(57)【要約】  電子蒸気供給装置用のコントロールユニットは、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含む。バッテリーはリン酸鉄リチウムバッテリーである。バッテリーは、バッテリーが放電する際にほぼ一定の電圧レベルに留まる出力電圧を供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子蒸気供給装置用のコントロールユニットであって、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含み、このバッテリーはリン酸鉄リチウムバッテリーであるコントロールユニット。
【請求項２】
ユーザーの吸入を検知するセンサーと、このような検知に応じてバッテリーからヒーターへの電力の供給を開始するように構成されたコントローラとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のコントロールユニット。
【請求項３】
前記検知に応じてコントローラは、バッテリーからヒーターへの電力の第１の段階そして次に第２の段階を供するように構成され、第１の段階は第２の段階より高いレベルの電流を有することを特徴とする請求項２記載のコントロールユニット。
【請求項４】
電力の第１の段階は３アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項３記載のコントロールユニット。
【請求項５】
電力の第１の段階は５アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項４記載のコントロールユニット。
【請求項６】
バッテリーは、バッテリーが放電する際にほぼ一定の電圧レベルに留まる出力電圧を供することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項７】
バッテリーはバッテリーが完全に充電されているときとバッテリーが半分放電されているときの間で前記ほぼ一定の電圧レベルのままであることを特徴とする請求項６記載のコントロールユニット。 
【請求項８】
バッテリーはバッテリーが完全に充電されているときとバッテリーが８０％放電されているときの間で前記ほぼ一定の電圧レベルのままであることを特徴とする請求項７記載のコントロールユニット。
【請求項９】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．1Ｖ減少していることを特徴とする請求項６乃至８いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１０】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．０５Ｖ減少していることを特徴とする請求項９記載のコントロールユニット。
【請求項１１】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で３％減少していることを特徴とする請求項６乃至１０いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１２】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１．５％減少していることを特徴とする請求項１１記載のコントロールユニット。
【請求項１３】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．２５Ｖ減少していることを特徴とする請求項６乃至１２いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１４】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．１６Ｖ減少していることを特徴とする請求項１３記載のコントロールユニット。 
【請求項１５】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１０％減少していることを特徴とする請求項６乃至１４いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１６】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で６％減少していることを特徴とする請求項１５記載のコントロールユニット。
【請求項１７】
バッテリーの出力電圧は蒸気を製するためにヒーターに電力を供給する際の負荷の下で測定されることを特徴とする請求項６乃至１６いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１８】
前記ほぼ一定の出力電圧は負荷の下で測定される２．６〜３Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項１７記載のコントロールユニット。
【請求項１９】
前記ほぼ一定の出力電圧は負荷の下で測定される約２．８Ｖであることを特徴とする請求項１８記載のコントロールユニット。
【請求項２０】
前記ほぼ一定の電圧レベルは、開回路の場合３〜３．４Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項６乃至１６いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項２１】
前記ほぼ一定の電圧レベルは、開回路の場合約３．２Ｖであることを特徴とする請求項２０記載のコントロールユニット。
【請求項２２】
電力は放電サイクルに亘って出力電圧の変動を補償せずにバッテリーからヒーターへ供給されることを特徴とする請求項１乃至２１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項２３】
電子蒸気供給装置用のコントロールユニットであって、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含み、このバッテリーはバッテリーが放電する際にほぼ一定の電圧レベルに留まる出力電圧を供するコントロールユニット。
【請求項２４】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．1Ｖ減少していることを特徴とする請求項２３記載のコントロールユニット。
【請求項２５】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．０５Ｖ減少していることを特徴とする請求項２４記載のコントロールユニット。
【請求項２６】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で３％減少していることを特徴とする請求項２３乃至２５いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項２７】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１．５％減少していることを特徴とする請求項２６記載のコントロールユニット。
【請求項２８】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．２５Ｖ減少していることを特徴とする請求項２３乃至２７いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項２９】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．１６Ｖ減少していることを特徴とする請求項２８記載のコントロールユニット。
【請求項３０】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１０％減少していることを特徴とする請求項２３乃至２９いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項３１】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で６％減少していることを特徴とする請求項３０記載のコントロールユニット。
【請求項３２】
バッテリーの出力電圧は蒸気を製するためにヒーターに電力を供給する際の負荷の下で測定されることを特徴とする請求項２３乃至３１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項３３】
前記ほぼ一定の出力電圧は負荷の下で測定される２．６〜３Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項３２記載のコントロールユニット。
【請求項３４】
