专利名称：操作难度较高的压电式点火器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压电式点火机构，它包括一个阻碍不成熟的使用者点火的机构。
背景技术：
典型的压电式点火机构由一个具有被一根回归弹簧隔开的一个内部件和一个外部件的可伸缩的组件构成，该回归弹簧将该内部件和外部件保持在伸长最大的位置上。一个晶体或压电元件与该内部件和外部件中的一个固定，当用一个叩诊锤撞击时，该晶体或压电元件可发出点火火花。该压电元件又安置在称为“砧座”的一个金属头和称为“冲击垫”的、实际上承受该叩诊锤撞击的另一个零件之间。
该叩诊锤可滑动地安装在该可伸缩组件本体的沿轴向方向的空的内部。并且，在静止位置时，由于一个止动机构的存在，该叩诊锤远离该压电元件。该叩诊锤的运动由二个制在上述可伸缩的内部件和外部件中的一个的壁上的彼此相对的纵向槽导向。该二个槽中的每一个槽夹持着在该叩诊锤上制出的一个凸块。
诊叩诊锤由一根冲击弹簧弹性地向着该冲击垫偏置，所述弹簧则部分地或全部地，在安置该叩诊锤的上述可伸缩件的内部空间之内被导向。该冲击弹簧的另一端由固定在上述可伸缩组件的开放端上的一个端盖支承。这个端盖带有钩子，这些钩子安置在该可伸缩组件的彼此相对的壁上的相应的侧面窗口中。这样，该端盖被保持在这个固定位置。
为了产生火花，可在该可伸缩的组件上加一个手动压缩力，使该内部可伸缩件和外部可伸缩件彼此相向地运动。这个动作也可压缩将该内部件和外部件隔开的上述回归弹簧，并同时压缩该冲击弹簧，以储存能量。当该可伸缩的组件的收缩将结束时，该叩诊锤从上述止动机构中脱出；并且，该被压缩的冲击弹簧驱动该叩诊锤，向着上述冲击垫运动，释放出上述储存的冲击能量，在跨越该压电元件的两端，产生电位或电压。所述电位通过在该香烟式点火器中的，形成一个电气回路的其他导电元件导出。该电气回路具有一个开放间隙，该间隙位于从燃料源放出燃料的阀的附近。所述电位跨越该间隙产生火花，并点燃所放出的燃料，形成火焰。在题为“气体点火器的压电式机构”的美国专利5262697号中，公布了这种压电式机构的一个例子。这里，引入’697号专利所公布的内容供参考。
希望增加使用点火器的难度，以限制5岁以下的小孩操作这种压电式点火器。为了这个理由，一直试图提供一种在该专利文献中提出“阻止小孩使用”的压电式点火器。这些专利的例子包括美国专利5145358，524008，4904180，4859172，4786248和5228849号。每一种所公开的装置共同具有一个特点，即阻止产生火花和放出燃料的一个插销件防止了，该揿块被揿下，让压缩该可伸缩的组件，以起动该压电式点火机构和放松操纵杠杆。正常情况下，该插销件配置在该压头和点火器体的一个壁面之间。为了防止压下该揿块，该插销件必需在该揿块和该点火器体的壁面之间对中，或精确地设置在它们之间。
因此，需要有一种装置，它可限制年幼的小孩操作压电式点火机构的能力，并且不需要使用一个插销件。
发明梗概这样，本发明的一个目的是要提供一种可限制非故意的使用者操作的点火器。
本发明的另一个目的是要提供一种压电式的点火机构，该机构可阻碍非故意的使用者利用该点火器产生火花，但又不需要使用一个插销件。
本发明再有一个目的是要提供一种需要更有力和果断地压下压头，去起动该压电式点火机构的压电式点火器。
这些和其他一些目的可通过一个压电式点火机构来达到。该机构包括一个具有在正常情况下，由一根回归弹簧隔开的一个内部可伸缩和一个外部可伸缩件的可伸缩组件；一个安置在该可伸缩组件内部(最好是在该内部可伸缩件的内部)的压电元件；和一个可运动地安装在该内部可伸缩件中的叩诊锤。该叩诊锤由一根冲击弹簧弹性地向着该压电元件偏置。所述冲击弹簧安置在该叩诊锤和该可伸缩组件的一个端盖件之间。正常情况下，该叩诊锤位于该压电元件的对面，并且在正常情况下，卡住在离该压电元件一个预先确定的距离的地方，使得当该叩诊锤脱出时，它可撞击该压电元件，产生火花。
