專利名稱：機電鎖和閂鎖裝置的制作方法
機電鎖和閂鎖裝置相關申請的交叉引用
本申請要求2008年10月24日提交的名稱為“ELECTROMECHANICAL LOCKS AND LATCHING ARRANGEMENTS”的序列號為61/108，203的美國臨時專利申請的權益，其全部公開內容在不會抵觸本申請的情況下被并入本文以供參考。
背景技術：
常規(guī)鎖定機構，例如櫥柜門和抽屜的鎖，通常使用鎖定地接合扣掣從而將結構(例如門或抽屜)固定在鎖定狀態(tài)的機械閂。在這樣的鎖定機構中，適當?shù)夭倏v鎖接口(例如鑰匙型圓柱鎖或密碼鎖)能夠使得閂從與扣掣鎖定接合的位置移出從而允許打開門或抽屜。 在一些情況下，使用常規(guī)機械鎖接口導致了用戶的不便或安全隱患，例如當?shù)竭_鎖定結構的入口必須要延伸、縮回或以其他方式改變時。例如，在使用鑰匙操作的鎖的情況下，丟失鑰匙會導致安全隱患并且會導致需要重配鑰匙或更換鎖。在機械密碼鎖的情況下，被授權訪問鎖定結構的個體的改變可能需要物理地重新編碼密碼鎖或更換鎖，并且未授權用戶可以暗中查明密碼編碼。

發(fā)明內容
本申請描述了創(chuàng)造性機電閂鎖裝置，其可以被用于約束第一物體或結構(例如門或抽屜)相對于第二物體或結構(例如門框或罩殼)的運動。在本申請的一種實施例中，閂可以被構造成在鎖定狀態(tài)和未鎖定狀態(tài)之間可電操作，其中在所述鎖定狀態(tài)時閂構件的運動被阻擋，并且在所述未鎖定狀態(tài)時允許所述閂構件的運動從而使得閂分離于相應扣掣構件。因此，在一種實施例中，電操作的閂包括外殼和組裝于外殼從而在延伸位置和縮回位置之間運動的閂構件。擋塊構件被置于外殼內并且適于在擋塊構件處于第一位置時阻擋閂構件到達縮回位置的運動，并且適于在擋塊構件處于第二位置時允許閂構件從延伸位置運動到縮回位置。致動器構件被置于外殼內并且適于響應提供給致動器構件的電信號使擋塊構件從第一位置運動到第二位置。


參考附圖從下面的詳細說明中將顯而易見到本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖中 圖1示出了機電閂組件的立體后視圖2示出了圖1的機電閂組件的部分分解立體主視圖3示出了圖1的機電閂組件的立體側視圖，其中外殼被移除以便示出閂組件的附加特征；
圖4示出了圖1的機電閂組件的立體后視圖，其中外殼和馬達被移除以便示出閂組件的附加特征；
圖5示出了與閂一同使用的棘輪扣掣組件的立體主視圖；圖6示出了圖5的扣掣組件的側視圖，其中隱藏部分以虛線示出以便示出扣掣組件的附加特征；
圖7示出了圖5的扣掣組件的俯視圖，其中隱藏部分以虛線示出以便示出扣掣組件的附加特征；以及
圖8示出了包括圖1的機電閂組件和圖5的棘輪扣掣組件的鎖定裝置的側視圖，其中閂外殼和扣掣托架以虛線示出以便示出裝置的附加特征。
具體實施例方式這個具體描述僅描述了本發(fā)明的實施例并且不試圖以任何方式限制權利要求的范圍。實際上，所要求的發(fā)明比優(yōu)選實施例廣且不限于優(yōu)選實施例，并且權利要求中所用的術語使用其全面的普通含義。例如，雖然這里描述的實施例涉及用于櫥柜的電子鎖定裝置， 不過本發(fā)明的特征可以用于門、容器、鎖柜或其他類似結構的許多不同類型的鎖。本申請描述了鎖定裝置，其可以被用于將第一結構(例如櫥柜門)固定到第二結構 (例如櫥柜罩殼)，其中閂被固定在鎖定狀態(tài)，從而阻止閂從扣掣構件或第二結構的其他互鎖特征未授權地縮回或脫離接合。