可选择起动的压电点火机构 【发明背景】
【技术领域】
本发明涉及用于气体打火机、炉灶灶头、户外煤气烤架等的压电点火机构，它包括能有选择地抑制此压电点火机构产生火花，以阻止幼儿们不当地使用点火机构的装置。
背景技术
近来的注意集中于防止通常未能深知点烟器火焰潜在危险的人会迅速地起动点烟器。这方面的危险包括有可能直接烧伤个人或烧着周围的区域或物件。涉及到这种后果的人则是年龄在5岁以下的幼儿。
如所周知，压电机构一般是由可相互相对运动的上、下部件组成的可伸缩组件。在外的上部件和在内的下部件通常由回位弹簧保持一预定距离。压电件的晶体正常情况下都设在此可伸缩组件的上部件中。当有槌或“叩槌”打击此压电件时，就会产生电火花。此压电件本身则位于“砧件”和实际接收来自此叩槌打击的“冲击垫”之间。
叩槌可滑动地设于可伸缩组件的轴向空隙。在静止位置，叩槌由保持机构保持于距冲击垫一定距离位置处。在叩槌与下伸缩件之间一般设有冲击弹簧，将叩槌偏移向冲击垫。
为了产生火花，用手对伸缩组件加压，促使上部件与下部件相向运动。这种加压作用也压迫着回位弹簧而分开此上、下部件，同时压迫冲击弹簧使其中储存能量。在可伸缩组件的收缩接近结束时，叩槌便自保持机构松释下使受压的冲击弹簧将叩槌驱向冲击垫，形成冲击能而于压电元件两端产生电位。此电位通过点烟器中的其他导电元件传导，这样便形成了电路。此电路在从燃料源释出燃料的阀门附近有开放间隙。上述电位通过此间隙而形成火花，点燃释出的燃料而形成火焰。这种压电机构的例子公开于题名为“点烟器用的压电机构”的美国专利No.5262697中，其中公开地内容已综合于此供参考。
最好是增大这种压电式打火机为5岁以下幼儿起动的难度。为此，已有专利文献打算提供“防范幼儿用的压电式打火机”。这类专利的例子包括下述美国专利号：5145358、5240408、4904180、4859172、4786248与5228849。各个此类专利中所公开的装置共同之处是，揿压压垫来压迫可伸缩组件而起动压电机构的操作是通过阻止产生火花的掣子件来防止。一般，这种掣子件设在压垫与打火机体壁部之间。此掣子件必须精确地布置或定位于压垫和打火机体壁部之间，以防揿下压垫。
这样就仍需要有一种装置，它能加大起动压电点火机构的难度，而又不需对用于制止产生火花的掣子件作精确的定位。
发明概述
鉴于以上所述，本发明的目的之一在提供可给无心的用户以所需起动难度的点火机。
本发明的另一目的在于提供这样一种点火机构，它不需为实现此点火机构起动的所需难度而使掣子件在压垫与打火机体之间精确定位。
本发明的再一目的在于提供具有这样一种伸缩式压电元件的打火机，这种元件间除非起动掣子件是不会作相互相对的显著运动的。
上述的和其他的目的可以由这样的压电点火机构实现，它包括：具有第一和第二部件的伸缩式组件、用来使第二部件朝第一部件偏动的回位弹簧、安装在这两个部件中之一上面的压电元件及其中冲击垫、以及可动地设于此伸缩式组件之间并为一冲击弹簧使之偏移向压电元件及其冲击垫的叩槌件。在静止的结构中，叩槌取与压电元件及其冲击垫接触的位置，使得当有外力作用于此伸缩式组件时，此压电元件与叩槌便移到一起，阻止了叩槌能冲击压电元件及其冲击垫。
此压电点火机构还包括一可由用户驱动的使叩槌移离冲击垫一定距离的掣子件，使得当有大于阈值的外力加到此伸缩式组件上时，叩槌便能撞击冲击垫激励压电元件产生火花。
附图简述
图1是本发明的压电点火机构位于气体打火机组件中处于静止结构时的前纵视图；
图2是图1所示压电点火机构的局部横剖图。
图3是图1所示压电点火机构的内伸缩件的正视图。
图4是叩槌件的正视图。
