KR102401248B1 - 기구, 조립체, 및 전자 잠금 시스템 - Google Patents

기구, 조립체, 및 전자 잠금 시스템 Download PDF

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앤더스 쾨스터
다니엘 스카프
로빈 맥고우간
헨릭 스벤손
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아싸 아브로이 에이비
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Abstract

본 발명은 전자 잠금 시스템(156)을 위한 해제 기구로서, 해제 기구(10)는 입력 부재(14) 및 출력 부재(16)가 상대 회전에 대항하여 잠금되고 잠금 부재가(20)가 입력 부재 리세스(42) 및 출력 부재 리세스(46)에 위치될 때 잠금 링 개구(22) 내에서 함께 회전할 수 있도록 구성되고, 잠금 부재(20)가 잠금 링 리스세(26) 및 출력 부재 리세스(46)에 위치될 때 출력 부재(16)가 입력 부재(14)에 대하여 회전하도록 해제되게 구성된다. 프리휠 기구(66) 및 전자 잠금 시스템(156)을 위한 조립체(98) 또한 개시된다.

Description

기구, 조립체, 및 전자 잠금 시스템
본 발명은 전자 잠금 시스템을 위한 조립체 및 기구에 관한 것이다. 특히, 해제 기구, 프리휠 기구, 및 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공된다.
다양한 유형의 전자 잠금 시스템이 알려져있다. 순전한 기계적 잠금장치를 이용하는 대신에, 일부 잠금 시스템은 문 뒤의 공간에 접근을 제공하는 문을 잠금해제하기 위한 잠금 부재의 전자 구동장치(예: 락 볼트)를 포함한다.
또한, 문을 여는 전통적인 키를 사용하는 대신에, 문 뒤의 영역에 사람이 접근하도록 허가하는 다양한 유형의 전자 통신 방법이 알려져있다. 예컨대, RFID 시스템(Raido Frequency Identification System)이 사용될 수 있으며, RFID 시스템의 판독기는 문에 설치되고 태그가 식별될 물체에 의해 운동되거나 물체에 부착된다.
전자 잠금 시스템에 전력을 공급하기 위해서, 소위 "자체-전원" 전자 잠금 시스템이 제안되었으며, 전기는 문 핸들의 기계적 활성화에 의해서 발생하고 이 전기는 전자 잠금 시스템에 전력을 공급하도록 사용된다. 이러한 개념은 에너지 수확으로 또한 알려져있다.
US 2014/0225375 A1은 문 손잡이를 위한 전원 공급 장치를 개시한다. 래치(latch)를 이동하기 위해서 문 손잡이를 회전함으로써, 문 손잡이의 회전 축이 구동 기어를 구동시킨다. 구동 기어의 회전은 전자 잠금장치를 위한 전력을 생산하기 위해서 발전기 샤프트의 회전으로 전환된다. US 2014/0225375 A1의 장치의 단점은 낮은 에너지 효율 및 큰 구조적 디자인이며, 이는 장치를 문에 설치하는 것을 복잡하게 만든다.
본 발명의 일 목적은 전자 잠금 시스템의 에너지 효율을 증가시키는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 컴팩트한 디자인을 가지는 전자 잠금 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 컴팩트한 디자인을 가지는 전자 잠금 시스템을 위한 해제 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 기계적 손실을 감소시키는 전자 잠금 시스템을 위한 해제 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 전자 잠금 시스템의, 예컨대 발전기의 회생의 에너지 효율을 향상시키는데 기여할 수 있는 전자 잠금 시스템을 위한 해제 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가은 단순하고 신뢰성 있는 디자인 및 기능을 가지는 전자 잠금 시스템을 위한 해제 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 에너지 효율을 증가시키는 프리휠 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 기계적 손실을 감소시키는 프리휠 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 에너지 효율을 향상시키는 전자 잠금 시스템을 위한 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 전자 잠금 시스템의 컴팩트한 디자인을 가능하게 하는 전자 잠금 시스템을 위한 조립체를 제공하는 것이다.
일 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 해제 기구로서, 상기 해제 기구는:
잠금 부재; 회전축에 대하여 회전하게 배열된 입력 부재; 회전축에 대하여 회전하게 배열되고 입력 부재 개구에 배열된 출력 부재; 및 잠금 부재를 부분적으로 수용하기 위한 잠금 링 리세스 및 입력 부재를 수용하기 위한 잠금 링 개구를 가지는 잠금 링;을 포함하며, 입력 부재는 잠금 부재를 부분적으로 수용하기 위한 입력 부재 리세스 및 입력 부재 개구를 가지며, 출력 부재는 잠금 부재를 부분적으로 수용하기 위한 출력 부재 리세스를 가지며, 해제 기구는 입력 부재 및 출력 부재가 상대 회전하지 못하게 차단되고 잠금 부재 입력 부재 리세스 및 출력 부재 리세스에 위치될 때 잠금 링 개구 내에서 함께 회전할 수 있도록 구성되며, 해제 기구는 잠금 부재가 잠금 링 리세스에 위치될 때 출력 부재가 입력 부재에 대하여 회전하도록 해제되게 구성되는 해제 기구에 관한 것이다.
출력 부재가 예컨대 스프링에서 특정 장력에 기반하여 해제되는 선행 기술의 해결책과 대조적으로, 본 발명에 따른 해제 기구는 특정 각 위치에서 출력 부재가 해제된다. 즉, 해제 기구는 장력 해제 대신에 위치 해제를 제공한다. 이 방법에서, 출력 부재에 의해서 전달되지 않는 해제에 전용의 임의의 힘이 감소 또는 제거될 수 있다. 이로써, 해제 기구에 의한 해제는, 예컨대 핸들의 수동 작동에 의해서, 좀 더 쉽게 유발될 수 있다. 또한, 해제 기구의 에너지 효율이 향상된다.
해제 기구의 추가 이점은 이 해제 기구는 출력 부재가 항상 동일한 힘으로 해제되도록 할 수 있다는 것이다. 예컨대, 입력 부재가 문 손잡이에 의해서 활성화되는 경우, 출력 부재는 문 손잡이가 매우 느린 활성화를 포함하는 느림 또는 빠른 것에 관계없이 동일한 힘으로 해제될 것이다.
또한, 기어가 입력 부재의 회전 속도로부터 출력 부재의 (예컨대, 증가하는) 회전 속도로 변화시키는 해결책과 대조적으로, 본 발명의 해제 기구는 입력 부재 및 출력 부재는 잠금 부재가 출력 부재 리세스 및 입력 부재 리세스에 위치될 ?? 회전 잠금되기 때문에 기어가 없는 설계를 제공한다.