前記ほぼ一定の出力電圧は負荷の下で測定される約２．８Ｖであることを特徴とする請求項３３記載のコントロールユニット。
【請求項３５】
請求項１乃至３４いずれか１項記載のコントロールユニットと前記ヒーターとを含む電子蒸気供給装置。
【請求項３６】
ヒーターはコントロールユニットに接続されているカトマイザーに配置されていることを特徴とする請求項３５記載の電子蒸気供給装置。
【請求項３７】
ヒーターおよびコントロールユニットは単独の装置内に組み込まれていることを特徴とする請求項３５記載の電子蒸気供給装置。
【請求項３８】
添付図面を参照して本明細書で実質的に説明された電子蒸気供給装置用のコントロールユニット。
【請求項３９】
添付図面を参照して本明細書で実質的に説明された電子蒸気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば電子タバコなどの電子蒸気供給装置およびそのような装置のためのコントロールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子タバコなどの電子蒸気供給装置および他の電子ニコチン送出装置は、一般に気化される液体、典型的にはニコチンの貯蔵部を供するカートリッジを含む。ユーザーが装置を吸引すると、コントロールユニットがバッテリーを作動させてヒーターに電力を供給する。これがヒーターを始動させて少量の液体を気化させ、その気化された液体は、次にユーザーによって吸入される。
【０００３】
この種の電子タバコは、従って一般に２つの消耗品、第１は気化される液体と、第２はバッテリーの電力を含む。前者に関して言えば、液体の貯蔵部が使い切られると、カートリッジを含む装置の少なくとも一部は、廃棄され、新しいカートリッジに交換できる。後者に関して言えば、外部の充電装置から電力を受けるためになんらかの形体の電気コネクターを提供する。
【０００４】
殆どの電子タバコは、電子タバコだけでなく非常に広範囲の装置に見られる充電式リチウムイオンバッテリー（または電池）によって給電される。(ただし、バッテリー」および「電池」なる用語は、電子タバコ内の限られたスペースによってこのような電子タバコのバッテリーは、単独の電池だけを通常含むので、本明細書では同義に使用される。)。従来の（一般に使用される）リチウムイオンバッテリーは、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２)から作製される正極をベースにしており、放電する際に例えば完全に充電された約４．２Ｖから完全に消耗する前の約３．０Ｖへと減少する、即ち約２８％減少する傾向にある電圧出力を生成する。さらに所定の加熱抵抗Ｒに亘る出力はＶ２／Ｒとなるので、これは最終作動出力（３．０Ｖの電圧で）が初期の出力（４．２Ｖの電圧で）のたった５２％になるような対応する出力の降下が通常あることを意味する。完全に充電された状態からほぼ放電した状態のバッテリーによってヒーターに供給される電力のこの変化は、従って気化され、よってユーザーに吸入される液体の量に大きな影響を与える。
【０００５】
既存の電子タバコは、放電サイクルに亘ってバッテリーによって供給される電力のこの変化に対応するための多くの技術を採用している。例えば、一部の装置はバッテリーが例えば３．６Ｖのバッテリー出力電圧で３．０Ｖに落ちる前に装置をシャットダウンするものがある。これは出力の変化率を小さくする（最終運転出力はここでは３．６Ｖのカットオフの場合最大値の約７３％である）。一方、バッテリーに蓄えられたエネルギーの一部は、それ以上利用できなくなり、再充電する必要がなく装置を作動させることができる時間が短くなる。 
【０００６】
他の装置はバッテリーからの追加の充電を蓄えるためのコンデンサを採用している。コンデンサを適宜切り替えることによってバッテリーから利用可能な電圧を補うための追加の（一時的な）電源として使用することができる。このコンデンサからの補足電力（電圧）は、放電サイクルの後段でのバッテリーから利用できる電圧の減少を補うのに役立つ。
【０００７】
別の方法にパルス幅変調（ＰＷＭ）スキームを使用するものがあり、ここでは電力は連続する矩形パルスとしてバッテリーから供給される。各パルスの持続時間（幅）をＰとし、１つのパルスの終わりから次のパルスの始まりまでのパルスインターバルをＩとすると、ＰＷＭデューティサイクル（Ｄ）をＤ＝Ｐ／（Ｐ＋Ｉ）と定義できる。パルス幅Ｐが０になるとデューティサイクルは０になる、即ちこの場合バッテリーは有効に電力を供給しない。逆に言うとパルスインターバルＩが０になるとデューティサイクルは１になる、即ちこの場合バッテリーは有効に連続的に（変調されずに）電力を供給する。バッテリーから電圧出力をＶとすると（３．６＜Ｖ＜４．２）、デューティサイクル（Ｄ）を有効電圧出力ＤＶが一定の値、例えば３．６Ｖを取るように設定することができる。特にバッテリーからの交流電圧出力がＶ＝３．６、即ちバッテリーがほぼ使い切られている場合、ＰＭＷはＤ＝１となるように設定され、バッテリーからの交流電圧出力がＶ＝４．２、即ちバッテリーがフルに充電されている場合、ＰＭＷはＤ＝０．８５７と設定される（バッテリー出力電圧の中間値に適切なＤの中間値によって）。
【０００８】
ここで留意すべきはバッテリーからの電圧出力を制御するためのＰＷＭスキームは、より一般的な制御目的に使用してもよいということである（具体的にはバッテリー電圧出力の変動を補うためではなく）。例えば、ヒーターの出力はなんらかの形体の温度計またはヒーターに供給される電流および／または電圧を電気的に監視することによって測定してもよい。その後ＰＷＭデューティサイクルは、ヒーターから所望の出力温度を得るように制御される。当然のことながらこのような制御システムは他の潜在的な変動（外部温度、気化される液体の種類など）に沿ってバッテリー電圧出力の変動に適応する。さらにこのような制御システムはバッテリーからの有効出力電圧および出力を規制するなんらかの他の機構（ＰＷＭではない）を使用してもよい。
【０００９】
バッテリー出力電圧の変動に適応する既存のスキームは特定の欠陥を有する。例えば、既存のスキームは電子タバコに追加の部品を必要とし、これは電子タバコを複雑にし、かつ、コストを高くする。さらにＰＷＭシステム（または類似のもの）は最も小さいバッテリー出力電圧（ｖ＝３．６）に基づいて電力を制限する。言い換えれば、利用可能なバッテリー出力電圧の高いレベル（ｖ＝４．２などの）では利用可能な出力電圧が減少し（ＰＷＭまたはあらゆる他の好適な機構によって）、性能を効果的に抑えてしまう。従って、このような方法は、ユーザーが完全なバッテリー電圧で装置を操作するのを妨げる。
【発明の概要】
【００１０】
本開示は添付の特許請求の範囲に規定されている。
【００１１】
電子蒸気供給装置用のコントロールユニットは、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含む。バッテリーはリン酸鉄リチウムバッテリーである。バッテリーは、バッテリーが放電する際にほぼ一定の電圧レベルに留まる出力電圧を供する。
【００１２】
そのようなコントロールユニットを含む電子蒸気供給装置も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
ここで本発明の種々の実施態様を添付の図面を参照し例示として詳しく説明する:
【００１４】
【図１】本開示の一部の実施態様による電子タバコの略図（分解図）である。
【図２】本開示の一部の実施態様による図１の電子タバコの本体の略図である。
【図３】本開示の一部の実施態様による図１の電子タバコのカトマイザーの略図である。
【図４】本開示の一部の実施態様による図１の電子タバコの特定の電気部品の略図である。
【図５】ＬＦＰバッテリーの特定の作動特性（実線）を電子タバコの分野で一般に使用されているリチウムイオンバッテリーの特性（破線）と比較したグラフである。
【図６】ＬＦＰバッテリーの特定の作動特性（実線）を電子タバコの分野で一般に使用されているリチウムイオンバッテリーの特性（破線）と比較したグラフである。
【図７】電子タバコを模して使用した際の使用済み容量に対する電圧（上の線）と電流（下の線）を示す実験データのグラフであり、模擬使用はバッテリーから４アンペアの繰り返し電流パルスを引き出すことを含み、バッテリーは本開示の一部の実施態様によるリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）バッテリーであり、ＡＡ形状因子を有する。
【図８】電子タバコを模して使用した際の使用済み容量に対する電圧（上の線）と電流（下の線）を示す実験データのグラフであり、模擬使用はバッテリーから５アンペアの繰り返し電流パルスを引き出すことを含み、バッテリーは本開示の一部の実施態様によるリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）バッテリーであり、ＡＡ形状因子を有する。
