JP6720162B2 - 吸入器およびそのカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は吸入可能な媒体を発生させる装置および吸入可能な媒体を発生させる方法、ならびに吸入可能な媒体を発生させる装置と共に使用するカートリッジに関する。

紙巻きタバコや葉巻などの喫煙品は使用中にタバコを燃焼してタバコ煙を製する。タバコを燃焼するこれらの品物の代替品を提供する試みが、燃焼せずに化合物を放出する製品を作ることによって行われてきた。そのような製品の例は、材料を加熱するが燃焼せずに化合物を放出する加熱装置である。材料は例えばタバコ製品でも他の非タバコ製品でもよく、ニコチンを含有してもしなくてもよい。他の例にはいわゆる電子タバコ装置がある。これらの装置は一般に、液体を入れ加熱して気化させて吸入可能な蒸気またはエアロゾルを作る。この液体はニコチンおよび／または香料および／またはエアロゾル発生物質、例えばグリセリンなどを含んでもよい。これら既知の電子タバコ装置は一般にタバコを含まない、即ちタバコを使用しない。

本発明の第１の態様では吸入可能な媒体を発生させる装置が提供され、該装置は、
液体を保持する容器と、
この容器に保持された液体を揮発させるヒーターと、
材料を収容するチェンバーと、
出口と
を備え、使用時にヒーターによって揮発した液体が蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方の形体でチェンバーに収容された材料内を通過して、この材料から１種以上の成分を同伴して吸入可能な媒体を作り、この媒体が出口から出るように構成されている。

これにより吸入可能な媒体は、例えば使用中の装置に含まれる材料由来の１種以上の香味を付与することができる。具体的な応用例では、材料を通過する蒸気またはエアロゾルは高温であり、そのため材料を加熱して材料から１種以上の成分を気化即ち揮発させ、吸入可能な媒体にこの成分が取り入れられるようにする。

非限定の具体例として、材料はタバコでもよくあるいはタバコを含有してもよい。いわゆる電子タバコ装置の一特徴は、吸入可能な媒体の香味が従来のタバコ生成物の香味料とは別物あるいは少なくとも異なることである。本発明の一実施態様における材料がタバコの場合、あるいはタバコを含有する場合、タバコを通過する蒸気またはエアロゾルは材料からタバコ香味を取り出す。

一実施態様では容器に含まれる液体を揮発させるヒーターは液体を気化させるように構成されている。

一実施態様では本装置はヒーターの下流かつチェンバーの上流に冷却器または冷却域を備え、この冷却器または冷却域は気化した液体を冷却して液滴のエアロゾルを形成するように構成されており、使用時にこのエアロゾルはチェンバーに収容された材料内を通過する。冷却器は実質的に熱交換器として作用し、蒸気の熱を回収することができるように構成されてもよい。回収された熱を用いて、例えば材料を予備加熱し、および／または液体の加熱を補助することができる。

別の実施態様では容器に入れられた液体を加熱するヒーターは、液体を加熱してエアロゾルを形成するように構成されている。

一実施態様では本装置はチェンバーに収容された材料を加熱する第２のヒーターを備える。これにより材料をヒーターで加熱することができ、材料の化合物の放出を促進するとともに、必要なら加熱液体に対してより低い温度を用いることができるようにしてもよい。

一実施態様ではチェンバーは本装置から取り外すことができる。チェンバーは、例えば材料を収容するカートリッジ等の形体でもよい。材料を含めてチェンバー全体は実質的に使い捨てで、使用後に全体を交換してもよい。あるいは、使用者がチェンバーを本装置から外し、チェンバー内の使用済み材料を入れ換えた後にチェンバーを本装置に戻すような構成でもよい。

別の実施態様ではチェンバーは本装置から取り外せなくてもよい。そのような実施態様では使用者は使用後に材料を入れ換えるだけでもよい。

一実施態様では液体容器は取り外すことができる。液体容器はポットまたは同様の形状でもよく（いくつかの実施態様では例えば環状でもよく）、および／または脱脂綿等でもよい。液体を含めて液体容器全体は実質的に使い捨てで、使用後に全体を置換してもよい。あるいは、使用者が液体容器を本装置から外し、この容器内の使用済み材料を入れ換えあるいは継ぎ足した後に容器を本装置に戻すような構成でもよい。

別の実施態様では前記液体容器は本装置から取り外せなくてもよい。そのような一実施態様では、使用者は使用後の必要時に液体を入れ換えあるいは継ぎ足すだけでもよい。

一実施態様では前記液体容器およびチェンバーは一体ユニットである。

一実施態様では前記チェンバーは材料を収容し、この材料は個体である。材料は例えばタバコでもよく、あるいはタバコを含んでいてもよい。

一実施態様では容器はニコチンを含有する液体を保持する。

一実施態様では前記容器は液体を保持し、液体はグリセリンである、またはグリセリンを含有する。

一実施態様では前記容器は液体を保持し、液体は香味料である、または香味料を含有する。

一実施態様では本装置は電池で駆動される。

一実施態様では各ヒーターは電気抵抗式ヒーターである。

本発明の第２の態様では液体を保持する容器、この液体を揮発させるヒーター、材料、および出口を備える装置を用いて吸入可能な媒体を発生させる方法が提供され、該方法は、
容器に保持された液体を揮発させることと、
揮発した液体で形成された蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方を材料内に通過させることによって、蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方に材料の１種以上の成分を同伴して吸入可能な媒体を発生させることと、
上記吸入可能な媒体を出口から出すことと
を含む。

一実施態様では容器に保持された液体を揮発させることは液体の少なくとも一部を気化させる。一実施態様では、本方法は気化した液体を装置の冷却器または冷却域を通過させて液滴のエアロゾルを形成することを含み、このエアロゾルは材料内を通過する。

