(57)【要約】  新たな構造を有する吸引器用カートリッジ及び吸引器を提供する。  吸引装置は、第１端が空気入口に連通し、第２端が霧化チャンバに連通する、筒状の空気流路形成体と、前記空気流路形成体の壁面に設けられたセンサ設置部に設置された温度センサと、前記温度センサによる測定値の変化に応じて、空気入口から前記空気流路形成体に流入して霧化チャンバに向かう空気流を検出する制御部と、を有する。
2020084761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端が空気入口に連通し、第２端が霧化チャンバに連通する、筒状の空気流路形成体と、
前記空気流路形成体の壁面に設けられたセンサ設置部に設置された温度センサと、
前記温度センサによる測定値の変化に応じて、空気入口から前記空気流路形成体に流入して霧化チャンバに向かう空気流を検出する制御部と、を有する、吸引装置。
【請求項２】
請求項１に記載された吸引装置において、
前記空気流路形成体は、前記第１端から前記第２端に向かって拡大するテーパ状の内部流路を形成する、吸引装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された吸引装置において、
前記霧化チャンバに沿って配置された加熱部材を有し、
前記空気流路形成体の軸方向における前記加熱部材の上流端から前記温度センサまでの距離をｄ１とし、前記空気流路形成体の軸方向における前記空気入口から前記温度センサまでの距離をｄ２としたとき、ｄ２／ｄ１は４．２２以上８．４０以下である、吸引装置。
【請求項４】
請求項３に記載された吸引装置において、
ｄ２／ｄ１は、４．８８以上６．８３以下である、吸引装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載された吸引装置において、
加熱部材を有し、
前記加熱部材からの熱伝導による前記センサ設置部の温度上昇をΔＴ１としたとき、ΔＴ１は、４５℃以上５５℃以下である、吸引装置。
【請求項６】
請求項５に記載された吸引装置において、
ΔＴ１は、４７．５℃以上５２．５℃以下である、吸引装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記空気入口から前記空気流路形成体に流入して前記センサ設置部に到達した空気の温度上昇をΔＴ２としたとき、ΔＴ２は、１０℃以上２０℃以下である、吸引装置。
【請求項８】
請求項７に記載された吸引装置において、
ΔＴ２は、１２．５℃以上１７．５℃以下である、吸引装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載された吸引装置において、
加熱部材を有し、
前記加熱部材からの熱伝導による前記センサ設置部の温度上昇をΔＴ１とし、前記空気入口から前記空気流路形成体に流入して前記センサ設置部に到達した空気の温度上昇をΔＴ２としたとき、ΔＴ１／ΔＴ２は、２．２５以上５．５０以下である、吸引装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された吸引装置において、
ΔＴ１／ΔＴ２は、２．７１以上４．２０以下である、吸引装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記センサ設置部は、前記空気流路形成体の外壁に位置する、吸引装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記空気流路形成体は、前記センサ設置部から見て前記空気入口側に位置する上流部を有し、
前記センサ設置部における前記空気流路形成体の厚さは、前記上流部における前記空気流路形成体の厚さよりも小さい、吸引装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記空気流路形成体は、前記センサ設置部から見て前記霧化チャンバ側に位置する下流部を有し、
前記センサ設置部における前記空気流路形成体の厚さは、前記下流部における前記空気流路形成体の厚さよりも小さい、吸引装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記センサ設置部は、前記空気流路形成体の周方向において肉厚が最も小さい箇所に位置する、吸引装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記内部流路の中心軸に対する前記内部流路を形成する内壁面の傾斜角度をθとしたとき、θは０．２５度以上１．０度以下である、吸引装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記内部流路の最大直径をＤｍａｘとし、円筒形状の前記霧化チャンバの直径をＤｃとしたとき、Ｄｃ／Ｄｍａｘは、１．４０以上２．３４以下である、吸引装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載された吸引装置において、
Ｄｃ／Ｄｍａｘは、１．５６以上２．０１以下である、吸引装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記空気流路形成体の前記第１端に対向して配置されたキャップを有し、
前記キャップは、前記空気流路形成体の内部流路に連通する貫通孔を有する、吸引装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項に記載された吸引装置において、
