図２の例では、この流体連通は、エアロゾル生成チャンバとエアロゾル出口２４ａとの間を接続する第２の一次空気通路部分２４によって可能になっている。したがって、使用者が吸い口端部１８で吸引することによって生じるエアロゾル出口２４ａでの圧力降下によって、空気は、空気入口２０を通って、一次空気通路３に沿って使用者の口まで引き込まれ、その途中で、エアロゾル生成チャンバ１６の気化された原料液体を受け取る。

二次空気通路５は、センサチャンバ１０内のセンサ８を取外し可能な部分４の吸い口端部１８、特に二次空気通路開口３０に流体接続する。二次空気通路５は、この例示的な実施態様では、再使用可能な部分２及び取外し可能な部分４の両方を通る。

したがって、二次空気通路５は、第１の二次空気通路部分２６及び第２の二次空気通路部分２８を備える。第２の二次空気通路部分２８は、取外し可能な部分４の中に設けられ、吸い口端部１８の開口３０で終端する。

第１の二次空気通路部分２６は、センサチャンバ１０への開口１０ａから再使用可能な部分２の境界面の開口２６ａまで延びる。第２の二次空気通路部分２８は、取外し可能な部分４の境界面に設けられた開口２８ａから吸い口端部１８の開口３０まで延びる。したがって、使用するために、再使用可能な部分２と取外し可能な部分４とが組み合わされると、二次空気通路５の第１及び第２の部分のそれぞれの境界開口２６ａ及び２８ａは整列して吸引センサ８と装置１の吸い口端部１８の開口３０との間の流体連通が可能になる。

いくつかの例示的な実施態様では、センサチャンバ１０は再使用可能な部分２の境界面に直接開いてもよい、すなわち、事実上、第１の二次空気通路部分２６を取り除くことができる。

したがって、使用者が装置１を使い始めたいと思って、吸い口端部１８で吸うと、センサ８は、開口３０から二次空気通路５までのそれに対応する圧力降下を検出して、装置の制御回路によって加熱要素１４の作動を始めさせるように出力信号を出す。同様に、使用者が吸い口端部１８で吸うことを止めると、センサ８は、二次空気通路５の開口３２でのそれに対応する圧力上昇を検知して、装置の制御回路によって加熱要素１４の作動を止めさせるように出力信号を出す。一般に、装置のこれらの動作態様は、確立された技法に従って生じさせることができる。特に、センサ８の動作の基礎となる特定の検知技術、及び装置がセンサ８からの出力信号に反応する態様は、本開示の基礎となる原理に対して根本的に重要なものではないことは理解されよう。重要なことは、吸い口端部１８から吸引センサ８までを接続する空気通路がエアロゾル生成チャンバ１６を迂回し、以て、図１に示したもの等の従来の空気通路構成に比べて、液体がセンサチャンバ１０内に漏れてセンサ８を損傷する危険性を減らすことである。したがって、センサ８自体の動作、及び、センサの出力信号を処理して加熱要素１４を作動させるべきか、加熱要素１４の作動を止めるべきかを判定するセンサの態様は、任意の従来の手段の通りとすることができる。

図２の実施態様は、使用者が装置１の吸い口端部１８で吸引したときに空気が周囲環境からセンサチャンバ１０に入ることができるように設けられたセンサチャンバ空気入口３２をエアロゾル提供装置１が備えるように示していることに留意するとよい。この場合、空気は、センサチャンバ１０を通って流れることができる。

したがって、図２に示した手段をまとめると、装置は、装置の吸い口端部とエアロゾル供給源（又は液体リザーバ１２／エアロゾル生成チャンバ１６）との間、並びに装置の吸い口端部とセンサ８との間で別々の流体連通を可能にする二つの空気通路、すなわち、一次空気通路３及び二次空気通路５を含む。吸い口端部１８からセンサ８まで接続する二次空気通路５がエアロゾル生成チャンバ１６を迂回するように、センサ８は、エアロゾル生成チャンバ１６からよりも吸い口端部からの方が離れていることに留意されたい。二次空気通路５が、エアロゾル生成チャンバ１６を迂回するように配置されているので、液体が二次空気通路５に入ってセンサ８を含むセンサチャンバ１０に達する可能性はより小さく、以て、センサ８を腐食又は損傷する可能性を減らす助けとなる。したがって、この手段は、センサ８の寿命を延ばす助け、又は、使用条件でセンサ８を良好に維持するために必要な定期的な保全を少なくする助けとなり得る。

