JP2020519301A - 煙草など蒸気形成物質を加熱するためのデバイス - Google Patents

Abstract

煙草を加熱するためのデバイス（１）。デバイスは、煙草（３）を受けるための区画（２）を含む。区画は複数の領域に分割される。加熱器（４）が、使用時区画において煙草を加熱してそこから蒸気を生成するために提供される。デバイスは、加熱器に隣接する領域が選択的に加熱され得るように、及び選択的に加熱された領域からの蒸気が加熱器の作動中にデバイスから出ていくように、加熱器を制御するための手段をさらに含む。加熱器（４）は区画の長手方向に延在する。

Description

本発明は、煙草など蒸気形成物質を加熱するためのデバイスに関する。

近年、シガレットなど従来の煙草ベースの製品の代替物であって、煙草を燃やす必要無しに風味付けされた蒸気をユーザに提供するために蒸気が生成される代替物を提供することが人気となっている。

この分野において、風味付けされた液体を加熱するもの、及び煙草を加熱して加熱された煙草に空気を通して風味付けされた蒸気を生成するものを含む、いくつかの異なるタイプのデバイスが提案されてきた。

後者のタイプのデバイスでは、シガレットと形状が同様の煙草のロッドを提供し、次いでロッドを加熱して蒸気を生成することが１つのアプローチであった。これはユーザにとって操作の理解のしやすさ、及び構造の簡潔さという点で利点がある。しかしながら、大きい電源を必要としない有効な加熱器を提供する必要があるため、このようなデバイスを消費者にとって許容可能なコストで製造することは困難である可能性がある。さらに、空気が煙草のロッドに引き込まれるとともにロッドの長さ全体を通過するということは、デバイスの使用において後に生成された蒸気は前の蒸気に既に曝露された煙草を通過しなければならないことを意味することから、そのようなデバイスではユーザへの蒸気送達における品質の一貫性を確保することが困難である可能性がある。このことは、経時的な風味の変化及び制御が困難な個別のロッドの使用につながり得る。

したがって、本発明は、低コストで、効率的に加熱でき、それにもかかわらずユーザの体験を向上させるために信頼性があり予測可能な蒸気生成を行う煙草を加熱するためのデバイスを提供しようとする。

本発明によると、蒸気形成物質を加熱するためのデバイスであって、デバイスが、使用時蒸気形成物質を受けるための区画であって、区画が複数の領域へ分割される区画と、
加熱器であって、使用時区画において煙草を加熱してそこから蒸気を生成する加熱器であって、デバイスが、加熱器に隣接する領域が選択的に加熱され得るように、及び当該選択的に加熱された領域からの蒸気が加熱器の作動中にデバイスから出ていくように、加熱器及び領域のための手段をさらに含み、加熱器が区画の長手方向に延在する、加熱器と
を含むデバイスが提供される。

本発明のデバイスにより、加熱器効率、したがって電力消費を改良するために、蒸気形成物質の領域における加熱を制御することが可能である。さらに、区画における特定の領域に対する加熱の制御は、蒸気生成のより大きい制御及び使用時デバイスにあり得る全ての蒸気形成物質を空気が通過することの回避を可能にし、蒸気品質、したがってユーザの体験を向上させる。

デバイスは、領域が、選択的に加熱されるように、加熱器に隣接して配置され得るように、及び選択的に加熱された領域からの蒸気が加熱器の作動中にデバイスから出ていくように、加熱器と領域との間の相対的な動きを生成するための手段をさらに含んでもよく、加熱器は区画の外側周辺部の一部の周りに位置付けられている。

デバイスは、代替的に、いくつかの加熱器を含んでもよく、これらの加熱器を選択的に制御し得る。

加熱器は誘導加熱器であってもよく、区画の周辺部の周りの誘導コイルであってもよい。この場合、デバイスは誘導コイルと区画との間に位置付けられた電磁シールドをさらに含んでもよく、シールドは、間隙であって、電磁放射線が誘導コイルから使用時区画へ通過し得る間隙を画定するように配置される。シールドはフェライトから形成され得る。シールドは、加熱されるべき領域の選択を制御するために回転可能であり得る。