根據(jù)本申請的一方面，當處于未鎖定狀態(tài)時閂可以從扣掣接合或延伸位置運動到扣掣脫離或縮回位置以允許閂分離于扣掣構件，從而例如打開櫥柜門。雖然許多鎖定機構類型可以被用于選擇性地固定和釋放閂從而允許通達到可鎖定結構，不過在一種實施例中，可以提供電操作的鎖定機構。在這樣的實施例中，響應授權的用戶輸入或其他電子提示向鎖定機構提供電信號會使鎖定機構運動到未鎖定狀態(tài)從而允許閂運動到扣掣脫離或釋放狀態(tài)?？梢岳迷S多不同類型的電操作機構，例如包括電致動器、電開關、馬達(線性或螺桿驅動)、形狀記憶合金器件(例如使用MUSCLE WIRES 或 NAN0MUSCLE 形狀記憶合金的器件)或者電磁閥(線性或旋轉)。電信號可以由例如電子鍵盤、生物識別傳感器、磁性鑰匙卡讀取器、無線收發(fā)器或與電操作機構連接且被構造成響應授權數(shù)據(jù)信號的接收而傳輸電信號的其他這類電子鎖接口來供應。此外或可替代地，電子信號可以響應預識別狀態(tài)而被自動提供(即不需要來自授權用戶的輸入)，所述預識別狀態(tài)例如時間設定、緊急報警信號或接近無線信號傳輸器件。雖然電操作機構可以被構造成機械地移動閂使其脫離與相應扣掣構件的互鎖接合，不過在其他實施例中，電操作機構可以被構造成在鎖定狀態(tài)阻擋閂的運動，并在未鎖定狀態(tài)允許閂的運動。在一種這樣的實施例中，電操作機構可以具有阻擋構件，該阻擋構件被定位成當電操作機構處于鎖定狀態(tài)時妨礙閂的運動，并且當電操作機構處于未鎖定狀態(tài)時運動到允許閂運動的位置。在這種未鎖定狀態(tài)，用戶(直接或間接)施加在閂上的力導致閂運動到扣掣脫離或縮回位置從而允許未鎖定結構被打開或以其他方式被通達。通過利用用戶施加的力來使閂(而不是電操作機構)運動，可以最小化電操作機構的動力消耗，從而允許更長的電池壽命和/或更小的電源。圖1-4示出了根據(jù)本申請的創(chuàng)造性特征的示例性電操作閂組件10的各種視圖。 如所示，閂組件10包括外殼15和底座18，該底座18用于裝納電操作馬達20(圖2和圖3) 以及延伸通過外殼15內的開口以便與扣掣構件(例如在下文中具體描述的圖5-7的扣掣組件60)接合的閂構件40。外殼15可以包括用于電線(未示出)的開口 16以便例如響應授權用戶輸入來接收用于操作馬達20的電信號。在其他實施例中，閂組件可以包括內部電源和收發(fā)器(例如紅外的、無線電的或BLUETOOTH 的)從而接收用于操作馬達(或其他這類電操作機構)的無線信號。示例性實施例的馬達20是旋轉馬達，其被構造成響應電信號的接收使軸旋轉預定量(例如90度)。軸(未示出)被連接到阻擋構件25以便阻擋構件從閂構件阻擋位置旋轉到閂構件釋放位置。在閂構件阻擋位置時，阻擋構件25的端部沈(圖4)接合閂構件40的底表面41從而將閂構件40固定在延伸或扣掣接合位置。當馬達20 (例如響應授權用戶提示)被致動從而旋轉所述軸時，阻擋構件25被旋轉到閂構件釋放位置，其中阻擋構件25的端部26被下降以允許閂構件40部分地縮回到外殼15內從而脫離與相應扣掣的接合。雖然可以允許閂構件在阻擋構件旋轉時自動脫離與扣掣的接合，不過在一種實施例中可以提供一個或更多個偏壓構件從而將閂構件偏壓到延伸或扣掣接合位置直到向下的力(即抵抗該偏壓力)被施加于閂構件。在所示實施例中，彈簧構件44被置于底座18和閂構件40的側面之間從而朝向延伸或扣掣接合位置偏壓閂構件。閂構件40包括錐形或成角度上部47，以便施加于上部47的橫向力(例如當用戶拉動門和扣掣且拉離閂時由扣掣施加的力)將閂構件向下推抵彈簧構件44從而使其脫離與扣掣的接合。