JP7713007B2 - エアロゾル発生装置及び赤外線ヒータ - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年９月１日に中国特許局に提出された、出願番号２０２０１０９０２７０８．１、発明の名称「エアロゾル発生装置及び赤外線ヒータ」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は引用によって本出願に組み込まれる。

本出願の実施例は、喫煙具の技術分野に関し、特に、エアロゾル発生装置及び赤外線ヒータに関する。

紙巻タバコや葉巻タバコ等の喫煙品は、使用中にタバコを燃焼させて煙を発生させるものである。燃焼せずに化合物を放出する製品を製造することによって、タバコを燃焼させるこれらの製品に代わるものを提供する試みがなされている。そのような製品の例として、タバコを燃焼ではなく加熱することによって化合物を放出するいわゆる加熱非燃焼式製品がある。

従来の加熱非燃焼式喫煙具は、主に基体の外面に遠赤外線コーティングと導電コーティングを施し、通電後の遠赤外線コーティングが遠赤外線を放出して基体を透過し、基体内のタバコを加熱するものである。遠赤外線は透過性が強いため、タバコの外側を透過して内部に入ることができ、タバコ中のエアロゾル形成基質の加熱が均一になる。

喫煙に対する消費者の生理的要求を満たすために、タバコには香りや、刺激性、充実さ等の喫煙体験を得るために通常複数の成分が配合されているが、異なる成分の異なる温度での揮発速度は異なっている。従来の喫煙具でタバコを加熱する場合、タバコ内部の温度分布が均一であるため、タバコ成分の揮発が単一になることが多く、消費者が喫煙中に煙成分の種類、含有量等が大きく変化しないと感じやすく、消費者の喫煙体験に一定の影響を及ぼしている。

本出願は、従来の喫煙具でタバコを加熱する際にタバコ成分の揮発が単一であるという問題を解決するために、エアロゾル発生装置及び赤外線ヒータを提供する。

本出願の第１態様は、エアロゾル形成基質を加熱して喫煙に供するエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生装置であって、
エアロゾル形成基質を受け入れるためのキャビティと、
前記キャビティに赤外線を放射して前記エアロゾル形成基質を加熱するように構成される少なくとも１つの赤外線ヒータと、を含み、
前記赤外線ヒータは前記エアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するための複数の赤外線加熱領域を含み、隣接する赤外線加熱領域間で所定間隔が保持され、前記複数の赤外線加熱領域は非独立に起動するように構成される、エアロゾル発生装置を提供する。

本出願第２態様は、エアロゾル発生装置に用いられる赤外線ヒータであって、前記赤外線ヒータはエアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するための複数の赤外線加熱領域を含み、隣接する赤外線加熱領域間で所定間隔が保持され、前記複数の赤外線加熱領域は非独立に起動するように構成される、赤外線ヒータを提供する。

本出願で提供されるエアロゾル発生装置及び赤外線ヒータでは、複数の赤外線加熱領域が非独立に起動してエアロゾル形成基質の異なる部分を加熱し、隣接する赤外線加熱領域間で所定間隔が保持されるため、赤外線加熱領域に対応する部分のエアロゾル形成基質と所定間隔に対応する部分のエアロゾル形成基質との間に明らかな温度差が存在し、タバコ成分の揮発が単一の問題が回避され、ユーザの喫煙体験が向上する。

１つ又は複数の実施例についてはそれに対応する図面中の図によって例示的に説明するが、これらの例示的説明は実施例を限定するものではなく、図面において同じ参照用数字符号を付けた素子／モジュール及び工程は類似的な素子／モジュール及び工程であることを示し、特に断らない限り、図面中の図は比例を制限するものではない。
本出願の実施形態で提供されるエアロゾル発生装置の模式図である。 本出願の実施形態で提供されるエアロゾル発生装置の分解模式図である。 本出願の実施形態で提供される赤外線ヒータの模式図である。 本出願の実施形態で提供される赤外線ヒータでタバコを加熱する効果の模式図である。 本出願の実施形態で提供される別の赤外線ヒータの模式図である。 本出願の実施形態で提供される別の赤外線ヒータでタバコを加熱する効果の模式図である。 本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの模式図である。 本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの一部を展開した模式図である。 本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの模式図である。 本出願の実施形態で提供されるエアロゾル発生装置の部分部品の断面模式図である。 本出願の実施形態で提供される電極接続部材の模式図である。 本出願の実施形態で提供されるベースの模式図である。

