JP2641039B2 - 高電圧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧電素子に打撃力を
付加して高電圧を発生させる高電圧発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電素子に打撃力を付加して高電
圧を発生させる高電圧発生装置は公知であり、喫煙用ラ
イター、家庭用ガスコンロ、給湯器等の点火のための放
電発生用電源、その他の用途に広く利用されている。

【０００３】高電圧発生装置は、一般に固定筒体と、該
固定筒体内を軸方向に相対的に移動自在な可動筒体とを
有し、固定筒体内に配設された圧電素子に、可動筒体の
相対的な移動により蓄力されたハンマーで打撃力を付加
して高電圧を発生させ、発生した高電圧は、圧電素子の
高圧側電極に取り付けられた高圧側端子に接続する高圧
リード線により取り出されるようになっている。

【０００４】圧電素子の高圧側電極に取り付けられた高
圧側端子と高圧リード線の接続は、高圧側端子に形成さ
れた係着孔又は溝に高圧リード線の端部を係着して機械
的に接続したり、或はスポット溶接等により一体に接続
した後、接続部に接着剤を注入、充填して固定してい
る。高圧リード線は、固定筒体の高圧リード線取出口筺
の上壁に設けられたＵ字状の溝内に嵌め込み、接着剤を
Ｕ字状溝のリード線の周りに注入して固定することによ
り、高圧リード線と高圧側端子との接続部が外れるのを
防止し、次工程での接続部への前記接着剤の注入作業を
容易に行い得るようにしている。

【０００５】しかしながら、Ｕ字状溝内に高圧リード線
を固着するために接着剤を用いた場合、注入する接着剤
が２液以上のものであると、所定の配合比となるように
秤量し撹拌する必要があり、面倒であると共に、Ｕ字状
溝のみに適量の接着剤を注入するのは容易ではなく、又
接着剤の乾燥、硬化を要するという煩雑さがあった。更
に、注入した接着剤が過多であると接着剤の盛り上がり
によって装置の外形寸法が設計寸法と異なってしまうと
いう問題点もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来技術
の問題点を解決すること、即ち高圧リード線と高圧側端
子板との接続部に接着剤を注入、充填して前記接続部を
固定するに先立って、高圧リード線と固定筒体との固定
を接着剤を用いることなく行い得るようにせんとするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、この発明が採った手段は、圧電素子、ハンマー、
蓄力用スプリング及びこれらを収納する相対的に可動な
固定筒体と可動筒体を備え、圧電素子の高圧側電極に取
り付けた高圧側端子板に高圧リード線を接続した高電圧
発生装置において、高圧リード線を嵌挿するＵ字状溝を
有する取付板を固定筒体の高圧リード線取出口に配設
し、該取付板の先端に突出部を設ける構成と、該突出部
の溶融軟化により折曲させてＵ字状溝を閉止させて高圧
リード線を固着、保持する構成と、高圧リード線と高圧
側端子板との接続部に接着剤を注入、充填して当該接続
部を固定する構成とからなることを特徴とする。

【０００８】又、固定筒体の一側面に高圧リード線の取
出口筺を形成し、該取出口筺内に高圧側端子板を臨ま
せ、取出口筺内にＵ字状溝と突出部を有する取付板を設
けると共に、取出口筺の上壁に取付板のＵ字状溝に整合
してＵ字状溝を形成し、両Ｕ字状溝に高圧リード線を挿
入保持させて前記高圧側端子板に接続する構成と、突出
部の溶融、軟化による折曲によって高圧リード線をＵ字
状溝内に固着、保持させ、その後高圧リード線取出口筐
内に接着剤を注入し、高圧リード線と高圧側端子板との
接続部を固定するようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】突出部を溶融、軟化して折曲し、Ｕ字状溝内に
挿着した高圧リード線を固着、保持する。高圧リード線
の保持はきわめて強固となり、引き抜きによる高圧リー
ド線の脱落を阻止することが出来る。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、突出部を溶融、軟化
しつつ折曲してＵ字状溝を閉止し、高圧リード線をＵ字
状溝内に接着剤を用いることなく固着、保持するように
してあるので、高圧リード線の取付作業性が著しく向上
し、作業時間を短縮することが出来ると共に、高圧リー
ド線の保持強度が向上し、引き抜きによる高圧リード線
の脱落事故を防止することが出来る。

