WO2023112143A1 - 霧化ユニット及び香味吸引器 - Google Patents
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- WO2023112143A1 WO2023112143A1 PCT/JP2021/046037 JP2021046037W WO2023112143A1 WO 2023112143 A1 WO2023112143 A1 WO 2023112143A1 JP 2021046037 W JP2021046037 W JP 2021046037W WO 2023112143 A1 WO2023112143 A1 WO 2023112143A1
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- chamber
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors
Definitions
- the present invention relates to an atomization unit and a flavor inhaler.
- flavor inhalers for inhaling flavors without burning materials have been known.
- the flavor inhaler has, for example, a chamber containing a flavor generating article and a heater for heating the flavor generating article contained in the chamber.
- Patent Document 1 a pressing portion is provided in the chamber to deform and hold the flavor-generating article
- Patent Document 2 a convex portion is provided on the inner surface of the chamber to deform and hold the flavor-generating article.
- One of the objects of the present invention is to make flavor generating articles (consumables) less likely to escape from the chamber by other techniques.
- an atomization unit has a chamber containing the consumable and a heating section for heating the smokable material contained in the consumable.
- the inner surface of the chamber includes a pressing surface configured to contact or press against the consumable when the consumable is placed in a desired position within the chamber, and a non-pressing surface spaced apart from the consumable. ,including.
- the chamber has a first roughened portion with improved surface roughness on the pressing surface, and a convex portion on the non-pressing surface that comes into contact with the consumables contained in the chamber.
- the pressing surface that contacts or presses the consumable material is provided with the first roughened portion, the frictional force between the consumable material and the chamber by the pressing surface is improved, and the consumable material is less likely to escape from the chamber. can do.
- the consumable material can be pressed and gripped by the convex portion provided on the non-pressing surface of the chamber, the consumable material can be made more difficult to come out of the chamber.
- the convex portion is provided on the pressing surface, when the consumable material is pressed and deformed by the convex portion, the contact area between the consumable material and the pressing surface is reduced, and the holding force of the consumable material by the first roughened portion is improved. There is a possibility that the effect will decrease.
- the heating portion is provided on the outer surface of the pressing portion, the contact area between the consumable material and the inner surface (pressing surface) of the pressing portion is reduced, thereby reducing the efficiency of heat transfer to the consumable material via the pressing surface. There is also the fear of doing so.
- the first aspect it is possible to make it more difficult for the consumable material to escape from the chamber by means of the projections, without reducing the effect of improving the holding power of the consumable material by the first roughened portion.
- the heating portion is provided on the outer surface of the pressing portion, it is possible to suppress the decrease in the efficiency of heat transfer to the consumable material through the pressing surface.
- a second aspect is the first aspect, wherein the first roughened portion is a coating containing metal or ceramic particles formed by plating, a coating containing metal or ceramic particles formed by thermal spraying, or a ceramic or
- the gist of the matter is that it comprises a film to which metal-containing particles are fixed.
- the gist of the third aspect is that in the second aspect, the particle diameter of the particles is 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
- a fourth aspect is the second aspect or the third aspect, wherein the material of the particles is alumina, magnesium oxide, zinc oxide, graphite, diamond, boron nitride, cubic boron nitride, silicon carbide, silica, aluminum, and aluminum nitride.
- the gist is that at least one selected from the group consisting of
- a gist of a fifth aspect is that in any one of the first to fourth aspects, the first roughened portion is provided at the tip of the chamber.
- the smokable material When the smokable material is heated by the heating unit to generate an aerosol or the like, the smokable material shrinks.
- the tip of the consumable may not be heated to prevent aerosol generated from the smokable article from escaping the tip of the consumable. That is, the tip of the consumable may be less likely to heat and shrink than other portions.
- the first roughened portion since the first roughened portion is provided at the tip of the chamber, the first roughened portion can be brought into contact with the tip portion of the consumable material that is difficult to shrink. The contact with the planarized portion can be easily maintained.
- a gist of a sixth aspect is that in any one of the first to fifth aspects, the heating section is provided on the outer surface of the chamber.
- the placement location of the heating section may be restricted so that the first roughened section and the heating section do not overlap.
- the heating section can be arranged anywhere on the outer surface of the chamber. Also, since the heating portion does not come into direct contact with the consumables, the heating portion is prevented from being soiled by smokable materials.
- a gist of a seventh aspect is that in the sixth aspect, the first roughened portion is provided on an inner surface corresponding to an outer surface of the chamber where the heating portion is not provided.
- the first roughened portion is provided on the inner surface corresponding to the outer surface of the chamber, which is the tip portion of the chamber and is not provided with the heating portion. That is, since the tip of the chamber is not provided with a heating portion, the tip of the consumable material is less likely to shrink than other portions. Therefore, since the first roughened portion can be brought into contact with the tip portion of the consumable material which is difficult to shrink, the contact between the consumable material and the first roughened portion can be easily maintained.
- the gist of an eighth aspect is that, in any one of the first to seventh aspects, a second roughened portion with improved surface roughness is provided on the surface of the convex portion.
- the protrusion that presses the consumable is provided with the second roughened portion, the frictional force between the consumable and the protrusion is improved, and the consumable is less likely to escape from the chamber.
- the smokable article is heated by the heating unit to generate an aerosol or the like, the smokable article contracts.
- the protrusion projects further into the chamber than the rest of the chamber, the smokable article is more likely to remain in contact with the consumable as compared to the rest of the chamber.
- the second roughened portion is provided in the portion where the contact with the consumable product is likely to be maintained, even if the smokable article shrinks, the second roughened portion and the consumable product protrude from each other. The effect of improving the frictional force with the part can be easily maintained.
- a gist of a ninth aspect is that, in any one of the first to eighth aspects, the surface roughness of the first roughened portion is 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the ninth aspect it is possible to suppress tearing of the wrapping paper of the consumable material while improving the holding power of the consumable material. If the surface roughness of the first roughened portion is less than 0.5 ⁇ m, there is a risk that the holding power of the consumable material in the chamber cannot be sufficiently increased. Further, if the surface roughness of the first roughened portion exceeds 15 ⁇ m, the frictional force between the consumable product and the chamber increases excessively, and there is a risk that the wrapping paper of the consumable product will be torn.
- a gist of a tenth aspect is that in any one of the first to ninth aspects, the thickness of the first roughened portion is 0.01 mm or more and 0.03 mm or less.
- the tenth aspect it is possible to improve the holding power of the consumables, while suppressing the deterioration of the heating efficiency due to the increase in the heat capacity of the chamber. If the thickness of the first roughened portion is less than 0.01 mm, it may not be possible to sufficiently increase the holding force of the consumable in the chamber. Further, if the thickness of the first roughened portion exceeds 0.03 mm, the heat capacity of the chamber may become too large and the heating efficiency may deteriorate.
- the chamber has a pressing portion having the pressing surface, and the thickness of the pressing portion is 0.05 mm or more and 0.3 mm or less. and a ratio of the thickness of the first roughened portion to the thickness of the pressing portion is 0.03 or more and 0.6 or less.
- the eleventh aspect it is possible to suppress the deterioration of the heating efficiency due to the increase in the heat capacity of the chamber while suppressing the peeling or falling off of the first roughened portion. If the ratio is less than 0.03, the first roughened portion may peel off or come off. Further, if the thickness of the first roughened portion is more than 0.6, the heat capacity of the chamber may become too large and the heating efficiency may deteriorate.
- a gist of a twelfth aspect is that in any one of the first to eleventh aspects, the first roughened portion has a surface roughness greater than the outer surface of the chamber.
- the surface roughness of the first roughened portion is larger than that of the outer surface of the chamber, the frictional force between the consumable material and the chamber is improved, making it difficult for the consumable material to escape from the chamber.
- a flavor inhaler comprises an atomization unit of any of the first to twelfth aspects and a power source configured to power the atomization unit.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a consumable;
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the flavor inhaler taken along line 3-3 shown in FIG. 1B;
- FIG. 3 is a perspective view of the chamber;
- Figure 4B is a cross-sectional view of the chamber taken along line 4B-4B shown in Figure 4A;
- Figure 5A is a cross-sectional view of the chamber taken along line 5A-5A shown in Figure 4B;
- 5B is a cross-sectional view of the chamber taken along line 5B-5B shown in FIG. 4B;
- FIG. Fig. 3 is a perspective view of the chamber and heating unit;
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken perpendicular to the axial direction of the chamber shown in FIGS.
- FIG. 1A is a schematic front view of the flavor inhaler 100 according to this embodiment.
- FIG. 1B is a schematic top view of the flavor inhaler 100 according to this embodiment.
- FIG. 1C is a schematic bottom view of the flavor inhaler 100 according to this embodiment.
- an XYZ orthogonal coordinate system may be attached for convenience of explanation. In this coordinate system, the Z axis points vertically upward, the XY plane is arranged to cut the flavor inhaler 100 horizontally, and the Y axis extends from the front to the back of the flavor inhaler 100. arranged to come out.
