JP7661305B2 - エアロゾル発生デバイス - Google Patents

Description

リスク低減デバイス又はリスク修正デバイス（気化器としても知られる）の人気及び使用は、シガレット、葉巻、シガリロ及び巻きタバコなどの従来のタバコ製品の喫煙を止めようと望む常習的喫煙者を支援するための補助として、ここ数年で急速に成長してきた。従来のタバコ製品においてタバコを燃焼させるのとは対照的に、エアロゾル化可能物質を加熱又は加温する様々なデバイス及びシステムが利用可能である。

一般に利用可能なリスク低減デバイス又はリスク修正デバイスは、加熱式基質エアロゾル発生デバイス又は加熱非燃焼式（ｈｅａｔ－ｎｏｔ－ｂｕｒｎ）デバイスである。このタイプのデバイスは、湿った葉タバコ又は他の好適なエアロゾル化可能材料を典型的に含むエアロゾル基材を、典型的には１５０℃～３００℃の範囲の温度に加熱することによってエアロゾル又は蒸気を発生する。エアロゾル基材を燃焼させたり、又は燃やしたりするのではなく加熱することにより、使用者が求める成分は含むが、燃焼及び燃やすことによる毒性及び発癌性のある副生成物は含まないエアロゾルが放出される。更に、タバコ又は他のエアロゾル化可能材料を加熱することにより発生されるエアロゾルは、使用者にとって不快となり得る、燃焼及び燃やすことに起因する焦げた味又は苦味を典型的には含まない。したがって、基材は、煙及び／又は蒸気を使用者にとってより口当たりの良いものにするためにそのような材料に典型的に添加される糖及び他の添加物を必要としない。

そのようなエアロゾル発生デバイスでは、エアロゾル基質はヒータによって加熱されなければならず、ヒータからエアロゾル発生デバイスの残りの部分に熱がいくらか漏れることは避けられない。この熱は、ヒータの電源又は熱に弱い電子装置などの他のコンポーネントを損傷させる可能性がある。場合によっては、加熱されるようには設計されていないコンポーネントが高温になり過ぎると、火災又は爆発の危険性を伴い、危険にさえなり得る。更に、この熱の漏れの結果、ユーザが快適に手で持つにはデバイスの外面が熱くなり過ぎ、制御しないままではユーザの皮膚に危険を及ぼすことさえあり得る。

したがって、このような加熱非燃焼式デバイスに伴う様々な利点を維持及び改善しながら、安全性及び／又は信頼性を向上させたデバイスを提供することが望ましい。

第１の態様によれば、ヒータアセンブリとヒータアセンブリを保持するように構成されたフレームとを備えるエアロゾル発生デバイスが提供され、ヒータアセンブリが、加熱チャンバ内に収容されたエアロゾル発生材料を加熱するための管状加熱チャンバと、管状加熱チャンバの周囲に少なくとも部分的にスリーブ状に設けられた断熱管と、断熱管内で加熱チャンバを支持するための少なくとも１つの環状支持体であって、環状支持体の少なくとも一部分が断熱管内に取り付けられ、加熱チャンバが環状支持体内に少なくとも部分的に取り付けられ、環状支持体が、断熱管の一端に配置され、フレームに取り付けられるように構成される、少なくとも１つの環状支持体とを備える。

このように取り付けられた環状支持体を有することにより、エアロゾル発生デバイスは、チャンバからの熱の漏れを抑えながら、チャンバに収容されたエアロゾル発生材料への効果的な加熱を提供することができる。環状支持体は、デバイスの安全性及び信頼性を高めるために、加熱チャンバを断熱管内に、そしてヒータアセンブリをフレームに対して保持することと、加熱チャンバからデバイスの残りの部分、特にデバイスの表面に伝達される熱のレベルを下げることとの両方のための信頼性の高い構造を提供する。

特に、環状支持体は、加熱チャンバの外面に係合するために断熱管内に延びる１つ又は複数の突起を備え得る。突起は、環状支持体と加熱チャンバとの間の接続点を減らし得るように、表面積を減らした領域を提供し得る。環状支持体と加熱チャンバとの間における必要とされる物理的な直接接触を最小化することにより、加熱チャンバから支持体へ、そして最終的にはデバイスの残りの部分への熱の伝達を更に減らすことができる。

加熱チャンバは、環状支持体のうち、断熱管内に取り付けられた部分に少なくとも部分的に取り付けられることが好ましい。このような場合、環状支持体は、断熱管と加熱チャンバとの間に挿入されて加熱チャンバを断熱管内に支持する単一の部分を提供することができ、同じ支持部分が、断熱管と加熱チャンバとに接触する。