图5是叩槌件的侧视图；
图6是图1所示压电点火机构的外伸缩件的正视图；
图7是此压电点火机构处于掣子未结合时掀下结构中的正视图；
图8是类似于图1的压电点火机构的正视图，但其中的掣子件已结合上；
图9是图8中的压电结构处于部分下揿结构中的正视图；
图10是图8中的压电机构处于叩槌打击冲击垫之前全揿下结构中的正视图。
图11是图8中的压电机构处下叩槌打击冲击垫之后全揿下结构中的正视图；而
图12是此掣子件另一实施例的顶视图。
最佳实施例的描述
参看各附图，其中以相同的标号标明相同的部件，如图1所示，本发明的打火机的压电点火机构10包括外伸缩件12和内伸缩件14。与上述先有技术已知的伸缩性组件例如美国专利No.5262697中所述的那种不同，本发明中，在静止的或通常的结构下，两个伸缩件之间只有实质上极小的间隙或不存在分开或间隙，如X所示。设于外件12下的回位弹簧16弹性地将这两个伸缩件位移到一起。压电机构10设于位于打火机体上的室20之中，并与燃料源例如压缩的石油气分隔开。
如图2所示，压电机构10包括砧件22、压电件24与冲击垫26。以虚线示于图2且也于图4与5中示明的叩槌件28导引到内伸缩14内面与冲击垫26相邻。叩槌28为冲击弹簧30弹性地压向冲击垫26。弹簧30也设于此内件14之内，其一端为外件12的底件32支承。
叩槌28有设在其相对侧上的两个凸耳34。凸耳34纳置于确定在内件14相对侧上的纵槽中，如图3所示。纵槽36导引叩槌28的运动并将此运动限制于纵向。每个纵槽36还有保持凹口38，其功能见以下描述。在图1所示的静止位置，凸耳34设在槽36的上端或上部邻近。
凸耳34所取的结构与尺寸能突出到槽36之外，同时进入设于外件12相对两侧上的窗40之内，如图1、2以及部分图6中所示。窗40有上斜坡面42和下斜坡面44。
从静止和/或正常位置开始，要是有外力F作用到压垫46上，外和内两个伸缩件就会同时压下，如图1与7中所示。由于部件12与14相互接触，它们之间就不会有相对运动。回位弹簧16也受到压缩，因而当力F释去后，弹簧16便弹性地将伸缩式组件上推返回到图1所示的构型。此外，由于压电件24与冲击垫26是设在内伸缩件14之中而叩槌28偏压向冲击垫26，此叩槌与冲击垫之间同样不会有相对运动，因而冲击弹簧不会受压。这样，叩槌与冲击垫之间就不会产生冲击力，也不会产生火花。本发明的这一特点允许无心的用户产生压垫46的运动但却不会允许无心的用户产生火花。
要想产生火花，有意识的用户在施加外力F之前首先将叩槌28从冲击垫26上移开。如图8所示，这可以用手将叩槌下移并将其保持于离开压电件-预定位置处便能完成。当将位于压垫46附近的掣子件50压下，它便同外伸缩件12的凸缘件52接触而将外件12下推，并部分地压迫回位弹簧16与冲击弹簧30，如图8所示。随着此外件12下移，窗40的斜坡面42便沿纵槽36下推凸耳34。当斜坡面42与保持槽38对准，冲击弹簧30便弹性地沿斜坡面42推凸耳34而让凸耳34落入保持凹口38内，由此将叩槌28保持于脱离开冲击垫26的位置。凸耳的移动由图8中的箭头“A”所示。此时，叩槌28的上端便位于离冲击垫26一定距离X处。
