CN114828625B - 挥发性物质分配器 - Google Patents

Abstract

一种挥发性物质分配器(50)，其包括：容纳印刷电路板的底座；与所述底座耦合的支架组件，所述支架组件包括平台、从所述平台延伸的支架及从所述支架延伸的歧管；包括圆形压电元件的歧管。所述分配器还包括：与所述支架组件耦合并限定烟囱(78)的罩盖(54)；以及包括芯并可拆卸地与所述歧管耦合的重填物。所述歧管包括从所述歧管向上延伸的圆柱形壁，弹簧布置在所述歧管内并与所述圆柱形壁同轴，所述弹簧的顶端缠绕所述圆柱形壁，所述弹簧的底端对所述压电元件施加力。

Description

挥发性物质分配器

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月23日提交的美国申请第16/579,489号的优先权，在此引入其全部内容。

技术领域

本发明总体上涉及用于发射挥发性物质的挥发性物质分配器，更具体地，涉及具有压电元件和照明组件的挥发性物质分配器。

背景技术

本领域已知各种挥发性物质分配器，其中大多数通过各种不同的机制将香味传递到周围环境。例如，一些分配器将含有香味的挥发物喷射到周围环境中，而其他分配器允许含有香味的挥发物蒸发到周围环境中。此类挥发性物质分配器通常包括其中插入有重填物的外壳。所述重填物通常包括用于容纳挥发性物质的容器，并且所述挥发性物质可以包括各种组分，例如芳香化学品、水、溶剂、表面活性剂、醇和/或其他组分。一些重填物包括与挥发性物质接触并延伸出重填物以将挥发性物质带出重填物的芯。其他重填物包括通过半透膜散发的凝胶状物质。无论重填物的类型如何，都可以将重填物插入挥发性物质分配器中，所述分配器具有加热器、压电元件、气溶胶致动器和/或可有助于输送挥发性物质的任何其他扩散元件。

然而，许多现有技术的分配器并没有以均匀或精确的方式分配挥发性物质。此外，许多分配器未能包括给用户的关于挥发性物质分配器正在或已经分配的挥发性物质的量或数量的视觉反馈。因此，需要一种挥发性物质分配器，其具有准确地分散挥发性物质同时向用户提供可调节的视觉反馈的机制。

发明内容

根据第一方面，挥发性物质分配器包括：底座，其容纳印刷电路板；支架组件，其通过一个或多个紧固机构与底座耦合。支架组件包括平台、从平台延伸的支架及从支架延伸的歧管。重填物与歧管可拆卸地耦合，重填物包括限定芯直径(DW)的芯。歧管容纳压电元件，压电元件限定孔阵列并且阵列限定阵列直径(DA)。芯直径与阵列直径之比(DW/DA)大于1.0。

根据一些实施例，底座还包括能够与低压电源电耦合的低压端口。根据一些实施例，多个LED与印刷电路板耦合。在一些实施例中，多个LED被配置为显示第一颜色和第二颜色。在一些实施例中，歧管包括底盘和冠部，冠部包括限定通道的圆柱形壁，并且罩盖耦合到支架组件，支架组件限定与通道同轴的烟囱。在一些实施例中，压电元件包括压电板，并且压电板包括圆顶，孔阵列完全沿圆顶布置。在一些实施例中，孔阵列以圆形阵列布置。在一些实施例中，分配器还包括沿PCB布置的限位开关，所述限位开关防止压电元件激活，除非罩盖与支架组件耦合。

根据另一方面，挥发性物质分配器包括：底座，其容纳印刷电路板；支架组件，其与底座耦合。支架组件包括平台、从平台延伸的支架及从支架延伸的歧管，歧管包括圆形压电元件。分配器还包括罩盖，其与支架组件耦合并限定烟囱；以及重填物，其包括芯，所述填充物可拆卸地与歧管耦合。歧管包括从歧管延伸的圆柱形壁。其中弹簧设置在歧管内，并与圆柱形壁同轴。并且弹簧的顶端缠绕圆柱形壁，弹簧的底端对压电元件施加力。

在一些实施例中，弹簧具有直径在约0.50mm与约0.60mm之间的弹簧线。在一些实施例中，第一突出部和第二突出部从歧管悬垂以接收重填物。在一些实施例中，第一和第二突出部包括向内延伸并能够与重填物的边缘啮合的第一和第二掣子。在一些实施例中，当重填物被插入到歧管中时，弹簧使力施加在重填物的头部上。在一些实施例中，压电元件限定孔阵列并且所述阵列限定阵列直径(DA)，并且芯直径(DW)与阵列直径(DW/DA)之比约为1.1。在一些实施例中，歧管限定头部空腔，并且多个肋从歧管延伸到头部空腔。

在一些实施例中，歧管包括底盘和与底盘卡扣配合的冠部。在一些方面中，多个肋沿冠部的侧表面延伸，其与罩盖的底面物理啮合。

根据另一方面，挥发性物质分配器包括底座，其容纳印刷电路板，底座限定侧壁并包括从侧壁突出的至少一个按钮及低压端口。分配器还包括与底座耦合的支架组件。罩盖具有截头圆锥形侧壁，所述截头圆锥形侧壁具有从底座的上边缘延伸的下边缘，所述罩盖限定烟囱。重填物包括灯芯，并可拆卸地与支架组件耦合。至少一个按钮设置为与低压端口偏离约180度。

