(57)【要約】  エアロゾル発生物品（１０）の少なくとも一部分を受けるようなサイズとされたチャンバー（１２０）を有するハウジング（１１０）と、チャンバー（１２０）の少なくとも一部分の周りに配置された誘導要素（１３０、９３０）と、を含むエアロゾル発生装置（１００）を有するエアロゾル発生システムが提供される。また、エアロゾル発生装置（１００）は、チャンバー（１２０）内に突出する複数の細長いサセプタ素子（１８０、９６０、９８０、１１６０、１１８０、１２６０、１２８０）を含み、複数の細長いサセプタ素子（１８０、９６０、９８０、１１６０、１１８０、１２６０、１２８０）は、チャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介する。また、エアロゾル発生装置（１００）は、電源（１４０）、およびインダクタコイル（１３０）に接続され、かつ使用時に、誘導要素（１３０、９３０）が、第一の周波数を有する第一の交番磁界を第一の期間提供した後、第二の周波数を有する第二の交番磁界を第二の期間逐次的に提供するように制御され得るように、交流電流をインダクタコイル（１３０）に提供するように構成されるコントローラ（１５０）を含む。【選択図】図１
2020529854.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あって、
エアロゾル発生装置であって、
ハウジングと、
加熱ゾーンを画定する加熱チャンバーであって、前記加熱チャンバーが、エアロゾル形成基体の少なくとも一部分を前記加熱ゾーン内に受けるようなサイズである、加熱チャンバーと、
前記加熱ゾーンの周りに、または前記加熱ゾーンに隣接して配置された誘導要素と、
電源と、
前記誘導要素に接続され、かつ交流電流を前記誘導要素に提供して前記加熱ゾーン内に交番磁界を生成するように構成されたコントローラと、を有する、エアロゾル発生装置を備え、
ここにおいて、前記誘導要素は、第一の周波数を有する第一の交番磁界を第一の期間提供した後、第二の周波数を有する第二の交番磁界を第二の期間逐次的に提供するように制御され得る、エアロゾル発生システム。
【請求項２】
使用時に、前記第一の交番磁界が前記加熱ゾーン内に位置する第一のサセプタの優先的な加熱を引き起こし、前記第二の交番磁界が前記加熱ゾーン内に位置する第二のサセプタの優先的な加熱を引き起こす、請求項１に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項３】
前記第一の期間の間は、前記第一のサセプタが前記第二のサセプタよりも高い温度に加熱され、前記第二の期間の間は、前記第二のサセプタが前記第一のサセプタよりも高い温度に加熱される、または、前記第一の期間の間は、前記第二のサセプタが前記第一のサセプタよりも高い温度に加熱され、前記第二の期間の間は、前記第一のサセプタが前記第二のサセプタよりも高い温度に加熱される、請求項２に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項４】
前記誘導要素が、三つ以上の異なる交番磁界を三つ以上の別個の期間提供するように制御され得、前記三つ以上の交番磁界のそれぞれが異なる周波数を有する、請求項１、２、または３に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項５】
エアロゾル発生装置が、前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタを含む、請求項２、３、または４に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項６】
前記エアロゾル発生装置が、前記チャンバー内に突出する複数の細長いサセプタ素子を含み、前記複数の細長いサセプタ素子が、前記チャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介しており、前記複数の細長いサセプタ素子が、少なくとも前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタを含む、請求項５に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項７】
前記複数の細長いサセプタ素子が実質的に互いに平行である、請求項６に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項８】
前記第一および第二のサセプタ素子、または前記複数の細長いサセプタ素子のそれぞれが、前記エアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付けられる、請求項５〜７のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項９】
前記第一および第二のサセプタ素子、または前記複数の細長いサセプタ素子と、前記エアロゾル発生装置の前記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た基部部分と、を備え、前記第一および第二のサセプタ素子、または前記複数の細長いサセプタ素子が、前記基部部分が前記ハウジングに取り外し可能に結合された時に前記第一および第二のサセプタ素子、または前記複数の細長いサセプタ素子が前記加熱チャンバー内に突出するように、前記基部部分に取り付けられる、請求項８に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１０】
エアロゾル発生物品をさらに備え、前記エアロゾル発生部品が、前記エアロゾル形成基体を含み、かつエアロゾル形成基体の少なくとも一部分が前記加熱ゾーン内にあるように、前記加熱チャンバーによって受けられるような寸法である、請求項１〜９のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１１】
エアロゾル発生物品をさらに備え、前記エアロゾル発生物品が、前記エアロゾル形成基体を含み、かつエアロゾル形成基体の少なくとも一部分が前記加熱ゾーン内にあるように、前記加熱チャンバーによって受けられるような寸法であり、前記エアロゾル発生物品が前記第一のサセプタおよび前記第二のサセプタを含む、請求項２〜４のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１２】
前記第一のサセプタが第一の形状、第一の断面、第一の長さ寸法、第一の幅寸法、および第一の厚さ寸法を有し、前記第二のサセプタが、第二の形状、第二の断面、第二の長さ寸法、第二の幅寸法、および第二の厚さ寸法を有し、前記第一および第二の形状、第一および第二の断面、第一および第二の長さ寸法、第一および第二の幅寸法、および第一および第二の厚さ寸法のうちの少なくとも一つが異なる、請求項１〜１１のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１３】
前記第一のサセプタが第一の材料から形成され、前記第二のサセプタが第二の材料から形成され、前記第一の材料が前記第二の材料とは異なる一つ以上の材料特性を有し、前記一つ以上の特性が、前記材料の比抵抗および前記材料の透磁率を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記誘導要素が、前記第一の交番磁界および前記第二の交番磁界の両方を提供するように構成された単一コイルである、または、前記誘導要素が、第一のコイルおよび第二のコイルを含み、前記第一のコイルが前記第一の交番磁界を提供するように作動可能であり、前記第二のコイルが前記第二の交番磁界を提供するように作動可能である、請求項１〜１３のいずれかに記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに定義されたエアロゾル発生システムを使用する方法であって、前記方法が、
エアロゾル形成基体の少なくとも一部分が前記加熱ゾーン内に位置するように、前記エアロゾル発生物品を前記エアロゾル発生装置の前記加熱チャンバー内に挿入するステップと、
前記誘導要素を作動させて第一の周波数を有する第一の交番磁界を第一の期間提供し、それによって前記加熱ゾーン内に位置する第一のサセプタを前記第一の期間優先的に加熱するステップと、
前記誘導要素を作動させて第二の周波数を有する第二の交番磁界を第二の期間提供し、それによって前記加熱ゾーン内に位置する第二のサセプタを前記第二の期間優先的に加熱するステップと、を含み、
前記エアロゾル形成基体の第一の部分が、前記第一のサセプタによって前記第一の期間の間加熱され、前記エアロゾル形成基体の第二の部分が、前記第二のサセプタによって前記第二の期間の間加熱される、方法。
【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に関する。特に、本発明は、サセプタを使用してエアロゾル発生物品を加熱するための誘導ヒーターを有するエアロゾル発生装置に関する。本発明はまた、エアロゾル発生装置で使用するためのエアロゾル発生物品と組み合わされる、こうしたエアロゾル発生装置を含むエアロゾル発生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たばこプラグなどのエアロゾル形成基体を加熱するために電気ヒーターを有するエアロゾル発生装置が使用されるいくつかの電気的に作動するエアロゾル発生システムが、当技術分野で提唱されてきた。こうしたエアロゾル発生システムの一つの目的は、従来的な紙巻たばこにおけるタバコの燃焼および熱分解によって生成されるタイプの公知の有害な煙成分を減少させることである。一般的には、エアロゾル発生基体は、エアロゾル発生装置のチャンバーまたはくぼみ内に挿入されるエアロゾル発生物品の部分として提供される。一部の周知のシステムでは、エアロゾルを形成することができる揮発性成分を放出することが可能な温度にエアロゾル形成基体を加熱するために、加熱ブレードなどの抵抗発熱体は、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置に受けられた時にエアロゾル形成基体内に、またはその周りに挿入される。その他のエアロゾル発生システムでは、抵抗発熱体ではなく誘導ヒーターが使用される。誘導ヒーターは、一般的には、エアロゾル発生装置の部分を形成するインダクタと、エアロゾル形成基体と熱的に近接するように配置される伝導性サセプタ素子と、を備える。使用中、インダクタは、交番磁界を発生して、サセプタ素子内に渦電流およびヒステリシス損失を生成し、サセプタ素子の加熱を生じさせ、これによってエアロゾル形成基体を加熱する。
【０００３】
インダクタおよび伝導性サセプタ素子を有する周知のシステムでは、サセプタ素子は通常、エアロゾル発生装置のチャンバー内に固定され、くぼみ内に受けられたエアロゾル発生物品内に少なくとも部分的に延びるように構成される。サセプタ素子は、インダクタコイルにより通電された時に、内部からエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体を加熱する。例えば、サセプタ素子は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に受けられた時にエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体を貫通するように配置されてもよい。
【０００４】
エアロゾル発生物品を加熱する時の熱分布が改善されたエアロゾル発生装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第一の態様によれば、ハウジングと、加熱ゾーンを画定し、エアロゾル形成基体の少なくとも一部分を加熱ゾーン内に受けるサイズの加熱チャンバーと、加熱ゾーンの周りに、または加熱ゾーンに隣接して配置された誘導要素と、電源と、誘導要素に接続され、交流電流を誘導要素に提供して交番磁界を加熱ゾーン内に生成するように構成されるコントローラと、を有するエアロゾル発生装置を備える、エアロゾル発生システムが提供されている。誘導要素は、第一の周波数を有する第一の交番磁界を第一の期間提供した後、第二の周波数を有する第二の交番磁界を第二の期間逐次的に提供するように制御され得る。
【０００６】
