(57)【要約】  本発明は、エアロゾル発生システム用のカートリッジ（１００）またはエアロゾル発生システムに関する。カートリッジまたはシステムは、液体エアロゾル形成基体（１３１）を収容する貯蔵区画であって、第一の部分（１３０）内の液体が第二の部分（１３５）に通ることができるように互いに接続された第一の部分および第二の部分を有する貯蔵区画と、貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間を通る気流通路（１４０）と、貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間に位置付けられた流体透過性エアロゾル発生要素（１２０）と、を備える。エアロゾル発生要素は、第一の側面および第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、エアロゾル発生要素の第一の側面は、気流通路の一部を形成し、エアロゾル発生要素の第二の側面は貯蔵区画の第二の部分からの液体と接触し、これによって貯蔵区画の第一の部分内の液体エアロゾル形成基体は、流体透過性エアロゾル発生要素に達するために貯蔵区画の前記第二の部分へと通らなければならない。【選択図】図２ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル発生システム用のカートリッジであって、
液体エアロゾル形成基体を収容する貯蔵区画であって、液体チャネルによって互いに接続された第一の部分および第二の部分を有し、これによって前記第一の部分内の液体が前記液体チャネルを通して前記第二の部分に通ることができる貯蔵区画と、
前記貯蔵区画の前記第一の部分と前記第二の部分との間を通る気流通路と、
前記貯蔵区画の前記第一の部分と前記第二の部分との間に位置付けられていて、かつ第一の側面および前記第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、前記エアロゾル発生要素の前記第一の側面が前記気流通路の一部を形成し、前記エアロゾル発生要素の前記第二の側面が前記貯蔵区画の前記第二の部分からの液体と接触し、これによって前記貯蔵区画の前記第一の部分内の液体エアロゾル形成基体が前記貯蔵区画の前記第二の部分のみを通して流体透過性エアロゾル発生要素に到達することができる、流体透過性エアロゾル発生要素と、を備えるカートリッジ。
【請求項２】
前記液体貯蔵区画の前記第一の部分が、前記液体貯蔵区画の前記第二の部分より大きい液体貯蔵容量を有する、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記貯蔵区画の前記第二の部分が前記エアロゾル発生要素の前記第二の側面と接触する毛細管材料を収容する、請求項１または２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記カートリッジが、接続端および前記接続端から離れた口側端を有するハウジングを備え、前記接続端はエアロゾル発生システムの制御本体に接続するように構成されていて、前記エアロゾル発生要素の前記第二の側面は前記接続端に面していて、かつ前記エアロゾル発生要素の前記第一の側面は前記口側端に面している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記エアロゾル発生要素が、前記口側端の開口部よりも前記接続端に近い、請求項４に記載のカートリッジ。
【請求項６】
空気吸込み口および口側端の開口部を有するマウスピース部分をさらに備え、前記気流通路が、前記貯蔵区画の前記第一の部分と前記第二の部分との間にある前記空気吸込み口から、前記口側端の開口部に延び、前記貯蔵区画の前記第一の部分が前記エアロゾル発生要素と前記口側端の開口部との間に位置付けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記エアロゾル発生要素の前記第一の側面および前記第二の側面が平面状である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記エアロゾル発生要素が、前記第二の側面から前記第一の側面に延びる複数の隙間または開口を備え、かつこれを通して流体が通りうる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記エアロゾル発生要素が発熱体である、請求項１〜８のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項１０】
ヒーター組立品を備え、前記ヒーター組立品が前記発熱体および電気接点部分を備え、前記発熱体に電気的に接続されている、請求項９に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記接点部分が前記カートリッジの接続端を通して露出されている、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記貯蔵区画がヒーターマウントを備え、前記ヒーターマウントが前記ヒーター組立品の上にオーバーモールドされている、請求項１０または１１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のカートリッジと、前記カートリッジに接続された制御本体と、を備え、前記制御本体が、前記エアロゾル発生要素への電力供給を制御するように構成されている、エアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記制御本体が、前記カートリッジ内の電気接点部分を係合するように構成された一対の電気接点を備える、請求項１３に記載のエアロゾル発生システム。
【請求項１５】
前記エアロゾル発生システムが手持ち式エアロゾル発生システムである、請求項１３または１４に記載のエアロゾル発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル発生システムと、液体エアロゾル形成基体を加熱してエアロゾルを発生するように構成されたエアロゾル発生システム用のカートリッジとに関する。特に、本発明は、ユーザーの吸入のためにエアロゾルを発生するように構成された手持ち式エアロゾル発生システムに関する。
【０００２】
液体エアロゾル形成基体からエアロゾルを発生する手持ち式エアロゾル発生システムにおいては典型的に、エアロゾル発生要素によってエアロゾル化された液体を補充するために、エアロゾル発生要素の近くに液体を移動する何らかの手段がある。しかしながら、液体の過剰供給なしに十分な液体をエアロゾル発生要素の近くに確実に移動することは困難である可能性があり、漏れおよびユーザーによって吸入されるエアロゾル中の大きい液滴の包含につながる。
【０００３】
重力は、エアロゾル発生システム内の液体の移動において重大な役割を果たすことができる。典型的には液体は、液体と発熱体の形態のエアロゾル発生要素との両方を収容するカートリッジまたはカトマイザーに提供されている。カートリッジは、ユーザーが吸い込む発生したエアロゾルが通る口側端と、制御回路および電源を収容する制御ユニットに接続する口側端の反対側にある接続端とを有する。発熱体は典型的に、電源に簡単に接続できるように、接続端の近くに位置し、液体は発熱体とカートリッジの口側端との間の貯蔵区画内に保持されている。このタイプのシステムの典型的な使用中に、システムの最高部はカートリッジの口側端であり、これによって重力は液体をヒーターに向かって下へと引くように作用する。これによって、発熱体での液体の過剰供給、および特にユーザーに送達されるエアロゾルが通る気流経路への液体の漏れがもたらされる可能性がある。
