(57)【要約】  空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置は、空気流路と、開口を有するチャンバと、液体が開口を通ってチャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器と、チャンバ内に配置された圧力センサであって、液体流制限器が存在しているときに、空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能な圧力センサと、圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路とを含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流路と、
開口を有するチャンバと、
液体が前記開口を通って前記チャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【請求項２】
前記圧力センサが、前記液体流制限器が存在しているときに、毎秒５ｍｌの前記空気流路の空気流における１５５Ｐａから、毎秒４０ｍｌの前記空気流路の空気流における１４００Ｐａまでの範囲の空気圧の変化を検出するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記空気流路が、前記チャンバの外側にあり、前記開口と連通している、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記開口を除いて、前記チャンバが気密である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記開口が前記チャンバの空気出口であり、前記チャンバが空気入口を更に備え、前記空気流路が前記チャンバを貫通し、前記開口及び前記空気入口を含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
前記液体流制限器が前記開口内に、又は前記開口を横切って配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記液体流制限器が前記空気流路内に、又は前記空気流路を横切って配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記液体流制限器がメッシュを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記メッシュが疎水性材料の表面層を有する、又は疎水性材料から作られている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記メッシュが、１００μｍ以下の隙間の大きさ、及び２００以上のゲージを有する、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記液体流制限器が孔のあるノズルを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズルが、疎水性材料から作られている、又は疎水性材料の表面コーティングを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ノズルがポリエーテルエーテルケトンから作られている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ノズルの前記孔が０．５ｍｍ以下の直径を有する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記液体流制限器が、前記空気流路の第１の方向の空気流の圧力で開き、反対方向の液体流に対しては閉じているように構成された一方向バルブを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記回路からの前記制御信号に応答するバッテリーを更に備えた、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
エアロゾル供給システムの構成部品である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置を備える、エアロゾル供給システム。
【請求項１９】
空気流路と、
チャンバと、
前記空気流路から前記チャンバ内に開いた開口と、
前記開口内に、又は前記開口を横切って配置され、液体が前記開口を通って前記チャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器であって、メッシュ、又は孔のあるノズルを備える液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【請求項２０】
空気流路と、
チャンバと、
前記空気流路から前記チャンバ内に開いた開口と、
前記開口内に、又は前記開口を横切って配置され、空気に対して透過性で、液体が前記チャンバに入ることを妨げるように前記液体に対して不透過性であるように構成された液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエアロゾル供給システムで使用するための、空気圧測定に応じて電力供給を制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｅシガレット（電子タバコ）等のエアロゾル供給システムは一般に、典型的にはニコチンを含む配合物を含む原料液体のリザーバを含み、リザーバから、気化又は他の手段等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、リザーバからの原料液体の一部分に関連される加熱要素を備えることがある。使用者が装置で吸入すると、加熱要素が作動して少量の原料液体を気化し、かくして、これは使用者によって吸引される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、システムの吸い口から離れて配置された一つ以上の空気入口穴を備える。使用者が吸い口を吸うと、空気は、入口穴を通って引か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、その結果、エアロゾル供給源を通って引かれた空気は、流路に沿ってエアロゾル供給源からのエアロゾルをいくらかその空気とともに運んで吸い口の開口に引かれ続ける。エアロゾルを運ぶ空気は、使用者が吸引するための吸い口の開口を通ってエアロゾル供給システムを流出する。
【０００３】
「要求があり次第（オンデマンドで）」エアロゾルを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、空気流路はまた、空気圧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、空気圧が降下する。これはセンサによって検出され、センサからの出力信号を使って、エアロゾル供給システムに収められたバッテリーを作動させるための制御信号を発生させて加熱要素に電力を供給する。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応答して原料液体を気化することによって形成される。喫煙の終了時には、空気圧は再び変化してセンサによって検出されて、その結果、電力の供給を止めるための制御信号が発生させられる。このようにして、エアロゾルは使用者が必要とするときだけに生成させられる。
【０００４】
このような構成では、空気流路は圧力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、ｅシガレットを落とした場合、損傷した場合、又は誤った扱いをした場合、原料液体が圧力センサに流れる可能性がある。圧力センサが液体に曝されると、センサは一時的に、又は永久に正しく作動しなくなることがある。