- the Z-axis can also be referred to as the direction of insertion of consumables contained in the chamber 50 of the atomization unit 30 described later, or the axial direction of the cylindrical chamber 50 .
- the Z-axis direction may be simply referred to as the axial direction.
- the X-axis can be said to be a first direction perpendicular to the axial direction
- the Y-axis can also be said to be a second direction perpendicular to the axial direction and the first direction.
- the X-axis direction can also be said to be the longitudinal direction of the device in a plane perpendicular to the direction in which the consumable is inserted, or the direction in which the heating section and the power supply section are aligned.
- the Y-axis direction can also be said to be the lateral direction of the device in a plane orthogonal to the direction in which the consumable is inserted.
- the flavor inhaler 100 is configured, for example, to generate an aerosol containing flavor by heating a stick-shaped consumable material having a flavor source containing an aerosol source.
- the flavor inhaler 100 has an outer housing 101, a slide cover 102, and a switch section 103.
- Outer housing 101 forms the outermost housing of flavor inhaler 100 and is sized to fit in the user's hand. When the user uses the flavor inhaler 100, the user can hold the flavor inhaler 100 in his or her hand and inhale the aerosol.
- Outer housing 101 may be configured by assembling a plurality of members.
- the outer housing 101 can be made of resin such as PEEK (polyetheretherketone).
- the outer housing 101 has an opening (not shown) for receiving consumables, and the slide cover 102 is slidably attached to the outer housing 101 so as to close this opening. Specifically, the slide cover 102 moves the outer housing 101 between a closed position (position shown in FIGS. 1A and 1B) for closing the opening of the outer housing 101 and an open position for opening the opening. It is configured to be movable along the surface. For example, the user can manually operate the slide cover 102 to move the slide cover 102 between the closed position and the open position. This permits or restricts access of consumables to the interior of the slide cover 102 and flavor inhaler 100 .
- the switch section 103 is used to switch the operation of the flavor inhaler 100 between on and off.
- the user operates the switch unit 103 while inserting the consumable material into the flavor inhaler 100, whereby power is supplied from a power source (not shown) to a heating unit (not shown) to heat the consumable material without burning it. can be done.
- the switch portion 103 may be a switch provided outside the outer housing 101 or a switch positioned inside the outer housing 101 . When the switch is located inside the outer housing 101 , the switch is indirectly pressed by pressing the switch portion 103 on the surface of the outer housing 101 . In this embodiment, an example in which the switches of the switch section 103 are located inside the outer housing 101 will be described.
- the flavor inhaler 100 may further have a terminal (not shown).
- a terminal can be an interface that connects the flavor inhaler 100 to, for example, an external power source.
- the power source provided in the flavor inhaler 100 is a rechargeable battery, by connecting an external power source to the terminal, the external power source can supply a current to the power source to charge the power source.
- the flavor inhaler 100 may also be configured to transmit data related to the operation of the flavor inhaler 100 to an external device by connecting a data transmission cable to the terminal.
- FIG. 2 is a schematic side cross-sectional view of consumable 110 .
- the flavor inhaler 100 and the consumable 110 may constitute a smoking system.
- consumable article 110 includes smokable article 111 , tubular member 114 , hollow filter portion 116 and filter portion 115 .
- a smokable article 111 is wrapped by a first wrapping paper 112 .
- the tubular member 114 , the hollow filter portion 116 and the filter portion 115 are wrapped with a second wrapping paper 113 different from the first wrapping paper 112 .
- the second wrapping paper 113 also wraps a portion of the first wrapping paper 112 that wraps the smokable article 111 .
- the tubular member 114, the hollow filter portion 116, the filter portion 115 and the smokable article 111 are connected.
- second wrapping paper 113 may be omitted and first wrapping paper 112 may be used to connect tubular member 114, hollow filter portion 116, and filter portion 115 to smokable article 111.
- a lip release agent 117 is applied to the outer surface of the second wrapping paper 113 in the vicinity of the filter portion 115 side end to prevent the user's lips from sticking to the second wrapping paper 113 .
- a portion of the consumable product 110 to which the lip release agent 117 is applied functions as a mouthpiece for the consumable product 110 .
- the smokable material 111 may include a flavor source, such as tobacco, and an aerosol source.
- the first wrapping paper 112 around which the smokable article 111 is wrapped may be a breathable sheet member.
- Tubular member 114 may be a paper tube or hollow filter.
- the consumable item 110 includes a smokable article 111, a tubular member 114, a hollow filter portion 116, and a filter portion 115, but the configuration of the consumable item 110 is not limited to this.
- hollow filter portion 116 may be omitted, and cylindrical member 114 and filter portion 115 may be arranged adjacent to each other.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of flavor inhaler 100 taken along line 3-3 shown in FIG. 1B.
- an inner housing 10 is provided inside an outer housing 101 of the flavor inhaler 100 .
- the inner housing 10 is made of, for example, a resin, particularly polycarbonate (PC), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, PEEK (polyetheretherketone), or a polymer alloy containing a plurality of types of polymers, or It can be made of metal such as aluminum. From the viewpoint of heat resistance and strength, the inner housing 10 is preferably made of PEEK.
- the material of the inner housing 10 is not particularly limited.
- a power supply unit 20 and an atomization unit 30 are provided in the inner space of the inner housing 10 .
- the outer housing 101 is made of, for example, a resin, particularly polycarbonate (PC), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, PEEK (polyetheretherketone), or a polymer alloy containing a plurality of types of polymers. Alternatively, it can be made of metal such as aluminum.
- the power supply unit 20 has a power supply 21 .
- Power source 21 may be, for example, a rechargeable battery or a non-rechargeable battery.
- Power supply 21 is electrically connected to atomization unit 30 . This allows the power source 21 to power the atomization unit 30 to properly heat the consumable 110 .
- the atomization unit 30 includes a chamber 50 extending in the direction in which the consumable material 110 is inserted (the Z-axis direction), a heating unit 40 surrounding a portion of the chamber 50, a heat insulating portion 32, and a substantially cylindrical insert. and a guide member 34 .
- Chamber 50 is configured to contain consumables 110 .
- Heating unit 40 is configured to heat smokable material 111 contained in consumable 110 .
- the heating unit 40 can be arranged, for example, in contact with the outer peripheral surface of the chamber 50 .
- the flavor inhaler 100 further has a first support section 37 and a second support section 38 that support both ends of the chamber 50 and the heat insulation section 32 .
- the first support portion 37 is arranged to support the ends of the chamber 50 and the heat insulating portion 32 on the side of the slide cover 102 (positive direction of the Z axis).
- the second support portion 38 is arranged to directly or indirectly support the ends of the chamber 50 and the heat insulating portion 32 on the Z-axis negative direction side.
- the first support portion 37 and the second support portion 38 can be made of elastomer such as silicone rubber, for example.
- a bottom member 36 may be provided at the bottom of the chamber 50 as shown. Bottom member 36 may act as a stop to position consumable 110 inserted into chamber 50 .
- the bottom member 36 has unevenness on the surface with which the consumable material 110 abuts, and can define a space capable of supplying air to the surface with which the consumable material 110 abuts.
- the bottom member 36 may be made of, for example, a resin material such as PEEK, metal, glass, ceramic, or the like, but is not particularly limited to this.
- the material forming the bottom member 36 may be a material having a lower thermal conductivity than the material forming the chamber 50 .
- an adhesive that can be composed of a resin material such as epoxy resin or an inorganic material can be used. Details of the chamber 50 and the heating unit 40 will be described later.
- the heat insulation part 32 has a substantially tubular shape as a whole and is arranged so as to surround the chamber 50 .
- the heat insulating portion 32 may include, for example, an airgel sheet.
- the insertion guide member 34 is made of a resin material such as PEEK, PC, or ABS, and is provided between the slide cover 102 in the closed position and the chamber 50 . In this embodiment, since the insertion guide member 34 can come into contact with the chamber 50, the insertion guide member 34 is preferably made of PEEK from the viewpoint of heat resistance.
- the insertion guide member 34 communicates with the exterior of the flavor inhaler 100 when the slide cover 102 is in the open position, and inserting the consumable 110 into the insertion guide member 34 facilitates the insertion of the consumable 110 into the chamber 50 . to guide
- FIG. 4A is a perspective view of chamber 50.
- FIG. 4B is a cross-sectional view of chamber 50 taken along line 4B-4B shown in FIG. 4A.
- 5A is a cross-sectional view of chamber 50 taken along line 5A-5A shown in FIG. 4B.
- 5B is a cross-sectional view of chamber 50 taken along line 5B-5B shown in FIG. 4B.
- FIG. 6 is a perspective view of the chamber 50 and the heating unit 40.
- the chamber 50 can be a tubular member that includes an opening 52 into which the consumable 110 is inserted and a tubular side wall 60 that houses the consumable 110 .
- the chamber 50 is preferably made of a material having heat resistance and a small coefficient of thermal expansion.
