JP2001522149A - 選択的に作動可能な圧電形点火機構 - Google Patents
選択的に作動可能な圧電形点火機構Info
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
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- F23Q2/28—Lighters characterised by electrical ignition of the fuel
- F23Q2/285—Lighters characterised by electrical ignition of the fuel with spark ignition
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Abstract
Description
あって、圧電形点火機構による火花の発生を選択的に阻止して幼児によるライタ
ーの望ましくない使用を妨げることができる装置を有する圧電形点火機構に関す
る。
イターを即座には作動できないようにすることに関心が向けられている。かかる
危険性としては、作動させた人に直接火が付くという恐れ又は周りの物に着火す
るという恐れが挙げられる。このようなことの考慮対象となっている人は年齢的
に5歳未満の幼児である。
された入れ子式組立体から成る。外側部材及び内側部材は通常は、リターンスプ
リングにより互いに所定の距離を置いたところに保持されている。石英又は圧電
素子は入れ子式組立体の上方部材内に埋め込まれているのが通例である。ハンマ
ー又は「槌(plexor)」が圧電素子を叩くと電気火花が生じる。圧電素子は「ア
ンビル」部材と「インパクトパッド」との間に設けられていて、事実上、槌から
の衝撃を受け取る。
は、槌は、保持機構によりインパクトパッドから所定距離、離れたところに配置
されている。槌をインパクトパッドに向かって付勢するために通常、インパクト
スプリングが槌と下側入れ子部材との間に配置されている。
下側部材を互いに動かす。この動作により、リターンスプリングも又圧縮され、
これにより上側部材と下側部材を分離し、それと同時にインパクトスプリングを
圧縮してこれにエネルギを貯えさせる。入れ子式組立体の収縮の終わり近くで槌
が保持機構から解除されて、圧縮状態のインパクトスプリングが槌をインパクト
パッドに向かって駆動して衝撃エネルギを生じさせ、これにより圧電素子前後に
電位差を生じさせる。かかる電位差は、シガレットライター内の他の導電性素子
を通って伝えられ、電気回路を構成する。この回路は、燃料供給源からの燃料が
放出される弁の近くに設けられた開放状態の隙間を有している。上記電位差は、
この隙間を横切る火花を生じさせて放出された燃料に点火し、それにより火炎を
生じさせる。かかる圧電機構の例が米国特許第5,262,697号(発明の名
称は、ガスライター用圧電機構(Piezoelectric Mechanism For Gas Lighters)
)に記載されている。かかる米国特許第5,262,697号の開示内容を本明
細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
ないようにすることが望ましい。この理由により、「子供にとって安全な(又は
、子供がいたずらできない)」圧電形ライターを特許文献で提供する試みが行わ
れている。かかる特許の例としては、米国特許第5,145,358号、第5,
240,408号、第4,904,180号、第4,859,172号、第4,
786,248号及び第5,228,849号が挙げられる。これらに開示され
た装置はいずれも、入れ子式組立体を圧縮して圧電機構を作動させる親指パッド
の押し下げがラッチ部材により防止されて火花の発生が阻止されるということに
ついては共通している。通常、ラッチ部材は親指パッドとライター本体の壁との
間に配置されている。親指パッドの押し下げを阻止するためには、このラッチ部
材を親指パッドとライター本体の壁との間に正確に整列又は位置決めしなければ
ならない。
るためのラッチ部材の正確な整列を必要としない装置が要望されている。