在一些实施例中，分配器还包括支架组件的歧管内的弹簧，所述弹簧可操作以与压电元件啮合，以保持芯与压电元件之间的连续接触。弹簧具有直径在约0.50mm与约0.60mm之间的弹簧线。在一些实施例中，压电元件限定具有阵列直径(DA)的孔阵列。芯限定芯直径(DW)，其中芯直径与阵列直径之比(DA/DW)大于1.0。

附图说明

图1为根据本发明的挥发性物质分配器的前视图、顶视图及右等距视图；

图2为图1的挥发性物质分配器的正视图；

图3为图1的挥发性物质分配器的后视图；

图4为图1的挥发性物质分配器的左侧正视图；

图5为图1的挥发性物质分配器的俯视图；

图6为图1的挥发性物质分配器的仰视图；

图7为图1的挥发性物质分配器的内部支架和底座的前视图、顶视图及右等轴视图，其中为了清晰起见已移除罩盖；

图8为图7的支架和底座的右侧正视图；

图9为图7的支架和底座的正视图；

图10为与图1的挥发性物质分配器一起使用的重填物的前视图、顶视图及右等轴视图；

图11为图10的盖子已被移除的重填物的前视图、顶视图及右等轴视图；

图12为沿图11的线12-12截取的重填物的侧剖视图；

图13为沿图5的线13-13截取的挥发性物质分配器的剖视图；

图14为沿图5的线14-14截取的挥发性物质分配器的剖视图；

图15为图1的挥发性物质分配器的各种电气部件的前视图、顶视图及左等轴视图，其包括压电元件；

图16为图15中所示的印刷电路板和一些电气部件的俯视图；

图17为图16中所示压电元件的前视面、俯视图及右侧等距图；

图18A为沿图17的线18-18截取的压电元件的剖视图；

图18B为沿图17的压电元件的圆形孔阵列的示意图；

图18C为沿图17的压电元件的椭圆形孔阵列的示意图；

图19为图14的内部支架的上部的详细视图；

图20为图19的内部支架的上部的详细视图，其中图10的重填物插入支架的歧管中；

图21为示出具有不同厚度的弹簧的各种测试结果的曲线图；

图22为示出压电元件和比较弹簧力与所得香味输出的各种测试的曲线图；

图23为图7的支架和底座的前视图、右视图和俯视图，其中图10的重填物被插入其头部空腔中；

图24为图23的支架和底座的前视图、右视图和俯视图，其中重填物已插入啮合配置中；以及

图25为图23的支架和底座的前视图、右视图和俯视图，其中罩盖与底座啮合。

具体实施方式

本发明涉及挥发性物质分配器或扩散器以及从其发射挥发性物质的方法。虽然本发明可以以许多不同的形式实现，但本文讨论了几个具体实施例，但应理解本发明仅被视为本发明原理的示例，而不旨在将本发明限制为所示的实施例。在整个公开中，术语“约”和“大约”是指每个术语之前的数值的±5％的值范围。

本文公开的挥发性物质分配器或扩散器是多传感器装置，其使用压电引擎产生液体香料的微滴并将其喷射到周围环境中。挥发性物质分配器被配置为接受可更换的芳香油瓶或重填物。分配器进一步配置为在低电压下运行，并具有香味强度选择器，其以发光的形式向用户提供视觉反馈。该分配器包括罩盖、支架组件及底座，这些底座共同容纳有控制按钮、电源连接器、灯及压电引擎。罩盖主要是装饰性的，并提供透光阴影。首次使用挥发性物质分配器前，移除罩盖以将香油瓶或重填物插入支架组件中。

此外，本文公开的挥发性物质分配器包括对压电板-芯接口的改进，通过测试发现其可提高系统性能和一致性。具体地，测试揭示基于压电板和芯顶部的向下接触力的敏感度和一致性变化。例如，恒定的力可以提供更一致的输出和最小化的方差。通过测试，还确定了由于压电板上负载条件的变化，力的差异可能会导致输出速率的变化。发现对压电板施加过高的向下负载会抑制压电板的机械振动幅度，这会使液滴输出最小化。相反，发现太轻的向下力会限制板与芯的接口的接触，从而产生高的无阻尼输出。这可能是因为在这种情况下，压电板和芯之间的接触可能会完全消失。

现在参照附图，图1至图7描述了体现本发明各方面的挥发性物质分配器50。分配器50可适于容纳重填物52(参照图10至图12)，并从重填物52分配水和/或芳香油的形式的挥发性物质。具体参照图1及图2，分配器50包括罩盖或盖子54和底座56。罩盖54限定与底座56的上边缘60接触的下边缘58。罩盖54的侧壁62从下边缘58向上延伸至罩盖54的上端66处的唇缘64。从横截面上看，罩盖54的侧壁62限定截头圆锥形下部68和花键形上部70。沿罩盖54的外表面74提供多个脊或设计特征72。可以沿罩盖54的外表面74提供任意数量的设计特征72。罩盖54的下部68和上部70在圆形肩部76处相交，上部70从该圆形肩部76向以分配器50的中心纵向轴线80(图2)为中心的烟囱78延伸。烟囱78被定义为唇缘64内部的部分。在一些实施例中，罩盖54和底座56包括聚丙烯(PP)，然而，罩盖54和底座56可以包括多种聚合物材料。