前記空気流路形成体の軸方向長さは、前記霧化チャンバの軸方向長さよりも長い、吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、材料の燃焼をすることなく香味等を吸引するための吸引装置が知られている。このような吸引装置として、例えば、揮発成分を含むたばこから成る喫煙材を加熱することでエアロゾルを形成する、喫煙材加熱装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された喫煙材加熱装置は、中空円筒状のヒータを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１８−５２２５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、新たな構造を有する吸引装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態によれば、吸引装置が提供される。この吸引装置は、第１端が空気入口に連通し、第２端が霧化チャンバに連通する、筒状の空気流路形成体と、前記空気流路形成体の壁面に設けられたセンサ設置部に設置された温度センサと、前記温度センサによる測定値の変化に応じて、空気入口から前記空気流路形成体に流入して霧化チャンバに向かう空気流を検出する制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本実施形態に係る吸引装置の全体斜視図である。
【図１Ｂ】喫煙物品を保持した状態の本実施形態に係る吸引装置の全体斜視図である。
【図２】喫煙物品の断面図である。
【図３】図１Ａに示した矢視３−３における断面図である。
【図４】図１Ａに示した矢視４−４から見た側面図である。
【図５】加熱アセンブリの断面図を示す。
【図６】加熱アセンブリの側面図を示す。
【図７】図６に示す矢視７−７における断面図である。
【図８】ボトムキャップの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【０００８】
図１Ａは、本実施形態に係る吸引装置の全体斜視図である。図１Ｂは、喫煙物品を保持した状態の本実施形態に係る吸引装置の全体斜視図である。本実施形態に係る吸引装置１０は、例えば、エアロゾル源を含んだ香味源を有する喫煙物品１１０を加熱することで、香味を含むエアロゾルを生成するように構成される。
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、吸引装置１０は、トップハウジング１１Ａと、ボトムハウジング１１Ｂと、カバー１２と、スイッチ１３と、蓋部１４と、を有する。トップハウジング１１Ａとボトムハウジング１１Ｂは、互いに接続されることで、吸引装置１０の最外のハウジング１１を構成する。ハウジング１１は、使用者の手に収まるようなサイズである。使用者が吸引装置１０を使用する際は、吸引装置１０を手で保持して、香味を吸引することができる。
【００１０】
トップハウジング１１Ａは、図示しない開口を有し、カバー１２は当該開口を閉じるようにトップハウジング１１Ａに結合される。図１Ｂに示すように、カバー１２は、喫煙物品１１０を挿入可能な開口１２ａを有する。蓋部１４は、カバー１２の開口１２ａを開閉するように構成される。具体的には、蓋部１４は、カバー１２に取り付けられ、開口１２ａを閉じる第１位置と開口１２ａを開放する第２位置との間を、カバー１２の表面に沿って移動可能に構成される。これにより、蓋部１４は、吸引装置１０の内部（後述するアウターフィン１７の開口又はトップキャップ４８の開口）への喫煙物品１１０のアクセスを許可又は制限することができる。
【００１１】
スイッチ１３は、吸引装置１０の作動のオンとオフを切り替えるために使用される。例えば、図１Ｂに示すように喫煙物品１１０を開口１２ａに挿入した状態でスイッチ１３を使用者が操作することで、図示しない加熱部材に図示しない電源から電力が供給され、喫煙物品１１０を燃焼させずに加熱することができる。喫煙物品１１０が加熱されると、喫煙物品１１０に含まれるエアロゾル源からエアロゾルが蒸発し、エアロゾルに香味源の香味が取り込まれる。使用者は、喫煙物品１１０の吸引装置１０から突出した部分（図１Ｂにおいて図示された部分）を吸引することで、香味を含んだエアロゾルを吸引することができる。なお、本明細書において、吸引装置１０の長手方向とは、喫煙物品１１０が開口１２ａに挿入される方向をいう。
【００１２】
次に、本実施形態に係る吸引装置１０に使用される喫煙物品１１０の構成について説明する。図２は、喫煙物品１１０の断面図である。図２に示す実施形態においては、喫煙物品１１０は、充填物１１１と、充填物１１１を巻装する第１の巻紙１１２と、を含む基材部１１０Ａと、基材部１１０Ａとは反対側の端部を形成する吸口部１１０Ｂと、を有する。基材部１１０Ａと吸口部１１０Ｂは、第１の巻紙１１２とは異なる第２の巻紙１１３によって連結されている。ただし、第２の巻紙１１３を省略し、第１の巻紙１１２を用いて基材部１１０Ａと吸口部１１０Ｂを連結することもできる。
【００１３】
図２中の吸口部１１０Ｂは、紙管部１１４と、フィルタ部１１５と、紙管部１１４とフィルタ部１１５との間に配置された中空セグメント部１１６と、を有する。中空セグメント部１１６は、例えば、１つ又は複数の中空チャネルを有する充填層と、充填層を覆うプラグラッパーとで構成される。充填層は繊維の充填密度が高いため、吸引時は、空気やエアロゾルは中空チャンネルのみを流れることになり、充填層内はほとんど流れない。喫煙物品１１０において、フィルタ部１１５でのエアロゾル成分の濾過による減少を少なくしたいときに、フィルタ部１１５の長さを短くして中空セグメント部１１６で置き換えることはエアロゾルのデリバリ量を増大させるために有効である。
【００１４】
図２中の吸口部１１０Ｂは３つのセグメントから構成されているが、本実施形態において、吸口部１１０Ｂは１つ又は２つのセグメントから構成されていてもよいし、４つ又はそれ以上のセグメントから構成されていてもよい。例えば、中空セグメント部１１６を省略し、紙管部１１４とフィルタ部１１５を互いに隣接配置して吸口部１１０Ｂを形成することもできる。
