(57)【要約】  喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置１００が開示される。この装置は、断熱体と、磁場発生器１０６とを具備し、断熱体は、喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンを少なくとも部分的に画定する内壁１１０であって、加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入により加熱可能である加熱材を含む内壁と、外壁１１２と、内壁と外壁とによって境界が定められた断熱領域１２４であって、該断熱領域の外部よりも低圧となるように排気される断熱領域とを備え、磁場発生器は、使用時に前記内壁を加熱するために内壁に侵入する変動磁場を発生させるためのものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための装置であって、
断熱体であって、
前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンを少なくとも部分的に画定する内壁であり、前記加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入により加熱可能である加熱材を含む内壁、
外壁、及び、
前記内壁と前記外壁とによって境界が定められた断熱領域であり、該断熱領域の外部よりも低圧に排気される断熱領域
を備える断熱体と、
使用時に前記内壁を加熱するために前記内壁に侵入する変動磁場を発生させる磁場発生器と
を具備する、装置。
【請求項２】
前記外壁が、非透磁性及び／又は非導電性である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記外壁がガラス又はセラミックを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記磁場発生器が、前記外壁の少なくとも一部を囲むコイルを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コイルが螺旋状のコイルである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コイルがリッツ線を含む、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記コイルが、前記内壁の第１の区域を加熱するための第１の部分と、前記内壁の第２の区域を加熱するための第２の部分とを備え、前記第１の部分と前記第２の部分とが独立して制御可能である、請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記外壁の少なくとも一部を囲む第２のコイルを備え、
前記コイル及び前記第２のコイルが独立して制御可能である、請求項４〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記断熱領域を封止するために前記内壁と前記外壁との間の接合部に配置されたろう付けリングを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記外壁が、前記内壁の長さに沿って部分的にのみ延びている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記内壁が円筒管である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
磁場発生器を囲む磁気シールドを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記加熱材が、導電性材料、磁性材料及び導電性の磁性材料からなる群から選択された一つ以上の材料を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記加熱材が、金属又は金属合金を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記加熱材が、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅及び青銅からなる群から選択された一つ以上の材料を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記内壁の第１の区域が第１の材料から作られ、前記内壁の第２の区域が、前記第１の材料とは異なる第２の材料から作られている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
非液体の喫煙材を加熱して、前記喫煙材を燃焼させることなく前記喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記内壁が、前記内壁上の第１の位置と前記内壁上の第２の位置とで、前記外壁に接続されており、前記内壁が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に少なくとも一つの変形可能な構造部を備え、前記少なくとも一つの変形可能な構造部が、前記加熱材の加熱中に前記第１の位置と前記第２の位置との間にある前記内壁の区域の熱膨張に対応するよう変形するためのものである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記加熱材が前記内壁の金属化層を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記内壁が、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、前記金属化層が前記支持体と前記断熱領域との間にある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記内壁が、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、前記支持体が前記金属化層と前記断熱領域との間にある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための装置であって、
前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンと、
前記加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む加熱要素と、
断熱体であって、
外壁、
前記加熱要素と前記外壁との間の内壁、及び、
前記内壁と前記外壁とによって境界が定められた断熱領域であり、該断熱領域が該断熱領域の外部よりも低圧に排気され、前記内壁及び前記外壁のうちの一方又はそれぞれが非透磁性及び／又は非導電性である、断熱体と、
使用時に前記加熱要素に侵入する変動磁場を発生させる磁場発生器と
を具備する、装置。
【請求項２３】
前記内壁及び前記外壁のうちの一方又はそれぞれがガラスから形成されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記加熱要素が、一つ以上の変形可能なアタッチメントにより前記内壁に接続されている、請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置と共に使用される喫煙材。
【請求項２６】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するためのシステムであって、
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置と、
前記装置の前記加熱ゾーンに少なくとも部分的に配置するための、前記喫煙材を含む物品と
を備える、システム。
【請求項２７】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための方法であって、
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
前記装置の前記加熱ゾーンに、前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を配置するステップと、
前記加熱ゾーン及び前記喫煙材を加熱するために変動磁場を前記装置の前記加熱材に侵入させるステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるべく喫煙材を加熱するための装置、そのような装置と喫煙材を含む物品とを備えるシステム、及び喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるべく喫煙材を加熱するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙巻タバコ、葉巻タバコ及び同様のもの等の喫煙品は、使用時、タバコを燃焼させてタバコ煙を発生させる。燃焼を行うことなく化合物を放出する製品を創出することによって、これらの物品の代替物を提供する試みがなされてきた。このような製品の例としては、材料を燃焼するのではなく加熱することで化合物を放出する、いわゆる「非燃焼・加熱式（ｈｅａｔ−ｎｏｔ−ｂｕｒｎ）」製品又はタバコ加熱デバイス若しくはタバコ加熱製品がある。その材料は、例えば、タバコ、又は、ニコチンを含有していてもよいし含有していなくてもよい他の非タバコ製品とすることができる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置を提供するものであり、その装置は、断熱体（ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）と、磁場発生器とを具備し、断熱体は、喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンを少なくとも部分的に画定する内壁であって、加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入により加熱可能である加熱材を含む内壁と、外壁と、内壁と外壁とによって境界が定められた断熱領域であって、該断熱領域の外部よりも低圧となるように排気される断熱領域とを備え、磁場発生器は、使用時に前記内壁を加熱するために内壁に侵入する変動磁場を発生させるためのものである。