如图8与9所示，当压电机构处于这种结构中并有外力F作用于压垫46，此外力便把内伸缩件14下推。由于此时的内件14和外件12之间有空隙，内件14便向下进入外件12并推动叩槌28，此叩槌这时是保持于内件14的凹口38内，向下并进一步压迫冲击弹簧30，直至凸耳34到达外伸缩件12的窗40之上。突耳34然后跨叠于斜坡面44上，沿此斜坡面一般朝下，如箭头“B”所示，且进一步压迫冲击弹簧30，如图9与10所示。当凸耳34沿斜坡44时，凸耳是从保持凹口38移出，再次与纵槽36对准，如箭头“C”所示，见图10。至此，冲击弹簧30完全压缩。当凸耳34从凹口38脱出后，受压的冲击弹簧30便驱动叩槌28沿纵槽36向上，撞击冲击垫26和压电件24而产生火花，如图11所示。当力F除去后，回位弹簧16便推动包括掣子件50在内的整个压电机构10向上至图1所示的静止结构。
掣子件50可取任意结构，只要它能将外伸缩件12从内伸缩件14移开并将叩槌28从冲击垫26离开。掣子件50可以由任何材料制成，只要此掣子件具有足以使这两个伸缩件相互离开的强度即可。掣子件50的例子示明于图1和图7-9中。如图所示，掣子件50有一指状致动部54和细长体部56。掣子件50可滑动地设于槽60之内，槽60的一部分示明于图8中，为压垫46限定，此掣子件50可沿纵向上下运动。槽60也可界定于打火机体或室20的壁内。掣子件50也可设在压垫46与打火机体外壁62之间的空隙中。如上所述，掣子件50在下释之后，当回位弹簧16使外件12回位时即返回其静止的或通常的结构，而让凸缘件52在点火后回至其静止结构。掣子件50的另一实施例示明于图12，这里的掣子件50的上端位于与压垫的上端同一高度附近。此外，掣子件50也可弹性地偏动，使其在叩槌离开冲击垫后能自动返回静止位置。
参看图1、2与8，在叩槌28撞击冲击垫26与压电件24后，于压电件24的两端便产生了电位差。压电件24是包括第一电极64、砧22、此压电件24本身、冲击垫26、凸轮件66、阀门致动件68、阀门系统70与第二电极72的电路中的一个元件。这样，压电件24两端的电位差便通过此电路传导，并在第一电极64与第二电极72间产生相同的电位差。这一电位差足以通过上述两电极之间的空气间隙放出火花。换言之，这两个电极与其间设有空气介质的电容器的作用类似。任何导电材料都可用来制造上述电路中的各个元件。对本项技术中有一般知识的人可以为此电路中的各个元件选择合适的材料。
当压下压垫来产生火花的同时，凸轮件66也被压下，作用于阀门致动器68上。致动器68即转动，使得当凸轮件66推迫此致动器的一端向下时，它的另一端便上移，致阀门系统70升高而释出燃气。所释出的燃气这时就为电极64和72之间的火花点燃。
阀门系统70控制由燃料源所释出的燃料。在图1总体示明的最佳实施例中，燃料源是压缩的燃气，阀门系统70是可由弹簧件74的压力强制关闭的通常为开着的阀门。在此实施例中，阀门致动器的作用于阀门系统70上，使阀门杆76升高而释出压缩的石油气。
在另一实施例中，可以采用由内部弹簧强制关闭的通常关闭上的阀门，它由阀门致动器对阀门系统70施加一向上压力而将此阀门打开。
要起动打火机时，用户首先揿压掣子件50来分开内伸缩件14与外伸缩件12，同时使叩槌28离开压电件24和冲击垫26。然后，用于揿压压垫46，使凸轮件66与阀门致动器68结合，提升阀门杆76来释出燃气。压垫46的下压也导致叩槌28从保持机构松释，由此得以让受压的冲击弹簧将叩槌28驱向冲击垫26，使压电件24产生火花点燃释出的燃气而生成火焰。要想消灭火焰时，用户只需松释开压垫46来放松阀门致动器68以使弹簧74关闭阀门系统70。弹簧16使压电点火机构10返回其静止的或正常的构型，如图11所示。
本发明的压电点火机构也可以用于天然气炉灶、户外煤气烤架或类似装置，以阻止监用。
尽管上面从各方面描述了本发明，但应知本发明的各个特点既可以独立地应用也可以取任意的结合形式使用。因此，本发明并不仅仅限于这里所述的几个具体的最佳实施例。