该点火机构还包括一根安置在该可伸缩组件内的阻力弹簧，它可阻止该可伸缩组件的继续运动，以便该叩诊锤脱出。为了产生火花，使用者可通过将该内部可伸缩件压下至该外部可伸缩件中，而压缩该可伸缩组件。这个动作可压缩该冲击弹簧，将能量储存在其中，并使该叩诊锤脱出，以便该被压缩的冲击弹簧可驱动该叩诊锤，撞击该压电元件。然而，在该叩诊锤脱出之前，使用者首先至少是部分地要压缩该阻力弹簧。该阻力弹簧的刚度可以选择成能使该弹簧有希望的阻力，以防止非故意的使用者，不必要地点燃该压电式点火机构。
附图的简要说明为了便于理解本发明的特性，提供了下列附图，其中
图1为本发明的压电式点火机构在静止或正常状态下，在一个装配位置上和位于气体点火器组件中的局部分横剖面纵向主视图；图2为图1所示的压电式点火机构的纵向主视图；图3为图2所示的压电式点火机构的局部横剖面图；图4为图1所示机构的内部可伸缩件的主视图；图5为图3所示机构的外部可伸缩件的主视图；图6和图7为叩诊锤零件的主视图和侧视图；图8、9和10分别为外部可伸缩件的端盖的主视图(部分用虚线表示)、侧视图和顶视图；图11为图2所示的压电式点火机构的纵向主视图，表示该冲击弹簧受到部分压缩，而阻力弹簧没有受压缩；图12为图11的部分横剖面图；图13为图2所示的压电式点火机构的纵向主视图，表示恰好在冲击之前，该冲击弹簧和该阻力弹簧被完全压缩；和图14为图13的部分横剖面图。
优选实施例的说明参见附图，图中相同的标号用来标注相同的零件。图1所示为处在静止或正常状态下的本发明的一个点火器的压电式点火机构10。该机构包括一个外部可伸缩件12和一个内部可伸缩件14。回归弹簧16设置在该外部可伸缩件12和内部可伸缩件14之间，用以在该两个件之间保持一个隔开距离X。压电式点火机构10安置在位于点火器体内的一个腔20中，并与燃料源(例如，压缩的碳氢化合物气体)隔离开来。
又如图2和图3所示，压电式点火机构10包括一个砧座件22，一个压电元件24和一个冲击垫26。在图3中用虚线图表示的，和也在图6的图7中表示的叩诊锤件28，在上述内部可伸缩件14内作导向运动。叩诊锤28由也是设置在该内部可伸缩件14中的冲击弹簧30，弹性地向着冲击垫26偏移。外部可伸缩件12具有一个固定在其上的端盖件32。
叩诊锤28具有二个在其相对侧面上形成的凸块34。凸块34安装在作在该内部可伸缩件14的两个相对侧面上的纵向槽36中，如图4所示。纵向槽36为叩诊锤28的移动导向，限制该叩诊锤只在纵向运动。每一个纵向槽36具有一个止动缺口38。凸块34的形状和尺寸作成使它可突出至槽36之外，当进入作在上述外部可伸缩件12的相对侧面上的窗口40中，如图1和图5所示。窗口40具有一个上部倾斜表面42和一个下部倾斜表面44。因此，凸块34的移动和运动由槽36，缺口38和倾斜表面42与44控制。
在图2和图3所示的正常或静止状态下，叩诊锤件28的凸块34保持在该内部可伸缩件14上的纵向槽36的缺口38中，而叩诊锤28则保持与冲击垫26离开一个预先确定的距离x’。如图2和图3所示，叩诊锤件28由冲击弹簧30弹性地推向冲击垫26。冲击弹簧30的底部端面紧靠在端盖件32的凸台46上。冲击弹簧30的底部端面还被凸起部分48支承，以利于冲击弹簧30的定位。
另外，阻力弹簧50也配置在端盖件32内，与冲击弹簧30同心。该阻力弹簧50是装置在位于端盖件32的底部上的槽52内的，如图3和更具体地如图8和图10所示。再参见图8和图9可以看出，端盖件32具有钩子54，该钩子配置在端盖件的相对的两侧面上。钩子54与外部可伸缩件12上的开口58啮合，以便将该端盖件32卡住在该外部可伸缩件12中。在图3所示的静止状态下，该阻力弹簧50最好不与上述内部可伸缩件14实际接触。
