(57)【要約】  ユーザが吸入するための蒸気を発生するための吸入システム（１）が、コントローラ（２０）を備える吸入デバイス（１０）と、蒸気発生材料（２６、７２、７６）及び加熱要素（２８、７４）を備える蒸気発生物品（２４、３８、７０）とを備える。コントローラ（２０）は、蒸気発生物品の単回使用に適合され、加熱要素（２８、７４）に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクション（１００、１０２）を有する電力供給プロファイルを供給するように構成される。第１のセクション（１００）の間、加熱要素（２８、７４）に供給される電力の単位時間あたりの強度が、蒸気発生材料の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有する。第２のセクション（１０２）の間、加熱要素（２８、７４）に供給される電力の単位時間あたりの強度が、第１の値よりも高い第２の値を有する。加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素（２８、７４）に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される。
2021523705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが吸入するための蒸気を発生するための吸入システム（１）であって、前記吸入システム（１）が、
コントローラ（２０）を備える吸入デバイス（１０）と、
蒸気発生材料（２６、７２、７６）及び加熱要素（２８、７４）を備える蒸気発生物品（２４、３８、７０）と
を備え、
前記コントローラ（２０）が、前記蒸気発生物品の単回使用に適合され、前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクション（１００、１０２）を有する電力供給プロファイルを供給するように構成され、
第１のセクション（１００）の間、前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の前記単位時間あたりの強度が、前記蒸気発生材料の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有し、
第２のセクション（１０２）の間、前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の前記単位時間あたりの強度が、前記第１の値よりも高い第２の値を有し、
前記加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより前記加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される、吸入システム（１）。
【請求項２】
前記加熱要素（２８、７４）が、前記加熱要素（２８、７４）の他の部分よりも高い電気抵抗を有する脆弱部分（６０、８４）を有し、前記脆弱部分（６０、８４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に前記所定の回数供給されると壊れるように構成される、請求項１に記載の吸入システム。
【請求項３】
前記脆弱部分（６０）が、前記加熱要素（２８）の前記他の部分よりも小さい断面積を有する、請求項２に記載の吸入システム。
【請求項４】
前記脆弱部分（８４）が第１の材料を含み、前記加熱要素（７４）の前記他の部分が前記第１の材料よりも低い電気抵抗を有する第２の材料（８２）を含む、請求項２又は３に記載の吸入システム。
【請求項５】
前記加熱要素（２８、７４）が誘導加熱可能サセプタを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の吸入システム。
【請求項６】
前記誘導加熱可能サセプタが、非同心の開口部（６２）又はスリット（６６）を備えるリング形状のサセプタ（２８）を含む、請求項５に記載の吸入システム。
【請求項７】
前記誘導加熱可能サセプタが、接合部（８０）により接続された自由縁部を有する巻かれたシートによって形成された管状のサセプタ（７４）を含み、前記接合部が、前記シートの電気抵抗よりも高い電気抵抗を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の吸入システム。
【請求項８】
前記コントローラ（２０）が、１つの第１のセクション（１００）と、前記第１のセクション（１００）の前に行われ、前記蒸気発生材料（２６、７２、７６）が前記目標温度に加熱される１つの第２のセクション（１０２）とを含む電力供給プロファイルを供給するように構成され、
前記加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に２回目に供給される前記第２のセクション（１０２）の第２の場合に壊れて、それにより前記加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の吸入システム。
【請求項９】
前記コントローラ（２０）が、１つの第１のセクション（１００）と、前記第１のセクション（１００）の後に行われる１つの第２のセクション（１０２）とを含む電力供給プロファイルを供給するように構成され、
前記加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に１回目に供給される前記第２のセクション（１０２）の第１の場合に壊れて、それにより前記加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の吸入システム。
【請求項１０】
前記コントローラ（２０）が、複数の前記第１及び第２のセクション（１００、１０２）を含む電力供給プロファイルを供給するように構成され、
