(57)【要約】  エアロゾル送達装置が提供される。エアロゾル送達装置は、電流を出力するように構成された電源を含んでもよい。エアロゾル送達装置はまた、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと流体連通している噴霧器を含んでもよく、噴霧器は、電源から電流を受け取るように構成される。エアロゾル送達装置は、電源によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させるように、かつリザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように構成された形状記憶合金を含む分配機構をさらに含んでもよく、噴霧器は、そこからエアロゾルを生成するように構成される。
2020505070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル送達装置であって、
電流を出力するように構成された電源と、
エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと流体連通している噴霧器であって、電源から電流を受け取るように構成されている噴霧器と、
電源によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させるように、かつリザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように、構成された形状記憶合金を含む分配機構と、
を含み、
噴霧器が、そこからエアロゾルを生成するように構成される、エアロゾル送達装置。
【請求項２】
噴霧器が、液体輸送要素および加熱要素を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項３】
加熱要素が、分配機構であり、且つ、液体輸送要素の周りに巻き付けられた形状記憶合金を含む１つ以上のコイルを含み、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルが、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、変化するように構成されている、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項４】
１つ以上のコイルでの電流の受け取りを停止すると、１つ以上のコイルが、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、請求項３に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項５】
分配機構が、弁を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項６】
弁が、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化するように構成される、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項７】
弁での電流の受け取りを停止すると、弁が、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、請求項６に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項８】
電源、リザーバおよび噴霧器がそれぞれ、分離可能なハウジングに収容される、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項９】
形状記憶合金が、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）合金を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１０】
エアロゾル送達装置への吸引に対応する信号を出力するように構成されたフローセンサと、
吸引の検出に応答して電流を出力して熱を生成して分配機構の形状を変化させるように構成されたコントローラと、
をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１１】
分配機構が、第１の形状から第２の形状に変化して、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させるように構成されたアクチュエータを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１２】
分配機構が、リザーバの内部と係合したピストンをさらに含み、ピストンが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成される、請求項１１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１３】
エアロゾル送達装置の操作方法であって、
電源と、噴霧器と、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、形状記憶合金を含む分配機構とを提供することと、
電源によって出力される電流によって分配機構を加熱して、分配機構の形状を変化させて、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節することと、
電源から噴霧器に電流を導いて、エアロゾル前駆体組成物からエアロゾルを生成することと、
を含む操作方法。
【請求項１４】
噴霧器を提供することが、分配機構であり、且つ、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルと液体輸送要素とを含む、加熱要素を提供することを含み、１つ以上のコイルが液体輸送要素の周りに巻き付けられ、
分配機構の形状を変化させることが、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、１つ以上のコイルを変化させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１５】
コイルに対する電流の流れを停止することによって、第２の形状から第１の形状にコイルを戻すことをさらに含む、請求項１４に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１６】
弁を含む分配機構の形状を変化させることが、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１７】
弁での電流の受け取りを停止することと、
それに応じて、第２の形状から第１の形状に弁を戻すことと
をさらに含む、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１８】
センサによって吸引を検出することをさらに含み、
吸引の検出に応答して、電源によって供給される電流による分配機構の加熱が制御される、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１９】
分配機構の形状を変化させることが、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させて、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項２０】
第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させることが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿ってリザーバの内部と係合したピストンを動かすことを含む、請求項１９に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、喫煙品などのエアロゾル送達装置に関し、さらに具体的には、エアロゾルの生成のために電気的に生成された熱を利用するエアロゾル送達装置（例えば、一般に電子タバコと呼ばれる喫煙品）に関する。エアロゾル送達装置は、タバコから製造されたか、タバコに由来するか、あるいはタバコを組み込む材料を組み込み、人間が摂取するために吸入可能なエアロゾルを形成するために気化することができるエアロゾル前駆体を加熱するように構成される。
【背景技術】
【０００２】
使用のためにタバコを燃焼することを必要とする喫煙製品の改良品または代替品として、多くの喫煙装置が長年にわたって提案されてきた。これらの装置の多くは、紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙に関連する感覚を提供するように設計されているが、タバコの燃焼に起因する相当量の不完全燃焼および熱分解生成物を送達することはないと言われている。この目的のために、電気エネルギーを利用して揮発性材料を気化または加熱するか、タバコを著しく燃焼することなく紙巻タバコ、葉巻またはパイプの喫煙感覚を提供しようとする多くの喫煙製品、香味発生器および薬用吸入器が提案されている。例えば、参照により本明細書に組み込まれるＲｏｂｉｎｓｏｎらの米国特許第７，７２６，３２０号明細書ならびにＧｒｉｆｆｉｔｈ，Ｊｒ．らの米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書およびＳｅａｒｓらの米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書に記載の背景技術に記載されている様々な代替喫煙品、エアロゾル送達装置および発熱源を参照されたい。また、例えば、参照により本明細書に組み込まれるＢｌｅｓｓらの米国特許出願公開第２０１５／０２１６２３２号明細書に記載の商標名および商業的供給元によって参照される様々な種類の喫煙品、エアロゾル送達装置および電気式発熱源を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，７２６，３２０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０２５５７０２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１５／０２１６２３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、機能性が向上したエアロゾル送達装置を提供することが望ましい。これに関して、噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の送達を改善することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、形状記憶合金を含むエアロゾル送達装置および関連方法に関する。一態様では、エアロゾル送達装置が提供される。エアロゾル送達装置は、電流を出力するように構成された電源を含んでもよい。エアロゾル送達装置は、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと流体連通する噴霧器を含んでもよい。噴霧器は、電源から電流を受け取るように構成されてもよい。エアロゾル送達装置は、電源によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させ、かつリザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように構成された形状記憶合金を含む分配機構を含んでもよい。噴霧器は、そこからエアロゾルを生成するように構成されてもよい。
【０００６】
