JP4009347B2 - 高電圧発生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、ガスライター、ガスコンロ等の燃料ガスを点火する放電火花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、圧電素子に外部から応力を負荷して高電圧を発生させる高電圧発生装置は公知であり、ガスライターやガスコンロ等のガス器具の放電火花の発生源として広く用いられている。従来公知の高電圧発生装置は、相対的に摺動する二つの筒体内に圧電素子と該圧電素子に打撃力を付与するハンマー手段とを収納し、ハンマーを圧電素子から離間して保持し、二つの筒体の摺動によって、ハンマーを開放してバネの弾発力でハンマーを圧電素子に向かって急速に移動させて打撃を与え、高電圧を発生させるようにしてある。圧電素子は、ハンマーによる打撃を受けた際の破損を防止し耐久性を向上するために、通常相対的に摺動する筒体の一方に圧入した状態で収納されている。このため、圧電素子には常に圧縮力が作用した状態にあり、遊動電子の自由度が低下して来る結果、耐久性は向上するが発生エネルギーが低下する問題があった。
【０００３】
又、このような高電圧発生装置に組み込まれる圧電素子は、高圧側と低圧側の電極間の距離が短いため、両電極間の絶縁が十分に達成されていないと短絡してしまうおそれがある。従来は、両電極間の絶縁を達成するために、圧電素子の周囲に絶縁性の樹脂を注入することが行われている。しかしながら、かかる樹脂の注入は、高電圧発生装置の製造工程数を増加しコストの上昇をもたらす原因の一つであった。そこで、実公昭６１−４３０９３号公報に開示されるように、複数の周溝を形成して電極間の沿面絶縁距離を延長する技術が提案された。しかしながら、かかる技術は圧電素子の製造コストの増大をもたらし、実用的ではなかった。
【０００４】
次に、高電圧発生装置を例えばライターに組み込む場合、高電圧発生装置の両電極とライターの放電電極との電気的な接続が必要となる。このため、高電圧発生装置には発生した高電圧を外部に取り出すための取出電極が設けられている。この取出電極の一方は、圧電素子の端部に固着されたアンビルメタル（当金）にスプリングを介して接続されるアース電極からなっている。しかしながら、アンビルメタルとアース電極を接続するスプリングは、一端をアンビルメタルに、他端をアース電極に接続する構造であり、２カ所で接触させているため、接触の効率が悪いと共に、スプリングとアンビルメタルとの接触のためにスプリングを変形する必要があり、スプリングの弾性効率が低下する問題があった。
【０００５】
更に、ハンマーで打撃される圧電素子を受けるために圧電素子の端部に配置されるシートメタルが従来は亜鉛ダイカスト製であるため、ハンマーによる繰り返しの打撃で圧電素子と接触している面が凹み、圧電素子の端面とシートメタルとが部分的に非接触の状態となってくる。この結果、圧電素子が破壊されるおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来の高電圧発生装置にみられた種々の問題点や欠点を解消し、圧電素子の耐久性を維持しつつ発生エネルギーの向上を図ると共に、両電極間の絶縁を確実に達成し、取出電極の接触効率を高め、スプリングの弾性効果の低下を防止し、更に繰り返しの打撃によるシートメタルの凹みに起因する圧電素子の破損を防止せんとするものである。
【０００７】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、円柱状の圧電素子を固定側筒体内の素子収納孔に圧入保持させ、該円柱状の圧電素子の上面にはハンマーからの打撃力を圧電素子に伝えるアンビルメタルを当接させ、該アンビルメタルの円柱部に電極板の円孔部を密嵌して両者を電気的に接触させてなる高電圧発生装置において、前記素子収納孔の中央部を圧電素子の外径より大径に形成して、圧電素子の外周面との間に隙間を作出し、圧電素子への圧縮を部分的に解消したことを特徴とする。隙間は、０．１〜０．０５ミリである。
【０００８】
圧電素子又は素子収納孔に塗布した絶縁剤を隙間内に溜めて電極間の絶縁を図るようにしたことを特徴とする。
【００１０】
円柱状の圧電素子の下面に当接固着されるシートメタルを金属製としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。図面を参照して、(１)は高電圧発生装置の本体を構成する固定側の筒体であり、内部に圧電素子(３)がシートメタル(４)とアンビルメタル(５)で両端を保持されつつ収納されている。(２)は該固定側筒体(１)内に軸方向の相対的な可動を自由にして挿入された可動側の筒体であり、内部にハンマー(６)が二本のスプリング(７)(８)で張設されつつ収納されている。尚、二本の筒体(１)(２)の一方を固定側、他方を可動をとしたのは、便宜上のことであり、固定筒体側(１)を可動とし可動側筒体(２)を固定して使用しても良いことは勿論である。二本のスプリングの内一方(８)は、ハンマー(６)を圧電素子(３)に向かって急激に移動させ衝撃を付与するためのスプリングであり、他方のスプリング(７)は圧電素子を衝撃した後のハンマーを圧電素子から離間させ、元の位置に復帰させる戻り用スプリングである。
