CN104141419B - 具有钥匙优先的机电锁芯锁 - Google Patents

Abstract

具有钥匙优先的机电锁芯锁。一种锁芯锁，包括锁芯锁本体，锁芯锁本体具有凸轮、致动器以及用于操作凸轮的手动元件。离合器被包含在锁芯锁本体中，而且选择性地与凸轮以及致动器和手动元件之一接合，并且耦接器包含在锁芯锁本体中。耦接器的适当移动将手动元件与离合器接合。

Description

具有钥匙优先的机电锁芯锁

技术领域

本发明总体上涉及锁芯锁组件，且具体地涉及一种具有不同操作模式的机电锁芯锁，包括致动器操作和旋钮操作。

背景技术

双锁芯锁是公知的，其可从门或窗的相对侧被锁上和解锁。典型的双锁芯组件，例如欧标锁芯，包括锁芯本体，其适于横向安装穿过锁壳。本体一般具有两个可旋转的销插座、以及中心的可旋转凸轮(也称为锁件)，用于延伸和缩回门锁中的一个或多个锁舌。将正确的钥匙插入任一插座中允许凸轮的致动。

在可替代的形式中，一个锁芯机构由装备有旋钮等的轴替代，该旋钮可以用手自由地转动，以允许从一侧操作锁舌而不需要使用钥匙。

在另一可替代形式中，能够借助于一些致动器致动锁芯锁，例如可以借助于驱动电机(例如齿轮电动机)致动机电锁。

驱动电机通常安装在门的内表面或门的一些内部件上的锁眼盖中。驱动电机具有驱动轴，用于将旋转传递到锁芯锁，通常传递到从锁芯锁延伸的轴。当驱动电机被通电后，它引起凸轮的致动(例如旋转)，以打开或关闭锁舌。该驱动电机通常由钥匙中的应答器或其它装置通电。

发明内容

本发明寻求提供一种改进的具有不同操作模式的机电锁芯锁，包括致动器操作和手动(例如旋钮)操作(且在一些实施例中，机械钥匙优先操作)，如下文更详细示出。

因此，根据本发明的一个实施例，提供了一种锁芯锁，其包括锁芯锁本体和包含在锁芯锁本体中的离合器以及包含在锁芯锁本体中的耦接器，锁芯锁本体包括凸轮、致动器以及用于操作凸轮的手动元件，离合器选择性地与凸轮以及致动器和手动元件之一接合，其中耦接器的适当移动将手动元件与离合器接合。

根据本发明的一个实施例，钥匙操作的销插座设置在锁芯锁本体上，钥匙可插入到锁芯锁本体中，用于转动插座并驱动凸轮。

根据本发明的一个实施例，压制装置被包含在锁芯锁本体中，其可操作用于将钥匙操作的销插座连接到凸轮，并且使致动器和手动元件脱离而不操作凸轮。

根据本发明的一个实施例，当钥匙被完全插入到钥匙操作的销插座的钥匙通道中时，压制装置将插座耦接器与凸轮接合，以便将插座与凸轮接合。

根据本发明的一个实施例，手动元件被连接到具有远端面的外部轴，该远端面被布置成选择性地接合和脱离耦接器。

根据本发明的一个实施例，致动器具有驱动轴，该驱动轴的远端被接收在长度适配器的近端中，长度适配器具有接收在离合器近端中的远端。

根据本发明的一个实施例，驱动轴滑动地与长度适配器接合，并且长度适配器滑动地与离合器接合。

附图说明

根据下文中的详细描述并结合附图，更全面地理解和明白本发明，其中：

图1是根据本发明非限制性实施例构造和操作的锁芯锁的简化示意图；

图1A是锁芯锁的简化示意图，其示出了凸轮操作的可能的模式，包括致动器、手动元件和钥匙操作的致动；

图2A和图2B是图1的锁芯锁的简化分解示意图；

图3是根据本发明实施例构造和操作的减速齿轮的简化示意图，其中减速齿轮可操作地连接到图1的致动器；

图4是图3的减速齿轮的简化侧视图；

图4A是图4的减速齿轮的简化剖视图，沿着图4中的线A-A截取；

图4B是图4的减速齿轮的简化剖视图，沿着图4A中的线B-B截取；

图4C是图4的减速齿轮的简化剖视图，沿着图4A中的线C-C截取；以及

图5A-5F是根据本发明实施例的减速齿轮的内齿轮的简化示意图，该内齿轮平移并使外齿轮旋转。

具体实施方式

现参照图1，其示出了根据本发明非限制性实施例构造和操作的锁芯锁10。示出的锁芯锁10具有欧标，但本发明并不局限于该构造。锁芯锁10包括本体9，钥匙操作的销插座12在本体9中，钥匙14(图1A、2A-2B)可插入到销插座12中，用于转动插座12并驱动(这表示致动，例如通过转动，但也可以是线性运动)凸轮16(例如，锁舌或杠杆)(图1A、2A-2B)。锁芯锁10还包括手动元件18(也称为旋钮或手柄18)和用于驱动凸轮16的致动器20(图1A、2A-2B)，这将在下面进一步解释。

