JP7664323B2 - エアロゾル供給デバイス - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾル供給デバイス、並びにエアロゾル供給デバイスとエアロゾル生成材料を備える物品とを備えるエアロゾル供給システムに関する。

紙巻タバコ、葉巻タバコなどの喫煙品は、使用時にタバコを燃焼させてタバコの煙を生じさせる。燃焼させずに化合物を放出する製品を作り出すことによって、タバコを燃焼させるこれらの品の代替品を提供する試みがなされている。こ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加熱デバイスがある。この材料は、例えば、タバコや他の非タバコ製品であることがあり、これらは、ニコチンを含むことも含まないこともある。

本開示の第１の態様によれば、
エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたヒーター構成部品と、
ヒーター構成部品の周りに延在する絶縁部材であって、約２５０℃より高い融点を有する絶縁部材と、
少なくとも１つのコイルであって、絶縁部材が少なくとも１つのコイルとヒーター構成部品との間に配置されるように絶縁部材の周りに延在し、ヒーター構成部品を加熱するように構成された少なくとも１つのコイルと
を備えるエアロゾル供給デバイスが提供される。

本開示の第２の態様によれば、
第１の態様によるエアロゾル供給デバイスと、
エアロゾル生成材料を備える物品であって、ヒーター構成部品内に少なくとも部分的に受け入れられるような寸法の物品と
を備えるエアロゾル供給システムが提供される。

本開示の第３の態様によれば、ヒーター構成部品の周りに延在するための絶縁部材を備え、絶縁部材が約２５０℃より高い融点を有する、エアロゾル供給システムが提供される。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して単なる例として挙げる本発明の好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなろう。

エアロゾル供給デバイスの例の前面図である。 外側カバーを外した、図１のエアロゾル供給デバイスの前面図である。 図１のエアロゾル供給デバイスの断面図である。 図２のエアロゾル供給デバイスの分解図である。 図５のＡは、エアロゾル供給デバイス内の加熱アセンブリの断面図であり、図５のＢは、図５のＡの加熱アセンブリの一部の詳細図である。 サセプタ、インダクタコイル、及び絶縁部材構成体の図である。 絶縁部材によって取り囲まれたサセプタの斜視図である。

本明細書では、用語「エアロゾル生成材料」は、加熱すると、典型的にはエアロゾルの形態の揮発成分を供する材料を含む。エアロゾル生成材料は任意のタバコ含有材料を含み、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、又はタバコ代替品のうちの１つ又は複数を含んでもよい。エアロゾル生成材料はまた、他の非タバコ製品を含んでもよく、非タバコ製品は、製品によってニコチンを含んでもよいし、含まなくてもよい。エアロゾル生成材料は、例えば、固体、液体、ゲル、又は蝋などの形態であってもよい。エアロゾル生成材料はまた、例えば、材料を組み合わせたもの、又はブレンドしたものでもよい。エアロゾル生成材料はまた、「喫煙材」としても知られている場合がある。

典型的には、エアロゾル生成材料を燃やさずに、又は燃焼させずに吸引することができるエアロゾルを形成するために、エアロゾル生成材料を加熱してエアロゾル生成材料の少なくとも１つの成分を揮発させる装置が知られている。このような装置は、ときどき、「エアロゾル生成デバイス」、「エアロゾル供給デバイス」、「非燃焼加熱式デバイス」、「タバコ加熱製品デバイス」又は「タバコ加熱デバイス」、又はこれらに類似するものとしても記述される。同様に、また、いわゆるｅシガレットデバイスがあり、これは、典型的には、ニコチンを含むことも含まないこともある液体の形態のエアロゾル生成材料を気化する。エアロゾル生成材料は、装置に挿入することができるロッド、カートリッジ、又はカセットなどの形態であってもよく、これらの一部として提供されてもよい。エアロゾル生成材料を加熱して揮発させるためのヒーターは、装置の「永久的な」部分として提供されてもよい。

エアロゾル供給デバイスは、エアロゾル生成材料を備える物品を受け入れて加熱することができる。この文脈の「物品」とは、使用時にエアロゾル生成材料を含む、又はエアロゾル生成材料が入っている、使用時に加熱されて、エアロゾル生成材料及び任意選択的に他の成分を揮発させる構成部品のことである。使用者は、物品をエアロゾル生成デバイスに挿入してから、加熱してエアロゾルを発生させることができ、続いて使用者はそれを吸引する。物品は、例えば、物品を受け入れるような大きさのデバイスの加熱チャンバ内に配置されるように構成された、所定又は特定の大きさのものであってもよい。

本開示の第１の態様は、ヒーター構成部品（サセプタなど）と絶縁部材と１つ又は複数のコイル（インダクタコイルなど）との構成体を定める。本明細書でさらに詳細に論じるように、サセプタは、変動磁場の侵入によって加熱可能な導電性物体である。コイルは、サセプタを加熱させる変動磁場を生成するように構成される。エアロゾル生成材料を備える物品は、サセプタ内に受け入れることができる。サセプタは、加熱されると、熱をエアロゾル生成材料に伝え、エアロゾル生成材料はエアロゾルを放出する。