【０００５】
したがって、この問題を軽減するための手法に関心が持たれている。
【発明の概要】
【０００６】
本書で説明される特定の実施形態の第１の態様によれば、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置が提供される。本装置は、空気流路と、開口を有するチャンバと、液体が開口を通ってチャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器と、チャンバ内に配置された圧力センサであって、液体流制限器が存在しているときに、空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路とを備える。
【０００７】
圧力センサは、液体流制限器が存在しているときに、毎秒５ｍｌの空気流路の空気流における１５５Ｐａから、毎秒４０ｍｌの空気流路の空気流における１４００Ｐａまでの範囲の空気圧の変化を検出するように動作可能である。
【０００８】
空気流路は、チャンバの外側にあり、開口と連通することができる。開口を除いて、チャンバは気密とすることができる。
【０００９】
或いは、開口はチャンバの空気出口であり、チャンバは空気入口を更に備え、空気流路はチャンバを貫通し、開口及び空気入口を含む。
【００１０】
液体流制限器は開口内に、又は開口を横切って配置され、或いは、空気流路内に、又は空気流路に横切って配置されてもよく、或いは、適切な大きさであれば開口自体であってもよい。
【００１１】
液体流制限器はメッシュを備えていてもよく、例えば、メッシュは、疎水性材料の表面層を有する、又は疎水性材料から作られている、並びに／或いは、メッシュは、１００μｍ以下の隙間の大きさ、及び２００以上のゲージを有する。
【００１２】
他の実施形態では、液体流制限器は孔のあるノズルを備えてもよい。ノズルは、疎水性材料から作られていてもよい、又は疎水性材料の表面コーティングを有してもよい。例えば、ノズルはポリエーテルエーテルケトンから作られていてもよい。或いは、ノズルは疎水性であってもよい。例えば、ノズルはステンレス鋼等の金属から作られていてもよい。ノズルの孔は、０．３ｍｍ等、０．５ｍｍ以下の直径を有してもよい。
【００１３】
他の実施形態では、液体流制限器は、空気流路の第１の方向の空気流の圧力で開き、反対方向の液体流に対しては閉じているように構成された一方向バルブを備えてもよい。
【００１４】
本装置は、回路からの制御信号に応答するバッテリーを更に備えてもよい。本装置は、エアロゾル供給システムの構成部品とすることができる。
【００１５】
本書で提供される特定の実施形態の第２の態様によれば、第１の態様による、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置を備えたエアロゾル供給システムが提供される。
【００１６】
本書で提供される特定の実施形態の第３の態様によれば、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置が提供される。本装置は、空気流路と、チャンバと、空気流路からチャンバ内に開いた開口と、開口内に、又は開口を横切って配置され、液体が開口を通ってチャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器であって、メッシュ、又は孔のあるノズルを備えた液体流制限器と、チャンバ内に配置された圧力センサであって、液体流制限器が存在しているときに、空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能な圧力センサと、圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路とを備える。
【００１７】
本書で提供される特定の実施形態の第４の態様によれば、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置が提供される。本装置は、空気流路と、チャンバと、空気流路からチャンバ内に開いた開口と、開口内に、又は開口を横切って配置され、空気に対して透過性で、液体がチャンバに入ることを妨げるように液体に対して不透過性であるように構成された液体流制限器と、チャンバ内に配置された圧力センサであって、液体流制限器が存在しているときに、空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能な圧力センサと、圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路とを備える。
【００１８】
特定の実施形態のこれらの及びさらなる態様は添付の独立請求項及び従属請求項に記載される。従属請求項の特徴は、特許請求の範囲に明示的に記載された以外の組合せで、互いに、及び、独立請求項の特徴と組み合わせることができることは認識されるであろう。さらに、本書で説明する手法は、下記で述べるような特定の実施形態に限定されるものではないが、本書で提示する特徴の任意の適切な組合せを含み、そのようなものが考えられる。例えば、レーザ溶接方法は、必要に応じて、下記で説明する様々な特徴のうちのいずれか一つ又は複数を含む、本書で説明する手法にしたがって提供することができる。
【００１９】
次に、添付図面を参照して単に例として様々な実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態が適用され得るエアロゾル供給システムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態が適用され得るエアロゾル供給システムの一部分の概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態による装置の第１の例の構成の図である。
【図４】本発明の実施形態による装置の第２の例の構成の図である。
【図５】本発明の実施形態による装置の第３の例の構成の図である。
【図６】貫流構成における液体流制限器のメッシュ型の実施形態を使用して記録された圧力測定のグラフである。
【図７】バイパス流構成における液体流制限器のメッシュ型の実施形態を使用して記録された圧力測定のグラフである。
【図８】液体流制限器のメッシュ型の実施形態による例示的な装置の断面斜視図である。
【図９】漏れ試験前後の、図８の装置から記録された圧力測定のグラフである。
【図１０】バイパス流構成における液体流制限器のノズルの実施形態を使用して記録された圧力測定のグラフである。
【図１１】液体流制限器のノズル型の実施形態による例示的な装置の断面斜視図である。
【図１２】異なるノズルを有する図８の装置から記録された圧力測定のグラフである。
【図１３】漏れ試験前後の、図１１の装置から記録された圧力測定のグラフである。
【図１４】液体流制限器のバルブ型の実施形態による例示的な装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
特定の例及び実施形態の態様及び特徴について、本書において論じられ説明されている。しかし、特定の例及び実施形態における幾つかの態様及び特徴は、従来一般に具現化されている場合もあり、それらは簡略化するために詳細には論じることも説明することもしない。したがって、詳細に説明していない本書で論じた装置及び方法の態様及び特徴は、そのような態様及び特徴を具現化するための任意の従来技術に従って具現化され得ることは理解されたい。
【００２２】