【００１１】

【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好まし
い実施例を詳細に説明する。図において、(１)は固定筒
体であって、下部中央部に圧電素子(３)が挿設される。
固定筒体(１)は電気絶縁性で且熱硬化性の樹脂で形成さ
れる。(２)は該固定筒体(１)に下部を内挿し、上部を固
定筒体(１)の外方へ突出させた可動筒体であって、固定
筒体(１)と相対的に軸方向に可動自在である。固定筒体
(１)と可動筒体(２)との間に常時可動筒体(２)を外方へ
付勢するリターンスプリング(４)が張設される。可動筒
体(２)内にはハンマー(５)が軸方向に可動に収納され
る。該ハンマー(５)と可動筒体(２)との間には、蓄力用
スプリング(６)が張設されると共に、ハンマー(５)を係
止して移動を規制するストッパーピン(７)を有し、該ス
トッパーピン(７)は固定筒体(１)と可動筒体(２)との間
に係止されて、可動筒体(２)が所定距離軸方向に移動し
たとき、その係止が解かれてハンマー(５)の軸方向の移
動を許容する。すなわち、可動筒体(２)を固定筒体(１)
と相対的に内方へ移動させると、先ず蓄力用スプリング
(６)が圧縮、蓄力され、更に可動筒体(２)が所定距離移
動したとき、ストッパーピン(７)の係止が解除され、ハ
ンマー(５)が蓄力用スプリング(６)の蓄力された弾発力
を受けて圧電素子(３)に向って急速に移動し、圧電素子
(３)に打撃力を付与して、高電圧を発生させる。

【００１２】圧電素子(３)のハンマー側端部には、ハン
マー(５)の打撃力を受ける衝撃受金(８)が配設され、又
他端部は受台(９)に固定支持される。２つの圧電素子
(３)の間には、高圧側端子板(10)が挟着され、発生した
高電圧が取り出される。該高圧側端子板(10)の先端には
図８に示すようにＵ字状の係着溝(11)が穿設されてお
り、該係着溝(11)に高圧リード線(12)の先端を係着し
て、両者を機械的に接触させつつ接続する。尚、高圧リ
ード線(12)と高圧側端子板(10)との接続はスポット溶接
等により一体的に固着しても良いことは勿論であるが、
装置が小型の場合、作業スペースが狭く、溶接による固
着が、しばしば困難となっていた。

【００１３】固定筒体(１)の一側面下部には方形箱状の
取出口筺(13)が一体に形成され、該取出口筺(13)内に高
圧側端子板(10)の先端が延び出している。取出口筺(13)
内の上部には、１枚の取付板(14)が取出口筺(13)の上壁
(15)から若干の間隔を存して配設され、該取付板(14)と
上壁(15)とに上下に整合して外方へ向って開放したＵ字
状溝(16)(17)が形成される。高圧側端子板(10)に先端を
係着した高圧リード線(12)は、この２つのＵ字状溝(16)
(17)内に押入、嵌合されて保持されつつ上方へ導き出さ
れる。

【００１４】図６、８に示すように取付板(14)の先端に
は、Ｕ字状溝(17)の内壁に沿って外方へ突出する略台形
の突出部(18)が形成されており、該突出部(18)を溶融軟
化させつつ、内方へ折曲して、Ｕ字状溝(17)の先端を閉
止する。これにより、高圧リード線(12)は取付板(14)の
Ｕ字状溝(17)内に位置決めされつつ固定される。突出部
(18)の内方への折曲のための溶融、軟化は、加熱かし
め、超音波振動の付加等の適宜の手段で行うことが出来
る。図示の実施例において、Ｕ字状溝(17)の幅は１.２m
mとし、外径１.２mmの高圧リード線(12)を埋設して取り
付ける場合、前記突出部(18)は、上辺０.３mm、下辺０.
７mm、厚さ１mmの略台形に形成した。高圧リード線(12)
を取り付けるための好適条件の１例は、熱かしめチップ
先端温度１５０〜２５０℃、突出部への熱かしめチップ
の押圧力は０.１〜１.０Kg/cm²、押圧時間は０.５秒以内
であった。取付板(14)を含む固定筒体(１)を形成する樹
脂としては、たとえば、ポリアセタール、ＡＢＳが適当
である。

【００１５】このように突出部(18)を溶融、軟化しつつ
折曲してＵ字状溝(17)を閉止し、高圧リード線(12)をＵ
字状溝(17)内に固着、保持するようにしてあるので、高
圧リード線の取付作業性が著しく向上し、作業時間を半
減することが出来た。又、接着剤を用いずしての固着、
保持であるため、接着剤による固着の場合のような問題
点を解消することが出来たと共に、高圧リード線の保持
強度が向上し、引き抜きによる脱落事故が解決した。高
圧リード線(12)をＵ字状溝(17)内に固着、保持した後、
図２、４に示すように、高圧リード線(12)と高圧側端子
板(10)との接続部に接着剤(21)を注入、充填して、接続
部を固定すると共に、固定筒体内への絶縁保持を図って
いる。接着剤としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリ
ル系樹脂が望ましい。