い困難度を提供するライターを提供することにある。
パッドとライター本体との間のラッチ部材の正確な整列を必要としない圧電点火
機構を提供することにある。
動をそれほど生じない入れ子式圧電素子を有するライターを提供することにある
。
2の部材を第1の部材に向かって付勢するリターンスプリングと、これら部材の
うち一方の中に設けられた圧電素子及びそのインパクトパッドと、入れ子式組立
体内に可動的に設けられていて、インパクトスプリングにより圧電素子及びその
インパクトパッドに向かって付勢された槌部材とを有する圧電点火機構によって
達成される。休止形態では、槌部材は、圧電素子及びそのインパクトパッドと接
触した状態に置かれていて、外力が入れ子式組立体に加えられると、圧電素子と
槌部材が共に互いにずれて槌部材が圧電素子及びそのインパクトパッドを叩けな
いようになっている。
ようユーザにより作動可能なラッチ部材を更に有し、この場合、閾値よりも大き
な外力を入れ子式組立体に加えると、槌部材はインパクトパッドを叩いて圧電素
子を励起させ、それにより火花を発生させるようになっている。
、図1に示すように、本発明のライターの圧電形点火機構10が、外側入れ子部
材12及び内側入れ子部材14を有している。上述した従来技術、たとえば米国
特許第5,262,697号で知られている入れ子式組立体とは異なり、本発明
では、休止又は通常の形態では、2つの入れ子部材相互間にはXで示すように間
隔又はスペースが実質的に殆ど存在しないか、或いは全く存在しない。外側部材
12の下に設けられているリターンスプリング16が、2つの入れ子部材を互い
に弾性的に付勢している。圧電形点火機構10は、ライターの本体に設けられた
室20内に配置されていて、燃料源、例えば圧縮炭化水素ガスから隔離されてい
る。
及びインパクトパッド26を有している。図2に想像線で示すと共に図4及び図
5にも示されている槌部材28が、インパクトパッド26に隣接した状態で内側
入れ子部材14内で案内される。槌28は、インパクトスプリング30によって
インパクトパッド26に弾性的に押し付けられている。スプリング30はまた、
内側部材14内に設けられており、一端が外側部材12の底部部材32によって
支持されている。
している。耳部34は、図3に示すように内側部材14の互いに反対側の側部に
設けられた長手方向スロット36内に嵌まっている。長手方向スロット36は、
槌28の移動を案内し、これを長手方向に制限している。各長手方向スロット3
6はまた、保持切欠き38を有し、これらの機能については以下に説明する。図
1に示す休止位置では、耳部34はスロット36の上方端部に又はその近傍に位
置している。
なっており、これら窓40は、図1及び図2に示すと共に特に図6に示すように
外側部材12の互いに反対側の側部に設けられている。窓40は又、上方傾斜面
42及び下方傾斜面44を有している。
材の両方は図1及び図7に示すように休止又は通常の位置から同時に押し下げら
れる。部材12,14は互いに接触しているので、部材12,14相互間には相
対的な運動は生じない。リターンスプリング16もまた圧縮され、したがって力
Fが解除されると、スプリング16は入れ子組立体を上方に弾性的に押して図1
の形態に戻すようにする。さらに、圧電素子24及びインパクトパッド26が内
側入れ子部材14内に埋め込まれていると共に槌がインパクトパッド26に押し
付けられているので、槌28とインパクトパッド26との間にも相対的な運動は
生じず、インパクトスプリング30は非圧縮状態にある。かくして、この槌とイ
ンパクトパッドの間には衝撃力が生じることがなく、火花が生じない。本発明の
この特徴により、使用意思のないユーザは、親指パッド46からの動きを生じさ
せることができるが、火花を生じさせることはできないことになる。
ンパクトパッド26からずらし、その後に外力Fを加える。図8に示すように、
これを達成するには、槌28を手で下に動かし、そしてこれを圧電素子から離れ
た所定の位置に保持するのがよい。親指パッド46の近くに設けられたラッチ部
材50を押し下げると、これは外側入れ子部材12の棚部材52に接触して外側
入れ子部材12を下に押し、そして図8に示すようにリターンスプリング16及