前記加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に所定の回数供給された前記第２のセクション（１０２）の所定の数の場合の後に壊れて、それにより前記加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の吸入システム。
【請求項１１】
ユーザが吸入するための蒸気を発生するための蒸気発生材料（２６、７２、７６）と加熱要素（２８、７４）とを備える蒸気発生物品（２４、３８、７０）と共に使用するための吸入デバイス（１０）であって、前記吸入デバイス（１０）がコントローラ（２０）を備え、
前記コントローラ（２０）が、前記蒸気発生物品の単回使用に適合され、使用中に前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクション（１００、１０２）を有する電力供給プロファイルを供給するように構成され、
第１のセクション（１００）の間、使用中に前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の前記単位時間あたりの強度が、前記蒸気発生材料の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有し、
第２のセクション（１０２）の間、使用中に前記加熱要素（２８、７４）に供給される電力の前記単位時間あたりの強度が、前記第１の値よりも高い第２の値を有し、
前記加熱要素（２８、７４）が、電力の単位時間あたりの強度の前記第２の値が前記加熱要素（２８、７４）に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより前記加熱要素（２８、７４）の電気経路を遮断するように構成される、吸入デバイス（１０）。
【請求項１２】
液体ではない蒸気発生材料（２６、７２、７６）と、蒸気発生物品（２４、７０）の１回目の使用の終了時又は２回目の使用の開始時に壊れるように構成された脆弱部分（６０、８４）を有する加熱要素（２８、７４）とを備える、蒸気発生物品（２４、７０）。
【請求項１３】
前記脆弱部分（６０、８４）が前記加熱要素（２８、７４）の他の部分よりも高い電気抵抗を有する、請求項１２に記載の蒸気発生物品。
【請求項１４】
前記脆弱部分（８４）が第１の材料を含み、前記加熱要素（７４）の前記他の部分が前記第１の材料よりも低い電気抵抗を有する第２の材料（８２）を含む、請求項１３に記載の蒸気発生物品。
【請求項１５】
前記脆弱部分（６０）が、前記加熱要素（２８）の前記他の部分よりも小さい断面積を有する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の蒸気発生物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ユーザが吸入するための蒸気を発生するための吸入システムに関する。本開示の実施形態はまた、吸入デバイス及び蒸気発生物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、蒸気発生材料を燃やすのではなく加熱して吸入用の蒸気又はエアロゾルを生成するデバイスが、消費者に人気になってきている。そのようなデバイスは、いくつかの異なる手法のうちの１つを使用して、蒸気発生材料に熱を供給することができる。
【０００３】
１つの手法は、抵抗加熱システムを採用する吸入デバイスを提供することである。そのようなデバイスでは、抵抗加熱要素が設けられて蒸気発生材料を加熱し、加熱要素から伝達される熱によって蒸気発生材料が加熱されると蒸気又はエアロゾルが発生する。
【０００４】
別の手法は、誘導加熱システムを採用する吸入デバイスを提供することである。そのようなデバイスでは、誘導コイルがデバイスに設けられ、サセプタが、通常、蒸気発生材料と共に設けられる。ユーザがデバイスを作動させると、電気エネルギーが誘導コイルに供給され、これにより交流電磁場が発生する。サセプタがこの電磁場と結合して熱を発生し、この熱が、例えば伝導によって、蒸気発生材料に伝達され、蒸気発生材料が加熱されると蒸気又はエアロゾルが発生する。
【０００５】
蒸気発生材料を加熱するためにどの手法が用いられても、ユーザが吸入デバイスに挿入できる蒸気発生物品の形態で蒸気発生材料を提供すると好都合であり得る。このような蒸気発生物品は、通常、単回使用向けであること、つまり、単一のセッションで使用することが意図されている。以前に使用した蒸気発生物品が次のセッションで再利用される場合、前のセッションでの加熱の結果として蒸気発生材料及び他の成分が減少しているため、蒸気の特性が最適ではないことが多い。したがって、この困難に対処する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様によれば、ユーザが吸入するための蒸気を発生するための吸入システムであって、吸入システムが、
コントローラを備える吸入デバイスと、
蒸気発生材料及び加熱要素を備える蒸気発生物品と
を備え、
コントローラが、蒸気発生物品の単回使用に適合され、加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクションを有する電力供給プロファイルを供給するように構成され、
第１のセクションの間、加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度が、蒸気発生材料の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有し、
第２のセクションの間、加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度が、第１の値よりも高い第２の値を有し、
加熱要素が、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成される、吸入システムが提供される。
【０００７】
本開示の第２の態様によれば、ユーザが吸入するための蒸気を発生するための蒸気発生材料及び加熱要素を備える蒸気発生物品と共に使用するための吸入デバイスであって、吸入デバイスがコントローラを備え、