コイルはインダクタコイルであってもよく、ヒーター構成部品はサセプタであってもよい。

本構成では、ヒーター構成部品は、例えば、ヒーター構成部品と同心に配置することができる絶縁部材によって取り囲まれる。絶縁部材は、空隙を設けるようにヒーター構成部品の外面から離して配置されてもよい。絶縁部材の周りに延在するのはコイルである。これは、絶縁部材がコイルとヒーター構成部品との間に配置されることを意味する。特定の構成では、コイルは絶縁部材と接触していてもよい。しかしながら、他の例では、絶縁部材とコイルとの間にさらなる空隙が設けられてもよい。

上のエアロゾル供給デバイスでは、絶縁部材は約２５０℃より高い融点／溶融温度を有する。２５０℃より高い融点を有することによって、ヒーター構成部品が加熱されるときに絶縁部材の構造的完全性が保たれる。絶縁部材は３００℃より高い融点／溶融温度を有することが好ましい。使用時、ヒーター構成部品は、約２５０℃～約２８０℃の最高温度に加熱されてもよい。絶縁部材が３００℃を超える融点を有することにより、コイルは実質的に溶ける又は軟化することがないことが確実になる。他の例では、ヒーター構成部品の最高温度はそれより低くてもよいし、高くてもよい。

いくつかの例では、融点は約３４０℃より高い。いくつかの例では、融点は約３５０℃より低い。さらに高い融点を有する熱可塑性物質などの材料は高価になることがある。融点は約３４３℃であることが好ましい。

絶縁部材は上記の融点を有する熱可塑性物質を備えることが好ましい。

絶縁部材は、約１４０℃より高いガラス転移温度を有する熱可塑性物質を備えてもよい。絶縁部材が、ヒーター構成部品の外面から、約２．７５ｍｍより長いなど、約２．５ｍｍより長い距離だけ離して配置されたとき、絶縁部材は空隙によって十分に絶縁されて、絶縁部材は確実にガラス転移温度より低いままであることが見出された。絶縁部材を取り囲むコイルは、ヒーター構成部品の外面から約３ｍｍ～約４ｍｍの距離だけ離して配置されることが好ましい。したがって、コイルの内面とヒーター構成部品の外面とはこの距離だけ間隔を置いて配置されてもよい。これらの距離は半径方向の距離であってもよい。この範囲内の距離は、ヒーター構成部品を効率的に加熱することができるようにヒーター構成部品をコイルに半径方向に接近させることと、絶縁部材及び空隙によって誘導コイルの絶縁を改善するために半径方向に離すこととの間で良いバランスを示すことが見出された。

したがって、絶縁部材は、ヒーター構成部品の外面から約２．５ｍｍより長い距離だけ離して配置されることが好ましい。コイルは、ヒーター構成部品の外面から、約３．２５ｍｍの距離だけ離して配置されることが好ましい。

熱可塑性物質はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｅｔｈｅｒ ｋｅｔｏｎｅ）であることが好ましい。ＰＥＥＫは熱と電気の良好な絶縁特性を有し、エアロゾル供給デバイスでの使用によく適している。ＰＥＥＫは約３４３℃の融点を有する。ＰＥＥＫは約１４３℃のガラス転移温度を有する。一例では、この熱可塑性物質はビクトレックス（Ｖｉｃｔｒｅｘ）（登録商標）ＰＥＥＫ ４５０Ｇである。ＰＥＥＫはまた、液体の形態のときに容易に流動し、したがって、射出成形によって絶縁部材を容易に形成することができる。ＰＥＥＫはまた、デバイスの他の構成部品を傷つけることがある研磨性がない。

使用時、ヒーター構成部品は最高温度に加熱されてもよく、最高温度は、絶縁部材の融点より少なくとも約６０℃低い。したがって、ヒーター構成部品の最高温度と絶縁部材の融点との差は６０℃より大きいことが好ましい。この差によって、絶縁部材が高温になりすぎず、軟化し始めないことが確実になる。一例では、例えば、最高温度は約２８０℃である。

使用時、ヒーター構成部品は最高温度に加熱されてもよく、最高温度は、絶縁部材の融点より少なくとも約９０℃低い。一例では、例えば、最高温度は約２５０℃である。

一例では、使用時、ヒーター構成部品は、第１の温度及び第２の温度のうちの１つの温度に加熱されてもよく、第１の温度は約２５０℃、第２の温度は約２８０℃であり、融点は第２の温度より少なくとも約６０℃高い。デバイスが第１のモードで動作しているとき、ヒーター構成部品は第１の温度に加熱されてもよく、デバイスが第２のモードで動作しているとき、ヒーター構成部品は第２の温度に加熱されてもよい。

絶縁部材は、約０．５Ｗ／ｍＫより小さい熱伝導率を有してもよい。これは、絶縁部材が良好な断熱特性を有して、加熱されたヒーター構成部品からデバイスの構成部品を絶縁することを確実にする。熱伝導率は約０．３５Ｗ／ｍＫより小さいことが好ましい。ＰＥＥＫは、約０．３２Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する。