びインパクトスプリング30を部分的に圧縮する。外側入れ子部材12を下に動
かすと、窓40の傾斜面42は耳部34を長手方向スロット36に沿って下に押
す。傾斜面42が保持スロット38に整列すると、インパクトスプリング30は
耳部34を傾斜面42に沿って弾性的に押し、そして耳部34を保持切欠き38
内に嵌入させ、それにより槌28をインパクトパッド26から離れた位置に保持
する。耳部34の変位は、図8に矢印「A」で示されている。この時点において
は、槌28の頂部は、インパクトパッド26から所定の距離X′離れたところに
位置している。
力Fが親指パッド46に加えられると、それにより内側入れ子部材14は下に押
される。この時点においては部材12,14相互間には間隔が開いているので、
内側部材14は下に動いて外側部材12内に入り、そして内側部材14の切欠き
38内に保持されている槌28を下に押し、そしてインパクトスプリング34を
一段と圧縮してついには耳部34が外側入れ子部材12の窓40の傾斜面44に
達するようになる。耳部34は次に、傾斜面44に乗っかった状態でこれに沿っ
て矢印「B」によって示されるような下向きの方向に動き、そしてインパクトス
プリング30は図9及び図10に示すように一段と圧縮されるようになる。耳部
34が傾斜面44を下ると、これら耳部は保持切欠き38からずれ、そして矢印
「C」で示すと共に図10に示すように長手方向スロット36ともう一度整列す
る。この時点において、インパクトスプリング30は一杯まで圧縮される。耳部
34が切欠き38から自由になった後、圧縮状態のインパクトスプリング30は
槌28を長手方向スロット36に沿って上方に駆動し、インパクトインパクトパ
ッド26及び圧電素子24にあたって図11に示すように火花を生じさせる。力
Fを抜くと、リターンスプリング16はラッチ部材50を含む圧電形点火機構1
0全体を上方に押して図1に示す休止形態にする。
に槌28をインパクトパッド26からずらすことができる限り、任意の形態をし
ていてもよい。ラッチ部材50が入れ子部材を互いにずらすのに十分な剛性を有
している限り、ラッチ部材50を任意の材料で作ることができる。ラッチ部材5
0の一例が、図1及び図7〜図9に示されている。図示のように、ラッチ50は
、指で作動可能な部分54及び細長い本体56を有している。ラッチ50は、親
指パッド46に設けられた溝60(その一部が図8に示されている)内に摺動自
在に設けられていて、長手方向に上下できる。溝60はまた、ライター本体又は
室20の壁に設けられてもよい。ラッチ50はまた、親指パッド46とライター
本体の外壁62との間の空間内に設けてもよい。上述したように、ラッチ部材5
0は、下方に変位された後、リターンスプリング16が外側部材12及びそれに
より棚部材52を点火後その休止形態に戻すと、その休止又は通常の形態に戻さ
れる。ラッチ50の別の実施形態が図12に示されており、この場合、ラッチ部
材50の頂部は、親指パッドの頂部と同一の高さ位置の近くに位置している。加
うるに、ラッチ部材50はまた、槌がインパクトパッドからずれた後、自動的に
その休止位置に戻るよう弾性的に付勢されるのがよい。
子24を叩くと、圧電素子24の両端に電位差が生じる。圧電素子24は、第1
の電極64、アンビル22、圧電素子24、インパクトパッド26、カム部材6
6、弁アクチュエータ68、弁装置70及び第2の電極72で構成される電気回
路中の一要素である。かくして、圧電素子24の両端に生じる電位差は、この回
路に伝えられ、第1の電極64と第2の電極72との間に実質的に同一の電位差
を生じさせる。この電位差は、2つの電極相互間の空隙中の火花放電を行うのに
十分である。換言すると、2つの電極は、電極相互間に空気からなる誘電体が設
けられた状態のキャパシタ(コンデンサ)と同様な働きをする。この回路の構成
部品を構成するために任意の導電性材料を利用できる。当業者であれば、この回
路中の種々の構成部品について適当な材料を選択できる。
げられて弁アクチュエータ68に作用する。アクチュエータ68は、カム部材6
6がアクチュエータの一端を下に押すと、他端が上方に動かされ、それにより弁
装置70を持ち上げてガスを放出させるように回動する。すると、放出されたガ