コントローラが、蒸気発生物品の単回使用に適合され、使用中に加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクションを有する電力供給プロファイルを供給するように構成され、
第１のセクションの間、使用中に加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度が、蒸気発生材料の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有し、
第２のセクションの間、使用中に加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度が、第１の値よりも高い第２の値を有し、
加熱要素が、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成される、吸入デバイスが提供される。
【０００８】
吸入システム／デバイスは、蒸気発生材料を燃やすことなく蒸気発生材料を加熱して、蒸気発生材料の少なくとも１つの成分を揮発させ、それにより吸入システム／デバイスのユーザによる吸入のための蒸気又はエアロゾルを発生するように適合される。
【０００９】
一般論として、蒸気とは、その臨界温度よりも低い温度で気相である物質であり、これは、温度を下げることなく圧力を高めることにより、蒸気を液体に凝縮させ得ることを意味する一方、エアロゾルとは、空気中又は別のガス中の微細な固体粒子又は液滴の浮遊物である。ただし、本明細書では、「エアロゾル」及び「蒸気」という用語は、特に、ユーザによる吸入のために発生される吸入可能媒体の形態に関して交換可能に使用され得ることに留意されたい。
【００１０】
電力の単位時間あたりの強度の第１の値及び第２の値が供給される状態で少なくとも第１のセクション及び第２のセクションを有する電力供給プロファイルを供給するように吸入システム／デバイスの動作を制御することにより、また電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に所定の回数供給されたときに壊れるように構成された加熱要素を設けることにより、加熱要素の破壊と、その結果としての加熱要素の電気経路の遮断によって蒸気発生物品の再利用を防ぐことができる。よって、本開示の実施形態は、蒸気発生物品の再利用を防止して、それにより同じ蒸気発生物品内の以前に加熱された蒸気発生材料からの望ましくないフレーバー化合物の生成を回避する簡素且つ便利な仕方を提供する。
【００１１】
加熱要素は脆弱部分を有し得る。脆弱部分は、加熱要素の他の部分よりも高い電気抵抗を有し得る。脆弱部分は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に上記の所定の回数供給されたときに、壊れるように構成され得る。この構成により、加熱要素が適切な時期に壊れることが確保され、それによりシステムが蒸気発生物品の再利用を防ぐように確実に動作することが確保される。
【００１２】
脆弱部分は、加熱要素の他の部分よりも小さい断面積を有し得る。脆弱部分は、加熱要素を流れる電流の方向に垂直な平面内で、加熱要素の他の部分よりも小さい断面積を有し得る。加熱要素の脆弱部分は加熱要素の断面積を単純に縮小することにより容易に作成でき、断面積を適切に選択することで脆弱のレベルを容易に制御でき、それにより吸入システムの動作を最適化できる。
【００１３】
脆弱部分は第１の材料を含むことができ、加熱要素の他の部分は第１の材料よりも低い電気抵抗を有し得る第２の材料を含むことができる。加熱要素の脆弱部分は、第１の材料及び第２の材料を適切に選択することにより容易に作成でき、脆弱のレベルを容易に制御できて、吸入システムの動作を最適化できる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、加熱要素は、抵抗加熱要素を含み得る。よって、蒸気発生物品は、蒸気発生材料と抵抗加熱要素とを備え得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、加熱要素は、誘導加熱可能サセプタを含み得る。よって、蒸気生成物品は、蒸気発生材料と誘導加熱可能サセプタとを備え得る。
【００１６】
誘導加熱可能サセプタは、リング形状のサセプタを含むことができ、非同心の開口部又はスリットを備え得る。非同心の開口部又はスリットは、断面積を縮小し、これにより加熱要素の脆弱部分として機能する。したがって、脆弱部分は容易に作成でき、脆弱のレベルは、容易に制御できて、吸入システムの動作を最適化できる。
【００１７】
誘導加熱可能サセプタは、管状のサセプタを含み得る。管状のサセプタは、接合部により接続された自由縁部を有する巻かれたシートによって形成され得、接合部は、シートの電気抵抗よりも高い電気抵抗を有する。接合部の電気抵抗が高いということは接合部が脆弱部分として機能することを意味し、よって、接合部を利用して蒸気発生物品の再利用を防ぐことができる。接合部は、例えば、シートの自由縁部、場合により重なり合う自由縁部を互いに接着する導電性接着剤を含む接着接合部であり得る。或いは、接合部は、溶接接合部であっても、はんだ接合部であってもよい。脆弱部分は容易に作成でき、脆弱のレベルは、容易に制御されて、吸入システムの動作を最適化できる。
【００１８】
誘導加熱可能サセプタは、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼及びそれらの合金、例えばニッケルクロム又はニッケル銅などのうちの１種又は複数種を含み得るが、これらに限定されない。サセプタの近傍に電磁場を印加すると、渦電流及び磁気ヒステリシス損失により電磁気から熱へのエネルギー変換がもたらされることに起因して、サセプタは熱を発生することができる。
【００１９】
吸入システム／デバイスは、電磁場を発生するように構成された誘導コイルを備え得る。誘導加熱可能サセプタは電磁場の存在下で誘導加熱可能である。
【００２０】
