(57)【要約】【課題】異なる材料からなる負荷を含む種々のヒータが用いられ得るエアロゾル吸引器において、適切なエアロゾル源の加熱及びエアロゾルの生成を実現する。【解決手段】エアロゾル吸引器１００用の制御装置１０２は、異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷から選択される、エアロゾル源を加熱するための負荷１３２を、電気的に接続することができるコネクタ１０５と、コネクタ１０５に接続された負荷１３２の電気抵抗値を出力するセンサ１１２と、コネクタ１０５に接続された負荷１３２が複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が負荷１３２に供給されるように、センサ１１２の出力値に基づいて、負荷１３２に印加される実効電圧を制御するように構成される制御部１０６とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷から選択される、エアロゾル源を加熱するための負荷を、電気的に接続することができるコネクタと、
前記コネクタに接続された負荷の電気抵抗値を出力するセンサと、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記センサの出力値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御する
ように構成される制御部と
を備える、エアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記センサの出力値に基づいて、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であるかを判定し、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記判定の結果に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御する
ように構成される、請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項３】
電源と、
前記電源と前記コネクタとの間に直列接続される開閉器と
を備え、
前記制御部は、前記開閉器に対するＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御によって、前記コネクタに接続された前記負荷に印加される実効電圧を制御するよう構成される、請求項１又は２に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項４】
前記複数の負荷の各々と前記ＰＷＭ制御のためのデューティ比又は前記ＰＦＭ制御のための周波数とを対応づける情報を格納する記憶部
を備え、
前記制御部は、
前記情報に基づいて、前記コネクタに接続されていると判定された負荷に対応するデューティ比又は前記周波数を決定し、
決定された前記デューティ比又は前記周波数を用いて、前記ＰＷＭ制御又は前記ＰＦＭ制御を行う
ように構成される、請求項３に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項５】
前記複数の負荷は第１負荷及び第２負荷を含み、
前記制御部は、前記第１負荷が前記コネクタに接続された場合、前記第１負荷に既定の実効電圧を印加するように構成され、
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値が、前記第２負荷に印加することができる電圧を前記既定の実効電圧で割った値の２乗と、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値との積と略等しい、請求項１から４のいずれか１項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項６】
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さく、
前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、前記既定の実効電圧より低くなるように制御するよう構成される、
請求項５に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項７】
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さく、
前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、放電終止状態にある前記電源が前記第２負荷に印加することができる最大の電圧と略等しくなるよう制御するように構成される、
請求項５に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項８】
前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値は、常温において前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値とは異なる、
請求項５から７のいずれか１項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項９】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値とが重複しない、
請求項８に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記センサの出力値が所定の閾値より小さい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第２負荷であると判定し、
前記センサの出力値が前記所定の閾値より大きい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第１負荷であると判定する
ように構成される、請求項９に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１１】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の一部のみとが重複しない、
請求項８に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１２】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の最大値とが重複する、
請求項１１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１３】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部にエアロゾル源が残存しているが前記エアロゾル源を保持する保持部において前記エアロゾル源が一時的に不足した場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する、
請求項１１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１４】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部から前記エアロゾル源を保持する保持部へ前記エアロゾル源を供給できない場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する、
請求項１１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１５】
制御装置を備えるエアロゾル吸引器の制御方法であって、
前記制御装置が備えるコネクタに接続された負荷の電気抵抗値を検出するステップと、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、検出された前記電気抵抗値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御するステップと
を含む、制御方法。
【請求項１６】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、請求項１５に記載の制御方法を実行させる、プログラム。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の制御装置を含むエアロゾル吸引器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するエアロゾル吸引器用の制御装置、制御方法、プログラム、エアロゾル吸引器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾル源と当該エアロゾル源を加熱するためのヒータとを含むカートリッジを用いる、電子たばこ、加熱式たばこ、ネブライザーなどの、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するエアロゾル吸引器が知られている。このようなエアロゾル吸引器の使用に際しては、エアロゾル源が枯渇したときなどにカートリッジを交換する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、電子霧化装置において、ヒータの抵抗値を検出し、検出された抵抗値に対応するパラメータを用いてヒータへの給電を行う技術が開示されている。