在示例性實施例中， 上部47是基本V形。為了使得閂鎖機構返回到鎖定位置(且閂構件固定于扣掣接合位置)，電操作機構可以被構造成使得阻擋構件返回到閂構件阻擋狀態(tài)。例如，馬達可以具有按鈕或開關以用于反轉馬達極性從而沿相反方向旋轉軸。例如可以通過授權用戶輸入或通過自動控制機構 (例如在預定時段之后“再次鎖定”閂鎖機構的定時電路)來開始使閂鎖機構返回到鎖定狀態(tài)的馬達反向旋轉。在其他實施例中，閂組件可以被構造成使閂鎖機構機械地自動返回到鎖定狀態(tài)，例如在閂構件已經(jīng)脫離接合于且分離于相應扣掣之后。例如，閂構件可以具有擋塊返回構件，該擋塊返回構件接合阻擋構件從而在閂構件返回到延伸或扣掣接合位置(例如由于彈簧構件的偏壓力的原因)時使得阻擋構件返回到閂構件阻擋位置。在所示實施例中，彈性擋塊返回構件或掛鉤48從閂構件40朝向阻擋構件25延伸。當閂鎖組件未鎖定且閂構件40縮回從而脫離與相應扣掣的脫離時，掛鉤48彎曲并且被推過阻擋構件25的掛鉤接合部分觀。當未接合閂構件40由彈簧構件44返回到延伸位置時，掛鉤48接合阻擋構件25的掛鉤接合部分觀，并且使得阻擋構件25旋轉回閂構件阻擋位置。雖然可以提供許多不同類型的掛鉤接合部分，不過在所示實施例中，掛鉤接合部分 28形成成角度齒，其被成形為隨著阻擋構件25旋轉當掛鉤指向下時向外彎曲掛鉤48并且當掛鉤指向上時接合掛鉤48的端部。槽口或凹槽43可以提供在閂構件40的底部內以便為旋轉的阻擋構件25提供空隙。柱19或其他這類障礙物可以從底座18延伸從而阻止阻擋構件25沿返回方向旋轉超過閂構件阻擋位置。許多不同類型的扣掣組件可以用于閂鎖機構(例如電操作閂鎖機構)來與固定的閂構件互鎖。在一種實施例中，扣掣組件包括扣掣構件，該扣掣構件可沿第一方向運動從而當閂構件返回到與扣掣組件接合時有助于與閂構件再次接合，且不可沿相反的第二方向運動從而阻止閂構件橫向離開扣掣(即閂構件需要軸向或縱向縮回來從扣掣橫向分離)。圖5-7示出了示例性扣掣組件60，其具有托架部分62以將扣掣組件60固定(例如使用膠、機械螺釘或其他緊固件)到結構(例如門或抽屜)，并且扣掣組件60還包括具有一個或更多個閂接合部分67的可旋轉扣掣構件65，所述閂接合部分67被成形為接合閂構件 (例如圖1-4的組件10的閂構件40)的端部或上部。在示例性實施例中，扣掣構件65是星形齒輪，不過也可以使用其他形狀和構造。示例性扣掣構件65通過傳動銷68被可旋轉地安裝于托架部分62 (不過可以利用其他安裝構造)。如所示，扣掣構件65被構造成沿逆時針方向(當托架部分62在右側時觀察的)自由旋轉，同時不能沿順時針方向旋轉。雖然可以使用許多不同機構來限制扣掣構件向一個方向的旋轉，不過在所示實施例中如圖6所示，彈簧偏壓滑動構件66被彈簧64偏壓到與扣掣構件65接合?？鄢笜嫾?5和滑動構件66的第一互相接合表面65a、66a被定向成使得在扣掣構件65上的逆時針旋轉力推動滑動構件66抵靠彈簧64，從而允許扣掣構件65的互相接合表面6 旋轉過滑動構件66從而使得相鄰互相接合表面6 與滑動構件 66接合。第二互相接合表面6^、66b被定向為使得在扣掣構件65上的順時針旋轉力不會使滑動構件66運動，從而阻擋扣掣構件65的順時針旋轉運動。在示例性實施例中，扣掣構件65的第二互相接合表面65b與扣掣構件的中心軸線基本共面，并且滑動構件66的第二互相接合表面66b基本平行于彈簧64的偏壓力。因此，施加于扣掣構件65的順時針旋轉力不會抵抗彈簧64來使滑動構件66運動，因為旋轉力將垂直于彈簧力。