いくつかの実施形態では、噴霧器は液体輸送要素および加熱要素を含んでもよい。加熱要素は、分配機構であってよく、液体輸送要素の周りに巻き付けられた形状記憶合金を含む１つ以上のコイルを含んでもよい。形状記憶合金を含む１つ以上のコイルは、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、変化するように構成されている。１つ以上のコイルでの電流の受け取りを停止すると、１つ以上のコイルは、第２の形状から第１の形状に戻るように構成されてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態では、分配機構は、弁を含んでもよい。弁は、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化するように構成されてもよい。弁での電流の受け取りを停止すると、弁は、第２の形状から第１の形状に戻るように構成されてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、電源、リザーバおよび噴霧器はそれぞれ、分離可能なハウジングに収容されてもよい。いくつかの実施形態では、形状記憶合金はニッケルチタン合金を含んでもよい。いくつかの実施形態では、エアロゾル送達装置は、エアロゾル送達装置への吸引に対応する信号を出力するように構成されたフローセンサと、吸引の検出に応答して電流を出力して熱を生成して分配機構の形状を変化させるように構成されたコントローラとを含んでもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態では、分配機構は、第１の形状から第２の形状に変化して、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させるように構成されたアクチュエータを含んでもよい。分配機構は、リザーバの内部と係合したピストンをさらに含んでもよく、ピストンは、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成される。
【００１０】
追加の態様では、エアロゾル送達装置の操作方法が提供される。方法は、電源と、噴霧器と、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、形状記憶合金を含む分配機構とを提供することを含んでもよい。方法はまた、電源によって出力される電流によって分配機構を加熱して、分配機構の形状を変化させて、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節することを含んでもよい。方法はまた、電源から噴霧器に電流を導いて、エアロゾル前駆体組成物からエアロゾルを生成することを含んでもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、噴霧器を提供することは、分配機構であり、且つ、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルと液体輸送要素とを含む、加熱要素を提供することを含んでもよく、１つ以上のコイルは、液体輸送要素の周りに巻き付けられる。分配機構の形状を変化させることは、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、１つ以上のコイルを変化させることを含んでもよい。方法は、コイルに対する電流の流れを停止することによって、第２の形状から第１の形状にコイルを戻すことを含んでもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、弁を含む分配機構の形状を変化させることは、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化させることを含んでもよい。方法は、弁での電流の受け取りを停止することを含んでもよい。方法は、それに応じて、第２の形状から第１の形状に弁を戻すことを含んでもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、方法は、センサによって吸引を検出することを含んでもよい。吸引の検出に応答して、電源によって供給される電流による分配機構の加熱が制御されてもよい。いくつかの実施形態では、分配機構の形状を変化させることは、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させて、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させることを含んでもよい。第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させることは、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿ってリザーバの内部と係合したピストンを動かすことを含んでもよい。本開示のこれらならびに他の特徴、態様および利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【００１４】
したがって、本開示は、限定するものではないが、以下の実施形態を含む。
【００１５】
実施形態１：エアロゾル送達装置であって、
電流を出力するように構成された電源と、
エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと流体連通している噴霧器であって、電源から電流を受け取るように構成されている噴霧器と、
電源によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させてリザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように構成された形状記憶合金を含む分配機構と、
を含み、
噴霧器が、そこからエアロゾルを生成するように構成されるエアロゾル送達装置。
【００１６】
実施形態２：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、噴霧器が液体輸送要素および加熱要素を含む、装置。
【００１７】
実施形態３：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、
加熱要素が、分配機構であり、且つ、液体輸送要素の周りに巻き付けられた形状記憶合金を含む１つ以上のコイル含み、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルが、液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、変化するように構成されている、装置。
【００１８】
実施形態４：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、１つ以上のコイルでの電流の受け取りを停止すると、１つ以上のコイルが、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、装置。
【００１９】
実施形態５：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、分配機構が弁を含む、装置。
【００２０】
実施形態６：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、弁が、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化するように構成される、装置。
【００２１】
実施形態７：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、弁での電流の受け取りを停止すると、弁が、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、装置。
【００２２】
実施形態８：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、電源、リザーバおよび噴霧器がそれぞれ、分離可能なハウジングに収容される、装置。
【００２３】
実施形態９：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、形状記憶合金がニッケルチタン（ＮｉＴｉ）合金を含む、装置。
【００２４】
実施形態１０：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、エアロゾル送達装置への吸引に対応する信号を出力するように構成されたフローセンサと、吸引の検出に応答して電流を出力して熱を生成して分配機構の形状を変化させるように構成されたコントローラとをさらに含む、装置。
【００２５】
実施形態１１：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、分配機構が、第１の形状から第２の形状に変化して、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させるように構成されたアクチュエータを含む、装置。
【００２６】
実施形態１２：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの装置であって、分配機構が、リザーバの内部と係合したピストンをさらに含み、ピストンが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成される、装置。
【００２７】
実施形態１３：エアロゾル送達装置の操作方法であって、電源と、噴霧器と、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、形状記憶合金を含む分配機構とを提供することと、電源によって出力される電流によって分配機構を加熱して、分配機構の形状を変化させて、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節することと、電源から噴霧器に電流を導いて、エアロゾル前駆体組成物からエアロゾルを生成することと、を含む、操作方法。
【００２８】
実施形態１４：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、
噴霧器を提供することが、分配機構であり、且つ、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルと液体輸送要素とを含む、加熱要素を提供することを含み、
１つ以上のコイルが液体輸送要素の周りに巻き付けられ、
分配機構の形状を変化させることが、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、１つ以上のコイルを変化させることを含む、方法。
【００２９】
実施形態１５：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、コイルに対する電流の流れを停止することによって、第２の形状から第１の形状にコイルを戻すことをさらに含む、方法。
【００３０】
実施形態１６：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、弁を含む分配機構の形状を変化させることが、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化させることを含む、方法。
【００３１】
実施形態１７：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、弁での電流の受け取りを停止することと、それに応じて、第２の形状から第１の形状に弁を戻すこととをさらに含む、方法。
【００３２】
実施形態１８：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、センサによって吸引を検出することをさらに含み、吸引の検出に応答して、電源によって供給される電流による分配機構の加熱が制御される、方法。
【００３３】
実施形態１９：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、分配機構の形状を変化させることが、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させて、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させることを含む、方法。
【００３４】
実施形態２０：任意の前述の実施形態、または任意の前述の実施形態の任意の組合せの方法であって、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させることが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿ってリザーバの内部と係合したピストンを動かすことを含む、方法。
