专利名称：便携式打火机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式打火机，该类型打火机易于达到点火状态，并且有通过单个手指动作就足以起动的点火机构，所述手指具有变形阻力。该机构包括至少一个第一促动器和一个第二促动器，该第一促动器易于在第一位置和第二位置之间运动，该第二促动器易于在第三位置和第四位置之间运动，其中，该第二位置和第四位置确定了第一促动器和第二促动器之间的相对位置。
近年来，使用打火机变得非常流行，它不再是奢侈品或私人用品，因为它能够由用户身体的一部分进行直接控制，并成为丰富而易于获取的物品，通常在房间、汽车或实验室中都可以找到它们。同样，因为该装置设计成产生火焰，因此越来越意识到孩童使用它们时的潜在危险，尤其是当孩童离开成年人的监管时。因此，为了增加该危险的预防程度，在市场上出现了各种形式的具有安全机构的打火机。
第一种解决方法的技术要求涉及使得孩童更难于点火，同时又不会使成年人的使用过于复杂，该方法包括将一可缩回的元件布置于气体阀门按钮之下，以阻挡该气体阀门按钮的起动运动路线，除非在想点火之前使该可缩回元件从其通常的约束位置运动到另一位置，在该位置处，该可缩回元件不会阻碍气体阀门按钮的运动。在现有的发明中进行了清楚的说明，例如对于有轮子和打火石的打火机，US 5 002 482或US 5 090893中进行了介绍，对于压电式打火机，EP 488 158中进行了介绍。
这些类型打火机所提供的附加安全性是基于在普通点火运动或动作之前增加另一个动作，该动作包括将可缩回元件运动到非约束位置。具有根据该原理的安全机构的打火机称为“双动作”打火机。遗憾的是，对于袖珍形打火机，由于它们尺寸小，可缩回的元件必需非常小，因此，尽管它们确实提供了附加的安全性，但是不可否认，它们同样使成年人操作困难，在某些情况下可能是不能克服的，尤其是对于操作能力较差的人。而且，因为它们基于正确执行可看见的动作，因此孩童很容易模仿，这减小了安全防护的有效性。
“单动作”打火机的出现提供了一种解决前面段落所述问题的有趣方法。这些打火机并不基于由于添加了补充机构而累加的动作，而是利用孩童和成年人之间的人体差异以正确布置普通点火元件为基础。
第一代“单动作”打火机如US 5 490 773所述。该打火机需要在普通点火元件上执行孩童由于它们手指的几何特征而难于执行的动作。而且，由于这些动作很小，是不可见的，因此不容易被模仿。
本专利申请是第二代“单动作”打火机，也就是，打火机能够仅通过一个动作而被点燃。它是基于孩童指尖的硬度与成年人指尖的硬度不同，应当知道，硬度是物体被透入或变形时表面所产生的阻力。应当知道，在相同接触力下，透入越深或变形越大，该表面的硬度越小。
孩童的指尖与成年人相比硬度更低的原因在于细胞的特性不同和皮肤及皮下组织(underlying tissue)的厚度不同，尤其是体内骨头(指骨)尺寸较小，孩童都是这样。本发明申请的目的是利用该普遍的人体差异。
本专利申请中所述的发明利用该硬度的相对差异，并结合对点火机构的构成元件的合适设计，从而能够或阻止达到点火状态。
该目的通过在开头处所述类型的便携式打火机而实现，其特征在于当通过手指而使第一促动器从第一位置运动到第二位置时，所述手指使第二促动器从第三位置运动到第四位置，其中，处于所述第二和第四位置的两促动器之间的相对位置可根据手指的变形阻力而变化，且只有当所述相对位置为某一预定值时，所述便携式打火机才达到点火状态。