【００１５】
図２に示す実施形態において、喫煙物品１１０の長手方向の長さは、４０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以上７５ｍｍ以下であることがより好ましく、５０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。喫煙物品１１０の円周は１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましく、１７ｍｍ以上２４ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以上２３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、喫煙物品１１０における基材部１１０Ａの長さは２０ｍｍ、第１の巻紙１１２の長さは２０ｍｍ、中空セグメント部１１６の長さは８ｍｍ、フィルタ部１１５の長さは７ｍｍであってよいが、これら個々のセグメントの長さは、製造適性、要求品質等に応じて、適宜変更できる。
【００１６】
本実施形態において、喫煙物品１１０の充填物１１１は、所定温度で加熱されてエアロゾルを発生するエアロゾル源を含有し得る。エアロゾル源の種類は、特に限定されず、用途に応じて種々の天然物からの抽出物質及び／又はそれらの構成成分を選択することができる。エアロゾル源として、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、トリアセチン、１，３−ブタンジオール、及びこれらの混合物を挙げることができる。充填物１１１中のエアロゾル源の含有量は、特に限定されず、十分にエアロゾルを発生するとともに、良好な香喫味の付与の観点から、通常５重量％以上であり、好ましくは１０重量％以上であり、また、通常５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以下である。
【００１７】
本実施形態における喫煙物品１１０の充填物１１１は、香味源としてたばこ刻みを含有し得る。たばこ刻みの材料は特に限定されず、ラミナや中骨等の公知のものを用いることができる。喫煙物品１１０における充填物１１１の含有量の範囲は、円周２２ｍｍ、長さ２０ｍｍの場合、例えば、２００ｍｇ以上４００ｍｇ以下であり、２５０ｍｇ以上３２０ｍｇ以下であることが好ましい。充填物１１１の水分含有量は、例えば、８重量％以上１８重量％以下であり、１０重量％以上１６重量％以下であることが好ましい。このような水分含有量であると、巻染みの発生を抑制し、基材部１１０Ａの製造時の巻上適性を良好にする。充填物１１１として用いるたばこ刻みの大きさやその調製法については特に制限はない。例えば、乾燥したたばこ葉を、幅０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に刻んだものを用いてもよい。また、乾燥したたばこ葉を平均粒径が２０μｍ以上２００μｍ以下程度になるように粉砕して均一化したものをシート加工し、それを幅０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に刻んだものを用いてもよい。さらに、上記のシート加工したものについて刻まずにギャザー加工したものを充填物１１１として用いてもよい。また、充填物１１１は、１種又は２種以上の香料を含んでいてもよい。当該香料の種類は特に限定されないが、良好な喫味の付与の観点から、好ましくはメンソールである。
【００１８】
本実施形態において、喫煙物品１１０の第１の巻紙１１２及び第２の巻紙１１３は、坪量が例えば２０ｇｓｍ以上６５ｇｓｍ以下であり、好ましくは２５ｇｓｍ以上４５ｇｓｍ以下である原紙から作られることができる。第１の巻紙１１２及び第２の巻紙１１３の厚みは、特に限定されないが、剛性、通気性、及び製紙時の調整の容易性の観点から、１０μｍ以上１００μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以上７５μｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。
【００１９】
本実施形態において、喫煙物品１１０の第１の巻紙１１２及び第２の巻紙１１３には填料が含まれ得る。填料の含有量は、第１の巻紙１１２及び第２の巻紙１１３の全重量に対して１０重量％以上６０重量％未満を挙げることができ、１５重量％以上４５重量％以下であることが好ましい。本実施形態において、好ましい坪量の範囲（２５ｇｓｍ以上４５ｇｓｍ以下）に対して、填料が１５重量％以上４５重量％以下であることが好ましい。填料としては、例えば、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カオリン等を使用することができる。このような填料を含む紙は、喫煙物品１１０の巻紙として利用する外観上の観点から好ましい白色系の明るい色を呈し、恒久的に白さを保つことができる。そのような填料を多く含有させることで、例えば、巻紙のＩＳＯ白色度を８３％以上にすることができる。また、喫煙物品１１０の巻紙として利用する実用上の観点から、第１の巻紙１１２及び第２の巻紙１１３は８Ｎ／１５ｍｍ以上の引張強度を有することが好ましい。この引張強度は、填料の含有量を少なくすることで高めることができる。具体的には、上記で例示した各坪量の範囲において示した填料の含有量の上限よりも填料の含有量を少なくすることで、高めることができる。
【００２０】
次に、図１Ａ及び図１Ｂに示した吸引装置１０の内部構造について説明する。図３は、図１Ａに示した矢視３−３における断面図である。図４は、図１Ａに示した矢視４−４から見た側面図である。図３に示すように、吸引装置１０は、ハウジング１１の内部空間に、電源部２０と、回路部３０（制御部の一例に相当する）と、加熱部４０と、を有する。回路部３０は、第１回路基板３１と、第１回路基板３１と電気的に接続された第２回路基板３２と、を有する。第１回路基板３１は、例えば、図示のように長手方向に延びて配置される。これにより、電源部２０と加熱部４０は、第１回路基板３１によって区画される。その結果、加熱部４０において発生する熱が電源部２０に伝達することが抑制される。