有利なことに、使用時に、第一の交番磁界が加熱ゾーン内に位置する第一のサセプタの優先的な加熱を引き起こし、第二の交番磁界が加熱ゾーン内に位置する第二のサセプタの優先的な加熱を引き起こし得る。この結果、第一の期間の間は第一のサセプタが第二のサセプタよりも高い温度に加熱され、第二の期間の間は第二のサセプタが第一のサセプタよりも高い温度に加熱されることとなり得る。したがって、第一および第二の両方のサセプタは同時に加熱されてもよいが、第一の期間は、第一の交流電流が第二のサセプタに結合するよりも第一のサセプタとより効率的に結合され、その結果、第一の期間は第一のサセプタの温度が第二のサセプタの温度よりも高くなる。別の方法として、第二の交番磁界が、加熱ゾーン内に位置する第一のサセプタの優先的な加熱を引き起こし、第一の交番磁界が、加熱ゾーン内に位置する第二のサセプタの優先的な加熱を引き起こしてもよい。この結果、第一の期間の間は第二のサセプタが第一のサセプタよりも高い温度に加熱され、第二の期間の間は第一のサセプタが第二のサセプタよりも高い温度に加熱されることとなり得る。
【０００７】
任意の特定の周波数を有する交番磁界は、異なるタイプのサセプタでは異なる誘導挙動を生じ得る。例えば、第一および第二のサセプタが異なる物理的寸法を有する場合、交番磁界内に位置する時にそれらの挙動が異なる場合があり、また、サセプタの一方または他方がサセプタの他方よりも高い温度に加熱される場合がある。同様に、第一および第二のサセプタの形状が異なる場合、誘導挙動が異なり得る。同様に、第一および第二のサセプタの材料が異なる場合、例えば、第一および第二のサセプタの比抵抗または透磁率が異なる場合、誘導挙動が異なり得る。
【０００８】
第一のサセプタは、第一の形状、第一の断面、第一の長さ寸法、第一の幅寸法、および第一の厚さ寸法を有してもよく、第二のサセプタは、第二の形状、第二の断面、第二の長さ寸法、第二の幅寸法、および第二の厚さ寸法を有してもよく、ここで第一および第二の形状、第一および第二の断面、第一および第二の長さ寸法、第一および第二の幅寸法、および第一および第二の厚さ寸法のうちの少なくとも一つは異なる。第一および第二の形状、第一および第二の断面、第一および第二の長さ寸法、第一および第二の幅寸法、および第一および第二の厚さ寸法のうちの複数が異なってもよい。
【０００９】
第一のサセプタは、ロッド形状、ピン形状、管状、ブレード形状、シート、または特定の形状から成るリストから選択される形状を有してもよく、第二のサセプタは、ロッド形状、ピン形状、管状、ブレード形状、シート、または特定の形状から成るリストから選択される形状を有してもよく、第二のサセプタの形状は第一のサセプタの形状とは異なる。
【００１０】
第一のサセプタは、円形、楕円形、正方形、長方形、および三角形から成るリストから選択される断面を有してもよく、第二のサセプタは、円形、楕円形、正方形、長方形、および三角形から成るリストから選択される断面を有してもよく、第二のサセプタの断面は第一のサセプタの形状とは異なる。
【００１１】
第一のサセプタは第一の材料から形成されてもよく、第二のサセプタは第二の材料から形成されてもよく、ここで第一の材料は、第二の材料とは異なる一つ以上の材料特性を有する。一つ以上の特性は、材料の比抵抗および材料の透磁率を含み得る。
【００１２】
第一のサセプタは、鉄合金、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、ニッケル合金、黒鉛、または炭素から成るリストから選択される材料を有してもよく、第二のサセプタは、鉄合金、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、ニッケル合金、黒鉛、または炭素から成るリストから選択される材料を有してもよく、第二のサセプタの材料は第一のサセプタの形状とは異なる。第一のサセプタおよび第二のサセプタは、異なる組成の結果として特に比抵抗または透磁率などの材料特性が異なる場合に、同一の合金の異なる組成、例えば、ステンレス鋼の異なる組成から形成されてもよい。
【００１３】
異なるパラメータを選択することにより、第一および第二のサセプタは、異なる周波数の交番磁界での加熱に対して最適化され得る。これにより、エアロゾル発生システムが二つの異なるサセプタで動作することが可能となり得るが、それぞれは、異なる周波数の交番磁界での加熱に対して最適化される。
【００１４】
エアロゾル発生装置が動作する時に、第一のサセプタの温度はエアロゾル形成基体からの材料をエアロゾル化するのに十分に高いが、第二のサセプタの温度はエアロゾル形成基体からの材料をエアロゾル化するのに十分に高くない場合は、第一のサセプタの近くに位置するエアロゾル形成基体の一部分が第一の期間優先的にエアロゾル化され得る。こうして、第一の周波数を有する第一の交番磁界を生成して最初に第二のサセプタに対して第一のサセプタを優先的に加熱し、その後、第二の周波数を有する第二の交番磁界を生成して第二のサセプタに対して第二のサセプタを優先的に加熱するように装置を動作させることによって、エアロゾル形成基体の異なる部分の逐次的な加熱が達成され得る。逐次的な加熱は有利なことに、喫煙体験時間にわたるユーザーに対する最適化されたエアロゾルの送達を可能にし得る。
【００１５】
第一または第二のサセプタのうちの一方が、第一のエアロゾル形成基体と関連付けられて第一のエアロゾル形成基体を加熱することが意図されてもよく、第一または第二のサセプタのうちの他方が、第二のエアロゾル形成基体と関連付けられて第二のエアロゾル形成基体を加熱することが意図されてもよい。
【００１６】
さらに、交番磁界の周波数は、第一の周波数と第二の周波数との間で調節されて、消費中のエアロゾル形成基体の加熱を最適化し得る。
【００１７】
上述のエアロゾル発生システムを使用してエアロゾル形成基体を含むエアロゾル発生物品を消費する方法は、エアロゾル形成基体の少なくとも一部分が加熱ゾーン内に位置するように、エアロゾル発生物品をエアロゾル発生装置の加熱チャンバー内に挿入するステップと、誘導要素を作動させて第一の周波数を有する第一の交番磁界を第一の期間提供し、それによって加熱ゾーン内に位置する第一のサセプタを第一の期間優先的に加熱するステップと、誘導要素を作動させて第二の周波数を有する第二の交番磁界を第二の期間提供し、それによって加熱ゾーン内に位置する第二のサセプタを第二の期間優先的に加熱するステップと、を含み得る。エアロゾル形成基体の第一の部分は、第一のサセプタによって第一の期間加熱され、エアロゾル形成基体の第二の部分は、第二のサセプタによって第二の期間加熱される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、誘導要素は、三つ以上の異なる交番磁界を三つ以上の別個の期間提供するように制御され得るが、三つ以上の交番磁界のそれぞれは異なる周波数を有する。したがって、三つ以上のサセプタは、三つ以上の異なる交番磁界のそれぞれによって優先的に加熱され得る。こうして、エアロゾル形成基体内の三つ以上のゾーンにおける逐次的な加熱が達成され得る。さらに、周波数の調節により、エアロゾル形成基体の三つまたは四つのゾーンの最適化された加熱が可能になり得る。
【００１９】
エアロゾル発生システムのいくつかの実施形態では、エアロゾル発生装置は、第一のサセプタおよび第二のサセプタを含み得る。すなわち、第一および第二のサセプタは、エアロゾル発生装置の構成部分とし得る。こうしたサセプタは、例えば、エアロゾル発生装置の加熱チャンバー内に延びてもよく、または加熱チャンバーに関連付けられてもよい。エアロゾル発生装置は、加熱チャンバー内に突出する複数の細長いサセプタ素子を含んでもよく、複数の細長いサセプタ素子は、加熱チャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介しており、複数の細長いサセプタ素子は、少なくとも第一のサセプタおよび第二のサセプタを含む。
【００２０】
複数の細長いサセプタ素子は、相互に実質的に平行であってもよい。第一および第二のサセプタ素子、または複数の細長いサセプタ素子のそれぞれは、エアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付けられてもよい。エアロゾル発生システムは、第一および第二のサセプタ素子、または複数の細長いサセプタ素子と、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るように構成された基部部分とを備え得る。第一および第二のサセプタ素子、または複数の細長いサセプタ素子は、基部分がハウジングに取り外し可能に結合された時に、第一および第二のサセプタ素子、または複数の細長いサセプタ素子が加熱チャンバー内に突出するように、基部部分に取り付けられ得る。
【００２１】
好ましくは、エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置およびエアロゾル発生物品を備え、エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体を含み、かつエアロゾル形成基体の少なくとも一部分が加熱ゾーン内にあるように、加熱チャンバーによって受けられる寸法である。エアロゾル発生物品は、第一のサセプタおよび第二のサセプタを含み得る。すなわち、第一のサセプタおよび第二のサセプタは、エアロゾル形成基体を加熱するように配置されたエアロゾル発生物品の構成部分とし得る。
【００２２】
サセプタがエアロゾル発生装置またはエアロゾル発生物品内に位置しているかどうかとは無関係に、第一のサセプタは第一の形状を有してもよく、第二のサセプタは第一の形状とは異なる第二の形状を有してもよい。第一のサセプタは、第一の断面を有してもよく、第二のサセプタは、第一の断面とは異なる第二の断面を有してもよい。例えば、第一のサセプタは、長方形の断面を有する細長いブレードの形状でもよく、第二のサセプタは、円形断面を有する細長い管の形状でもよい。第一のサセプタは、第二のサセプタに対して異なる寸法を有してもよい。
【００２３】
第一のサセプタは第一の材料から形成されてもよく、第二のサセプタは第一の材料とは異なる第二の材料から形成されてもよい。例えば、第一の材料は磁性材料であってもよく、第二の材料は非磁性材料であってもよい。第一の材料は、第一の比抵抗を有してもよく、第二の材料は、第一の比抵抗とは異なる第二の比抵抗を有してもよい。第一のサセプタは、ステンレス鋼などの鉄系材料であってもよく、第二のサセプタは炭素材料またはアルミニウム材料であってもよい。
【００２４】
誘導要素は、第一の交番磁界と第二の交番磁界の両方を提供するように構成された単一コイルであってもよい。コントローラは、単一コイルが第一の交番磁界または第二の交番磁界を生成するかどうかを判断するためのパラメータを制御し得る。
【００２５】
誘導要素は、少なくとも第一のコイルおよび第二のコイルを含み得る。第一のコイルは、第一の交番磁界を提供するように作動可能であってもよく、第二のコイルは第二の交番磁界を提供するように作動可能であってもよい。コントローラは、第一のコイルまたは第二のコイルが作動して第一の交番磁界または第二の交番磁界のいずれかを生成するかどうかを制御し得る。
【００２６】
代替的な態様では、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分を受けるサイズのチャンバーを有するハウジングと、チャンバー内に突出した複数の細長いサセプタ素子と、チャンバーの少なくとも一部分の周りに配置されたインダクタコイルと、インダクタコイルに接続され、使用時に、インダクタコイルが交番磁界を生成して複数の細長いサセプタ素子を加熱し、それによってチャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を加熱するように、インダクタコイルに交流電流を提供するように構成された電源およびコントローラと、を含み得る。複数の細長いサセプタ素子はチャンバーの長軸方向に延び、互いに間隙を介している。
【００２７】
この代替的な態様のエアロゾル発生装置は、上述のいずれかに記載のエアロゾル発生システムで使用され得る。以下の好ましい特徴は、上述のエアロゾル発生システムおよびエアロゾル発生装置の代替的な態様の両方に関連し得る。
【００２８】
