CN103590667B - 一种自旋上锁的拉栓式磁力锁 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自旋上锁的拉栓式磁力锁，该锁包括固定在一侧的顶端带凸缘的拉栓（21）、固定在另一侧的能插入拉栓的套筒（22）、在套筒内能相对套筒轴向移动的套筒内塞（23）、套置在套筒（22）外的制动环（24）、在制动环和套筒之间能与制动环同步旋转的旋转件（25）、与制动环轴向垂直延伸且一端与制动环外壁上的径向变形区域（241）相配合以止转或释放制动环的插销（26）、以及插销驱动组件（27）。其中，旋转件能在拉栓向下力的作用下由套筒内塞带动旋转并能在拉栓向上力的作用下由制动环带动回转。该锁避免了电磁力小导致的上锁失效，很小的电磁力即能完成上锁和开锁；通过机械力辅助开锁，简化了锁结构，工作更加可靠。

Description

一种自旋上锁的拉栓式磁力锁

技术领域

本发明涉及一种拉栓式磁力锁，尤其涉及一种自旋上锁的拉栓式磁力锁。

背景技术

现有的一种拉栓式磁力锁如图1所示，在一侧，门的基板103上设置拉栓11，在拉栓11的两边设置铁板104，在另一侧，门框上设置圆筒形的容球腔12，在容球腔12的壁部开设圆孔121，在圆孔121中放置滚珠，在容球腔12的外圈设置一个轴向滑动的铁芯14，铁芯14内为两圈直径不同的台阶孔。其中，所述拉栓11为垂直于门板凸起一端部为球的圆柱棒，拉栓11端部的球直径大于圆柱直径。在铁芯14上、在与铁板104对应的位置设置磁铁105。

关门时铁芯14受弹簧力作用，使大台阶孔包围容球腔12，拉栓11的端头球部能进入，当非法拉开门时，铁芯14被另一侧吸住拉出，小台阶孔压迫滚珠向轴心靠紧能抱住拉栓头无法打开。这种现有的拉栓式磁力锁实现了以小的电磁力转换达到大的门扇接合力；门扇关闭后必须授权才能用电磁控制等办法予以开启；操作平稳、方便，可遥控。

由此可见，现有的拉栓式磁力锁都是由电磁力的作用而使制动环（对应于上述铁芯14）与套筒（对应于上述容球腔12）之间线性相对移动，从而使拉栓无法拔出。在电磁力作用较小的情况下，容易发生制动环（铁芯14）相对套筒（容球腔12）移动失败的问题，造成拉栓式磁力锁上锁失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过机械力实现上锁并辅助开锁的自旋上锁的拉栓式磁力锁。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自旋上锁的拉栓式磁力锁，包括固定在门一侧的垂直凸起的顶端带凸缘的拉栓、固定在门另一侧的上开口能插入拉栓的套筒、在套筒内能相对套筒轴向移动的套筒内塞、套置在套筒外的制动环、在制动环和套筒之间能与制动环同步旋转的旋转件、与制动环轴向垂直延伸并且一端与制动环外壁上的径向变形区域相配合以止转或释放制动环的插销、以及插销驱动组件。其中，套筒和制动环上具有互相配合调节该套筒一部分内部空腔的孔径的机构，该机构一方面包括套筒侧壁上开有的多个孔和在各个孔中放置的滚珠，另一方面在制动环的侧壁内表面形成沿周向分布的孔径不同的部分。旋转件能在拉栓向下力的作用下由套筒内塞带动旋转并能在拉栓向上力的作用下由制动环带动回转。