【０００４】
代替的な配置は、典型的な使用中に液体貯蔵区画よりも高い位置に発熱体を定置し、毛細管材料を使用して重力に逆らって液体をヒーターに送達するものである。しかし、これは特に液体貯蔵区画がより空に近くなる時に、発熱体への液体の不足供給または一貫性のない供給をもたらす可能性がある。
【０００５】
液体の漏れを最小限に抑える一方で、液体貯蔵区画がより空に近くなる時でさえも、適切かつ一貫した液体の供給がエアロゾル発生要素に提供されていて、かつポンプなどの複雑な構成要素が必要とされないエアロゾル発生システムのための配置を提供することが望ましいことになる。
【０００６】
本発明の第一の態様において、エアロゾル発生システム用のカートリッジが提供されていて、このカートリッジは、
液体エアロゾル形成基体を収容する貯蔵区画であって、第一の部分内の液体が第二の部分に通ることができるように互いに接続された第一の部分および第二の部分を有する貯蔵区画と、
貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間を通る気流通路と、
貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間に位置付けられていて、かつ第一の側面および第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、エアロゾル発生要素の第一の側面が気流通路の一部を形成し、エアロゾル発生要素の第二の側面が貯蔵区画の第二の部分からの液体と接触し、これによって貯蔵区画の第一の部分内の液体エアロゾル形成基体が貯蔵区画の第二の部分のみを通して流体透過性エアロゾル発生要素に到達することができる、流体透過性エアロゾル発生要素と、を備える。
【０００７】
第一の部分および第二の部分は、第一の部分内の液体が液体チャネルを通して第二の部分に通ることができるように、液体チャネルによって互いに接続されてもよい。
【０００８】
エアロゾル発生要素は発熱体であってもよい。別の方法として、エアロゾル発生要素は振動要素であってもよい。
【０００９】
有利なことに、貯蔵区画の第一の部分は、貯蔵区画の第二の部分より大きい液体貯蔵容量を有する。有利なことに、貯蔵区画の第一の部分は、貯蔵区画の第二の部分より大きい。使用時に、貯蔵区画の第一の部分は典型的に、エアロゾル発生要素の上方に位置付けられている。貯蔵区画の第二の部分より大きい貯蔵区画の第一の部分を有することは、液体が貯蔵区画の第一の部分から貯蔵区画の第二の部分に送達され、そのため使用中に重力の影響下でエアロゾル発生要素に送達されることを確実にする。
【００１０】
有利なことに、貯蔵区画の第二の部分は、エアロゾル発生要素の第二の側面と接触する毛細管材料を収容する。毛細管材料は、重力に逆らって液体エアロゾル形成基体をエアロゾル発生要素に送達する。使用時にエアロゾル発生要素に到達するために重力に逆らった液体エアロゾル形成基体の移動を要求することによって、液体の大きい液滴が気流通路に入る可能性が減少する。
【００１１】
毛細管材料は、エアロゾル発生要素の表面の少なくとも一部分と接触している液体エアロゾル形成基体があることを保証する能力を有する材料で作製されてもよい。毛細管材料はエアロゾル発生要素内の隙間または開口の中へと延びてもよい。エアロゾル発生要素は、毛細管作用によって液体エアロゾル形成基体を隙間または開口の中へと引き出してもよい。
【００１２】
毛細管材料は、液体を材料の一方の端から別の端に能動的に運ぶ材料である。毛細管材料は繊維状または海綿体状の構造を有してもよい。毛細管材料は一束の毛細管を含むことが好ましい。例えば、毛細管材料は複数の繊維もしくは糸、またはその他の微細チューブを含んでもよい。繊維または糸は、液体エアロゾル形成基体をエアロゾル発生要素に向かって運ぶために概して整列していてもよい。別の方法として、毛細管材料は海綿体様または発泡体様の材料を含んでもよい。毛細管材料の構造は複数の小さい穴または管を形成し、これを通して液体エアロゾル形成基体を毛細管作用によって移動することができる。毛細管材料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。適切な材料の例は、海綿体もしくは発泡体材料、繊維もしくは焼結粉末の形態のセラミック系またはグラファイト系の材料、発泡性の金属材料もしくはプラスチック材料、繊維質材料、例えば紡糸繊維または押出成形繊維（酢酸セルロース、ポリエステル、または結合されたポリオレフィン、ポリエチレン、テリレンもしくはポリプロピレン繊維、ナイロン繊維またはセラミックなど）で作製された繊維質材料である。毛細管材料は、異なる液体物理特性で使用されるように、任意の適切な毛細管現象および空隙率を有してもよい。液体エアロゾル形成基体は、毛細管作用によって毛細管媒体を通して液体エアロゾル形成基体を移動することを可能にする粘度、表面張力、密度、熱伝導率、沸点、蒸気圧を含む物理特性（ただし、これらに限定されない）を有する。
【００１３】
別の方法として、または加えて、貯蔵区画は液体エアロゾル形成基体を保持するための担体材料を収容してもよい。担体材料は、貯蔵区画の第一の部分、貯蔵区画の第二の部分、または貯蔵区画の第一の部分および第二の部分の両方にあってもよい。担体材料は、発泡体および繊維の収集物の海綿体状物であってもよい。担体材料はポリマーまたはコポリマーで形成されてもよい。一実施形態において、担体材料は紡糸ポリマーである。エアロゾル形成基体は、使用中に担体材料の中へと放出されてもよい。例えば、液体エアロゾル形成基体はカプセル内に提供されてもよい。
【００１４】
カートリッジは接続端と、接続端から離れた口側端とを有するハウジングを備えてもよく、接続端はエアロゾル発生システムの制御本体に接続するように構成されている。エアロゾル発生要素の第二の側面は接続端に面してもよく、またエアロゾル発生要素の第一の側面は口側端に面してもよい。電力は、ハウジングの接続端を通して接続された制御本体からエアロゾル発生要素に送達されてもよい。
【００１５】
有利なことに、エアロゾル発生要素は、口側端の開口部よりも接続端に近い。これは、制御本体内の電源とエアロゾル発生要素との間の単純かつ短い電気的接続経路を可能にする。
【００１６】
気流通路は貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間に延びる。追加的に、気流通路は貯蔵区画の第一の部分を通って延びてもよい。例えば、貯蔵区画の第一の部分は環状の断面を有してもよく、エアロゾル発生要素から口側端の開口部まで、貯蔵区画の第一の部分を通って延びる気流通路を有する。別の方法として、気流通路は、エアロゾル発生要素から貯蔵区画の第一の部分に隣接した口側端の開口部に延びてもよい。
【００１７】
