JP7688885B2 - 喫煙具用カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、喫煙具用カートリッジに関する。

近年、火炎を用いることなく、タバコの成分を含むタバコカートリッジを加熱して、気化したタバコ成分を吸引する方式のタバコ製品が広く知られている。また、嗜好の多様化から、タバコ成分を含まない植物の芳香や味わいを、タバコ同様に火炎を用いずに楽しむためのカートリッジ製品も知られ始めている。

例えば特許文献１には、「エアロゾル発生デバイスに使用する喫煙物品は、喫煙物品の最上流端に位置するエアロゾル形成基材とエアロゾル形成基材のすぐ下流に位置する支持要素とを含む。支持要素は、エアロゾル形成基材に当接し、エアロゾル形成基材は、喫煙物品を実質的に変形させることなくエアロゾル形成基材の直径の約４０パーセントと約７０パーセントの間の直径を有するエアロゾル発生デバイスの加熱要素によって貫通可能であるように構成される。支持要素は、エアロゾル形成基材内へのエアロゾル発生デバイスの加熱要素の挿入中にエアロゾル形成基材の下流への移動に抵抗するように構成される。」ことが記載されている（要約参照）。

特表２０１５－５１９９１５号公報

特許文献１に記載の支持要素（支持体）は、中央部に流路が形成された中空円筒状の部材で構成されているため、構造が複雑で、製造コストが嵩むといった課題がある。また、特許文献１では、支持要素の外周部（肉厚部）がエアロゾル形成基材と当接しているため、エアロゾルの発生量や流れにムラが生じてしまうといった課題もある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、エアロゾルの発生量や流れのムラを抑止しつつ、支持体の構造を簡素化した喫煙具用カートリッジを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とするエアロゾル形成基材と、前記エアロゾル形成基材と同軸上に配置されるマウスピースと、前記エアロゾル形成基材と前記マウスピースとの間に配置され、前記エアロゾル形成基材を支持する支持体と、を備えた喫煙具用カートリッジであって、前記支持体は、シート状の部材を巻いて形成された軸状部材から成り、前記軸状部材は、その軸方向が前記喫煙具用カートリッジの中心軸に沿うように配置され、前記エアロゾル形成基材が加熱されることで生成されるエアロゾルが、前記軸状部材の内部を通過可能に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、エアロゾルの発生量や流れのムラを抑止しつつ、支持体の構造を簡素化した喫煙具用カートリッジを提供できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図。 図１に示す支持体（軸状部材）の斜視図。 図１に示す喫煙具用カートリッジを喫煙具に挿入した状態の断面図。 変形例１－１に係る支持体の断面図。 変形例１－２に係る支持体の断面図。 変形例１－３に係る支持体の完成前の状態を示す図。 変形例１－３に係る支持体の完成後の斜視図。 第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジの断面図。 図８に示す支持体（軸状部材）の斜視図。 変形例２－１に係る支持体の斜視図。 変形例２－２に係る支持体を含む喫煙具用カートリッジの断面図。 図１１に示す支持体が変位した状態を示す喫煙具用カートリッジの断面図。 第３実施形態に係る支持体の断面図。 変形例３－１に係る支持体の断面図。 変形例３－２に係る支持体の断面図。

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。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１の断面図である。図１に示すように、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１は、被加熱体２０と、支持体３０と、マウスピース４０と、を備える。被加熱体２０と支持体３０とマウスピース４０とは、中心軸Ｃ１上に並んで配置される。そして、被加熱体２０と支持体３０とマウスピース４０とは、シート状の外装部材１０により巻かれて一体化されている。外装部材１０は、例えば紙から成る。

ここで、図１に示す喫煙具用カートリッジ１は、例えば、直径が６．５～７．５ｍｍ、長さが４０～６０ｍｍに形成される。また、被加熱体２０は、１０～２５ｍｍの長さを有する。勿論、喫煙具用カートリッジ１は、これ以外の寸法で形成されても良い。

被加熱体２０は、充填物であるエアロゾル形成基材２３をシート状の包装部材２５で巻いて円筒状に形成され、その両端部おいて、エアロゾル形成基材２３が露出している。即ち、被加熱体２０の両端部は蓋部材（例えば紙）により覆われていない。包装部材２５は、例えば紙から成るが、シート状の部材であれば材質は問わない。なお、エアロゾル形成基材２３を外装部材１０で直接巻くことで、包装部材２５を省略しても良いし、エアロゾル形成基材２３を蓋部材で覆う構成としても良い。

エアロゾル形成基材２３は、詳しくは後述するタバコ植物または非タバコ植物を原料とする喫煙材で構成されている。エアロゾル形成基材２３は、例えば、短冊状の部材を束ねて構成され、その軸方向（長手方向）が中心軸Ｃ１に沿うように配置される。