一実施態様では容器に含まれる液体を揮発させることは液体を揮発させてエアロゾルを形成する。

一実施態様では本方法は本発明の装置の第２のヒーターを用いて材料を加熱することを含む。

一実施態様では材料は本発明の装置に個体で収容される。この材料はタバコでもよく、またはタバコを含んでもよい。

一実施態様では液体はニコチンを含有する。

一実施態様では液体はグリセリンである、またはグリセリンを含む。

一実施態様では液体は香味料である、または香味料を含む。

本発明の第３の態様では吸入可能な媒体を発生させる装置と共に使用するカートリッジが提供され、該カートリッジは、
液体を保持する容器と、
固体材料を収容する受器と、
を備え、
カートリッジは、使用時に容器から出る気化した蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方の形体の液体が、受器により収容された固体材料内を流れるように構成されている。

一実施態様ではカートリッジは、容器と結合され容器に保持された液体を使用時に気化させるヒーターを備える。

一実施態様ではカートリッジは、受器と結合され受器で収容された固体材料を使用時に加熱するヒーターを備える。

添付図面を参照して本発明の実施態様を単に例示的に説明する。
吸入可能な媒体を発生させる装置の一例の長手方向の概略断面図である。 吸入可能な媒体を発生させる装置の別の例の長手方向の概略断面図である。 吸入可能な媒体を発生させる装置の別の例の長手方向の概略断面図である。 使用時に吸入可能な媒体を発生させる装置の一例の長手方向の概略断面図である。 使用時に吸入可能な媒体を発生させる装置の別の例の長手方向の概略断面図である。

図１を参照すると吸入可能な媒体を発生させる装置１の一例が示されている。大筋において本装置１は液体を揮発させて蒸気またはエアロゾルを形成し、この蒸気またはエアロゾルが材料内を通過して材料由来の１種以上の成分を含有する吸入可能な媒体を生成する。

この点において先ず留意することは、一般に蒸気は臨界温度より低温の気相の物質であり、例えば温度を下げずに圧力を上げることによって蒸気を凝縮させて液体にすることができることを意味する。一方、一般にエアロゾルは空気中または他の気体中にある微細な固体粒子あるいは液滴のコロイドである。「コロイド」は不溶性粒子が別の物質全体に微視的に分散し浮遊している物質である。

図１に戻ると、この例の装置１はほぼ中空の円筒形外側ハウジング２を有する。ハウジング２は開放端３を有する。この例では、管状のマウスピース４が開放端３に配置されている。この例のマウスピース４は使用者がハウジング２から外すことができる。Ｏリングまたは他の封止材がマウスピース４をハウジング２に封止するのを補助している。ハウジング２の他端６あるいは他端６側にあるのは、装置１の種々の構成要素に電力を供給する電池７であり、これについては後述する。電池７は充電式電池でも使い捨て電池でもよい。装置１の種々の構成要素の動作を制御するため、コントローラー８もハウジング２に配置されており、これについては後述する。

ハウジング２は液体１０を保持または収容する容器９を有する。容器９に種々の異なる形体を取り入れることができる。図１の例では容器９はハウジング２の開放端３と他端６の間に配置された環状のチェンバー９である。この具体的な例ではハウジング２は、開放端３側の第１の部分２ａおよび他端６側の第２の部分２ｂの２つの部分から成る。ハウジング２の第１の部分２ａおよび第２の部分２ｂはねじ山やバヨネット装着等で互いに接続されてもよい。使用時、使用者は必要に応じてハウジング２の第１の部分２ａと第２の部分２ｂを分離して液体１０を補充あるいは入れ換えることができる。これとは別にマウスピース４を外して容器９を操作することができる。当然のことながら他の構成も可能である。例えば、ハウジング２から全体的に外すことができる個別の環状のポット状の容器に液体１０を入れて提供してもよい。そのような個別容器は使い捨てで、液体１０が入った新しい容器をハウジング２内に装着することによって使用者が液体１０を交換するようになっていてもよい。これとは別にそのような容器は再使用可能でもよい。その場合、ハウジング２から外された容器に使用者が液体１０を補充あるいは入れ換え、この補給済み容器をハウジング２に戻してもよい。当然のことながらハウジング２を２つの部分に分ける必要はなく、使用者が操作できる他の構成を採用して、例えばそのまま補給することができるようにしてもよい。

ヒーター１１はハウジング２のほぼ中央に、即ちこの例のハウジング２の全長と幅に沿って中央に配置されている。この例ではヒーター１１は電池７から電力の供給を受け、従って電池７に電気的に接続されている。ヒーター１１は電気抵抗式ヒーターでもよく、例えばニクロム抵抗ヒーター、セラミックヒーターなどがある。ヒーター１１は、例えばコイル状のワイヤ、板（２種以上の異なる材料の多層板でもよく、その１種以上は導電性およびその１種以上は非導電性でもよい）、メッシュ（例えば織布でも不織布でもよく、これがさらに多層でもよい）、フィルムヒーターなどの形体でもよい。他の加熱構成、例えば非電気式加熱構成を用いてもよい。

このヒーター１１は液体１０を揮発させるために配置されている。図示の例では環状の芯１２がヒーター１１を取り囲み、ヒーター１１と（熱的に）接触している。環状の芯１２の最外面は液体容器９に含まれる液体１０と接触状態にある。芯１２は大まかにいえば吸収性であり、液体容器９から毛細管作用で液体１０を吸い上げる作用をする。芯１２は好ましくは不織であり、例えば綿または羊毛材料などでよく、あるいは合成材料、例えばポリエステル、ナイロン、ビスコース、ポリプロピレンなどでよい。これについてさらに詳細に後述するが、ここで留意することは、使用時に芯１２に吸い上げられた液体１０がヒーター１１によって加熱されることである。液体１０を揮発させて液滴のエアロゾルを作ってもよく、液体１０を十分に加熱して蒸気を作ってもよい。そのように作られたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース４で吸引する行為中に矢印Ａで示すように芯１２を出てマウスピース４に向かって通過する。ヒーター１１と芯１２は、加熱と芯作用が効果的に行われるような効果的な一体品として提供されてもよい。