エアロゾル発生要素の第一の側面および第二の側面は、実質的に平面であってもよい。エアロゾル発生要素は発熱体であってもよい。発熱体は、単純な製造を可能にするために実質的に平坦な発熱体を備えてもよい。幾何学的には、「実質的に平坦な」発熱体という用語は、実質的に二次元の位相幾何学的マニホールドの形態である発熱体を指すために使用される。従って、実質的に平坦な発熱体は、実質的に第三次元でよりも、表面に沿って二次元で延びる。特に、その表面内での二次元の実質的に平坦な発熱体の寸法は、表面に垂直な第三次元の寸法より少なくとも五倍である。実質的に平坦な発熱体の例は、二つの実質的に平行な仮想表面間の構造であって、これらの二つの仮想表面間の距離はその表面内の延長よりも実質的に小さい。一部の実施形態において、実質的に平坦な発熱体は平面状である。その他の実施形態において、実質的に平坦な発熱体は一つ以上の寸法に沿って湾曲していて、例えばドーム形状またはブリッジ形状を形成する。
【００１８】
発熱体は、第二の側面から第一の側面に延びる複数の隙間または開口を備えてもよく、それを通して流体が通ってもよい。
【００１９】
エアロゾル発生要素は別の方法として、または加えて、振動膜またはメッシュを備えてもよい。圧電素子は、膜またはメッシュを振動させるために使用されてもよい。振動膜またはメッシュ内の開口または隙間を通過する液体エアロゾル形成基体は、システムを通る気流内にエアロゾルを形成する液滴を形成してもよい。エアロゾル発生要素は別の方法として、または加えて、圧電または熱排出機構を使用する場合があるバブルジェットノズルなどの複数の液滴排出器を備えてもよい。
【００２０】
発熱体は複数の導電性フィラメントを備えてもよい。「フィラメント」という用語は本明細書全体を通して、二つの電気接点間に配置された電気的な経路を指すために使用される。フィラメントは恣意的に、幾つかの経路またはフィラメントへとそれぞれ枝分かれおよび分岐させてもよく、または幾つかの電気的な経路から一つの経路へと合流させてもよい。フィラメントは丸型、正方形型、平坦型、または任意の他の形態の断面を有してもよい。フィラメントは、真っ直ぐな様態または湾曲した様態で配置されてもよい。
【００２１】
発熱体は、例えば相互に平行に配置されたフィラメントのアレイであってもよい。好ましくは、フィラメントはメッシュを形成してもよい。メッシュは織られていてもよく、または不織であってもよい。メッシュは、異なるタイプの織り構造または格子構造を使用して形成されてもよい。別の方法として、導電性発熱体は、フィラメントのアレイまたはフィラメントの織物から成る。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物はまた、液体を保持するその能力によっても特徴付けられる場合がある。
【００２２】
好ましい実施形態において、実質的に平坦な発熱体は、ワイヤーメッシュへと形成されたワイヤーで構築されてもよい。メッシュは平織の設計を有することが好ましい。発熱体は、メッシュ細片から作製されたワイヤーグリルであることが好ましい。
【００２３】
導電性フィラメントはフィラメント間の隙間を画定する場合があり、隙間は１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの幅を有してもよい。使用時に気化されることになる液体が隙間の中へと引き出されるように、フィラメントは隙間内で毛細管作用を生じさせることが好ましく、発熱体と液体エアロゾル形成基体との間の接触面積を増大する。
【００２４】
導電性フィラメントは、１センチメートル当たりのフィラメント数が６０〜２４０個（±１０パーセント）のサイズのメッシュを形成してもよい。メッシュ密度は、１センチメートル当たりのフィラメント数が１００〜１４０個（±１０パーセント）であることが好ましい。メッシュ密度は、１センチメートル当たりのフィラメント数がおよそ１１５個であることがより好ましい。隙間の幅は１００マイクロメートル〜２５マイクロメートルであってもよく、８０マイクロメートル〜７０マイクロメートルであることが好ましく、およそ７４マイクロメートルであることがより好ましい。メッシュの総面積に対する隙間の面積の比であるメッシュの開口面積の割合は、４０パーセント〜９０パーセントであってもよく、８５パーセント〜８０パーセントであることが好ましく、およそ８２パーセントであることがより好ましい。
【００２５】
導電性フィラメントは８マイクロメートル〜１００マイクロメートルの直径を有してもよく、１０マイクロメートル〜５０マイクロメートルであることが好ましく、１２マイクロメートル〜２５マイクロメートルであることがより好ましく、およそ１６マイクロメートルであることが最も好ましい。フィラメントは丸い断面を有してもよく、または扁平な断面を有してもよい。
【００２６】
導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の面積は小さくてもよく、例えば５０平方ミリメートル以下であってもよく、２５平方ミリメートル以下であることが好ましく、およそ１５平方ミリメートルであることがより好ましい。サイズは、発熱体を手持ち式システムの中へと組み込むように選ばれる。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物のサイズ設定を５０平方ミリメートル以下にすることは、導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物を加熱するのに必要な総電力量を低減する一方で、導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物が液体エアロゾル形成基体に十分に接触していることを依然として確保する。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物は、例えば長方形であってもよく、また２ミリメートル〜１０ミリメートルの長さ、および２ミリメートル〜１０ミリメートルの幅を有してもよい。メッシュは、およそ５ミリメートル×３ミリメートルの寸法を有することが好ましい。
【００２７】
発熱体のフィラメントは、適切な電気特性を有する任意の材料で形成されてもよい。適切な材料としては、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、およびセラミック材料と金属材料とで作製された複合材料が挙げられるが、これらに限定されない。こうした複合材料は、ドープされたセラミックまたはドープされていないセラミックを含んでもよい。適切なドープされたセラミックの例としては、ドープ炭化ケイ素が挙げられる。適切な金属の例としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、および白金族の金属が挙げられる。
【００２８】