【０００４】
例示的な実施形態において、外壁は、磁気的に不透過（非透磁性）及び／又は非導電性である。
【０００５】
例示的な実施形態において、外壁はガラス又はセラミックを含む。
【０００６】
例示的な実施形態において、磁場発生器は、外壁の少なくとも一部を囲むコイルを備える。このコイルは螺旋状のコイルであってもよい。また、コイルはリッツ線を含んでもよい。
【０００７】
例示的な実施形態において、コイルは、内壁の第１の区域を加熱するための第１の部分と、内壁の第２の区域を加熱するための第２の部分とを備え、第１の部分と第２の部分とは独立して制御可能である。
【０００８】
例示的な実施形態において、本装置は、外壁の少なくとも一部を囲む第２のコイルを備え、コイル及び第２のコイルは独立して制御可能である。
【０００９】
例示的な実施形態において、本装置は、断熱領域を封止するために内壁と外壁との間の接合部に配置されたろう付けリングを備える。
【００１０】
例示的な実施形態において、外壁は、内壁の長さに沿って部分的にのみ延びる。
【００１１】
例示的な実施形態において、内壁は円筒管である。
【００１２】
例示的な実施形態において、本装置は、磁場発生器を囲む磁気シールドを備える。
【００１３】
例示的な実施形態において、加熱材は、導電性材料、磁性材料及び導電性の磁性材料からなる群から選択された一つ以上の材料を含む。
【００１４】
例示的な実施形態において、加熱材は、金属又は金属合金を含む。
【００１５】
例示的な実施形態において、加熱材は、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅及び青銅からなる群から選択された一つ以上の材料を含む。
【００１６】
例示的な実施形態において、内壁の第１の区域は第１の材料から作られ、内壁の第２の区域は、第１の材料とは異なる第２の材料から作られる。
【００１７】
例示的な実施形態において、本装置は、非液体の喫煙材を加熱して、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである。
【００１８】
例示的な実施形態において、本装置は、喫煙材を加熱して、喫煙材を燃焼させることなく喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである。
【００１９】
例示的な実施形態において、内壁は、内壁上の第１の位置と内壁上の第２の位置とで外壁に接続され、内壁は、第１の位置と第２の位置との間に少なくとも一つの変形可能な構造部を備え、少なくとも一つの変形可能な構造部は、加熱材の加熱中に第１の位置と第２の位置との間にある内壁の区域の熱膨張に対応するよう変形するためのものである。熱膨張は、内壁のその区域の軸線方向の熱膨張であるか、そのような軸線方向の熱膨張を含むものであり得る。内壁は、内壁の軸線方向において互いに離隔された二つのそのような変形可能な構造部を備えるものであってもよい。例示的な実施形態において、内壁は円筒管であり、熱膨張は、円筒管の或る区域の熱膨張であるか、そのような軸線方向の熱膨張を含むものである。
【００２０】
例示的な実施形態において、加熱材は内壁の金属化層を含む。
【００２１】
例示的な実施形態において、内壁は、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、金属化層は支持体と断熱領域との間にある。
【００２２】
例示的な実施形態において、内壁は、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、支持体は金属化層と断熱領域との間にある。
【００２３】
本発明の第２の態様は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置を提供するものであり、この装置は、
喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンと、
加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む加熱要素と、
断熱体であって、
外壁、
加熱要素と外壁との間の内壁、及び、
内壁と外壁とによって境界が定められた断熱領域であり、該断熱領域が該断熱領域の外部よりも低圧となるよう排気され、内壁及び外壁のうちの一方又はそれぞれが非透磁性及び／又は非導電性である、断熱体と、
使用時に加熱要素に侵入する変動磁場を発生させる磁場発生器と
を具備している。
【００２４】
第２の態様の装置の例例示的な実施形態は、本発明の第１の態様の装置の例示的な実施形態に存するような上述した特徴のいずれかを有する。
【００２５】
例示的な実施形態において、内壁及び外壁のうちの一方又はそれぞれはガラスから形成される。
【００２６】
例示的な実施形態において、加熱要素は、一つ以上の変形可能なアタッチメントにより内壁に接続される。
【００２７】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様又は第２の態様の装置と共に使用される喫煙材を提供する。
【００２８】
本発明の第３の態様の喫煙材は非液体の喫煙材である。
【００２９】
本発明の第４の態様は、喫煙材を含む物品を提供するものであり、その物品は、本発明の第１の態様又は第２の態様の装置と共に使用されるものである。
【００３０】
本発明の第５の態様は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するためのシステムを提供するものであり、そのシステムは、
本発明の第１の態様又は第２の態様による装置と、
前記装置の加熱ゾーンに少なくとも部分的に配置するための、喫煙材を含む物品と
を備える。
【００３１】
本発明の第６の態様は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための方法を提供するもので、その方法は、
本発明の第１の態様又は第２の態様による装置を用意するステップと、
前記装置の加熱ゾーンに、喫煙材を含む物品の少なくとも一部分を配置するステップと、
加熱ゾーン及び喫煙材を加熱するために変動磁場を前記装置の加熱材に侵入させるステップと
を含む。
【００３２】
本発明の第７の態様は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置に用いられる断熱体を提供するものであって、その断熱体は、
変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む内壁と、
非透磁性及び／又は非導電性である外壁と、
内壁と外壁とによって境界が定められた断熱領域であって、該断熱領域の外部よりも低圧となるよう排気される断熱領域と
を備える。
【００３３】
第７の態様の断熱体の例示的な実施形態は、本発明の第１の態様の装置における断熱体の例示的な実施形態に存するような上述した特徴のいずれかを有する。
【００３４】
例示的な実施形態において、断熱領域は内壁を囲み、外壁は断熱領域を囲む。
【００３５】
例示的な実施形態において、断熱体は、本発明の第１の態様又は第２の態様の装置に使用するためのものである。
【００３６】
次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して例としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための例示的な装置の概略断面図である。
【図２】図１の装置における断熱体の概略断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿っての断面図である。
【図４】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる他の断熱体の例を示す概略断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
【図６Ａ】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる断熱体の外壁と内壁との間の一方の接合部の詳細を示している。
【図６Ｂ】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる断熱体の外壁と内壁との間の他方の接合部の詳細を示している。
【図７】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置と共に用いられる、喫煙材を含む物品の例を示している。