ハウジング２はさらに、材料１４を装置１内に保持または収容するチェンバー１３を備える。使用時、使用者はマウスピース４を外すかハウジング２の２つの部分２ａ、２ｂを分離することによって、チェンバー１３を操作してハウジング２の開放端３から材料１４を交換または補充することができる。チェンバー１３に種々の異なる形体を取り入れてもよい。例えば、チェンバー１３は両端が完全に開放され材料１４の入った管でもよい。別の例として、チェンバー１３は蒸気またはエアロゾルが通過可能な貫通孔を有する１つ以上の壁を端部に有する管でもよい。チェンバー１３は、使用者が材料１４を取り外し交換する間、ハウジング２内のその場に留まってもよい。これとは別に材料を収容したチェンバー１３は個別の製品で、これを使用時に全体としてハウジング２に挿入・取り外ししてもよい。この種類の取り外し可能なチェンバー１３は使い捨てで、未使用の材料１４が収容され新しいチェンバー１３を使用者がハウジング２に装着することによって材料１４を取り替えるようにしてもよい。あるいは、チェンバー１３は再使用可能でもよい。その場合、使用者はチェンバー１３がハウジング２から外れている間にチェンバー１３内の材料１４を交換し、補充したチェンバー１３をハウジング２に入れ換えてもよい。さらに別の例ではチェンバー１３は、ハウジング２の内部に配置され材料１４を所定位置に保持する留め具等を備えてもよい。いくつかの例では、材料１４はチェンバー１３内に簡単に滑り嵌めされる。これとは別に液体１０を含む容器９自体を材料１４を保持または担持するように構成してもよい。例えば、容器９は材料１４を所定位置に受け入れて保持する１つ以上の留め具または管等を有してもよい。液体１０の収容と材料１４の受け入れの両方を目的とするそのような二重機能の容器９／チェンバーまたは受器１３はカートリッジ等の形体でもよく、使い捨て品でもよく、再使用可能でもよく、使用者が液体１０および材料１４を必要に応じて入れ換えてもあるいは補充してもよい。場合によって、液体１０の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々材料１４だけ補充するだけでよい場合がある。液体１０を使い切ったら、使用者は二重機能の容器９／受器１３を廃棄し新品を使用する。同様に、材料１４の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々液体１０だけ補充あるいは入れ換えればよい場合がある。材料１４を使い切ったら、使用者は二重機能の容器９／受器１３を廃棄し新品を使用する。

材料１４はハウジング２内の液体１０からエアロゾルまたは蒸気が製せられる場所の下流かつハウジング２の開放端３およびマウスピース４の上流に位置する。この具体的な例では材料１４はハウジング２の芯１２と同じ部分またはチェンバー内に効果的に配置されている。液体１０から製せられたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース４で吸引する行為中に矢印Ａで示すように芯１２を出て材料１４に向かって通過する。具体的な実施態様では、材料１４は多孔質であるため、エアロゾルまたは蒸気は材料１４内を通過し、次にハウジング２の開放端３およびマウスピース４を通過する。一部の実施態様では、エアロゾルまたは蒸気が全て材料１４内を流れるよう、材料１４および／またはそのチェンバー１３はそれらとハウジング２の内部間に空隙がないように配置されている。

液体１０は、好ましくは装置１の電力消費の抑制に役立つように、妥当な温度、好ましくは１５０〜２５０℃の範囲で蒸発可能な液体である。適した材料には電子タバコ装置に従来使用されている材料が含まれ、例えばプロピレン・グリコールおよびグリセリンがある。

材料１４は、液体１０から製せられたエアロゾルまたは蒸気が材料１４内を通過するときに、エアロゾルまたは蒸気に香味を付けるのに使用することができる材料である。材料１４は例えばタバコで構成されてもよく、タバコを含んでもよい。エアロゾルまたは蒸気がタバコ材料１４内を横断すると、熱いエアロゾルまたは蒸気はタバコ材料１４の有機および他の化合物または成分を同伴し、タバコにその感覚刺激特性を添え、従ってマウスピース４まで通過するエアロゾルまたは蒸気に香味を付ける。もちろんタバコ以外の材料を用いて種々の香味をエアロゾルまたは蒸気流に与えてもよい。例えば、香味料を材料または液体に含有させることができる。

さらに、材料１４がタバコであるか、またはタバコを含む場合、エアロゾルまたは蒸気流がタバコ材料１４から十分なニコチンを引き出してもよい。これとは別にまたはそれに加えて、材料１４がタバコを含まない場合、例えば材料をニコチンでコーティングすることによって材料１４をニコチンで強化してもよい。現実には、材料１４がタバコであるか、またはタバコを含む場合でも、材料１４をニコチンでコーティングまたはニコチンで強化してもよい。別の例として、材料１４がタバコであってもタバコでなくてもあるいはタバコを含んでも含まなくてもおよび／またはニコチンを含んでも含まなくても、ニコチンを液体１０に加えてもよい。従って、装置１で使用者にニコチンを提供することが目的である場合はニコチンを液体１０に加えてもよく、材料１４がタバコであるか、またはタバコを含む場合はニコチンをその材料から得てもよく、非タバコ材料１４へのコーティング等で供給してもよく、タバコ材料にコーティング等で供給してもよく、あるいはこれらを任意に組み合わせてもよい。同様に、（材料がタバコであってもなくても、タバコを含んでも含まなくても）香料を材料１４におよび／または液体１０に添加してもよい。

上記のように燃焼せずにタバコを加熱することによって化合物を放出する加熱装置が知られている。なお、タバコは熱伝導性が悪く、しかも既知のタバコ加熱装置内のタバコの加熱は（一般にタバコ表面に接触している電気抵抗式加熱要素による）タバコの外表面からタバコ内の熱伝導によるものである。これは、タバコが非効率的に加熱されている可能性があり、および／または装置の電力消費が大きいことを意味する。電池駆動の装置の場合、電力消費が大きいことは１個以上の電池を頻繁に充電あるいは交換する必要があるため使用者には問題である。材料１４がタバコである場合、この問題は本装置１の実施態様では回避することができる。というのは、多孔質のタバコ材料１４をその塊の中を通過するエアロゾルまたは蒸気で加熱し、この塊全体をより効果的かつ効率良く加熱することができるからある。これによって装置１の電力消費の低減を促進することができる。