ヒータアセンブリは、断熱管の各端に環状支持体を備え得ることが好ましい。ヒータアセンブリは、断熱管の各端にある環状支持体の間にいかなる環状支持体も含まないことがより好ましい。その結果、デバイスの残りの部分、特に外側ハウジングへの熱伝導の可能性を低減することができる。これにより、断熱管と外側ハウジングとの間に比較的自由な空間が形成され、環状支持体から断熱管の外面に伝達される可能性のある熱に対して、更に効率的な断熱を提供し得る。また、環状支持体はヒータアセンブリの端部にも配置されているため、そのようなゾーンは加熱チャンバのより中央のゾーンよりも加熱されないため、熱伝達が制限される。

可能なモードでは、内側環状支持体は、Ｃ字形の断面を有し得る。完全な、すなわち閉じた円周方向線を構成しない環状の断面を有することにより、必要となる材料を減らし、ひいては熱の伝達を更に減らし、製造コストを削減することができる。

特に、先に定義したデバイスの少なくとも１つの環状支持体は、断熱管の外面に係合する外側環状支持体であり得る。少なくとも１つの外側環状支持体は、断熱管の外面に係合する構造を提供し、外側環状支持体は、デバイス内に断熱管を全体として支持し得る。例えば、外側環状支持体は、デバイス内のケーシング又はフレームに対して断熱管を保持するための支持を提供し得る。加えて、外側環状支持体は、加熱チャンバなどの断熱管の内部のコンポーネントと断熱管の外面との間の直接又は間接的接続の形態を提供し得る。

外側環状支持体は、他の環状支持体と同一又は類似の構造を有し得る。任意選択で、外側環状支持体は、第１の支持コンポーネントと第２の支持コンポーネントとを備え、第１の支持コンポーネントが、断熱管の外面の一部分と係合し、第２の支持コンポーネントが、断熱管内の加熱チャンバの外面の一部分と係合し、第１の支持コンポーネントと第２の支持コンポーネントとが、１つ又は複数の接触点において互いに係合し得る。接触点で係合される２つ以上の別個のコンポーネントから外側環状支持体を形成することにより、加熱チャンバから断熱管への熱の伝達を低減することができる。接触点は、２つのコンポーネントの間の熱の伝達を低減又は最小化するように設計され得る。接触点は、点、線、円弧、又は環状形態の部分のいずれかであり得る。つまり、第１の支持コンポーネントと第２の支持コンポーネントとは、接触線に沿って互いに係合し得る。

特に、少なくとも１つの環状支持体が、その内面で断熱管にのみ接触する内側環状支持体であり得る。内側環状支持体は、断熱管に管の内面において係合することにより、チャンバから管の外側への熱の伝達を低減する構造を提供し得る。この配置はまた、断熱管と外側ハウジングとの間の潜在的な空隙を増やし得る。

特に、デバイスは、断熱管の第１の端部にある第１の環状支持体と、断熱管の第２の端部にある第２の環状支持体とを備え得る。デバイスは、断熱管の第１の端部にある内側環状支持体と、断熱管の第２の端部にある外側環状支持体とを備え得る。デバイスは、断熱管の各端に少なくとも１つの外側環状支持体を備え得る。デバイスは、断熱管の各端に少なくとも１つの内側環状支持体を備え得る。上記のいずれかのように断熱管の端部に環状支持体（内側、外側など）を備えることにより、デバイスの残りの部分への熱の伝達を最小化しながら、加熱チャンバ及び断熱管の更により確実な構造的な支持を提供することができる。

少なくとも１つの環状支持体が、ヒータアセンブリをフレームに固定するための接続部材を備え得ることが好ましい。環状支持体に取り付けられた、又はその一部として形成された接続部材を有することにより、ヒータアセンブリの他のコンポーネント（加熱チャンバ又は断熱管など）がフレームに直接接触することを避けることができる。

接続部材は、任意の適切な形態を取り得るが、接続部材は、フレームに設けられた１つ又は複数のピンを受け入れるように配置された開口部を備え得ることが好ましい。１つ又は複数の開口部によって、スロット接続を介して環状支持体をフレームに接続することができ、フレームに設けられたピンが開口部に差し込まれ得る。スロット接続は、それ自体が永続的な接続であってもよいし、或いは、ピンを開口部に差し込んだ後に、接着剤などで接続を永続的なものにしてもよい。開口部はフレームに存在し得、環状支持体上の接続部材はピンを受け入れるように配置された開口部であり得るため、開口部及びピンの配置は反転されてもよいことに留意されたい。或いは、環状支持体は、フレームに設けられたピン及び開口部に係合するための開口部及びピンを混合して備え得る。