図２の例では、一次空気通路３と二次空気通路５は、装置１内で互いに接続されていない、又は合流させられていない。すなわち、二次空気通路５は、一次空気通路３から完全に分離しており、一次空気通路３に接続されていない。しかしながら、下記でさらに説明するように、他の実施態様では、二次空気通路は、エアロゾル生成チャンバの下流の地点（すなわち、エアロゾル生成チャンバと吸い口端部との間）で一次空気通路と合流してもよい。すなわち、二つの空気通路は装置内で完全に分離しなくてもよいが、それでもなお、センサへの空気通路は、エアロゾル生成チャンバを迂回する（すなわち、エアロゾル生成チャンバに並んで通る）ように配置されて、液体がエアロゾル生成チャンバから漏れて上流方向に流れてセンサ８に接触する危険性を減らす助けとなり得る。

図３は、エアロゾル提供装置３１の代替的な実施形態を示す。図３のエアロゾル提供装置３１は、図２に関して上記で説明し、類似の参照符号で識別した対応する要素と機能的に同様で、その説明から理解される様々な構成部品を含む。

図３の装置では、空気入口２０は、取外し可能なカートリッジ部分ないしは交換可能なカートリッジ部分４の外面に配置された図２とは違って、再使用可能な部分２の外面に配置される。

このような場合、空気入口２０は、再使用可能な部分２の第３の一次空気通路部分３４を通じて、取外し可能な部分４に配置された第１の一次空気通路部分２２と連通する。第３の一次空気通路部分３４は、取外し可能な部分４と再使用可能な部分２が結合されたときに取外し可能な部分４に接触する再使用可能な部分２の表面に、すなわち境界面に開口３４ａを備える。同様に、第１の一次空気通路部分２２は、取外し可能な部分４と再使用可能な部分２が結合されたときに再使用可能な部分２に接触する取外し可能な部分４の境界面に設けられた開口２２ａを備える。したがって、再使用可能な部分２と取外し可能な部分４が結合されたとき、開口３４ａと開口２２ａは、互いに流体連通するように配置され、これは、周囲環境からの空気が、空気入口２０、第３の一次空気通路部分３４、開口３４ａ、開口２２ａ、及び第１の一次空気通路部分２２を通ってエアロゾル生成チャンバ１６へ流れることができることを意味する。残りの空気流の通路は、図２の実施形態に関して説明したものと同様である。再使用可能な部分２の第３の一次空気通路部分３４は、再使用可能な部分２に配置されたいかなる電気部品とも隔離又はシールすることができる。これは、漏れた液体が、センサ８に関連した電気部品だけでなく、再使用可能な部分２のいかなる電子部品にも干渉することをさらに防ぐ助けとなり得る。

図３の実施形態はまた、一次空気通路３と二次空気通路５がエアロゾル生成チャンバ１６の下流で、吸い口端部１８の開口２４ａの前の地点３６で接続又は合流されていることを示している。すなわち、装置１内で、二次空気通路５は、エアロゾル生成チャンバ１６と吸い口端部１８との間の地点で一次空気通路３と合流することができる。これは、図３では、吸い口端部１８には単一の開口が提供されて使用者はそれを通して吸引するが、図２では、使用者には少なくとも二つの開口が提供されていることを考えると有利となり得る。

図３の構成では、漏れた液体はセンサチャンバ１０及びセンサ８に容易には流入することができない。例えば、吸い口端部１８が装置３１の最も低い部分となるように装置３１が収納又は保持されている場合、漏れた液体は、一次空気通路３に沿って概ね下方に流れ、吸い口端部１８の開口３０から流出する。或いは、再使用可能な部分２が最も低い部分となるように装置３１が保持又は収納されている場合、漏れた液体は、第１の一次空気通路部分２２及び第３の一次空気通路部分３４に概ね沿って流れ、空気入口２０から流出する。この構成は、一次及び二次空気通路３、５が一次及び二次空気通路３、５の共通の部分を利用するので、装置３１内の空間を節約することができるので有利となり得る。