【図８】喫煙材を含む物品と、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置とを備えるシステムの例を示す概略断面図である。
【図９】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための方法の例を示す流れ図である。
【図１０】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる別の断熱体の例を示す概略断面図である。
【図１１】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる別の断熱体の例を示す概略断面図である。
【図１２】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる別の断熱体の例を示す概略断面図である。
【図１３】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる断熱体と加熱要素の例を示す概略断面図である。
【図１４】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる別の断熱体の例を示す概略断面図である。
【図１５】喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置において用いられる別の断熱体の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本書で使用するとき、用語「喫煙材」は、加熱時に、典型的には蒸気又はエアロゾルの形態で揮発成分を提供する材料を含む。「喫煙材」は非タバコ含有材料であってもよいし、タバコ含有材料であってもよい。「喫煙材」は、例えば、タバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、タバコ抽出物、均質化タバコ、又はタバコ代替品のうちの一つ以上を含んでもよい。喫煙材は、挽きタバコ、刻みラグタバコ、押出タバコ、再生タバコ、再生喫煙材、液体、ゲル、ゲル化シート、粉末、又は塊、或いは同様のものの形態とすることが可能である。「喫煙材」はまた他の非タバコ製品を含んでもよく、この非タバコ製品は、製品に依存して、ニコチンを含有してもよいし、含有しなくてもよい。「喫煙材」は、グリセロール又はプロピレングリコール等の１種又は複数種の保湿剤を含んでもよい。
【００３９】
本書で使用するとき、用語「ヒータ材」又は「加熱材」は、変動磁場の侵入によって加熱可能である材料を指す。
【００４０】
本書で使用される用語の「香料」及び「香味料」は、現地の規則で許可される場合に、所望の風味又は香りを作り出すために成人消費者向けの製品に使用されてもよい材料を指す。これらには、抽出物（例えば、甘草、アジサイ、ホオノキの葉、カモミール、フェヌグリーク、クローブ、メントール、和種ハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ウィンターグリーン、チェリー、ベリー、桃、リンゴ、ドランビュイ（商標）、バーボン、スコッチ、ウィスキー、オランダハッカ、セイヨウハッカ、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、ビャクダン、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエッセンス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カッシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、ウィキョウ、ピーマン、ジンジャー、アニス、コリアンダー、コーヒー、又はハッカ属の任意の種からのハッカ油）、香味強化剤、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性剤又は刺激剤、糖及び／又は代替糖（例えば、スクロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、チクロ、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、又はマンニトール）、及びチャコール、クロロフィル、ミネラル、植物性物質又は息清涼剤等の他の添加物が含まれ得る。これらは、模造品、合成若しくは天然の成分、又はこれらの混合品でもよい。これらは、天然香料又はネイチャーアイデンティカル（ｎａｔｕｒｅ−ｉｄｅｎｔｉｃａｌ）香料を含むものであってもよい。これらは、任意の適切な形態、例えば油、液体、又は粉末でもよい。
【００４１】
誘導加熱は、導電物体が、物体に変動磁場を侵入させることによって加熱されるプロセスである。このプロセスは、ファラデーの誘導の法則及びオームの法則によって説明される。誘導ヒータは、電磁石と、交番電流等の変動電流を電磁石に流すためのデバイスとを備えることができる。電磁石と、加熱されるべき物体とは、電磁石によって生成された合成変動磁場が物体に侵入するよう、適切に相対的に位置付けられると、一つ以上の渦電流が物体の内部で発生する。物体は電流の流れに対する抵抗を有する。したがって、このような渦電流が物体内で発生すると、渦電流が物体の電気抵抗に抗して流れ、それによって物体は加熱される。このプロセスは、ジュール加熱、オーム加熱、又は抵抗加熱と呼ばれる。誘導加熱することができる物体はサセプタとして知られている。
【００４２】
磁気ヒステリシス加熱は、磁性材料で作製された物体に変動磁場が侵入することによって物体を加熱するプロセスである。磁性材料は、原子スケールの磁石、すなわち磁気双極子を多く含むと考えることができる。磁場がこのような材料に侵入すると、磁気双極子は磁場に沿って整列する。したがって、例えば、電磁石によって生成された時の、交番磁場等の変動磁場が磁性材料に侵入すると、磁気双極子の配向は、変動する印加磁場に応じて変化する。このような磁気双極子の再配向によって、熱が磁性材料内に発生する。
【００４３】
物体が導電性及び磁性の両方を有するときには、物体に変動磁場を侵入させると、ジュール加熱及び磁気ヒステリシス加熱の両方を物体内に生じさせることができる。さらに、磁性材料の使用は磁場を強めることができ、これがジュール加熱及び磁気ヒステリシス加熱を強めることができる。
【００４４】
上述のプロセスの各々において、熱は、外部熱源によって熱伝導によって発生するのではなく、物体自体の内部で発生するため、特に、好適な物体材料及び幾何形状、並びに好適な変動磁場の大きさ及び物体に対する配向の選択を通じて、物体内における急速な温度上昇、及びより均一な熱分布を達成することができる。さらに、誘導加熱及び磁気ヒステリシス加熱は、変動磁場の源と物体との間に物理的な接続部を設ける必要がないため、設計の自由度が広がり、加熱プロファイルをよりよく制御でき、コストをより低くすることができる。
【００４５】
図１は、本発明の実施形態による装置の概略断面図を示している。図２及び図３は、装置の断熱体の概略断面図を示す。明確にするために、断熱体１０２は、図１では簡略化された形態で示してある。図１に示す装置１００は、喫煙材を加熱して、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである。装置１００の断熱体１０２は、加熱されるべき一塊の喫煙材１３２を含む物品１０４の少なくとも一部を受け入れるためのものである。断熱体１０２は、図２及び図３により詳細に示されている。物品１０４は、装置１００の開口部１４４に挿入され得る。装置１００は、使用時に変動磁場を発生させるための磁場発生器１０６と、装置１００の各構成要素を収容するためのハウジング１０８とを含む。
【００４６】
本実施形態では、磁場発生器１０６は、電源１１４と、二部型（ｔｗｏ−ｐａｒｔ）のコイル１１６ａ、１１６ｂと、交流等の変動電流をコイル１１６ａ、１１６ｂに流すためのデバイス１１８とを備える。このようないくつかの実施形態では、磁場発生器１０６はまた、コントローラ１２０と、コントローラ１２０を使用者が操作するためのユーザインタフェース１２２とを含む。
【００４７】
電源１１４は充電式のバッテリーであってもよい。他の実施形態では、電源１１４は、非充電式バッテリー、コンデンサ、バッテリーとコンデンサのハイブリッド、又は幹線電源への接続のような充電式電池以外のものであってもよい。
【００４８】
コイル１１６ａ、１１６ｂは、単一のコイルの形態を含むいかなる適切な形態をも取り得る。本実施形態では、二部型コイル１１６ａ、１１６ｂは、銅等の導電性材料で作られた螺旋状のコイルである。いくつかの実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂは、フラットコイルであってもよい。すなわち、コイルは、疑似的な二次元渦巻形状であり得る。いくつかの実施形態では、コイルはリッツ線を含んだものでもよい。
【００４９】
装置１００は、装置１００の内部を装置１００の外部と流体的に接続する空気入口を含み得る。使用時、使用者は、喫煙材１３２の揮発成分を物品１０４を通して引き込むことにより、喫煙材１３２の揮発成分を吸入することができる。揮発成分が物品から取り除かれると、空気は空気入口を経て装置１００内に引き込まれ得る。
【００５０】
