(57)【要約】  エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジであって、カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、ニコチン供与源を含有する第一の区画と、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、酸供与源を含有する前記第二の区画とを備え、第一の区画が、第一の空気吸込み口もしくは第一の空気出口から第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の気流チャネルを備え、第一の気流チャネルがニコチン供与源に隣接し、ニコチン供与源と流体連通している、または第二の区画が、第二の空気吸込み口もしくは第二の空気出口から第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、第二の気流チャネルが酸供与源に隣接し、酸供与源と流体連通している、または第一の区画が、第一の空気吸込み口もしくは第一の空気出口から第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の空気チャネルを備え、第一の気流チャネルがニコチン供与源に隣接し、ニコチン供与源と流体連通していて、第二の区画が、第二の空気吸込み口もしくは第二の空気出口から第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、第二の気流チャネルが酸供与源に隣接し、酸供与源と流体連通している。【選択図】図４
2021528055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジであって、
第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、ニコチン供与源を含有する第一の区画と、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、酸供与源を含有する第二の区画と、を備え、
前記第一の区画が、前記第一の空気吸込み口もしくは前記第一の空気出口から前記第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の気流チャネルを備え、前記第一の気流チャネルが前記ニコチン供与源に隣接し、前記ニコチン供与源と流体連通している、または
前記第二の区画が、前記第二の空気吸込み口もしくは前記第二の空気出口から前記第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、前記第二の気流チャネルが前記酸供与源に隣接し、前記酸供与源と流体連通しており、または
前記第一の区画が、前記第一の空気吸込み口もしくは前記第一の空気出口から前記第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の気流チャネルを備え、前記第一の気流チャネルが前記ニコチン供与源に隣接し、前記ニコチン供与源と流体連通していて、前記第二の区画が、前記第二の空気吸込み口もしくは前記第二の空気出口から前記第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、前記第二の気流チャネルが前記酸供与源に隣接し、前記酸供与源と流体連通しており、
前記第一の気流チャネルおよび前記第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つが、前記それぞれの第一の区画もしくは第二の区画の内壁から延びる一つ以上の突出部によって少なくとも部分的に画定され、前記一つ以上の突出部が、前記ニコチン供与源もしくは前記酸供与源に支持を提供するように構成されている、カートリッジ。
【請求項２】
前記第一の気流チャネルが前記第一の空気吸込み口と前記第一の空気出口の間に延びる、または前記第二の気流チャネルが前記第二の空気吸込み口と前記第二の空気出口の間に延びる、または前記第一の気流チャネルが前記第一の空気吸込み口と前記第一の空気出口の間に延び、前記第二の気流チャネルが前記第二の空気吸込み口と前記第二の空気出口の間に延びる、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記第一の気流チャネルおよび前記第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つが、前記それぞれのニコチン供与源または酸供与源の長さに沿って延びる、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記一つ以上の突出部が、前記区画の内壁に沿って延びる隆起であり、前記第一の気流チャネルおよび前記第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つが前記隆起の間に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記ニコチン供与源がニコチンで含浸された多孔質セラミックを含む、または前記酸供与源が酸で含浸された多孔質セラミックを含む、または前記ニコチン供与源がニコチンで含浸された第一の多孔質セラミックを含み、前記酸供与源が酸で含浸された第二の多孔質セラミックを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記第一の気流チャネルおよび前記第二の気流チャネルが、前記カートリッジ内に並行に配設されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記ニコチン供与源および前記酸供与源のうちの少なくとも一つが、前記それぞれの第一の気流チャネルおよび前記第二の気流チャネルから、一つ以上のメッシュ発熱体によって分割され、前記一つ以上のメッシュ発熱体のそれぞれが、流体が通過することができる一つ以上の開口部を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記一つ以上のメッシュ発熱体が、インダクタコイルによって生成される変化する磁束に曝露された時に、前記ニコチン供与源および前記酸供与源のうちの少なくとも一つを加熱するように構成された一つ以上のサセプタを含む、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記第一の区画および前記第二の区画を加熱するように構成されたヒーターを受容するために、前記第一の区画と前記第二の区画の間に位置するくぼみをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記第一の空気吸込み口の流れ面積と前記第二の空気吸込み口の流れ面積の比が、約３：４〜約１：２である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記第一の空気吸込み口の前記流れ面積が約０．１平方ミリメートル〜約１．６平方ミリメートルであり、前記第二の空気吸込み口の前記流れ面積が約０．２平方ミリメートル〜約２．４平方ミリメートルである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のカートリッジと、
エアロゾル発生装置であって、
前記カートリッジの少なくとも一部分を受容するためのくぼみを画定するハウジング、および、
前記カートリッジの前記第一の区画および前記第二の区画を加熱するためのヒーターを備えるエアロゾル発生装置と、を備える、エアロゾル発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル発生装置で使用するためのカートリッジ、およびこうしたカートリッジを含むエアロゾル発生システムに関する。特に、本発明は、ニコチン供与源および酸供与源から強化されたエアロゾル送達を提供するカートリッジ組立品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の手持ち式エアロゾル発生装置では、電気ヒーターは、ニコチン供与源および揮発性送達促進化合物（例えば酸供与源）を加熱するために使用される。これらのエアロゾル発生装置において、気化されたニコチンおよび酸は気相で相互に反応して、ユーザーによって吸入されるニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。
【０００３】