本出願を容易に理解するために、以下、図面及び具体的な実施形態を参照しながら本出願をより詳しく説明する。説明すべきことは、素子が別の素子「に固定される」と称する場合に、直接的に別の素子にあってもよく、又はそれらの間に１つ又は複数の介在的な素子が存在してもよい点である。素子が別の素子「に接続される」と称する場合に、直接的に別の素子に接続されてもよく、又はそれらの間に１つ又は複数の介在的な素子が存在してもよい。本明細書で使用される用語「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」及び類似の表現は、単に説明のためのものに過ぎない。

他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は本出願の技術分野に属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本出願の明細書で使用される用語は単に具体的な実施形態を説明するためのものに過ぎず、本出願を限定するものではない。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連する列挙された項目の任意及び全ての組み合わせを含む。

図１～図２は、本出願の実施形態で提供されるエアロゾル発生装置１００であり、該エアロゾル発生装置１００はケーシング６及び赤外線ヒータを含み、赤外線ヒータはケーシング６内に設けられる。本実施例の赤外線ヒータは、基体１１の外面に複数の赤外線加熱領域を形成するように複数の赤外線電熱コーティングが設けられ、複数の赤外線電熱コーティングは非独立に起動するように構成され、例えば、複数の赤外線電熱コーティングが１つの電流ループに並列又は直列に接続され、よって、複数の赤外線電熱コーティングは、電流が流れると赤外線を放出して基体１１のキャビティ内のエアロゾル形成基質の異なる部分を放射加熱する。複数の赤外線電熱コーティング間で所定間隔が保持されるため、赤外線電熱コーティングに対応する部分のエアロゾル形成基質と所定間隔に対応する部分のエアロゾル形成基質との間に明らかな温度差が存在し、タバコ成分の揮発が単一の問題が回避され、ユーザの喫煙体験が向上する。

ケーシング６は、外部ケーシング６１、固定ケーシング６２、ベース及びボトムカバー６４を含み、固定ケーシング６２とベースはいずれも外部ケーシング６１内に固定され、そのうち、ベースは基体１１を固定するためのものであり、ベースは固定ケーシング６２内に設けられ、ボトムカバー６４は外部ケーシング６１の一端に設けられ且つ外部ケーシング６１に被せられる。

具体的に、ベースは基体１１の第１端Ａに嵌着されるベース１５及び基体１１の第２端Ｂに嵌着されるベース１６を含み、ベース１５及びベース１６はいずれも固定ケーシング６２内に設けられ、ボトムカバー６４上に吸気管６４１が凸設され、ベース１６のベース１５から離反する一端は吸気管６４１に接続され、ベース１５、基体１１、ベース１６及び吸気管６４１は同軸に設けられ、そして、基体１１とベース１５、ベース１６との間は密封部材によって密封接続可能であり、ベース１６と吸気管６４１とも密封接続可能であり、吸気管６４１は、ユーザが吸う際にスムーズに吸気できるように外気と連通している。

エアロゾル発生装置１００は、主制御回路基板３及びバッテリ７をさらに含む。固定ケーシング６２はフロントケーシング６２１及びリアケーシング６２２を含み、フロントケーシング６２１とリアケーシング６２２とは固定接続され、主制御回路基板３及びバッテリ７はいずれも固定ケーシング６２内に設けられ、バッテリ７は主制御回路基板３に電気的に接続され、ボタン４は外部ケーシング６１に凸設され、ボタン４を押すことで、基体１１表面上の赤外線電熱コーティングの通電又は断電を実現することができる。主制御回路基板３には充電インタフェース３１がさらに接続され、充電インタフェース３１はボトムカバー６４に露出し、ユーザは、充電インタフェース３１によってエアロゾル発生装置１００を充電又はアップグレードして、エアロゾル発生装置１００の持続的な使用を保証することができる。

エアロゾル発生装置１００は断熱管１７をさらに含み、断熱管１７は固定ケーシング６２内に設けられ、断熱管１７は基体１１の外周に設けられ、断熱管１７は、大量の熱が外部ケーシング６１に伝達されてユーザの手をやけどすることを避けることができる。断熱管は断熱材料を含み、断熱材料は断熱ゴム、エアロゲル、エアロゲルフェルト、アスベスト、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、珪藻土、ジルコニア等であってもよい。断熱管１７は真空断熱管であってもよい。断熱管１７内には、基体１１上の赤外線電熱コーティングから放出された赤外線を反射して赤外線電熱コーティングへ戻し、加熱効率を向上させるように、赤外線反射コーティングが形成されてもよい。