断熱体１０２は、図２及び図３により詳細に示され、内壁１１０及び外壁１１２を含む。内壁１１０は、変動磁場の侵入により加熱可能な加熱材を含むか、又はその加熱材から作られた加熱要素である。一実施形態では、内壁１１０は鋼で形成されてもよい。しかしながら、コバール（登録商標）のようなニッケル−コバルト鉄合金も使用され得る。内壁１１０によって囲まれた領域は、加熱ゾーン又は加熱チャンバと見なすことができる。端部閉鎖部と共に、内壁１１０は加熱ゾーンを画定する。他の実施形態では、加熱ゾーンは、内壁１１０のみによって画定されてもよい。使用時、加熱されるべき物品１０４は、内壁１１０内の加熱ゾーン内に受容される。図２及び図３において、断熱体１０２は、円形の断面形状を有する実質的に円筒形である。他の実施形態では、断熱体１０２は、異なる断面形状を有することもできる。
【００５１】
一実施形態では、内壁１１０は、物品の少なくとも一部を受け入れるための空洞部を含む。本実施形態では、内壁１１０によって囲まれた加熱ゾーンは細長い。また、内壁１１０は円筒管である。加熱ゾーンは、物品１０４全体を収容するようにサイズ及び形状が定められてもよいが、物品１０４の一部のみを受け入れるように寸法決めされてもよい。
【００５２】
断熱体１０２は、内壁１１０と外壁１１２とによって境界が定められると共に、それらの間に配置された断熱領域１２４を含む。本実施形態では、図３から最もよく理解できるように、断熱領域１２４は内壁１１０を囲み、外壁１１２が断熱領域１２４を囲む。断熱領域１２４は、好ましくは、断熱領域の外部よりも低い圧力へと排気される。低圧の断熱領域１２４を設けることにより、内壁１１０及び加熱ゾーンを外壁１１２及びハウジング１０８から効果的に熱的に絶縁し、それにより、内壁１１０及び加熱ゾーンからの熱伝達を抑制する。
【００５３】
断熱体１０２の断熱領域１２４は、例えばポリマー、エアロゲル又は他の適切な材料を含む連続気泡多孔質材料を含んでもよい。断熱領域１２４内の圧力は、１０−１〜１０−７トルの範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、断熱領域１２４内の圧力は、真空であるとみなすことができる。断熱体１０２の内壁１１０及び外壁１１２は、断熱領域１２４と、内壁１１０及び外壁１１２の外部の領域との間の圧力差によりそれらに及ぼされる力に耐えるのに十分なほど強く、それにより、断熱体１０２が内側に圧潰することを防止する。ガス吸収材料が、断熱領域１２４における比較的低圧の生成を維持又は支援するために断熱領域１２４に使用されてもよい。
【００５４】
本実施形態では、内壁１１０が加熱要素と断熱体１０２の壁の両方として機能するため、別個の加熱要素及び別個の断熱のための内壁を含める必要がないので、装置１００の全体のサイズ及び重量を減らすことができる。内壁１１０は、誘導加熱及び／又は磁気ヒステリシス加熱によって加熱可能であるという事実により、加熱要素と断熱体１０２の壁の両方として機能することもできる。誘導加熱と磁気ヒステリシス加熱では、変動磁場の発生源と加熱要素との間に物理的な接続を設ける必要がなく、これにより、電源と加熱要素との間に線やその他の物理的な接続を設ける必要がなくなる。
【００５５】
断熱領域１２４は、伝導及び／又は放射を介して、又は任意の他の既知の熱伝達現象によって、内壁１１０から離れる熱伝達を低減するように機能する。
【００５６】
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿っての断面を示している。図２及び図３は一定の縮尺で描かれていない。図２では、外壁１１２は、内壁１１０の長さに沿って部分的にのみ延びるように示されている。すなわち、外壁１１２は、内壁１１０の一部のみに沿って断熱がもたらされ得るように、内壁１１０の一部のみに沿って延びている。内壁１１０の長さに沿った途中の部分のみに延びる外壁１１２を設けることは、装置１００の全体のサイズが低減され得ることを意味する。或いは、外壁１１２は、内壁１１０の全長に沿って延びてもよい。外壁１１２及び内壁１１０は互いに同軸であってもよい。
【００５７】
図１に示すように、コイル１１６ａ、１１６ｂは、断熱体１０２の少なくとも一部を囲んでもよい。コイル１１６ａ、１１６ｂは、断熱体１０２の外壁１１２の少なくとも一部を囲んでもよい。一実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂ及び外壁１１２は、コイル１１６ａ、１１６ｂを外壁１１２内に少なくとも部分的に埋め込むこと等により、単一の一体要素として形成することができるが、他の実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂ及び外壁１１２は別個の要素として設けられてもよい。
【００５８】
一実施形態では、磁気シールド１４０が、コイル１１６ａ、１１６ｂの少なくとも一部の周りに設けられる。磁気シールド１４０は、磁場と、加熱要素以外のもの、すなわち本実施形態では内壁１１０との間の相互作用を低減又は回避することを目的とする。磁気シールドは、フェライトのような磁場を封じ込めるのに適した任意の材料から作ることができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、外壁１１２は、磁気的に不透過（非透磁性）で非導電性の材料から作られ、変動磁場に曝されたときに、外壁１１２が誘導加熱及び／又は磁気ヒステリシス加熱によって加熱されないようになっている。例えば、外壁１１２は、ホウケイ酸塩等のガラス、又はセラミック材料から形成され得る。非透磁性の材料の外壁１１２を設けることは、交流等の変動電流がコイル１１６ａ、１１６ｂを通過するとき、断熱体１０２の内壁１１０が加熱され、その一方で外壁１１２は誘導加熱及び／又は磁気ヒステリシス加熱によって加熱されないということを意味する。したがって、外壁１１２を加熱するエネルギーが浪費されないので、システムの効率が改善される。変動電流によって外壁１１２が加熱される場合、内壁１１０は実際には最小限しか加熱されない可能性があり、これは望ましくない。この構成はまた、ハウジング１０８、特にその表面の外部温度を、使用者による取扱いのために許容可能なレベルで維持するのに役立つ。
【００６０】
図１０は、本発明の一実施形態による装置で使用するための別の断熱体の例の概略断面図を示す。この実施形態では、断熱体１０２は、内壁１１０が二つの変形可能な構造部１２７、１２９を含むことを除いて、図２及び図３の断熱体１０２と同じである。より具体的には、図１０から理解されるように、内壁１１０は、内壁１１０の第１の位置及び内壁１１０の第２の位置で外壁１１２に接続される。内壁１１０の加熱材の加熱中に、二つの変形可能な構造部１２７、１２９は、第１の位置と第２の位置との間の内壁１１０の或る区域の熱膨張に対応するように変形する。変形可能な構造部１２７、１２９のそれぞれは、伸縮継手に類似すると考えることができる。
【００６１】
本実施形態では、内壁１１０は円筒管であり、熱膨張は軸線方向の熱膨張であるか、又は軸線方向の熱膨張を含み、各構造部１２７、１２９は軸線方向に変形可能であり、軸線方向の熱膨張を許容し又は吸収する。これは、外壁１１２に及ぼされる応力、及び、外壁１１２と、内壁１１０の第１及び第２の位置での内壁１１０との間の接続部に及ぼされる応力を低減又は回避するのに役立つ。これは、外壁１１２がガラス又はセラミックから作られ又はそれを含む場合等、外壁１１２が固く、又は内壁１１０よりも柔軟性がない場合に、特に有効となり得る。
【００６２】
他の実施形態では、内壁１１０は、そのような変形可能な構造部を一つだけ含んでもよく、又はそのような変形可能な構造部を三つ以上含んでもよい。
【００６３】
図示されるようないくつかの実施形態では、変形可能な構造部は、接続部材によって接合された二つの半径方向に延びる部材を備える。構造部の変形中、接続部材、及び／又は、半径方向に延びる部材、及び／又は、接続部材と半径方向に延びる部材との間の接合部は撓み、接続部材から遠位の、半径方向に延びる部材の端部の相対的な移動を可能にする。
【００６４】
簡潔にするために、図１０の断熱体１０２を参照して少なくとも一つの変形可能構造部を詳細に説明したが、少なくとも一つの変形可能構造部は、断熱体１０２及び装置のさらなる実施形態を形成するために、本書に記載された断熱体１０２又は装置の任意の実施形態の変形態様に対応して組み込むことができることは理解されよう。
【００６５】
図１１は、本発明の一実施形態による装置で使用するための別の断熱体の例の概略断面図を示す。この実施形態では、断熱体１０２は、加熱材１４２を含む加熱要素が内壁１１０の金属化層１４８を含むことを除いて、図２及び図３の断熱体１０２と同じである。外壁１１２は、ガラス又はセラミック等の非導電性及び／又は非透磁性の材料から形成される。内壁１１０は、ガラス又はセラミック等の非導電性及び／又は非透磁性の材料から形成された支持体１５０と、金属化層１４８とを含む。図１１に示される実施形態では、支持体１５０は、金属化層１４８と断熱領域１２４との間に配置されている。金属化層１４８は、変動磁場の侵入によって加熱可能である。金属化層は、鉄等の導電性及び／又は透磁性材料から形成される。金属化層は、例えば、粉末形態で、又はコーティング若しくはめっきとして、適用されてもよい。金属化層１４８を設けることにより、断熱体１０２の全体的なサイズが減少する。
【００６６】
図１２は、本発明の一実施形態による装置で使用するための別の断熱体の例の概略断面図を示す。この実施形態では、断熱体１０２は、金属化層１４８が支持体１５０と断熱領域１２４との間にあることを除いて、図１１の断熱体１０２と同じである。図１１の断熱体に対する本書で説明された変形態様のいずれかは、他の実施形態を形成するために図１２の断熱体に対して行われてもよい。
