JP6590462B2 - 超音波アトマイザー及び電子タバコ - Google Patents

Description

本発明は超音波アトマイザー及び電子タバコに関する。

従来のアトマイザーは、導油綿又は繊維を用いてタバコ油又は液体を電熱線上に導入し電熱線でタバコ油を加熱するものであり、電熱線の温度が高すぎると、導油綿又は繊維等の導油材料を焼き焦がして、有害物質を発生させ、喫煙者の健康に悪影響を与えるとともに、焦げ臭い匂いを発生させやすく、吸うときの風味に影響を及ぼし、さらに、電熱線の熱が導油材料により部分的に吸収されるため、熱伝導ロスが発生して、パワーが高くて効率が低く、アトマイザーが昇温しやすい。

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術の欠点を考慮した超音波アトマイザー及び電子タバコを提供することである。

上記技術的課題を解決するために、本発明は下記技術的解決策を提供する。超音波アトマイザーであって、霧化シートと、液体を前記霧化シートの上表面に導入する導液構造とを含み、前記導液構造は貯液室に連通し、前記霧化シートの上表面は気流通路に連通し、前記霧化シートは、圧電セラミック層と、前記圧電セラミック層の振動を駆動する導電体とを含む。

前記霧化シート、貯液室は、霧化気体の流出方向に沿って順次配置されており、貯液室が霧化シート上に設置されることにより、貯液室内の液体がより容易に導液構造へ流れることができる。

前記気流通路は、吸気管と、前記吸気管内に設置された排気管とを含み、前記吸気管の内壁と前記排気管の外壁の間に吸気通路が設けられ、前記排気管の下端部が前記霧化シートに連通し、前記吸気管、排気管の上端部がマウスピースホルダに固定して接続され、前記排気管は前記マウスピースホルダの上にあるマウスピースに連通し、前記マウスピースホルダに吸気口が開けられ、前記吸気通路は前記吸気口に連通している。該気流通路によれば、外部の空気が吸気口から吸気通路に入り、次に吸気通路下端部で霧化シートにより霧化された煙と混合して、排気管及びマウスピースを介してユーザの口腔に送られることができ、構成が簡単で、製作しやすい。

前記導液構造は前記霧化シートの上表面に接触し、前記吸気管の下端部が前記導液構造の上表面に当接され（すなわち吸気管の下端部と導液構造の間の接触は圧力がかけられた状態での接触である）、前記排気管の下端部に吸気ノッチが設けられる。前記排気管内に排気通路が配置され、前記吸気通路は前記吸気ノッチを介して前記排気通路に連通している。外部の空気がタイムリーに排気管に入って煙と混合して排出し、このように、煙の吸気通路内への流れ込みによる煙の風味への影響又は凝縮による油蓄積の現象を回避する。

前記導液構造は、上表面が前記貯液室の下端部にある排液口を被覆又は排液口に充填する多孔質材料を含み、前記多孔質材料及び／又は前記霧化シートは弾性密封スリーブ内に設置され、且つ前記弾性密封スリーブの上部外壁が前記貯液室の下端部内壁に密封接続され、前記貯液室、弾性密封スリーブのいずれもハウジング内に設置される。弾性密封スリーブは、霧化シートを密封して固定し、液体漏れを防止すると同時に、霧化シートが係止されて振動できないという現象を防止できる。

前記多孔質材料の中央部に、前記排気管の下方に位置する孔が設けられ、前記多孔質材料の下表面は導液層を介して前記霧化シートに接触する。導液層により、液体は均一に霧化シートの中央部に導入できる。

前記多孔質材料の上表面の中央部が窪んでおり、且つ該窪み部位は前記排気管の下方に位置する。液体と霧化シートが十分に接触でき、確実に導液でき、霧化シートの空焼きを確実に防止できる。

前記導液構造は、上表面が前記霧化シートの下表面に接触する多孔質材料を含み、前記霧化シートに複数の導液孔が開けられている。液体が導液孔から霧化シートの上表面に浸透され、霧化シートが振動すると、多孔質材料を押し付けて、液体を導液孔から霧化シートの上表面に迅速に補充することで、霧化シート表面の液体不足による煙発生量の低下又は霧化シートの破損を防止できる。

前記霧化シート及び／又は前記多孔質材料は、取付台内に取り付けられ、前記取付台の上端部が前記吸気管の下端部に固定して接続され、前記取付台の下端部が台座の中央部に固定して接続され、前記多孔質材料の下表面が前記台座の中央部の上表面に接触し、前記台座の外壁が前記貯液室の下端部の内壁に固定して接続され、前記取付台と前記貯液室の内壁と、台座の内壁との間に通路が設けられ、前記取付台の底部に給液口が開けられ、前記給液口は前記通路を介して前記貯液室に連通している。該構成によれば、霧化シートの取付構造と気流通路が一体化されているため、製造しやすい。