エアロゾル発生装置１００は、基体１１のリアルタイム温度を検出し、検出されたリアルタイム温度を主制御回路基板３に伝送するためのＮＴＣ温度センサのような温度センサ２をさらに含み、主制御回路基板３は該リアルタイム温度に応じて赤外線電熱コーティングを流れる電流の大きさを調整する。

具体的に、ＮＴＣ温度センサにより基体１１内のリアルタイム温度が比較的低いことが検出された場合、例えば、基体１１内側の温度が１５０℃未満であることが検出された場合、主制御回路基板３は、バッテリ７を制御して導電素子に比較的高い電圧を出力し、さらに赤外線電熱コーティングに供給される電流を高め、エアロゾル形成基質の加熱電力を高め、最初の吸煙に必要なユーザの待ち時間を減らす。

ＮＴＣ温度センサにより基体１１の温度が１５０℃～２００℃であることが検出された場合、主制御回路基板３は、バッテリ７を制御して導電素子に正常な電圧を出力する。

ＮＴＣ温度センサにより基体１１の温度が２００℃～２５０℃であることが検出された場合、主制御回路基板３は、バッテリ７を制御して導電素子に比較的低い電圧を出力する。

ＮＴＣ温度センサにより基体１１内側の温度が２５０℃以上であることが検出された場合、主制御回路基板３は、バッテリ７を制御して導電素子への電圧出力を停止する。

図３は本出願の実施形態で提供される赤外線ヒータであり、赤外線ヒータは、
キャビティの軸方向に延在するとともにキャビティを取り囲む管状に構成される基体１１を含み、キャビティはエアロゾル形成基質を受け入れるためのものである。

具体的に、基体１１は、第１端（又は近位端）Ａと第２端（又は遠位端）Ｂ、及び前記第１端Ａと前記第２端Ｂとの間で延在する表面を含む。基体１１は円柱状、角柱状、又は他の柱状もしくは柱状でない形状（例えば、板状）であってもよい。基体１１は、好ましくは円柱状であり、キャビティは即ち基体１１の中部を貫通する円柱状孔であり、孔の内径は、エアロゾル形成製品をキャビティ内に置いて加熱することを容易にするために、エアロゾル形成製品の外径よりもわずかに大きい。

基体１１は、石英ガラス、セラミックス又はマイカ等の高温に耐える透明な材料から作られてもよく、他の赤外線透過率の高い材料、例えば赤外線透過率が９５％以上の耐高温材料から作られてもよく、具体的にここでは限定しない。

エアロゾル形成基質は、エアロゾルを形成可能な揮発性化合物を放出可能な基質である。このような揮発性化合物は、該エアロゾル形成基質を加熱することで放出することができる。エアロゾル形成基質は、固体であってもよく、液体であってもよく、固体及び液体成分を含むものであってもよい。エアロゾル形成基質は、担体又は支持体に吸着、塗布、含浸又は他の方式で搭載することができる。エアロゾル形成基質は、便利には、エアロゾル発生製品の一部であってもよい。

エアロゾル形成基質はニコチンを含んでもよい。エアロゾル形成基質は、タバコを含んでもよく、例えば、揮発性タバコ香味化合物を含有するタバコ含有材料を含んでもよく、加熱時に揮発性タバコ香味化合物はエアロゾル形成基質から放出される。好ましいエアロゾル形成基質は、均質化したタバコ材料、例えば、キャストリーフタバコを含んでもよい。エアロゾル形成基質は少なくとも１種のエアロゾル形成剤を含んでもよく、エアロゾル形成剤は任意の適切な既知の化合物又は化合物の混合物であってもよく、使用中に、化合物又は化合物の混合物は、エアロゾルの形成を緻密化及び安定化するのに有利であり、且つエアロゾル発生システムの操作温度での熱分解に対して実質的に耐性を有する。適切なエアロゾル形成剤は、当技術分野で周知のものであり、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール及びグリセリンのような多価アルコールと、グリセリンモノ、ジ又はトリアセテートのような多価アルコールのエステルと、ジメチルドデカンジオエート及びジメチルテトラデカンジオエートのような一価、二価又は多価カルボン酸の脂肪酸エステルとを含むが、これらに限定されない。好ましいエアロゾル形成剤は、ポリヒドロキシアルコール又はその混合物、例えば、トリエチレングリコール、１，３－ブタンジオール及び最も好ましいグリセロールである。