对于上述拉栓式磁力锁，机构架固定在锁壳内，插销位于机构架的与制动环轴向垂直延伸的插槽中。

对于上述拉栓式磁力锁，插销靠近制动环的一端至少在伸出状态时从插槽在机构架侧壁上的开口露出。

对于上述拉栓式磁力锁，在插销远离制动环的一端和机构架的侧壁之间设有插销复位弹簧。

对于上述拉栓式磁力锁，插销的一端设有相对于插销的轴向垂直凸起的凸块。

对于上述拉栓式磁力锁，插销驱动组件包括电机和与电机的心轴相连的拨盘。

对于上述拉栓式磁力锁，拨盘的外周壁上靠近电机的一侧形成径向凸起的凸缘，从而使外周壁另一侧形成径向凹陷的导引槽，拨盘上的导引槽沿着拨盘周向包括宽度不同的部分。

对于上述拉栓式磁力锁，拨盘安装的位置使插销上的凸块卡在拨盘的导引槽中。

对于上述拉栓式磁力锁，从导引槽宽度最大的部分到导引槽宽度最小的部分之间有向远离制动环的方向导引槽宽度逐渐减小的过渡部分。

对于上述拉栓式磁力锁，制动环内壁上每个最小孔径部分的一侧通过缓坡向最大孔径部分过渡，另一侧通过陡坡向最大孔径部分过渡。

对于上述拉栓式磁力锁，制动环外壁上的径向变形区域为沿其外壁周向延伸的凸起弧。

对于上述拉栓式磁力锁，拉栓底部设有凸缘，拉栓的底部凸缘容纳于底架内的拉栓安装腔中，拉栓安装腔在底架的一个侧面有开口，拉栓的底部凸缘的直径大于该开口的直径并且小于拉栓安装腔的直径。

与现有技术相比，本发明主要的优点如下：

1.本发明的自旋上锁的拉栓式磁力锁有效地避免了电磁力小导致的上锁失效，只要很小的驱动力即能完成上锁和开锁；

2.由于通过机械力辅助开锁，简化了磁力锁的结构，因此本发明的自旋上锁的拉栓式磁力锁工作更加可靠；

3.部件的使用寿命延长，开锁上锁省力。

附图说明

图1示出一种现有的拉栓式磁力锁的结构；

图2是本发明一个实施例所述的自旋上锁的拉栓式磁力锁各部件组装在一起时的立体图；

图3是图2所示的自旋上锁的拉栓式磁力锁各部件未组装在一起时的立体图；

图4是图3所示的自旋上锁的拉栓式磁力锁中的制动环的细节放大图；

图5a-5d是图2所示的自旋上锁的拉栓式磁力锁处于上锁状态、开锁状态、以及从上锁到开锁状态之间的两个过渡状态的平面透视图。

具体实施方式

如图2和图3所示，本发明一个实施例所述的自旋上锁的拉栓式磁力锁包括固定在门一侧的垂直凸起的顶端带凸缘的拉栓21、固定在门另一侧的上开口能够插入拉栓21的套筒22、在套筒22内能够相对于套筒22轴向移动的套筒内塞23、套置在套筒22外的制动环24、位于制动环24和套筒22之间能够与制动环24同步旋转的旋转件25、与制动环24轴向垂直延伸并且一端与制动环24外壁上的径向变形区域241相配合以止转或释放制动环24的插销26、以及插销驱动组件27。套筒22和制动环24上具有互相配合调节该套筒22一部分内部空腔的孔径的机构，该机构一方面包括套筒22侧壁上开有的多个孔221和在各个孔221中放置的滚珠，另一方面在制动环24的侧壁内表面形成沿周向分布的孔径不同的部分。旋转件25能够在拉栓21向下的力的作用下由套筒内塞23带动旋转并能够在拉栓21向上的力的作用下由制动环24带动回转。

在该实施例中，拉栓21底部设有凸缘211，拉栓21的底部凸缘211容纳于底架201内的拉栓安装腔2011中，拉栓安装腔2011在底架201的一个侧面有开口2012，拉栓21的端头凸缘从该开口2012伸出，拉栓21的底部凸缘211的直径大于该开口2012的直径并且小于拉栓安装腔2011的直径。因此，拉栓21可以相对于底架201在一定范围内径向移动。

在该实施例中，套筒22固定在锁壳202上，而锁壳202固定在门框上。套筒22侧壁上放置滚珠的多个孔221的下方设有轴向延伸的开槽223。

套筒内塞23安装在套筒22内。从套筒内塞23侧壁外表面上凸起的销轴231从套筒22侧壁上轴向延伸的开槽223伸出并搭在旋转件25顶部，销轴231可以在套筒22侧壁上的开槽223的轴向开口范围内移动，因此套筒内塞23可以相对于套筒22在一定范围内轴向移动。套筒内塞23上的销轴231优选为从相对的两侧反向凸起，相应地套筒22侧壁上的开槽223也开在相对两侧。当然，套筒内塞23上可以凸起更多销轴231，而套筒22侧壁上开槽223的数量与套筒内塞23上设置的销轴231的数量一致。这样，套筒内塞23相对于套筒22轴向移动时更加平稳，不易倾斜。