【００２１】
第２回路基板３２は、電源部２０とスイッチ１３との間に配置され、第１回路基板３１の延在方向と直交する方向に延びる。スイッチ１３は、第２回路基板３２と隣接して配置される。使用者がスイッチ１３を押下したとき、スイッチ１３の一部が、第２回路基板３２と接触し得る。
【００２２】
第１回路基板３１及び第２回路基板３２は、例えばマイクロプロセッサ等を含み、電源部２０から加熱部４０への電力の供給を制御することができる。これにより、第１回路基板３１及び第２回路基板３２は、加熱部４０による喫煙物品１１０の加熱を制御することができる。
【００２３】
電源部２０は、第１回路基板３１及び第２回路基板３２に電気的に接続される電源２１を有する。電源２１は、例えば、充電式バッテリ又は非充電式のバッテリであり得る。電源２１は、第１回路基板３１及び第２回路基板３２の少なくとも一方を介して、加熱部４０と電気的に接続される。これにより、電源２１は、喫煙物品１１０を適切に加熱するように、加熱部４０に電力を供給することができる。また、図示のように、電源２１は、加熱アセンブリ４１に対して、加熱部４０の長手方向に直交する方向に隣接して配置される。これにより、電源２１の大きさを大きくしても、吸引装置１０の長手方向の長さが長くなることを抑制することができる。
【００２４】
図３及び図４に示すように、吸引装置１０は、外部電源と接続可能な端子２２を有する。端子２２は、例えばマイクロＵＳＢ等のケーブルと接続することができる。電源２１が充電式バッテリである場合は、端子２２に外部電源を接続することで、外部電源から電源２１に電流を流し、電源２１を充電することができる。また、端子２２にマイクロＵＳＢ等のデータ通信ケーブルを接続することにより、吸引装置１０の作動に関連するデータ等を外部装置に送信できるようにしてもよい。
【００２５】
加熱部４０は、図示のように、長手方向に延びる加熱アセンブリ４１を有する。加熱アセンブリ４１は、複数の筒状の部材から構成され、全体として筒状体をなしている。加熱アセンブリ４１は、その内部に喫煙物品１１０の一部を収納可能に構成され、喫煙物品１１０へ供給する空気の流路を画定する機能、及び喫煙物品１１０を外周から加熱する機能を有する。
【００２６】
ボトムハウジング１１Ｂには、加熱アセンブリ４１の内部に空気を流入するための通気口１５（空気入口の一例に相当する）が形成される。具体的には、通気口１５は、加熱アセンブリ４１の一端部（図２における左側の端部）と流体連通する。また、図３及び図４に示すように、吸引装置１０は、加熱アセンブリ４１を構成する後述するボトムキャップ５０の上流端５０ｂ（図５参照）と対向して配置される、通気口１５に着脱自在のキャップ１６を有する。キャップ１６は、通気口１５に取り付けられた状態でも通気口１５から加熱アセンブリ４１の内部に空気が流入できるようするため、加熱アセンブリ４１の内部流路に連通する貫通孔１６ａを有する。なお、貫通孔１６ａは、キャップ１６に形成される切欠きであってもよい。キャップ１６を通気口１５に取り付けることで、加熱アセンブリ４１内に挿入された喫煙物品１１０から発生する物質が、通気口１５からハウジング１１の外部に落下することを抑制することができる。
【００２７】
加熱アセンブリ４１の他の一端部（図３における右側の端部）は、図１Ｂに示した開口１２ａ（空気出口の一例に相当する）と流体連通する。開口１２ａを有するカバー１２と加熱アセンブリ４１の他の一端部との間には、略筒状のアウターフィン１７が設けられる。アウターフィン１７は、後述するトップキャップ４８の下流端と係合する。喫煙物品１１０が、図１Ｂに示すようにカバー１２の開口１２ａから吸引装置１０の内部に挿入されると、アウターフィン１７を通過し、喫煙物品１１０の少なくとも充填物１１１（図２参照）が加熱アセンブリ４１の内部に配置される。即ち、アウターフィン１７は、喫煙物品１１０を収容するための開口部の一部を形成する。アウターフィン１７は、加熱アセンブリ４１側（図３中左側）の開口の大きさより、カバー１２側（図３中右側）の開口の方が大きくなるように形成されることが好ましい。これにより、喫煙物品１１０を開口１２ａからアウターフィン１７の内部に挿入し易くなる。また、加熱アセンブリ４１の内部に喫煙物品１１０が挿入されていないときは、使用者は、開口１２ａからブラシ等の器具を挿入することで、加熱アセンブリ４１の内部をクリーニングすることができる。クリーニング用の器具は、加熱アセンブリ４１の一端部（図３における左側の端部）から挿入されることもできる。その場合は吸引装置１０の通気口１５からキャップが取り外される。
【００２８】
図１Ｂに示すように喫煙物品１１０が開口１２ａから吸引装置１０内に挿入された状態で、使用者が、喫煙物品１１０の吸引装置１０から突出した部分、即ち図２に示したフィルタ部１１５から吸引すると、キャップ１６の貫通孔１６ａ及び通気口１５を通じて加熱アセンブリ４１の内部に空気が流入する。流入した空気は、加熱アセンブリ４１の内部を通過して、喫煙物品１１０から生じるエアロゾルと共に、使用者の口内に到達する。したがって、加熱アセンブリ４１の通気口１５に近い側は上流側であり、加熱アセンブリ４１の開口１２ａに近い側（アウターフィン１７に近い側）は下流側である。
【００２９】