【００６７】
図４及び図５は、本発明の一実施形態による装置で使用するための別の断熱体の概略断面図を示す。この実施形態では、内壁１１０及び外壁１１２は、非導電性及び／又は非透磁性の材料から形成される。内壁１１０は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材を含む加熱要素１４２に隣接している。加熱要素１４２は、導電性及び／又は透磁性材料から形成される。図５に示すように、加熱要素１４２は中空であり、その結果、喫煙材を含む物品１０４をその中に受け入れることができるようになっている。本発明の装置の一実施形態は、図２及び図３の一体型の加熱要素を有する断熱体１０２の代わりに、図４及び図５の断熱体及び加熱要素１４２を含む。
【００６８】
図１〜図３の実施形態のような実施形態において、コイル１１６ａ、１１６ｂは、内壁１１０の中央長手方向軸線と実質的に整列する中央長手方向軸線に沿って延び、その結果、コイル１１６ａ、１１６ｂは内壁１１０と実質的に同軸となっている。すなわち、整列された軸線は一致している。本実施形態の変形態様において、整列された軸線は、代わりに、互いに平行であってもよい。本実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂは、内壁１１０に対して固定された位置にある。
【００６９】
図１〜図３の実施形態では、変動電流をコイル１１６ａ、１１６ｂに通すためのデバイス１１８は、電源１１４とコイル１１６ａ、１１６ｂとの間で電気的に接続されている。一実施形態では、コントローラ１２０も電源１１４に電気的に接続され、デバイス１１８を制御するためにデバイス１１８に通信可能に接続される。より具体的には、本実施形態では、コントローラ１２０は、電源１１４からコイル１１６ａ、１１６ｂへの電力の供給を制御するようにデバイス１１８を制御するためのものである。一実施形態では、コントローラ１２０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上のＩＣ等の集積回路（ＩＣ）を備えてもよい。他の実施形態では、コントローラ１２０は、異なる形態を取ってもよい。いくつかの実施形態では、装置１００は、デバイス１１８及びコントローラ１２０を備える単一の電気構成要素又は電子構成要素を有し得る。コントローラ１２０は、本実施形態では、ユーザインタフェース１２２の使用者による操作によって操作されてもよい。本実施形態では、ユーザインタフェース１２２は、ハウジング１０８の外部に配置される。ユーザインタフェース１２２は、押しボタン、トグルスイッチ、ダイヤル、タッチスクリーン等を含み得る。他の実施形態では、ユーザインタフェース１２２は、遠隔的なものであり、ブルートゥース（登録商標）を介する等して無線で装置１００に接続されてもよい。本実施形態では、使用者によるユーザインタフェース１２２の操作により、コントローラ１２０は、デバイス１１８に交流電流をコイル１１６ａ、１１６ｂを流し、それにより、コイル１１４に交番磁場を発生させる。
【００７０】
装置１００のコイル１１６ａ、１１６ｂ及び内壁１１０は、使用時にコイル１１６ａ、１１６ｂによって生成される変動磁場が内壁１１０の加熱材を貫通するように、適切に相対的に配置される。本実施形態のように、内壁１１０の加熱材が導電性材料である場合、これにより加熱材内に一つ又は複数の渦電流が発生する。加熱材の電気抵抗に対する加熱材内の渦電流の流れにより、ジュール加熱によって加熱材が加熱される。本実施形態では、加熱材は磁性材料で作られているので、加熱材内の磁気双極子の配向は、変化する印加磁場によって変化し、これにより、磁気ヒステリシスによって加熱材に熱が発生する。前述したように、いくつかの実施形態では、外壁１１２は、変動磁場に曝されたときに加熱されないように、非透磁性及び／又は非導電性の材料から形成される。そのような外壁１１２を設けることは、内壁１１０が変動磁場の影響からより大きく恩恵を受けることを意味する。
【００７１】
一実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂは、外壁１１２の一部のみを囲む。他の実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂは、外壁１１２の全長に沿って外壁１１２を囲む。
【００７２】
一実施形態では、コイル１１６ａ、１１６ｂは、外壁１１２の第１の部分を囲む第１の部分１１６ａと、外壁１１２の第２の部分を囲む第２の部分１１６ｂとからなる。コントローラ１２０は、デバイス１１８を制御して、交流等の変動電流を第１の部分１１６ａに流して、内壁１１０の第１の部分を加熱することができる。磁場発生器１０６のコントローラ１２０は、デバイス１１８を制御して、交流等の変動電流を第２の部分１１６ａに流して、内壁１１０の第２の部分を加熱することができる。磁場発生器１０６のコントローラ１２０は、デバイス１１８を選択的にかつ独立して制御して、交流等の変動電流を第１の部分１１６ａ及び第２の部分１１６ｂに流して、内壁１１０の第１の部分及び第２の部分を互いに独立して加熱することができる。したがって、喫煙材を含む物品１０４が加熱ゾーンに配置されると、使用時に、物品１０４の第１の区域は内壁１１０の第１の部分によって加熱され、物品１０４の第２の区域は内壁１１０の第２の部分によって加熱される。このように第１のコイル部分と第２のコイル部分を設けることで、使用者による吸引のために、物品の第１の区域から比較的迅速にエアロゾルを形成してエアロゾルを放出し、第２のコイル部分が起動されると物品の第２の区域から２番目のエアロゾルを続いて放出することができる。二つ以上の部分からなるコイル、又は複数のコイルが設けられ得ることも理解されよう。同様に、おそらく使用者の好みに応じて、複数のコイル又はコイルの複数の部分を同時に動作させることもできる。
【００７３】
いくつかのケースでは、装置１００で使用される物品１０４は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材を含む加熱要素を備えてもよい。物品１０４が装置１００の加熱ゾーンに配置され、磁場発生器１０６がデバイス１１８を制御して交流等の変動電流をコイル１１６ａ、１１６ｂに流して内壁１１０を加熱した場合、物品１０４が物品１０４の感熱要素と装置１００の内壁１１０の両方によって加熱されるよう、加熱要素は物品内に配置されてもよい。
【００７４】
一実施形態では、磁場発生器１０６のコイル１１６ａ、１１６ｂのインピーダンスは、内壁１１０のインピーダンスと等しい、又は実質的に等しい。代わりに、内壁１１０のインピーダンスがコイル１１６ａ、１１６ｂのインピーダンスよりも低かった場合、使用時に内壁１１０の両端間に生じる電圧は、それらのインピーダンスが整合されたときに内壁１１０の両端間に生じる可能性のある電圧より低くなり得る。或いは、内壁１１０のインピーダンスがコイル１１６ａ、１１６ｂのインピーダンスよりも高かった場合、使用時に内壁１１０に生じる電流は、それらのインピーダンスが整合されたときに内壁１１０に生じ得る電流よりも低くなる可能性がある。インピーダンスを整合させることは、使用時に、内壁１１０で生成される加熱電力を最大化するために電圧と電流のバランスをとるのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、デバイス１１８のインピーダンスは、コイル１１６ａ、１１６ｂ及び内壁１１０の組み合わされたインピーダンスと等しく、又は実質的に等しい。
【００７５】
装置１００は、内壁１１０の温度を感知するための温度センサ１３０を備えてもよい。温度センサ１３０は、コントローラ１２０に通信可能に接続され得、その結果、コントローラ１２０は、内壁１１０又は加熱ゾーンの温度を監視することができる。温度センサ１３０から受信した一つ以上の信号に基づいて、コントローラ１２０は、加熱ゾーン又は内壁１１０の温度を所定の温度範囲内に維持させるために、デバイス１１８に、コイル１１６ａ、１１６ｂを流れる変動電流又は交流電流の特性を必要に応じて調整させる。その特性は、例えば、振幅、周波数又はデューティサイクルであり得る。所定の温度範囲内にある場合、使用時、加熱ゾーンに位置する物品内の喫煙材は、喫煙材を燃焼させることなく、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるのに十分に加熱される。したがって、本実施形態では、コントローラ１２０及び装置１００は全体として、喫煙材を燃焼させることなく、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるように喫煙材を加熱するように構成される。いくつかの実施形態では、動作温度範囲は約５０℃〜３５０℃であり、例えば、約５０℃〜約２５０℃、約５０℃〜約１５０℃、約５０℃〜約１２０℃、約５０℃〜約１００℃、約５０℃〜約８０℃、又は約６０℃〜約７０℃である。いくつかの実施形態では、温度範囲は約１７０℃〜約２２０℃である。他の実施形態では、温度範囲はこれらの範囲内以外であってもよい。いくつかの実施形態では、温度範囲の上限は、３５０℃を超える可能性もある。いくつかの実施形態では、温度センサ１３０は省略されてもよい。いくつかの実施形態では、内壁１１０の加熱材は、加熱材を加熱することが望まれる最高温度に基づいて選択されたキュリー点温度を有することができ、その結果、加熱材を誘導加熱することによってその温度より上にさらに加熱されることが妨げられ又は防止される。