【００１２】
圧電素子(３)は、固定側筒体(１)内の素子収納孔(９)内に挿入されている。素子収納孔(９)は、図４〜６に示すように中央部を除いて圧電素子(３)の外径より小さい内径を有し、圧電素子(３)は素子収納孔(９)内に圧入された状態で挿入保持される。素子収納孔(９)の中央部は、圧電素子(３)の外径より若干大きい内径に形成されており、素子との間に若干の隙間(10)が作出される。素子収納孔(９)の中央部を若干大径とし隙間(10)を作出することにより、圧電素子中央部は圧入による圧縮から開放される。この結果、図７に示すように固定原子(11)の間に存在する遊動原子(12)の自由度が高くなり、発生エネルギーが向上する。すなわち、この発明の圧電素子を保持する構造によれば、圧電素子は圧入による耐久性の向上を維持しつつ、発生エネルギーの向上を達成することができるのである。隙間(10)の大きさは特に限定されるものではない。図示の実施態様では、０．１〜０．０５ミリとした。
【００１３】
素子収納孔(９)内に圧電素子(３)を圧入するに際して、圧電素子若しくは素子収納孔内、好ましくは圧電素子の外周面に絶縁剤例えばシリコンを塗布して圧入する。塗布されたシリコンは、圧入により隙間(10)内に溜まるため、電極間の絶縁性が向上し短絡事故を防止することが出来る。すなわち、きわめて簡単な構造で電極間の絶縁性を達成することが出来るのであり、従来のような絶縁性樹脂の注入や沿面距離を長くするための複数の溝の形成等が不要となり、製造コストの低下をもたらし得る。
【００１４】
圧電素子の一端を保持しているシートメタル(４)は、従来亜鉛ダイカスト製の部品が用いられているが、亜鉛ダイカスト製の部品は圧電素子に付与されるハンマーからの繰り返される打撃により、圧電素子との接触面が凹んでくる欠点がある。接触面が凹むと圧電素子とシートメタルとの正確な接触が消失し、圧電素子に付与される打撃で圧電素子が破壊するおそれがある。そこで、この発明ではシートメタルを鉄製として接触面の凹みを防止した。又、図８，９に示すように、シートメタル(４)の対向する両側面を冷間鍛造で片寄せて、フック(13)を作出し、固定側筒体の係合孔(14)に係入し固着する構造とした。
【００１５】
圧電素子(３)の他端に当接されハンマーからの打撃力を圧電素子に伝達するアンビルメタル(５)は、固定側筒体(１)の圧電素子収納孔(９)と戻りスプリング(７)を収納している空間(15)とを区画する隔壁(16)を貫通して空間(15)内に延び出している。隔壁(16)には、側方に向かって開放された窓孔(17)が形成される。該窓孔(17)には側方からアース電極板(18)が挿入される。図１０〜１２に示すように、アース電極板(18)は、窓孔(17)に挿入する板状の先端部に円孔(19)が貫設されており、外縁孔(19)にアンビルメタル(５)の円柱部が密嵌状態で挿入され、アンビルメタルとアース電極板を確実に接触させている。アース電極板(18)の外端には、ライター等のアース電極と接触するための溝(20)が形成され、アース電極とライター等のアース電極とを相対的な摺動を許容しつつ接触させ得るようになっている。このように、アンビルメタル(５)とアース電極板(18)とを、直接接触させるようにし、従来のスプリングを介しての接触を不要としてあるので、スプリングはアンビルメタルとの接触のためにその先端を細くする必要がなくなり、スプリングの弾性効果が低下するという不都合を解消することが出来る。尚、アンビルメタルに接続する電極板はアース電極に限られるものではない。プラス側電極であっても良いことは勿論である。
【００１６】
可動側筒体(２)は、その両側に形成された案内フック(21)を固定側筒体(１)に形成された案内スリット(22)に係入して、両筒体(１)(２)を軸方向に摺動自在とする。可動側筒体(２)は、従来周知のようにハンマー(６)に打撃用スプリング(８)の圧縮力を負荷しつつハンマー(６)を圧電素子(３)から離間して保持するために、ハンマーピン(23)を係止し、所定距離可動筒体(２)が可動したとき、ハンマーピンの係止を解いてハンマー(６)を圧電素子に向かって急速に移動させることが出来るようになっている。