출력 부재, 입력 부재, 및 잠금 링은 출력 부재 리세스, 입력 부재 리세스, 및 잠금 링 리세스가 회전축에 대하여 수직한 평면에서 정렬되도록 배열될 수 있다. 입력 부재 리세스 및 출력 부재 리세스는 잠금 부재의 치수에 실질적으로 동일한 (예컨대, 약간 큰) 원주방향의 연장부를 가질 수 있다. 잠금 링 리세스는 동일한 원주방향의 연장부를 가질 수 있다. 대안으로, 잠금 링 리세스는 원주방향에서 출력 부재 리세스 및 입력 부재 리세스보다 더 넓을 수 있다. 어떠한 경우에도, 잠금 링 리세스는 잠금 부재가 입력 부재에 대하여 잠금 링을 회전시킴으로써 방사상 내측으로 가압될 수 있도록 경사 또는 굽어진 단부 표면을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해제 기구는 복수의 잠금 부재(예: 2개, 3개), 이에 상응하는 수의 입력 부재 리세스, 출력 부재 리세스, 및 잠금 링 리세스를 포함할 수 있다. 잠금 부재의 수의 증가는 각 잠금 부재에 표면 로드를 감소시킨다.
잠금 부재는 스프링 또는 자석과 같은 편향 부재에 의해서 출력 부재 리세스로부터 멀어지게 방사상 외측으로 편향될 수 있다. 대안으로, 출력 부재 리세스는 출력 부재가 입력 부재에 대해 회전할 때 잠금 부재가 방사상 외측으로 가압되도록 경사진 표면을 포함할 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 해제 기구는 잠금 부재가 중력에 의해서 출력 부재 리세스로부터 떨어지도록 구성될 수 있다.
출력 부재 리세스의 방사상 연장부 및 입력 부재 리세스의 방사상 연장부의 합은 잠금 부재의 방사상 연장부에 실질적으로 상응할 수 있다. 또한, 입력 부재 리세스의 방사상 연장부 및 잠금 링 리스세의 방사상 연장부의 합은 잠금 부재의 방사상 연장부에 실질적으로 상응할 수 있다. 예컨대, 출력 부재 리세스, 입력 부재 리세스, 및 잠금 링 리세스의 각 방사상 연장부는 잠금 부재의 방사상 연장부의 1/2일 수 있다.
출력 부재는 회전축에 대하여 회전되게 배열된 샤프트와 회전되게 결합될 수 있어서, 출력 부재는 회전축에 대하여 샤프트에 대하여 회전할 수 있다. 샤프트는 회전축과 공통 회전되기 위해서 입력 부재와 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결, 또는 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 전체에 걸쳐서, 대안으로, 전자 잠금 시스템은 또한 전자 기계적 잠금장치로 명명될 수 있다.
해제 기구는 고정 구조체, 및 입력 부재 및 고정 구조체 사이의 상대 회전에 대항하는 반발력을 제공하는 편향 부재를 더 포함할 수 있다. 편향 부재는 프리로드(preload)될 수 있다. 본 발명에 따른 프리로드는 예압(pretension)으로 구성될 수 있다.
해제 기구의 각 잠금 부재는, 예컨대 볼 또는 실린더의 금속 몸체와 같은 강성 몸체로 구성될 수 있다.
본 발명 전체에 걸쳐, 잠금 링은 대안으로 잠금 슬리브로 언급될 수 있다. 각각의 입력 부재 및 출력 부재는 일반적으로 원형 또는 일반적으로 원형인 부분을 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 에너지 효율은 기계적 효율뿐만 아니라 에너지 전환 효율(예: 기계 에너지를 전기 에너지로 변환)을 모두 포함한다.
해제 기구는 입력 부재 및 잠금 링 사이의 상대 회전에 대항하는 반발력을 제공하는 편향 부재를 더 포함할 수 있다. 일 변형에 따르면, 편향 부재는 인장 스프링이다. 대안의 변형으로, 편향 부재는 압축 스프링 또는 스프링 이외의 편향 부재, 예컨대 끌어당기거나 미는 자석이다. 편향 부재가 인장 스프링인 경우, 인장 스프링은 잠금 링의 외부 원주방향의 프로파일의 일부 주위에 놓일 수 있다.
또한, 잠금 링은 회전축에 대하여 회전하도록 배열될 수 있다. 해제 기구는 잠금 링을 수용하기 위한 고정 구조체 및 고정 구조체 내에 잠금 링의 제한된 회전을 위한 차단 구조체를 더 포함할 수 있다. 일부 비-제한적인 예시들에서, 차단 구조체는 시작 위치로부터 40도, 38도 내지 42도, 35도 내지 45도까지 고정 구조체 내에서 잠금 링의 상대 회전을 제한할 수 있다.
차단 구조체는 잠금 링 상에 잠금 링 차단 돌출부를 더 포함할 수 있다. 잠금 링 차단 돌출부는 고정 구조체 내에 잠금 링의 상대 회전을 제한하기 위한 고정 구조체의 정지부, 예컨대 슬롯(slot)의 단부 또는 돌출부에 대항하여 정지시키도록 배열될 수 있다.
대안으로, 또는 추가로, 고정 구조체는 출력 부재가 해제되었을 때 회전축에 대하여 출력 부재의 회전을 제한할 수 있다. 이 방법으로, 출력 부재는 시작 위치에서 정지될 수 있다. 이를 위해, 고정 구조체는 출력 부재의 회전을 정지시키기 위한 하나 이상의 정지부를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 출력 부재는 환형부 및 회전축을 따라 횐형 부 옆에 캠 프로파일을 포함할 수 있으며, 출력 부재 리세스는 환형부 상에 구비된다. 출력 부재의 캠 프로파일 및 환형부는 일체로 형성 또는 고정되게 부착될 수 있다. 출력 부재의 캠 프로파일은 고정 구조체의 상응하는 고정 정지부와 결합하기 위한 (출력 부재가 회전할 때 움직일 수 있는) 하나 이상의 이동 가능한 정지부를 포함할 수 있다.
고정 구조체는 하우징 또는 하우징의 일부로 구성될 수 있다. 하우징은 일반적으로 원통형 형상을 가질 수 있다.
해제 기구는 입력 부재 및 잠금 링 사이의 상대 회전을 제한하기 위한 제한 구조체를 더 포함할 수 있다. 제한 구조체는 잠금 링에 홈에 수용된 입력 부재 상의 입력 부재 돌출부를 포함할 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 제한 구조체는 적어도 5도의 잠금 링 및 입력 부재 사이의 상대 회전은 가능할 수 있다. 입력 부재 돌출부는 잠금 링 홈을 통하여 방사상 외측으로 연장할 수 있다. 이 방법에서, 스프링은 잠금 링의 방사상 외측에서 인력 부재 돌출부에 부착될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 잠금 링은 스프링이 부착될 잠금 링 차단 돌출부로 구성된다. 상기 돌출부 및 입력 부재 돌출부는 예컨대 방사상 외측으로 연장하는 핀으로 구성될 수 있다.