こうした装置のニコチンおよび酸の蒸気濃度の差は、不利なことに、好ましくない反応化学量論、または未反応のニコチン蒸気もしくは未反応の酸蒸気などの過剰な反応物をユーザーに送達することにつながりかねない。結果として、酸蒸気およびニコチン蒸気の濃度のバランスを取って効率的な反応化学量論を得るには、国際特許公開公報第２００８／１２１６１０  Ａ１号で開示されている装置のニコチン供与源および酸供与源を異なる温度に加熱する必要がある。
【０００４】
ＷＯ２０１７／１０８９８７Ａ１号は、異なる断面積を有する流量面積を有する複数の空気吸込み口を備えるカートリッジ組立品を開示している。これは、それぞれのニコチン供与源および酸供与源で含浸させた異なる担体材料を通って流れる空気供給の比を制御することを可能にする。この配設では、ニコチン供与源と酸供与源の両方を、同じ発熱体によって同じ温度に加熱しうる。
【０００５】
しかしながら、先行技術に記述されるシステムは、依然として、限定量のエアロゾルをユーザーに送達する。従って、先行技術のニコチン酸反応装置と比較して、改善されたエアロゾル送達速度をユーザーに提供するエアロゾル発生装置を提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一態様によれば、エアロゾル発生システムで使用するためのカートリッジが提供されており、カートリッジは、第一の空気吸込み口および第一の空気出口を有する第一の区画であって、ニコチン供与源を含有する第一の区画と、第二の空気吸込み口および第二の空気出口を有する第二の区画であって、酸供与源を含有する第二の区画とを備え、第一の区画が、第一の空気吸込み口もしくは第一の空気出口から第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の気流チャネルを備え、第一の気流チャネルがニコチン供与源に隣接し、ニコチン供与源と流体連通している、または第二の区画が、第二の空気吸込み口もしくは第二の空気出口から第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、第二の気流チャネルが酸供与源に隣接し、酸供与源と流体連通している、または第一の区画が、第一の空気吸込み口もしくは第一の空気出口から第一の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第一の気流チャネルを備え、第一の気流チャネルがニコチン供与源に隣接し、ニコチン供与源と流体連通していて、第二の区画が、第二の空気吸込み口もしくは第二の空気出口から第二の区画の少なくとも一部分に沿って長軸方向に延びる第二の気流チャネルを備え、第二の気流チャネルが酸供与源に隣接し、酸供与源と流体連通している。
【０００７】
使用時に、第一の空気流および第二の空気流は、それぞれ第一の区画および第二の区画を通して引き出されうる。ニコチン蒸気は、第一の区画のニコチン供与源から第一の空気流の中に放出され、酸蒸気は、第二の区画の乳酸供与源から第二の空気流の中に放出される。第一の空気流中のニコチン蒸気は、第二の空気流中の酸蒸気と気相で反応して、ニコチン塩粒子のエアロゾルを形成する。ニコチン塩粒子は、ニコチン乳酸塩であってもよい。エアロゾル発生システムは、ニコチンおよび酸の蒸発のための別個の区画を提供しうる。エアロゾル発生システムは、エアロゾルを形成するためのニコチン蒸気および酸蒸気の反応のためのさらなる区画を備えてもよい。エアロゾル発生システムは、マウスピースを有する近位端を備えうる。使用時、ニコチン塩粒子を含有するエアロゾルは、エアロゾル発生システムを通りマウスピースを通って引き出されうる。エアロゾル発生システムは近位端と向かい合った遠位端を備えうる。
【０００８】
本発明に関連して本明細書で使用される「近位」、「遠位」、「上流」および「下流」という用語は、カートリッジおよびエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の相対的な位置を記述するために使用される。
【０００９】
本発明によるエアロゾル発生システムは、使用時にユーザーに送達するために、それを通してニコチン塩粒子のエアロゾルがエアロゾル発生システムを出る近位端を備える。近位端は口側の端と呼ばれることもある。使用時に、エアロゾル発生システムによって発生したエアロゾルを吸入するために、ユーザーはエアロゾル発生システムの近位端を吸う。エアロゾル発生システムは近位端と向かい合った遠位端を備える。
【００１０】
ユーザーがエアロゾル発生システムの近位端で吸い込む時、空気はエアロゾル発生システムに引き出され、カートリッジを通過し、その近位端でエアロゾル発生システムから出る。エアロゾル発生システムの構成要素、または構成要素の部分は、気流経路に沿ったエアロゾル発生システムの近位端と遠位端の間の相対的な位置に基づき、互いの上流または下流にあるものとして記述されうる。
【００１１】
カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口は、カートリッジの第一の区画の近位端に位置する。カートリッジの第一の区画にある第一の空気吸込み口は、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口の上流に位置する。カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口は、カートリッジの第二の区画の近位端に位置する。カートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口は、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口の上流に位置する。
【００１２】
本発明に関連して本明細書で使用される「長軸方向」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの近位端と反対側の遠位端との間の方向を記述するために使用され、また「横断方向」という用語は、長軸方向と直角を成す方向を記述するために使用される。
【００１３】
本発明に関連して本明細書で使用される「長さ」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの近位端と反対側の遠位端との間の長軸方向軸に平行である、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の最大長軸方向寸法を記述するために使用される。
【００１４】
本発明に関連して本明細書で使用される「高さ」および「幅」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの長軸方向軸に対して直角をなす、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの、構成要素または構成要素の部分の最大横断寸法を記述するために使用される。カートリッジまたはエアロゾル発生システムの構成要素または構成要素の部分の高さと幅が同一ではない場合、「幅」という用語は、カートリッジまたはエアロゾル発生システムの長軸方向軸に対して直角を成す二つの横断寸法のうちのより大きい方を指すために使用される。
【００１５】
エアロゾル発生システムは電気的に作動するエアロゾル発生システムであってもよく、カートリッジを接続する電気的に作動するエアロゾル発生システムの中の搭載型電力供給源を再充電するための充電ユニットなど、追加的な構成要素を含んでもよい。
【００１６】
本明細書で使用される「カートリッジ」は、エアロゾル発生システム中の使い捨ての、または少なくとも交換可能な部分に関する。カートリッジは、単一の使用セッション後に交換されてもよく、または複数の使用セッション後に交換されてもよい。カートリッジは、それぞれ別個の区画に含有された、少なくともニコチン供与源および酸供与源を含む。有利なことに、別個の空気吸込み口および別個の空気出口を有する別個の区画にニコチン供与源および乳酸供与源を提供することによって、ニコチンと酸の間の反応化学量論がより良く制御されうるまたはバランスが取られうる。これは、カートリッジの第一の区画および第二の区画中の体積流量を別々に制御しうるためである。本発明によるカートリッジは、ニコチン供与源を含有する第一の区画中に複数の気流チャネルを備えうる。カートリッジは、酸供与源を含有する第二の区画中に複数の気流チャネルを備えてもよい。カートリッジは、ニコチン供与源および酸供与源に加えて、さらなる供与源を含有するためのさらなる区画を備えてもよい。さらなる区画はまた、一つ以上の気流チャネルを備えうる。カートリッジは、発熱体またはセンサーなどのさらなる構成要素を備えてもよい。
【００１７】
カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口は、カートリッジの第一の区画の近位端に位置してもよい。カートリッジの第一の区画にある第一の空気吸込み口は、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口の上流に位置してもよい。カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口は、カートリッジの第二の区画の近位端に位置してもよい。カートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口は、カートリッジの第二の区画にある第二の空気出口の上流に位置してもよい。
【００１８】
本明細書で使用される「ニコチン供与源」および「酸供与源」という用語は、それぞれニコチン蒸気および酸蒸気を放出することができる基体に関する。こうした蒸気は、それぞれのニコチン供与源および酸供与源を加熱することによって放出されうる。ニコチン供与源および酸供与源は、別々に形成され、カートリッジ中に別個に保存されてもよい。ニコチン供与源、または酸供与源、またはニコチン供与源および酸供与源の両方は、ニコチンおよび酸の気化中に蒸気として放出されるように構成された一つ以上の活性成分を含みうる。一つ以上の活性成分は風味剤を含んでもよい。
【００１９】
本明細書で使用される「気流チャネル」という用語は、空気流の導管または通路に関する。気流チャネルは任意の形状で形成されてもよい。例えば、気流チャネルは、直線チャネルであってもよく、または正弦波状または曲がりくねったプロファイルを有してもよい。気流チャネルは、カートリッジの長さに沿って長軸方向に延びてもよい。
【００２０】
本明細書で使用される「空気吸込み口」という用語は、それを通して空気流が第一の区画または第二の区画の中に引き出されうる一つ以上の開口部を記述するために使用される。
本明細書で使用される「空気出口」という用語は、それを通して空気流が第一の区画または第二の区画から引き出されうる一つ以上の開口部を記述するために使用される。
【００２１】
有利なことに、カートリッジは、一つ以上の気流チャネルが、それらのそれぞれのニコチン供与源および酸供与源に隣接し、それらのそれぞれのニコチン供与源および酸供与源と流体連通して配設されるように構成されている。従って、空気流は、ニコチン供与源または酸供与源を通り抜けるのではなく、通過しうる。通過する空気流は、気流チャネルを通過する際に、気化されたニコチン、または気化された酸、または気化されたニコチンおよび気化された酸の両方を収集しうる。気流チャネルを提供することで、使用中の引き出し抵抗（ＲＴＤ）を低減しうる。これは有利なことに、空気流における体積流量の実質的な増加をもたらしうる。これは、ニコチンまたは酸の気化を促進し、従って、それに応じてエアロゾル発生の速度も増加しうる。有利なことに、空気流がニコチン供与源または酸供与源を通過する必要がないため、密集した、または非透過性のニコチン供与源または酸供与源さえも使用されうる。
【００２２】
気流チャネルは、空気吸込み口または空気出口のいずれから延びてもよく、区画の一部分のみに沿って長軸方向に延びうる。例えば、気流チャネルは、空気吸込み口から区画の長さに部分的に沿って延びうる。結果として、空気流は、ニコチン供与源または酸供与源の上流部分に沿って通過し、その後、ニコチン供与源または酸供与源の残りの部分を通って流れる。流入空気流は、最初にニコチン供与源または酸供与源の上流部分を通って流れた後、気流チャネルの中に流入し、その後、ニコチン供与源または酸供与源の下流部分に沿って流れうる。前記空気吸込み口、または空気出口、または空気吸込み口および空気出口の両方は、空気流がカートリッジに流入するまたはカートリッジから流出する通路を提供するために一つ以上の開口部を備えてもよい。第一の区画の第一の空気吸込み口および第二の区画の第二の空気吸込み口は、同一の数または異なる数の開口部を備えうる。同一の開口部は、有利なことに、前記カートリッジの製造を単純化しうるため、開口部は同一であってもよい。
【００２３】
気流チャネルのそれぞれの流れ面積は、気流チャネルの長さに沿って変化してもよい。本発明に関して本明細書で使用される「流れ面積」という用語は、空気流が通って流れる空気吸込み口または空気出口または気流チャネルの断面積を記述するために使用される。例えば、気流チャネルは、一方の端で別の端より狭いかもしくはより広くてもよく、または流れチャネルの両端と比較して、中間部でより広いかもしくはより狭くてもよい。有利なことに、気流チャネルは、その長さに沿って一定の流れ面積を有しうる。これは、気流チャネルの長さに沿った一定の圧力降下を可能にしうる。
【００２４】
気流チャネルは、任意の適切な断面形状を有してもよい。例えば、気流チャネルの断面形状は、円形、楕円形、正方形、または長方形でありうる。一部の実施形態では、気流チャネルは実質的に長方形の断面形状を有する。
【００２５】
二つの区画のうちの一つのみが気流チャネルを備えてもよい。これにより、二つの区画の間の望ましい気流比、よって望ましい反応化学量論を達成することが可能になりうる。例えば、酸供与源を含有する区画には、対応するニコチン気化と比較してより多くの酸気化を促すようにまたはその逆であるように、気流チャネルが提供されてもよい。
【００２６】
有利なことに、二つの区画は、それぞれ気流チャネルを備えうる。これは、それぞれの区画においてより多くのニコチンおよび酸の気化を促しうる。有利なことに、二つの区画の気流チャネルの内部寸法は異なってもよい。これにより、二つの区画の間の望ましい気流比、よって望ましい反応化学量論を達成することが可能になりうる。例えば、ニコチン供与源を含有する区画には、対応するニコチン気化と比較してより多くの酸気化を促すようにまたはその逆であるように、より狭い気流チャネル、またはより少ない気流チャネルが提供されてもよい。
【００２７】
有利なことに、酸供与源は乳酸を含みうる。しかし、ピルビン酸など、気化されたニコチンと反応した際にニコチン塩を形成するのに適した他の酸も、酸供与源として使用することができる。
【００２８】
第一の気流チャネルは、第一の空気吸込み口と第一の空気出口の間に延びてもよい。第二の気流チャネルは、第二の空気吸込み口と第二の空気出口の間に延びてもよい。第一の気流チャネルは、第一の空気吸込み口と第一の空気出口の間に延びてもよく、第二の気流チャネルは、第二の空気吸込み口と第二の空気出口の間に延びてもよい。気流チャネルは、それぞれの区画を通ってずっと延びてもよい。これにより、有利なことに、気流の大部分がニコチン供与源または酸供与源の全長にわたって通過することが可能になる。そのため、引き出し抵抗（ＲＴＤ）が著しく減少し、ニコチン供与源または酸供与源の気化が増加しうる。こうした配設はまた、気流の一部分がニコチン供与源または酸供与源を通って流れることを可能にしうる。例えば、気流の一部分は、気流チャネルの下流位置において、気流チャネルに再び出現する前に、気流チャネルの上流位置からニコチン供与源または酸供与源の中に分岐してもよい。
【００２９】
随意に、第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つは、それぞれのニコチン供与源または酸供与源の長さに沿って延びる。これは有利なことに、気化を最大化しうる。
【００３０】
随意に、第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つは、それぞれのニコチン供与源または酸供与源の一部分に沿って延びる。これは、有利なことに、ニコチン供与源または酸供与源の通過する空気流への制御された曝露を可能にしうる。よって、通過する空気流とそれぞれのニコチン供与源および酸供与源の間の接触表面積を変化させることによって、ニコチンと酸の気化の比を制御することが可能でありうる。
【００３１】
随意に、第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つは、それぞれの第一の区画または第二の区画の内壁から延びる一つ以上の突出部によって少なくとも部分的に画定され、一つ以上の突出部は、ニコチン供与源または酸供与源に支持を提供するように構成されている。一つ以上の突出部は、突出部の一部またはすべてが、それぞれの区画中のニコチン供与源、または酸供与源、またはニコチン供与源および酸供与源の両方と隣接するように配設されてもよい。これは、有利なことに、ニコチン供与源または酸供与源、またはその両方を所定位置に保持する。結果として、一つ以上の突出部は、ニコチン供与源または酸供与源が、区画内の移動によって気流チャネルを遮断するのを防止しうる。一つ以上の突出部は、相互に間隙を介しうる。気流チャネルは、一つ以上の突出部の間に形成されてもよい。一つ以上の突出部は、区画の壁から間隔を置いていてもよい。気流チャネルは、壁と一つ以上の突出部の間に形成されてもよい。
