專利名稱：高電壓產(chǎn)生裝置的制作方法
在現(xiàn)有技術(shù)中，對壓電元件施加沖擊力而產(chǎn)生高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置是眾所周知的技術(shù)，作為點煙打火機(jī)、家用燃?xì)庥镁?、煤油爐、煤油暖爐、熱水器等點火使用的放電式電源或在其他用途中，獲得廣泛應(yīng)用。
高電壓產(chǎn)生裝置一般具有固定殼體和在該固定殼體內(nèi)沿軸向相對自由移動的可動殼體，用一個通過可動殼體與固定殼體的相對運(yùn)動蓄積能量的錘對配置在固定殼體內(nèi)的壓電元件施加沖擊力而產(chǎn)生高電壓，并通過與安裝在壓電元件高壓側(cè)電極上的高壓側(cè)端子連接的高壓導(dǎo)線將產(chǎn)生的高電壓取出。安裝在壓電元件高壓側(cè)電極上的高壓側(cè)端子與高壓導(dǎo)線的連接是將高壓導(dǎo)線的端部插接在高壓側(cè)端子上形成的插接孔或切槽內(nèi)機(jī)械地連接，或用點焊等方法連接成一體，然后在連接部注入，填充粘結(jié)劑以將其固定。高壓導(dǎo)線嵌入在固定殼體的高壓導(dǎo)線出線盒頂壁上設(shè)有的U形切槽內(nèi)，在U形切槽內(nèi)導(dǎo)線的周圍注入粘結(jié)劑使其固定，從而防止高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部脫開，并可使下道互序中向連接部注入上述粘結(jié)劑的操作易于進(jìn)行。
但是，當(dāng)沿襲這種現(xiàn)有的制作方法制造本裝置時，面監(jiān)的第1個問題是當(dāng)用粘結(jié)劑將高壓導(dǎo)線固定在U形切槽內(nèi)時，如注入的粘結(jié)劑使用2種以上液體，則為達(dá)到規(guī)定的配合比就必須進(jìn)行稱量和攪拌，這是很麻煩的，同時只有U形切槽注入正好適量的粘結(jié)劑是很困難的，當(dāng)然還存在著等待粘結(jié)劑干燥，硬化這樣的煩雜步驟。另外，如注入的粘結(jié)劑過多，則也存在由于粘結(jié)劑隆起而使裝置的外形尺寸與原設(shè)計尺寸不符這樣的問題。
接下來的第2個問題是為防止壓電元件破損并保持電絕緣性，在通過插入而配置在固定殼體內(nèi)的壓電元件與固定殼體內(nèi)壁之間的間隙中填充著環(huán)氧類粘結(jié)劑或者硅或聚氨酯等橡膠材料，但因該填充劑限制壓電元件在受到錘的沖擊時的縱向運(yùn)動，所以由旋加在壓電元件上的錘擊產(chǎn)生的動能的大部分都通過填充劑傳遞到固定殼體而被其吸收，使變換為電能的動能量減少。
本發(fā)明的目的是解決以上說明的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題并提供一種對壓電元件施加沖擊力而產(chǎn)生高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種在高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部注入、填充粘結(jié)劑以將上述連接部固定之前，不使粘結(jié)劑而使高壓導(dǎo)線與固定殼體固定的方法。
本發(fā)明的再一目的是可將由錘擊得到的動能約100％地變換為電能，并實現(xiàn)壓電元件及裝置的總體小型化。
為解決第1個問題，采用本發(fā)明的高電壓產(chǎn)生裝置，備有壓電元件、錘、蓄能用彈簧以及裝有這些部件的可相對運(yùn)動的固定殼體和可動殼體，將高壓導(dǎo)線與在壓電元件的高壓側(cè)電極上安裝的高壓側(cè)端子板連接，該裝置的特征在于由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即，將具有嵌入高壓導(dǎo)線的U形切槽的安裝板配置在固定殼體的高壓導(dǎo)線出線口，該安裝板的前端設(shè)有突出部，通過使該突出部熔融軟化后彎曲而將U形切槽封閉，從而將高壓導(dǎo)線固定、保持，并在高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部注入、填充粘結(jié)劑以將該連接固定。
