CN1650441A - 压电点火机构 - Google Patents

Abstract

一种压电点火机构，其包括第一和第二本体件，与其中一个本体件相关联的一个压电件，和与其中一个本体件相关联的一个敲击件，以及与其中一个本体件相关联的一个接合部分。当本体件处在第一位置时，敲击件可释放地保持在离开压电件一定距离，并且在第一和第二本体件朝向第二位置运动的条件下，将敲击件释放并驱动它冲击压电件。接合部分的构形和尺寸可做成对本体件朝向第二位置的运动提供阻力。

Description

压电点火机构

技术领域

一般说来，本发明涉及点火机构和包含点火机构的装置，比如打火机(或点火器)，它包括袖珍打火机和伸长杆型打火机，一次性和非一次性打火机。更具体地说，本发明涉及压电点火机构和压电打火机，特别是包括对于操作增加了阻力的点火机构和打火机。

背景技术

一次性气体打火机以多种形式可供使用。典型地，一次性打火机的一个共同的部件是燃料释放杆，它用来产生一股燃料流。该燃料释放杆典型地与一个火花产生机构联合起来操作，从而在燃料流开始之后很快把它点燃。例如，一种类型的打火机要求使用者对着一块火石转动一个带齿的火花轮，为的是产生一个火花，同时通过向下压燃料释放杆，或者随后立即向下压燃料释放杆，释放出气体并且产生火焰。

用于一次性打火机的其它点火装置采用一个压电机构。在这种类型的点火机构中，用一个小锤敲击一种压电材料比如一块压电晶体，为的是产生一个电火花。在燃料出口或者喷嘴处产生火花，点燃气体燃料。在使用者用力向下压的条件下，典型地，燃料释放杆开始燃料流动并且随后开始点火过程。在题目为“用于气体打火机的压电机构”(Piezoelectric Mechanism For Gas Lighter)的美国专利No.5262697中公开了这样的压电点火机构的一个示例。

已经引入了一些措施使得打火机的致动比较困难。所采用的一种典型方法是与一个闩件结合，该闩件阻止向下压燃料释放杆。在美国专利No.5435719；5584682和5636979中给出了这样的机构的示例。在美国专利No.5854530中公开了压电打火机的另一示例，它对于操作提供了更大的阻力。’530专利描述了一种压电点火机构，该机构有一个伸缩的组件，该组件有被一个返回弹簧分开的内件和外件。该返回弹簧将内件和外件偏置，使它们分离开，使用者必须向下压内件和外件，使它们朝向彼此运动，为的是启动点火机构。’530专利的装置也包括一个阻力弹簧，它对于内件和外件朝向彼此的运动提供附加的阻力，为的是对于操作提供更大的阻力。

然而，仍然需要一种点火装置，它对于操作提供更大的阻力，并且也能改善对使用者的友好程度和使所要求的部件的数目减到最小。

发明内容

本发明涉及一种压电点火机构，它对于操作提供更大的阻力，以及与该点火机构结合的打火机，包括袖珍打火机和伸长杆型打火机。在一个实施例中，一种压电点火机构包括第一和第二本体件，一个压电件，一个敲击件，以及与本体件相结合的一个接合部分。当本体件处在第一位置时，敲击件可释放地保持在离开压电件一定距离，并且在本体件朝向第二位置运动的条件下，将敲击件释放并驱动它冲击压电件。接合部分的构形和尺寸可做成对本体件朝向第二位置的运动提供阻力。

按照一个实施例，其中一个本体件可以形成一个保持表面，用来可释放地把敲击件保持在离开压电件的一定距离，并且接合部分可以阻止敲击件由保持表面释放。例如，敲击件可以形成至少一个凸耳部分，并且接合表面可以阻止凸耳部分由保持表面释放。

附加地或者替代地，其中一个本体件可以形成一个斜面，该斜面的构形和尺寸做成与凸耳部分接触，并且在第一和第二本体件朝向第二位置运动的条件下由保持表面释放凸耳部分，并且，接合部分可以设置在该斜面上。