【００３２】
随意に、一つ以上の突出部は、区画の内壁に沿って延びる隆起を含み、第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つが隆起の間に形成されている。一つ以上の隆起は、並列配設に複数の隆起を備えてもよい。この配設は、有利なことに、長軸方向軸に沿って複数の気流チャネルを提供することができ、これは低い引き出し抵抗（ＲＴＤ）を維持するのに役立ちうる。
【００３３】
随意に、一つ以上の突出部は、区画の内壁に沿って一つ以上の曲がりくねった気流チャネルを形成する。こうした配設は、所与のカートリッジ長さに対する気流経路を伸ばしうる。よって、有利なことに、それは通過する気流の滞留時間を長くし、それぞれの空気出口で高濃度のニコチン蒸気または酸蒸気を達成することを可能にしうる。
【００３４】
随意に、一つ以上の突出部は、第一の区画または第二の区画の内壁上の複数の突起である。第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルのうちの少なくとも一つは、突起の間に形成されうる。こうした配設は、空気流の曲がりくねった流路を提供しうる。よって、気流との接触時間および接触面積の増加により、ニコチンまたは酸の気化を改善しうる。
【００３５】
ニコチン供与源は、ニコチンで含浸された第一の担体材料を含む。本明細書に列挙されるニコチンの量は、ニコチン塩基の量またはイオン化したニコチンの量でありうる。随意に、第一の担体材料は、水性溶媒または非水性溶媒中の液体ニコチンまたはニコチン溶液で含浸されている。随意に、第一の担体材料は、天然ニコチンまたは合成ニコチンで含浸されている。随意に、酸供与源は、乳酸で含浸された第二の担体材料を含む。
【００３６】
第一の担体材料および第二の担体材料は同一または異なっていてもよく、ガラス、セルロース、セラミック、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタラート）（ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）およびＢＡＲＥＸ（登録商標）のうちの一つ以上を含みうる。有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料は、セラミックを含んでもよい。
【００３７】
随意に、ニコチン供与源は、ニコチンで含浸された多孔質セラミックを含む。酸供与源は、酸で含浸された多孔質セラミックを含んでもよい。ニコチン供与源は、ニコチンで含浸された第一の多孔質セラミックを含んでもよい。酸供与源は、酸で含浸された第二の多孔質セラミックを含んでもよい。多孔質セラミック材料は、ニコチン／酸含浸のレベルに関係なく、その形状を維持できる可能性がある。従って、有利なことに、気流チャネルのそれぞれにわたる流れ面積は、カートリッジの寿命を通して一定でありうる。有利なことに、多孔質セラミック（複数可）は、ニコチン供与源または酸供与源と反応しない不活性材料から形成されうる。
【００３８】
ニコチン供与源は、ニコチンで含浸された拡張可能な発泡体材料を含んでもよい。酸供与源は、酸で含浸された発泡体材料を含んでもよい。ニコチン供与源は、ニコチンで含浸された第一の発泡体材料を含んでもよく、酸供与源は、酸で含浸された第二の発泡体材料を含んでもよい。前記発泡体材料は、ニコチン／酸含浸のレベルに応じて拡張または収縮可能でありうる。例えば、発泡体材料は、ニコチン／酸供与源の枯渇に伴い収縮しうる。これは、有利なことに、気流チャネルのそれぞれにわたる流れ面積を拡張させうる。従って、有利なことに、より高い気流量を許容して、より多くのニコチンまたは酸が気化するように促しうる。有利なことに、発泡体材料は拡張可能であってもよく、よって、区画壁に対して滑り嵌めを提供しうる。
【００３９】
随意に、第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルは、カートリッジ内に並列に配設されうる。本明細書で使用される「並行」とは、使用時にカートリッジを通して引き出される第一の空気流が、第一の空気吸込み口を通して第一の区画内に入り、第一の区画を通って下流に流れ、第一の空気出口を通して第一の区画の外へ出るように、およびカートリッジを通して引き出される第二の空気流が、第二の空気吸込み口を通して第二の区画内に入り、第二の区画を通って下流に流れ、第二の空気出口を通して第二の区画の外へ出るように、第一の区画と第二の区画とが、カートリッジ内に配置されることを意味する。この配設は、ニコチンおよび酸が、それぞれの供与源から別々にかつ同時に気化し、その後、下流で相互に反応してエアロゾルとニコチン塩を形成することを可能にする。
【００４０】
随意に、ニコチン供与源および酸供与源のうちの少なくとも一つは、一つ以上のメッシュ発熱体によってそれぞれの第一の気流チャネルおよび第二の気流チャネルから分割される。一つ以上のメッシュ発熱体のそれぞれは、流体が通過することができる一つ以上の開口部を備えてもよい。一つ以上のメッシュ発熱体は、有利なことに、第一または第二の区画の内壁から延びる一つ以上の突出部に隣接し、それらによって支持されうる。一つ以上のメッシュ発熱体は、一つ以上の突出部を形成してもよく、ニコチン／酸供与源を区画の所定位置に保持しうる。メッシュ発熱体の開口部は、気流通路中の気流がニコチン／酸供与源を通過し、それらと相互作用することを可能にしうる。開口部は、有利なことに、気流通路中の通過する空気流に乱流を生じさせることができ、これは気流とニコチン供与源および酸供与源との間の相互作用を伸ばしうる。開口部は、蒸気の通過を提供するが、液体が通過するのを防止するようにサイズ設定されうる。これは、液体ニコチン供与源または液体酸供与源の、気流チャネルを通過する空気中への同伴を低減または排除しうる。
【００４１】
ヒーターは、カートリッジの第一の区画および第二の区画を、約２５０℃未満の温度に加熱するように構成されてもよい。ヒーターは、カートリッジの第一の区画および第二の区画を、約８０℃〜約１５０℃の温度に加熱するように構成されていることが好ましい。
【００４２】
ヒーターは、カートリッジの第一の区画および第二の区画を、実質的に同一の温度に加熱するように構成されうる。
【００４３】
本発明に関連して本明細書で使用される「実質的に同一の温度」とは、ヒーターに関して対応する場所で測定したカートリッジの第一の区画と第二の区画の間の温度の差異が約３℃未満であることを意味する。
【００４４】
随意に、一つ以上のメッシュ発熱体は、誘導ヒーターによって誘導される渦電流に曝露された時に、ニコチン供与源および酸供与源のうちの少なくとも一つを加熱するように構成された一つ以上のサセプタを備える。誘導ヒーターは、一つ以上のサセプタにわたって変化する磁束を発生するエアロゾル発生システムに提供される、インダクタコイルであってもよい。これは、熱を発生する一つ以上のサセプタに渦電流を誘導する。メッシュ発熱体は、有利なことに、カートリッジと共に使い捨てであってもよい。サセプタは、一つ以上のメッシュ発熱体の部品（複数可）であってもよい。サセプタは鉄系サセプタであってもよい。第一の区画および第二の区画の両方に対して同一のサセプタが提供されてもよい。誘導加熱の間、両方のサセプタは、同一の変化磁束にさらされうる。ニコチン供与源および酸供与源に対して異なるサセプタ配設が提供されてもよく、これはそれぞれの区画で異なる加熱温度を達成することを可能にしうる。例えば、第一および第二の区画にはそれぞれ、異なる設計または材料を有するサセプタが提供されてもよい。
【００４５】
随意に、カートリッジは、第一の区画および第二の区画を加熱するように構成されたヒーターを受容するための、第一の区画と第二の区画の間に位置するくぼみを含む。ヒーターは、エアロゾル発生装置の一部として提供され、使用中にカートリッジのくぼみに挿入されるように配設されうる。ヒーターは、ニコチン供与源および酸供与源の両方を同時に加熱するように配設されてもよく、または二つの区画を別々に加熱するように二つのヒーターが提供されてもよい。ヒーターは抵抗発熱体を備えうる。くぼみは、カートリッジの中心に位置してもよい。くぼみは、ニコチン供与源と酸供与源の間で等距離であってもよい。くぼみは、カートリッジの中心からオフセットして配設されてもよく、ニコチン供与源および酸供与源のうちの一つにより近い位置に位置付けられてもよい。これは、使用中、ニコチン供与源および酸供与源を異なる温度に加熱することを可能にする。
【００４６】