エアロゾル形成基材２３を短冊状部材で構成した場合、中心軸Ｃ１に直交する断面は略長方形状であり、その断面の長辺と短辺の比は、例えば、１．５：１～３０：１の範囲であることが好ましい。また、エアロゾル形成基材２３の長さは被加熱体２０の長さと略同一であるのが好ましい。エアロゾル形成基材２３の寸法の一例を挙げると、長辺が１．５ｍｍ、短辺が０．３ｍｍ、長さが１２ｍｍである。

勿論、エアロゾル形成基材２３は、短冊状の部材に限定されない。例えば、棒状の部材であっても良く、あるいは紛粒状やペースト状の部材であっても良い。また、エアロゾル形成基材２３は、短冊状の部材と紛粒状の部材の組み合わせ、短冊状の部材と棒状の部材の組み合わせ、棒状の部材と紛粒状の部材の組み合わせ、あるいは、短冊状の部材と棒状の部材と紛粒状の部材の組み合わせから成る構成としても良い。これらの場合、各部材の原料の少なくとも一部を異なるものとすれば、芳香や味わいが向上するので好ましい。

マウスピース４０は、喫煙具用カートリッジ１の吸口を構成する部分であり、例えば紙等を用いて形成される。また、マウスピース４０は、微粒子を取り除くセルロースアセテートフィルタ等を含んでいても良い。被加熱体２０で生成された水蒸気やエアロゾル中の微粒子の一部は、このマウスピース４０のフィルタによってろ過される。

支持体３０は、薄いシート状の部材（例えば紙、ポリマーシート、ゴムシート、金属シートなど）を巻いて円筒状に形成された、１つの軸状部材３１から成る。軸状部材３１は、その軸方向（長手方向）が喫煙具用カートリッジ１の中心軸Ｃ１に沿うように配置される。そして、軸状部材３１の一端がエアロゾル形成基材２３と当接し、他端がマウスピース４０と当接することで、エアロゾル形成基材２３の軸方向の移動が規制される。別言すれば、エアロゾル形成基材２３の被加熱体２０からの脱落が抑止される。

本実施形態において、軸状部材３１の直径は被加熱体２０の直径より小さく、略２／３程度である。そして、軸状部材３１の外周面と外装部材１０との間に環状の空間Ｓ１が形成されている。この空間Ｓ１はエアロゾルが流れる流路を構成する。なお、軸状部材１００の直径は任意であり、被加熱体２０と略等しい直径としても良い。この場合、空間Ｓ１は殆ど形成されないことになる。また、軸状部材１００は、喫煙具用カートリッジ１の中心軸Ｃ１に対して概ね沿うように配置されていれば良く、多少傾いた状態で配置されても構わない。

図２は図１のＩＩ－ＩＩ断面図、図３は支持体３０（軸状部材３１）の斜視図である。図２および図３に示すように、軸状部材３１は、シート状の部材を渦巻状に何重にも巻いて形成されており、その内部をエアロゾルが通過可能に形成されている。具体的には、軸状部材３１の軸方向に直交する断面において、渦巻状に形成された流路３５が、軸状部材３１の軸方向に沿って一様に形成されている。エアロゾルは、この流路３５を流れる過程で冷却されつつ、マウスピース４０へと到達する。

また、流路３５の幅Ｗは、エアロゾル形成基材２３が通過できない程度の大きさになっている。これにより、エアロゾル形成基材２３が流路３５内に詰まることが防止される。例えば、エアロゾル形成基材２３が粉粒状に形成されている場合、流路３５の幅Ｗはエアロゾル形成基材２３の平均粒子径より小さくすれば良い。また、エアロゾル形成基材２３が短冊状あるいは棒状に形成されている場合には、流路３５の幅Ｗはエアロゾル形成基材２３の断面の長辺より小さくすれば良い。

次に、エアロゾル形成基材２３として用いられる原料の具体例について説明する。エアロゾル形成基材２３は、以下に示す原料のうち任意の１つまたは複数の組み合わせで構成される。

エアロゾル形成基材２３は、タバコ植物または非タバコ植物を原料とする。タバコ植物としては、タバコ葉、タバコ茎、膨張タバコ、均質化タバコ等が挙げられる。非タバコ植物としては、タバコ植物以外の植物が挙げられる。非タバコ植物の好ましい部位としては、葉、果肉、種子、根（鱗根、塊根等）、茎、塊茎、皮（茎皮、樹皮等）、花（花弁、雄蕊、雌蕊等）、幹、枝等が挙げられる。

