CN103184820A - 旋转式棘爪闩锁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括壳体、旋转式棘爪、用于将棘爪可释放地保持在关闭构造中的掣子装置的闩锁，以及用于操作掣子装置的装置。

Description

旋转式棘爪闩锁
本申请是国际申请日为2009年3月10日(优先权日为2008年3月10日)的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为No.200980109394.1，国际申请号为PCT/US2009/036699，发明名称“旋转式棘爪闩锁”)的分案申请。
技术领域
本发明涉及闩锁组件的领域。
背景技术
在许多应用中依赖闩锁组件来将物品(例如面板、门和门框)固定在一起。例如，容器、橱柜、储室、抽屉、隔室等可用闩锁来固定。此外，在许多应用中，电动操作的闩锁是合乎需要的，因为需要进行远程或按钮式进入、密码式通入(access)、无钥匙通入或对通入进行监视。已经采用了用于面板盖的各种闩锁，其中，面板(例如，摆动式的门、抽屉等)中的一个将被紧固或固定到不动的面板、门框、橱柜或隔室主体上。虽然许多闩锁组件在现有技术中是已知的，但是没有看到任何闩锁组件教导或建议了本发明的独特的特征或实现了本发明的优点。
发明内容
本发明涉及用于将两个部件固定在一起的闩锁系统。本发明包括壳体、旋转式棘爪、用于将棘爪可释放地保持在关闭位置上的掣子装置，以及用于选择性地将掣子装置移动成与棘爪脱开接合的促动装置。棘爪枢转地附连到壳体上，并且可在关闭或接合位置和打开或脱开位置之间旋转地移动。棘爪设有扭力弹簧部件，扭力弹簧部件朝向打开位置或脱开位置偏压棘爪。掣子装置包括掣子部件，掣子部件可在接合位置和脱开位置之间枢转地移动，并且由弹簧朝向接合位置偏压。促动装置的动作可使掣子部件脱开，换句话说，可使掣子部件移动到脱开位置，促动装置在所示实例中为机动柱销。当棘爪在关闭期间撞击保持器时，棘爪被移动到关闭位置。一旦棘爪在关闭位置上，从棘爪的主体凸出的细长的臂就由掣子部件接合，以便将棘爪保持在关闭位置上。此时，棘爪擒住保持器，以将闩锁固定到保持器上。促动装置包括马达、减速齿轮系统、旋转式凸轮和柱销。对马达通电会把掣子部件推动到脱开位置，这允许棘爪在扭力弹簧的力的作用下旋转到打开位置。因此，闩锁可与保持器脱开，并且门或抽屉例如可为打开的。
附图说明
图1是显示为处于被闩锁的构造的、根据本发明的闩锁组件的一个实施例的环境视图。
图2是显示为处于被闩锁的构造的、图1的闩锁组件的另一个环境视图。
图3是显示为处于未被闩锁的构造的、图1的闩锁组件的环境视图。
图4是显示为处于未被闩锁的构造的、图1的闩锁组件的另一个环境视图。
图5-15是显示为处于被闩锁的构造的、图1的闩锁组件的视图。
图16-24是显示为处于被闩锁的构造的、图1的闩锁组件的视图。
图25是图1的闩锁组件的截面图，其显示了在触发器或掣子由缆绳促动的情况下的处于未被闩锁的构造的闩锁。
图26是图1的闩锁组件的截面图，其显示了在触发器或掣子由机动柱销促动的情况下的处于未被闩锁的构造的闩锁。
图27是图1的闩锁组件的分解图。
图28-29是图1的闩锁组件的壳体的盖板的视图。
图30-34是图1的闩锁组件的壳体的底板的视图。
图35-39是图1的闩锁组件的旋转式棘爪的视图。
图40-44是图1的闩锁组件的棘爪弹簧的视图。
图45-48是用来枢转地支承图1的闩锁组件的棘爪和掣子的类型的枢轴的视图。
图49-50是用来在图1的闩锁组件的壳体的板之间保持恰当的距离的间隔条的视图。
图51-57是图1的闩锁组件的掣子或触发器的视图。
图58-61是图1的闩锁组件的掣子或触发器弹簧的视图。
图62是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的分解图。
图63-67是显示为柱销缩回的、图1的闩锁组件的机动化驱动机构的视图。
图68-72是显示为柱销伸出的、图1的闩锁组件的机动化驱动机构的视图。
图73是控制图1的闩锁组件的机动化驱动机构的电路板的图示。
图74-80是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的凸轮的视图。
图81-87是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的柱销的视图。