- the chamber 50 can be made of metal such as stainless steel, resin such as PEEK, glass, or ceramic.
- the side wall portion 60 includes a flat portion 62 (corresponding to an example of a pressing portion) and a curved portion 66 (corresponding to an example of a non-pressing portion).
- Flat portion 62 contacts or presses against a portion of consumable 110 when consumable 110 is in the desired position within chamber 50 .
- Curved portion 66 is spaced from consumable 110 when consumable 110 is in the desired position within chamber 50 . That is, the curved portion 66 does not contact or press against the consumable item 110 .
- the term "desired position within the chamber 50" refers to a position where the consumable 110 is properly heated or a position of the consumable 110 when smoked by the user.
- the flat portion 62 has a flat inner surface 62a (corresponding to an example of a pressing surface) and a flat outer surface 62b.
- the inner surface 62 a of the flat portion 62 is configured to contact or press against the consumable 110 when the consumable 110 is placed in the desired position within the chamber 50 .
- the curved portion 66 has an inner surface 66a (corresponding to an example of a non-pressing surface) and an outer surface 66b.
- the heating unit 40 is provided on the outer surface of the chamber 50 .
- the heating unit 40 is preferably arranged on the outer surface 62b of the flat portion 62 without any gap.
- the heating unit 40 may include an adhesive layer. In that case, the heating unit 40 including the adhesive layer is preferably arranged on the outer surface 62b of the flat portion 62 without any gap.
- the outer surface 62b of the flat portion 62 is flat, when the strip-shaped electrode 48 is connected to the heating unit 40 arranged on the outer surface 62b of the flat portion 62 as shown in FIG. Bending can be suppressed. Moreover, as shown in FIGS. 4B and 5B, the thickness of the flat portion 62 is uniform.
- the chamber 50 has two flat portions 62 in the circumferential direction of the chamber 50, and the pair of flat portions 62 are parallel to each other. At least a portion of the distance between the inner surfaces 62 a of the pair of flat portions 62 is preferably smaller than the width of the portion of the consumable 110 inserted into the chamber 50 that is positioned between the flat portions 62 .
- the inner surface 66a of the curved portion 66 can have a generally arcuate cross-section in a plane orthogonal to the longitudinal direction (Z-axis direction) of the chamber 50.
- the curved portion 66 is arranged so as to be adjacent to the flat portion 62 in the circumferential direction. In other words, the curved portion 66 is configured to connect respective ends of the pair of flat portions 62 .
- the chamber 50 may have a hole 56a in its bottom 56 through which the bottom member 36 shown in FIG. 3 is positioned inside the chamber 50 .
- the bottom member 36 may be secured within the bottom portion 56 of the chamber 50 by adhesive or the like.
- a bottom member 36 provided on the bottom portion 56 may support a portion of the consumable 110 inserted into the chamber 50 such that at least a portion of the end surface of the consumable 110 is exposed.
- the chamber 50 preferably has a tubular portion 54 between the opening 52 and the side wall portion 60. As shown in FIGS. A gap may be formed between the tubular portion 54 and the consumable 110 with the consumable 110 positioned at the desired location in the chamber 50 .
- the chamber 50 preferably has a first guide portion 58 having a tapered surface 58a connecting the inner surface of the cylindrical portion 54 and the inner surface 62a of the flat portion 62. As shown in FIGS.
- the heating unit 40 has a heating element 42 (corresponding to an example of a heating section).
- Heating element 42 may be, for example, a heating track.
- Heating element 42 is preferably provided on the outer surface of chamber 50 .
- the location of the heating element 42 is limited so that the first roughened portion 70 described below and the heating element 42 do not overlap. obtain.
- heating element 42 may be positioned anywhere on the outer surface of chamber 50 . Also, since the heating element 42 is not in direct contact with the consumable 110 , contamination of the heating element 42 by smokables 111 is reduced.
- the heating element 42 is preferably arranged to heat the flat portion 62 without contacting the curved portion 66 of the chamber 50 .
- the heating elements 42 are preferably located only on the outer surface of the flat portion 62 .
- the heating element 42 may have a portion that heats the curved portion 66 of the chamber 50 and a portion that heats the flat portion 62, each having a different heating capacity.
- heating element 42 may be configured to heat flat portion 62 to a higher temperature than curved portion 66 .
- the heating element 42 may also be wrapped around the circumference of the chamber 50 with approximately the same heating capacity all around the circumference of the chamber 50 .
- the heating unit 40 preferably has an electrically insulating member 44 covering at least one side of the heating element 42, as shown in FIG. In this embodiment, the electrical insulation member 44 is arranged to cover both sides of the heating element 42 .
- the heating element 42 is preferably not provided at the distal end 59 of the chamber 50 .
- the tip of the smokable article 111 housed in the chamber 50 is less likely to be heated, so that the aerosol generated from the tip of the consumable item 110 and leaking to the outside of the consumable item 110 can be suppressed.
- the front end portion 59 of the chamber 50 may be, for example, a range of 30% of the total longitudinal length of the chamber 50 from the bottom portion 56 of the chamber 50 .
- the distal end 59 of the chamber 50 may range at least 10 mm from the bottom 56 of the chamber 50 in the longitudinal direction of the chamber 50, preferably within 20 mm from the bottom 56 of the chamber 50 in the longitudinal direction of the chamber 50. .
- the chamber 50 preferably has a first roughened portion 70 with improved surface roughness on the inner surface 62a of the flat portion 62.
- This first roughened portion 70 is preferably provided at the distal end portion 59 of the chamber 50 .
- the heating element 42 is not provided at the tip 59 of the chamber 50, so the first roughened portion 70 corresponds to the outer surface of the chamber 50 where the heating element 42 is not provided. provided on the inner surface 62a.
- smokable object 111 When smokable object 111 is heated by heating element 42 to generate an aerosol or the like, smokable object 111 contracts.
- the heating element 42 since the heating element 42 is not provided at the tip 59 of the chamber 50, the tip of the consumable 110 is less likely to heat and shrink than the other portions. Therefore, in the present embodiment, since the first roughened portion 70 can be brought into contact with the tip portion of the consumable material 110 that is difficult to shrink, the contact between the consumable material 110 and the first roughened portion 70 can be maintained. It can be done easily.
- the first roughened portion 70 is provided only at the tip portion 59 . Even if the first roughened portion 70 is provided on the entire inner surface of the chamber 50 in the longitudinal direction, when the smokable object 111 shrinks due to heating, the portion of the first roughened portion 70 facing the smokable object 111 is , does not come into contact with the smokable article 111, so it is difficult to contribute to the improvement of the frictional force. Therefore, even if the first roughened portion 70 is provided only at the tip portion 59 , the consumption of the chamber 50 is reduced compared to the case where the first roughened portion 70 is provided over the entire inner surface of the chamber 50 in the longitudinal direction.
- the holding power of material 110 is substantially the same. Therefore, by providing the first roughened portion 70 only at the tip portion 59, the machining of the inner surface of the chamber 50 can be minimized. As a result, an increase in heat capacity of the chamber 50 and an increase in processing cost can be suppressed.
- the first roughened portion 70 is formed by electroplating a metal film on the inner surface 62a of the flat portion 62 of the chamber 50 using a plating solution containing particles such as ceramics and metals. It can be fixed and formed.
- the first roughened portion 70 may be formed by thermally spraying a material containing ceramic or metal on the inner surface 62a, or a film having ceramic or metal particles fixed thereto may be formed on the inner surface 62a. It may be formed by pasting on. That is, the first roughened portion 70 is a coating containing metal or ceramic particles formed by plating, a coating containing metal or ceramic particles formed by thermal spraying, or a coating containing particles containing ceramic or metal. It can contain a film.
- the material of the particles forming the first roughened portion 70 preferably contains ceramic.
- the materials of the particles constituting the first roughened portion 70 are alumina, magnesium oxide, zinc oxide, graphite, diamond, boron nitride, cubic boron nitride, silicon carbide, silica, aluminum, and aluminum nitride. It is preferable to include at least one selected from the group consisting of The particles may be particles coated with DLC (diamond-like carbon).
- the thermal conductivity of the particles forming the first roughened portion 70 is preferably as small as possible in order to prevent heat from leaking to the outside. Specifically, the thermal conductivity of the particles forming the first roughened portion 70 is preferably 100 (W/(mK)) or less.
- the material of the particles forming the first roughened portion 70 is not hydrolyzable (except for aluminum nitride).
- the particle diameter of the particles forming the first roughened portion 70 is preferably 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less. If the particle size is less than 10 ⁇ m, there is a possibility that the holding power of the consumable material 110 cannot be sufficiently secured. If the particle diameter exceeds 60 ⁇ m, the particles tend to fall off, and if a thick plated layer that prevents the particles from falling off is provided, the heat capacity of the chamber 50 becomes too large, and the heating efficiency may deteriorate. be.