なお、本明細書でいう「植物」とは動物に対する一群を意味し、草および木等のように、根があって場所が固定されて生きているような生物以外に、微細藻類および海藻等のような藻類、キノコ等の菌類等をも含む。

エアロゾル形成基材２３は、例えば、乾燥・粉砕された非タバコ植物に、エアロゾルを発生させるエアロゾルフォーマ、微結晶セルロース、風味を追加する添加剤、保存料、結着剤または増粘剤等を適宜混合し、粉砕若しくは分級して粉状または粒状にしたり、ペースト状に成形される。また、エアロゾル形成基材２３は、シート状に成形した上で、所定の幅および長さを有するように切断して短冊状または棒状とされる。

例えば、非タバコ植物の部位が葉である場合は、好ましくは茶類を使用できる。茶類は茶になる植物が異なるだけでな<、同じ植物であっても加工法によって異なるお茶になる。具体的には、たとえば、日本茶、紅茶、明日葉茶、甘茶、アマチャヅル茶、アロエ茶、イチョウ葉茶、ウーロン茶、ウコン茶、ウラジロガシ茶、エゾウコギ茶、オオバコ茶、カキオドシ茶、柿の葉茶、カミツレ茶、カモミールティ、河原決明茶、カリン茶、菊花茶、ギムネマ茶、グァバ茶、クコ茶、柔の葉茶、黒豆茶、ゲンノショウコ茶、玄米茶、ゴボウ茶、コンフリー茶、毘布茶、桜茶、サフラン茶、シイタケ茶、シソ茶、ジャスミン茶、しょうが茶、スギナ茶、セキショウ茶、センブリ茶、ソバ茶、タラノキ茶、タンポポ茶、甜茶、ドクダミ茶、杜仲茶、ナタマメ茶、ニワトコ茶、ネズミモチ茶、ハトムギ茶、ハブ茶、ビワの葉茶、プーアル茶、紅花茶、松葉茶、マテ茶、麦茶、メグスリノキ茶、ヨモギ茶、ユーカリ茶、羅漢果茶、ルイボスティ、ゴーヤ茶などが挙げられる。これらお茶については飲用後の茶殻を使用しても良い。茶殻などを使用すれば高価なお茶などを再利用して有効活用できる。

さらに、上記に例示した非タバコ植物の抽出物、所謂エキスや加工品も使用することができる。抽出物の形態としては、液体、水あめ状、粉末、顆粒、溶液等が挙げられる。

エアロゾル形成基材２３の原料としてのエアロゾルフォーマは、グリセリン、プロピレングリコール、ソルビトール、トリエチレングリコール、乳酸、ジアセチン（グリセリンジアセタート）、トリアセチン（グリセリントリアセタート）、トリエチレングリコールジアセタート、クエン酸トリエチル、ミリスチン酸イソプロピル、ステアリン酸メチル、ドデカンジオン酸ジメチル、テトラデカンサンジオン酸ジメチルなどが挙げられる。なかでも、グリセリン、プロピレングリコールが好ましい。

エアロゾル形成基材２３の原料としての微結晶セルロースとは、例えば、繊維性植物のパルプから得られたα－セルロースを酸で部分的に解重合したものとして得られるものであり、セルロースから可溶性部分を取り除き、適宜、不溶性部分を結晶化したものである。

微結晶セルロースは、粉体のままでも良いし、水などの溶媒に分散させて懸燭液でも良い。この場合、溶媒ヘの分散は、高速攪拌機や高圧ホモジナイザーなどが使用できる。

さらに、必要に応じエアロゾル形成基材２３の原料として風味を追加する風味添加剤も好ましく用いられる。風味添加剤としては、はっか、ココア、コーヒー、紅茶のエキス、茶抽出物のカテキンの粉末等が挙げられる。保存料としては食品に使用されるものが好ましく、例えば、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、安息香酸ナトリウム等が挙げられる。

エアロゾル形成基材２３に、メントールおよび非水溶性架橋ポリマー（好ましくはポリビニルポリピロリドン）を含有させても良い。メントールに非水溶性架橋ポリマーを組み合わせることで、メントールの昇華を効果的に抑制でき、メントールの風味を長期間保つことができる。ここで、メントールとは、天然物から得られたものに限られず、合成物でも良い。また、はっか、ミント、ハッカ油、その他のメントールを含むものを使用しても良い。

風味添加剤は、例えば、マウスピース４０の壁部に含浸させることによってマウスピース４０に設けられている。風味添加剤がマウスピース４０に設けられている態様は、このような態様に限られず、例えば、当該風味添加剤が封入されているカプセルをマウスピース４０の壁部に埋設することによって、マウスピース４０に風味添加剤が設けられているようにしても良い。または、マウスピース４０と被加熱体２０との間に風味添加剤が封入されたカプセルが配置されるようにしても良い。風味添加剤がカプセルに封入されている場合、喫煙者は、カプセルを指で押圧することにより、カプセルを破壊することができ、所望のタイミングで風味添加剤の芳香成分を揮発させることが可能となる。