前記マウスピースホルダに前記吸気口の気流量を調整する調整手段が設置され、調整手段により吸気口の吸気量を調整して、それにより霧化気体の風味を改善できる。

前記貯液室に、貯液室内の液体が使用しきれるときに液体を補充するように注油孔が設けられる。

前記導電体は、前記台座内に固定された正電極、負電極に弾性的に接続される。弾性的接続は、霧化シートの作動過程の高温又は振動によるボンディングパッドが焼けることで開路になることを防止できる。

前記霧化シートは、霧化シートの温度を検出することで霧化シートの開閉を制御して霧化シートの破損を防止する温度センサに接触している。

さらに、本発明は、電源ユニットと上記超音波アトマイザーとを備える電子タバコを提供し、前記電源ユニットは、前記霧化シート、温度センサに作動電源を提供する。

電源ユニットは、超音波アトマイザーに垂直に配置されてもよく、超音波アトマイザーと並べてハウジング内に設置されてもよく、並べて設置する場合は、構造体積が小さくなり、空間の利用率がより高まる。

貯液室内部を観察するために、前記ハウジングに貯液室覗き窓が開けられる。

従来技術に比べて、本発明は下記の有益な効果がある。本発明では、単なる超音波霧化方式で液体を霧化させるため、熱伝導ロスをなくして、パワーが低く、効率が高く、アトマイザーの昇温がなく、省エネルギーで、霧化後の風味を改善して、焦げ臭い匂いがなく、導油綿又は繊維等の導油材料の加熱による有害物質を発生させることがなく、構造が簡単で精巧であり、簡単に製造したり使用したりすることができる。本発明では、霧化シートに霧化煙を排出する微小孔を設置する必要があるため、気体霧化時の大きな液体分子による目詰りに起因する霧化煙の噴出トラブルを防止すると同時に、アトマイザーの液体漏れを効果的に防止できる。

本発明の実施例１の構造模式図である。 本発明の霧化シートの構造模式図である。 本発明の実施例１の気流方向の模式図である。 図３中のＡ部の拡大図である。 図３中のＢ部の拡大図である。 本発明の実施例１の導油構造の分解図である。 本発明の実施例２の構造模式図である。 本発明の実施例３の構造模式図である。 図８中のＩ部の拡大図である。 アトマイザーと電源ユニットが並べて設置された電子タバコの外部構造模式図である。

図１、２、３、７、８に示すように、本発明の実施例１、２、３における超音波アトマイザーは圧電セラミック層３を有する霧化シート１を含み、前記圧電セラミック層３の上下表面はそれぞれ第１導電層１Ａ（銀層）、第２導電層１Ｂ（銀層）に接触し、前記霧化シート１は、液体を前記第１導電層１Ａの上表面に導入する導液構造に接触し、前記導液構造は貯液室２に連通し、前記第１導電層１Ａの上表面は気流通路に連通し、又は、圧電セラミック層の両端面に導電体が上記霧化シートとしてプリントされてもよい。

本発明の実施例１、２、３において、前記霧化シート、貯液室は霧化気体の流出方向に沿って順次配置され、このようにして、貯液室内の液体が自重力の作用下で導油構造に流入できる。

本発明の実施例１、２、３において、気流通路は、吸気管３１と、前記吸気管３１内に設置された排気管３２とを含み、前記吸気管３１の内壁と前記排気管３２の外壁の間に吸気通路３３が設けられ、前記吸気管３１、排気管３２は吸気通路３３を介して連通し、前記排気管３２の下端部（すなわち霧化シート１寄りの一端）は前記霧化シート１の上表面に連通し、前記吸気管３１、排気管３２の上端部（すなわち霧化シート１から離れた一端）はマウスピースホルダ５に固定して接続され、且つ前記マウスピースホルダ５に接するマウスピース４に連通し、前記マウスピースホルダ５に吸気口６が開けられ、前記吸気通路３３は前記吸気口６に連通している。

本発明の実施例１、２、３において、マウスピースホルダ５に前記吸気口６の気流量を調整する調整手段２７（すなわちガス調整リング。ガス調整リングと吸気口との対応位置にガス調整孔が開けられ、使用時、ガス調整リングを回転させることで、ガス調整孔と外部との連通部分の大きさを調整して、気流量を変えることができ、ガス調整孔と吸気口が重なる時、吸気量が最大になる）が設置される。