加熱チャンバは、任意の適切な手段によって、内部に収容されたエアロゾル発生材料に熱を提供し得る。一般に、熱は、抵抗加熱、誘導加熱、又は接触加熱によって提供され得る。典型的には、エアロゾル発生デバイスは、管状加熱チャンバの外面に巻き付けられた薄膜ヒータを備え得る。薄膜ヒータは、安全且つ信頼性の高い仕方で管状加熱チャンバに適用され得る、可撓性でありながら効果的な熱源を提供し得る。

管状加熱チャンバは、エアロゾル発生材料又はエアロゾル発生材料を含む消耗品をチャンバ内に受け入れるための開放端と、開放端とは反対側にある末端基部を形成する閉鎖端とを備え得る。換言すれば、管状加熱チャンバは、中空円筒の形態を概して有し、一方の端部が開放されて、ユーザがエアロゾル発生材料を入れることができる開口部を提供するが、本来、加熱チャンバに提供される熱が閉じ込められる略密閉された体積を提供するように密閉されている。エアロゾル発生材料が加熱チャンバに挿入されると、エアロゾル発生材料の配置によって加熱チャンバの開放端が制限されたり閉じられたりし得る。いくつかの例では、エアロゾル発生材料を含む消耗品が、加熱チャンバの内部体積に一致する略円筒形の形態で提供され得る。

典型的には、少なくとも１つの環状支持体は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から形成され得る。ＰＥＥＫは耐熱性に優れた材料であり、熱源付近に配置されるコンポーネントでの使用に理想的である。ＰＥＥＫは、加熱コンポーネント（例えば、加熱チャンバ）に直接接触するコンポーネントに使用される場合、デバイス内の他のコンポーネントへの熱伝導を抑える。

ここで、添付の図面を参照して、例示的なエアロゾル発生デバイスについて、例として説明する。

組み立てられた構成での例示的なエアロゾル発生デバイスを概略的に示す。 内部コンポーネントを見えるようにした状態で例示的なエアロゾル発生デバイスを概略的に示す。 例示的な加熱アセンブリの第１の図を概略的に示す。 例示的な加熱アセンブリの第２の図を概略的に示す。 加熱アセンブリの例示的な構成を概略的に示す。 加熱アセンブリの更なる例示的な構成を概略的に示す。 加熱アセンブリの更なる例示的な構成を概略的に示す。 例示的なフレームと共に例示的な加熱アセンブリを概略的に示す。

図１Ａには、例示的なエアロゾル発生デバイス１が組み立てられた構成で概して示されている。デバイス１は、底部部分と上部部分とを有する外側ハウジング２を備える。ハウジング２の上部部分には、エアロゾルを発生させる消耗品をデバイス１に挿入することができる開口部３が設けられる。

ハウジング２の内部には、蒸気発生デバイス１は、バッテリ４とヒータアセンブリ１０とを備える。図１Ｂは、例示的なデバイス１を外側ハウジング２を除いて示している。バッテリ４は、ヒータアセンブリ１０がバッテリ４から供給される電力を用いて電気的な加熱を提供するように、ヒータアセンブリ１０に動作可能に接続される。デバイス１は、一般に、バッテリ４からヒータアセンブリ１０及びデバイスの他のコンポーネントへの電力の供給をユーザが制御することを可能にする手段を備える。例えば、いくつかの例では、デバイス１は、バッテリ４から供給される電力のレベルを手動で調整するために操作可能なスイッチを備える。他の例では、デバイス１は、ユーザがデバイス１から一服したことを検知するように動作可能なパフ検出器を備えて、ユーザが一服したタイミングに応じてヒータアセンブリ１０に電力が供給されるようにする。バッテリ４、ヒータアセンブリ１０、及びデバイス１の他の様々なコンポーネントは、支持構造５によってハウジング２内の所定の位置に保持される。

使用時には、ユーザはハウジング２によってデバイス１を保持し、開口部３を通してデバイス１のヒータアセンブリに、又はその付近に喫煙可能なエアロゾルを発生する消耗品を配置する。次いで、デバイス１は、ヒータアセンブリ１０又はその付近で消耗品を加熱するために、スイッチによって、又はユーザのパフの動作によって、バッテリ４からヒータアセンブリ１０への電力供給をオンにするように操作される。加熱アセンブリ１０で発生した熱によって消耗品が加熱されて、エアロゾルを形成する蒸気が放出される。そうすると、ユーザは、消耗品自体又はデバイス１の開口部３のいずれかを通してエアロゾルを吸入することができる。