次に、図３に示した加熱アセンブリ４１の構成について詳細に説明する。図５は、加熱アセンブリ４１の断面図を示す。図６は、加熱アセンブリ４１の側面図を示す。図７は、図６に示す矢視７−７における断面図である。なお、図５において、説明の便宜上、ハウジング１１の通気口１５が仮想的に示される。図５に示すように、加熱アセンブリ４１は、内側管４２と、加熱部材４３と、エアロゲル４４と、外側管４５と、を有する。内側管４２は、喫煙物品１１０を挿入可能な第１開口４２ａを一端に有し、且つ空気入口を形成する第２開口４２ｂを他端に有する。本実施形態では、内側管４２は、円筒形状であり、第１開口４２ａから挿入された喫煙物品１１０の少なくとも一部と接触するように構成される。第２開口４２ｂは、空気流の上流側に位置し、第１開口４２ａは下流側に位置する。
【００３０】
外側管４５は、内側管４２を取り囲んで配置され、内側管４２と外側管４５との間に所定の隙間が形成される。加熱部材４３は、例えば２枚のＰＩ（ポリイミド）等のフィルムで発熱抵抗体を挟み込んで構成される、可撓性のフィルムヒータであり得る。加熱部材４３は、内側管４２に当接するように配置される。具体的には、図示の例では、加熱部材４３は内側管４２の外周側に配置され、加熱部材４３の内面が内側管４２の外面と接触する。加熱部材４３は、内側管４２の外周面に沿って配置されるので、全体として略筒状に変形される。
【００３１】
加熱アセンブリ４１は、さらに、内側管４２の下流側の端部（第１開口４２ａ側の端部）と、外側管４５の下流側の端部（内側管４２の第１開口４２ａに近い端部）との間に、周方向に延在する第１環状部材４６を有する。また、加熱アセンブリ４１は、内側管４２の上流側の端部（第２開口４２ｂ側の端部）と、外側管４５の上流側の端部（内側管４２の第２開口４２ｂに近い端部）との間に、周方向に延在する第２環状部材４７を有する。第１環状部材４６は、後述するトップキャップ４８及び熱収縮チューブ５２を介して、内側管４２の下流側の端部と密に接続される。また、第２環状部材４７は、後述するボトムキャップ５０及び熱収縮チューブ５２を介して、内側管４２の上流側の端部と密に接続される。また、第１環状部材４６及び第２環状部材は、外側管４５と密に接続される。これにより、内側管４２と外側管４５との間には、密閉空間５４が設けられる。密閉空間５４は、加熱部材４３と、エアロゲル４４とが収容される。
【００３２】
加熱部材４３とエアロゲル４４との間には、熱収縮チューブ５２が配置される。熱収縮チューブ５２は筒状であり、加熱部材４３が内側管４２に接触した状態を維持する。具体的には、熱収縮チューブ５２は、加熱部材４３の外周側に配置された状態で熱が加えられることにより熱収縮しており、これにより加熱部材４３を内側管４２に押し付けるように加熱部材４３に応力を与える。熱収縮チューブ５２は、例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等の熱可塑性樹脂によって形成され得る。なお、本実施形態では、加熱部材４３が内側管４２に接触した状態を維持することを目的として熱収縮チューブ５２を採用しているが、これに限らず、同様の目的を達成できる任意の部材を採用することができる。例えば、熱収縮チューブ５２に代えて、弾性チューブ等が採用され得る。
【００３３】
内側管４２は、好ましくは、熱伝導性の高いＳＵＳ等の金属材料で形成される。これにより、加熱部材４３の熱が内側管４２全体に伝導し易くなり、その結果、内側管４２自体が加熱手段の機能を発揮することができる。内側管４２に喫煙物品１１０が収納された状態で加熱部材４３が発熱することにより、喫煙物品１１０が加熱されて、エアロゾルが発生する。したがって、内側管４２は、エアロゾル源が霧化する空間である霧化チャンバを構成する。外側管４５は、例えば、内側管４２と同様の金属材料で形成することができる。なお、加熱部材４３と外側管４５との間にはエアロゲル４４が配置されるので、加熱部材４３から発生する熱は、外側管４５に伝わりにくくなる。また、本実施形態では、加熱部材４３から発生する熱を断熱するためにエアロゲル４４を採用しており、これはシリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲル等の種々のエアロゲル材料により形成され得る。ただし、エアロゲルの代わりに他の断熱材を使用してもよく、例えば、グラスウールやロックウール等の繊維系断熱材、ウレタンフォームやフェノールフォームの発泡系断熱材等を使用してもよい。或いは、密閉空間５４を真空にして真空断熱空間を構成してもよい。シリカエアロゲル４４を断熱材として使用する場合、エアロゲル４４の体積が密閉空間５４の容積に対して占める割合は、８５％以上１００％以下であることが好ましい。これにより密閉空間５４内に気泡が混入するのを抑制できるので、加熱部材４３や内側管４２等の熱が気泡を介して外側管４５に伝達されるのを防止できる。仮に密閉空間５４内に気泡が混入した場合には、加熱アセンブリ４１の姿勢に応じて気泡が自由に移動し、熱を伝達し得る。
【００３４】
加熱アセンブリ４１は、さらに、トップキャップ４８と、ボトムキャップ５０（空気流路形成体の一例に相当する）と、を有する。トップキャップ４８及びボトムキャップ５０は、例えば樹脂材料により形成され得る。トップキャップ４８は、内側管４２の第１開口４２ａと連通する内部空間を有する筒部材であり、喫煙物品１１０を挿入可能に構成される。また、図５に示すように、トップキャップ４８は、内側管４２の下流端（第１開口４２ａ側の端部）と接続される。トップキャップ４８の内周面には、周方向に均等に離間した一以上の凸部４８ａが設けられる。本実施形態では、４つの凸部４８ａがトップキャップ４８の内周面に設けられる。これにより、トップキャップ４８に挿入された喫煙物品１１０に摩擦抵抗を与えることで係止し、喫煙物品１１０が吸引装置１０から不意に抜けることが抑制される。
【００３５】