【図９】電子タバコを模して使用した際の使用済み容量に対する電圧（上の線）と電流（下の線）を示す実験データのグラフであり、模擬使用はバッテリーから５アンペアの繰り返し電流パルスを引き出すことを含み、バッテリーはリチウムマンガンバッテリーであり、ＡＡ形状因子を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上述のように本開示は、電子タバコなどの電池式電子蒸気供給装置に関する。以下の説明を通して 「電子タバコ」なる用語が使用されるが、この用語は電子蒸気供給装置とほぼ同じ意味で使用される。このような電子蒸気供給装置は、基本的に液体の気化（加熱による）によって使用してもよく、この場合液体はニコチンを含み、ユーザーは、次にその結果得られたニコチンを含む蒸気を吸入する。別の可能性として電子蒸気供給装置はタバコ植物から派生した材料を含むこともある。このタバコ材料はなんらかの好適な形状（粉末、ペースト、刻まれた葉材料など）で提供されてもよい。タバコ材は加熱され、ユーザーによる吸引のための揮発性物質を生成してもよい。当業者は蒸気を製するための物質を加熱するための本明細書で説明するようなバッテリーを利用することができる種々の他の形体の電子蒸気供給装置についてわかっている。 
【００１６】
図１は本発明の一部の実施態様による電子タバコ１０の略図（分解）である（縮尺は合っていない）。電子タバコ ほぼ円筒状であり、破線ＬＡで示す長手方向軸に沿って延び、２つの主要部材、即ち本体２０とカトマイザー３０とを含む。カトマイザーは、液体貯蔵部を含む内部チェンバーと、気化器（ヒーターなどの）と、マウスピース３５とを含む。容器内の液体は、通常は適当な溶媒にニコチンを含み、例えばエアロゾルの形成を補助するおよび／または追加の風味付けのためのさらなる成分を含んでもよい。貯蔵部は液体をそれが気化器に送出される必要がある時まで保持するための発泡体マトリックスまたはあらゆる他の構造を含んでもよい。カトマイザー３０は、加熱箇所にまたはヒーターに隣接して貯蔵部から少量の液体を移動させる芯または同様の設備をさらに含んでもよい。コントロールユニット２０は電子タバコ１０に電力を供給する充電式電池またはバッテリーと、電子タバコ全体を制御する回路基板とを備える。ヒーターが回路板によって制御されながらバッテリーから電力を受け取ると、ヒーターは芯からの液体を気化し、その後その蒸気はマウスピースを介してユーザーによって吸い込まれる。
【００１７】
コントロールユニット２０とカトマイザー３０は、図１に示すように電子タバコの長手方向軸（ＬＡ）に平行な方向にこれらを互いに離すことによって外すことができ、差し込み式またはねじ込み式嵌めなどの２５Ａおよび２５Ｂのような図１に略式に示す接続部によって装置１０が使用時に結合されている。この接続部は、本体２０とカトマイザー３０間の機械的および電気的接続を供する。カトマイザーへの接続に使用される本体２０の電気コネクターは、本体がカトマイザー３０から外された際に充電装置（図示せず)を接続するためのソケットとしての役割も果たす。充電装置の他端は、電子タバコのコントロールユニット内のバッテリーを充電するためにＵＳＢソケットに差し込むことができる。他の実行例では本体上の電気コネクターとＵＳＢソケット間の接続を案内するためのケーブルを設けてもよい。他の実行例ではコントロールユニットのバッテリーの充電は、電子タバコ１０の先端部２２５、即ち、マウスピース３５と反対の端部を介して実行してもよい。
【００１８】
コントロールユニットには空気取り入れ用の穴（図１には図示せず）が１つ以上設けられている。これらの穴は、コネクター２５を介して設けられた空気通路へのコントロールユニットを通る空気通路に接続している。これはそれからカトマイザー３０を通ってマウスピース３５へと通じる空気経路に繋がる。ユーザーがマウスピース３５を介して吸引すると、空気が好適には電子タバコの外側に配置されるこれら１つ以上の空気取り込み穴を介してコントロールユニット内に吸引される。この空気流（またはその結果生じる圧力の変化）は圧力センサによって検知され、次にセンサーはヒーターを始動し、貯蔵部（芯を介して)から液体を気化する。空気流はコントロールユニットから気化器を通過し、そこで蒸気と混合され、この空気流および（ニコチン)蒸気の混合物は、次にカトマイザーを通過し、マウスピース３５から出てユーザーが吸い込む。カトマイザー３０は、液体を使い切った時に本体２０から取り外して、廃棄し、必要に応じて別の カトマイザーと交換される。(カトマイザー３０は、従って時には使い捨て部品と称し、コントロールユニット２０は再利用可能な部品と称される)。
【００１９】
当然のことながら図１に示した電子タバコ１０は例示であって、種々の他の実施例を採用することができる。例えば、一部の実施態様ではカトマイザー３０は、２つの分離可能な部品として提供され、即ちニコチン貯蔵部とマウスピースとを含むカートリッジ（貯蔵部の液体を使い切ったら交換可能である）と、ヒーターを含む気化器（通常、そのまま使われる）として提供される。別の例として充電設備は追加のまたは別の電力源、例えば車のシガレットライターに接続してもよい.
【００２０】
図２は一部の実施態様による図１の電子タバコのコントロールユニット２０の略図（単純化した）である。図２は電子タバコの長手方向軸ＬＡを通る面における断面とみなすことができる。ここで留意すべきは特定の部品および本体の詳細、例えば配線およびより複雑な形状は、明確化のために図２では省略されている。
【００２１】
図２に示すようにコントロールユニット２０は、電子タバコ１０に給電するためのバッテリー２１０並びに電子タバコ１０を制御するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはマイクロコントローラなどのチップが搭載された印刷回路板（ＰＣＢ）２０２を含む。ＰＣＢ２０２はバッテリー２１０と並んでまたはその一端に配置されてもよい。図２に示す構造ではＰＣＢはバッテリー２１０とコネクター２５Ｂの間に位置する。コントロールユニットはマウスピース３５での吸引を検出するためのセンサーユニット２１５を含む。図２に示す構造ではセンサーユニット２１５は、バッテリー２１０と先端部２２５の間に位置するが、他の実行例ではＰＣＢ２０２上にまたは隣接して位置してもよい（図２に示すようにまたは他の位置に配置されてもよい）。そのような吸入の検知に応答してセンサーユニット２１５はＰＣＢ２０２上のチップに知らせ、次にバッテリー２１０からカトマイザー内のヒーターに電力を流し始める。
【００２２】
コントロールユニット２０の先端部２２５は、電子タバコの遠方（遠位）端を封止し、保護するためのキャップを含む。キャップにまたはキャップに隣接して空気取り込み穴が設けられており、ユーザーがマウスピース３５で吸引した際に空気が本体に入り、センサーユニット２１５を通過して流れるようにする。従って、この空気流によってセンサーユニット２１５はユーザーの吸引を検知する。一部の実行例では先端２２５にはセンサーユニット２２５による吸引の検知に応答してチップによって光る発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなライトを設けてもよい。先端２２５には加えてまたは別にバッテリー２１０を充電するための追加の接続部を供する電気接触部（図２に示されていない）を設けてもよい。
【００２３】
先端２２５から本体２０の反対の端部にはコントロールユニット２０をカトマイザー３０に接合するためのコネクター２５Ｂがある。上記したようにコネクター２５Ｂは、コントロールユニット２０とカトマイザー３０間を機械的および電気的に接続する。図２に示すように コネクター２５Ｂは本体コネクター２４０を含み、本体コネクター２４０は金属製で（一部の実施態様では銀メッキされており）、カトマイザー３０との電気的接続端子の一方（陽極または陰極）の役割を果たす。接続部２５Ｂはさらに第１の端子、即ち本体コネクター２３０と反対の極性のカトマイザー３０への電気接続のための第２の端子となる電気接点２５０を含む。コネクター２５Ｂはさらに電気接点２５０を含み、これは第１の端子即ち、本体コネクター２４０と逆極性のカトマイザー３０との電気的接続のための第２の端子を提供する。コネクター２４０は、通常、円形のリング形状を有し、コネクター２５０はこのリングの中央に位置する（電子タバコ１０の長手方向軸ＬＡに対して直角な面で見たとき）。
【００２４】