適切な合金の例としては、ステンレス鋼、コンスタンタン、ニッケル含有、コバルト含有、クロム含有、アルミニウム含有、チタン含有、ジルコニウム含有、ハフニウム含有、ニオビウム含有、モリブデン含有、タンタル含有、タングステン含有、スズ含有、ガリウム含有、マンガン含有、および鉄含有合金、ならびにニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼系の超合金、Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）、鉄−アルミニウム系合金、鉄−マンガン−アルミニウム系合金が挙げられる。Ｔｉｍｅｔａｌ（登録商標）は、Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。フィラメントは一つ以上の絶縁体で被覆されていてもよい。導電性フィラメント用の好ましい材料はステンレス鋼および黒鉛であり、ＡＩＳＩ  ３０４、３１６、３０４Ｌ、３１６Ｌなどの３００シリーズのステンレス鋼であることがより好ましい。追加的に、導電性発熱体は上記の材料の組み合わせを含んでもよい。実質的に平坦な発熱体の抵抗の制御を改善するために、材料の組み合わせが使用されてもよい。例えば、固有抵抗が高い材料を、固有抵抗が低い材料と組み合わせてもよい。これは、材料のうちの一つが他の観点、例えば価格、機械加工性、またはその他の物理的および化学的パラメータの観点から、より有益である場合に、有利である場合がある。有利なことに、抵抗を増大させた実質的に平坦なフィラメント配列は、寄生損失を低減する。有利なことに、抵抗が高いヒーターは、電池エネルギーのより効率的な使用を可能にする。
【００２９】
フィラメントはワイヤーで作製されることが好ましい。ワイヤーは金属で作製されることがより好ましく、ステンレス鋼で作製されることが最も好ましい。
【００３０】
発熱体の導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．３オーム〜４オームであってもよい。電気抵抗は０．５オーム以上であることが好ましい。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、０．６オーム〜０．８オームであることがより好ましく、約０．６８オームであることが最も好ましい。導電性フィラメントのメッシュ、アレイ、または織物の電気抵抗は、導電性接点区域の電気抵抗よりも少なくとも１桁大きいことが好ましく、および少なくとも２桁大きいことがより好ましい。これは、発熱体に電流を通過させることによって発生した熱が、導電性フィラメントのメッシュまたはアレイに局在化されることを確実にする。システムが電池によって電力供給される場合、発熱体に対する全体抵抗が低いことは有利である。低抵抗で大電流のシステムは、発熱体に高電力を送達することを可能にする。これは、発熱体が導電性フィラメントを望ましい温度に素早く加熱することを可能にする。
【００３１】
別の方法として、発熱体は、開口のアレイが中に形成された加熱プレートを備えてもよい。開口は、例えばエッチングまたは機械加工によって形成されてもよい。プレートは、発熱体のフィラメントに関して上述した材料などの、適切な電気特性を有する任意の材料で形成されてもよい。
【００３２】
エアロゾル発生要素の第一の側面は、口側端の開口部に直接面していてもよい。平面状のエアロゾル発生要素のこの配向は、製造中のカートリッジの単純な組み立てを可能にする。
【００３３】
発熱体はヒーター組立品の一部であってもよい。ヒーター組立品は発熱体と、発熱体に電気的に接続された電気接点部分とを備えてもよい。電気接点部分は、二つの導電性接点パッドであってもよい。導電性接点パッドは、発熱体の縁の区域に位置付けられてもよい。少なくとも二つの導電性接点パッドは、発熱体の先端に位置付けられうることが好ましい。導電性接点パッドは、発熱体の導電性フィラメントに直接固定されてもよい。導電性接点パッドは、スズのパッチを備えてもよい。別の方法として、導電性接点パッドは発熱体と一体型にされてもよい。
【００３４】
接点部分は、エアロゾル発生システムの制御本体内の電気接点ピンと接触することを可能にするためにハウジングの接続端を通して露出されてもよい。
【００３５】
貯蔵区画は貯蔵区画ハウジングを備えてもよい。エアロゾル発生要素は、貯蔵区画ハウジングに固定されてもよい。貯蔵区画ハウジングは、成形された構成要素またはヒーターマウントを備えてもよく、成形された構成要素またはヒーターマウントは、ヒーター組立品またはその他の形態のエアロゾル発生要素の上にオーバーモールドされている。成形された部分またはヒーターマウントは、電気接点部分を気流通路から分離するために、ヒーター組立品またはエアロゾル発生要素の第一の側面の一部分を覆ってもよく、また電気接点部分を液体エアロゾル形成基体から分離するために、ヒーター組立品またはエアロゾル発生要素の第二の側面の少なくとも一部分を覆ってもよい。
【００３６】
ヒーターマウントは、ヒーター組立品の第二の側面から延びる少なくとも一つの壁を備えてもよく、少なくとも一つの壁は液体貯蔵区画の第二の部分の一部を形成する。ヒーターマウントは、ヒーター組立品の第一の側面からヒーター組立品の第二の側面への液体流路を画定してもよい。
【００３７】
液体貯蔵区画は液体エアロゾル形成基体を保持してもよい。本発明に関して本明細書で使用される「エアロゾル形成基体」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基体である。揮発性化合物はエアロゾル形成基体を加熱することによって放出されてもよい。揮発性化合物は、エアロゾル形成基体を振動可能な要素の通路を通して動かすことによって放出されてもよい。
【００３８】
エアロゾル形成基体は室温では液体であってもよい。エアロゾル形成基体は、液体構成成分および固体構成成分の両方を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体はニコチンを含んでもよい。ニコチンを含有する液体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。液体エアロゾル形成基体は植物由来材料を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、たばこを含んでもよい。液体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有するたばこ含有材料を含んでもよい。液体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。液体エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含んでもよい。液体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。
【００３９】
液体エアロゾル形成基体は、一つ以上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。適切なエアロゾル形成体の例としては、グリセリンおよびプロピレングリコールが挙げられる。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、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）を含むが、これらに限定されない。液体エアロゾル形成基体は水、溶媒、エタノール、植物抽出物、および天然風味または人工風味を含んでもよい。
【００４０】
液体エアロゾル形成基体は、ニコチンおよび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、グリセリンまたはプロピレングリコールであってもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンおよびプロピレングリコールの両方を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、約０．５％〜約１０％（例えば、約２％）のニコチン濃度を有してもよい。