可以使用本发明的压电点火机构例如在打火机比如袖珍打火机或者实用打火机中产生火花，该打火机有设置在伸展杆的一端的喷嘴。然而，压电点火机构的其它应用和实现也在本发明的范围以内。

附图说明

为了使理解本发明的特点，结构和操作变得容易，在下面的讨论中将描述本发明的优选特点，其中在实施例的所有几张图中类似的附图标记表示类似的部件，在图中：

图1为本发明的压电点火机构的第一实施例在第一位置或静止位置的前视图；

图2为图1的点火机构的部分剖面图；

图3为图1的点火机构的端部件和第一本体件的一部分(以虚线表示)的前视图；

图4为图1的点火机构的敲击件(或叩诊槌状部件plexormember)的前视图；

图5为图4的敲击件的侧视图；

图6为图1的点火机构的第二本体件的透视图；

图6A为图6的第二本体件的保持表面和接合部分的细节图；

图7为图1的点火机构的第一本体件的侧视图；

图7A为图7的第一本体件的一个替代实施例的壁部的侧视图；

图8为图1的第一本体件的一个替代实施例的侧视图，它带有在下斜面上形成的接合部分；

图9为图1的点火机构在部分压缩位置的前视图；

图10为图9的部分剖面图；

图11为图1的点火机构在第二位置或释放位置的前视图；

图12为图11的部分剖面图；

图13为结合到打火机组件中的图1的压电点火机构的前向部分剖面图，所示出的为处于第一位置的点火机构；

图14为压电点火机构的第二实施例的前向部分部件分解图；以及

图14A为图14的点火机构的的第一本体件的一个替代实施例的壁部的侧视图。

具体实施方式

参见附图，其中使用相同的附图标记表示相同的部件，并且其中仅只用于说明的目的示出了点火机构的优选特点和实施例，而非试图限制本发明的范围，图1示出了按照本发明的压电点火机构10的一个实施例。点火机构10分别包括第一和第二件12，14，这两个件的构形和尺寸做成沿着纵向轴线18相对于彼此运动，或者最好是滑动。如在图1中所示，第一和第二件12，14可以做成与同心的中空管类似，第二件14容纳在第一件12中，或者相反。然而，本领域技术人员将会知道并且认识到，可以使用任何数目的几何构形实现第一与第二件12，14之间的运动。本领域技术人员还将会知道并且认识到，第一与第二件12，14不限于沿着纵向轴线18运动，而是可以沿着任何轴线相对于彼此运动。此外，第一与第二件12，14可以相对于彼此例如关于纵向轴线18转动或者枢转。

可以在第一件12与第二件14之间设置一个返回弹簧16，或者任何类型的在技术中已知的弹性件，以将第一与第二件12，14偏置，使它们分离开。如在附图中所示，可以将返回弹簧16设置在第二件14的一部分上，然而，可以设想返回弹簧16的其它构形，并且本发明不限于所示出的构形。可以将第一与第二件12，14的结构做成带有一个止动件，唇部或者其它装置，以防止两个部件在返回弹簧16的作用力下分开。替代地或者附加地，可以例如通过打火机本体或者壳体将一个外部作用力施加到这些件上，以将第一与第二件12，14保持在一起。

可以使一个压电件24和一个可选的冲击垫26与第一与第二件12，14相关联。例如，如在图2中所示，一个砧座件22可安装到第二件14的一端上，并且该砧座件将压电件24和冲击垫26保持在第二件14里面。最好用协同工作的突起和凹槽把砧座件22接附到第二件14上，但是可以替代地或者附加地用其它连接装置比如螺丝，协同工作的螺纹，销柱，焊接或者粘接进行接附。替代地，砧座件22和第二件14可做成(例如通过插入模制)围绕压电件24和可选的冲击垫26的一个单一件。最好冲击垫26设置成邻近压电件24，并且把来自冲击垫26的冲击能量直接传递到压电件24上。这样，砧座件22，压电件24，以及冲击垫26是一个电路的所有部件，并且当一个敲击件28用足够的作用力敲击冲击垫26时它们协同工作产生一个火花，如下面将更详细地讨论的那样。本领域技术人员将会知道并且认识到，冲击垫26是可选的，并且可以替代地用敲击件28直接敲击压电件24。