制动环24内壁上孔径不同的部分中最小孔径部分在该实施例中是径向向内凸起的凸棱，当制动环24在由于拉栓21向下的力的作用而旋转的旋转件25的带动下旋转，直到其内壁上的凸棱面对套筒22侧壁上的孔221及滚珠的状态时，凸棱使滚珠向套筒22内径向收缩，滚珠抱住拉栓21的端头凸缘，从而达到锁门效果。在拉栓21的端头凸缘上移推挤套筒22上的滚珠外移时，制动环24旋转到其内壁上的大孔径部分面对套筒22侧壁上的孔221及滚珠的状态，从而达到开锁的效果。优选地，制动环24内壁上每个最小孔径部分的一侧通过缓坡向最大孔径部分过渡，另一侧通过陡坡向最大孔径部分过渡，如图4所示。制动环24旋转过程中其内壁上的缓坡过渡区域与套筒22侧壁上的滚珠相互作用，因此制动环24相对套筒22的旋转更顺滑，减小了制动环24内表面和套筒22侧壁上的滚珠之间的磨损。另外，制动环24侧壁外表面上的径向变形区域241在该实施例中为沿其外壁周向延伸的凸起弧。优选地，凸起弧上分布有与制动环24的轴向平行延伸的凹凸纹理。优选地，制动环24和旋转件25通过螺丝穿过它们侧壁上位置互相对应的孔而连接起来。

旋转件25的顶部形成斜坡，并在斜坡最低处形成卡槽。当套筒内塞23在插入的拉栓的按压下向套筒22底部移动时，套筒内塞23侧壁外表面上的销轴231向下按压旋转件25的顶部并沿着旋转件25顶部的斜坡向坡底滑动，使旋转件25绕套筒22旋转，旋转件25又带动固定在其外周上的制动环24旋转，从而将套筒内塞23的轴向线性运动转化为旋转件25和制动环24的旋转运动。反之，当拉栓21的端头凸缘欲从套筒22上开口拉出时，端头凸缘向外推挤套筒22侧壁上的滚珠，使滚珠有向制动环24的大孔径部分移动的趋势，由于滚珠受套筒22侧壁上的孔221所限而无法周向移动，又由于套筒内塞23无法继续下移，只能上移，所以旋转件25只能回转，这些都导致制动环24绕套筒22回转，滚珠通过制动环24侧壁内表面上的缓坡滚动到或接近制动环24上的最大孔径部分，制动环24带动固定在其内周上的旋转件25，使旋转件25同步旋转，同时套筒内塞23侧壁外表面上的销轴231沿着旋转件25顶部的斜坡上移，从而将制动环24和旋转件25的旋转运动转化为套筒内塞23的轴向线性运动。另外，还可以在旋转件25顶部形成多个斜坡，一个斜坡的坡底连接下一个斜坡的坡顶，旋转件25顶部形成的斜坡的数量与套筒内塞23侧壁外表面上设置的销轴231的数量一致。

插销26位于机构架203的插槽2031中，插销26沿与制动环24轴向垂直的方向延伸，插销26靠近制动环24的一端至少在伸出状态时从插槽2031在机构架203侧壁上的开口露出，机构架203固定在锁壳202内，因此插销26只能够沿着插销26的延伸方向平移，而无法在其他方向移动。在插销26远离制动环24的一端和机构架203的侧壁之间设有插销复位弹簧262，插销26一端受到插销复位弹簧262的弹力作用，使插销26靠近制动环24的一端处于伸出状态时始终顶靠在制动环24的外壁上，阻止制动环24回转。插销26的一端设有相对于插销26的轴向垂直凸起的凸块261。当制动环24旋转到抱住拉栓21的端头凸缘的位置时，插销26靠近制动环24的一端伸出正好能够卡在制动环24侧壁外表面上凸起弧的平行于制动环24轴向延伸的凸沿上，使制动环24无法回旋，此时为上锁状态。受到插销驱动组件27的作用，插销26靠近制动环24的一端缩回，制动环24被放开，此时如果拉动拉栓21，则导致制动环24回转释放拉栓21的端头凸缘，拉栓21从套筒22中拉出，此时为开锁状态。