絶縁部材は、ヒーター構成部品の周りに空隙を設けるようにヒーター構成部品から離して配置されることが好ましい。言及したように、空隙によって絶縁が得られる。空隙は、絶縁部材を熱から絶縁する助けになり、空隙と絶縁部材は一緒になって、デバイスの他の構成部品を熱から絶縁する助けになる。例えば、空隙及び絶縁部材は、ヒーター構成部品によるコイル、電子機器、及び／又はバッテリーのいかなる加熱も低減する。

絶縁部材は、約０．２５ｍｍ～約１ｍｍの厚さを有してもよい。例えば、絶縁部材は、約０．７ｍｍより薄い、又は約０．６ｍｍより薄い厚さを有してもよく、又は約０．２５ｍｍ～約０．７５ｍｍの厚さを有してもよく、又は約０．５ｍｍなど、約０．４ｍｍ～約０．６ｍｍの厚さを有することが好ましい。これらの厚さは、（絶縁部材をより薄くして空隙の大きさを増大させることによって）絶縁部材及びコイルの加熱を低減することと、（絶縁部材をより厚くすることによる）絶縁部材の頑強さを高めることとの間で良いバランスを示すことが見出された。

特定の構成では、少なくとも１つのコイルとヒーター構成部品と絶縁部材とは同心である。この構成は、ヒーター構成部品を効果的に加熱することを確実にし、空隙及び絶縁部材が効果的に絶縁することを確実にする。

上で言及したように、絶縁部材は、空隙を設けるようにヒーター構成部品から離して配置されてもよい。例えば、絶縁部材の内面は、ヒーター構成部品の外面から間隔を置いて配置される。これは、空隙がヒーター構成部品の外面を取り囲み、ヒーター構成部品がこの領域で絶縁部材と接触していないことを意味する。いかなる接触も、熱が流れることができる熱橋を与え得る。いくつかの例では、ヒーター構成部品の端部は、絶縁部材に直接的又は間接的に接続されてもよい。この接触は、空隙及び絶縁部材によって与えられる絶縁特性を過度に下げないように、ヒーター構成部品の主加熱領域から十分離してもよい。これに代えて、又はこれに加えて、この接触はまた、ヒーター構成部品からの伝導による絶縁部材へのいかなる熱伝達も少ないように比較的小さな領域にわたるものであってもよい。

特定の構成では、ヒーター構成部品は細長く、長手方向軸線などの軸線を定める。絶縁部材は、ヒーター構成部品及び軸線の周りを方位方向に延在する。したがって、絶縁部材はヒーター構成部品から半径方向外側に配置される。この半径方向は、ヒーター構成部品の軸線に垂直であるように定められる。同様に、コイルは絶縁部材の周りに延在し、ヒーター構成部品及び絶縁部材の両方から半径方向外側に配置される。

ヒーター構成部品は中空及び／又は実質的に管状であってもよく、ヒーター構成部品がエアロゾル生成材料を取り囲むようにヒーター構成部品内にエアロゾル生成材料を受け入れることができる。絶縁部材は、ヒーター構成部品を絶縁部材内に配置することができるように中空及び／又は実質的に管状であってもよい。

コイルは実質的に螺旋状であってもよい。例えば、コイルは、リッツ線などのワイヤから形成されてもよく、絶縁部材の周りに螺旋状に巻かれる。

ヒーター構成部品は、約０．０２５ｍｍ～約０．５ｍｍ、又は約０．０２５ｍｍ～約０．２５ｍｍ、又は約０．０３ｍｍ～約０．１ｍｍ、又は約０．０４ｍｍ～約０．０６ｍｍの厚さを有してもよい。例えば、ヒーター構成部品は、約０．０２５ｍｍより厚い、又は約０．０３ｍｍより厚い、又は約０．０４ｍｍより厚い、又は約０．５ｍｍより薄い、又は約０．２５ｍｍより薄い、又は約０．１ｍｍより薄い、又は約０．０６ｍｍより薄い厚さを有してもよい。これらの厚さは、（薄く作られると）ヒーター構成部品を急速に加熱することと、（厚く作られると）ヒーター構成部品が確実に頑強になることとの間で良いバランスを提供することが見出された。

一例では、ヒーター構成部品は約０．０５ｍｍの厚さを有する。これによって、急速で効果的な加熱と頑強さとの間のバランスがとれる。このようなヒーター構成部品は、より薄い寸法の他のヒーター構成部品よりも、エアロゾル供給デバイスの一部として製造し組み立てるのに容易な場合がある。

実在物の「厚さ」への言及は、実在物の内面と実在物の外面との間の平均距離を意味する。厚さは、ヒーター構成部品の軸線に垂直な方向で測定されてもよい。

エアロゾル供給デバイスの特定の構成では、コイルは、ヒーター構成部品の外面から約３ｍｍ～約４ｍｍの距離だけ離して配置され、絶縁部材は、約０．２５ｍｍ～約１ｍｍの厚さを有し、ヒーター構成部品は、約０．０２５ｍｍ～約０．５ｍｍの厚さを有する。このようなエアロゾル供給デバイスは、ヒーター構成部品の素早い加熱及び効果的な絶縁特性を可能にする。

