專利名稱：可外部開關控制的照明氣球充氣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明玩具氣球，尤其涉及一種對照明氣球充氣裝置進行改進的開 關布局。
背景技術：
將光源和氣球結合使用早已為人們熟知。有包括美國專利第6390651號和第 5215492號的例子。此外，我們還知道，可以把通過化學反應能產(chǎn)生光亮的化學發(fā)光材料或 熒光棒放入氣球中。本發(fā)明是對現(xiàn)有照明氣球的改進，在該氣球的中間頸部安裝一個廉價且自供電的 裝置，所述裝置包括一個由電池供電的小型節(jié)能光源以及一個安裝在氣球內(nèi)部用來控制光 源的開關。雖然這樣的照明氣球為人熟知且運轉(zhuǎn)良好，但由于開關安裝在氣球內(nèi)部，開啟開 關會比較困難。因此，現(xiàn)在需要一種在氣球內(nèi)插入照明充氣機構的照明氣球充氣裝置，當氣球充 滿如氦氣或空氣等氣體時，可以根據(jù)需要控制光源開關。
發(fā)明內(nèi)容
一種用于插入氣球頸部內(nèi)的照明充氣裝置，包括一個氣密的法蘭，該法蘭具有外 圍部分，中間部分，上表面和下表面。充氣管包括上端和下端，且穿過法蘭，使充氣管的下端 延伸至法蘭下表面的下方而充氣管的上端延伸至法蘭上表面的上方。單向閥與充氣管流體 聯(lián)通。—個發(fā)光組合件，其包括電源和至少一個與該電源相連的發(fā)光元件。該發(fā)光元件 可操作地安裝在法蘭的上表面上。一個開關，其與電源和至少一個發(fā)光元件可操作地相連，用來對所述至少一個發(fā) 光元件供電或斷電。充氣裝置插入氣球中，其法蘭位于氣球頸部，限定承壓區(qū)的邊界。充氣 管底部延伸至承壓區(qū)邊界外，用來為氣球充氣，進而單向閥阻止氣體通過充氣管從承壓區(qū) 內(nèi)逸出。開關安裝在充氣裝置上且在承壓區(qū)邊界外，使調(diào)節(jié)/接觸開關不必進入承壓區(qū)邊 界內(nèi)也不必和氣球接觸。充氣裝置包括在開關和發(fā)光組合件之間延伸的的接線盒。發(fā)光組合件安裝在氣密的法蘭上并與氣密的法蘭隔開。在這個實施方式中，將三 個支柱設置在氣密的法蘭和發(fā)光組合件之間，該支柱用來將發(fā)光組合件抬升至氣球內(nèi)。本 實施方式中的發(fā)光元件為LED，優(yōu)選的為多個(三個)LED。采用電線電路提供LED等的持 續(xù)照明、閃爍照明和閃光(例如各種不同的照明操作模式)。位于充氣裝置的承壓區(qū)邊界外的開關，可以安裝在充氣管或法蘭下表面上，以使 接觸開關時，不必進入承壓區(qū)邊界內(nèi)也不必和氣球接觸。有一開口設置在下部法蘭中，其容納接線器(電線)，并在接線器安置/穿過后密 封該開口，以保證承壓區(qū)邊界的完整性。
本發(fā)明的這些和其他特征及優(yōu)點將通過下面結合權利要求的詳細說明更清楚地 表述。
結合以下附圖和具體說明，本發(fā)明相對于相關領域中常用技術的優(yōu)勢將更加明 顯，其中圖IA顯示了帶有用于照亮氣球內(nèi)部的裝置的氣球透視圖；圖IB顯示了圖IA的局部放大透視圖，詳細展示了所述裝置結構；圖2A顯示了包含電池的發(fā)光元件組合件；圖2B顯示了裝置的一個實施例的透視圖，該裝置利用磁性使發(fā)光元件附著在塞 子上；圖3顯示了圖2B中的實施例的透視圖，該實施例中發(fā)光元件組合件通過磁力吸附 在磁鐵上。圖4A顯示了本發(fā)明的一個實施例，該實施例中發(fā)光元件通過倒鉤附于塞子上。圖4B顯示了本發(fā)明的一個實施例，該實施例中發(fā)光元件通過約束抓手附于塞子 上。圖4C顯示了本發(fā)明的一個實施例，該實施例中氣球內(nèi)的氣體壓力開啟和關閉發(fā) 光元件的開關，圖示為開關在“關閉”位置。圖4D顯示了本發(fā)明的一個實施例，該實施例中氣球內(nèi)的氣體壓力開啟和關閉發(fā) 光元件的開關，圖示為開關在“打開”位置。圖5A顯示了現(xiàn)有技術中的氣球充氣裝置的橫向剖面正視圖；圖5B顯示了現(xiàn)有技術中的氣球充氣裝置的頂部俯視平面圖；圖6A顯示了發(fā)光氣球充氣裝置一個具體實施例的橫向剖面正視圖；圖6B顯示了圖6A所示實施例的頂部俯視平面圖。