さらに、風味添加剤は、例えば、マイクロカプセルに封入されている場合、封入されているマイクロカプセルを被加熱体２０に設けても良い。勿論、当該マイクロカプセル（カプセル６０）を支持体３０に設けても良い（図７Ｂ参照）。

エアロゾル形成基材２３の原料としての結着剤または増粘剤としては、グアーガム、キサンタンガム、アラビアゴムおよびローカストビーンガムなどのゴム、例えばヒドロキシプロピルセルレロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびエチルセルロースなどのセルロース結合剤、例えばデンプン、アルギン酸などの有機酸、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カラナギン、寒天およびペクチンなどの有機酸の共役塩基塩などの多糖類、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

（エアロゾル形成基材の製造方法）
既述のエアロゾル形成基材２３の製造方法について、各工程に分けて説明する。エアロゾル形成基材２３の製造工程は、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物を乾燥・粉砕し、秤量等を行う乾燥・粉砕工程と、その他の原料の前処理、秤量等を行う準備工程と、原料を混合して組成物とする混合工程と、組成物を成形する充填物成形工程と、を有する。

乾燥・粉砕工程では、主原料となるタバコ植物または非タバコ植物の使用部位（例えば、葉、種子、乾燥果実、茎、樹皮、根など）を組成物とするため、所定の粉砕物に加工する。その際、後に添加するエアロゾルフォーマ、水その他の成分を吸収あるいは担持するのに都合の良い水分量に調整することが好ましい。乾燥において、温度は６０℃以上８０℃以下が好ましい。この範囲とすることで、必要とする香味成分の散逸を避けながら、所望の水分量に到達させやすい。さらに、乾燥・粉砕工程には、粉砕物を篩分けする篩工程を設けることもでき、所望の粒度に調整して混合工程に投入することができる。

準備工程においては、エアロゾル形成基材２３を作製するにあたり必要な原料を準備することができる。前述の微結晶セルロースは、準備工程において秤量され、混合工程に投入される。

混合工程においては、通常の混合機を使用することができる。例えば、混合槽中の原料を撹拌羽根にて、剪断力を加えつつ混合するような形態が好ましく用いられる。

充填物成形工程では、各種原料が混合された組成物を薄いシート状に成形してから、切断することで、短冊状または棒状のエアロゾル形成基材２３が成形される。本実施形態では、薄いシートにするため、複数本のロールミルを用意する。複数本のロールミルを用いると、狭いロール間に押し込まれることによる圧縮と、ロール速度差による剪断により、混練、分散などを行いながら、ドクターブレードにより所望の厚さのシートとすることが可能であり、好ましい。また、プレスローラあるいはプレス機を用いて作製することもできる。

また、粉状または粒状のエアロゾル形成基材２３とするには、上記組成物について、適宜粉砕若しくは分級を行うことが好ましい。粉状または粒状のエアロゾル形成基材２３における平均粒子径は、例えば０．１～３．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。当該平均粒子径は、例えばＪＩＳ Ｋ ００６９：１９９２に記載された篩分け法によって求められる。つまり、この平均粒子径は、複数の篩による試験結果について、目開きの大きいほうからの質量の積算を行い、その質量５０％に相当する径をいう。また、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を平均粒子径としても良い。

充填物成形工程では、組成物を加圧によりオリフィスを通過させて成形するなど、他の手段を用いても良い。また、充填物成形工程では、必要に応じて、非タバコ植物、エアロゾルフォーマ、結着剤または増粘剤等、風味添加剤、保存料をさらに添加しても良いし、水などを添加しても良い。

充填物成形工程で得られるシートの厚さは、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。得られたシートは、カッター、回転刃方式のロータリーカッター等により、所定の幅に切断される。

ここで、エアロゾル形成基材２３の表面に粘着性を付与する場合は、粘着性を付与できる手段であれば特に限定されないが、既述の結着剤を少なくとも一部に付着させれば良い。粘着性を付与することで、短冊状または棒状のエアロゾル形成基材２３と粉状、粒状またはペースト状のエアロゾル形成基材２３と組み合わせる場合に、短冊状または棒状のエアロゾル形成基材２３の表面に粉状、粒状またはペースト状のエアロゾル形成基材２３を安定して保持することができる。