其特征還在于在固定殼體的一個側(cè)面上形成一個高導(dǎo)線出線盒，使高壓側(cè)端子板伸向該出線盒內(nèi)部，在出線盒內(nèi)設(shè)置具有U形切槽和突出部的安裝板，同時，在出線盒的頂壁形成與安裝板的U形切槽形狀一致的U形切槽，將高壓導(dǎo)線插入并保持在兩個U形切槽內(nèi)并與上述高壓側(cè)端子板連接，通過使該突出部熔融軟化后彎曲將高壓導(dǎo)線固定、保持在U形切槽內(nèi)，然后在高壓導(dǎo)線出線盒內(nèi)注入粘結(jié)劑，將高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子板的連接部固定。
使突出部熔融軟化而彎曲，將插在U形切槽內(nèi)的高壓導(dǎo)線固定、保持。高壓導(dǎo)線的保持變得極為牢固，可以防止因拉撥而使高壓導(dǎo)線脫落。
這樣，由于使突出部一邊熔融軟化一邊彎曲而將U形切槽封閉，不使用粘結(jié)劑就能使高壓導(dǎo)線固定、保持在U形切槽內(nèi)，所以高壓導(dǎo)線的安裝操作性顯著提高，并能防止因拉撥而造成高壓導(dǎo)線脫落的事故。
采用以上方法，在高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部注入、填充粘結(jié)劑以將上述連接部固定之前，不使用粘結(jié)劑就能進(jìn)行高壓導(dǎo)線與固定殼體的固定。
為解決第2個問題，采用本發(fā)明的高電壓產(chǎn)生裝置，備有壓電元件、錘、蓄能用彈簧以及裝有這些部件的可相對運(yùn)動的固定殼體和可動殼體，在壓電元件與固定殼體的間隙中填充填充劑，該裝置的特征在于在壓電元件的外周表面上覆蓋與填充劑難溶合的脫模劑，該脫模劑由聚四氟乙烯構(gòu)成，而脫模劑覆蓋層的厚度為1～50μm。
在壓電元件的外周表面上覆蓋的脫模劑和填充劑之間的界面呈極易滑動的狀態(tài)，所以削減了動能向固定殼體的傳遞吸收，同時，由于支承固定壓電元件的支座的反作用而使動能增加，可使壓電元件的伸縮運(yùn)動時間延長，能夠?qū)幽茏儞Q為接近100％的電能。這樣，采用僅在壓電元件的外周表面上覆蓋脫模劑而不使用其它部件或器具的簡單方法，可將在壓電元件上旋加錘擊所產(chǎn)生的動能接近100％地變換為電能，因此可實現(xiàn)壓電元件及裝置總體的小型化。


圖1是本發(fā)明的高電壓產(chǎn)生裝置的外觀斜視圖。
圖2是本發(fā)明的高電壓產(chǎn)生裝置的縱剖面圖。
圖3是本發(fā)明的高電壓產(chǎn)生裝置的斜視分圖。
圖4是表示高電壓產(chǎn)生裝置中壓電元件的安裝結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
圖5是圖4的正視圖。
圖6是沿圖5中的A-A’線進(jìn)行熱斂縫加工前的剖面圖。
圖7是沿圖5中的A-A’線進(jìn)行熱斂縫加工后的剖面圖。
圖8是表示高電壓產(chǎn)生裝置中高壓導(dǎo)線安裝前結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖9是表示高電壓產(chǎn)生裝置中高壓導(dǎo)線安裝后結(jié)構(gòu)的斜視圖。
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。圖中，符號(1)是固定殼體，壓電元件(3)插在下部的中央部位。固定殼體(1)按電絕緣性構(gòu)成并用熱硬化性的樹脂制作。符號(2)是可動殼體，其下部插在上述固定殼體(1)內(nèi)，其上部伸出到固殼體(1)的外部，并可沿軸向相對于固定殼體(1)自由運(yùn)動。在固定殼體(1)與可動殼體(2)之間支撐著一個在平時可動殼體(2)頂向外部的回動彈簧(4)。在可動殼體(2)內(nèi)裝有一個可沿軸向運(yùn)動的錘(5)。在該錘(5)與可動殼體(2)之間支撐著一個蓄能用彈簧(6)，同時還有一個將錘(5)卡住并限制其運(yùn)動的止動銷(7)，該止動銷(7)被鎖定在固定殼體(1)與可動殼體(2)之間，并當(dāng)可動殼體(2)沿軸向移動規(guī)定距離時，其鎖定狀態(tài)被松開，使錘(5)可作軸向運(yùn)動。即，當(dāng)可動殼體(2)相對于固定殼體(1)向內(nèi)部移動時，先壓縮蓄能用彈簧(6)并蓄積能量，然后當(dāng)可動殼體(2)移動規(guī)定距離時，鎖定的止動銷(7)被松開，錘(5)便在蓄能用彈簧(6)所蓄積的彈發(fā)力的作用下向壓電元件(3)急速移動，對壓電元件(3)旋加沖擊力，從而產(chǎn)生高電壓。