使用時に、カートリッジの第一の区画および第二の区画を、周囲温度を超える温度に加熱することによって、カートリッジの第一の区画中のニコチンの蒸気濃度と、カートリッジの第二の区画中の乳酸の蒸気圧とを制御して比例的にバランスを取り、ニコチンと乳酸の間の効率的な反応化学量論をもたらすことが可能になる。これはニコチン乳酸塩粒子の形成効率、およびユーザーへの送達の一貫性を改善しうる。また、未反応のニコチンおよび未反応の乳酸のユーザーへの送達が低減される。
【００４７】
随意に、第一の空気吸込み口の流れ面積は、第二の空気吸込み口の流れ面積と異なる。これは、ニコチン供与源および酸供与源のうちの一つにおいて、他方と比較して、より高い気化速度を可能にしうる。随意に、第一の区画の第一の空気吸込み口は、第二の区画の第二の空気吸込み口よりも多くの同一の開口部を備える。随意に、第一の空気吸込み口の流れ面積は、第二の空気吸込み口の流れ面積よりも小さい。これは、酸供与源のより高い気化速度を可能にしうる。随意に、第一の空気吸込み口の流れ面積と、第二の空気吸込み口の流れ面積の比は、約３：４〜約１：２になるように配設されている。随意に、第一の空気吸込み口の流れ面積は約０．１平方ミリメートル〜約１．６平方ミリメートルであり、第二の空気吸込み口の流れ面積は約０．２平方ミリメートル〜約２．４平方ミリメートルである。これらの配設は、有利なことに、ニコチン蒸気と酸蒸気の最適な比を提供しうる。
【００４８】
随意に、カートリッジの初回使用の前に、空気吸込み口および空気出口のうちの一方または両方は、一つ以上の取り外し可能なまたは壊れやすいバリアによって封止されうる。例えば、第一の区画の第一の空気吸込み口および第二の区画の第二の空気吸込み口のうちの一方または両方が、一つ以上の剥ぎ取り式シールまたは貫通可能なシールで封止されてもよい。一つ以上の取り外し可能または壊れやすいバリアは適切な任意の材料で形成されうる。例えば、一つ以上の取り外し可能または壊れやすいバリアは金属の箔またはフィルムで形成されうる。
【００４９】
随意に、カートリッジは、第一の区画および第二の区画の両方の下流に第三の区画を備える。第三の区画は、第一の区画の第一の空気出口および第二の区画の第二の空気出口と流体連通していてもよい。第一の空気流内のニコチン蒸気は、第二の空気流内の乳酸蒸気と第三の区画で反応して、ニコチン乳酸塩粒子のエアロゾルを形成しうる。随意に、第三の区画は、マウスピースと流体連通するエアロゾル出口を備える。随意に、第三の区画は一つ以上のエアロゾル修飾剤を含む。例えば、第三の区画は、一つ以上の吸収材、一つ以上の風味剤、一つ以上の化学感覚剤、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００５０】
随意に、カートリッジは、本体部分と、一つ以上の端部キャップとを含む。随意に、カートリッジは、本体部分と、遠位端キャップとを含む。随意に、カートリッジは、本体部分と、近位端キャップとを含む。随意に、カートリッジは、本体部分と、近位端キャップと遠位端キャップとを含む。
【００５１】
随意に、カートリッジの第一の区画にある第一の空気吸込み口を形成している一つ以上の開口部、およびカートリッジの第二の区画にある第二の空気吸込み口を形成している一つ以上の開口部が、遠位端キャップに提供される。
【００５２】
随意に、カートリッジの第一の区画にある第一の空気出口を形成している一つ以上の開口部、およびカートリッジの第二の区画にある第二の空気出口を形成している一つ以上の開口部が、近位端キャップに提供される。
【００５３】
随意に、気流チャネルを画定する一つ以上の突出部の一部またはすべてが、遠位端キャップ、または近位端キャップ、または遠位端キャップおよび近位端キャップの両方の上に提供される。
【００５４】
随意に、カートリッジは、耐ニコチン性および耐酸性である一つ以上の材料から形成される。随意に、カートリッジの第一の区画は一つ以上の耐ニコチン性材料で被覆され、カートリッジの第二の区画は一つ以上の耐酸性材料で被覆されている。好適な耐ニコチン性材料および耐酸性材料の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、および黒鉛またはガラス繊維をもつＬＣＰなどの修飾ＬＣＰが挙げられるが、それらに限定されない。一つ以上の耐ニコチン性材料の使用は、カートリッジの貯蔵寿命を高めうる。
【００５５】
随意に、カートリッジは、一つ以上の熱伝導性材料から形成される。随意に、カートリッジの第一の区画およびカートリッジの第二の区画は、一つ以上の熱伝導性材料で被覆されている。一つ以上の熱伝導性材料の使用は、有利なことに、発熱体からニコチン供与源または乳酸供与源への熱伝達を増加させうる。適切な熱伝導性材料には、例えば、アルミニウム、クロミウム、銅、金、鉄、ニッケルおよび銀などの金属、黄銅および鋼などの合金、およびその組み合わせが含まれるがこれに限定されない。
【００５６】
カートリッジは適切な任意の方法により形成されうる。適切な方法には、深絞り、射出成形、ブリスタリング、吹き込み成形および押し出しが含まれるがこれらに限定されない。
【００５７】
カートリッジは、第一の区画のニコチンまたは第二の区画の乳酸が枯渇すると、廃棄されるように設計されうる。
【００５８】
カートリッジは、再充填可能になるように設計されうる。
【００５９】
本発明の態様によると、本明細書に記述されたカートリッジと、カートリッジの少なくとも一部分を受容するためのくぼみを画定するハウジング、およびカートリッジの第一の区画および第二の区画のうちの少なくとの一つを加熱するためのヒーターを備えたエアロゾル発生装置と、を備えるエアロゾル発生システムが提供されている。
【００６０】
エアロゾル発生システムは、マウスピースをさらに備えうる。こうした実施形態では、カートリッジの第一の区画におけるニコチン供与源から放出されたニコチン蒸気と、カートリッジの第二の区画における乳酸供与源から放出された乳酸蒸気とが、マウスピースにおける気相で相互に反応してニコチン乳酸塩粒子のエアロゾルを形成しうる。
【００６１】
マウスピースは、カートリッジと係合するように構成されうる。
【００６２】
随意に、マウスピースは、カートリッジと係合するように構成されていて、カートリッジとマウスピースとの組み合わせは、紙巻たばこ、葉巻、または細い葉巻などの可燃性喫煙物品の形状および寸法をまねてもよい。こうした実施形態では、カートリッジとマウスピースとの組み合わせは、紙巻たばこの形状および寸法をまねてもよい。
【００６３】
マウスピースは、エアロゾル発生装置のハウジングと係合するように構成されうる。
【００６４】
マウスピースは、第一の区画におけるニコチンと、第二の区画における乳酸とが枯渇すると、廃棄されるように設計されうる。
【００６５】
マウスピースは、再利用可能であるように設計されうる。マウスピースが再利用可能であるように設計された実施形態では、マウスピースは、有利なことに、カートリッジまたはエアロゾル発生装置のハウジングに取り外し可能に取り付けられるように構成されうる。
【００６６】
随意に、エアロゾル発生システムは、本発明による消耗品カートリッジ組立品と、カートリッジの第一の区画および第二の区画のうちの少なくとも一つを加熱するためのヒーターを備えた再利用可能なエアロゾル発生装置と、を含む。
【００６７】
ヒーターは電気ヒーターとしうる。ヒーターは抵抗ヒーターであってもよい。
【００６８】
カートリッジがくぼみに受容される時、ヒーターは、カートリッジの少なくとも一部分を囲むように配設されうる。
【００６９】
随意に、ヒーターはエアロゾル発生装置のくぼみ内に位置してもよく、カートリッジは、上述のように、ヒーターを受容するためのくぼみを含んでもよい。こうした実施形態では、エアロゾル発生装置のヒーターは、有利なことに、ヒーターブレードの形態の細長いヒーターであってもよい。ヒーターブレードは、その厚さよりも大きい幅を有してもよい。カートリッジのくぼみは、細長いスロットとして構成されうる。
【００７０】
随意に、ヒーターは誘導ヒーターとすることができ、カートリッジは、上述のように、カートリッジの第一の区画および第二の区画を加熱するためのサセプタを含みうる。
【００７１】
エアロゾル発生システムは、ヒーターへ電力を供給するための電源と、電源からヒーターへの電力供給を制御するよう構成されたコントローラとをさらに含みうる。
【００７２】
エアロゾル発生装置は、ヒーターの温度と、カートリッジの第一の区画および第二の区画の温度とを検出するように構成された一つ以上の温度センサーを含みうる。こうした実施形態では、コントローラは、検出した温度に基づいてヒーターへの電力供給を制御するように構成されうる。
【００７３】