（喫煙具用カートリッジの使用方法）
喫煙具用カートリッジ１の使用方法について説明する。図４は喫煙具用カートリッジ１を喫煙具７０に挿入した状態の断面図である。喫煙具用カートリッジ１は、加熱式の喫煙具７０に装着されて使用される。喫煙具７０は、喫煙具用カートリッジ１を挿入するための挿入部７２を有している。挿入部７２には、針状あるいはブレード状の加熱部７５が設けられる。挿入部７２に喫煙具用カートリッジ１が挿入された状態で加熱部７５が発熱することにより、エアロゾル形成基材２３からエアロゾルが生成される。この状態で喫煙者がマウスピース４０をくわえて吸引すると、エアロゾルが支持体３０（流路３５および空間Ｓ１）、マウスピース４０の順に流れて、喫煙者の口内へと流入される。

このように構成された第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１によれば、以下の効果を奏することができる。

支持体３０が、薄いシート状の部材を渦巻状に巻いた軸状部材１００から成るため、支持体３０の構造が簡単で、かつ、製造コストも低減できる。また、軸状部材１００は、シート状の部材を渦巻状に巻いた構成とされ、内部に渦巻状の流路３５が形成されているため、上記従来技術（特許文献１）のように厚肉な外周部を有していない。そのため、軸状部材１００の端部（シート状の部材の一辺）がエアロゾル形成基材２３の端面に分散して当接する。別言すれば、上記従来技術のように、エアロゾル形成基材の端部に支持要素の外周部が局部的に当接しない。そのため、エアロゾル形成基材２３を加熱することで生成されるエアロゾルの発生量や流れのムラが抑制される。その結果、エアロゾルの芳香や味わいが向上する。また、エアロゾルが空間Ｓ１および渦巻状の流路３５を通過することで、エアロゾルが効果的に冷却される。特に、支持体３０はシート状の部材を巻いた構成であることから、エアロゾルが流路３５を通過する際、エアロゾルとシート状の部材との接触面積が大きい。そのため、エアロゾルの熱がシート状の部材との間で熱交換され、エアロゾルが効果的に冷却される。その結果、喫煙者のエアロゾルの吸い心地が良好となる。

また、支持体３０がエアロゾル形成基材２３とマウスピース４０との間に介装され、エアロゾル形成基材２３の軸方向の移動を規制しているため、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具７０に挿入する際に、エアロゾル形成基材２３の位置がずれることが防止される。よって、加熱部７５によるエアロゾル形成基材２３の加熱が安定し、良好なエアロゾルが発生する。さらに、支持体３０を備えていることにより、喫煙具用カートリッジ１を喫煙具７０に挿入する際の軸方向の変形を防止できる。

なお、支持体３０の直径を被加熱体２０の直径と略等しくすると、支持体３０の外周面によって外装部材１０が支持されるため、喫煙具用カートリッジ１を手指でつかむ際の径方向の変形も防止できる。

次に、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１の変形例について説明する。

（変形例１－１）
図５は変形例１－１に係る支持体３０－１の断面図である。なお、図５は図１のＩＩ－ＩＩ線と同じ位置で切断した断面図である。図５に示す軸状部材３１－１は、シート状の部材を渦巻状に巻いて四角筒状に形成され、その断面外形が略長方形を成している。そして、図５に示す断面において、渦巻状の流路３５－１が形成されている。

このような構成でも、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、断面外形は正方形でも良いし、五角形、六角形などの多角形でも良い。

（変形例１－２）
図６は変形例１－２に係る支持体３０－２の断面図である。なお、図６は図１のＩＩ－ＩＩ線と同じ位置で切断した断面図である。図６に示す軸状部材３１－２は、シート状の部材を渦巻状に巻いて三角筒状に形成され、その断面外形が略正三角形を成している。そして、図６に示す断面において、渦巻状の流路３５－２が形成されている。

このような構成でも、上記した第１実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、断面外形は二等辺三角形、直角三角形等でも良い。

（変形例１－３）
図７Ａは変形例１－３に係る支持体３０－３の完成前の状態を示す図、図７Ｂは変形例１－３に係る支持体３０－３の斜視図（完成後）である。本例では、図７Ａに示すように、長方形のシート状の部材のうち二点鎖線の部分を切断して、台形状に形成されたシート状の部材を用意する。そして、この台形状の部材を、短辺を中心にして図中の矢印の方向に巻いていくと、図７Ｂに示すように円錐状の凹部３７が形成される。

そして、図７Ｂに示すように、変形例１－３に係る支持体３０－３は、その端部に形成された凹部３７にカプセル６０が設けられている。このカプセル６０は、エアロゾルに対して芳香や味わいを変化させるものであり、上記した各種風味添加剤を用いることができる。

