(57)【要約】本発明の電子式喫煙物は、エアロゾル発生器と、このエアロゾル発生器により発生されるエアロゾルの特性であって、感覚的特性を含む特性を改善する能力を有する機械的なエアロゾルコンバータ挿入物とを具えている。
2015508641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式喫煙物であって、この電子式喫煙物が、
長手方向に延在する外管と、
この外管内のエアロゾル発生器であって、この外管内に凝縮エアロゾルを生ぜしめる当該エアロゾル発生器と、
前記外管内の液体供給部であって、前記エアロゾル発生器に液体材料を送給する当該液体供給部と、
前記外管内のエアロゾル流形成素子であって、エアロゾル流を生じるように作用する当該エアロゾル流形成素子と、
前記エアロゾルが前記電子式喫煙物から吸引されている際に、前記エアロゾル流に衝撃を与えるように配置された機械的なエアロゾルコンバータ（ＭＡＣ）挿入物と
を具えている電子式喫煙物。
【請求項２】
請求項１に記載の電子式喫煙物において、前記エアロゾル流形成素子はガスケットであり、このガスケットは、前記ＭＡＣ挿入物の上流に配置されたこのガスケットの中央孔を通ってエアロゾルが吸引されるように配置されており、前記ＭＡＣ挿入物は少なくとも１つの孔とフェースとを有しており、このフェースは前記中央孔から離間されており、前記フェースと前記中央孔とは、この中央孔を通って吸引される前記エアロゾル流の少なくとも幾らかが前記フェースに当り、これにより前記エアロゾルの特性を変化させるように配置されている電子式喫煙物。
【請求項３】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記ＭＡＣ挿入物は、前記フェースの周囲に配置された複数の孔を有している電子式喫煙物。
【請求項４】
請求項３に記載の電子式喫煙物において、前記複数の孔は、前記フェースの径方向で外側に配置されている電子式喫煙物。
【請求項５】
請求項４に記載の電子式喫煙物において、前記フェースは、円筒体内に配置されているとともに、この円筒体の上流のエッジ部分から離間しており、このエッジ部分は前記ガスケットに衝合し、これにより前記フェースと前記中央孔との間の間隔が常に一貫して確立されるようになっている電子式喫煙物。
【請求項６】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記エアロゾルの特性は、エアロゾルの温度及び粒径分布の少なくとも一方である電子式喫煙物。
【請求項７】
請求項１に記載の電子式喫煙物であって、この電子式喫煙物が更に、
前記外管内の内管と、
前記内管内に位置するヒータと、
前記液体供給部と連通するとともに前記ヒータにより囲まれた芯であって、この芯により液体材料を前記ヒータに供給するとともに、このヒータが液体材料を気化させて前記内管内にエアロゾルを形成するのに充分な温度に液体材料を加熱させるようにする当該芯と
を具えており、前記液体供給部は、前記外管と前記内管との間の外側環状部内に収容されている電子式喫煙物。
【請求項８】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記フェースは多孔質であり、予め決定した寸法の粒子が前記フェース上に保持されるようになっている電子式喫煙物。
【請求項９】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記フェースは凹面となっている電子式喫煙物。
【請求項１０】
請求項２に記載の電子式喫煙物であって、この電子式喫煙物が更に、前記ＭＡＣ挿入物の下流に、流れ中央集中化用装置及び多孔の口側端挿入部を具え、この口側端挿入部は少なくとも２つの分散用の出口流路を有している電子式喫煙物。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子式喫煙物において、前記少なくとも２つの分散用の出口流路は、前記電子式喫煙物の長手軸線に対して約５°〜約６０°の角度になっている電子式喫煙物。
【請求項１２】
請求項２に記載の電子式喫煙物であって、この電子式喫煙物が一対のＭＡＣ挿入物と、これらＭＡＣ挿入物間で作用しうる流れ中央集中化用装置とを具えている電子式喫煙物。
【請求項１３】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記ＭＡＣ挿入物が、円筒体と、この円筒体の内部を交互の関係で部分的に横切るように延在するとともに長手方向で互いに離間している複数の隔壁とを具えている電子式喫煙物。
【請求項１４】
請求項７に記載の電子式喫煙物において、この電子式喫煙物が第２の区分に取付けることができる第１の区分を有し、この第１の区分内に前記芯と、前記ヒータと、前記液体供給部とが収容されている電子式喫煙物。
【請求項１５】
請求項７に記載の電子式喫煙物において、前記外管が単一の管であり、前記芯と、前記ヒータと、前記液体供給部と、電源とが前記外管内に収容されている電子式喫煙物。