スは、電極64,72相互間に生じた火花によって点火される。
好ましい実施形態では、燃料源は、圧縮ガスであり、弁装置70は、スプリング
部材74の圧力によって強制的に閉じられる常開弁である。
を上に持ち上げて圧縮状態の炭化水素ガスを放出させる。
、弁装置70に上向きの力を及ぼして弁を開く弁アクチュエータと共に用いても
よい。
て入れ子部材14を入れ子部材12から引き離し、それと同時に槌28を圧電素
子24及びインパクトパッド26からずらす。次にユーザは親指パッド46を押
し下げ、それによりカム部材66が弁アクチュエータ68に係合して弁棒76を
持ち上げ、それにより燃料ガスを放出させる。また、親指パッド46の押し下げ
により、槌28を保持機構から解除し、それにより圧縮状態のスプリング30が
槌28をインパクトパッド26に当てるようにすることができ、それにより圧電
素子24が火花を生じさせて放出された燃料に点火して火炎を生じさせる。火炎
を消すためには、ユーザは単に親指パッド46を離し、それにより弁アクチュエ
ータ68を解除してスプリング74が弁装置70を閉じることができるようにす
る。スプリング16は図11に示すように圧電形点火機構10をその休止又は通
常の形態に戻す。
ンレンジ、屋外ガスグリル又はこれと類似した装置にも用いることができる。 本発明の種々の特徴について上述したが、本発明の種々の特徴を単独で又は任意
の組み合わせで利用できることは理解されよう。したがって、本発明は本明細書
に記載した具体的な好ましい実施形態に限定されることはない。
図である。
る。
構の正面図である。
面図である。
正面図である。
Claims (33)
- 【請求項1】 圧電形点火機構であって、第1及び第2の部材を有する入れ
子式組立体と、入れ子式組立体内に固定的に設けられた圧電素子と、入れ子式組
立体内に可動的に設けられた槌部材とを有し、インパクトスプリングが、槌部材
を圧電素子のほうへ付勢しており、前記圧電形点火機構は、槌部材を圧電素子か
らずらすようユーザにより作動可能なラッチ部材を更に有し、槌部材を圧電素子
からずらして入れ子式組立体を圧縮すると、槌部材が解除され、インパクトスプ
リングにより駆動されて圧電素子を叩き、それにより火花を生じさせるようにな
っていることを特徴とする圧電形点火機構。 - 【請求項2】 リテーナを更に有し、槌部材を圧電素子から所定の位置のと
ころにずらすと、槌部材は前記リテーナによって保持されるようになっているこ
とを特徴とする請求項1記載の圧電形点火機構。 - 【請求項3】 圧電素子は、入れ子式組立体の第1の部材の中に配置され、
槌部材と圧電素子との間にはインパクトパッドが設けられ、槌部材は、その側部
に少なくとも1つの耳部を有し、少なくとも1つの耳部は、第1の部材に設けら
れた少なくとも1つの長手方向スロットによって受け入れられ、槌部材の運動が
、前記少なくとも1つの長手方向スロットによって案内されるようになっている
ことを特徴とする請求項2記載の圧電形点火機構。 - 【請求項4】 リテーナは、第1の部材に設けられた少なくとも1つの切欠
きから成り、少なくとも1つの耳部が少なくとも1つの切欠きの中に受け入れら
れると、槌部材は圧電素子から前記所定の距離のところに位置決めされるように
なっていることを特徴とする請求項3記載の圧電形点火機構。 - 【請求項5】 ラッチ部材を作動させると、第2の部材も又、第1の部材か
らずらされることを特徴とする請求項4記載の圧電形点火機構。 - 【請求項6】 第2の部材は、少なくとも1つの傾斜部を備えていて、第2
の部材をずらすと、第2の部材は槌部材をずらし、ついには少なくとも1つの傾
斜部が少なくとも1つの切欠きに整列して少なくとも1つの耳部が第1の傾斜部
によって案内されて少なくとも1つの切欠き内に嵌まり込むようになっているこ
とを特徴とする請求項5記載の圧電形点火機構。 - 【請求項7】 入れ子式組立体は、第1の部材が第2の部材に向かって動く
と、圧縮されることを特徴とする請求項6記載の圧電形点火機構。 - 【請求項8】 第2の部材は、少なくとも1つの第2の傾斜部を備えていて
、第1の部材を第2の部材に向かって動かすと、少なくとも1つの耳部が第2の