입력 부재, 출력 부재, 및 잠금 링은 회전축과 동심인 샤프트가 해제 기구를 통과할 수 있도록 중공일 수 있다. 이는 해제 기구를 포함하는 전자 잠근 장치의 컴팩트한 디자인에 기여한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 본 발명에 따른 해제 기구를 포함하는 전자 잠금 시스템을 위한 조립체를 제공한다. 상기 조립체는 입력 부재와 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결 또는 일체로 형성된 샤프트를 포함한다.
기어가 샤프트의 회전 속도로부터 입력 부재의 (예컨대, 증가하는) 회전 속도를 변화시키는 해결책과 대조적으로, 이 양태의 조립체는 샤프트가 입력 부재와 회전되게 고정된 경우 조립체의 기어없는 다자인을 제공한다. 샤프트는 하나 또는 두 개의 핸들에 의해서 활성화될 수 있다. 각 핸들은 샤프트와 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결 또는 일체로 형성될 수 있다.
조립체는 본 발명에 따른 프리휠 기구 및/또는 발전기를 더 포함할 수 있다. 이러한 조립체가 하나의 핸들을 포함하는 경우, 프리휠 기구 및/또는 발전기는 회전축을 따라 해제 기구 및 핸들 사이에 배열될 수 있다. 예컨대, 조립체는, 회전축을 따르기 위해서, 핸들, 발전기, 및/또는 프리휠 기구 및 해제 기구, 또는 핸들, 해제 기구 및 발전기 및/또는 프리휠 기구를 포함할 수 있다. 각 경우에, 조립체는 제1 핸들의 맞은편 측면에 추가 핸들을 포함할 수 있다.
조립체는 입력 부재와 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결 또는 일체로 형성된 적어도 하나의 핸들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 핸들은 회전축에 대한 입력 부재의 회전이 사용자의 손에 의해서 활성화되기에 적합한 임의의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 활성화 요소는 긴 형태(예: 전통적인 문 손잡이) 또는 손잡이(knob)로 구성될 수 있다. 핸들은 입력 부재에 직접적 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 일 변형에 따르면, 핸들은 샤프트의 각 단부에 고정되게 연결되며, 샤프트는 입력 부재에 고정된다. 각 핸들은 입력 부재의 회전축에 대하여 회전하게 배열될 수 있다.
조립체는 로터를 가지는 발전기를 더 포함할 수 있다. 출력 부재의 회전은 전기 에너지를 발생시키도록 로터의 회전으로 전환될 수 있다. 전기 에너지는 조립체에 포함되거나 포함되지 않을 수있는 배터리, 커패시터 또는 슈퍼-커패시터 등에 저장 될 수 있다. 출력 부재의 회전은 예를 들어 본 발명에 따른 프리휠 기구를 통해 발전기의 로터에 전달 될 수 있다.
추가 양태에 따르면, 회전축에 대하여 회전하도록 배열된 구동 부재; 회전축에 대하여 회전하도록 배열된 피동 부재; 및 적어도 하나의 멈춤쇠가 톱니와 접촉하는 접촉 위치 및 적어도 하나의 멈춤쇠가 톱니와 접촉하지 않는 비-접촉 위치 사이에 이동을 위한 피동 부재에 의해서 이동 가능하게 지지되는 적어도 하나의 멈춤쇠;를 포함하는 프리휠 기구로서, 구동 부재는 톱니를 구비한 방사상 외측 프로파일을 포함하며, 피동 부재가 회전 속도 임계값 이상의 속도로 회전하고 구동 부재가 감속하기 시작할 때 적어도 하나의 멈춤쇠가 적어도 하나의 멈춤쇠에 작용하는 원심력으로 인해 비-접촉 위치를 채택하도록 프리휠 기구는 구성되며, 피동 부재가 회전 속도 임계값 이하의 속도에서 회전할 때 적어도 하나의 멈춤쇠가 접촉 위치를 채택하도록 프리휠 기구는 구성되는 프리휠 기구가 개시된다.
일부 선행 기술의 프리휠 기구(예:라쳇 프리휠)에서, 구동 디스크의 회전 속도가 피동 디스크의 회전 속도 보다 낮을 때 피동 디스크의 멈춤쇠는 구동 디스크의 톱니 위로 미끄러진다.
본 발명의 프리휠 기구는 구동 부재의 회전 속도가 감소하기 시작할 때 적어도 하나의 멈춤쇠가 회전 속도 임계값을 넘어 피동 부재의 회전 속도에서 비-접촉 위치로 이동하도록 구성되어서, 상기 종류의 마찰 손실은 적어도 하나의 멈춤쇠 및 톱니 사이의 기계적 접촉이 없기 때문에 제거될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 멈춤쇠가 비-접촉 위치를 채택할 때(즉, 구동 부재가 피동 부재를 구동하는 것이 불가능할 때) 구동 부재가 피동 부재로부터 작동 해제될 뿐만 아니라, 적어도 하나의 멈춤쇠눈 또한 기계적으로 적어도 하나의 멈춤쇠가 비-접촉 위치를 채택할 때 톱니상에서 튀거나 미끄러지지 않는다.
구동 부재 및 피동 부재가 고정될 때, 적어도 하나의 멈춤쇠는 피동 부재의 회전속도가 피동 부재의 회전 속도 임계값 이하이기 때문에 적어도 하나의 멈춤쇠는 접촉 위치를 채택할 것이다.
구동 부재가 가속하기 시작할 때, 적어도 하나의 톱니의 구동 표면은 적어도 하나의 멈춤쇠의 피동 표면과 접촉할 것이다. 그 결과, 피동 부재는 구동 부재에 의해서 구동될 것이며, 구동 부재 및 피동 부재는 함께 가속될 것이다.
구동 부재가 회전 속도 임계값 이상의 회전 속도까지 계속하여 가속될 때, 적어도 하나의 멈춤쇠 상에 작용하는 원심력은 적어도 하나의 멈춤쇠를 접촉 위치로부터 비-접촉 위치로 가압하기에 충분할 것이다. 하지만, 구동 부재가 계속하여 가속하는 한, 뉴턴의 제2 법칙(F=ma)에 따른 관련된 멈춤쇠의 피동 표면 상에 작용하는 적어도 하나의 톱니의 구동 표면으로부터 힘이 있을 것이다.