【請求項１６】
請求項１に記載の電子式喫煙物であって、この電子式喫煙物が更に、多孔の口側端挿入部を具え、この多孔の口側端挿入部は、エアロゾルをパフ中に喫煙者の口全体に分布させるように作用しうる少なくとも２つの分散用の出口流路を有している電子式喫煙物。
【請求項１７】
請求項１に記載の電子式喫煙物において、前記液体供給部は、この液体供給部の重量に基づいて２重量％よりも多いニコチン含有量を有している電子式喫煙物。
【請求項１８】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記少なくとも１つの孔は、ほぼ円形であり、約０．０１５インチ〜約０．０９０インチの範囲の直径を有している電子式喫煙物。
【請求項１９】
請求項２に記載の電子式喫煙物において、前記少なくとも１つの孔は、細長であり、各孔は約２mm〜約５mmの範囲の長さと、約０．５mm〜約１mmの範囲の幅とを有している電子式喫煙物。
【請求項２０】
請求項１に記載の電子式喫煙物において、前記ＭＡＣ挿入物はプラスチック又は金属箔から形成されている電子式喫煙物。
【請求項２１】
請求項３に記載の電子式喫煙物において、前記ＭＡＣ挿入物はディスクの形態をしており、前記複数の孔はこのＭＡＣ挿入物のフェースと同一平面にある電子式喫煙物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子式喫煙物に関するものである。
【０００２】
[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１２年１月３１日に出願された米国仮特許出願第61/593,004号の関連出願であり、米国特許法第１１９条の下でこれらの仮出願に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容は、参照することによりその全体が説明されているようにここに導入されるものである。
【背景技術】
【０００３】
電子式シガレット又は電子式シガー（これらを総称して“喫煙物”と称する）は、液状材料を蒸発させてエアロゾルすなわち“蒸気”を生ぜしめるヒータ素子を含むものとして提供されている。ヒータ素子は、一例では、芯（ウイック）が全長に亘って延在している抵抗性ヒータコイルを有している。ヒータコイルと芯とのアセンブリにより発生されるエアロゾルは中央の流路を通って喫煙物の口側端部に向かって吸引される。
【０００４】
電子式喫煙物は、フェースと１つ以上の出口とを有する機械的なエアロゾルコンバータ（ＭＡＣ）挿入物を有するようにするのが好ましい。ＭＡＣ挿入物のフェース及び出口は相互関係の配置にし、フェースは中央の流路と整列させ、エアロゾルが電子式喫煙物から流出する前にフェースに当るようにしている。その結果、エアロゾル粒子の粒径（粒度）分布がより小さい粒子範囲を有する分布に変化し、エアロゾルの気相成分とエアロゾルの温度との双方が低減される。これらの効果及び場合によってはその他の効果が、液剤内のニコチン含有量が高レベルにある場合でも、のどの刺激を低減させる感覚的特性に寄与するとともに、上述したＭＡＣ挿入物がない電子式喫煙物のエアロゾルよりも口当たりを改善するのに寄与するものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施例による電子式喫煙物を示す側面断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の他の実施例による電子式喫煙物を示す側面断面図である。
【図２】図２は、図１Ａに示す電子式喫煙物の機械的なエアロゾルコンバータ（ＭＡＣ）挿入部を、図１Ａにおいてほぼ矢印Ａの方向で見て示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１ＡのＭＡＣ挿入部を、図１Ａにおいてほぼ矢印Ｂの方向で見て示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１ＢのＭＡＣ挿入部を、図１Ｂにおいてほぼ矢印Ｂの方向で見て示す斜視図である。
【図４】図４は、フェースの内部特徴を破線で表して図１Ａ、図２及び図３ＡのＭＡＣ挿入部を示している側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１Ａの電子式喫煙物に用いる、フランジを有するＭＡＣ挿入部の他の実施例を、図１Ａにおいてほぼ矢印Ｂの方向で見て示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１Ｂの電子式喫煙物に用いる、フランジを有するＭＡＣ挿入部の他の実施例を、図１Ｂにおいてほぼ矢印Ｂの方向で見て示す斜視図である。
【図６】図６は、図５Ａに示す第１のＭＡＣ挿入部と図５Ｂに示す第２のＭＡＣ挿入部との間に介在させた流れ中央集中化用ディスクを有する他の実施例による電子式喫煙物を示す部分的な側面断面図である。