傾斜部の上に乗っかり、ついには槌部材が少なくとも1つの切欠きから外れるよ
うになっていることを特徴とする請求項7記載の圧電形点火機構。 - 【請求項9】 圧電形点火機構であって、第1及び第2の部材を有する入れ
子式組立体と、入れ子式組立体内に固定的に設けられた圧電装置と、入れ子式組
立体内に可動的に設けられた槌部材とを有し、インパクトスプリングが、槌部材
を圧電素子のほうへ付勢しており、前記圧電形点火機構は、槌部材を圧電装置か
ら選択的にずらす手段を更に有し、槌部材を圧電装置からずらして入れ子式組立
体を圧縮すると、槌部材が解除され、インパクトスプリングにより駆動されて圧
電装置を叩き、それにより火花を生じさせるようになっていることを特徴とする
圧電形点火機構。 - 【請求項10】 前記ずらし手段は、槌部材を圧電装置からずらすようユー
ザによって作動可能なラッチと、入れ子式組立体に設けられていて、槌部材を圧
電装置から所定の距離のところに保持するようになったリテーナとから成ること
を特徴とする請求項9記載の圧電形点火機構。 - 【請求項11】 圧電形点火機構であって、第1及び第2の部材を有する入
れ子式組立体と、第2の部材を第1の部材に向かって付勢するリターンスプリン
グと、前記部材のうち一方の中に設けられた圧電装置と、入れ子式組立体内に可
動的に設けられていて、インパクトスプリングにより圧電装置に向かって付勢さ
れた槌部材とを有し、休止形態では、槌部材は、圧電装置と接触した状態に置か
れていて、外力が入れ子式組立体に加えられると、圧電装置と槌部材が共に互い
にずれて槌部材が圧電装置を叩けないようになっており、圧電形点火機構は、槌
部材を圧電素子から所定の距離のところにずらすようユーザにより作動可能なラ
ッチ部材を更に有し、この場合、次に外力を入れ子式組立体に加えると、槌部材
は圧電装置を叩いて火花を発生させるようになっていることを特徴とする圧電形
点火機構。 - 【請求項12】 保持機構を更に有し、槌部材を前記所定距離のところにず
らすと、槌部材は前記保持機構により保持されるようになっていることを特徴と
する請求項11記載の圧電形点火機構。 - 【請求項13】 圧電装置は、入れ子式組立体の第1の部材の中に配置され
、槌部材は、その側部に少なくとも1つの耳部を有し、少なくとも1つの耳部は
、第1の部材に設けられた少なくとも1つの長手方向スロットによって受け入れ
られ、槌部材の運動が、前記少なくとも1つの長手方向スロットによって案内さ
れるようになっていることを特徴とする請求項12記載の圧電形点火機構。 - 【請求項14】 保持機構は、第1の部材に設けられた少なくとも1つの切
欠きから成り、少なくとも1つの耳部が少なくとも1つの切欠きの中に受け入れ
られると、槌部材は圧電装置から前記所定の距離のところに位置決めされるよう
になっていることを特徴とする請求項13記載の圧電形点火機構。 - 【請求項15】 ラッチ部材を作動させると、第2の部材も又、第1の部材
からずらされることを特徴とする請求項14記載の圧電形点火機構。 - 【請求項16】 第2の部材は、少なくとも1つの傾斜部を備えていて、第
2の部材をずらすと、第2の部材は槌部材をずらし、ついには少なくとも1つの
傾斜部が少なくとも1つの切欠きに整列して少なくとも1つの耳部が第1の傾斜
部によって案内されて少なくとも1つの切欠き内に嵌まり込むようになっている
ことを特徴とする請求項15記載の圧電形点火機構。 - 【請求項17】 加えられた外力は、第1の部材を第2の部材に向かって動
かすことを特徴とする請求項16記載の圧電形点火機構。 - 【請求項18】 第2の部材は、少なくとも1つの第2の傾斜部を備えてい
て、第1の部材を第2の部材に向かって動かすと、少なくとも1つの耳部が第2
の傾斜部の上に乗っかり、ついには槌部材が少なくとも1つの切欠きから外れる
ようになっていることを特徴とする請求項17記載の圧電形点火機構。 - 【請求項19】 圧電装置と槌部材との間に設けられたインパクトパッドを
更に有することを特徴とする請求項18記載の圧電形点火機構。 - 【請求項20】 アンビル部材及び2つの電極を更に有し、該電極相互間に
は隙間が形成されており、槌部材と圧電装置を打ち当てることにより生じた火花
