CN104662219A - 具有门存在感测的设备闩锁 - Google Patents

Abstract

一种用于设备的门锁定机构设置了可以通过致动器(21)在延伸位置与缩回位置之间移动的锁闩(30)。锁闩止动机构根据在缩回之前锁闩如何延伸的而阻挡在两个位置之一处于缩回的锁闩移动。按这种方式当门(12)不存在时，锁闩自动地缩回，因为这样使得不需要直接感测锁闩的额外延伸和超程位置，降低了控制器(19)的复杂度或减少了布线。

Description

具有门存在感测的设备闩锁

相关申请的参见引用

本申请要求2012年10月9日提交的美国临时申请61/711,418的权益，并据此将该申请的内容以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及洗衣机等，并且具体地涉及门锁定机构。

背景技术

洗衣机的旋转循环通过使衣物在旋转筒中高速旋转而将湿衣物离心除水。为了减少在旋转循环期间使用者受伤的可能性，已知使用电子致动锁来将洗衣机门保持于关闭位置。

转让给本受让人并据此以引用的方式并入的第6,363,755；5,823,017和5,520,424号美国专利描述了若干锁定机构。理想的是，锁定机构将洗衣机门上可能会钩住衣物或减少进入旋转筒的突出部件减少到最低限度，并且其被简单地并入洗衣机壳体内。

指示洗衣机门为打开或关闭状态的信号可用于在锁定锁闩被接合之前确保门是关闭的。这种信号可由与洗衣机门通信的开关来提供。理想的是，这种开关不能轻易被破坏，当与具有正常制造公差的其它洗衣机部件一起使用时操作可靠，并且对水和污垢的污染有抵抗力。

美国专利7,493,783(据此以引用的方式并入)描述了一种可通过以下方式感测门是否关闭的门锁，即辨别锁闩的“超程”位置和锁闩的“接合”位置，前者可发生于当锁闩延伸且门向上并因此不阻挡锁闩的延伸时，后者发生于当门向下且锁闩被门接纳而阻挡锁闩过度延伸之时。通过辨别分别指示解除锁定位置、超程位置和锁定位置的三种电信号，设备控制器可以确定在锁闩接合门的情况下门被正确锁定。

许多现有的控制器不具有容纳更多的信号并通过使锁缩回而对这些信号作出响应的能力。作为另外的选择，可能期望的是避免将超程位置传送给设备控制器所必需的额外布线。

发明内容

本发明提供一种改进的锁闩致动器，其可以不再需要感测超程位置并对其作出反应，从而允许将其用在常规的洗衣机控制系统中而不需要另外布线以传送超程信号。在锁闩移动以将门锁定的适当顺序的情况下，锁闩将仅在门关闭时才处于锁定位置，否则将处于解除锁定位置。按这种方式，常规的控制信号可以被容纳。此外，使用仅两个信号可减少控制器与锁之间的布线。

则具体而言，本发明提供一种用于具有门的家用设备的电动锁，当门处于关闭位置时，该门可以通过接纳自设备框架延伸的锁闩而被锁定，该设备框架由处于关闭位置的门接纳。电动锁包括可固定于设备框架的锁壳体和锁闩，该锁闩附接成可相对于壳体移动，以当门关闭时向外延伸到锁定位置，并且当门关闭时向内缩回到解除锁定位置从而允许门移动到打开位置。致动器系统与锁闩通信，以基于自外部设备控制装置接收的至少一个信号来将锁闩朝锁定位置和解除锁定位置交替地推动。锁闩止动机构与锁闩关联，以根据锁闩的即刻先前延伸而阻挡锁闩在锁定和解除锁定位置之一处的缩回移动。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供一种当门未关闭时自动缩回锁闩的门感测锁。按这种方式不需要设备控制器的另外的信号和/或另外的控制逻辑。

当门未处于关闭位置时锁闩可延伸到超程位置，并且当门处于关闭位置时延伸到比超程位置延伸少的锁定位置，并且锁闩止动机构可根据在锁闩的即刻先前的延伸中锁闩是移动到锁定位置还是超程位置来阻挡锁闩在锁定和解除锁定位置之一的缩回移动。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是通过利用锁闩延伸距离来感测门的位置而不需要另外的传感器。

当门阻挡锁闩在延伸中的先前行进时，锁闩止动机构可阻挡锁闩在锁定位置的缩回移动，并且当门不阻挡锁闩在延伸中的先前行进时锁闩止动机构阻挡锁闩在解除锁定位置的移动。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是允许仅当门关闭时锁定锁闩的位置，否则自动地缩回锁闩。