图88-89是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的壳体的第一半部的视图。
图90-96是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的马达和齿轮箱的视图。
图97-98是图1的闩锁组件的机动化驱动机构的壳体的第二半部的视图。
图99-103是在图1的闩锁组件中使用的、表示闩锁组件处于打开构造的微开关的视图。
图104是用于与图1的闩锁组件一起使用的备选机动化驱动机构的分解图。
具体实施方式
参看图1-104，可看到根据本发明的闩锁400。闩锁400包括闩锁壳体402、棘爪404、掣子或触发器406，以及用于选择性地使掣子或触发器移动成与棘爪脱开接合的促动装置。在所示实施例中，电动操作的促动器组件408用作用于选择性地使触发器移动到与棘爪脱开接合的促动装置。
在需要将一个或多个关闭部件固定在某个位置上的任何时候，一般都可应用闩锁400。闩锁400可与撞击器508一起使用，以将任何两个关闭部件固定在一起。在所示实例中，闩锁400被示为用来相对于橱柜509(仅显示了支承抽屉和闩锁400的橱柜的部分)固定抽屉500。另外，闩锁500可安装到可动部件或固定部件上。另外，取决于特定应用，闩锁400可以任何定向安装。
在所示实施例中，壳体402由将闩锁400的各个构件接收在它们之间的第一板403和第二板401形成。在所示实施例中，壳体402的第二板起盖板401的作用，而壳体402的第二板起底板403的作用。此外，当棘爪404在打开位置上时，壳体必须适于允许有通到棘爪槽口458的不受阻碍的路径。壳体402具有允许撞击器508的至少一部分进入壳体402以由棘爪404接合的开口415。在所示实例中，开口416由槽口412、413形成，槽口412、413提供成分别在壳体的盖板401和底板403中彼此配准。槽口412、413在壳体402中形成敞开的、大致U形的缺口或凹口，如在轮廓中所看到的那样。槽口412、413允许撞击器508的至少一部分进入壳体402，以由棘爪404接合和擒住。当棘爪404在打开位置上时，槽口412、413允许有通到棘爪槽口458的不受阻碍的路径。槽口412、413大小设置成使得当棘爪404通过与撞击器508接触而从打开位置移动到关闭位置时，壳体402将不干涉撞击器508相对于壳体402的移动。
电动操作的促动器组件408包括马达410、减速齿轮系统414、凸轮416和柱销418。在示出的实施例中，马达410的输出轴接合到减速齿轮系统414上，使得当马达通电时，输出轴对减速齿轮系统414提供原动力或输入扭矩。马达提供的原动力或输入扭矩是旋转式的，并且对减速齿轮系统414的齿轮(未显示)赋予旋转。减速齿轮系统的操作以及减速齿轮系统和马达输出轴之间的互连是众所周知的，因此不对其进行详细论述。因此，马达的输出轴响应于对马达通电而旋转，并且继而促使减速齿轮系统414的输出轴420旋转。减速齿轮系统的意思是对于减速齿轮系统414的输出轴420的每次旋转，马达的输出轴必须旋转若干次或更多次。这种布置减小了扭矩输出，并且因此减小了闩锁400的恰当操作需要的马达410的大小。马达410、减速齿轮系统414、凸轮416和柱销418接收在它们本身的壳体421中，壳体421又安装在闩锁壳体402中。凸轮416附连到减速齿轮系统414的输出轴420上。凸轮416具有绕着凸轮416的中心轴422沿着螺旋路径各自延伸约180°或更少的一对斜面424。斜面424二者沿相同的旋转方向上升。凸轮416还具有插口423，插口423接收减速齿轮系统414的输出轴420，于是就使得在闩锁400的正常操作期间，凸轮416与输出轴420作为一个单元而旋转。例如，插口423和输出轴420可具有相配的非圆形截面，使得在插口423和输出轴420之间不可发生相对旋转，并且因此在凸轮416和输出轴420之间不可发生相对旋转。
柱销418包括与斜面424基本类似的一对斜面426。当柱销418在缩回位置上时，斜面426接收在斜面424之间，使得各个斜面426的顶点425承靠在各个斜面424的底部427上。柱销418具有插口429，插口429伸缩性地接收凸轮416的中心轴422，以帮助引导柱销418在其伸出位置和缩回位置之间的直线运动。柱销418具有柱销轴部分540，柱销轴部分540具有非圆形截面，并且至少部分地接收在促动器壳体421的相配的非圆形开口542内。这种布置防止了柱销418和促动器壳体421之间的相对旋转，同时允许柱销418在其缩回位置和其伸出位置(在伸出位置上，柱销418从促动器壳体421中凸出)之间进行直线移动。本文所使用的非圆形包括除了正圆以外的任何形状，并且包括被凹槽或平的平面中断的圆。在所示实例中，开口542和柱销轴540在截面上是矩形的。