- the first roughened portion 70 is preferably not provided on the inner surface 66 a of the curved portion 66 . That is, the first roughened portion 70 is preferably provided only on the inner surface 62 a of the flat portion 62 of the chamber 50 . As a result, since the first roughened portion 70 is not provided on the inner surface 66a of the chamber 50 that does not come into contact with the consumable material 110, the processing of the inner surface of the chamber 50 can be minimized. As a result, an increase in heat capacity of the chamber 50 and an increase in processing cost can be suppressed.
- the first roughened portion 70 has a larger surface roughness than other portions of the chamber 50 .
- the first roughened portion 70 has a larger surface roughness than the outer surfaces 62 b and 66 b of the chamber 50 .
- the surface roughness of the first roughened portion 70 is preferably 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, and more preferably 2.0 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. As a result, while the holding force of the consumable product 110 by the chamber 50 is improved, it is possible to suppress tearing of the first wrapping paper 112 or the second wrapping paper 113 of the consumable product 110 . If the surface roughness of the first roughened portion 70 is less than 0.5 ⁇ m, there is a possibility that the holding force of the consumable material 110 by the chamber 50 cannot be sufficiently increased.
- surface roughness of the first roughened portion 70 is more than 15 ⁇ m, the frictional force between the consumable material 110 and the chamber 50 increases excessively, and the first wrapping paper 112 or the second wrapping paper of the consumable material 110 113 may break.
- surface roughness means arithmetic mean roughness (Ra) (JIS b 0601:2001 ISO4287-1997 compliant).
- the thickness t1 (see FIG. 4B) of the first roughened portion 70 is preferably 0.01 mm or more and 0.03 mm or less. As a result, it is possible to improve the holding force of the consumable material 110 by the chamber 50 while suppressing deterioration in heating efficiency due to an increase in the heat capacity of the chamber 50 . If the thickness t1 of the first roughened portion 70 is less than 0.01 mm, there is a risk that the holding force of the consumable material 110 by the chamber 50 cannot be sufficiently increased. Moreover, if the thickness t1 of the first roughened portion 70 is more than 0.03 mm, the heat capacity of the chamber 50 may become too large, and the heating efficiency may deteriorate. Note that the thickness t1 of the first roughened portion 70 may be the thickness of the plating layer that fixes the particles. In this case, the thickness t1 of the first roughened portion 70 is preferably larger than the particle diameter of the particles.
- the thickness of the flat portion 62 is preferably 0.05 mm or more and 0.3 mm or less.
- the ratio of the thickness of the first roughened portion 70 to the thickness of the flat portion 62 is preferably 0.03 or more and 0.6 or less.
- the inner surface of the chamber 50 is provided with a convex portion 72 .
- This protrusion 72 is configured to contact the consumable 110 contained in the chamber 50 . Since the consumable item 110 can be pressed and gripped by the convex portion 72 , the consumable item 110 can be made more difficult to come off from the chamber 50 .
- the convex portion 72 is preferably provided on the inner surface 66 a of the curved portion 66 .
- the convex portion 72 is provided on the inner surface 62 a of the flat portion 62 , when the consumable material 110 is pressed and deformed by the convex portion 72 , the contact area between the consumable material 110 and the inner surface 62 a of the flat portion 62 decreases, resulting in the first There is a risk that the effect of improving the holding power of the consumable material 110 by the roughened portion 70 will be reduced.
- the heating element 42 is provided on the outer surface 66b of the flat portion 62, the contact area between the consumable material 110 and the inner surface 62a (pressing surface) of the flat portion 62 is reduced. There is also a risk that the heat transfer efficiency to the According to this embodiment, it is possible to make it more difficult for the consumable material 110 to come out of the chamber 50 by means of the projections 72 without reducing the effect of improving the holding power of the consumable material 110 by the first roughened portion 70 . Further, when the heating element 42 is provided on the outer surface 66b of the flat portion 62, it is possible to suppress the decrease in the efficiency of heat transfer to the consumable material 110 via the inner surface 62a.
- the surface of the convex portion 72 has a second roughened portion 72a with improved surface roughness.
- the frictional force between the consumable material 110 and the convex portion 72 is improved, and the consumable material 110 can be made more difficult to come off from the chamber 50 .
- smokable object 111 contracts when smokable object 111 is heated by heating element 42 to generate an aerosol or the like.
- the protrusions 72 protrude more inwardly of the chamber 50 than the rest of the chamber 50 , they maintain contact with the consumable 110 more than other portions of the chamber 50 as the smokables 111 contract.
- the second roughened portion 72a is provided in the portion where the contact with the consumable item 110 is likely to be maintained, even if the smokable article 111 shrinks, the second roughened portion 72a The effect of improving the frictional force between the consumable material 110 and the convex portion 72 can be easily maintained.
- the formation process of the second roughened portion 72a, the material forming the second roughened portion 72a, the surface roughness of the second roughened portion 72a, and the thickness of the second roughened portion 72a It can be similar to the roughened portion 70 .
- protrusion 72 is positioned to contact smokable article 111 when consumable 110 is placed in the desired position within chamber 50 , but protrusion 72 extends along the length of chamber 50 . It can be provided at any position in the direction. Specifically, for example, the convex portion 72 may be provided at the distal end portion 59 of the chamber. In this case, since the convex portion 72 can be brought into contact with the tip portion of the consumable material 110 that is difficult to shrink, the contact between the consumable material 110 and the convex portion 72 can be easily maintained. Also, a plurality of protrusions 72 may be provided along the longitudinal direction or the circumferential direction of the chamber 50 . As shown in FIGS. 5A and 5B, in this embodiment, two protrusions 72 are spaced apart in the circumferential direction of the chamber 50 so as to face each other. The two protrusions 72 may be displaced from each other in the longitudinal direction.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken perpendicular to the axial direction of the chamber 50 shown in FIGS.
- FIG. 7 shows an example in which the heating element 42 is provided only on the flat portion 62 and the convex portion 72 and the first roughened portion 70 are omitted.
- an air flow path may be formed between the consumable 110 and the chamber 50 .
- the consumable 110 can be pressed into contact with the flat portion 62 of the chamber 50 .
- a gap 67 is formed between the consumable material 110 and the curved portion 66 .
- Gap 67 may communicate with opening 52 of chamber 50 and an end face of consumable 110 positioned within chamber 50 . This allows the air that has flowed in from the opening 52 of the chamber 50 to pass through the gap 67 and flow into the consumable 110 . In other words, an air flow path (air gap 67 ) is formed between the consumable material 110 and the curved portion 66 .
- the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical ideas described in the claims, specification and drawings. is possible. Any shape or material that is not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical concept of the present invention as long as it produces the action and effect of the present invention.
- the flavor inhaler 100 of the present embodiment has a so-called counter-flow air flow path in which the air that has flowed in from the opening 52 of the chamber 50 is supplied to the end surface of the consumable material 110.
- the chamber is not limited to this. It may have a so-called bottom flow type air flow path in which air is supplied into the chamber 50 from the bottom 56 of the chamber 50 .
- the heating element 42 is not limited to a resistance heating type, and may be an induction heating type. In that case, the heating element 42 can heat the chamber 50 by induction heating. Further, when the consumable item 110 has a susceptor, the susceptor of the consumable item 110 can be heated by induction heating by employing an induction coil as the heating element 42 .
