JP7204691B2 - 通気気流を有するカートリッジ組立品 - Google Patents

Description

本発明は、エアロゾル発生システム用のカートリッジ組立品に関し、カートリッジ組立品は、カートリッジ組立品を通る通気気流用に構成されている。本発明はまた、カートリッジ組立品を備えるエアロゾル発生システムに関する。特に、本発明の好ましい実施形態は、ニコチン塩粒子を含むエアロゾルのインサイチュー生成用のエアロゾル発生システムで使用するためのニコチン供与源および酸供与源を備えるカートリッジ組立品、ならびにこうしたカートリッジ組立品を含むエアロゾル発生システムに関する。

エアロゾルを発生し、かつユーザーに送達するための装置が周知であり、ニコチンをユーザーに送達するための装置を含む。エアロゾルをユーザーに送達するための周知のシステムは、通気空気を装置の中に導入するための一つ以上の入口を含んでもよい。この文脈において、通気空気は、システムのエアロゾル発生セクションを迂回する様態でシステムを通過する気流である。従って、通気空気は、発生したエアロゾルを含有する主流気流を希釈して、望ましい濃度のエアロゾルをユーザーに提供する。

しかしながら、典型的に、周知の装置は、ユーザーに送達されるエアロゾルの質に対する通気空気の効果を考慮することなく、また通気空気吸込み口を位置付けることがどれほど装置の使用可能性に影響を与えうるかを考慮することなく、通気空気吸込み口を含んでいた。周知の装置での少なくともこれらの問題に対処するエアロゾル発生システムを提供することが望ましいことになる。

本発明の第一の態様によると、エアロゾル発生システム用のカートリッジ組立品であって、上流端および下流端を有するカートリッジを備える、カートリッジ組立品が提供されている。カートリッジは、カートリッジの上流端にある第一の空気吸込み口およびカートリッジの下流端にある第一の空気出口を有する第一の区画と、カートリッジの上流端にある第二の空気吸込み口およびカートリッジの下流端にある第二の空気出口を有する第二の区画とを備える。カートリッジ組立品はカートリッジホルダーをさらに備え、カートリッジの少なくとも一部分はカートリッジホルダーの中に受容されている。カートリッジ組立品はまた、上流端および下流端を有するマウスピースを備え、カートリッジホルダーの少なくとも一部分はマウスピースの中に受容されている。カートリッジの下流端は、マウスピースの下流端から間隙を介していて、カートリッジの下流端とマウスピースの下流端との間に混合チャンバーを画定する。カートリッジホルダーの一部分は、マウスピースから間隙を介していて、カートリッジホルダーとマウスピースとの間に気流チャネルを画定する。カートリッジ組立品はまた、気流チャネルの下流部分と混合チャンバーとの間に流体連通を提供する通気空気開口部を備える。

本明細書で使用される「上流」および「下流」という用語は、エアロゾル発生システム内でのカートリッジ組立品の使用中に、カートリッジ組立品またはカートリッジ組立品の構成要素を通る気流の方向を意味する。すなわち、概して、空気は上流端から下流端に流れる。

本発明によるカートリッジ組立品は、カートリッジホルダーとマウスピースとの間に位置付けられた気流チャネルと、気流チャネルの下流部分とカートリッジの下流の混合チャンバーとの間に流体連通を提供する通気開口部とを備える。本発明の発明者らは、この構成が、周知のエアロゾル発生システムと比較して、特に有利であることを認識してきた。

第一に、カートリッジ組立品の使用中に気流チャネルを通って流れる通気空気は、使用中に典型的に加熱されるカートリッジからカートリッジホルダーによって断熱される。有利なことに、これは、通気空気がカートリッジの上流またはカートリッジの上流端でシステムに入り、またさらに下流で主流空気と混合される前にカートリッジの外表面を横切って流れる周知のシステムと比較して、通気空気の温度を低減する。通気空気の温度を低減することは、ユーザーに送達されるエアロゾルの全体的な温度を低減する場合があり、これはユーザー体験を改善する場合がある。通気空気の温度を低減することは、ユーザーに送達されるエアロゾルの全体的な温度を維持する一方で、カートリッジの加熱温度の増加を容易にする場合がある。

第二に、カートリッジホルダーとマウスピースとの間の気流チャネルに、気流チャネルの下流部分にある通気開口部を提供することは、カートリッジ組立品を備えるエアロゾル発生システムの外表面上の通気空気吸込み口の改善された定置を容易にする場合がある。例えば、通気開口部は、カートリッジ組立品の下流端に向かって通気空気を混合チャンバーに送達するが、カートリッジ組立品を備えるエアロゾル発生システムは、カートリッジ組立品の上流端に近接し、かつ気流チャネルの上流端と流体連通する通気空気吸込み口を備える場合がある。有利なことに、これは、通気空気吸込み口がマウスピースの下流端に近接して提供されて通気空気を混合チャンバーの中に直接送達する周知のシステムと比較して、ユーザーの口が通気空気吸込み口を覆い隠すリスクを低減する場合がある。