【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、圧電素子の耐久性を維持しつつ発生エネルギーの向上を図り得ると共に、両電極間の絶縁を確実に達成し、取出電極の接触効率を高め、スプリングの弾性効果の低下を防止し、更に繰り返しの打撃によるシートメタルの凹みに起因する圧電素子の破損を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる高電圧発生装置の外観斜視図
【図２】分解斜視図
【図３】縦断面図
【図４】図３Ａ部分の拡大断面図
【図５】図４Ｂ−Ｂ’線に沿った断面図
【図６】図４Ｃ−Ｃ’線に沿った断面図
【図７】圧電素子内の原子の状態を模式的に示す図
【図８】シートメタルの斜視図
【図９】図９Ｄ−Ｄ’線に沿った断面図
【図１０】アース電極板の斜視図
【図１１】同平面図
【図１２】図１１Ｅ−Ｅ’線に沿った断面図
【符号の説明】
(１)固定側筒体
(２)可動側筒体
(３)圧電素子
(４)シートメタル
(５)アンビルメタル
(６)ハンマー
(７)スプリング
(８)スプリング
(９)素子収納孔
(10)隙間
(11)固定原子
(12)遊動原子
(13)フック
(14)係合孔
(15)空間
(16)隔壁
(17)窓孔
(18)アース電極板
(19)円孔
(20)溝
(21)案内フック
(22)案内スリット
(23)ハンマーピン
【発明の属する分野】
この発明は、ガスライター、ガスコンロ等の燃料ガスを点火する放電火花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、圧電素子に外部から応力を負荷して高電圧を発生させる高電圧発生装置は公知であり、ガスライターやガスコンロ等のガス器具の放電火花の発生源として広く用いられている。従来公知の高電圧発生装置は、相対的に摺動する二つの筒体内に圧電素子と該圧電素子に打撃力を付与するハンマー手段とを収納し、ハンマーを圧電素子から離間して保持し、二つの筒体の摺動によって、ハンマーを開放してバネの弾発力でハンマーを圧電素子に向かって急速に移動させて打撃を与え、高電圧を発生させるようにしてある。圧電素子は、ハンマーによる打撃を受けた際の破損を防止し耐久性を向上するために、通常相対的に摺動する筒体の一方に圧入した状態で収納されている。このため、圧電素子には常に圧縮力が作用した状態にあり、遊動電子の自由度が低下して来る結果、耐久性は向上するが発生エネルギーが低下する問題があった。
【０００３】
又、このような高電圧発生装置に組み込まれる圧電素子は、高圧側と低圧側の電極間の距離が短いため、両電極間の絶縁が十分に達成されていないと短絡してしまうおそれがある。従来は、両電極間の絶縁を達成するために、圧電素子の周囲に絶縁性の樹脂を注入することが行われている。しかしながら、かかる樹脂の注入は、高電圧発生装置の製造工程数を増加しコストの上昇をもたらす原因の一つであった。そこで、実公昭６１−４３０９３号公報に開示されるように、複数の周溝を形成して電極間の沿面絶縁距離を延長する技術が提案された。しかしながら、かかる技術は圧電素子の製造コストの増大をもたらし、実用的ではなかった。
【０００４】
次に、高電圧発生装置を例えばライターに組み込む場合、高電圧発生装置の両電極とライターの放電電極との電気的な接続が必要となる。このため、高電圧発生装置には発生した高電圧を外部に取り出すための取出電極が設けられている。この取出電極の一方は、圧電素子の端部に固着されたアンビルメタル（当金）にスプリングを介して接続されるアース電極からなっている。しかしながら、アンビルメタルとアース電極を接続するスプリングは、一端をアンビルメタルに、他端をアース電極に接続する構造であり、２カ所で接触させているため、接触の効率が悪いと共に、スプリングとアンビルメタルとの接触のためにスプリングを変形する必要があり、スプリングの弾性効率が低下する問題があった。
【０００５】
更に、ハンマーで打撃される圧電素子を受けるために圧電素子の端部に配置されるシートメタルが従来は亜鉛ダイカスト製であるため、ハンマーによる繰り返しの打撃で圧電素子と接触している面が凹み、圧電素子の端面とシートメタルとが部分的に非接触の状態となってくる。この結果、圧電素子が破壊されるおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来の高電圧発生装置にみられた種々の問題点や欠点を解消し、圧電素子の耐久性を維持しつつ発生エネルギーの向上を図ると共に、両電極間の絶縁を確実に達成し、取出電極の接触効率を高め、スプリングの弾性効果の低下を防止し、更に繰り返しの打撃によるシートメタルの凹みに起因する圧電素子の破損を防止せんとするものである。
【０００７】