【００４１】
ハウジングは、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの成形可能プラスチック材料で形成されてもよい。ハウジングは、貯蔵区画の壁の一部またはすべてを形成してもよい。ハウジングおよび貯蔵区画は一体的に形成されてもよい。別の方法として、貯蔵区画はハウジングとは別個に形成されて、ハウジングに組み立てられてもよい。
【００４２】
カートリッジは、ユーザーが引き出しうるエアロゾルが通る取り外し可能なマウスピースを備えてもよい。取り外し可能なマウスピースは、口側端の開口部を覆う場合がある。別の方法として、カートリッジは、ユーザーが口側端の開口部で直接吸うことを可能にするように構成されてもよい。
【００４３】
カートリッジは、液体エアロゾル形成基体を再充填可能であってもよい。別の方法として、カートリッジは、貯蔵区画の液体エアロゾル形成基体が空になった時に廃棄されるように設計されてもよい。
【００４４】
本発明の第二の態様において、エアロゾル発生システム用のカートリッジが提供されていて、このカートリッジは、
口側端の開口部を有するハウジングと、
ハウジング内にあり、かつ液体エアロゾル形成基体を収容する貯蔵区画と、
ハウジング内の流体透過性エアロゾル発生要素であって、第一の側面および第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、エアロゾル発生要素の第一の側面がエアロゾル発生要素の第二の側面よりも口側端の開口部に近く、かつエアロゾル発生要素の第二の側面が貯蔵区画からの液体と接触している、流体透過性エアロゾル発生要素と、
エアロゾル発生要素の第一の側面から口側端の開口部に延びる気流通路と、を備え、
貯蔵区画の第一の部分が、エアロゾル発生要素と口側端の開口部との間に位置付けられていて、かつ貯蔵区画の第二の部分が、エアロゾル発生要素の口側端の開口部とは反対側に位置付けられている。
【００４５】
この文脈において、「の間に位置付けられている」とは、エアロゾル発生要素から口側端の開口部への直線が、貯蔵区画の第一の部分を必ず通過または通り過ぎることを意味する。気流通路は貯蔵部分を通過してもよい。
【００４６】
本発明の第一の態様のカートリッジの特徴は、本発明の第二の態様に適用されてもよい。
【００４７】
本発明の第三の態様において、本発明の第一の態様または第二の態様によるカートリッジと、カートリッジに接続された制御本体とを備えるエアロゾル発生システムが提供されていて、制御本体はエアロゾル発生要素への電力供給を制御するように構成されている。
【００４８】
制御本体は、制御本体がカートリッジに接続された時にエアロゾル発生要素への電気的接続を提供するように構成された少なくとも一つの電気接点要素を備えてもよい。電気接点要素は細長くてもよい。電気接点要素は、ばね式であってもよい。電気接点要素はカートリッジ内の電気接点パッドに接触してもよい。
【００４９】
制御本体はカートリッジの接続端と係合するための接続部分を備えてもよい。
【００５０】
制御本体は電源を備えてもよい。
【００５１】
制御本体は、電源からエアロゾル発生要素への電力供給を制御するように構成された制御回路を備えてもよい。
【００５２】
制御回路はマイクロコントローラーを備えてもよい。マイクロコントローラーはプログラム可能なマイクロコントローラーであることが好ましい。制御回路はさらなる電子構成要素を備えてもよい。制御回路はエアロゾル発生要素への電力供給を調節するように構成されてもよい。電力はシステムの起動後、エアロゾル発生要素に連続的に供給されてもよく、または毎回の吸煙ごとなどのように断続的に供給されてもよい。電力は、電流パルスの形態でエアロゾル発生要素に供給されてもよい。
【００５３】
制御本体は、制御システムおよびエアロゾル発生要素のうちの少なくとも一つに電力を供給するように配置された電源を備えてもよい。エアロゾル発生要素は独立した電源を備えてもよい。エアロゾル発生システムは、電力を制御回路に供給するように配置された第一の電源、および電力をエアロゾル発生要素に供給するように構成された第二の電源を備えてもよい。
【００５４】
電源はＤＣ電源であってもよい。電源は電池であってもよい。電池は、リチウム系の電池、例えばリチウムコバルト電池、リチウム鉄リン酸塩電池、チタン酸リチウム電池、またはリチウムポリマー電池であってもよい。電池はニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池であってもよい。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り、また数多くの充放電サイクルのために構成されてもよい。電源は、一回以上のユーザー体験のための十分なエネルギーの保存を可能にする容量を有してもよく、例えば電源は従来の紙巻たばこ一本を喫煙するのにかかる典型的な時間に対応する約六分間、または六分間の倍数の期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。別の実施例において、電源は所定の吸煙回数、または霧化組立品の不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有してもよい。
【００５５】
エアロゾル発生システムは、手持ち式エアロゾル発生システムであってもよい。手持ち式エアロゾル発生システムは、ユーザーがマウスピースを吸って口側端の開口部を通してエアロゾルを引き出すことを可能にするように構成されてもよい。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。エアロゾル発生システムは約３０ｍｍ〜約１５０ｍｍの全長を有してもよい。エアロゾル発生システムは約５ｍｍ〜約３０ｍｍの外径を有してもよい。
【００５６】
本発明のシステムは、カートリッジおよび制御本体を含むものとして説明されているが、一体のシステムで本発明を実施することが可能である。本発明の第四の態様において、
空気吸込み口および口側端の開口部を有するハウジングと、
ハウジング内にあり液体エアロゾル形成基体を収容する貯蔵区画であって、第一の部分内の液体が第二の部分に通ることができるように互いに接続された第一の部分および第二の部分を有する貯蔵区画と、
貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間の空気吸込み口から、口側端の開口部に通る気流通路と、
貯蔵区画の第一の部分と第二の部分との間に位置付けられていて、かつ第一の側面および第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、エアロゾル発生要素の第一の側面が気流通路の一部を形成し、エアロゾル発生要素の第二の側面が貯蔵区画の第二の部分からの液体と接触し、これによって貯蔵区画の第一の部分内の液体エアロゾル形成基体が、流体透過性エアロゾル発生要素に到達するために貯蔵区画の第二の部分へと通らなければならない、流体透過性エアロゾル発生要素と、
エアロゾル発生要素に接続されたハウジング内の電源と、
ハウジング内の制御回路であって、電源からエアロゾル発生要素への電力供給を制御するように構成された制御回路と、を備えるエアロゾル発生システムが提供されている。
【００５７】
本発明の第五の態様において、
口側端の開口部を有するハウジングと、