ボトムキャップ５０は、内側管４２の上流端（第２開口４２ｂ側の端部）と接続される下流端５０ａ（第２端の一例に相当する）と、下流端５０ａの反対側の上流端５０ｂ（第１端の一例に相当する）とを有する、細長い筒部材である。ボトムキャップ５０の上流端５０ｂは、図３に示した通気口１５と連通し、下流端５０ａは、内側管４２の内部と連通する。ボトムキャップ５０は、内側管４２の第２開口４２ｂに向けて空気を導入する内部流路を形成する。ボトムキャップ５０の内部流路の径は、喫煙物品１１０の外径よりも小さく形成される。このため、内側管４２内に挿入された喫煙物品１１０の先端部は、ボトムキャップ５０に当接して、位置決めされる。また、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂ（図中下側の端部）は、図３に示した通気口１５と近接又は隣接して配置される。この通気口１５からの空気は、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂから下流端５０ａに流れ、内側管４２及びトップキャップ４８を通過して、使用者の口内に到達し得る。即ち、ボトムキャップ５０、内側管４２、及びトップキャップ４８により、通気口１５とカバー１２の開口１２ａとを空気的に連通する空気流路が形成される。
【００３６】
図５及び図６に示すように、本実施形態に係る加熱アセンブリ４１は、温度センサ６０を有する。温度センサ６０は、ボトムキャップ５０の壁面に設けられたセンサ設置部６２に設置される。温度センサ６０は、図３に示したスイッチ１３により吸引装置１０の作動が開始されると、所定時間毎に温度を測定し、測定した温度データを回路部３０に送信する。回路部３０は、温度センサ６０による測定値の変化に応じて、通気口１５からボトムキャップ５０に流入して内側管４２に向かう空気流を検出することができる。言い換えれば、回路部３０は、温度センサ６０から受信したデータに基づいて、使用者のパフを検知することができる。また、温度センサ６０は、通気口１５と加熱部材４３との間に位置するボトムキャップ５０の壁面に設けられるので、回路部３０は、加熱部材４３の温度と、外気の温度との両方を考慮して使用者のパフを検知することができ、パフ検知精度を向上させることができる。
【００３７】
本実施形態では、センサ設置部６２は、ボトムキャップ５０の外壁に位置する。これにより、温度センサ６０は空気流路の外に配置されるので、温度センサ６０が、空気流路を通過する空気又は空気流路に逆流し得るエアロゾル等による物理的な影響を受けることが防止される。
【００３８】
ボトムキャップ５０の軸方向における加熱部材４３の上流端から温度センサ６０の軸方向中央部までの距離をｄ１としたとき、距離ｄ１は、例えば５ｍｍ以上９ｍｍ以下であり、好ましくは６ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、典型的には７ｍｍである。また、ボトムキャップ５０の軸方向における、通気口１５から温度センサ６０の軸方向中央部までの距離をｄ２としたとき、距離ｄ２は、例えば３８ｍｍ以上４２ｍｍ以下であり、好ましくは３９ｍｍ以上４１ｍｍ以下であり、典型的には４０ｍｍである。また、距離ｄ１に対する距離ｄ２の比（ｄ２／ｄ１）は、例えば、４．２２以上８．４０以下であり、好ましくは４．８８以上６．８３以下であり、典型的には５．７１である。当該比がこの範囲であると、温度センサ６０が、通気口１５から流入する空気と、加熱部材４３の両方からバランスよく影響を受ける。言い換えれば、この場合、温度センサ６０が、通気口１５から流入する空気と、加熱部材４３のいずれか一方から過度な影響を受けることを抑制することができる。これにより、温度センサ６０の検知精度を向上させることができ、その結果、回路部３０のパフ検出精度を向上させることができる。
【００３９】
内側管４２に沿って配置された加熱部材４３が発熱すると、内側管４２及びボトムキャップ５０を介した熱伝導により、センサ設置部６２の温度が上昇する。このときの温度上昇をΔＴ１としたとき、温度上昇ΔＴ１は、例えば４５℃以上５５℃以下であり、好ましくは４７．５℃以上５２．５℃以下であり、典型的には５０℃である。この温度上昇ΔＴ１は、加熱部材４３の発熱量と、距離ｄ１及び距離ｄ２等を変更することにより調節することができる。本実施形態においては、この温度上昇ΔＴ１は、喫煙物品１１０が加熱されて喫煙可能な期間が開始したとき、具体的には、加熱部材４３による予熱が終了して喫煙可能であることを示すシグナル（例えば、図示しないＬＥＤの点灯）が発行されたときの温度の、吸引装置１０の外部の雰囲気温度（例えば２５℃）からの上昇温度である。喫煙可能期間の始点を含む当該期間の大半において、加熱部４３の温度は所定範囲内に概ね維持され得る。この温度範囲は、例えば、２４０℃を上限とし、１８５℃を下限とする範囲である。温度上昇ΔＴ１は、喫煙可能期間を通じて概ね一定であり得る。
【００４０】
また、加熱部材４３が発熱した状態で、通気口１５から空気が流入してボトムキャップ５０の内部流路を通過すると、空気は、ボトムキャップ５０等から熱を受け取って温度上昇する。通気口１５からボトムキャップ５０内に流入してセンサ設置部６２に到達した空気の温度上昇をΔＴ２としたとき、温度上昇ΔＴ２は、例えば１０℃以上２０℃以下であり、好ましくは１２．５℃以上１７．５℃以下であり、典型的には１５℃である。この温度上昇ΔＴ２は、加熱部材４３の発熱量と、距離ｄ１及び距離ｄ２等を変更することにより調節することができる。本実施形態においては、温度上昇ΔＴ２は、例えば、霧化チャンバに挿入された喫煙物品１１０の吸口部を、２７．５ｍｌ／秒の吸引量で２秒間吸引したときに、温度センサ６０で検知した温度から求めることができる。より具体的には、温度上昇ΔＴ２は、吸引装置１０の外部の雰囲気温度（例えば２５℃）と、上記の吸引条件において温度センサ６０で検知した温度との差分に相当し得る。また、温度上昇ΔＴ２に対する温度上昇ΔＴ１の比（ΔＴ１／ΔＴ２）は、例えば２．２５以上５．５０以下であり、好ましくは２．７１以上４．２０以下であり、典型的には３．３３である。これにより、センサ設置部６２の温度が、加熱部材４３及び外部雰囲気のいずれか一方から支配的な影響を受けることを防止できるので、使用者のパフ動作に伴う温度変化を温度センサ６０で正確に測定できるようになる。