デバイスは、蒸気形成物質のロッド形部分を区画において受けるように配置されていてもよく、仕切りが、例えばロッド状煙草部分の選択領域のみがどの時点においても加熱され得るとともに空気を通し得るように、複数の領域を画定するために区画内に位置付けられてもよい。これは、蒸気製造の高品質を確保しつつ使用するのが簡単な単純な機構をもたらす。

誘導加熱器が用いられる場合、１つのみの選択された領域が加熱され、他の領域の過熱が防がれるように、仕切りは電磁シールド材料（例えば、銅、フェライト又はいくつかのその組合せ）を含み得る。

仕切りが提供される場合、それは、加熱器と領域との間の相対的な動きを提供するように回転可能であってもよく、区画の長手方向軸の周りにそれを回転させることにより蒸気形成物質を移動させるように配置されてもよい。仕切りは、ロッドの長手方向において区画に挿入された蒸気形成物質のロッドを受け得るように構築されてもよく、ある部分が挿入されると、当該部分の外側周辺部の任意の包装紙が仕切りの周囲を通るように、ロッドの断面積のものより小さい断面積内で回転するように配置されてもよい。これは当該部分がばらばらになるのを防ぎ、ユーザにとっての取扱いを向上させる。

仕切りは、蒸気形成物質の、受けられ得る部分の長さの少なくとも５０％及びより好ましくは８０％の長手方向長さを有し得る。これは、空気のルートが単純で有効なやり方で画定されることを確実にし得る。

デバイスは、蒸気形成物質の一部を使用時デバイスに保持するための保持部材を有し得る。これは、当該部分のデバイスへの信頼性のある保持及び位置付けを確実にする。

デバイスは、使用時、蒸気生成を制御するために区画の加熱されている領域にわたってのみ空気が実質的に通過するように、気流であって、区画を通る、加熱器に隣接する領域に対応する選択された領域への気流を制限する吸気口をさらに含み得る。これは、空気が通るルートを単純で有効なやり方で分離する。

本発明はまた、駆動のための電源手段及び任意選択的にまた加熱器を制御するための制御装置と共に、空気を区画に提供するための手段、相対的な動きを生成するための手段を駆動するための手段、及び電力を加熱器へ及び駆動手段へ提供するための電源と併せて、上記のデバイスをその構成のいずれかにおいて含む蒸気形成物質を加熱するためのシステムを提供する。システムは煙草をさらに含み得る。デバイス及びシステムは、マウスピースであって、それを通じて使用時ユーザが蒸気を吸いこむマウスピースの一端に形成された煙草のロッドを受けるように配置され得る。誘導加熱器を含むデバイスの場合、システムは、誘導加熱器が使用時サセプタ材料を加熱するように中にサセプタ材料が入った煙草を含み得る。サセプタは、限定するものではないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼及びその合金、例えば、ニッケルクロムの１つ又は複数を含み得る。

サセプタ材料は、コンポーネントの群であって、その各々が異なる波長での電磁放射線への曝露により加熱され、各群が、使用時各前記領域が選択的に加熱され得るように、蒸気生成物質内のそれ自体の領域において位置付けられているコンポーネントの群を含み得る。この配置構成で、デバイスは、使用時、物質の各領域の選択的な個別の加熱を可能にするために、複数の異なる選択可能な周波数で作動するように配置された誘導加熱器を含み得る。

蒸気形成物質は、蒸気を形成し得る任意の好適な物質であり得る。物質は植物由来の材料を含んでもよく、特に、物質は煙草を含み得る。典型的には、気化性物質は固体又は半固体の煙草物質である。これは、加熱が繰り返し、首尾一貫して提供され得るように、サセプタが本体内の適所に保持されることを可能にする。例示のタイプの蒸気発生固体には、粉、顆粒、ペレット、破片、より糸、多孔性材料、発泡体又は板が含まれる。