さらに、図３は、第２の一次空気通路部分２６とだけ流体連通しているセンサチャンバ１０を示している。すなわち、図３のセンサチャンバ１０はセンサチャンバ空気入口３２を備えていない。この配置では、センサ８は、圧力の変化は検出するが、空気がセンサ８を通っては流れないように構成される。これは、空気に含まれる周囲環境からの汚染物質でセンサ８又はセンサチャンバ１０を汚染する可能性を減らすことができる。これはまた、例えば、雨等の条件で、周囲環境からの液体の侵入がセンサ８を損傷することを防ぐ助けとなり得る。

図４は、エアロゾル提供装置４１の代替的な実施形態を示す。図４のエアロゾル提供装置４１は、図２及び図３に関して上記で説明し、対応する参照符号で識別した対応する要素と機能的に同様で、その説明から理解される様々な構成部品を含む。

図４の装置４１は、使用するために、交換可能なカートリッジ部分４ａを覆う取外し可能な吸い口キャップ４４を備えるという点で図２の装置と異なる。ここで、吸い口端部１８から吸引センサ８まで接続する二次空気通路５は、交換可能なカートリッジ部分４ａと吸い口キャップ４４との間の間隙によって少なくとも部分的に画定される。カートリッジ部分４ａは、エアロゾル供給源、すなわち液体リザーバ１２と、任意的なウィック材と、加熱要素１４と、エアロゾル生成チャンバ１６とを含む。

カートリッジ部分４ａは、その中央部分を通って延びる一次空気通路３を含む。この配置構成によって、エアロゾル生成チャンバ１６と吸い口キャップ４４の吸い口端部１８との間が、カートリッジ部分４ａの第１の端部に設けられた開口２４ａを通じて流体連通することができる。図示の構成では、カートリッジ部分４ａは、第１の端部の反対側で、再使用可能な部分２との境界となるカートリッジ部分４ａの第２の端部に配置された開口２２ａとの間で流体連通を可能とする第１の一次空気通路部２２を含む。

カートリッジ部分４ａは、スナップ嵌め構成等、上記ですでに説明した任意の手段によって再使用可能な部分２に結合することができる。図３に示した方法とほとんど同じ方法で、開口２２ａは、再使用可能な部分２の外面に設けられた入口２０と連通する、再使用可能な部分２の第３の一次空気通路部分３４の開口３４ａと連通する。

吸い口キャップ４４は吸い口端部１８を備え、開口３０を含んで、装置４１の使用者が装置４１を通して吸引することを可能にしている。吸い口キャップ４４は、吸い口キャップ４４の内容積部内にカートリッジ部分４ａの少なくとも一部分を受け入れるように構成される。言い換えれば、吸い口キャップ４４は、カートリッジ部分４ａの少なくとも一部分を覆うように構成される。一例では、吸い口キャップ４４は、開口３０の反対側の端部に開口２８ａを有する、円筒形又は実質的に円筒形とすることができる。開口２８ａは、カートリッジ部分４ａの、吸い口キャップ４４の内容積部に受け入れられる部分より大きな直径を有する。このように、カートリッジ部分４ａが再使用可能な部分２に結合されると、吸い口キャップ４４はカートリッジ部分４ａを覆って配置され、再使用可能な部分２の周縁部分にスナップ嵌めの態様の係合部を含むことができる再使用可能な部分２と係合することができる。

図４はまた、上記のように、再使用可能な部分２に配置されたセンサ８及びセンサチャンバ１０を示す。任意選択の第１の二次空気通路部分２６及び開口２６ａもまた設けることができる。この実施形態では、カートリッジ部分４ａが再使用可能な部分２に結合されたときカートリッジ４ａが開口２６ａ又は開口１０ａを塞がないように、開口２６ａ又は開口１０ａを再使用可能な部分２の周縁部分に配置することができる。言い換えれば、吸い口キャップ４４がなければ、開口２６ａ又は開口１０ａは周囲環境に露出する。

したがって、吸い口キャップ４４の内面は、二次空気通路５を少なくとも部分的に画定するように構成される。吸い口キャップ４４が再使用可能な部分２に結合されると、カートリッジ部分４ａの外面と吸い口キャップ４４の内面との間に間隙ができる。この間隙は、開口２６ａ及び／又は開口１０ａと流体連通し、したがって、センサ８と流体連通して、二次空気通路５を画定する。二次空気通路５は、装置１の吸い口端部１８の開口３０で終端することができる。