上述のように、ヒータアセンブリ１０は、デバイス１内の消耗品を気化する、又はエアロゾル化するために、しばしば高温の熱を発生させ得る。ヒータアセンブリ１０は、典型的には、約１５０℃～約３００℃に到達し得る。本発明は、ヒータアセンブリ１０及びその周辺の構造的コンポーネントを慎重に設計することにより、ヒータアセンブリ１０からハウジング２及びデバイスの他のコンポーネントへの熱の漏れを低減する。

図２Ａには、例示的な加熱アセンブリ１０が組み立てられた構成で概して示されている。加熱アセンブリ１０は、断熱管１１と、加熱チャンバ１２と、加熱チャンバ１２を断熱管１１内に保持し、ヒータアセンブリを支持構造５に対して保持する環状支持体２０とを備える。

断熱管１１は、細長く、加熱チャンバ１２を囲む。断熱管１１は、デバイス１のハウジング内に組み付けられたときに、デバイス１の開口部３と整列する一端に開口部を有する。この例では、管１１は両端が開放されているが、他の例では、管１１は、開口部のある端部とは反対側に閉鎖端を有し得る。断熱管１１は、加熱チャンバ１２において発生した熱を断熱して閉じ込めるように配置され、それにより、熱がより効率的に加熱チャンバ１２に収容された材料に送達されるようにし、またデバイス１の他のコンポーネントが加熱チャンバ１２において発生した熱に曝されることが少なくなる。

加熱チャンバ１２は、管状で細長く、その内部体積内に喫煙可能なエアロゾルを発生させる消耗品を受け入れるように配置される。管状加熱チャンバ１２は、断熱管１１及びデバイス１のハウジング内に組み付けられたときに、開口部３と断熱管１１の開放端との両方と整列する開放端１３を有する。そのため、デバイスが完全に組み立てられると、加熱チャンバ１２の内部体積は、開口部３及び管１１の開放端を通してアクセス可能である。

薄膜ヒータ１４が、加熱チャンバ１２に巻き付けられ、加熱チャンバ１２において熱を供給するように配置される。具体的には、ヒータ１４は、管状チャンバ１２のシースの円周の少なくとも一部分に巻き付けられ、チャンバ１２の内部体積に熱を供給するように配置される。図２Ｂは、チャンバ１２の外面にヒータ１４が見える状態で例示的な加熱アセンブリ１０を示している。この例では、薄膜ヒータ１４は、抵抗発熱体１５を有する薄膜回路を備える。発熱体１５を備える回路は、チャンバ１２の表面にわたって発熱体１５が表面積を覆う割合を高めるように配置される。上述のように、加熱チャンバ１２及びヒータ１４は特に、デバイス１内に組み付けられると電源４に接続される。

加熱チャンバ１２は、ヒータ１４からの熱をチャンバ１２に伝導するために、金属などの熱伝導性材料を含む。

薄膜ヒータ１４は、ポリイミド製のシュリンクラップによって加熱チャンバの外面に巻き付けて保持され得る。他の例では、薄膜ヒータ１４は、温度耐性のある接着剤を使用するなど、他の手段で加熱チャンバの外面に取り付けられ得る。

管状加熱チャンバ１２は、この例では管１１の両端のそれぞれに設けられた環状支持体２０によって断熱管１１内に保持される。環状とは、支持体２０が略環状の断面を有し、中央の開口部を有する略円形の断面の外形を有することを意味する。断面の外形は、断熱管の断面形状及び／又は加熱チャンバの断面形状に概ね合う。支持体２０の断面の外形は、完全な円又は楕円であり得る、或いは、断面の外形は、断面の外形が円周に沿った１つ又は複数の点において切れ目を有することを意味するＣ字形であり得る。

この例示的な加熱アセンブリ１０では、２つの環状支持体２０が、断熱管１１の各端に１つずつ存在する。各環状支持体２０は、断熱管１１内に延びて加熱チャンバ１２の外面に係合する複数の突起２１を備える。この例では、チャンバ１２の両端の外面において加熱チャンバ１２に係合する突起２１によって、加熱チャンバ１２が管１１内に保持される。突起２１は、環状又は部分的に環状であり得る。図２Ａ及び図２Ｂの例では、環状支持体２０が管１１の端部に示されているが、他の例では、ヒータアセンブリ１０は、支持体２０が完全に断熱管１１に囲まれるように、断熱管１１の中央の長さに沿って配置された環状の支持体２０を備える。