好ましくは、気化性物質は、エアロゾルフォーマを含み得る。エアロゾルフォーマの例には、多価（ｐｏｌｙｈｙｒｄｒｉｃ）アルコール及びその混合物、例えば、グリセリン又はプロピレングリコールが含まれる。典型的には、気化性物質は、乾燥重量ベースでおよそ５％〜およそ５０％のエアロゾルフォーマ含有量を含み得る。好ましくは、気化性物質は、乾燥重量ベースでおよそ１５％のエアロゾルフォーマ含有量を含み得る。

また、気化性物質はエアロゾルフォーマ自体であってもよい。この場合、気化性物質は液体であってもよい。また、この場合、本体は、加熱器などの気化器により気化されるべき液体を保持する液体保持物質（例えば繊維、多孔性材料、例えばセラミックなどの束）を有してもよく、ユーザによる吸入のために、蒸気が形成されるとともに液体保持物質から空気出口に向かって放出／放射されることを可能にする。

ここで本発明の例が添付図面を参照して説明される。

本発明によるシステムの側部断面図である。 図１のシステムのコンポーネントの一部の側部斜視拡大図である。 区画内の領域がＡ〜Ｄでラベル付けされた、本発明によるシステムの断面図である。 使用時の本発明によるシステムの作動の一態様を示す概略図である。 本発明によるシステムのさらなる例の図である。 図５Ａ及び５Ｂの例示的システムとともに用いることのできる蒸気生成物質の例示的ロッドの断面図である。

図１を参照すると、本発明によるデバイス１の側部断面図が示されている。デバイス１は外側ハウジングを有するとともに、本例においては円形の断面を有する略円筒形である区画２を画定する。区画２の外側周辺部の一部の周りには、加熱器４が位置付けられ、区画２内に位置付けられているのは、本例においては区画２の長手方向軸に沿って整列した回転仕切り５である。区画２の一端は、煙草３など蒸気形成物質のロッドを区画の軸方向に受け得るように開いており、この方向は矢印により示されている。使用時、ユーザは、区画２の外側周辺部及び仕切り５のアームにより画定された領域の間で分割された煙草３のロッドを挿入する。本例において、これは４つの領域に分割されるが、５つ以上の領域又は実際は、少なくとも２つなければならないが、４つ未満の領域があることもできることが理解されよう。

開口の反対側の区画２の終端には、加熱器４と整列した孔が画定され、この孔は概して仕切り５により画定された領域のうちの１つと同様の形状の断面を有する。仕切りは、空気が通過するのを防ぎ、それにより、以下でより詳細に説明されるとおり、特定の空気チャネルを画定するように形成され得る。孔は、空気が吸気口６から孔を通って及び区画を通って及びロッド３が区画２に挿入されているときロッド３の一端でマウスピース９を通って出るように引き出され得るように、吸気口６まで貫通する。

デバイス１は駆動機構７をさらに含み、この駆動機構７は、ロッド３が毎回所定の正しい角度（例えば９０度）だけ逆さまにされるのを確実にするために心出し機構を有し得る手動駆動機構であってもよい。しかしながらこの場合において、駆動機構は、充電式であり得るバッテリなど電源８により動力供給されるモータ７である。モータ７は、仕切り５を駆動してそれを区画２の長手方向軸の周りに回転させ得る。電源８はまた加熱器４に電力を提供することができ、コントローラ１０は、以下に記載のとおり、使用時加熱器４の作動と仕切り５との間の相互関係を制御するために、加熱器４及びモータ７の両方への電力の供給を制御するように提供される。