【０００４】
ヒータに含まれる負荷の抵抗値は温度によって変化し、その変化の仕方は負荷を構成する材料によって大きく異なり得る。従来の技術では、異なる材料からなる負荷を含む種々のヒータが用いられ得るエアロゾル吸引器において、適切なエアロゾル源の加熱及びエアロゾルの生成を実現することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開３０３２９７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものである。
本開示が解決しようとする課題は、異なる材料からなる負荷を含む種々のヒータが用いられ得るエアロゾル吸引器において、適切なエアロゾル源の加熱及びエアロゾルの生成を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本開示の実施形態によれば、異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷から選択される、エアロゾル源を加熱するための負荷を、電気的に接続することができるコネクタと、前記コネクタに接続された負荷の電気抵抗値を出力するセンサと、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記センサの出力値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御するように構成される制御部とを備える、エアロゾル吸引器用の制御装置が提供される。
【０００８】
一例において、前記制御部は、前記センサの出力値に基づいて、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であるかを判定し、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記判定の結果に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御するように構成される。
【０００９】
一例において、前記制御装置は、電源と、前記電源と前記コネクタとの間に直列接続される開閉器とをさらに備える。前記制御部は、前記開閉器に対するＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御によって、前記コネクタに接続された前記負荷に印加される実効電圧を制御するよう構成される。
【００１０】
一例において、前記制御装置は、前記複数の負荷の各々と前記ＰＷＭ制御のためのデューティ比又は前記ＰＦＭ制御のための周波数とを対応づける情報を格納する記憶部をさらに備える。前記制御部は、前記情報に基づいて、前記コネクタに接続されていると判定された負荷に対応するデューティ比又は周波数を決定し、決定された前記デューティ比又は前記周波数を用いて、前記ＰＷＭ制御又は前記ＰＦＭ制御を行うように構成される。
【００１１】
一例において、前記複数の負荷は第１負荷及び第２負荷を含み、前記制御部は、前記第１負荷が前記コネクタに接続された場合、前記第１負荷に既定の実効電圧を印加するように構成される。前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第２負荷に印加することができる電圧を前記既定の実効電圧で割った値の２乗と、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値との積と略等しい。
【００１２】
一例において、前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さい。前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、前記既定の実効電圧より低くなるように制御するよう構成される。
【００１３】
一例において、前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さい。前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、放電終止状態にある前記電源が前記第２負荷に印加することができる最大の電圧と略等しくなるよう制御するように構成される。
【００１４】
一例において、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値は、常温において前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値とは異なる、
【００１５】
一例において、前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値とが重複しない。
【００１６】
一例において、前記制御部は、前記センサの出力値が所定の閾値より小さい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第２負荷であると判定し、前記センサの出力値が前記所定の閾値より大きい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第１負荷であると判定するように構成される。
【００１７】
一例において、前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の一部のみとが重複しない。
【００１８】
一例において、前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の最大値とが重複する。
【００１９】
一例において、前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部にエアロゾル源が残存しているが前記エアロゾル源を保持する保持部において前記エアロゾル源が一時的に不足した場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する。
【００２０】
一例において、前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部から前記エアロゾル源を保持する保持部へ前記エアロゾル源を供給できない場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する。
【００２１】
また、本開示の実施形態によれば、エアロゾル吸引器用の制御装置において実施される方法が提供される。当該方法は、前記制御装置が備えるコネクタに接続された負荷の電気抵抗値を検出するステップと、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、検出された前記電気抵抗値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御するステップとを含む。
とを含む。
【００２２】
また、本開示の実施形態によれば、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、上述の方法を実行させる、プログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器の構成の概略的なブロック図である。
【図１Ｂ】本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器の構成の概略的なブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器の一部に関する例示的な回路構成を示す図である。
【図３】本開示の一実施形態による、制御装置を動作させる処理のフローチャートである。
【図４】本開示の一実施形態による、エアロゾル吸引器において用いられる負荷の温度−抵抗特性のグラフを示す。
【図５】本開示の一実施形態による、負荷種別とＰＷＭ制御のためのデューティ比とを対応付ける情報の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳しく説明する。なお、本開示の実施形態は、電子たばこ，加熱式たばこ及びネブライザーに用いられる制御装置を含むが、これらに限定されない。本開示の実施形態は、ユーザが吸引するエアロゾルを生成するための様々なエアロゾル吸引器に用いられる制御装置を含み得る。
【００２５】
図１Ａは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ａの構成の概略的なブロック図である。図１Ａは、エアロゾル吸引器１００Ａが備える各コンポーネントを概略的且つ概念的に示すものであり、各コンポーネント及びエアロゾル吸引器１００Ａの厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すものではないことに留意されたい。