図１に示した例では装置１内の材料１４を加熱する唯一の熱源（材料１４から有機および他の化合物または成分を発生させるために必要な熱源）は液体１０を加熱して作られた高温のエアロゾルまたは蒸気である。

ここで図２に吸入可能な媒体を発生させる装置の別の例が示されている。以下の説明および図２では、図１を参照して説明した例の対応する構成要素および特徴構造と同じあるいは類似の構成要素および特徴構造には２００番台の同じ参照番号を付してある。簡略化のため、これらの構成要素および特徴構造の説明は全体にここでは繰り返さない。当然のことながら図１の例と関連して先に説明した構成および代替案なども図２の例に応用可能である。ここでも同様に、大筋で図２の装置２０１は液体を加熱して蒸気またはエアロゾルを形成し、この蒸気またはエアロゾルが材料２１４内を通過して、材料２１４由来の成分を１つ以上含有する吸入可能な媒体を生成する。

この例の装置２０１は、開放端２０３および管状のマウスピース２０４を備えたほぼ中空の円筒形外側ハウジング２０２を有する。この例のマウスピース２０４は使用者がハウジング２０２から外すことができ、Ｏリングまたは他の封止材２０５がマウスピース２０４をハウジング２０２に封止するのを助けている。装置２０１およびコントローラー２０８の種々の構成要素に電力を供給する電池２０７がハウジング２０２の他端２０６にあるいは他端２０６側に配置されている。この例のハウジング２０２は、開放端２０３側の第１の部分２０２ａおよび他端２０６側の第２の部分２０２ｂの２つの部分から成る。

ハウジング２０２は液体２１０を保持または収容する容器２０９を有する。容器２０９は図１の例と関連して先に説明した種類のいずれでもよい。ヒーター２１１がハウジング２０２の（長さ方向および幅方向の）ほぼ中央に液体２１０を揮発させるために配置されている。この例ではヒーター２１１は電池２０７から電力の供給を受け、従って電池２０７に電気的に接続されている。ヒーター２１１は電気抵抗式ヒーター、セラミックヒーターなどでよい。ヒーター２１１は例えば、コイル状のワイヤ、板（２種以上の異なる材料の多層板で、その１種以上は導電性、その１種以上は非導電性でもよい）、メッシュ（例えば織布でも不織布でもよく、これらは同様に多層でもよい）、薄膜ヒーターなどでもよい。他の加熱構成、例えば非電気的加熱構成を用いてもよい。環状の芯２１２がヒーター２１１を取り囲み、ヒーター２１１と（熱的に）接触している。環状の芯２１２の最外面は液体容器２０９に含まれた液体２１０と接触している。液滴のエアロゾルを作るように液体２１０を加熱しても、十分に加熱して蒸気を製してもよい。そのように製せられたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース２０４で吸う行為中に矢印Ａで示すように芯２１２を出てマウスピース２０４に向かって通過する。ヒーター２１１および芯２１２は、単一の構成単位で加熱および芯作用が効果的に行われるような効果的な一体品として配置されてもよい。

ハウジング２０２はさらに、材料２１４を装置２０１内に保持または収容するチェンバー２１３を備える。チェンバー２１３は図１の例と関連して先に説明した種類のいずれでもよい。材料２１４はハウジング２０２内のエアロゾルまたは蒸気が液体２１０から製せられる場所の下流かつハウジング２０２の開放端２０３とマウスピース２０４の上流に位置する。この具体的な例では材料２１４は芯２１２と同じ部分またはハウジング２０２のチェンバー内に効果的に配置されている。液体２１０から製せられたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース２０４で吸引する行為中に芯２１２を出て矢印Ａで示したように材料２１４に向かって通過する。具体的な実施態様では、材料２１４は多孔質であるため、エアロゾルまたは蒸気は材料２１４内を通過し、次にハウジング２０２の開放端２０３およびマウスピース２０４を通過する。一部の実施態様では、材料２１４および／またはそのチェンバー２１３は材料２１４／チェンバー２１３とハウジング２０２の内部間に空隙がないように配置されているため、エアロゾルまたは蒸気は全て材料２１４内を流れるようになっている。上記のように、材料２１４は、液体２１０から作られるエアロゾルまたは蒸気が材料２１４内を通過するときに、このエアロゾルまたは蒸気に香味を付けるのに使用してもよい材料である。材料２１４は例えばタバコで構成されてもよく、タバコを含んでいてもよい。エアロゾルまたは蒸気がタバコ材料２１４内を横断すると、熱いエアロゾルまたは蒸気はタバコ材料２１４の有機および他の化合物または成分を同伴し、タバコにその感覚刺激特性を添え、従ってマウスピース２０４まで通過するエアロゾルまたは蒸気に香味を付ける。当然のことながらタバコ以外の材料を用いて種々の香味をエアロゾルまたは蒸気流に与えてもよい。液体２１０を含む容器２０９はそれ自体が材料２１４を保持即ち担持するように構成されてもよい。例えば、容器２０９は材料２１４を所定位置に受け入れて保持するための１つ以上の留め具または管等を有してもよい。液体２１０の収容と材料２１４の受け入れの両方を目的としたそのような二重機能の容器２０９／チェンバーまたは受器２１３はカートリッジ等の形体でもよく、使い捨て品でもよく、再使用可能でもよく、使用者が液体２１０および材料２１４を必要に応じて入れ換えてもあるいは補充してもよい。場合によって、液体２１０の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々材料２１４だけ補充すればよい場合がある。液体２１０を使い切ったら、使用者は二重機能の容器２０９／受器２１３を廃棄し新品を使用する。同様に、材料２１４の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々液体２１０を補充あるいは入れ換えるだけでよい場合がある。材料２１４を使い切ったら、使用者は二重機能の容器２０９／受器２１３を廃棄し新品を使用する。