【００３５】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下に簡単に説明する添付の図面とともに、以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。本開示は、そのような特徴または要素が、本明細書の特定の実施形態の説明または特許請求の範囲において、明示的に組み合わされているか、あるいは列挙されているかどうかにかかわらず、本開示に記載されているか、請求項のうちいずれか１つ以上に記載されている２つ、３つ、４つまたはそれ以上の特徴または要素の任意の組合せを含む。本開示は、本開示の前後関係が明らかに他のことを指示しない限り、その態様および実施形態のいずれかにおいて、本開示の任意の分離可能な特徴または要素が、組合せ可能であるように意図された通りに見えるように全体的に読み取られることを意図している。
【００３６】
本開示は上述の一般的な用語で記載しており、添付の図面をこれから参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】本開示の例示的な実施形態による、閉鎖構成にある弁として設けられた分配機構を有するエアロゾル送達装置の側面断面図を示し、ここで弁は、形状記憶合金を含む。
【図１Ｂ】本開示の例示的な実施形態による、弁が開放構成にある図１Ａのエアロゾル送達装置の側面断面図を示す。
【図２Ａ】本開示の例示的な実施形態による、後退形状のアクチュエータとして設けられ、ラチェットの第１の歯に連結された分配機構を有するエアロゾル送達装置の側面断面図を示し、ここでアクチュエータは、形状記憶合金である。
【図２Ｂ】本開示の例示的な実施形態による図２Ａのエアロゾル送達装置の側面断面図を示し、ここでアクチュエータは、延在形状にある。
【図２Ｃ】本開示の例示的な実施形態による、図２Ａのエアロゾル送達装置の側面断面図を示し、ここでアクチュエータは、後退形状にあり、ラチェットの第２の歯に連結されている。
【図３Ａ】本開示の例示的な実施形態による、液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間された加熱要素の側面図を示し、ここで加熱要素は、形状記憶合金を含む。
【図３Ｂ】本開示の例示的な実施形態による図３Ａの加熱要素の側面図を示し、ここで加熱要素は、液体輸送要素の外面と接触している。
【図４】本開示の例示的な実施形態によるエアロゾル送達装置の操作方法の方法流れ図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本開示は、以下、その例示的な実施形態を参照して、さらに詳細に記載される。これらの例示的な実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように記載される。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、適用される法的要件を満たすように提供される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、前後関係が明らかに他のことを指示しない限り、複数の指示対象を含む。
【００３９】
以下に記載されるように、本開示の実施形態は、エアロゾル送達装置および関連方法に関する。本開示によるエアロゾル送達装置は、（好ましくは、材料を著しく燃焼させることなく）材料を加熱して吸入可能な物質を形成するために、電気エネルギーを使用する。そのようなシステムの構成要素は、最も好ましくは、手持ち式装置と見なすのに十分に小型の物品の形態を有する。すなわち、エアロゾルが主にタバコの燃焼または熱分解の副産物から生じるという意味では、好ましいエアロゾル送達装置の構成要素を使用しても煙が生成されず、むしろそれらの好ましい装置を使用すると、その中に組み込まれた特定の成分の揮発または気化に起因する蒸気が生成される。好ましい実施形態では、エアロゾル送達装置の構成要素は、電子タバコとして特徴付けられてもよく、これらの電子タバコは、最も好ましくは、タバコおよび／またはタバコ由来成分を組み込み、ひいてはエアロゾル形態のタバコ由来成分を送達する。
【００４０】
特定の好ましいエアロゾル送達装置のエアロゾル生成成分は、そのいかなる成分も実質的に燃焼することなく、タバコを点火し燃焼させることによって（ひいては、タバコの煙を吸い込むことによって）使用される紙巻タバコ、葉巻またはパイプを喫煙するという数々の感覚（例えば、吸入および呼気の作法、味または香味の種類、感覚刺激効果、物理的感触、使用作法、目に見えるエアロゾルによってもたらされるような視覚的刺激など）をもたらす。例えば、本開示のエアロゾル生成装置のユーザは、喫煙者が従来の種類の喫煙品を使用するのと同じように、その装置を保持し使用し、その装置によって生成されたエアロゾルを吸入するためにその装置の一端を吸い、選択された時間間隔で吸煙する等々を行う。
【００４１】
本開示のエアロゾル送達装置はまた、好適な蒸気生成物品または薬剤送達物品として特徴付けられる。したがって、そのような物品または装置は、吸入可能な形態または状態で、１つ以上の物質（例えば、香味および／または薬学的活性成分）を提供するように構成することができる。例えば、吸入可能な物質は、実質的に蒸気の形態（すなわち、その臨界点よりも低い温度で気相にある物質）であり得る。あるいは、吸入可能な物質は、エアロゾルの形態（すなわち、気体中の微細固体粒子または液滴の浮遊物）であり得る。
【００４２】
本開示のエアロゾル送達装置は、最も好ましくは、電源（すなわち、電力源）、少なくとも１つの制御構成要素（例えば、電力放出ユニットからエアロゾル生成装置の他の構成要素への電流の流れを制御することなどによって、発熱のために供給される電力を作動、制御、調節および／または停止するための手段）、噴霧器（例えば、液体輸送要素および電気抵抗ヒータまたは発熱部品）、分配機構（例えば、形状記憶合金を含む弁またはアクチュエータ）、エアロゾル前駆体（例えば、「スモークジュース（ｓｍｏｋｅ  ｊｕｉｃｅ）」、「ｅ−リキッド（ｅ−ｌｉｑｕｉｄ）」および「ｅ−ジュース（ｅ−ｊｕｉｃｅ）」と一般に呼ばれる成分など、一般に、十分な熱を加えるとエアロゾルを生じることができる液体である組成物）、およびエアロゾル吸入のためにエアロゾル送達装置を吸引することを可能にするマウスエンド領域または先端（例えば、生成されたエアロゾルがユーザによる吸引によりそこから引き出されるように、エアロゾル送達装置を通る画定された空気流路）の何らかの組合せを含む。
【００４３】
本開示のエアロゾル送達装置内の構成要素のさらに具体的な形式、構成および配置は、以下に提供されるさらなる開示に照らして明らかになるであろう。さらに、様々なエアロゾル送達装置構成要素の選択および配置は、本開示の背景技術の項で参照される代表的な製品などの市販の電子エアロゾル送達装置を考慮して理解することができる。
【００４４】
エアロゾル送達装置内の構成要素の位置合わせは可変である。特定の実施形態では、エアロゾル前駆体組成物は、装置の２つの対向端に対して中心（例えば、特定の状況では交換可能かつ使い捨て可能または再充填可能なカートリッジのリザーバ内）に配置される。ただし、他の構成は除外されない。一般に、加熱要素からの熱がエアロゾル前駆体組成物（ならびに、同様に、ユーザへの送達のために提供され得る１つ以上の風味料、薬剤など）を揮発させ、ユーザに送達するためのエアロゾルを形成するように、構成要素が互いに対して構成される。加熱要素がエアロゾル前駆体組成物を加熱すると、消費者による吸入に適した物理的形態でエアロゾルが形成、放出または生成される。前述の用語は、放出する（ｒｅｌｅａｓｅ）、放出する（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）、放出する（ｒｅｌｅａｓｅｓ）または放出された（ｒｅｌｅａｓｅｄ）への言及が、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍ  ｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｅ）、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）、形成するまたは生成する（ｆｏｒｍｓ  ｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｅｓ）および形成されたまたは生成された（ｆｏｒｍｅｄ  ｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｅｄ）を含むように言い換え可能であることを意味することに留意すべきである。具体的には、吸入可能な物質は、蒸気もしくはエアロゾルまたはそれらの混合物の形態で放出される。
【００４５】
エアロゾル送達装置は、電池または他の電源を組み込んで、例えば、ヒータの電力供給、制御システムの電力供給、インジケータの電力供給、分配機構の作動など、装置に様々な機能を提供するのに十分な電流を供給する。電源は様々な実施形態をとることができる。好ましくは、電源は、加熱要素および／または分配機構を急速に加熱するのに十分な電力を供給してエアロゾルを形成することができ、所望の持続時間にわたり使用を通して物品に電力を供給することができる。電源は、エアロゾル送達装置を容易に取り扱うことができるように、エアロゾル送達装置内に都合よく収まる大きさであることが好ましい。さらに、好ましい電源は、望ましい喫煙経験を損なわないように十分に軽量である。例えば、電源は電池である。
【００４６】
いくつかの実施形態では、カートリッジは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｏｖａｋらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書に開示されているように、カートリッジと制御本体との間の相対的な回転を実質的に防止する回転防止機構を含む基部を含む。
【００４７】
噴霧器ユニットは、本エアロゾル送達装置に使用される１つ以上のヒータ構成要素を含んでもよい。様々な実施形態では、１つ以上のマイクロヒータまたは類似の固体ヒータが使用される。利用されるマイクロヒータの実施形態は、本明細書でさらに説明される。本開示の装置に使用するのに適した追加のマイクロヒータおよびマイクロヒータを組み込んだ噴霧器が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書に記載されている。いくつかの実施形態では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＷａｒｄらの米国特許第９，２１０，７３８号明細書に記載されているように、液体輸送要素の周りにコイルを巻くことによって加熱要素が形成される。さらに、いくつかの実施形態では、コイルは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅＰｉａｎｏらの米国特許第９，２７７，７７０号明細書に記載されているように、可変のコイル間隔を有する。抵抗加熱要素を形成するために、電流が印加されると熱を生成するように構成された材料の様々な実施形態が使用される。ワイヤコイルを形成する材料の例には、カンタル（ＦｅＣｒＡｌ）、ニクロム、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、アルミニウムをドープした二珪化モリブデン（Ｍｏ（Ｓｉ，Ａｌ）２）、黒鉛および黒鉛系材料、セラミック（例えば、正温度係数セラミックまたは負温度係数セラミック）ならびに銅／アルミニウム／ニッケル合金が挙げられる。追加の実施形態では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅＰｉａｎｏらの米国特許出願公開第２０１４／０２７０７２９号明細書に記載されているように、打ち抜きされた加熱要素が噴霧器に使用される。上記に加えて、追加の代表的な加熱要素およびその中で使用するための材料が、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，０６０，６７１号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，０９３，８９４号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，２２４，４９８号明細書、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ  Ｊｒ．らの米国特許第５，２２８，４６０号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３２２，０７５号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，３５３，８１３号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４６８，９３６号明細書、Ｄａｓの米国特許第５，４９８，８５０号明細書、Ｄａｓの米国特許第５，６５９，６５６号明細書、Ｄｅｅｖｉらの米国特許第５，４９８，８５５号明細書、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，５３０，２２５号明細書、Ｈａｊａｌｉｇｏｌの米国特許第５，６６５，２６２号明細書、Ｄａｓらの米国特許第５，５７３，６９２号明細書およびＦｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第５，５９１，３６８号明細書に記載されており、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、他の実施形態では、化学的加熱が使用されてもよい。上述したように、ヒータおよびヒータを形成するために使用される材料の様々な追加の例が、参照により本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｅｔｔらの米国特許第８，８８１，７３７号明細書に記載されている。