別の特定の構成では、コイルは、ヒーター構成部品の外面から約３ｍｍ～約３．５ｍｍの距離だけ離して配置されてもよく、絶縁部材は、約０．２５ｍｍ～約０．７５ｍｍの厚さを有し、ヒーター構成部品は、約０．０４ｍｍ～約０．０６ｍｍの厚さを有する。このようなエアロゾル供給デバイスは、ヒーター構成部品の改善された加熱及び改善された絶縁特性を可能にする。

さらなる特定の構成では、コイルは、ヒーター構成部品の外面から約３．２５ｍｍの距離だけ離して配置され、絶縁部材は、約０．５ｍｍの厚さを有し、ヒーター構成部品は、約０．０５ｍｍの厚さを有する。このようなエアロゾル供給デバイスは、ヒーター構成部品の効率的な加熱及び良好な絶縁特性を可能にする。

言及したように、本開示の第２の態様では、上記のようなエアロゾル供給デバイスと、エアロゾル生成材料を備える物品とを備えるエアロゾル供給システムが提供される。物品は、物品の外面がヒーター構成部品の内面と接触するように、エアロゾル供給デバイスのヒーター構成部品内に受け入れられるような寸法であってもよい。したがって、物品は、物品がヒーター構成部品の内面と当接するような寸法であってもよい。

デバイスは、非燃焼加熱式デバイスとしても知られているタバコ加熱デバイスであることが好ましい。

上で簡単に言及したように、いくつかの例では、コイル（複数可）は、使用時、少なくとも１つの導電性加熱構成部品／要素（ヒーター構成部品／要素としても知られている）の加熱を引き起こすように構成され、その結果、熱エネルギーは少なくとも１つの導電性加熱構成部品からエアロゾル生成材料に伝導可能で、それによって、エアロゾル生成材料の加熱を引き起こす。

いくつかの例では、コイル（複数可）は、使用時、少なくとも１つの加熱構成部品／要素に進入するための変動磁場を生成し、それによって少なくとも１つの加熱構成部品の誘導加熱及び／又は磁気ヒステリシス加熱を引き起こすように構成される。このような構成では、この加熱構成部品又は各加熱構成部品は「サセプタ」と呼ばれることがある。使用時、少なくとも１つの導電性加熱構成部品に侵入するための変動磁場を生成し、それによって少なくとも１つの導電性加熱構成部品の誘導加熱を引き起こすように構成されたコイルは、「誘導コイル」又は「インダクタコイル」と呼ばれることがある。

デバイスは、加熱構成部品（複数可）、例えば、導電性加熱構成部品（複数可）を含んでもよく、加熱構成部品（複数可）は、加熱構成部品（複数可）のこのような加熱を可能にするようにコイル（複数可）に対して適切に配置してもよく、配置可能であってもよい。加熱構成部品（複数可）はコイル（複数可）に対して固定された位置にあってもよい。これに代えて、少なくとも１つの加熱構成部品、例えば、少なくとも１つの導電性加熱構成部品は、デバイスの加熱領域内に挿入するための物品に含まれてもよく、物品はまた、エアロゾル生成材料を備え、使用後に加熱領域からの取外し可能である。これに代えて、本デバイス及びこのような物品の両方は、それぞれ、少なくとも１つの加熱構成部品、例えば、少なくとも１つの導電性加熱構成部品を備えてもよく、物品が加熱領域にあるとき、コイル（複数可）は、デバイス及び物品のそれぞれの加熱構成部品（複数可）の加熱を引き起こすためのものであってもよい。

いくつかの例では、コイル（複数可）は螺旋状である。いくつかの例では、コイル（複数可）は、エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたデバイスの加熱領域の少なくとも一部を包囲する。いくつかの例では、コイル（複数可）は、加熱領域の少なくとも一部を包囲する螺旋コイル（複数可）である。加熱領域は、エアロゾル生成材料を受け入れるような形状の受入部であってもよい。

いくつかの例では、デバイスは、加熱領域を少なくとも部分的に取り囲む導電性加熱構成部品を備え、コイル（複数可）は、導電性加熱構成部品の少なくとも一部を包囲する螺旋コイル（複数可）である。いくつかの例では、導電性加熱構成部品は管状である。いくつかの例では、コイルはインダクタコイルである。

図１は、エアロゾル生成媒体／材料からエアロゾルを生成するためのエアロゾル供給デバイス１００の例を示す。概略的に述べると、デバイス１００は、エアロゾル生成媒体を備える交換可能な物品１１０を加熱して、デバイス１００の使用者によって吸引されるエアロゾル又は他の吸引可能な媒体を生成するために使用することができる。

デバイス１００は、デバイス１００の様々な構成部品を取り囲み、収容する（外側カバーの形態の）ハウジング１０２を備える。デバイス１００は、一端に開口１０４を有し、物品１１０を、この開口１０４を通して、加熱アセンブリによって加熱するために挿入することができる。使用時、物品１１０は、加熱アセンブリ内に完全に、又は部分的に挿入することができ、ここで、物品１１０をヒーターアセンブリの１つ又は複数の構成部品によって加熱することができる。

この例のデバイス１００は第１の端部部材１０６を備え、第１の端部部材１０６は、定位置に物品１１０がないときに開口１０４を閉じるために第１の端部部材１０６に対して移動可能な蓋１０８を備える。図１では、蓋１０８は、開いた配置で示されているが、キャップ１０８は閉じた配置に動くことができる。例えば、使用者は、蓋１０８を矢印「Ａ」の方向に滑らすことができる。