電気接点２５０はコイルスプリング２５５に取り付けられている。コントロールユニット２０がカトマイザー３０に取り付けられると、カトマイザーのコネクター２５Ａが軸方向、即ち長手方向軸ＬＡに対して平行な方向（軸方向に位置合わせされて）にコイルスプリングを圧縮するように電気接点２５０を押す。スプリング２５５には弾性があるため、この圧縮によってスプリング２５５は付勢されて延びようとし、電気接点２５０をコネクター２５Ａにしっかり押し付ける効果が得られ、本体２０とカトマイザー３０の間が確実に電気的に良好に接続される。本体コネクター２４０と電気接点２５０は非導電材料（プラスチックなど）で作られたトレッスル２６０で隔てられており、２つの電気接点の間の絶縁が良好になる。トレッスル２６０はコネクター２５Ａとコネクター２５Ｂの相互の機械的結合を補助する形状をしている。
【００２５】
図３は本発明の一部の実施態様による図１の電子タバコのカトマイザー３０の略図である。図３は電子タバコの長手方向軸ＬＡを含む面において断面図と見なすことができる。ここで留意すべきは特定の部品および本体の詳細、例えば配線およびより複雑な形状は、明確化のために図３では省略されている。
【００２６】
カトマイザー３０は、カトマイザー３０の中央（長手方向）軸に沿ってマウスピース３５からカトマイザーをコントロールユニット２０に接合するためのコネクター２５Ａへと延びた空気経路３５５を含む。液体の貯蔵部３６０（通常は溶媒に溶けたニコチンを含む）が空気通路３３５の周囲に設けられている。この貯蔵部３６０は、例えば、液体に浸したコットンまたは発泡体を設けることで実行してもよい。またカトマイザーは、ユーザーによる電子タバコ１０の吸引に応答して（ニコチン含有）蒸気を発生させ、空気通路３５５を介してそしてマウスピース３５から流れ出るように貯蔵部３６０からの液体を加熱するためのヒーター３６５を含む。ヒーターは、ライン３６６および３６７を介して給電され、これらはコネクター２５Ａを介してバッテリー２１０の対向する極性（プラスおよびマイナス、またはその逆）に接続される。(上記したように図３では電源線３６６、３６７とコネクター２５Ａの間の配線の詳細は省略されている)。
【００２７】
コネクター２５Ａは内部電極３７５を含み、これは銀メッキされてもよく、または他の好適な金属で作製してもよい。カトマイザー３０がコントロールユニット２０に接続されると、内部電極３７５はコントロールユニット２０の電気接点２５０と接触し、カトマイザーとコントロールユニットの間に第１の電気経路を設ける。特にコネクター２５Ａおよび２５Ｂを係合させると、内部電極３７５が電気接点２５０を押し、コイルスプリング２５５を圧縮する。これにより内部電極３７５と電気接点２５０間を確実に電気的に良好に接触しやすくなる。
【００２８】
内部電極３７５は、絶縁リング３７２によって囲まれており、これはプラスチック、ゴム、シリコーンまたは他の好適な材料で作製してもよい。絶縁リングはカトマイザーコネクター３７０で囲まれており、これは銀メッキされていてもよく、あるいは何らかの他の適切な金属または導電材料で作られていてもよい。カトマイザー３０がコントロールユニット２０に接続されると、カトマイザーコネクター３７０はコントロールユニット２０の本体コネクター２４０と接触し、カトマイザーとコントロールユニット間の第２の電気経路を設ける。言い換えれば内部電極３７５とカトマイザーコネクター３７０は、適宜供給ライン３６６、３６７を介してカトマイザー内のヒーター３６５にコントロールユニット内のバッテリー２１０から電力を供給するための正負端子（またはその逆）としての役割を果たす。
【００２９】
カトマイザーコネクター３７０には電子タバコの長手方向軸から遠ざかる互いに反対の方向に延びた２つの突起またはタブ３８０Ａ、３８０Ｂが設けられている。これらのタブはカトマイザー３０をコントロールユニット２０に接続するための本体コネクター２４０とのバイオネット嵌めするために使用される。このバイオネット嵌めは、カトマイザーとコントロールユニットが互いに対して所定の位置に揺れ動いたりせずに保持され、意図せずに外れてしまう可能性を極めて小さくするようにカトマイザー３０とコントロールユニット２０間を安全かつ頑丈に接続するためのものである。同時に差し込み式接続具によって、挿入、回転による簡単かつ瞬時の着脱と、（逆方向）回転と引き抜きによる分離ができる。当然のことながら他の実施態様ではスナップ嵌めまたはネジによる接続などの異なる形体でコントロールユニット２０とカトマイザーを接続してもよい。
【００３０】
図４は本開示の一部の実施態様による図１の電子タバコの特定の電気（電子を含む）部品の略図である。これらの部品は、一般にコントロールユニット２０が繰り返し使用される（使い捨てではなく）部分であるので、コントロールユニットに配置される。しかしながら、一部の実施態様では少なくとも電機部品のいくつかはカトマイザー３０に配置してもよい。
【００３１】
図４に示すようにコントロールユニット２０は、電気的（および機械的）コネクター２５Ｂ（上述したように）、電力スイッチ２１２、バッテリー２１０、プロセッサーまたは（マイクロ）コントローラ５５５、通信用インタフェース２１７、スピーカー５５８およびセンサーユニット２１５を含む。コントローラ５５５は、ＰＣＢ２０２上に配置され、これは適宜他の部品、例えばセンサーユニット２１５、電力スイッチ２１２および／または通信用インタフェース２１７、をコントロールユニット２０２の特定の内部構造に応じて搭載するために使用してもよい。これとは別にこれらの部品は、１つ以上の他のＰＣＢ２０２（または他の形体のマウント）に配置してもよい。
【００３２】
図４は異なる部品間の電気接続の全てではないが一部を示している。例えば、センサーユニット２１５は、そのコントローラ５５５への接続部を介してバッテリー２１０から電力を受け取ってもよく、これとは別にバッテリー２１０から直接センサーユニット２１５への別個の電力接続部（図示せず）があってもよい。
【００３３】
センサーユニット２１５は、空気入り口から空気出口（気化器への）へのコントロールユニット２０を通る空気経路にまたはこれに隣接して配置される。センサーユニットは圧力センサ５６２と温度センサ５６３（これらもこの空気経路にまたはこれに隣接して）を含む。ここで留意すべきは一部の実施態様では追加のセンサー（図４に示されていない）があってもよく、圧力センサ５６２および温度センサ５６３は、異なる装置として設けてもよい（単独のセンサーユニット内に組み合わされるのではなく）。圧力センサ５６２はマウスピース３５での吸引によって生じる圧力降下を探すことによって空気流を検知してもよい（またはこれとは別に圧力センサ５６２は、風を測定する風速計のように空気流を直接測定することによって吸引を検知してもよい。
【００３４】
コントローラ５５５は、ＣＰＵおよびメモリー（ＲＯＭおよびＲＡＭ）などのプロセッサーを含んでもよい。コントローラ５５５および圧力センサ５６２などの他の電子部品の操作は、通常、少なくとも部分的にプロセッサー（または適宜他の電子部品で動作する）上で動作するソフトウェアプログラムによって制御される。このようなソフトウェアプログラムは、コントローラ５５５内に組み込むことができる、または別個の部材（例えばＰＣＢ２０２上に）として設けられるＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶させてもよい。プロセッサーはＲＯＭにアクセスして必要に応じてまたは必要なときにソフトウェアプログラムをロードし、実行してもよい。またコントローラ５５５も他の装置、例えばセンサーユニット２１５と相互作用するための好適なインタフェース（および制御ソフトウェア）を含んでもよい。
【００３５】
コントローラ５５５は、電子タバコ内の状態または状況を表す、例えばバッテリー低下の警告するための音声信号を発生させるための出力装置としてスピーカー５８を利用してもよい。異なる状態または状況を信号伝達するための種々の信号を異なるピッチおよび／または長さのトーンまたはビープオンを利用することによっておよび／またはこのようなビープ音またはトーン複数設けることによって供してもよい。他の形体の出力装置をスピーカー５８と共にまたは代わりに設けてもよい。例えば上述したように先端２２５に信号発信および／または装飾のために使用される発光ダイオード（ＬＥＤ）を設けてもよい。また電子タバコ１０の１つ以上の他の場所に光出力がさらに（または別に）あってもよい。
【００３６】
通信用インタフェース２１７は電子タバコ１０を外部装置と通信させるための有線または無線接続であってもよい。例えば、通信用インタフェース２１７は、無線通信を構築するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ  ８０２．１１ファミリー）および／または近距離無線通信（ＮＦＣ）の１つ以上を支持してもよい。これとは別にまたは加えて通信リンクは、潜在的にコネクター２５Ｂおよび／またはいくつかの他の通信利器を介して有線通信を支持してもよい。通信用インタフェースは、特に外部装置に最新の制御セッティングを与えさせるためおよび／または電子タバコからの状況および使用に関する情報を読み出させるために使用してもよい。
【００３７】