【図７】図７は、図６の流れ中央集中化用ディスクを示す断面図である。
【図８】図８は、エアロゾルが電子式喫煙物から流出する前にＭＡＣ挿入物に衝突した場合の推定効果を図案化して示す説明図である。
【図９】図９は、他の実施例により構成された口側端挿入部を有する電子式喫煙物であって、図５Ｂに示すような上流のＭＡＣ挿入部と、下流の多孔マウスピース挿入部との間に介在された流れ中央集中化用ディスクを有する電子式喫煙物を示す部分的な側面断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図９の電子式喫煙物に用いるための多孔口側端挿入部の一実施例を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９の電子式喫煙物に用いるための多孔口側端挿入部の他の実施例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、他の実施例により構成されたＭＡＣ挿入部を有する電子式喫煙物であって、このＭＡＣ挿入部をディスクの形態とした電子式喫煙物を示す部分的な側面断面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すようなＭＡＣ挿入部を示す平面図である。
【図１３】図１３は、上述した実施例の何れかに設けるための集束出口を有するガスケットの詳細を示す側面断面図である。
【図１４】図１４は、内部に複数の隔壁を有するＭＡＣ挿入部を示す断面図である。
【図１５】図１５は、ＭＡＣ挿入部の他の実施例を有する電子式喫煙物を示す部分的な側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（電子式喫煙物のレイアウト）
図１Ａ及び１Ｂを参照するに、電子式喫煙物（シガレット）６０は、交換式のカートリッジ（すなわち第１の区分）７０と、再使用可能な固定物（すなわち第２の区分）７２とを具えており、好適な実施例ではこれらを、ねじ連結部２０５により、又はすべり嵌め、戻り止め、スナップフィット、クランプ及びクラスプの何れか又は任意の組合せによるような他の便利な手段により、互いに結合させるようにしてある。一般には、第２の区分７２は、電子式喫煙物６０の自由端、すなわち先端部に隣接する空気吸入口ポート４５を介してこの第２の区分７２内に引込まれる空気に応答するパフセンサ１６と、バッテリ１と、制御回路とを有している。使い捨ての第１の区分７０は、液体供給領域２２と、この液体供給領域２２から芯２８を経て引込まれる液体を噴霧させるヒータ１４とを有する。ねじ連結部２０５による連結が達成されると、パフセンサの動作時にバッテリ１が第１の区分７０の電気ヒータ１４と接続しうるようになる。空気は主として、外管（ケーシング）６内に位置する１つ以上の空気吸入口ポート４４を経て第１の区分７０内に引込まれる。
【０００７】
好適な実施例では、カートリッジの液体が使い尽くされた場合に、第１の区分７０のみが交換されるようにする。他の構成例には、液体が供給し尽されると電子式喫煙物６０の全体が廃棄されるようにすることを含めることができる。このような場合には、バッテリの種類やその他の特徴部が、簡単で廉価となるように設計することができるが、一般には、第２の区分が再使用又は再充電されるか或いはこれらの双方が達成される好適な実施例と同じ概念を具現化するようにする。
【０００８】
好適な実施例では、電子式喫煙物６０を通常のシガレットとほぼ同じ大きさとする。ある実施例では、電子式喫煙物６０を約８０mm〜約１１０mmの長さ、好ましくは約８０mm〜約１００mmの長さとし、約７mm〜約８mmの直径としうる。好適な実施例では、例えば、電子式喫煙物を約８４mmの長さで約７．８mmの直径を有するようにする。
【０００９】
外管６に、好ましくは第１の区分７０の周りに少なくとも１つの裏面接着式のラベルを被着するのが好ましい。このラベルは、電子式喫煙物６０を完全に囲むようにするのが好ましく、従来のシガレットの外観及び感触の双方又は何れか一方が得られるように着色及び質感の双方又は何れか一方をこのラベルに与えることができる。このラベルには、外管６（又はケーシング）内の空気吸入口ポート４４が遮断するのを回避するような寸法及び配置とした孔を開けることができる。
【００１０】
外管６及び内管６２の双方又は何れか一方を、任意の適切な材料又はこれら材料の組合せから形成しうる。適切な材料の例には、これらの材料の一種類以上を有する金属、合金、プラスチック又は複合材料が含まれるか、或いは食料又は薬剤の分野に適した熱可塑性プラスチック、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、セラミック及びポリエチレンが含まれる。これらの材料は、軽量で非脆性とするのが好ましい。内管６２には、水が実質的に浸透しない被膜を設けることもできる。
【００１１】