【００２６】
図１Ａに示されるように、エアロゾル吸引器１００Ａは、第１部材１０２（以下、「制御装置１０２」とも呼ぶ）及び第２部材１０４Ａ（以下、「カートリッジ１０４Ａ」とも呼ぶ）を備える。図示されるように、一例として、制御装置１０２は、コネクタ１０５、制御部１０６、通知部１０８、電源１１０、センサ１１２及び記憶部１１４を含んでもよい。一例において、コネクタ１０５は、制御装置１０２に含まれる少なくとも２つの端子から構成されてもよい。エアロゾル吸引器１００Ａは、流量センサ、圧力センサ、電圧センサ、電気抵抗センサ、温度センサなどのセンサを有してもよく、本開示においてはこれらをまとめて「センサ１１２」とも呼ぶ。制御装置１０２はまた、後述する回路１３４を含んでもよい。一例として、カートリッジ１０４Ａは、貯留部１１６Ａ、霧化部１１８Ａ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２、保持部１３０及び負荷１３２を含んでもよい。負荷１３２は、貯留部１１６Ａに含まれるエアロゾル源を加熱するために用いられる。制御装置１０２内に含まれるコンポーネントの一部がカートリッジ１０４Ａ内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａ内に含まれるコンポーネントの一部が制御装置１０２内に含まれてもよい。カートリッジ１０４Ａは、コネクタ１０５を介するなどして、制御装置１０２に対して着脱可能となるように構成されてもよい。あるいは、制御装置１０２及びカートリッジ１０４Ａ内に含まれるすべてのコンポーネントが、制御装置１０２及びカートリッジ１０４Ａに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。
【００２７】
貯留部１１６Ａは、エアロゾル源を収容するタンクとして構成されてもよい。この場合、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体である。エアロゾル吸引器１００Ａが電子たばこである場合、貯留部１１６Ａ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。保持部１３０は、エアロゾル源を保持する。例えば、保持部１３０は、繊維状又は多孔質性の素材から構成され、繊維間の隙間や多孔質材料の細孔に液体としてのエアロゾル源を保持する。前述した繊維状又は多孔質性の素材には、例えばコットンやガラス繊維、またはたばこ原料などを用いることができる。エアロゾル吸引器１００Ａがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。別の例として、貯留部１１６Ａは、消費されたエアロゾル源を補充することができる構成を有してもよい。あるいは、貯留部１１６Ａは、エアロゾル源が消費された際に貯留部１１６Ａ自体を交換することができるように構成されてもよい。また、エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。エアロゾル源が固体の場合の貯留部１１６Ａは、空洞の容器であっても良い。
【００２８】
霧化部１１８Ａは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作が検知されると、霧化部１１８Ａはエアロゾルを生成する。例えば、吸引動作は、流量センサや流速センサによって検知されてもよい。この場合は、ユーザが吸口部１２２を咥えて吸引することで生じる空気取込流路１２０内の空気の流量や流速の絶対値や変化量が既定の条件を満たせば、流量センサや流速センサは吸引動作を検知してもよい。また例えば、吸引動作は、圧力センサによって検知されてもよい。この場合は、ユーザが吸口部１１２を咥えて吸引することで空気取込流路１２０内が負圧になるなどの既定の条件が満たされれば、圧力センサは吸引動作を検知してもよい。なお、流量センサ、流速センサ及び圧力センサはそれぞれ空気取込流路１２０内の流量、流速及び圧力を出力するのみで、その出力に基づいて制御部１０６が吸引動作を検知してもよい。
【００２９】
また例えば、押しボタンやタッチパネル、又は加速度センサなどを用いることで、吸引動作を検知することなく、又は吸引動作の検知を待たずに、霧化部１１８Ａはエアロゾルを生成してもよく、又は霧化部１１８Ａは電源１１０からの給電を受けてもよい。このような構成とすることで、例えば霧化部１１８Ａを構成する保持部１３０や負荷１３２、又はエアロゾル源そのものの熱容量が大きい場合であっても、実際にユーザがエアロゾルを吸引するタイミングにおいて、霧化部１１８Ａは適切にエアロゾルを生成できる。なお、センサ１１２は押しボタンやタッチパネルに対する操作を検知するセンサや、加速度センサを含んでいてもよい。
【００３０】
例えば、保持部１３０は、貯留部１１６Ａと霧化部１１８Ａとを連結するように設けられる。この場合、保持部１３０の一部は貯留部１１６Ａの内部に通じ、エアロゾル源と接触する。保持部１３０の他の一部は霧化部１１８Ａへ延びる。なお、霧化部１１８Ａへ延びた保持部１３０の他の一部は、霧化部１１８Ａに収められてもよく、あるいは、霧化部１１８Ａを通って再び貯留部１１６Ａの内部に通じてもよい。エアロゾル源は、保持部１３０の毛細管効果によって貯留部１１６Ａから霧化部１１８Ａへと運ばれる。一例として、霧化部１１８Ａは、コネクタ１０５を介するなどして電源１１０に電気的に接続された、エアロゾル源を加熱するための負荷１３２を含むヒータを備える。ヒータは、保持部１３０と接触又は近接するように配置される。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ａのヒータ又は当該ヒータへの給電を制御し、保持部１３０を通じて運ばれたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ａの別の例は、エアロゾル源を超音波振動によって霧化する超音波式霧化器であってもよい。霧化部１１８Ａには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル吸引器１００Ａの外部へ通じている。霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ａにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。
【００３１】
吸口部１２２は、エアロゾル流路１２１の終端に位置し、エアロゾル流路１２１をエアロゾル吸引器１００Ａの外部に対して開放するように構成される。ユーザは、吸口部１２２を咥えて吸引することにより、エアロゾルを含んだ空気を口腔内へ取り込む。
【００３２】
通知部１０８は、ＬＥＤなどの発光素子、ディスプレイ、スピーカ、バイブレータなどを含んでもよい。通知部１０８は、必要に応じて、発光、表示、発声、振動などによって、ユーザに対して何らかの通知を行うように構成される。
【００３３】
電源１１０は、通知部１０８、センサ１１２、記憶部１１４、負荷１３２、回路１３４などのエアロゾル吸引器１００Ａの各コンポーネントに電力を供給する。電源１１０は、エアロゾル吸引器１００Ａの所定のポート（図示せず）を介して外部電源に接続することにより充電することができてもよい。電源１１０のみを制御装置１０２又はエアロゾル吸引器１００Ａから取り外すことができてもよく、新しい電源１１０と交換することができてもよい。また、制御装置１０２全体を新しい制御装置１０２と交換することによって電源１１０を新しい電源１１０と交換することができてもよい。
【００３４】
センサ１１２は、回路１３４の全体又は特定の部分に印加される電圧の値、負荷１３２の抵抗値に関する値又は温度に関する値などを取得するために用いられる１つ又は複数のセンサを含んでもよい。センサ１１２は回路１３４に組み込まれてもよい。センサ１１２の機能が制御部１０６に組み込まれてもよい。センサ１１２はまた、空気取込流路１２０及び／又はエアロゾル流路１２１内の圧力の変動を検知する圧力センサ又は流量を検知する流量センサを含んでもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａなどのコンポーネントの重量を検知する重量センサを含んでもよい。センサ１１２はまた、エアロゾル吸引器１００Ａを用いたユーザによるパフの回数を計数するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、霧化部１１８Ａへの通電時間を積算するように構成されてもよい。センサ１１２はまた、貯留部１１６Ａ内の液面の高さを検知するように構成されてもよい。制御部１０６及びセンサ１１２はまた、電源１１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ，充電状態）、電流積算値、電圧などを求める又は検知するように構成されてもよい。ＳＯＣは、電流積算法（クーロン・カウンティング法）やＳＯＣ−ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ，開回路電圧）法等によって求められてもよい。センサ１１２はまた、ユーザが操作可能な操作ボタンなどであってもよい。