【００７６】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態による、断熱体の内壁１１０と外壁１１２との間の接続部の詳細を示している。断熱体１０２の断熱領域１２４の端部は、外壁１１２及び内壁１１０が出口（図示せず）に集まるにつれて先細りになり、そこを通して断熱領域１２４内のガスが、断熱体１０２の製造中に排出されて真空を生成し得る。図６Ａ及び図６Ｂは、内壁１１０に向かって収束する外壁１１２の詳細を示しているが、内壁１１０が外壁１１２に収束する逆の構成を代わりに用いることもできる。外壁１１２の収束する端部は、断熱領域１２４内のガス分子を出口から導出し、それにより断熱領域１２４を、製造中に断熱領域の外部よりも低圧に排気するように構成される。出口は、断熱領域１２４が排気された後、断熱領域１２４内の真空又はより低圧の領域を維持するように封止可能である。出口は、例えば、ガスが断熱領域１２４から排出された後、出口にて内壁１１０及び外壁１１２に材料をろう付けすることにより、出口でろう付けされたシールリング１２６、１２８を作ることによって封止され得る。しかしながら、代替の封止技術を用いることができる。内壁１１０と外壁１１２との間の接合部のろう付けシールリング１２６、１２８は、対流をにより内壁１１２から離れる熱伝達を低減するように作用し、それによりシステムにおけるエネルギー損失を低減する。
【００７７】
特定の実施形態では、内壁１１０及び外壁１１２は、互いに接合される異なる材料を含んでもよい。例えば、外壁１１２はガラス又はセラミック材料を含んでもよく、内壁１１０は金属又は金属合金を含んでもよい。これらの場合、外壁１１２と金属の内壁１１０は、銀共晶ろう材（ｓｉｌｖｅｒ  ｅｕｔｅｃｔｉｃ  ｂｒａｚｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）で互いにろう付けされ得る。ろう付け材料は、関与する材料の温度許容度に依存する順序で単一の接続部に連続して適用されてもよい。例えば、最も高い温度の接合プロセスを最初に第１の壁の材料に適用して、その壁への第１の接合を形成することができる。次に、結合プロセスの温度を下げて、他の壁への２番目の接合を形成することができる。
【００７８】
外壁１１２がガラス材料を含み、内壁１１０が金属又は金属合金を含む実施形態では、接合プロセスは、ガラス及び／又は金属／金属合金の高温溶融によって、内壁１１０と外壁１１２との間に結合が形成されるガラス対金属シールを含むことができる。
【００７９】
特定の実施形態では、外壁１１２の端部は、結合が行われる前に、内壁１１０と密接するように形作られてもよい。このような形作られた端部（成形端部）を有する外壁１１２の一例が図１４に示されている。外壁１１２の各端部は、外壁１１２が内壁１１０と密接な接合を形成するように形作られたフレア状の端部１１２ａを有し得る。図１４に見られるように、端部１１２ａは、内壁１１０と密接するように、内壁１１０に向かって下向きにフレア状とされている。いくつかの実施形態では、外壁１１２がガラス材料を含む場合、ガラス材料は、加熱され変形されて、内壁１１０と密接することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態では、内壁１１０は、内壁１１０と外壁１１２とが一緒に組み立てられたときに、外壁１１２と密接するように形作られてもよい。成形端部を有する内壁１１０の一例が図１５に示されている。内壁１１０の端部はそれぞれフランジ１１０ａを有する。内壁１１０が外壁１１２に組み付けられると、フランジ１１０ａは外壁１１２の内面に向かって延び、内壁と外壁１１２とが密接する。
【００８１】
いくつかの実施形態では、内壁１１０及び／又は外壁１１２の成形端部は、外壁１１２の内面との結合が形成されるように加熱されてもよい。例えば、外壁１１２を形成する材料を溶融して内壁１１０の成形端部に結合するように、又はその逆であるように、成形端部を加熱してもよい。加熱は、例えば、誘導加熱を含み得る。
【００８２】
上述の組付け技術及び／又は接合技術のいずれか、又は任意の他の適切な技術を、内壁１１０を外壁１１２に組付け及び／又は接合をする際に用いることができる。
【００８３】
断熱領域１２４を排気するために、断熱体１０２は、断熱領域１２４内のガス分子が断熱体１０２の外側の低圧環境に流れ込むように、真空炉チャンバのような低圧の実質的に排気された環境内に配置されるとよい。断熱領域１２４内の圧力が低くなると、外壁１１２及び内壁１１０の先細りの幾何学形状が、残りのガス分子を出口を通して断熱領域１２４から導出する。
【００８４】
いくつかの実施形態では、一つ以上の低放射率のコーティングが、断熱領域１２４の内面上、すなわち内壁１１０の外面及び外壁１１２の内面上に設けられ得る。一つ以上のそのような低放射率コーティングを設けることは、赤外線放射による熱伝達の低減に役立ち得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、反射領域が、断熱領域１２４を境界付ける内壁１１０の表面上に設けられる。代替的又は追加的に、断熱領域１２４の境界となる外壁１１２の表面に反射面を設けてもよい。反射面は、放射によって内壁１１０から離れる熱伝達を低減するように機能する。
【００８６】
断熱体１０２の形状は、本書ではこれまで実質的に円筒形又は同様であると一般的に説明したが、断熱体１０２は、別の形状、例えば直方体として形成され得る。一実施形態では、内壁１１０は管状であり、加熱ゾーンを囲む。内壁１１０は、実質的に円形の断面を有することができる。しかしながら、他の実施形態では、内壁１１０は、正方形、長方形、多角形又は楕円形等の、円形以外の断面を有してもよい。
【００８７】
図７を参照すると、本発明の実施形態による、喫煙材を含む物品１０４の概略断面図が示されている。この実施形態の物品１０４は、図１に示される装置１００、又は図２及び図３の一体型加熱要素を有する断熱体１０２の代わりに図４及び図５の断熱体及び加熱要素１４２を有する装置での使用に特に適している。使用時、物品１０４は、装置１００の開口部１４４にて加熱ゾーンに取外し可能に挿入されてもよい。
【００８８】
一実施形態では、物品１０４は、一塊の喫煙材１３２と、ロッドの形態のフィルタアセンブリとを含む実質的に円筒ロッドの形態である。この実施形態のフィルタアセンブリは、三つのセグメント、すなわち冷却セグメント１３４、フィルタセグメント１３６及び口側端部セグメント１３８を備える。しかしながら、他の実施形態では、これらのセグメント１３４、１３６、１３８のいずれか一つ、二つ又は全てが省かれてもよい。
【００８９】
喫煙材１３２は、物品１０４の遠位端の方に配置される。一実施形態では、冷却セグメント１３４は、一塊の喫煙材１３２とフィルタセグメント１３６との間に配置され、その結果、冷却セグメント１３４は、喫煙材１３２及びフィルタセグメント１３６と当接関係にある。フィルタセグメント１３６は、冷却セグメント１３４と口側端部セグメント１３８との間に配置される。口側端部セグメント１３８は、フィルタセグメント１３６に隣接して、物品１０４の近位端の方に配置される。一実施形態では、フィルタセグメント１３６は、口側端部セグメント１３８と当接関係にある。
【００９０】
一実施形態では、一塊の喫煙材１３２はタバコを含む。しかしながら、他のそれぞれの実施形態では、喫煙材１３２はタバコからなるものであってもよく、実質的に完全にタバコからなるものであってもよく、タバコとタバコ以外の喫煙材とを含むものであってもよく、タバコ以外の喫煙材を含むものであってもよく、又はタバコを含まなくてもよい。喫煙材は、グリセロール等のエアロゾル形成剤を含むものであってもよい。
【００９１】
一実施形態では、冷却セグメント１３４は、環状管であり、冷却セグメント１３４内のエアギャップの周りに配置され、そのエアギャップを画定する。エアギャップは、一塊の喫煙材１３２から生成される加熱された揮発成分が流れるためのチャンバを提供する。冷却セグメント１３４は中空であり、エアロゾルを蓄積するためのチャンバを提供するが、製造中に、また使用時に物品１０４が装置１００に挿入している間に生じる可能性がある軸線方向の圧縮力及び曲げモーメントに耐えるのに十分な剛性を有する。冷却セグメント１３４は、喫煙材１３２とフィルタセグメント１３６との間に物理的な変位をもたらす。冷却セグメント１３４によってもたらされる物理的変位は、冷却セグメント１３４の長さ全体にわたって熱勾配を提供する。
【００９２】
フィルタセグメント１３６は、喫煙材からの加熱された揮発成分から一つ以上の揮発化合物を除去するのに十分な任意のフィルタ材料で形成され得る。一実施形態では、フィルタセグメント１３６は、酢酸セルロース等のモノアセテート（ｍｏｎｏ−ａｃｅｔａｔｅ）材料で作られる。フィルタセグメント１３６があることによって、冷却セグメント１３６を出る加熱された揮発成分にさらなる冷却をもたらすことによる断熱効果が与えられる。このさらなる冷却効果は、フィルタセグメント１３６の表面における使用者の唇の接触温度を低下させる。
【００９３】
口側端部セグメント１３８は、環状管であり、口側端部セグメント１３８内のエアギャップの周りに配置され、そのエアギャップを画定する。エアギャップは、フィルタセグメント１３８から流れる加熱された揮発成分のためのチャンバを提供する。
【００９４】
