CN101963005B

CN101963005B - 电子锁芯

Info

Publication number: CN101963005B
Application number: CN200910164750.1A
Authority: CN
Inventors: 王郁仁; 陈易呈; 叶建贤; 李健
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: CN101963005A

Abstract

一种电子锁芯，包括一震动体、一移动件以及一锁栓。移动件可移动地组装于震动体。震动体在通电时所产生的震动能驱动移动件相对于震动体移动，而锁栓固设于移动件。本发明提供的电子锁芯，由于震动的震动体能驱动移动件移动，让锁栓可以伸出或缩回，因此，通过震动体的震动，电子锁芯得以运作。

Description

电子锁芯

技术领域

本发明是有关于一种锁芯，且特别是有关于一种电子锁芯。

背景技术

现今的锁具技术已发展出利用电力来运作的电子锁芯，而这种电子锁芯普遍使用于现在社会中，例如电子锁芯常用来做为大门的门锁、汽车的车锁或保险箱的箱锁。一般来说，电子锁芯可粗略分为二种：一种马达式电子锁芯，另一种则是电磁式电子锁芯。

马达式电子锁芯通常是通过马达对锁栓的驱动而运作，而在驱动的过程中，马达需要搭配齿轮组与大量的零件(例如转轴及弹簧等)，才能驱动锁栓，因此马达式电子锁芯需要很大的体积，才能容纳齿轮组与这些零件。

电磁式电子锁芯是通过电磁铁搭配弹片及转轴等零件的运作来驱动锁栓运动。当电磁式电子锁芯在进行上锁(lock)或开锁(unlock)的动作时，若锁栓的运动受到阻碍的话，电磁铁会容易烧坏，造成电磁式电子锁芯故障。因此，电磁式电子锁芯的故障率通常会较为偏高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电子锁芯，其利用震动体所产生的震动来运作。

为了实现上述目的，本发明提出一种电子锁芯，其特征在于，包括：

一震动体；

一移动件，能够移动地组装于该震动体，其中该震动体在通电时所产生的震动能驱动该移动件相对于该震动体移动；以及

一锁栓，固设于该移动件。

上述的电子锁芯，其中，震动体为一压电材料。

上述的电子锁芯，其中，还包括一对配置于该震动体的信号电极。

上述的电子锁芯，其中，该些信号电极沿着该移动件的移动方向而排成一列。

上述的电子锁芯，其中，该震动体具有一上表面与一相对该上表面的下表面，而该些信号电极皆配置于该上表面。

上述的电子锁芯，其中，还包括一配置于该下表面的接地电极。

上述的电子锁芯，其中，该震动体从该上表面朝向该下表面渐缩。

上述的电子锁芯，其中，该震动体还具有一连接于该上表面与该下表面之间的相对二侧面，该移动件包括一对扣合部以及一连接于该些扣合部之间的板体，该板体位于该上表面上方，而该些扣合部分别接触该些侧面。

上述的电子锁芯，其中，还包括一承载架，该承载架包括一承载板，而该承载板具有一承载面，其中该震动体、该移动件与该锁栓皆配置于该承载面之上，而下表面与该承载面彼此面对面。