赤外線電熱コーティング１１１は基体１１の表面に形成されている。赤外線電熱コーティング１１１は基体１１の外面に形成されてもよく、基体１１の内面に形成されてもよい。

本例において、基体１１の外面はキャビティの軸方向に間隔を置いて配置される３つのコーティング領域を含み、隣接するコーティング領域は所定間隔を保持するように非コーティング領域１１２により隔てられている。

具体的に、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３はそれぞれ３つのコーティング領域内に設けられ、第１赤外線電熱コーティング１１１１と第２赤外線電熱コーティング１１１２とは第１非コーティング領域１１２１により隔てられ、第２赤外線電熱コーティング１１１２と第３赤外線電熱コーティング１１１３とは第２非コーティング領域１１２２により隔てられている。

本例において、第１非コーティング領域１１２１及び第２非コーティング領域１１２２の軸方向の長さは２ｍｍ～１０ｍｍの範囲にあり、好ましくは２ｍｍ～８ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ～８ｍｍ、さらに好ましくは４ｍｍ～８ｍｍ、さらに好ましくは５ｍｍ～８ｍｍ、さらに好ましくは５ｍｍ～７ｍｍにある。説明すべきことは、第１非コーティング領域１１２１の軸方向の長さと第２非コーティング領域１１２２の軸方向の長さは同じでも異なっていてもよい点である。

第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３の軸方向の長さは同じでも異なっていてもよく、その等価抵抗は同じでも異なっていてもよい。例えば、第１赤外線電熱コーティング１１１１及び３赤外線電熱コーティング１１１３の等価抵抗が両方とも第２赤外線電熱コーティング１１１２の等価抵抗よりも小さくなるように、第１赤外線電熱コーティング１１１１及び第３赤外線電熱コーティング１１１３の軸方向の長さを、両方とも第２赤外線電熱コーティング１１１２の軸方向の長さよりも小さく設定することができ、こうして、赤外線電熱コーティング１１１が電力を受けた後、基体１１の両端はより大きな電流密度とより多くの熱を発生し、基体両端の温度補償を実現することができる。また、第１赤外線電熱コーティング１１１１の等価抵抗を小さく設定することで、煙が出るまでの待ち時間を短縮させ、ユーザの喫煙体験をさらに向上することができる。

赤外線電熱コーティング１１１は、電力を受けて熱を発生させ、さらに一定波長の赤外線、例えば、８μｍ～１５μｍの遠赤外線を発生させるものである。赤外線の波長がエアロゾル形成基質の吸収波長と整合する場合、赤外線のエネルギーがエアロゾル形成基質に吸収されやすくなる。赤外線の波長は限定されず、０．７５μｍ～１０００μｍの赤外線であってもよく、好ましくは１．５μｍ～４００μｍの遠赤外線である。本例において、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３は、非独立に電源の電力を受けて熱を発生させ、さらに赤外線を発生させて、エアロゾル形成基質の異なる部分を放射加熱するように構成される。

赤外線電熱コーティング１１１は、好ましくは、遠赤外線電熱インク、セラミックス粉末及び無機バインダーを十分に均一に撹拌した後に基体１１の外面に塗布し、続いて一定の時間乾燥硬化させてなるものであり、赤外線電熱コーティング１１１の厚さは３０μｍ～５０μｍである。当然ながら、赤外線電熱コーティング１１１は、さらに四塩化スズ、酸化スズ、三塩化アンチモン、四塩化チタン及び無水硫酸銅を一定の割合で混合撹拌した後に基体１１の外面に塗布してなるものであってもよく、又は炭化ケイ素セラミックス層、炭素繊維層、炭素繊維複合層、ジルコニウムチタン系酸化物セラミックス層、ジルコニウムチタン系窒化物セラミックス層、ジルコニウムチタン系ホウ化物セラミックス層、ジルコニウムチタン系炭化物セラミックス層、鉄系酸化物セラミックス層、鉄系窒化物セラミックス層、鉄系ホウ化物セラミックス層、鉄系炭化物セラミックス層、希土類系酸化物セラミックス層、希土類系窒化物セラミックス層、希土類系ホウ化物セラミックス層、希土類系炭化物セラミックス層、ニッケルコバルト系酸化物セラミックス層、ニッケルコバルト系窒化物セラミックス層、ニッケルコバルト系ホウ化物セラミックス層、ニッケルコバルト系炭化物セラミックス層又は高シリコンモレキュラーシーブセラミックス層のうちの１種である。赤外線電熱コーティングはさらに他の材料コーティングであってもよく、例えば、構成元素の一部又は全部が炭素である誘導体及び化合物であり、カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブフィルム、グラフェン、炭素繊維、炭素繊維フィルム、炭素フィルム、炭素繊維布を含むが、これらに限定されない。