因此，对于各个特定打火机，可以计算或测量当该打火机由成年人操作时所能达到的相对位置和当该打火机由孩童操作时所能达到的相对位置，并且通过该数据，可以对打火机的内部机构进行改进和调节。还必需考虑各种方式可能对该相对位置值的影响，例如通过改变运动的几何形式、支承表面、弹簧特性等。
优选实施例可以这样获得，即通过使该第四位置可根据所述变形阻力而变化，而该第二位置基本与所述变形阻力无关，因此，所述相对位置可根据所述第四位置而变化。应当知道，这时，由于与本发明无关的结构问题而可能引起的、所述第二位置的较小变化不能在概念上认为是本发明观点中的第二位置变化。
当打火机的类型为具有易于释放点火能的能量发生器和需要使所述点火能到达点火区以达到所述点火状态时，可以这样获得本发明的优选类型的实施例，即第一促动器对将释放点火能的能量发生器起作用，而当所述相对位置为所述预定值时，第二促动器将使得点火能能够到达所述点火区。
优选是，所述点火能易于点燃可燃流体，这与通常包括一个有可燃流体的储罐且点火状态的特征为火焰的大多数打火机一样。不过，也不排除其它类型的打火机，例如，在该打火机中，电阻器被加热至白炽，且通过使香烟与炽热电阻器直接接触或仅通过使香烟靠近炽热电阻器而直接用该电阻器来点燃香烟。
本发明可以采用多种实施方式，例如-所述能量发生器是打火石，所述点火能是火花，这时，优选是，当所述相对位置不是一个所述预定值时，该第二促动器将一个遮板插入所述火花和所述点火区之间。
-所述能量发生器是电池，所述点火能是加热电阻器的电流，这时，优选是，当所述相对位置不是一个所述预定值时，该第二促动器使所述电流偏转或者可以选择抑制所述电流的生成，从而避免该电阻器被加热。
-所述能量发生器是压电机构，所述点火能是火花，这时，优选是，当所述相对位置不是一个所述预定值时，该第二促动器使得由压电元件产生的火花偏转至点火区之外的惰性区域。
-所述能量发生器是电池，所述点火能是产生火花的电流，这时，优选是，当所述相对位置不是一个所述预定值时，该第二促动器使所述电流偏转，从而避免形成火花。该打火机通常还包括一个易于使电池接线端中的电压升高到易于产生火花的某一值的电路。但是，所述电路对本发明目的没有任何影响，因此，在下文中对其不作考虑。
在具有易于释放点火能以达到点火状态的能量发生器的打火机中，通过使第二促动器对所述能量发生器起作用可以获得本发明的另一优选实施例，该能量发生器仅在所述第二促动器使得所述相对位置达到所述某一预定值时才释放点火能。这时，并不阻碍该点火能到达点火区，而是直接阻碍所述点火能的形成，例如，在压电式打火机中，由第二促动器起动的压电装置并不到达产生火花的位置。
最后，可以这样获得本发明的另一实施例，即使得可燃流体仅在所述相对位置为所述某一预定值时才到达点火区。实际上，在点火状态时有火焰的打火机中，通过防止可燃流体开始燃烧或通过防止可燃流体从相应储罐中释放，可以避免所述点火状态，这样，尽管产生了点火能例如火花，且该点火能在点火区处，但是，缺乏燃烧流体将避免产生火焰。
由下面的说明书可以了解本发明的其它优点和特征，在下面的说明书中介绍了多种实施例，该实施例如附图所示，且并不是作为限定特征，附图中
图1是两个本发明的打火机的侧视图，表示了两个促动器的不同相对位置。
图2是图1中的打火机的俯视图。
图3是两个本发明的另一种打火机的侧视图，表示了两个促动器的不同相对位置。
图4是图3中的打火机的俯视图。
图5是在促动器上施加的力的示意图。
图6是在点燃本发明的打火机时在手指上施加的力的示意图。
图7是点火顺序的视图，表示促动器的不同最终位置。
图8是另一点火顺序的视图，表示在打火机具有压电装置时的不同最终位置，其中，当第二促动器没有到达预定的第四位置时，该压电装置不会释放点火能。