具體實施例方式由于本發(fā)明可以有多種形式的實施例，附圖及下文的描述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施 例，需要指明的是這里所述僅為本發(fā)明的舉例，而本發(fā)明并不限于這些具體實施例。另外需要指明，本發(fā)明本部分的名稱“具體實施方案”是根據(jù)美國專利局的要求確 定，不應由此判斷本發(fā)明僅限于在此所揭示的主題。參照圖1A，所示的裝置16安裝于氣球頸部中，繩子系在該裝置上拴住氣球。顯然， 氣球內(nèi)充滿氣體，考慮到安全因素，在氣球被用做玩具時，上述氣體可以是空氣、氦氣或者 類似的惰性氣體。在其他的申請中，當采取足夠的安全措施時，可以不使用惰性氣體。圖IB所示為該裝置的具體細節(jié)。該裝置為塞子狀，包括一圓柱體主體3，該主體包 含一個一體形成的徑向延展法蘭7將裝置限定在氣球內(nèi)部。當該裝置插入氣球的頸部14 中時，法蘭7使頸部底端的頸圈15上部密封，防止氣體泄漏，并使氣球和插入的裝置固定。同樣在圖IB中，發(fā)光組合件位于法蘭7上部。該組合件由發(fā)光表面13組成，牢牢 附著在與下部組合件外殼11連接的螺旋帽蓋12上。為發(fā)光組合件供電的電池置于下部的外殼和螺旋帽蓋中。使用者可以通過螺旋蓋帽來控制光源的開關，向下擰螺旋蓋帽則開啟 光源，反之，向反方向擰螺旋蓋帽則減小壓力對發(fā)光元件斷電。在圖IB所示實施例中，發(fā)光組合件通過導架8固定。在本實施例中同樣被固定的 還有一塊磁鐵，該磁鐵在圖中未示出，從發(fā)光組合件底部可見。本實施例中使用的磁鐵可以通過圖2A、圖2B和圖3進一步理解。圖2A和圖2B為 與裝置其他部分分離的發(fā)光組合件。在圖中可以清楚看到，電池12整個置于導架8內(nèi)，與 法蘭7同軸布置。圖3所示為組成裝置的兩部分插入氣球之前的狀態(tài)。同樣在該圖中，發(fā) 光組合件安裝在法蘭導架8之間，通過磁鐵10固定，該磁鐵吸引發(fā)光組合件9鋼鐵制的主 體。裝置的主體4呈管狀或圓柱狀，空心，包含圓柱通道5和末端拉環(huán)6，該拉環(huán)6上有一圓 孔可以用來系繩子。在使用該裝置時，先要給氣球充氣，通常可以充氦氣使氣球能夠在空氣中浮起。在 其一實施例中按照現(xiàn)有技術給氣球充氦氣，該充氣方法不作為本發(fā)明的一部分。用戶掐住 氣球的頸部防止氦氣露出，然后迅速將裝置插入氣球頸部。一旦插入頸部，法蘭7就可以密 封氣體，使氦氣無法從氣球內(nèi)逸出，除了以很慢很慢的速率自然泄露外。在本發(fā)明的一種替代方式中，裝置中可以包含一個單向閥或止回閥，使氦氣可以 從圓柱通道5進入?yún)s不能從通道逸出。在本實施例中單向閥安裝在裝置的主體上。閥門和 裝置頂部之間有端口(圖中未示出)使氦氣進入氣球而不是從氣球內(nèi)逸出。在本實施例中，充氣前首先將裝置插入氣球頸部，如圖IA所示。由主體4上的圓 柱通道5打入氦氣，使氣球充滿，調(diào)節(jié)通道的壓力使單向閥關閉，保持氣球內(nèi)壓力一定。現(xiàn)有技術美國專利第4167204號中，Zeyra描述了這樣一種單向閥裝置。圖5A和 圖5B所示為依照上述專利的一種基本單向閥。該裝置頭部109包括一個與本發(fā)明用途相 同的徑向法蘭109F。通過彈性圓盤109A實現(xiàn)止回閥的功能。氣體通過插入頭部109的充 氣部分110流入，其產(chǎn)生的壓力使彈性圓盤109A遠離徑向法蘭109F。在本發(fā)明中，可以將一個止回閥插入裝置中并作用于該裝置。由于該止回閥是現(xiàn) 有技術中公知的且它們不是本發(fā)明的組成部分，故此不贅述。圖6A和圖6B為圖5A和圖5B中現(xiàn)有充氣裝置的一種替代方式。