上記したように電子タバコ１０は、電子タバコ１０を通る空気入り口から圧力センサ５６２とヒーター３６５（気化器内の）を越えてマウスピース３５に至る空気経路が設けられている。従って、ユーザーが電子タバコのマウスピースで吸入すると、コントローラ５５５が圧力センサからの情報に基づいてそのような吸入を検知する。この検知に応答して、ＣＰＵはバッテリーまたは電池２１０からヒーター３６５へと電力を供給し、これによりユーザーの吸入のために芯から液体を加熱し、気化させる。
【００３８】
バッテリー２１０は電力スイッチ２１２および接続部２５Ｂ（さらにカトマイザー３０の接続部２５Ａ）を介してヒーター３６５に繋がっている。電力スイッチ２１２は、ヒーター３６５に給電するためにバッテリー２１０から供給される比較的大きな電流の流れ（およびオン／オフの切り替え）を支持し、この電流は通常は１アンペア以上程度である。電力スイッチ２１２はコントローラ５５５によって制御される。例えば、コントローラ５５５は、電子タバコ１０を通る空気流を検知する圧力センサ５６２に応答して電力スイッチ２１２を閉じ、これによりバッテリーからヒーターへ電力が流れるようにする。これとは逆にコントローラ５５５は電子タバコ１０を通る空気流が終わったことを検知した圧力センサ５６２に応答して電力スイッチ２１２を開いて、これによりバッテリーからヒーターへの電力の流れを終わらせる。さらにコントローラ５５５は、上述のようにＰＷＭスキームを実行するためにスイッチ２１２を使用して、吸入中にバッテリー２１０からヒーター３６５へ供給される電力量を制御してもよい。
【００３９】
当然のことながら図４に示す電気構造は、単に一例として挙げられており、当業者は多くの潜在的な変形例を認識することになる。例えば、一部の電子タバコ１０は、通信用インタフェース２１７を含まなくてもよいが、他の実施態様では無線インタフェース２１７を少なくとも部分的にコントローラ５５５と組み合わせてもよい。同様にコントローラ５５５の機能性の一部を１つ以上の他の装置に配分してもよい。例えば、バッテリーの充電を制御して、電圧または電流の過負荷および／または過剰に長い充電を検知し、避けるため、および同様にバッテリーが損傷するまで過剰に放電しないようにするためにバッテリー２１０と組み合わせてＰＣＢを設けてもよい。このようなバッテリー制御機能をプロセッサーまたはコントローラ５５５（または他の装置内に）に一体化させてもよい。
【００４０】
バッテリー２１０は、正極にリン酸鉄リチウム、ＬｉＦｅＰＯ４を使用したリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）バッテリーである。ＬＦＰバッテリーバッテリーは、一般に使用されているコバルト正極バッテリー電池またはその変種（例えば、液体電解質ではなく固体を有する、またはグラファイト陰極ではなくケイ素陰極を使用する）を含む他の種類のリチウムイオンバッテリーなどの他の利用可能なバッテリーと較べて特定の利点または欠点を有する。しかしながら、ＬＦＰバッテリーの特性は、特に次の要因に基づいて（主に）電子タバコでの使用に都合がよい。
＊非毒性  これは口に入れて使用する（たとえ消費されなくても）製品にはそれが不注意に傷つけられていない場合重要である。また毒性が無いことは、特に電子タバコは、比較的高容量、低コスト製品であり、例えば外にいる間にその製品を意図せずに落としたりまたは無くしたりした場合など、承認されていない方法で必ずしも廃棄されるとは限らないので、環境的特性を向上させる（最も一般的なリチウムイオンバッテリーに使用されているようなコバルトと較べて）。
＊熱、電気化学および構造的安定性  熱安定性は、広い範囲の天候および温度条件で使用される（および従って晒される）製品には重要である。また良好な電気化学および機械的安定性も２０１４年２月４日に“Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ  ｏｎ  ｐｌａｎｅｓ  ｐｏｓｅ  ‘ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  ｆｉｒｅ  ｒｉｓｋ’”で報告されているように最も一般的なリチウムイオンバッテリーで問題になっていた火災のリスクを低減する。（http://www.bbc.co.uk/news/business-25733346).
＊一定の放電電圧  上記したように最も一般的なリチウムイオンバッテリーは約４．２Ｖから約３．６Ｖへと放電サイクル中に安定して減少する出力電圧を有する傾向にある。これは供給される蒸気に関して言えばユーザーに対して一貫性のない感覚を生じさせる（電流電圧レベルによって）または追加の費用または装置の複雑さ（比較的高容量低コスト製品という点で）に繋がるこの出力電圧の減少を補うために適当な電子部品を電子タバコに組み込む必要がある。
＊高ピーク電流／電力  ＬＦＰバッテリーは、最も一般的なリチウムイオンバッテリーより高いピーク電流を支持することができる。これはヒーターがユーザーの吸入の検知に応答して気化のための正しい作動温度により素早くパワーアップさせ、よって電子タバコをよりユーザー応答性にすることができるので電子タバコにとっては魅力的である。
＊バッテリーが使用されてないときの容量損失（自己放電）の速度を遅くする  これは製品が既に充電されている状態で提供される場合（多くの電子タバコをユーザーが購入後直ぐに使えるようにする場合）、保存（カレンダー）寿命を改善する。
＊例えば最大で２０００回以上の多くの回数の充電サイクルが可能になる。これは充電を毎日（以下、参照）行ったとしても数年間使用できるようにする。
【００４１】
ＬＦＰバッテリーは最も一般的なリチウムイオンバッテリーより低いエネルギー密度を有する。しかしながら、最も一般的なリチウムイオンバッテリーは、連続的かつ集中的に使用される電子装置（スマートフォンなど）に利用され、バッテリー寿命が特にそのような装置では特に重要であるが、電子タバコは異なる利用形態を有する傾向にある。特に電子タバコには連続する作動（パフ）間にインターバルがあり、当然のことながら一部の電子タバコは、例えば所定の時間にパフの最多回数を観察し、制御することによって過度の使用を防ぐようになっている（その後プロセッサーはその時間が終わるまでさらなる始動を行わないようにする）。従って、ＬＦＰバッテリーの低いエネルギー密度（最も一般的なリチウムイオンバッテリーと比較して）は、殆どの他の電子装置より電子タバコに受け入れられやすい。
【００４２】
それでもＬＦＰバッテリーは、電子タバコを適度に使用するための充分なエネルギー密度を有している。例えば、ＡＡサイズのＬＦＰバッテリーは、２５０〜６００ミリアンペア時の定格容量を有し、対応する一般に使用されるリチウムイオンバッテリーは、そのような放電電流などの因子によって６００〜７５０ミリアンペア時以上の定格容量を有する（そしてより高い電圧で作動する）。当然のことながら一部の電子タバコはＡＡサイズのバッテリーを使用するには小さすぎ、その結果そのバッテリー容量は当然のことながら小さくしなければならない。それでも通常の電子タバコでの典型的な１パフで１〜４ミリアンペア時程度を使用すると仮定すると（装置の特定の性質および気化される液体の量にもよるが）、適当なサイズのＬＦＰバッテリーは放電する前に少なくとも１００回（潜在的にはそれより多くの）のパフを供することができる。従って、電子タバコを毎日充電すると仮定すると、バッテリー充電サイクル当たりのパフのこの数は殆どの消費者には充分である。
【００４３】
図５および６は電子タバコのという意味でのＬＦＰバッテリーの特定の作動特性（実線）と一般に使用されているリチウムイオンバッテリーの作動特性（破線）を比較したグラフである。(これらのグラフは理解を容易にするために極めて概要的かつ単純化されており、いくつかのより正確なグラフが以下示されていることに留意されたい。)。図５はバッテリー２１０の電圧出力が通常は放電サイクル（フル充電から放電まで）中に数時間または日のタイムスケールに亘る時間によってどのように変化するかを簡単に示している。上述したように一般に使用されているリチウムイオンバッテリーは放電する際に出力電圧は約４．２Ｖから約３．６Ｖ（またはそれ以下）へと安定して減少する。この出力電圧の低下は、バッテリーの放電サイクルに亘ってパフごとに製せられるニコチン蒸気の量などの性能に顕著な変化（低下）をもたらす（なんらかの補償する方法をこの低下を無効にするために採用されなければ）。これとは対照的にＬＦＰバッテリーの出力電圧は、約３．２Ｖではるかに安定しており、これによりユーザーにより一定かつ持続的な感覚を与えることができ、低下する電圧を追加的に補償する必要性がなくなる。(ここで留意すべきは図５および６に示した電圧レベルは、開路状態の場合のものであり、負荷がかかったときの電圧は、幾分、例えば約０．５Ｖほど低く、従って開路での３．２Ｖを比較したＬＦＰバッテリーでは２．７Ｖとなる。).