随意に、エアロゾル発生装置は、ユーザー入力装置を備える。ユーザー入力装置は、押しボタン、スクロールホイール、タッチボタン、タッチスクリーン、およびマイクロフォンのうちの少なくとも一つを備えうる。ユーザー入力装置は、ユーザーがエアロゾル発生装置の動作の一つ以上の態様を制御することを可能にしうる。ユーザー入力装置は、ユーザーがヒーターへの電力供給を起動すること、またはヒーターへの電力供給を停止すること、またはその両方を可能にしうる。
【００７４】
電源は、任意の適切な電源であってもよく、例えば電池などの直流電圧源であってもよい。電源は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、またはリチウム系電池（例えば、リチウムコバルト電池）、リチウム鉄リン酸塩電池、チタン酸リチウム、もしくはリチウムポリマー電池であってもよい。
【００７５】
電源は再充電可能リチウムイオン電池を含みうる。電力供給源は、コンデンサーなどの別の形態の電荷蓄積装置を備えうる。電力供給源は再充電を必要とする場合がある。電力供給源は、エアロゾル発生装置の１回以上の使用のために十分なエネルギーの蓄積を可能にする容量を有してもよい。例えば、電力供給源は従来の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約６分間、また６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な発生を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の実施例において、電力供給源は所定の吸煙回数、または不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有してもよい。
【００７６】
コントローラは、加熱サイクルの開始時に、電力供給源からヒーターへの電力供給を開始するように構成されてもよい。コントローラは、加熱サイクルの終了時に、電力供給源からヒーターへの電力供給を終了するように構成されてもよい。
【００７７】
コントローラは、電力供給源からヒーターへの連続的な電力供給を提供するように構成されてもよい。
【００７８】
コントローラは、電力供給源からヒーターへの断続的な電力供給を提供するように構成されてもよい。コントローラは、電力供給源からヒーターへの電力のパルス供給を提供するように構成されてもよい。ヒーターへの電力のパルス供給は、期間中のヒーターからの全出力の制御を容易にしうる。期間中のヒーターからの全出力を制御することは、温度の制御を容易にしうる。
【００７９】
コントローラは、電力供給源からヒーターへの電力供給を変化させるように構成されうる。コントローラは電力のパルス供給の負荷サイクルを変化させるように構成されうる。コントローラは、パルス幅および負荷サイクルの期間のうち少なくとも一つを変化させるように構成されうる。
【００８０】
誤解を避けるために、本発明の一つの態様に関する上述の特徴は、本発明の他の態様に適用されてもよい。特に、本発明によるカートリッジに対する上述の特徴はまた、適切な場合には、本発明によるエアロゾル発生システムに関連しうるとともに、逆もまた同じである。
【００８１】
ここで、例証としてのみであるが、以下の添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるエアロゾル発生システムの斜視図である。
【図２】図２は、図１のエアロゾル発生システムの断面図である。
【図３】図３は、図１のエアロゾル発生システムのカートリッジの分解斜視図である。
【図４】図４は、図１のカートリッジの第一の断面図を示す。
【図５】図５は、図４の図に直交する、図１のカートリッジの第二の断面図である。
【図６】図６は、図３のカートリッジに嵌合された端部キャップの斜視図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明の異なる実施形態によるカートリッジの断面側面図である。
【図７ｂ】図７ｂは、本発明の異なる実施形態によるカートリッジの断面側面図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態によるカートリッジの断面側面図である。
【図９】図９は、本発明のまた別の実施形態によるカートリッジの断面側面図である。
【図１０】図１０は、本発明のまた別の実施形態によるエアロゾル発生システムの断面図である。
【００８３】
図１および２は、エアロゾル発生装置２０と、エアロゾル発生装置２０で使用するためのカートリッジ１００とを備えるエアロゾル発生システム１０を示す。エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置２０の近位端２４に取り外し可能に取り付けられるように構成されたマウスピース３０をさらに含む。
【００８４】
エアロゾル発生装置２０は、ハウジングの近位端２４の開口部を通してカートリッジ１００を受容するように構成されたくぼみ２２を有するハウジングを含む。エアロゾル発生装置２０は、くぼみ２２内にインダクタコイル２８を備える。インダクタコイルは、図２に示すように、くぼみ２２の内壁内に保持される。
【００８５】
エアロゾル発生装置２０は、ハウジング中に電気エネルギー供給源４０、この例では再充電可能リチウムイオン電池を含む。装置１０は、電池３０に接続されたコントローラ４２と、インダクタコイル２８と、ユーザーインターフェース（図示せず）とをさらに含む。この実施形態では、ユーザーインターフェースは機械的ボタンを含む。ユーザーインターフェースを起動すると、コントローラは高周波振動電流をインダクタコイル２８に供給し、振動磁場を生成する。これは、誘導渦電流およびヒステリシス損失の結果として、カートリッジ１００中の一つ以上のサセプタの加熱を引き起こす。これは、カートリッジ内に含有されるニコチン供与源および乳酸供与源を加熱し、ニコチン蒸気および乳酸蒸気を生成する。ユーザーがマウスピース３０を吸うと、空気の流れは、空気吸込み口２６からカートリッジを通って引き出され、気化されたニコチンおよび乳酸をマウスピースに向かって運ぶ。気化されたニコチンおよび乳酸は、それぞれ気相で、次いでマウスピース３０中で反応して冷却し、ニコチン塩粒子を含有するエアロゾルを形成する。吸煙の間、ユーザーは、排気出口３２を通してある体積のエアロゾルを受け取る。
【００８６】
図３は、カートリッジ１００の分解図である。カートリッジ１００は、約１５ミリメートルの長さと、約７．１ミリメートルの幅と、約６．７５ミリメートルの高さとを有する。この図示した実施例のカートリッジ１００は、その遠位端１０４および近位端１０６のいずれかで端部キャップ１３０によって閉じられた細長いカートリッジ本体１０２を備える。本体１０２は、約１１ミリメートルの長さと、約７．１ミリメートルの幅と、約６．７５ミリメートルの高さとを有する。端部キャップ１３０は、約２ミリメートルの長さと、約７．１ミリメートルの幅と、約６．７５ミリメートルの高さとを有する。カートリッジ１００は、第一の区画１１０に含有されるニコチン供与源２１０と、カートリッジ１００の第二の区画１２０に含有される乳酸供与源２２０とを備える。第一の区画１１０および第二の区画１２０はそれぞれ、カートリッジ本体１０２内で長軸方向に延びる。第一の区画１１０および第二の区画１２０は、それぞれの遠位端１０４および近位端１０６で端部キャップ１３０によって閉じられるように配設されている。第一の区画１１０および第二の区画１２０は、それぞれが約１ｍｍの深さを有する実質的に長方形の断面を有する同一の区画である。
【００８７】
第一の区画１１０および第二の区画１２０は、並行構成に配設される。流入する空気流は、第一の区画１１０および第二の区画１２０に入る前に分割する。ニコチン蒸気および乳酸蒸気は、別々の区画中で同時に発生される。
【００８８】
遠位端キャップ１３０は複数の空気吸込み口１３２、１３４を備え、流入気流１０８と第一の区画１１０および第二の区画１２０の間に流路を提供する。空気吸込み口は、遠位端キャップを通る同一の開口部である。複数の空気吸込み口１３２、１３４は、第一の区画１１０と流体連通する第一の空気吸込み口１３２と、第二の区画１３４と流体連通する第二の空気吸込み口１３４とを備える。図示した実施例では、第一の空気吸込み口１３２よりも多くの第二の空気吸込み口１３４が存在する。これは、第一の空気吸込み口１３２を通るよりも大きな、第二の空気吸込み口１３４を通る断面流れ面積をもたらす。これは、第一の区画１１０よりも高い、第二の区画１２０を通る体積気流を可能にする。これは、第二の空気吸込み口がより少ない場合よりも、第二の区画１２０中でより多くの酸を気化させる。
【００８９】