上述したように、本開示は、（限定するものではないが）ｅシガレット等のエアロゾル供給システムに関する。以下の説明を通じて、「ｅシガレット」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）供給システムと互換的に使用することができることを理解されたい。
【００２３】
図１は、いくつかの実施形態が適用可能なｅシガレット１０等のエアロゾル／蒸気供給システムの非常に概略的な図（原寸に比例した図ではない）である。ｅシガレットは、略円筒形で、破線で示した長手方向の軸線に沿って延び、二つの主要構成部品、すなわち、本体２０及びカートリッジアセンブリ３０を備えている。
【００２４】
カートリッジアセンブリ３０は、リザーバ３８と、加熱要素又はヒータ４０とを含み、リザーバ３８には、エアロゾルを生成する、例えば、ニコチンを含む液体製剤を含む原料液体が入っており、加熱要素又はヒータ４０は、原料液体を加熱してエアロゾルを生成させる。原料液体及び加熱要素４０はまとめて、エアロゾル供給源と呼ぶことができる。カートリッジアセンブリ３０は、開口を有する吸い口３５を更に含み、使用者はこの開口を通じて、加熱要素４０によって生成されたエアロゾルを吸引することができる。原料液体は、約１〜３％のニコチン、及び５０％グリセロールを含み、残りは、ほぼ等しい量の水とプロピレングリコールで、香味剤等の他の成分を含むこともある。本体２０は、充電可能な電池又はバッテリー５４（以下、本書では「バッテリー」と称する）を含んで、ｅシガレット１０及びプリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）２８、及び／又はｅシガレットを全体的に制御する他の電子機器に電力を供給する。使用時、回路基板２８が、空気圧センサ（図示せず）によって検出された圧力変化に応答して制御するように、加熱要素４０がバッテリー５４から電力を受け取ると、加熱要素４０は、加熱箇所の原料液体を気化させてエアロゾルを生成し、次いで、これは、使用者によって吸い口３５の開口を通じて吸引される。使用者が吸い口を吸うと、エアロゾルは、エアロゾル供給源を吸い口の開口に接続する空気チャネル（図示せず）に沿ってエアロゾル供給源から吸い口３５に運ばれる。
【００２５】
この特定の例では、図１に示すように、本体２０とカートリッジアセンブリ３０は、長手方向軸線に平行な方向に分離することによって互いに取外し可能であるが、装置１０の使用時には、係合要素２１、３１（例えば、ねじ式又はバヨネット式の取付具）を協働させることによって互いに接合して、本体２０とカートリッジアセンブリ３０との間を機械的及び電気的に接続することができる。カートリッジアセンブリ３０に接続するために使用される、本体２０の電気コネクタ接続部はまた、本体２０がカートリッジアセンブリ３０から取り外されているときに充電装置（図示せず）に本体２０を接続するための接続部として働くことができる。充電装置の他端は、外部電源、例えば、ＵＳＢソケットに差し込まれて、ｅシガレットの本体２０のバッテリー５４を充電又は再充電することができる。他の実施態様では、別個の充電接続部を設けることができ、したがって、例えば、バッテリー５４は、カートリッジアセンブリ３０に接続されているときでも充電することができる。
【００２６】
ｅシガレット１０には、空気入口用に一つ以上の穴（図１には示されていない）が設けられている。これらの穴は、本体２０の外壁にあり、吸い口３５までｅシガレット１０内を通る空気流路につながっている。空気流路は、本体２０内の圧力検知領域（図１には示されていない）を含み、次いで、本体２０からカートリッジアセンブリ３０に入って加熱要素４０の周りの領域につながり、その結果、使用者が吸い口３５を通じて吸入すると、空気は、一つ以上の空気入口の穴を通って空気流路に引き込まれる。この空気流（又は、この結果生じた圧力変化）が、空気流路と連通した圧力センサ（図１には示されていない）によって検出され、これによって（回路基板２８が作動することによって）加熱要素が作動して原料液体の一部分を気化させてエアロゾルを生成する。空気流は、空気流路を通過し、加熱要素４０の周りの領域で蒸気と混合し、その結果生じたエアロゾル（空気流と濃縮蒸気との混合物）は、加熱要素４０の領域から吸い口３５までつながる空気流路に沿って移動して使用者によって吸引される。
【００２７】
いくつかの例では、取外し可能なカートリッジアセンブリ３０は、原料液体の供給源を使い尽くすと処分され、望むならば、別のカートリッジアセンブリと交換することができる。しかしながら、本体２０は再使用可能にすることができ、例えば、一連の使い捨て可能で取外し可能なカートリッジアセンブリに接続することによって１年以上動作させることができる。このため、本体２０の構成部品の機能性を保つことが望まれている。
【００２８】
図２は、カートリッジアセンブリ３０と本体２０を接合した状態の、図１と同様な例示的なｅシガレットの中間部分の概略縦断面図である。この図では、カートリッジアセンブリ３０は、本体２０に取り付けられて示されており、これらの構成部品の側壁３２、２２は、押込み嵌め（スナップ嵌め式、バヨネット式又はねじ式の取付具もまた使用することができる）が可能な形状となっている。本体２４の側壁２２は、矢印Ａで示すように空気が入ることができる一対の穴２４（これより多い又は少ない穴を使用することができる）を有する。これらの穴は、本体２０に配置された中央空気流路又はチャネル６６の第１の部分につながり、カートリッジアセンブリ３０と本体２０が接続されると、この第１の部分は、カートリッジアセンブリ３０に配置された空気流チャネル６６の第２の部分に結合されて連続した空気流チャネル６６を形成する。使用者が吸い口を通じて吸引し、空気が穴２４から引き込まれると、気化した原料液体を取り込むように空気流チャネル６６を通って空気を引き込むことができるように、加熱要素４０は空気流チャネル６６内に配置されている。
【００２９】
本体２０はまた、空気流チャネル６６内の空気圧の変化を検出するように動作可能な圧力センサ６２を含む。センサ６２は、開口６４を通じて空気流路６６の第１の部分につながるチャンバ６０内にある。チャネル６６内の空気圧の変化は、開口６４を通ってチャンバ６０内に伝わってセンサ６２によって検出される。代替の構成では、センサ６２は、空気流チャネル内に配置することができる（下記で更に説明する）。この例では、前述の回路基板２８又は他の電子機器もまたチャンバ６０内に配置され（ｅシガレットのどこか他のところに配置することができる）、センサ６２が空気圧の変化に反応したときにその出力を受け取る。所定の閾値を超えて空気圧が低下したことが検出されると、これは、使用者が空気流チャネルを通じて吸引していることを示しており、回路基板は、バッテリー５４に電流を供給して加熱要素を加熱するように制御信号を発生する。これらの様々な構成部品は、空気圧力測定に応答して電力供給を制御するための装置として考えることができる。
【００３０】
加熱要素４０は、例えば、毛管作用によって、ｅシガレットのリザーバ（図２には示していない）から原料液体の供給を受ける（加熱要素の材料構造による）。図２から認識することができるように、これによって、原料液体は圧力センサのすぐ近くに至る。通常の作動状態では、これは一般的には問題とならない。加熱要素は原料液体を保持することができ、原料液体は、気化するとその領域から完全に離れるように引かれる。しかしながら、リザーバの漏れ、破損、又は他の損傷、ｅシガレットへの衝撃、或いは同様の事象によって、原料液体は、矢印Ｌで示すように、吸入空気流の方向とは反対方向に空気流チャネル６６に沿って加熱要素４０を通過するように強制的に移動させられ、又は移動することが可能になることがある。その場合、液体はチャンバ６０に入って、圧力センサ６２の動作を乱すことがある。
【００３１】
本発明の実施形態は、圧力センサの許容可能な動作を可能にしながら、圧力センサが原料液体に曝されることを防ぐように意図された構成に関する。いくつかの構成が考えられている。