この変形例１－３によれば、カプセル６０によりエアロゾルに風味付けがなされるため、芳香や味わいを向上させることができる。また、カプセル６０を手で潰したり、噛み潰したりすることで、より深い味わいを実現できる。また、カプセル６０は支持体３０－３の内部に設けられているため、喫煙具用カートリッジに振動や衝撃が加わってもカプセル６０に衝撃が伝わり難い。その結果、カプセル６０が破れて風味が飛ぶことが防止される。また、カプセル６０は中心軸Ｃに概ね沿う位置に設けられているため、カプセル６０を潰した際に、風味添加剤が支持体３０－３の内部に均一に広がって、エアロゾルに均一に混ざる。よって、より深い味わいとなる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジ２について説明する。第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジ２は、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１と基本的には同じ構成であるが、支持体の構成が相違する。よって、以下の説明では、この相違点を中心に説明し、第１実施形態と重複する説明は省略する。

図８は本発明の第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジ２の断面図、図９は図８に示す支持体１３０の斜視図である。図８に示すように、第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジ２は、被加熱体２０と、支持体１３０と、マウスピース４０と、を備える。

支持体１３０は、図９に示すように、薄いシート状の部材（例えば紙、ポリマーシート、ゴムシート、金属シートなど）を渦巻状に巻いて円筒状に形成された、１つの軸状部材１３１から成る。軸状部材１３１の内部には、エアロゾルが流れる流路１３５が渦巻状に形成されている。軸状部材１３１は、その端部１３２が、先端側に行くにつれて縮径するように軸方向（長手方向）に引き伸ばされて構成されている。これにより、軸状部材１３１は軸方向に若干の弾力性を有している。軸状部材１３１を、その軸方向が喫煙具用カートリッジ１の中心軸Ｃ１に沿うように配置すると、軸状部材１３１の一端がエアロゾル形成基材２３を若干押圧するように当接し、他端１３２がマウスピース４０を若干押圧するように当接する。こうして、エアロゾル形成基材２３の軸方向の移動が規制される。

この構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するほか、軸状部材１３１が軸方向に弾力性を有しているため、エアロゾル形成基材２３の支持がより一層良好となる。また、喫煙具用カートリッジ２を喫煙具７０に挿入する際、エアロゾル形成基材２３が加熱部７５に押圧されて内部に押し出される場合が考えられる。押し出されたエアロゾル形成基材２３は、軸状部材１３１を軸方向に押圧することとなる。ところが、本実施形態によれば、軸状部材１３１のエアロゾル形成基材２３と対面する端面が窪んでいるうえ、軸方向に弾力性を有しているため、エアロゾル形成基材２３による押圧に応じて、端面の中央部が内方に逃げるように変位する。これにより、喫煙具用カートリッジ２の喫煙具７０への挿入がスムーズである。

次に、第２実施形態に係る喫煙具用カートリッジ２の変形例について説明する。

（変形例２－１）
図１０は変形例２－１に係る支持体１３０－１の斜視図である。図１０に示す軸状部材１３１－１は、可撓性を有するシート状の部材（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）等の熱可塑性樹脂や、ＰＩ（ポリイミド）等の熱硬化性樹脂）を螺旋状に巻いて形成される。そして、軸状部材１３１－１の内部にエアロゾルが流れる流路１３５－１が形成される。

このような構成でも、支持体１３０－１の軸方向に弾性力を付与することができるため、上記した第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

（変形例２－２）
図１１は変形例２－２に係る支持体１３２－２を含む喫煙具用カートリッジ２の断面図、図１２は変形例２－２に係る支持体１３２－２が変位した状態を示す喫煙具用カートリッジ２の断面図である。

図１１に示すように、変形例２－２に係る支持体１３２－２は、薄いシート状の部材を渦巻状に巻いて円筒状に形成された、１つの軸状部材１３１－２から成る。軸状部材１３１－２の内部には、エアロゾルが流れる流路１３５－２が渦巻状に形成されている。そして、軸状部材１３１－２の一端を軸方向に押し込むと、図９に示すように一方の端面の中央部が窪んで、他端側の端部が引き伸ばされる。そして、軸状部材１３１－２は、軸方向に加わる外力が解放されると、元の形状に戻る。即ち、軸状部材１３１－１は軸方向に弾性変形可能に構成されている。

この構成自体は図１に示す軸状部材３１と同様であるが、軸状部材１３１－２の軸方向の長さは、軸状部材３１のそれに比べて短い。そのため、軸状部材１３１－２とマウスピース４０との間に空間Ｓ１が形成されている。また、軸状部材１３１－２の外周面は外装部材１０の内周面と接触している。即ち、支持体１３０－２の直径と外装部材１０の直径とは略等しくなるように構成されている。

この構成によれば、上記した第２実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、軸状部材１３１－２の外周面により外装部材１０の径方向の変形が抑止される。