図３、図４及び図５に示すように、本発明の実施例１、２の導液構造は前記第１導電層１Ａの上表面（すなわち圧電セラミック層から離れた一面）に接触し、前記排気管３２の下端部は前記導液構造の上表面（すなわち導液構造の霧化シートから離れた表面）に当接され、且つ前記排気管３２の下端部に吸気ノッチ３４が設けられる。前記排気管３２内に排気通路３２１が設置され、前記吸気通路３３は前記吸気ノッチ３４を介して前記排気通路３２１に連通している。

図５に示すように、本発明では、排気管３２の下端部と霧化シート１の上表面との間隔が約０．５〜１．０ｍｍ（間隔は必要に応じて調整可能）であり、このように、吸気通路３３内の気体が遮られて排気通路３２１内に入らないことを防止するとともに、煙の吸気通路３３内への侵入による煙の風味への影響を解消する。

本発明の実施例１、２において、導液構造は、上表面が前記貯液室２の下端部にある排液口２１を被覆又は排液口２１に充填する多孔質材料７を含み、多孔質材料７及び／又は霧化シート１は弾性密封スリーブ８（シリコーンスリーブ使用可能）内に設置され、且つ弾性密封スリーブ８の上部（すなわち弾性密封スリーブの貯液室寄りの一端）の外壁が前記貯液室１の下端部（マウスピースから離れた一端）の内壁に密封接続され、前記貯液室２、弾性密封スリーブ８のいずれもハウジング１５内に設置される。

実施例１では、シリコーンスリーブの上部（貯液室寄りの一端）の外壁は貯液室の下端部の内壁に密封接続され、シリコーンスリーブの下部（貯液室から離れた一端）の外壁は霧化台座１６の内壁に接触され、霧化台座１６の外壁はハウジング１５の内壁に接触し、霧化台座１６内に霧化台座１６と絶縁的に分離する（霧化絶縁リング２８で絶縁的に分離する）霧化電極１７が設けられ、霧化台座１６は台座３０の上端部（霧化シート寄りの一端）に固定して接続され、台座１２の外壁はハウジング１５の内壁に螺合され、台座１２内には台座１２と絶縁的に分離し（台座絶縁リング３０で絶縁的に分離する）、且つ霧化電極１７に接触する電極リング１８が固定されている。

図１に示すように、実施例１では、貯液室２は、ガラス外壁３６が使用されており、ガラス外壁の最上部の内側がシリコーンリング３５を介して吸気管３１の上端部外壁に接触して、密封性に優れる。

図６に示すように、実施例１では、多孔質材料７の中央部に、霧化気体が排気管から吸えるように前記排気管３２の直下に位置する孔３７が設けられ、多孔質材料７（たとえば綿等のタバコ油を吸着できる材料）の下表面（すなわち霧化シートに貼り合わせる一面）は導液層９を介して第１導電層１Ａに接触し、導液層としては、ステンレス鋼メッシュ（錆による液体劣化を防止）、導油綿層が使用できる。

図７に示すように、実施例２では、第１導電層１Ａ、第２導電層１Ｂはそれぞれ台座１２内に固定された正電極２５、負電極２６に弾性的に接続され（たとえば、弾性エジェクターピンにより弾性的に接続できる）、台座１２内には、温度センサ２２による霧化シートの温度に基づいて霧化シートの開閉（一般的に霧化シートの正常動作温度は１３０〜２２０℃であり、２２０℃を超えると、霧化シートの破損を防止するために、作動を停止すべきである）を制御する主制御板３０が固定されている。該実施例では、シリコーンスリーブの底部は、シリコーンスリーブを強く圧縮して霧化シートをより安定化できる押し締めブロック３８に接触する。押し締めブロック３８、シリコーンスリーブのいずれも押し締めスリーブ３９内に固定され、押し締めスリーブ３９は主制御板３０の上方に配置される。

実施例２では、貯液室の注油孔２０は貯液室（貯液室外壁として透明ガラス材質が使用可能）の最上部（マウスピース寄りの一端）に設置されるものであり、孔付き蓋４０により密封され、孔付き蓋４０とマウスピースホルダ５の底部（マウスピースから離れた一端）はシールリング４１で密封される。