誘導コイルは、リッツ線又はリッツケーブルを含み得る。ただし、他の材料も使用できることが理解されよう。誘導コイルは、実質的にらせん状の形状であり得、例えば蒸気発生物品が使用中に受け入れられる空間の周りに延び得る。
【００２１】
らせん状の誘導コイルの断面が円形であることにより、吸入システム／デバイスに、例えば蒸気発生物品が使用中に受け入れられる空間に蒸気発生物品を挿入することを容易にすることができ、蒸気発生材料を均一に加熱することが確保され得る。
【００２２】
誘導コイルは、約２０ｍＴ〜最高密度のポイントで約２．０Ｔの磁束密度を有する変動電磁場を伴って使用時に動作するように構成され得る。
【００２３】
吸入システム／デバイスは、高周波で動作するように構成され得る電源及び回路を備え得る。電源及び回路は、約８０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、場合により約１５０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ、場合により約２００ｋＨｚの周波数で動作するように構成され得る。電源及び回路は、使用される誘導加熱可能サセプタのタイプに応じて、例えばＭＨｚレンジなどのより高い周波数で動作するように構成され得る。
【００２４】
誘導加熱可能サセプタの温度が予想どおりに上昇しないなど、誘導加熱可能サセプタの破壊に起因する物理現象は、コントローラによって検出され得る。コントローラは、検出された物理現象に基づいて、蒸気発生物品が以前に使用されており、これ以上の使用には適さないことをユーザに示すように、及び／又は誘導コイルへの電力供給を停止するように構成され得る。
【００２５】
コントローラは、１つの第１のセクションと、第１のセクションの前に行われ、蒸気発生材料が目標温度に加熱される１つの第２のセクションとを含む電力供給プロファイルを供給するように構成され得る。加熱要素は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に２回目に供給される第２のセクションの第２の場合に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成され得る。この構成により、単位時間あたりの電力強度の第２の（高い）値を有する第２のセクションが第１のセクションの前に行われるため、加熱要素が壊れることにより蒸気発生物品の再利用が防止され、これにより同じ蒸気発生物品を使用した後続のセッションの開始時に電気経路が遮断される。第２のセクション（加熱要素の破壊が発生し得る）の主な目的は蒸気発生材料を目標温度に加熱することであるため、この構成により単純な電力供給プロファイル（ひいては加熱プロファイル）が実施され得る。よって、加熱要素を壊すために特別に適合された電力供給プロファイル（ひいては加熱プロファイル）の必要性が回避され得る。
【００２６】
コントローラは、１つの第１のセクションと、第１のセクションの後に行われる１つの第２のセクションとを含む電力供給プロファイルを供給するように構成され得る。加熱要素は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に１回目に供給される第２のセクションの第１の場合に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成され得る。この構成により、単位時間あたりの電力強度の第２の（高い）値を有する第２のセクションが第１のセクションの後に行われるため、加熱要素の破壊、ひいては電気経路の遮断がセッションの終了時に発生し、それにより後続のセッション中に同じ蒸気発生物品が再利用されるのを防ぐ。第２のセクションは加熱要素を壊すように特別に適合されているため、加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度の第２の値と加熱要素の構造、例えば脆弱部分との間の関係は、第２のセクション中に加熱要素が破壊されて、後続のセッションでの蒸気発生物品の再利用を防ぐことが確保されるように慎重に制御され得る。
【００２７】
コントローラは、複数の第１及び第２のセクションを含む電力供給プロファイルを供給するように構成され得る。加熱要素は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に所定の回数供給された第２のセクションの所定の数の場合の後に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成され得る。この構成により、加熱要素の破壊、ひいては電気経路の遮断がセッションの終了時に発生し、それにより後続のセッションでの同じ蒸気発生物品の再利用を防ぐ。例えば、加熱要素に供給される電力の単位時間あたりの強度の第２の値と加熱要素の構造、例えば脆弱部分との間の関係は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素に所定の回数供給された後に加熱要素が破壊されることが確保されるように慎重に制御され得る。所定の回数は、例えば、気流センサ（又はふかし検出器）からの制御信号に応じた、又は吸入システム／デバイスのユーザが加熱要素を手動で作動させたことに応じた、加熱要素の作動に起因する、吸入システム／デバイスのユーザによる所定の吸入（又はふかし）回数に対応し得る。所定の吸入（又はふかし）の回数は、５〜５０であり得、一般的には５〜２０であり得、そしてより一般的には１０〜２０であり得る。
【００２８】
蒸気発生材料は、任意のタイプの固体又は半固体の材料であり得る。蒸気発生材料の例示的なタイプとしては、粉末、顆粒、ペレット、細片、ストランド、粒子、ゲル、条片、ルーズリーフ、カットフィラー、多孔質材料、発泡材料、又はシートが挙げられる。蒸気生成材料は、植物由来の材料を含み得、特にタバコを含み得る。或いは、蒸気発生材料は、蒸気発生液体を含み得る。
【００２９】