通気空気開口部は、カートリッジホルダーとカートリッジとの間の重複領域内のカートリッジホルダー上に提供されてもよい。カートリッジは、その上流端とその下流端との間に延びる全長を有する。混合チャンバーに入る通気空気の低減された温度を維持するために、通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の下流方向の距離は、カートリッジの全長の約５０パーセント未満である。通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の下流方向の距離は、カートリッジの全長の約４０パーセント未満であることが好ましい。通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の下流方向の距離は、カートリッジの全長の約３０パーセント未満であることがより好ましい。通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の下流方向の距離は、カートリッジの全長の約２０パーセント未満であることがより好ましい。通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の下流方向の距離は、カートリッジの全長の約１０パーセント未満であることがより好ましい。有利なことに、通気空気開口部とカートリッジの下流端との間の距離を低減することは、カートリッジと通気空気との間の接触を低減することによって、混合チャンバーに入る通気空気の温度を低減する。カートリッジの一部分は、通気空気開口部と混合チャンバーとの間に流体連通を提供するために、通気空気開口部と混合チャンバーとの間で、カートリッジホルダーの一部分から間隙を介していることが好ましい。

通気空気開口部は、カートリッジの下流端の下流に位置付けられていることが好ましい。有利なことに、この構成は、通気空気が混合チャンバーに入る前に通気空気とカートリッジとの間の接触を無くすことによって、混合チャンバーに入る通気空気の温度を最小限にしうる。通気空気開口部は、気流チャネルの下流端に位置付けられていることが好ましい。

カートリッジは、その上流端とその下流端との間に延びる長軸方向と、長軸方向と直角な半径方向とを画定しうる。気流チャネルの少なくとも一部分は、カートリッジから半径方向外向きに位置付けられていることが好ましい。

有利なことに、気流チャネルの少なくとも一部分をカートリッジから半径方向外向きに位置付けることは、通気空気をカートリッジの第一の区画および第二の区画を通る気流と平行にカートリッジ組立品を通して流すことを可能にすることによって、カートリッジ組立品を短くするのを容易にしうる。

有利なことに、気流チャネルの少なくとも一部分をカートリッジから半径方向外向きに位置付けることは、カートリッジ組立品の上流端に向けてカートリッジ組立品を含むシステム内の通気空気吸込み口を位置付けることを容易にしうる。

マウスピースは、カートリッジホルダーの少なくとも一部分が受容されている管状部と、管状部の下流端を横切って延びる下流部と、下流部内のマウスピース空気出口とを備えてもよい。マウスピース空気出口は、混合チャンバーとカートリッジ組立品の外部との間に流体連通を提供する。

有利なことに、管状部は、カートリッジ組立品の製造中にマウスピースの中へのカートリッジホルダーの挿入を最適化するように形作られてもよい。

有利なことに、マウスピース部は、ユーザーの口との人間工学的な相互作用を容易にするように形作られてもよい。マウスピース部は、下流方向に減少する断面積を有してもよい。すなわち、マウスピース部はテーパー付きの断面形状を有してもよい。

管状部および下流部は、別個に形成され、製造中に結合されてもよい。管状部および下流部は一体的に形成されていることが好ましい。例えば、管状部および下流部は、成形プロセス中に単一部品として形成されてもよい。

カートリッジホルダーの下流端の少なくとも一部分は、カートリッジホルダーの下流端とマウスピースの下流部との間に第一の隙間を形成するようにマウスピースの下流部から間隙を介してもよく、第一の隙間は通気空気開口部を形成する。有利なことに、この配置は、カートリッジ組立品の一つ以上の構成要素内に個別の通気空気開口部を形成する必要性を無くす場合がある。すなわち、カートリッジ組立品の製造中にカートリッジホルダーをマウスピースの中へと挿入するのに伴い、通気空気開口部がカートリッジホルダーとマウスピースとの間に形成されてもよい。

カートリッジホルダーは、通気空気開口部を画定してもよい。すなわち、通気空気開口部は、カートリッジホルダーの一部分を通って延びてもよい。有利なことに、この配置は、通気空気開口部のサイズを正確に制御することを容易にする場合があり、これはカートリッジ組立品の使用中に混合チャンバーの中への望ましい通気空気の流れを提供する場合がある。

カートリッジ組立品は、複数の通気空気開口部を備えてもよい。当業者は、カートリッジ組立品の使用中に通気空気の望ましい流れを混合チャンバーの中に提供するための通気空気開口部の数を選択することができる。

カートリッジホルダーは、カートリッジの少なくとも一部分が受容されている管状部を備えることが好ましい。管状部は上流端を備えることが好ましく、これを通してカートリッジはカートリッジ組立品の製造中に管状部の中に挿入される。管状部は、カートリッジの第一の空気出口および第二の空気出口と混合チャンバーとの間に流体連通を提供するための開いた下流端を備えることが好ましい。