【００４８】
いくつかの実施形態では、本開示のエアロゾル送達装置は、制御本体、噴霧器ユニットおよびカートリッジを含む。制御本体がカートリッジおよび／または噴霧器ユニットに連結されると、カートリッジ内の電子部品（図示せず）が制御本体と電気接続を形成する。したがって、制御本体は、電子部品を使用して、カートリッジが純正品であるかどうかを判断し、および／または他の機能を実行する。さらに、電子部品およびそれによって実行される機能の様々な例が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｅａｒｓらの米国特許出願公開第２０１４／００９６７８１号明細書に記載されている。
【００４９】
使用中、ユーザは、噴霧器ユニット、またはエアロゾル送達装置の他の任意の部分に設けられてもよいマウスピースを吸引する。これにより、制御本体内、噴霧器ユニット内またはカートリッジ内の開口部を通して空気を引き込んでもよい。例えば、一実施形態では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤｅＰｉａｎｏらの米国特許第９，２２０，３０２号明細書に記載されているように、カプラと制御本体の外側本体との間に開口部が画定される。しかし、他の実施形態では、エアロゾル送達装置の他の部分を介して空気の流れが受け入れられる。
【００５０】
エアロゾル送達装置内のセンサ（例えば、制御本体内の吸煙またはフローセンサ）が吸煙を検出する。吸煙センサは、エアロゾル送達装置への吸引に対応する信号を出力するように構成される。制御本体は、それによって、センサによる吸煙の検出に応答して、電流を出力して噴霧器に分配されたエアロゾル前駆体組成物を加熱するように構成される。したがって、ヒータがエアロゾル前駆体組成物を気化させ、マウスピースが、それを吸引している消費者に向かって、カートリッジから空気および同伴蒸気（すなわち、吸入可能な形態のエアロゾル前駆体組成物の成分）を通過させる。
【００５１】
カートリッジに含められてもよい構成要素に関する様々な他の詳細は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＮｏｖａｋらの米国特許出願公開第２０１４／０２６１４９５号明細書に記載されている。本開示によるエアロゾル送達装置の様々な構成要素は、当該技術分野に記載され市販されている構成要素から選択することができる。市販のエアロゾル送達装置の例示的な実施形態は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１６年７月２８日に出願されたＷａｔｓｏｎらの米国特許出願番号第１５／２２２，６１５号明細書に記載されている。また、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＳｅｂａｓｔｉａｎらの米国特許出願公開第２０１４／００００６３８号明細書に開示された電子喫煙品内の複数のエアロゾル化可能な材料の制御可能な送達のためのカートリッジおよび噴霧器ユニットが参照される。
【００５２】
本開示では、図１Ａ〜図１Ｂは、全体が１００Ａで示されるエアロゾル送達装置の第１の実施形態の断面図を示す。エアロゾル送達装置は、分離可能なハウジングにそれぞれ収容された制御本体２００、カートリッジ３００および噴霧器ユニット４００を含む。噴霧器ユニット４００は、カートリッジ３００の第１の端部でカートリッジ３００と係合し、制御本体２００は、カートリッジ３００の反対側の第２の端部でカートリッジ３００と係合する。制御本体２００、カートリッジ３００および噴霧器ユニット４００のそれぞれは、ねじ係合、圧入係合、締まり嵌め、磁気係合などを介して、隣接する構成要素と機能的な関係で恒久的にまたは取り外し可能に位置合わせされる。いくつかの態様では、エアロゾル送達装置１００Ａは、カートリッジ３００、噴霧器ユニット４００および制御本体２００が組み立てられた構成にある場合、実質的に棒状、実質的に管状または実質的に円筒形状である。
【００５３】
特定の実施形態では、制御本体２００、カートリッジ３００および噴霧器ユニット４００のうちの１つ以上は、使い捨て可能であるか、再使用可能であると称される。例えば、制御本体は、典型的な交流電気コンセントへの接続、自動車の充電器（すなわち、シガーソケット）への接続、およびユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブルなどを介したコンピュータへの接続を含む任意の種類の再充電技術と組み合わされた電源２０６（例えば、交換可能な電池または再充電可能な電池および／またはキャパシタ）を有する。さらに、いくつかの実施形態では、カートリッジは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｈａｎｇらの米国第８，９１０，６３９号明細書に開示されているような使い捨てカートリッジを含む。別の例では、カートリッジ３００は、その中に配置されたエアロゾル前駆体組成物を含み、エアロゾル前駆体組成物が残らず気化した際に除去および交換されるように構成される。
【００５４】
制御本体２００は、制御構成要素（例えばコントローラ）２０２、フローセンサ２０４（例えば吸煙センサまたは圧力スイッチ）および電源２０６を含む。いくつかの態様では、電源２０６は、例えば、抵抗加熱、制御構成要素（例えば、制御構成要素２０２）の電力供給、インジケータの電力供給、分配機構の電力供給など、エアロゾル送達装置１００Ａに様々な機能を提供するのに十分な電流を出力するように構成された電池または他の電源を含む。電源２０６は、好ましくは、エアロゾル送達装置１００Ａが容易に取り扱われるように、エアロゾル送達装置１００Ａ内に都合よく収まる大きさである。制御本体２００の追加の構成要素には、限定するものではないが、例えば、吸気口２０８、様々な数、様々な形状の、および／または（例えば、そのようなインジケータが存在する場合に音を放つための）制御本体２００内の開口部内のインジケータ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））（図示せず）、噴霧器ユニット４００内に配置された加熱要素および／またはカートリッジ３００内に配置されたアクチュエータとの電気接続を可能にするコネクタ回路（図示せず）、カプラ（図示せず）、封止部材（図示せず）、接着部材（例えば、ＫＡＰＴＯＮ（Ｒ）テープ）（図示せず）、スペーサ（図示せず）ならびにエンドキャップ（図示せず）が挙げられる。電源の例は、Ｐｅｃｋｅｒａｒらの米国特許出願公開第２０１０／００２８７６６号明細書に記載されており、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。吸煙作動能力を提供する例示的な機構には、イリノイ州フリーポートのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ，Ｉｎｃ．のＭＩＣＲＯ  ＳＷＩＴＣＨ（ＴＭ）部門によって製造されたモデル１６３ＰＣ０１Ｄ３６シリコンセンサが挙げられる。本開示によるコネクタ回路に使用されてもよいデマンド操作型（ｄｅｍａｎｄ−ｏｐｅｒａｔｅｄ）電気スイッチの追加の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＧｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号明細書に記載されている。本エアロゾル送達装置に有用なマイクロコントローラを含む電流調整回路および他の制御構成要素の追加の説明は、いずれもＢｒｏｏｋｓらの米国特許第４，９２２，９０１号明細書、米国特許第４，９４７，８７４号明細書および米国特許第４，９４７，８７５号明細書、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書ならびにＮｇｕｙｅｎらの米国特許第７，０４０，３１４号明細書に提供されており、これらのいずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＡｍｐｏｌｉｎｉらの米国第９，４２３，１５２号明細書に記載された制御方式も参照される。
【００５５】
本開示のエアロゾル送達装置には、さらに別の構成要素を利用することができる。例えば、Ｓｐｒｉｎｋｅｌらの米国特許第５，１５４，１９２号明細書は、喫煙品用のインジケータを開示しており、Ｓｐｒｉｎｋｅｌ，Ｊｒ．の米国特許第５，２６１，４２４号明細書は、吸引に関連したユーザの唇の動作を検出し、次いで加熱を引き起こす装置のマウスエンドに関連する圧電センサを開示しており、ＭｃＣａｆｆｅｒｔｙらの米国特許第５，３７２，１４８号明細書は、マウスピースを通る圧力の降下に応答して加熱負荷アレイへのエネルギー流を制御するための吸煙センサを開示しており、Ｈａｒｒｉｓらの米国特許第５，９６７，１４８号明細書は、挿入された構成要素の赤外線透過性の不均一性を検出する識別器と、構成要素がレセプタクルに挿入された際に検出ルーチンを実行するコントローラとを含む喫煙装置内のレセプタクルを開示しており、Ｆｌｅｉｓｃｈｈａｕｅｒらの米国特許第６，０４０，５６０号明細書は、複数の分化したフェイズを有する規定済みの実行可能な電力サイクルを記載しており、Ｗａｔｋｉｎｓらの米国特許第５，９３４，２８９号明細書は、フォトニックオプトロニック（ｐｈｏｔｏｎｉｃ−ｏｐｔｒｏｎｉｃ）構成要素を開示しており、Ｃｏｕｎｔｓらの米国特許第５，９５４，９７９号明細書は、喫煙装置を通る吸引抵抗を変化させるための手段を開示しており、Ｂｌａｋｅらの米国特許第６，８０３，５４５号明細書は、喫煙装置に使用するための特定の電池構成を開示しており、Ｇｒｉｆｆｅｎらの米国特許第７，２９３，５６５号明細書は、喫煙装置とともに使用するための様々な充電システムを開示しており、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第８，４０２，９７６号明細書は、充電を容易にし、装置のコンピュータ制御を可能にするための喫煙装置用のコンピュータインタフェース手段を開示しており、Ｆｅｒｎａｎｄｏらの米国特許第８，６８９，８０４号明細書は、喫煙装置用の識別システムを開示しており、Ｆｌｉｃｋの国際公開第２０１０／００３４８０号パンフレットは、エアロゾル生成システムを用いた吸煙を示す流体流感知システムを開示しており、前述の開示はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書で使用され得るエアロゾル送達装置および開示材料または構成要素に関連する構成要素の追加の例には、Ｇｅｒｔｈらの米国特許第４，７３５，２１７号明細書、Ｍｏｒｇａｎらの米国特許第５，２４９，５８６号明細書、Ｈｉｇｇｉｎｓらの米国特許第５，６６６，９７７号明細書、Ａｄａｍｓらの米国特許第６，０５３，１７６号明細書、Ｗｈｉｔｅの米国第６，１６４，２８７号明細書、Ｖｏｇｅｓの米国特許第６，１９６，２１８号明細書、Ｆｅｌｔｅｒらの米国特許第６，８１０，８８３号明細書、Ｎｉｃｈｏｌｓの米国特許第６，８５４，４６１号明細書、Ｈｏｎの米国特許第７，８３２，４１０号明細書、Ｋｏｂａｙａｓｈｉの米国特許第７，５１３，２５３号明細書、Ｈａｍａｎｏの米国特許第７，８９６，００６号明細書、Ｓｈａｙａｎの米国特許第６，７７２，７５６号明細書、Ｈｏｎの米国特許第８，１５６，９４４号明細書および米国特許第８，３７５，９５７号明細書、Ｔｈｏｒｅｎｓらの米国特許第８，７９４，２３１号明細書およびＯｇｌｅｓｂｙらの第８，８５１，０８３号明細書、Ｈｏｎの米国特許出願公開第２００６／０１９６５１８号明細書および米国特許出願公開第２００９／０１８８４９０号明細書、Ｍｏｎｓｅｅｓらの米国特許第８，９１５，２５４号明細書および米国特許第８，９２５，５５５号明細書、Ｏｇｌｅｓｂｙらの米国特許出願公開第２０１０／００２４８３４号明細書、Ｗａｎｇの米国特許出願公開第２０１０／０３０７５１８号明細書、ＤｅＰｉａｎｏらの米国特許第９，２２０，３０２号明細書、Ｈｏｎの国際公開第２０１０／０９１５９３号パンフレット、Ｆｏｏの国際公開第２０１３／０８９５５１号パンフレットが挙げられ、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。様々な実施形態では、前述の文献によって開示された様々な材料が本装置に組み込まれてもよく、前述の開示はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５６】