実施例２では、前記多孔質材料７の上表面の中央部が窪んでおり（すなわち中央部の厚みが縁部厚みより小さい）、且つ該窪み部位は前記排気管３２の直下に位置する。

図８と図９に示すように、本発明の実施例３では、導液構造は、上表面が前記第２導電層１Ｂの下表面（圧電セラミック層から離れた一面）に接触する多孔質材料７を含み、前記霧化シート７に複数の導液孔１０が開けられ、霧化シート１と前記多孔質材料７のいずれも取付台１１内に設置され、霧化シート１の外壁が弾性密封スリーブ８によって取付台１１の内壁に接触し、前記取付台１１の上端部が前記吸気管３１の下端部に固定して接続され、前記取付台１１の下端部が台座１２の中央部（台座１２の中央部が突起）に固定して接続され、前記多孔質材料７の下表面が前記台座１２の中央部の上表面に接触する（すなわち台座１２と霧化シートの間の空間を充填する）。前記台座１２の外壁が前記貯液室２の下端部（マウスピースから離れた一端）の内壁に固定して接続され、前記取付台１１と前記貯液室２の内壁、台座１２の内壁の間に通路１３が設けられ、前記取付台１１の底部（マウスピースから離れた一端）に給液口１４が開けられ、前記給液口１４は前記通路１３を介して前記貯液室２に連通し、取付台１１の上端部は吸気管３１の底部（マウスピースから離れた一端）に套設されている。

さらに、本発明に係る電子タバコは、電源ユニット及び上記超音波アトマイザーを備え、前記電源ユニットは、前記霧化シート１、温度センサ２２等の電子部品に作動電源を提供する。

電源ユニットと超音波アトマイザーは垂直に設置されてもよく、すなわち電源ユニットの上端部は前記超音波アトマイザーの下端部（マウスピースの対向端）に接続される。

又は、超音波アトマイザーと前記電源ユニットは、ハウジング２３内（図８と１０参照）に並べて設置されて構わない。該バッテリパック装置は、電池４７が固定された電池収納室４６を含み、弾性接触シート４５が電池４７の上端部に接触して、電池４７に下向き力を印加し、電池４７の安定性を高め、電池収納室４６の最上部に上蓋４２がカバーされ、上蓋４２の下方にある電池収納室４６に、電池収納室４６内に固定された押しボタン板に接触する押しボタン４４が固定され、電池収納室４６の下端部は下蓋５１で密封され、下蓋５１の内壁が圧縮バネ５０の一端に接触し、圧縮バネの他端は接触蓋４８に接触し、接触蓋４８は電池４７の下端部に接触し、このように、電池の安定性を確保できる。圧縮バネ５０はバネ固定リング４９で固定される。上蓋４２はマウスピースホルダに固定して接続され、下蓋５１は台座１２に固定して接続される。該構造の電子タバコは、小型化されて、携帯性を向上させる。

図１０に示すように、貯液室内（貯液室は透明外壁を用いる）の液体量を簡便に観察して、液体補充の必要があるかどうかを判断するために、ハウジング２３に貯液室覗き窓２４が開けられる。

本発明の作動原理として、喫煙者が喫煙する時、空気が吸気口から吸気通路に入り、吸気通路の底部を介して排気管に入ると同時に、霧化シートが振動して、その表面にあるタバコ油を霧化させ、霧化によるガスと外部空気の混合物が排気管を介して同時に喫煙者により吸われる。

Claims (14)