カートリッジ組立品が通気空気開口部を画定する実施形態において、通気空気開口部は、カートリッジホルダーの管状部の下流部分を通って延びることが好ましい。

マウスピースの上流端の少なくとも一部分は、第三の空気吸込み口を画定するためにカートリッジホルダーの上流端から間隙を介していることが好ましく、第三の空気吸込み口は気流チャネルの上流端を形成する。カートリッジ組立品は、カートリッジ組立品を含むエアロゾル発生システム内で第三の空気吸込み口が、エアロゾル発生システムの外部と気流チャネルとの間に流体連通を提供する通気空気吸込み口を形成するように構成されてもよい。カートリッジ組立品は、第三の空気吸込み口がカートリッジ組立品を含むエアロゾル発生システムの通気空気吸込み口と流体連通するように構成されてもよい。

第一の区画は第一のエアロゾル形成基体を含有し、また第二の区画は第二のエアロゾル形成基体を含有することが好ましい。

第一の区画はニコチン供与源を含有し、また第二の区画は酸供与源を含有することが好ましい。本明細書に記載の通り、本発明によるカートリッジ組立品の構成は、混合チャンバーに入る通気空気の温度の低減を容易にする場合がある。本発明の発明者らは、カートリッジがニコチン供与源および酸供与源を含む実施形態において、これが特に有利であることを認識していて、ニコチンベイパーおよび酸ベイパーは混合チャンバー内で混合されてユーザーへの送達のためにニコチン塩粒子を形成する。特に、本発明の発明者らは、混合チャンバーに入る通気空気の温度を低減することが、混合チャンバーの中で形成されるニコチン塩粒子の平均サイズを減少させることを認識していて、これは有利なことに、ユーザーによって知覚されるエアロゾルの粗さを低減する。具体的には、混合チャンバーに入る通気空気を摂氏５０度より低い温度でニコチンベイパーおよび酸ベイパー（両方ともおよそ摂氏８０度にて混合チャンバーに入ってくる）と混合すると、結果として２マイクロメートルを超える直径を有するニコチン塩粒子の著しい低減をもたらし、これは知覚される粗さの低減を生み出す。

ニコチン供与源は、約１ミリグラム～約５０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含んでもよい。ニコチン供与源は、約１ミリグラム～約４０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含んでもよい。ニコチン供与源は、約３ミリグラム～約３０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことが好ましい。ニコチン供与源は、約６ミリグラム～約２０ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことがより好ましい。ニコチン供与源は、約８ミリグラム～約１８ミリグラムのニコチンで含浸された第一の担体材料を含むことが最も好ましい。

第一の担体材料は、水性溶媒または非水性溶媒中の液体ニコチンまたはニコチン溶液で含浸されてもよい。

第一の担体材料は、天然ニコチンまたは合成ニコチンで含浸されてもよい。

酸供与源は有機酸または無機酸を含んでもよい。

酸供与源は有機酸を含むことが好ましく、カルボン酸を含むことがより好ましく、アルファケト酸もしくは２－オキソ酸または乳酸を含むことが最も好ましい。

有利なことに、酸供与源は、３－メチル－２－オキソペンタン酸、ピルビン酸、２－オキソペンタン酸、４－メチル－２－オキソペンタン酸、３－メチル－２－オキソブタン酸、２－オキソオクタン酸、乳酸、およびこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を含む。有利なことに、酸供与源は乳酸またはピルビン酸を含む。より有利なことに、酸供与源は乳酸を含む。

有利なことに、酸供与源は、酸で含浸された第二の担体材料を含む。

第一の担体材料および第二の担体材料は同じであってもよく、または異なっていてもよい。

有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料は、約０．１グラム／立方センチメートル～約０．３グラム／立方センチメートルの密度を有する。

有利なことに、第一の担体材料および第二の担体材料は、約１５パーセント～約５５パーセントの空隙率を有する。

第一の担体材料および第二の担体材料は、ガラス、セルロース、セラミック、ステンレス鋼、アルミニウム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリ（シクロヘキサンジメチレンテレフタラート）（ＰＣＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）およびＢＡＲＥＸ（登録商標）のうちの一つ以上を含んでもよい。

第一の担体材料は、ニコチン用の貯蔵部として作用する。

有利なことに、第一の担体材料は、ニコチンに対して化学的に不活性である。

第一の担体材料は、任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第一の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。

有利なことに、第一の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジの第一の区画の形状およびサイズと類似している。

第一の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第一の担体材料が望ましい量のニコチンで含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。

有利なことに、カートリッジの第一の区画は風味剤をさらに含んでもよい。適切な風味剤としては、メントールが挙げられるが、これに限定されない。

有利なことに、第一の担体材料は、約３ミリグラム～約１２ミリグラムの風味剤で含浸されてもよい。

第二の担体材料は、酸用の貯蔵部として作用する。

有利なことに、第二の担体材料は、酸に対して化学的に不活性である。

第二の担体材料は、任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。例えば、第二の担体材料はシートまたはプラグの形態であってもよい。