如圖所示，一個 磁鐵122安裝在下層的籠式抓手109H的頂端，并置于上層籠式抓手120內(nèi)。本實施例中磁 鐵不影響頂部止回閥的工作，只提供了一種固定發(fā)光組合件的方法。當使用照亮氣球內(nèi)部的充氣型裝置時，首先將該裝置插入氣球中，然后充入氦氣。 該替代方式的優(yōu)點在于相對于先給氣球充氣后放入裝置而言，氦氣的損失減少到最低。在所有實施例中可以使用不同類型的發(fā)光元件。優(yōu)選的發(fā)光元件為發(fā)光二極管 (以下簡稱LED)，因為LED種類繁多，價格低廉，效率高，且使用電池時LED的能耗較低?，F(xiàn) 在已經(jīng)商業(yè)化的替代產(chǎn)品包括閃爍型LED、彩色LED以及兩者的結合。除了借助磁性進行安裝的實施例外，還有其他實施方式，這里給出了多種安裝LED 的方法。首先如圖4A所示，發(fā)光元件13的組合件通過有倒鉤的抓手25固定。圖中所示實 施例包含一個自帶電池的獨立發(fā)光元件。顯然實施例中也可以使用獨立的電池和LED。在圖4B中，擋圈20扣壓在與之相配的外殼21上，其內(nèi)部是發(fā)光元件和電池。在 圖4B實施例的一種替代方式中，螺口式擋圈與外殼21上的螺紋匹配。下面介紹控制發(fā)光元件開關的一種替代方式。在圖IB中的優(yōu)選實施例中，如前文所述，用戶必須旋轉(zhuǎn)與下部外殼11相應的上部外殼12。在另一種替代實施例中，通過給氣球充氦氣使發(fā)光元件發(fā)光。首先參照圖4C，本實 施例包括一個電池22，該電池與LED組合件13的正極永久性電連接。通過金屬元件23磨 合連接，這種形狀可以防止氦氣進入氣球。氦氣僅通過端口 24進入氣球。在圖4C中，氦氣 還沒有沖入氣球元件23阻止了氦氣使氦氣僅能通過端口 24進入氣球。如前文所述接觸 元件23阻斷了端口 24。初始狀態(tài)時，接觸元件23阻斷了氦氣通過端口 24)。在這一階段， 氦氣的壓力迫使接觸元件23向上運動直至與電池的負極連接，從而使電路接通，LED發(fā)光， 如圖4D所示。外殼21上的齒、連接元件側(cè)臂及發(fā)光元件側(cè)臂27構成一個棘輪結構，這樣， 當氣球充滿氦氣時連接元件將停留在圖4D所示的位置，以便當連接元件上升至端口 24上 部時氣體由此路徑進入氣球。在一種照明設備的替代實施例中，上部法蘭212和下部法蘭214由另一個支柱216 分隔。上部法蘭212包括電路218、電池220及至少一個用來給氣球照明的LED 222?？?以將電池220和LED 222直接安裝在上部法蘭212上形成電路板(IC板)，也可以將電路 218 (電路板)、電池220及LED 222安裝在不同的法蘭元件上。在所示實施例中，法蘭212 形成一個電路板，三個支柱216將電路板212安裝在裝置210上。本實施例中裝置210包 括三個LED 222，然而需要指出的是可以在裝置210上安裝任意數(shù)量的LED。下部法蘭214的外圍部分230使裝置210和氣球B的頸部N之間密封。支柱216 從下部法蘭214向上延伸以支撐上部法蘭212 (或電路板)。在本實施例中，裝置210由向 上延伸的角板224構成，該角板徑向分布在下部法蘭214上表面226上，對法蘭214提供額 外的支撐力。充氣管228從法蘭214外圍部分230內(nèi)部的靠下部分開始向下延伸(相對于支柱 216)。在本實施例中，充氣管228與法蘭214同軸布置。充氣管228為空心管狀元件。在充 氣管228上安裝單向閥或止回閥232用于氣體流通。止回閥232使氣體從源頭(如儲氣罐 或注入接頭)單向流入氣球B。在該裝置210中，充氣管228的頂端234被塞子236塞住， 充氣管228的一個側(cè)面240有一個開口 238，該開口靠近頂端234且位于塞子236的下方。 止回閥232形成一個軟套管242安裝在充氣管228的頂端234上，將開口 238覆蓋。在該實 施例中，開口 238靠近充氣管頂端234，軟套管242足夠厚且剛好延伸至開口 238下將其覆 蓋。