如在图2和3中所示，可以在第一件12的一端设置一个端部件32，并且该端部件可以有设置在它的相对侧面上的挂钩54，这些挂钩与在第一件12中的开孔58(在图1中示出)接合，以把端部件32保持在第一件12上。也可以使用在本领域中已经知道的其它紧固手段比如胶粘，焊接，用螺丝固定，用销柱固定，用于把端部件32保持在第一件12上，或者端部件32与第一件12可做成一个整体。如在图3中所示，端部件32可以设有一个凸台48和/或一个突出部46，以保持冲击弹簧30的一端，对此下面将更详细地讨论。

仍然参考图2，使敲击件28(以虚线部分地示出)与第一和第二件12，14相关联，并且最好把敲击件28设置在第二件14内。敲击件28可以在第二件14的一个中空通道35内在纵向上沿着纵向轴线18运动。使一个冲击弹簧30与第一和第二件12及敲击件28相关联，并且把敲击件28在冲击垫26和压电件24的方向上偏置。如在图2中所示，最好将弹簧30座放在端部件32的凸台48的一端上，把敲击件28接附到冲击弹簧30的另一端上。

参见图4和5，敲击件28可以大致为圆柱形，带有一个钝端部，并且可以有位于它的相对的侧面上的两个凸耳部分34。凸耳部分34与敲击件28可做成一个整体，或者替代地可以把它与敲击件28分开形成，、并且连接到敲击件28上。按照一个替代的实施例，以由一个圆柱形的棒形成凸耳部分34，该棒的端部有穿过敲击件28形成的一个孔向外伸展的端部。敲击件28不限于所示出的形状，并且可以有任何整体的形状，这种形状容许它在第一和第二件12，14中运动。

如在图6中所示，可以使轨道36与其中一个本体件相关联。轨道36的尺寸和构形做成容纳凸耳部分34，并且引导敲击件28沿着纵向轴线18的运动。也可使保持表面38与其中一个本体件相关联。在所示出的实施例中，在第二件14上形成保持表面，并且将保持表面的尺寸和构形做成保持凸耳部分34，并基本上防止敲击件28朝向压电件24运动。在图6中所示出的说明性实施例中，轨道36是在第二件14的侧壁中形成的细长凹槽，并且由位于这些细长凹槽附近的缺口形成保持表面38，然而，其它构形是可能的。例如可以替代地由一个搁板或者突出部形成保持表面38，通过增加轨道36的宽度形成该搁板或者突出部。

如在图7中所示，可以在其中一个本体件上形成一个上斜面42和一个下斜面44。可选地，也可以在其中一个本体件上形成第一侧表面41和第二侧表面43。在所示出的说明性实施例中，在第一件12的每个侧面中形成上和下斜面42，44和第一和第二侧表面41，43。将凸耳部分34的构形和尺寸做成越过轨道36和/或保持表面38突伸出，并且与上和下斜面42，44接触，并可选地与第一和第二侧表面41，43接触。如在图7的实施例中所示出的那样，可以由完全穿过第一件12的侧壁伸展的一个孔的边缘形成上和下斜面42，44和第一和第二侧表面41，43。如在图7A中所示，可以替代地由在第一件12的侧壁中形成的凹槽或者缺口形成这些表面。进而，本领域技术人员将会知道并认识到，为了提供上和下斜面42，44和第一和第二侧表面41，43可以实现任何数量的结构。