使用時、使用者は吸い口キャップ４４の吸い口端部１８で吸引することができ、それによって、周囲環境からの空気が空気入口２０から一次空気通路３を通り、開口３０を通じて使用者の口に入る。同時に、カートリッジ部分４ａの外面と取外し可能な部分４４の内面との間の間隙内の空気は、取外し可能な部分４４の内面に沿って（すなわち、二次空気通路５に沿って）開口３０の方へ引き込むことができる。センサ８は、使用者が装置４１で吸い込むことによって生じた吸い口端部１８での圧力変化に反応して、広範な従来技法に従って上記のように加熱要素１６を作動させる／加熱要素１６の作動を止めることができる。

一実施形態では、一次空気通路３はカートリッジ部分４ａに設けられ、一方、二次空気通路５は吸い口キャップ４４に設けられる。一次空気通路３は、エアロゾル供給源、すなわち、液体リザーバ１２の下流の部分で二次空気通路５に接続又は合流することができる。しかしながら、他の配置構成も可能であり、例えば、カートリッジ部分４ａが取外し可能な部分４４の吸い口端部１８まで延び、（Ｏリング等で）吸い口端部１８にシールされてもよい。この場合、複数の開口３０が吸い口キャップ４４の吸い口端部１８に設けられて、二次空気通路５及び一次空気通路３と独立して連通することができる。

したがって、本開示が、漏れた液体がセンサ８と接触することを減らす、又は防ぐ助けとなることができる一次及び二次空気通路３、５の構成を提供することを理解すべきである。二次空気通路５は、エアロゾル生成チャンバ１６（及び／又は液体リザーバ１２）を迂回していると言うことができる。したがって、漏れた液体がセンサ８まで流れてセンサ８を損傷又は腐食する可能性を小さくすることができ、したがってセンサ８の動作寿命をより長くすることができる。いくつかの例では、これによって、再使用可能な部分２の中に、より改善された、又はより敏感なセンサ８を設置することがより経済的に可能となり、以て、エアロゾル提供装置１を使用したとき、使用者はよりよい体験をする。

図２、図３及び図４は、一次及び二次空気通路３、５の例示的な実施態様を示しているが、多くの異なる構成もまた可能であることを理解すべきである。例えば、図２及び図３の両図では、二次空気通路５は、取外し可能な部分４の周縁部分に、又は実質的に周縁部分に配置することができる、すなわち、取外し可能な部分４の長手方向軸線と同軸ではない。しかしながら、二次空気通路５は、取外し可能な部分４の長手方向軸線と同軸の開口２８ａを備えてもよい。これは、例えば、図１の再使用可能な部分１０２等の他の再使用可能な部分２との下位互換性に関して特に有益である。このような実施形態では、空気入口２０及び第１の一次空気通路部分２２は、中央に配置された二次空気通路５の開口に対応するように調節することができる。

本開示はまた、再使用可能な部分２とともに使用されるように取外し可能な部分４を提供する。実際、使用者が、生じさせる蒸気（例えば、香料、濃度、或いはニコチン系又は非ニコチン系）を変更するために、又は、中身がなくなった場合に液体リザーバ１２を交換するために、使用者は簡単に取外し可能な部分４を別の取外し可能な部分４に交換する。取外し可能な部分４は、その外面にローレット等の形体を備えて、再使用可能な部分２から取外し可能な部分４を、ねじをゆるめてはずしたり分離させたりする助けとし、また、再使用可能な部分２に取外し可能な部分４を、ねじで取り付けたり結合させたりする助けとすることができる。

特に、特定のタイプのセンサ８の使用を考えたときに、特定の特性を有する一次及び二次空気通路３、５を構成又は設計することをまた理解されたい。例えば、マイクロフォンセンサ等、感度を容易に較正することができないセンサを使用するとき、同様の、又は同一の吸引抵抗を有するように一次及び二次空気通路３、５を構成することが役に立つことがある。これは、センサによって検出された圧力降下がヒータチャンバ１６に入る空気流量に基づくことを保障する助けとなる。このような場合、各通路３、５の吸引抵抗は、全吸引抵抗のほぼ半分とすべきである。例えば、７８４Ｐａ（８０ｍｍＷＧ）の全吸引抵抗に対しては、各通路は、３９２Ｐａ（４０ｍｍＷＧ）の吸引抵抗を有するべきである。吸引抵抗は通常、１７．５ｍＬ／ｓの標準流量で測定された水位計のミリメートル（ｍｍＷＧ）で規定される。しかしながら、センサ８としてデジタル圧力センサを使用するときには、このようなデジタル圧力センサは通常、感度に対して較正することができるので、吸引抵抗に関するこれらの要件はさほど重要となることはない。