仍然参照图1及图2，侧壁62沿着上部70从肩部76朝向唇缘64延伸。参照图1，罩盖54的凸缘84从唇缘64朝纵向轴线80向下延伸，并进入烟囱78。凸缘84从唇缘64向下延伸的角度在图13和图14的横截面图中得到了最好的说明。具体参照图2，虽然烟囱78可以限定多种直径，但烟囱78被图示为具有直径D1，该直径D1是在其下边缘58处截取的罩盖54的最宽直径D2的大约30％。在一些实施例中，直径D1可以在直径D2的约5％与约60％之间，或在直径D2的约10％与约45％之间，或在直径D2的约15％与约35％之间。在一些实施例中，直径D1约为直径D2的10％、或约20％、或约30％、或约40％或约50％。

再次参照图1及图2，底座56还限定从底座56的上边缘60向下延伸至其底壁92的侧壁90。多个支脚94从底壁92向下延伸，并允许分配器50搁置在平坦表面上(未示出)。底座56的侧壁90通常为弯曲，并且从上边缘60向下和向内延伸，朝向纵向轴线80。底座56的侧壁90可以限定沿侧壁90的一部分的曲率半径。此外，第一按钮96、第二按钮98和第三按钮100从底座56向外延伸，远离纵向轴线80。第一按钮96、第二按钮98和第三按钮100可以用于各种目的，并且可以具有多种不同的功能，如下所述。

参照图2，第一按钮96、第二按钮98和第三按钮100可以沿分配器50的底座56设置。第一按钮96可以是允许用户打开和关闭分配器50的电源按钮。第二按钮98可以是香味强度调节按钮，其允许用户在分配器50的设置中循环。例如，用户可以在低设置、中等设置和高设置之间切换。多个光指示器102可以通过邻近或低于第二按钮98的底座56可见。光指示器102可以向用户提供关于所选设置的强度或强度的视觉反馈。在所示的实施例中，存在三个光指示器102。当选择低设置时，其中一个光指示器102可能会点亮；当选择中等设置时，两个光指示器102可能会点亮；当选择高设置时，三个光指示器102可能会点亮。第三按钮100可以是光照明按钮，当用户按下该按钮时，其在各种光亮度设置和颜色设置之间循环。

用户可以根据个人喜好选择光和/或颜色的选项。此外，在一些实施例中，在经由第一按钮96打开之后，分配器50可以运行预定的时间量，例如8小时，并且可以随后进入睡眠模式，持续预定的时间量，例如16小时。分配器50可以每24小时重复一次该循环，除非用户通过第一按钮96手动关闭。在一些实施例中，分配器50包括自动关闭功能，其在特定时间段后(例如，在七个24小时循环后，即一周之后)停用分配器50。在一些实施例中，可以沿底座56设置限位开关(未示出)，其仅允许在罩盖54与底座56啮合时激活分配器50。

现在参照图3，示出分配器50的后视图。如后视图所示，分配器50还包括低压插座或端口104，用于接收低压电线的低压电连接器，例如USB线(未示出)。在一些实施例中，电插脚、电线或其他合适的电连接器可以与分配器50电耦合，以允许向分配器50提供电力。图4示出分配器50的左侧。按钮96、98、100和端口104从底座56的侧壁90向外延伸，并导致侧壁90中断。结果，底座的侧壁90是旋转对称的，但整个底座56围绕将第二按钮98和端口104平分的平面13-13(参见图5)对称。可以在罩盖54和/或底座56内或沿罩盖54和/或底座56提供附加特征。此外，可以在底座56和罩盖54之间、上方或下方提供限定一个或多个侧壁(未示出)的附加主体。

现在参照图5，示出分配器50的俯视图。烟囱78被更详细地示出，其沿纵向轴线80居中。压电组件110显示在烟囱78内，其也沿纵向轴线80居中。通过烟囱78还可以看到环形压电元件112，压电元件112限定压电组件110的圆形边缘。压电元件112包括中心孔114，当分配器50被激活时，重填物中的挥发性液体通过该中心孔114被分散。当分配器50被激活时，挥发性物质流通过罩盖54的烟囱78被分配并从分配器50流出，如下文更详细地描述。

现在参照图6，更详细地示出底座56的底壁92。多个支脚94从底壁92延伸。多个支脚94通常呈圆形，具有交替的圆形和细长支脚94。可以设想支脚94的替代配置或形状，而在一些实施例中，除了支脚94之外，还可以包括附加结构。此外，在一些实施例中，不存在将分配器50保持在直立配置中的支脚94或其他类型的稳定机构。如图6中进一步所示，第二按钮98和端口104围绕纵向轴线80彼此偏移180度。第一按钮96、第二按钮98和第三按钮100也彼此等距间隔开。还设想了端口104和按钮96、98、100的替代配置。

现在参照图7至图9，示出分配器50的支架组件116，为清晰起见，罩盖54已被移除。支架组件116包括平台118、支架120、重填底盘122和冠部124。重填底盘122和冠部124限定歧管126，其保持重填物52和压电组件110。平台118从底座56向上延伸，并从其侧壁90嵌入。多个保持突出部128从平台118向外延伸，当罩盖54与底座56耦合时，其作用是啮合罩盖54。保持突出部128是保持机制的一种形式，其将罩盖54与底座56耦合。替代的保持机制可以包括导致卡扣配合、摩擦配合或过盈配合的元件。平台118通过多个紧固件130(见图13)与底座56永久地连接，其通道在组装后由支脚94覆盖。紧固件130是一种形式的紧固机制，其附加示例包括铆钉、钉子、螺栓或电缆。