图9是根据本发明的、具有压电装置的打火机的剖视图，该打火机使火花偏转到点火区之外的区域。
图10表示压电装置处于其伸出位置。
图11表示压电装置处于其压缩位置。
图12是图9中的打火机的剖视图，其中两个促动器处于点火位置。
图13是类似于图12的视图，但是两个促动器都处于非点火位置。
图14是本发明的打火机的电路图，其中，该第二按钮易于防止加热电阻的电流的形成。
图15是本发明的打火机的电路图，其中，该第二按钮易于使电流偏转，从而防止它加热电阻。
图16是本发明的打火机的电路图，其中，该第二按钮易于使火花偏转，从而防止在点火区产生火花。
图17是另一种点火顺序的视图，表示在打火机能避免释放燃烧气体的情况下的不同最终位置。
图18是另一种点火顺序的视图，表示在打火机具有打火石和遮板的情况下的不同最终位置。
图19是图18中的打火石和遮板的透视图。
在图1至4中，可以看见本发明的打火机实施例的一些实例。该打火机有第一促动器1和第二促动器3，它们物理上(physically)相互邻近，但是能够独立运动。促动器1和3可以有多种不同形式，运动也可以是多种形式(平动、转动、平动和转动等)，这都不会影响本发明。同样，对于下面所述的，在很多情况下第一促动器1和第二促动器3的功能可以互换，也就是，所述的第一促动器1的功能可以由第二促动器3来执行，反之亦然。应当知道，本发明实施例都是这样。
在图1(a)和(b)以及3(a)和(b)中，可以看见在第二促动器3保持在第三伸出位置的同时第一促动器1怎样在第一伸出位置和第二压缩位置之间运动。
不过，实际上，两促动器1和3在物理上相互在一起，当试图点燃打火机时，用户的手指以一个动作同时使两个促动器1和3都从所述第一和第三位置运动到第二和第四位置，其中，通过使第二促动器3处于其压缩位置而使其到达第四位置。
通常，各促动器1和3受到由用户的手指施加的相应力F1和F2和由装入打火机的点火机构内部的某些弹簧(图5)所产生的力，当到达第二和第四位置时，这些由弹簧产生的力将抵消由手指施加的力F1和F2。由用户的手指施加的每一个力都将涉及在用户手指上产生的弹性变形，该弹性变形抵消所述力(图6)。根据相应的弹簧，各促动器1或3在手指上涉及不同的力，因此产生不同的变形。另一方面，对于相同的力，根据用户的年龄，手指的变形也不同，如前所述。
在图7中可以看见怎样能通过具有不同变形阻力的手指而获得不同的相对位置。实际上，在图7(b)中，已经使第一促动器1到达第二位置和使第二促动器3到达第四位置的用户手指将产生某些确定的变形，该变形在顶部所示的手指上以阴影区域进行了象征性地标记。不过，对于某些打火机，有较小变形阻力的手指将使第二促动器3运动到图7(c)所示的第四位置。实际上，更小的硬度则需要在手指上有更大的变形，不过，因为第二促动器3的表面比第一促动器1的表面小，当第一促动器1已经到达其运动路程的极限时，与图7(b)中所示情况相比，第二促动器3相对于第一促动器1处在更高的第四位置。当用户试图施加更大的力时，它也基本不能使第二促动器3运动，因为第一促动器1处于其运动路程的极限位置，它实际上阻碍了任何的进一步运动。
类似的，在图8(c)和(d)中可以看见，不同变形阻力的两个手指怎样在促动器1和3分别处于第二位置和第四位置时使得该促动器1和3之间的相对位置不同。在本例中，图8(d)中具有合理强度的手指不能来迫使第二促动器3到达它在图8(c)中所到达的位置。
通过某些合适的机构，可以利用在两促动器1和3之间相对位置上的变化来避免该打火机达到点火状态。