插销驱动组件27包括电机271和与电机271的心轴相连的拨盘272。拨盘272通过中心孔套置在电机271的心轴上，能够在心轴的驱动下绕拨盘轴旋转，拨盘轴与插销26的延伸方向平行。拨盘272的外周壁上靠近电机271的一侧形成径向凸起的凸缘，从而使外周壁另一侧形成径向凹陷的导引槽。拨盘272上的导引槽沿着拨盘周向包括宽度不同的部分。拨盘272安装的位置恰好使插销26上的凸块261卡在拨盘272的导引槽中。从导引槽宽度最大的部分到导引槽宽度最小的部分之间有向远离制动环24的方向导引槽宽度逐渐减小的过渡部分，确保在拨盘272绕轴旋转过程中插销26上的凸块261能够从卡在拨盘272上导引槽宽度最大的部分中顺利过渡到卡在导引槽宽度最小的部分中。相应地，拨盘272上的凸缘沿着拨盘周向也包括宽度不同的部分，从凸缘宽度最大的部分到凸缘宽度最小的部分之间还有向靠近制动环24的方向凸缘宽度逐渐减小的过渡部分其中，凸缘宽度最小的部分宽度可以为0。因此，插销26上的凸块261处于导引槽的宽度最大的部分中时，插销26在插销复位弹簧262的作用下靠近制动环24的一端处于伸出状态，插销26上的凸块261处于导引槽的宽度较小的部分中时，插销26靠近制动环24的一端处于缩回状态。因此，拨盘的旋转将改变插销26上的凸块261所处的导引槽的宽度，进而使插销26靠近制动环24的一端在伸出状态和缩回状态之间变换。

优选地，插销26连同插销复位弹簧262、拨盘272和电机271一起安装在机构架203中。拨盘272远离制动环24的一端通过拨盘轴承2721安装在机构架203内。

优选地，还在制动环24和套筒22之间、旋转件25的上方设置轴承29，轴承29内圈安装在套筒22上，外圈与制动环24紧密配合，作为制动环24围绕套筒22旋转的轴承。

下面，以断电上锁、通电开锁的常闭模式为例说明本发明的自旋制动的拉栓式磁力锁的工作原理。

上述自旋上锁的拉栓式磁力锁处于自由状态，套筒内塞23上的销轴231位于旋转件25上的斜坡坡顶，制动环24位于其内壁的大孔径部分面对套筒22侧壁上的孔221及滚珠的位置。

图5a示出上述自旋上锁的拉栓式磁力锁处于上锁状态，由于拉栓21从套筒22的上开口沿轴向插入的作用，拉栓21的顶端推动套筒内塞23向套筒22底部移动，设置在套筒内塞23侧壁外表面上的销轴231压在旋转件25顶部并沿着旋转件25顶部的斜坡向坡底滑动，从而带动旋转件25围绕套筒22旋转，旋转件25带动制动环24与其同步旋转，直到套筒内塞23受到套筒22侧壁上开槽223终点和/或套筒22底部的阻挡。这时制动环24旋转到其内壁上的小孔径部分面对套筒22侧壁上的孔221及滚珠的位置，制动环24内壁上的小孔径部分使滚珠向套筒22内径向收缩，滚珠抱住拉栓21的端头凸缘，同时制动环24侧壁外表面上的凸起弧的凸沿也到达了距离插销26最近的位置。电机271大部分时间处于断电状态，电机271的心轴旋转拨盘272，使拨盘272上导引槽的最大宽度部分转到插销26上的凸块261处，此时插销复位弹簧262的作用使插销26靠近制动环24的一端处于伸出状态，卡在制动环24外壁上凸起弧的凸沿上，使制动环24固定不动实现上锁。