上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、円柱状の圧電素子を固定側筒体内の素子収納孔に圧入保持させ、該円柱状の圧電素子の上面にはハンマーからの打撃力を圧電素子に伝えるアンビルメタルを当接させ、該アンビルメタルの円柱部に電極板の円孔部を密嵌して両者を電気的に接触させてなる高電圧発生装置において、前記素子収納孔の中央部を圧電素子の外径より大径に形成して、圧電素子の外周面との間に隙間を作出し、圧電素子への圧縮を部分的に解消したことを特徴とする。隙間は、０．１〜０．０５ミリである。
【０００８】
圧電素子又は素子収納孔に塗布した絶縁剤を隙間内に溜めて電極間の絶縁を図るようにしたことを特徴とする。
【００１０】
円柱状の圧電素子の下面に当接固着されるシートメタルを金属製としたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。図面を参照して、(１)は高電圧発生装置の本体を構成する固定側の筒体であり、内部に圧電素子(３)がシートメタル(４)とアンビルメタル(５)で両端を保持されつつ収納されている。(２)は該固定側筒体(１)内に軸方向の相対的な可動を自由にして挿入された可動側の筒体であり、内部にハンマー(６)が二本のスプリング(７)(８)で張設されつつ収納されている。尚、二本の筒体(１)(２)の一方を固定側、他方を可動をとしたのは、便宜上のことであり、固定筒体側(１)を可動とし可動側筒体(２)を固定して使用しても良いことは勿論である。二本のスプリングの内一方(８)は、ハンマー(６)を圧電素子(３)に向かって急激に移動させ衝撃を付与するためのスプリングであり、他方のスプリング(７)は圧電素子を衝撃した後のハンマーを圧電素子から離間させ、元の位置に復帰させる戻り用スプリングである。
【００１２】
圧電素子(３)は、固定側筒体(１)内の素子収納孔(９)内に挿入されている。素子収納孔(９)は、図４〜６に示すように中央部を除いて圧電素子(３)の外径より小さい内径を有し、圧電素子(３)は素子収納孔(９)内に圧入された状態で挿入保持される。素子収納孔(９)の中央部は、圧電素子(３)の外径より若干大きい内径に形成されており、素子との間に若干の隙間(10)が作出される。素子収納孔(９)の中央部を若干大径とし隙間(10)を作出することにより、圧電素子中央部は圧入による圧縮から開放される。この結果、図７に示すように固定原子(11)の間に存在する遊動原子(12)の自由度が高くなり、発生エネルギーが向上する。すなわち、この発明の圧電素子を保持する構造によれば、圧電素子は圧入による耐久性の向上を維持しつつ、発生エネルギーの向上を達成することができるのである。隙間(10)の大きさは特に限定されるものではない。図示の実施態様では、０．１〜０．０５ミリとした。
【００１３】
素子収納孔(９)内に圧電素子(３)を圧入するに際して、圧電素子若しくは素子収納孔内、好ましくは圧電素子の外周面に絶縁剤例えばシリコンを塗布して圧入する。塗布されたシリコンは、圧入により隙間(10)内に溜まるため、電極間の絶縁性が向上し短絡事故を防止することが出来る。すなわち、きわめて簡単な構造で電極間の絶縁性を達成することが出来るのであり、従来のような絶縁性樹脂の注入や沿面距離を長くするための複数の溝の形成等が不要となり、製造コストの低下をもたらし得る。
【００１４】
圧電素子の一端を保持しているシートメタル(４)は、従来亜鉛ダイカスト製の部品が用いられているが、亜鉛ダイカスト製の部品は圧電素子に付与されるハンマーからの繰り返される打撃により、圧電素子との接触面が凹んでくる欠点がある。接触面が凹むと圧電素子とシートメタルとの正確な接触が消失し、圧電素子に付与される打撃で圧電素子が破壊するおそれがある。そこで、この発明ではシートメタルを鉄製として接触面の凹みを防止した。又、図８，９に示すように、シートメタル(４)の対向する両側面を冷間鍛造で片寄せて、フック(13)を作出し、固定側筒体の係合孔(14)に係入し固着する構造とした。
【００１５】
圧電素子(３)の他端に当接されハンマーからの打撃力を圧電素子に伝達するアンビルメタル(５)は、固定側筒体(１)の圧電素子収納孔(９)と戻りスプリング(７)を収納している空間(15)とを区画する隔壁(16)を貫通して空間(15)内に延び出している。隔壁(16)には、側方に向かって開放された窓孔(17)が形成される。該窓孔(17)には側方からアース電極板(18)が挿入される。図１０〜１２に示すように、アース電極板(18)は、窓孔(17)に挿入する板状の先端部に円孔(19)が貫設されており、外縁孔(19)にアンビルメタル(５)の円柱部が密嵌状態で挿入され、アンビルメタルとアース電極板を確実に接触させている。アース電極板(18)の外端には、ライター等のアース電極と接触するための溝(20)が形成され、アース電極とライター等のアース電極とを相対的な摺動を許容しつつ接触させ得るようになっている。このように、アンビルメタル(５)とアース電極板(18)とを、直接接触させるようにし、従来のスプリングを介しての接触を不要としてあるので、スプリングはアンビルメタルとの接触のためにその先端を細くする必要がなくなり、スプリングの弾性効果が低下するという不都合を解消することが出来る。尚、アンビルメタルに接続する電極板はアース電極に限られるものではない。プラス側電極であっても良いことは勿論である。