平台118限定向上延伸至拐角134的外圆柱形表面132。倾斜表面136从拐角134向内和向下延伸，朝向限定在平台118的中心部分140内的井138。狭槽142沿平台118的前部144限定在倾斜表面136内。可以包括狭槽142以帮助将重填物52插入到可操作配置中。井138可以包括有助于保持重填物52或其他部件的附加特征。例如，平台118的井138的尺寸和形状可以设计成在盖子146已从重填物52上移除后保持重填物52的盖子146(见图10)。

仍然参照图7至图9，支架组件116包括支架120，支架120从平台118沿其后部148向上延伸。支架组件116包括整体件，其从平台118向上延伸至歧管126，歧管126向内延伸并与纵向轴线80对齐。支架组件116的元件还可以包括聚丙烯或其他类型的聚合物材料。如上所述，歧管126包括冠部124和从冠部124向下延伸的重填物或底盘122。底盘122包括第一突出部和第二突出部150，其向下悬垂以保持重填物52的环形边缘152(见图11)。如下文将更详细地描述，当重填物52横向插入底盘122时，第一和第二突出部150可以形成为向外弯曲，直到重填物的边缘152与突出部150啮合。

用户可以通过抓住重填物52并横向向下拉动重填物，将重填物52从突出部150上移除。在一些实施例中，插入和移除重填物52所需的力足够低，以简单地允许横向插入和移除。然而，在一些实施例中，可以通过挤压突出部150以使突出部150向外偏转，从而释放轮缘152与其啮合来移除重填物52。在一些实施例中，可以通过旋转重填物52来分离重填物52，使得螺纹154(参见图11)允许重填物旋转并向下平移，远离冠部124，以便从歧管126移除。可实施替代的移除机制，例如一个或多个按钮(未示出)，其可以被按下以导致重填物52从底盘122释放。

继续参照图7至图9，冠部124从底盘122向上延伸，并限定通常为截头圆锥形的侧表面156，该侧表面终止于顶表面158。多个肋160沿侧表面156径向布置，其可以形成为有助于与罩盖54的底面162(见图13)物理啮合。肋160围绕纵向轴线80间隔开。圆柱形壁164从冠部124的顶表面158向上延伸，圆柱形壁164的中心与纵向轴线80同轴。圆柱形壁164也与由罩盖54限定的烟囱78同轴。圆柱形壁164与第二按钮98和端口104对齐，即平面13-13(见图5)延伸穿过所有圆柱形壁164、第二按钮98和端口104。尽管有设计特征72，但罩盖54通常包括径向对称性，但平台118、支架120和歧管126可以被表征为与第二按钮98相交并延伸穿过纵向轴线80的平面13-13对称。

现在参照图10至图12，更详细地示出重填物52。重填物52包括盖子146和容器170，所述容器170限定主体172、肩部174和头部176。主体172包括从其下壁180向上延伸至肩部174的圆柱形外壁178。头部176从肩部174向上延伸，并限定端部182。头部176在肩部174处与主体172相连。重填物52还包括帽146，其与沿重填物52的颈部184布置的螺纹154(参见图11和图12)螺纹连接。参照图12，容器170在其中容纳挥发性物质，并且容器170适于保持在分配器50内。芯支架或塞子186设置在颈部184内，用于固定芯188，其中芯188的第一端与挥发性物质接触，并且芯188的第二端通过颈部184延伸出容器170。在示例性实施例中，芯188可以由被捆绑在一起形成杆状的挤压纤维形成。

仍然参照图12，芯188可以由绳索或一根或多根棉绳构成。芯188包括上芯192和下芯194。上芯192具有与下芯194不同的特性，然而，在一些实施例中，上芯192和下芯188具有相同的特性。在优选实施例中，上芯192是柔韧的和/或纤维状的，而下芯194可以烧结的或比上芯192更刚硬。上芯192可以具有允许上芯192变形为压电组件110的特性。下芯194包括与下壁180相邻布置并与下壁180隔开的下端196，并且具有与上芯192啮合的上端198。上芯192嵌套在下芯194的上端198处的芯腔200内。上部弧形或倾斜表面202围绕芯腔200的内边缘。在重填物52的组装过程中，上倾斜表面202可有助于将上芯192对准芯腔200内。上芯192被塞子186紧密地保持并具有向上延伸出容器170的远端204。芯188可以形成为任何合适的形状或任何合适的材料，然而，上芯192优选地比下芯194更柔韧。塞子186通过过盈配合、摩擦配合或任何其他适当方式固定在重填物52的颈部184内，以将塞子186固定在颈部184内的适当位置。

仍然参照图12，容器170的肩部174向上延伸至头部176的端部182和颈部184。螺纹154环绕颈部184并从颈部向外延伸。环形边缘152还包围端部182，端部182可用于将重填物52与底盘122的悬垂突出部150啮合。重填物52的下壁180通常是凹的，并向上延伸，朝向芯188。塞子186内设有气孔208(参见图11)，以允许空气在液体(未示出)从重填物52分散到周围大气中时进入重填物52的空腔210。尽管特别示出并描述了重填物52，但是可以设想任何类型的重填物都可以与本文所述的分配器的变体一起使用。例如，可以使用带有柔性容器的重填物。此外，输送系统(即，芯)可以不同于本文所述的输送系统和/或容器170的大小和/或形状。

布置在容器170中的挥发性物质可以是适于分配到环境中的任何类型的挥发性物质。例如，容器170内的材料可以包括清洁剂、杀虫剂、驱虫剂、昆虫引诱剂、消毒剂、防霉剂或霉菌抑制剂、香料、消毒剂、空气净化器、芳香疗法香料、防腐剂、除臭剂、正芳香挥发性物质、空气清新剂、除臭剂等，以及它们的组合。挥发性物质中可以包括添加剂，例如香料和/或防腐剂。事实上，容器170内可以提供任何流体。