このように、吸い口端部と、一次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通するエアロゾル生成チャンバとを含むエアロゾル提供装置を説明してきた。エアロゾル生成チャンバは、使用中、吸い口端部を通じて使用者が吸引するために、原料物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル供給源を含む。エアロゾル提供装置はまた、使用者が吸い口端部で吸引したときを検出するためのセンサを含む。センサは、二次空気通路を通じて吸い口端部と流体連通しており、センサは、エアロゾル供給源からよりも吸い口端部からの方が遠くになるように配置される。二次空気通路はエアロゾル生成チャンバを迂回する。

装置の吸い口端部を通じて使用者が吸引するために原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源と、使用者が吸い口端部で吸引するときを検知するためのセンサとを備えたエアロゾル提供装置もまた説明した。エアロゾル提供装置は、再使用可能な部分及び交換可能なカートリッジ部分から形成され、再使用可能な部分はセンサを含み、交換可能なカートリッジ部分は原料物質及び吸い口端部を含み、交換可能な部分は、エアロゾル供給源と装置の吸い口端部との間の流体連通を可能にするための一次空気通路、及び使用時に交換可能なカートリッジが再使用可能な部分に結合されたときに、センサと吸い口端部との間の流体連通を可能にする二次空気通路をさらに含む。

上記の実施形態は、いくつかの点で、いくつかの特定の例示的なエアロゾル供給システムないしはエアロゾル提供システムに焦点をあわせてきたが、同じ原理を、他の技術を使ったエアロゾル供給システムに対して適用することができることは理解されよう。すなわち、エアロゾル供給システムの様々な側面が機能する特定の態様は、本書で説明した例の基礎となる原理に直接関連するものではない。

様々な課題に対処し、技術を進歩させるため、本開示はその全体にわたって様々な実施形態を例示している。これらの実施形態は、特許請求された発明を実施することが可能なものであり、また、優れたエアロゾル提供装置、並びに、使用者が吸引するために原料物質からエアロゾルを発生させるためのエアロゾル供給源と吸い口端部との間の流体連通を可能にする一次空気通路、及びセンサと吸い口端部との間の流体連通を可能にする二次空気通路を備える交換可能なカートリッジ部分を提供するものである。本開示の利点及び特徴は、実施形態の代表例にすぎず、包括的及び／又は排他的なものではない。それらは、特許請求の範囲に記載された特徴及びそれ以外の開示された特徴を理解と教示を助けるためだけに提示されている。本開示における利点、実施形態、例、機能、特徴、構造及び／又は他の態様は、特許請求の範囲によって規定される本開示を限定するもの、或いは特許請求の範囲の均等物を限定するものと考えるべきではなく、本開示の範囲及び／又は精神から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることは理解されるべきである。様々な実施形態は、開示された要素、構成部品、特徴、部品、ステップ、手段等の適切な組合せを好適に備え、それらから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。さらに、本開示は、特許請求の範囲に現在は記載されていないが将来記載される可能性のある他の発明を含む可能性がある。

Claims (13)