一実施形態では、物品１０４の全長は７１ｍｍ〜９５ｍｍであり、より好ましくは、物品１０４の全長は７９ｍｍ〜８７ｍｍであり、さらにより好ましくは、物品１０４の全長は８３ｍｍである。
【００９５】
一実施形態では、物品１０４は細長く、実質的に円形の断面を有する実質的に円筒形である。しかしながら、他の実施形態では、物品１０４は、円形以外の断面を有し、及び／又は細長くなく、及び／又は円筒形でなくてもよい。
【００９６】
図８を参照すると、本発明の一実施形態によるシステムの概略断面図が示されている。システム２００は、図１の装置１００及び図７の物品１０４を含む。簡潔にするために、装置１００及び物品１０４は再度詳細には説明しない。
【００９７】
使用時、物品１０４は、装置の加熱ゾーン内に収容される。上述したように、内壁１１０は、加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入によって加熱可能である。次いで、加熱ゾーン内の物品が加熱されて、喫煙材の一つ以上の揮発成分が放出される。
【００９８】
使用時、空気は、装置１００の内部と装置１００の外部とを流体的に接続する入口を通して、物品１０４の遠位端を通って物品１０４に引き込まれ得る。空気は、喫煙材１３２を通過し、喫煙材１３２から放出された揮発成分を拾い、次に、典型的には蒸気又はエアロゾルの形態の揮発成分が、物品１０４のフィルタアセンブリを通して引き出され、使用者による消費のために物品１０４の近位端を通って引き出される。
【００９９】
一実施形態では、物品１０４が加熱ゾーンにあるとき、内壁１１０は、物品１０４の喫煙材１３２と熱的に接触している。一実施形態では、喫煙材１３２は、内壁１１０と面接触している。したがって、内壁１１０は、喫煙材１３２を直接加熱するよう使用時に加熱可能である。他の実施形態では、内壁１１０の加熱材は、喫煙材１３２との面接触を避けてもよいが、依然として喫煙材１３２と熱的関係を維持する。
【０１００】
他の実施形態では、図４及び図５を参照して上述したように、内壁１１０は、変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む加熱要素に隣接している。そのような実施形態では、加熱要素１４２は、使用時に喫煙材１３２を加熱するように、物品１０４の喫煙材１３２と熱的に接触している（好ましくは面接触している）。
【０１０１】
図１３は、本発明の一実施形態による装置で使用するための別の断熱体の例の概略断面図を示す。この実施形態では、断熱体１０２は、加熱要素１４２が一つ以上の変形可能なアタッチメント１５２によって内壁１１０に接続されることを除いて、図４の断熱体１０２と同じである。図１３では、四つの変形可能なアタッチメント１５２が示されているが、他の実施形態では、その数は一つ又は二つ等、より多く又はより少なくてもよい。いくつかの例では、変形可能なアタッチメント１５２は、内壁１１０と加熱要素１４２との間の構造的接続を提供する一方で、内壁１１０と加熱要素１４２との間の限定された相対運動も可能にする。加熱中、内壁１１０及び加熱要素１４２は、異なる割合で膨張し得る。異なる熱膨張率に起因する内壁１１０と加熱要素１４２との間のある程度の相対運動を可能にすることは、内壁１１０及び加熱要素１４２に加えられる応力を低減又は回避するのに役立つ。これは、内壁がガラス又はセラミックで作られている、又はそれを含んでいる場合等、内壁１１０が可撓性がないか又は内壁加熱要素１４２よりも可撓性が低い場合に特に有利であり得る。いくつかの実施形態では、変形可能なアタッチメントは、例えば、高温シリコーンから作製され得る。
【０１０２】
一実施形態では、一塊の喫煙材１３２の長さは、内壁１１０の長さにほぼ等しい。これは、使用時における喫煙材１３２のより効果的な加熱をもたらすのに役立ち得る。他の実施形態では、一塊の喫煙材１３２の長さは、内壁１１０の長さより短くても長くてもよい。
【０１０３】
一実施形態では、内壁１１０は、空気又は揮発材料に対して不透過であり、実質的に切れ目がない。
【０１０４】
図９を参照すると、本発明の実施形態による喫煙材を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させる方法を示す流れ図が示されている。
【０１０５】
この方法３００は、図１に示され上述した装置１００等の、本発明の一実施形態による装置を用意するステップ３０２を含む。この方法はまた、装置の加熱ゾーン内に、図７に示され上述した物品１０４等の、喫煙材を含む物品を配置するステップ３０４を含む。この方法はさらに、加熱ゾーン及び物品の喫煙材を加熱するために変動磁場を装置の加熱材に侵入させるステップ３０６を含む。
【０１０６】
上述の各実施形態では、加熱材は鋼である。しかしながら、他の実施形態では、加熱材は、導電性材料、磁性材料、及び導電性の磁性材料からなる群から選択された一つ以上の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、加熱材は金属又は金属合金を含んでもよい。いくつかの実施形態では、加熱材は、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅、及び青銅からなる群から選択された一つ以上の材料を含んでもよい。加熱材として導電性の磁性材料を用いると、使用時、導電性の磁性材料と装置の電磁石との磁気結合を強くすることができることが分かっている。これは、磁気ヒステリシス加熱を潜在的に可能にすることに加えて、加熱材のジュール加熱を増大させる、又は改善することができ、したがって、喫煙材の加熱を増大させる、又は改善することができる。
【０１０７】
加熱材は、誘導電流及び／又は磁気双極子の誘導再配向のほとんどが生じる外側の領域である表皮深さを有してもよい。相対的に薄くすることによって、加熱材の他の寸法に比べて相対的に長い奥行き又は厚さを有する加熱材と比べると、所与の変動磁場によって加熱材のより大きな割合を加熱可能にすることができる。したがって、材料をより効率的に使用することになり、それはコストを削減する。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、内壁１１０の第１の部分は第１の材料から作られ、内壁１１０の第２の部分は第１の材料とは異なる第２の材料から作られることができる。第１の材料は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材としてもよい。そのような加熱材の例は前述した。第２の材料は、変動磁場の侵入によって加熱可能な加熱材であってもよく、そうでなくてもよいが、それは熱伝導体でなければならない。内壁１１０の第１の部分は、装置１００の近位端又は口側端部の方に配置することができ、その結果、変動磁場が内壁１１０に加えられると、第１の部分が加熱され、したがって、まず最初に一塊の喫煙材１３２の近位端又は口側端部の方に配置された喫煙材１３２の一部が加熱されるようになっている。次に、内壁１１０の第２の部分が伝導によって加熱され、これにより、一塊の喫煙材１３２の遠位端の方に配置される喫煙材の一部が加熱される。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、喫煙材は非液体の喫煙材であり、装置は非液体喫煙材を加熱して喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである。他の実施形態では、逆のことが当てはまり得る。いくつかの実施形態では、装置は、液体喫煙材を加熱して、液体喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させ、その後、非喫煙材を通過させるためのものである。
【０１１０】
上記実施形態のそれぞれにおいて、物品１０４は消耗品である。物品１０４中の喫煙材１３２の揮発性成分の全て、又は実質的に全てが使い果たされると、使用者は物品１０４を装置１００から取り外して物品１０４を処分することができる。その後、使用者は、装置１００を別の同様の物品１０４と共に再利用することができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、装置１００は、装置１００が使用可能である物品１０４とは別に販売され、供給され、又は他の方法で提供される。しかし、いくつかの実施形態では、装置１００及び一つ以上の物品１０４は、キット又はアセンブリ等のシステム２００として、場合によってはクリーニング器具等の追加の構成要素とともに提供されてもよい。
【０１１２】
様々な課題に対処し、技術を進歩させるため、本開示はその全体にわたって様々な実施形態を例証及び例示によって示している。これらの実施形態において、特許請求された発明を実施することが可能である。また、これらの実施形態は、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための優れた装置、そのような優れた装置及びそのような物品とを備える優れたシステム、並びに、喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための優れた方法を提供する。本開示の利点及び特徴は、実施形態のうち代表的な例のものにすぎず、全ての利点や特徴を網羅したものでもなければ、他の利点や特徴を排除するものでもない。これらは、特許請求の範囲などに開示される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の側面は、特許請求の範囲によって規定されたとおりに本開示を限定するもの、或いは特許請求の範囲の均等物を制限するものと考えるべきではなく、本開示の範囲及び／又は趣旨から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることを理解されたい。様々な実施形態が、開示された要素、構成、特徴、部品、ステップ、手段などの様々な組合せを適切に備え、それらのみから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。本開示は、特許請求の範囲に現在は記載されていないが将来記載される可能性のある他の発明を含む可能性がある。