이러한 가속시키는 힘은 적어도 하나의 멈춤쇠가 접촉 위치로부터 비-접촉 위치로 이동하는 것을 유지시킬 것이다. 따라서, 구동 부재는 계속 가속되는 한, 즉 피동 부재의 회전 속도가 회전 속도 임계값 이상 또는 이하인지에 관계없이, 구동 부재는 피동 부재를 계속하여 구동시킬 것이다. 따라서, 프리휠 기구는 피동 부재가 회전 속도 임계값을 훨씬 초과하는 회전 속도로 가속될 수 있게 한다.
구동 부재가 가속을 멈출 때, 구동 부재 및 피동 부재는 짧은 시간 동안 동일한 속도로 회전할 것이다. 이 순간에, 적어도 하나의 톱니의 구동 표면 및 관련된 멈춤쇠의 피동 표면 사이의 정지 마찰은 접촉 위치에서 비-접촉 위치로 적어도 하나의 멈춤쇠의 이동을 차단할 것이다. 구현에 따라, 적어도 하나의 멈춤쇠에 작용하는 원심력은 구동 부재 및 피동 부재가 동일한 속도로 회전할 때 이 정적인 힘을 극복하거나 극복하지 못할 수 있다. 하지만, 구동 부재가 감속 하자마자, 톱니의 구동 표면은 멈춤쇠의 피동 표면과 접촉 해제할 것이며, 멈춤쇠에 작용하는 원심력은 접촉 위치에서 비-접촉 위치로 멈춤쇠를 이동시킬 것이다.
구동 부재는 피동 부재보다 더 빨리 감속할 수 있다. 예컨대, 구동 부재는 피동 부재보다 더 가벼운 질량을 가질 수 있다. 피동 부재가 회전 속도 임계값 이상의 회전 속도에서 구동되는 한, 적어도 하나의 멈춤쇠에 작용하는 원심력은 접촉 위치에서 비-접촉 위치로 적어도 하나의 멈춤쇠를 이동시킬 것이다. 피동 부재는 적어도 하나의 멈춤쇠 및 구동 부재의 톱니 사이에서 임의의 기계적 접촉 없이 자유롭게 회전하게 허락된다.
일단 피동 부재가 회전 속도 임계값 이하의 회전 속도로 감속하면, 적어도 하나의 멈춤쇠에 작용하는 원심력은 적어도 하나의 멈춤쇠가, 예컨대 중력 또는 편향 부재에 의해서, 비-접촉 위치에서 접촉 위치로 이동되도록 감소할 것이다.
적어도 하나의 멈춤쇠는 접촉 위치를 채택할 ??, 적어도 하나의 멈춤쇠는 구동 부재의 회전 속도가 피동 부재의 회전 속도보다 낮은 경우 구동 부재의 톱니 상에서 미끄러지거나, 또는 구동 부재의 회전 속도가 피동 부재의 회전 속도보다 큰 경우 구동 부재의 톱니에 의해서 구동될 것이다.
회전 속도 임계값은 구현에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 회전 속도 임계값은 적어도 하나의 멈춤쇠의 무게가 줄어든 경우 증가할 것이며, 멈춤쇠의 무게가 증가한 경우 감소할 것이다.
본 발명에 따른 피동 부재는 회전 에너지를 저장하기 위한 플라이휠을 (직접적 또는 간접적으로) 연결 또는 포함하도록 구성될 수 있다. 피동 부재는 발전기의 로터를 구동하기 위해서 사용될 수 있다. 피동 부재는 로터에 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결 또는 로터와 일체로 형성될 수 있다. 기어가 피동 부재의 회전 속도로부터 로터의 회전 속도를 (증가하게) 변화시키는 해결책과 대조적으로, 본 발명의 프리휠 기구는 로터가 피동 부재에 회전되게 고정된 경우 기어 없는 설계를 제공한다.
따라서, 발전기의 로터가 충분한 관성 모멘트를 갖는 경우 플라이휠을 생략하는 것이 가능하다. 이 경우, 구동 부재는 로터와 직접 결합하도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 피동 부재를 발전기의 로터로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 멈춤쇠는 접촉 위치 및 비-접촉 위치 사이에서, 회전축과 실질적으로 평행한, 멈춤쇠 축에 대하여 회전하기 위한 피동 부재에 의해서 회전되게 지지될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 멈춤쇠는 접촉 위치 및 비-접촉 위치 사이의 멈춤쇠 축에 대하여 회전될 수 있다.
이 경우, 적어도 하나의 멈춤쇠의 피동 표면은 관련된 멈춤쇠 축에 대하여 트레일링 측에 배열될 수 있다. 또한, 멈춤쇠 축에 대하여 회전하기 위한 적어도 하나의 멈춤쇠를 회전하게 지지하기 위해서, 피동 부재는 각 멈춤쇠에 구멍과 결합하는 핌을 포함할 수 있으며, 그 반대 또한 가능하다.
프리휠 기구는 접촉 위치 쪽으로 적어도 하나의 멈춤쇠를 편향하도록 배열된 편향 부재를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 편향 부재는 (끌어당기거나 미는) 자석 또는 하나 이상의 스프링으로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 멈춤쇠는 회전, 반경 방향 운동 이들의 조합 또는 다른 방식에 의해 접촉 위치와 비-접촉 위치 사이에서 이동할 수 있다. 하나의 편향 부재는 각 멈춤쇠와 결합될 수 있다. 대안으로, 하나의 편향 부재는 모든 멈춤쇠와 결합될 수 있다.
편향 부재는 적어도 하나의 멈춤쇠 및 피동 부재 사이에서 방사상으로 배열된 환형 스프링일 수 있다. 따라서, 편향 부재는 (회전축에 대하여) 실질적으로 방사상 내측으로 향하는 힘에 의해서 접촉 위치 쪽으로 적어도 하나의 멈춤쇠를 가압할 수 있다. 이 변형 예는 멈춤쇠 축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 적어도 하나의 멈춤쇠와 조합되어 구현되거나 구현되지 않을 수 있다.
이 변형 예가 멈춤쇠 축을 중심으로 회전 가능하게 지지되는 적어도 하나의 멈춤쇠와 조합되어 구현되는 경우, 적어도 하나의 멈춤쇠는 환형 스프링에 의해서 결합되도록 배열된 외부 캠 프로파일을 포함할 수 있다. 환형 스프링 및 멈춤쇠의 외부 캠 프로파일 사이의 접촉 지점은 환형 스프링의 압축 상태에 따라 캠 프로파일을 따라 이동할 수 있다. 따라서, 프리휠 기구는 적어도 하나의 멈춤쇠 및 편향 부재 사이의 이동하는 접촉 지점을 포함할 수 있다. 대안으로, 적어도 하나의 멈춤쇠는 멈춤쇠에 추가 회전을 더하는 스프래그(sprag)를 포함할 수 있다.