本明細書で使用される「長軸方向」という用語は、エアロゾル発生装置の、エアロゾル発生物品の、またはエアロゾル発生装置またはエアロゾル発生物品の構成要素の主軸に沿った方向を説明するために使用され、「横断方向」という用語は、長軸方向と直角を成す方向を説明するために使用される。加熱チャンバーは、単に「チャンバー」と呼ばれることがある。チャンバーに言及する時、「長軸方向」という用語は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に挿入される方向を意味し、「横断方向」という用語は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に挿入される方向と直角を成す方向を意味する。
【００２９】
一般に、チャンバーは、エアロゾル発生物品が挿入される開端部と、開端部と反対側の閉端部とを有する。こうした実施形態では、長軸方向は、開端部と閉端部との間に延びる方向である。特定の実施形態では、チャンバーの長軸方向軸は、エアロゾル発生装置の長軸方向軸と平行である。例えば、チャンバーの開端部はエアロゾル発生装置の近位端に位置する。その他の実施形態では、チャンバーの長軸方向軸は、エアロゾル発生装置の長軸方向軸に対して、例えば、エアロゾル発生装置の長軸方向軸に対して横断方向にある角度を有する。例えば、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置の長軸方向軸と直角を成す方向にチャンバー内に挿入されうるように、チャンバーの開端部がエアロゾル発生装置の一方の側に沿って位置する場合である。
【００３０】
本明細書で使用される場合、「近位」という用語は、エアロゾル発生装置のユーザー側端、またはエアロゾル発生装置の口側の端を意味し、「遠位」という用語は、近位端と反対側の端を意味する。チャンバーまたはインダクタコイルに言及する時、「近位」という用語は、チャンバーの開端部に最も近い領域を意味し、「遠位」という用語は、閉端部に最も近い領域を意味する。エアロゾル発生装置またはチャンバーの端部は、エアロゾル発生装置を通して空気が流れる方向についても称され得る。近位端は「下流端」と称され得、また、遠位端は「上流端」と称され得る。
【００３１】
本明細書で使用される場合、「長さ」という用語は、エアロゾル発生装置の、エアロゾル発生物品の、またはエアロゾル発生装置の構成要素の、またはエアロゾル発生物品の構成要素の長軸方向における最大寸法を意味する。
【００３２】
本明細書で使用される場合、「幅」という用語は、エアロゾル発生装置の、エアロゾル発生物品の、またはエアロゾル発生装置の構成要素の、またはエアロゾル発生物品の構成要素の、その長さに沿った特定の位置における、横断方向の主要寸法を意味する。「厚さ」という用語は、幅と直角を成す横断方向の寸法を意味する。
【００３３】
「エアロゾル形成基体」という用語は本明細書で使用される場合、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有する基体に関連する。こうした揮発性化合物は、エアロゾル形成基体の加熱によって放出させることができる。エアロゾル形成基体はエアロゾル発生物品の一部である。
【００３４】
本明細書で使用される「エアロゾル発生物品」という用語は、エアロゾルを形成することができる揮発性化合物を放出する能力を有するエアロゾル形成基体を含む物品を指す。例えば、エアロゾル発生物品は、システムの近位端またはユーザー側端でユーザーがマウスピースを吸うまたは吸煙することによって直接吸入可能なエアロゾルを発生する物品であってもよい。エアロゾル発生物品は使い捨てであってもよい。たばこを含むエアロゾル形成基体を含む物品は、たばこスティックと呼ばれる。
【００３５】
本明細書で使用される「エアロゾル発生装置」という用語は、エアロゾル発生物品と相互作用してエアロゾルを発生する装置を指す。
【００３６】
本明細書で使用される時、「エアロゾル発生システム」という用語は、本明細書でさらに記述および図示されるエアロゾル発生物品の本明細書でさらに記述および図示されるエアロゾル発生装置との組み合わせを指す。システムでは、エアロゾル発生物品とエアロゾル発生装置とは呼吸に適したエアロゾルを発生するように協働する。
【００３７】
本明細書で使用される場合、「細長い」という用語は、その幅と厚さの両方より大きい（例えば、二倍大きい）長さを有する構成要素を意味する。
【００３８】
本明細書で使用される「サセプタ素子」は、変動磁界に供された時に加熱する導電率素子を意味する。これはサセプタ素子内で誘起された渦電流、ヒステリシス損失、または渦電流およびヒステリシス損失の両方の結果でありうる。使用中に、サセプタ素子は、エアロゾル発生装置のチャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体と熱的に接触して、または熱的に近接して位置する。このように、エアロゾル形成基体は、サセプタ素子によって加熱され、その結果、エアロゾルが形成される。
【００３９】
有利なことに、互いに間隙を介した複数の細長いサセプタ素子を提供することにより、エアロゾル発生物品の幅にわたるエアロゾル形成基体の均一な加熱が容易となり得る。均一な熱分布は、より一貫したエアロゾル特性とエアロゾル形成基体のより効果的な使用をもたらし得る。異なる寸法、または形状、または材料などの違いを有する異なるサセプタの使用により、エアロゾル形成基体の異なる部分の逐次的な加熱が可能となり、これはまた、エアロゾル形成基体のより効果的な使用を促進し得る。エアロゾル形成基体をより効果的に加熱することによって、エアロゾル形成基体を加熱するのに必要な電力が既存のシステムに対して減少し得る。これにより、本発明による装置の効率が増大し得る。これにより、電池サイズを減少させ得、または所与の電池サイズの電池の寿命を増大させ得る。これにより、よりコンパクトな配置が容易になりうる。
【００４０】
複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの横断方向に互いに間隙を介していてもよい。複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの長軸方向軸に直交する平面に沿って互いに間隙を介してもよい。
【００４１】
エアロゾル発生物品の幅にわたってより均一な加熱を提供することによって、各個別のサセプタ素子の幅または厚さ、または幅および厚さが減少し得る。これより有利なことに、エアロゾル発生物品をチャンバー内に挿入するために必要な力が減少し得る。各個別のサセプタ素子の幅または厚さ、または幅および厚さを減少させることにより、挿入中に変位されるエアロゾル形成基体の量が減少し、それによって使用後にチャンバーを洗浄する必要性を減少または除去し得る。
【００４２】
さらに、エアロゾル発生装置のチャンバーおよびエアロゾル発生物品が円形断面を有する実施形態では、特許請求の細長いサセプタ素子の配置は、そうでなければヒーターに損傷を与えかねない、チャンバー内のエアロゾル発生物品の意図しない回転を減少または防止し得る。
【００４３】
誘導加熱の使用は、発熱体（この場合には、サセプタ素子）が、それ以外のいかなる構成要素にも電気的に結合されている必要がなく、はんだ、または発熱体用のその他の結合要素の必要性が除去されるという利点を有する。さらに、インダクタコイルがエアロゾル発生装置の一部として提供され、単純で安価かつ堅牢なエアロゾル発生物品を構築することを可能にする。エアロゾル発生物品は一般に使い捨てであり、作動に用いるエアロゾル発生装置よりもずっと大量に製造される。従って、より高価な装置を必要とする場合でも、エアロゾル発生物品のコストが低減されることで、製造者および消費者の両者にとって著しいコスト節約につながりうる。
【００４４】
さらに、抵抗コイルに関連する電力損失、特に抵抗コイルと電源との間の接続部での接触抵抗に起因する損失のために、抵抗コイルではなく誘導加熱の使用がエネルギー変換の改善を提供しうる。
【００４５】
有利なことに、抵抗コイルではなくインダクタコイルを使用することで、インダクタコイル自体がエアロゾル発生装置の使用時に最小の加熱を受けるため、エアロゾル発生装置の寿命を延ばしうる。
【００４６】
複数の細長いサセプタ素子は、それらのそれぞれの長軸方向軸が相互に対してある角度を有するように配置され得る。すなわち、複数の細長いサセプタ素子は非平行であってもよい。好ましい実施形態において、複数の細長いサセプタ素子は相互に実質的に平行である。
【００４７】
本明細書で使用される場合、「実質的に平行」という用語は、プラスマイナス１０度、好ましくはプラスマイナス５度以内を意味する。
【００４８】
複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの長軸方向軸に沿って延びる。すなわち、サセプタ素子それぞれの少なくとも一部分は、チャンバーの長軸方向軸と実質的に平行に延びることが好ましい。有利なことに、これにより、エアロゾル発生物品がチャンバー内に挿入された時に細長いサセプタ素子の少なくとも一部分をエアロゾル発生物内に挿入することが容易になる。複数の細長いサセプタ素子は、それらの長軸方向軸がチャンバーの長軸方向軸に対してある角度を有する、すなわち、それと非平行であるように配置され得る。複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、チャンバーの長軸方向軸と実質的に平行であってもよい。
【００４９】
好ましい実施形態において、複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの長軸方向軸と実質的に平行である。このように、サセプタ素子は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に挿入された時に、エアロゾル発生物品内により簡単に挿入され得る。
【００５０】
誘導要素、例えば、インダクタコイルの磁軸は、チャンバーの長軸方向軸に対してある角度を有してもよい、すなわち、非平行であってもよい。好ましい実施形態において、インダクタコイルの磁軸は、チャンバーの長軸方向軸と実質的に平行である。これにより、よりコンパクトな配置が容易になりうる。好ましくは、細長いサセプタ素子それぞれの少なくとも一部分は、インダクタコイルの磁軸と実質的に平行である。これにより、インダクタコイルによる細長いサセプタ素子の均一な加熱が容易になり得る。特に好ましい実施形態では、複数の細長いサセプタ素子は、インダクタコイルの磁軸、およびチャンバーの長軸方向軸と実質的に平行である。
【００５１】
複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、チャンバーの長軸方向軸と少なくとも部分的に一致し得る。例えば、複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、チャンバーの長軸方向軸に対してある角度を有してもよく、その長さに沿った位置でチャンバーの長軸方向軸を通過してもよい。別の方法として、または追加的に、複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、チャンバーの長軸方向軸と平行であり得、チャンバーの長軸方向軸に沿って延びるように、チャンバー内の中央に位置付けられ得る。
【００５２】
好ましい実施形態において、複数の細長いサセプタ素子はそれぞれ、チャンバーの長軸方向軸から間隙を介している。このように、複数の細長いサセプタ素子は、互いにおよびチャンバーの長軸方向軸から間隙を介している。これは、チャンバーにわたる、そしてその結果、チャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品の幅にわたる均一な熱分布を容易にし得る。
【００５３】
複数の細長いサセプタ素子がチャンバーの長軸方向軸から間隙を介する場合、複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の長軸方向軸からの距離は、他の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の長軸方向からの距離とは異なり得る。これにより、エアロゾル発生装置が非対称なエアロゾル形成基体をより均一に加熱することが可能になり得る。
【００５４】