導電素子は、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３に非独立に給電するために用いられる。

本例において、導電素子は、基体１１に間隔を置いて設けられる第１電極１１３及び第２電極１１４を含み、第１電極１１３及び第２電極１１４は両方とも導電コーティングであり、導電コーティングは金属コーティング又は導電テープ等であってもよく、金属コーティングは銀、金、パラジウム、白金、銅、ニッケル、モリブデン、タングステン、ニオブ又は上記金属合金材料を含んでもよい。第１電極１１３及び第２電極１１４は両方とも第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３と少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成し、電力を第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３に供給する。

本例において、第１電極１１３は、結合部１１３２及び結合部１１３２から第２端Ｂの方向に向かって軸方向に延在する導電部１１３１を含む。結合部１１３２は基体１１の周方向に延在して環状電極を形成し、導電部１１３１は第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３のいずれとも少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成し、結合部１１３２は第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３のいずれとも重ならず、即ち隔てられている。

第２電極１１４は、結合部１１４２及び結合部１１４２から第１端Ａの方向に向かって軸方向に延在する導電部１１４１を含む。結合部１１４２は基体１１の周方向に延在して環状電極を形成し、導電部１１４１は第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３のいずれとも少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成し、結合部１１４２も第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３とは重なっていない。

説明すべきことは、他の例において、結合部１１３２及び結合部１１４２は基体１１の周方向に延在して弧状電極を形成してもよく、即ち環状に閉じていなくてもよい点である。結合部１１３２及び結合部１１４２は基体１１の同一端に設けてもよく、例えば、第２端Ｂに隣接して設けてもよい。

導電部１１３１と導電部１１４１は基体１１の中心軸に対称に設けられ、こうして結合部１１３２及び結合部１１４２が電源に結合すると、例えば、結合部１１３２が電源の正極に結合し、結合部１１４２が電源の負極に結合すると、電流は導電部１１３１に流れるとともに、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３を周方向に流れて導電部１１４１まで流れることができ、これにより第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３は同時にキャビティに赤外線を放射してエアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するようになる。

図４は図３に示す赤外線ヒータでタバコ２０を加熱する効果の模式図である。図４に示すように、第１赤外線電熱コーティング１１１１はタバコのＡ部分を放射加熱し、第２赤外線電熱コーティング１１１２はタバコのＢ部分を放射加熱し、第３赤外線電熱コーティング１１１３はタバコのＣ部分を放射加熱し、タバコのＡＢ部分は第１非コーティング領域１１２１に対応し、タバコのＢＣ部分は第２非コーティング領域１１２２に対応し、タバコのＡＢ部分及びＢＣ部分の熱は主に基体１１の熱伝導及び隣接する部分の熱伝導に由来する。

図４から、タバコのＡ部分とタバコのＡＢ部分との間に明らかな温度差が存在することが分かり、該温度差は４０℃～８０℃の範囲に制御することができ、本例において、該温度差は６０℃前後に制御され、タバコのＢ部分とタバコのＡＢ部分又はＢＣ部分との間の温度差、及びタバコのＣ部分とタバコのＢＣ部分との間の温度差はこれと類似する。該温度差によって、タバコ成分の揮発が単一の問題を回避し、ユーザの喫煙体験を向上することができる。

図５は本出願の実施形態で提供される別の赤外線ヒータの模式図である。図３との違いは、基体１１の外面はキャビティの周方向に間隔を置いて配置される３つのコーティング領域を含み、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３はそれぞれ３つのコーティング領域内に設けられ、第１赤外線電熱コーティング１１１１と第２赤外線電熱コーティング１１１２とは第１非コーティング領域１１２１により隔てられ、第２赤外線電熱コーティング１１１２と第３赤外線電熱コーティング１１１３とは第２非コーティング領域１１２２により隔てられ、第３赤外線電熱コーティング１１１３と第１赤外線電熱コーティング１１１１とは第３非コーティング領域１１２３により隔てられている点である。第１電極１１３及び第２電極１１４は両方とも基体１１の周方向に延在して環状電極（弧状電極としてもよい）を形成し、第１電極１１３及び第２電極１１４が電源に結合すると、例えば、第１電極１１３が電源の正極に結合し、第２電極１１４が電源の負極に結合すると、電流は第１電極１１３から第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３を軸方向に流れて第２電極１１４まで流れ、これにより第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３は同時にキャビティに赤外線を放射してエアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するようになる。