回过去参见图6，可以将保持表面38的构形和尺寸做成阻止凸耳部分34由保持表面38释放、并且进入轨道36中。如在图6和6A中所示，保持表面38可以设有一个接合部分39，使此接合部分弯曲，以与凸耳34的形状相符合或者部分地包围凸耳34，结果，对凸耳34起作用，把它保持在保持表面38上。本领域技术人员将会知道并且认识到，接合部分39不限于所示出和所描述的形状，并且可以有适宜于阻止凸耳部分34由保持表面38释放的任何数目的形状。例如，接合部分39可以替代地为斜面的形状，带缺口，或者带齿，或者为本领域技术人员知道的用来阻止凸耳部分34由保持表面38释放的任何其它形状。接合部分39可以为弹性的，或者它可以是刚硬的。附加地或者替代地，接合部分39可以包括在保持表面38上形成的或者邻近保持表面38形成的锯齿形状的部件39A，或者在保持表面38上形成的或者邻近保持表面38形成的一个弹性的闩件或一个隆起，为的是进一步阻止凸耳部分34释放。本领域技术人员也将会知道，接合部分39和/或部件39A不限于所示出和所描述的位置，而可以如在图8中所示设置在下斜面44上。事实上，接合部分39和/或部件39A可以设置在点火机构10上的任何位置(或者把点火机构10结合在其中的一个组件的任何部分上)，在该点火机构中，接合部分39和/或部件39A提供了阻止凸耳部分34由保持表面38释放的阻力。

当点火机构10处在图1和2中所示的第一或静止位置时，返回弹簧16偏置第一和第二件12，14，把它们分开。同样，冲击弹簧30向上偏置敲击件28，使得凸耳34与上斜面42接触。由于上斜面42是倾斜的，凸耳部分34与上斜面42之间的相互作用使得凸耳部分34，从而使得敲击件28转动，以使凸耳部分34向左转动，并且把凸耳部分34偏置到保持表面38上。因此凸耳部分34把敲击件28保持在离开冲击垫26一个距离X’，并且将冲击弹簧30部分地压缩。

为了操作点火机构10，使用者首先把第一和第二件12，14朝向彼此压缩一个预定的距离，克服返回弹簧16和冲击弹簧30的作用力，直到凸耳部分34首先与下斜面44接触为止。在这个位置或者接近这个位置，如在图9和10中所示，凸耳部分34和下斜面4 4之间的相互作用会使凸耳部分34转动离开保持表面38，并且进入轨道36中。由于凸耳部分34与接合部分39之间的相互作用，进一步把第一和第二件12，14压缩在一起所需要的作用力的量突然增大。更具体地说，第一和第二件12，14的进一步压缩会沿着下斜面44向下推凸耳部分34，从而使凸耳部分34转动离开保持表面38。然而，接合部分39会阻止凸耳部分34转动离开保持表面38。这样，为了朝向第二位置继续压缩第一和第二件12，14，使用者必须加大作用力，以足以克服返回弹簧16和冲击弹簧30的继续的阻力，并且克服凸耳部分34与接合部分39之间的相互作用所产生的附加阻力。

在使用者施加必须的附加作用力的条件下，第一和第二件12，14的继续向下压进一步压缩返回弹簧16和冲击弹簧30，并且也沿着斜面44向下推凸耳部分34。一旦使第一和第二件12，14移动到第二位置，如在图11和12中所示，下斜面44使敲击件28和凸耳部分34转动，使得凸耳部分34由保持表面38释放。在这一位置，被压缩的冲击弹簧30驱动敲击件28朝向冲击垫26运动，并敲击冲击垫26，从而将储存在冲击弹簧30中的能量转移到压电件24上，结果，使得压电件24产生电位。

在敲击件28已经敲击冲击垫26并且由第一和第二件12，14上移开压力之后，返回弹簧16膨胀，以将第一和第二件12，14彼此分开。一旦凸耳部分34与上斜面42接触，在返回弹簧16的作用下第一和第二件12，14的继续分开使得凸耳部分34沿着上斜面42移动，直到凸耳部分34再一次位于保持表面38上为止。一旦第一和第二件12，14充分分开，并且凸耳部分34位于保持表面38上，点火机构10则处于上面讨论过的第一或静止位置，并为下一次的操作做好了准备。