锁还可以包括提供唯一地识别锁闩处于锁定位置的电信号的触点。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供大多数控制器用以控制设备的操作的传统“锁定”信号。

触点可仅提供唯一地识别锁闩处于锁定位置而不区别锁闩是处于超程位置还是解除锁定位置的电信号。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是通过以下方式减少锁与控制器之间的配线成本，即简化需要在其间进行通信的信号。

作为另外的选择，触点提供唯一地识别锁闩处于解除锁定位置的第二电信号。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供一种灵活设计，其能提供附加的解除锁定确认连同自动的锁闩缩回。

锁闩止动机构可以是轨道和轨道随动器，当锁闩被门阻挡时该轨道和轨道随动器一起提供具有连续的延伸和缩回循环的双稳定性，并且当锁闩未被门阻挡时提供具有连续的延伸和缩回循环的单稳定性。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供一种在如果门不在适当位置的情况下实现自动缩回锁闩的必要逻辑的简单机械元件。

随动器是挠性弹簧的末端。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供一种针对双稳定机构的正确操作而不需要特定取向的机构。

轨道可以在锁闩上。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是通过将机构的一部分合并到锁闩本身中来利用锁闩的长度(extent)的优点。

致动器系统可包括电动马达。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供与双稳定机构相容的快速低噪声致动。

马达可以是DC永磁马达。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供如下的简单方法，即(例如)通过对电机反转极性而提供锁闩止动机构所需的两个方向的致动。

马达可通过接合锁闩上的齿条的马达的轴上的小齿轮与锁闩关联。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是提供一种马达，该马达具有提供足以防止马达齿槽效应的机械优点的线性转换机构。

电动锁还可以包括不依赖于锁闩位置而感测门是否处于关闭位置的门传感器。

因此本发明的至少一个实施方案的特征是在未致动锁的时段期间允许检测门位置(例如)以响应于门被打开而控制装填循环。

这些特定的目标及优点可以仅适用于属于权利要求以内的一些实施方案，因此不限定本发明的范围。在阅读了以下的详细描述、权利要求书和附图后，本领域技术人员将会显而易见本发明的其它特征及优点，在附图中同样的标号用于表示同样的特征。

附图说明

图1是适合采用本发明的顶装式洗衣机的立体图，示出了在洗衣机的打开的门的一侧上的锁舌片开口和用于当门关闭时接合其的锁闩；

图2是门和洗衣机的靠近图1的锁闩的部分的局部剖视图，示出了在门槽下面的锁定机构的支承；

图3是图2的锁闩的简化顶部平面图，其延伸穿过门槽的壁以接合门的锁舌片，并且示出了锁闩的解除锁定位置、锁定位置和超程位置，并且进一步示出了连接于锁闩的电开关的对应状态，提供有关锁闩是否处于解除锁定、锁定和超程的三种位置中的任一种位置的独特指示；

图4是观察锁闩的下侧的立体图，示出了用于延伸和缩回锁闩的电动机和齿条与小齿轮机构，并且示出了根据门的存在与否控制锁闩的静止位置的心形轨道和布线随动器，并且示出了与锁闩通信用于检测锁闩位置的电开关；

图5是图4的电开关的局部顶视图。

图6a至图6f是处于各种位置的图4的锁闩的心形轨道的图示，它们一起提供了针对其中门存在与否这两种状况时心形轨道相对于布线随动器的移动的图示，示出了在这些移动期间传感器开关的状态；以及

图7是便于双稳定操作的图5的心形轨道的坡道及水平的详细立体图。

在详细解释本发明的实施方案之前要理解的是，本发明的应用并不局限于以下说明书中给出或附图中示出的部件的构造及布置细节。本发明能够有其它的实施方案，并且能够以各种方式予以实践或实施。另外，要理解的是，本文所用的措辞和术语是用于描述的目的而不应被视为具有限制意义。使用“包括(including/comprising)”及其变化形式意指涵盖此后所列出的项目及其等同项目以及另外的项目及其等同项目。

具体实施方式

现在参考图1，适合采用本发明的顶装式洗衣机10设置了支承绕水平门铰链轴线14向上开的门12的壳体11。门铰链轴线14的位置靠近洗衣机10的壳体11的顶部后边缘，使得门12的前边缘16可抬起和落下，以暴露和盖住壳体11中的开口20，通过该开口可将衣物投入旋转筒(未显示)内。本领域普通技术人员显而易见的是，前装式洗衣机(未显示)也适合采用本发明。