上述的电子锁芯，其中，还包括一固定板，其中该固定板配置于该承载板与该震动体之间。

上述的电子锁芯，其中，还包括一位于该承载面上方的引导杆，而该承载架还包括一对支撑部，其中该承载板与该引导杆皆固设于该些支撑部之间，而该引导杆贯穿该移动件。

上述的电子锁芯，其中，该引导杆的延伸方向与该移动件的移动方向相同。

上述的电子锁芯，其中，该些支撑部皆为板状体，而该些支撑部彼此面对面而配置。

上述的电子锁芯，其中，该移动件还包括一套筒部，该套筒部具有一贯孔，而该引导杆从该贯孔贯穿该套筒部。

上述的电子锁芯，其中，该套筒部固设于该板体与其中一个扣合部之间。

上述的电子锁芯，其中，该震动体还具有一连接于该上表面与该下表面之间的相对二侧面，而该移动件包括一对抵触部，其中该些抵触部配置于该锁栓的下方，并分别接触该些侧面。

上述的电子锁芯，其中，该些抵触部的形状皆为筒状体。

上述的电子锁芯，其中，还包括二引导杆，而该承载架还包括二对固设在该承载面上的支撑部，其中该些引导杆分别装设于该些支撑部之间，并贯穿该锁栓。

上述的电子锁芯，其中，该些引导杆的延伸方向与该移动件的移动方向相同。

上述的电子锁芯，其中，该锁栓还包括一对套筒部以及一连接于该些套筒部之间的锁栓部，该些套筒部均具有一贯孔，而该些引导杆分别从该些贯孔贯穿该些套筒部。

本发明的功效在于，由于震动的震动体能驱动移动件移动，让锁栓可以伸出或缩回，因此，利用震动体的震动，本发明的电子锁芯得以运作。

的以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A是本发明一实施例的电子锁芯的立体示意图；

图1B是图1A中线I-I的剖面图；

图2A是图1A中震动体的俯视示意图；

图2B是图1A中震动体的仰视示意图；

图3A与图3B是图1A中震动体驱动移动件的动作示意图；

图4A是本发明另一实施例的电子锁芯的立体示意图；

图4B是图4A中线J-J的剖面图。

其中，附图标记

100、200 电子锁芯

110 震动体

112 上表面

114 下表面

116 侧面

120、210 移动件

122 扣合部

124 板体

126、232 套筒部

130、230 锁栓

140、240 承载架

142 承载板

142a、242a 承载面

144、244 支撑部

150 固定板

160、260 引导杆

170 信号电极

180 接地电极

212 抵触部

232a、T 贯孔

234 锁栓部

A～D 质点

E1～E4 椭圆形路径

F1～F4 外力

P1～P4 分量外力

R 凹陷

S1、S2 方向

U1 ㄇ型空间

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1A是本发明一实施例的电子锁芯的立体示意图，而图1B是图1A中线I-I的剖面图。请参阅图1A与图1B，电子锁芯100包括一震动体110、一移动件120以及一锁栓130。当震动体110在通电时，震动体110可以产生震动，而移动件120可移动地组装于震动体110，即移动件120在组装于震动体110之后，能相对震动体110移动。

锁栓130固设于移动件120，而锁栓130可以是通过黏合或锁固的方式固设在移动件120上。当然，锁栓130可以与移动件120一体成型。也就是说，锁栓130与移动件120二者可以是用相同的材料，并在同一个制造过程中一次形成，例如锁栓130和移动件120二者可用射出成型的方法同时制造完成。

震动体110在通电时所产生的震动能驱动移动件120相对于震动体110移动，其中震动体110例如是压电材料，所以震动体110在通电的时候，特别是通入交流电的时候，会产生震动。当移动件120相对于震动体110移动时，锁栓130便会被移动件120带动而作往复移动。如此，锁栓130能伸出而插进锁孔(未绘示)内，或是自锁孔缩回。

震动体110具有一上表面112、一下表面114以及相对二侧面116，其中上表面112相对于下表面114，而这些侧面116连些于上表面112与下表面114之间。此外，在本实施例中，震动体110可从上表面112朝向下表面114渐缩。因此，从外观来看，这些侧面116可以是不垂直上表面112与下表面114的斜面。

电子锁芯100可以还包括一承载架140，而承载架140可以是由金属材料所制成。承载架140包括一承载板142，而承载板142具有一承载面142a，其中震动体110、移动件120与锁栓130皆配置于承载面142a之上，而下表面114与承载面142a彼此面对面。由于震动体110可从上表面112朝向下表面114渐缩，因此在这些侧面116处分别形成二凹陷(recess)R。