可以选择性地将接合部分39，以及返回弹簧16和/或冲击弹簧30的构形做成对于把第一和第二件12，14压缩到第二位置提供所希望的阻力增大。例如，可以将返回弹簧16和/或冲击弹簧30的构形做成(例如通过改变它们的弹簧常数)对第一和第二件12，14到达在图9和10中所示的预定的位置的运动提供将第一阻力量，并且可以将接合部分39的构形做成(例如通过改变它们的形状或者材料的性质)对第一和第二件12，14到达在图11和12中所示的第二或释放位置的运动提供将更大的第二阻力量。

可以使用点火机构10在打火机中产生火化。例如，可以把点火机构包括在袖珍打火机比如在美国专利No.5854530中公开的袖珍打火机的电路中，特意把该专利的内容结合在这里作为参考。如在图13中所示，可以将点火机构10设置在打火机本体60内，并且把它连接在包括第一和第二电极62，64的电路中。因此，点火机构10的致动产生一个电位，该电位通过这个电路发生导通，并且在第一与第二电极62，64之间产生一个电位差，这个电位差足以在两个电极之间放电产生一个火花。，也可以使点火机构10与一个按钮66相关联，该按钮操纵一个阀门，以由一个喷嘴68释放出燃料。这样，向下压按钮66，同时使点火机构10动作，以产生一个火花，并且由喷嘴释放出燃料，并最后产生火焰。

可以替代地把点火机构10包括在一个伸展杆型的实用打火机比如在美国专利No.6086360中公开的实用打火机的电路中，也特意把该专利的内容结合在这里作为参考。本领域技术人员将会知道并且认识到，可以在任何类型的打火机或者其它装置中例如火炉或者室外烧烤架中适用点火机构10产生火花。

图14以附图标记100示出了压电点火机构的一个替代实施例。点火机构100的结构和操作基本上与上面描述的实施例类似，下面将仅只描述差别。如图所示，使敲击件128和冲击弹簧130与第二件114相关联，并且使压电件124与第一件112相关联。在第二件114上形成上和下斜面142，144以及可选的第一和第二侧表面141，143。在第一件112上形成轨道136，保持表面138和可选的接合部分139。如在图14中所示，可以由完全穿过第一件112的壁伸展的一个孔形成轨道136和保持表面138。如在图1 A中所示，可以替代地由在第一件112的侧壁中形成的凹槽或者缺口形成轨道136和/或保持表面138。然而，本领域技术人员将会知道并认识到，为了提供136和保持表面138可以采用任何数量的结构。

尽管在这里已经公开了点火机构和使用此点火机构的打火机的优选实施例和特点，但是将会认识到，本领域技术人员可以设想出大量的改型和实施例。希望权利要求书不限于这些优选实施例或者特点。

Claims (33)

1.一种压电点火机构，它包括：

第一和第二本体件，它们可以相对于彼此在第一位置与第二位置之间运动；

与其中一个本体件相结合的压电件；

与其中一个本体件相结合的敲击件；以及

与其中一个本体件相结合的接合部分；

其中，在第一位置，敲击件可释放地保持在离开压电件一定距离，并且在第一和第二本体件朝向第二位置运动的条件下，敲击件被释放并受驱动以冲击压电件，并且接合部分的构形和尺寸做成对本体件朝向第二位置的运动提供阻力。

2.按照权利要求1所述的压电点火机构，其特征在于，其中一个本体件形成保持表面，用来可释放地把敲击件保持在离开压电件的一定距离，并且接合部分阻止敲击件由保持表面释放。

3.按照权利要求2所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分设置在保持表面上。

4.按照权利要求2所述的压电点火机构，其特征在于：

敲击件形成凸耳部分；

敲击件可以相对于第一和第二本体件转动；

敲击件相对于第一和第二本体件的转动使得凸耳部分由保持表面释放；并且

接合部分的构形和尺寸做成阻止凸耳部分由保持表面释放。

5.按照权利要求4所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括弯曲的表面，此弯曲表面至少部分地包围凸耳部分。