【００４１】
図６に示すように、ボトムキャップ５０は、センサ設置部６２から見て内側管４２側に位置する下流部６４と、センサ設置部６２から見て通気口１５側に位置する上流部６６とを有する。ここで、センサ設置部６２におけるボトムキャップ５０の厚さは、上流部６６におけるボトムキャップ５０の厚さよりも小さいことが好ましい。また、同様に、センサ設置部６２におけるボトムキャップ５０の厚さは、下流部６４におけるボトムキャップ５０の厚さよりも小さいことが好ましい。即ち、センサ設置部６２は、ボトムキャップ５０の軸方向において壁面の肉厚が最も小さい箇所に位置することが好ましい。また、図６及び図７に示すように、ボトムキャップ５０のセンサ設置部６２を含む外面は、およそ平坦に形成される。図７に示すように、センサ設置部６２は、ボトムキャップ５０の周方向において壁面の肉厚が最も小さい箇所に位置することが好ましい。センサ設置部６２が位置する壁面の肉厚が小さいことにより、センサ設置部６２の熱容量が相対的に小さくなるので、ボトムキャップ５０の内部流路を空気が通過したときに、センサ設置部６２の温度が低下し易くなる。その結果、温度センサ６０は、ボトムキャップ５０の内部流路を通過する空気による温度変化をより精度よく検知することができる。
【００４２】
次に、ボトムキャップ５０の具体的な構造について説明する。図８は、ボトムキャップ５０の側断面図である。図８においては、説明の便宜上、内側管４２も示されている。ボトムキャップ５０は、通気口１５から流入する空気が通過する内部流路７２を有する。内部流路７２は、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂから内側管４２の上流端まで延びる流路である。本実施形態の内部流路７２は、図示のように、上流端５０ｂから下流端５０ａに向かって拡大するテーパ状を形成する。これにより、上流端５０ｂにおける内部流路７２の断面積が下流端５０ａにおける内部流路の断面積よりも小さくなる。このため、通気口１５から流入する空気の流量が一定の場合、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂにおける流速が相対的に大きく、下流端５０ａにおける流速が相対的に小さくなる。その結果、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂからセンサ設置部６２に到達するまでの空気の流速が相対的に大きくなるので、パフ検出の応答時間を短縮することができる。さらに、内側管４２に流入する空気の流速が相対的に小さくなるので、内側管４２内の熱が空気の流入によって過度に失われることを防止することができる。
【００４３】
図８に示すように、ボトムキャップ５０の内部流路７２の最大直径をＤｍａｘとし、内側管４２の直径をＤｃとしたとき、最大直径Ｄｍａｘに対する直径Ｄｃの比率（Ｄｃ／Ｄｍａｘ）は、例えば１．４０以上２．３４以下であり、好ましくは１．５６以上２．０１以下であり、典型的には１．７５である。よって、内側管４２の直径Ｄｃが７．００ｍｍであるときには、ボトムキャップ５０の内部流路７２の最大直径Ｄｍａｘは、例えば２．９９ｍｍ以上４．９９ｍｍ以下であり、好ましくは３．４９ｍｍ以上４．４９ｍｍ以下であり、典型的には３．９９ｍｍである。最大直径Ｄｍａｘに対する直径Ｄｃの比が大きくなると通気抵抗(即ち、圧力損失)が増加するため好ましくない。他方、この比が小さくなりすぎると内部流路７２と内側管４２との間の段差が小さくなるので喫煙物品を安定して保持できなくなる。
【００４４】
また、ボトムキャップ５０の内部流路７２の中心軸に対する、内部流路７２を形成するボトムキャップ５０の内壁面の傾斜角度、即ちテーパ角度をθとしたとき、テーパ角度θは、例えば、０．２５度以上１．０度以下であり、典型的には０．５度である。表１は、ボトムキャップ５０の内部流路７２の最大断面積Ｓｍａｘを一定にしつつテーパ角度θを変化させたときの内部流路７２の通気抵抗の測定結果（Ｒｔ）を示している。また、表１は、内部流路７２の最大断面積Ｓｍａｘと同じ大きさの断面積を有し、テーパ角度を有さない、直管状の流路の通気抵抗（Ｒｄ）に対する、テーパ角度θを有する内部流路７２の通気抵抗（Ｒｔ）の比率（Ｒｔ／Ｒｄ）を示している。表１中の通気抵抗（Ｒｔ）及び通気抵抗比率（Ｒｔ／Ｒｄ）は、内部流路７２の全長が４０ｍｍのボトムキャップ５０を採用し、霧化チャンバに挿入された喫煙物品の吸口部を介した吸引量を２５．０ｍｌ／秒としたときの測定結果である。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１から分かるように、テーパ角度θを０．２５度以上とすると、通気抵抗が実質的に増加し始めることが判った。このため、テーパ角度θが０．２５度以上であると、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂにおける空気の流速を高める効果が大きくなる。また、テーパ角度θが１．０度以下であれば、ボトムキャップ５０が直管状の場合における通気抵抗に比べて、３倍程度の通気抵抗に抑えられる。３倍程度の増加率であれば、喫煙物品１１０の通気抵抗を調節することで、使用者の吸引感覚に及ぼす影響を抑制することができる。よって、通気抵抗比率（Ｒｔ／Ｒｄ）を上記の範囲内に設定することで、温度センサ６０及び回路部３０によるパフ検出の応答性を高めつつ、内部流路７２の通気抵抗増加による吸引感覚への影響を抑制することができる。
【００４７】