デバイス１００はまた、押すとデバイス１００を作動させるボタン又はスイッチなど、使用者が操作可能な制御要素１１２を含んでもよい。例えば、使用者はスイッチ１１２を操作することによってデバイス１００を作動させることができる。

デバイス１００はまた、デバイス１００のバッテリーを充電するためにケーブルを受け入れることができるソケット／口１１４などの電気構成部品を備えてもよい。例えば、ソケット１１４は、ＵＳＢ充電口などの充電口でもよい。いくつかの例では、これに加えて又はこれに代えて、ソケット１１４は、デバイス１００と、計算デバイスなどの別のデバイスとの間でデータを転送するために使用されてもよい。

図２は、外側カバー１０２を外し、物品１１０がない、図１のデバイス１００を示す。デバイス１００は長手方向軸線１３４を定める。

図２に示すように、第１の端部部材１０６は、デバイス１００の一端に配置され、第２の端部部材１１６は、デバイス１００の反対側の端部に配置される。第１及び第２の端部部材１０６、１１６は一緒に、デバイス１００の端面を少なくとも部分的に画定する。例えば、第２の端部部材１１６の底面はデバイス１００の底面を少なくとも部分的に画定する。外側カバー１０２の縁もまた、端面の一部分を画定してもよい。この例では、蓋１０８もまた、デバイス１００の頂面の一部分を画定する。

開口１０４に最も近いデバイスの端部は、使用時に使用者の口に最も近いので、デバイス１００の近位端（又は口側端部）として知られていることがある。使用時、使用者は、物品１１０を開口１０４に挿入し、使用者制御部１１２を操作してエアロゾル生成材料の加熱を始めて、デバイスに生成されたエアロゾルを吸う。これによって、エアロゾルは、デバイス１００の近位端に向かって流路に沿ってデバイス１００の中を流れる。

開口１０４から最も遠くに離れたデバイスの他の端部は、使用時に使用者の口から最も遠くに離れているので、デバイス１００の遠位端として知られていることがある。使用者がデバイスに生成されたエアロゾルを吸うと、エアロゾルは、デバイス１００の遠位端から流れ去る。

デバイス１００は、電源１１８をさらに備える。電源１１８は、例えば、再充電可能なバッテリー又は再充電できないバッテリーなどのバッテリーでもよい。適切なバッテリーの例には、例えば、リチウム電池（リチウムイオン電池など）、ニッケル電池（ニッケル－カドミウム電池など）、及びアルカリ電池が含まれる。バッテリーは、必要時に、コントローラ（図示せず）の制御下で電力を供給してエアロゾル生成材料を加熱するために加熱アセンブリに電気的に結合される。この例では、バッテリーは、バッテリー１１８を定位置に保持する中央支持部１２０に接続される。

デバイスは、少なくとも１つの電子機器モジュール１２２をさらに備える。電子機器モジュール１２２は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）を備えてもよい。ＰＣＢ１２２は、プロセッサなどの少なくとも１つのコントローラ及びメモリを支持してもよい。ＰＣＢ１２２はまた、デバイス１００の様々な電子構成部品を互いに電気的に接続するために１つ又は複数の電気線路を備えてもよい。例えば、電力をデバイス１００全体に分配することができるように、バッテリー端子はＰＣＢ１２２に電気的に接続されてもよい。ソケット１１４もまた、電気線路を経由してバッテリーに電気的に結合されてもよい。

例示的なデバイス１００では、加熱アセンブリは誘導加熱アセンブリであり、誘導加熱プロセスによって物品１１０のエアロゾル生成材料を加熱するために様々な構成部品を備えている。誘導加熱は、電磁誘導によって導電性物体（サセプタなど）を加熱するプロセスである。誘導加熱アセンブリは、誘導要素、例えば、１つ又は複数のインダクタコイルと、誘導要素に交流電流などの変動電流を流すためのデバイスとを備えることがある。誘導要素の変動電流は変動磁場を生じさせる。変動磁場は、誘導要素に対して適切に配置されたサセプタに侵入し、サセプタ内部に渦電流を生成する。サセプタは、渦電流に対して電気抵抗を有し、したがって、この抵抗に抗する渦電流の流れによって、サセプタがジュール加熱によって加熱される。サセプタが、鉄、ニッケル、又はコバルトなどの強磁性材料を含む場合、サセプタの磁気ヒステリシス損失によっても、すなわち、磁性材料内の磁気双極子の向きが、変動磁場と合う結果として変動することによっても、熱を生成することができる。誘導加熱では、例えば、伝導による加熱と比較すると、熱はサセプタ内部で生成され、それによって急速な加熱が可能になる。さらに、誘導ヒーターとサセプタとの間に何ら物理的な接触を必要とせず、それは、構造及び用途の自由度を大きくすることができる。