が電極に導かれ、この火花は、一方の電極から他方の電極に放出されるようにな
っていることを特徴とする請求項19記載の圧電形点火機構。 - 【請求項21】 ラッチ部材は、外力が加えられる押しボタンに形成された
溝に受け入れられることを特徴とする請求項11記載の圧電形点火機構。 - 【請求項22】 燃料を放出させる弁の付いた燃料溜めを収納しているライ
ター本体と、前記弁を作動させて前記燃料を放出するよう押し下げ可能な弁アク
チュエータと、圧電形点火機構とから成るライターであって、該圧電形点火機構
は、第1及び第2の部材を有する入れ子式組立体と、第2の部材を第1の部材に
向かって付勢するリターンスプリングと、前記部材のうち一方の中に設けられた
圧電素子と、入れ子式組立体内に可動的に設けられていて、インパクトスプリン
グにより圧電素子に向かって付勢された槌部材とを有し、休止形態では、槌部材
は、圧電素子と接触した状態に置かれていて、外力が入れ子式組立体に加えられ
ると、圧電素子と槌部材が共に互いにずれて槌部材が圧電素子を叩けないように
なっており、圧電形点火機構は、槌部材を圧電素子から所定の距離のところにず
らすようユーザにより作動可能なラッチ部材を更に有し、この場合、次に外力を
入れ子式組立体に加えると、槌部材は圧電素子を叩いて火花を発生させるように
なっていることを特徴とする圧電形点火機構。 - 【請求項23】 保持機構を更に有し、槌部材を前記所定距離のところにず
らすと、槌部材は前記保持機構により保持されるようになっていることを特徴と
する請求項22記載のライター。 - 【請求項24】 圧電素子は、入れ子式組立体の第1の部材の中に配置され
、槌部材は、その側部に少なくとも1つの耳部を有し、少なくとも1つの耳部は
、第1の部材に設けられた少なくとも1つの長手方向スロットによって受け入れ
られ、槌部材の運動が、前記少なくとも1つの長手方向スロットによって案内さ
れるようになっていることを特徴とする請求項23記載のライター。 - 【請求項25】 保持機構は、第1の部材に設けられた少なくとも1つの切
欠きから成り、少なくとも1つの耳部が少なくとも1つの切欠きの中に受け入れ
られると、槌部材は圧電素子から前記所定の距離のところに位置決めされるよう
になっていることを特徴とする請求項24記載のライター。 - 【請求項26】 ラッチ部材を作動させると、第2の部材も又、第1の部材
からずらされ、第2の部材は、少なくとも1つの傾斜部を備えていて、第2の部
材をずらすと、第2の部材は槌部材をずらし、ついには少なくとも1つの傾斜部
が少なくとも1つの切欠きに整列して少なくとも1つの耳部が第1の傾斜部によ
って案内されて少なくとも1つの切欠き内に嵌まり込むようになっていることを
特徴とする請求項25記載のライター。 - 【請求項27】 加えられた外力は、第1の部材を第2の部材に向かって動
かすことを特徴とする請求項26記載のライター。 - 【請求項28】 第2の部材は、少なくとも1つの第2の傾斜部を備えてい
て、第1の部材を第2の部材に向かって動かすと、少なくとも1つの耳部が第2
の傾斜部の上に乗っかり、ついには槌部材が少なくとも1つの切欠きから外れる
ようになっていることを特徴とする請求項27記載のライター。 - 【請求項29】 圧電素子と槌部材との間に設けられたインパクトパッドを
更に有することを特徴とする請求項28記載のライター。 - 【請求項30】 アンビル部材及び2つの電極を更に有し、該電極相互間に
は隙間が形成されており、槌部材と圧電素子を打ち当てることにより生じた火花
が電極に導かれ、この火花は、一方の電極から他方の電極に放出されるようにな
っていることを特徴とする請求項29記載のライター。 - 【請求項31】 ラッチ部材は、外力が加えられる押しボタンに形成された
溝に受け入れられることを特徴とする請求項22記載のライター。 - 【請求項32】 ラッチ部材は、ライター本体に設けられた溝に受け入れら
れることを特徴とする請求項22記載のライター。 - 【請求項33】 ラッチ部材は、火花が生じた後、休止形態に戻ることを特
徴とする請求項22記載のライター。
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