추가 대안으로서, 적어도 하나의 멈춤쇠 축을 중심으로 회전하는 피동 부재에 의해서 회전되게 지지되는 경우, 토션 스프링의 형태의 편향 부재는 적어도 하나의 멈춤쇠에 토크를 제공하도록 각 멈춤쇠와 결합될 수 있어서, 멈춤쇠는 접촉 위치 쪽으로 가압될 수 있다.
톱니는 구동 부재의 방사상 외측 프로파일을 따라 균등하게 분포되며, 회전축에 대하여 각 멈춤쇠의 피동 표면의 각도상 위치는 An = n*360/P + n*360/(T*n)로 정의되며, An은 각도 단위의 각도상 위치, P는 멈춤쇠의 수, T는 톱니의 수, n은 1 내지 P의 정수이다.
이 변형에서, 구동 부재는 적어도 두 개의 멈춤쇠를 포함할 수 있다. 프리휠 기구가 5 개의 멈춤쇠 및 24개의 톱니를 가진 구동 부재를 포함하고 멈춤쇠가 회전축에 대하여 균등하게 분포되는 경우에, 멈춤쇠들은 0도(제1 멈춤쇠), 72도(제2 멈춤쇠), 144(제3 멈춤쇠), 216(제4 멈춤쇠), 288(제5 멈춤쇠)의 각도상 위치에 위치될 것이다. 24개의 균등하게 분포된 톱니는 15도의 각도상 간격으로 위치될 것이다. 최악을 경우, 예컨대 구동 부재의 톱니가 13도, 28도, 43도, /.../, 328도, 343도, 358도에 위치되는 경우, 구동 부재 상의 톱니가 피동 부재의 멈춤쇠와 결합할 때까지 5도 회전할 것이다(19번째 톱니가 283도로부터 5도 회전할 때, 이는 제5 멈춤쇠와 결합할 것이다).
하지만, 프리휠 기구가 5개의 멈춤쇠 및 24개의 톱니를 가진 구동 부재를 포함하고 멈춤쇠가 상기 공식에 따라 위치되는 경우, 멈춤쇠는 87도(제1 멈춤쇠), 159도(제2 멈춤쇠), 231도(제3 멈춤쇠), 303도(제4 멈춤쇠), 및 375도, 즉 15도(제5 멈춤쇠)의 회전축에 대하여 각도상 위치에 위치될 것이다. 여기서 최악의 경우에, 예컨대 구동 부재의 톱니가 1도, 16도, 31도, /.../, 316도, 331도, 346도에 위치되는 경우, 구동 부재는 톱니가 피동 부재의 멈춤쇠와 결합할 때까지 오직 2도만 회전할 것이다(21번째 톱니가 301도로부터 2도 회전하여 제5 멈춤쇠와 결합할 것이다).
따라서, 상기 공식에 따른 회전 축에 대하여 (멈춤쇠가 동일한 크기를 가진다면 멈춤쇠 또한) 멈춤쇠의 피동 표면을 분포시킴으로써, 구동 부재 및 피동 부재 사이의 유격이 감속될 수 있다. 이에 따라, 구동 부재가 피동 부제와 보다 신속하게 결합될 수 있기 때문에 프리휠 기구의 효율이 향상된다. 또한, 구동 부재의 톱니는 낮은 힘으로 피동 부재의 멈춤쇠에 부딪칠 것이다.
구동 부재가 본 발명에 따른 해제 기구의 출력 부재에 의해서 구동되는 경우, 가능한 빠르게 구동 부재의 회전으로부터 에너지를 수집함으로써, 프리휠 기구의 에너지 효율이 증가될 수 있고 톱니와 멈춤쇠 사이의 결합 이전의 손실이 감소될 수 있다.
이러한 방식으로 멈춤쇠의 구동면이 분배되는 일부 구성의 경우, 모든 멈춤쇠이 구동될 수 있는 것은 아니다. 예컨대, 멈춤쇠 중 하나만 피동 부재의 톱니에 의해서 구동될 수 있다. 상기 특정 예에서, 오직 제5 폴만이 구동될 것이다. 하지만, 많은 구현들, 특히 전자 잠금 시스템에서의 구현에 있어서, 멈춤쇠 중 하나의 빠른 결합은, 예컨대 큰 토크 전달을 위해서, 모든 멈춤쇠 들의 동시 결합보다 중요하다.
예컨대, 프리휠 기구가 본 발명에 따른 해제 기구와 사용되는 경우, 빠른 결합은 출력 부재 및 구동 부재의 회전 속도, 결과적으로 출력 부재 및 구동 부재의 회전 에너지가 해제 직후 가장 높기 때문에 에너지 획득 측면에서 중요하다.
구동 부재 및 피동 부재는 회전축과 동심원을 이루는 샤프트가 프리휠 기구를 통과할 수 있도록 중공일 수 있다. 이는 조립체의 고정 구조체(예: 하우징) 내에서 프리휠 기구의 소형 설계를 가능하게 한다. 또한, 이는 고정 구조체 내에서 방사상 최외각 영역에 위치되는 것을 가능하게 한다. 피동 부재에 대한 반경 방향 거리를 증가시킴으로써, 피동 부재의 외주 상의 지점의 속도는 임의의 주어진 회전 속도에 대해 증가될 것이다.
구동 부재는 회전축을 따라 구동 부재를 적어도 부분적으로 밀폐될 수 있다. 일 변형에 따르면, 구동 부재는 회전 축을 따라 피동 부재에 의해서 완전히 밀폐될 수 있다.
추가 양태에 따르면, 전자 짐금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 본 발명에 따른 프리휠 기구를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 프리휠 기구는 전자 잠금 시스템에서 사용하기에 적합할 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 프리휠 기구는 또한 예컨대 자전거 분야 등과 같은 많은 다른 기술 분야에서 사용될 수 있다.
조립체는 로터를 가지는 발전기를 더 포함할 수 있으며, 피동 부재는 로터와 일체로 형성 또는 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결된다.
추가 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 본 발명에 따른 해제 기구 및 본 발명에 따른 프리휠 기구를 포함하며, 출력 부재는 구동 부재와 일체로 형성 또는 (직접적 또는 간접적으로) 고정되게 연결된다. 이는 조립체의 기어없는 디자인에 기여하고 손실을 줄인다.
추가 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 시작 위치로부터 회전축에 대하여 회전하도록 배열되 샤프트; 시작 위치로부터 샤프트의 회전 이동으로부터 기계적 에너지를 저장하도록 배열된 스프링; 및 출력 부재로 스프링에 저장된 기계적 에너지를 해제하도록 배열된 해제 기구;를 포함하며, 스프링은 샤프트가 시작 위치에 있을 때 프리로드(preload)된다.