ハウジング内にあり、かつ液体エアロゾル形成基体を収容する貯蔵区画と、
ハウジング内にある流体透過性エアロゾル発生要素であって、第一の側面および第一の側面の反対側にある第二の側面を有し、エアロゾル発生要素の第一の側面がエアロゾル発生要素の第二の側面よりも口側端の開口部に近く、かつエアロゾル発生要素の第二の側面が貯蔵区画からの液体と接触している、流体透過性エアロゾル発生要素と、
エアロゾル発生要素の第一の側面から口側端の開口部に延びる気流通路と、
エアロゾル発生要素に接続されたハウジング内の電源と、
ハウジング内の制御回路であって、電源からエアロゾル発生要素への電力供給を制御するように構成された制御回路と、を備えるエアロゾル発生システムが提供されていて、
貯蔵区画の第一の部分が、エアロゾル発生要素と口側端の開口部との間に位置付けられていて、かつ貯蔵区画の第二の部分が、エアロゾル発生要素の口側端の開口部とは反対側に位置付けられている。
【００５８】
エアロゾル発生要素は概して平面状であってもよい。エアロゾル発生要素の第二の側面は、気流通路の外側に位置付けられてもよい。エアロゾル発生要素の第二の側面は、貯蔵区画からの液体と接触してもよいが、気流通路内の空気と接触しない。
【００５９】
第一の部分内の液体が液体チャネルを通して第二の部分に通ることができるように、貯蔵区画の第一の部分および貯蔵区画の第二の部分は、液体チャネルによって互いに接続されていてもよい。本発明の第四の態様および第五の態様のエアロゾル発生要素は、本発明の第一の態様および第二の態様に関して説明したエアロゾル発生要素の特徴のいずれかを含んでもよい。
【００６０】
本発明の第四の態様および第五の態様の貯蔵区画は、本発明の第一の態様および第二の態様に関して説明した貯蔵区画の特徴のうちのいずれかを含んでもよい。貯蔵区画は、液体エアロゾル形成基体を再充填可能であってもよい。別の方法として、システムは、貯蔵区画の液体エアロゾル形成基体が空になった時に廃棄されるように設計されてもよい。
【００６１】
本発明の第四の態様および第五の態様において、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、脆くないものであってもよい。ハウジングは、本発明の第一の態様に関連して説明したハウジングの特徴のうちのいずれかを含んでもよい。
【００６２】
本発明の第四の態様および第五の態様の気流通路は、本発明の第一の態様および第二の態様に関して説明した気流通路の特徴のうちのいずれかを含んでもよい。
【００６３】
本発明の第四の態様および第五の態様の電源は、本発明の第三の態様に関して説明した電源の特徴のうちのいずれかを含んでもよい。
【００６４】
本発明の第四の態様および第五の態様の制御回路は、本発明の第三の態様に関して説明した制御回路の特徴のうちのいずれかを含んでもよい。
【００６５】
本発明の態様のうちのいずれかにおけるカートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、制御回路と通信する吸煙検出器を備えてもよい。吸煙検出器は、ユーザーが気流通路を通して吸い込む時にそれを検出するように構成されてもよい。
【００６６】
本発明の態様のうちのいずれかにおけるカートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、制御回路と通信する温度センサーを備えてもよい。カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムは、スイッチまたはボタンなどのユーザー入力を備えてもよい。ユーザー入力は、ユーザーがシステムをオンおよびオフにすることを可能にしてもよい。
【００６７】
カートリッジ、制御本体、またはエアロゾル発生システムはまた、液体貯蔵部分内に保持された液体エアロゾル形成基体の判定された量をユーザーに示すための表示手段も備えてもよい。制御回路は、液体貯蔵部分内に保持された液体エアロゾル形成基体の量の判定がなされた後、表示手段を起動するように構成されてもよい。
【００６８】
表示手段は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光、ＬＣＤディスプレイなどのディスプレイ、ラウドスピーカーまたはブザーなどの可聴式表示手段、および振動手段のうちの一つ以上を備えてもよい。制御回路は、一つ以上の光を点灯させ、ディスプレイ上にある量を表示し、ラウドスピーカーまたはブザーを介して音を発し、また振動手段を振動させるように構成されてもよい。
【００６９】
本発明の一態様の特徴は、本発明のその他の態様にも適用されてもよい。
【００７０】
ここで本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら、例証としてのみではあるが詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、本発明によるエアロゾル発生システムの概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明によるカートリッジ（マウスピースを含む）の第一の断面の概略図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明によるカートリッジの第二の断面の概略図である。
【図３】図３は、マウスピースのないカートリッジを図示する。
【図４ａ】図４ａは、図２ａおよび図３のヒーターマウントを図示する。
【図４ｂ】図４ｂは、図２ｂおよび図３のヒーターマウントを図示する。
【図５ａ】図５ａは、図４ａのヒーター組立品およびヒーターマウントの上面斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図４ｂのヒーター組立品およびヒーターマウントの上面斜視図である。
【図６ａ】図６ａは、図４ａのヒーター組立品およびヒーターマウントの底面図である。
【図６ｂ】図６ｂは、図４ｂのヒーター組立品およびヒーターマウントの底面図である。
【図７】図７は、ヒーター組立品への制御本体の電気的接続を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
図１は、本発明によるエアロゾル発生システムの概略図である。システムは、二つの主構成要素、カートリッジ１００、および制御本体２００を備える。カートリッジ１００の接続端１１５は、制御本体２００の対応する接続端２０５に取り外し可能に接続されている。制御本体２００は、電池２１０（この例では再充電可能リチウムイオン電池である）と、制御回路２２０とを収容する。エアロゾル発生装置１０は携帯型であり、従来の葉巻たばこまたは紙巻たばこに匹敵するサイズを有する。
【００７３】
カートリッジ１００は、霧化組立品１２０と、第一の部分１３０および第二の部分１３５を有する液体貯蔵区画とを収容するハウジング１０５を備える。液体エアロゾル形成基体は、液体貯蔵区画内に保持されている。図１には図示していないが、液体貯蔵区画の第一の部分１３０は、第一の部分１３０内の液体が第二の部分１３５に移動することができるように、液体貯蔵区画の第二の部分１３５に接続されている。霧化組立品１２０は、液体貯蔵区画の第二の部分１３５から液体を受容する。この実施形態において、霧化組立品１２０は概して平面状の、流体透過性ヒーター組立品である。
【００７４】