図３に示すように、端部キャップ１３０は、第一の区画１１０および第二の区画１２０に開かれた空気吸込み口１３２、１３４を有する遠位端キャップである。この実施例では、空気吸込み口１３２、１３４と鏡面対称の空気出口（図示せず）を遠位端キャップに含む近位端キャップが、カートリッジ１００の近位端１０６に提供されている。近位端キャップの空気出口は、第一の区画１１０および第二の区画１２０、ならびにマウスピース３０の排気部３２と流体連通している。第一の区画１１０および第二の区画１２０はそれぞれ、遠位端キャップから近位端キャップまで延びる。すなわち、第一の区画１１０および第二の区画１２０は両方とも、カートリッジ本体１０２の長さを通してずっと延びる。
【００９０】
カートリッジ本体１０２は、それぞれがカートリッジ１００の長軸方向軸に沿って延びる複数のヒーターくぼみ１４０を備える。ヒーターくぼみのそれぞれは、０．４ミリメートルの深さを有する。ヒーターくぼみ１０４は、第一の区画１１０および第二の区画１２０に並行である。ヒーターくぼみ１４０のそれぞれ、およびそれに対応する第一の区画１１０または第二の区画１２０は、０．４ミリメートル分離されている。複数のヒーターくぼみ１４０のそれぞれは、サセプタを受容するように配設されている。複数のヒーターくぼみ１４０は、遠位端１０４および近位端１０６の両方で、それぞれの遠位端キャップおよび近位端キャップによって閉じられている。図示した実施例では、第一の区画１１０および第二の区画１２０のそれぞれが、一対のヒーターくぼみ１４０の間に挟まれている。この実施形態では、複数の同一のサセプタが使用され、一つは各ヒーターくぼみ１４０に配置されている。使用中、ニコチン供与源２１０および酸供与源２２０の両方が同じ温度に加熱される。
【００９１】
第一の区画１１０および第二の区画１２０はそれぞれ、カートリッジ１００の長さに沿って長軸方向に延びる複数の並行な隆起１５０を備える。複数の隆起１５０は、第一の区画１１０の側壁および第二の区画１２０の側壁から突出する。一旦組み立てられると、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０は、カートリッジの複数の隆起１５０に隣接する。これは、図４のカートリッジ１００の断面図に図示されている。ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０が、第一の区画１１０および第二の区画１２０に組み込まれると、それらは隆起１５０に立てかけられる。供与源２１０、２２０は、カートリッジ１００の両端で端部キャップ１３０によって閉じられ、それぞれの空気吸込み口１３２、１３４および空気出口１３３、１３５と流体連通している。
【００９２】
図５は、カートリッジ１００の内部を通って流れる空気流の流路を示す、図４の断面に直交する、カートリッジ１００の異なる断面図である。空気流は、空気吸込み口１３２、１３４を通ってカートリッジ１００に入り、空気出口１３３、１３５を通ってカートリッジ１００から出る。空気吸込み口１３２、１３４および空気出口１３３、１３５の両方が、端部キャップ１３０に提供されている。複数の気流チャネル１６０は、並行な隆起１５０と、ニコチン供与源／乳酸供与源とカートリッジ１００の側壁の間の空所内に形成される。空気流が気流チャネル１６０を通過する時、それらは、気化されたニコチンおよび乳酸をそれぞれのニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の表面で収集する。
【００９３】
この実施例では、ニコチン供与源２１０は、ニコチン液体で含浸された多孔質セラミック基体を含む。乳酸供与源２２０は、乳酸で含浸された多孔質セラミックを含む。ニコチン液体はまた、ニコチン供与源が加熱された時にニコチンと共に気化するように配設された風味剤を含む。前記風味剤は、発生されたエアロゾル中に望ましい味を生成するように配設されている。より具体的には、ニコチン供与源２１０は、約１０ミリグラムのニコチンおよび約４ミリグラムのメントールで含浸された多孔質セラミック基体を含み、乳酸供与源２２０は、約２０ミリグラムの乳酸で含浸された多孔質セラミック基材を含む。
【００９４】
多孔質セラミックは比較的不活性な材料で、ニコチン液体または乳酸のいずれかと接触させた時に劣化しない。多孔質セラミックの剛性は、カートリッジの寿命にわたり、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の両方に対して一貫した外部寸法を確保する。より具体的には、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０は、残留している液体の量に応じて拡張または収縮しない。気流チャネル１５０の断面積は、カートリッジ使用の異なる段階の間に変化せず、よって、ユーザーに一貫した吸煙の体験を提供する。
【００９５】
実際には、ユーザーはマウスピース３０を吸って、気流チャネル１５０を通してある体積の気流を引き出す。第一の区画１１０および第二の区画１２０に入る空気流の一部分は、気流チャネル１６０に戻る前に、多孔質セラミック材料の表面の下を貫通しうる。これは、セラミックの空孔内から発生される気化されたニコチンおよび乳酸の排出を助ける。
【００９６】
図５に示すように、端部キャップ１３０のそれぞれは、カートリッジ１００の隆起１５０に対して相補的な端部キャップ隆起１３８を備える。端部キャップ１３０の内向きに面する側は、図６の斜視図にさらに詳細に示されている。図６に示す端部キャップ１３０は、カートリッジ本体１０２の遠位端１０４を閉じるように構成された遠位端キャップである。近位端キャップは、カートリッジ本体１０２の近位端１０６を閉じるために、空気吸込み口の配設が鏡面対称である類似の設計である。端部キャップ１３０は、カートリッジ本体１０２との解除不能な結合をもたらす継手１３７を備える。これは、ユーザーがカートリッジ１００を分解または改ざんできないことを確実にする。
【００９７】
端部キャップ１３０は、それぞれがカートリッジ本体１０２の第一の区画１１０および第二の区画１２０に対して相補的な複数の端部キャップくぼみ１３１を備える。端部キャップくぼみ１３１は、内向きに面する表面上に開くように、および端部キャップ１３０の深さに沿って部分的に延びるように、配設されている。端部キャップくぼみ１３7１は、端部キャップ１３０がカートリッジ本体１０２の遠位端１０４または近位端１０６に嵌合された時、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の両方の端を含むように構成されている。
【００９８】
複数の端部キャップ隆起１３８は、第一の区画１１０および第二の区画１２０の複数の隆起１５０に対して相補的であり、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０にさらなる支持を提供する。端部キャップ隆起１３８はまた、気流チャネル１６０の延長部として機能する。端部キャップくぼみ１３７を、第一の区画１１０および第二の区画１２０中のニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の上に位置付けることによって、端部キャップをカートリッジ本体１０２に容易に整列させ、組み立てることができる。
【００９９】
端部キャップ１３０は、カートリッジ本体１０２のヒーターくぼみ１４０に対して相補的な端部キャップヒーターくぼみ１３６をさらに含む。端部キャップくぼみ１３７と同様に、端部キャップヒーターくぼみ１３６は、カートリッジ本体１０２の内向きに面する表面で開き、端部キャップ１３０の深さに沿って部分的に延びる。端部キャップヒーターくぼみ１３６は、ヒーターくぼみ中に含まれるサセプタが、その中でさらに支持されることを可能にする。この特定の実施形態では、端部キャップヒーターくぼみ１３６は、サセプタに対するぴったりとした嵌合を提供するように構成されている。結果として、サセプタは端部キャップによって所定位置にしっかりと保持される。
【０１００】
図５を参照して考察したように、カートリッジ壁から突出する並行な隆起１５０は、いくつかの機能を果たす。それらは、ニコチン供与源および乳酸供与源がそれぞれの第一の区画１１０および第二の区画１２０に組み入れられた時に、ニコチン供与源および乳酸供与源を支持し、安定化する。隆起１５０はまた、空気チャネル１６０を形成して、空気流がニコチン供与源１１０および乳酸供与源１２０の表面上を通過し、気化されたニコチンおよび乳酸を効果的に排出することを可能にする。空気流の大部分はニコチン供与源または乳酸供与源を通って流れないため、この配設は引き出し抵抗（ＲＴＤ）を著しく減少させる。
【０１０１】