彈簧64可以安置在滑動構件66的凹槽部分69內以提供穩(wěn)定性。而且，如圖5和圖6所示，滑動構件66可以包括棘爪63，該棘爪63延伸通過托架部分62的側面內的槽61以便將滑動構件66豎直地對齊在托架部分內。這些棘爪也可以允許手動縮回滑動構件66(例如在閂失效的情況下從扣掣構件65釋放閂構件40)。圖8示出了根據(jù)本申請的示例性實施例的鎖定裝置100，其包括處于鎖定接合的閂鎖組件10和扣掣組件60。當扣掣組件60橫向運動(沿箭頭A所表示的方向)到與閂鎖組件10鎖定接合時，或者當閂鎖組件10橫向運動(沿箭頭B所表示的方向)到與扣掣組件 60鎖定接合時，閂構件上部47與扣掣構件65的一個閂接合部分67的接合使得扣掣構件 65 (抵抗偏壓滑動構件66)沿逆時針方向C旋轉直到上部47完全接收在向下定向的閂接合部分67內。在這個鎖定狀態(tài)，阻擋構件25基本豎直地延伸以阻擋閂構件40縮回，從而提供“鎖死”特征，因為閂構件40不能夠由開鎖器或其他工具手動縮回。此外，滑動構件66 阻止扣掣構件65沿順時針方向旋轉來釋放閂構件40。為了使得閂構件40脫離與扣掣組件60的接合，(例如響應授權電子用戶輸入的) 電信號被提供給馬達20，馬達20使得阻擋構件25旋轉近似90度到達基本水平取向，這可以是由于相對短暫的電脈沖(例如近似500ms)所導致。當之后橫向分離力施加于閂鎖組件 10和扣掣組件60中任意一者(例如通過用戶拉動櫥柜門)時，扣掣構件65的閂接合部分67 和閂構件40的上部47之間的橫向力向下驅動閂構件(現(xiàn)在沒有被阻擋構件25阻擋)從而脫離與扣掣構件65的接合。這也驅動掛鉤48的端部彎曲并滑過阻擋構件25的掛鉤接合部分觀。之后扣掣組件60自由地橫向分離于閂鎖組件10。當閂構件40已經(jīng)橫向分離于扣掣構件65時，彈簧構件44向上驅動閂構件40。當閂構件40向上行進時，掛鉤48接合阻擋構件25的掛鉤接合部分28并且旋轉阻擋構件直到阻擋構件在閂構件阻擋位置鄰接柱19。盡管本發(fā)明的各種創(chuàng)造性方面、原理和特征被描述并顯示為結合示例性實施例， 但這些各種的方面、原理和特征可以在許多可替代實施例中單獨地或者以其各種組合和子組合的方式被實現(xiàn)。除非在這里排他地聲明，否則所有這樣的組合和子組合均旨在落入本發(fā)明的范圍內。此外，盡管這里描述了關于本發(fā)明的各方面、原理和特征的各種可替代實施例，例如可替代材料、結構、構造、方法、電路、器件和部件、軟件、硬件、控制邏輯、可替代方案，例如形成、裝配和作用等等，不過這樣的描述不旨在是目前所知或后續(xù)發(fā)展的可用可替代實施例的完全或窮盡的列舉。本領域的技術人員可以在本發(fā)明范圍內容易地將本發(fā)明的一個或更多個方面、原理或特征采納到附加實施例和使用中，即使這樣的實施例沒有在此被明確公開。此外，即使本發(fā)明的一些特征、原理或方面在此被描述為優(yōu)選裝置或方法，不過這樣的描述不旨在暗示這些特征是必需的或必須的，除非明確這樣聲明。此外，可以包括示例性或代表性數(shù)值和范圍來有助于理解本公開內容，不過這樣的數(shù)值和范圍不以限制方式解釋并且只有當明確記載了才被認為是決定性數(shù)值或范圍。此外雖然各種方面、特征和原理在這里被明確表述為本發(fā)明的創(chuàng)造性或形成本發(fā)明的一部分，不過這樣的表述不被認為是排他的，而是可能存在在這里完全描述但沒有這樣明確表述或明確表述為特定發(fā)明的一部分的創(chuàng)造性方面、原理和特征。示例性方法或過程的描述不被限制為包括所有步驟作為所有情況下的所需步驟，并且也不被限制為在此列出的步驟的次序被認為是必需的或必須的，除非明確這樣聲明。