図１Ａ、１Ｂ、６及び９を参照するに、第１の区分７０は、長手方向に延在する外管（又はケーシング）６と、この外管６内に同軸的に配置された内管（又はチムニー）６２とを有している。上流のガスケット（又はシール部材）１５のノーズ部分６１は内管６２の上流端部６５内に嵌合させるとともに、同時にガスケット１５の外周部６７が外管６の内面と気密封止されるようにするのが好ましい。上流のガスケット１５は中央の縦長の空気流路２０をも有しており、この空気流路２０は、中央流路２１を規定する内管６２の内部に向けて開口している。ガスケット１５の後部における横断流路３３はこのガスケット１５の中央流路２０と交差してこれに連通している。
【００１２】
図１を参照するに、上流のガスケット１５の中央流路２０を横切るとともにこの中央流路と連通するこの上流のガスケット１５の裏側部分をまたぐように横断流路３３を設けることができる。この流路３３は、中央流路２０と、カソードコネクタ片３７内に規定されたスペース３５との間を連通させる。好適な実施例では、カソードコネクタ片３７に、ねじ連結を達成するねじ連結部２０５を設ける。このカソードコネクタ片３７はその周囲に互いに対向するノッチ（切込み）を有し、これらノッチは、カソードコネクタ片３７が外管６内に挿入されると、外管６内の２つのＲＴＤ制御用の空気吸入口ポート４４及び４４´の各々の位置と整列されるようになっている。これらの空気吸入口ポート４４及び４４´は、喫煙物に、約６０mmＨ２Ｏ〜約１５０mmＨ２Ｏ、より好ましくは約９０mmＨ２Ｏ〜約１１０mmＨ２Ｏ、更に好ましくは約１００mmＨ２Ｏ〜約１３０mmＨ２Ｏの範囲内の予め決定した所望の吸引抵抗（ＲＴＤ）を与えるように正確にドリリング形成されるようにするのが好ましい。
【００１３】
ガスケット１０及び１５間や外管６及び内管６２間に得られる空間が、液体供給領域２２の境界を確立する。この液体供給領域２２が液体材料を有するとともに、随意ではあるがこの液体材料を内部に蓄積する作用をする液体蓄積媒体２１０を有する。この液体蓄積媒体２１０は、綿のガーゼ又はその他の繊維性材料を巻いたものを内管６２の周囲に有するようにしうる。
【００１４】
好適な実施例では、液体供給領域２２を内管６２及び外管６間やガスケット１０及び１５間の外側環状部６２０内に入れるようにする。この場合、液体供給領域２２が空気の中央流路２１を少なくとも部分的に囲むようになる。ヒータ１４は、液体供給領域２２の対向部分間で中央流路２１を横切るように延在するようにするのが好ましいが、ここに述べる技術は、ヒータ１４を横方向に延在させる代わりに縦方向に延在させる構成配置にも適用しうる。
【００１５】
液体蓄積媒体２１０は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨン又はこれらの任意の組合せを有する繊維性材料とするのが好ましい。繊維は、約６ミクロン〜約１５ミクロン（例えば、約８ミクロン〜約１２ミクロン又は約９ミクロン〜約１１ミクロン）の寸法範囲の直径を有するようにするのが好ましい。液体蓄積媒体２１０は、焼結した多孔質又は発泡材料とすることができる。又、繊維は呼吸不能となる寸法にするのが好ましく、その断面はＹ字状、十字状、クローバー状又はその他の適切な何らかの形状とすることができる。或いはまた、液体供給領域２２は、繊維質の蓄積媒体２１０を有さずに液体材料のみを入れた充満タンクを有するようにしうる。
【００１６】
又、液体材料は、電子式喫煙物６０に用いるのに適した沸点を有するようにするのが好ましい。この沸点が高すぎる場合には、ヒータ１４は芯２８内の液体を気化させることができない。しかし、沸点が低すぎる場合には、ヒータ１４が起動されていない場合にも液体が気化されるおそれがある。
【００１７】
液体材料には、加熱時に液体から放出される揮発性のたばこ風味（フレーバー）化合物を有するたばこ含有材料を含めるのが好ましい。この液体材料はたばこ風味含有材料又はニコチン含有材料とすることもできる。これに代えて、或いはこれに加えて、液体材料に非たばこ材料を含めることができる。例えば、液体材料に、水、溶媒、エタノール、植物エキス及び自然の又は人工の風味を含めることができる。液体材料には更にエアロゾル形成体を含めるのが好ましい。適切なエアロゾル形成体の例は、グリセリン及びプロピレングリコールである。
【００１８】
使用中、液体材料は、芯２８の各端部における毛管作用により液体供給領域２２及び液体蓄積媒体２１０の双方又は何れか一方から移動する。一実施例では、ヒータ１４が芯２８の中央部分を少なくとも部分的に囲み、ヒータ１４が起動された際に芯２８のこの中央部分における液体がヒータ１４により気化されてエアロゾルを形成するようにしうる。他の実施例では、ヒータ１４が、芯を囲むように巻装されずに、芯の一部分に隣接して配置されるようにしうる。芯２８は、液体を吸引する能力のあるフィラメント、より好ましくはガラス（又はセラミック）フィラメントの束、最も好ましくはガラスフィラメントの巻線、好ましくは３つの巻線の群を有する束を具えるのが好ましく、これらの構成の全てはフィラメント間の隙間を介する毛管作用により液体を吸引しうるものである。好ましくは、芯２８を可撓性とし、これには、それぞれ複数のフィラメントを有する３つのストランドを設ける。更に、芯２８の端部は可撓性にするのが好ましく、液体供給領域２２の境界中で折り曲げうるようにすることを銘記されたい。