図２は、図１のデバイス１のコンポーネントの一部の拡大図を示す。ここでは、仕切り５及びロッド３の構造と併せて、区画２の一部の周りの加熱器の位置が見られ得る。

図３を参照すると、加熱器４、区画２及び区画２に挿入されたロッド３の相対的位置が一端から見られ得る、本発明によるデバイス１の概略断面図が示されている。区画２内の仕切り５の位置が見られ得るとともに、そこから、ロッド３が挿入されると、仕切り５はロッド３内の煙草を概して区画２内の４つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへと画定することが理解され得る。図５Ａを参照すると、本発明による代替的デバイスが提供されており、図１の例のものと対応するコンポーネントには同一の番号が振られている。しかしながら、この例から分かり得るとおり、代替的加熱配置構成が誘導コイル２０の形で提供されている。誘導コイルは任意の好適な材料を含み得る一方で、典型的には、誘導コイルはリッツ線又はリッツケーブルを含み得る。誘導コイルは４つの別個に作動可能な四分円へと分割され得、又は本例において示され図５Ｂにおいて表されているとおり、シールド２１と組み合わせて用いられてもよく、シールド２１は本例においては、区画２と誘導コイル２０との間の区画２の外側周辺部の３つの四分円（すなわち２７０o）の周りに延在するフェライトから形成される。なおさらなる例において、シールドは存在しないが、誘導コイルが複数の個別の周波数で作動するように配置され、関連する制御電気回路が、作動中必要に応じて周波数の選択を可能にする。

図６Ａ及び６Ｂに示されているこの例において、煙草ロッド３にはサセプタ材料が含浸させられている。この材料はストリップ又は粒子の形であってもよく、図６Ａに示されるとおり、ロッド３の煙草内に均等に分布するように配置される。図６Ｂに示される代替的例において、ロッドはその異なる領域において異なるタイプのサセプタ材料を有し、各サセプタタイプは、異なる励起電磁周波数として加熱するように配置される。この例は、ロッド３の各領域が別個に選択的に加熱され得るように誘導コイル２０が異なる選択可能な周波数で作動し得るデバイスと組み合わせて使用される。

いずれの例におけるサセプタも、限定するものではないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼及びその合金、例えば、ニッケルクロムの１つ又は複数を含み得る。サセプタは、その付近における電磁場の供給により、渦電流及び磁気ヒステリシス損失を原因として熱を生成し得、電磁から熱へのエネルギーの変換をもたらす。

これらの例において、電源及び電気回路は高周波数で作動するように構成され得る。好ましくは、電源及び電気回路は、およそ８０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ、好ましくはおよそ１５０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ、より好ましくはおよそ２００ｋＨｚの周波数で作動するように構成され得る。コイル組立体は、およそ０．５テスラ（Ｔ）〜最高濃度のポイントでおよそ２．０Ｔの磁気束密度を有する変動電磁場との使用時、作動するように配置され得る。

前の例と同様に、仕切り５が提供され得るが、これは必須ではない。本例において、このような仕切り５が提供される場合、これが銅、フェライト又はいくつかのその組合せなど電磁シールドを形成し得る材料から形成されているという点で利点があり得る。図１の例示的デバイスの追加的な特徴のいずれも図５のものに組み込まれることができ、逆もまた同様であることが理解されよう。

上述の例示的デバイスのいずれでも、ユーザがいったんロッド３を挿入すると、デバイス１は使用の準備ができる。ユーザは次いでデバイス１を起動させ、コントローラ１０が、領域Ａのみが加熱器４により直接的に加熱されるように、加熱器４への電力供給を起動する。これは図４Ａに示されている。ユーザは次いで、マウスピース９を吸い、それが領域Ａのみを通じて吸引され、領域Ａにおいて煙草で加熱され、蒸気が生成されるように、マウスピース９に対して反対側の端の区画２において、吸気口６を通じて吸引される。