为了产生火花，通常，使用者要压下上述内部可伸缩件14，或将它向下推入上述外部可伸缩件12中，从而压缩回归弹簧16和冲击弹簧30。当该内部可伸缩件14被向下推时，叩诊锤件28的凸块34向下滑动，直至碰到外部可伸缩件12上的开口40的倾斜表面44的顶部为止，如图11所示。在一个优选实施例中，在这个状态或接近这个状态下，内部可伸缩件14的底部60(如图3和图12所示)与阻力弹簧50接触(如图12所示)。
当没有阻力弹簧50时，继续压下该内部可伸缩件14会压缩该冲击弹簧30，并可沿着上述倾斜表面44，将该叩诊锤件28的凸块34向下推，直至凸块34从该内部可伸缩件14的纵向槽36上的缺口38中脱出为止(例如，可参见图13)。在凸块34脱出后，叩诊锤件28立即被压缩的冲击弹簧30推出冲击垫26，并撞击该冲击垫26，将在该冲击弹簧30中储存的能量传递给压电元件24，从而激励该压电元件24，在其两端产生电位。
然而，在有阻力弹簧50的情况下，当上述内部可伸缩件14的底部60与阻力弹簧50接触时，继续压下该内部可伸缩件14所需要的力的大小突然增加。换句话说，为了继续压下该内部可伸缩件14，使用者必需克服冲击弹簧30的持续阻力，以及阻力弹簧50的附加阻力。最好，阻力弹簧50的尺寸和形状作成，使得使用者必需至少是部分地压下阻力弹簧50，才能使上述凸块34从上述缺口38中脱出。另外，阻力弹簧50的形状和尺寸还可以作成，使得成人使用者可以克服其阻力，而其阻力则可以阻碍儿童使用者压缩它。如果使用者能够至少是部分地压缩该阻力弹簧50，则凸块34可以从图11所示的上述外部可伸缩件12的开口40的倾斜表面44的顶端，运动至该倾斜表面44的底部(如图13和图14所示)，使凸块34从上述缺口38中脱出，并再次在上述内部可伸缩件14的纵向槽36内对中。同时，上述凸块34沿着该倾斜表面44的运动，可使该冲击弹簧30进一步受到压缩。在凸块34脱出后，被压缩的冲击弹簧30，在被压缩的阻力弹簧50的帮助下，将叩诊锤28推向上述的冲击垫，并撞击该冲击垫。
在该冲击垫26受到叩诊锤28的撞击之后，使用者可以简单地松开压块62(如图1所示)，使该被压缩的回程弹簧16再次将该内部可伸缩件与该外部可伸缩件彼此隔开，直至上述外部可伸缩件12上的开口40的倾斜表面42与上述缺口38对准为止。由于一般倾斜表面42的斜度是向上的(如图5所示)，因此，上述叩诊锤28的凸块34被冲击弹簧30，沿着该倾斜表面42推动运动，直至凸块34处在上述缺口38中为止；这样，凸块34和叩诊锤28都被卡住在缺口38中。这就是图1，图2和图3所示的静止或正常状态。
这样，本发明的压电式点火机构可以为其操作所需要的力设置一个高的、较理想的门限值，而不需要使用一个插销件。
再参见图1，在叩诊锤28撞击冲击垫26，将冲击能量传递给压电元件24之后，横跨该压电元件24的二端，产生一个电位差。压电元件24是包括第一电极64、锤砧22、压电元件24、冲击垫26、凸轮件66、阀作动器68、阀系统70和第二个电极72的电路的一个元件。因此，横跨压电元件24的电位差通过这个电路导出，并且在第一个电极64和第二个电极72之间，产生基本上相同的电位差。这个电位差足以跨越上述二个电极之间的空气间隙，发出火花。换句话说，该两个电极与带有处于它们之间的空气介质的一个电容器相似。可以使用任何导电材料来制造该电路的元件。一个普通技术熟练程度的人即可以为这个电路的不同元件，选择适当的材料。
当为了产生火花而压下压块62时，凸轮件66也被压下，并作用在阀作动器68上。作动器68可绕支轴转动，使得当凸轮件66向下推动该作动器的一端时，作动器的另一端向上运动，从而将阀系统70抬起，放出燃料气体。然后，放出的气体被在电极64和72之间发出的火花点燃。