蒸気発生材料は、エアロゾルフォーマを含み得る。エアロゾルフォーマの例としては、グリセリン又はプロピレングリコールなどの多価アルコール及びその混合物が挙げられる。通常、蒸気発生材料は、乾燥重量ベースで約５％〜約５０％のエアロゾルフォーマ含有率を含み得る。いくつかの実施形態では、蒸気発生材料は、乾燥重量ベースで約１５％のエアロゾルフォーマ含有率を含み得る。
【００３０】
蒸気発生物品は、蒸気発生材料を収容する通気性シェルを備え得る。通気性シェルは、電気絶縁性で非磁性の通気性材料を含み得る。この材料は、高温に対する耐性を備えた状態で、この材料を通して空気が流れることを可能にする高い通気性を有し得る。適切な通気性材料の例としては、セルロース繊維、紙、綿、及び絹が挙げられる。通気性材料は、フィルタとしても機能し得る。或いは、蒸気発生物品は、紙で巻かれた蒸気発生材料を備え得る。或いは、蒸気発生材料は、通気性を持たないが、空気が流れるようにするための適切な穿孔又は開口部を備える材料の内側に収容され得る。蒸気発生材料は、実質的に棒状に形成され得る。
【００３１】
本開示の第３の態様によれば、液体ではない蒸気発生材料と、物品の１回目の使用の終了時に又は２回目の使用の開始時に壊れるように構成された脆弱部分を有する加熱要素とを備える蒸気発生物品が提供される。
【００３２】
脆弱部分は、加熱要素の他の部分よりも高い電気抵抗を有し得る。
【００３３】
蒸気発生物品及び／又は加熱要素は、上で定義された特徴のうちの１つ又は複数を備え得る。
【００３４】
上述のように、蒸気発生物品の再利用を防止して、同じ蒸気発生物品内の以前に加熱された蒸気発生材料からの望ましくないフレーバー化合物の生成を回避することが望ましい場合がある。この目標は、加熱要素に脆弱部分を設けることによって、単純な破壊プロセスによって加熱要素に電流が流れることが防止され、これにより、同じ蒸気発生物品内の以前に加熱された蒸気発生材料から望ましくないフレーバー化合物が生成されることが物品の１回目の使用の終了時又は２回目の使用の開始時に防止されることが確保されることにより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】吸入デバイスと蒸気発生物品の第１の例とを備える吸入システムの例の概略図である。
【図２ａ】蒸気発生物品の第２の例の概略図である。
【図２ｂ】図２ａの線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図２ｃ】図２ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図３ａ】図１及び図２の蒸気発生物品に適したリング形状の加熱要素の例である。
【図３ｂ】図１及び図２の蒸気発生物品に適したリング形状の加熱要素の例である。
【図３ｃ】図１及び図２の蒸気発生物品に適したリング形状の加熱要素の例である。
【図４】管状の加熱要素を有する蒸気発生物品の第３の例の概略斜視図である。
【図５】図４の線Ｃ−Ｃに沿った概略断面図である。
【図６】電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第１の例のグラフ表現である。
【図７】電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第２の例のグラフ表現である。
【図８】電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第２の例のグラフ表現である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、例示のみを目的として、添付図面を参照しながら本開示の実施形態を説明する。
【００３７】
始めに図１を参照すると、吸入システム１の例が概略的に示されている。吸入システム１は、吸入デバイス１０と蒸気発生物品２４の第１の例とを備える。吸入デバイス１０は、近位端１２及び遠位端１４を有し、高周波で動作するように構成され得る電源１８及びコントローラ２０を備えるデバイス本体１６を備える。電源１８は、通常、例えば誘導式で充電可能であり得る１つ又は複数の電池を含む。
【００３８】
吸入デバイス１０は、略円筒形であり、吸入デバイス１０の近位端１２に、略円筒形の蒸気発生空間２２を、例えば加熱区画の形態で備える。円筒形の蒸気発生空間２２は、蒸気発生材料２６及び１つ又は複数の誘導加熱可能サセプタ２８を収容する、対応した形状の略円筒形の蒸気発生物品２４を受け入れるように構成される。蒸気発生物品２４は、通常、非金属の円筒形外側シェル２４ａ並びに近位端及び遠位端にある通気性層又は膜２４ｂ、２４ｃを備えて、蒸気発生材料２６を収容し、空気が蒸気発生物品２４を通って流れることを可能にする。蒸気発生物品２４は、例えば、蒸気発生材料２６としてタバコを収容し得る使い捨ての物品である。
【００３９】
吸入デバイス１０は、円形の断面を有し、円筒形の蒸気発生空間２２の周りに延びるらせん状の誘導コイル３０を備える。誘導コイル３０は、電源１８及びコントローラ２０によって励磁され得る。コントローラ２０は、電子部品の中でもとりわけ、電源１８からの直流を誘導コイル３０のための交流高周波電流に変換するように構成されるインバータを備える。
【００４０】
吸入デバイス１０は、デバイス本体１６に１つ又は複数の空気入口３２を備え、空気入口３２は、周囲の空気が蒸気発生空間２２に流れ込むことを可能にする。吸入デバイス１０はまた、空気出口３６を有するマウスピース３４を備える。マウスピース３４は、デバイス本体１６に近位端１２において着脱可能に取り付けることができて、蒸気発生物品２４を挿入又は取り外す目的で蒸気発生空間２２にアクセスすることを可能にする。
【００４１】
当業者には理解されるように、吸入システム１の使用中に誘導コイル３０が励磁されると、交流の時間変化する電磁場が生成される。この電磁場は、１つ又は複数の誘導加熱可能サセプタ２８と結合し、１つ又は複数の誘導加熱可能サセプタ２８に渦電流及び／又は磁気ヒステリシス損失を発生し、サセプタを加熱する。次いで、この熱は、例えば、伝導、放射及び対流により、１つ又は複数の誘導加熱可能サセプタ２８から蒸気発生材料２６に伝達される。