图5b示出上述自旋上锁的拉栓式磁力锁处于开锁状态，开锁状态是上锁状态向自由状态过渡的状态。由于电机271通电，电机271的心轴旋转带动拨盘272旋转，使拨盘272上导引槽的较小宽度部分旋转到插销26上的凸块261处，进而使插销26靠近制动环24的一端处于缩回状态，释放制动环24。此时开锁的人施加外力拉拔拉栓21，拉栓21的端头凸缘向外推挤套筒22上的滚珠，进而滚珠挤压制动环24的侧壁内表面，使制动环24反转回其内壁的大孔径部分面对套筒22侧壁上的孔221及滚珠的位置，同时制动环24带动旋转件25同步旋转，旋转件25顶起套筒内塞22上的销轴231，从而带动套筒内塞22在套筒23内轴向向上移动回原位。此时拉栓21可以从套筒22中拔出从而打开门。

图5c和图5d示出从图5a的上锁状态向图5b的开锁状态过渡的过程。

当然，本发明的自旋制动的拉栓式磁力锁也容易实现断电开锁、通电上锁的常开模式，只要调整拨盘272连接在电机271上时的相对定位，即相对于上述拨盘272的定位旋转180°安装在电机271的心轴上。

Claims (9)

1.一种自旋上锁的拉栓式磁力锁，包括固定在门一侧的垂直凸起的顶端带凸缘的拉栓(21)、固定在门另一侧的上开口能插入拉栓(21)的套筒(22)、在套筒(22)内能相对套筒轴向移动的套筒内塞(23)、套置在套筒(22)外的制动环(24)、以及在制动环(24)和套筒(22)之间能与制动环(24)同步旋转的旋转件(25)，其中，套筒(22)和制动环(24)上具有互相配合调节该套筒(22)一部分内部空腔的孔径的机构，该机构一方面包括套筒(22)侧壁上开有的多个孔(221)和在各个孔(221)中放置的滚珠，另一方面在制动环(24)的侧壁内表面形成沿周向分布的孔径不同的部分，其特征在于，该拉栓式磁力锁还包括与制动环(24)轴向垂直延伸并且一端与制动环(24)外壁上的径向变形区域(241)相配合以止转或释放制动环(24)的插销(26)、以及插销驱动组件(27)，其中，旋转件(25)能在拉栓(21)向下力的作用下由套筒内塞(23)带动旋转并能在拉栓(21)向上力的作用下由制动环(24)带动回转；

其中，插销(26)的一端设有相对于插销(26)的轴向垂直凸起的凸块(261)，插销驱动组件(27)包括电机(271)和与电机(271)的心轴相连的拨盘(272)，拨盘(272)的外周壁上靠近电机(271)的一侧形成径向凸起的凸缘，从而使外周壁另一侧形成径向凹陷的导引槽，拨盘(272)上的导引槽沿着拨盘周向包括宽度不同的部分。

2.如权利要求1所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，机构架(203)固定在锁壳(202)内，插销(26)位于机构架(203)的与制动环(24)轴向垂直延伸的插槽(2031)中。

3.如权利要求2所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，插销(26)靠近制动环(24)的一端至少在伸出状态时从插槽(2031)在机构架(203)侧壁上的开口露出。

4.如权利要求2所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，在插销(26)远离制动环(24)的一端和机构架(203)的侧壁之间设有插销复位弹簧(262)。

5.如权利要求1所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，拨盘(272)安装的位置使插销(26)上的凸块(261)卡在拨盘(272)的导引槽中。

6.如权利要求1或5所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，从导引槽宽度最大的部分到导引槽宽度最小的部分之间有向远离制动环(24)的方向导引槽宽度逐渐减小的过渡部分。

7.如权利要求1所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，制动环(24)内壁上每个最小孔径部分的一侧通过缓坡向最大孔径部分过渡，另一侧通过陡坡向最大孔径部分过渡。

8.如权利要求1所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，制动环(24)外壁上的径向变形区域(241)为沿其外壁周向延伸的凸起弧。

9.如权利要求1所述的拉栓式磁力锁，其特征在于，拉栓(21)底部设有凸缘(211)，拉栓(21)的底部凸缘(211)容纳于底架(201)内的拉栓安装腔(2011)中，拉栓安装腔(2011)在底架(201)的一个侧面有开口(2012)，拉栓(21)的底部凸缘(211)的直径大于该开口的直径并且小于拉栓安装腔(2011)的直径。