図２の例示的装置２０１によれば、炉型ヒーターなどの第２のヒーター２１５が材料２１４に接した状態で配置されていて、材料２１４を予備加熱および／または装置２０１の使用中に材料２１４を追加加熱する。これにより、使用時に蒸気またはエアロゾルが材料２１４内を通過するとき、材料２１４からの成分の放出が促進される。またこれによって、必要なら加熱液体２１０に対してより低い温度を用いることができ、液体２１０を加熱する第１のヒーター２１１の電力消費を低減し、さらに材料２１４を十分に加熱するのに必要な加熱液体２１０の使用量を減らすこともできる。第２のヒーター２１５は、例えば電池２０７から電力の供給を受ける電気抵抗式ヒーター、セラミックヒーターなどでもよい。第２のヒーター２１５は例えば、コイル状のワイヤ、板（２種以上の異なる材料の多層板で、その１種以上は導電性、その１種以上は非導電性でもよい）、メッシュ（例えば織布でも不織布でもよく、これらは同様に多層でもよい）、薄膜ヒーターなどでもよい。他の加熱構成、例えば非電気的加熱構成を第２のヒーター２１５に用いてもよい。

図２の例示的装置２０１では材料２１４を加熱するヒーター２１５は材料２１４の外に配置されており、材料２１４を外から熱伝導により加熱する。この例のヒーター２１５は大まかにいえば円筒形である。ヒーター２１５は実質的に装置２０１と一体でもよく、ハウジング２０２の一部として配置されてもよい。あるいは、ヒーター２１５は材料２１４を保持または収容するチェンバー２１３と一体的に配置されてもよい。この代替例ではチェンバー２１３が使い捨ての場合、使用者が未使用の材料が入った新しいチェンバー２１３を装置２０１に装着するときにヒーター２１５は交換されることになる。

ここで図３を参照すると吸入可能な媒体を発生させる装置の別の例が示されている。以下の説明および図３では、図１を参照して説明した例の対応する構成要素および特徴構造と同じあるいは類似の構成要素および特徴構造には３００番台の同じ参照番号を付してある。簡略化のため、これらの構成要素および特徴構造の説明は全体にここでは繰り返さない。当然のことながら図１および図２の例と関連して先に説明した構成および代替案なども図３の例に応用可能である。ここでも同様に、大筋で図３の装置３０１は液体を加熱して蒸気またはエアロゾルを形成し、この蒸気またはエアロゾルが材料３１４内を通過して、材料３１４由来の成分を１つ以上含有する吸入可能な媒体を生成する。

この例の装置３０１も同様に、開放端３０３および管状のマウスピース３０４があるほぼ中空の円筒形外側ハウジング３０２を有し、マウスピース３０４は使用者がハウジング３０２から外すことができる。Ｏリングまたは他の封止材３０５でマウスピース３０４のハウジング３０２への封止を補助している。装置３０１およびコントローラー３０８の種々の構成要素に電力を供給する電池３０７がハウジング３０２の他端３０６にあるいは他端３０６側に配置されている。この例のハウジング３０２も、開放端３０３側の第１の部分３０２ａおよび他端３０６側の第２の部分３０２ｂの２つの部分から成る。

ハウジング３０２は液体３１０を保持または収容する容器３０９を有する。容器３０９は図１および図２の例と関連して先に説明した種類のいずれでもよい。ヒーター３１１がハウジング３０２のほぼ中央に、液体３１０を加熱するために配置されている。ヒーター３１１は先に説明した種類のいずれでもよい。この例ではヒーター３１１は電池３０７から電力の供給を受け、従って電池３０７に電気的に接続されている。環状の芯３１２がヒーター３１１を取り囲み、ヒーター３１１と（熱的に）接触している。環状の芯３１２の最外面は液体容器３０９に含まれた液体３１０と接触している。液滴のエアロゾルを作るように液体３１０を加熱してもよく、あるいは十分に加熱して蒸気を作ってもよい。そのように製せられたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース３０４で吸う行為中に矢印Ａで示すように芯３１２を出てマウスピース３０４に向かって通過する。ヒーター３１１および芯３１２は、単一の構成単位で加熱および芯作用が効果的に行われるような効果的な一体品として配置されてもよい。

ハウジング３０２はさらに、材料３１４を装置３０１内に保持または収容するチェンバー３１３を備える。チェンバー３１３は図１および図２の例と関連して先に説明した種類のいずれでもよい。（図３に示した例ではチェンバー３１３は管の形状で、蒸気またはエアロゾルが通過可能な貫通孔３１７を有する壁３１６を端部に有する。これが任意であることは先に述べた）。材料３１４はハウジング３０２内の、エアロゾルまたは蒸気が液体３１０から製せられる場所の下流かつハウジング３０２の開放端３０３とマウスピース３０４の上流に位置する。この具体的な例では同様に材料３１４は芯３１２と同じ部分またはハウジング３０２のチェンバー内に効果的に配置されている。液体３１０から製せられたエアロゾルまたは蒸気は、使用者がマウスピース３０４で吸引する行為中に芯３１２を出て矢印Ａで示したように材料３１４に向かって通過する。具体的な実施態様では、材料３１４は多孔質であるため、エアロゾルまたは蒸気は材料３１４内を通過し、次にハウジング３０２の開放端３０３およびマウスピース３０４を通過する。一部の実施態様では、材料３１４および／またはそのチェンバー３１３は材料３１４／チェンバー３１３とハウジング３０２の内部間に空隙がないように配置されているため、エアロゾルまたは蒸気は全て材料３１４内を流れるようになっている。上記のように、材料３１４は、液体３１０から製せられるエアロゾルまたは蒸気が材料３１４内を通過するときに、このエアロゾルまたは蒸気に香味を付けるのに使用してもよい材料である。材料３１４は例えばタバコで構成されてもよく、あるいはタバコを含んでいてもよい。エアロゾルまたは蒸気がタバコ材料３１４内を横断すると、熱いエアロゾルまたは蒸気はタバコ材料３１４の有機および他の化合物または成分を同伴し、従ってマウスピース３０４まで通過するエアロゾルまたは蒸気にタバコ香味を付ける。当然のことながらタバコ以外の材料を用いてエアロゾルまたは蒸気流に種々の香味を与えてもよい。液体３１０を含む容器３０９はそれ自体が材料３１４を保持または担持するように構成されてもよい。例えば、容器３０９は材料３１４を所定位置に受け入れて保持する１つ以上の留め具または管等を有してもよい。液体３１０の収容と材料３１４の受け入れの両方を目的としたそのような二重機能の容器３０９／チェンバーまたは受器３１３はカートリッジ等の形状でもよく、使い捨て品でもよく、再使用可能でもよく、使用者が液体３１０および材料３１４を必要に応じて入れ換えてもあるいは補充してもよい。場合によって、液体３１０の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々材料３１４だけ補充または置き換えればよい場合がある。液体３１０を使い切ったら、使用者は二重機能の容器３０９／受器３１３を廃棄し新品を使用する。同様に、材料３１４の量は複数回の使用に十分で、使用者は時々液体３１０だけを補充あるいは入れ換えればよい場合がある。材料３１４を使い切ったら、使用者は二重機能の容器３０９／受器３１３を廃棄し新品を使用する。