気流通路１４０、１４５は、空気吸込み口１５０から霧化組立品１２０を通り過ぎ、かつ霧化組立品１２０からカートリッジハウジング１０５内の口側端の開口部１１０へとカートリッジ１００を通って延びる。
【００７５】
カートリッジ１００の構成要素は、液体貯蔵区画の第一の部分１３０が霧化組立品１２０と口側端の開口部１１０との間にあるように配置されていて、また液体貯蔵区画の第二の部分１３５は、霧化組立品１２０の口側端の開口部１１０とは反対側に位置付けられている。言い換えれば、霧化組立品１２０は、液体貯蔵区画の二つの部分１３０、１３５の間にあり、かつ第二の部分１３５から液体を受容し、また液体貯蔵区画の第一の部分１３０は、液体貯蔵区画の第二の部分１３５よりも口側端の開口部１１０に近い。気流通路は霧化組立品１２０を通り過ぎ、また液体貯蔵区画の第一の部分１３０と第二の部分１３５との間に延びる。
【００７６】
システムは、ユーザーがカートリッジ１００の口側端の開口部１１０で吸煙するまたはそれを吸って、エアロゾルを自分の口の中へと引き出すことができるように構成されている。動作時、ユーザーが口側端の開口部１１０で吸煙する時、空気は空気吸込み口１５０から気流通路を通して、霧化組立品１２０を通り過ぎて、口側端の開口部１１０に引き出される。制御回路２２０は、システムが起動された時に、電池２１０からカートリッジ１００への電力供給を制御する。これは結果として、霧化組立品１２０によって生成されるベイパーの量および特性を制御する。制御回路２２０は気流センサーを含んでもよく、また制御回路２２０は、ユーザーによるカートリッジ１００の吸煙が気流センサーによって検出された時に、霧化組立品１２０に電力を供給してもよい。このタイプの制御装置は、吸入器およびｅシガレットなどのエアロゾル発生システムで良好に確立されている。そのため、ユーザーがカートリッジ１００の口側端の開口部１１０を吸う時、霧化組立品１２０が起動され、霧化組立品１２０は気流通路１４０を通過する気流中に同伴されるベイパーを生成する。ベイパーは通路１４５内の気流の中で冷却されてエアロゾルを形成し、次いでこれが口側端の開口部１１０を通してユーザーの口の中へと引き出される。
【００７７】
カートリッジ１００の構築、および特に液体貯蔵区画の第一の部分１３０と第二の部分１３５との間の霧化組立品１２０の配置は、液体貯蔵区画が空になり始めていてさえも重力を活用して液体基体が霧化組立品１２０に送達されることを確実にし、それでも気流通路１４０の中への液体の漏れにつながる場合がある霧化組立品１２０への液体の過剰供給を防止するので、有利である。
【００７８】
図２ａは、本発明の実施形態によるカートリッジの第一の断面である。図２ｂは、図２ａの断面に対し直角な第二の断面である。
【００７９】
図２ａのカートリッジ１００は、口側端の開口部１１０を有する口側端を有する外部ハウジング１０５と、口側端と反対側の接続端とを備える。ハウジング１０５内には液体エアロゾル形成基体１３１を保持する液体貯蔵区画がある。液体は、上部貯蔵区画ハウジング１３７、ヒーターマウント１３４、および端部キャップ１３８の三つの構成要素によって、液体貯蔵区画内に収容されている。ヒーター組立品１２０はヒーターマウント１３４内に保持されている。毛細管材料１３６は、液体貯蔵区画の第二の部分１３５内に提供されていて、かつヒーター組立品１２０の中央領域内のヒーター要素に当接する。毛細管材料は、液体をヒーター要素に移動させるような向きにされている。ヒーター要素１２１は、複数のフィラメントで形成されたメッシュヒーター要素を備える。このタイプのヒーター要素構造の詳細は、例えば国際特許公開公報第２０１５／１１７７０２号の中に見いだすことができる。気流通路１４０は、液体貯蔵区画の第一の部分１３０と第二の部分１３５との間に延びる。気流通路１４０の底部壁はヒーター要素１２１およびヒーターマウント１３４を備え、気流通路１４０の側壁はヒーターマウント１３４の部分を備え、気流通路１４０の上部壁は上部貯蔵区画ハウジング１３７の一部分を備える。気流通路１３０は、図２ａに示す通り、液体貯蔵区画の第一の部分１３０を通って口側端の開口部１１０に向かって延びる垂直部分１４５を有する。
【００８０】
ヒーター組立品２０は概して平面状であり、二つの面を有する。ヒーター組立品１２０の第一の面は、液体貯蔵区画の第一の部分１３０および口側端の開口部１１０に面する。ヒーター組立品１２０の第二の面は、液体貯蔵区画内の毛細管材料１３６および液体１３１と接触し、カートリッジ１００の接続端１１５に面する。ヒーター組立品１２０は、説明する通り、ヒーター組立品１２０の電源への電気的接続を簡単にかつ頑丈に達成することができるように、接続端により近い。液体貯蔵区画の第一の部分１３０は、液体貯蔵区画の第二の部分１３５より大きく、かつヒーター組立品１２０とカートリッジ１００の口側端の開口部１１０との間の空間を占める。液体貯蔵区画の第一の部分１３０内の液体は、ヒーター組立品１２０の両側の液体チャネル１３３を通して液体貯蔵区画の第二の部分１３５に移動することができる。この実施例では二つのチャネルが提供されていて、対称構造を提供しているが、一つのチャネルのみが必要である。チャネルは、上部貯蔵区画ハウジング１３７とヒーターマウント１３４との間に画定された囲まれた液体流路である。
【００８１】
図３は、図２ａおよび図２ｂに示したカートリッジ１００の液体貯蔵区画およびヒーター組立品１２０の拡大図である。外部ハウジング１０５またはマウスピースなしで、図３に示す構成要素を備えるカートリッジを提供することが可能である。マウスピースは、図３に示す通り、制御本体２００の中へと挿入されるように構成されたカートリッジを有して、別個の構成要素としてカートリッジ１００に提供されてもよく、または制御本体２００の一部として提供されてもよい。
【００８２】
図３に示すカートリッジ１００は、最初にヒーターマウント１３４をヒーター組立品１２０の周りに成形することによって組み立てられてもよい。ヒーター組立品は、説明した通り、ヒーター要素１２２よりもずっと低い電気抵抗率を有する一対のスズ接点パッド１２１に固定されたメッシュヒーター要素１２２を備える。接点パッド１２１は、図６ａおよび図６ｂに図示した通り、ヒーター要素１２２の反対側の端に固定されている。次いで、ヒーターマウント１３４は、溶接または接着剤を使用して上部貯蔵部分ハウジングに固定される。毛細管材料１３６は、液体貯蔵区画の第二の部分１３５の中へと挿入されている。次いで、端部キャップ１３８は、液体貯蔵区画をシールするためにヒーターマウントに固定される。
【００８３】
別の方法として、ヒーターマウント、毛細管材料１３６、および端部キャップ１３８は、上部貯蔵部分ハウジングに固定される前に最初に組み立てられることができる。図４ａは、ヒーター組立品１２０、ヒーターマウント１３４、毛細管材料１３６および端部キャップ１３８の第一の断面である。液体チャネル１３３が明確に示されている。図４ｂは、ヒーター組立品１２０、ヒーターマウント１３４、毛細管材料１３６および端部キャップ１３８の第二の断面である。ヒーターマウント１３４が、ヒーター組立品１２０の両側でヒーター組立品１２０を固定していることが分かる。接点パッド１２１は、ヒーター組立品１２０の第二の側面から簡単にアクセス可能であるが、気流通路１４０内のベイパーから接点パッドを保護するためにヒーター組立品１２０の第一の側面の上でヒーターマウントによって覆われている。ヒーターマウント１３４の下部壁は、ヒーター組立品１２０の第二の側面から延び、接点パッド１２１を液体貯蔵区画の第二の部分１３５の液体から分離する。