【００１９】
下流のガスケット１０のノーズ部分８１は、内管６２の下流の端部８３内に嵌合させるのが好ましい。ガスケット１０の外周囲部８２は、外管６の内面とほぼ気密となる封止部を構成する。ヒータ１４により発生させられるエアロゾルは、中央流路２１から下流のガスケット１０内の中央流路６３を通って喫煙物６０のマウスピース部分９９の残りの下流の端部内に移動する。エアロゾルはその殆どの部分で、ガスケット１０の中央流路６３から機械的なエアロゾルコンバータ（ＭＡＣ）挿入部１０４のフェース１０２と接触するように吸引される。
【００２０】
図２を参照するに、ＭＡＣ挿入部１０４は、一実施例において、喫煙物６０の外管６の内面に対し摺動嵌合する寸法としうる外径を有する円筒体部分１０６を具える。図１Ｂに示すように、円筒体部分１０６の上流端部１０８はガスケット１０の隣接部分と接触させ、ＭＡＣ挿入部１０４とガスケット１０との間の空間関係及び位置付けが複数の喫煙物間で実質的に同じとなるようにするのが好ましい。従って、円筒体部分１０６は、ＭＡＣ挿入部１０４のフェース部分１１０が外管６の下流端部と同一平面となるか又はその他のある所望の関係となるような長さとする。ＭＡＣ挿入部１０４は、プラスチック又は金属箔のような、空気を実質的に通さない適切な如何なる材料からも形成しうる。
【００２１】
ＭＡＣ挿入部１０４の横方向の環状のフェース部分１１０には、複数の孔１１２を設け、これらの孔は、一実施例では、６個の円形の孔とし、各孔の直径は約０．０１５インチ〜約０．０９０インチの範囲（例えば、約０．０２０インチ〜０．０４０インチ又は約０．０２８インチ〜約０．０３８インチの範囲）とする。エアロゾルは、ＭＡＣ挿入部１０４のフェース１０２と接触した後、フェース１０２に関して放射状に配置したＭＡＣ挿入部１０４における孔１１２を通過して吸引される。
【００２２】
孔１１２は喫煙物の長手方向に延在するように示してあるが、これらの孔の全て又は幾つかはこの長手方向に対し分散する方向にし、エアロゾルがＭＡＣ挿入部１０４を通って吸引されるエアロゾルの流れに対する速度に放射方向で外方に向かう成分を生じるようにしうる。孔の個数、大きさ及び形状は、ここに開示する技術の実施に際して変えることができる。
【００２３】
図２及び４を参照するに、ＭＡＣ挿入部１０４のフェース１０２は、円筒体部分１０６のエッジ部分１０８から予め決定した間隔“Ｌ”でこの円筒体部分１０６の境界内に配置し、ＭＡＣ挿入部１０４をガスケット１０に対して配置した際に、フェース１０２がガスケット１０の中央流路（ノズル）６３から予め決定した距離だけ離間して位置するようにしてある。好適な実施例では、この距離を約１mm〜約３mmの範囲内、より好ましくは約１．５mm〜約２．５mmの範囲内にするが、電子式喫煙物６０の任意の特定の設計に対してどの距離が好ましいかを見出すように解析検査及びモデリングの双方又は何れか一方を行うことにより他の値に設定することができる。
【００２４】
図３Ａ、３Ｂ及び４を参照するに、ＭＡＣ挿入部１０４には、このＭＡＣ挿入部１０４の製造に際して成形作業を容易にするための中央凹所１１４を設けることができる。ＭＡＣ挿入部１０４はこの中央凹所１１４を設けずに形成し、このＭＡＣ挿入部の外側のフェース部分１１０を、図３Ａ及び３Ｂに示すような環状とせずにほぼ円形且つ平面となるようにすることができることが想定される。更に、ＭＡＣ挿入部１０４には、外管６の下流のエッジに対するストッパとして作用しうる（図３Ａに示すような）フランジ１１６を設け、このフランジ１１６によりＭＡＣ挿入部をガスケット１０に衝合させることなく、図１Ａに示すように喫煙物６０内に配置するようにしうる。このような配置は、ＭＡＣ挿入部１０４をガスケット１０から離間した関係に位置させる場合に有利なものである。又、ＭＡＣ挿入部１０４とガスケット１０とを一体に形成し、電子式喫煙物６０の製造及び組立を簡単化させることができることも考えられる。
【００２５】
次に、図１及び８を参照するに、エアロゾルがガスケット１０の中央流路６３を通って吸引されると、このエアロゾルはＭＡＣ挿入部１０４に向けられ、ここで熱交換され、エアロゾルの温度が低減される。ある場合には、このエアロゾルの温度を３０℃以上低減させることができる。エアロゾルがフェース１０２に衝突すると、図８の領域Ｘに示すような大きなエアロゾル粒子が分裂して領域Ｙに示すように幾つかのより小さい粒子を形成するようになる傾向にある。
【００２６】
特に図８の領域Ｘを参照するに、エアロゾルは、ガスケット１０の中央チャネル６３を流出する際には大きな粒子のプロピレングリコール及び水５１０と、比較的大きな個々の粒子のニコチン小滴５１５とを有している。比較的大きなニコチン小滴５１５はエアロゾルの気相成分を有し、吸込むと、のどの刺激及びハーシュネスの双方又は何れか一方のような不所望な感覚反応を生じる原因となることが知られている。