図３の例示的装置３０１ではここでも第２のヒーター３１８が材料３１４に熱的に接した状態で配置されていて、使用時に蒸気またはエアロゾルが材料３１４を通過するとき、材料３１４を加熱して材料３１４からの成分の放出を促進する。第２のヒーター３１８は、例えば電池３０７から電力の供給を受ける電気抵抗式ヒーター、セラミックヒーターなどでもよい。他の加熱構成、例えば非電気的加熱構成を第２のヒーター３１８に用いてもよい。

図３の例示的装置３０１では材料３１４を加熱するヒーター３１８は材料３１４の内部に配置されており、材料３１４をその内側からの熱伝導により加熱する。この例のヒーター３１８はほぼ円筒棒形状で、材料３１４の長手方向中心軸に沿って配置されている。別の構成では、ヒーター３１８は例えば、コイル状のワイヤ、板（２種以上の異なる材料の多層板で、その１種以上は導電性、その１種以上は非導電性でもよい）、メッシュ（例えば織布でも不織布でもよく、これらは同様に多層でもよい）、薄膜ヒーターなどでもよい。この場合の材料３１４はほぼ管状であり、あるいはヒーター３１８を収容するための内部に開口を有する。ヒーター３１８は実質的に装置３０１と一体でもよく、ハウジング３０２の一部として配置されてもよい。その場合、材料３１４が装置３０１に装着されると（例えば、材料３１４を収容したチェンバー３１３が装置３０１に装着されると）、材料３１４は第２のヒーター３１８を取り囲む。これとは別にヒーター３１８は材料３１４を保持または収容するチェンバー３１３と一体的に配置されてもよい。この代替例ではチェンバー３１３が使い捨ての場合、未使用の材料を有する新しいチェンバー３１３が使用者によって装置３０１に装着されるときにヒーター３１８は取り替えられることになる。

別の例では材料３１４をさらに効率的に加熱するように複数の内部ヒーター３１８を設けてもよい。別の例では材料３１４を１つ以上の（図２の例の第２のヒーター２１５と同様の）外部ヒーターおよび１つ以上の（図３の例の第２のヒーター３１８と同様の）内部ヒーター３１４の両方で加熱してもよい。

ここで図４を参照すると使用時に吸入可能な媒体を発生させる装置４０１の一例の長手方向の概略断面図が示されている。ここでも簡略化のため、説明済みの例の対応する構成要素および特徴構造と同じあるいは類似の構成要素および特徴構造の詳細な説明はここでは省略する。図１を参照して説明した例のこれらの構成要素および特徴構造の参照番号は４００番台の同じ参照番号を有する。当然のことながら説明済みの構成および代替案なども図４の例に応用可能である。

この例では液体４１０を加熱して蒸気４２０を形成する。使用者によるマウスピース４０４／ハウジング４０２の開口端４０３の吸引の行為中に、蒸気４２０が材料４１４を通って吸引される。熱い蒸気４２０は材料４１４から有機および他の化合物または成分を取り込む。例えば使用温度によっては蒸気４２０から材料４１４に熱が伝達され、蒸気４２０は凝結して液滴のエアロゾルを形成してもよい。材料４１４から気化した化合物または成分はエアロゾルの液滴表面に凝結してもよい。つまりマウスピース４０４／ハウジング４０２の開口端４０３まで通過する蒸気またはエアロゾル４２１は材料４１４から香味を受け取る。材料４１４がニコチンを含有または含む場合、マウスピース４０４／ハウジング４０２の開口端４０３まで通過する蒸気またはエアロゾル４２１は、材料４１４から取り込まれたニコチンも含む。

ここで図５を参照すると使用時に吸入可能な媒体を発生させる装置５０１の別の例の長手方向の概略断面図が示されている。ここでも簡略化のため、説明済み例の対応する構成要素および特徴構造と同じあるいは類似の構成要素および特徴構造の詳細な説明は省略する。図４を参照して説明した例のこれらの構成要素および特徴構造の参照番号は５００番台の同じ参照番号を有する。当然のことながら説明済みの構成および代替案なども図５の例に応用可能である。