在所示实施例中，凸轮416、柱销418和马达410的中心纵向轴线是一致的。棘爪404的旋转轴线偏置到凸轮416、柱销418和马达410的纵向轴线的一侧上。
当对马达410通电时，凸轮416旋转，促使斜面426在斜面424上向上拱，在已知柱销418不能旋转的情况下，使得柱销418将从其缩回位置朝向其伸出位置移动，直到各个斜面426的顶点到达各个斜面424的顶点544(柱销418在此处到达其伸出位置)，并且推动掣子406，以将棘爪404从其关闭位置释放。凸轮416的进一步旋转使得斜面424的底部427与斜面426的顶点425配准，而且柱销418能够自由移动回到其缩回位置。在这点处，电路板546上的控制电路切断通向马达410的功率，从而停止凸轮416的进一步旋转。由于掣子弹簧488的偏压，掣子406将柱销418推动回到其缩回位置，并且闩锁400再次准备好重复其操作循环。
闩锁组件400还包括棘爪404，棘爪404被显示为用适当的附连装置(例如穿过棘爪404中的孔440的棘爪枢轴销438)枢转地连接到闩锁壳体402上。壳体402的盖板401和底板403各自设有用于在板401和403组装在一起时接收枢轴销438的端部的孔432和433。因此，棘爪404由壳体402旋转地支承。
棘爪404具有提供来由触发器406接合的细长的臂454。触发器406具有掣子面548，掣子面548可捕捉臂454的末端，并且将棘爪404保持在其关闭位置上。长臂454减小了掣子406和棘爪404之间的、由于棘爪扭力弹簧462赋予到棘爪上的扭矩引起的反应力所引起的摩擦力。这又减小了马达410需要的扭矩和动力输出，这允许进一步减小马达和闩锁大小和最终的闩锁成本。
棘爪404设有棘爪槽口458，以在棘爪404在闩锁位置或关闭位置上时保持撞击器508。在所示实例中，撞击器508具有杆形部分434，杆形部分434在面板500相对于隔室509移动到关闭位置时接合棘爪槽口458。当面板500关闭时，撞击器508的杆形部分434将位于或捕捉在棘爪槽口458中，而棘爪404在闩锁位置上。
棘爪扭力弹簧462安装在壳体402中，扭力弹簧462的卷曲部分464围绕枢轴销438。扭力弹簧462的臂468接合棘爪404中的孔460。扭力弹簧462还具有接合壳体402的第二臂472。
在扭力弹簧462的臂472与壳体402的壁466接合的情况下，扭力弹簧462的臂468在棘爪404上施加朝向打开位置或非闩锁位置偏压棘爪404的力。
触发器406成在其端部其中之一附近枢转地支承在壳体402中的细长的杠杆的形式。触发器枢轴销470所限定的触发器406的枢轴线平行于棘爪404的枢轴线或旋转轴线。此外，触发器枢轴销470所限定的触发器406的枢轴线与棘爪404的枢轴线或旋转轴线隔开。触发器406可在接合位置和脱开位置之间枢转地移动，并且由弹簧朝向接合位置偏压。提供触发器弹簧488，以便朝向接合位置偏压触发器406。触发器弹簧488是扭力弹簧，并且具有卷曲部分474、第一臂476和第二臂478。触发器弹簧488安装在壳体402中，扭力弹簧488的卷曲部分474围绕触发器枢轴销470。扭力弹簧488的臂476接合触发器406中的孔482。扭力弹簧488的第二臂478接合壳体402。
触发器406在其枢轴线和柱销418接触触发器406所处的触发器406上的位置的中间的点处接合棘爪臂454。由于触发器406提供的长杠杆臂的原因，这种布置对柱销418提供了机械优点。再一次，这种布置减小了马达410需要的扭矩和动力输出，这允许进一步减小马达和闩锁的大小以及最终的闩锁成本。
触发器枢轴销470在触发器406的一端附近穿过触发器406中的孔。触发器406接合臂454，以在触发器406在接合位置上时将棘爪404保持在闩锁位置上。当柱销418从缩回位置移动到伸出位置时，柱销418接合触发器406，以使触发器406枢转地移动到脱开位置，在脱开位置上，触发器406不再接合棘爪404。当触发器406在脱开位置上时，棘爪404能够在弹簧偏压的作用下自由地旋转到非闩锁位置。撞击器508的杆形部分现在可从棘爪槽口458中抽出，并且抽屉500可被移动到打开位置。