1. エアロゾル提供装置であって、
   吸い口端部と、
   一次空気通路を通じて前記吸い口端部と流体連通するエアロゾル生成チャンバであり、前記一次空気通路は、空気入口と前記吸い口端部との間に延び、使用中、前記吸い口端部を通じて使用者が吸引するために、原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源を備えたエアロゾル生成チャンバと、
   使用者が前記吸い口端部で吸引したときを検出するためのセンサと
   を備え、
   前記センサが、二次空気通路を通じて前記吸い口端部と流体連通し、前記エアロゾル供給源からよりも前記吸い口端部からの方が遠くになるように配置されており、
   前記二次空気通路が前記エアロゾル生成チャンバを迂回しており、
   当該エアロゾル提供装置が、前記吸い口端部及び前記エアロゾル生成チャンバを含む第１の部分と、前記センサを含む第２の部分とを備え、
   前記第１の部分と前記第２の部分が互いから取外し可能であり、使用するために前記第１の部分と前記第２の部分が互いに結合されたとき、前記二次空気通路が、前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界を横切って前記センサと前記吸い口端部との間の流体連通を可能にし、前記一次空気通路は前記第２の部分を通過しない、エアロゾル提供装置。
2. 前記二次空気通路が前記装置内で前記一次空気通路と接続していない、請求項１に記載のエアロゾル提供装置。
3. 前記二次空気通路が、前記エアロゾル生成チャンバと前記吸い口端部との間の地点で前記一次空気通路と接続している、請求項１に記載のエアロゾル提供装置。
4. 当該エアロゾル提供装置には、前記センサと流体連通するセンサ空気入口が設けられ、以て、使用者が前記吸い口端部で吸引すると、空気が、前記センサ空気入口を通って、前記センサを通り過ぎて、前記二次空気通路に沿って前記吸い口端部の方へ引き込まれるようになっている、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル提供装置。
5. 前記第１の部分が、前記原料物質を含むカートリッジを備え、前記二次空気通路が、前記カートリッジ内に形成されている、請求項４に記載のエアロゾル提供装置。
6. 前記第１の部分が、前記原料物質を含むカートリッジ部分と、前記カートリッジ部分の少なくとも一部分を覆う分離可能な吸い口キャップとを備え、前記二次空気通路の少なくとも一部分が、前記カートリッジ部分と前記分離可能な吸い口キャップとの間の間隙によって形成されている、請求項４に記載のエアロゾル提供装置。
7. 前記空気入口が、前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界に設けられている、請求項６に記載のエアロゾル提供装置。
8. 前記空気入口が前記第１の部分に設けられている、請求項６に記載のエアロゾル提供装置。
9. 前記空気入口が前記第２の部分に設けられている、請求項６に記載のエアロゾル提供装置。
10. 前記センサが、使用者が当該エアロゾル提供装置の前記吸い口端部で吸引したときの前記二次空気通路の圧力降下を検知するように構成された圧力センサである、請求項１～９のいずれか一項に記載のエアロゾル提供装置。
11. 前記一次空気通路と前記二次空気通路とが同等の吸引抵抗を有するように構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル提供装置。
12. エアロゾル提供装置であって、
    吸い口端部と、
    一次空気通路を通じて前記吸い口端部と流体連通するエアロゾル生成チャンバであり、前記一次空気通路は、空気入口と前記吸い口端部との間に延び、使用中、前記吸い口端部を通じて使用者が吸引するために、原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル生成手段を備えたエアロゾル生成チャンバと、
    使用者が前記吸い口端部で吸引したときを検出するためのセンサ手段と
    を備え、
    前記センサ手段が、二次空気通路を通じて前記吸い口端部と流体連通し、前記エアロゾル生成手段からよりも前記吸い口端部からの方が遠くになるように配置されており、
    前記二次空気通路が前記エアロゾル生成チャンバを迂回しており、
    当該エアロゾル提供装置が、前記吸い口端部及び前記エアロゾル生成チャンバを含む第１の部分と、前記センサを含む第２の部分とを備え、
    前記第１の部分と前記第２の部分が互いから取外し可能であり、使用するために前記第１の部分と前記第２の部分が互いに結合されたとき、前記二次空気通路が、前記第１の部分と前記第２の部分との間の境界を横切って前記センサと前記吸い口端部との間の流体連通を可能にし、前記一次空気通路は前記第２の部分を通過しない、エアロゾル提供装置。
13. 吸い口端部を通じて使用者が吸引するために原料物質からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給源と、使用者が前記吸い口端部で吸引するときを検知するためのセンサとを備えるエアロゾル提供装置であって、
    当該エアロゾル提供装置が、再使用可能な部分及び交換可能なカートリッジ部分から形成され、
    前記再使用可能な部分が前記センサを含み、前記交換可能なカートリッジ部分が前記原料物質及び前記吸い口端部を含み、前記交換可能なカートリッジ部分が、前記エアロゾル供給源と前記装置の前記吸い口端部との間の流体連通を可能にするための一次空気通路と、使用時に前記交換可能なカートリッジ部分が前記再使用可能な部分に結合されたときに、前記センサと前記吸い口端部との間の流体連通を可能にする二次空気通路とをさらに含み、前記一次空気通路は前記再使用可能な部分を通過しない、エアロゾル提供装置。

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