【００３５】
制御部１０６は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータとして構成された電子回路モジュールであってもよい。制御部１０６は、記憶部１１４に格納されたコンピュータ実行可能命令に従ってエアロゾル吸引器１００Ａの動作を制御するように構成されてもよい。記憶部１１４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶部１１４には、上記のようなコンピュータ実行可能命令のほか、エアロゾル吸引器１００Ａの制御に必要な設定データ等が格納されてもよい。例えば、記憶部１１４は、通知部１０８の制御プログラム（発光、発声、振動等の態様等）、霧化部１１８Ａの制御プログラム、センサ１１２により取得及び／又は検知された値、霧化部１１８Ａの加熱履歴等の様々なデータを格納してもよい。制御部１０６は、必要に応じて記憶部１１４からデータを読み出してエアロゾル吸引器１００Ａの制御に利用し、必要に応じてデータを記憶部１１４に格納する。
【００３６】
図１Ｂは、本開示の一実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ｂの構成の概略的なブロック図である。
【００３７】
図示されるように、エアロゾル吸引器１００Ｂは、図１Ａのエアロゾル吸引器１００Ａと類似した構成を有する。但し、第２部材１０４Ｂ（以下、「エアロゾル発生物品１０４Ｂ」又は「スティック１０４Ｂ」とも呼ぶ）の構成は第１部材１０４Ａの構成とは異なっている。一例として、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、エアロゾル基材１１６Ｂ、霧化部１１８Ｂ、空気取込流路１２０、エアロゾル流路１２１、吸口部１２２を含んでもよい。制御装置１０２内に含まれるコンポーネントの一部がエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるコンポーネントの一部が制御装置１０２内に含まれてもよい。エアロゾル発生物品１０４Ｂは、コネクタ１０５を介するなどして、制御装置１０２に対して挿抜可能となるように構成されてもよい。あるいは、制御装置１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂ内に含まれるすべてのコンポーネントが、制御装置１０２及びエアロゾル発生物品１０４Ｂに代えて、同一の筐体内に含まれてもよい。
【００３８】
エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源を担持する固体として構成されてもよい。図１Ａの貯留部１１６Ａの場合と同様に、エアロゾル源は、例えば、グリセリンやプロピレングリコールといった多価アルコール、水などの液体であってもよい。エアロゾル基材１１６Ｂ内のエアロゾル源は、加熱することによって香喫味成分を放出するたばこ原料やたばこ原料由来の抽出物を含んでいてもよい。エアロゾル吸引器１００Ａがネブライザー等の医療用吸入器である場合、エアロゾル源はまた、患者が吸入するための薬剤を含んでもよい。エアロゾル基材１１６Ｂは、エアロゾル源が消費された際にエアロゾル基材１１６Ｂ自体を交換することができるように構成されてもよい。エアロゾル源は液体に限られるものではなく、固体でも良い。
【００３９】
霧化部１１８Ｂは、エアロゾル源を霧化してエアロゾルを生成するように構成される。センサ１１２によって吸引動作が検知されると、霧化部１１８Ｂはエアロゾルを生成する。霧化部１１８Ｂは、コネクタ１０５を介して電源１１０に電気的に接続された負荷を含むヒータ（図示せず）を備える。吸引動作が検知されると、制御部１０６は、霧化部１１８Ｂのヒータ又は当該ヒータへの給電を制御し、エアロゾル基材１１６Ｂ内に担持されたエアロゾル源を加熱することによって当該エアロゾル源を霧化する。霧化部１１８Ｂには空気取込流路１２０が接続され、空気取込流路１２０はエアロゾル吸引器１００Ｂの外部へ通じている。霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルは、空気取込流路１２０を介して取り込まれた空気と混合される。エアロゾルと空気の混合流体は、矢印１２４で示されるように、エアロゾル流路１２１へと送り出される。エアロゾル流路１２１は、霧化部１１８Ｂにおいて生成されたエアロゾルと空気との混合流体を吸口部１２２まで輸送するための管状構造を有する。なお、エアロゾル吸引器１００Ｂにおいては、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、その内部に位置する又はその内部に挿入される霧化部１１８Ｂによって、その内部から加熱されるよう構成されている。これに代えて、エアロゾル発生物品１０４Ｂは、自身を包囲又は収納するように構成した霧化部１１８Ｂによって、その外部から加熱されるよう構成されていてもよい。
【００４０】
制御部１０６は、本開示の実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ａ及び１００Ｂ（以下、まとめて「エアロゾル吸引器１００」とも呼ぶ）を制御するように構成される。
【００４１】
以下では、主として、エアロゾル吸引器が図１Ａに示す構成を有する場合を想定して、本開示の各実施形態について詳しく説明する。但し、エアロゾル吸引器が、図１Ｂに示す構成を有する場合や、図１Ａ及び図１Ｂの構成以外の様々な構成を有する場合にも、本開示の実施形態を適用できることは当業者にとって明らかであろう。
【００４２】
図２は、本開示の実施形態による、エアロゾル吸引器１００Ａの一部に関する例示的な回路構成を示す図である。
【００４３】
図２に示す回路２００は、電源１１０、制御部１０６、センサ１１２Ａ乃至Ｄ（以下、まとめて「センサ１１２」とも呼ぶ）、負荷１３２（以下、「ヒータ抵抗」とも呼ぶ）、第１回路２０２、第２回路２０４、第１電界効果トランジスタ（ＦＥＴ，Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０６を含むスイッチＱ１、変換部２０８、第２ＦＥＴ２１０を含むスイッチＱ２、抵抗２１２（以下、「シャント抵抗」とも呼ぶ）を備える。なお、センサ１１２は、制御部１０６や変換部２０８などの他の構成要素に内蔵されていてもよい。例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，正の温度係数特性）ヒータやＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，負の温度係数特性）ヒータを用いることで、負荷１３２の電気抵抗値は温度に応じて変化する。シャント抵抗２１２は、負荷１３２と直列に接続され、既知の電気抵抗値を有する。シャント抵抗２１２の電気抵抗値は温度に対して実質的に不変であってもよい。シャント抵抗２１２は負荷１３２より大きな電気抵抗値を有する。実施形態に応じて、センサ１１２Ｃ、１１２Ｄは省略されてもよい。スイッチＱ１に含まれる第１ＦＥＴ２０６とスイッチＱ２に含まれる第２ＦＥＴ２１０は、それぞれ電気回路を開閉する開閉器の役割を果たす。開閉器としては、ＦＥＴだけでなく、ｉＧＢＴ、コンタクタなどの様々な素子をスイッチＱ１及びＱ２として用いることができることは当業者にとって明らかであろう。
【００４４】
変換部２０８は、例えばスイッチング・コンバータであり、ＦＥＴ２１４、ダイオード２１６、インダクタンス２１８及びキャパシタ２２０を含み得る。変換部２０８が電源１１０の出力電圧を変換して、変換された出力電圧が回路全体に印加されるように、制御部１０６は変換部２０８を制御してもよい。また、図２に示した降圧型のスイッチング・コンバータに代えて、昇圧型のスイッチング・コンバータや昇降圧型のスイッチング・コンバータ、又はＬＤＯ（Ｌｉｎｅａｒ  ＤｒｏｐＯｕｔ）レギュレータなどを用いてもよい。なお、変換部２０８は必須のコンポーネントではなく、省略することも可能である。さらに、制御部１０６とは別体の不図示の制御部が、変換部２０８を制御するように構成されていてもよい。この不図示の制御部は、変換部２０８に内蔵されていてもよい。
【００４５】
図１Ａに示される回路１３４は、電源１１０と負荷１３２とを電気的に接続し、第１回路２０２及び第２回路２０４を含み得る。第１回路２０２及び第２回路２０４は、電源１１０及び負荷１３２に対して並列接続される。第１回路２０２はスイッチＱ１を含み得る。第２回路２０４はスイッチＱ２及び抵抗２１２（及び、オプションとして、センサ１１２Ｄ）を含み得る。第１回路２０２は第２回路２０４よりも小さい抵抗値を有してもよい。この例において、センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄは電圧センサであり、それぞれ、負荷１３２及び抵抗２１２の両端の電圧値を検知するように構成される。しかし、センサ１１２の構成はこれに限定されない。例えば、センサ１１２は既知抵抗を用いた又はホール素子を用いた電流センサであってもよく、負荷１３２及び／又は抵抗２１２を流れる電流の値を検知してもよい。センサ１１２は、負荷１３２の電気抵抗値を検知して出力するように構成されてもよい。