図６は図５に示す赤外線ヒータでタバコ２０を加熱する効果の模式図である。前述したのと同様に、タバコのＡ部分とタバコのＡＢ部分又はＣＡ部分との間、タバコのＢ部分とタバコのＡＢ部分又はＢＣ部分との間、タバコのＣ部分とタバコのＣＡ部分又はＢＣ部分との間のいずれにおいても明らかな温度差が存在する。

説明すべきことは、上記は赤外線電熱コーティングにより説明したが、他の実施例において、赤外線ヒータの複数の赤外線加熱領域は、熱的に励起された赤外線放射層によって形成されてもよいし、又は基体１１に巻き付け可能なフィルム構造によって形成されてもよい点である。

図７は本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの模式図である。図３との違いは、基体１１の外面はキャビティの軸方向に間隔を置いて配置される５つのコーティング領域を含み、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３、第４赤外線電熱コーティング１１１４、第５赤外線電熱コーティング１１１５はそれぞれ５つのコーティング領域内に設けられ、且つそれぞれ第１非コーティング領域１１２１、第２非コーティング領域１１２２、第３非コーティング領域１１２３、第４非コーティング領域１１２４によって隔てられている点である。第１端Ａに近接する第１非コーティング領域１１２１、第２端Ｂに近接する第４非コーティング領域１１２４の軸方向の長さが小さく、一方、第２非コーティング領域１１２２及び第３非コーティング領域１１２３の軸方向の長さが大きい。これにより、赤外線加熱領域に対応する部分のエアロゾル形成基質と所定間隔に対応する部分のエアロゾル形成基質との間に明らかな温度差が存在するとともに、基体１１の両端がより大きな電流密度とより多くの熱を発生することができ、基体両端の温度補償を実現することができる。説明すべきことは、この例において、第１赤外線電熱コーティング１１１１、第２赤外線電熱コーティング１１１２、第３赤外線電熱コーティング１１１３、第４赤外線電熱コーティング１１１４、第５赤外線電熱コーティング１１１５の軸方向の長さも異なっていてもよい点である。

図８は本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの一部を展開した模式図である。図３との違いは、基体１１の外面は複数のコーティング領域及び複数の非コーティング領域１１２を含み、複数の赤外線電熱コーティング１１１は複数のコーティング領域内に設けられ、複数の赤外線電熱コーティング１１１及び複数の非コーティング領域１１２は共同で網状構造を形成し、導電部１１３１及び導電部１１４１は赤外線電熱コーティング１１１の一部と重なって電気的接続を形成する点である。

図９は本出願の実施形態で提供されるさらに別の赤外線ヒータの模式図である。図９に示すように、該赤外線ヒータは基体２１に形成されている赤外線電熱コーティング２１１、第１電極２１２、第２電極２１３及び第３電極２１４を含む。赤外線電熱コーティング２１１は基体２１の外面の軸方向に第１赤外線電熱コーティング２１１１と第２赤外線電熱コーティング２１１２に仕切られる。第１電極２１２は結合部２１２１及び導電部２１２２を含み、第２電極２１３は結合部２１３１及び導電部２１３２を含み、第３電極２１４は結合部２１４１及び導電部２１４２を含み、第１電極２１２、第２電極２１３及び第３電極２１４を設けることによって、第１赤外線電熱コーティング２１１１と第２赤外線電熱コーティング２１１２が独立して起動して段階的加熱を実現するように制御することができる。

この例において、第１赤外線電熱コーティング２１１１及び第２赤外線電熱コーティング２１１２は２つの独立した赤外線ヒータに相当し、いずれにも、赤外線加熱領域に対応する部分のエアロゾル形成基質と所定間隔に対応する部分のエアロゾル形成基質との間に明らかな温度差が存在するように、図３又は図７の方式で複数の赤外線加熱領域を構成することができ、これによりタバコ成分の揮発が単一の問題が回避され、ユーザの喫煙体験が向上する。基体２１の外面の周方向に間隔を置いた、独立して起動する複数の赤外線電熱コーティングも同様に実現できることが容易に想到できる。説明すべきことは、段階的加熱の構造は図９の態様に限定されない点である。