【００３２】
装置形状
図３は、本発明の実施形態による第１の例示的な空気圧検出装置の非常に概略的な図（原寸に比例した図ではない）を示す。この装置は、図２に示したものと同様である。機能部は様々に示されているが、その向きはあまり重要ではない。図３の例では、圧力センサ６２は、空気流路又はチャネル６６の一部分に隣り合うチャンバ６０内に配置され、空気流路又はチャネル６６は、ｅシガレットの構造内に形成され、前述の空気入口の穴と連通した側壁によって画定される。チャネルは、チャンバを通過するとき真直ぐであってもよいし、そうでなくてもよい。使用者の吸引時、空気は、矢印Ａで示すように通路に沿って流れる。チャンバ６０の一つの壁には、空気流路６６に通じる開口６４があり、空気流路はチャンバの外側にあってチャンバを通過しない。空気流路に生じる空気圧の変化は、開口６４を通じてチャンバ６０の内部に伝わり、その結果、圧力センサ６２はその変化を検出して対応する出力を制御電子機器又は回路基板（図３には示していない）に送ることができる。本発明の実施形態によれば、本装置は、開口６４内に、それを覆うように、又はそこを横切るように配置された液体流制限器７０（単に「制限器」ともいう）を更に含み、この液体流制限器７０は、空気流路６６内にあるかもしれない液体Ｌがチャンバ６０に入ってセンサ６２を汚すことを防ぐ、減らす、妨げるように働く。液体流制限器７０の様々な構成が考えられ、これらは下記で更に説明する。しかしながら、この構成の共通の特性は、各装置は、空気流路６６の圧力変化がチャンバ６０内に完全に又は大部分伝えられてセンサ６６でうまく検出される程度に空気流に対して透過性がある一方、液体がチャンバ６０内に及びセンサ６６の近くに入ることを妨げ又は防ぐように、液体流に対して完全に又はほとんど不透過性でもあることである。このため、この例では、液体流制限器７０は、典型的には、開口６４に挿入されるか、又は開口６４を覆って固定されることによって開口６４をふさぐような大きさ及び形状である。図３の例の特定の構成では、チャンバ６０が開口以外では実質的に気密に作られている場合、液体流制限器７０の動作は助けられる。これは、１回の吸引パフ中に、空気流チャネルの圧力に相応するチャンバ６０からの背圧を生成し、それは、制限器７０の、又はその近くのいかなる液体の流れもチャンバ６０に入ることを妨げるように作用する。また、図３の構成によって、空気流チャネルは開けた妨げのない状態に保たれ、その結果、使用者はｅシガレットを吸引するときの感覚が変わらない。空気流Ａは制限器７０をバイパスする。更に、図３の例の構成は、空気流路に沿って開口まで流れる液体に対して、代わりの、又はより流れやすい流路を提供する。液体は、制限器に侵入してチャンバに入るよりも、空気流路に沿って開口を通過して流れ続けることがより容易であり、したがって、このようになる可能性が高く、液体はこの機構によってもチャンバの外に維持される。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態による第２の例示的な空気圧検出装置の非常に概略的な図（原寸に比例した図ではない）を示す。チャンバ６０、センサ６２、開口６４、及び空気流路６６は、図３の例のように配置されており、空気流路６６はチャンバ６０の外側にある。しかしながら、この例では、液体流制限器７０は、開口６４に配置されるのではなく、空気流路６６内に配置され、空気流路６６を横切っている。これは、吸入空気流Ａの方向に関しては開口の下流に位置するが、生じ得る液体流Ｌの方向に関しては開口の上流に位置する。したがって、空気流路６６内の空気圧は、いかなる障害もなしに開口を通ってチャンバ６０内及びセンサ６２に直接伝わるが、液体は、制限器７０の存在によって開口に達することが妨げられ、又は防がれる。前記と同様に、制限器７０は、空気が空気流路６６に沿って自由に通過することができるように空気流に対しては透過性がある。しかしながら、この例では、制限器７０は、通路６６に沿って空気流Ａ内に直接配置されていることに留意されたい。これは、図３のバイパス流構成とは対照的に、貫流構成となっている。したがって、ｅシガレットを通じて吸引する使用者には、制限器が存在しているのが分かる。例えば、装置を作動させるのに必要な吸引圧は増大する可能性がある。下記で更に説明するように、この問題に対処するように制限器を設計することができる。
【００３４】
図５は、本発明の実施形態による第３の例示的な空気圧検出装置の非常に概略的な図（原寸に比例した図ではない）を示す。この例は、空気流Ａが制限器７０を通過する貫流配置という点で図４の例と類似性がある。しかしながら、図３及び図４の例の両方とは対照的に、空気流路６６は、チャンバ６０を通過するように配置されている。チャンバ６０は前記と同様に開口６４を有しているが、この例では、開口６４は、空気流路６６にとっては、チャンバ６０からの出口又は開口である。チャンバ６０は、空気流路６６にとっては、チャンバ６０内への入口である更なる開口６８を有する。使用者の吸引時、空気流Ａは入口６８を通ってチャンバ６０に入って、出口開口６４を通って出る。圧力センサ６２は、前記と同様にチャンバ６０内に配置されているが、図５の構成では、センサ６２は、空気流、及びその結果生じる圧力変化に、より直接的に曝されている。チャンバ６０は、空気流路の入口及び出口部分よりも実質的に広い箱として示されているが、これは必須ではない。この代わりに、センサの体積を受け入れるだけの十分に広さがある流路を使用してもよい、又は、センサを空気流路に直接配置して、流路がチャンバとして働くようにしてもよい。チャンバは、空気流が滑らかに通りやすいような形状にしてもよい。この例では、液体流制限器７０は、チャンバからの空気出口の開口６４内、又はそれを横切るよう配置されている。この位置は、生じ得る液体流Ｌの方向に関してはセンサ６２の上流であり、その結果、制限器７０が液体流を妨げる特性を有していることによって、センサ６２は液体に曝されないようになっている。制限器７０は、吸引している使用者がその存在を容易には分からないように、通過する空気流に最小限の影響しか与えないように構成されることが好ましい。
【００３５】
図３、図４、及び図５の例は、構成部品及び機能部の相対的な位置の点では異なるが、それぞれの場合で、センサの機能を妨げることなしに、液体がチャンバの開口を通ってチャンバ内に入ることを妨げることによって流体がセンサに近づかないように制限器が配置されていることは理解されよう。
【００３６】
次に、液体流制限器の三つの設計について説明する。これらは、それぞれ、メッシュ型制限器、ノズル型制限器、及びバルブ型制限器である。
【００３７】
メッシュ型制限器
この場合、メッシュシートを液体流制限器として使用することができる。メッシュの横糸と縦糸の間の開口又は隙間は空気を通すことができるが、開口が十分小さければ、液体の表面張力によって液体の通過を大きく妨げることができる。液体は、開口を通過するのに十分小さな液滴になることができない。メッシュは、気体（空気を含む）に対しては透過性があるが、液体に対しては不透過性である膜として考えることができる。メッシュが、疎水性材料の表面層を備えている場合、又は疎水性材料から作られている場合、液体に対する不透過性を強めることができる。適正な大きさの、及び／又は適正に処理されたメッシュのシートは、チャンバの開口６４を完全に又は実質的に覆って適所に取り付けられ（図３及び５の例）、或いは、空気チャネル６６の孔を横切って完全に又は実質的に延在する（図４の例、又は図よりも上流にある図５の例）。
【００３８】