好ましい実施形態では、複数の細長いサセプタ素子はチャンバーの長軸方向軸から等距離にある。すなわち、複数の細長いサセプタ素子のそれぞれの長軸方向軸からの距離は、サセプタ素子の長さに沿った所与の位置で同一である。これにより、チャンバーの幅にわたって均一に熱を分布させることによって、対称なエアロゾル形成基体の均一な加熱が容易になり得る。また、非対称なエアロゾル形成基体であって、複数のサセプタ素子の長軸からの距離が異なる場合におけるように、エアロゾル発生物品を特定の配向でチャンバー内に挿入する必要性が回避され得る。
【００５５】
複数の細長いサセプタ素子は、チャンバー内に突出する任意の適切な数のサセプタ素子を含み得る。サセプタ素子の数は、例えば、チャンバーのサイズ、サセプタ素子のサイズ、幾何学的形状、および組成、およびエアロゾル発生装置と併用されることが意図されるエアロゾル形成基体のサイズおよび組成に基づいて選択され得る。例えば、複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの横断方向に間隙を介した二つの細長いサセプタ素子から成ってもよい。
【００５６】
一定の実施形態において、複数の細長いサセプタ素子は三つ以上の細長いサセプタ素子を含む。例えば、複数の細長いサセプタ素子は、三つ、四つ、五つ、六つ、七つ、八つ、九つ、十またはそれ以上の細長いサセプタ素子を含み得る。こうした実施形態では、複数の細長いサセプタ素子は、それらが実質的に同一の平面に沿って延びるように、単一の横断方向に互いに間隙を介していてもよい。これにより、二つの細長いサセプタ素子から成る配置と比較して、エアロゾル形成基体のより均一な加熱が可能になり得る。別の方法として、複数の細長いサセプタ素子は、チャンバーの第一の横断方向、および第一の横断方向と直角を成す、チャンバーの第二の横断方向に間隙を介してもよい。このように、複数の細長いサセプタ素子は、領域にわたって間隙を介している。これは、チャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体の特に均一な加熱をもたらし得る。
【００５７】
複数の細長いサセプタ素子が三つ以上の細長いサセプタ素子を含む場合、三つ以上の細長いサセプタ素子は、隣接したサセプタ素子の一つ以上の対の間で不均一な間隔の不規則なパターンで互いに間隙を介してもよい。複数の細長いサセプタ素子は、サセプタ素子それぞれが、等しくない長さの辺を有する、等しくない隅角を有する、または等しくない長さの辺および等しくない隅角を有する多角形の頂点に位置する形態に配置されてもよい。例えば、複数の細長いサセプタ素子は、単一の円上、または他の別の不規則な形態に配置された、長方形、台形、菱形、凧形の頂点に位置する四つの細長いサセプタ素子から成ってもよい。
【００５８】
好ましい実施形態において、複数の細長いサセプタ素子は規則的なパターンで配置されてもよい。本明細書に使用される「規則的なパターン」という用語は、細長いサセプタ素子の一貫して間隔が空いた配列を備えるパターンを意味するために使用される。例えば、細長いサセプタ素子は、規則的なストライプ状、規則的な格子状または方形状、規則的なレンガ状、規則的なハニカム状または亀甲状あるいは任意の他の規則的な幾何学状で設けられてもよい。複数の細長いサセプタ素子の配置は、インダクタコイルの断面形状に基づいて選ばれてもよく、またはその逆でもよい。
【００５９】
インダクタコイルは円形断面形状を有してもよい。インダクタコイルは、非円形断面形状を有してもよい。例えば、インダクタコイルは、楕円形、三角形、正方形、長方形、台形、菱形、ダイヤモンド形、凧形、五角形、六角形、六角形、八角形、八角形、十角形、または任意の他の多角形断面形状を有してもよい。インダクタコイルは、正多角形の断面形状を有してもよい。例えば、正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、または正十角形の断面形状である。
【００６０】
複数の細長いサセプタ素子は、サセプタ素子それぞれが正多角形の頂点に位置付けられる形態に配置されてもよい。すなわち、等角かつ等辺の多角形の頂点にである。これにより、チャンバーの領域にわたるより一貫した加熱が可能になり得る。例えば、複数の細長いサセプタ素子が三つの細長いサセプタ素子を含む場合、これらは正三角形形態などの三角形の形態に配置されてもよい。複数の細長いサセプタ素子が四つの細長いサセプタ素子を含む場合、これらは正方形形態に配置され得る。
【００６１】
複数の細長いサセプタ素子はチャンバー内に突出する。好ましくは、細長いサセプタ素子それぞれは、チャンバー内に突出する自由端を有する。好ましくは、自由端は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に挿入された時に、エアロゾル発生物品内に挿入するために構成される。好ましくは、複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の自由端は先細りである。これは、細長いサセプタ素子の一部分の断面積が自由端に向かう方向に減少することを意味する。有利なことに、先細りの自由端により、細長いサセプタ素子をエアロゾル発生物品内に挿入することが容易になる。有利なことに、先細りの自由端は、エアロゾル発生物品をチャンバー内に挿入する間に、細長いサセプタ素子によって変位されるエアロゾル形成基体の量を減少させうる。これにより、必要な洗浄量が減少しうる。好ましい実施形態において、複数の細長いサセプタ素子のそれぞれは、その自由端で先細りである。好ましくは、複数の細長いサセプタ素子のそれぞれは、その自由端で鋭利な先端に向かって先細りである。
【００６２】
エアロゾル発生装置は、チャンバー内に突出する複数の細長いサセプタ素子を含む。エアロゾル発生装置は、チャンバー内に細長くないサセプタ素子をさらに備えてもよい。エアロゾル発生装置は、一つ以上の外部サセプタ素子をさらに含み得る。外部サセプタ素子は、チャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品の外側に残るように構成される。例えば、一つ以上の外部サセプタ素子は、チャンバー内に受けられた時にエアロゾル発生物品の周囲に少なくとも部分的に延び得る。
【００６３】
細長いサセプタ素子は、エアロゾル形成基体をエアロゾル化するのに十分な温度に誘導加熱され得るあらゆる材料から形成され得る。細長いサセプタ素子に適した材料には、黒鉛、モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス鋼、ニオブ、アルミニウム、ニッケル、ニッケル含有化合物、チタン、および金属材料の複合体が挙げられる。好ましい細長いサセプタ素子は金属または炭素を含む。有利なことに、細長いサセプタ素子それぞれは、例えばフェライト鉄、強磁性鋼またはステンレス鋼などの強磁性合金、強磁性粒子、およびフェライトなどの強磁性材料を含んでもよく、またはその強磁性材料から成ってもよい。適切な細長いサセプタ素子はアルミニウムであってよく、またはアルミニウムを含んでもよい。細長いサセプタ素子は、５％超の、好ましくは２０％超の、より好ましくは５０％超または９０％超の強磁性材料または常磁性材料を含むことが好ましい。好ましい細長いサセプタ素子は摂氏２５０度を超える温度に加熱されうる。
【００６４】
細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、単一の材料層から形成されてもよい。単一の材料層は、鋼層であってもよい。
【００６５】
細長いサセプタ素子は、非金属コア上に配置された金属層を有する非金属コアを含み得る。例えば、細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、セラミックコアまたは基体の外表面上に形成された金属トラックを含み得る。
【００６６】
サセプタ素子のうちの一つ以上はオーステナイト鋼の層から形成されてもよい。ステンレス鋼の一つ以上の層は、オーステナイト鋼の層上に配置されてもよい。例えば、サセプタ素子のうちの一つ以上は、その上側面および下側面のそれぞれ上にステンレス鋼の層を有するオーステナイト鋼の層から形成されてもよい。
【００６７】
細長いサセプタ素子はそれぞれ、第一のサセプタ材料および第二のサセプタ材料を含み得る。その第一のサセプタ材料はその第二のサセプタ材料と物理的に密着して配置される。第一のサセプタ材料および第二のサセプタ材料は密着して単一体のサセプタを形成しうる。特定の実施形態では、第一のサセプタ材料はステンレス鋼であり、第二のサセプタ材料はニッケルである。サセプタ素子のうちの一つ以上は、二層構造を有してもよい。こうしたサセプタ素子はステンレス鋼層およびニッケル層から形成され得る。
【００６８】
第一のサセプタ材料と第二のサセプタ材料との間の密着は、適切な任意の手段によって行いうる。例えば、第二のサセプタ材料は、第一のサセプタ材料上にメッキ、蒸着、被覆、クラッディングまたは溶接しうる。好ましい方法には電気めっき、ガルバニめっきおよびクラッディングが含まれる。
【００６９】
第二のサセプタ材料のキュリー温度は５００℃より低くてもよい。第一のサセプタ材料は、交流電磁場にサセプタが配置されるときにそのサセプタを加熱するために主に使用されてもよい。あらゆる適切なたばこ材料を使用してよい。例えば、第一のサセプタ材料はアルミニウムであってよく、またはステンレス鋼などの鉄材料であってよい。第二サセプタ材料は、サセプタが特定の温度（第二サセプタ材料のキュリー温度であるその温度）に達した時を示すために主に使用されることが好ましい。その第二のサセプタ材料のキュリー温度を使用して、操作中にサセプタ全体の温度を調節することができる。従って、第二のサセプタ材料のキュリー温度はエアロゾル形成基体の発火点未満である必要がある。第二のサセプタ材料に適切な材料は、ニッケルおよびある特定のニッケル合金を含んでもよい。第二のサセプタ材料のキュリー温度は４００℃より低くなるように選択されることが好ましくあってもよく、３８０℃よりも低いか、または３６０℃より低いことが好ましくありうる。第二のサセプタ材料は、所望の最大加熱温度と実質的に同じであるキュリー温度を有するように選択された磁性材料であることが好ましい。すなわち、第二のサセプタ材料のキュリー温度は、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生させるためにサセプタが加熱されるべき温度とほぼ同じであることが好ましい。第二のサセプタ材料のキュリー温度は、例えば、２００℃〜４００℃、または２５０℃〜３６０℃の範囲内としうる。一部の実施形態で、第一のサセプタ材料は幅が３ｍｍ〜６ｍｍで厚さが１０マイクロメートル〜２００マイクロメートルの細長い片の形態であり、第二のサセプタ材料は第一のサセプタ材料上にメッキ、蒸着、または溶接される不連続のパッチの形態であることが好ましい場合がある。例えば、第一のサセプタ材料は等級４３０のステンレス鋼の細長い片、またはアルミニウムの細長い片とすることができ、第二の細長い材料は第一のサセプタ材料の細長い片に沿って間隔を置いて蒸着された厚さ５マイクロメートル〜３０マイクロメートルのニッケルのパッチの形態としうる。第二のサセプタ材料のパッチは、０．５ｍｍから細長い片の厚さの間の幅を持ちうる。例えば、幅は１ｍｍ〜４ｍｍ、または２ｍｍ〜３ｍｍとしうる。第二のサセプタ材料のパッチは長さ０．５ｍｍ〜約１０ｍｍとすることができ、１ｍｍ〜４ｍｍまたは２ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。
【００７０】
一部の実施形態で、第一のサセプタ材料および第二のサセプタ材料は幅が３ｍｍ〜６ｍｍで厚さが１０マイクロメートル〜２００マイクロメートルの細長い片の形態として一つに薄層形成されていることが好ましい場合がある。第一のサセプタ材料は第二のサセプタ材料よりも厚いことが好ましい。一つに薄層形成する工程は適切な任意の手段により形成されうる。例えば、第一のサセプタ材料の細片は第二のサセプタ材料の細片への溶接または拡散接合としうる。別の方法として、第二のサセプタ材料の層は第一のサセプタ材料の細片への蒸着またはメッキでもよい。
【００７１】