有利なことに、第二の担体材料の形状およびサイズは、カートリッジの第二の区画の形状およびサイズと類似している。

第二の担体材料の形状、サイズ、密度、および空隙率は、第二の担体材料が望ましい量の酸で含浸されることを可能にするように選ばれてもよい。

有利なことに、酸供与源は、約２ミリグラム～約６０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含む乳酸供与源である。

乳酸供与源は、約５ミリグラム～約５０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含むことが好ましい。乳酸供与源は、約８ミリグラム～約４０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含むことがより好ましい。乳酸供与源は、約１０ミリグラム～約３０ミリグラムの乳酸で含浸された第二の担体材料を含むことが最も好ましい。

カートリッジの第一の区画の形状および寸法は、望ましい量のニコチンがカートリッジ内に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。

カートリッジの第二の区画の形状および寸法は、望ましい量の酸がカートリッジ内に収容されることを可能にするように選ばれてもよい。

適切な反応化学量論を達成するために必要なニコチンと酸の比は、第二の区画の容積と相対的に第一の区画の容積の変動を通して制御し、かつバランスを取ってもよい。

カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口およびカートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は各々、一つ以上の開口部を備えてもよい。例えば、カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口およびカートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は各々、一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を備えてもよい。

カートリッジの第一の区画の第一の空気吸込み口およびカートリッジの第二の区画の第二の空気吸込み口は、同一の数または異なる数の開口部を備えてもよい。

有利なことに、第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口は各々、複数の開口部を備える。例えば、第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口は各々、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を備えてもよい。

複数の開口部を備える第一の空気吸込み口と、複数の開口部を備える第二の空気吸込み口とを提供することは有利なことに、それぞれ第一の区画および第二の区画の中に、より均一な気流をもたらす場合がある。使用時に、これは第一の区画を通して引き出された気流中のニコチンの同伴を改善する場合があり、また第二の区画を通して引き出された気流中の酸の同伴を改善する場合がある。

適切な反応化学量論を達成するために必要なニコチンと酸の比は、第二の区画を通る気流の体積流量と相対的に第一の区画を通る気流の体積流量の変動を通して制御し、かつバランスを取ってもよい。第二の区画を通る気流の体積流量に対する第一の区画を通る気流の体積流量の比は、第二の区画の第二の空気吸込み口を形成する開口部の数、寸法、および場所と相対的に第一の区画の第一の空気吸込み口を形成する開口部の数、寸法、および場所のうちの一つ以上のうちの一つ以上の変動を通して制御されてもよい。

酸供与源が乳酸を含む実施形態において、有利なことに第二の区画の第二の空気吸込み口の流れ面積は、第一の区画の第一の空気吸込み口の流れ面積よりも大きい。

本発明に関して本明細書で使用される「流れ面積」という用語は、使用中に空気が通って流れる空気吸込み口または空気出口の断面積を説明するために使用される。空気吸込み口または空気出口が複数の開口部を備える実施形態において、空気吸込み口または空気出口の流れ面積は、空気吸込み口または空気出口の総流れ面積であり、空気吸込み口または空気出口を形成する複数の開口部の各々の流れ面積の合計と等しい。空気吸込み口または空気出口の断面積が気流の方向で異なる実施形態において、空気吸込み口または空気出口の流れ面積は、気流の方向における最小断面積である。

カートリッジの第一の区画の第一の空気出口およびカートリッジの第二の区画の第二の空気出口は各々、一つ以上の開口部を備えてもよい。例えば、第一の空気出口および第二の空気出口は各々、一つ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を備えてもよい。

第一の空気出口および第二の空気出口は、同一の数または異なる数の開口部を備えてもよい。

有利なことに、第一の空気出口および第二の空気出口は各々、複数の開口部を備えてもよい。例えば、第一の空気出口および第二の空気出口は各々、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、または七つの開口部を備えてもよい。複数の開口部を備える第一の空気出口および複数の開口部を備える第二の空気出口を提供することは有利なことに、それぞれ第一の区画および第二の区画の中に、より均一な気流をもたらす場合がある。使用時に、これは第一の区画を通して引き出された気流中のニコチンの同伴を改善する場合があり、また第二の区画を通して引き出された気流中の酸の同伴を改善する場合がある。

第一の空気出口が複数の開口部を含む実施形態において、有利なことに第一の空気出口は、２つ～５つの開口部を含む。

第二の空気出口が複数の開口部を含む実施形態において、有利なことに第二の空気出口は、３つ～７つの開口部を含む。

有利なことに、第一の空気出口および第二の空気出口はそれぞれ、単一の開口部を備えてもよく、これは有利なことに、カートリッジの製造を単純化する場合がある。

適切な反応化学量論を達成するために必要なニコチンと酸の比は、第二の区画を通る気流の体積流量と相対的に第一の区画を通る気流の体積流量の変動を通して制御し、かつバランスを取ってもよい。第二の区画を通る気流の体積流量に対する第一の区画を通る気流の体積流量の比は、第二の空気出口を形成する開口部の数、寸法、および場所と相対的に第一の区画の第一の空気出口を形成する開口部の数、寸法、および場所のうちの一つ以上の変動を通して制御されてもよい。