断熱管１１内に加熱チャンバ１２を保持するために環状支持体２０を用いることにより、加熱チャンバ１２の外面と断熱管１１の内面との間に環状の間隙が形成される。よって、管１１の断熱特性に加えて、間隙が更なる断熱層をもたらして、チャンバ１２からデバイス１の残りの部分に伝達される熱の量を減らす。したがって、環状支持体２０は、断熱管１１内に加熱チャンバ１２を確実に保持するための構造的な支持体を提供し、更なる断熱特性も提供する。更に、環状支持体２０の配置により、ヒータアセンブリ１０の外面を非常に小さく覆うことができ、これにより、断熱管の大きな外面を外側ハウジング２の空隙で囲むことができる。

図２Ａ及び図２Ｂに示す環状支持体２０は、断熱管１１の内面と係合し、且つ加熱チャンバ１２の外面と係合するように配置される。他の例では、環状支持体２０は、ヒータアセンブリ１０のコンポーネントの異なる部分と係合するように設けられ得る。図３Ａ～図３Ｃは、環状支持体２０の様々な異なる配置及び構成を示している。

図３Ａを参照すると、例示的な加熱アセンブリ１０は、断熱管１１の各端に環状支持体２０が設けられる。この例では、環状支持体２０の１つは、断熱管１１の外面に係合する外側環状支持体２３である。この特定の例では、外側環状支持体２３の一部分が断熱管１１の外側に配置される。図示のように、外側環状支持体２３は、断熱管１１の上端に配置される。「上端」とは、加熱チャンバ１２の開放端が位置する断熱管１１の端部を意味する。使用時には、エアロゾルを発生させる消耗品が、断熱管１１の上端を通してチャンバ１２に少なくとも部分的に挿入される。管１１の下端、すなわち断熱管のうち、上端とは反対側にある端部にある環状支持体２０は、その内面で断熱管１１とのみ接触する内側環状支持体２４である。

外側環状支持体２３は、モジュール式であり得、次の２つのコンポーネント、すなわち、第１の支持コンポーネント２３ａと第２の支持コンポーネント２３ｂとを備え得る。図３Ａに示すように、第１の支持コンポーネント２３ａは、チャンバを所定の位置に固定するために加熱チャンバ１２の外面に接触する。この例では、チャンバ１２は、加熱チャンバ１２の上端の縁部において第１の支持コンポーネント２３ａによって保持される。他の例では、第１の支持コンポーネント２３ａは、チャンバ１２の内面でチャンバを保持すること、又はチャンバ１２の上端の縁部から規定の距離でチャンバ１２を保持することなどによって、チャンバ１２を異なる方法で保持するように配置され得る。

第２の支持コンポーネント２３ｂは、第１の支持コンポーネント２３ａに係合するとともに、断熱管１１の外面に係合する。第２のコンポーネント２３ｂは、使用時にチャンバ１２への消耗品の挿入を助ける環状フランジ２７が設けられる。フランジ２７はまた、支持構造、又はデバイス１の他のコンポーネントへの接続を提供するために利用され得る。環状フランジ２７は、管状加熱チャンバ１２と整列した管状延長部を形成するように、基本的に軸方向に延び得る。

第１の支持コンポーネント２３ａと第２の支持コンポーネント２３ｂとは、互いに対して固定されるように、１つ又は複数の接触点において互いに係合する。これにより、外側環状支持体２３は、断熱管１１に対して加熱チャンバ１２を保持する。第１のコンポーネント２３ａと第２のコンポーネント２３ｂとの間の直接的な物理的接触を最小にするため、ひいては、熱伝導を最小化するために、接触点の総表面積が最小化される。このようにして、断熱性を更に高めるために、加熱チャンバ１２から出る断熱管１１への熱の伝導を抑えることができる。図３Ａに示す例の断面図から、第１のコンポーネント２３ａと第２のコンポーネント２３ｂとは、縮小された表面でのみ接触し、小さな接触点でのみ接触することが好ましいことが分かる。接触点は、管の円周の周りに、離散的な接触点として、又は１つ若しくは複数の弧状の線若しくは連続した線として配置され得る。

この例で示すように、内側環状支持体２４は、断熱管の下端に設けられ、断熱管内に延びる環状突起２１を備える。内側環状支持体２４の突起２１は、断熱管１１内の所定の位置に加熱チャンバ１２を保持する。