【００４６】
図２において点線矢印で示すように、制御部１０６は、スイッチＱ１、スイッチＱ２等を制御することができ、センサ１１２により検知された値を取得することができる。制御部１０６は、スイッチＱ１をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第１回路２０２を機能させ、スイッチＱ２をオフ状態からオン状態に切り替えることにより第２回路２０４を機能させるように構成されてもよい。制御部１０６は、スイッチＱ１及びＱ２を交互に切り替えることにより、第１回路２０２及び第２回路２０４を交互に機能させるように構成されてもよい。
【００４７】
第１回路２０２はエアロゾル源の霧化に用いられる。スイッチＱ１がオン状態に切り替えられて第１回路２０２が機能するとき、ヒータ（すなわち、ヒータ内の負荷１３２）に電力が供給され、負荷１３２は加熱される。負荷１３２の加熱により、霧化部１１８Ａ内の保持部１３０に保持されているエアロゾル源（図１Ｂのエアロゾル吸引器１００Ｂの場合、エアロゾル基材１１６Ｂに担持されたエアロゾル源）が霧化されてエアロゾルが生成される。
【００４８】
第２回路２０４は、負荷１３２に印加される電圧の値、負荷１３２の抵抗値に関連する値、負荷１３２の温度に関連する値、抵抗２１２に印加される電圧の値等を取得するために用いられる。一例として、図２に示すように、センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄが電圧センサである場合を考える。スイッチＱ２がオンであり第２回路２０４が機能しているとき、電流はスイッチＱ２、抵抗２１２及び負荷１３２を流れる。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄにより、それぞれ、負荷１３２に印加される電圧の値及び／又は抵抗２１２に印加される電圧の値が得られる。また、センサ１１２Ｄにより取得された抵抗２１２に印加される電圧の値と、抵抗２１２の既知の抵抗値Ｒｓｈｕｎｔとを用いて、負荷１３２を流れる電流の値を求めることができる。変換部２０８の出力電圧Ｖｏｕｔと当該電流値とに基づいて、抵抗２１２及び負荷１３２の抵抗値の合計値を求めることができるので、当該合計値から既知の抵抗値Ｒｓｈｕｎｔを差し引くことにより、負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲを求めることができる。負荷１３２が温度に応じて抵抗値が変わる正又は負の温度係数特性を有している場合、予め知られている負荷１３２の抵抗値と温度との間の関係と、上述のようにして求められたと負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲとに基づいて、負荷１３２の温度を推定することができる。負荷１３２を流れる電流の値に代えて、抵抗２１２を流れる電流の値を用いても負荷１３２の抵抗値や温度を推定できることが当業者に理解されよう。この例における負荷１３２の抵抗値に関連する値は、負荷１３２の電圧値、電流値等を含み得る。センサ１１２Ｂ及び１１２Ｄの具体例は電圧センサに限定されず、電流センサ（例えば、ホール素子）などの他の素子を含み得る。
【００４９】
センサ１１２Ａは、電源１１０の放電時又は無負荷時における出力電圧を検知する。センサ１１２Ｃは、変換部２０８の出力電圧を検知する。あるいは、変換部２０８の出力電圧は、予め定められた目標電圧であってもよい。これらの電圧は、回路全体に印加される電圧である。
【００５０】
負荷１３２の温度がＴＨＴＲであるときの負荷１３２の抵抗値ＲＨＴＲは、以下のように表すことができる。
ＲＨＴＲ（ＴＨＴＲ）＝（ＶＨＴＲ×Ｒｓｈｕｎｔ）／（ＶＢａｔｔ−ＶＨＴＲ）
ここで、ＶＢａｔｔは回路全体に印加される電圧である。変換部２０８を用いない場合、ＶＢａｔｔは電源１１０の出力電圧である。変換部２０８を用いる場合、ＶＢａｔｔは変換部２０８の目標電圧に該当する。ＶＨＴＲはヒータに印加される電圧である。ＶＨＴＲに代えて、シャント抵抗２１２に印加される電圧を用いてもよい。
【００５１】
既に述べたように、本開示の一実施形態に係るエアロゾル吸引器１００Ａ用の制御装置１０２は、エアロゾル源を加熱するための負荷１３２を電気的に接続することができるコネクタ１０５を備える。負荷１３２は、異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷から選択され得る。例えば、当該複数の負荷は、ＮｉＣｒからなる負荷、ステンレス（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ、ＳＵＳ）からなる負荷、銅からなる負荷、セラミックからなる負荷、モリブデンからなる負荷、タングステンからなる負荷、白金からなる負荷などを含んでもよい。制御装置１０２はまた、コネクタ１０５に接続された負荷１３２の電気抵抗値を出力するセンサ１１２と、制御部１０６とを備える。
【００５２】
図３は、本開示の一実施形態による、制御装置１０２を動作させる処理のフローチャートである。ここでは、制御部１０６がすべてのステップを実行するものとして説明を行う。しかし、少なくとも一部のステップがエアロゾル吸引器１００Ａの１つ又は複数の別の構成要素によって実行されてもよいことに留意されたい。また、本実施形態が、制御装置１０２として又は制御装置１０２を動作させる方法として実施され得るだけでなく、制御部１０６などのプロセッサにより実行されると当該プロセッサに方法を実行させるプログラム、又は当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実施され得ることが理解されよう。
【００５３】
処理３００はステップ３０２において開始する。ステップ３０２において、制御部１０６は、負荷１３２がコネクタ１０５に接続されたか否かを判断する。一例において、コネクタ１０５が少なくとも２つの端子を含み、カートリッジ１０４Ａが、当該少なくとも２つの端子を介して制御装置１０２と電気的に接続され得る場合、制御部１０６は、当該端子間の抵抗値に基づいて判断を行ってもよい。例えば、上記端子間の抵抗値が所定の値を下回った場合、制御部１０６は、負荷１３２がコネクタ１０５に接続されたと判断してもよい。負荷１３２がコネクタ１０５に接続されていないと判断された場合（ステップ３０２の「Ｎ」）、処理はステップ３０２の前に戻る。
【００５４】
負荷１３２がコネクタ１０５に接続されたと判断された場合（ステップ３０２の「Ｙ」）、処理はステップ３０４に進む。ステップ３０４において、制御部１０６は、負荷１３２の電気抵抗値を検出する。例えば、制御部１０６は、センサ１１２が出力する、負荷１３２の電気抵抗値を取得してもよい。あるいは、制御部１０６は、センサ１１２によって検知された、負荷１３２の電気抵抗値に関連する値（負荷１３２の両端の電圧値、負荷１３２を流れる電流値など）に基づいて、負荷１３２の電気抵抗値を計算してもよい。
【００５５】
処理はステップ３０６に進み、制御部１０６は、エアロゾル生成要求が検出されたか否かを判断する。一例において、制御部１０６は、圧力センサの出力等に基づいて、ユーザによる吸引が開始されたか否かを判定してもよい。別の例において、制御部１０６は、負荷１３２への給電を行うためにエアロゾル吸引器１００に備え付けられているボタンが押されたか否かを判定してもよい。エアロゾル生成要求が検出されない場合（ステップ３０６の「Ｎ」）、処理はステップ３０６の前に戻る。
【００５６】
エアロゾル生成要求が検出された場合（ステップ３０６の「Ｙ」）、処理はステップ３０８に進む。ステップ３０８において、制御部１０６は、コネクタ１０５に接続された負荷１３２が、（エアロゾル吸引器１００Ａのカートリッジ１０４Ａにおいて用いられ得る）複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が負荷１３２に供給されるように、負荷１３２の電気抵抗値（センサ１１２が電気抵抗値を出力する場合は、センサ１１２の出力値）に基づいて、負荷１３２に印加される実効電圧を制御する。
【００５７】
以下、図３のステップ３０８において異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷に対して略等しい実効電力を供給するための手法について詳細に説明する。具体的な説明をするために、ここでは、当該複数の負荷が第１負荷及び第２負荷を含み、第１負荷がＮｉＣｒからなり、第２負荷がＳＵＳからなると仮定する。しかし、本開示の実施形態において、負荷１３２が、異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の異なる負荷を含む複数の負荷から選択されてもよいことが理解されるべきである。また、複数の負荷が、異なる金属から構成される複数の負荷を含んでもよいし、複数の負荷が、同種の金属からなるが異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷を含んでもよいことが理解されるべきである。