【００４４】
また図５はＣ１およびＣ２と記された２つのカットオフ線を示している。プロセッサー５５５（またはコントロールユニット２０内のなんらかの他の機器）は、バッテリー２１０からの電圧出力をモニターする。電圧出力が特定のカットオフレベルＣ１またはＣ２以下に落ちると（一般的に使用されているリチウムイオンバッテリーまたはＬＦＰバッテリーそれぞれの場合）、プロセッサー５５５は電子タバコのさらなる作動、より具体的にはヒーター３６５のさらなる作動を妨げる。放電サイクルの終わりと見なすことができるこのカットオフは、従ってバッテリー２１０が過度に放電されないようにすると共に（充電式バッテリーを損傷する可能性のある）、ユーザーは適していない低電圧で装置が作動することによる電子タバコからの満足のいかない感覚を確実に受けないようにする。ここで留意すべきは上述したようにコントローラ５５５は、スピーカー５５８（および／またはあらゆる他の利用可能指示器を介して）を介してバッテリーの状態(使い切ったかまたはほぼ使い切ったか）をユーザーに示すようにしてもよい。
【００４５】
図６はバッテリー２１０の出力が一回のパフのタイムスケール、即ち僅か２、３秒（これはパフプロファイルの１つの形体と見なすことができる）でどのように変化するかを略式に示している。このグラフは電子タバコ１０において一般に使用されているリチウムイオンバッテリーの作動（電流出力の点での）（破線）をＬＦＰバッテリーの対応する性能（実線）と比較している。
【００４６】
図６において時間＝Ｔ０で吸入が開始され、好適なセンサーで検知されると仮定する。このポイントでコントローラ５５５は、バッテリー２１０から最大限利用可能な電力をヒーターへ供給することができる。ＬＦＰバッテリーからの最大限利用可能な電力は、図６ではＰ１として示され、一般に使用されているリチウムイオンバッテリーからの最大限利用可能な電力は、低くＰ２（この場合Ｐ１＞Ｐ２）として示されている。例えば、ＬＦＰバッテリーの最大出力Ｐ１は、少なくとも２．５アンペアまたは少なくとも５アンペア、潜在的には最大でそれより数アンペア高い（例えば、６、８または１０アンペア）の電流を反映する。
【００４７】
時間Ｔ１ではヒーターはその好ましい作動温度（ＬＦＰバッテリーを有する電子タバコの場合の）に達し、ここで電力は、好ましい作動温度にヒーターを維持するために設定された低いレベルＰ３に落ちる。同様に一般に使用されているリチウムイオンバッテリーを使用する電子タバコの場合、ヒーターはその好ましい作動温度に時間Ｔ２で到達し、電力はここでもヒーターをその好ましい作動音で維持するためにレベルＰ３にまで落ちる。
【００４８】
ＬＦＰバッテリーの最大出力Ｐ１は、一般に使用されているリチウムイオンバッテリーの最大出力Ｐ２より大きいので、前者のバッテリーを使用する電子タバコが好ましい作動温度に到達するのに掛かる時間Ｔ１は、後者のバッテリーを使用する電子タバコが好ましい作動温度に到達するのに掛かる時間Ｔ２より短い。その結果ＬＦＰバッテリーを有する電子タバコは、一般に使用されているリチウムイオンバッテリーを有する電子タバコよりユーザーの吸入に良好な反応性を示す。
【００４９】
ここで留意すべきは異なる種類の電気製品は、電流引き込みのタイミングおよび量に関しバッテリーに対して異なる種類の負荷を示す。例えば、自転車のライトは、小から中間の電流で長く引き込む（数分間）傾向があるが、電子タバコはパルス間で低いレベルの電流引き込みで吸入のための高い電流の短いパルスを利用する。これらの異なる負荷特性（ｌｏａｄ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｔｃｓ）はバッテリー全体の挙動に影響を与える。 
【００５０】
図７は、電子タバコの挙動をシミュレートするためにＬＦＰバッテリーに関する試験から得られた実験結果を示すグラフである。試験用ＬＦＰバッテリーは標準ＡＡバッテリーに対応する寸法（形状因子、ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒ）を有していた。一連の電流パルスがバッテリーから取り出され、各パルスは吸入をシミュレートする約４アンペアの電流及び３秒の継続時間を有し、ヒーター３６５を動作させる電力を供給する。これは各吸入に対して合計約３．３ミリアンペア時に相当する。吸入間隔は１０秒であった（実際の使用時よりも短いが、実験をより迅速に完了させることができ、しかも吸入の間にヒーターが冷える時間を確保することができる）。例えばコントローラ５５５への電力供給等のためにこれらの間隔の間に使用された電流は、０．００５アンペアであった。約１３７８秒（２３分足らず）の全動作時間（パルスとパルス間隔の両方を含む）に対して、バッテリーが完全に放電されるまでの４アンペアの電流パルスの総数は１０６であった。バッテリーの全測定容量は０．３６５アンペア時であった。
【００５１】
図７のグラフは、バッテリーからそれまでに取り出された全容量（エネルギー、アンペア時単位）に対してＬＦＰバッテリーの出力電圧及び出力電流の測定値をプロットしたものである。従って、Ｘ軸（容量）には時間も表示される。但し、パルス間隔は、これらの間隔の間に取り出されるエネルギー（容量）が非常に少ないため、（これらの実際の継続時間と比較して）Ｘ軸に沿って大きく圧縮される。図７のグラフの上部にプロットされた線は出力電圧（グラフの左のボルト単位の目盛）を表し、図７の下部にプロットされた線は出力電流を表している（グラフの右のアンペア単位の目盛）。下部の線は個々の電流パルスを明確に示しており、各々４アンペアである。上部の線はバッテリーに負荷をかけることに起因する電圧低下を明確に示している。特に、各電流パルスのバッテリー電圧は開回路値（パルス間隔の間の０．００５アンペアの電流を考えると、非常に開回路値に近い値）から約０．３〜０．５ボルト下がって負荷値まで低下し、その時４アンペアの電流が取り出されている。
【００５２】
図７のプロットには、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３で示された３本の水平線が重ねられている。直線Ｈ１は、負荷時の最小バッテリー電圧の初期レベルを示し、実際、この最小バッテリー電圧は、バッテリー放電寿命の（少なくとも）前半ではほぼ一定を維持している。直線Ｈ２及び直線Ｈ３は、直線Ｈ１よりもそれぞれ０．１６Ｖ及び０．３２Ｖ低く、直線Ｈ１と比較してそれぞれ約５．６％及び１１．２％の低下を示す（即ち、開回路電圧のそれぞれ５％及び１０％よりもわずかに低い）。また、垂直線Ｖ１は、バッテリー（負荷時）から出力される最小電圧が直線Ｈ２を下回る点を示している。これは、バッテリーから約０．３１７アンペア時のエネルギーが既に取り出された後に発生し、全体容量の約８７％に相当する。言い換えると、図７は、ＬＦＰバッテリーの負荷時のバッテリー電圧が放電寿命の８５％の間は±３％の範囲内で一定であることを示している。
【００５３】
表１は、図７と同じ基礎をなすデータ組に由来するが表形式で表されている。特に、表１の主要部分（即ち、強調表示されたボックスに囲まれた右端の２つの列を除く全ての列）は、連続する各電流パルスに対する負荷時の平均電圧測定値を表す。従って、図７の第１行目は、電流パルス１〜１０に対する負荷時の電圧出力を表し、図７の第２行目は、電流パルス１１〜２０に対する負荷時の電圧出力を表しており、以下も同様である。電圧を１Ｈｚの速度で測定したので、各電流パルス（３秒間）について３つの電圧測定値を得、その後一緒に平均化して表１の数値を得た（なお、表１の数個のボックスが空白のままであるのは、データが正しく記録されなかったためである）。表１の負荷時の電圧の数値がユーザーによる実際の動作（吸入）を反映して（一方、開回路電圧値はユーザー操作の間隔を表して）いるという点で、表１の負荷時の電圧は、そのようなＬＦＰバッテリーを組み込んだ電子タバコのユーザー体験を良好に表現していることが分かる。
【００５４】
【表１】
2018528769.tif 000003
【００５５】
データの前半（試料１〜５３）では、電圧出力は２．９０Ｖから２．８７Ｖの範囲に留まる。これは１％をわずかに上回る範囲であり、従って、実質的に極めて一定の出力レベルが提供される（データのこの前半の変化はシステム内のノイズ、わずかな測定変化等を反映しているにすぎない）。充電寿命の８５％（試料１〜９０）の後、平均負荷時電圧は、２．９０Ｖから２．７５Ｖと０．１５Ｖ低下した。これも、より汎用されるリチウムバッテリーで一般に見られる減少よりもはるかに小さいことが理解できる。
【００５６】
また、残存容量がバッテリーから取られるので、０．１３Ｖの更なる電圧降下があることを表１が示している。この場合も、より一般的に用いられるリチウムバッテリーに関し通常みられる低下よりもはるかに小さい。更に、バッテリー容量の８５％が消費された後にユーザーがこの電圧降下を経験する可能性は通常は低い。何故なら多くの場合、電子タバコはバッテリー充電量が比較的低いレベル（１５％以下）であることを示す何らかの表示（例えば、警告灯）が提供されるので、ユーザーはこの時点で電子タバコを再充電する（それ以前にしていない場合）からである。更に、ユーザーはバッテリー残量が少ないと性能がわずかに低下することを認めやすく、このわずかな低下でバッテリーを再充電すべき時期が今であると実際に確認できる。