【００４２】
誘導加熱可能サセプタ２８は、蒸気発生材料２６と直接的又は間接的に接触して、サセプタ２８が誘導コイル３０によって誘導加熱されると、熱がサセプタ２８から蒸気発生材料２６に伝達されて蒸気発生材料２６が加熱され、それにより蒸気又はエアロゾルが発生するようにし得る。蒸気発生材料２６の蒸発は、空気入口３２を通して周囲環境から空気を加えることによって促進される。蒸気発生材料２６を加熱することによって発生した蒸気は、空気出口３６を通して蒸気発生空間２２を出て、そこでデバイス１０のユーザによって吸入され得る。蒸気発生空間２２を通る空気の流れ、すなわち、空気入口３２から蒸気発生空間２２を通って空気出口３６から出る空気の流れは、ユーザが吸入デバイス１０の空気出口３６側から空気を吸うことによって生成される負圧によって助けられ得る。
【００４３】
次に図２ａ〜図２ｃを参照すると、図１に関連して上述した吸入システムと同様であり得る吸入システムと共に使用するための蒸気発生物品３８の第２の例が示されている。蒸気発生物品３８は、図１に関連して上述した蒸気発生物品２４といくつかの類似点を共有しており、対応する要素は対応する参照番号を使用して識別される。
【００４４】
蒸気発生物品３８は、例えばグリセリン又はプロピレングリコールを含む蒸気発生液体４２の形態で蒸気発生材料２６を貯蔵するためのリザーバ４０を備える。蒸気発生物品３８は、多孔質部材４４及び例えば綿などの液体吸収材料を含む液体吸収要素４６をさらに備える。多孔質部材４４は、プラスチック材料で形成され、複数の開口部４８を有するディスクを含む。液体吸収要素４６もディスクを含む。液体吸収要素４６は、液体吸収要素４６によって吸収される蒸気発生液体４２の量は慎重に制御されるように、多孔質部材４４の開口部４８を通してリザーバ４０から直接蒸気発生液体４２の制御された流れを受け入れる。
【００４５】
蒸気発生物品３８は、液体吸収要素４６に隣接して配置され、場合により接触している誘導加熱可能サセプタ２８をさらに備える。
【００４６】
蒸気発生物品３８がらせん状の誘導コイルを備える吸入システムの蒸気発生空間に配置される場合、らせん状の誘導コイルは誘導加熱可能サセプタ２８の周りに延びる。吸入システムの使用中に誘導コイルが励磁されると、交流の時間変化する電磁場が生成される。この電磁場は、誘導加熱可能サセプタ２８と結合し、誘導加熱可能サセプタ２８に渦電流及び／又は磁気ヒステリシス損失を発生し、サセプタを発熱させる。次に、熱は、例えば、伝導、放射、及び対流によって誘導加熱可能サセプタ２８から液体吸収要素４６に伝達されて、蒸気発生液体４２を加熱し、それにより蒸気又はエアロゾルを発生させる。蒸気発生液体４２の蒸発は、空気入口５０を通して周囲環境から空気を加えることによって促進される。蒸気発生液体４２を加熱することによって発生した蒸気は、蒸気通路５２に沿って流れ、そこで冷却されて凝縮して、最適な特性を備えた蒸気又はエアロゾルを形成する。次に、蒸気又はエアロゾルは、空気出口５４を通って蒸気通路５２を出て、そこでユーザが吸入できる。蒸気発生物品３８を通る空気の流れ、すなわち空気入口５０を通り、蒸気通路５２に沿って空気出口５４から出る空気の流れは、図２ａにおいて矢印で概略的に示されており、ユーザが吸入システムの空気出口５４側から空気を吸うことによって生成される負圧によって助けられ得る。
【００４７】
次に図３ａ〜図３ｃを参照すると、図１及び図２に関連して上述した蒸気発生物品２４、３８と共に使用するのに適した誘導加熱可能サセプタ２８の異なる例が示されている。各例において、誘導加熱可能サセプタ２８は、誘導加熱可能サセプタ２８の他の部分よりも高い電気抵抗を有する少なくとも１つの脆弱部分６０を有する。脆弱部分６０は、電流の流れ方向に垂直な平面内において、誘導加熱可能サセプタ２８の一部の断面積をサセプタ２８の他の部分よりも小さくすることによって作成される。本明細書で後述するように、脆弱部分６０の電気抵抗がより高いことを利用して、誘導加熱可能サセプタ２８が所定の時間に破壊されるようにし、それにより、誘導加熱可能サセプタ２８の電気経路を遮断して蒸気発生物品２４、３８の再利用を防ぐことができる。
【００４８】
図３ａに示す例では、誘導加熱可能サセプタ２８は、リング形状のサセプタ２８であり、非同心の開口部６２を備え、それにより、より小さな断面積の脆弱部分６０を作成する。図３ｂに示す例では、誘導加熱可能サセプタ２８は、同心の開口部６４を有するリング形状のサセプタであり、直径方向に反対の位置に一対のスリット６６を備えて、より小さな断面積の２つの脆弱部分６０を作成する。この例の変形例では、単一のスリット６６又は２つ以上のスリット６６が設けられる場合もある。図３ｃに示す例では、誘導加熱可能サセプタ２８は、同心の開口部６４を有するリング形状のサセプタであり、直径方向に反対の位置に一対の開口部６８を備えて、より小さな断面積の２つの脆弱部分６０を作成する。この例の変形例では、単一の開口部６８又は２つ以上の開口部６８が設けられる場合もある。
【００４９】
次に図４及び図５を参照すると、図１に関連して上述した吸入システムと同様であり得る吸入システムと共に使用するための蒸気発生物品７０の第３の例が示されている。蒸気発生物品７０は、細長く実質的に円筒形である。断面が円形であることにより、ユーザによる物品７０の取り扱い、及び吸入デバイスの蒸気発生空間への物品７０の挿入が容易になる。
【００５０】
蒸気発生物品７０は、蒸気発生材料７２の第１の本体と、蒸気発生材料７２の第１の本体を囲む管状の誘導加熱可能サセプタ７４と、管状のサセプタ７４を囲む蒸気発生材料７６の第２の本体と、蒸気発生材料７６の第２の本体を囲む管状部材７８とを備える。
【００５１】