可能なメッシュ材料としては、ステンレス鋼及びポリマー（ナイロン等）が挙げられる。いくつかの細かいメッシュの試験が実施された。それぞれの場合で、メッシュは、四角の格子状パターンに織られた規則正しい列の繊維又はワイヤから形成された。８０ゲージのステンレス鋼メッシュ（隙間の大きさが約２８０μｍ、ワイヤ太さが約１５０μｍ）、２００ゲージのステンレス鋼メッシュ（隙間の大きさが約６４μｍ、ワイヤ太さが約３０μｍ）、４００ゲージのステンレス鋼メッシュ（隙間の大きさが約３７μｍ、ワイヤ太さが約２７μｍ）、５００ゲージのステンレス鋼メッシュ（隙間の大きさが約２２μｍ、ワイヤ太さが約２８μｍ）、細かいナイロンメッシュ（隙間の大きさが約１６２μｍ、ワイヤ太さが約５３μｍ）を含む異なるワイヤ太さと異なるゲージ（異なる隙間の大きさ）が試験された。それぞれのメッシュのタイプの供試品は、噴霧塗布の疎水処理で処理された。市販の製品の例としては、表面の液体をはじく、Ｒｕｓｔ−Ｏｌｅｕｍ（ＲＴＭ）製のネヴァーウェット（ＮｅｖｅｒＷｅｔ）（ＲＴＭ）がある。気相蒸着は、疎水処理のための一施工技法である。また、装置の意図される目的に関して適切な疎水性材料を選択すべきである。人が口で使用することを意図するエアロゾル供給システムには、疎水性材料を食品及び／又は医薬業界で用いるための試験又は認証を受ける必要があることが含まれる。
【００３９】
メッシュは、実際のｅシガレットで見られるものに相当するチャンバ及び空気流路の形状で、貫流構成及びバイパス流構成の両方の構成を有するテスト装置で試験された。真空ポンプを使って、テスト装置を通る空気流を発生させ、流量計及びマノメータで監視した。実際のｅシガレット内の流れ状態をシミュレートするために、約１．３ｋＰａの全圧力損で達成された空気流量５０ｍｌ／ｓを発生させた。この空気流を約３秒間流した。
【００４０】
テスト装置は、メッシュのそれぞれの側に一つずつある二つの圧力センサを備えてメッシュの前後の圧力降下を測定した。これらの測定を評価して、メッシュの存在が、チャンバ内の圧力変化に悪影響を与えて、チャンバ内でなされた測定が吸入時の空気流を正しく反映していないかどうか、及び、メッシュの存在が装置を通る空気流を過大に妨げていないかどうかを判定することができる。
【００４１】
図６は、測定した差圧のプロットとして、貫流構成に対するテスト装置の実験結果を示す。線Ａはメッシュの上流側のセンサ、線Ｂはメッシュの下流側のセンサからのものである。このデータは、大気に対する差圧のみを示すように大気圧の値で標準化されている。図６（ａ）は、直径２ｍｍの開口でメッシュのない状態での、制御試験の測定値を示す。この結果は、５０ｍｌ／ｓの流量で、開口の前後で約０．１ｋＰａの圧力降下を示している。図６（ｂ）は、疎水性コーティングをした８０ゲージの鋼のメッシュで覆った直径５ｍｍの開口の試験の測定値を示す。約０．１ｋＰａの同様な圧力降下が観測され、これは、メッシュの存在が空気流及び圧力挙動に影響を与えないことを示している。対照的に、より小さなゲージのメッシュに対して、５０ｍｌ／ｓの流量を保つために必要な圧力降下はずっと大きくなる。図６（ｃ）は、疎水性コーティングをした２００ゲージの鋼のメッシュ（直径５ｍｍ）に対する測定値を示し、約０．７ｋＰａの圧力降下を示しており、図６（ｄ）は、疎水性コーティングをした４００ゲージの鋼のメッシュ（直径５ｍｍ）に対する測定値を示し、約６ｋＰａの圧力降下を示している。したがって、より細かなメッシュは、空気流に対する高い抵抗の原因となって、実際のエアロゾル供給システムでは吸引抵抗が大きすぎると考えられる。
【００４２】
細かなメッシュの抵抗が高いのは、塗布された疎水性噴霧コーティングが隙間を閉塞することで部分的に引き起こされた可能性がある。いくつかの用途では、これは問題とならないことがある。或いは、より薄い疎水性材料の層を塗布するコーティング工程を採用する、又は疎水性材料を省略する、又は開口の直径を大きくして、それを覆うメッシュを大きくする（このオプションは所望の装置の形状に依存する）、又は液体流に対して適切な制限となっていれば、より大きな隙間のあるメッシュを使用することが可能である。
【００４３】
図７は、メッシュ型制限器を有するバイパス流構成に対するテスト装置の実験結果を示す。この構成では、第１のセンサは、メッシュで覆われた開口の後ろの閉鎖されたチャンバ内であり、第２のセンサは主空気流路内であった。したがって、第１のセンサは、メッシュを通じて受ける通路の圧力降下を測定する。図７（ａ）は、１０ｍｍの開口でメッシュのない状態での、制御試験の測定値を示す。両方のセンサからの測定値がプロットされているが、値の低下、又は時間遅延はほとんど又は全くなく、実質的に重なっており、チャンバの内側も外側も同じ圧力であることを示している。図７（ｂ）及び図７（ｃ）にそれぞれ示すように、直径１０ｍｍの５００ゲージの鋼のメッシュ（疎水性コーティング無し）、及び直径１０ｍｍのポリマのメッシュ（疎水性コーティング無し）に対しても同様な結果が観察された。これらの結果は、開口によって空気流路と連通し、開口を覆うメッシュによって保護された分離したチャンバ内の圧力センサは、流路内の圧力変化を正確に検出することができ、メッシュは通路に沿う空気流を妨げないことを示している。この形状（図３の例に相当する）の利点は、メッシュの形態の制限器装置は、空気流路内に配置されていないので、貫流形状に比べて、いかなる吸込み抵抗もなしにずっと細かなメッシュを使用することができることである。より細かなメッシュは、液体流に抵抗するという点、したがって、液体がチャンバ内に入ることを防ぐという点ではより効果的である可能性があり、疎水性コーティングなしに適切な保護を提供することができる。
【００４４】
疎水性コーティングの有り・無しの様々なメッシュが、メッシュを通り抜ける液体のしみ出し抵抗能力を評価するために更に試験された。それぞれのメッシュタイプの円板で下端を閉じた管を使用して、様々なしみ出し試験をより厳密に実行した。使用された液体は、ｅシガレットで使用されるニコチン溶液であった。未処理のポリマのメッシュ及び未処理の８０ゲージの鋼のメッシュは、液体を１滴加えてわずかに振動させてもしみ出しがなく耐えた。更に液体を加えるとしみ出しが生じた。疎水性コーティングで処理すると、これらのメッシュは、更に５滴を加えると、最初は耐えることができたが、１０分経った後にはしみ出しを示した。このことはまた、疎水処理のない、より細かな鋼のメッシュすべてで同じであった。疎水性コーティングを２００、４００、及び５００ゲージの鋼のメッシュに施すと、１０分経った後にもしみ出しは示さなかったが、１．３ｋＰａの正圧を受けると、この圧力は液体をメッシュの隙間に押し通すことができ、液体が通り抜けることができた。加えられたこの圧力は、使用者が能動的にｅシガレット内に息を吹きかけること（通常の吸引、吸込み行為とは逆）に相当する。これは、詰まっていることを気づいたときに取り除こうとするために行われることがある。このような詰まりは、リザーバから原料液体の漏れの場合があり、その結果、ｅシガレット内に息を吹き入れると、液体を押して、空気流路に配置されたいかなるメッシュの障壁も液体が通り抜けることがある。したがって、このような場合には、図３の例等のバイパス流形状が好ましいことがある。更なる試験の結果は、これに関係している。
【００４５】
図８は、図２と比較すると分かるように、ｅシガレットの部品をより正確に形作るように設計され、バイパス流構成にメッシュ型制限器を使用した更なるテスト装置８０の断面斜視図を示す。チャンバ６０には、圧力センサ６２の内面上部に取り付けられている。チャンバ６０の上壁には穴があることが示されている。これは、空気漏れ及び気密性に関する試験で使用されたが、この例では、チャンバを気密にするために閉じられた。チャンバ６０の一つの壁には、メッシュ型制限器７０ａによって覆われた直径４ｍｍの開口がある。この例のメッシュは疎水性の表面コーティングを施した５００ゲージのステンレス鋼の直径５ｍｍの円板で、開口を覆って接着された。空気流路６６は、チャンバ内部と空気流路６６とがメッシュ７０ａを介して空気連通するように、開口を通り越して延在している。この通路は、第１の管６６ａ及び第２の管６６ｂから形成され、第１の管６６ａは、空気が穴２４を通ってｅシガレットの本体に入ることをシミュレートするように鉛直方向に配置され、第２の管６６ｂは、ｅシガレットのカートリッジアセンブリの加熱要素に導く空気流チャネルをシミュレートするように水平方向に配置されているが、テスト装置８０では、出口２５で終端となっている。二つの管は、メッシュ７０ａ及び開口の近くで直角に結合する。