カートリッジ３００は、その中にエアロゾル前駆体組成物３０４を収容するリザーバ３０２を含む。エアロゾル前駆体組成物３０４は、１つ以上の異なる成分を含む。例えば、エアロゾル前駆体組成物３０４は、多価アルコール（例えば、グリセリン、プロピレングリコールまたはそれらの混合物）、水、ニコチン、天然および人工の香味料、メントールまたはそれらの混合物を含む。代表的な種類の追加のエアロゾル前駆体組成物は、Ｓｅｎｓａｂａｕｇｈ，Ｊｒ．らの米国特許第４，７９３，３６５号明細書、Ｊａｋｏｂらの米国特許第５，１０１，８３９号明細書、ＢｉｇｇｓらのＰＣＴ国際公開第９８／５７５５６号パンフレットおよびＲ．Ｊ．Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＭｏｎｏｇｒａｐｈによるＣｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓ  ｔｈａｔ  Ｈｅａｔ  Ｉｎｓｔｅａｄ  ｏｆ  Ｂｕｒｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ（１９８８）に記載されており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。エアロゾル前駆体組成物に含まれるタバコまたはタバコ由来成分の説明を含む、エアロゾル前駆体組成物の実施形態に関する追加の説明は、いずれも２０１６年７月２１日に出願され、いずれもＤａｖｉｓらの米国特許出願番号第１５／２１６，５８２号明細書および米国特許出願番号第１５／２１６，５９０号明細書に提供され、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５７】
カートリッジ３００はさらに、長手方向に延びる空気流路３１８を含み、空気流路３１８は、カートリッジ３００の長手方向の長さ全体にわたって延びる。空気流路３１８は、吸気口２０８と流体連通する第１の長手方向端部にポートを画定し、噴霧器ユニットの流路４０４（以下にさらに詳細に説明される）と連絡する反対側の第２の長手方向端部にポートを画定する。空気流路３１８は、消費者ユーザのための吸入可能な物質を形成するために、吸気口２０８から噴霧器４０２（以下にさらに詳細に説明される）に近接する位置に周囲空気を導くように構成される。
【００５８】
噴霧器ユニット４００は、噴霧器４０２と、噴霧器ユニット４００の内部構造によって画定される流路４０４と、マウスピース４０６を有するマウスエンド領域とを含む。マウスエンド領域は、カートリッジ３００と係合している噴霧器ユニット４００の端部の反対側に画定される。マウスピース４０６は、エアロゾル送達装置１００Ａの吸引中に、噴霧器ユニット４００から消費者に向かって空気および同伴蒸気（すなわち、吸入可能なエアロゾル形態のエアロゾル前駆体組成物の成分）を通過させる開口部を含む。
【００５９】
噴霧器ユニット４００の内部は、流路４０４を形成する内部構造を含む。例えば、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、流路４０４は複数の部分で構成され、第１の部分は、噴霧器ユニット４００のハウジングの２つの内部構造の間に画定され、リザーバ３０２と噴霧器４０２との間に画定されたポート３１０を通る流れの方向に対して実質的に平行である。流路４０４の第２の部分は、噴霧器ユニット４０２とハウジングの内部構造との間に画定され、ポート３１０を通る流れの方向に対して実質的に垂直である。したがって、流路４０４の第１および第２の部分は互いに対して約９０度に配置される。流路４０４の第３の部分は、噴霧器ユニット４００のハウジングの内部構造と噴霧器ユニット４００のハウジングの内部との間に画定され、ポート３１０に対して実質的に平行である。流路４０４の第３の部分は、空気流路３１８の反対側の第２の端部と流体連通する。マウスピース４０６は、流路４０４の第３の部分に隣接し流体連通するように配置される。したがって、エアロゾル前駆体組成物３０４が流路４０４を通ってリザーバ３０２から噴霧器４０２に送達されると、エアロゾル前駆体組成物３０４を加熱してそこからエアロゾルを生成するように噴霧器４０２が構成される。流入口２０８から空気流路３１８を通って導かれた周囲空気が、エアロゾルと混合されて吸入可能な物質を形成する。形成された吸入可能な物質は、流路４０４の第３の部分からマウスピース４０６に導かれて、消費者に送達される。
【００６０】
いくつかの態様では、噴霧器４０２は、電池２０６と電気的に連絡しており、かつそこから受け取った電流に応答して熱を生成するように構成されたワイヤコイルを含む抵抗加熱要素と、熱との相互作用によってエアロゾルを生成するために、加熱要素によって生成された熱と相互作用するようにエアロゾル前駆体組成物を導くように構成されたウィックを含む液体輸送要素とを含む。ワイヤコイルが分配機構ならびに抵抗加熱要素として作用する噴霧器４０２の例示的な実施形態が、図３Ａ〜図３Ｂを参照して提供される。
【００６１】
ワイヤコイルを形成するために、電流が印加されると熱を発生するように構成された材料の様々な実施形態が使用される。ワイヤコイルを形成する材料の例には、カンタル（ＦｅＣｒＡｌ）、ニクロム、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ）、アルミニウムをドープした二珪化モリブデン（Ｍｏ（Ｓｉ，Ａｌ）２）およびセラミック（例えば、正温度係数セラミック）が挙げられる。あるいは、ワイヤコイルは、図３Ａ〜図３Ｂに関してさらに詳細に説明されるニッケルチタンなどの形状記憶合金から形成される。液体輸送要素もまた、液体を輸送するように構成された様々な材料から形成される。例えば、液体輸送要素は、いくつかの実施形態では綿および／またはガラス繊維を含む。加熱要素の両端にある導電性ヒータ端子（例えば、正負の端子）は、加熱要素を通して電流を導くように構成され、適切な配線またはコネクタ回路（図示せず）に取り付けられて、噴霧器ユニット４００がカートリッジ３００および制御本体２００と係合した際に加熱要素と電池２０６との電気接続を形成するように構成される。噴霧器４０２およびその構成要素の追加の例示的な構成は、いずれもＢｒａｍｍｅｒらの米国特許出願公開第２０１５／０１１７８４２号明細書、米国特許出願公開第２０１５／０１１４４０９号明細書および米国特許出願公開第２０１５／０１１７８４１号明細書に提供されており、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００６２】
噴霧器ユニット４００がカートリッジ３００および制御本体２００と係合されている場合、カートリッジ３００のリザーバ３０２から噴霧器ユニット４００にエアロゾル前駆体組成物３０４が選択的に分配されるように構成される。このように、分配機構３０６がリザーバ３０２内および／または噴霧器ユニット４００内に配置され、分配機構３０６は、電源２０６によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させるように構成されている形状記憶合金を含む。
【００６３】
形状記憶合金とは、一般に、適切な熱刺激を受けた際に以前に規定されたいくつかの形状または大きさに戻る能力を示す一群の金属材料を指す。形状記憶合金は、それらの降伏強度、剛性、寸法および／または形状が温度の関数として変化する相転移を起こすことができる。一般に、形状記憶合金は、低温またはマルテンサイト相では弾性変形することができ、ある程度高い温度にさらされると、オーステナイト相または母相に変態し、変形前のそれらの形状に戻る。
【００６４】
形状記憶合金は、いくつかの異なる温度依存相で存在する。これらの相のうち最も一般的に利用されているのは、いわゆるマルテンサイト相およびオーステナイト相である。以下の考察では、マルテンサイト相とは一般に比較的変形可能な低温相を指し、オーステナイト相とは一般に比較的硬質の高温相を指す。形状記憶合金は、マルテンサイト相にあり加熱されると、オーステナイト相に変化し始める。この現象が始まる温度は、多くの場合、オーステナイト開始温度（Ａｓ）と呼ばれる。この現象が完了する温度は、オーステナイト終了温度（Ａｆ）と呼ばれる。
【００６５】
形状記憶合金は、オーステナイト相にあり冷却されるとマルテンサイト相に変化し始め、この現象が始まる温度は、マルテンサイト開始温度（Ｍｓ）と呼ばれる。オーステナイトがマルテンサイトに変態し終わる温度は、マルテンサイト終了温度（Ｍｆ）と呼ばれる。一般に、形状記憶合金は、それらのマルテンサイト相にある方が柔らかく容易に変形可能であり、オーステナイト相にある方が硬く、強固であり、および／または硬質である。
【００６６】
形状記憶合金は、合金の組成および加工履歴に応じて、一方向形状記憶効果、内因性双方向効果（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｔｗｏ−ｗａｙ  ｅｆｆｅｃｔ）または外因性双方向形状記憶効果（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ  ｔｗｏ−ｗａｙ  ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を示すことができる。焼鈍された形状記憶合金は、通常、一方向形状記憶効果のみを示す。形状記憶材料を低温変形の後に十分に加熱すると、マルテンサイトからオーステナイト型への転移を引き起こし、材料は元の焼鈍形状を回復する。したがって、一方向形状記憶効果は加熱時にのみ観察される。一方向記憶効果を示す形状記憶合金組成物を含む活物質は、自動的には再形成せず、形状をその以前の形状に戻すために外部の機械的な力を必要とする。
【００６７】
内因性および外因性双方向形状記憶材料は、加熱時のマルテンサイト相からオーステナイト相への（すなわち、第１の形状から第２の形状への）形状転移、ならびに冷却時のオーステナイト相からマルテンサイト相に戻る（すなわち、第２の形状から第１の形状への）追加の形状転移によって特徴付けられる。本開示に関して、本明細書に記載の形状記憶合金は、双方向形状記憶効果を示す。内因性形状記憶効果を示す活物質は、上記の相変態の結果として活物質が自動的に自らを再形成する形状記憶合金組成物から製造される。形状記憶材料では、加工によって内因性双方向形状記憶挙動を誘発しなければならない。そのような手順は、マルテンサイト相にある間の材料の極端な変形、拘束もしくは負荷の下での加熱−冷却、またはレーザーアニーリング、研磨もしくはショットピーニングなどの表面改質を含む。双方向形状記憶効果を示すように材料がトレーニングされると、低温状態と高温状態との間の形状変化は一般に可逆的であり、多数の熱サイクルを通して持続する。対照的に、外因性双方向形状記憶効果を示す活物質は、一方向効果を示す形状記憶合金組成物と、元の形状を再形成するための復元力を提供する他の元素とを組み合わせる複合材料または複数成分材料である。
【００６８】