内側環状支持体２４は、外側カラー２８を備える。外側カラー２８は、突起２１から外向きに延び、断熱管を超えて軸方向に突出して、ヒータアセンブリをフレーム２６に取り付けることができるようにする。内側支持体２４は、ヒータアセンブリ１０をデバイス１内のフレーム２６に取り付けるための接続部材２５を設けられることが好ましい。このような接続部材は、この例では、半径方向など、カラー２８から延び得る。フレーム２６は、デバイス１内のいくつかのコンポーネント（例えば、バッテリ、制御回路基板、センサなど）を保持する支持構造５の一部分であり得る、又はそれに取り付けられ得る。フレーム２６内へのヒータアセンブリ１０の取り付けは、図４に示されており、後で詳述する。この例では、内側環状支持体２４に接続部材２５が設けられているが、他の例では、内側環状支持体２４上の接続部材２５の代わりに、或いはそれと組み合わせて、外側環状支持体２３に接続部材２５が設けられる。

上述のように、図３Ａに示す例は、加熱チャンバ１２及び断熱管１１の上端にある外側環状支持体２３と、加熱チャンバ１２及び断熱管１１の下端にある内側環状支持体２４とを備える。内側環状支持体及び外側環状支持体の代替的な配置及び構成を有する他の例も可能である。例えば、図３Ｂは、２つの外側環状支持体２３を備える例示的な加熱アセンブリ１０を示している。断熱管１１の両端に配置された環状支持体のそれぞれが、断熱管１１の外側から加熱チャンバ１２を保持する。同様に、図３Ｃに示す例は、２つの内側環状支持体２４を備える。内側環状支持体２４は、断熱管１１内に延び、加熱アセンブリ１２を断熱管１１の内側から保持する。この例では、断熱管１１の上端に設けられた内側環状支持体２４は、図３Ａの外側環状支持体２３と同様に、２つのコンポーネントから構成される。内側環状支持体２４の第１のコンポーネント２４ａは、加熱チャンバと係合しており、内側環状支持体の第２のコンポーネント２４ｂは、ヒータアセンブリ１０の他のコンポーネントとは接触していない。第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントは、熱の伝導を最小化するために、図３Ａの外側環状支持体２３のものと同様に、接触点に沿って係合している。

上述のように、ヒータアセンブリ１０の環状支持体２０の一部又は全部は、アセンブリ１０をフレーム２６に固定するための接続部材２５を設けられ得る。接続部材２５は、典型的には、フレーム２６から固定ピンを受け入れるようにそれぞれ配置された１つ又は複数の開口部を備える。したがって、接続部材２５は、スロットアンドホール接続によってヒータアセンブリ１０をフレーム５に固定するように配置される。図４に示すように、デバイス１を組み立てる際には、ヒータアセンブリ１０は、フレーム２６の幾何学的形状に整列するように配置され、２つの部品は、フレーム２６のピンを支持体２０に設けられた開口部２５に差し込むことにより接続される。意図されている差し込み動作を図４の点線で示す。所定の位置に差し込まれると、フレーム５のピンとヒータアセンブリ１０の開口部２５との間の接続は、アセンブリ１０をフレーム５に対して保持するのに十分にしっかりと強固になる。フレーム５は、デバイス１の他のコンポーネントと一緒に組み立てられて、例えば、図１Ａに示すデバイスを実現し得る。本発明では、フレーム２６は、ハウジングに対する熱的及び機械的な制約を軽減するために、外側ハウジングから独立した要素であることが好ましい。しかしながら、次善のモードでは、フレームは、外側ハウジングの一体の内部部品であり得る。

上記から理解されるように、本発明は、加熱チャンバとデバイスの残りの部分との間に改善された断熱を提供することができる環状支持体を有するヒータアセンブリの機能を提供することにより、加熱性能が大幅に改善することができる。発生した熱の大部分を加熱チャンバ及び／又は断熱管内に閉じ込めることができることは、加熱効率を大幅に改善することに寄与すると共に、デバイス全体の安全性を高めることにも寄与する。上記のような加熱アセンブリを備えるデバイスは、断熱能力が改善したことにより、デバイスを介した熱の漏れが大幅に低減され、このことは、デバイス内部のコンポーネントがより安全で損傷しにくくなり、デバイスの外側ケーシングがユーザが持つのに快適な低温に維持され得ることを意味する。本発明により、改善された加熱性能及び上記の利点を備えたエアロゾル発生デバイスが実現される一方、そのようなデバイスの優れた加熱機能及び蒸気供給機能が依然としてもたらしながら、実現される。

定義及び代替的な実施形態
上記の説明から、上記の実施形態の多くの特徴が、独立した利点を有する独立した機能を果たすことが理解されよう。したがって、特許請求の範囲において定義された本発明の実施形態に対して、これらの独立した特徴のそれぞれを含めることも省略することも、独立して選択することができる。