管状のサセプタ７４は、時間変化する電磁場の存在下で誘導加熱可能であり、誘導加熱可能サセプタ材料で形成された金属ラッパーを備える。金属ラッパーは、長手方向に延びる自由縁部を有するシート状の材料（例えば、第２の材料）、例えば金属箔を含み、巻かれて（ｒｏｌｌｅｄ又はｗｒａｐｐｅｄ）管状のサセプタ７４を形成する。管状のサセプタ７４は、巻かれたシートの反対側の自由縁部を接続する長手方向に延びる接合部８０を有する。図示の例では、縁部は互いに重なるように配置され、導電性接着剤８２（例えば、第１の材料）によって一緒に固定される。導電性接着剤８２は、通常、１種又は複数種の導電性成分を散在させた１種又は複数種の接着剤成分を含む。金属ラッパーと導電性接着剤８２とは一緒に、蒸気発生材料７２の第１の本体を囲む閉じた電気回路を形成する。金属ラッパー（第２の材料を含む）は導電性接着剤８２（第１の材料）よりも電気抵抗が低いため、電気抵抗が高い導電性接着剤８２は脆弱部分８４を提供し、これを利用して、管状のサセプタ７４の破壊を引き起こし、それにより管状のサセプタ７４の電気経路を遮断し、蒸気発生物品７０の再利用を防ぐことができる。
【００５２】
吸入デバイスにおける蒸気発生物品７０の使用中に、管状のサセプタ７４の近傍に時間変化する電磁場が印加されると、渦電流及び磁気ヒステリシス損失によって管状のサセプタ７４において熱が発生し、この熱が、管状のサセプタ７４から隣接する蒸気発生材料７２、７６の第１の本体及び第２の本体に伝達されて、蒸気発生材料を燃やすことなく加熱し、それにより、ユーザが吸入するための蒸気又はエアロゾルが発生する。管状のサセプタ７４は、実質的にその内面及び外面全体にわたって、それぞれ第１の本体７２及び第２の本体７６の蒸気発生材料と接触しているため、熱が管状のサセプタ７４から蒸気発生材料に直接、したがって効率的に伝達され得る。
【００５３】
管状部材７８は、管状のサセプタ７４と同心であり、紙製ラッパーを含む。紙製ラッパーが好ましい場合があるが、管状部材７８は、吸入デバイスにおける物品７０の使用中に時間変化する電磁場の存在下で管状部材７８が誘導加熱されないように、実質的に非導電性で磁気を通さない任意の材料を含むことができる。第２の管状部材７８を構成する紙製ラッパーは、互いに重なるように配置され、吸入デバイスにおける物品７０の使用中に誘導加熱されないように実質的に非導電性で磁気を通さない接着剤８６によって一緒に固定される、長手方向に延びる自由縁部を有する単一のシート状の材料を含む。
【００５４】
第１の本体７２及び第２の本体７６の蒸気発生材料は、通常、固体又は半固体の材料である。適切な蒸気発生固形物の例としては、粉末、断片、ストランド、多孔質材料、発泡材料、及びシートが挙げられる。蒸気発生材料は、通常、植物由来の材料、特にタバコを含む。
【００５５】
第１の本体７２及び第２の本体７６の蒸気発生材料は、グリセリン又はプロピレングリコールなどのエアロゾルフォーマを含む。通常、蒸気発生材料は、乾燥重量ベースで約５％〜約５０％のエアロゾルフォーマ含有率を含み得る。管状のサセプタ７４から伝達された熱により加熱されると、第１の本体７２及び第２の本体の蒸気発生材料は、場合によりニコチン又はタバコ香味料などのフレーバー化合物を含む揮発性化合物を放出する。
【００５６】
上述のように、蒸気発生物品２４、３８、７０の脆弱部分６０、８４は、サセプタ２８、７４の破壊を引き起こし、それによりサセプタ２８、７４の電気経路が遮断し、蒸気発生物品２４、３８、７０の再利用を防ぐために利用され得る。特に、蒸気発生物品２４、３８、７０が使用される吸入デバイスのコントローラ２０は、蒸気発生物品２４、３８、７０の単回使用に適合された電力供給プロファイルを供給するように構成される。電力供給プロファイルは、誘導加熱可能サセプタ２８、７４に供給される電力の単位時間あたりの強度の値が異なる少なくとも２つのセクションを有し、第１のセクションの間、誘導加熱可能サセプタ２８、７４に供給される電力の単位時間あたりの強度が、蒸気発生材料２６、７２、７６の加熱により蒸気が発生する目標温度を維持するように構成された第１の値を有し、第２のセクションの間、誘導加熱可能サセプタ２８、７４に供給される電力の単位時間あたりの強度が、第１の値よりも高い第２の値を有する。誘導加熱可能サセプタ２８、７４が、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が誘導加熱可能サセプタ２８、７４に所定の回数供給されたときに壊れて、それにより誘導加熱可能サセプタ２８、７４の電気経路を遮断するように構成される。好ましい実施形態では、誘導加熱可能サセプタ２８、７４の破壊は、誘導加熱可能サセプタ２８、７４がサセプタ２８、７４の他の部分よりも高い電気抵抗を有することに起因して、脆弱部分６０、８４で生じる。
【００５７】
図６は、コントローラ２０によって実施され得る電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第１の例を示している。実線は加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に供給される電力強度を表し、点線は蒸気発生材料２６、７２、７６の温度を表す。図６から、コントローラ２０は、１つの第１のセクション１００及び１つの第２のセクション１０２を含む電力供給プロファイルを供給するように構成されることが分かる。第２のセクション１０２は第１のセクション１００の前に行われ、第２のセクション１０２の間に蒸気発生材料２６、７２、７６が目標温度に加熱される。この例では、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に２回目に供給される第２のセクション１０２の第２の場合に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成される。
【００５８】
この例では、単位時間あたりの電力強度の第２の（高い）値を有する第２のセクション１０２が第１のセクション１００の前に行われるため、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）の破壊により蒸気発生物品の再利用が防止され、これにより同じ蒸気発生物品を使用した後続のセッションの開始時に電気経路が遮断される。
【００５９】