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Abstract
霧化ユニットは、消費材を収容するチャンバと、消費材に含まれる喫煙可能物を加熱する加熱部と、を有する。チャンバの内面は、消費材がチャンバ内の所望の位置に配置されたとき、消費材と接触又は押圧するように構成される押圧面と、消費材から離間する非押圧面と、を含む。チャンバは、押圧面に、表面粗さを向上させた第1粗面化部を有し、非押圧面に、チャンバに収容された消費材と接触する凸部を有する。
Description
本発明は、霧化ユニット及び香味吸引器に関する。
従来、材料の燃焼をすることなく香味等を吸引するための香味吸引器が知られている。香味吸引器は、例えば、香味発生物品を収容するチャンバと、チャンバに収容される香味発生物品を加熱するヒータとを有する。
従来の香味吸引器では、チャンバに押圧部を設けて香味発生物品を変形させて保持することや(特許文献1参照)、チャンバの内面に凸部を設けて香味発生物品を変形させて保持すること(特許文献2参照)等が知られている。
上述したように、従来は香味発生物品を変形させて保持することで、香味発生物品がチャンバから抜けることが抑制されていた。本発明の目的の一つは、他の技術によって、香味発生物品(消費材)をチャンバから抜けにくくすることである。
第1態様によれば、霧化ユニットが提供される。この霧化ユニットは、消費材を収容するチャンバと、前記消費材に含まれる喫煙可能物を加熱する加熱部と、を有する。前記チャンバの内面は、前記消費材が前記チャンバ内の所望の位置に配置されたとき、前記消費材と接触又は押圧するように構成される押圧面と、前記消費材から離間する非押圧面と、を含む。前記チャンバは、前記押圧面に、表面粗さを向上させた第1粗面化部を有し、前記非押圧面に、前記チャンバに収容された前記消費材と接触する凸部を有する。
第1態様によれば、消費材と接触又は押圧する押圧面に第1粗面化部が設けられるので、押圧面による消費材とチャンバとの摩擦力が向上し、消費材をチャンバから抜けにくくすることができる。また、チャンバの非押圧面に設けられる凸部によって消費材を押圧して把持することができるので、消費材を一層チャンバから抜けにくくすることができる。凸部が押圧面に設けられた場合、凸部によって消費材が押圧して変形すると、消費材と押圧面との接触面積が減少し、第1粗面化部による消費材の保持力の向上効果が低下する恐れがある。また、押圧部の外面に加熱部が設けられる場合には、消費材と押圧部の内面(押圧面)との接触面積が減少することで、押圧面を介する消費材への熱伝達効率が低下する恐れもある。第1態様によれば、第1粗面化部による消費材の保持力の向上効果を低下させることなく、凸部によって消費材を一層チャンバから抜けにくくすることができる。また、押圧部の外面に加熱部が設けられる場合には、押圧面を介する消費材への熱伝達効率の低下を抑制できる。
第2態様は、第1態様において、前記第1粗面化部は、めっきによって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、溶射によって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、又はセラミック若しくは金属を含む粒子が固定されたフィルムを含む、ことを要旨とする。
第3態様は、第2態様において、前記粒子の粒子径は、10μm以上60μm以下である、ことを要旨とする。
第4態様は、第2態様又は第3態様において、前記粒子の材料は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイト、ダイヤモンド、窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカ、アルミニウム、及び窒化アルミからなる群から選択される少なくとも一つを含む、ことを要旨とする。
第5態様は、第1態様から第4態様のいずれかにおいて、前記第1粗面化部は、前記チャンバの先端部に設けられる、ことを要旨とする。
喫煙可能物が加熱部によって加熱されてエアロゾル等を発生させると、喫煙可能物が収縮する。他方、喫煙可能物から生じるエアロゾルが消費材の先端から漏れることを防止するために、消費材の先端が加熱されない場合がある。即ち、消費材の先端は、他の部分に比べて加熱されにくく、収縮しにくい場合がある。第5態様では、第1粗面化部がチャンバの先端部に設けられるので、収縮しにくい消費材の先端部分に第1粗面化部を接触させることができるので、消費材と第1粗面化部との接触を維持しやすくできる。
第6態様は、第1態様から第5態様のいずれかにおいて、前記加熱部は、前記チャンバの外面に設けられる、ことを要旨とする。
加熱部がチャンバの内面に設けられる場合、第1粗面化部と加熱部が重ならないようにするため、加熱部の配置場所が制限され得る。第6態様によれば、加熱部をチャンバの外面の任意の場所に配置することができる。また、加熱部が消費材と直接接触しないので、加熱部が喫煙可能物により汚れることが抑制される。
第7態様は、第6態様において、前記第1粗面化部は、前記加熱部が設けられていない前記チャンバの外面に対応する内面に設けられる、ことを要旨とする。
第7態様によれば、第1粗面化部が、チャンバの先端部であり、加熱部が設けられていないチャンバ外面に対応する内面に設けられる。即ち、チャンバの先端部には加熱部が設けられないので、消費材の先端が、他の部分に比べて収縮しにくい。したがって、収縮しにくい消費材の先端部分に第1粗面化部を接触させることができるので、消費材と第1粗面化部との接触を維持しやすくできる。
第8態様は、第1態様から第7態様のいずれかにおいて、前記凸部の表面に、表面粗さを向上させた第2粗面化部を有する、ことを要旨とする。
第8態様によれば、消費材を押圧する凸部に第2粗面化部が設けられるので、消費材と凸部との摩擦力が向上し、消費材をチャンバから抜けにくくすることができる。喫煙可能物が加熱部によって加熱されてエアロゾル等を発生させると、喫煙可能物が収縮する。しかし、凸部はチャンバの他の部分よりもチャンバの内側に突出しているので、喫煙可能物が収縮してもチャンバの他の部分に比べて消費材との接触が維持されやすい。したがって、第8態様によれば、消費材との接触が維持されやすい部分に第2粗面化部が設けられるので、喫煙可能物が収縮しても第2粗面化部による消費材と凸部との摩擦力が向上する効果を維持しやすくできる。
第9態様は、第1態様から第8態様のいずれかにおいて、前記第1粗面化部の表面粗さは0.5μm以上15μm以下である、ことを要旨とする。
第9態様によれば、消費材の保持力を向上させる一方で、消費材の巻紙が破れることを抑制することができる。第1粗面化部の表面粗さが0.5μm未満であると、チャンバでの消費材の保持力を十分に増加させられない恐れがある。また、第1粗面化部の表面粗さが15μm超であると、消費材とチャンバとの摩擦力が増加しすぎて、消費材の巻紙が破れる虞がある。
第10態様は、第1態様から第9態様のいずれかにおいて、前記第1粗面化部の厚さは0.01mm以上0.03mm以下である、ことを要旨とする。
第10態様によれば、消費材の保持力を向上させる一方で、チャンバの熱容量の増加による加熱効率の悪化を抑制することができる。第1粗面化部の厚さが0.01mm未満であると、チャンバでの消費材の保持力を十分に増加させられない恐れがある。また、第1粗面化部の厚さが0.03mm超であると、チャンバの熱容量の大きくなりすぎ、加熱効率が悪化する恐れがある。
第11態様は、第1態様から第10態様のいずれかにおいて、前記チャンバは、前記押圧面を備えた押圧部を有し、前記押圧部の厚さは0.05mm以上0.3mm以下であり、前記押圧部の厚さに対する前記第1粗面化部の厚さの比は、0.03以上0.6以下である、ことを要旨とする。
第11態様によれば、第1粗面化部の剥離又は脱落を抑制しながら、チャンバの熱容量の増加による加熱効率の悪化を抑制することができる。上記比が0.03未満であると、第1粗面化部の剥離又は脱落の恐れがある。また、第1粗面化部の厚さが0.6超であると、チャンバの熱容量が大きくなりすぎ、加熱効率が悪化する恐れがある。
第12態様は、第1態様から第11態様のいずれかにおいて、前記第1粗面化部は、前記チャンバの外面よりも表面粗さが大きい、ことを要旨とする。
第12態様によれば、第1粗面化部の表面粗さがチャンバの外面より大きいので、消費材とチャンバとの摩擦力が向上し、消費材をチャンバから抜けにくくすることができる。
第13態様によれば、香味吸引器が提供される。この香味吸引器は、第1態様から第12態様のいずれかの霧化ユニットと、前記霧化ユニットに電力を供給するように構成される電源と、を有する。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図1Aは、本実施形態に係る香味吸引器100の概略正面図である。図1Bは、本実施形態に係る香味吸引器100の概略上面図である。図1Cは、本実施形態に係る香味吸引器100の概略底面図である。本明細書で説明する図面においては、説明の便宜のためにX-Y-Z直交座標系を付することがある。この座標系において、Z軸は鉛直上方を向いており、X-Y平面は香味吸引器100を水平方向に切断するように配置されており、Y軸は香味吸引器100の正面から裏面へ延出するように配置されている。Z軸は、後述する霧化ユニット30のチャンバ50に収容される消費材の挿入方向、又は筒状のチャンバ50の軸方向ということもできる。本明細書では、Z軸方向を単に軸方向と称することがある。また、X軸は、軸方向に直交する第1方向ということもでき、Y軸は、軸方向及び第1方向に直交する第2方向ということもできる。また、X軸方向は、消費材の挿入方向に直交する面におけるデバイス長手方向、又は加熱部と電源部とが並ぶ方向ということもできる。Y軸方向は、消費材の挿入方向に直交する面におけるデバイス短手方向ということもできる。
本実施形態に係る香味吸引器100は、例えば、エアロゾル源を含んだ香味源を有するスティック型の消費材を加熱することで、香味を含むエアロゾルを生成するように構成される。
図1Aから図1Cに示されるように、香味吸引器100は、アウタハウジング101と、スライドカバー102と、スイッチ部103と、を有する。アウタハウジング101は、香味吸引器100の最外のハウジングを構成し、ユーザの手に収まるようなサイズを有する。ユーザが香味吸引器100を使用する際は、香味吸引器100を手で保持して、エアロゾルを吸引することができる。アウタハウジング101は、複数の部材を組み立てることによって構成されてもよい。アウタハウジング101は、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の樹脂で形成することができる。