【００２７】
理論に拘束されることを望むものではないが、エアロゾルは、ＭＡＣ挿入部１０４のフェース１０２に衝突すると、図８の領域Ｙに示すような変形を受け、これにより前述した大きな粒子５１０及び５１５が、プロピレングリコール６１０により囲まれたより小さい粒子相のニコチン６１５を有するより小さい粒子相の構成要素６００となるものと考えられる。
【００２８】
ＭＡＣ挿入部１０４を通してエアロゾルを吸引する結果として、電子式喫煙物６０のエアロゾルの温度が低くなり、粒径分布が小さな粒度の範囲に向かってシフトするとともに、前述したような気相成分が低減される傾向があることが分かった。又、ＭＡＣ挿入部１０４は、プロピレングリコールのシェルで囲まれたニコチン粒子を有するコア‐シェル粒子の生成を高めるものと考えられる。これらの特性及びその他の特性は、液剤中のニコチンのレベルが高い場合でも、のどの刺激を少なくするとともに感覚的経験を改善することを含む満足な感覚的特性をエアロゾルが有することを見出すことに寄与するものと考えられる。エアロゾルの温度が減少することにより口当たりを改善するものと思われる。
【００２９】
上述したように、ＭＡＣ挿入部１０４を用いることにより、電子式喫煙物の液剤に高レベルのニコチンを加えた場合に感覚低下を感知するのを回避する傾向を生じる。例えば、従来の電子式喫煙物は、２重量％よりも多いレベルでニコチンが含まれるように液剤を変性させた場合に、ハーシュネス及び刺激の双方又は何れか一方の知覚感覚を生じる傾向を有する。しかし、ここに開示する技術に応じてＭＡＣ挿入部を設けることにより、液剤中のニコチンレベルを満足な感覚的特性で６％のニコチンまで高めることができることを確かめた。これにより、刺激を皆無か又はその近くにした、効果の大きな電子式喫煙物６０を形成する機会が得られる。ＭＡＣ挿入部を設けることにより、１０パフを基準として各パフ当り０．１８mgのニコチンを生じる電子式喫煙物を構成することができ、この電子式喫煙物は、満足な知覚的特性を有する従来のシガレットと比べて匹敵しうるニコチンレベルを生じる。
【００３０】
粒径分布に関しては、ここに開示したようなＭＡＣ挿入部を有さない喫煙物から生じるエアロゾルの粒径分布は、約０．１ナノメートル（nm）〜約０．７nmの範囲内の大きさのベル型分布を有する。これに対し、ここに開示したようなＭＡＣ挿入部を有する喫煙物から生じるエアロゾルの粒径分布は、約０．１nm〜約０．６nmの範囲内の大きさのベル型分布を有し、粒径分布を著しく減少させる。
【００３１】
ＭＡＣ挿入部を有さないある喫煙物は、１１０℃又はそれよりも高い温度を有するエアロゾルを生じる傾向にあることも確かめた。これに対し、ＭＡＣ挿入部を有する図１Ａ及び１Ｂで説明したような電子式喫煙物６０は、この電子式喫煙物６０の口側端部の出口で測定した場合に約６０℃〜約１００℃の温度を有するエアロゾルを生じる。
【００３２】
次に図５Ａ及び５Ｂを参照するに、他の実施例によれば、ＭＡＣ挿入部１０４ａ、１０４ｂが３つの出口孔１１２ａ、１１２ｂを有し、これらの孔は細長で、ほぼ腎臓型であり、ＭＡＣ挿入部１０４ａ、１０４ｂのフェース１０２ａ、１０２ｂの周辺を囲むように円周的に延在する。孔１１２ａ、１１２ｂは、大きくすると材料及び障害物が蓄積するおそれを受けにくくなる。好適な実施例では、各孔は約２mm〜約５mm、好ましくは約３mm〜約４mmの長さと、約０．５mm〜約１mmの幅とを有するようにする。フェース１０２ａ、１０２ｂの直径は、約３mm〜約５mmとしうる。孔１１２ａ、１１２ｂの大きさ、周辺範囲及び個数は、特定の何れかの喫煙物に対するここに開示した技術の実施に応じて変えることができる。
【００３３】
図６を参照するに、他の実施例の電子式喫煙物６０は、図１Ａ及び１Ｂにつき説明したのと同じ素子の多くを有するが、ブロック線図で示すバッテリ区分１及びパフセンサ／制御回路１６をも有する。本例では、図１につき前述したようにガスケット１０の直ぐ下流に第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂが配置されている。又、中央の孔１２２を有するディスク１２０が第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂの下流に且つ第２のＭＡＣ挿入部１０４ａの直ぐ上流に配置されている。
【００３４】
中央の孔１２２を有するディスク１２０は、第２のＭＡＣ挿入部１０４ａを経て流出が行われる前に第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂからの流出を中心に集める作用をする。要するに、流れ中央集中化用ディスクはエアロゾルの追加的な圧縮を達成するとともに、流れを第２のＭＡＣ挿入部１０４ａのフェース１０２ａに向ける作用も達成する。この構成配置によれば、エアロゾルに関して追加の機械的なエアロゾル変換事象が達成され、エアロゾルが電子式喫煙物６０により発生される際のエアロゾルの粒径を減少させる有利な観点を更に高めるものである。