【００４６】
漏れ、及び使用者による閉塞解除行為をシミュレートするために、テスト装置８０を回転して管６６ｂを鉛直方向に配置し、この管６６ｂをニコチン溶液（しみ出し試験で使用されたものと同じ液体）であふれさせた。これは、カートリッジアセンブリが完全に壊れたことによって起こる極端な漏れに相当する。使用者が閉塞したｅシガレット内に息を吹き入れることをシミュレートするために、出口２５に正圧をかけた。これによって、ニコチン溶液は管６６ａに沿って押されて空気入口２４を通って外に出た。次いで、（前記と同様に）３秒、５０ｍｌ／ｓの空気流の間、圧力測定値を記録し、同じ条件で漏れシミュレート試験前になされた測定値と比較した。
【００４７】
図９は、前記と同様に、大気圧で標準化したこれらの測定値のグラフを示す。線Ａ及び線Ｂはそれぞれ、漏れシミュレート試験前後で記録された圧力信号である。これで分かるように、二つの記録された圧力の形は非常に似ており、このバイパス流配置（液体は強制的にメッシュを通らされるのではなく、代わりの通路が設けられている）で、メッシュがセンサを液体からうまく保護していること、また、メッシュ内及びメッシュ周りに残ったいかなる液体も、チャンバ内に伝わってセンサによって検出される圧力に悪影響を与えていないことも示している。
【００４８】
ｅシガレット等のエアロゾル供給システムの特定の用途では、これらの結果は、約５００ゲージで約２５μｍ以下の隙間の大きさのメッシュが有効であることを示している。２００又は４００ゲージで、１００μｍより小さい、７５μｍより小さい、又は５０μｍより小さい隙間の大きさ等、これより大きな隙間及びゲージでも、この用途には適していると考えられる。他の用途では、他の寸法のメッシュが好ましい場合がある。
【００４９】
ノズル型制限器
使用することができる液体流制限器の第２の例はノズル又は管であり、これは、細い孔が貫通した要素で、円筒状の場合がある要素を意味する。孔は真直ぐにすることができ、これによって、ノズルの存在が、制限器を通ってセンサまでの空気圧の変化の伝達に影響することを低減する。また、孔は、一定の、又は実質的に一定の直径、幅、及び／又は断面積を有することができる。ノズルが、図３、図４、及び図５の構成で開口又は空気流路に配置されると、ノズルは、開口又は通路の幅又は直径を孔の幅まで小さくする又は狭くする効果を有する。これに代えて、開口又は通路を適切な位置で狭い直径（孔）になるように形成して、別個に構成部品を必要としないようにすることができる。空気は、それでも孔を通過することができるが、液体の通過は大幅に制限され、表面張力は、孔を通過するほど十分に小さな液滴を液体が形成することを妨げる。例えば、密閉されたチャンバ内からノズルの反対側にかかっているいかなる正圧もまた液体が流れることに抵抗する。したがって、空気は透過するが、液体は透過しない、又はほとんど透過しない障壁が形成され、液体に曝されることからセンサを保護するようにそれを配置することができる。貫流形状（例えば、図４及び５）の場合は、ノズルは、有用な場合があるが、特定の用途に対しては空気の流れを制限し過ぎることがある。そのような場合、ノズルは、図３の構成等のバイパス流形状でより有用に使用することができる。
【００５０】
様々なノズルが、メッシュ試験で使用されたものと同様のバイパス流テスト装置で試験された。ここで、第１のセンサは、開口として狭い孔を有するチャンバの内側に配置され、第２のセンサは、チャンバの外側の空気流路に配置された。前記と同様に、真空ポンプをテスト装置に適用して、約３秒間、約５０ｍｌ／ｓの流量を発生させた。
【００５１】
図１０は、二つのセンサで記録され、前記と同様に大気圧で標準化された測定値のプロットとして、これらの試験の結果を示す。線Ａはチャンバ内のセンサ、したがって、ノズルの後ろのセンサからのもので、線Ｂは、空気流路内のセンサからのものである。図８（ａ）は、１．２ｍｍの内径の穴又は孔に対する測定値、図８（ｂ）は、０．５１ｍｍの内径の穴又は孔に対する測定値、図８（ｃ）は、０．２６ｍｍの内径の穴又は孔に対する測定値、図８（ｄ）は、０．２１ｍｍの内径の穴又は孔に対する測定値を示す。これらの結果の評価は、外部圧力（空気流路の空気流）がどの程度、ノズルの孔を通って伝わって、チャンバ内のセンサ（線Ａ）によって検出されるかを示している。最大の１．２ｍｍのノズルでは、外部信号の約９０％が検出されている。チャンバ内で検出される信号の比率は、ノズルの孔が小さくなるとともに小さくなり、０．２１ｍｍのノズルでは、外部空気流圧力の約１０％しか検出されない。これは、まったく予想通りというわけでなく、信号の低下は予想より大きい。あり得る説明としては、テスト装置の製造及び組立に不完全なところがあり、その結果、センサを収めたチャンバが外気に対して完全には密閉されてなかったということである。ノズルの大きさが小さくなると、漏れの影響は比例的に大きくなり、チャンバ内の圧力を大気と等しくしようとし、これは、ノズルの他の側（空気流路）の空気流に生じた低圧の信号を隠す。センサを収容し、小さな孔のノズルによって遮蔽されたチャンバを、大気圧に対して良好な密閉を確実にすることによってこれは克服される。このことはまた、ノズル型制限器の代わりにメッシュ制限器を使用する実施形態にも当てはまる。密閉されたチャンバにするための高品質の製造と試験によって、チャンバ内からより大きな測定信号を得ることができ、したがって、装置をより信頼性高く動作させることができる。更なる試験によってこれを確かめた。
【００５２】
図１１は、ノズル型制限器を試験するために構築した更なるテスト装置の断面斜視図である。テスト装置８２は、メッシュ型制限器７０ａがノズル型制限器７０ｂに置き換わっていることを除いて、図８に示したメッシュテスト装置８０と同じ構造である。チャンバ６０内への開口に入れる様々なノズルを試験した。ノズルの孔の内径は、０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ、及び０．１２５ｍｍであった。０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、及び０．１ｍｍ等、他の孔の内径を使用することができる。ノズルは、本質的に疎水性材料であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ  ｅｔｈｅｒ  ｋｅｔｏｎｅ）から作られた。他の疎水性材料もまた、制限器用のノズルを製造するために使用することができる。ステンレス鋼等の金属もまた、ノズルを製造するために使用することができる。更に、チャンバをノズルと一体化して形成することができる。例えば、チャンバは、ノズル型制限器として機能するような適切な大きさの開口を有して形成することができる。チャンバは、ノズルの孔を除いて気密にするように密閉された。試験中、空気は、真空ポンプを使用して、約３秒間、５０ｍｌ／ｓの割合で空気流路６６を通じて引かれた。
【００５３】