さらに、図４に示したキャップ１６の貫通孔１６ａの断面積をＳｏとした場合、断面積Ｓｏは所定の上限値と下限値を有し得る。断面積Ｓｏの上限値は、例えば、喫煙物品１１０から発生する液状の副生成物が貫通孔１６ａから吸引装置１０の外部に流出することのないように設定され得る。また、貫通孔１６ａの断面積Ｓｏの下限値は、例えば、貫通孔１６ａ及び内部流路７２からなる空気流路全体の通気抵抗が過度に増加することのないように設定され得る。
【００４８】
図８に示すように、本実施形態のボトムキャップ５０の軸方向の長さは、内側管４２の軸方向の長さよりも長くなるように設計される。これにより、ボトムキャップ５０の軸方向の長さが長くなるので、ボトムキャップ５０の上流端５０ｂから、内側管４２の内部で発生したエアロゾルが流出することを抑制することができる。
【００４９】
以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００５０】
以下に本明細書が開示する形態のいくつかを記載しておく。
【００５１】
第１形態によれば、吸引装置が提供される。この吸引装置は、第１端が空気入口に連通し、第２端が霧化チャンバに連通する、筒状の空気流路形成体と、前記空気流路形成体の壁面に設けられたセンサ設置部に設置された温度センサと、前記温度センサによる測定値の変化に応じて、空気入口から前記空気流路形成体に流入して霧化チャンバに向かう空気流を検出する制御部と、を有する。
【００５２】
第２形態によれば、第１形態の吸引装置において、前記空気流路形成体は、前記第１端から前記第２端に向かって拡大するテーパ状の内部流路を形成する。
【００５３】
第３形態によれば、第１形態又は第２形態の吸引装置において、前記霧化チャンバに沿って配置された加熱部材を有し、前記空気流路形成体の軸方向における前記加熱部材の上流端から前記温度センサまでの距離をｄ１とし、前記空気流路形成体の軸方向における前記空気入口から前記温度センサまでの距離をｄ２としたとき、ｄ２／ｄ１は４．２２以上８．４０以下である。
【００５４】
第４形態によれば、第３形態の吸引装置において、ｄ２／ｄ１は、４．８８以上６．８３以下である。
【００５５】
第５形態によれば、第１形態から第４形態のいずれかの吸引装置において、加熱部材を有し、前記加熱部材からの熱伝導による前記センサ設置部の温度上昇をΔＴ１としたとき、ΔＴ１は、４５℃以上５５℃以下である。
【００５６】
第６形態によれば、第５形態の吸引装置において、ΔＴ１は、４７．５℃以上５２．５℃以下である。
【００５７】
第７形態によれば、第１形態から第６形態の吸引装置において、前記空気入口から前記空気流路形成体に流入して前記センサ設置部に到達した空気の温度上昇をΔＴ２としたとき、ΔＴ２は、１０℃以上２０℃以下である。
【００５８】
第８形態によれば、第７形態の吸引装置において、ΔＴ２は、１２．５℃以上１７．５℃以下である。
【００５９】
第９形態によれば、第１形態から第８形態のいずれかの吸引装置において、加熱部材を有し、前記加熱部材からの熱伝導による前記センサ設置部の温度上昇をΔＴ１とし、前記空気入口から前記空気流路形成体に流入して前記センサ設置部に到達した空気の温度上昇をΔＴ２としたとき、ΔＴ１／ΔＴ２は、２．２５以上５．５０以下である。
【００６０】
第１０形態によれば、第９形態の吸引装置において、ΔＴ１／ΔＴ２は、２．７１以上４．２０以下である。
【００６１】
第１１形態によれば、第１形態から第１０形態のいずれかの吸引装置において、前記センサ設置部は、前記空気流路形成体の外壁に位置する。
【００６２】
第１２形態によれば、第１形態から第１１形態のいずれかの吸引装置において、前記空気流路形成体は、前記センサ設置部から見て前記空気入口側に位置する上流部を有し、前記センサ設置部における前記空気流路形成体の厚さは、前記上流部における前記空気流路形成体の厚さよりも小さい。
【００６３】
第１３形態によれば、第１形態から第１２形態のいずれかの吸引装置において、前記空気流路形成体は、前記センサ設置部から見て前記霧化チャンバ側に位置する下流部を有し、前記センサ設置部における前記空気流路形成体の厚さは、前記下流部における前記空気流路形成体の厚さよりも小さい。
【００６４】
第１４形態によれば、第１形態から第１３形態のいずれかの吸引装置において、前記センサ設置部は、前記空気流路形成体の周方向において肉厚が最も小さい箇所に位置する。
【００６５】
第１５形態によれば、第１形態から第１４形態のいずれかの吸引装置において、前記内部流路の中心軸に対する前記内部流路を形成する内壁面の傾斜角度をθとしたとき、θは０．２５度以上１．０度以下である。
【００６６】
第１６形態によれば、第１形態から第１５形態のいずれかの吸引装置において、前記内部流路の最大直径をＤｍａｘとし、円筒形状の前記霧化チャンバの直径をＤｃとしたとき、Ｄｃ／Ｄｍａｘは、１．４０以上２．３４以下である。
【００６７】
第１７形態によれば、第１６形態の吸引装置において、Ｄｃ／Ｄｍａｘは、１．５６以上２．０１以下である。
【００６８】
第１８形態によれば、第１形態から第１７形態のいずれかの吸引装置において、前記空気流路形成体の前記第１端に対向して配置されたキャップを有し、前記キャップは、前記空気流路形成体の内部流路に連通する貫通孔を有する。
【００６９】
第１９形態によれば、第１形態から第１８形態のいずれかの吸引装置において、前記空気流路形成体の軸方向長さは、前記霧化チャンバの軸方向長さよりも長い。
【符号の説明】
【００７０】
１０…吸引装置
１５…通気口
１６…キャップ
１６ａ…貫通孔
３０…回路部
４２…内側管
４３…加熱部材
５０…ボトムキャップ
５０ａ…下流端
５０ｂ…上流端
６０…温度センサ
６２…センサ設置部
６４…下流部
６６…上流部
７２…内部流路
１１０…喫煙物品
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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