在壓電元件(3)受錘擊側(cè)的端部配置一個承受錘(5)沖擊力的受沖擊金屬件(8)，另一端固定支承在支座(9)上。如圖2、圖3和圖4所示，壓電元件(3)由2個構(gòu)成，在2個壓電元件(3)之間，夾著高壓端子板(10)，用于取出產(chǎn)生的高電壓。如圖8所示，在該高壓端子板(10)的端部開有U形插接切槽(11)，將高壓導(dǎo)線(12)的一端插接在該插接切槽(11)內(nèi)，使兩者機(jī)械接觸并連接。另外，高壓導(dǎo)線(12)和高壓端子板(10)的的連接當(dāng)然也可以用點焊等方法固定連接為一體，但如為小型裝置時，作業(yè)空間狹小，用焊接固定存在著諸多的困難。
在固定殼體(1)的一個側(cè)面的下部整體形成一個方盒形的出線盒(13)，高壓側(cè)端子板(10)的端部伸向該出線盒(13)內(nèi)部。在出線盒(13)內(nèi)的上部配置一個安裝板(14)，與出線盒(13)的頂壁(15)留有一定的間隔，在該安裝板(14)和頂壁(15)上，上下對齊形成朝外開口的U形切槽(16、17)。其端部插接在高壓側(cè)端子板(10)上的高壓導(dǎo)線(12)被壓入、嵌合在該2個U形切槽(16、17)內(nèi)，一邊被保持著一邊向上方伸出。
如圖6和圖8所示，在安裝板(14)的端部，沿U形切槽(17)的內(nèi)壁形成向外突出的略呈梯形的突出部(18)，一邊使該突出部(18)熔融軟化，一邊向內(nèi)部彎曲，將U形切槽(17)封閉。通過該工序，高壓導(dǎo)線(12)在安裝板(14)的U形切槽(17)內(nèi)的位置即被確定并被固定。使突出部(18)熔融軟化向內(nèi)彎曲，可用加熱斂縫、施加超聲波振動等適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行。在圖示的實施例中，U形切槽(17)的寬度為1.2mm，當(dāng)埋設(shè)安裝外徑為1.2mm的高壓導(dǎo)線(12)時，上述突出部(18)加工成上邊長為0.3mm、下邊長為0.7mm、厚度為1mm的近似梯形。安裝高壓導(dǎo)線(12)的最佳條件是，熱斂縫加熱嘴的尖端溫度為150～250℃、熱斂縫加熱嘴對突出部的按壓力為0.1～1.0Kg/CM2、按壓時間在0.5秒以內(nèi)。制作包含安裝板(14)在內(nèi)的固定殼體(1)用的樹脂，可適當(dāng)選用例如聚縮醛、ABS。
這樣，一邊使突出部(18)熔融軟化一邊使其彎曲，將高壓導(dǎo)線(12)固定、保持在U形切槽(17)內(nèi)，因此高壓導(dǎo)線的安裝操作性顯著提高，可使作業(yè)時間減少一半。又因不用粘結(jié)劑即可固定、保持，所以能夠消除使用粘結(jié)劑固定時存在的問題，同時高壓導(dǎo)線的保持強(qiáng)度提高，可防止因拉撥造成的脫落事故。在將高壓導(dǎo)線(12)固定、保持在U形切槽(17)內(nèi)之后，如圖2和圖4所示，在高壓導(dǎo)線(12)和高壓端子板(10)的連接部注入、填充粘結(jié)劑(210，將連接部固定，同時能保持對固定殼體內(nèi)部的絕緣。作為粘結(jié)劑最好是用例如環(huán)氧類樹、丙烯酸類樹脂。
另外，安裝板(14)不限于圖4的結(jié)構(gòu)，也可制作成使其厚度連續(xù)到頂壁(15)，還可制作成使其厚度向下延伸到出線盒(13)的中部。當(dāng)使安裝板(14)具有這樣的厚度時，可沿上下間斷地形成多個突出部(18)。
參照圖4可理解所示出的壓電元件(3)的安裝結(jié)構(gòu)。在壓電元件(3)與固定殼體(1)之間的間隙內(nèi)存在有從出線盒(13)的開口部填充的填充劑(19)，通過這種填充可以防止壓電元件(3)破損并保持電絕緣性。作為填充劑例如可使用環(huán)氧類粘結(jié)劑、硅或聚氨酯等橡膠材料。但是，這種填充劑會限制壓電元件(3)的縱向運(yùn)動，使由錘(5)所產(chǎn)生的動能的大部分都通過填充劑傳遞到固定殼體(1)而被其吸收，所以對可被變換為電能的動能造成很大損失。