因此，图8中所示的打火机通过压电装置5来点火。当压电装置5处于伸出位置时的尺寸如图8(a)所示，该压电装置5需要被压缩到如图8(e)所示尺寸，以便产生所需的电压降，从而在点火区7中产生火花。可以看见，仅在图8(c)中能够出现该情况，而图8(d)中的用户并不能点燃该打火机。
在图9中表示了另一种具有压电装置5的打火机。这时，并不能避免形成火花，但是该火花将形成于点火区7之外的位置处。如图10和11中更详细所示的压电装置5有一系列的导电区。特别是，它有一顶部导电区9，该顶部导电区9位于压电装置5的顶端；一些第一中间导电区11，该第一中间导电区11紧接着该顶部导电区9；一些第二中间导电区13，该第二中间导电区13紧接着压电装置的底端；以及一底部导电区15，该底部导电区在该压电装置5的底端。当该压电装置5被压缩时，顶部导电区9和第一中间导电区11带正电，而第二中间导电区13和底部导电区15带负电，如图11所示。该打火机有第一促动器1和第二促动器3。该第一促动器1靠压在压电装置5上，而该第二促动器3靠压在由导电材料制成的弹簧17上。在第一促动器1和压电装置5之间有一导电材料片19，该导电材料片19与顶部导电区9接触，并延伸到点火区7的边缘。点火区7处有打火机的燃烧器21，该燃烧器21也由导电材料制成。底部导电区15和/或第二中间导电区13与弹簧17和燃烧器21通过一倾斜元件22而导电连接，该倾斜元件的一侧固定在燃烧器21上，另一侧有一些杆(stem)(图中未示出)，该杆与弹簧17永久性接触。当使两促动器1和3以紧靠在一起的方式而向下推时，由该压电装置5产生的电压降一方面传递给导电材料片19的、在点火区7边缘处的端头，另一方面传递给燃烧器21。当没有找到“更容易”的路径时，电流通过导电材料片19流向燃烧器21，从而形成火花，该火花使得可燃气体燃烧。相反，当第二促动器3没有到达足够低的第四位置时，那么与导电材料片19和燃烧器21之间所存在的距离(距离d2)相比，弹簧17仍然更靠近第一中间导电区11(距离d1)。这时，火花将找到“更容易”的路径，因此火花将在一个所述第一中间导电区11和弹簧17之间形成，从而远离点火区7。此外，可以看见，在前述情况中，第二位置总是基本相同，除了与本发明无关的而可能进行的结构改变外，唯一的变化只是第四位置，因此，相对位置的变化是由于第四位置改变。不过，实际上允许在点火区7中形成火花的是两促动器1和3之间的相对位置，该相对位置确定了距离d1，因此，本发明的打火机可以设计成该第二位置也是可变的。
图14表示了与本发明的另一特殊实施例相对应的电路图。这时，打火机有电池和电阻器。当该打火机处于点火状态时，能产生加热电阻器的电流。同样，也可以利用该电阻器来对可燃气体进行点火，或者该电阻器可以是用于直接点燃例如香烟的元件。在这些情况下，本发明考虑只有当达到某一所述相对位置值时，才能使第一促动器1闭合第一开关23，同时使第二促动器3闭合第二开关25。这时，电路确实闭合，并产生能够加热该电阻器的电流。该方法的一个实施例对应于图15所示的电路。这时，在任何相对位置都产生电流，但是仅在达到预定的所述相对位置值时，开关27才能使电流到达电阻器。对于其它的相对位置值，电流将偏转，并消耗在其它任意合适的元件中，在图15中以一个灯泡象征性地进行了表示，这样就不能达到点火状态。
图16表示了本发明另一实施例的电路图。这时，当在点火区7中产生火花时，该打火机将达到点火状态，在该点火区7中产生火花所需的电压降通过电子电路29而形成，该电子电路是公知类型，并由电池供能。第一促动器1使第一开关23闭合，从而使电池与电子电路29相连，同时第二促动器3使火花偏转到点火区7之外的位置，除非当相对位置达到预定值。该偏转可以通过第二开关25而获得，该第二开关仅仅在相对位置为预定值时才将该电压降传递给点火区7，或者，该偏转可以通过物理接近机构而获得，该物理接近机构与图9至13中所述的机构类似。