现在参照图13和图14的剖视图，更详细地示出分配器50的内部部件。参照图13，底座56通过紧固件130与支架组件116连接。紧固件130设置在紧固件通道214内，支架组件116被固定到底座56后，紧固件通道214被支脚94从视野中覆盖。在本实施例中，具有将底座56固定在支架组件116上的三个紧固件130，然而，图13的剖视图中仅示出单个紧固件130。

印刷电路板(PCB)216位于底座56与支架组件116之间。所示的多个发光二极管(LED)218与PCB 216电耦合，多个LED 218布置在PCB 216上方。在一些实施例中，多个LED218布置在PCB 216的上方和下方。在一些实施例中，一些LED 218布置在分配器50的前部、后部和侧面附近。如上所述，根据所选的设置，LED 218旨在用于通过罩盖54发射光，该设置可以根据用户偏好而变化。LED 218可替代地定位在分配器50内的任何适当位置。一个或多个LED 218可以指示分配器50处于打开或关闭状态，可以提供警报，和/或可以为用户提供任何其他合适的指示器。如上所述，LED 218的颜色和/或亮度可以根据通过罩盖54发射的光的所需亮度和/或颜色进行调整。

例如，当分配器50处于“低”设置时，LED 218中的第一个可以点亮第一颜色；当分配器50处于“中”设置时，LED 218中的第二个可以点亮第二颜色；当分配器50处于“高”设置时，LED 218中的第三个可以点亮第三颜色。第三LED 218可以在高设置下自行发光，或者照明可以是附加的，使得第一LED 218、第二LED 218和第三LED 218都在高设置下发光，其中它们可以具有相同或不同的颜色和/或强度。或者，第一LED 218可以在分配器50被插入但未打开时被点亮，第二LED 218可以在分配器50被插入并打开时被点亮。分配器50可以在罩盖54或罩盖54的半透明部分中包括一个或多个单独的开口，以允许每个LED 218发射的光通过。

仍然参照图13，第二按钮98被示为突出穿过底座56。尽管下文示出并提及第二按钮98，但第一按钮96和第三按钮100具有相同的设置和功能。第二按钮98显示为与开关220相邻，开关220可操作以在分配器50的各种设置之间进行调整。开关220可以是按钮开关，当按下该按钮开关时，可以使分配器50启动一个或多个功能，例如打开或关闭分配器50，调节分配的香味量，或调节一个或多个LED 218的颜色或亮度。图13中可见的开关220是图16中可见的多个开关220之一。时开关220可以是相同的开关，也可以是不同的开关。

虽然分配器50被公开为具有特定开关，但本领域技术人员将理解，分配器可以包括任意数量的开关和/或任何合适类型的开关，例如，定时开关、接通/断开开关、设置开关、控制组件内的另一组件的开关，例如加热器或风扇，和/或任何其他合适的开关。

仍然参照图13，支架组件116以横截面示出，并且布置在其中的部件为可见。图中示出导线管222，其从沿PCB 216布置的端子224延伸，穿过支架120，进入底盘122。第一和第二导线226布置在导线管222内，其与端子224和压电组件110电连接，压电组件110布置在支架组件116的冠部124内。支架120与底盘122固定耦合，底盘122也与冠部124固定耦合。支架120、底盘122和冠部124都是单独的部件，并且可以通过卡扣配合、摩擦配合、过盈配合、粘合剂或其他耦合方法彼此耦合。如上所述，支架120、底盘122和冠部124都可以包括聚丙烯或其他聚合物材料。导线226与压电组件110电耦合，压电组件110布置在冠部124内。线管引导件228进一步布置在支架120内，其位于将线管222保持在支架120内。线管引导件228可以包括水平部分，该水平部分具有将线管222保持在静态配置中的切口。如图13所示，压电组件110位于纵轴80的中心。虽然支架120、底盘122、平台118、底座56和罩盖54被示为包括聚合物，但也可以考虑其他类型的材料。

仍然参照图13，多个重填固定肋230沿底盘122的内部布置，其可用于将重填物52的颈部184向上引导至底盘122内的位置，直到突出部150与边缘152沿重填物52锁定到位。示出弹簧232，其用于对压电组件110施加力。弹簧232对压电组件110施加恒定的力，以将其保持在静态配置中，直到用户将重填物52定位在底盘122内。当用户将重填物52插入分配器50时，压电组件110向上平移，导致弹簧232压缩。弹簧232限定具有线直径的弹簧线234，下文将对其进一步讨论。还示出突出部150之一，突出部150包括向内悬垂的掣子236，该掣子被配置为在重填物52插入底盘122时向外平移，远离纵向轴线80，并向内卡扣，通过与边缘152啮合将重填物52固定在底盘122内的适当位置(见图20)。压电组件110布置在重填腔240上方，并且被配置成在重填物52插入底盘122时接收芯188的远端204。

现在参照图14，示出分配器50的另一个剖视图。线管引导件228和导线226以横截面示出，并且多个LED 218被示出布置在PCB 216上方。此外，还示出附加的重填引导肋230，其部分地限定重填物52的头部176的轮廓，并被配置为在底盘122内紧贴地接收重填物52。弹簧232包括顶端242和底端244。压电组件110也如图14中所示，并布置在弹簧232的底端244下方。弹簧232的底端可以与压电组件110固定连接，或者可以分开但彼此物理接触。