權利要求
1.一種電操作閂，包括夕卜殼；與所述外殼組裝在一起以便在延伸位置和縮回位置之間運動的閂構件；擋塊構件，其被置于所述外殼內并且適于當所述擋塊構件處于第一位置時阻擋所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置，所述擋塊構件還適于當所述擋塊構件處于第二位置時允許所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置；致動器構件，其被置于所述外殼內并且適于響應提供給所述致動器構件的電信號使所述擋塊構件從所述第一位置運動到所述第二位置；以及可操作地連接于所述閂構件的擋塊返回構件，該擋塊返回構件被構造成當所述閂構件從所述縮回位置運動到所述延伸位置時使所述擋塊構件從所述第二位置運動到所述第一位置。
2.如權利要求1所述的電操作閂，其中所述閂構件被彈簧偏壓到所述延伸位置。
3.如權利要求1所述的電操作閂，其中所述致動器構件適于將所述擋塊構件從所述第一位置旋轉到所述第二位置。
4.如權利要求3所述的電操作閂，還包括障礙物，其被置于所述外殼內以阻止所述擋塊構件被所述擋塊返回構件旋轉超過所述第一位置。
5.如權利要求1所述的電操作閂，其中所述閂構件的上部是錐形，以便施加于所述閂構件的橫向力將所述閂構件朝向所述縮回位置引導。
6.如權利要求5所述的電操作閂，其中所述閂構件的所述上部是基本V形的。
7.如權利要求1所述的電操作閂，其中所述擋塊返回構件包括掛鉤構件，其被構造成當所述閂構件從所述縮回位置運動到所述延伸位置時接合所述擋塊構件的掛鉤接合部分， 并且所述掛鉤構件還被構造成當所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置時保持脫離所述掛鉤接合部分。
8.如權利要求1所述的電操作閂，其中所述擋塊返回構件被構造成在沒有電的情況下使所述擋塊構件從所述第二位置運動到所述第一位置。
9.一種閂鎖裝置，包括電操作閂，其包括夕卜殼；與所述外殼組裝在一起以便在延伸位置和縮回位置之間運動的閂構件； 擋塊構件，其被置于所述外殼內并且適于當所述擋塊構件處于第一位置時阻擋所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置，所述擋塊構件還適于當所述擋塊構件處于第二位置時允許所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置；以及致動器構件，其被置于所述外殼內并且適于響應提供給所述致動器構件的電信號使所述擋塊構件從所述第一位置運動到所述第二位置；以及棘輪扣掣，包括 托架構件；可旋轉地安裝于所述托架構件從而繞中心軸線旋轉的扣掣構件，所述扣掣構件包括多個閂接合部分，其中所述閂構件的上部被構造成當所述閂構件處于所述延伸位置時接合所述多個閂接合部分中的一個；以及滑動構件，其與所述托架構件組裝在一起并且被彈簧偏壓向與所述扣掣構件接合，所述滑動構件包括第一互相接合表面，該第一互相接合表面被取向成接合所述扣掣構件的相應第一互相接合表面，以便施加于所述扣掣構件的第一旋轉力使得所述滑動構件縮回從而允許所述扣掣構件沿第一旋轉方向旋轉，所述滑動構件還包括第二互相接合表面， 該第二互相接合表面被取向成接合所述扣掣構件的相應第二互相接合表面，以便當與所述第一旋轉力相反的第二旋轉力施加于所述扣掣構件時所述滑動構件阻擋所述扣掣構件沿與所述第一旋轉方向相反的第二旋轉方向旋轉。