对于点火状态是由于可燃流体的燃烧的打火机，通过阻止起燃作用的产生(火花、炽热电阻等)或通过在产生起燃作用时阻止可燃流体到达点火区7，都可以避免所述点火状态。这可以通过例如将可燃流体流偏转至点火区7之外的区域，或者优选是不让可燃流体离开储罐而实现。图17中所示的打火机就是这种情况。可以看见，仅在相对位置为某一值时阀31才通过杠杆33打开，而该杠杆33又由第二促动器3驱动。
最后，图18和19表示了另一种当打火机具有打火石时避免点火状态的方法。第二促动器3控制有开口37的遮板35运动。该遮板35防止由打火石产生的火花到达点火区7。只有当第二促动器3使得该相对位置达到所述预定值时，该开口37才能与通道对齐，火花必需沿该通道到达点火区7，因此，只有这样，火花才能开始使可燃流体燃烧。可以看见，这时实际上有三个促动器(第三促动器的轮子39)，但是为了达到点火状态，还必需使两个促动器(第一和第二促动器1和3)达到预定的相对位置，该相对位置可随手指的变形阻力而变化。
在前述实例中，可以看见，通常，两促动器1和3都有效分担打火机点火机构的功能，例如，一个促动器负责产生火花，另一个促动器负责打开可燃流体的阀门，或者一个促动器负责使火花偏转等。不过，本发明并不必需使两个促动器都以“有效”方式分担点火机构的功能。因此，例如可以这样，在图8的打火机中，第二促动器3负责所有点火功能(当相对位置正确时打开阀门和产生火花)，同时第一促动器1并不“作任何事”。实际上，这时，第一促动器1的功能仅在于产生力F1和使用户手指产生相应变形，因此，力F2和用户手指的相应变形将转换成两促动器之间的相对位置，该相对位置可根据用户手指的硬度而变化。这时，尽管该第一促动器1可以仅仅是在其下面有弹簧的按钮，但是应当认为它是点火机构的组成部分，因为为了通过手指使该第二促动器3运动，该第一促动器也必需运动。具有这些特征的打火机完全能实现本发明的目的。同样，打火机也可以设计成与图17的打火机类似，但是其中，第二促动器3既负责打开阀31，也负责驱动压电装置5，而第一促动器1只是搁置在弹簧上。还可以设计成有电池的打火机，与图14至16所示类似，其中，除了还有能够形成所述相对位置的第一促动器1之外，该点火机构完全按照常规设计，因此仅有通过第二促动器3起动的一个开关。
最后，甚至可以发展成这样一种打火机，该打火机有第一促动器1和第二促动器3，例如类似于图3和4中所示，其中，所有点火功能都通过第二促动器3起动，而第一促动器1永久性保持在其第二位置(对应于图3(a))。这时，当想点燃打火机时，手指开始在该第二促动器3上施加力F2，以使它向下运动。当到达靠近底部的位置，也就是第四位置时，手指与第一促动器1接触，从而产生力F1(这时，由于第一促动器1的弹性变形，第一促动器的运动将限制为很小的运动)和使手指产生相应变形。因此，手指的运动路线受到第一促动器1的限制，当分别在第二和第四位置的两促动器1和3之间的相对位置并不合适时，该打火机不会被点燃。本实施例可以用于大多数普通打火机，足以方便地减小已有促动器的尺寸和在它周围布置一固定部件，该固定部件处于合适位置处，以便在想点燃打火机时手指能置于该固定部件上，这样，通过手指的相应变形，产生力F1，并且从而也减小第二促动器3的尺寸。
权利要求