洗衣机10可包括例如与控制器19(例如，执行存储程序的微处理器等)通信而控制洗衣机10的循环操作的用户控制装置15。控制器19可控制实现设备洗涤功能的设备致动器21，例如旋转筒马达、水阀等。控制器19可进一步与电动锁23通信，该电动锁附接于壳体11并用来在控制器19的控制下将门12锁定在关闭位置，并且可以包括门位置传感器，如将要讨论的那样。

现在参考图2，当门12处于关闭位置时，其可就位在门槽18内，门槽18具有围绕门12的竖直壁22的竖直壁32并且具有门12的下表面可坐落于其上的水平壁架17。靠近门12的前边缘16的门12的竖直壁22设置了具有锁闩孔26的锁舌片板24。

还参考图3，锁闩孔26尺寸设定成接纳自电动锁23的壳体25沿轴线62水平通过的锁闩30的横向延伸部40的前缘28。当门12关闭时，锁闩30自壳体25延伸穿过与锁舌片板24相对的门槽18的竖直壁32。当锁闩30的前缘28接合在锁闩孔26中时，由于锁闩孔26的下边缘与前缘28的下表面相抵触，门12不可能如箭头36所指示的那样被竖直抬起。

当门12关闭时，可通过锁闩孔26后面的止动件34阻挡锁闩30的前缘28进一步延伸。然而当门12打开时，不再受止动件34阻挡的前缘28可移动到过度延伸位置，如将要描述的那样。

现在参考图3、4和5，如将要在下面详细讨论的那样，锁闩30经由侧臂46(示意地显示于图3)与触点组52关联。触点组52提供双掷开关，其中杆54(附接于侧臂46)在相应的端子56a、56b和56c之间互连，所述端子塑造在相对于壳体25固定的印刷电路板57的上表面上。

端子56a和56b由处于锁定位置(B)的导电杆54结合，其中在锁定位置(B)，前缘28接合锁闩孔26而紧靠止动件34，但是当前缘28自锁闩孔26移开时，处于解除锁定位置(A)则在端子56a与56b之间断开连接而在相应的端子56c与56b之间互连。在超程位置(C)，其中当门12打开时前缘未被止动件34阻挡而延伸到锁定位置之外，杆54只连接到端子56a。因此，解除锁定位置可以被唯一地确认，但是借助经附接于端子56a和56c的分开的导体59(以及附接于端子56b的共同导体)传送的信号不能明确地区别锁定位置和超程位置，所述导体传送两种信号，即锁定信号96和解除锁定/超程信号91。

现在参考图4，锁闩30可借助于齿条传动装置64沿轴线62被驱动，该齿条传动装置64设置在锁闩30的下表面上由小齿轮66驱动，小齿轮66由附接于壳体25的DC永磁马达68转动。在锁闩30与触点组52之间关联的臂46可以自锁闩30的下表面延伸并在支承元件70的下面以悬臂的方式通过，其后者向上穿过印刷电路板57中的狭槽50以与上述的触点组52的杆54相结合。

可以在锁闩30的在齿条传动装置64的那一侧的下表面上借助于凹槽设置心形轨道72。作为布线形式75的一部分的向上延伸的销74可通常垂直于轴线62横向弯曲，但沿轴线62相对于壳体25可以是相对不可弯曲的。销74可装配在心形轨道72的凹槽中以限制锁闩30随着由马达68驱动而相对于壳体25运动，如下文将要描述的那样。

当锁闩30的运动受到销74(或者受到图3中所示的门中的止动件34)的限制时，马达68可简单地停转短暂的一段时间并进行限流(例如，通过内电阻)以允许适应停转状态。按这种方式马达68可由设备控制器(未显示)以“开路方式”驱动。

印刷电路卡的上表面可保持用于检测由门12的关闭引起的磁场变化的簧片开关61，如2009年2月24日颁布的转让给本发明的受让人的美国专利7,493,783中所描述的那样，该专利的内容据此以引用的方式并入。按这种方式，簧片开关61提供单独的门关闭信号，指示门12处于打开还是关闭状态。

现在参考图6a，随着处于解除锁定位置的锁闩30自门12完全撤出，销74将处于在多路径心形轨道72的轴向轨道77的一个最末端的解除锁定区76，靠近锁闩30的前缘28。在此位置，销74将阻止锁闩30进一步缩回。

当门12关闭并且电机68借助于来自设备控制器19的马达电流82的正极性脉冲80反转时，锁闩30将延伸以碰撞止动件34(示于图3)，并且销74将移动到邻近心形轨道72的分支交叉轨道83的锁定区78，如箭头84所指示的那样。如所指出的那样，锁闩30与止动件34的紧靠阻挡了锁闩30的进一步运动。还参考图7，当销74邻近分支交叉轨道83时，其将通过并由布线形式75的弹簧偏置推动下落(相对于锁闩30)在心形轨道72中的壁架81上。