现参照图1A，其示出了凸轮操作的可能模式，包括致动器、手动元件和钥匙操作的致动。这是一种简化的操作概览，每个模式的更详细说明将在下面提供。图1A中所示的元件也在图2A-2B中示出。

离合器26被容纳在锁芯锁本体9中，其选择性地将凸轮16与致动器20和手动元件18之一接合。(换句话说，离合器26不在本体9的外部)。在致动器操作中，致动器20的驱动轴22与离合器26直接接合或如图所示经由长度适配器23接合，其远端被接收在离合器26中。由于离合器26与凸轮16接合，驱动轴22的旋转致动凸轮16。

手动元件18能够被转动以旋转驱动轴22。例如，手动元件18可以是致动器20的外壳，其作为转动手柄；手动元件18简单地用于抓住壳体并使之转动，以旋转驱动轴22。此外，手动元件18可以独立于致动器20与离合器26连接。手动元件18可以附接到外部轴30，其可以接合耦接器34，例如借助于与设置在耦接器34中的一个或多个弹簧加载的销19配合的一个或多个孔27。耦接器34与离合器26接合。在手动操作中，转动手动元件18，使外部轴30旋转，当其与耦接器34耦接时，引起离合器26驱动凸轮16。如稍后将描述的，不管致动器20相对于离合器26的任何角度方位，手动元件18可通过耦接器34的适当移动而接合离合器26。

在钥匙操作中，钥匙操作的销插座12被设置在锁芯锁本体9中，其中钥匙14可插入到销插座12中，用于转动插座12，插座12继而旋转插座耦接器47，插座耦接器47接合并驱动凸轮16。如后面将描述的，压制装置42被容纳在锁芯锁本体9中，其可操作为将钥匙操作的销插座12连接到凸轮16，并且解除致动器20和手动元件18对凸轮16的操作。可替换地，插座12可借助于除了钥匙之外的其它装置转动，例如通过由例如应答器操作的电机。

现在参照图1A、2A和2B解释致动器20驱动凸轮16的操作模式。致动器20具有驱动轴22，该轴的远端24接合长度适配器23的近端，长度适配器23的远端被接收在离合器26的近端25中，离合器26容纳在本体9中。凸轮16可以与弹性挡圈17一起组装在本体9中。离合器26具有远端齿28(图2A)，其接合凸轮16。(例如，齿28可进入并抵接凸轮16中形成的凹部29，如图2B所示)。驱动轴22与长度适配器23以及长度适配器23与离合器26的接合可通过任何合适的装置完成，例如但不限于齿条、齿或其它合适的接合方式。在图2A所示的实施例中，销15进入形成在耦接器34中的细长孔73和形成在离合器26中的细长孔75和形成在长度适配器23中的孔77。驱动轴22与长度适配器23以及长度适配器23与离合器26的接合可允许部件之间的滑动。如将在下文中解释的，离合器26的远端齿28可以脱离与凸轮16的接合。

现在参照图1A、2A和2B解释手动元件(旋钮)18驱动凸轮16的操作模式。如图2A-2B所示，一个或多个孔27形成在轴22的远端面32上。一个或多个弹簧加载的销19被安装到耦接器34的近端上。当需要用旋钮18操作锁芯锁10时，旋钮18被往耦接器34的方向向内推压。如果销19不与孔27对准，转动旋钮18直到销19与孔27对准。由于销19的弹簧加载，销19伸入到孔27内，从而实现旋钮18与耦接器34的有效接合。由于耦接器34与离合器26接合，旋钮18现在机械地与离合器26接合，并且可以用于转动离合器26并驱动凸轮16，正如对致动器20描述的那样。

应当注意，旋钮18可以经由耦接器34接合凸轮26，不论致动器20相对于离合器26是什么角度取向。因此，即使致动器20与离合器26接合以操作凸轮16，并且突然具有一些故障而不能驱动凸轮16与离合器26接合，旋钮18可以被推动以经由耦接器34接合离合器26，从而优先于致动器接合。这可用于防止人被锁在房间内。

现在参照图1A、2A和2B解释钥匙14驱动凸轮16的操作模式。当钥匙14刚被插入钥匙通道39中(图2A-2B)，在致动器或旋钮操作中离合器26仍然是接合的，因为离合器26的远端齿28仍然与凸轮16接合。