【００５８】
図４は、本開示の実施形態において用いられる負荷１３２の温度−抵抗特性のグラフを示す。グラフ４００において、横軸は温度を表し、縦軸は負荷の電気抵抗値を表す。斜線部４０２は、第１負荷の電気抵抗値がとり得る値の範囲を示す。実線４０４は、例示的な第１負荷の温度−抵抗特性を示す。点線４０６は、図４に示された第１負荷の電気抵抗値がとり得る範囲において、第１負荷がとり得る電気抵抗値の下限を示す。斜線部４０８は、第２負荷の電気抵抗値がとり得る値の範囲を示す。実線４１０は、例示的な第２負荷の温度−抵抗特性を示す。点線４１２は、図４に示された第２負荷の電気抵抗値がとり得る範囲において、第２負荷がとり得る電気抵抗値の上限を示す。
【００５９】
実線４０４で示される第１負荷の電気抵抗値は、常温において約２．３５Ωである。この例において常温は２５℃であるが、他の温度を常温として定義してもよいことが理解されよう。実線４１０で示される第２負荷の電気抵抗値は、常温において約１．０Ωである。常温における負荷の電気抵抗値を基準抵抗値と呼んでもよい。
【００６０】
貯留部１１６Ａに含まれるエアロゾル源が枯渇しており、エアロゾル源を貯留部１１６Ａから保持部１３０へ供給できない場合、負荷１３２に電力が供給されると、負荷１３２の温度がエアロゾル源の沸点（例えば、２００℃）、又はユーザの口腔内へ送達可能な量のエアロゾルをエアロゾル源から生成可能な温度（例えば、２００℃）を超えて上昇する。また、エアロゾル源が貯留部１１６Ａに残存しているが保持部１３０においてエアロゾル源が一時的に不足している場合、同様に、負荷１３２に電力が供給されると、負荷１３２の温度がエアロゾル源の沸点等を超えて上昇する。したがって、負荷１３２の温度が所定の閾値に達したか否かを判定することにより、貯留部１１６Ａ又は保持部１３０に含まれるエアロゾル源が枯渇しているか否かを判定することが可能である。例えば、負荷１３２の温度が第１閾値（図４の例では、２５０℃）に達したとき、制御部１０６は、保持部１３０においてエアロゾル源が不足していると判定してもよい。また、負荷１３２の温度が第２閾値（図４の例では、３００℃）に達したとき、制御部１０６は、貯留部１１６Ａにおいてエアロゾル源が枯渇していると判定してもよい。実線４０４で示される第１負荷の電気抵抗値は、第１閾値において約２．４５Ωであり、第２閾値において約２．５Ωである。実線４１０で示される第２負荷の電気抵抗値は、第１閾値において約１．２５Ωであり、第２閾値において約１．３Ωである。
【００６１】
第１負荷に供給される実効電力と第２負荷に供給される実効電力とが略等しくなるためには、以下の式（１）が成り立つ必要がある。既に述べたとおり、ここでは、第１負荷がＮｉＣｒからなり、第２負荷がＳＵＳからなるものとする。
【数１】
2020171251.tif 000003
ここで、Ｖｅ＿ＮｉＣｒは第１負荷に印加される実効電圧であり、Ｖｅ＿ＳＵＳは第２負荷に印加される実効電圧である。ＲＮｉＣｒ（ＴＢ．Ｐ．）は、第１負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの第１負荷の電気抵抗値（センサ１１２の出力値）である。ＲＳＵＳ（ＴＢ．Ｐ．）は、第２負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの第２負荷の電気抵抗値（センサ１１２の出力値）である。
【００６２】
式（１）を変形すると、以下の式（２）が得られる。
【数２】
2020171251.tif 000004
【００６３】
制御部１０６は、第１負荷がコネクタ１０５に接続された場合、第１負荷に既定の実効電圧（例えば、Ｖｅ＿ＮｉＣｒ）を印加するように構成される。このとき、式（２）に示すように、第２負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときのセンサ１１２の出力値（ＲＳＵＳ（ＴＢ．Ｐ．））は、第２負荷に印加することができる電圧（Ｖｅ＿ＳＵＳ）を上記既定の実効電圧（Ｖｅ＿ＮｉＣｒ）で割った値の２乗と、第１負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときのセンサ１１２の出力値（ＲＮｉＣｒ（ＴＢ．Ｐ．））との積と略等しい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、制御部１０６は、それらの負荷の間でこのような条件を満たすように構成することができることが理解されよう。これにより、ある特性を有する負荷を含むヒータを別の特性を有する負荷を含むヒータと交換しても、負荷に供給される実効電力をほぼ同一にすることができる。したがって、ヒータの交換の前後におけるユーザの違和感が低減され、商品性が向上する。また、第２負荷の種類を新たに増やしても、制御装置１０２を新たに製造したり、制御装置１０２のプログラムを書き換え又は更新することなく、負荷に供給される実効電力をほぼ同一にすることができる。
【００６４】
図４の例において、第２負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときのセンサ１１２の出力値は、第１負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときのセンサ１１２の出力値より小さい。従って、以下の関係が成り立つ。
【数３】
2020171251.tif 000005
【００６５】
第２負荷は、同種の材料からなるものであったとしても、サイズ、形状等により、様々な温度−抵抗特性を有し得る。図４には、第２負荷が様々な抵抗値をとり得ることが矢印４１４により示されている。エアロゾル吸引器１００Ａ及びカートリッジ１０４Ａの設計自由度を高めるためには、第２負荷の電気抵抗値の選択の自由度を高めることが望ましい。１つの解決策として、第２負荷がコネクタ１０５に接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときのセンサ１１２の出力値の下限値をなるべく小さくすることが考えられる。したがって、式（２）に基づき、制御部１０６は、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときに第２負荷に印加される実効電圧（Ｖｅ＿ＳＵＳ）が、上記既定の実効電圧（Ｖｅ＿ＮｉＣｒ）より低くなるように制御するよう構成されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、制御部１０６は、それらの負荷の間でこのような条件が満たされるように構成することができることが理解されよう。これにより、ヒータに含まれる負荷の電気抵抗値が低いほど、低い実効電圧が印加される。結果として、略等しい実効電力が負荷に供給されることを保証しつつ、ヒータ（及び、ヒータに含まれる負荷）の選択の自由度を向上させることができる。
【００６６】
式（２）及び（３）に基づくと、第２負荷の電気抵抗値の選択の自由度が最も高くなる条件は、以下の式（４）のように表すことができる。
【数４】
2020171251.tif 000006
ここで、ＶＥ．Ｏ．Ｄは電源１１０の放電終止電圧であり、ＶＦｕｌｌは電源１１０の満充電電圧である。第２負荷の選択の自由度を高めるためには、ＲＳＵＳ（ＴＢ．Ｐ．）の下限値をなるべく小さくすることが望ましい。この観点から式（２）及び（４）を考慮すると、第２負荷に印加される実効電圧（Ｖｅ＿ＳＵＳ）が電源１１０の放電終止電圧となることが望ましい。
【００６７】
したがって、制御部１０６は、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときに第２負荷に印加される実効電圧が、放電終止状態にある電源１１０が第２負荷に印加することができる最大の電圧と略等しくなるよう制御するように構成されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、制御部１０６は、このような条件が満たされるように構成することができることが理解されよう。これにより、ヒータに含まれる負荷の電気抵抗値が低いほど、低い実効電圧が印加される。結果として、略等しい実効電力が負荷に供給されることを保証しつつ、ヒータ（及び、ヒータに含まれる負荷）の選択の自由度を向上させることができる。
【００６８】
図４の例において、斜線部４０２は斜線部４０８と重ならない。したがって、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときのセンサ１１２の出力値は、常温において第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときのセンサ１１２の出力値とは異なる。
【００６９】