【図１】
2020532977.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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】
2020532977.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月30日(2020.4.30)
【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】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための装置であって、
断熱体であって、
前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンを少なくとも部分的に画定する内壁であり、前記加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入により加熱可能である加熱材を含む内壁、
外壁、及び、
前記内壁と前記外壁とによって境界が定められた断熱領域であり、該断熱領域の外部よりも低圧に排気される断熱領域
を備える断熱体と、
使用時に前記内壁を加熱するために前記内壁に侵入する変動磁場を発生させる磁場発生器と
を具備する、装置。
【請求項２】
前記外壁が、非透磁性及び／又は非導電性である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記外壁がガラス又はセラミックを含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記磁場発生器が、前記外壁の少なくとも一部を囲むコイルを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コイルが螺旋状のコイルである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コイルがリッツ線を含む、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記コイルが、前記内壁の第１の区域を加熱するための第１の部分と、前記内壁の第２の区域を加熱するための第２の部分とを備え、前記第１の部分と前記第２の部分とが独立して制御可能である、請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記外壁の少なくとも一部を囲む第２のコイルを備え、
前記コイル及び前記第２のコイルが独立して制御可能である、請求項４〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記断熱領域を封止するために前記内壁と前記外壁との間の接合部に配置されたろう付けリングを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記外壁が、前記内壁の長さに沿って部分的にのみ延びている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記内壁が円筒管である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
磁場発生器を囲む磁気シールドを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記加熱材が、導電性材料、磁性材料及び導電性の磁性材料からなる群から選択された一つ以上の材料を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記加熱材が、金属又は金属合金を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記加熱材が、アルミニウム、金、鉄、ニッケル、コバルト、導電性炭素、グラファイト、普通炭素鋼、ステンレス鋼、フェライトステンレス鋼、銅及び青銅からなる群から選択された一つ以上の材料を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記内壁の第１の区域が第１の材料から作られ、前記内壁の第２の区域が、前記第１の材料とは異なる第２の材料から作られている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
非液体の喫煙材を加熱して、前記喫煙材を燃焼させることなく前記喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるためのものである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記内壁が、前記内壁上の第１の位置と前記内壁上の第２の位置とで、前記外壁に接続されており、前記内壁が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に少なくとも一つの変形可能な構造部を備え、前記少なくとも一つの変形可能な構造部が、前記加熱材の加熱中に前記第１の位置と前記第２の位置との間にある前記内壁の区域の熱膨張に対応するよう変形するためのものである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記加熱材が前記内壁の金属化層を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記内壁が、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、前記金属化層が前記支持体と前記断熱領域との間にある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記内壁が、非透磁性及び／又は非導電性の材料の支持体を備え、前記支持体が前記金属化層と前記断熱領域との間にある、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための装置であって、
前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を受容する加熱ゾーンと、
前記加熱ゾーンを加熱するために変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む加熱要素と、
断熱体であって、
外壁、
前記加熱要素と前記外壁との間の内壁、及び、
前記内壁と前記外壁とによって境界が定められた断熱領域であり、該断熱領域が該断熱領域の外部よりも低圧に排気され、前記内壁及び前記外壁のうちの一方又はそれぞれが非透磁性及び／又は非導電性である、断熱体と、
使用時に前記加熱要素に侵入する変動磁場を発生させる磁場発生器と
を具備する、装置。
【請求項２３】
前記内壁及び前記外壁のうちの一方又はそれぞれがガラスから形成されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記加熱要素が、一つ以上の変形可能なアタッチメントにより前記内壁に接続されている、請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置と共に使用される喫煙材。
【請求項２６】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するためのシステムであって、
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置と、
前記装置の前記加熱ゾーンに少なくとも部分的に配置するための、前記喫煙材を含む物品と
を備える、システム。
【請求項２７】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう前記喫煙材を加熱するための方法であって、
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
前記装置の前記加熱ゾーンに、前記喫煙材を含む物品の少なくとも一部を配置するステップと、
前記加熱ゾーン及び前記喫煙材を加熱するために変動磁場を前記装置の前記加熱材に侵入させるステップと
を含む、方法。
【請求項２８】
喫煙材の少なくとも一つの成分を揮発させるよう喫煙材を加熱するための装置に用いられる断熱体であって、
変動磁場の侵入によって加熱可能である加熱材を含む内壁と、
非透磁性及び／又は非導電性である外壁と、
前記内壁と前記外壁とによって境界が定められた断熱領域であって、該断熱領域の外部よりも低圧に排気される断熱領域と
を備える、断熱体。
【国際調査報告】
2020532977.tif 000019
2020532977.tif 000020
2020532977.tif 000021