스프링을 프리로드하여, 더 큰 기계적 에너지가 특정 변형 동안에 스프링에 저장될 수 있으며, 즉, 에너지 효율이 향상될 수 있다. 반대로, 스프링의 변형은 에너지의 어떤 양을 저장하기 위해서 감소될 수 있으며, 즉, 조립체에 의해서 요구되는 공간이 감소되고 조립체의 디자인은 좀 더 소형화될 수 있다. 스프링의 프리로드는 향상된 환경 개선에 기여할 수 있다. 사용자는 샤프트를 예컨대 손잡이에 의해서 작동할 때 스프링의 해제 및 및 스프링의 하중을 느낄 수 있다. 일 예시에 따르면, 스프링은 1.5 Nm의 토크로 프리로드된다.
스프링은 출력 부재 및 고정 구조체(예, 조립체에 포함된 고정 구조체) 사이에서 프리로드될 수 있다. 프리로드는 스프링 설치시 설정될 수 있다.
이 양태에 따른 해제 기구는 본 발명의 나머지 부분에 따른 해제 기구에 의해 구성될 수도 구성되지 않을 수도 있다.
추가 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 시작 위치로부터 회전축에 대하여 회전하도록 배열된 샤프트, 시작 위치로부터 샤프트가 회전 이동으로 기계적 에너지를 저장하도록 배열된 스프링; 및 출력 부재로 스프링에 저장된 기계적 에너지를 해제시키도록 배열된 해제 기구;를 포함하며, 스프링은 샤프트를 감싸는 토션 스프링이다.
샤프트를 둘러싸도록 스프링을 배열함으로써, 스프링 내에 "죽은" 공간, 즉 어떤 공간적 부품을 포함하지 않는 공간은 샤프트를 수용하도록 사용될 수 있다. 이는 조립체의 컴팩트한 설계에 기여한다.
이 양태에 따른 해제 기구는 본 발명의 나머지 부분에 따른 해제 기구로 구성될 수도 구성되지 않을 수도 있다.
스프링은 샤프트가 시작 위치에 있을 때 프리로드될 수 있다. 일 변형 예에 따르면, 스프링은 나선형 토션 스프링이다.
추가 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 고정 구조체; 회전축에 대하여 고정 구조체 내에서 회전하도록 배열된 샤프트; 및 출력 부재로 샤프트의 회전에 의해서 유도된 스프링 힘을 해제하도록 배열된 해제 기구;를 포함하며, 샤프트는 회전축을 따라 고정 구조체를 통하여 연장하여 핸들은 고정 구조체의 각 측면에서 샤프트에 고정될 수 있다.
이 방법에서, 해제 기구의 출력 부재는 고정 구조체의 각 측면 상에 핸들에 의해서, 예컨대 문의 외부에 핸들 및 문의 내부의 핸들에 의해서, 독립적으로 해제될 수 있다. 이로써, 문을 통해 빠져 나올때 문 내부의 핸들을 작동시킴으로써 발생되는 기계적 에너지가 수집되어 전기 에너지로 변환될 수 있다.
이 양태에 따른 해제 기구는 본 발명의 나머지 부분에 따른 해제 기구에 의해서 구성되거나 구성되지 않을 수 있다. 또한, 이 양태에 따른 조립체는 이전의 양태의 임의의 조립체와 결합될 수 있다, 즉 샤프트가 시작 위치에 있을 때 스프링이 프리로드 된다 및/또는 스프링인 샤프트를 둘러싸는 토션 스프링이다.
고정 구조체는 일반적인 원통형 형상을 구비할 수 있으며, 및/또는 하우징에 의해서 형성될 수 있다. 일부 비-제한적인 예시들에서, 회전축에 따른 고정 구조체의 전체 길이는 35mm 내지 55mm, 보다 구체적으로 41mm 내지 43mm일 수 있다.
추가 양태에 따르면, 전자 잠금 시스템을 위한 조립체가 제공되며, 상기 조립체는 회전축에 대하여 회전하도록 배열된 샤프트; 프리휠 기구; 및 발전기;를 포함하며, 프리휠 기구 및 발전기는 중공이며, 샤프트는 회전출을 따라 중공을 통과한다.
중공 프리휠 기구 및 중공 발전기는 프리휠 기구 및 발전기의 외측 둘리가 방사상 방향에서 더 바 외측에 위치되는, 예컨대 하우징과 같은 고정 구조체의 내벽에 가까운 설계를 가능하게 한다. 이는 임의의 주어진 주변 회전 속도에 대해 이 주변의 점 속도를 증가시킬 수 있다. 예컨대, 발전기의 로터 또는 플라이휠 기구의 피동 부재(예: 플라이휠)의 주변 속도는 샤프트를 위한 개구를 가지지 않는 선행기술의 장치들과 비교할 때 향상될 수 있다.
또한, 중공 프리휠 기구 및 중공 발전기는 중앙 부분을 차지하지 않기 때문에, 조립체 및 조립체를 포함하는 전자 잠금 시스템은 더 소형화될 수 있다.
이 양태에 따른 프리휠 기구는 본 발명의 나머지 부분에 따른 프리휠 기구에 의해 구성될 수도 구성되지 않을 수도 있다. 또한, 이 양태에 따른 발전기는 본 발명의 나머지 부분에 따른 발전기에 의해 구성될 수도 구성되지 않을 수도 있다.
이 양태에 따른 샤프트는 회전축을 따라 고정 구조체를 통하여 연장할 수 있어서, 핸들은 고정 구조체의 각 측면에서 샤프트에 고정될 수 있다.
조립체는 시작 위치로부터 샤프트의 회전 이동으로 기계적 에너지를 저장하도록 배열된 토션 스프링을 더 포함할 수 있으며, 스프링은 샤프트를 둘러싸고 발전기를 통과하며, 선택적으로 프리휠 기구를 통과할 수 있다.
보다 소형화 설계에 기여하는 것 외에도, 발전기를 통해 연장되는 스프링을 배열함으로써, 스프링은 더 긴 프리로드를 가능하게 하도록 길어질 수 있다. 프리휠 기구을 통해 확장되는 경우 스프링을 더 길게 만들 수 있다 (그리고 더 높은 프리로드도 가능하다). 스프링의 높은 프리로드는 조립체의 향상된 에너지 효율에 기여한다.
스프링은 샤프트와 동축일 수 있다. 또한, 스프링은 나선형 토션 스프링으로 구성될 수 있다. 또한 이 양태에서, 스프링은 샤프트가 시작 위치에 있을 때 프리로드될 수 있다.