第一の空気出口の流れ面積は、第二の空気出口の流れ面積と、同一であっても、または異なってもよい。

第二の空気出口の流れ面積は、第一の空気出口の流れ面積よりも大きくてもよい。

第一の空気出口の流れ面積と相対的に第二の空気出口の流れ面積を増大することは有利なことに、第一の空気出口を通る気流の体積流量と比較して第二の空気出口を通る気流の体積流量を増加する場合がある。

カートリッジ組立品は、マウスピースの中に位置付けられた一つ以上のエアロゾル修飾剤を含んでもよい。例えば、マウスピースは、一つ以上の吸収材、一つ以上の風味剤、一つ以上の化学感覚剤、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。

カートリッジ、カートリッジホルダー、およびマウスピースは、任意の適切な材料または材料の組み合わせから形成されてもよい。適切な材料としては、アルミニウム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）など）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、および修飾ＬＣＰ（黒鉛またはガラス繊維を含むＬＣＰなど）が挙げられるがこれらに限定されない。

カートリッジ、カートリッジホルダー、およびマウスピースは、同一の材料から形成されてもよく、または異なる材料から形成されてもよい。

カートリッジは、耐ニコチン性および耐酸性である一つ以上の材料から形成されてもよい。

第一の区画は一つ以上の耐ニコチン性材料で被覆されてもよく、また第二の区画は一つ以上の耐酸性材料で被覆されてもよい。

適切な耐ニコチン性材料および耐酸性材料の例としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

一つ以上の耐ニコチン性材料を使用することは有利なことに、カートリッジ組立品の貯蔵寿命を延ばす場合がある。

一つ以上の耐酸性材料を使用することは有利なことに、カートリッジ組立品の貯蔵寿命を延ばす場合がある。

カートリッジは、第一の区画と第二の区画との間に位置付けられた第三の区画をさらに備えてもよい。第三の区画は、エアロゾル発生システム内のカートリッジ組立品の使用中に第一の区画および第二の区画を加熱するために構成されていることが好ましい。例えば、第三の区画は、エアロゾル発生装置のヒーターを受容するように構成されてもよい。

第三の区画は、開いた上流端および閉じた下流端を有することが好ましい。

カートリッジは、第三の区画の中に位置付けられたサセプタ材料をさらに備えてもよい。有利なことに、サセプタ材料は、カートリッジ組立品が誘導ヒーターを含むエアロゾル発生装置と組み合わされた時に、第一の区画および第二の区画の加熱を容易にする場合がある。

本発明の第二の態様によると、本明細書に記載の実施形態のうちのいずれかによる、本発明の第一の態様によるエアロゾル発生装置とカートリッジ組立品とを備えるエアロゾル発生システムが提供されている。エアロゾル発生装置は、カートリッジ組立品に接続するように構成されていて、またカートリッジ組立品がエアロゾル発生装置に接続されている時に、カートリッジを加熱するための電気ヒーターを備える。エアロゾル発生装置は、電源と、電源から電気ヒーターへの電力の供給を制御するように構成されたコントローラーとをさらに備える。エアロゾル発生装置は、少なくとも一つのシステム空気吸込み口を少なくとも部分的に画定し、少なくとも一つのシステム空気吸込み口は、エアロゾル発生システムの外部と、第一の空気吸込み口、第二の空気吸込み口、および気流チャネルの上流端の各々との間に流体連通を提供する。

少なくとも一つのシステム空気吸込み口は、エアロゾル発生システムの外部と、第一の空気吸込み口、第二の空気吸込み口、および気流チャネルの上流端の各々との間に流体連通を提供する共通の空気吸込み口を備えてもよい。

少なくとも一つのシステム空気吸込み口は、エアロゾル発生システムの外部と気流チャネルの上流端との間に流体連通を提供する通気空気吸込み口と、エアロゾル発生システムの外部と第一の空気吸込み口および第二の空気吸込み口の各々との間に流体連通を提供する主流空気吸込み口とを備えてもよい。

エアロゾル発生装置は、装置ハウジングを備えてもよく、少なくとも一つのシステム空気吸込み口は装置ハウジングを通って延びる。

エアロゾル発生装置は装置ハウジングを備えてもよく、エアロゾル発生システムは、カートリッジ組立品がエアロゾル発生装置に接続されている時に、装置ハウジングの第一の部分がカートリッジ組立品の第二の部分から間隙を介していて、装置ハウジングの第一の部分とカートリッジ組立品の第二の部分との間に第二の隙間を形成し、第二の隙間が少なくとも一つのシステム空気吸込み口を形成するように構成されている。例えば、カートリッジ組立品の上流縁は、装置ハウジングの縁から間隙を介して第二の隙間を形成してもよい。