當空氣加壓進入充氣管228時，氣體壓力克服彈性軟套管的壓力，軟套管微微變形(向 外開口 )使氣體由開口 238 “逸出”，經(jīng)過軟套管242的邊緣244進入氣球B。當流入的氣 體在進口的壓力下降(如將充氣筒從注入接頭移開)時，軟套管242的彈性使開口 238上 軟套管242關閉，充氣裝置210密封。軟套管242緊緊地安裝在充氣管228上，這樣，即使 很大的內(nèi)部壓力也不會將軟套管242從充氣管228上移開。具體地說，軟套管242套壓在 開口 238外表面上，使氣體由高壓區(qū)域(充氣管228)流向低壓區(qū)域(氣球內(nèi)部)。本實施 例中，軟套管242包括一個加厚環(huán)246，該加厚環(huán)位于軟套管242底部，確保了當氣球充滿氣 時軟套管仍然套在充氣管228上。在法蘭214下表面250下安裝向下延伸的徑向角板248，該角板對法蘭214提供額 外的支撐力。如前文所述，現(xiàn)有的充氣裝置其中一個缺點是控制光源(LED)的開關安裝在氣球 內(nèi)部的上部法蘭上。這樣制作充氣裝置較為簡單，因為氣球(最好)是半透明的，需要用戶圍繞氣球伸出手指啟動開關。假設需要通過按開關來調(diào)節(jié)電路不同的工作狀態(tài)(如使LED 閃爍、跳動、穩(wěn)定)，那么尋找開關會更困難。本發(fā)明的照明裝置210通過在氣球B或高壓區(qū)域外部安裝開關252克服了這些缺 陷。在其中一個實施例中，開關252安裝在下部法蘭214的下表面250上。電線256從下 部法蘭214的開口 254穿過，該電線連接開關252、電路218、電路板、電池220或其他元件。 開口 254可制成錐形258，電線256周圍的開口 254中安裝一個氣密塞260。氣密塞260可 以選用粘合劑、液化聚合物、熱熔膠、機械塞或類似物，并在放入電線256后安裝，以保證承 壓區(qū)邊界的完整性。開關252可以多種方式安裝在下部法蘭214上。例如，可以將開關252粘貼/附 著在法蘭214上，或者，作為一種替代方式，還可以將帶有從開關252底部伸出的安裝桿262 穿過下部法蘭412的開口 264。接著可以將安裝桿262粘貼/附著或熔化使開關252固定 在法蘭214上。安裝桿開口同樣可以用氣密塞260或類似物密封，防止氣體從氣球中逸出。電線256穿過開口 254連接開關252和電路218或其他終端。在本實施例中，電 線256穿過法蘭212和法蘭214之間的空隙266。可以將電線256放置于一個套268中，并 通過一個線繩270、別針或類似物系在支柱216上加以固定。作為一種替代方式，其中一個 支柱316a可以支撐空心管，接線器356即可通過管316a來限定和保護接線器356。作為另一種替代方式，照明裝置410可以在下部法蘭414下部的充氣管428上設 置一個開關452。電線456通過下部法蘭414上的開口 454連接電路481 (或者電路板412)。 通過粘合劑，如熱熔粘合劑，將開關452粘貼在充氣管428上。在充氣管428上安裝法蘭472 以支撐并固定開關452。安裝在電線456四周的開口 454中的氣密塞460將法蘭414上的 開口 454密封。氣密塞460可以選用粘合劑、液化聚合物、熱熔膠、機械塞或類似物。這里涉及到的其他專利是作為本發(fā)明的參考，而并非有意在文中披露。這里提到的數(shù)量詞“一個”并不用于限定單復數(shù)。相反，任何涉及到復數(shù)的地方也 包括單數(shù)。綜上，不背離本發(fā)明精神和新穎性的數(shù)量變化應視為在保護范圍內(nèi)。另外，本發(fā) 明并不限于所述的具體實施例。
權利要求