6.按照权利要求4所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括锯齿形状的部分。

7.按照权利要求4所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分是弹性的。

8.按照权利要求2所述的压电点火机构，其特征在于：

敲击件形成凸耳部分；

其中一个本体件形成斜面；

斜面的构形和尺寸做成与凸耳部分接触，并且在第一和第二本体件朝向第二位置运动的条件下由保持表面释放凸耳部分；并且

接合部分位于在该斜面上。

9.按照权利要求8所述的压电点火机构，其特征在于：

敲击件可以相对于第一和第二本体件转动；

敲击件相对于第一和第二本体件的转动使得凸耳部分由保持表面释放；并且

接合部分的构形和尺寸做成阻止凸耳部分由保持表面释放。

10.按照权利要求9所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括弯曲的表面，此弯曲表面至少部分地包围凸耳部分。

11.按照权利要求9所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括锯齿形状的部分。

12.按照权利要求9所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分是弹性的。

13.按照权利要求8所述的压电点火机构，其特征在于，其中一个本体件还形成轨道，它基本上邻近保持表面，并且在由保持表面释放凸耳部分的条件下，当朝向压电件驱动敲击件时，凸耳在轨道中滑动。

14.按照权利要求1所述的压电点火机构，其特征在于，其还包括弹簧，用来朝向压电件偏置敲击件。

15.按照权利要求1所述的压电点火机构，其用于在打火机中产生火花。

16.使用按照权利要求1所述的压电点火机构，其用于在实用打火机中产生火花，该打火机具有设置在伸展杆的一端的气体出口。

17.一种压电点火机构，压包括：

第一和第二本体件，它们可以相对于彼此在第一位置与第二位置之间运动，其中一个本体件形成轨道和基本上邻近该轨道的保持表面，该保持表面具有接合部分；

设置在其中一个本体件上的压电件；以及

可以弹性地朝向压电件偏置的敲击件，该敲击件具有至少一个凸耳部分；

其中，当本体件在第一位置时，凸耳部分被保持表面保持，并且敲击件可弹性地朝向压电件偏置，并且当第一和第二本体件朝向第二位置运动一个预定的距离时，接合部分阻止凸耳部分由保持表面释放。

18.按照权利要求17所述的压电点火机构，其特征在于，凸耳部分与接合部分协同工作，阻止本体件朝向第二位置运动。

19.按照权利要求17所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括弯曲的表面，此弯曲表面至少部分地包围凸耳部分。

20.按照权利要求17所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括锯齿形状的部分。

21.按照权利要求17所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分是弹性的。

22.按照权利要求17所述的压电点火机构，其特征在于，其还包括弹簧，用来朝向压电件偏置敲击件。

23.按照权利要求17所述的压电点火机构，其用于在打火机中产生火花。

24.使用按照权利要求17所述的压电点火机构，其用于在实用打火机中产生火花，该打火机具有设置在伸展杆的一端的气体出口。

25.一种压电点火机构，它包括：

第一和第二本体件，它们可以相对于彼此在第一位置与第二位置之间运动，其中一个本体件形成轨道和基本上邻近该轨道的保持表面，而另一个本体件形成接合部分；

设置在其中一个本体件上的压电件；以及

可以弹性地朝向压电件偏置的敲击件，该敲击件具有至少一个凸耳部分；

其中，当本体件在第一位置时，凸耳部分被保持表面保持，并且敲击件可以弹性地朝向压电件偏置，并且当第一和第二本体件朝向第二位置运动一个预定的距离时，接合部分阻止凸耳部分由保持表面释放。

26.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，凸耳部分与接合部分协同工作，阻止本体件朝向第二位置运动。

27.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，另一个本体件形成斜面，用来由保持表面释放凸耳部分，并且接合部分设置在该斜面上。

28.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括弯曲的表面，此弯曲表面至少部分地包围凸耳部分。

29.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分包括锯齿形状的部分。

30.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，接合部分是弹性的。

31.按照权利要求25所述的压电点火机构，其特征在于，其还包括弹簧，用来朝向压电件偏置敲击件。

32.按照权利要求25所述的压电点火机构，其用于在打火机中产生火花。

33.按照权利要求25所述的压电点火机构，其用于在实用打火机中产生火花，该打火机具有设置在伸展杆的一端的气体出口。

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