【００５７】
場合により、満充電状態から放電を開始した後の最初の数回の電流パルス（吸入）等のため、丁度動作開始時にバッテリー電圧が少し高くなることがある。図７には、このかすかな徴候、即ちプロットの左端の使用容量ゼロでの僅かな上昇がある。従って、場合によっては、初期電圧レベルを評価する際に、最初の１回又は２回分の吸入を破棄することが適切である。一方、試験されたＬＦＰバッテリーに関しては、表１に示すように１回目の電流パルスで測定された負荷時電圧ではこの効果は実際には明確ではなく、あってもほんの僅かである。 
【００５８】
表１の右側の部分（強調表示された輪郭で示されている）には、２つの列が含まれる。これらの列の最初（左側）の列は、表のその行の平均電圧測定値を提供する。この列では出力電圧が充電寿命の前半ではほぼ一定であり、次いで充電寿命の後半では低下がみられることが明確に示されている。
【００５９】
表１で列の２番目（右側）（表全体の一番右の列）は、その行のパルスサンプルの各パルス内の平均電圧低下を表す。従って上述したように、各パルスについて３つの電圧測定値が得られ、すべての場合において、第１の測定から第３の測定までは電圧出力の（わずかな）低下がある。この低下を各パルスについて個々の基準で計算し、次いで各行のパルス試料全体を平均した。この右端の列は、充電寿命が終わりに近づくにつれて平均バッテリー出力が低下するだけではなく、個々のパルス内の低下率も増加することを示している。しかしながら、個々の吸入に対する所望の出力プロファイルが図６に示す形状におおまかに従っていれば、この更なる低下はそれほど重要ではない。即ち、最初にヒーターを加熱するためには高い初期出力は重要であるが、その後の出力低下は一般に許容される。
【００６０】
図８は、全体に図７に類似のプロットであり、バッテリーも同じものを使用しているが、今度は電流パルスが４アンペアではなく５アンペアである。これは、図６に示す初期加熱段階に望ましいような比較的高レベルの電流出力である（また、これはＬＦＰバッテリーのより一般的に使用されるバッテリーと比較して低電圧を補うのにも役立つ）。予想されるように、より高い電流レベルは、充電寿命（即ち、バッテリーが放電されるまで）の間に達成できるパルスの総数を、図７の１０６回から図８の８６回に減少させる。しかしながら、これとは別に、ＬＦＰバッテリーは放電サイクルの前半は実質的に一定で、次いで、放電サイクルの後半は、比較的小さい電圧低下を起こすだけの一貫した予測可能な電圧出力を生成することが分かる。これは、図７と同じ基準で提供されている直線Ｖ１、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３を概観することで確認される。０．１６Ｖの負荷時の電圧出力の低下を示す直線Ｖ１は、図７（直線Ｖ１は０．３１７アンペア時の容量に位置する）での状況と同様に０．３２１アンペア時の容量がバッテリーから消費された後に発生することに留意すべきである。
【００６１】
図９は、全体に図８に類似したプロットであり、再び５アンペアの電流パルスを使用し、使用容量（アンペア時単位）に対する電圧（上部の線）及び電流（下部の線）のプロットを示した。図９で試験したバッテリーは、ＬＦＰバッテリーではなく、リチウムマンガン陰極バッテリーである。リチウムマンガンバッテリーの形状因子はＡＡ（図７及び図８のＬＦＰバッテリーと同じ）である。
【００６２】
図９に示すように、リチウムマンガンバッテリーには、図７及び図８のＬＦＰバッテリーよりも高い容量を有するという利点がある。特に、リチウムマンガンバッテリーは、０．５９５アンペア時の容量を有しており、５アンペアで１８４個の電流パルスを保持した。しかしながら、リチウムマンガンバッテリーの容量による電圧変動のプロファイルは、図７及び図８に示すように、ＬＦＰバッテリーの対応するプロファイルよりも著しく劣る。このことは、プロット上に再び重ね合わされた直線Ｖ１、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３を見ることによって分かり、ここでＨ１は使用容量ゼロでの負荷時の電圧レベルを表す。
【００６３】
直線Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の間隔は（図７及び図８の０．１６Ｖと比較して）０．２１Ｖに増加している（これは、ＬＦＰバッテリーと比較してリチウムマンガンバッテリーの初期電圧が大きいことを反映しており、例えば、３．４Ｖ開回路と比較して約４．２Ｖ開回路である）。しかし、この大きな間隔であっても、ラインＶ１の位置から負荷時電圧が０．０８５アンペア時の使用容量で直線Ｈ２を横切ること（従って、使用容量ゼロから０．２１Ｖの低下）が分かる。これは、リチウムマンガンバッテリーの全容量のほんの１４％に相当する。実際、図８では、ＬＦＰバッテリーは０．３２アンペア時の容量でラインＨ２を横断しているため、ＬＦＰバッテリーはリチウムマンガンバッテリーよりも全容量が低いにも関わらず、（相対的でも絶対的な意味でも）ほぼ一定の電圧ではるかに大きな容量を供給できている。更に、ＬＦＰバッテリーは、約０．２アンペア時の容量が使用されるまで、非常に一貫した電圧出力レベルを示し、その後、直線Ｈ２に向かって低下し始める。対照的に、図９から明らかなように、リチウムマンガンバッテリーの負荷時の出力電圧は、最初の少数の電流パルスの後でさえも低下し始める。
【００６４】
さらに、リチウムマンガンバッテリーの出力電圧は、非常に低い使用容量で低下し始めるばかりでなく、この低下はバッテリー充電の寿命を通じて続き、その結果、放電サイクル中のリチウムマンガンバッテリーの全体的な電圧降下はＬＦＰバッテリーの場合よりもはるかに大きい。例えば、図８では、一度バッテリーが完全に放電されると（使用容量約０．３６アンペア時）、負荷時の電圧出力は直線Ｈ３（初期電圧レベルより０．３２Ｖ低い）に達するだけである。対照的に、図９では、負荷時の電圧出力は、約０．２４アンペア時というより低い使用容量で直線Ｈ３（初期電圧レベルより０．４２Ｖ）に達し、リチウムマンガンバッテリーが完全に放電する前に再び少なくとも同じ量だけ低下し続ける。
【００６５】
図７、８及び９のプロットによって、本明細書で開示されるＬＦＰバッテリーを有する電子タバコが、より高価で複雑な電子機器を必要とせずに、特に各吸入時のヒーター動作のための電圧供給の点でより一貫して予測可能な性能を提供することを確認できる。そのようなバッテリーは、例えば、ニコチン含有液体を気化させるための、又はタバコ由来の植物材料（またはその誘導材料）から揮発性物質を生成するための広範な電子蒸気供給システムにおいて利用することができる。
【００６６】
種々の問題の対処と技術の発展のため、本開示全体は種々の実施形態を例示的に示しており、これらの実施形態では特許請求された発明が実践される。本開示の利点および特徴は実施形態の単なる代表的な具体例であり、包括的でも排他的でもない。これらは特許請求された特徴の理解と教示の単なる補助に提供されている。当然だが、本開示の利点、実施形態、具体例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は本開示を特許請求の範囲に規定されたとおりに限定するあるいは特許請求の範囲の均等物に限定すると考えるべきではなく、本開示の範囲および／または思想から乖離することなく他の実施形態を利用しても改変してもよいと考えるべきである。種々の実施形態は、開示された構成要素、成分、特徴、部品、工程、手段他の組合せを適切に備えても、これらで構成されても、基本的にこれらで構成されてもよい。また本開示は、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がある他の発明を含む。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月23日(2017.6.23)
【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】
電子蒸気供給装置用のコントロールユニットであって、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含み、このバッテリーはリン酸鉄リチウム正極を有するリン酸鉄リチウムバッテリーであり、８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より０．２５Ｖ低く、前記バッテリーは電子蒸気供給装置の少なくとも１００回のパフを支持するために２５０〜６００ミリアンペア時の範囲の定格容量を有し、各パフはバッテリーから少なくとも２．５アンペアの電流を引き込むコントロールユニット。
【請求項２】
ユーザーの吸入を検知するセンサーと、このような検知に応じてバッテリーからヒーターへの電力の供給を開始するように構成されたコントローラとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のコントロールユニット。
【請求項３】