移动件120包括一对扣合部122以及一板体124。板体124连接于这些扣合部122之间，并位于上表面112的上方，其中这些扣合部122分别接触这些侧面116。另外，由于凹陷R存在于这些侧面116处，因此这些扣合部122能分别扣合于这些凹陷R内。如此，移动件120较不易自震动体110脱落。

另外，电子锁芯100可以还包括一固定板150，而固定板150配置于承载板142与震动体110之间，其中固定板150可以是一种金属板。震动体110是通过固定板150而间接配置于承载板142上，不过在其它未绘示的实施例中，震动体110亦可以直接配置于承载板142上，因此固定板150仅为电子锁芯100的选择组件，而非是必要组件。

电子锁芯100可以还包括一引导杆160，而引导杆160位于承载面142a上方。承载架140还包括一对支撑部144，其中承载板142与引导杆160皆固设于这些支撑部144之间，而引导杆160贯穿移动件120。这些支撑部144皆可为板状体，并彼此面对面地配置。因此，承载架140可以是一种U型架。

关于引导杆160贯穿移动件120的方式，在本实施例中，移动件120可还包括一套筒部126。套筒部126具有一贯孔T，而引导杆160是从贯孔T贯穿套筒部126，其中套筒部126固设于板体124与其中一个扣合部122之间。引导杆160的延伸方向与移动件120的移动方向相同，而引导杆160不仅可以导引移动件120的移动，同时更能支撑移动件120与锁栓130的重量，让震动体110易于驱动移动件120。

扣合部122、板体124与套筒部126皆可以是一体成型。详言之，扣合部122、板体124与套筒部126三者可以用相同的材料，并在同一个制造过程中一次形成，例如扣合部122、板体124与套筒部126三者可用射出成型的方法同时制造完成。

图2A是图1A中震动体的俯视示意图，而图2B是图1A中震动体的仰视示意图。请参阅图1A、图2A与图2B，电子锁芯100还包括一对信号电极170与一接地电极180，而这些信号电极170与接地电极180均配置于震动体110。

详细而言，信号电极170皆配置于上表面112，而接地电极180配置于下表面114，其中信号电极170与接地电极180可由涂布导电胶而形成，而此导电胶例如是银胶。另外，这些信号电极170彼此并列，且沿着移动件120的移动方向而排成一列。

图3A与图3B是图1A中震动体驱动移动件的动作示意图，其中图3A与图3B是在移除锁栓130之后，俯视电子锁芯100所绘制而成。请先参阅图3A，由于震动体110可为压电材料，因此，当其中一个信号电极170(图3A中右侧的信号电极170)通入交流电，而另一个信号电极170未通电时，震动体110便开始产生震动，而侧面116上的各个质点会沿着一椭圆形路径而运动，其中交流电的频率可等于震动体110的共振频率。

详细而言，以图3A中的质点A、B为例。当震动体110震动时，质点A会沿着椭圆形路径E1而运动，质点B会沿着椭圆形路径E2而运动。因此，质点A与质点B二者分别产生二外力F1、F2，而这二外力F1与F2都是从二侧面116向外施予至移动件120。

承上述，外力F1与F2二者方向与二侧面116不垂直，且外力F1与F2在平行侧面116的方向上分别具有二分量外力P1、P2。通过这些分量外力P1、P2，移动件120能被震动体110所推动，而沿着方向S1移动。

请参阅图3B，在移动件120沿着方向S1移动之后，通入交流电至原先未通电的信号电极170(图3B中左侧的信号电极170)，而另一个原先有通电的信号电极170则停止通电。此时，震动体110产生震动，而侧面116上的各个质点会沿着另一椭圆形路径而运动。

详细而言，以图3B中的质点C、D为例。当震动体110震动时，质点C会沿着椭圆形路径E3而运动，而质点D会沿着椭圆形路径E4而运动。因此，质点C与质点D二者分别产生二外力F3、F4，而这二外力F3与F4同样都是从二侧面116向外施予至移动件120。