弹簧232的底端244形成为接收压电组件110，压电组件110又形成为在重填物52与其啮合时接收上芯194。弹簧232的顶端242缠绕并固定在冠部124的圆柱形壁164上。底盘122包括与冠部124的内凸缘252啮合的外凸缘250。底盘122和冠部124卡扣配合在一起，然而，底盘122和冠部124可以以另一种方式连接在一起，例如通过粘合剂、紧固件、过盈配合或摩擦配合。图14中还清楚地示出限定两个紧固件通道214的紧固件壁254，紧固件壁254在底座56的底壁92和平台118之间延伸。

参照图15，印刷电路板(PCB)216、线管引导件222和压电组件110以等距视图显示。控制器246和定时器248沿PCB 216示出在示意图中。控制器246可以是微控制器，并且可以布置在PCB 216内或沿着PCB 216布置。控制器246还可以是与PCB 216电耦合的单独组件。定时器248可以进一步布置在PCB 216内或沿着PCB 216布置，或者可以是单独的组件。定时器248用于在分配器50被激活时计时，而控制器246可操作以接收来自按钮96、98、100的指令以激活压电组件110、定时器248和/或LED 218。如上所述，PCB 216布置在底座56和平台118之间，为了清晰起见，从图15的视图中移除底座56和平台118。

在图15的视图中清楚地示出LED 218、按钮96、98、100、开关220和导线226。进一步示出限位开关256，其向控制器246提供信号，表明罩盖54已固定在底座56上，并且在罩盖54固定在底座56之前不允许启动分配器50。在一些实施例中，没有限位开关256。进一步示出端子224沿PCB 216布置。其他电气组件，例如电阻器、晶体管、电容器、处理器、控制器和继电器，还可以沿着PCB 216或在PCB 216内布置。在一些实施例中，多个电池(未示出)可以封装在外壳(未示出)内，并且可以电连接到PCB 216，以向PCB216和分配器50的其他电气部件提供电力。

参照图16，为清晰起见，图中示出PCB 216的俯视图，其中线管引导件222和压电组件110已被移除。开关220被更详细地示出，并且被示出位于第一按钮96、第二按钮98和第三按钮100中的每一个附近。此外，三组三个LED 218中的每一个都以沿PCB 216的三角形配置详细示出。不同组的LED 218可以发射不同颜色的光，或者可以发射相同颜色的光。此外，LED 218可以具有彼此相同的强度或不同的强度。端口104在第二按钮98的另一端沿着PCB216进一步示出。PCB 216通常具有圆形轮廓，然而，PCB 216可以具有允许其牢固地保持在罩盖54轮廓内的任何轮廓。

现在参照图17，更详细地示出压电组件110，以及导线226和线管引导件222的上端。压电组件110包括压电板260和压电元件112，所述压电元件112围绕压电板260的上表面262的外围。压电板可以包括不锈钢，其可为SUS 316L钢。当压电元件112通电时，使压电板260膨胀和收缩，从而将挥发物释放到周围环境中。压电板260还包括通常为凹形和圆形的中央圆顶264。压电组件110包括孔部分266，其至少一部分沿中央圆顶264延伸。在示例性实施例中，压电板260的有孔部分266包括多个孔口268，其直径或至少一个宽度尺寸介于约3微米与约9微米之间，或介于约5微米与7微米之间，或约6.5微米。在其他示例性实施例中，压电板260包括多个直径在约3微米与约5微米之间的孔。

参照图17和图18A，压电组件110在使用时位于芯188附近。在示例性实施例中，压电元件112可以形成为环形，并且可以由陶瓷制成。在替代的示例性实施例中，压电组件110可以形成为任何合适的形状和/或可由具有压电特性的任何合适材料制成，且其导致材料响应于施加的电场在尺寸上发生变化。合适材料的示例包括但不限于锆钛酸铅(PZT)或偏铌酸铅(PN)。虽然描述了特定的压电元件，但可以使用任何致动器，例如，压电振动网状致动器、压电驻波致动器、压电振动针或任何其他合适的压电致动器。

参照图18B和图18C，沿着压电板260的多个孔口268可以限定本质上为圆形的阵列269。如图266所示，孔阵列269可以沿整个圆顶264限定。如图18C所示，阵列269可替代地仅沿圆顶264的一部分布置，或可延伸至圆顶264之外。阵列269可以具有替代配置，并且可以是三角形、正方形、椭圆形或多边形的形状。此外，孔口268可以是圆形(图18B)、矩形或正方形(图18C)或其他形状。应当注意，在图18B和图18C的示意图中描绘的孔口268不代表孔口268的实际尺寸或实际数量，相反地，孔口268可以限定本文所述的尺寸。

在一些实施例中，阵列269的直径或至少一个宽度尺寸在约0.5mm与约10.0mm之间，或在约1.0mm与约9.0mm之间，或在于约2.0mm与约8.0mm之间，或在约3.0mm与约7.0mm之间。再次参照图12，芯直径DW和阵列直径DA(参见图18)可以限定约1.0和约3.0之间的DA/DW比。在一些实施例中，该比率约为1.1。在一些实施例中，芯直径DW在约3.0mm与约5.5mm之间，或在约3.5mm与约4.0mm之间，或约3.8mm。在一些实施例中，阵列直径DA在约3.0mm与约6.0mm之间，或在约4.0mm与约5.0mm之间，或约4.5mm。芯直径的比率可能会影响分配器50排放的挥发物羽流的准确性和一致性。例如，已发现具有约1.1的比率DW/DA可以从分配器50产生可重复且准确的挥发性分散。在一些实施例中，阵列269可以包括约100至约400个孔，或约150至约350个孔，或约316个孔，或约200个孔。