【００１６】尚、取付板(14)は図示の構造に限られるも
のではなく、上壁(15)まで連続した厚みのあるものとし
ても良く、更に取出口筺(13)の中央部まで延出した厚み
のあるものとしても良い。そして、このように取付板(1
4)を厚みのあるものとした場合、突出部(18)を上下に間
隔を存して複数形成しても良い。

【００１７】圧電素子(３)の取付構造を示す図４を参照
して、圧電素子(３)と固定筒体(１)との間隙には、図
１、２に示すように一般的に前記取出口筺(13)の開口か
ら充填された充填剤(19)が充填され、圧電素子(３)の割
れ防止と電気絶縁性の保持が図られている。充填剤とし
ては、例えばエポキシ系接着剤、シリコン若しくはウレ
タン等のゴム材が用いられる。しかしながら、かかる充
填剤は、圧電素子(３)の長手方向の動きを拘束し、ハン
マー(５)から付加される運動エネルギーの多くが充填剤
を介して固定筒体に伝達されるため、電気エネルギーに
変換される運動エネルギーに多大なる損失が生じてい
る。

【００１８】そこで、この実施例では、圧電素子(３)の
外周面に充填剤に対してきわめてなじみ難い離型剤(20)
を被着し、圧電素子(３)の伸縮の自由度を向上させた。
この構成により、圧電素子外周面に被着した離型剤と充
填剤との界面は、きわめて滑り易い状態となり、固定筒
体への運動エネルギーの伝幡削減と、圧電素子(３)を支
持固定する受台(９)からの反作用による運動エネルギー
の増加によって圧電素子の伸縮運動時間が延長され、出
力電圧、放電エネルギーが向上した。この結果、従来と
ほぼ同一の出力電圧、放電エネルギーを得るとした場
合、圧電素子寸法の小型化、ひいては装置全体の小型化
を実現化することが出来た。例えば、従来最も小さい寸
法の高電圧発生装置と同等の１４kVの出力電圧、０.７m
Jの放電エネルギーを得るとした場合、圧電素子寸法
は、外径１.８mm、長さ４mmと、従来のものに比して外
径において１８％、長さにおいて１１％小型化すること
が出来、装置全長では３０mmから２３ミリへと著しい小
型化を達成出来た。

【００１９】圧電素子(３)の外周面に被着する離型剤と
しては、充填剤となじみ難い樹脂、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、パラフィン等が好適である。離型剤層
の厚みは１〜５０μmが好適であるが、これに限られる
ものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】外観斜視図

【図２】縦断面図

【図３】分解斜視図

【図４】圧電素子の取付構造を示す縦断面図

【図５】正面図

【図６】Ａ−Ａ’線に沿った熱かしめ前の断面図

【図７】Ａ−Ａ’線に沿った熱かしめ後の断面図

【図８】高圧リード線の取付前の構造を示す斜視図

【図９】同取付後の構造を示す斜視図

【符号の説明】

(１)固定筒体 (２)可動筒体 (３)圧電素子 (４)リターンスプリング (５)ハンマー (６)蓄力用スプリング (７)ストッパーピン (８)衝撃受金 (９)受台 (10)高圧側端子板 (11)係着溝 (12)高圧リード線 (13)高圧リード線の取出口筺 (14)取付板 (15)上壁 (16)Ｕ字状溝 (17)Ｕ字状溝 (18)突出部 (19)充填剤 (20)離型剤 (21)接着剤

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子、ハンマー、蓄力用スプリング
   及びこれらを収納する相対的に可動な固定筒体と可動筒
   体を備え、圧電素子の高圧側電極に取り付けた高圧側端
   子板に高圧リード線を接続した高電圧発生装置におい
   て、高圧リード線を嵌挿するＵ字状溝を有する取付板を
   固定筒体の高圧リード線取出口に配設し、該取付板の先
   端に突出部を設ける構成と、該突出部の溶融軟化により
   折曲させてＵ字状溝を閉止させて高圧リード線を固着、
   保持する構成と、高圧リード線と高圧側端子板との接続
   部に接着剤を注入、充填して当該接続部を固定する構成
   とからなることを特徴とする高電圧発生装置。
2. 【請求項２】 固定筒体の一側面に高圧リード線の取出
   口筺を形成し、該取出口筺内に高圧側端子板を臨ませ、
   取出口筺内にＵ字状溝と突出部を有する取付板を設ける
   と共に、取出口筺の上壁に取付板のＵ字状溝に整合して
   Ｕ字状溝を形成し、両Ｕ字状溝に高圧リード線を挿入保
   持させて前記高圧側端子板に接続する構成と、突出部の
   溶融、軟化による折曲によって高圧リード線をＵ字状溝
   内に固着、保持させ、その後高圧リード線取出口筐内に
   接着剤を注入し、高圧リード線と高圧側端子板との接続
   部を固定するようにしたことを特徴とする請求項(１)記
   載の高電圧発生装置。