例示的なデバイス１００の誘導加熱アセンブリは、サセプタ構成体１３２（本明細書では「サセプタ」と称する）と、第１のインダクタコイル１２４と、第２のインダクタコイル１２６とを備える。第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６は導電性材料から作られる。この例では、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６は、螺旋状に巻かれたリッツワイヤ／ケーブルから作られて螺旋インダクタコイル１２４、１２６を提供する。リッツワイヤは、個々に絶縁されて互いに撚り合わされて単一のワイヤを形成する複数の個別ワイヤを備える。リッツワイヤは、導体の表皮効果損失を低減するように設計されている。例示的なデバイス１００では、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６は、矩形断面を有する銅リッツワイヤから作られる。他の例では、リッツワイヤは、円形などの他の形状の断面を有することができる。

第１のインダクタコイル１２４は、サセプタ１３２の第１の部分を加熱するために第１の変動磁場を生成するように構成され、第２のインダクタコイル１２６は、サセプタ１３２の第２の部分を加熱するために第２の変動磁場を生成するように構成される。この例では、第１のインダクタコイル１２４は、デバイス１００の長手方向軸線１３４に沿う方向に第２のインダクタコイル１２６と隣り合っている（すなわち、第１のインダクタコイル１２４と第２のインダクタコイル１２６は重なっていない）。サセプタ構成体１３２は、単一のサセプタを備えてもよいし、２つ以上の別々のサセプタを備えてもよい。第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６の端部１３０は、ＰＣＢ１２２に接続することができる。

いくつかの例では、第１のインダクタコイル１２４と第２のインダクタコイル１２６は、互いに異なる少なくとも１つの特性を有してもよいことは理解されるであろう。例えば、第１のインダクタコイル１２４は、第２のインダクタコイル１２６とは異なる少なくとも１つの特性を有してもよい。より詳細には、一例では、第１のインダクタコイル１２４は、第２のインダクタコイル１２６とは異なるインダクタンス値を有してもよい。図２では、第１のインダクタコイル１２４と第２のインダクタコイル１２６は異なる長さのものであり、その結果、第１のインダクタコイル１２４は、第２のインダクタコイル１２６よりも小さなサセプタ１３２の部分に巻かれている。したがって、（個々の巻きの間の間隔が実質的に同じであると仮定して）第１のインダクタコイル１２４は、第２のインダクタコイル１２６とは異なる巻き数を備えてもよい。さらに別の例では、第１のインダクタコイル１２４は、第２のインダクタコイル１２６とは異なる材料から作られてもよい。いくつかの例では、第１のインダクタコイル１２４と第２のインダクタコイル１２６は実質的に同一であってもよい。

この例では、第１のインダクタコイル１２４と第２のインダクタコイル１２６は反対方向に巻かれている。これは、インダクタコイルが異なるときに動作しているとき、有用になり得る。例えば、最初、第１のインダクタコイル１２４が物品１１０の第１の部分を加熱するように動作してもよく、その後、第２のインダクタコイル１２６が物品１１０の第２の部分を加熱するように動作してもよい。コイルを反対方向に巻くことは、特定のタイプの制御回路とともに使用されるとき、動作していないコイルに誘導される電流を低減する助けになる。図２では、第１のインダクタコイル１２４は右巻き螺旋であり、第２のインダクタコイル１２６は左巻き螺旋である。しかしながら、別の実施形態では、インダクタコイル１２４、１２６は同じ方向に巻かれてもよいし、第１のインダクタコイル１２４は左巻き螺旋であってもよいし、第２のインダクタコイル１２６は右巻き螺旋であってもよい。

この例のサセプタ１３２は中空であり、したがって、内部にエアロゾル生成材料を受け入れる受入部を画定する。例えば、物品１１０は、サセプタ１３２内に挿入することができる。この例では、サセプタ１２０は、断面が円形の管状である。

図２のデバイス１００は、概ね管状でサセプタ１３２を少なくとも部分的に取り囲むことができる絶縁部材１２８をさらに備える。絶縁部材１２８は、例えば、プラスチックなどの絶縁材料から構成されてもよい。この特定の例では、絶縁材料はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｅｔｈｅｒ ｋｅｔｏｎｅ）から構成される。絶縁材料１２８は、サセプタ１３２に生成される熱からデバイス１００の様々な構成部品を絶縁する助けとなり得る。

絶縁部材１２８はまた、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６を完全に、又は部分的に支持することができる。例えば、図２に示すように、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６は、絶縁部材１２８の周りに配置され、絶縁部材１２８の半径方向外向きの表面と接触している。いくつかの例では、絶縁部材１２８は、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６と当接しない。例えば、絶縁部材１２８の外面と、第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６の内面との間には小さな隙間があってもよい。

特定の例では、サセプタ１３２、絶縁部材１２８、並びに第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６は、サセプタ１３２の中央長手方向軸線の周りに同心である。

図３は、デバイス１００の部分断面の側面図である。この例では外側カバー１０２は存在している。第１及び第２のインダクタコイル１２４、１２６の矩形断面形状がより明瞭に見える。