図１０～図１２を参照して理解すると、エアロゾル発生装置１００は電極接続部材１４をさらに含み、電極接続部材１４はそれぞれ第１電極１１３及び第２電極１１４に電気的に接続され、且つそれぞれ第１電極１１３及び第２電極１１４を基体１１から離れる位置まで延在させる。

以下において、第２電極１１４に電気的に接続される電極接続部材１４を例として説明する。

電極接続部材１４は接触部及び延在部１４２を含む。接触部の少なくとも一部は、結合部１１４２に接触して電気的接続を形成するように基体１１の外面に向かって突出し、延在部１４２は接触部に対して基体１１から離れる位置に向かって延在し、延在部１４２は電源に結合するためのものである。

接触部は、本体１４１と、本体１４１から延出する４つのカンチレバー１４１１とを含む。４つのカンチレバー１４１１は本体１４１の一方の表面に突出し、こうして、カンチレバー１４１１は結合部１１４２に当接すると弾性力を発生させて、結合部１１４２との電気的接続を実現することができ、延在部１４２は本体１４１から、基体１１から離れる位置に向かって延在する。

本体１４１は基体１１の端部の形状と整合し、具体的に、本体１４１は弧状に形成されており、本体１４１は径方向に延在する当接部１４１２を有する。弧状の本体１４１は基体１１の端部面に密着し、当接部１４１２は、接触部と基体１１との相対的な位置を制限しさらにカンチレバー１４１１を結合部１１４２の位置に位置決めするために、基体１１の端部に当接して位置制限を提供する。

４つのカンチレバー１４１１は基体１１の周方向に本体１４１に間隔を置いて設けられる。他の例において、カンチレバー１４１１の数も限定されず、４つ以上又は以下であってもよく、理解できるように、複数のカンチレバー１４１１は電極の信頼性の高い電気的接続に役立つが、加工コストを増加させることがあり、当業者であれば、必要に応じて選択することができる。

エアロゾル発生装置１００は、第１端Ａに嵌着されるベース１５、第２端Ｂに嵌着されるベース１６をさらに含み、ベース１５、ベース１６は絶縁性の、高温に耐える断熱材質を選択して使用する。

ベース１５とベース１６は同一構成とすることができる。具体的に、図１２に示すように、ベース１６は内筒１６１及び外筒１６２を含み、基体１１は内筒１６１の外壁と外筒１６２の内壁との間に取り外し可能に嵌設されている。内筒１６１は中空管状であり、気流は内筒１６１を通って基体１１のキャビティに流れる。内筒１６１の軸方向の長さは、結合部１１４２の軸方向の長さよりもわずかに大きい。外筒１６２の外壁には、周方向に分布している、断熱管１７に向かって延在する複数のボス１６２１があり、外筒１６２の端部には、径方向に延在する当接部１６２２があり、ボス１６２１及び当接部１６２２が設けられることにより、断熱管１７と組み立てる際に、断熱管１７の端部が当接部１６２２に当接でき、また、断熱管１７の内壁と外筒１６２の外壁との間には冷気の流入を容易にする一定のギャップがあるようになる。外筒１６２の内壁には間隔を置いて分布している複数の保持部１６２３もあり、保持部１６２３は外筒１６２の内壁から内筒１６１の方向に向かって延在し、基体１１がベース１６に嵌設される場合、保持部１６２３は基体１１の外面に当接して基体１１の端部を保持する。

ベース１６には、基体１１の回動を阻止するための回り止め部も設けられ、回り止め部はベース１６の基体１１に向かう一側に凸設される位置決め突起１６３を含み、基体１１の管壁には位置決め突起１６３に対応して嵌合する位置決め凹部が設けられている。基体１１がベース１６に嵌設されると、位置決め突起１６３は位置決め凹部に対応して係合し、基体１１がベース１６に対して周方向に回動することを阻止する。ベース１６には、電極接続部材１４の延在部１４２を引き出すためのビアホール１６４も設けられる。