図７は、コントローラ２０によって実施され得る電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第２の例を示している。実線は加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に供給される電力強度を表し、点線は蒸気発生材料２６、７２、７６の温度を表す。図７から、コントローラ２０は、１つの第１のセクション１００及び１つの第２のセクション１０２を含む電力供給プロファイルを供給するように構成されることが分かる。この例では、第２のセクション１０２が第１のセクション１００の後に行われ、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に１回目に供給される第２のセクション１０２の第１の場合に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成される。
【００６０】
この例では、単位時間あたりの電力強度の第２の（高い）値を有する第２のセクション１０２が第１のセクション１００の後に行われるため、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）の破壊、ひいては電気経路の遮断がセッションの終了時に発生し、それにより後続のセッション中に同じ蒸気発生物品が再利用されるのを防ぐ。
【００６１】
図８は、コントローラ２０によって実施され得る電力供給プロファイル及びその結果の加熱プロファイルの第３の例を示している。実線は加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に供給される電力強度を表し、点線は蒸気発生材料２６、７２、７６の温度を表す。図８から、コントローラ２０は、複数の第１及び第２のセクション１００、１０２を含む電力供給プロファイルを供給するように構成されることが分かる。この例では、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）は、電力の単位時間あたりの強度の第２の値が加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）に所定の回数供給された第２のセクション１０２の所定の数の場合の後に壊れて、それにより加熱要素の電気経路を遮断するように構成される。第２のセクションの所定の数の場合は、通常、例えば、気流センサ（又はふかし検出器）（図示せず）からの制御信号に応じた、又は吸入システム／デバイスのユーザが加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）を手動で作動させたことに応じた、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）の作動に起因する、吸入システム／デバイスのユーザによる所定の吸入（又はふかし）回数に対応する。
【００６２】
この例では、加熱要素（例えば、誘導加熱可能サセプタ２８、７４）の破壊、ひいては電気経路の遮断がセッションの終了時に発生し、それにより後続のセッション中に同じ蒸気発生物品が再利用されるのを防ぐ。
【００６３】
上記の例のいずれにおいても、誘導加熱可能サセプタ２８、７４の予想される温度上昇がないなど、誘導加熱可能サセプタ２８、７４の破壊に起因する物理現象がコントローラ２０によって検出及び利用され得る。例えば、コントローラ２０は、検出された物理現象に基づいて、蒸気発生物品２４、３８、７０が以前に使用されており、これ以上の使用には適さないことを、例えば音声及び／又は視覚及び／又は触覚のアラートを与えることによりユーザに示すように構成され得る。代替的又は追加的に、コントローラ２０は、検出された物理現象に基づいて、電源１８による誘導コイル３０への電力供給を停止し、それにより蒸気発生物品２４、３８、７０の再利用を防止するように構成され得る。
【００６４】
以上の段落では例示的な実施形態について説明してきたが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対する様々な修正がなされ得ることを理解されたい。したがって、特許請求の範囲は、上述した例示的な実施形態に限定されるべきではない。
【００６５】
本明細書で特段の断りのない限り又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、すべての可能な変形形態における上述した特徴の任意の組み合わせが本開示によって包含される。
【００６６】
文脈上、明らかに別段の要請のない限り、本明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、「含む」、「含んでいる」などの語は、排他的意味又は網羅的意味とは反対に、包括的に、すなわち「含むが、限定されない」という意味で解釈されたい。
【図１】
2021523705.tif 000003
【図２ａ】
2021523705.tif 000004
【図２ｂ】
2021523705.tif 000005
【図２ｃ】
2021523705.tif 000006
【図３ａ】
2021523705.tif 000007
【図３ｂ】
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【図３ｃ】
2021523705.tif 000009
【図４】
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【図５】
2021523705.tif 000011
【図６】
2021523705.tif 000012
【図７】
2021523705.tif 000013
【図８】
2021523705.tif 000014
【国際調査報告】
2021523705.tif 000015
2021523705.tif 000016
2021523705.tif 000017
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