図５に示す隆起１５０は直線流路を画定し、従って、気化されたニコチンおよび乳酸が、それぞれの第一の区画１１０および第二の区画１２０から速やかに排出されることを可能にする。しかしながら、一部の事例では、他のタイプの突出部を隆起１５０の代わりに使用して、他の機能を提供しうる。例えば、直線の隆起の代わりに、正弦波プロファイルを有する隆起を使用して、空気流に乱流を誘発してもよい。これは、気流チャネル内の対流を改善するだけでなく、空気流のより大きな部分を、多孔質ニコチンおよび乳酸供与源の表面の下に貫通させる。
【０１０２】
図７ａは、区画の側壁から延びる複数の突起１５２を有する代替的カートリッジ設計の断面側面図を示す。この実施形態では、図５に示すように、突起は並行な隆起１５０と置き換えられている。これらの突起１５２は、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０がそれぞれの区画１１０、１２０に組み入れられると、それらを支持および安定化する。図７ａに図示するように、突起は空気流の曲がりくねった流路をもたらす。これは、気流により多くの乱流を誘発するので、ニコチン供与源および酸供与源と空気の接触時間および接触面積を増加させる。
【０１０３】
代替的な実施形態では、図７ｂに示すように、図６に示す端部キャップ１３０が、第一の区画１１０または第二の区画１２０のいずれにも隆起を有さないカートリッジ本体１０２ｃを閉じるために使用されている。従って、単一の気流チャネル１６０ｃは、供与源２１０、２２０の表面と区画１１０、１２０の側壁との間の空所内に形成される。この実施形態では、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０は、端部キャップ隆起１３８によってのみ、それぞれの第一の区画１１０および第二の１２０区画中に保持されている。使用時、第一の区画１１０および第二の区画１２０に入る空気流は、単一の気流チャネル１６０ｃの幅を横切って自由に流れうる。これは、区画１１０、１２０のそれぞれを横切る横方向の対流を促す。
【０１０４】
代替的実施形態では、気流チャネル１６０は、カートリッジ本体１０２ｄを通って最後まで延びない。図８に示すように、隆起１５０間のチャネルは、空気出口１３３、１３５に向かって徐々に充填される。これは、気流チャネル１６０のそれぞれにわたる断面積を、気流の方向に徐々に減少させる。図示した実施例では、気流チャネル１６０は、カートリッジ１００ｄの近位端１０６の空気出口１３３、１３５に対して開いていない。代わりに、気流チャネル中の空気流は、空気出口１３３、１３５を通ってカートリッジ１００ｄから出る前に、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０を貫通し、それらを通って流れるように強制される。これは、すでにニコチンおよび乳酸の蒸気を添加された気流チャネル中の空気流が、多孔質セラミック材料の空孔内のより多くの気化されたニコチンおよび乳酸にさらされることを意味する。
【０１０５】
別の実施形態では、カートリッジ１００のヒーターくぼみ１４０は、それぞれの第一の区画１１０および第二の区画１２０と融合される。より具体的には、サセプタは、別個のヒーターくぼみ１４０によってもはや支持されていない。代わりに、端部キャップヒーターくぼみ１３６によって所定位置に保持される。結果として、サセプタは区画１１０、１２０の側壁を通して熱をもはや伝導しない。代わりに、サセプタは、それぞれの区画１１０、１２０中のニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０を直接加熱する。この場合のサセプタはメッシュサセプタである。メッシュサセプタの使用により、区画内の無制限の気流が許容され、よって、区画中の熱対流が増強される。
【０１０６】
図９は、代替的実施形態によるカートリッジ３００を示す。カートリッジ３００は、カートリッジ３００の両端にある端部キャップ３３０によって閉じられる。図４に示すカートリッジ１００と比較して、カートリッジ３００は、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０と直接接触させるサセプタ３４０を使用する。カートリッジ３００中のサセプタは、鉄メッシュである。メッシュサセプタは、隆起３６０とニコチン供与源２１０または乳酸供与源２２０の間の界面に位置付けられるように配設されている。より具体的には、隆起３６０の間に形成された供与源２１０、２２０および流れチャネル３５０が相互に分離されるように、メッシュサセプタ３４０は、第一の区画３１０および第二の区画３２０のそれぞれを分割するように構成されている。
【０１０７】
この実施例では、図４のカートリッジ１００のヒーターくぼみ１４０は存在しない。こうしたヒーターくぼみが存在しないため、図４のカートリッジ１００に特徴付けられる端部キャップヒーターくぼみ１３６も、端部キャップ３３０に存在しない。こうしたくぼみが存在しないことで、カートリッジ３００中のより大きな第一の区画１１０および第二の区画１２０が可能になる。結果として、より厚いニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０（例えば、より大きな貯蔵容量を有するもの）が使用されうる。
【０１０８】
使用時、インダクタコイル２８は、メッシュサセプタに渦電流を誘発し、メッシュサセプタ３４０を加熱させる。そのメッシュ構造のため、メッシュサセプタ３４０は、それぞれの供与源２１０、２２０の表面で気化されたニコチンおよび乳酸がそれぞれの気流チャネル３５０の中に逃れることを可能にする。加熱はニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の表面で行われるため、気化されたニコチンおよび乳酸は、もはや、それぞれの表面で抽出されるために供与源の深さを通って浸透する必要がない。従って、こうした配設は、気化されたニコチンおよび乳酸のより効率的な抽出を可能にする。
【０１０９】
メッシュサセプタ３４０は、第一の区画３１０および第二の区画３２０の隆起によって支持される。これは、メッシュサセプタ３４０が、より低い機械的強度を有する材料から形成されることを可能にする。言い換えれば、メッシュサセプタは、可撓性材料から形成されてもよく、それ自体の重量を維持する必要がない。
【０１１０】
図１０に示すさらに別の実施形態では、エアロゾル発生装置２０のインダクタコイル２８およびサセプタは、複数の抵抗発熱体２９によって置き換えられる。この実施形態では、抵抗発熱体はエアロゾル発生装置２０の一部である。使用中に、コントローラ４２は、抵抗性発熱体２９への電力供給を制御して、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０を加熱する。
【０１１１】
複数の抵抗発熱体２９は、エアロゾル発生装置２０のくぼみ２２の中に位置付けられた細長い電気ヒーターである。細長い電気ヒーターは、くぼみ２２の長軸方向軸に沿って延び、カートリッジ４００の対応するヒーターくぼみの中に嵌合するようにそれぞれが配設されている。
【０１１２】
図５の端部キャップ１３０と比較して、この実施形態では、修正された遠位端キャップがカートリッジ４００に提供されている。図６の端部キャップヒーターくぼみ１３６は、遠位端キャップの深さを通って延びる開いたヒータースロットで置き換えられている。これらのヒータースロットを通して、エアロゾル発生装置２０のヒーター要素２９は、カートリッジ本体のヒーターくぼみの中に延びる。この特定の実施形態では、ヒータースロットは、抵抗発熱体２９にぴったりとした嵌合を提供するように構成されている。よって、カートリッジ４００がエアロゾル発生装置２０のくぼみ２２に挿入された時、カートリッジが発熱体２９によって支持されることを可能にする。
【０１１３】
カートリッジ１００の初回使用の前に、空気吸込み口１３２、１３４および空気出口１３３、１３５は、端部キャップ１３０の外向きに面する表面に適用される取り外し可能な剥ぎ取り式の箔シール（図示せず）によって封止される。これは、ニコチンおよび乳酸の大気中への損失を減少させ、よってカートリッジの貯蔵寿命を長くする。加えて、箔シールは、ニコチン供与源２１０および乳酸供与源２２０の汚染を防止する。
【０１１４】
上述の例示的な実施形態は例証するが限定はしない。上記で考察した例示的な実施形態に照らすことによって、上記の例示的な実施形態と一貫したその他の実施形態も当業者には明らかとなろう。
【図１】
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【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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