煙草が領域Ａの適所にある状態でデバイスが使用された時間の長さの監視を通じてユーザにより又はデバイス自体により決められたとおり、区画Ａにおける煙草を十分に使用した後で、デバイスは仕切り５を回転させるよう作動する。この回転は、この場合も、ユーザの制御下にあり得るか、又はデバイス自体による使用の特定のパラメータの決定を通じて自動化され得る。仕切り５の回転は、領域Ａを、加熱器４に直接隣接した状態から離れるように移動させるとともに、さらなる領域Ｂを領域Ａがかつて保持されていた位置へと移動させる。これは図４Ｂに示されている。領域Ａにおける煙草がここで使用のために検討されるが、デバイスはこのとき、ユーザの操作下で、図４Ｃに示されるとおり、後続の蒸気生成のために領域Ｂにおける煙草を加熱するために加熱器４を使用し得る。領域Ａのためのプロセスと同様のプロセスに従って、領域Ｂにおける煙草が使用されたと決定されると、図４Ｄに示されるとおり、ロッド３内の及び区画２内に保持された煙草の全てが使用されたとみなされるまで、他の領域Ｃ、Ｄを通じたさらなる回転が実施され得る。このポイントで、指示がユーザに提供され得、ロッド３が除去され新たなロッド３が挿入されるまで、デバイスのさらなる使用が制限され得る。新たなロッド３の挿入後、デバイス１は当然のことながら再び使用され得る。

図５Ａ〜６Ｂの例を参照すると、上述の作動に対するいくつかの可能な適合形態がある。仕切り５が提供されない可能な一構成において、シールド２１は、図４Ａ〜４Ｄに関して上述のやり方で領域Ａ〜Ｄを通じて回転され得る。各領域は、誘導コイル２０が煙草ロッド３におけるサセプタ材料２２を励起することにより熱に曝露され、励起はシールド２１における開口に隣接する領域にのみ入る。代替的に、４つのインダクタセクションが提供される場合、各々は、図４Ａ〜４Ｄについて説明されたのと同等のやり方で独立して起動され得る。さらなる代替形態として、シールド２１は固定され得、仕切り５は図４Ａ〜４Ｄに示され上で説明されたとおりの作動を提供するために、回転するよう作動され得る。これらの選択肢のいずれにおいても、サセプタ材料の励起により加熱が起り、これは、材料の加熱をより明確に制御するとともにケーシングデバイスの過熱を防止し安全性を向上させ得るという点で、上述のとおりのより従来の加熱配置構成を上回る利点を有し得る。理解されるとおり、ロッド３が各々異なるサセプタ材料を備えた領域を有する例において、作動は他の例に関してと概ね同じであるが、誘導コイル２０の作動周波数の制御により作動中の任意のポイントでどの領域が加熱されるか選択する。この配置構成では、シールド２１及び仕切り５（特に回転及びシールド機能）は任意選択的であるが、空気流を制御するために提供され得る。

図において明らかに示されていないが利益になり得ることは、区画２内にロッド３を動かないように保持するために、保持機構、例えばクリップ又は付勢されたリテーナ部材が提供され得るということである。このような配置構成において、ロッド３が除去され得るのはユーザの特定の手動操作下においてのみであり得る。さらに、ロッド３の挿入の容易さにもかかわらず仕切り５及び区画２により画定された領域間でのロッド３における煙草の十分な分割を確実にするために、仕切り５、区画２及びロッド３の相対的寸法を極めて具体的に選択することは有益であり得る。例えば、狭い間隙を通じた、煙草を適所に保持するロッド３での包装紙の挿入及び通過の容易さを可能にするために、仕切り５が、その外縁とロッドの外側表面の包装紙の内面との間に狭い間隙を提供するような大きさにされることが適切であり得る。

安全及び他の理由により、デバイス１のコントローラ１０は、いずれの個別のロッド３の過剰な使用も、当該ロッド３の使用期限を提供することにより、防止するように構成され得ることもまた理解される。さらに、ロッド３が、風味送達の品質を確保するとともに再使用を制限するために再挿入され得ないように、その除去中に変更されるように、手段がデバイス１内に提供され得る。

上記から理解されるとおり、本発明は煙草を加熱するためのデバイスであって、作動させるのが単純であるにもかかわらず、使用時にデバイス内での煙草のより局所的で制御された加熱を提供することにより、先行技術配置構成よりも改良された風味送達特徴を有するデバイスを提供する。これはまた、同様の寸法の単一のロッドから先行技術において使用されているものへの風味付けされた送達が、風味特徴及び一貫性を向上させるために使用時ロッドにおける煙草にわたる空気の移動を一部に局限することにより、向上させられることを可能にする。