一部の実施形態で、各細長いサセプタは３ｍｍ〜６ｍｍの幅および１０マイクロメートル〜２００マイクロメートルの幅を有し、そのサセプタが第二のサセプタ材料によりカプセル化された第一のサセプタ材料のコアを含むことが好ましい場合がある。こうして、サセプタはそれぞれ第二のサセプタ材料によって被覆またはクラッディングされた第一のサセプタ材料の細片を含み得る。一例として、サセプタは長さ１２ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ１０マイクロメートル〜５０マイクロメートル（例えば、２５マイクロメートル）の等級４３０のステンレス鋼の細片を含みうる。等級４３０のステンレス鋼は５マイクロメートル〜１５マイクロメートル（例えば、１０マイクロメートル）のニッケルの層で被覆されうる。
【００７２】
細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、第一のサセプタ材料、第二のサセプタ材料および保護層を含み得る。その第一のサセプタ材料はその第二のサセプタ材料と物理的に密着して配置される。保護層は、第一のサセプタ材料および第二のサセプタ材料の一方または両方と物理的に接触して配置されうる。第一および第二のサセプタ材料および保護層は密着して単一体のサセプタを形成してもよい。保護層は、オーステナイト鋼の層であってもよい。特定の実施形態では、細長いサセプタ素子の一つ以上は、鋼の層、ニッケルの層、およびオーステナイト鋼の保護層を備える。オーステナイト鋼の保護層は、ニッケル層に塗布されてもよい。これは、ニッケル層を酸化、腐食、拡散などの有害な環境効果から保護するのに役立ちうる。
【００７３】
複数の細長いサセプタ素子は、同一の材料から形成されてもよい。別の方法として、細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、他のサセプタ素子のうちの少なくとも一つに対して異なるサセプタ特性を有するサセプタ材料または複数の材料を含んでもよい。これは、熱分布の微調整を容易にし得る。これはまた、サセプタ素子の逐次的な加熱を容易にし得る。例えば、最適な加熱が交流電流の異なる周波数で生じる材料からサセプタ素子を形成することによってなどである。
【００７４】
細長いサセプタ素子は適切な任意の断面を有し得る。例えば、細長いサセプタ素子は、正方形、楕円形、長方形、三角形、五角形、六角形または同様の断面形状を有し得る。細長いサセプタ素子は、平面または平坦な断面積を有してもよい。
【００７５】
細長いサセプタ素子は、中実であってもよく、中空であってもよく、または多孔性であってもよい。細長いサセプタ素子それぞれは中実であることが好ましい。サセプタ素子それぞれは、ピン、ロッド、ブレードまたはプレートの形態であることが好ましい。サセプタ素子それぞれの長さは、５ミリメートル〜１５ミリメートル、例えば６ミリメートル〜１２ミリメートル、または８ミリメートル〜１０ミリメートルであることが好ましい。各サセプタ素子の幅は、１ミリメートル〜８ミリメートルであることが好ましく、約３ミリメートル〜約５ミリメートルであることがより好ましい。サセプタ素子それぞれの厚さは、約０．０１ミリメートル〜約２ミリメートルであり得る。サセプタ素子が一定の断面、例えば円形断面を有する場合、それは１ミリメートル〜５ミリメートルの好ましい幅または直径を有することが好ましい。
【００７６】
複数の細長いサセプタ素子は実質的に同一の長さを有してもよい。すなわち、細長いサセプタ素子それぞれの長さは、他の細長いサセプタ素子の長さのプラスマイナス１０パーセント、好ましくはプラスマイナス５パーセントとし得る。複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の長さは、他の細長いサセプタ素子の長さとは異なってもよい。複数の細長いサセプタ素子はすべて異なる長さを有してもよい。
【００７７】
複数の細長いサセプタ素子は実質的に同一の幅を有してもよい。すなわち、細長いサセプタ素子それぞれの幅は、他の細長いサセプタ素子の幅のプラスマイナス１０パーセント、好ましくはプラスマイナス５パーセントとし得る。複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の幅は、他の細長いサセプタ素子の幅とは異なってもよい。複数の細長いサセプタ素子はすべて異なる幅を有してもよい。
【００７８】
複数の細長いサセプタ素子は実質的に同一の厚さを有してもよい。すなわち、細長いサセプタ素子それぞれの厚さは、他の細長いサセプタ素子の厚さのプラスマイナス１０パーセント、好ましくはプラスマイナス５パーセントとし得る。複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上の厚さは、他の細長いサセプタ素子の厚さとは異なってもよい。複数の細長いサセプタ素子はすべて異なる厚さを有し得る。
【００７９】
細長いサセプタ素子はそれぞれ、保護外部層、例えば保護セラミック層または保護ガラス層を有し得る。保護外部層は、細長いサセプタ素子を封入し得る。細長いサセプタ素子はそれぞれ、サセプタ材料のコアの上に形成される、ガラス、セラミック、または不活性金属によって形成される保護被覆を含み得る。
【００８０】
エアロゾル発生装置は携帯型であることが好ましい。エアロゾル発生装置は従来型の葉巻たばこまたは紙巻たばこと匹敵するサイズであってもよい。エアロゾル発生装置は、およそ３０ミリメートル〜およそ１５０ミリメートルの全長を有してもよい。エアロゾル発生装置は、およそ５ミリメートル〜およそ３０ミリメートルの外径を有してもよい。
【００８１】
エアロゾル発生装置ハウジングは細長くてもよい。ハウジングは任意の適切な材料または材料の組み合わせを含んでもよい。適切な材料の例としては、金属、合金、プラスチック、もしくはこれらの材料のうちの一つ以上を含有する複合材料、または食品もしくは医薬品用途に適切な熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびポリエチレンが挙げられる。材料は軽量であり、脆くないことが好ましい。
【００８２】
ハウジングはマウスピースを備えてもよい。マウスピースは少なくとも一つの空気吸込み口と、少なくとも一つの空気出口とを備えうる。マウスピースは二つ以上の空気吸込み口を備えうる。空気吸込み口の一つ以上は、エアロゾルがユーザーに送達される前にその温度を低減することができ、エアロゾルがユーザーに送達される前にその濃度を減少させうる。
【００８３】
別の方法として、マウスピースはエアロゾル発生物品の一部として提供されうる。
【００８４】
本明細書で使用される「マウスピース」という用語は、ハウジングのチャンバーに受けられるエアロゾル発生物品からエアロゾル発生装置によって発生されたエアロゾルを直接吸い込むためにユーザーの口に入れられるエアロゾル発生装置の一部分を指す。
【００８５】
エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生装置を起動するためのユーザーインターフェース、例えばエアロゾル発生装置の加熱を開始するボタン、またはエアロゾル発生装置またはエアロゾル形成基体の状態を示すディスプレイを含みうる。
【００８６】
エアロゾル発生装置は、電源を含み得る。電源は再充電可能なリチウムイオン電池などの電池であってもよい。別の方法として、電源はコンデンサーなど別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合がある。電源は、エアロゾル発生装置の一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するものとしうる。例えば、電源は従来型の紙巻たばこ一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、または六分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な生成を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の実施例では、電源が所定の回数の吸煙、または不連続的な起動を可能にする十分な容量を持ってもよい。
【００８７】
電源はＤＣ電源であってもよい。一つの実施形態で、電源は、約２．５ボルト〜約４．５ボルトの範囲のＤＣ供給電圧、および約１アンペア〜約１０アンペアの範囲のＤＣ供給電流（約２．５ワット〜約４５ワットの範囲のＤＣ電源に相当）を有するＤＣ電源である。
【００８８】
電源は高周波で動作するよう構成されうる。本明細書で使用される場合、「高周波振動電流」という用語は、５００キロヘルツ〜３０メガヘルツの周波数を有する、振動する電流を意味する。高周波振動電流は、約１メガヘルツ〜約３０メガヘルツ、好ましくは約１メガヘルツ〜約１０メガヘルツ、より好ましくは約５メガヘルツ〜約８メガヘルツの周波数を有しうる。
【００８９】
エアロゾル発生装置は、インダクタコイルに接続されたコントローラおよび電源を含む。コントローラは、電源からインダクタへの電力供給を制御するように構成される。コントローラはマイクロプロセッサを備えてもよく、これはプログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または特定用途向けＩＣチップ（ＡＳＩＣ）もしくは制御を提供する能力を有するその他の電子回路であってもよい。コントローラはさらなる電子構成要素を備えうる。コントローラはインダクタコイルへの電流供給を調節するよう構成され得る。電流はエアロゾル発生装置の起動後、インダクタコイルに連続的に供給され得、または断続的に（毎回の吸煙ごとなど）供給され得る。電気回路は有利なことにＤＣ／ＡＣインバータを備えることができ、これはクラスＤまたはクラスＥの電力増幅器を備えうる。
【００９０】
複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、エアロゾル発生装置のハウジングに固定して取り付けられてもよい。こうした実施形態では、固定して取り付けられたサセプタ素子は、例えば、サセプタ素子またはハウジングを損傷することなく、エアロゾル発生装置ハウジングから容易に取り外されない場合がある。
【００９１】
有利なことに、複数の細長いサセプタ素子のうちの一つ以上はハウジングに取り外し可能に取り付けられ得る。例えば、複数の細長い細長いサセプタ素子のうちの一つ以上は、チャンバー内のハウジングに取り外し可能に取り付けられ得る。サセプタ素子は、加熱されているエアロゾル発生装置の一部分であり、そのために短い寿命を示す。従って、取り外し可能な細長いサセプタ素子を提供することにより、細長いサセプタ素子を簡単に交換することができ、エアロゾル発生装置の寿命が延ばすことが可能になりうる。また、有利なことに、取り外し可能な細長いサセプタ素子を提供することにより、サセプタ素子の洗浄、サセプタ素子の交換、またはその両方が容易になる。これにより、チャンバーの洗浄も容易になりうる。サセプタ素子が使用されるエアロゾル発生物品に応じて、ユーザーによってサセプタ素子を選択的に交換することが可能になりうる。例えば、特定のタイプのエアロゾル発生物品で、または特定の配置またはタイプのエアロゾル形成基体を有するエアロゾル発生物品で使用するために、特定のサセプタ素子が適合されるか、または調整されてもよい。これにより、エアロゾル発生物品のタイプに基づいて、サセプタ素子と併用されるエアロゾル発生装置の性能を最適化させることが可能になりうる。
【００９２】
複数の細長いサセプタ素子はハウジングに取り外し可能に取り付けられ得る。こうした実施形態では、複数の細長いサセプタ素子は、任意の適切な機構によってハウジングに取り外し可能に取り付けられ得る。例えば、ねじ接続によって、摩擦係合によって、またはバヨネット、クリップ、または同等の機械的接続によってもよい。複数のサセプタ素子は、個々に、または他の細長いサセプタ素子のうち一つ以上と共にエアロゾル発生装置から取り外し可能であってもよい。
【００９３】
複数の細長いサセプタ素子は、ハウジングに直接的に、または一つまたは複数の中間構成要素を介して取り付けられ得る。複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル発生装置への取り外し可能な取り付けのために構成された基部部分に取り付けられ得る。細長いサセプタ素子は、基部部分から垂直に延びてもよい。これにより、エアロゾル発生装置内に細長いサセプタ素子を挿入することが容易となり得る。
【００９４】