触发器弹簧488将触发器406朝向接合位置偏压，在接合位置上，如果棘爪404被旋转到闩锁位置的话，触发器406将趋向于重新接合棘爪404。如果抽屉500相对于橱柜509再次移动到关闭位置，则撞击器508的杆形部分将碰撞棘爪槽口458，并且促使棘爪404旋转到闩锁位置。一旦棘爪404在闩锁位置上，棘爪就可再次由触发器406接合，以由此将棘爪保持在闩锁位置上，并且将抽屉500固定在关闭位置上。
通过对马达410通电来促动闩锁组件400。可使用位于远处的开关(未显示)来对马达410通电。当抽屉500固定在关闭位置上时，柱销418通常在缩回位置上。当对马达410通电时，凸轮416旋转，从而促使柱销418直线地移置到伸出位置。当柱销418移动到伸出位置时，柱销碰撞触发器406，并且促使触发器406移动到脱开位置，从而释放棘爪404进行枢转。由棘爪扭力弹簧462提供的偏压使棘爪404从其闩锁或关闭位置(在图9中示出)朝向其非闩锁位置(在图26中示出)旋转，在闩锁或关闭位置上，撞击器508的杆形部分434由棘爪槽口458擒住。棘爪404的旋转使棘爪槽口458的开口移动，使得棘爪槽口458的开口与壳体402的槽口412、413基本配准，从而允许撞击器508与棘爪404脱开。然后可通过使抽屉500移动到打开位置来将其打开。
可使用各种众所周知的紧固件将闩锁组件400安装到面板或安装表面(例如，围绕隔室509的开口的框架)上。在这个例子中，棘爪404和触发器406的空心枢轴销允许固定到橱柜上的螺栓550、552穿过闩锁400。然后螺母(未显示)可接合到螺栓550、552上，以将闩锁400固定到橱柜上。在说明性实例中，撞击器508安装到抽屉500上，使得当抽屉500关闭时，撞击器508的杆形部分434穿过槽口412、413，以接合棘爪槽口458。
控制电路546将编程成以便对马达410供应电流长达对应于凸轮416的大约180°旋转的预定时间段。或者，马达的通电的持续时间可通过反馈来控制。在这个备选方案中，凸轮416可在一侧上漆成黑色而在另一侧上漆成白色；各个颜色延伸过凸轮416的外周边的大约180°。然后在电路板546上提供的光学传感器将检测明亮和黑暗的区域之间颜色边界，并且产生信号来切断通向马达410的电。
电路板546通过三根电线554、556、558接到远程开关和电源上。电路板546a具有使用电线554a和556a的两线连接。选择将取决于终端用户意图针对其而使用闩锁400的最终应用。而且，可为闩锁400提供具有两种类型的连接的电路板。
闩锁400还可包括由销560触发的微开关532，以对远程控制面板提供“门半开(door ajar)”信号。
作为机械备份，触发器406可被缆绳562移动到脱开位置。
对本领域技术人员将显而易见的是，可对本发明的闩锁作出各种修改而不脱离本发明的范围和精神，并且意在本发明覆盖所附的权利要求书及其等效物的范围内的闩锁的修改和变化。

Claims (3)

1. 一种用于相对于第二部件将第一部件可释放地固定在关闭位置上的闩锁组件，所述第一部件和所述第二部件中的一个具有与其成固定位置关系的保持器，所述闩锁组件包括：
闩锁壳体；
枢转地附连到所述闩锁壳体上且可在关闭位置和打开位置之间移动的棘爪，所述棘爪设有朝向所述打开位置偏压所述棘爪的扭力弹簧部件；
可在接合位置和脱开位置之间移动的掣子，当所述棘爪在所述关闭位置上且所述掣子在所述接合位置上时，所述掣子在接合位置处接合所述棘爪；以及
用于使所述掣子选择性地移动成与所述棘爪脱离接合的促动器组件，其中，所述促动器组件包括柱销，所述柱销推动所述掣子，以在所述柱销朝向伸出位置移动时，将所述棘爪从其关闭位置上释放。
2. 根据权利要求1所述的闩锁组件，其特征在于，所述掣子形成细长的杠杆，所述杠杆在其端部中的一个附近枢转地支承在所述闩锁壳体中，所述掣子在所述掣子的枢轴线和所述柱销接触所述掣子所处的所述掣子上的位置的中间的点处接合所述棘爪，并且所述柱销接触所述掣子所处的所述掣子上的所述位置距所述掣子的所述枢轴线尽可能地远，使得所述掣子对所述柱销提供机械优点，因为所述掣子形成了所述细长的杠杆，以便减小所述马达需要的扭矩输出。
3. 根据权利要求2所述的闩锁组件，其特征在于，所述棘爪具有细长的棘爪臂，并且所述棘爪臂由所述掣子接合，以将所述棘爪保持在所述关闭位置上，以由此进一步减小所述马达需要的所述扭矩输出。
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