エアロゾル発生システムは、使用中に電気ヒーターが第一の区画および第二の区画を摂氏約６０度～摂氏約１００度に加熱するように構成されていることが好ましく、摂氏約７０度～摂氏約９０度に加熱するように構成されていることがより好ましく、摂氏約８０度に加熱するように構成されていることが最も好ましい。

エアロゾル発生システムは、使用中に気流チャネルからの通気空気が、摂氏約５０度未満の温度で通気空気吸込み口を通して混合チャンバーに入るように構成されていることが好ましい。

電気ヒーターは抵抗ヒーターを備えてもよい。第一の区画と第二の区画との間に位置付けられた第三の区画をカートリッジが含む実施形態において、第三の区画は、カートリッジ組立品がエアロゾル発生装置に接続されている時に抵抗ヒーターを受容するように構成されていることが好ましい。使用中に、コントローラーは、電源から第一の区画および第二の区画を加熱するための抵抗ヒーターへの電力の供給を制御する。

電気ヒーターは誘導ヒーターを含んでもよい。第一の区画と第二の区画との間に位置付けられた第三の区画をカートリッジが備える実施形態において、カートリッジは、第三の区画の中に位置付けられたサセプタ材料を備えることが好ましい。使用中に、コントローラーは、電源からサセプタ材料を誘導加熱するための誘導ヒーターへの電力の供給を制御し、これは次いで第一の区画および第二の区画を加熱する。

エアロゾル発生装置は、カートリッジの少なくとも一部分を受容するように構成された装置くぼみを備えてもよい。誘導ヒーターは、装置くぼみの少なくとも一部分の周りに延びる少なくとも一つの誘導コイルを備えてもよい。誘導コイルは装置くぼみを完全に囲むように延びてもよい。誘導コイルは、複数の巻線で装置くぼみの周りに巻かれてもよい。

誘導ヒーターは少なくとも一つの平面状の誘導コイルを備えてもよい。各平面状の誘導コイルはフラットスパイラル誘導コイルを備えることが好ましい。

本明細書で使用される「フラットスパイラル誘導コイル」は、概して平面のコイルであり、コイルの巻線の軸がコイルのある表面に対して垂直であるコイルを意味する。一部の実施形態において、フラットスパイラルコイルは、平坦なユークリッド平面内にあるという意味で、平面状であってもよい。しかし、本明細書で使用される「フラットスパイラル誘導コイル」という用語は、曲面または他の三次元表面と一致する形状のコイルも網羅する。例えば、フラットスパイラルコイルは、円筒状ハウジングまたは装置のくぼみと一致する形状にされうる。その時フラットスパイラルコイルを「平面状」と言うことができるが、円筒面と一致し、コイルの巻線の軸はコイルの中心で円筒面に垂直である。フラットスパイラルコイルが円筒面または非ユークリッド平面と一致する場合、フラットスパイラルコイルはフラットスパイラルコイルの直径より大きいフラットスパイラルコイルの領域の曲率の半径を有する平面にあることが好ましい。

電源は再充電可能なリチウムイオン電池などの電池であってもよい。別の方法として、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る。電源は、装置の一回以上の使用に十分なエネルギーの蓄積を可能にする容量を有しうる。例えば、電源は従来の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる典型的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時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。

例証としてのみであるが、以下の添付図面を参照しながら本発明をさらに説明する。

図１は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生システムの斜視図を示す。 図２は、エアロゾル発生装置に連結されたカートリッジ組立品を有する図１のエアロゾル発生システムを示す。 図３は、図２のエアロゾル発生システムの概略断面図を示す。

図１は、本発明の実施形態によるエアロゾル発生システム１０を示す。エアロゾル発生システム１０は、エアロゾル発生装置１２およびカートリッジ組立品１４を備える。図２および図３は、エアロゾル発生装置１２に連結されたカートリッジ組立品１４を示す。

エアロゾル発生装置１２は、装置外側ハウジング１６と、カートリッジ組立品１４の一部分を受容するための装置くぼみ２０を画定する装置内側ハウジング１８とを備える。複数の装置空気吸込み口１９は、装置内側ハウジング１８を通って延びる。

エアロゾル発生システム１０の概略断面図を示す図３に示す通り、エアロゾル発生装置１２は、電気ヒーター２２と、電源２４と、電源２４から電気ヒーター２２への電力の供給を制御するためのコントローラー２６とをさらに備える。電気ヒーター２２は、装置くぼみ２０の上流端で装置くぼみ２０の中に延びる抵抗ヒーターである。電源２４は再充電可能電池である。

カートリッジ組立品１４は、管状部２９、下流部３０、およびマウスピース空気出口３１を備えるマウスピース２８を備える。管状部２９は、カートリッジ組立品１４をエアロゾル発生装置１２に接続するために締まり嵌めの状態で装置内側ハウジング１８を受容するように構成されている。マウスピース２８および装置外側ハウジング１６は共に、システム外側ハウジング１７を形成する。