추가 양태에 따르면, 해제 시스템, 프리휠 기구, 및/또는 본 발명에 따른 임의의 조립체를 포함하는 전자 잠금 시스템을 제공한다. 전자 잠금 시스템은 발전기를 더 포함할 수 있다. 전자 잠금 시스템은 발전기에 의해서 구동되는 전자 접근 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 청구 범위에서 사용된 모든 용어는 달리 명시적으로 정의되지 않는 한 기술 분야에서의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. “요소, 장치, 구성요소, 수돈, 단계, 등”에 대한 모든 언급은 달리 명시되지 않는 한 요소, 장치, 구성요소, 수단 단계 등의 적어도 하나의 예를 언급하는 것으로 해석되어야 한다. 본 발명에 개시된 임의의 방법의 단계들은 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 순선대로 수행될 필요는 없다.
본 명세서에 포함되어 있음.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 예시에 의해서 설명될 것이다.
도 1은 해제 기구의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 2a, 2b, 2c, 2d는 다른 상태의 해제 기구의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 프리휠 기구의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 조립된 상태에서 프리휠 기구의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 3c는 프리휠 기구의 측면 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3d는 프리휠 기구의 정면 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 전자 잠금 시스템을 위한 조립체의 측면 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 조립체의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 명세서에 나타나는 실시 예들이 적용될 수 있는 환경을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 특정 실시 예가 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다. 하지만, 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이러한 실시 예는 본 개시가 철저하고 완전하게 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달할 수 있는 예로서 제공된다. 동일한 도면부호는 설명 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 해제 기구(10)의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다. 해제 기구(10)는 잠금 링(12), 입력 부재(14), 및 출력 부재(16)를 포함한다. 이 실시 예의 해제 기구(10)는 고정 구조체(18)를 더 포함한다. 고정 구조체(18)는 해제 기구(10)의 구성요소들을 위한 하우징 또는 케이싱을 구성한다. 하지만, 고정 구조체(18)는 해제 기구(10)에서 생략될 수 있으며, 예컨대 발전기의 고정부에 의해 구성될 수 있다.
해제 기구(10)는 복수의 잠금 부재(20)를 더 포함한다. 이 실시 예에서, 해제 기구(10)는 3 개의 잠금 부재(20)를 포함하지만, 해제 기구(10)는 하나, 두 개, 또는 3 개 이상의 잠금 부재(20)를 포함할 수 있다.
잠금 링(12)은 일반적으로 원형이고 잠금 링 개구(22)를 포함한다. 장금 링 개구(22)는 입력 부재(14)를 수용하도록 구성된다. 잠금 링 개구(22)의 내부 직경은 입력 부재(14)의 환형부(24)의 외부 직경보다 약간 더 크다.
잠금 링(12)은 3 개의 잠금 링 리세스(26)를 포함한다. 잠금 링 리세스(26)는 잠금 링(12)의 내부 표면 주위로 균등하게, 즉 120도 간격으로, 분포한다. 각 잠금 링 리세스(26)는 하나의 잠금 부재(20)를 위한 시트를 구성한다. 이 실시 예에서, 각 잠금 링 리세스(26)는 잠금 링(12)의 폭을 통해 축방향으로 연장한다. 하지만, 짐금 링 리세스(26)는 잠금 링(12)의 폭보다 작은 직경을 갖는 딤플들(dimples)로 구성될 수 있다.
잠금 링(12)은 입력 부재(15)의 돌출부(30)를 수용하기 위한 잠금 링 홈(28)을 더 포함한다. 입력 부재 돌출부(30)는 방사상 외측으로 연장하는 핀으로서 구현된다. 잠금 링 홈(28) 및 입력 부재 돌출부(30)는 본 개시에 따른 제한 구조체의 일 예를 공동으로 구성한다.
잠금 링 홈(28)은 적어도 5도, 이 실시 예에서 약 6도의 각도상 연장부를 가질 수 있다. 또한, 이 실시 예의 잠금 링 홈(28)은 잠금 링(12)의 한 면에서 축방향으로 개방되고 잠금 링(12)의 전체 두께를 통하여 방사상으로 연장한다. 여기서, 폭 방향은 (이하에 설명될) 회전축에 평행한 반향이며, 두께 방향은 회전축에 수직한 방향, 즉 방사상 방향이다.
잠금 링(12)은 두 개의 돌출부(32, 34)를 더 포함하며, 본 발명에서는 방사상 외측으로 돌출하는 핀으로 구현된다. 이 실시 예에서, 돌출부(32)는 잠금 링(12)의 회전을 차단하기 위해서 사용되고 돌출부(34)는 스프링 부착물로 사용된다.
입력 부재(14)의 환형부(24)는 입력 부재 개구(36)를 정의한다. 입력 부재 개구(36)는 출력 부재(16)의 원형부(38)를 수용하도록 구성된다. 입력 부재 개구(36)의 내부 직경은 출력 부재(16)의 원형부(38)의 외부 직경보다 약간 크다.
환형부(24)에 더하여, 본 예시의 입력 부재(14)는 핸들(미도시)가 부착될 수 있는 중공 환형 돌출부(40)를 더 포함한다. 샤프트(미도시)는 중공 환형 돌출부(40)를 수용할 수 있다. 입력 부재(14)의 환형부(24)는 3개의 입력 부재 리세스(42)를 포함한다. 입력 부재 리세스(42)는 환형부(24)의 두께를 통하여 방사상으로 연장하는 관통 구멍으로서 실현된다. 입력 부재 리세스(42)는 각도상으로 이격되어서 각 입력 부재 리세스(42)는 입력 부재(14)가 잠금 링 개구(22)에 수용될 때 잠금 링 리세스(26)와 정렬될 수 있다.
이 실시 예의 출력 부재(16)는 일반적으로 두 개의 구역, 원형부(38) 및 출력 부재(16)의 폭방향에서 원형부(38) 옆에 캠 프로파일(44)로 구성된다. 원형부(38)는 3개의 출력 부재 리세스(46)를 포함한다(도 1에는 두 개만 도시됨). 출력 부재 리세스(46)는 각 출력 부재 리세스(46)가 입력 부재 리세스(42)와 정렬될 수 있도록 각도상으로 분포된다.
본 예시에서, 각 출력 부재 리세스(46)는 출력 부재(16)의 폭을 통해 축방향으로 연장한다. 하지만, 대안으로, 출력 부재 리세스(46)는 출력 부재(16)의 폭보다 작은 직경을 가진 딤플로 구성될 수 있다.
출력 부재(16)의 캠 프로파일(44)은 3개의 이동 가능한 정지부(48)를 포함한다. “이동 가능한”정지부(48)로 명명된 이유는 출력 부재(16)가 고정 구조체에 대하여 이동할 수 있기 때문이다. 이동 가능한 정지부(48)는 고정 구조체의 고정 정지부(미도시)에 대항하여 정지하도록 설계된다.