基部部分は、締まりばめ、ＢＮＣ端子、およびねじ式コネクタのうちの少なくとも一つによってエアロゾル発生装置のハウジングに分離可能に接続するように構成され得る。基部部分は、磁性アタッチメントによってハウジングへの取り外し可能な取り付けのために構成され得る。有利には、磁性アタッチメントは、細長いサセプタ素子をエアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付けるための単純かつ効果的な機構を提供する。
【００９５】
基部部分は永久磁石を含み得、エアロゾル発生装置はチャンバーの上流端に強磁性材料を含み得る。基部部分は強磁性材料を含み得、エアロゾル発生装置はチャンバーの上流端に永久磁石を含み得る。有利には、基部部分およびエアロゾル発生装置のうちの一つのみに永久磁石を提供することは、エアロゾル発生装置の製造の簡略化および製造費用の低減をもたらし得る。
【００９６】
基部部分は永久磁石を含み得、エアロゾル発生装置はチャンバーの上流端に永久磁石を含み得る。有利には、基部部分およびエアロゾル発生装置の両方に永久磁石を提供することは、単一の永久磁石のみを含む実施形態と比較して、磁性アタッチメントの強度を向上させ得る。有利には、基部部分内の永久磁石およびエアロゾル発生装置内の永久磁石は、二つの永久磁石間の引力が細長いサセプタ素子がチャンバー内に挿入された時に細長いサセプタ素子の所望の配向をもたらすようにそれぞれ配向され得る。
【００９７】
基部部分が磁性アタッチメントによってハウジングへの取り外し可能な取り付けのために構成されている実施形態では、エアロゾル発生装置は、細長いサセプタ素子をチャンバーから取り外すための取り外しツールと組み合わされ得る。好ましくは、取り外しツールは、チャンバーへの挿入のためにサイズ設定されており、取り外しツールの端に永久磁石を備える。取り外しツールの端の永久磁石は、基部部分とエアロゾル発生装置との間の引力よりも大きな、取り外しツールと基部部分との間の引力を提供する。好ましくは、取り外しツールは、取り外しツールがチャンバー内に挿入された時に、細長いサセプタ素子のうちの一つ以上を受けるための単一のくぼみまたは複数のくぼみを含む。
【００９８】
好ましくは、ハウジングは、チャンバー内へのエアロゾル発生物品の挿入のため、チャンバーの端に開口部を含む。好ましくは、基部部分は、開口部を通してチャンバー内に細長いサセプタ素子および基部部分を挿入するためのサイズおよび形状である。有利には、これは、細長いサセプタ素子のチャンバーへの挿入を容易にするための別個の開口部の必要性を排除し得る。
【００９９】
好ましくは、基部部分の断面形状は、チャンバーの断面形状と実質的に同一である。基部部分は、実質的に円形の断面形状を有し得る。
【０１００】
複数の細長いサセプタ素子は、基部部分から取り外し可能であり得る。有利には、これにより、複数の細長いサセプタ素子での基部部分の再使用が容易になり得る。これは、堆積物の蓄積が、基部部分よりも細長いサセプタ素子上でより速く生じ得るため、望ましい場合がある。
【０１０１】
本発明の第二の態様によれば、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる、本発明の第一の態様によるエアロゾル発生装置用の取り外し可能なサセプタ組立品が提供されており、ここで取り外し可能なサセプタ組立品は、ハウジングに取り外し可能に取り付け取り付けられるように構成された基部部分を含む。複数の細長いサセプタ素子は、基部部分がハウジングに取り外し可能に結合された時に、複数の細長いサセプタ素子がチャンバー内に突出するように、基部部分に取り付けられる。これにより、エアロゾル発生装置内に細長いサセプタ素子を挿入することが容易となり得る。基部部分は、締まりばめ、ＢＮＣ端子、およびねじ式コネクタのうちの少なくとも一つによってエアロゾル発生装置のハウジングに分離可能に接続するように構成され得る。基部部分は、磁性アタッチメントによってハウジングへの取り外し可能な取り付けのために構成され得る。有利には、磁性アタッチメントは、細長いサセプタ素子をエアロゾル発生装置に取り外し可能に取り付けるための単純かつ効果的な機構を提供する。基部部分は、基部部分をエアロゾル発生装置のハウジングの基部部分に取り外し可能に取り付けるための永久磁石を含み得る。
【０１０２】
複数の細長いサセプタ素子は、基部部分から取り外し可能であり得る。有利には、これにより、複数の細長いサセプタ素子での基部部分の再使用が容易になり得る。これは、堆積物の蓄積が、基部部分よりも細長いサセプタ素子上でより速く生じ得るため、望ましい場合がある。
【０１０３】
本発明のさらなる態様によると、本発明の代替的な態様によるエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置で使用するために構成されたエアロゾル形成基体を有するエアロゾル発生物品とを備えるエアロゾル発生システムが提供されている。
【０１０４】
本発明のなおもさらなる態様によると、エアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置で使用するために構成されたエアロゾル形成基体を有するエアロゾル発生物品とを備えるエアロゾル発生システムが提供されている。エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分を受けるサイズのチャンバーを有するハウジングと、チャンバーの少なくとも一部分の周りに配置されたインダクタコイルと、電源およびインダクタコイルに接続されたコントローラとを備え、エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生物品がチャンバー内に受けられた時に複数の細長いサセプタ素子がチャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介するように位置付けられた複数の細長いサセプタ素子をさらに備え、電源およびコントローラが、使用時に、インダクタコイルが交番磁界を生成して複数の細長いサセプタ素子を加熱し、それによってエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を加熱するように、交流電流をインダクタコイルに提供するように構成される。
【０１０５】
複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル発生物品がチャンバー内に受けられた時に、複数の細長いサセプタ素子がチャンバーの横断方向に互いに間隙を介するように位置付けられ得る。
【０１０６】
複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル発生装置の一部として提供されてもよい。こうした実施形態では、エアロゾル発生装置は、本発明の第一の態様に関連して本明細書で実質的に説明されたようなものであり得る。
【０１０７】
複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル発生物品の一部として提供され得る。複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル形成基体と熱的に近接し得る。複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル形成基体内に包埋され得る。複数の細長いサセプタ素子の形態、種類、分布および配置はユーザーのニーズに応じて選択され得る。複数の細長いサセプタ素子はエアロゾル発生物品の中で実質的に長軸方向に配置され得る。これは、細長いサセプタ素子それぞれの長さ寸法が、エアロゾル発生物品の長軸方向とほぼ平行に、例えばエアロゾル発生物品の長軸方向に平行から±１０度以内に配置され得ることを意味する。
【０１０８】
有利なことに、エアロゾル形成基体のより均一な加熱を提供することによって、個々のサセプタ素子のサイズが減少し得る。これらがエアロゾル発生物品の一部として提供される時、より小さいサセプタ素子によって占められる容積は減少する。これにより、所与のサイズのエアロゾル発生物品内のエアロゾル形成基体の量が増大し得る。このことは、エアロゾル発生物品のエアロゾル特性を改善することを可能にし得る。エアロゾル発生物品のサイズが、所与の量のエアロゾル形成基体について減少し得る。
【０１０９】
複数の細長いサセプタ素子がエアロゾル発生物品の一部として提供される場合、細長いサセプタ素子はピン、ロッド、ブレード、またはプレートの形態であることが好ましい。細長いサセプタ素子それぞれの長さは５ミリメートル〜１５ミリメートル、例えば６ミリメートル〜１２ミリメートル、または８ミリメートル〜１０ミリメートルであることが好ましい。サセプタ素子それぞれの幅は、１ミリメートル〜８ミリメートルであることが好ましく、約３ミリメートル〜約５ミリメートルであることが好ましい。細長いサセプタ素子それぞれの厚さは、０．０１ミリメートル〜２ミリメートル、例えば０．５ミリメートル〜２ミリメートルであってもよい。細長いサセプタ素子それぞれが一定の断面、例えば円形断面を有する場合、それは１ミリメートル〜５ミリメートルの好ましい幅または直径を有する。
【０１１０】
細長いサセプタ素子は、エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生させるのに十分な温度に誘導加熱されうるあらゆる材料から形成され得る。好ましいサセプタ素子は金属または炭素を含む。適切なサセプタ素子は、強磁性材料、例えばフェライト鉄、または強磁性鋼鉄またはステンレス鋼を含み得る。適切なサセプタ素子はアルミニウムであってよく、またはアルミニウムを含んでもよい。好ましいサセプタ素子は、４００シリーズのステンレス鋼、例えばグレード４１０、またはグレード４２０、またはグレード４３０のステンレス鋼から形成されうる。異なる材料は、類似の値の周波数および磁界強度を有する磁場内に位置付けられた時に、異なる量のエネルギーを散逸させる。こうして、材料のタイプ、長さ、幅、および厚さなどの細長いサセプタ素子のパラメータはすべて、製造中に周知の磁場内で望ましい電力散逸を提供するように変更されてもよい。
【０１１１】
複数のサセプタ素子は、エアロゾル発生装置およびエアロゾル発生物品の両方の一部として提供され得る。例えば、複数の細長いサセプタ素子は、エアロゾル発生装置の一部を形成する複数の細長いサセプタ素子、およびエアロゾル発生物品の一部を形成する一つ以上の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１１２】
上述のエアロゾル発生システムのシステムは、電気的に作動する喫煙システムであってもよい。このシステムは手持ち式エアロゾル発生システムであってもよい。エアロゾル発生システムは従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズであってもよい。喫煙システムの全長は、およそ３０ｍｍ〜およそ１５０ｍｍの間であってもよい。喫煙システムの外径は、およそ５ｍｍ〜およそ３０ｍｍであってもよい。
【０１１３】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置で使用するための一つ以上のエアロゾル発生物品との組み合わせであり得る。ところが、エアロゾル発生システムは、例えば電気的に作動するまたは電気式エアロゾル発生装置内の搭載型電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。
【０１１４】
本明細書に記載の任意の態様のエアロゾル形成基体はニコチンを含み得る。ニコチン含有エアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスであってもよい。エアロゾル形成基体は植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体はたばこを含んでもよい。エアロゾル形成基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含むたばこ含有材料を含んでもよい。別の方法として、エアロゾル形成基体は非たばこ材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は均質化した植物由来材料を含んでもよい。エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含んでもよい。均質化したたばこ材料は、粒子状たばこを凝集することによって形成されてもよい。特に好ましい実施形態において、エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料の捲縮したシートの集合体を含む。本明細書で使用される「捲縮したシート」という用語は、複数の実質的に平行した隆起またはしわを有するシートを意味する。