形状記憶合金が加熱された際にその高温形態を記憶する温度は、合金の組成のわずかな変化によって、および熱処理を介して調節可能である。例えば、ニッケル−チタン形状記憶合金では、約１００℃超から約−１００℃未満まで変化させることができる。形状回復プロセスは、わずか数度の範囲にわたって発生し、変態の開始または終了は、所望の用途および合金組成に応じて１または２度以内に制御することができる。形状記憶合金の機械的性質は、それらの変態にまたがる温度範囲にわたって大きく変化し、典型的にはシステムに形状記憶効果、超弾性効果および高減衰能をもたらす。
【００６９】
好適な形状記憶合金材料には、限定するものではないが、ニッケル−チタン系合金、インジウム−チタン系合金、ニッケル−アルミニウム系合金、ニッケル−ガリウム系合金、銅系合金（例えば、銅−亜鉛合金、銅−アルミニウム合金、銅−金、および銅−スズ合金）、金−カドミウム系合金、銀−カドミウム系合金、インジウム−カドミウム系合金、マンガン−銅系合金、鉄−白金系合金、鉄−白金系合金、鉄−パラジウム系合金などが挙げられる。合金組成が形状記憶効果、例えば、形状配向の変化、減衰能などを示す限り、合金は二元、三元、または任意の高次であり得る。
【００７０】
形状記憶合金は、それらのマルテンサイトからオーステナイトへの相転移温度を超えて加熱されると、（予歪みの量に応じて）２．５倍の弾性率の増加および最大８％の寸法変化を示す。超弾性（または擬弾性）として知られる形状記憶合金の応力誘起相変化とは、双方向に実質的に変形した後に負荷が除かれると形状記憶合金がその元の形状に戻る能力を指す。形状記憶合金がそれらのオーステナイト相にある際に十分な応力を加えると、最大８％の超弾性変形を示し得る比較的低い弾性率のそれらのマルテンサイト相に変化する。加えられた応力を取り除くと、形状記憶合金はそれらのオーステナイト相に戻り、その結果、それらの出発形状および比較的高い弾性率を回復し、エネルギーを消散する。さらに具体的には、外部から加えられた応力の印加は、Ｍｓよりも高い温度でマルテンサイトを形成させる。マルテンサイトの形成によって巨視的変形がもたらされる。応力が解放されると、マルテンサイト相はオーステナイト相に変態して戻り、形状記憶合金はそれらの元の形状に戻る。超弾性形状記憶合金は、永久塑性変形させることなく通常の金属合金の数倍の歪みを加えることができるが、これは特定の温度範囲にわたってのみ観察され、最大回復能力はＡｆ付近で生じる。形状記憶合金に関する追加の情報は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＢｒｏｗｎｅらの米国特許第９，３１６，２１２号明細書に提供されている。また、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＪａｎｉら、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ、（１９８０〜２０１５）、第５６巻第１０７８頁〜第１１１３頁、およびＢｏｒｄｅｎ、Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１９９１年１０月、第６７頁〜第７２頁を参照されたい。さらに、例示的な形状記憶合金は、カリフォルニア州アーバインのＤＹＮＡＬＬＯＹ，Ｉｎｃ．から市販されている。
【００７１】
このように、分配機構３０６の形状記憶合金は、電源２０６と連絡するように構成される。いくつかの実施形態では、電源２０６は、電流がコネクタ回路（図示せず）を通過することによって熱が生成される電流を出力するように構成される。したがって、フローセンサ２０４（例えば、吸煙センサまたは圧力スイッチ）によって吸煙が感知されると、電源２０６から電流が導かれて分配機構３０６の形状記憶合金を加熱してその形状を変形させ、エアロゾル前駆体組成物の流れを噴霧器４０２に提供する。電流の出力によって生成された熱は、コントローラ２０２によって、コネクタ回路を介して分配機構３０６、ならびに噴霧器４０２に導かれる。これに関して、分配機構が抵抗加熱によって加熱されるように、分配機構３０６を通して電流が導かれてもよい。あるいは、別個の加熱要素が分配機構３０６を加熱してもよい。
【００７２】
したがって、本開示を参照すると、分配機構３０６の形状記憶合金は、いくつかの実施形態では、双方向形状記憶効果をもたらす。したがって、分配機構３０６は、電源２０６によって供給される電流から生成された熱に応答して第１の形状から第２の形状に（すなわち、マルテンサイト相からオーステナイト相に）形状を変化させ、冷却時に第２の形状から第１の形状に戻る（オーステナイト相からマルテンサイト相に戻る）ように構成される。好ましくは、いくつかの実施形態では、形状記憶合金は、以下の特性を有するニッケル−チタン合金を含む：約３９０℃〜４１０℃のオーステナイト終了温度Ａｆ、約１４５℃〜１５５℃のオーステナイト開始温度Ａｓ、約１４５℃〜１５５℃のマルテンサイト開始温度Ｍｓおよび約５５℃〜７５℃のマルテンサイト終了温度Ｍｆ。いくつかの実施形態では、マルテンサイト開始温度Ｍｓとオーステナイト開始温度Ａｓとは実質的に同じである。
【００７３】
形状記憶合金に利用される合金に関係なく、これらの実施形態では、分配機構３０６は、オーステナイト開始温度Ａｓに達するとすぐに第１の形状から第２の形状に変化し始めるように構成され、オーステナイト終了温度Ａｆに達するとすぐに第２の形状への変態を完了する。同様に、分配機構３０６は、マルテンサイト開始温度Ｍｓに達するとすぐに第２の形状から第１の形状に変化し始めるように構成され、マルテンサイト終了温度Ｍｆに達するとすぐに第１の形状への変態を完了する。
【００７４】
理解され得るように、これらの変態が起こる温度は、エアロゾル送達装置１００Ａがさらされる通常の周囲条件を上回るように構成され得る。このように、第１の形状から第２の形状への変態は、分配機構３０６がその使用中に意図的に加熱された場合にのみ起こり得る。同様に、第２の形状から第１の形状への変態が起こる温度もまた、分配機構が第１の形状に変態して戻り得るようにエアロゾル送達装置がさらされる通常の周囲条件を上回り得る。したがって、例えば、好ましい実施形態では、第１の形状から第２の形状への変態のためのオーステナイト開始温度Ａｓは、約１２５℃〜約１７５℃の温度で生じ得、第２の形状から第１の形状への変態のためのマルテンサイト開始温度Ｍｓは、約１６０℃〜約１００℃の温度で生じ得る。
【００７５】
いくつかの態様では、分配機構３０６は弁３０８として構成され、それにより、弁３０８は、電源２０６からの電流から生成された熱に応答して、リザーバ３０２と噴霧器４０２との間に画定されたポート３１０に対して第１の構成から第２の構成に変化するように構成される。ポート３１０は、カートリッジ３００が噴霧器ユニット４００と係合しているか位置合わせされた際に、リザーバ３０２と噴霧器４０２との間に画定された通路を含む。このように、エアロゾル前駆体組成物３０４は、弁３０８が開放構成（すなわち、弁の第２の形状）にある場合にリザーバ３０２からポート３１０を通って噴霧器４０２に分配されることが可能になり、弁３０８が閉鎖構成（すなわち、弁の第１の形状）にある場合にリザーバ３０２からポート３１０を通って噴霧器４０２に分配されるのが防がれる。
【００７６】
図１Ａは、第１の形状の弁３０８を示し、ここで弁３０８は、弁３０８がポート３１０に対して流れの方向に対して実質的に垂直に配置され、それを通る流れが遮断されるように閉鎖構成にある。弁３０８が閉鎖構成にある場合、電源２０６によって供給される電流から熱が生成されないため、弁３０８に熱が供給されない。あるいは、電源２０６からの電流から熱が生成されている場合、生成された熱は、弁３０８の形状記憶合金が変態するか形状変化するように構成されたオーステナイト開始温度Ａｓまで弁３０８の形状記憶合金を加熱していない。例えば、約１５０℃のオーステナイト開始温度Ａｓは、弁３０８の形状記憶合金を第１の構成から第２の予め構成された構成に変化させる。
【００７７】
図１Ｂは、第２の予め構成された形状の弁３０８を示し、ここで弁３０８は、弁３０８がポート３１０に対して流れの方向と実質的に平行に配置されるか、あるいはポートから少なくとも部分的に変位し、エアロゾル前駆体組成物３０４がそれを通って流れ得るように開放構成にある。弁３０８が開放構成にある場合、電源２０６からの電流から弁３０８に熱が供給され、これにより、弁３０８の形状記憶合金が少なくともオーステナイト開始温度Ａｓまで加熱される。弁３０８の形状記憶合金の温度がオーステナイト開始温度Ａｓよりも上に留まる限り、弁３０８は、その第２の予め構成された形状のままであり、ポート３１０はエアロゾル前駆体組成物３０４が流れるための開放導管のままである。しかし、電源２０６が弁３０８を加熱するための電流を供給しなくなると、弁３０８の形状記憶合金は冷え始め、形状記憶合金の温度がマルテンサイト開始温度Ｍｓまで冷えると、第１の形状（すなわち閉鎖構成）に戻る。
【００７８】
特に、いくつかの態様では、コントローラ２０２と連絡している機構（図示せず）が提供される。弁３０８がオーステナイト開始温度Ａｓに達した後および／またはオーステナイト開始温度Ａｓを超えた後、ならびに吸煙に関する所望の期間または他の尺度の後、コントローラ２０２は形状記憶合金を加熱するために電流を導くのを止め、それにより、形状記憶合金がマルテンサイト開始温度Ｍｓまで冷えて、形状記憶合金が第１の形状（すなわち閉鎖構成）に変態して戻る。このように、機構は、所望量のエアロゾル前駆体組成物３０４が流れるのを可能にするように構成され、それにより、弁３０８の形状記憶合金は、エアロゾル生成のために所望量のエアロゾル前駆体組成物３０４が噴霧器４０２に導かれるのと同時に冷却されて閉鎖構成に戻る。
【００７９】
好都合なことに、エアロゾル送達装置１００Ａは、リザーバ３０２内に配置されたエアロゾル前駆体組成物３０４の漏れを大幅に制限するか完全に防止する能力を提供する。弁３０８は、一回の吸煙当たり一定量のエアロゾル前駆体組成物３０４のみが分配されるようにポート３１０を覆うために利用され、使用されていない場合にリザーバ３０２を覆うことによって漏れを防ぐように作用する。
【００８０】
図２Ａ〜図２Ｃは、全体が１００Ｂで示されるエアロゾル送達装置の第２の実施形態の断面図を示す。エアロゾル送達装置１００Ｂは、その機能的および構造的構成要素のそれぞれが、図１Ａ〜図１Ｂに示されるエアロゾル送達装置１００Ａに多くの点で類似している。例えば、エアロゾル送達装置１００Ｂは、分離可能なハウジングにそれぞれ収容された制御本体２００、カートリッジ３００および噴霧器ユニット４００を含む。制御本体２００は、制御構成要素（例えば、コントローラ）２０２、フローセンサ２０４（例えば、吸煙センサまたは圧力スイッチ）および電源２０６など、図１Ａ〜図１Ｂに示される実施形態の制御本体２００の構成要素といずれも同じ構成要素を含む。制御本体２００には、吸気口２０８も設けられる。
【００８１】
装置１００Ｂのカートリッジ３００は、図１Ａ〜図１Ｂに示される装置１００Ａと同様に、その中にエアロゾル前駆体組成物３０４を収容するリザーバ３０２を含む。上述のように、空気流路３１８は、図１Ａ〜図１Ｂに示すように、カートリッジ３００の長手方向の長さにわたって規定され、空気流路３１８の第１の長手方向端部で吸気口２０８と流体連通する。噴霧器ユニット４００は、図１Ａ〜図１Ｂに示される装置１００Ａと同様に、噴霧器４０２と、噴霧器ユニット４００の内部構造によって画定されかつ空気流路３１８の反対側の第２の端部と流体連通する流路４０４と、マウスピース４０６を有するマウスエンド領域とを含む。ポート３１０がリザーバ３０２と噴霧器４０２との間に画定され、それを通してエアロゾル前駆体組成物３０４が分配される。しかし、装置１００Ｂは、図１Ａ〜図１Ｂに示される分配機構３０６とは異なる分配機構３０６を含む。
【００８２】
これに関して、図１Ａおよび図１Ｂに関して上述した分配機構３０６が、前駆体組成物の流れを制御する弁３０８を含むのに対して、別の実施形態の分配機構は、第１の形状から第２の形状に変化して、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させるように構成されたアクチュエータを含む。一実施形態では、ピストンがリザーバの内部と係合し、ピストンは、アクチュエータの作動に応答してリザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成される。アクチュエータとして構成された分配機構のそのような例示的な構成の１つが、図２Ａ〜図２Ｃに示されている。
【００８３】