図１２は、センサ６２で記録され、大気圧で標準化された圧力のグラフとして、これらの試験の結果を示す。図１２（ａ）は、ノズル７０ｂを使用せず、チャンバ６２への開口が直径２ｍｍである制御試験の測定値を示す。図１２（ｂ）、１２（ｃ）、及び１２（ｄ）はそれぞれ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、及び０．１２５ｍｍのノズルの孔に対する結果を示す。これらの結果は、空気の漏れのない密閉されたチャンバでは、最も液体が入らないようにする最も小さな直径のノズルの孔でさえ、チャンバ内のセンサによって記録可能な圧力信号をノズルが弱めないことを示している。空気流路の圧力の正確な測定は、チャンバ内のセンサによって行うことができる。
【００５４】
対照的に、故意にチャンバが空気漏れするようにして実行された更なる試験では、密閉されたチャンバに比べて圧力信号がずっと低いことが示された。ノズルの孔の大きさに比べて漏れ穴が大きい場合には、この効果はより大きくなる。例えば、０．２５ｍｍの穴からの漏れは、０．１２５ｍｍのノズルで記録された信号の大きさを約９５％下げるが、０．５ｍｍのノズルで記録された信号の大きさを約２０％下げる。漏れ穴がチャンバへの入口に匹敵するか、又はそれより大きいと、チャンバは大気圧と均一化され、又はほぼ均一化されて、空気流からの圧力はチャンバ内でほとんど検出することができない。漏れ穴が小さければ均一化はほんの部分的となって、チャンバで空気流圧力をより高い比率で測定することができる。結論として、気密になるように適切に密閉されたチャンバは、圧力信号の最大量をチャンバ内で確実に検出することができる。
【００５５】
液体のしみ出しに抵抗するノズル型制限器の能力もまた試験された。直径が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲の穴が、パースペックス（Ｐｅｒｓｐｅｘ）（ＲＴＭ）シートに穿孔された。第１の組の穴は端部が閉じていた、すなわち、シートを貫通していなかった。第２の組の穴もまた閉じており、それを取り囲むシート材料は、疎水性材料（ネヴァーウェット（ＲＴＭ））の噴霧コーティングで処理された。第３及び第４の組の穴は、それぞれ未処理の材料及び処理された材料で、端部が開いていた、すなわち、シートを貫通していた。ｅシガレット用のニコチン溶液の形態の液体が、それぞれの穴の上に垂らされて穴の中への侵入度合いが観察された。
【００５６】
疎水処理をしていない閉じた穴では、少しの侵入があり、直径の大きな穴ではより多く侵入することが示された。疎水処理をしていない開いた穴では、すべての穴に侵入することが示された。表面処理は、穴の性能を大幅に向上させた。開いた穴では、直径が大きな穴は侵入することが示されたが、疎水性材料は、狭い穴への液体の侵入に抵抗することができた。閉じた穴では、最も大きな穴だけが液体の侵入を示したが、それは部分的にすぎなかった。疎水性材料は、液体を玉又は滴にして、その表面張力が、液体が穴に流れ込むことを止める。これに打ち勝って、液体を穴に押し込めるためにはより多くのエネルギーが必要になり、その結果、液体が入ることに対してはエネルギーが決定的な要因となる。穴の内面もまた疎水面を有していれば、この効果は強化される。これを達成するために、より手の込んだ表面コーティングを使用することができるが、代替策は、上記のＰＥＥＫノズル等、ノズル型制限器を本質的に疎水性材料から作ることである。
【００５７】
また、閉じた穴は、開いて貫通した穴よりも、液体が入るのを防ぐにはより効果的であった。これは、液体は、穴の底の空気の塊を封止するように作用し、液体が更に穴の中に侵入しようとすると、この空気が圧縮され、背圧が発生して、液体に抵抗し、液体の重量とつり合って、液体が更に入ることを防ぐからである。空気を閉じ込めることができない開いた穴では、この効果はない。チャンバ内のセンサを保護するという場合では、閉じた穴と開いた穴は、気密性のあるチャンバと漏れのあるチャンバに類似している。しかしながら、チャンバの容積は、試験の穴の容積よりも大きく、したがって、発生する背圧は低く、保護する効果は低いことがある。しかしながら、それでもいくらかの効果があり、ノズル型制限器とともに使用されるチャンバを気密にすることは有益である。
【００５８】
図１１に示したノズルテスト装置８２を使用して、更なるしみ出し試験を実行した。ノズルの孔の直径は０．２５ｍｍで、ノズルはＰＥＥＫから作られた。図８及び９に関して説明したものと類似の漏れシミュレート試験実施要綱を適用した。
【００５９】
図１３はこの試験の結果を示している。線Ａ及びＢはそれぞれ、チャンバで検出された漏れシミュレート試験の前後の圧力を示す。各試験に対して、記録された圧力は非常に類似しており、液体が入ることによるセンサへの損傷は示されず、漏れ後にノズルの周り、又は内部に残ったいかなる残留液体からもセンサ性能への影響はなかった。
【００６０】
ｅシガレット等のエアロゾル供給システムの特定の用途では、これらの結果は、０．３ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下、及び０．１２５ｍｍ以下を含む約０．５ｍｍ以下の孔の幅のノズルが効果的であることを示している。他の用途では、他の寸法のノズルが好ましいことがある。
【００６１】
バルブ型制限器
バルブを液体流制限器として使用することもできる。一方向バルブは、開いて一方向に（気体又は液体が）流れることができるが、反対方向には流れを妨げるように閉じたままになるように構成されるが、吸引方向（図１において、入口穴２４から吸い口３５の方）には空気が通ることができるが、反対方向（図１において、リザーバ３８及び加熱要素４０からチャンバ６０及び空気入口２４の方）には液体の流れを妨げるように一方向バルブを空気流路に配置することができる。漏れた液体がいずれも、空気流の方向に関してはセンサの下流で、液体流の方向に関してはセンサの上流にあれば、センサに達することが妨げられるが、それでも、センサは空気流路の空気流を受けて、対応する圧力変化を検出することができる。
【００６２】
このような構成では、バルブを開けるために必要な、流入する空気流からの圧力である「クラッキング圧力」を考慮することができる。液体流制限器を使用しようとする装置は、装置の通常動作中の空気流に対応する所期の動作圧力を有することができ、クラッキング圧力がこの動作圧力を超えると、装置は、動作しない、或いは使用するのにより困難になる、又はやっかいになることがある。例えば、ｅシガレットでは、使用者が吸引することによって生じる空気流は動作圧力を生じさせる。典型的には、これは、空気流量が５〜４０ｍ／ｓにおいて１５５Ｐａ〜１４００Ｐａ程度である。これを超えるクラッキング圧力を有するバルブが、空気流路に取り付けられた場合、使用者は、より強く吸引してバルブを開かねばならず、これは望ましくないと考えられる。バルブはまた、空気流内の空間を占有し、空気流に対して抵抗となり、その結果、開いているとき、所望の流量を生じさせるためには、バルブがない場合より大きな圧力を必要とすることがある。また、バルブが、明らかなステップ変化を作動特性として有する場合、クラッキング圧力より低いと閉じ、クラッキング圧力を超えると即座にほとんど又は完全に開いて、使用者が認識できる不必要な効果を生じることがある。圧力が上昇するとともに徐々に開くバルブが、クラッキング圧力を認識できないようにするために好ましいことがある。
【００６３】
本発明の実施形態の場合には、特定の装置及びその所期の用途に対して適切な大きさ及び作動特性を有するすべてのタイプの一方向バルブを、液体流制限器として使用することができる。例えば、スプリングバルブ又はダックビルバルブを使用することができる。
【００６４】
図１４は、図２に示した装置と同様の、ダックビルバルブ等のバルブを取り付けたｅシガレットの一部分の概略断面図を示す。空気は、装置の側面の一つ以上の穴２４を通って入り、空気流路６６に沿って加熱要素４０に流れる。チャンバ６０は、センサ６２を収容して、開口６４を通る空気流路６６の圧力変化を検出する。空気流の方向Ａに関して、開口に続いて、一方向バルブ７０ｃが加熱要素４０の正面の空気流路６６に取り付けられている。入ってくる空気の十分な圧力の作用で、バルブ７０ｃが開いて空気を加熱要素４０の方へ入れることができる。空気流がなければ、バルブ７０ｃは閉じたままで、加熱要素４０からチャンバ６０に向かう液体Ｌの流れを防ぐ、又は妨げる。