10.如權利要求9所述的裝置，其中所述電操作閂還包括可操作地連接于所述閂構件的擋塊返回構件，該擋塊返回構件被構造成當所述閂構件從所述縮回位置運動到所述延伸位置時使所述擋塊構件從所述第二位置運動到所述第一位置。
11.如權利要求10所述的裝置，其中所述擋塊返回構件包括掛鉤構件，其被構造成當所述閂構件從所述縮回位置運動到所述延伸位置時接合所述擋塊構件的掛鉤接合部分，并且所述掛鉤構件還被構造成當所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置時保持脫離所述掛鉤接合部分。
12.如權利要求10所述的裝置，其中所述擋塊返回構件被構造成在沒有電的情況下使所述擋塊構件從所述第二位置運動到所述第一位置。
13.如權利要求10所述的裝置，還包括障礙物，其被置于所述外殼內以阻止所述擋塊構件由所述擋塊返回構件運動超過所述第一位置。
14.如權利要求9所述的裝置，其中所述閂構件被彈簧偏壓到所述延伸位置。
15.如權利要求9所述的裝置，其中所述致動器構件適于將所述擋塊構件從所述第一位置旋轉到所述第二位置。
16.如權利要求9所述的裝置，其中所述扣掣構件的所述第二互相接合表面與所述扣掣構件的中心軸線基本共面。
17.如權利要求9所述的裝置，其中所述滑動構件包括棘爪，該棘爪延伸通過所述托架構件內的槽以便手動縮回所述滑動構件。
18.如權利要求9所述的裝置，其中所述扣掣構件包括星形齒輪。
19.一種電操作閂，包括外殼；與所述外殼組裝在一起以便在延伸位置和縮回位置之間運動的閂構件，所述閂構件被彈簧偏壓到所述延伸位置并且包括錐形上部，以便施加于所述閂構件的橫向力將所述閂構件朝向所述縮回位置引導；擋塊構件，其被置于所述外殼內并且適于當所述擋塊構件處于第一旋轉位置時阻擋所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置，所述擋塊構件還適于當所述擋塊構件處于第二旋轉位置時允許所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置；馬達，其被置于所述外殼內并且適于響應提供給所述馬達的電信號將所述擋塊構件從所述第一旋轉位置旋轉到所述旋轉第二旋轉位置；以及掛鉤構件，其可操作地連接于所述閂構件，所述掛鉤構件被構造成當所述閂構件從所述縮回位置運動到所述延伸位置時接合所述擋塊構件的掛鉤接合部分以便所述擋塊構件從所述第二旋轉位置運動到所述第一旋轉位置，所述掛鉤構件還被構造成當所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置時保持脫離所述掛鉤接合部分。
20.如權利要求19所述的電操作閂，還包括障礙物，其被置于所述外殼內以防止所述擋塊構件被所述掛鉤構件旋轉超出所述第一位置。
全文摘要
電操作閂包括外殼和與所述外殼組裝在一起以便在延伸位置和縮回位置之間運動的閂構件。擋塊構件被置于所述外殼內并且適于當所述擋塊構件處于第一位置時阻擋所述閂構件運動到所述縮回位置，還適于當所述擋塊構件處于第二位置時允許所述閂構件從所述延伸位置運動到所述縮回位置。致動器構件置于所述外殼內并且適于響應提供給所述致動器構件的電信號使所述擋塊構件從所述第一位置運動到所述第二位置。
文檔編號E05B47/00GK102197184SQ200980141860
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者G·伯梅施 申請人:總鎖有限責任公司