1.一种便携式打火机，适于达到点火状态，有一个点火机构，该点火机构通过手指的一个动作就足以起动，所述手指具有变形阻力，其中，所述机构包括至少一个第一促动器和一个第二促动器，所述第一促动器易于在第一位置和第二位置之间运动，所述第二促动器易于在第三和第四位置之间运动，所述第二位置和所述第四位置确定了所述第一促动器和第二促动器之间的相对位置，其特征在于当通过所述手指而使所述第一促动器从所述第一位置运动到所述第二位置时，所述手指使所述第二促动器从所述第三位置运动到所述第四位置，其中，所述相对位置可根据所述手指的所述变形阻力而变化，且所述便携式打火机仅在所述相对位置为某一预定值时才达到所述点火状态。
2.根据权利要求1所述的打火机，其特征在于所述第四位置可根据所述变形阻力而变化，而该第二位置基本与所述变形阻力无关，因此，所述相对位置可根据所述第四位置而变化。
3.根据权利要求1或2所述的打火机，其类型为具有易于释放点火能的能量发生器和需要使所述点火能到达点火区以达到所述点火状态，其特征在于所述第一促动器对能量发生器起作用，所述能量发生器释放所述点火能，而当所述相对位置为所述某一预定值时，所述第二促动器将使得点火能能够到达所述点火区。
4.根据权利要求1至3中至少一个所述的打火机，其特征在于所述点火能易于点燃可燃流体。
5.根据权利要求4所述的打火机，其特征在于所述能量发生器是打火石，所述点火能是火花。
6.根据权利要求3或4所述的打火机，其特征在于所述能量发生器是电池，所述点火能是加热电阻器的电流。
7.根据权利要求4所述的打火机，其特征在于所述能量发生器是压电机构，所述点火能是火花。
8.根据权利要求4所述的打火机，其特征在于所述能量发生器是电池，所述点火能是产生火花的电流。
9.根据权利要求7所述的打火机，其特征在于当所述相对位置不是一个所述预定值时，所述第二促动器使得压电元件的所述火花偏转至点火区之外的惰性区域。
10.根据权利要求5所述的打火机，其特征在于当所述相对位置不是一个所述预定值时，所述第二促动器将一个遮板插入所述火花和所述点火区之间。
11.根据权利要求8所述的打火机，其特征在于当所述相对位置不是一个所述预定值时，所述第二促动器使所述电流偏转，从而避免形成所述火花。
12.根据权利要求6所述的打火机，其特征在于当所述相对位置不是一个所述预定值时，所述第二促动器使所述电流偏转，从而避免该电阻器被加热。
13.根据权利要求6所述的打火机，其特征在于当所述相对位置不是一个所述预定值时，所述第二促动器抑制所述电流的生成，从而避免该电阻器被加热。
14.根据权利要求1、2和4至8中至少一个所述的打火机，其类型为具有易于释放点火能的能量发生器和需要使所述点火能到达点火区以达到所述点火状态，其特征在于所述第二促动器对所述能量发生器起作用，仅当所述第二促动器使得所述相对位置为所述某一预定值时，所述能量发生器释放所述点火能。
15.根据权利要求4至8中至少一个所述的打火机，其特征在于所述可燃流体仅在所述相对位置为所述某一预定值时才到达点火区。
全文摘要
一种便携式打火机,适于达到点火状态,有一个点火机构,该点火机构通过手指的一个动作就足以起动,手指具有变形阻力,其中,机构包括至少一个第一促动器和一个第二促动器,第一促动器易于在第一位置和第二位置之间运动,第二促动器易于在第三和第四位置之间运动,当通过手指而使第一促动器从第一位置运动到第二位置时,手指使第二促动器从第三位置运动到第四位置。该相对位置可根据手指的变形阻力而变化,且便携式打火机仅在相对位置为某一预定值时才达到点火状态。
文档编号F23Q2/00GK1373843SQ00812628
公开日2002年10月9日 申请日期2000年8月1日 优先权日1999年9月29日
发明者哈威尔·略威拉斯·卡皮拉 申请人:费拉玛吉斯公司