カートリッジ組立品１４は、カートリッジホルダー３２およびカートリッジ３３をさらに備える。カートリッジホルダー３２は管状の形状を有し、かつカートリッジホルダー３２をマウスピース２８に固定するために締まり嵌めによってマウスピース２８の下流端の中に受容されている下流部分を備える。カートリッジホルダー３２の残りの部分は、マウスピース２８から間隙を介していて、それらの間に気流チャネル３４を形成する。気流チャネル３４は、気流チャネル３４を遮断することなく装置内側ハウジング１８を受容するように、サイズが決められている。複数の通気空気開口部３５は、気流チャネル３４の下流端でカートリッジホルダー３２を通って延びる。

カートリッジ３３は、第一のエアロゾル形成基体３８を含有する第一の区画３６と、第二のエアロゾル形成基体４２を含有する第二の区画４０とを画定する。第一のエアロゾル形成基体３８はニコチン供与源を含み、また第二のエアロゾル形成基体４２は酸供与源を含む。第一の区画３６は、第一の空気吸込み口４４および第一の空気出口４６を備える。第二の区画４０は、第二の空気吸込み口４８および第二の空気出口５０を備える。

カートリッジ３３はまた、第一の区画３６と第二の区画４０との間に位置付けられた第三の区画５２を画定する。カートリッジ３３の下流端は、マウスピース２８の下流部３０から間隙を介して混合チャンバー５４を画定する。

カートリッジ組立品１４がエアロゾル発生装置１２に接続されている時、カートリッジ組立品１４とエアロゾル発生装置１２との間に複数のシステム空気吸込み口５６が形成されている。カートリッジホルダー３２およびカートリッジ３３は装置くぼみ２０の中に受容されていて、電気ヒーター２２は第三の区画５２の中に受容されている。

エアロゾル発生システム１０の使用中にコントローラー２６は、電気ヒーター２２に給電するための、電源２４から電気ヒーター２２への電力の供給を制御する。電気ヒーター２２は、第一のエアロゾル形成基体３８および第二のエアロゾル形成基体４２を加熱する。

ユーザーがマウスピース２８の下流部３０を吸う時に、空気はシステム空気吸込み口５６を通してエアロゾル発生システム１０の中に引き出される。システム空気吸込み口５６を通してエアロゾル発生システム１０に入る空気は、装置内側ハウジング１８を通って延びる装置気流吸込み口１９を経由して装置くぼみ２０に入る。各装置気流吸込み口１９は組み合わせられた空気吸込み口であり、各々の装置気流吸込み口１９を通して入る空気は、通気空気および主流空気に分割される。

主流空気は装置くぼみ２０の上流端に向けられていて、ここで第一の空気吸込み口４４および第二の空気吸込み口４８を通して第一の区画３６および第二の区画４０に入る。主流空気が第一の区画３６および第二の区画４０を通って流れるにつれて、第一のエアロゾル形成基体３８および第二のエアロゾル形成基体４２からのニコチンベイパーおよび酸ベイパーは、主流空気に同伴される。ニコチンベイパーおよび酸ベイパーを含有する主流空気はカートリッジ３３の下流端で混合チャンバー５４の中に流れ、ここでニコチンベイパーと酸ベイパーが反応してニコチン塩粒子を形成する。

通気空気は、気流チャネル３４に沿って向けられ、カートリッジホルダー３２を通って延びる通気空気開口部３５を経由して混合チャンバー５４に入る。カートリッジホルダー３２は、気流チャネル３４内の通気空気を、加熱されたカートリッジ３３から断熱し、これによって混合チャンバー５４に入る通気空気は、カートリッジ３３から混合チャンバー５４に入るニコチンベイパーおよび酸ベイパーより著しく低い温度にある。

混合チャンバー５４内で、通気空気はニコチンベイパーおよび酸ベイパーから形成されたニコチン塩粒子と混合して、ユーザーに送達するためのエアロゾルを形成する。エアロゾルは、システム気流出口を形成するマウスピース空気出口３１を経由して混合チャンバー５４の外に流れる。

Claims (15)