アウタハウジング101は、消費材を受け入れるための図示しない開口を有し、スライドカバー102は、この開口を閉じるようにアウタハウジング101にスライド可能に取り付けられる。具体的には、スライドカバー102は、アウタハウジング101の上記開口を閉鎖する閉位置(図1A及び図1Bに示す位置)と、上記開口を開放する開位置との間を、アウタハウジング101の外表面に沿って移動可能に構成される。例えば、ユーザがスライドカバー102を手動で操作することにより、スライドカバー102を閉位置と開位置とに移動させることができる。これにより、スライドカバー102、香味吸引器100の内部への消費材のアクセスを許可または規制することができる。
スイッチ部103は、香味吸引器100の作動のオンとオフとを切り替えるために使用される。例えば、ユーザは、消費材を香味吸引器100に挿入した状態でスイッチ部103を操作することで、図示しない加熱ユニットに図示しない電源から電力が供給され、消費材を燃焼させずに加熱することができる。なお、スイッチ部103は、アウタハウジング101の外部に設けられるスイッチであってもよいし、アウタハウジング101の内部に位置するスイッチであってもよい。スイッチがアウタハウジング101の内部に位置する場合、アウタハウジング101の表面のスイッチ部103を押下することで、間接的にスイッチが押下される。本実施形態では、スイッチ部103のスイッチがアウタハウジング101の内部に位置する例を説明する。
香味吸引器100はさらに、図示しない端子を有してもよい。端子は、香味吸引器100を例えば外部電源と接続するインターフェースであり得る。香味吸引器100が備える電源が充電式バッテリである場合は、端子に外部電源を接続することで、外部電源が電源に電流を流し、電源を充電することができる。また、香味吸引器100は、端子にデータ送信ケーブルを接続することにより、香味吸引器100の作動に関連するデータを外部装置に送信できるように構成され得る。
次に、本実施形態に係る香味吸引器100で使用される消費材について説明する。図2は、消費材110の概略側断面図である。本実施形態において、香味吸引器100と消費材110とにより喫煙システムが構成され得る。図2に示す例においては、消費材110は、喫煙可能物111と、筒状部材114と、中空フィルタ部116と、フィルタ部115と、を有する。喫煙可能物111は、第1の巻紙112によって巻装される。筒状部材114、中空フィルタ部116、及びフィルタ部115は、第1の巻紙112とは異なる第2の巻紙113によって巻装される。第2の巻紙113は、喫煙可能物111を巻装する第1の巻紙112の一部も巻装する。これにより、筒状部材114、中空フィルタ部116、及びフィルタ部115と喫煙可能物111とが連結される。ただし、第2の巻紙113が省略され、第1の巻紙112を用いて筒状部材114、中空フィルタ部116、及びフィルタ部115と喫煙可能物111とが連結されてもよい。第2の巻紙113のフィルタ部115側の端部近傍の外面には、ユーザの唇が第2の巻紙113からくっつきにくくするためのリップリリース剤117が塗布される。消費材110のリップリリース剤117が塗布される部分は、消費材110の吸口として機能する。
喫煙可能物111は、例えばたばこ等の香味源と、エアロゾル源とを含み得る。また、喫煙可能物111を巻く第1の巻紙112は、通気性を有するシート部材であり得る。筒状部材114は、紙管又は中空フィルタであり得る。図示の例では、消費材110は、喫煙可能物111、筒状部材114、中空フィルタ部116、及びフィルタ部115を備えているが、消費材110の構成はこれに限られない。例えば、中空フィルタ部116が省略され、筒状部材114とフィルタ部115とが互いに隣接配置されてもよい。
次に、香味吸引器100の内部構造について説明する。図3は、図1Bに示した矢視3-3における香味吸引器100の断面図である。図3に示すように、香味吸引器100のアウタハウジング101の内側には、インナハウジング10が設けられる。インナハウジング10は、例えば、樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等、あるいは、アルミ等の金属で形成され得る。耐熱性や強度の観点からは、インナハウジング10はPEEKで形成されることが好ましい。しかしながら、インナハウジング10の材料は特に限定されない。インナハウジング10の内部空間には、電源ユニット20と、霧化ユニット30と、が設けられる。また、アウタハウジング101は、例えば、樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等、あるいは、アルミ等の金属で形成され得る。
電源ユニット20は、電源21を有する。電源21は、例えば、充電式バッテリ又は非充電式のバッテリであり得る。電源21は、霧化ユニット30と電気的に接続される。これにより、電源21は、消費材110を適切に加熱するように、霧化ユニット30に電力を供給することができる。
霧化ユニット30は、図示のように、消費材110の挿入方向(Z軸方向)に延びるチャンバ50と、チャンバ50の一部を囲う加熱ユニット40と、断熱部32と、略筒状の挿入ガイド部材34と、を有する。チャンバ50は、消費材110を収容するように構成される。加熱ユニット40は、消費材110に含まれる喫煙可能物111を加熱するように構成される。加熱ユニット40は、例えばチャンバ50の外周面に接触するように配置され得る。
香味吸引器100は、さらに、チャンバ50及び断熱部32の両端を支持する、第1支持部37と、第2支持部38とを有する。第1支持部37は、チャンバ50及び断熱部32のスライドカバー102側(Z軸正方向側)の端部を支持するように配置される。第2支持部38は、チャンバ50及び断熱部32のZ軸負方向側の端部を直接的又は間接的に支持するように配置される。第1支持部37及び第2支持部38は、例えば、シリコーンゴム等のエラストマーで形成することができる。図示のように、チャンバ50の底部には、底部材36が設けられていてもよい。底部材36は、チャンバ50に挿入された消費材110を位置決めするストッパとして機能し得る。底部材36は、消費材110が当接する面に凹凸を有し、消費材110が当接する面に空気を供給可能な空間を画定し得る。底部材36は、例えば、PEEK等の樹脂材料、金属、ガラス、又はセラミック等で構成され得るが、特にこれに限定されない。また、底部材36を構成する材料は、チャンバ50を構成する材料に比べて、熱伝導性が低い材料であってもよい。底部材36をチャンバ50の底部56(図6B参照)に接合する場合、エポキシ樹脂等の樹脂材料や無機材料で構成され得る接着剤を用いることができる。チャンバ50及び加熱ユニット40についての詳細は後述する。
断熱部32は、全体として略筒状であり、チャンバ50を囲うように配置される。断熱部32は、例えばエアロゲルシートを含み得る。挿入ガイド部材34は、例えばPEEK、PC、又はABS等の樹脂材料により形成され、閉位置にあるスライドカバー102とチャンバ50との間に設けられる。本実施形態では、挿入ガイド部材34がチャンバ50と接触し得るので、挿入ガイド部材34は、耐熱性の観点からPEEKで形成されることが好ましい。挿入ガイド部材34は、スライドカバー102が開位置にあるときに、香味吸引器100の外部と連通し、消費材110を挿入ガイド部材34に挿入することで、チャンバ50への消費材110の挿入を案内する。
次に、チャンバ50の構造について説明する。図4Aは、チャンバ50の斜視図である。図4Bは、図4Aに示す矢視4B-4Bにおけるチャンバ50の断面図である。図5Aは、図4Bに示す矢視5A-5Aにおけるチャンバ50の断面図である。図5Bは、図4Bに示す矢視5B-5Bにおけるチャンバ50の断面図である。図6は、チャンバ50及び加熱ユニット40の斜視図である。
図4A及び図4Bに示すように、チャンバ50は、消費材110が挿入される開口52と、消費材110を収容する筒状の側壁部60と、を含む筒状部材であり得る。チャンバ50は、耐熱性を有し、且つ熱膨張率が小さい材料で形成されることが好ましく、例えば、ステンレス鋼等の金属、PEEK等の樹脂、ガラス、又はセラミック等で形成され得る。
図4B及び図5Bに示すように、側壁部60は、平坦部62(押圧部の一例に相当する)と、湾曲部66(非押圧部の一例に相当する)と、を含む。消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されたとき、平坦部62は、消費材110の一部と接触又は押圧する。消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されたとき、湾曲部66は、消費材110から離間する。即ち、湾曲部66は、消費材110と接触又は押圧しない。なお、本明細書において、「チャンバ50内の所望の位置」とは、消費材110が適切に加熱される位置、又はユーザが喫煙するときの消費材110の位置をいう。平坦部62は、平坦な内面62a(押圧面の一例に相当する)と、平坦な外面62bとを有する。平坦部62の内面62aは、消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されたとき、消費材110と接触又は押圧するように構成される。湾曲部66は、内面66a(非押圧面の一例に相当する)と、外面66bとを有する。図6に示すように、加熱ユニット40は、チャンバ50の外面に設けられる。加熱ユニット40は、平坦部62の外面62bに隙間なく配置されることが好ましい。なお、加熱ユニット40は接着層を含んでもよい。その場合、接着層を含む加熱ユニット40が、平坦部62の外面62bに隙間なく配置されることが好ましい。
平坦部62の外面62bが平坦であることにより、図6に示すように平坦部62の外面62bに配置される加熱ユニット40に帯状の電極48が接続されている場合に、帯状の電極48が撓むことを抑制することができる。また、図4B及び図5Bに示すように、平坦部62の厚みは均一である。