「ヒータ」という用語は、エアロゾル基質からエアロゾルを形成するのに十分な熱エネルギーを出力するための任意の装置を意味すると理解されるべきである。ヒータ１４からエアロゾル基質への熱エネルギーの伝達は、伝導性、対流性、放射性、又はこれらの手段の任意の組み合わせであり得る。非限定的な例として、導電性ヒータが、エアロゾル基質に直接接触してこれを押してもよく、又は加熱チャンバなどの別個のコンポーネントに接触して、別個のコンポーネント自体が伝導、対流、及び／又は放射によってエアロゾル基質の加熱を生じさせるのであってもよい。

ヒータは、電気的に駆動されるか、燃焼により駆動されるか、又は任意の他の好適な手段で駆動されてもよい。電気駆動ヒータは、抵抗性トラック要素（任意選択で絶縁パッケージングを含む）、誘導加熱システム（例えば、電磁石及び高周波発振器を含む）などを含んでもよい。ヒータ１４は、エアロゾル基質の外側の周囲に配置されてもよく、エアロゾル基質内へと途中まで又は完全に貫入してもよく、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。例えば、上述した実施形態のヒータの代わりに、エアロゾル発生デバイスは、加熱チャンバにおいてエアロゾル基質内に延びるブレード型のヒータを備えてもよい。

エアロゾル基質は、タバコを、例えば乾燥した又は硬化した形態で含み、場合によっては、風味のための又はより滑らかな、さもなければより満足を与える効果を提供する、追加の成分を有する。いくつかの例では、タバコなどのエアロゾル基質は、気化剤で処理されてもよい。気化剤は、エアロゾル基質からの蒸気の発生を改善し得る。気化剤は、例えば、グリセロールなどのポリオール、又はプロピレングリコールなどのグリコールを含んでもよい。場合によっては、エアロゾル基質はタバコ又はニコチンさえも含まなくてもよいが、代わりに、風味付け、揮発性、滑らかさの改善、及び／又は他の満足を与える効果を提供するための天然の又は人工由来の成分を含んでもよい。エアロゾル基質は、細断された、ペレット状の、粉末状の、粒状の、ストリップ又はシート形態、任意選択でこれらの組み合わせの固体又はペーストタイプの材料として提供されてもよい。同様に、エアロゾル基質は、液体又はゲルであってもよい。実際、いくつかの例では、固体部分と液体／ゲル部分の両方が含まれる場合がある。

したがって、エアロゾル発生デバイス１を、「加熱式タバコ装置」、「加熱非燃焼式タバコ装置」、「タバコ製品気化用装置」などと等しく呼ぶことができ、これらの効果を実現するのに好適な装置として解釈される。本明細書に開示される特徴は、任意のエアロゾル基質を気化させるように設計された装置に等しく適用可能である。

エアロゾル発生デバイス１は、エアロゾル基質を、事前にパッケージ化された基質担体内に収容するように構成され得る。基質担体は、好適な形態で構成されたエアロゾル基質を有する管状領域を有する紙巻きタバコに概ね類似していてもよい。一部の設計には、フィルター、蒸気収集領域、冷却領域、及びその他の構造も含まれる場合がある。紙の外層、又はホイルなどの他の柔軟な平面材料の外層も設けて、例えば、エアロゾル基質を所定位置に保持して、紙巻きタバコなどとの類似性を更に高めてもよい。基質キャリアは、加熱チャンバ１２内に収まってもよいし、加熱チャンバ１２よりも長くてもよい。そのような例では、エアロゾルは、エアロゾル発生デバイスのマウスピースとして機能する基質キャリアから直接提供されてもよい。

本明細書で使用する場合、「揮発性」という用語は、固体又は液体状態から気体状態へと容易に変化することが可能な物質を意味する。非限定的な例として、揮発性物質は、周囲気圧において室温に近い沸騰又は昇華温度を有するものであり得る。したがって、「揮発する（ｖｏｌａｔｉｌｉｚｅ）」又は「揮発する（ｖｏｌａｔｉｌｉｓｅ）」は、（材料を）揮発させること、及び／又は蒸気中に蒸発又は分散させることを意味すると解釈されるものとする。

本明細書で使用する場合、「蒸気（ｖａｐｏｕｒ）」（又は「蒸気（ｖａｐｏｒ）」）という用語は、以下を意味する：（ｉ）液体が十分な程度の熱の作用によって自然に変換される形態、又は（ｉｉ）大気中に浮遊し、スチーム／煙の雲として見える液体／湿気の粒子、又は（ｉｉｉ）気体のように空間を満たすが、臨界温度を下回っているときに圧力のみで液化できる流体。