デバイス１００は、サセプタ１３２の一端と係合してサセプタ１３２を定位置に保持する支持部１３６をさらに備える。支持部１３６は第２の端部部材１１６に接続される。

デバイスはまた、制御要素１１２内に関連した第２のプリント回路基板１３８を備えてもよい。

デバイス１００は、デバイス１００の遠位端の方に配置された第２の蓋／キャップ１４０及びばね１４２をさらに備える。ばね１４２によって第２の蓋１４０を開けることができて、サセプタ１３２にアクセスすることができる。使用者は第２の蓋１４０を開けて、サセプタ１３２及び／又は支持部１３６をきれいにすることができる。

デバイス１００は、サセプタ１３２の近位端からデバイスの開口１０４の方へ延在する膨張チャンバ１４４をさらに備える。物品１１０がデバイス１００内に受け入れられたときに物品１１０に当接して保持するために、膨張チャンバ１４４内に保持クリップ１４６が少なくとも部分的に配置される。膨張チャンバ１４４は端部部材１０６に接続される。

図４は、外側カバー１０２を省いた、図１のデバイス１００の分解図である。

図５のＡは、図１のデバイス１００の一部分の断面を示す。図５のＢは、図５のＡの１つの領域の拡大図である。図５のＡ及び図５のＢは、サセプタ１３２によって設けられた受入部内に受け入れられた物品１１０を示し、ここでは、物品１１０は、物品１１０の外面がサセプタ１３２の内面と当接するような寸法である。これは、この加熱が最も効率的であることを確実にする。この例の物品１１０はエアロゾル生成材料１１０ａを備える。エアロゾル生成材料１１０ａはサセプタ１３２内に配置される。物品１１０はまた、フィルタ、包装材料及び／又は冷却構造体などの他の構成部品を備えてもよい。

図５のＢは、中空の管状のサセプタ１３２の長手方向軸線１５８を示す。サセプタ１３２の内面及び外面は軸線１５８周りを方位方向に延在する。サセプタ１３２を取り囲んでいるのは、中空の管状の絶縁部材１２８である。絶縁部材１２８の内面は、絶縁部材１２８とサセプタ１３２との間に空隙を設けるためにサセプタ１３２の外面から離して配置される。この空隙によって、サセプタ１３２に生成される熱から絶縁することができる。絶縁部材１２８を取り囲んでいるのはインダクタコイル１２４、１２６である。いくつかの例では、１つのインダクタコイルだけが絶縁部材１２８を取り囲んでもよいことは理解されるであろう。インダクタコイル１２４、１２６は、絶縁部材の周りに螺旋状に巻かれ、軸線１５８に沿って延在する。

図５のＢは、サセプタ１３２の外面が、インダクタコイル１２４、１２６の内面から、サセプタ１３２の長手方向軸線１５８に垂直な方向に測って距離１５０だけ間隔を置いて配置されていることを示す。特定の例では、距離１５０は約３．２５ｍｍである。サセプタ１３２の外面は、軸線１５８から最も遠くに離れた表面である。サセプタ１３２の内面は、軸線１５８に最も近い表面である。インダクタコイル１２４、１２６の内面は、軸線１５８に最も近い表面である。絶縁部材１２８の外面は、軸線１５８から最も遠くに離れた表面である。

サセプタ１３２とインダクタコイル１２４、１２６との間に相対間隔を空けるために、特定の寸法で絶縁部材１２８を形成することができる。絶縁部材１２８及びサセプタ１３２は、デバイス１００の１つ又は複数の構成部品によって定位置に保持することができる。図５のＡの例では、絶縁部材１２８及びサセプタ１３２は、一端で支持部１３６によって、他端で膨張チャンバ１４４によって定位置に保持される。他の例では、異なる構成部品が絶縁部材１２８及びサセプタ１３２を保持してもよい。

図５のＢは、絶縁部材１２８の外面が、インダクタコイル１２４、１２６の内面から、サセプタ１３２の長手方向軸線１５８に垂直な方向に測って距離１５２だけ間隔を置いて配置されていることをさらに示す。１つの特定の例では、距離１５２は約０．０５ｍｍである。別の例では、距離１５２は実質的に０ｍｍであり、その結果、インダクタコイル１２４、１２６は絶縁部材１２８と当接し接触する。

この例では、サセプタ１３２は約０．０５ｍｍの厚さ１５４を有する。サセプタ１３２の厚さは、軸線１５８に垂直な方向に測った、サセプタ１３２の内面とサセプタ１３２の外面との間の平均距離である。

一例では、サセプタ１３２は、約４０ｍｍ～約５０ｍｍ、又は約４０ｍｍ～約４５ｍｍの長さを有する。この特定の例では、サセプタ１３２は約４４．５ｍｍの長さを有し、約４２ｍｍの長さを有するエアロゾル生成材料１１０ａを備える物品１１０を受け入れることができる。エアロゾル生成材料及びサセプタ１３２の長さは軸線１５８に平行な方向に測定される。

一例では、絶縁部材１２８は、約０．２５ｍｍ～約２ｍｍ、又は約０．２５ｍｍ～約１ｍｍの厚さ１５６を有する。この特定の例では、絶縁部材は約０．５ｍｍの厚さ１５６を有する。絶縁部材１２８の厚さ１５６は、軸線１５８に垂直な方向に測った、絶縁部材１２８の内面と絶縁部材１２８の外面との間の平均距離である。