1.一種用于插入氣球頸部的照明充氣裝置，其特征在于，包括 一個氣密的法蘭，其具有外圍部分、中心、上表面和下表面；一個充氣管，其具有上端和下端，該充氣管穿過法蘭，其下端延伸至法蘭下表面以下， 上端延伸至法蘭上表面以上；一個與充氣管流體聯(lián)通的單向閥；一個發(fā)光組合件，其包括電源和至少一個與該電源相連的發(fā)光元件，該發(fā)光元件可操 作地安裝在法蘭的上表面上；一個開關，其與電源和至少一個發(fā)光元件可操作地連接，用來控制發(fā)光元件通斷電； 其中，充氣裝置插入氣球中，其法蘭位于氣球頸部，形成一個承壓區(qū)邊界，充氣管底部 延伸至承壓區(qū)邊界外，用來為氣球充氣，單向閥阻止氣體通過充氣管從承壓區(qū)內(nèi)逸出，開關 安裝在充氣裝置的承壓區(qū)邊界外。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明充電裝置，其特征在于，其包括在開關和發(fā)光組合件之 間延伸的接線盒。
3.根據(jù)權利要求1所述的照明充氣裝置，其特征在于，所述的發(fā)光組合件安裝在氣密 的法蘭上并與氣密的法蘭隔開。
4.根據(jù)權利要求3所述的照明充氣裝置，其特征在于，其包括置于氣密的法蘭和發(fā)光 組合件之間的支柱，所述支柱用來抬升所述發(fā)光組合件。
5.根據(jù)權利要求1所述的照明充氣裝置，其特征在于，所述的發(fā)光組合件為LED。
6.根據(jù)權利要求5所述的照明充氣裝置，其特征在于，其包括3個LED。
7.根據(jù)權利要求1所述的照明充氣裝置，其特征在于，其包括使發(fā)光組合件持續(xù)照明 的電路。
8.根據(jù)權利要求7所述的照明充氣裝置，其特征在于，其包括能夠轉(zhuǎn)換不同照明操作 模式的電路。
9.根據(jù)權利要求1所述的照明充氣裝置，其特征在于，所述的開關安裝在充氣管上。
10.根據(jù)權利要求1所述的照明充氣裝置，其特征在于，所述的開關安裝在法蘭下表面上。
11.一種用于插入氣球頸部的照明充氣裝置，其特征在于，包括 一個氣密的法蘭，其具有外圍部分、中心、上表面和下表面；一個充氣管，其具有上端和下端，該充氣管穿過法蘭，其下端延伸至法蘭下表面以下， 上端延伸至法蘭上表面以上；一個安裝于充氣管上端的單向閥；一個發(fā)光組合件，其包括電源和至少一個與該電源相連的發(fā)光元件，該發(fā)光元件通過 支柱可操作地安裝在法蘭上使發(fā)光組合件并且與法蘭隔開；一個開關，其與電源和至少一個發(fā)光元件可操作地連接，用來控制發(fā)光元件通斷電； 其中，充氣裝置插入氣球中，其法蘭位于氣球頸部，形成一個承壓區(qū)邊界，充氣管底部 延伸至承壓區(qū)外，用來為氣球充氣，單向閥阻止氣體通過充氣管從承壓區(qū)內(nèi)逸出，開關安裝在充氣裝置的承壓區(qū)邊界外，使接觸開關不必進入承壓區(qū)內(nèi)也不必和氣球接觸。
12.根據(jù)權利要求11所述的照明充氣裝置，其特征在于，所述的開關安裝在法蘭的下表面上。
13.根據(jù)權利要求11所述的充氣照明裝置，其特征在于，所述的開關安裝在充氣管上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種插入氣球頸部的照明充氣裝置，其包括一個氣密的法蘭，該法蘭具有外圍部分、中心、上表面和下表面；一個充氣管，其具有上端和下端，該充氣管穿過法蘭，其下端延伸至法蘭下表面以下，上端延伸至法蘭上表面以上；一個與充氣管流體聯(lián)通的單向閥；一個發(fā)光組合件，其包括電源和至少一個與該電源相連的發(fā)光元件，發(fā)光組合件可操作地安裝在法蘭上表面上。一個開關，其與電源和至少一個發(fā)光元件可操作地連接，用來控制發(fā)光元件通斷電；其中，充氣裝置插入氣球中，其法蘭位于氣球頸部，形成一個承壓區(qū)邊界，充氣管底部延伸至承壓區(qū)邊界外，用來為氣球充氣，單向閥阻止氣體通過充氣管從承壓區(qū)內(nèi)逸出，開關安裝在充氣裝置的承壓區(qū)邊界外，使接觸開關不必進入承壓區(qū)內(nèi)也不必和氣球接觸。
文檔編號F21V23/04GK102101421SQ201010254770
公開日2011年6月22日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權日2009年8月7日
發(fā)明者邁克爾·L·施基默 申請人:化學輕工股份有限公司