【０１１５】
エアロゾル形成基体は少なくとも一つのエアロゾル形成体を含んでもよい。エアロゾル形成体は、使用時に高密度の安定したエアロゾルの形成を容易にし、かつシステムの動作温度にて熱分解に対して実質的に抵抗性である任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物である。好適なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、これには多価アルコール（トリエチレングリコール、１、３−ブタンジオール、およびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいエアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールなど）である。エアロゾル形成体は、グリセリンであることが好ましい。存在する場合、均質化したたばこ材料のエアロゾル形成体含有量は、乾燥重量基準で５パーセント以上であり、乾燥質量基準で５重量パーセント〜３０重量パーセントであることが好ましい。エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含んでもよい。
【０１１６】
上述のいずれかの実施形態では、エアロゾル発生物品およびエアロゾル発生装置のチャンバーは、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置のチャンバー内に部分的に受けられるように配置されうる。エアロゾル発生装置のチャンバーおよびエアロゾル発生物品は、エアロゾル発生物品がエアロゾル発生装置のチャンバー内に全体的に受けられるように配置されうる。
【０１１７】
エアロゾル発生物品は実質的に円筒状の形状としうる。エアロゾル発生物品は実質的に細長くてもよい。エアロゾル発生物品は、長さと、その長さに対して実質的に直角を成す円周とを有してもよい。エアロゾル形成基体は、エアロゾル形成基体を含むエアロゾル形成セグメントとして提供されてもよい。エアロゾル形成セグメントは実質的に円筒形の形状であってもよい。エアロゾル形成セグメントは、実質的に細長くてもよい。エアロゾル形成セグメントは、長さと、長さと実質的に直交する周囲とを有してもよい。
【０１１８】
エアロゾル発生物品は、およそ３０ミリメートル〜およそ１００ミリメートルの全長を有してもよい。一つの実施形態で、エアロゾル発生物品の全長はおよそ４５ミリメートルである。エアロゾル発生物品の外径は、およそ５ミリメートル〜およそ１２ミリメートルとしうる。一つの実施形態で、エアロゾル発生物品は、およそ７．２ミリメートルの外径を有しうる。
【０１１９】
エアロゾル形成基体は、約７ミリメートル〜約１５ミリメートルの長さを有するエアロゾル形成セグメントとして提供されうる。一つの実施形態において、エアロゾル形成セグメントは、およそ１０ｍｍの長さを有しうる。別の方法として、エアロゾル形成セグメントは、およそ１２ミリメートルの長さを有しうる。
【０１２０】
エアロゾル発生セグメントは、エアロゾル発生物品の外径にほぼ等しい外径を有することが好ましい。エアロゾル形成セグメントの外径は、およそ５ミリメートル〜およそ１２ミリメートルであってもよい。一つの実施形態において、エアロゾル形成セグメントは、およそ７．２ミリメートルの外径を有しうる。
【０１２１】
エアロゾル発生物品は、フィルタープラグを備えうる。フィルタープラグは、エアロゾル発生物品の下流端に位置しうる。フィルタープラグは、セルロースアセテートフィルタープラグであってもよい。フィルタープラグは一実施形態において、約７ミリメートルの長さであるが、約５ミリメートル〜約１０ミリメートルの長さを有してもよい。
【０１２２】
エアロゾル発生物品は外側紙ラッパーを備えうる。さらに、エアロゾル発生物品は、エアロゾル形成基体とフィルタープラグの間の分離部を備えてもよい。分離部は、およそ１８ミリメートルであってもよいが、およそ５ミリメートル〜およそ２５メートルの範囲であってもよい。
【０１２３】
一つ以上の態様に関して説明した特徴は、本発明の他の態様に等しく適用されてもよい。
【０１２４】
本明細書で説明したエアロゾル発生システムは、以下の特徴のいずれかを含み得る。
【０１２５】
エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分を受けるサイズのチャンバーを有するハウジングと、チャンバーの少なくとも一部分の周りに配置されたインダクタコイルと、チャンバー内に突出し、チャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介している、複数の細長いサセプタ素子と、インダクタコイルに接続されて、使用時に、インダクタコイルが交番磁界を生成して複数の細長いサセプタ素子を加熱し、それによってチャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を加熱するように、インダクタコイルに交流電流を提供するように構成された電源およびコントローラと、を含み得る。
【０１２６】
エアロゾル発生装置は、相互に実質的に平行な複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１２７】
エアロゾル発生装置は、チャンバーの長軸方向軸と実質的に平行な複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１２８】
エアロゾル発生装置は、チャンバーの長軸方向軸からそれぞれ間隙を介した複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１２９】
エアロゾル発生装置は、チャンバーの長軸方向軸から等距離にある複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１３０】
エアロゾル発生装置は、チャンバーの第一の横断方向、および第一の横断方向と直角を成す、チャンバーの第二の横断方向に間隙を介した三つ以上の細長いサセプタ素子を含む複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１３１】
エアロゾル発生装置は、規則的なパターンで配置された三つ以上の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１３２】
エアロゾル発生装置は、そのそれぞれがその自由端で先細りである複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１３３】
エアロゾル発生装置は、ハウジングに取り外し可能に取り付けられた複数の細長いサセプタ素子を含み得る。
【０１３４】
エアロゾル発生装置用の取り外し可能なサセプタ組立品は、複数の細長いサセプタ素子と、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た基部部分とを含んでもよく、ここで複数の細長いサセプタ素子は、基部部分がハウジングに取り外し可能に取り付けられた時に複数の細長いサセプタ素子がチャンバー内に突出するように基部部分に取り付けられるように基部部分に取り付けられる。
【０１３５】
エアロゾル発生システムは、本明細書のいずれかに記載のエアロゾル発生装置と、エアロゾル発生装置で使用するために構成されたエアロゾル形成基体を有するエアロゾル発生物品とを備え得る。
【０１３６】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置と、エアロゾル形成基体を有し、かつエアロゾル発生装置で使用するために構成されたエアロゾル発生物品とを備えてもよく、エアロゾル発生装置は、エアロゾル発生物品の少なくとも一部分を受けるようなサイズのチャンバーを有するハウジングと、チャンバーの少なくとも一部分の周りに配置されたインダクタコイルと、インダクタコイルに接続された電源およびコントローラと、を備え、ここでエアロゾル発生システムはさらに、使用中に、複数の細長いサセプタ素子がチャンバーの長軸方向に延び、かつ互いに間隙を介するように配置された複数の細長いサセプタ素子を含み、電源およびコントローラは、使用時に、インダクタコイルが交番磁界を生成して複数の細長いサセプタ素子を加熱し、それによってエアロゾル発生物品の少なくとも一部分を加熱するように交流電流をインダクタコイルに提供するように構成される。
【０１３７】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生装置の一部として提供される複数の細長いサセプタ素子を備え得る。
【０１３８】
エアロゾル発生システムは、エアロゾル発生物品の一部として提供される複数の細長いサセプタ素子を備え得る。
添付図面を参照しながら、例証としてのみ、本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略断面図である。
【図２】図２は、図１のエアロゾル発生システムの側面斜視図であり、インダクタコイルおよびサセプタ素子も示されている。
【図３】図３は、図１のエアロゾル発生システムの端面斜視図である。
【図４】図４は、図１のエアロゾル発生システムのインダクタコイルおよびサセプタ素子の端面図であり、明瞭にするため、すべてのその他の構成要素を省略している。
【図５】図５は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略断面図である。
【図６】図６は、図５のエアロゾル発生システムの側面斜視図であり、インダクタコイルおよびサセプタ素子も示されている。
【図７】図７は、図５のエアロゾル発生システムの端面斜視図である。
【図８】図８は、図５のエアロゾル発生システムのインダクタコイルおよびサセプタ素子の端面図であり、明瞭にするため、すべてのその他の構成要素を省略している。
【図９】図９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概略断面図である。
【図１０】図１０は、図９のエアロゾル発生システムについてとり得るサセプタ構成の一つを示す概略端面図である。
【図１１】図１１は、図９のエアロゾル発生システムについてさらなる可能性のあるサセプタ構成の一つを示す概略端面図である。
【図１２】図１２は、図９のエアロゾル発生システムについてさらなる可能性のあるサセプタ構成の一つを示す概略端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１４０】
図１は、本発明の第一の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略断面図を示す。エアロゾル発生システムは、第一の実施形態によるエアロゾル発生装置１００と、エアロゾル発生装置１００で使用するために構成されたエアロゾル発生物品１０とを備える。図２、図３、および図４は、エアロゾル発生装置１００の異なる図を示す。
【０１４１】
エアロゾル形成物品１０は、その遠位端にエアロゾル形成セグメント２０を含む。エアロゾル形成セグメント２０は、エアロゾル形成基体、例えば、エアロゾルを発生するよう加熱可能である、タバコ材料およびエアロゾル形成体を含むプラグを含有する。
【０１４２】