Claims (18)

1. 蒸気形成物質を加熱するためのデバイス（１）であって、前記デバイスが、
   使用時蒸気形成物質（３）を受けるための区画（２）であって、複数の領域へ分割される区画（２）と、
   使用時前記区画において煙草を加熱してそこから蒸気を生成する加熱器（４）であって、前記デバイスが、前記加熱器に隣接する領域が選択的に加熱され得るように、及び前記選択的に加熱された領域からの蒸気が前記加熱器の作動中に前記デバイスから出ていくように、前記加熱器を制御するための手段をさらに含み、前記加熱器（４）が前記区画の長手方向に延在する、加熱器（４）と
   を含む、デバイス（１）。
2. 領域が、選択的に加熱されるように、前記加熱器に隣接して配置され得るように、及び前記選択的に加熱された領域からの蒸気が前記加熱器の作動中に前記デバイスから出ていくように、前記加熱器と前記領域との間の相対的な動きを生成するための手段（５）をさらに含む、請求項１に記載のデバイス（１）。
3. 前記加熱器（４）が、前記区画（２）の外側周辺部の一部の周りに位置付けられている、請求項１又は２に記載のデバイス（１）。
4. 前記加熱器（４）が誘導コイル（２０）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
5. 前記誘導コイル（２０）と前記区画（２）との間に位置付けられた電磁シールド（２１）であって、前記シールドが、間隙であって、電磁放射線が使用時前記誘導コイルから前記区画へ通過し得る間隙を画定するように配置される電磁シールド（２１）をさらに含む、請求項４に記載のデバイス（１）。
6. 蒸気形成物質（３）のロッド形部分を区画（２）において受けるように配置された、請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
7. 仕切り（５）が、前記複数の領域を画定するために前記区画（２）内に位置付けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
8. 前記仕切りがそれを通じた空気の移動を防ぐように構築される、請求項７に記載のデバイス（１）。
9. 請求項２〜５のいずれか一項に従属している場合、前記仕切り（５）が、前記加熱器（４）と前記領域との間の相対的な動きを提供するための手段を提供するよう回転可能である、請求項７又は８に記載のデバイス（１）。
10. 蒸気形成物質の一部が挿入されると、前記部分の前記外側周辺部の任意の包装紙が前記仕切りの周囲を通るように、前記仕切り（５）が、蒸気形成物質（３）の、前記区画（２）が使用時受けるように配置される部分の断面積より小さい断面積にわたって広がるように配置される、請求項６〜９のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
11. 前記仕切り（５）が、蒸気形成物質（３）の、前記区画（２）が使用時受ける部分の長さの少なくとも５０％及びより好ましくは８０％である長手方向長さを有する、請求項６〜１０のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
12. 前記仕切り（５）が電磁シールド材料を含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
13. 蒸気形成物質（３）の一部を使用時前記デバイスに保持するための手段をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
14. 空気を、実質的に、前記区画の、前記加熱器に隣接する領域のみの中へ提供するように位置付けられた吸気口（６）をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
15. 空気を前記区画に提供するための手段（６）、前記加熱器のための電源（８）、前記電源を制御するためのコントローラ（１０）をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデバイス（１）を含む煙草（１０）を加熱するためのシステム。
16. 空気を前記区画に提供するための手段（６）、前記加熱器のための電源（８）、相対的な動きを生成するための前記手段（５）を駆動するための手段（７）、前記駆動手段及び前記電源を制御するためのコントローラ（１０）をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデバイス（１）を含む煙草（１０）を加熱するためのシステム。
17. 蒸気形成物質（３）の、前記区画（２）に位置付けられた部分と前記デバイスから延出するマウスピース（９）とをさらに含む、請求項１５又は１６に記載の煙草（１０）を加熱するためのシステム。
18. 蒸気形成物質（３）の、前記区画（２）に位置付けられた部分と前記デバイスから延出するマウスピース（９）とをさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデバイスを含む煙草（１０）を加熱するためのシステム。

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