また、喫煙具用カートリッジ２を喫煙具７０に挿入する際、エアロゾル形成基材２３が加熱部７５に押圧されて内部に押し出される場合であっても、図１２に示すように、軸状部材１３１－２の中央部が軸方向に窪むように変位する（同図の点線）ので、喫煙具用カートリッジ２の喫煙具７０への挿入がスムーズである。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る喫煙具用カートリッジ３について説明する。第３実施形態に係る喫煙具用カートリッジ３は、第１実施形態に係る喫煙具用カートリッジ１と基本的には同じ構成であるが、主に支持体の数が相違する。よって、以下の説明では、この相違点を中心に説明し、第１実施形態と重複する説明は省略する。

図１３は本発明の第３実施形態に係る喫煙具用カートリッジ３に用いられる支持体２３０の断面図である。なお、図１３は図１のＩＩ－ＩＩ線と同じ位置で切断した断面図である。図１３に示すように、本実施形態において、支持体２３０は、２つの軸状部材２３１から成る。軸状部材２３１は、第１実施形態に係る軸状部材３１と同様に構成される。即ち、軸状部材２３１は、薄いシート状の部材を渦巻状に巻いて円筒状に形成され、内部にエアロゾルが流れる流路２３５が渦巻状に形成されている。そして、２つの軸状部材２３１は、シート状の結束部材１５によって１つに束ねられている。結束部材１５は、例えば紙から成るが、ゴム製の部材や、フィルムシート等が用いられても良い。

この構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、２つの軸状部材２３１が結束部材１５で束ねられて一体化されているため、支持体２３０の取り扱いが容易である。よって、被加熱体２０、支持体２３０、およびマウスピース４０を外装部材１０で巻く作業が簡単になる。また、２つの軸状部材２３１によって支持体２３０を構成しているため、支持体２３０の剛性が高まり、喫煙具用カートリッジ３の軸方向の変形をより一層防止できる。なお、軸状部材２３１の数は２つに限定されず、３本以上であっても良い。

次に、第３実施形態に係る喫煙具用カートリッジ３の変形例について説明する。

（変形例３－１）
図１４は変形例３－１に係る支持体２３０－１の断面図である。なお、図１４は図１のＩＩ－ＩＩ線と同じ位置で切断した断面図である。図１４に示す支持体２３０－１は、２つの軸状部材２３１，２３２を結束部材１５で束ねて一体化された構成となっているが、軸状部材２３１と軸状部材２３２とでは、軸方向（長手方向）に直交する断面形状（外形）が異なっている。具体的には、軸状部材２３１は、断面外形が略丸形（図２参照）であるのに対して、軸状部材２３２は、断面外形が略三角形（図６参照）となっている。このように構成しても、第３実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、軸状部材２３１と軸状部材２３２の断面外形は互いに異なっていれば良く、図１４に示す丸形状と三角形状の組み合わせに限定されない。

（変形例３－２）
図１５は変形例３－２に係る支持体２３０－２の断面図である。なお、図１５は図１のＩＩ－ＩＩ線と同じ位置で切断した断面図である。図１５に示す支持体２３０－２は、２つの軸状部材２３１を備えている点で第３実施形態と一致するが、２つの軸状部材２３１を束ねる構成が相違している。具体的には、本例において、一方の軸状部材２３１（左側の軸状部材）を他方の軸状部材２３１(右側の軸状部材)の一部である結束部２３１ａで包み、他方の軸状部材２３１の外周面に、この結束部２３１ａの端部２３１ｂを接着して、２つの軸状部材２３１が束ねられている。この構成であっても、第３実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本例では、結束部材１５が不要なため、部品点数を低減できる利点がある。

ここで、本例では、一方の軸状部材２３１を他方の軸状部材の結束部２３１ａで包んで束ねる構成を説明したが、１つのシート状の部材を両端からそれぞれ渦巻状に巻いて２つの軸状部材を形成する構成とすることもできる。この構成であっても、結束部材１５を用いることなく２つの軸状部材は一体化されているため、取り扱いが容易であり、部品点数も低減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

例えば、軸状部材３１，１３１，２３１を構成するシート状の部材は、上記したように、紙、ポリマーシート、ゴムシート、金属シート、樹脂シートなど何れの材料を用いることができるが、エアロゾルの冷却効果を高めたい場合には、金属シートを用いると良い。また、シート状の部材として、形状記憶合金を用いると、形状が安定するため、エアロゾル形成基材２３を良好に支持できる。

また、軸状部材３１，１３１，２３１を構成するシート状の部材として、上記した風味添加剤が含浸あるいは印刷された部材を用いることができる。これらの場合、エアロゾル形成基材２３の原料を変えずに、軸状部材３１，１３１，２３１に含浸あるいは印刷する風味添加剤を変更するだけで、容易に芳香や味わいのバリエーションを増やすことができる。軸状部材３１，１３１，２３１に風味添加剤を封入したマイクロカプセルを担持させても、同様の効果を奏する。