図4A、図4B、及び図5Bに示すように、チャンバ50は、平坦部62をチャンバ50の周方向に2つ有し、一対の平坦部62は、互いに平行である。一対の平坦部62の内面62a間の少なくとも一部の距離は、チャンバ50に挿入される消費材110の平坦部62間に配置される箇所の幅よりも小さいことが好ましい。
図5Bに示すように、湾曲部66の内面66aは、チャンバ50の長手方向(Z軸方向)に直交する面において、全体的に円弧状の断面を有し得る。また、湾曲部66は、平坦部62と周方向において隣接するように配置される。言い換えれば、湾曲部66は、一対の平坦部62のそれぞれの端部同士を接続するように構成される。
図4Bに示すように、チャンバ50は図3に示した底部材36が貫通してチャンバ50内部に配置されるように、その底部56に穴56aを有し得る。底部材36は、チャンバ50の底部56の内部に接着剤等により固定され得る。底部56に設けられる底部材36は、消費材110の端面の少なくとも一部を露出するように、チャンバ50に挿入された消費材110の一部を支持し得る。
図4A及び図4Bに示すように、チャンバ50は、開口52と側壁部60との間に筒状部54を有することが好ましい。消費材110がチャンバ50の所望の位置に位置決めされた状態において、筒状部54と消費材110との間に隙間が形成され得る。また、図4A及び図4Bに示すように、チャンバ50は、筒状部54の内面と平坦部62の内面62aとを接続するテーパ面58aを備えた第1ガイド部58を有することが好ましい。
図6に示すように、加熱ユニット40は、加熱要素42(加熱部の一例に相当する)を有する。加熱要素42は、例えばヒーティングトラックであってもよい。加熱要素42は、チャンバ50の外面に設けられることが好ましい。加熱要素がチャンバ50の内面(例えば内面62a又は内面66a)に設けられる場合、後述する第1粗面化部70と加熱要素42が重ならないようにするため、加熱要素42の配置場所が制限され得る。しかしながら、本実施形態では、加熱要素42をチャンバ50の外面の任意の場所に配置することができる。また、加熱要素42が消費材110と直接接触しないので、加熱要素42が喫煙可能物111により汚れることが抑制される。
加熱要素42は、チャンバ50の湾曲部66に接触せず、平坦部62を加熱するように配置されることが好ましい。言い換えれば、加熱要素42は、平坦部62の外面にのみ配置されることが好ましい。加熱要素42は、チャンバ50の湾曲部66を加熱する部分と、平坦部62を加熱する部分とを有し、それぞれの加熱能力に差を有していてもよい。具体的には、加熱要素42は、湾曲部66よりも平坦部62を高い温度に加熱するように構成されていてもよい。例えば、平坦部62と湾曲部66とにおける加熱要素42のヒーティングトラックの配置密度が調整され得る。また、加熱要素42は、チャンバ50の全周において略同一の加熱能力を有して、チャンバ50の外周に巻回されてもよい。図6に示すように、加熱ユニット40は、加熱要素42に加えて、加熱要素42の少なくとも一面を覆う電気絶縁部材44を有することが好ましい。本実施形態においては、電気絶縁部材44は加熱要素42の両面を覆う様に配置される。
また、図6に示すように、加熱要素42は、チャンバ50の先端部59に設けられないことが好ましい。これにより、チャンバ50に収容された喫煙可能物111の先端が加熱されにくくなるので、消費材110の先端からエアロゾルが発生して消費材110の外部にエアロゾルが漏れることが抑制され得る。なお、本明細書において、チャンバ50の先端部59とは、例えば、チャンバ50の底部56から、チャンバ50の長手方向の全長の30%の範囲であってもよい。また、チャンバ50の先端部59とは、チャンバ50長手方向においてチャンバ50の底部56から少なくとも10mmの範囲であってもよく、好ましくはチャンバ50長手方向においてチャンバ50の底部56から20mmの範囲である。
図4B及び図5Bに示すように、本実施形態では、チャンバ50は、平坦部62の内面62aに、表面粗さを向上させた第1粗面化部70を有することが好ましい。この第1粗面化部70は、チャンバ50の先端部59に設けられることが好ましい。これにより、平坦部62の内面62aによる消費材110とチャンバ50との摩擦力が向上し、消費材110をチャンバ50から抜けにくくすることができる。上述したように、本実施形態では、チャンバ50の先端部59には加熱要素42が設けられないので、第1粗面化部70は、加熱要素42が設けられていないチャンバ50の外面に対応する内面62aに設けられている。喫煙可能物111が加熱要素42によって加熱されてエアロゾル等を発生させると、喫煙可能物111が収縮する。他方、本実施形態では、加熱要素42がチャンバ50の先端部59に設けられないので、消費材110の先端は、他の部分に比べて加熱されにくく、収縮しにくい。このため、本実施形態では、収縮しにくい消費材110の先端部分に第1粗面化部70を接触させることができるので、消費材110と第1粗面化部70との接触を維持しやすくできる。
第1粗面化部70は、先端部59のみに設けられることが好ましい。第1粗面化部70がチャンバ50の内面の長手方向全体に設けられたとしても、加熱により喫煙可能物111が収縮すると、第1粗面化部70の喫煙可能物111と対向する部分は、喫煙可能物111と接触しなくなるので、摩擦力の向上に寄与しにくい。このため、第1粗面化部70が先端部59のみに設けられたとしても、第1粗面化部70がチャンバ50の内面の長手方向全体に設けられる場合と比べて、チャンバ50の消費材110の保持力は略同一である。したがって、第1粗面化部70を、先端部59のみに設けることで、チャンバ50の内面に対する加工を最小限にすることができる。その結果、チャンバ50の熱容量の増加や、加工コストの増加などを抑制することができる。
第1粗面化部70は、例えば、チャンバ50の平坦部62の内面62aに、セラミックや金属等の粒子を含むめっき液で、電解めっきにより金属膜を形成することで、内面62aに粒子が固定されて形成され得る。これに限らず、例えば、第1粗面化部70は、内面62aにセラミック又は金属を含む材料を溶射することで形成してもよいし、セラミック又は金属の粒子が固定されたフィルムを内面62aに貼り付けて形成してもよい。即ち、第1粗面化部70は、めっきによって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、溶射によって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、又はセラミック若しくは金属を含む粒子が固定されたフィルムを含み得る。
第1粗面化部70を構成する粒子の材料は、セラミックを含むことが好ましい。具体的には、第1粗面化部70を構成する粒子の材料は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイト、ダイヤモンド、窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカ、アルミニウム、及び窒化アルミからなる群から選択される少なくとも一つを含むことが好ましい。粒子は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)でコーティングされた粒子であってもよい。また、第1粗面化部70を構成する粒子の熱伝導率は、熱が外部に漏洩することを抑制するために、小さいほうが好ましい。具体的には、第1粗面化部70を構成する粒子の熱伝導率は、100(W/(mK))以下であることが好ましい。さらに、第1粗面化部70を構成する粒子の材料は、加水分解性を有さないこと(窒化アルミを除く)が好ましい。第1粗面化部70を構成する粒子の粒子径は、10μm以上60μm以下であることが好ましい。この粒子径が10μm未満であると、消費材110の保持力を十分に確保できない恐れがある。この粒子径が60μm超であると粒子が脱落し易くなったり、粒子の脱落を抑制する厚いメッキ層を設けた場合に、チャンバ50の熱容量の大きくなりすぎ、加熱効率が悪化したりする恐れがある。
図4B及び図5Bに示すように、第1粗面化部70は、湾曲部66の内面66aには設けられないことが好ましい。即ち、第1粗面化部70は、チャンバ50の平坦部62の内面62aにのみ設けられることが好ましい。これにより、消費材110と接触しないチャンバ50の内面66aに第1粗面化部70が設けられないので、チャンバ50の内面に対する加工を最小限にすることができる。その結果、チャンバ50の熱容量の増加や、加工コストの増加などを抑制することができる。
第1粗面化部70は、チャンバ50の他の部分よりも大きい表面粗さを有する。具体的には例えば、第1粗面化部70は、チャンバ50の外面62b,66bよりも表面粗さが大きい。これにより、消費材110とチャンバ50との摩擦力が向上し、消費材110をチャンバ50から抜けにくくすることができる。
より具体的には、第1粗面化部70の表面粗さは0.5μm以上15μm以下であることが好ましく、2.0μm以上10μm以下であることがより好ましい。これにより、チャンバ50による消費材110の保持力を向上させる一方で、消費材110の第1の巻紙112又は第2の巻紙113が破れることを抑制することができる。第1粗面化部70の表面粗さが0.5μm未満であると、チャンバ50による消費材110の保持力を十分に増加させられない恐れがある。また、第1粗面化部70の表面粗さが15μm超であると、消費材110とチャンバ50との摩擦力が増加しすぎて、消費材110の第1の巻紙112又は第2の巻紙113が破れる虞がある。なお、本明細書において、表面粗さとは、算術平均粗さ(Ra)(JIS b 0601:2001 ISO4287-1997準拠)をいう。
また、第1粗面化部70の厚さt1(図4B参照)は0.01mm以上0.03mm以下であることが好ましい。これにより、チャンバ50による消費材110の保持力を向上させる一方で、チャンバ50の熱容量の増加による加熱効率の悪化を抑制することができる。第1粗面化部70の厚さt1が0.01mm未満であると、チャンバ50による消費材110の保持力を十分に増加させられない恐れがある。また、第1粗面化部70の厚さt1が0.03mm超であると、チャンバ50の熱容量が大きくなりすぎ、加熱効率が悪化する恐れがある。なお、第1粗面化部70の厚さt1は、粒子を固定するめっき層の厚さであり得る。この場合、第1粗面化部70の厚さt1は、粒子の粒子径よりも大きいことが好ましい。