【００１６】
可動側筒体(２)は、その両側に形成された案内フック(21)を固定側筒体(１)に形成された案内スリット(22)に係入して、両筒体(１)(２)を軸方向に摺動自在とする。可動側筒体(２)は、従来周知のようにハンマー(６)に打撃用スプリング(８)の圧縮力を負荷しつつハンマー(６)を圧電素子(３)から離間して保持するために、ハンマーピン(23)を係止し、所定距離可動筒体(２)が可動したとき、ハンマーピンの係止を解いてハンマー(６)を圧電素子に向かって急速に移動させることが出来るようになっている。
【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、圧電素子の耐久性を維持しつつ発生エネルギーの向上を図り得ると共に、両電極間の絶縁を確実に達成し、取出電極の接触効率を高め、スプリングの弾性効果の低下を防止し、更に繰り返しの打撃によるシートメタルの凹みに起因する圧電素子の破損を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる高電圧発生装置の外観斜視図
【図２】分解斜視図
【図３】縦断面図
【図４】図３Ａ部分の拡大断面図
【図５】図４Ｂ−Ｂ’線に沿った断面図
【図６】図４Ｃ−Ｃ’線に沿った断面図
【図７】圧電素子内の原子の状態を模式的に示す図
【図８】シートメタルの斜視図
【図９】図９Ｄ−Ｄ’線に沿った断面図
【図１０】アース電極板の斜視図
【図１１】同平面図
【図１２】図１１Ｅ−Ｅ’線に沿った断面図
【符号の説明】
(１)固定側筒体
(２)可動側筒体
(３)圧電素子
(４)シートメタル
(５)アンビルメタル
(６)ハンマー
(７)スプリング
(８)スプリング
(９)素子収納孔
(10)隙間
(11)固定原子
(12)遊動原子
(13)フック
(14)係合孔
(15)空間
(16)隔壁
(17)窓孔
(18)アース電極板
(19)円孔
(20)溝
(21)案内フック
(22)案内スリット
(23)ハンマーピン
Claims (4)
- 円柱状の圧電素子を固定側筒体内の素子収納孔に圧入保持させ、該円柱状の圧電素子の上面にはハンマーからの打撃力を圧電素子に伝えるアンビルメタルを当接させ、該アンビルメタルの円柱部に電極板の円孔部を密嵌して両者を電気的に接触させてなる高電圧発生装置において、前記素子収納孔の中央部を圧電素子の外径より大径に形成して、圧電素子の外周面との間に隙間を作出し、圧電素子への圧縮を部分的に解消したことを特徴とする高電圧発生装置。
- 隙間が、０．１〜０．０５ミリであることを特徴とする請求項１記載の高電圧発生装置。
- 圧電素子又は素子収納孔に塗布した絶縁剤を隙間内に溜めて電極間の絶縁を図るようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の高電圧発生装置。
- 円柱状の圧電素子の下面に当接固着されるシートメタルを金属製としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高電圧発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17527097A JP4009347B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 高電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17527097A JP4009347B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 高電圧発生装置 |
Publications (2)
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| JPH118422A JPH118422A (ja) | 1999-01-12 |
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1997
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| JPH118422A (ja) | 1999-01-12 |
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