承上述，外力F3与F4二者方向与二侧面116不垂直，且外力F3与F4在平行侧面116的方向上分别具有二分量外力P3、P4。通过这些分量外力P3、P4，移动件120能被震动体110所推动，而沿着与方向S1相反的方向S2移动。

基于上述内容可以得知，当二信号电极170二择一地通入交流电时，震动体110会产生震动，而位于二侧面116上的质点(例如质点A、B、C与D)皆会沿着椭圆形路径(例如椭圆形路径E1、E2、E3与E4)而运动，进而产生推动移动件120的外力F1、F2或外力F3、F4。如此，震动体110得以驱动移动件120移动，以使锁栓130可以伸出或缩回，进而让电子锁芯100能够进行上锁与解锁的动作。

图4A是本发明另一实施例的电子锁芯的立体示意图，而图4B是图4A中线J-J的剖面图。请参阅图4A与图4B，本实施例的电子锁芯200与前述实施例的电子锁芯100相似，因此以下仅介绍二者的差异之处。

电子锁芯200与电子锁芯100二者的差异包括：电子锁芯200的移动件210包括一对抵触部212。这些抵触部212配置于电子锁芯200所包括的锁栓230之下方，并分别接触震动体110的侧面116，其中这些抵触部212的形状皆为筒状体，如图4B所示。

电子锁芯100、200二者的差异还包括：电子锁芯200还包括二根引导杆260与一承载架240，而承载架240具有一承载面242a，并包括二对固设在承载面242a上的支撑部244，其中这些引导杆260分别装设于这些支撑部244之间，并贯穿锁栓230，而引导杆260的延伸方向与移动件210的移动方向相同。

锁栓230还包括一对套筒部232以及一连接于这些套筒部232之间的锁栓部234。这些套筒部232均具有一贯孔232a，而这些引导杆260分别从这些贯孔232a贯穿这些套筒部232，其中移动件210可以固设于锁栓部234，并位于这些套筒部232之间。不过，在其它未绘示的实施例中，移动件210也可不与锁栓部234固定。

这些套筒部232与锁栓部234之间会形成一ㄇ型空间U1，而震动体110与移动件210均位于ㄇ型空间U1中。当震动体110被通电而产生震动时，震动体110会驱动这些抵触部212移动，并让移动的抵触部212推挤套筒部232。通过震动体110的震动，这些抵触部212也能够带动锁栓230来沿着这些引导杆260移动。

综上所述，本发明的电子锁芯的运作方式是利用震动体的震动来直接驱动移动件移动，因此本发明不需要齿轮组、电磁铁以及大量的零件(例如转轴及弹簧等)，即可驱动电子锁芯运作。相较于现有电子锁芯，本发明的电子锁芯能具有较小的体积。

其次，当本发明的电子锁芯在运作时受到阻碍，例如锁栓运动受到阻碍时，纵使震动体持续震动，但震动体与移动件并不会被烧毁。一旦干扰电子锁芯运作的阻碍被排除之后，震动体立即能驱动移动件移动，而电子锁芯得以顺利运作。由此可知，相较于现有电磁式电子锁芯，本发明的电子锁芯具有较低的故障率。

再者，在本发明的其中一实施例中，震动体可以是压电材料，而相较于马达及电磁铁而言，驱动压电材料的所需电能较低，即压电材料的耗能偏低。显然，与现有电磁式电子锁芯与马达式电子锁芯相比，本发明的电子锁芯更具有低耗能的优点。

另外，请参阅以下的表一，其揭露马达式电子锁芯、电磁式电子锁芯以及本发明的电子锁芯三者性能的比较结果。必须注意的是，表一所示的本发明的电子锁芯仅为本发明的其中一种实施例，故在此强调，表一所揭露的本发明的电子锁芯并非限定本发明。表一如下所示：