本実施形態において、平坦部62の厚さは0.05mm以上0.3mm以下であることが好ましい。この場合の平坦部62の厚さに対する第1粗面化部70の厚さの比は、0.03以上0.6以下であることが好ましい。これにより、第1粗面化部70の平坦部62の内面62aからの剥離又は脱落を抑制しながら、チャンバ50の熱容量の増加による加熱効率の悪化を抑制することができる。上記比が0.03未満であると、第1粗面化部70の剥離又は脱落の恐れがある。また、第1粗面化部70の厚さが0.6超であると、チャンバ50の熱容量の大きくなりすぎ、加熱効率が悪化する恐れがある。
図4B及び図5Aに示すように、本実施形態では、チャンバ50の内面に凸部72が設けられることが好ましい。この凸部72は、チャンバ50に収容された消費材110と接触するように構成される。この凸部72によって消費材110を押圧して把持することができるので、消費材110をチャンバ50から一層抜けにくくすることができる。
また、図4B、図5A、図5Bに示すように、凸部72は、湾曲部66の内面66aに設けられることが好ましい。凸部72が平坦部62の内面62aに設けられた場合、凸部72によって消費材110が押圧されて変形すると、消費材110と平坦部62の内面62aとの接触面積が減少し、第1粗面化部70による消費材110の保持力の向上効果が低下する恐れがある。また、平坦部62の外面66bに加熱要素42が設けられる場合には、消費材110と平坦部62の内面62a(押圧面)との接触面積が減少することで、内面62aを介する消費材110への熱伝達効率が低下する恐れもある。本実施形態によれば、第1粗面化部70による消費材110の保持力の向上効果を低下させることなく、凸部72によって消費材110をチャンバ50から一層抜けにくくすることができる。また、平坦部62の外面66bに加熱要素42が設けられる場合には、内面62aを介する消費材110への熱伝達効率の低下を抑制できる。
図5A及び図5Bに示すように、凸部72の表面に、表面粗さを向上させた第2粗面化部72aを有することが好ましい。これにより、消費材110と凸部72との摩擦力が向上し、消費材110をチャンバ50から一層抜けにくくすることができる。上述したように、喫煙可能物111が加熱要素42によって加熱されてエアロゾル等を発生させると、喫煙可能物111が収縮する。しかし、凸部72はチャンバ50の他の部分よりもチャンバ50の内側に突出しているので、喫煙可能物111が収縮してもチャンバ50の他の部分に比べて消費材110との接触が維持されやすい。したがって、本実施形態によれば、消費材110との接触が維持されやすい部分に第2粗面化部72aが設けられるので、喫煙可能物111が収縮しても第2粗面化部72aによる消費材110と凸部72との摩擦力が向上する効果を維持しやすくできる。
第2粗面化部72aの形成プロセス、第2粗面化部72aを構成する材料、第2粗面化部72aの表面粗さ、及び第2粗面化部72aの厚さは、第1粗面化部70と同様とすることができる。
図4Bに示す例では、凸部72は、消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されたとき喫煙可能物111と接触する位置に設けられるが、凸部72は、チャンバ50の長手方向の任意の位置に設けられ得る。具体的には例えば、凸部72は、チャンバの先端部59に設けられてもよい。この場合、収縮しにくい消費材110の先端部分に凸部72を接触させることができるので、消費材110と凸部72との接触を維持しやすくできる。また、凸部72は、チャンバ50の長手方向又は周方向に沿って複数設けられてもよい。図5A及び図5Bに示すように、本実施形態では2つの凸部72がチャンバ50の周方向に離間して、互いに対向するように配置される。2つの凸部72は、互いに長手方向位置がずれていてもよい。
図7は、図3から図6に示したチャンバ50内の所望の位置に消費材110が配置された状態のチャンバ50の軸方向に直交する断面における断面図である。図7では、加熱要素42が平坦部62にのみ設けられ、凸部72及び第1粗面化部70が図示省略されている例が示されている。消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されたとき、消費材110とチャンバ50との間に空気流路が形成され得る。具体的には、図7に示すように、消費材110がチャンバ50内の所望の位置に配置されると、消費材110はチャンバ50の平坦部62と接触して押圧され得る。他方、消費材110と湾曲部66との間には、空隙67が形成される。空隙67は、チャンバ50の開口52と、チャンバ50内に位置づけられた消費材110の端面と連通し得る。これにより、チャンバ50の開口52から流入した空気は、空隙67を通過して、消費材110の内部に流入することができる。言い換えれば、消費材110と湾曲部66との間に空気流路(空隙67)が形成される。
以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、本実施形態の香味吸引器100は、チャンバ50の開口52から流入した空気が消費材110の端面に供給される、いわゆるカウンターフロー式の空気流路を有するが、これに限らず、チャンバ50の底部56からチャンバ50内に空気が供給する、いわゆるボトムフロー式の空気流路を有してもよい。また、加熱要素42は、抵抗加熱型に限らず、誘導加熱型であってもよい。その場合、加熱要素42は、誘導加熱によってチャンバ50を加熱することができる。また、消費材110がサセプタを有する場合には、加熱要素42として誘導コイルを採用することにより、誘導加熱によって消費材110のサセプタを加熱することができる。
21 :電源
30 :霧化ユニット
42 :加熱要素
50 :チャンバ
59 :先端部
62 :平坦部
62a :内面
62b :外面
66 :湾曲部
66a :内面
70 :第1粗面化部
72 :凸部
72a :第2粗面化部
100 :香味吸引器
110 :消費材
111 :喫煙可能物
t1 :厚さ
30 :霧化ユニット
42 :加熱要素
50 :チャンバ
59 :先端部
62 :平坦部
62a :内面
62b :外面
66 :湾曲部
66a :内面
70 :第1粗面化部
72 :凸部
72a :第2粗面化部
100 :香味吸引器
110 :消費材
111 :喫煙可能物
t1 :厚さ
Claims (13)
- 消費材を収容するチャンバと、
前記消費材に含まれる喫煙可能物を加熱する加熱部と、を有し、
前記チャンバの内面は、前記消費材が前記チャンバ内の所望の位置に配置されたとき、前記消費材と接触又は押圧するように構成される押圧面と、前記消費材から離間する非押圧面と、を含み、
前記チャンバは、前記押圧面に、表面粗さを向上させた第1粗面化部を有し、前記非押圧面に、前記チャンバに収容された前記消費材と接触する凸部を有する、霧化ユニット。 - 請求項1に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部は、めっきによって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、溶射によって形成された金属若しくはセラミックの粒子を含む被膜、又はセラミック若しくは金属を含む粒子が固定されたフィルムを含む、霧化ユニット。 - 請求項2に記載された霧化ユニットにおいて、
前記粒子の粒子径は、10μm以上60μm以下である、霧化ユニット。 - 請求項2又は3に記載された霧化ユニットにおいて、
前記粒子の材料は、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、グラファイト、ダイヤモンド、窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカ、アルミニウム、及び窒化アルミからなる群から選択される少なくとも一つを含む、霧化ユニット。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部は、前記チャンバの先端部に設けられる、霧化ユニット。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記加熱部は、前記チャンバの外面に設けられる、霧化ユニット。 - 請求項6に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部は、前記加熱部が設けられていない前記チャンバの外面に対応する内面に設けられる、霧化ユニット。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記凸部の表面に、表面粗さを向上させた第2粗面化部を有する、霧化ユニット。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部の表面粗さは0.5μm以上15μm以下である、霧化ユニット。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部の厚さは0.01mm以上0.03mm以下である、霧化ユニット。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記チャンバは、前記押圧面を備えた押圧部を有し、
前記押圧部の厚さは0.05mm以上0.3mm以下であり、
前記押圧部の厚さに対する前記第1粗面化部の厚さの比は、0.03以上0.6以下である、霧化ユニット。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載された霧化ユニットにおいて、
前記第1粗面化部は、前記チャンバの外面よりも表面粗さが大きい、霧化ユニット。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載された霧化ユニットと、
前記霧化ユニットに電力を供給するように構成される電源と、を有する香味吸引器。
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WO2019208536A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 日本たばこ産業株式会社 | ヒータアッセンブリ及び容器 |
WO2021171459A1 (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 日本たばこ産業株式会社 | 喫煙システム、デバイス、及び消耗品 |
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