现在参照图19和图20，分别示出支架组件116的上端的详细视图，其中分别未插入和已插入重填物。参照图19，更详细地示出压电组件110。在一些实施例中，可以沿压电组件110的底面提供软材料，例如加载泡沫。可以沿压电组件110的底面提供附加材料，以帮助在分配器50被激活时产生的挥发性羽流的准确性或一致性。还可以提供附加材料以增强或减少可能由弹簧232、芯188和/或压电板260引起的阻尼效应。

弹簧232的顶端242显示为缠绕在圆柱形壁164周围，而弹簧232的底端244显示为与压电组件110接触并向压电组件110施加力。底盘122还包括压电平台270，其与底盘122一体，并限定固定压电组件110的表面。压电平台270将压电组件110保持在适当位置，并防止压电组件110的位移超过压电平台270。压电平台270通常为圆形，并在其中心包括孔口272，其允许芯188的远端204在插入底盘122时与压电组件110进行物理接触。弹簧232被定位成当其已经被插入到底盘122中时提供抵抗重填物52的反作用力。如下所述，当芯188与压电组件110啮合时，弹簧232被压缩，并且压电组件110在压电平台270上方移动距离X。下文将更详细地描述该位移。

参照图20，图中示出重填物52已插入歧管126中。由于重填物52已被插入到底盘122的重填腔240中，因此弹簧232已被压缩，因此，弹簧232显示为压缩配置。仍然参照图20，重填物52的边缘152还与突出部150的卡扣236啮合，并且芯188的远端204与压电组件110的下表面276(参见图18)物理接触。图20中所示的弹簧232的压缩是分配器50中使用的弹簧的尺寸和类型的结果，其可以基于各种因素进行选择，如下所述。除了弹簧232已被压缩、压电组件110已因芯232施加的力而向上平移，以及突出部150的卡扣236已与重填物52的边缘152啮合之外，当重填物52插入歧管126中时，歧管126的其他元件均未移动或操纵。图20示出处于操作状态的重填物52，其中可以通过向压电组件110提供电脉冲来激活分配器50以分散挥发物。

在示例性实施例中，如上所述，吸收性材料(未示出)可以包括在芯188与压电组件110之间。吸收性材料可以是毡垫和/或棉绒。在其他示例性实施例中，吸收性材料可以由丝绒垫、棉布、雪尼尔纱线、雪尼尔织物、聚酯布、纸巾、合成布、合成非织造材料、棉球或棉签、其组合或其他合适的吸收性材料形成。吸收性材料可以是雾化器组件的一个组件，或者可以与重填物52的芯188连接或以其他方式连通。

在操作过程中，压电组件110被连续地或间歇地致动以分配挥发性材料。更具体地，向压电元件112施加振荡电场，其导致压电板260在径向上膨胀和收缩。膨胀和收缩导致压电板260沿轴向(沿着分配器50的纵向轴线)振动，迫使压电板260的孔口内保留的挥发性物质通过限定的通道280远离压电组件110通过圆柱形壁164，并通过罩盖54的烟囱78。

参照图21的曲线图，三组独立的弹簧作为上述分配器50中的弹簧232进行了测试，其结果在图中示出。三组弹簧包括直径为0.50mm的弹簧线226、直径为0.55mm的弹簧和直径为0.60mm的弹簧。该图示出以牛顿(N)为单位测量的弹簧力与以毫米(mm)为单位测量的弹簧压缩距离。弹簧压缩距离是上述距离X，即，在芯188使压电组件110向上平移之后的压电平台270和压电组件110之间的距离。该图进一步说明三个弹簧中每一个的最小值、平均值和最大值。测试涉及将弹簧从1.0mm反复压缩到8.0mm，同时记录产生的力输出(N)。虽然三种不同直径的弹簧直径(即0.50mm、0.55mm和0.60mm)取得了不同的结果，但结果表明，在7.0mm的压缩下，三种弹簧中的每一个测得的弹簧力均呈非线性增加。

在一些实施例中，弹簧232可以具有约7mm至约20mm之间、或约10mm至约17mm之间、或约13mm之间的未压缩高度。此外，在一些实施例中，弹簧232可以具有约2圈至约10圈、或约3圈至约7圈、或约4.5圈。在优选实施例中，弹簧232具有约0.6mm的弹簧线直径、约13mm的未压缩高度，并且包括约4.5圈。

现在参照图22的曲线图，示出以牛顿(N)为单位测量的弹簧力与以毫克/循环(mg/循环)为单位测量的香味输出。该图示出图21中显示的测试结果。测试结果表明，当弹簧在压电板260上产生较低的压缩力时，分配器50释放出更多的香味。香味发射模式可以简化为第一线性区域284和第二线性区域286。第一区域284出现在0.6和0.9N之间，并且具有-25mg/循环/N的近似斜率。第二区域286出现在0.9和2.0N之间，并且具有-8.33mg/循环/N的近似斜率。结果表明，当受到较低的弹簧力时，香味装置会散发出更多的香味。因此，根据所需的输出范围，可以识别特定的弹簧以与分配器50一起使用。为此，如果希望在第一线性区域284内实现香味输出，则可以使用0.50mm或0.55mm弹簧；如果希望在第二线性区域286内实现香味输出，则可以使用0.60mm弹簧。