1. 霧化シート（１）と、液体を前記霧化シート（１）の上表面に導入する導液構造とを含み、前記導液構造は貯液室（２）に連通し、前記霧化シート（１）の上表面は気流通路に連通し、前記霧化シート（１）は、圧電セラミック層（３）と、前記圧電セラミック層（３）の振動を駆動するための導電体とを含み、
   前記霧化シート（１）および前記貯液室（２）は、霧化気体の流出方向に沿って順次配置され、
   前記気流通路は、吸気管（３１）と、前記吸気管（３１）内に設置された排気管（３２）とを含み、前記吸気管（３１）の内壁と前記排気管（３２）の外壁の間に吸気通路（３３）が設けられ、前記排気管（３２）の下端部が前記霧化シート（１）の上表面に連通し、前記吸気管（３１）および排気管（３２）の上端部はマウスピースホルダ（５）に固定して接続され、前記排気管（３２）は前記マウスピースホルダ（５）の上にあるマウスピース（４）に連通し、前記マウスピースホルダ（５）に吸気口（６）が開けられ、前記吸気通路（３３）は前記吸気口（６）に連通し、
   前記導液構造は、前記霧化シート（１）の上表面に接触し、前記吸気管（３１）の下端部が前記導液構造の上表面に当接され、前記排気管（３２）の下端部に吸気ノッチ（３４）が設けられ、前記排気管（３２）内に排気通路（３２１）が配置され、前記吸気通路（３３）は前記吸気ノッチ（３４）を介して前記排気通路（３２１）に連通している
   ことを特徴とする超音波アトマイザー。
2. 前記導液構造は、上表面が前記貯液室（２）の下端部にある排液口（２１）を被覆又は排液口（２１）に充填する多孔質材料（７）を含み、前記霧化シート（１）は弾性密封スリーブ（８）内に設置され、且つ前記弾性密封スリーブ（８）の上部外壁が前記貯液室（２）の下端部内壁に密封接続され、前記貯液室（２）、弾性密封スリーブ（８）のいずれもハウジング（１５）内に設置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波アトマイザー。
3. 前記多孔質材料（７）の中央部に、前記排気管（３２）の下方に位置する孔（３７）が設けられ、前記多孔質材料（７）の下表面は導液層（９）を介して前記霧化シート（１）の上表面に接触する
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波アトマイザー。
4. 前記多孔質材料（７）の上表面の中央部が窪んでおり、且つ該窪み部位は前記排気管（３２）の下方に位置する
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波アトマイザー。
5. 霧化シート（１）と、液体を前記霧化シート（１）の上表面に導入する導液構造とを含み、前記導液構造は貯液室（２）に連通し、前記霧化シート（１）の上表面は気流通路に連通し、前記霧化シート（１）は、圧電セラミック層（３）と、前記圧電セラミック層（３）の振動を駆動するための導電体とを含み、
   前記霧化シート（１）および前記貯液室（２）は、霧化気体の流出方向に沿って順次配置され、
   前記気流通路は、吸気管（３１）と、前記吸気管（３１）内に設置された排気管（３２）とを含み、前記吸気管（３１）の内壁と前記排気管（３２）の外壁の間に吸気通路（３３）が設けられ、前記排気管（３２）の下端部が前記霧化シート（１）の上表面に連通し、前記吸気管（３１）および排気管（３２）の上端部はマウスピースホルダ（５）に固定して接続され、前記排気管（３２）は前記マウスピースホルダ（５）の上にあるマウスピース（４）に連通し、前記マウスピースホルダ（５）に吸気口（６）が開けられ、前記吸気通路（３３）は前記吸気口（６）に連通し、
   前記導液構造は、上表面が前記霧化シート（１）の下表面に接触する多孔質材料（７）を含み、前記霧化シート（１）に複数の導液孔（１０）が開けられている
   ことを特徴とする超音波アトマイザー。
6. 前記霧化シート（１）は、取付台（１１）内に取り付けられ、前記取付台（１１）の上端部が前記吸気管（３１）の下端部に固定して接続され、前記取付台（１１）の下端部が台座（１２）の中央部に固定して接続され、前記多孔質材料（７）の下表面が前記台座（１２）の中央部の上表面に接触し、前記台座（１２）の外壁が前記貯液室（２）の下端部の内壁に固定して接続され、前記取付台（１１）と前記貯液室（２）の内壁と、台座（１２）の内壁との間に通路（１３）が設けられ、前記取付台（１１）の底部に給液口（１４）が開けられ、前記給液口（１４）は前記通路（１３）を介して前記貯液室（２）に連通している
   ことを特徴とする請求項５に記載の超音波アトマイザー。
7. 前記導電体は、前記台座（１２）内に固定された正電極（２５）および負電極（２６）に弾性的に接続される
   ことを特徴とする請求項６に記載の超音波アトマイザー。
8. 前記マウスピースホルダ（５）に前記吸気口（６）の気流量を調整する調整手段（２７）が設置される
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波アトマイザー。
9. 前記貯液室（２）に注油孔（２０）が設けられる
   ことを特徴とする請求項８に記載の超音波アトマイザー。
10. 前記霧化シート（１）は、温度センサ（２２）に接触している
    ことを特徴とする請求項９に記載の超音波アトマイザー。
11. 電源ユニットを備える電子タバコであって、
    さらに上記請求項１０に記載の超音波アトマイザーを備え、
    前記電源ユニットは、前記霧化シート（１）および前記温度センサ（２２）に作動電源を提供することを特徴とする電子タバコ。
12. 前記電源ユニットの上端部は、前記超音波アトマイザーの下端部に接続される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電子タバコ。
13. 前記超音波アトマイザーは、前記電源ユニットと並べてハウジング（２３）内に設置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電子タバコ。
14. 前記貯液室（２）の外側にあるハウジング（２３）に貯液室覗き窓（２４）が開けられる
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子タバコ。