【００３５】
第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂは図２に示すような形状の孔を有するとともに、第２のＭＡＣ挿入部１０４ａは図５Ａ又は５ｂに示す細長の孔を有するようにでき、又はその逆にすることもできることが考えられる。或いはまた、第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂと第２のＭＡＣ挿入部１０４ａとの双方が図２及び３に示す円形の孔を有するか、又はこれらの双方が図５Ａ及び５Ｂに示す細長の孔を有するようにすることができる。更に、第２のＭＡＣ挿入部１０４ａに図５Ａに示すようなフランジ１０３を設けるとともに、第１のＭＡＣ挿入部１０４ｂにフランジを設けないようにしうる。
【００３６】
次に図９を参照するに、他の実施例により、下流のガスケット１０と、（エアロゾルの流れの方向で見て）これに続いて図２、５Ａ又は５Ｂに示すようなＭＡＣ挿入部１０４、１０４ａ又は１０４ｂと、これに続いて前述したようなディスク１２０と、これに続いて複数の分散用の流路１４２を有する多孔の口側端挿入部１４０とを具える前述したような喫煙物を提供する。次に図１０Ａをも参照するに、多孔の口側端挿入部１４０は、名称“Electronic Cigarette”でTucker氏等により２０１３年１月１４に出願された米国特許出願第13/741,217号の技術に応じて構成される。この米国特許出願の内容全ては参考のために導入されるものである。
【００３７】
好適な実施例では、多孔の口側端挿入部１４０は、少なくとも２つの分散用の出口流路１４２（例えば、好ましくは２〜１０個の出口流路１４２、更に好ましくは４個の出口流路又は３、５、６個或いはそれよりも多い流路１４２）を有するようにする。出口流路１４２は、軸線から外れているオフアクシス（off-axis）状態に配置し且つ内管６２の中央流路２１に対して外方に角度を成す（すなわち分散する）ようにするのが好ましい。又、出口流路１４２は、挿入部１４０の周囲に沿って均一に分布させ、使用中に喫煙者の口内にエアロゾルを実質的に均一に分布させるとともに喫煙者の口内の充満認識を高めるようにするのも好ましい。この場合、エアロゾルが喫煙者の口内に向かうと、このエアロゾルが喫煙者の口に入り込むとともに分散方向に移動し、充満した口当たりが得られるようになる。これに対し、軸線上にあるオンアクシス（on-axis ）の単一の出口流路を有する電子式喫煙物は、そのエアロゾルを、喫煙者の口内でより制限された位置に向かう大きな速度の単一噴流として向ける傾向にある。
【００３８】
更に、存在する場合にはエアロゾル内に混入するおそれのある噴霧化されていない液体材料の小滴が、口側端挿入部１４０の内面１４４に当るか又は分散用の出口流路１４２の壁部の一部分に当るか、或いはこれらの双方に当るように、多孔マウスピース挿入部１４０及びその出口流路１４２が配置されるとともに内面１４４を有するようにする。その結果、このような小滴が実質的に除去又は分散されてエアロゾルを良質にする。
【００３９】
好適な実施例では、分散用の出口流路１４２を、外管６の長手軸線に対して約５°〜約６０°の角度にして、使用中に喫煙者の口全体にエアロゾルをより完全に分散させるとともに小滴を除去するようにする。好適な実施例では、４つの分散用の出口流路１４２を設け、各出口流路を外管６の長手軸線に対して約４０°〜約５０°の角度、より好ましくは約４０°〜約４５°の角度、最も好ましくは約４２°の角度にする。
【００４０】
分散用の出口流路１４２の各々の直径は約０．０１５インチ〜約０．０９０インチの範囲（例えば、約０．０２０インチ〜０．０４０インチ又は約０．０２８インチ〜約０．０３８インチの範囲）とするのが好ましい。分散用の出口流路１４２の寸法及び分散用の出口流路１４２の個数は、所望に応じ電子式シガレット６０の吸引抵抗（ＲＴＤ）を調整するように選択しうる。更に、口側端挿入部１４０は、低密のポリエチレン、高密のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びこれらの任意の組合せよりなる群から選択したポリマから形成しうる。口側端挿入部１４０は所望に応じ着色することもできる。
【００４１】
図１０Ｂに示す一実施例では、口側端挿入部１４０が、分散用の出口流路１４２と一緒にオンアクシスの中央出口流路１４３を有しうる。
【００４２】
図９に示すように、口側端挿入部１４０の内面１４４がほぼドーム状の表面１４４を有するようにしうる。或いはまた、口側端挿入部１４０の内面１４４はほぼ円筒状又は截頭円錐状とすることができる。この内面１４４はその表面全体に亘って実質的に均一にするのが好ましい。更に、この内面１４４は口側端挿入部１４０の長手軸線を中心として対称的にすることができる。しかし、他の実施例では、内面１４０を不規則的な形状又はその他の形状或いはその双方とすることができる。