また、図４の例において、第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値と、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値とは、温度範囲全体にわたって重複しない。したがって、斜線部４０２と斜線部４０８との間に位置する電気抵抗値が、第１負荷と第２負荷とを区別するための所定の閾値として用いられてもよい。当該所定の閾値は記憶部１１４に格納されてもよい。制御部１０６は、センサ１１２の出力値が所定の閾値より小さい場合、コネクタ１０５に接続された負荷が第２負荷であると判定し、センサ１１２の出力値が所定の閾値より大きい場合、コネクタ１０５に接続された負荷が第１負荷であると判定するように構成されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、制御部１０６は、それらの負荷の間でこのような条件が満たされるように構成することができることが理解されよう。これにより、エアロゾル吸引器１００が使用される温度域において、複数の負荷から選択される各負荷の電気抵抗値が重ならない。したがって、ある負荷を含むヒータを使用した後すぐに当該ヒータをエアロゾル吸引器１００から取り外し、その直後に別の負荷を含むヒータをエアロゾル吸引器１００に取り付けても、これらのヒータ又は負荷を識別することができる。
【００７０】
本開示の一実施形態において、図４の例に代えて、第１負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０２及び第２負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０８は、第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値と、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値の一部のみとが重複しないように、選択されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、それらの負荷がこのような条件が満たされるように選択することができることが理解されよう。これにより、エアロゾル吸引器１００が使用される温度域の一部において、複数の負荷から選択される各負荷の電気抵抗値が重ならない。したがって、使用直後のヒータに含まれる負荷が複数の負荷のうちのいずれであるかを識別することを可能にしつつ、負荷の選択の自由度を向上させることができる。
【００７１】
本開示の一実施形態において、図４の例に代えて、第１負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０２及び第２負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０８は、第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値と、第２負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値の最大値とが重複するように、選択されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、それらの負荷がこのような条件が満たされるように選択することができることが理解されよう。これにより、エアロゾル吸引器１００が使用される温度域の上限において、複数の負荷から選択される２つの負荷の電気抵抗値が重なる。負荷を含むヒータを交換するとき、負荷の温度が温度域の上限にある可能性は低い。したがって、このような特徴により、使用直後のヒータに含まれる負荷が複数の負荷のうちのいずれであるかを識別することを可能にしつつ、負荷の選択の自由度を向上させることができる。
【００７２】
本開示の一実施形態において、図４の例に代えて、第１負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０２及び第２負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０８は、第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値と、第２負荷がコネクタ１０５に接続されており且つエアロゾル源を貯留する貯留部１１６Ａにエアロゾル源が残存しているがエアロゾル源を保持する保持部１３０においてエアロゾル源が一時的に不足した場合にのみセンサ１１２が出力し得る値（例えば、図４に示す第１閾値の温度における電気抵抗値）とが、重複するように、選択されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、それらの負荷がこのような条件が満たされるように選択することができることが理解されよう。これにより、エアロゾル吸引器１００が使用される温度域の上限において、複数の負荷から選択される２つの負荷の電気抵抗値が重なる。負荷を含むヒータを交換するとき、負荷の温度が温度域の上限にある可能性は低い。したがって、このような特徴により、使用直後のヒータに含まれる負荷が複数の負荷のうちのいずれであるかを識別することを可能にしつつ、負荷の選択の自由度を向上させることができる。
【００７３】
本開示の一実施形態において、図４の例に代えて、第１負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０２及び第２負荷がとり得る電気抵抗値の領域４０８は、第１負荷がコネクタ１０５に接続されているときにセンサ１１２が出力し得る値と、第２負荷がコネクタ１０５に接続されており且つエアロゾル源を貯留する貯留部１１６Ａからエアロゾル源を保持する保持部１３０へエアロゾル源を供給できない場合にのみセンサ１１２が出力し得る値（例えば、図４に示す第２閾値の温度における電気抵抗値）とが、重複するように、選択されてもよい。負荷１３２が異なる温度−抵抗特性を有する３つ以上の負荷から選択される場合においても、それらの負荷がこのような条件が満たされるように選択することができることが理解されよう。これにより、エアロゾル吸引器１００が使用される温度域の上限において、複数の負荷から選択される２つの負荷の電気抵抗値が重なる。負荷を含むヒータを交換するとき、負荷の温度が温度域の上限にある可能性は低い。したがって、このような特徴により、使用直後のヒータに含まれる負荷が複数の負荷のうちのいずれであるかを識別することを可能にしつつ、負荷の選択の自由度を向上させることができる。
【００７４】
異なる温度−抵抗特性を有する複数の負荷が、上述の実施形態に関して説明した条件を満たす場合、制御部１０６は、センサ１１２の出力値に基づいて、コネクタ１０５に接続された負荷が複数の負荷のうちのどの負荷であるかを判定するように構成することができる。制御部１０６は、コネクタ１０５に接続された負荷が複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が当該負荷に供給されるように、上記判定の結果に基づいて、当該負荷に印加される実効電圧を制御するように構成されてもよい。
【００７５】
制御装置１０２は、電源１１０とコネクタ１０５との間に直列接続される開閉器を備えてもよい。制御部１０６は、開閉器に対してＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御を行い、コネクタ１０５に接続された負荷に印加される実効電圧が略等しくなるようにしてもよい。これにより、ある特性を有する負荷を含むヒータを別の特性を有する負荷を含むヒータと交換しても、負荷に供給される実効電力をほぼ同一にすることができる。したがって、ヒータの交換の前後におけるユーザの違和感が低減され、商品性が向上する。
【００７６】
記憶部１１４は、複数の負荷の各々と上記ＰＷＭ制御のためのデューティ比又は上記ＰＦＭ制御のための周波数とを対応づける情報を格納してもよい。図５は、負荷種別とＰＷＭ制御のためのデューティ比とを対応付ける情報の例を示す。この例では、本開示の実施形態によるエアロゾル吸引器１００において用いることができる複数の負荷が第１負荷から第Ｎ負荷までのＮ個の負荷を含む。９５％のデューティ比、８０％のデューティ比、７０％のデューティ比及び３０％のデューティ比が、それぞれ、第１負荷、第２負荷、第３負荷及び第Ｎ負荷に関連付けられている。制御部１０６は、このような情報に基づいて、コネクタ１０５に接続されていると判定された負荷に対応するデューティ比又は周波数を決定し、決定されたデューティ比又は周波数を用いて、ＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御を行うように構成されてもよい。
【００７７】
以上、本開示の実施形態が説明されたが、これらが例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、追加、改良などを適宜行うことができることが理解されるべきである。本開示の範囲は、上述した実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ規定されるべきである。
【符号の説明】
【００７８】