また、支持体２３０が軸状部材２３１を複数含む構成の場合（例えば図１３参照）、各軸状部材２３１に含浸させる風味添加剤が異なるようにしても良い。こうすることで、エアロゾルに異なる風味が添加され、芳香や味わいが向上する。

また、軸状部材３１，１３１，２３１を構成するシート状の部材は、多孔質のもの、エンボス加工したもの等、あらゆる種類のものを用いることができる。

また、軸状部材２３１が２つの場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明において軸状部材の数は限定されない。即ち、軸状部材の数は３つ以上であっても良い。

また、軸状部材３１，１３１，２３１は、必ずしも薄いシート状の部材を渦巻状に巻いた構成とする必要はない。エアロゾル形成基材２３を支持することができれば、例えばシート状の部材を１周巻いて形成される中空の筒体であっても良い。

なお、エアロゾル形成基材２３の原料については、上記に例示したもののほか、様々な原料を使用できる。例えば、特許第６３７１９２７号公報、特許第６３７１９２８号公報、および特許第６５１６９０７号公報に開示された原料を本発明にも適用できる。

エアロゾル形成基材２３の形状として、例えば、棒状、粒状、粉状、短冊状、シートを巻回したもの、シートを折り畳んだもの、繊維状、シートを捲縮させたもの、繊維を捲縮させたもの、塊状、片状、粘状、粘性の強い粘土状、ゲル状、スライム状、タブレット状、ペースト状等があげられる。これらの形状のものは、それらの１種または２種以上を混在させて用いることができる。

また、エアロゾル形成基材２３の形状は、たとえば、ストランド、多孔質状などの形態としてもよい。多孔質状にするためには、たとえば、複数の針で乾燥したシートを何度か突き刺すなどすることで形成できる（その他の方法であっても良い）。

粉状または粒状のエアロゾル形成基材２３の形状は、たとえば、顆粒、ペレットなどの形態としても良い。

粉状または粒状のエアロゾル形成基材２３は、ブロック状に固めてもよいし、若干加水またはオイルを足してペースト状にしても良い。

１，２，３ 喫煙具用カートリッジ
１０ 外装部材
１５ 結束部材
２０ 被加熱体
２３ エアロゾル形成基材
２５ 包装部材
３０，１３０，２３０ 支持体
３１，１３１，２３１ 軸状部材
３５，１３５，２３５ 流路
４０ マウスピース
６０ カプセル
２３１ａ 結束部

Claims (9)

1. タバコ植物または非タバコ植物を原料とするエアロゾル形成基材と、前記エアロゾル形成基材と同軸上に配置されるマウスピースと、前記エアロゾル形成基材と前記マウスピースとの間に配置され、前記エアロゾル形成基材を支持する支持体と、を備えた喫煙具用カートリッジであって、
   前記支持体は、
   シート状の部材を巻いて形成された軸状部材から成り、
   前記軸状部材は、その軸方向が前記喫煙具用カートリッジの中心軸に沿うように配置され、前記エアロゾル形成基材が加熱されることで生成されるエアロゾルが、前記軸状部材の内部を通過可能に形成され、その軸方向に弾性変形可能に形成され、
   前記軸状部材の一方の端部は、先端側に行くにつれて縮径するように前記シート状の部材を渦巻き状に巻いて形成され、前記軸状部材の一方の端部は前記マウスピースと当接し、他方の端部は前記エアロゾル形成基材と当接していることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
2. 請求項１に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記軸状部材の軸方向に直交する断面において、前記軸状部材が渦巻き状に形成されていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
3. 請求項１または２に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記軸状部材は、前記エアロゾル形成基材の通過が不能に形成されていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記支持体は、複数の前記軸状部材を有し、
   前記複数の軸状部材は、それぞれの軸方向が前記喫煙具用カートリッジの中心軸に沿うように配置されていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
5. 請求項４に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の軸状部材のうち少なくとも１つは他と異なる断面形状を有することを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
6. 請求項４または５に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の軸状部材は結束部材によって束ねられていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
7. 請求項４または５に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記複数の軸状部材のうち１つの軸状部材によって他の軸状部材が束ねられていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
8. 請求項１～７の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記シート状の部材には、風味添加剤が含浸されていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。
9. 請求項１～７の何れか１項に記載の喫煙具用カートリッジにおいて、
   前記軸状部材の内部に、風味添加剤が封入されたカプセルが設けられていることを特徴とする喫煙具用カートリッジ。

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