【００４３】
好適な実施例では、挿入部１４０の内面１４４が、分散用の出口流路１４２の収束点に配置した中空部を有するようにしうる。
【００４４】
図１１を参照するに、他の実施例では、電子式喫煙物６０が、前述した他の実施例で述べたような中央流路６３を有するガスケット１０を、図１Ａ及び１Ｂを参照して第１の実施例のＭＡＣ挿入部１０４に対して説明したのと同様に機能するＭＡＣ挿入部１０４ｃと一緒に有するようにする。しかし、図１１における実施例のＭＡＣ挿入部１０４ｃは、中央のフェース１０２ｃから径方向で外方に離間した開口１１２ｃ（図１２）を有する単一のディスクの形態とする。本例では、開口１１２ｃとフェース１０２ｃとが同一平面上にあり、一方、図１Ａ、１Ｂ、２及び３に示す第１の実施例では、フェース１０２が開口（孔）１１２から上流に離間している。各開口１１２ｃは、約０．０１５インチ〜約０．０９０インチの範囲（例えば、約０．０２０インチ〜０．０４０インチ又は約０．０２８インチ〜約０．０３８インチの範囲）の直径を有するようにしうる。
【００４５】
エアロゾルの速度を速めることによりその衝突の効果を高めるようにする図１３を参照するに、エアロゾルがＭＡＣ挿入部１０４のフェースに達する際のこのエアロゾルの速度を速めるための策を導入することができる。例えば、エアロゾルが通過する際のこのエアロゾルの速度を速めるように構成した中央流路６３´をガスケット１０が有するようにすることができ、このガスケットがエアロゾル流形成素子として作用する。
【００４６】
次に図１４を参照するに、他の実施例では、ＭＡＣ挿入部１０４ｄが、円筒体１０６と、この円筒体１０６の内部を交互の関係で部分的に横切るように延在する一連の隔壁９７９とを具える。これらの隔壁９７９は円筒体の長手方向で互いに離間しており、エアロゾルがＭＡＣ挿入部１０４ｄ通過する際に衝突しうる複数のフェース１０２ｄを成している。本例では、出口孔１１２ｄは隔壁９７９の下流に設けられている。
【００４７】
任意ではあるが、図２、３、５Ａ、５Ｂ、１２、１４及び１５の実施例における孔１１２，１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ及び１１２ｅを、ＲＴＤ制御態様を達成する寸法としうる。
【００４８】
任意ではあるが、図１５に示すように、フェース１０２ｅと出口孔１１２ｅとの相対的な径方向位置を逆にし、エアロゾルが代わってＭＡＣ挿入部１０４ｅの外周領域に向かい中央孔１１２ｅを通って吸引されるようにしうることが考えられる。
【００４９】
任意ではあるが、ＭＡＣ挿入部１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅのフェース１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅを多孔質とし、このフェースが吸着及び吸収の双方又は何れか一方により粒子を収集する能力を有するようにしうるとともに、これに代え又はこれに加えて、上流方向又は下流方向で凹面形状として機械的なエアロゾルコンバータとしてその特性を調整するようにしうる。
【００５０】
上述した技術は電子式喫煙物６０の特定のレイアウトに関するものであるが、これらの技術は構造がどんなものであろうとも如何なる電子式喫煙物にも同様に適用しうるものである。
【００５１】
用語“約”を数値と関連してこの明細書及び特許請求の範囲で用いている場合、この用語は、関連する数値がその数値の前後に±１０％の許容誤差を含むことを意味するものである。更に、この明細書で％を参照する場合には、この％は重量、すなわち重量％に基づいているものである。
【００５２】
更に、用語“ほぼ”及び“実質的に”が幾何学的形状と関連して用いられている場合、これらの用語は、幾何学的形状の精度は必要としないが、形状に対する余裕が開示範囲内にあることを意味するものである。これらの用語“ほぼ”及び“実質的に”は、幾何学的用語に対して用いられている場合、厳密な規定を満足する特徴のみならず、この厳密な規定にかなり近似する特徴をも包含するものである。
【００５３】
本明細書では、新たな、改良した、自明ではない電子式喫煙物を、特に当業者が理解するのに充分に説明したこと明らかである。更に、当業者にとって明らかなように、本発明の精神及び範囲から本質的に逸脱することなしに、電子式喫煙物の特徴事項に対し種々の変更、変形、置換及び等価処置を行うことができる。従って、特許請求の範囲に規定した本発明の精神及び範囲に入るこのような変更、変形、置換及び等価処置が特許請求の範囲に含まれるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【図１５】
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【国際調査報告】
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