因此，在本發(fā)明中，在壓電元件(3)的外圓周表面上覆蓋一層與填充劑極難溶合的脫模劑(20)，使壓電元件(3)的伸縮自由度提高。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在壓電元件(3)的外圓周表面上覆蓋的脫模劑與填充劑之間的界面呈極易滑動的狀態(tài)，所以削減了動能向固定殼體的傳遞吸收，同時，由于支承固定電元件(3)的支座(9)的反作用而使動能增加，使壓電元件的伸縮運(yùn)動時間延長，提高了輸出電壓、放電能量。其結(jié)果是，當(dāng)獲得與現(xiàn)有裝置近似相等的輸出電壓、放電能量時，能夠?qū)崿F(xiàn)壓電元件尺寸的小型化、進(jìn)而實現(xiàn)裝置總體的小型化。例如，當(dāng)與現(xiàn)有的最小尺寸的高電壓產(chǎn)生裝置得到相等的14KV的輸出電壓、0.7mJ的放電能量時，壓電元件的尺寸為外徑1.8mm、長4mm，與現(xiàn)有裝置相比，可達(dá)到外徑小18％、長度小11％的小型化，裝置總體為30mm到23mm，可達(dá)到顯著的小型化。
作為在壓電元件(3)的外周表面上覆蓋的脫模劑，最好是與填充劑難溶合的樹脂，例如聚四氟乙烯、石蠟等。脫模劑層的厚度最好為1～50μm，但不限定于該尺寸。
權(quán)利要求
1.一種高電壓產(chǎn)生裝置，備有壓電元件、錘、蓄能用彈簧以及裝有這些部件的可相對運(yùn)動的固定殼體和可動殼體，將高壓導(dǎo)線與在壓電元件的高壓側(cè)電極上安裝的高壓側(cè)端子板連接，該裝置的特征在于由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即，將具有嵌插高壓導(dǎo)線的U形切槽的安裝板配置在固定殼體的的高壓導(dǎo)線出線口，該安裝板的前端設(shè)有突出部，通過使該突出部熔融軟化后彎曲而將U形切槽封閉，從而將高壓導(dǎo)線固定、保持、，并在高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部注入、填充粘結(jié)劑以將該連接部固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓產(chǎn)生裝置，其特征在于在固定殼體的一個側(cè)面上形成一個高壓導(dǎo)線出線盒，使高壓側(cè)端子板伸向該出線盒內(nèi)部，在出線盒內(nèi)設(shè)置具有U形切槽和突出部的安裝板，同時，在出線盒的頂壁形成與安裝板的U形切槽形狀一致的U形切槽，將高壓導(dǎo)線插入并保持在兩個U形溝切槽內(nèi)并與上述高壓側(cè)端子板連接，通過使該突出部熔融軟化后彎曲將高壓導(dǎo)線固定、保持在U形切槽內(nèi)，然后在高壓導(dǎo)線出線盒內(nèi)注入粘結(jié)劑，將高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子板的連接部固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓產(chǎn)生裝置，備有壓電元件、錘、蓄能用彈簧以及裝有這些部件的可相對運(yùn)動的固定殼體和可動殼體，在壓電件與固定殼體的間隙中填充填充劑，該裝置的特征在于在壓電元件的外周表面上覆蓋與填充劑難溶合的脫模劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓產(chǎn)生裝置，其特征在于脫模劑由聚四氟乙烯構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高電壓產(chǎn)生裝置，其特征在于脫模劑覆蓋層的厚度最好為1～50μm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高電壓產(chǎn)生裝置，在該裝置中，在高壓導(dǎo)線和高壓側(cè)端子的連接部注入、填充粘結(jié)劑以將連接部固定之前，不用粘結(jié)劑即可實現(xiàn)高壓導(dǎo)線與固定殼體的固定，并且能將由錘擊產(chǎn)生的動能約達(dá)100％變換為電能。
文檔編號F23Q3/00GK1158957SQ9610255
公開日1997年9月10日 申請日期1996年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月27日
發(fā)明者橋本武浩 申請人:社團(tuán)法人日本吃煙具協(xié)會, 株式會社塞拉泰克