エアロゾル発生装置１００は、エアロゾル発生物品１０を受けるためのチャンバー１２０を画定する装置ハウジング１１０を備える。ハウジング１１０の近位端は、エアロゾル発生物品１０がそれを通じてチャンバー１２０内へ挿入され、それから取り出されうる、挿入開口部１２５を有する。インダクタコイル１３０は、ハウジング１１０の外側壁とチャンバー１２０との間でエアロゾル発生装置１００の内部に配置される。インダクタコイル１３０は、チャンバー１２０の長軸方向軸に対応する磁軸を有するらせん状のインダクタコイルであり、これは、本実施形態では、エアロゾル発生装置１００の長軸方向軸に対応する。図１に示すように、インダクタコイル１３０は、チャンバー１２０の遠位部分に隣接して位置され、この実施形態では、チャンバー１２０の長さの一部分に沿って延びる。その他の実施形態では、インダクタコイル１３０は、チャンバー１２０の長さ全体、もしくは実質的に長さ全体に沿って延びてもよく、またはチャンバー１２０の長さの一部分に沿って延び、チャンバー１２０の遠位部分から離れて位置してもよい。例えば、インダクタコイル１３０は、チャンバー１２０の長さの一部に沿って延び、チャンバー１２０の近位部分に隣接してもよい。インダクタコイル１３０は、ワイヤーから形成され、その長さに沿って延びる複数の巻または巻回を有する。ワイヤーは、正方形、楕円形、または三角形などの任意の適切な断面形状を有し得る。この実施形態では、ワイヤーは円形断面の形状を有する。その他の実施形態では、ワイヤーは、平坦な断面形状を持ちうる。例えば、インダクタコイルは、長方形の断面形状を有するワイヤーから形成され、ワイヤーの断面の最大幅がインダクタコイルの磁気軸に対して平行に延在するように巻き付けられてもよい。こうした平坦なインダクタコイルは、インダクタの外径、したがってエアロゾル発生装置の外径を最小にすることを可能にしうる。
【０１４３】
エアロゾル発生装置１００はまた、共にハウジング１１０の遠位領域に位置する、内部電源１４０（例えば、再充電可能電池）と、コントローラ１５０（例えば、回路を有するプリント回路基板）と、を含む。コントローラ１５０とインダクタコイル１３０はどちらも、ハウジング１１０を通して延びる電気的接続（図示せず）を介して、電源１４０から電力を受ける。好ましくは、チャンバー１２０は、液密分離部によって、インダクタコイル１３０、ならびに電源１４０およびコントローラ１５０を含むハウジング１１０の遠位領域から分離される。したがって、エアロゾル発生装置１００内の電気的な構成要素は、エアロゾル発生プロセスによってチャンバー１２０内に生成されたエアロゾルまたは残留物から分離された状態を保ちうる。これはまた、チャンバー１２０が、単にエアロゾル発生部品を取り外すことで完全に空の状態とされうるので、エアロゾル発生装置１００の洗浄を容易にしうる。この構成はまた、潜在的な壊れやすい要素がチャンバー１２０内に露出されないので、エアロゾル発生物品の挿入の間、または洗浄の間のいずれかにおけるエアロゾル発生装置への損傷のリスクを減少しうる。換気穴（図示せず）が、ハウジング１１０の壁に提供されてもよく、それはチャンバー１２０内への気流を許容する。別の方法として、または追加的に、気流は、開口部１２５でチャンバー１２０に入り、エアロゾル発生物品１０の外壁とチャンバー１２０の内壁との間でチャンバー１２０の長さに沿って流れうる。
【０１４４】
エアロゾル発生装置１００はまた、チャンバー１２０内に位置するサセプタ組立品１６０を含む。サセプタ組立品１６０は、基部部分１７０および基部部分１７０に取り付けられ、チャンバー１２０内に突出する二つの細長いサセプタ素子１８０を含む。細長いサセプタ素子１８０は、チャンバー１２０の長軸方向軸、およびインダクタコイル１３０の磁軸と相互に平行である。
【０１４５】
図２、図３および図４で最もよく見られるように、サセプタ素子１８０は、横断方向に間隙を介し、チャンバー１２０の長軸方向軸から均一に間隔を置いている。サセプタ素子１８０は、インダクタコイル１３０によって囲まれるチャンバー１２０の一部分内に位置し、インダクタコイル１３０によって誘導加熱される。サセプタ素子１８０それぞれは、その自由端に向かって先細りになり、鋭い先端部を形成する。これは、くぼみ内に受けられたエアロゾル発生物品内にサセプタ素子１８０を挿入することを容易にしうる。この実施例では、基部部分１７０はチャンバー１２０内に固定され、サセプタ素子１８０は基部部分１７０に固定される。他の実施例では、基部部分１７０はハウジング１１０に取り外し可能に結合されて、サセプタ組立品１６０が単一の構成要素としてチャンバー１２０から取り外されることを可能にしうる。例えば、基部部分１７０は、取り外し可能なクリップ（図示せず）、ねじ接続、または類似の機械的結合を使用して、ハウジング１１０に取り外し可能に結合されうる。
【０１４６】
エアロゾル発生装置１００が作動すると、高周波交流電流がインダクタコイル１３０を通過して、エアロゾル発生装置１００のチャンバー１２０の遠位端部分内で交番磁界を生成する。磁場の周波数は１〜３０ＭＨｚ、好ましくは２〜１０ＭＨｚ、例えば５〜７ＭＨｚで変動することが好ましい。エアロゾル発生物品１０がチャンバー１２０内に正しく位置する時、サセプタ素子１８０は、エアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体２０内に位置する。変動電磁場はサセプタ素子１８０内に渦電流を発生させ、その結果これが加熱される。さらなる加熱がサセプタ素子１８０内の磁気ヒステリシス損失により提供される。加熱されたサセプタ素子１８０はエアロゾルを形成するのに十分な温度までエアロゾル発生物品１０のエアロゾル形成基体２０を加熱する。エアロゾルはエアロゾル発生物品１０を通して下流に引き出され、ユーザーによって吸い込まれうる。このような作動は手動動作でもよく、またはエアロゾル発生物品１０をユーザーが吸うことに応答して、例えば吸煙センサーを使用することによって、自動的に発生してもよい。
【０１４７】
エアロゾル発生装置は、インダクタコイル１３０の周りに位置し、高い比透磁率を有する材料から形成される磁束コンセントレータ（図示せず）をさらに含んでもよく、その結果、インダクタコイル１３０によって生成された磁場は、磁束コンセントレータに引き付けられ、またそれによって導かれる。このように、磁束コンセントレータは、インダクタコイル１３０によって生成される磁場がハウジング１１０を越えて延びる範囲を制限してもよく、チャンバー１２０内の磁場の密度を増大し得る。これにより、より効率的な加熱を可能にするためにサセプタ素子内で生成される電流が増大しうる。こうした磁束コンセントレータは、高い比透磁率を有する任意の適切な単一の材料または複数の材料からなってもよい。例えば、磁束コンセントレータは、一つ以上の強磁性材料（例えば、フェライト材料、結合剤に保持されるフェライト粉末など）、またはフェライト鉄、強磁性鋼鉄もしくはステンレス鋼などのフェライト材料を含む任意のその他の適切な材料から形成されうる。磁束コンセントレータは、高い比透磁率を有する単一の材料または複数の材料から作られることが好ましい。それは、摂氏２５度で測定される場合に、少なくとも５（例えば、少なくとも１０、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも８０または少なくとも１００）の比透磁率を有する材料である。これらの例示的な値は、６〜８ＭＨｚの周波数および摂氏２５度の温度に関する磁束コンセントレータ材料の比透磁率を意味しうる。
【０１４８】
図５は、本発明の第二の実施形態によるエアロゾル発生システムの概略断面図を示す。エアロゾル発生システムは、第二の実施形態によるエアロゾル発生装置２００と、エアロゾル発生装置２００で使用するために構成されたエアロゾル発生物品１０とを備える。図６、図７、および図８は、エアロゾル発生装置２００の異なる図を示す。
【０１４９】
第二の実施形態のエアロゾル発生装置２００は、構造および動作の点で第一の実施形態のエアロゾル発生装置１００と類似しており、同一の特徴が存在する場合、同様の参照番号が使用されている。しかしながら、第一の実施形態のエアロゾル発生装置１００とは異なり、エアロゾル発生装置２００は、基部部分２７０に取り付けられた三つの細長いサセプタ素子２８０を含むインダクタ組立品２６０を有する。三つのサセプタ素子２８０は規則的なパターンで配置される。特に、サセプタ素子２８０は、各サセプタ素子２８０が正三角形の頂点に位置するように配置される。このようにして、複数の細長いサセプタ素子２８０は、チャンバーの第一の横断方向、および第一の横断方向と直角を成す、チャンバーの第二の横断方向の両方に間隙を介する。これは、複数の細長いサセプタ素子２８０がチャンバー１２０の面積にわたって間隙を介しており、それぞれが異なる平面に沿って延びることを意味する。これは、チャンバー内に受けられたエアロゾル発生物品のエアロゾル形成基体のより均一な加熱をもたらし得る。
【０１５０】
図９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概略断面図を示す。図９に図示した実施形態は、図１に関連して上述した実施形態と類似している。従って、図１に関連して上述したのと同一のシステムの構成要素には、同一の参照符号が付されており、関連する説明は繰り返さない。図１０は、二つのサセプタ９６０、９８０の構成を明らかにする、図９のエアロゾル発生装置１００の端面図を示す。
【０１５１】
図９の実施形態は、エアロゾル発生装置１００が別個に作動可能な二つの誘導コイルを有する誘導要素９３０を含むという点で図１の実施形態とは異なる。第一の誘導コイル９３１は、３〜５ＭＨｚの周波数を有する交番磁界を生成するように構成され、また第二の誘導コイル９３２は７〜１０ＭＨｚの周波数を有する交番磁界を生成するように構成される。第一の誘導コイル９３１および第二の誘導コイル９３２は、コントローラ１５０に結合され、別個かつ逐次的に作動し得る。
【０１５２】
エアロゾル発生装置は、チャンバー内に突出するように配置された二つの細長いサセプタ素子９６０、９８０をさらに含む。第一のサセプタ素子９６０は、第一の誘導コイル９３１が作動した時に、第二のサセプタ素子９８０よりも効率良く加熱するように構成される。従って、第一のサセプタ素子は、第一の誘導コイル９３１が作動した時に摂氏３００度よりも高い温度に加熱するように構成され、第二のサセプタ素子は、第一の誘導コイルが起動した時に摂氏３００度より低い温度に加熱するように構成される。使用時に、これは、エアロゾルが、第二のサセプタ素子に近接したエアロゾル形成基体の一部分からではなく、第一のサセプタ素子に近接したエアロゾル形成基体から生成され得ることを意味する。逆に、第二のサセプタ素子９８０は、第二の誘導コイル９３２が作動した時に、第一のサセプタ素子９６０よりも効率良く加熱するように構成される。従って、第二のサセプタ素子は、第二の誘導コイル９３２が作動した時に摂氏３００度よりも高い温度に加熱するように構成され、第一のサセプタ素子は、第二の誘導コイルが起動した時に摂氏３００度より低い温度に加熱するように構成される。使用時に、これは、エアロゾルが、第一のサセプタ素子に近接したエアロゾル形成基体の一部分からではなく、第二のサセプタ素子に近接したエアロゾル形成基体から生成されることを意味する。
【０１５３】
第一のサセプタ素子および第二のサセプタ素子を逐次的に作動させることにより、エアロゾル形成基体の異なる部分の逐次的な加熱が達成され得る。
【０１５４】
交番磁界の任意の特定の周波数でより効率的に動作するために、サセプタ素子それぞれを調整するために変更され得る多くのパラメータがある。例えば、形状、サイズ、透磁率および比抵抗はすべて、サセプタ内で渦電流が生成される方法および加熱の効率を変化させるように変更され得る。
【０１５５】
一例として、図１０は、二つのサセプタ９６０および９８０の端面図を示す。これらのサセプタは、厚さ寸法よりも大きい幅寸法よりも大きい長軸方向の寸法を有する細長いブレードの形状である。長軸方向の寸法は１０ｍｍであり、幅寸法は３ｍｍであり、厚さ寸法は１ｍｍである。第一のサセプタ９６０は等級４３０のステンレス鋼から形成されてもよく、第二のサセプタは黒鉛材料から形成されてもよい。
【０１５６】
サセプタ素子の異なる構成のさらなる例が、図１１および１２に示されている。図１１では、第一のサセプタ１１６０は等級４３０のステンレス鋼の細長いブレードから形成され、第二のサセプタ１１８０は等級４３０のステンレス鋼の細長い管から形成される。図１２では、第一のサセプタ１２６０はアルミニウムの細長い正方形断面ロッドから形成され、第二のサセプタ１２８０はアルミニウムの細長い円形断面ロッドから形成される。
【０１５７】
当業者は、サイズ、形状、および材料を変化させて、異なる周波数の交番磁界に対して異なる加熱応答を生成する、異なるサセプタ素子を形成し得る。
【０１５８】
上述の模範的実施形態によって請求の範囲を制限する意図はない。上述の例示的な実施形態と一貫性のあるその他の実施形態は、当業者には明らかであろう。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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