参考图6b和7，由中央控制器19提供的马达电流82的反极性脉冲86此时将使销74随着由壁架81引导而移入交叉轨道83。在那里，销74被顶端缺口85捕捉，如箭头87所指示的那样，阻止了锁闩30进一步缩回并保持锁闩30与门12的锁闩孔26之间的接合。在到达顶端缺口85时，销74落在壁架88上，阻挡其沿交叉轨道83退回。

暂时还参考图3，当销74被认为在锁定区78内时，触点组52可提供指示锁处于解除锁定区76的解除锁定信号96。由于公差的原因，不存在解除锁定信号96用于确认销74在锁定区78的区域中的正确位置。

参考图6c和7，在锁定门12的最后步骤中的设备控制器19此时可提供另一正极性脉冲90给马达68，该马达如箭头92所指示的那样将销74移动到大致平行于轴向轨道77但移到其旁侧的第二轴向轨道94内的位置。在到达第二轴向轨道94时，销落在壁架93上，阻止缩回进入交叉轨道83。这个新位置仍然邻近交叉轨道83，锁闩30的进一步延伸受到图3中所示的止动件34的阻挡。这个位置提供了锁闩30与锁闩孔26完全接合的锁定，尽管制造公差造成门12与壁32的间隔可能会有变化。仅当通过以下方式已确认门处于适当位置时才可提供这个最后的正极性脉冲90，即检查没有通过端子56b和56c的互连的连续性，也就是说没有解除锁定信号96。参考图6d和7，当期望将门12解除锁定时，可以对马达68施加另一反极性脉冲98，这个电流82使销74如箭头100所指示的那样沿轴向轨道94移动返回到解除锁定区76。

现在参考图6e并考虑其中门12打开并且止动件34移位而不与锁闩30相互作用的情况(与图3中所示的情况相反)，当锁闩30处于完全解除锁定位置而销74在解除锁定区76中时可以对马达68施加正脉冲80。如同图6a的情况，这个脉冲80将使销74沿轴向轨道77移动，但在这种情况下越过交叉轨道83到在轴向轨道77的相对端的超程区102，如箭头104所指示的那样。在到达这个超程区102时，销必须落在壁架101上，即使用旁路轨道106。随后的反极性脉冲86此时将使销74由壁架104引导沿旁路轨道106从轴向轨道77通往轴向轨道94以经过全程回到解除锁定区76，如绕过锁定区78的箭头108所指示的那样。

不同于针对图6b所描述的情况，在负脉冲86结束时，销74将不在锁定区78中，而是在解除锁定区76，并且因此在这些运动结束时在解除锁定信号线96上将有信号，清楚地有别于图6b的情况并指示门12未处于关闭位置。这一确定将使马达控制器取消后续脉冲90和98并可用于防止设备马达(如洗衣盆马达等)的启动。要是随后关闭门12的话，锁闩缩回到解除锁定区76使之不会妨碍到门。

由上面的讨论可知，控制器19可在脉冲80和86之后检查触点组52，以确定是否应按正确锁定的方式启动设备而不需要进行另外的分析或缩回锁闩30。

明确预期的是，本发明不限于本文所包含的实施方案和例示，而是包括这些实施方案的修改形式，包括部分实施方案以及属于以下权利要求范围内的不同实施方案的要素的组合。本发明的各种特征陈述于以下权利要求中。应当理解的是，本发明不将其应用限于本文所陈述的部件构造及布置细节。本发明能够有其它的实施方案并且能够以各种方式予以实践或实施。前述内容的变化及修改属于本发明的范围之内。还要理解的是，本文所公开和限定的发明可扩展到正文和/或附图所提到的或者由正文和/或附图显而易见的个别特征中的两项或更多项的所有可供选择的组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可供选择的方面。本文描述的实施方案解释已知用于实施本发明的最佳模式，并且使本领域的其他技术人员能够利用本发明。

Claims (17)

1.一种用于具有门的家用设备的电动锁，当门处于关闭位置时，该门可以通过接纳自设备框架延伸的锁闩而被锁定，该设备框架由处于关闭位置的门接纳，所述电动锁包括：

可固定于设备框架的壳体；

锁闩，该锁闩附接成可相对于壳体移动，以当门关闭时相对于设备框架向外延伸到锁定位置，从而将门锁定于关闭位置，以及当门关闭时相对于设备框架向内缩回到解除锁定位置以将门解除锁定，从而允许门移动到打开位置；