【００６５】
図３、図４、及び図５の例示的な構成において、或いは、同じ又は同様な機能を有するように配置されたチャンバ、センサ、空気流路、及び制限器の同様な構成において、様々な液体流制限器の実施形態のそれぞれを使用することができる。また、二つ以上の制限器を一緒に使用して、センサが液体に曝されないように保護する効果を向上させることもできる。例えば、単一の装置が、メッシュとノズルの両方を含むことができる。二つの制限器を空気流路に関して共通の箇所に配置することができる。例えば、両方を図３の装置の開口に配置してバイパス流組合せ構成とすることができる、又は両方を図４の装置の空気流路に配置して貫流組合せ構成とすることができる。これに代えて、これらの一つをバイパス流位置に、一つを貫流位置に、間隔を空けて配置することもできる。
【００６６】
本書で説明した様々な実施形態は、特許請求される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。これらの実施形態は、実施形態の単なる代表的な例として供され、すべての実施形態を網羅するものでもなければ、他の実施形態を排除するものでもない。本書で説明した利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の側面は、特許請求の範囲によって規定されたように本発明の範囲を限定するものと考えるべきではなく、或いは特許請求の範囲に対する均等物を制限するものと考えるべきではなく、特許請求される本発明の範囲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を理解されたい。本発明の様々な実施形態は、本書で詳細に説明されたもの以外の、開示された要素、構成、特徴、部品、ステップ、手段等の適切な組合せを適切に含み、それらのみから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。更に、本開示は、現在は特許請求されていないが将来特許請求される可能性のある他の発明を含むことができる。
【図１】
2019528696.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月4日(2018.7.4)
【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】
空気流路と、
開口を有するチャンバと、
液体が前記開口を通って前記チャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、前記チャンバの外側に配置されたバッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【請求項２】
前記圧力センサが、前記液体流制限器が存在しているときに、毎秒５ｍｌの前記空気流路の空気流における１５５Ｐａから、毎秒４０ｍｌの前記空気流路の空気流における１４００Ｐａまでの範囲の空気圧の変化を検出するように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記空気流路が、前記チャンバの外側にあり、前記開口と連通している、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記開口を除いて、前記チャンバが気密である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記開口が前記チャンバの空気出口であり、前記チャンバが空気入口を更に備え、前記空気流路が前記チャンバを貫通し、前記開口及び前記空気入口を含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
前記液体流制限器が前記開口内に、又は前記開口を横切って配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記液体流制限器が前記空気流路内に、又は前記空気流路を横切って配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記液体流制限器がメッシュを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記メッシュが疎水性材料の表面層を有する、又は疎水性材料から作られている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記メッシュが、１００μｍ以下の隙間の大きさ、及び２００以上のゲージを有する、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記液体流制限器が孔のあるノズルを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズルが、疎水性材料から作られている、又は疎水性材料の表面コーティングを有する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ノズルがポリエーテルエーテルケトンから作られている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ノズルの前記孔が０．５ｍｍ以下の直径を有する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記液体流制限器が、前記空気流路の第１の方向の空気流の圧力で開き、反対方向の液体流に対しては閉じているように構成された一方向バルブを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記回路からの前記制御信号に応答するバッテリーを更に備えた、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
エアロゾル供給システムの構成部品である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置を備える、エアロゾル供給システム。
【請求項１９】
空気流路と、
チャンバと、
前記空気流路から前記チャンバ内に開いた開口と、
前記開口内に、又は前記開口を横切って配置され、液体が前記開口を通って前記チャンバ内に入ることを妨げるように構成された液体流制限器であって、メッシュ、又は孔のあるノズルを備える液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【請求項２０】
空気流路と、
チャンバと、
前記空気流路から前記チャンバ内に開いた開口と、
前記開口内に、又は前記開口を横切って配置され、空気に対して透過性で、液体が前記チャンバに入ることを妨げるように前記液体に対して不透過性であるように構成された液体流制限器と、
前記チャンバ内に配置された圧力センサであって、前記液体流制限器が存在しているときに、前記空気流路の空気流によって生じる空気圧の変化を検出するように動作可能である圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された空気圧の変化を、バッテリーからの電力の出力を制御するための制御信号に変換するための回路と
を備える、空気圧測定に応答して電力供給を制御するための装置。
【国際調査報告】
2019528696.tif 000017
2019528696.tif 000018
2019528696.tif 000019