在一个实施例中，在钥匙14已经被完全插入在钥匙通道39中时，钥匙14抵靠柱塞42(又称为压制装置42)按压，其按压并且强到足以克服离合器26与凸轮16的接合。压制装置42包括偏压装置40(例如放置在柱塞42的头部下的螺旋弹簧)。在钥匙14完全插入的情况下，偏压装置40的偏压力导致离合器26转动，从而离合器26的远端齿28(图2A)与凸轮16分离。参照图2B，这意味着抵接凸轮16中凹部29的齿28转动，从而使其不再抵接凹部29。然后，偏压装置40的偏压力立即引起离合器26向外移动，从而离合器26的远端齿28与凸轮16分离。

除了与致动器或旋钮操作相关联的离合器26的分离，偏压装置40的偏压力促使插座耦接器47与凸轮16接合。既然插座耦接器47接合凸轮16，转动钥匙14将操作凸轮16。

即使有人尝试迫使从旋钮/致动器一侧与离合器26接合，试图操作凸轮16，例如通过朝着离合器26推动外部轴30或驱动轴22，偏压装置40更坚固并防止长度适配器23与离合器26接合，因此钥匙14保持作为锁芯锁的唯一操作者。对于在其中的居住者已经无法在房间内操作该锁(例如，居住者很虚弱，昏晕等)的情况下允许某人进入该房间来说，这是特别重要的。

现在参考图3-4C，其示出了一个实施例，其中致动器是根据本发明的非限制性实施例的至少部分设置在锁芯锁中的减速齿轮。该致动器是基于PCT专利申请PCT/US13/24837中的描述。

在所示的实施例中，减速齿轮110包括内齿轮112和外齿轮114。外齿轮114被设置成绕旋转轴116旋转。外齿轮114是装在壳体118中，并具有从壳体118向外延伸的输出轴120。支撑面优选是形成在壳体118中的孔121中旋转的输出轴120(例如具有可选的支撑元件或润滑材料)或者是在壳体118中旋转的外齿轮114的外轮廓(例如具有可选的支撑元件或润滑材料)。

内和外齿轮112和114被安装在轴122上，其绕旋转轴116旋转。然而，与外齿轮114相比，内齿轮112被布置用于平移运动而不旋转。轴122包括偏心部件124，其偏心于旋转轴116(偏心距E如图4A所示)。在轴122围绕旋转轴116的旋转过程中，偏心部件124使内齿轮112平移运动。在其平移运动期间，内齿轮112与外齿轮114啮合，并导致外齿轮114围绕旋转轴116旋转，如将在下面更详细描述的。

本发明提供了一种限制器126，其限制了内齿轮112在规定限度内的平移运动。限制器126不延伸超过内齿轮112的外齿，其中一个原因是减速齿轮110是紧凑的组件。

在图示的实施例中，限制器126是一个直边部件，其从内齿轮112轴向延伸。限制器126被示出为具有四个侧面，其被认为是最佳数量，但本发明不以任何方式局限于这种结构。限制器126和内齿轮112具有共同的通孔128，用于安装在轴122上。通孔128大得足以容纳偏心部件124的运动，并且因此超过轴122的外径。

限制器126被布置为用于第一边界构件130的内周中的运动。第一边界构件130具有直边的内、外轮廓。内轮廓容纳限制器126的形状，但其大于限制器126的外轮廓，以允许限制器126在其中线性运动。

第一边界构件130被设置为用于第二边界构件132的内周中的运动。第一和第二边界构件130和132也被安装在轴122上。如在图4A中最佳示出的，轴122被装在形成在第二边界构件132中的安装孔134中(例如具有可选的支撑元件或润滑材料)。第二边界构件132的轴122的向外延伸的部分是接口部件，用于连接到致动器(例如伺服电机等，未示出)，用于减速齿轮110的移动。

配重136可以安装在轴122上，用于平衡偏心部件124。

现在参考图5A-5F，其示出了根据本发明实施例的内齿轮112，其平移并使外齿轮114旋转。

参考轴是X₀和Y₀。内齿轮112的笛卡尔位置被示出为坐标X₀和Y₀。向量显示了外齿轮114的角度位置被指定为Y₂。

最初，如图5A所示，内齿轮112相对于外齿轮114定位，使得上齿啮合。内齿轮112的初始位置被指定为112.1，外齿轮114的初始位置被指定为114.1。

在图5B中，内齿轮112平移到右侧，并向下到位置112.2(通过偏心部件的旋转，为了简化，这里未示出)。这使得内齿轮112的最高的齿脱离外齿轮114，并使得右齿与外齿轮114啮合。这导致外齿轮114沿顺时针方向旋转到位置114.2。