前記検知に応じてコントローラは、バッテリーからヒーターへの電力の第１の段階そして次に第２の段階を供するように構成され、第１の段階は第２の段階より高いレベルの電流を有することを特徴とする請求項２記載のコントロールユニット。
【請求項４】
電力の第１の段階は３アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項３記載のコントロールユニット。
【請求項５】
電力の第１の段階は５アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項４記載のコントロールユニット。
【請求項６】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．1Ｖ減少していることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項７】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．０５Ｖ減少していることを特徴とする請求項６記載のコントロールユニット。
【請求項８】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で３％減少していることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項９】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１．５％減少していることを特徴とする請求項８記載のコントロールユニット。
【請求項１０】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．１６Ｖ減少していることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１１】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で６％減少していることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１２】
バッテリーの出力電圧は蒸気を製するためにヒーターに電力を供給する際の負荷の下で測定されることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１３】
バッテリーの前記出力電圧は負荷の下で測定される２．６〜３Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項１２記載のコントロールユニット。
【請求項１４】
バッテリーの前記出力電圧は負荷の下で測定される約２．８Ｖであることを特徴とする請求項１３記載のコントロールユニット。
【請求項１５】
バッテリーの前記出力電圧は、開回路の場合３〜３．４Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１６】
前記出力電圧は、開回路の場合約３．２Ｖであることを特徴とする請求項１５記載のコントロールユニット。
【請求項１７】
電力は放電サイクルに亘って出力電圧の変動を補償せずにバッテリーからヒーターへ供給されることを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１８】
請求項１乃至１７いずれか１項記載のコントロールユニットと前記ヒーターとを含む電子蒸気供給装置。
【請求項１９】
ヒーターはコントロールユニットに接続されているカトマイザーに配置されていることを特徴とする請求項１８記載の電子蒸気供給装置。
【請求項２０】
ヒーターおよびコントロールユニットは単独の装置内に組み込まれていることを特徴とする請求項１８記載の電子蒸気供給装置。
【請求項２１】
添付図面を参照して本明細書で実質的に説明された電子蒸気供給装置用のコントロールユニット。
【請求項２２】
添付図面を参照して本明細書で実質的に説明された電子蒸気供給装置。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月22日(2018.2.22)
【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】
電子蒸気供給装置用のコントロールユニットであって、蒸気を製するために使用されるヒーターに電力を供給するためのバッテリーを含み、このバッテリーはリン酸鉄リチウム正極を有するリン酸鉄リチウムバッテリーであり、８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より０．２５Ｖ低く、前記バッテリーは電子蒸気供給装置の少なくとも１００回のパフを支持するために２５０〜６００ミリアンペア時の範囲の定格容量を有し、各パフはバッテリーから少なくとも２．５アンペアの電流を引き込むコントロールユニット。
【請求項２】
ユーザーの吸入を検知するセンサーと、このような検知に応じてバッテリーからヒーターへの電力の供給を開始するように構成されたコントローラとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のコントロールユニット。
【請求項３】
前記検知に応じてコントローラは、バッテリーからヒーターへの電力の第１の段階そして次に第２の段階を供するように構成され、第１の段階は第２の段階より高いレベルの電流を有することを特徴とする請求項２記載のコントロールユニット。
【請求項４】
電力の第１の段階は３アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項３記載のコントロールユニット。
【請求項５】
電力の第１の段階は５アンペア以上の電流レベルを有することを特徴とする請求項４記載のコントロールユニット。
【請求項６】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．1Ｖ減少していることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項７】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．０５Ｖ減少していることを特徴とする請求項６記載のコントロールユニット。
【請求項８】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で３％減少していることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項９】
半分放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で１．５％減少していることを特徴とする請求項８記載のコントロールユニット。
【請求項１０】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で０．１６Ｖ減少していることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１１】
８０％放電された際のバッテリーの出力電圧は、完全に充電されたバッテリーの出力電圧より最大で６％減少していることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１２】
バッテリーの出力電圧は蒸気を製するためにヒーターに電力を供給する際の負荷の下で測定されることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１３】
バッテリーの前記出力電圧は負荷の下で測定される２．６〜３Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項１２記載のコントロールユニット。
【請求項１４】
バッテリーの前記出力電圧は負荷の下で測定される約２．８Ｖであることを特徴とする請求項１３記載のコントロールユニット。
【請求項１５】
バッテリーの前記出力電圧は、開回路の場合３〜３．４Ｖの範囲内であることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１６】
前記出力電圧は、開回路の場合約３．２Ｖであることを特徴とする請求項１５記載のコントロールユニット。
【請求項１７】
電力は放電サイクルに亘って出力電圧の変動を補償せずにバッテリーからヒーターへ供給されることを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載のコントロールユニット。
【請求項１８】
請求項１乃至１７いずれか１項記載のコントロールユニットと前記ヒーターとを含む電子蒸気供給装置。
【請求項１９】
ヒーターはコントロールユニットに接続されているカトマイザーに配置されていることを特徴とする請求項１８記載の電子蒸気供給装置。
【請求項２０】
ヒーターおよびコントロールユニットは単独の装置内に組み込まれていることを特徴とする請求項１８記載の電子蒸気供給装置。
【国際調査報告】
2018528769.tif 000013
2018528769.tif 000014