図２Ａ〜図２Ｃに示される分配機構３０６は、リザーバ３０２に隣接する領域内のカートリッジ３００内に配置される。いくつかの態様では、分配機構３０６は、ラチェット３１４と係合したアクチュエータ３１２を含む。ラチェット３１４は、アクチュエータ３１２の作動に応答してリザーバ３０２内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成されたピストン３１６と係合する。
【００８４】
アクチュエータ３１２は、そこに導かれた電流または熱に応答して第１の形状から第２の形状に変化してリザーバ３０２内のエアロゾル前駆体組成物３０４を噴霧器４０２に向かって押すように構成された形状記憶合金を含む。さらに具体的には、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、アクチュエータ３１２はばねの形態である。ばねは、ばねが比較的短い長さを画定する後退構成（図２Ａ、図２Ｃ参照）と、ばねが比較的長い長さを画定する細長い構成（図２Ｂ参照）との間で構成可能であってよい。
【００８５】
アクチュエータ３１２は、電源２０６によって供給される電流により加熱されるように構成される。さらに具体的には、電源２０６は、電流がコネクタ回路（図示せず）を通過することによって熱が生成される電流を出力するように構成される。アクチュエータ３１２自体が電流を受け取り、それに応答して（例えば、抵抗加熱によって）熱を生成してもよいか、別個の要素が電流を受け取り、アクチュエータを加熱してもよい。したがって、アクチュエータ３１２は、電源２０６からの電流から生成された熱に応答して、ラチェット３１４に対して作動するか第１の形状から、第２の予め構成された形状に、変化するように構成される。
【００８６】
ラチェット３１４は、ピストン３１６およびアクチュエータ３１２の両方と係合し、それにより、アクチュエータ３１２の第１の形状から第２の形状への作動（例えば、形状の変化または変態）がラチェット３１４を移動させ、リザーバ３０２内の中心に規定された長手方向軸に沿ってピストン３１６がラチェット３１４と係合されている。図２Ａ〜図２Ｃに示すものなどのいくつかの例示的な実施形態では、ラチェット３１４は、一方向の運動を可能にする複数の傾斜した歯を有するバーまたはロッドを含む。例えば、ラチェット３１４の複数の傾斜した歯は、エアロゾル前駆体組成物３０４の流れ方向に沿ってのみ運動を可能にする。歯または爪（図示せず）がラチェット３１４の一組の傾斜した歯と係合可能であるため、複数の歯の各連続する歯とラチェット３１４の歯とが係合すると、アクチュエータ３１２の第１の形状から第２の形状への変化に応答して、長手方向軸に沿ってリザーバ３０２の内部でピストン３１６が徐々に移動する。
【００８７】
ピストン３１６が長手方向軸に沿って徐々に移動するにつれて、リザーバ３０２の容積が減少し、それにより、その中に収容されたエアロゾル前駆体組成物３０４がポート３１０を通って噴霧器４０２に向かって流路４０４に押し込まれる。これに関して、ポート３１０および／または流路は、ピストン３１６が変位した場合を除いて、それを通る流れに抵抗するように比較的小さくてもよい。このように、エアロゾル前駆体組成物３０４は、アクチュエータ３１２が第２の構成（すなわち、第２の予め構成された延在形状）にある場合にリザーバ３０２からポート３１０を通って噴霧器４０２に分配されることが可能になり、アクチュエータ３１２が第１の構成（すなわち、第１の後退形状）にある場合にリザーバ３０２からポート３１０を通って噴霧器４０２に分配されるのが防がれる。
【００８８】
図２Ａは、第１の構成のアクチュエータ３１２を示し、ここでアクチュエータ３１２は、外側自由端がラチェット３１４と係合し、第２の対向端がカートリッジ３００の内部領域と係合している第１の後退形状にある。アクチュエータ３１２が第１の構成にある場合、電源２０６によって供給される電流から熱が生成されないため、アクチュエータ３１２に熱が供給されない。あるいは、電源２０６からの電流から熱が生成されている場合、生成された熱は、アクチュエータ３１２の形状記憶合金が変態するか形状変化するように構成されたオーステナイト開始温度Ａｓまでアクチュエータ３１２を加熱しない。例えば、約１５０℃のオーステナイト開始温度Ａｓは、アクチュエータ３１２の形状記憶合金を第１の形状から第２の予め構成された形状に変化させる。それにもかかわらず、アクチュエータ３１２の形状記憶合金の温度がオーステナイト開始温度Ａｓに達するまで、ピストン３１６は長手方向軸に沿って移動しない。
【００８９】
図２Ｂは、第２の構成のアクチュエータ３１２を示し、ここでアクチュエータ３１２は、外側自由端がラチェット３１４と係合し、第２の対向端がカートリッジ３００の内部領域と係合している第２の延在形状にある。アクチュエータ３１２が第２の構成にある場合、アクチュエータ３１２の形状記憶合金の温度がオーステナイト開始温度Ａｓに達するかそれを超えるように、電源２０６によって供給される電流から熱が生成されているか、すでに熱が生成されている。アクチュエータ３１２の形状記憶合金の温度がオーステナイト開始温度Ａｓに達するかそれを超えると、アクチュエータは第１の後退形状から第２の延在形状に変態し始める。これにより、アクチュエータ３１２が延びるにつれてラチェット３１４が長手方向軸に沿って強制的に移動される。アクチュエータ３１２がオーステナイト開始温度Ａｓに加熱されるかそれを超えて加熱されると、アクチュエータ３１２はその最大延在長さまで延びるように構成され、最大延在長さはラチェット３１４が長手方向軸に沿って移動する１つ以上の増分に対応する。各増分はラチェットの各歯の長さによって決まる。したがって、アクチュエータ３１２が延びることができる最大長は、ラチェット３１４の各歯の長さに応じて構成することができる。例えば、一実施形態では、アクチュエータ３１２の最大延在長さで、ラチェット３１４は１ラチェット長に等しい距離を移動し、等しい量のエアロゾル前駆体組成物３０４を噴霧器４０２に向かって押す。アクチュエータ３１２の最大延在長さが達成されると、ラチェット３１４と係合したピストン３１６の歯または爪が反対方向へのラチェットの移動を妨げるか、アクチュエータ３１２自体がそのような動きを妨げるため、ピストン３１６はカートリッジ３００に対してその現在位置に留まる。
【００９０】
しかし、電源２０６が電流を供給しなくなり、それから熱が生成されなくなると、アクチュエータ３１２の形状記憶合金は冷え始め、形状記憶合金の温度がマルテンサイト開始温度Ｍｓまで冷えると、第１の後退構成（すなわち第１の形状）に戻る。第１の形状では、ピストン３１６の爪もしくは歯またはアクチュエータ３１２自体がラチェット３１４の反対方向への移動を妨げるため、ラチェット３１４およびピストン３１６はカートリッジ３００に対して同じ位置に維持される。
【００９１】
図２Ｃは、第１の構成に戻ったアクチュエータ３１２を示し、ここでアクチュエータ３１２は、マルテンサイト開始温度Ｍｓまで冷えた後の第１の後退形状にある。特に、アクチュエータ３１２の外側自由端は、第２の細長い形状から第１の後退形状に戻って変態した際に、ピストン３１６からさらに離れた新しい歯と係合して、アクチュエータの以前の細長い構成に対応する位置にピストン３１６を実質的に保持する。このように、アクチュエータ３１２は、噴霧器ユニット４００に向かってピストン３１６を実質的に一方向に移動させ、ピストンが制御本体２００に向かって反対方向に移動するのを実質的に防止する。
【００９２】
図３Ａ〜図３Ｂは、全体が５００で示される噴霧器の例示的な実施形態の側面図を示す。いくつかの実施形態では、噴霧器５００は、図１Ａ〜図１Ｂおよび図２Ａ〜図２Ｃのエアロゾル送達装置１００Ａ、１００Ｂに含まれる噴霧器４０２と同様の噴霧器として実装されるように構成されるのに対して、他の実施形態では、噴霧器５００は、従来のエアロゾル送達装置に実装されるように構成される。噴霧器５００は、液体輸送要素５０２および加熱要素５０４を含む。いくつかの点で、加熱要素５０４は、本開示の意味の範囲内で、抵抗加熱要素ならびに分配機構として構成される。さらに具体的には、加熱要素５０４は、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように構成され、噴霧器は、図１Ａ〜図１Ｂおよび図２Ａ〜図２Ｃのそれぞれに提供される分配機構３０６と同様にそこからエアロゾルを生成するように構成される。
【００９３】
いくつかの実施形態では、加熱要素５０４は、液体輸送要素５０２の周りに巻き付けられた形状記憶合金を含む１つ以上のコイルを含む。加熱要素５０４の形状記憶合金は、上述したものと同じあらゆる特性を含む。したがって、加熱要素５０４が電源（例えば、電源２０６、図１Ａ〜図２Ｃ）から電流を受け取ると、加熱要素５０４は、液体輸送要素５０２によってそれに供給されたエアロゾル前駆体組成物を加熱するだけではなく、液体輸送要素５０２の周りで第１の形状から第２の形状に変化して、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように構成される。
【００９４】
好都合なことに、エアロゾル送達装置１００Ｂならびにエアロゾル送達装置１００Ａは、必ずしも噴霧器ユニット４００または制御本体２００を交換することなくエアロゾル前駆体組成物カートリッジを交換することができるように、カートリッジ３００と噴霧器ユニット４００とを別個に収容する。したがって、これは、同じ制御本体および噴霧器ユニットを保持しながら、エアロゾル前駆体組成物の様々な香味、種類、ニコチン強度などを切り替えることができるため、再使用可能なエアロゾル送達装置に対する費用効率の良い手法である。
【００９５】
さらに具体的には、図３Ａに示すように、加熱要素５０４は第１の形状にあり、ここで加熱要素５０４の１つ以上のコイルは液体輸送要素５０２の外面から少なくとも部分的に離間されている。このように、狭窄部を実質的に設けることなくエアロゾル前駆体組成物（例えば、３０４、図１Ａ〜図２Ｃ）が液体輸送要素５０２に流れ込むのを可能にするように、液体輸送要素５０２の外面が露出される。加熱要素５０４が第１の形状にある場合、電源によって供給される電流から熱が生成されないため、加熱要素５０４によって熱が生成されない。あるいは、電源からの電流から熱が生成されている場合、生成された熱は、加熱要素５０４の形状記憶合金が変態するか形状変化するように構成されたオーステナイト開始温度Ａｓまで加熱要素５０４の形状記憶合金を加熱しない。例えば、約１５０℃のオーステナイト開始温度Ａｓは、加熱要素５０４の形状記憶合金を第１の形状から第２の予め構成された形状に変化させる。
【００９６】
逆に、図３Ｂに示すように、加熱要素５０４は、第２の予め構成された形状にあり、ここで加熱要素５０４の１つ以上のコイルは、電源からの電流から生成された熱に応答して、液体輸送要素５０２の外面と接触して液体輸送要素５０２でエアロゾル前駆体組成物を加熱し、それによりエアロゾルを生成する。加熱要素５０４が第２の予め構成された形状にある場合、加熱要素５０４の形状記憶合金の温度は、オーステナイト開始温度Ａｓを超えている。加熱要素５０４の温度がオーステナイト開始温度Ａｓを超えたままである限り、加熱要素５０４は、その第２の予め構成された形状のままであり、液体輸送要素５０２によって吸収されたエアロゾル前駆体組成物を加熱する。しかし、電流の受け取りを停止し、それによって熱が生成されなくなると、加熱要素５０４の形状記憶合金は、冷え始め、形状記憶合金の温度がマルテンサイト開始温度Ｍｓに達すると、第２の形状から第１の形状に戻る。
【００９７】
加熱要素５０４が必ずしも液体輸送要素５０２の外面と直接接触して配置されるとは限らず、締め付けることなく液体輸送要素５０２のさらに大きな表面積が露出されるため、このように形状記憶合金によって構成された噴霧器の利点には、優れたウィッキング補充が挙げられる。さらに、リザーバが設けられているカートリッジとは別に、噴霧器ユニット（例えば、噴霧器ユニット４００、図１Ａ〜図２Ｂ）内に噴霧器５００を配置することによって、単一の噴霧器が、様々な異なるエアロゾル前駆体組成物を含むカートリッジと交換することができるため、カスタマイズ性と達成される柔軟性とが向上する。さらに、この構成は、エアロゾル送達装置の既存の実施形態の場合に一般的であるように、噴霧器の交換を必要とせずにカートリッジを交換することを可能にする。
【００９８】