この例ではここでも液体５１０を加熱して蒸気５３０を形成する。使用者によるマウスピース５０４／ハウジング５０２の開口端５０３での吸引の行為中に蒸気５３０が材料５１４に向かって吸引される。この例では蒸気５３０は冷却器即ち熱交換器５３１内を通過する。これにより蒸気５３０は凝結して液滴のエアロゾル５３２を形成する。その後エアロゾル５３２は、熱い状態で材料５１４内を通過し、材料５１４から有機および他の化合物または成分をエアロゾル液滴の表面に凝結した状態で取り込む。さらに、具体的には材料５１４が水を含む場合、材料５１４から気化した水と液体５１０の液滴の混合物は沸点が比較的低いために（エアロゾルになるというよりもむしろ）蒸発することがある。つまりマウスピース５０４／ハウジング５０２の開口端５０３まで通過する蒸気またはエアロゾル５３３は材料５１４から香味を受け取る。材料５１４がニコチンを含有即ち含む場合、マウスピース５０４／ハウジング５０２の開口端５０３まで通過する蒸気またはエアロゾル５３３は材料５１４から取り込まれたニコチンも含む。

上記のいずれの例において、コントローラー（図１の８、図２の２０８など）が装置１の全体の動作を制御する。例えばコントローラーは必要時に複数の加熱要素に電力を供給させ、加熱が不要なときには複数の加熱要素を停止させる。液体および／または材料を最適温度に加熱するように１つ以上の加熱要素の動作を制御してもよい。具体的な検討事項には、材料が燃えないようにすること、液体が適切に気化するようにすること、気化した液体またはエアロゾルが適切な温度で材料から化合物を放出するようにすること、および使用者に到達する蒸気またはエアロゾルが快適かつ安全な温度になるようにすることがある。液体用および材料用に個別のヒーターがある場合、必要ならこの制御を液体だけ加熱、材料だけ加熱、または両方加熱するように使用者が制御するように構成してもよい。それ自体は既知の装置である吸引検出器を設けて、１つ以上の加熱要素を起動する必要があるときにコントローラーに信号を送ってもよい。また本装置は、使用者に到達する前の蒸気またはエアロゾルを濾過する１つ以上のフィルター、使用者に到達する前の蒸気またはエアロゾルを冷却する冷却配列、ハウジング内で発生した熱から使用者を保護する装置内断熱などのうちの１つ以上を設けてもよい。

使用時、具体的には材料１４、２１４などがタバコである場合、好ましくはタバコまたは少なくともその表面を約１９０℃〜２１０℃の温度に、最も好ましくは約２００℃の温度まで加熱して、適正即ち適切な量の化合物がタバコから放出されるようにする。先に詳述したように、材料内を通過する熱い蒸気またはエアロゾルだけで材料１４を加熱してもよく、あるいは材料を予備加熱しても、例えば専用のヒーターを用いて二重加熱してもよい。予備加熱する場合、特にタバコの場合、材料を約１００〜１５０℃の温度範囲まで予備加熱してもよい。もちろん他の温度を用いてもよい。例えば、材料あるいは少なくともその表面を２１０℃を越える温度、例えば最大約２３０℃または２４０℃あたりまで、さらには２９０℃の高温に加熱してもよい。存在するタバコの量は例えば５０〜３００ｍｇあたりの範囲でもよい。一般的な例では装置１の動作１回（即ちパフごとに）あたりの加熱タバコ量は約８〜５０ｍｇの範囲に相当してもよい。タバコ量の最も適切な値は例えば５０〜１１０ｍｇあたりの範囲でもよい。

使用時、液体１０、２１０他は約１５０℃〜２５０℃の温度まで加熱してもよい。

適切な材料１４他は、加熱すると成分が揮発して一般にエアロゾル形体になる材料を含む。適切な材料１４他には任意のタバコ含有材料が含まれ、例えばタバコ自体、タバコ派生物、膨張タバコ、再生タバコ、粉末タバコ、タバコ抽出物、均質化タバコ、あるいはタバコ代替え品のうち１つ以上を含む。タバコの場合、材料１４他はタバコのロッド、タバコの容器即ちプラグ、刻みタバコ、凝集タバコなどの形体でよく、例えば比較的乾燥した状態でもよく、あるいは比較的湿った状態でもよい。適切な材料１４他は他の非タバコ製品を含んでもよく、製品によってはニコチンを含んでも含まなくてもよい。

本明細書で使用する「風味料」および「香味料」なる用語は、用いられているように、は材料を指し、各国の法律が許可する場合、これらを用いて成人顧客向け製品に望ましい味覚または風味を作り出してもよい。

本明細書に用いられているように、「風味料」および「香味料」は材料を指し、各国の法規が許可する場合、これらを用いて成人顧客向け製品に望ましい味覚または風味を作り出してもよい。これらには、抽出物（例えばカンゾウ、アジサイ、ホウノキ、カモミール、コロハ、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、イチヤクソウ、桜、ベリー、桃、リンゴ、ドラムボウイ（Ｄｒａｍｂｕｉｅ）、バーボン、スコッチ、ウイスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セルリー、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、蜂蜜エキス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、桂皮、キャラウェー、コニャック、ジャスミン、イランイラン、セージ、ウイキョウ、ピメント、ジンジャー、アニス、コリアンダー、コーヒー、または何らかの種のハッカ属のミント油）、調味料、苦み受容体部位遮断剤、感覚受容体部位活性剤あるいは刺激剤、砂糖および／または砂糖代用品（例えば、スクラロース、カリウムアセサルフェーム、アスパルテーム、サッカリン、チクロ、ラクトース、サクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、またはマンニトール）、および他の添加物、例えば木炭、クロロフィル、無機物、植物、または呼気清涼剤がある。これらは模倣品でも、合成物または天然材料でも、またはその混合物でもよい。これらは例えば油、液体、または粉体など任意の適切な形体でよい。

種々の問題に対処し本技術を促進するため、本開示の全体は種々の実施態様を一例として示す。その実施態様の中で特許請求の範囲に記載の発明が実践され、吸入可能な媒体を発生させるように構成された優れた装置が提供される。本開示の利点および特徴は、実施態様の単なる代表的事例であって包括的事例ではなく、および／または排他的事例でもない。これらは特許請求された特徴の理解を単に助け教示するために提示される。当然だが、本開示の利点、実施態様、実施例、機能、特徴、構造、および／または他の側面は、本開示またはその均等物を特許請求の範囲で規定されているように限定するものではなく、本開示の範囲および／または概念から逸脱することなく他の実施態様を利用し改変することができる。種々の実施態様は、開示された要素、構成要素、特徴、部品、工程、手段などの種々の組合せを好適に備えても、それらで構成されても、あるいは基本的にそれらで構成されてもよい。本開示には、現在特許請求されていないが将来特許請求される可能性がある他の発明も含まれる。