説明すべきことは、本出願の明細書及び図面には本出願の好ましい実施例が示されたが、本出願は多くの異なる形態で実現可能であり、本明細書で説明される実施例に限定されない点である。これらの実施例は、本出願の内容に対する追加の制限として意図されない。これらの実施例を提供する目的は、本出願の開示内容への理解をより徹底的且つ全面的にすることである。また、上記の各技術的特徴を引き続き互いに組み合わせて形成された、上記に記載されていない様々な実施例は、全て本出願の明細書に記載された範囲内とみなされる。さらに、当業者であれば、上記説明に基づいて改良や変換を加えることができ、これらの改良や変換は全て本出願の添付する特許請求の範囲の保護範囲に属するものとする。

Claims (13)

1. エアロゾル形成基質を加熱して喫煙に供するエアロゾルを発生するためのエアロゾル発生装置であって、
   エアロゾル形成基質を受け入れるためのキャビティと、
   前記キャビティに赤外線を放射して前記エアロゾル形成基質を加熱するように構成される少なくとも１つの赤外線ヒータと、を含み、
   前記赤外線ヒータは、
   表面を有する基体であって、赤外線が透過可能に構成される基体と、
   前記表面に間隔を置いて配置される複数の赤外線放射層であって、前記複数の赤外線放射層は、前記基体を透過する前記赤外線を放出して前記エアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するために用いられ、隣接する赤外線放射層で所定間隔が保持され、前記複数の赤外線放射層は非独立に起動するように構成されることを特徴とする、エアロゾル発生装置。
2. 前記複数の赤外線放射層はいずれも前記基体上に形成されるコーティングであり、
   前記表面は複数のコーティング領域を含み、前記複数の赤外線放射層はそれぞれ前記複数のコーティング領域内に設けられ、隣接する赤外線放射層で所定間隔が保持されるように、隣接するコーティング領域間に非コーティング領域が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
3. 前記複数の赤外線放射層はいずれも前記基体に巻き付け可能なフィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
4. 前記赤外線ヒータは前記複数の赤外線放射層に非独立に給電するための導電素子をさらに含むことを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のエアロゾル発生装置。
5. 前記導電素子は前記基体に間隔を置いて設けられる第１電極及び第２電極を含み、前記第１電極及び前記第２電極は両方とも前記複数の赤外線放射層と少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成することを特徴とする、請求項４に記載のエアロゾル発生装置。
6. 前記基体は前記キャビティの軸方向に延在するとともに前記キャビティを取り囲む管状に構成され、
   前記複数の赤外線放射層は前記キャビティの軸方向に間隔を置いて配置されるか又は前記複数の赤外線放射層は網状構造を形成し、前記第１電極及び前記第２電極は両方とも導電部を含み、前記導電部は前記キャビティの軸方向に延在するとともに前記複数の赤外線放射層と少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル発生装置。
7. 前記第１電極及び／又は前記第２電極は前記導電部に電気的に接続される結合部をさらに含み、前記結合部は前記複数の赤外線放射層と重なることなく前記キャビティの周方向に延在するように構成され、前記結合部は電源に結合するためのものであることを特徴とする、請求項６に記載のエアロゾル発生装置。
8. 前記基体は前記キャビティの軸方向に延在するとともに前記キャビティを取り囲む管状に構成され、
   前記複数の赤外線放射層は前記キャビティの周方向に間隔を置いて配置され、前記第１電極及び前記第２電極は両方とも前記キャビティの周方向に延在して前記複数の赤外線放射層と少なくとも部分的に重なって電気的接続を形成するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル発生装置。
9. 前記導電素子は前記基体上に形成される導電コーティングであることを特徴とする、請求項４に記載のエアロゾル発生装置。
10. 前記所定間隔は２ｍｍ～１０ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
11. 前記所定間隔は２ｍｍ～８ｍｍであることを特徴とする、請求項１０に記載のエアロゾル発生装置。
12. 前記エアロゾル発生装置は第１赤外線ヒータ及び第２赤外線ヒータを含み、前記第１赤外線ヒータ及び第２赤外線ヒータは独立して起動して段階的加熱を実現するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル発生装置。
13. エアロゾル発生装置に用いられる赤外線ヒータであって、前記赤外線ヒータは、
    表面を有する基体であって、赤外線が透過可能に構成される基体と、
    前記表面に間隔を置いて配置される複数の赤外線放射層であって、前記複数の赤外線放射層は、前記基体を透過する前記赤外線を放出してエアロゾル形成基質の異なる部分を加熱するために用いられ、隣接する赤外線放射層で所定間隔が保持され、前記複数の赤外線放射層は非独立に起動するように構成されることを特徴とする、赤外線ヒータ。