1. エアロゾル発生システム用のカートリッジ組立品であって、
   上流端および下流端を有するカートリッジであって、
   前記カートリッジの前記上流端にある第一の空気吸込み口と、前記カートリッジの前記下流端にある第一の空気出口とを有する、第一の区画、および、
   前記カートリッジの前記上流端にある第二の空気吸込み口と、前記カートリッジの前記下流端にある第二の空気出口とを有する、第二の区画を備える、カートリッジと、
   カートリッジホルダーであって、前記カートリッジの少なくとも一部分が前記カートリッジホルダー内に受容される、カートリッジホルダーと、
   上流端および下流端を有するマウスピースであって、前記カートリッジホルダーの少なくとも一部分が前記マウスピースの中に受容されていて、前記カートリッジの前記下流端が前記マウスピースの前記下流端から間隙を介していて、前記カートリッジの前記下流端と前記マウスピースの前記下流端との間に混合チャンバーを画定し、前記カートリッジホルダーの一部分が前記マウスピースから間隙を介していて、前記カートリッジホルダーと前記マウスピースとの間に気流チャネルを画定する、マウスピースと、
   前記気流チャネルの下流部分と前記混合チャンバーとの間に流体連通を提供する通気空気開口部と、を備える、カートリッジ組立品。
2. 前記通気空気開口部が、前記カートリッジの前記下流端の下流に位置付けられている、請求項１に記載のカートリッジ組立品。
3. 前記通気空気開口部が、前記気流チャネルの下流端に位置付けられている、請求項２に記載のカートリッジ組立品。
4. 前記カートリッジが、その上流端とその下流端との間に延びる長軸方向、および前記長軸方向と直角な半径方向を画定し、かつ前記気流チャネルの少なくとも一部分が前記カートリッジから外向きに位置付けられている、請求項１～３のいずれかに記載のカートリッジ組立品。
5. 前記マウスピースが、
   前記カートリッジホルダーの前記少なくとも一部分が受容されている管状部と、
   前記管状部の下流端を横切って延びる下流部と、
   前記下流部内のマウスピース空気出口であって、前記混合チャンバーと前記カートリッジ組立品の外部との間に流体連通を提供する、マウスピース空気出口と、を備える、請求項１～４のいずれかに記載のカートリッジ組立品。
6. 前記カートリッジホルダーの下流端の少なくとも一部分が、前記マウスピースの前記下流部から間隙を介していて、前記カートリッジホルダーの前記下流端と前記マウスピースの下流部との間に第一の隙間を形成し、前記第一の隙間が前記通気空気開口部を形成する、請求項５に記載のカートリッジ組立品。
7. 前記カートリッジホルダーが、前記通気空気開口部を画定し、前記通気空気開口部が前記カートリッジホルダーの一部分を通って延びる、請求項１～５のいずれかに記載のカートリッジ組立品。
8. 前記カートリッジホルダーが、前記カートリッジの前記少なくとも一部分が受容されている管状部を備える、請求項１～７のいずれかに記載のカートリッジ組立品。
9. 前記通気空気開口部が、前記カートリッジホルダーの前記管状部の下流部分を通って延びる、請求項８に記載のカートリッジ組立品。
10. 前記第一の区画がニコチン供与源を含有し、かつ前記第二の区画が酸供与源を含有する、請求項１～９のいずれかに記載のカートリッジ組立品。
11. エアロゾル発生システムであって、
    請求項１～１０のいずれかに記載のカートリッジ組立品と、
    前記カートリッジ組立品に接続するように構成されたエアロゾル発生装置であって、
    前記カートリッジ組立品が前記エアロゾル発生装置に接続されている時に、前記カートリッジを加熱するための電気ヒーター、
    電源、および
    前記電源から前記電気ヒーターへの電力の供給を制御するように構成されたコントローラーを備える、エアロゾル発生装置と、を備え、
    前記エアロゾル発生装置が、少なくとも一つのシステム空気吸込み口を少なくとも部分的に画定し、前記少なくとも一つのシステム空気吸込み口が、前記エアロゾル発生システムの外部と、前記第一の空気吸込み口、前記第二の空気吸込み口、および前記気流チャネルの上流端の各々との間に流体連通を提供する、エアロゾル発生システム。
12. 前記少なくとも一つのシステム空気吸込み口が、前記エアロゾル発生システムの外部と、前記第一の空気吸込み口、前記第二の空気吸込み口、および前記気流チャネルの上流端の各々との間に流体連通を提供する共通の空気吸込み口を備える、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
13. 前記少なくとも一つのシステム空気吸込み口が、
    前記エアロゾル発生システムの前記外部と前記気流チャネルの前記上流端との間に流体連通を提供する通気空気吸込み口と、
    前記エアロゾル発生システムの前記外部と、前記第一の空気吸込み口および前記第二の空気吸込み口の各々との間に流体連通を提供する、主流空気吸込み口と、を備える、請求項１１に記載のエアロゾル発生システム。
14. 前記エアロゾル発生装置が装置ハウジングを備え、かつ前記少なくとも一つのシステム空気吸込み口が前記装置ハウジングを通って延びる、請求項１１、１２、または１３に記載のエアロゾル発生システム。
15. 前記エアロゾル発生装置が装置ハウジングを備え、前記カートリッジ組立品が前記エアロゾル発生装置に接続されている時に、前記装置ハウジングの第一の部分が前記カートリッジ組立品の第二の部分から間隙を介していて、前記装置ハウジングの第一の部分と前記カートリッジ組立品の前記第二の部分との間に第二の隙間を形成し、かつ前記第二の隙間が前記少なくとも一つのシステム空気吸込み口を形成するように構成されている、請求項１１、１２または１３に記載のエアロゾル発生システム。

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