次に図４を参照すると、全体が６００で示されるエアロゾル送達装置の操作方法が提供される。エアロゾル送達装置の操作は、例えば上述のエアロゾル送達装置１００Ａまたはエアロゾル送達装置１００Ｂなどのエアロゾル送達装置を利用するように構成される。第１の工程６０２では、電源と、噴霧器と、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、形状記憶合金を含む分配機構とが提供されるか、あるいは利用可能にされる。いくつかの例示的な実施形態では、電源、噴霧器、リザーバおよび分配機構はそれぞれ、図１Ａ〜図１Ｂ、図２Ａ〜図２Ｂおよび／または図３Ａ〜図３Ｂを参照して本明細書に記載されているものである。
【００９９】
第２の工程６０４では、電源によって出力される電流によって分配機構を加熱して、分配機構の形状を変化させて、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節する。
【０１００】
第３の工程６０６では、電源から噴霧器に電流を導いて、エアロゾル前駆体組成物からエアロゾルを生成する。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、工程６０２で噴霧器を提供することは、分配機構である加熱要素であって、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルと液体輸送要素とを含む加熱要素を提供することと、を含んでもよく、１つ以上のコイルは、液体輸送要素の周りに巻き付けられる。工程６０４では、分配機構の形状を変化させることは、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、１つ以上のコイルを変化させることを含んでもよい。方法は、コイルに対する電流の流れを停止することによって、第２の形状から第１の形状にコイルを戻すことをさらに含んでもよい。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、弁を含む分配機構の形状を工程６０４で変化させることは、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化させることを含んでもよい。方法は、弁での電流の受け取りを停止することをさらに含んでもよい。方法は、それに応じて、第２の形状から第１の形状に弁を戻すことを含んでもよい。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、方法は、センサによって吸引を検出することをさらに含んでもよい。電源によって供給される電流によって工程６０４で分配機構を加熱することは、吸引の検出に応答して制御されてもよい。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、工程６０４で分配機構の形状を変化させることは、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させて、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させることを含んでもよい。第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させることは、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿ってリザーバの内部と係合したピストンを動かすことを含んでもよい。
【０１０５】
上記の説明および関連する図面に示された教示の利益を有し、本開示が関連する当業者には、本開示の多くの変更および他の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、変更および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書では特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、限定のために使用されない。
【図１Ａ】
2020505070.tif 000003
【図１Ｂ】
2020505070.tif 000004
【図２Ａ】
2020505070.tif 000005
【図２Ｂ】
2020505070.tif 000006
【図２Ｃ】
2020505070.tif 000007
【図３Ａ】
2020505070.tif 000008
【図３Ｂ】
2020505070.tif 000009
【図４】
2020505070.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月8日(2019.3.8)
【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】
エアロゾル送達装置であって、
電流を出力するように構成された電源と、
エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと流体連通している噴霧器であって、電源から電流を受け取るように構成されている噴霧器と、
電源から電流を受け取るように電源と連絡して配置される分配機構であって、電源によって供給される電流から生成された熱に応答して形状を変化させるように、かつリザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節するように、構成された形状記憶合金を含む分配機構と、
を含み、
噴霧器が、そこからエアロゾルを生成するように構成される、エアロゾル送達装置。
【請求項２】
噴霧器が、液体輸送要素および加熱要素を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項３】
加熱要素が、分配機構であり、且つ、液体輸送要素の周りに巻き付けられた形状記憶合金を含む１つ以上のコイルを含み、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルが、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、変化するように構成されている、請求項２に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項４】
１つ以上のコイルでの電流の受け取りを停止すると、１つ以上のコイルが、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、請求項３に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項５】
分配機構が、弁を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項６】
弁が、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化するように構成される、請求項５に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項７】
弁での電流の受け取りを停止すると、弁が、第２の形状から第１の形状に戻るように構成される、請求項６に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項８】
電源、リザーバおよび噴霧器がそれぞれ、分離可能なハウジングに収容される、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項９】
形状記憶合金が、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）合金を含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１０】
エアロゾル送達装置への吸引に対応する信号を出力するように構成されたフローセンサと、
吸引の検出に応答して電流を出力して熱を生成して分配機構の形状を変化させるように構成されたコントローラと、
をさらに含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１１】
分配機構が、第１の形状から第２の形状に変化して、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させるように構成されたアクチュエータを含む、請求項１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１２】
分配機構が、リザーバの内部と係合したピストンをさらに含み、ピストンが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿って移動するように構成される、請求項１１に記載のエアロゾル送達装置。
【請求項１３】
エアロゾル送達装置の操作方法であって、
電源と、噴霧器と、エアロゾル前駆体組成物を収容するリザーバと、電源から電流を受け取るように電源と連絡して配置される分配機構であって、形状記憶合金を含む、分配機構とを提供することと、
電源によって出力される電流によって分配機構を加熱して、分配機構の形状記憶合金の形状を変化させて、リザーバから噴霧器へのエアロゾル前駆体組成物の流れを選択的に調節することと、
電源から噴霧器に電流を導いて、エアロゾル前駆体組成物からエアロゾルを生成することと、
を含む操作方法。
【請求項１４】
噴霧器を提供することが、分配機構であり、且つ、形状記憶合金を含む１つ以上のコイルと液体輸送要素とを含む、加熱要素を提供することを含み、１つ以上のコイルが液体輸送要素の周りに巻き付けられ、
分配機構の形状を変化させることが、１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面から少なくとも部分的に離間されてエアロゾル前駆体組成物が液体輸送要素に流れ込むことを可能にする第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答して１つ以上のコイルが液体輸送要素の外面と接触して液体輸送要素でエアロゾル前駆体組成物を加熱してそれによりエアロゾルを生成する第２の形状に、１つ以上のコイルを変化させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１５】
コイルに対する電流の流れを停止することによって、第２の形状から第１の形状にコイルを戻すことをさらに含む、請求項１４に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１６】
弁を含む分配機構の形状を変化させることが、エアロゾル前駆体組成物がリザーバから噴霧器に分配されるのを防ぐために弁が閉鎖構成にある第１の形状から、電源からの電流から生成された熱に応答してリザーバと噴霧器との間に画定されたポートに対してリザーバから噴霧器にエアロゾル前駆体組成物を分配することを可能にするために弁が開放構成にある第２の形状に、変化させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１７】
弁での電流の受け取りを停止することと、
それに応じて、第２の形状から第１の形状に弁を戻すことと
をさらに含む、請求項１６に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１８】
センサによって吸引を検出することをさらに含み、
吸引の検出に応答して、電源によって供給される電流による分配機構の加熱が制御される、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項１９】
分配機構の形状を変化させることが、第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させて、噴霧器に向かってエアロゾル前駆体組成物を変位させることを含む、請求項１３に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【請求項２０】
第１の形状から第２の形状にアクチュエータの形状を変化させることが、アクチュエータの作動に応答して、リザーバ内の中心に規定された長手方向軸に沿ってリザーバの内部と係合したピストンを動かすことを含む、請求項１９に記載のエアロゾル送達装置の操作方法。
【国際調査報告】
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2020505070.tif 000012
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