根据测试，确定使用更柔韧材料的上芯192会减少弹簧232的位移，从而对压电组件110施加力，这导致更可预测的挥发性物质分散。当在线性区域内操作时，分配的羽流的可变性更可预测，而当弹簧232的力位移为非线性时，释放率的可变性显著增加。还发现，弹簧232施加在压电组件110上的力的大小与挥发物的释放速率直接相关。力越小，压电组件110在通道280内反弹的次数就越多。

参照图23至图25，示出将重填物52插入支架组件116并组装分配器50的方法。参照图23，重填物52的定位使其头部176插入歧管126中。重填物52的下壁180通过平台118的狭槽142滑动，并且重填物52向上移动，以便将头部176插入歧管126中。参照图24，一旦重填物52的边缘152与突出部150的卡扣236啮合，重填物52可以被表征为固定在歧管126内。可以将重填物52的盖子146插入井138中，以在使用重填物52时牢固地保持盖子146。参照图25，罩盖54与底座56对齐，并旋转直到沿底座56的突出部128与沿罩盖54的下侧162的特征啮合。罩盖54可替代地以另一种方式与底座56啮合。一旦罩盖54与底座56耦合，电源线(未示出)的一端插入端口104，另一端插入电源，例如电源适配器、笔记本电脑或其他低电压插座。

仍然参照图25，第一按钮96是电源按钮，第二按钮98是香味强度按钮，第三按钮100是灯光按钮。可以按压第一按钮96一次以打开分配器。一旦按下第一按钮96，分配器50将开始分配香味。可以按压第二按钮98和第三按钮100以个性化香味强度和/或灯光方案的偏好。在分配器50的操作期间，希望芯188与压电板260接触。如果芯188不与压电板260接触，尤其在水基芳香挥发性物质中，则分配器50可能无法正常工作和/或根本不会散发挥发性物质。

本文描述的任何实施例都可以修改为包括结合其他实施例公开的任何结构或方法。此外，尽管在本说明书中可以使用方向性术语，例如前、后、上、下、垂直、水平等，但应当理解，这些术语不是限制性的，并且仅在本文中用于表达不同元件相对于彼此的方向。

工业应用性

分配器通常用于分配储存在重填容器中的各种挥发性物质，如空气清新剂、除臭剂、杀虫剂、杀菌剂、香水等。压电引擎允许挥发性物质挥发，然后分布到环境中，以便其内容在没有人为干涉的情况下释放，例如，连续地或按照预定的时间表释放。

Claims (10)

1.一种挥发性物质分配器，其特征在于，

包括：

底座，其容纳印刷电路板、即PCB；

支架组件，其与所述底座耦合，所述支架组件包括平台、从所述平台延伸的支架及从所述支架延伸的歧管；以及

重填物，其与所述歧管可拆卸地耦合，所述重填物包括限定芯直径(DW)的芯，

其中所述歧管容纳压电组件，所述压电组件包括压电元件和限定孔阵列的压电板，

其中所述歧管限定保持所述压电板的压电平台，并且

其中所述孔阵列的最外面的孔限定阵列直径(DA)，并且

其中所述芯直径与所述阵列直径之比(DW/DA)大于1.0。

2.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述底座还包括能够与电源电耦合的电气端口。

3.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

多个发光二极管、即LED与所述PCB耦合。

4.根据权利要求3所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述多个LED被配置为显示第一颜色和第二颜色。

5.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述歧管包括底盘和冠部，所述冠部包括限定通道的圆柱形壁，并且

耦合到所述支架组件的罩盖，其中所述罩盖限定与所述通道同轴的烟囱。

6.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述压电板包括圆顶，所述孔阵列完全沿所述圆顶布置，并且

其中所述孔阵列布置成圆形阵列。

7.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

还包括沿所述PCB布置的限位开关，并且

其中所述限位开关防止所述压电元件激活，除非罩盖与所述支架组件耦合。

8.一种挥发性物质分配器，其特征在于，

包括：

底座，其容纳印刷电路板，所述底座限定底座侧壁，并包括从所述底座侧壁突出的至少一个按钮；

支架组件，其与所述底座耦合，所述支架组件包括平台、从所述平台延伸的支架及从所述支架延伸的歧管，所述歧管包括压电元件；

罩盖，其具有截头圆锥形侧壁，所述截头圆锥形侧壁具有从所述底座的上边缘延伸的下边缘，所述罩盖限定烟囱；以及

重填物，其包括芯，所述重填物与所述支架组件的所述歧管可拆卸地耦合，

其中所述歧管包括从所述歧管延伸的圆柱形壁，

其中弹簧布置在所述歧管内并与所述圆柱形壁同轴，

其中所述弹簧的顶端缠绕在所述圆柱形壁周围，并且所述弹簧的底端对所述压电元件施加力，并且

其中所述圆柱形壁至少部分延伸到所述烟囱中。

9.根据权利要求8所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述弹簧被配置为与所述压电元件可操作地啮合，以保持所述芯与所述压电元件之间的连续接触，并且

其中所述弹簧具有直径在约0.50mm与约0.60mm之间的弹簧线。

10.根据权利要求8所述的挥发性物质分配器，其特征在于，

所述压电元件限定具有阵列直径(DA)的孔阵列，

其中所述芯限定芯直径(DW)，并且

其中所述芯直径与所述阵列直径之比(DW/DA)大于1.0。