<表一>

马达式电子锁芯

电磁式电子锁芯

本发明一实施例的电子锁芯

体积	2238mm3	5085mm3	≤1280mm3
				耗能	≥1.6W	≥1.2W	≤0.6W
成本(估价)	新台币80元	新台币120元	新台币40元

从表一来看，本发明的电子锁芯，其体积小于1280立方毫米(mm3)，耗能小于0.6瓦(W)，而价钱约为40元新台币。与马达式电子锁芯及电磁式电子锁芯二者相比，本发明的电子锁芯明显地具有体积小、耗能低与低成本的优点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种电子锁芯，其特征在于，包括：

一震动体，该震动体具有一上表面、一相对该上表面的下表面及二侧面；

一锁栓，固设于该移动件；

一对信号电极，配置于该上表面；

一接地电极，配置于该下表面；

其中，当所述一对信号电极二择一地通入交流电时，所述震动体会产生震动，而位于所述二侧面上的质点皆会沿着椭圆形路径而运动，进而产生推动所述移动件的外力；如此，所述震动体得以驱动所述移动件移动，以使所述锁栓可以伸出或缩回，进而让电子锁芯能够进行上锁与解锁的动作。

2.根据权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，震动体为一压电材料。

3.根据权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，该些信号电极沿着该移动件的移动方向而排成一列。

4.根据权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，该震动体从该上表面朝向该下表面渐缩。

5.根据权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，该移动件包括一对扣合部以及一连接于该些扣合部之间的板体，该板体位于该上表面上方，而该些扣合部分别接触该些侧面。

6.根据权利要求5所述的电子锁芯，其特征在于，还包括一承载架，该承载架包括一承载板，而该承载板具有一承载面，其中该震动体、该移动件与该锁栓皆配置于该承载面之上，而所述震动体的该下表面与该承载面彼此面对面。

7.根据权利要求6所述的电子锁芯，其特征在于，还包括一固定板，其中该固定板配置于该承载板与该震动体之间。

8.根据权利要求6所述的电子锁芯，其特征在于，还包括一位于该承载面上方的引导杆，而该承载架还包括一对支撑部，其中该承载板与该引导杆皆固设于该些支撑部之间，而该引导杆贯穿该移动件。

9.根据权利要求8所述的电子锁芯，其特征在于，该引导杆的延伸方向与该移动件的移动方向相同。

10.根据权利要求8所述的电子锁芯，其特征在于，该些支撑部皆为板状体，而该些支撑部彼此面对面而配置。

11.根据权利要求8所述的电子锁芯，其特征在于，该移动件还包括一套筒部，该套筒部具有一贯孔，而该引导杆从该贯孔贯穿该套筒部。

12.根据权利要求11所述的电子锁芯，其特征在于，该套筒部固设于该板体与其中一个扣合部之间。

13.根据权利要求1所述的电子锁芯，其特征在于，该移动件包括一对抵触部，其中该些抵触部配置于该锁栓的下方，并分别接触该些侧面。

14.根据权利要求13所述的电子锁芯，其特征在于，该些抵触部的形状皆为筒状体。

15.根据权利要求13所述的电子锁芯，其特征在于，还包括一承载架，该承载架包括一承载板，而该承载板具有一承载面，其中该震动体、该移动件与该锁栓皆配置于该承载面之上，而所述震动体的该下表面与该承载面彼此面对面。

16.根据权利要求15所述的电子锁芯，其特征在于，还包括二引导杆，而该承载架还包括二对固设在该承载面上的支撑部，其中该些引导杆分别装设于该些支撑部之间，并贯穿该锁栓。

17.根据权利要求16所述的电子锁芯，其特征在于，该些引导杆的延伸方向与该移动件的移动方向相同。

18.根据权利要求16所述的电子锁芯，其特征在于，该锁栓还包括一对套筒部以及一连接于该些套筒部之间的锁栓部，该些套筒部均具有一贯孔，而该些引导杆分别从该些贯孔贯穿该些套筒部。