この定義と整合して、「気化させる（ｖａｐｏｒｉｓｅ）」（又は「気化させる（ｖａｐｏｒｉｚｅ）」）という用語は、以下を意味する：（ｉ）蒸気へと変化させる、又は蒸気への変化を生じさせる、及び（ｉｉ）粒子が物理状態を変化させる場合（すなわち、液体又は固体から気体状態へと）。

本明細書で使用する場合、「エアロゾル」という用語は、ミスト、霧又は煙など、空気又はガス中に分散された粒子系を意味するものとする。それに応じて、「エアロゾル化する（ａｅｒｏｓｏｌｉｓｅ）」（又は「エアロゾル化する（ａｅｒｏｓｏｌｉｚｅ）」）という用語は、エアロゾルにすること及び／又はエアロゾルとして分散させることを意味する。エアロゾル／エアロゾル化することの意味は、上記で定義した揮発、噴霧及び気化させることの各々と整合することに留意されたい。疑義を回避するために、エアロゾルは、噴霧、揮発又は気化された粒子を含むミスト又は小滴を一貫して記述するために使用される。エアロゾルは、噴霧、揮発又は気化された粒子の任意の組み合わせを含むミスト又は小滴も含む。

Claims (15)

1. ヒータアセンブリと前記ヒータアセンブリを保持するように構成されたフレームとを備えるエアロゾル発生デバイスであって、前記ヒータアセンブリが、
   チャンバ内に収容されたエアロゾル発生材料を加熱するための管状加熱チャンバと、
   前記管状加熱チャンバの周囲に少なくとも部分的にスリーブ状に設けられた断熱管と、
   前記断熱管内で前記管状加熱チャンバを支持するための少なくとも１つの環状支持体であって、前記環状支持体の少なくとも一部分が前記断熱管内に取り付けられ、前記管状加熱チャンバが前記環状支持体内に少なくとも部分的に取り付けられ、前記環状支持体が、前記断熱管の一端に配置され、前記フレームに取り付けられるように構成される、少なくとも１つの環状支持体と
   を備える、エアロゾル発生デバイス。
2. 前記環状支持体が、前記管状加熱チャンバの外面に係合するために前記断熱管内に延びる１つ又は複数の突起を備える、請求項１に記載のエアロゾル発生デバイス。
3. 前記ヒータアセンブリが、前記断熱管の各端に環状支持体を備える、請求項１又は２に記載のエアロゾル発生デバイス。
4. 前記ヒータアセンブリが、前記断熱管の各端にある前記環状支持体の間にいかなる環状支持体も含まない、請求項３に記載のエアロゾル発生デバイス。
5. 少なくとも１つの環状支持体が、前記断熱管の外面に係合する外側環状支持体である、請求項１～４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイス。
6. 前記外側環状支持体が、第１の支持コンポーネントと第２の支持コンポーネントとを備え、
   前記第１の支持コンポーネントが、前記断熱管の前記外面の一部分と係合し、
   前記第２の支持コンポーネントが、前記断熱管内の前記管状加熱チャンバの前記外面の一部分と係合し、
   前記第１の支持コンポーネントと前記第２の支持コンポーネントとが、１つ又は複数の接触点において互いに係合する、請求項２を引用する請求項５に記載のエアロゾル発生デバイス。
7. 前記第１の支持コンポーネントと前記第２の支持コンポーネントとが接触線に沿って互いに係合する、請求項６に記載のエアロゾル発生デバイス。
8. 少なくとも１つの環状支持体が、前記断熱管の内面でのみ前記断熱管に接触する内側環状支持体である、請求項１又は２に記載のエアロゾル発生デバイス。
9. 前記断熱管の第１の端部にある第１の環状支持体と、前記断熱管の第２の端部にある第２の環状支持体とを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイス。
10. 前記断熱管の第１の端部にある、前記断熱管の内面でのみ前記断熱管に接触する内側環状支持体と、前記断熱管の第２の端部にある、前記断熱管の外面に係合する外側環状支持体とを備える、請求項５～８のいずれか１項に記載のエアロゾル発生デバイス。
11. 前記断熱管の各端に少なくとも１つの外側環状支持体を備える、請求項５～７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイス。
12. 前記断熱管の各端に少なくとも１つの内側環状支持体を備える、請求項８に記載のエアロゾル発生デバイス。
13. 少なくとも１つの環状支持体が、前記ヒータアセンブリを前記フレームに固定するための接続部材を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイス。
14. 前記接続部材が、前記フレームに設けられた１つ又は複数のピンを受け入れるように配置された開口部を備える、請求項１３に記載のエアロゾル発生デバイス。
15. 前記管状加熱チャンバの外面に巻き付けられた薄膜ヒータを更に備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載のエアロゾル発生デバイス。

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