致动器系统，该致动器系统与锁闩通信，以基于自外部设备控制装置接收的至少一个信号来交替地将锁闩朝锁定位置和解除锁定位置推动；以及

锁闩止动机构，该锁闩止动机构与锁闩关联，以根据锁闩的即刻先前延伸而阻挡锁闩在锁定和解除锁定位置之一处的缩回移动。

2.根据权利要求1所述的电动锁，其中当门未处于关闭位置时锁闩延伸到超程位置，并且当门处于关闭位置时锁闩延伸到比超程位置延伸少的锁定位置，并且其中锁闩止动机构根据在锁闩的即刻先前延伸中锁闩是移动到锁定位置还是超程位置来阻挡锁闩在锁定和解除锁定位置之一处的缩回移动。

3.根据权利要求2所述的电动锁，其中当门阻挡锁闩在延伸中的先前行进时锁闩止动机构阻挡锁闩的缩回移动，并且当门不阻挡锁闩在延伸中的先前行进时锁闩止动机构阻挡锁闩在解除锁定位置处的移动。

4.根据权利要求3所述的电动锁，还包括提供识别锁闩未处于锁定位置的电信号的触点。

5.根据权利要求4所述的电动锁，其中触点提供识别锁闩处于锁定位置或超程位置的电信号。

6.根据权利要求4所述的电动锁，其中触点提供唯一地识别锁闩处于解除锁定位置的第二电信号。

7.根据权利要求3所述的电动锁，其中锁闩止动机构是轨道和轨道随动器，当锁闩被门阻挡时该轨道和轨道随动器一起提供具有连续的延伸和缩回循环的双稳定性，并且当锁闩未被门阻挡时提供具有连续的延伸和缩回循环的单稳定性。

8.根据权利要求7所述的电动锁，其中随动器是挠性弹簧的末端。

9.根据权利要求7所述的电动锁，其中轨道在锁闩上。

10.根据权利要求1所述的电动锁，其中致动器系统包括电动马达。

11.根据权利要求10所述的电动锁，其中马达是DC永磁马达。

12.根据权利要求10所述的电动锁，其中马达通过接合锁闩上的齿条的马达的轴上的小齿轮与锁闩关联。

13.根据权利要求1所述的电动锁，还包括触点，所述触点在锁闩处于锁定位置或超程位置时提供第一信号，并且当锁闩处于解除锁定位置时提供第二信号，第一和第二信号作为在单个导体上存在或不存在电压被传送。

14.根据权利要求1所述的电动锁，还包括不依赖于锁闩位置而感测门是否处于关闭位置的门传感器。

15.一种将具有门的家用设备的门锁定的方法，当门处于关闭位置时，门可以通过接纳自设备框架延伸的锁闩而被锁定，该框架由处于关闭位置的门接纳，所述方法包括提供的以下步骤：

(a)电动锁，该电动锁具有：

可固定于设备框架的壳体；

锁闩，该锁闩附接成可相对于壳体移动，以当门关闭时相对于设备框架向外延伸到锁定位置，从而将门锁定于关闭位置，以及当门关闭时相对于设备框架向内缩回到解除锁定位置以将门解除锁定，从而允许门移动到打开位置；

致动器系统，该致动器系统与锁闩通信，以基于自外部设备控制装置接收的至少一个信号来将锁闩朝锁定位置和解除锁定位置交替地推动；以及

锁闩止动机构，该锁闩止动机构与锁闩关联，以根据锁闩的即刻先前延伸而阻挡锁闩的缩回移动；

(b)当应该将门锁定时在设备循环的一部分处给电动锁通电，以朝锁定位置推动锁闩；

(c)在步骤(b)之后给电动锁通电以朝解除锁定位置推动锁闩；

(d)在步骤(c)之后感测锁闩位置；以及

(e)如果在步骤(d)处锁闩不在所感测到的位置处，则阻止操作设备的至少一项功能。

16.根据权利要求15所述的方法，其中电动锁还包括触点，所述触点在锁闩处于锁定位置或超程位置时提供第一信号，并且当锁闩处于解除锁定位置时提供第二信号，第一和第二信号作为在单个导体上存在或不存在电压被传送，并且其中步骤(d)通过检测第一和第二信号之一来感测锁闩位置，并且其中当步骤(d)感测到第二信号时，步骤(e)阻止操作设备的至少一项功能。

17.根据权利要求16所述的方法，其中电动锁还包括不依赖于锁闩位置而感测门是否处于关闭位置的门传感器，并且其中如果在步骤(d)处锁闩不处于锁定位置或者门传感器指示门不处于关闭位置，则步骤(e)阻止操作设备的至少一项功能。