阀系统70控制燃料从燃料源放出。在一般如图1所示的一个优选实施例中，该燃料源为被压缩的碳氢化合物气体，而阀系统70为一个常开和被弹簧件74的压力强迫关闭的阀。在这个实施例中，阀作动器68作用在阀系统70上，将阀杆76向上抬起，以放出被压缩的碳氢化合物气体。
在另一个实施例中，可以使用一个常开、和由一根内部弹簧强迫关闭的阀；而阀作动器在阀系统70上，产生一个向上的压力，将该阀打开。
为了操作该点火器，使用者首先压下上述压块62，而压块62又使凸轮件66与阀作动器68啮合，将阀杆76抬高，放出燃料气体。压下该压块62，使冲击弹簧30受压缩，直至上述内部可伸缩件与阻力弹簧50的顶部接触为止。在这个点处，或在它附近，使用者要施加一个附加的力，以克服阻力弹簧50的阻力，以便使叩诊锤28从止动机构中脱出，从而使被压缩的弹簧30能驱动叩诊锤28，压在冲击垫26上；并使压电元件24产生火花，点燃放出的燃料，产生火焰。为了熄灭火焰，使用者可简单地松开该压块62，从而松开阀作动器68，使弹簧74将阀系统70关闭。回归弹簧16使该压电式点火机构10回复至其静止或正常状态，如图1、2和3所示。本发明的压电式点火机构还可以与一个天然气炉炉灶，一个室外的气体烧烤装置或类似的装置一起使用，以增加操作的难度，因此，也增加阻碍小孩不希望的操作的可能性。
虽然，很清楚，可以充分地指望这里所公开的本发明能达到上述的目的，然而，应当理解，技术熟练的人们可以作许多改进和改变，而这些改进和改变都在本发明的实际精神和范围以内，因而均被所附的权利要求书所覆盖。
权利要求
1.一种压电式点火机构，它包括一个可伸缩的组件，该组件具有在正常情况下彼此偏置的第一和第二零件；一个压电元件，设置在该可伸缩组件的内面；一个叩诊锤，它可移动地配置在该可伸缩的组件中，并由一根冲击弹簧弹性地向一边偏置；所述冲击弹簧的另一端由该可伸缩组件的端盖件支承；所述叩诊锤被卡住在离该压电元件一个预先确定距离的地方，使得当该叩诊锤被脱开时，它可撞击该压电元件，产生火花；其中，该点火机构还包括一个设置在该可伸缩组件内的阻力弹簧，以便阻止该叩诊锤的脱开。
2.如权利要求1所述的压电式点火机构，其特征为，该压电元件配置在该可伸缩组件的第一个零件中，并且，该叩诊锤包括至少一个在其侧面上形成的凸块，所述至少一个凸块被在该第一个零件上形成的至少一条纵向槽容纳，使得该叩诊锤的运动由所述至少一条纵向槽导向。
3.如权利要求2所述的压电式点火机构，其特征为，该第一个零件还形成至少一个与所述至少一条纵向槽连接的缺口，使得当该至少一个凸块安置在该至少一个缺口中时，该叩诊锤位于离该压电元件一个所述的预先确定距离的地方。
4.如权利要求3所述的压电式点火机构，其特征为，该第二个零件形成至少一个供叩诊锤脱出用的斜坡，使得当该第一个零件向着该第二个零件运动时，该至少一个凸块在该供叩诊锤脱出用的斜坡上运动，直至该叩诊锤从该至少一个缺口中脱出为止。
5.如权利要求4所述的压电式点火机构，其特征为，该阻力弹簧通过阻止该第一个零件向着该第二个零件运动，来阻止该叩诊锤从该至少一个缺口中脱出。
6.如权利要求5所述的压电式点火机构，其特征为，该阻力弹簧配置在该可伸缩组件的端盖件中。
7.如权利要求6所述的压电式点火机构，其特征为，在该叩诊锤从上述至少一个缺口中脱出，撞击该压电元件之前，该第一个零件的底部与该阻力弹簧接触，并至少是部分地压缩该阻力弹簧。
8.如权利要求7所述的压电式点火机构，其特征为，在该压电元件和该叩诊锤之间，装置一个冲击垫。
9.如权利要求5所述的压电式点火机构，其特征为，该可伸缩组件的端盖件形成一个安置该阻力弹簧的槽。
10.如权利要求5所述的压电式点火机构，其特征为，为使该第一个零件向该第二个零件移动，并使该叩诊锤脱出，以撞击配置在该叩诊锤和该压电元件之间的一个冲击垫来产生火花所需要施加的力，在所述移动期间，是增大的，以便至少部分地压缩该阻力弹簧，从而使该叩诊锤脱出。