Claims (40)

1. 液体を保持する容器と、
   容器から液体を吸い上げる芯と、
   容器から芯に吸い上げられた液体を揮発させるヒーターと、
   材料を収容する第１のチェンバーと、
   出口と
   を備える、吸入可能な媒体を発生させる装置であって、
   使用時にヒーターで揮発した液体が蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方の形体でチェンバーに収容された材料内を通過して、それによって材料から１種以上の成分を同伴して、出口から外に出る吸入可能な媒体を生成するように構成されており、
   液体を保持する容器は、第２の環状のチェンバーの形体であり、
   芯はヒーターを取り囲む環状の芯である
   装置。
2. 容器に保持された液体を揮発させるヒーターは、液体を気化させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ヒーターの下流かつ第１のチェンバーの上流に冷却器または冷却域を備え、冷却器または冷却域は気化した液体を冷却して、使用時に第１のチェンバー内に収容された材料内を通過する液滴のエアロゾルを形成するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 容器に含まれた液体を揮発させるヒーターは、液体を加熱してエアロゾルを形成するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 第１のチェンバーに収容された材料を加熱する第２のヒーターを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
6. 第１のチェンバーは装置から外すことができることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の装置。
7. 第１のチェンバーは装置から外すことができないことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の装置。
8. 液体容器は取り外し可能であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の装置。
9. 液体容器および第１のチェンバーは一体の構成単位であることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の装置。
10. 材料は固体であることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の装置。
11. 材料はタバコを含むことを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 容器はニコチンを含む液体を収容することを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載の装置。
13. 容器は、グリセリンである、またはグリセリンを含む液体を収容することを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載の装置。
14. 容器は香味料を収容することを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項に記載の装置。
15. 装置は電池で駆動されることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項に記載の装置。
16. 各ヒーターは電気抵抗式ヒーターであることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項に記載の装置。
17. 第１のチェンバーはその中に収容された材料を有し、さらにその材料はニコチンで強化された材料であることを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項に記載の装置。
18. 液体を保持する容器、容器から液体を吸い上げる芯、容器から芯に吸い上げられた液体を揮発させるヒーター、出口を備え、容器は環状のチェンバーの形体であり、芯はヒーターを取り囲む環状の芯である装置を用いて吸入可能な媒体を発生させる方法であって、
    容器から芯に吸い上げられた前記液体を揮発させることと、
    揮発した液体で形成された蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方を材料内に通過させることによって、材料から１種以上の成分を蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方に取り入れて、吸入可能な媒体を発生させることと、
    吸入可能な媒体を出口から出すことと
    を含む
    方法。
19. 容器に保持された液体を加熱することは液体の少なくとも一部を気化させることを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 気化した液体を装置の冷却器または冷却域内を通過させて、材料内を通過する液滴のエアロゾルを形成することを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
21. 前記容器に含まれた液体を前記揮発させることは液体を加熱してエアロゾルを形成する、請求項１８に記載の方法。
22. 材料を装置の第２のヒーターを用いて加熱することを含むことを特徴とする請求項１８乃至２１いずれか１項に記載の方法。
23. 材料は装置に固体で収容されていることを特徴とする請求項１８乃至２２いずれか１項に記載の方法。
24. 材料はタバコを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
25. 液体はニコチンを含むことを特徴とする請求項１８乃至２４いずれか１項に記載の方法。
26. 液体はグリセリンである、またはグリセリンを含むことを特徴とする請求項１８乃至２５いずれか１項に記載の方法。
27. 液体は香味料である、または香味料を含むことを特徴とする請求項１８乃至２６いずれか１項に記載の方法。
28. 材料はニコチンで強化された材料であることを特徴とする請求項１８乃至２７いずれか１項に記載の装置。
29. 液体を保持する容器と、
    容器から液体を吸い上げる芯と、
    固体材料を収容する受器と
    を備える吸入可能な媒体を発生させる装置で使用するカートリッジであって、
    使用時に容器を出た揮発した液体が蒸気およびエアロゾルの少なくとも一方の形体で受器に収容された固体材料内を流れることができるように構成されており、
    液体を保持する容器は、環状のチェンバーの形体であり、
    芯はヒーターを取り囲む環状の芯である
    カートリッジ。
30. 容器と結合され、容器に保持された液体を使用時に揮発させるヒーターを備えることを特徴とする請求項２９記載のカートリッジ。
31. 受器と結合され、受器に収容された固体材料を使用時に加熱するヒーターを備えることを特徴とする請求項２９または３０に記載のカートリッジ。
32. 容器は、揮発した液体を容器から外に出せるようにした１つ以上の開口を有することを特徴とする請求項２９乃至３１いずれか１項に記載のカートリッジ。
33. 材料は固体材料であることを特徴とする請求項２９乃至３２いずれか１項に記載のカートリッジ。
34. 材料はタバコを含むことを特徴とする請求項３３記載のカートリッジ。
35. 容器は液体を保持することを特徴とする請求項２９乃至３４いずれか１項に記載のカートリッジ。
36. 液体はニコチンを含むことを特徴とする請求項３５記載のカートリッジ。
37. 液体はグリセリンである、またはグリセリンを含むことを特徴とする請求項３５または３６記載のカートリッジ。
38. 液体は香味料である、または香味料を含むことを特徴とする請求項３５乃至３７いずれか１項に記載のカートリッジ。
39. 受器はさらにチェンバーを備えることを特徴とする請求項２９乃至３８いずれか１項に記載のカートリッジ。
40. 受器はその中に収容された材料を有し、さらにその材料はニコチンで強化された材料であることを特徴とする請求項２９乃至３９いずれか１項に記載のカートリッジ。

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