１００Ａ、１００Ｂ…エアロゾル吸引器、１０２…制御装置、１０４Ａ…第１部材（カートリッジ）、１０４Ｂ…第２部材（エアロゾル発生物品、スティック）、１０５…コネクタ、１０６…制御部、１０８…通知部、１１０…電源、１１２…吸口部、１１２…センサ、１１４…記憶部、１１６Ａ…貯留部、１１６Ｂ…エアロゾル基材、１１８Ａ、１１８Ｂ…霧化部、１２０…空気取込流路、１２１…エアロゾル流路、１２２…吸口部、１３０…保持部、１３２…負荷、１３４…回路、２０２…第１回路、２０４…第２回路、２０８…変換部、２１２…シャント抵抗、２１６…ダイオード、２１８…インダクタンス、２２０…キャパシタ、
【図１Ａ】
2020171251.tif 000007
【図１Ｂ】
2020171251.tif 000008
【図２】
2020171251.tif 000009
【図３】
2020171251.tif 000010
【図４】
2020171251.tif 000011
【図５】
2020171251.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月6日(2019.8.6)
【手続補正１】
【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１】
異なる温度−抵抗特性を有する、第１負荷及び第２負荷を含む複数の負荷から選択される、エアロゾル源を加熱するための負荷を、電気的に接続することができるコネクタと、
前記コネクタに接続された負荷の電気抵抗値を出力するセンサと、
前記第１負荷が前記コネクタに接続された場合、前記第１負荷に既定の実効電圧を印加し、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記センサの出力値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御する
ように構成される制御部と
を備え、
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値が、前記第２負荷に印加することができる電圧を前記既定の実効電圧で割った値の２乗と、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値との積と略等しい、エアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記センサの出力値に基づいて、前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であるかを判定し、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、前記判定の結果に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御する
ように構成される、請求項１に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項３】
電源と、
前記電源と前記コネクタとの間に直列接続される開閉器と
を備え、
前記制御部は、前記開閉器に対するＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御によって、前記コネクタに接続された前記負荷に印加される実効電圧を制御するよう構成される、請求項１又は２に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項４】
前記複数の負荷の各々と前記ＰＷＭ制御のためのデューティ比又は前記ＰＦＭ制御のための周波数とを対応づける情報を格納する記憶部
を備え、
前記制御部は、
前記情報に基づいて、前記コネクタに接続されていると判定された負荷に対応するデューティ比又は前記周波数を決定し、
決定された前記デューティ比又は前記周波数を用いて、前記ＰＷＭ制御又は前記ＰＦＭ制御を行う
ように構成される、請求項３に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項５】
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さく、
前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、前記既定の実効電圧より低くなるように制御するよう構成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項６】
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値は、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値より小さく、
前記制御部は、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記第２負荷に印加される実効電圧が、放電終止状態にある前記電源が前記第２負荷に印加することができる最大の電圧と略等しくなるよう制御するように構成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項７】
前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値は、常温において前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときの前記センサの出力値とは異なる、
請求項１から６のいずれか１項に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項８】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値とが重複しない、
請求項７に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記センサの出力値が所定の閾値より小さい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第２負荷であると判定し、
前記センサの出力値が前記所定の閾値より大きい場合、前記コネクタに接続された負荷が前記第１負荷であると判定する
ように構成される、請求項８に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１０】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の一部のみとが重複しない、
請求項７に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１１】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値の最大値とが重複する、
請求項１０に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１２】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部にエアロゾル源が残存しているが前記エアロゾル源を保持する保持部において前記エアロゾル源が一時的に不足した場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する、
請求項１０に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１３】
前記第１負荷が前記コネクタに接続されているときに前記センサが出力し得る値と、前記第２負荷が前記コネクタに接続されており且つ前記エアロゾル源を貯留する貯留部から前記エアロゾル源を保持する保持部へ前記エアロゾル源を供給できない場合にのみ前記センサが出力し得る値とが、重複する、
請求項１０に記載のエアロゾル吸引器用の制御装置。
【請求項１４】
制御装置を備えるエアロゾル吸引器の制御方法であって、
前記制御装置が備えるコネクタに接続された負荷の電気抵抗値を検出するステップと、
第１負荷及び第２負荷を含む複数の負荷のうちの前記第１負荷が前記コネクタに接続された場合、前記第１負荷に既定の実効電圧を印加するステップと、
前記コネクタに接続された前記負荷が前記複数の負荷のうちのどの負荷であっても、略等しい実効電力が前記負荷に供給されるように、検出された前記電気抵抗値に基づいて、前記負荷に印加される実効電圧を制御するステップと
を含み、
前記第２負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値が、前記第２負荷に印加することができる電圧を前記既定の実効電圧で割った値の２乗と、前記第１負荷が前記コネクタに接続され且つエアロゾルを生成可能な状態にあるときの前記センサの出力値との積と略等しい、制御方法。
【請求項１５】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、請求項１４に記載の制御方法を実行させる、プログラム。
【請求項１６】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の制御装置を含むエアロゾル吸引器。