11.一种压电式点火机构，它包括一个可伸缩的组件，该组件具有在正常情况下，被一回归弹簧彼此移置的第一零件和第二零件；一个压电元件，它设置在该可伸缩的组件的内部；一个叩诊锤，它可移动地配置在该可伸缩组件中，并由一根冲击弹簧弹性地支承着；所述冲击弹簧的另一端由该可伸缩组件的一个端盖件支承；一个用于将该叩诊锤卡住的离该压电元件一个领先确定距离的地方的装置，和一个用于使该叩诊锤脱出，以便在该叩诊锤脱出后，使它撞击该压电元件来产生火花的装置；和一阻力弹簧，它配置在该可伸缩组件内，以阻止该叩诊锤的脱出。
12.如权利要求11所述的压电式点火机构，其特征为，该阻力弹簧配置在该可伸缩组件的端盖件中。
13.如权利要求12所述的压电式点火机构，其特征为，在该叩诊锤脱出、冲击该压电元件之前，该第一零件的底部与该阻力弹簧接触，并至少是部分地压缩该阻力弹簧。
14.如权利要求13所述的压电式点火机构，其特征为，在该压电元件和该叩诊锤之间，装置一个冲击垫。
15.如权利要求13所述的压电式点火机构，其特征为，该可伸缩组件的端盖件形成一个安置该阻力弹簧的槽。
16.如权利要求13所述的压电式点火机构，其特征为，为使该第一个零件向该第二个零件移动，并使该叩诊锤脱出，以撞击该压电元件来产生火花所需要施加的力，在所述移动期间，是增大的，以便至少部分地压缩该阻力弹簧，从而使该叩诊锤脱出。
17.一种点火器，它包括一个包含有一个燃料储器的点火器体，该燃料储器具有一个使燃料可从其中放出的阀；一个阀作动器，它可以压下，以起动所述的阀，放出所述燃料；和一个压电式点火机构，它包括一个具有在正常情况下由一回归弹簧隔开的第一零件和第二零件的可伸缩组件；一个设置在该可伸缩组件内部的压电元件；一个可移动地配置在该可伸缩组件中，并由一冲击弹簧弹性地支承着的叩诊锤；所述冲击弹簧的另一端，由该可伸缩组件的端盖件支承；所述压电式点火机构还包括一个用于将该叩诊锤卡住在离该压电元件一个预先确定距离的地方的装置，和一个用于使该叩诊锤脱出，使得在叩诊锤脱出后，它可撞击压电元件，产生火花的装置；另外还包括一配置在该可伸缩组件内，阻止该叩诊锤脱出的阻力弹簧。
18.如权利要求17所述的点火器，其特征为，在该叩诊锤脱出，撞击该压电元件之前，该压电式点火机构的第一零件的底部，与该阻力弹簧接触，并至少是部分地压缩该阻力弹簧。
19.如权利要求18所述的点火器，其特征为，为使该第一零件向该第二个零件移动，并使该叩诊锤脱出，以撞击该压电元件来产生火花所需要施加的力，在所述移动期间，是增大的，以便至少部分地压缩该阻力弹簧，从而使该叩诊锤脱出。
20.如权利要求19所述的点火器，其特征在于，还包括一个砧座件和二个电极，所述电极在它们之间形成一个间隙，使得由在该叩诊锤和该压电元件之间的冲击产生的火花，被引导至该电极，并且仅一个电极放电至另一个电极，以点燃放出的燃料。
全文摘要
本发明的压电式点火机构具有一个可伸缩的组件,该组件具有由一回归弹簧支承,使它们之间保持最大伸长的一个内部可伸缩件和一个外部可伸缩件。该内部可伸缩件包括一个压电元件,它在一个锤砧和冲击垫之间是不动的,一个叩诊锤撞击该压电元件,产生火花。一根用于支承该诊锤的冲击弹簧在该可伸缩组件的内部被导向,并配置在该叩诊锤与该外部可伸缩件连接的一个端盖件之间。一阻力弹簧也配置在该端盖件上,或它的附近,以给该压电式点火机构的操作提供附加阻力,以便能阻止未成熟的使用者不希望有的操作。
文档编号F23Q2/28GK1245588SQ97181703
公开日2000年2月23日 申请日期1997年12月17日 优先权日1996年12月18日
发明者G·拉福雷斯特, M·默赖 申请人:碧克公司