図６は、図５のＡ及び図５のＢに示したサセプタ１３２及び絶縁部材１２８の断面図である。しかしながら、この例では、分かりやすくするために、２つのインダクタコイルが単一のインダクタコイル２２４に置き換えられている。インダクタコイル２２４は、２つ以上のインダクタコイルに置き換えられてもよい。

インダクタコイル２２４は絶縁部材１２８の周りに巻かれ、絶縁部材１２８の外面１２８ｂと接触している。別の例では、それらは接触していなくてもよい。したがって、インダクタコイルの内面２２４ａは、サセプタ１３２の外面１３２ｂから距離１５０だけ離して配置される。この例では、インダクタコイル２２４を形成するワイヤは円形の断面を有するが、他の形状の断面が使用されてもよい。図６に示した大きさは、原寸に比例して示したものではない。

図６は、サセプタ１３２の内面１３２ａと外面１３２ｂとの間の距離としてサセプタ１３２の厚さ１５４を、また、絶縁部材１２８の内面１２８ａと外面１２８ｂとの間の距離として絶縁部材１２８の厚さ１５６をより明瞭に示している。

図６はまた、幅２０４を有する空隙２０２を示す。空隙２０２の幅２０４は、サセプタ１３２の外面１３２ｂと絶縁部材の内面１２８ａとの間の距離である。空隙２０２の幅２０４は約２．５ｍｍより広くてもよい。この例では、幅２０４は約２．７５ｍｍである。

上で説明した例では、絶縁部材１２８は、約３００℃より高い融点を有する熱可塑性物質を備える。この特定の例では、熱可塑性物質はＰＥＥＫであり、３４３℃の融点を有する。さらに、ＰＥＥＫはおよそ１．３ｇ／ｃｍ^３の密度、０．３２Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する。ＰＥＥＫは、良好な断熱性を提供し、サセプタ１３２が約２５０℃～約２８０℃の温度に加熱されても強度を保つので、絶縁部材１２８にとっては良い材料であることが見出された。いくつかの例では、サセプタはこれらの温度より高い温度に加熱される。

図７は、絶縁部材１２８の中に配置され、絶縁部材１２８によって取り囲まれた管状のサセプタ１３２の斜視図である。サセプタ１３２及び絶縁部材１２８の両方とも円形の断面を有しているが、これらの断面は任意の他の形状であってもよく、いくつかの例では、互いに異なっていてもよい。使用者は、物品１１０を矢印２０６の方向に挿入することによって、物品１１０をサセプタ１３２に導入することができる。

上の実施形態は、本発明の説明のための例として理解されたい。本発明のさらなる実施形態は考えられる。任意の１つの実施形態に関して説明された任意の特徴は、単独で使用されてもよく、又は、説明された他の特徴と組み合わせて使用されてもよく、また、実施形態のうちの任意の他の実施形態の１つ又は複数の特徴と組み合わせて使用されてもよく、又は実施形態のうちの任意の他の実施形態の任意の組合せにおいて使用されてもよいことを理解されたい。さらに、上で説明していない等価物及び修正物もまた、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱しなければ使用することができる。

Claims (12)

1. エアロゾル生成材料を受け入れるように構成されたヒーター構成部品と、
   前記ヒーター構成部品の周りに延在する絶縁部材であって、２５０℃より高い融点を有すると共にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む前記絶縁部材と、
   少なくとも１つのコイルであって、前記絶縁部材が前記少なくとも１つのコイルと前記ヒーター構成部品との間に配置されるように前記絶縁部材の周りに延在し、前記ヒーター構成部品を加熱するように構成された前記少なくとも１つのコイルと
   を備えるエアロゾル供給デバイスであって、
   前記絶縁部材は、前記エアロゾル供給デバイスの長手方向に平行な方向における前記ヒーター構成部品の長さよりも大きい当該方向における長さを有する、
   エアロゾル供給デバイス。
2. 前記融点が３００℃より高い、請求項１に記載のエアロゾル供給デバイス。
3. 前記融点が３４０℃より高い、請求項２に記載のエアロゾル供給デバイス。
4. 使用時、前記ヒーター構成部品が最高温度に加熱され、前記最高温度が、前記絶縁部材の融点よりも少なくとも６０℃低い、請求項１～３のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
5. 使用時、前記ヒーター構成部品が最高温度に加熱され、前記最高温度が、前記絶縁部材の融点よりも少なくとも９０℃低い、請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
6. 前記絶縁部材が０．５Ｗ／ｍＫより小さな熱伝導率を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
7. 前記熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍＫより小さい、請求項６に記載のエアロゾル供給デバイス。
8. 前記絶縁部材が０．２５ｍｍ～１ｍｍの厚さを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
9. 前記絶縁部材が０．７ｍｍより薄い厚さを有する、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。
10. 前記少なくとも１つのコイルと前記ヒーター構成部品と前記絶縁部材とが同心である、請求項１～９のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
11. 前記絶縁部材が、前記ヒーター構成部品の周りに空隙を設けるように前記ヒーター構成部品から離して配置された、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエアロゾル供給デバイス。
12. 前記絶縁部材が、前記ヒーター構成部品の外面から２．５ｍｍより長い距離だけ離して配置された、請求項１１に記載のエアロゾル供給デバイス。