【００８４】
ヒーターマウント１３４およびヒーター組立品１２０は、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、および図６ｂに、より詳細に示されている。図５ａおよび図５ｂは、図４ａおよび図４ｂのヒーター組立品１２０およびヒーターマウント１３４の上面斜視図である。図６ａおよび図６ｂは、図４ａおよび図４ｂのヒーター組立品１２０およびヒーターマウント１３４の底面図である。端部キャップ１３８および毛細管材料１３６は取り外されている。
【００８５】
図５ａおよび図５ｂは、ヒーター組立品１２０の接点部分１２１の第一の側面を覆うヒーターマウント１３４の覆っている表面１６０を示し、一方でメッシュヒーター要素１２２は露出されている。液体貯蔵区画の第一の部分１３０から貯蔵区画の第二の部分１３５までの液体チャネル１３３は、ヒーターマウント１３４の垂直な壁によって画定されている。同じ壁はまた、ヒーター要素１２０を通り過ぎる際に気流通路１４０の境界となる。
【００８６】
ヒーターマウントは射出成形されていて、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはＬＣＰ（液晶ポリマー）などのエンジニアリングポリマーで形成されている。
【００８７】
図６ａおよび図６ｂは、ヒーターマウント１３４が液体貯蔵区画の第二の部分１３５から接点パッド１２１を分離するが、接点パッド１２１にアクセスできるようにすることを可能する。ヒーターマウント１３４の壁は、貯蔵部分内の液体から接点部分１２１を分離する。ヒーターマウント１３４はまた、接点パッド１２１の露出した部分を気流通路１４０から分離する。
【００８８】
ヒーター組立品１２０の上にヒーターマウント１３４をオーバーモールドすることは、ヒーター要素１３４の繊細な部分を損傷することなくシステムの組み立て中に簡単に取り扱うことができる頑丈な構成要素を提供する。
【００８９】
液体は、端部キャップ１３８が固定される前に下部端から、または端部キャップ１３８が固定された後に上部貯蔵部分ハウジング内の充填ポート（図示せず）を通して、液体貯蔵区画の中へと挿入されてもよい。液体貯蔵区画は、充填ポートを通して再充填可能であってもよい。
【００９０】
次いで、液体貯蔵区画は、機械的固定を使用して、または別の手段（例えば、接着剤もしくは溶接など）を使用して、カートリッジハウジング１０５の内側に固定されてもよい。別の方法として、貯蔵区画は、エアロゾル発生システムの制御本体のハウジングに固定されてもよく、または取り外し可能に連結されてもよい。
【００９１】
図７は、エアロゾル発生システムの制御本体内の電気接点を、ヒーター組立品１２０の露出した接点パッドと嵌合するように配置することができる方法を図示する。制御本体２００の電気接点のみが示されている。電気接点は、ヒーターマウント１３４の両側に形成されたスロット内で延びて接点パッド１２１と接触する一対のばね式ピン１６０を備える。この配置でカートリッジ１００は、ピンの長軸方向軸に平行な挿入方向のピンと接触するようにカートリッジ１００を動かすことによって、制御本体２００の中に挿入またはそれに結合することができる。ピンが接点パッド１２１と接触している時、電流を発熱体１２２に送達することができる。カートリッジ１００は、制御本体ハウジング内に保持されてもよく、または押し嵌めまたはスナップ嵌めを使用して制御本体に固定されてもよい。
【００９２】
図７はまた、上部貯蔵区画ハウジング１３７の切り欠き部分を示す。内壁１３９が、液体貯蔵区画の中で気流通路１４５を液体１３１から分割するために使用されることが分かる。空気吸込み口１５０も明瞭に図示されている。
【００９３】
ここで、システムの動作を簡潔に説明する。システムは最初に、制御本体２００（図１には図示せず）上のスイッチを使用してスイッチをオンにされる。システムは、気流通路と流体連通している気流センサーを備えていてもよく、吸煙起動式とすることができる。これは、気流センサーからの信号に基づいて、制御回路２２０が発熱体１２２に電力を供給するように構成されていることを意味する。ユーザーはエアロゾルを吸入したい時、システムの口側端の開口部１１０で吸煙する。別の方法として、発熱体１２２への電力供給は、ユーザーによるスイッチの作動に基づいてもよい。電力が発熱体１２２に供給される時、発熱体１２２は液体エアロゾル形成基体１３１の気化温度より高い温度まで加熱される。発熱体１２２の近くにある液体エアロゾル形成基体１３１はそれによって、気化されて、気流通路１４０の中へと漏れ出る。空気吸込み口１５０を通して引き出された空気と発熱体１２２からのベイパーとの混合物は、気流通路１４０、１４５を通って口側端の開口部１１０に向かって引き出される。気流通路１４０、１４５を通って移動すると、ベイパーは冷却されてエアロゾルを形成し、その後これがユーザーの口の中へと引き出される。ユーザー吸煙の終了時または設定された期間の後に、発熱体１２２への電力は切断され、次の吸煙の前にヒーターが再び冷める。
【００９４】
この方法での通常の使用中、およびユーザーの複数の吸煙の間で、システムは典型的に、システムの口側端が最も上にあるように保持されている。これは、液体貯蔵区画の第一の部分１３０が液体貯蔵区画の第二の部分１３５の上方にあり、また発熱体が液体貯蔵区画の第二の部分１３５内の毛細管材料１３６の上方にあることを意味する。発熱体１２２の近くにある毛細管材料１３６内の液体が気化されて、気流通路１４０の中へと漏れ出ると、重力の影響下で毛細管材料１３６の中へと流れる液体貯蔵区画の第一の部分１３０からの液体によって補充される。第一の部分１３０からの液体は、二つの囲まれた液体流路１３３を通って毛細管材料１３６の中へと流れる。次いで、毛細管材料１３６は、次のユーザー吸煙の準備に備えて発熱体１２２まで液体を引き出す。液体の移動方向は、図２ａの矢印によって図示されている。
【００９５】
本発明は制御本体および別個の接続可能なカートリッジを備えるシステムに関連して説明されてきたが、ヒーター組立品に成形されたヒーターマウントの配置と、液体貯蔵区画、気流通路、およびヒーター組立品の構成とは、一体のエアロゾル発生システムで使用することができることは明らかである。
【００９６】
代替的な幾何学的形状が本発明の範囲内で可能であることも明らかである。特に、気流通路は、異なる方法（液体貯蔵区画の中央を通してなど）で貯蔵区画の第一の部分を通って延びてもよい。カートリッジおよび液体貯蔵区画は異なる断面形状を有してもよく、ヒーター組立品は異なる形状および構成を有してもよい。
【００９７】
説明した構造を有するエアロゾル発生システムは、幾つかの利点を有する。気流通路の中への液体の漏れの可能性は、液体貯蔵区画の第一の部分および第二の部分の配置によって低減される。液体またはベイパーによる電気接点部分の損傷または腐食の可能性は、ヒーターマウントの構造によって著しく低減される。構造は頑丈かつ安価であり、結果として液体エアロゾル形成基体の無駄を最小限にする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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