在图5C中，内齿轮112平移到左侧，并向下到位置112.3。这使得内齿轮112的右齿脱离外齿轮114，并使得下齿与外齿轮114啮合。这导致外齿轮114进一步沿顺时针方向旋转到位置114.3。

在图5D中，内齿轮112平移到左侧，并向上到位置112.4。这使得内齿轮112的下齿脱离外齿轮114，并使得下左齿与外齿轮114啮合。这导致外齿轮114进一步沿顺时针方向旋转到位置114.4。

在图5E中，内齿轮112平移到左侧，并向上到位置112.5。这使得内齿轮112的左下齿脱离外齿轮114，并使得更上面的左齿与外齿轮114啮合。这导致外齿轮114进一步沿顺时针方向旋转到位置114.5。

在图5F中，内齿轮112平移到右侧，并向上到位置112.4。这使得内齿轮112的左齿脱离外齿轮114，并使得上齿与外齿轮114啮合。这导致外齿轮114进一步沿顺时针方向旋转到位置114.6。接着，循环会重复发生。

注意，减速齿轮110允许齿轮的齿具有非常坚固的结构。齿不需要是渐开线型的；相反，内和外齿轮的齿可以是直边的，具有坚固的厚度。这提供了更好的强度、显著降低的弯曲和齿上的接触应力，以及更长的使用寿命。齿的啮合速度缓慢，因为它由偏心部件的半径控制，而不是由内齿轮的半径控制。

注意，在其它实施例中，内齿轮可以被设置为用于围绕旋转轴旋转，而外齿轮布置为用于平移运动。在其他实施例中，锁芯锁中的减速齿轮可以是以下类型，其中内和外齿轮均旋转，例如但不限于，谐波传动减速齿轮或行星摩擦式变速装置，其具有设置在太阳轮和外环之间的多个行星轮元件，例如美国专利中所描述的：

http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser？Sect1＝PTO1&Sect2＝HTO OFF&d＝PALL&p＝1&u＝％2Fnetahtml％2FPTO％2Fsrchnum.htm&r＝1&f＝G&1＝50&s1＝5423725.PN.&OS＝PN/5423725-h0#h0http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser？Sect1＝PTO1&Sect2＝HTOOFF&d＝PALL&p＝1&u＝％2Fnetahtml％2FPTO％2Fsrchnum.htm&r＝1&f＝G&l＝50&s1＝5423725.PN.&OS＝PN/5423725&RS＝PN/5423725-h2#h25423725.

Claims (11)

1.一种锁芯锁，包括：

锁芯锁本体；

凸轮；

致动器和手动元件，所述致动器和手动元件用于操作所述凸轮；

包含在所述锁芯锁本体中的离合器，所述离合器选择性地与所述凸轮以及所述致动器和所述手动元件中的一个接合；以及

包含在所述锁芯锁本体中的耦接器，其中所述耦接器选择性地将所述手动元件与所述离合器接合。

2.根据权利要求1的锁芯锁，还包括设置在所述锁芯锁本体中的插座，其中转动所述插座会驱动所述凸轮。

3.根据权利要求2的锁芯锁，还包括包含在所述锁芯锁本体中的压制装置，所述压制装置操作用于将所述插座连接到所述凸轮，并且使所述致动器和所述手动元件脱离从而不操作所述凸轮。

4.根据权利要求3的锁芯锁，其中当钥匙被完全插入到所述插座的钥匙通道中时，所述压制装置将插座耦接器与所述凸轮接合，以便将所述插座与所述凸轮接合。

5.根据权利要求1的锁芯锁，其中所述手动元件被连接到具有远端面的轴，该远端面被布置成选择性地接合和脱离所述耦接器。

6.根据权利要求1的锁芯锁，其中所述致动器具有驱动轴，所述驱动轴的远端被接收在长度适配器的近端中，所述长度适配器具有接收在所述离合器的近端中的远端。

7.根据权利要求6的锁芯锁，其中所述驱动轴滑动地与所述长度适配器接合，并且所述长度适配器滑动地与所述离合器接合。

8.根据权利要求1的锁芯锁，其中所述离合器具有远端齿，所述远端齿操作用于进入并抵接所述凸轮中形成的凹部。

9.根据权利要求1的锁芯锁，其中所述耦接器能够将所述手动元件与所述离合器接合，不管所述致动器相对于所述离合器为任何角度取向。

10.根据权利要求1的锁芯锁，其中所述致动器在操作上连接到设置在所述锁芯锁内的减速齿轮电机。

11.根据权利要求10的锁芯锁，其中所述减速齿轮电机包括内齿轮和外齿轮，所述外齿轮布置为围绕旋转轴旋转。