출력 부재(16)는 슬리브(미도시)에서 출력 부재(16)를 고정하기 위해서 고정 핀(미도시)를 부분적으로 수용하기 위한 홈(50)을 더 포함한다. 홈(50)은 출력 부재(16)의 폭을 통해 축방향으로 연장한다.
잠금 부재(20)는 강성 구형 몸체로 구성될 수 있으며 본 명세서에서 스틸 볼(steel ball)로서 예시된다. 하지만, 잠금 부재(20)는 다른 재료 및/또는 형상, 예컨대 원통형일 수 있다. 해제 기구(10)는 각 잠금 부재(20)의 직경은 잠금 링 리세스(26)의 방사상 연장부와 입력 부재 리세스(42)의 방사상 연장부의 합, 및 입력 부재 리세스(42)의 방사상 연장부와 출력 부재 리세스(46)의 방사상 연장부의 합에 실질적으로 상응 또는 약간 작다.
도 1에서 해제 기구(10)는 편향 부재(52)를 더 포함한다. 편향 부재(52)는 입력 부재(14) 및 잠금 링(12) 사이에 상대 회전에 대항하는 반발력을 제공하도록 구성된다. 본 예시에서, 편향 부재(52)는 나선형 인장 스프링으로 구성된다. 편향 부재(52)의 단부들은 잠금 링 돌출부(34) 및 입력 부재 돌출부(30)에 부착될 것이다. 편향 부재(52)는 잠금 링(120의 외부 프로파일에 일치하도록 구부러질 수 있다.
고정 구조체(18)는 입력 부재(14)의 중공 환형 돌출부(40)를 수용하기 위한 중앙에 배치된 개구(56)를 포함하는 측벽(54)을 포함한다. 고정 구조체(18)는 돌출부(58)를 더 포함하며, 본 명세서에서 상기 돌출부는 링 차단 돌출부(32)를 고정하기 위한 정지부를 제공하기 위해서 방사상 내측으로 돌출하는 핀으로 구성된다.
도 2a-2d는 다른 상태에 있는 해제 기구(10)의 정면도를 개략적으로 도시한다. 도 2a-2d에서 해제 기구의 구현은 도 1에서 구현과 다르며, 주요 차이점은 도 2a-2d에 해제 기구(10)는 하나의 잠금 부재(20), 하나의 출력 부재 리세스(46), 하나의 입력 부재 리세스(42), 및 하나의 잠금 링 리세스(26) 만을 포함한다는 것이다. 도 2a-2d에서, 각각의 입력 부재(14), 출력 부재(16), 및 잠금 링(12)은 회전 축(60)에 대하여 회전하게 배열된다.
도 2a는, 예컨대 핸들(미도시)이 입력 부재(14)에 고정되게 연결된 경우, 시작 위치에서 해제 기구(10)가 작동하지 않는 상태를 도시한다. 잠금 부재(20)는 출력 부재 리세스(46) 및 입력 부재 리세스(42)에 수용된다. 잠금 부재(20)는 여기서 수직방향으로 최하단 위치에 있는 것을 예시된다.
도 2a에 도시된 것처럼, 입력 부재 돌출부(30)는 잠금 링 홈(28)를 통하여 돌출한다. 입력 부재 돌출부(30) 및 잠금 링 홈(28)은 제한 구조체(62)의 일 예를 구성한다. 편향 부재(52)로부터 인장력으로 인해, 잠금 링(12)은 잠금 링(12)이 잠금 링 홈(28)의 단부에 대항하여 입력 부재 돌출부(30)의 접합부에 의해서 정지될 때까지 시계 방향으로 당겨진다.
도 2a의 시작 위치에서, 출력 부재(16)는 스프링(미도시)에 의해 반시계 방향으로 편향될 수 있다. 대안으로, 출력 부재(16)는 시작 위치에서 편향되지 않을 수 있다.
도 2b에서, 입력 부재(14)는, 예컨대 핸들을 활성화함으로써, 시계 방향으로 40도 회전되어 있다. 잠금 부재(20)는 입력 부재 리세스(42) 및 출력 부재 리세스(46) 모두에 수용되고 잠금 링(12)에 의해서 이 위치로 이동되는 것이 방지되므로, 출력 부재(16)는 시계 방향으로 입력 부재(14)와 함께 회전한다. 동시에, 스프링(미도시)는 입력 부재(14)의 회전의 에너지를 저장한다.
또한, 편향 부재(52)는 잠금 링(12)은 입력 부재(14)와 함께 회전할 수 있도록 구성된다. 도 2a의 시작 위치로부터 도 2b의 40도 위치까지 입력 부재(14)가 회전할 때 편향 부재가 연장하지 않을 정도로 편향 부재(52)는 충분히 강성이다. 이 이동 중에, 입력 부재 돌출부(30)는 잠금 링 홈(280의 단부와 접촉 상태로 유지된다. 잠금 링(12)은, 예컨대 입력 부재 돌출부(30) 및 잠금 링 홈(28)의 단부 상에 자석들을 끌어 당김으로써, 스프링 이외의 편향 부재(52)에 의해서 이 방법으로 당겨질 수 있다.
도 2b에 도시된 것처럼, 잠금 링(12)은 잠금 링 돌출부(32)가 고정 구조체(18)의 돌출부(58)와 접촉하는 위치로 시계 방향으로 회전되었다. 이로써, 잠금 링(12)은 시계 방향으로 더 회전하는 것이 방지된다. 잠금 링 차단 돌출부(32) 및 고정 구조체(18)의 돌출부(58)는 본 개시에 따라 차단 구조체(64)의 일 예를 구성한다.
도 2c는 입력 부재(14)가 도 2b에서 시계 방향으로 더 회전된 해제 기구의 상태를 도시한다. 도 2c에서, 입력 부재(14)는 시작 위치에서 44도 회전되었다.
도 2c에서, 잠금 링(12)은 도 2b에 도시된 것처럼 40도의 회전에서 여전히 정지되어 있다. 도 2c에서 입력 부재(140의 추가 회전으로 인해, 출력 부재(16)는 입력 부재 리세스(42)가 짐금 링 리세스(26)와 정렬되기 시작하는 위치로 입력 부재(140와 함께 회전된다. 동시에, 입력 부재 돌출부(30)는 잠금 링 홈(28)을 통해 이동하고 편향 부재(52)를 인장시킨다.
도 2d는 입력 부재(14)가 도 2c로부터 시계 방향으로 약간 더 회전한 해제 기구의 상태를 도시한다. 도 2d에서, 입력 부재(14)는 도 2a의 시작 위치로부터 45도 회전되었다.
도 2d에서, 입력 부재 리세스(42)는 잠금 부재(20)가 출력 부제 리세스(46)로부터 당겨져서 잠금 링 리세스(26)와 완전히 정렬된다. 도 2d에 도시된 것처럼, 잠금 부재(20)는 잠금 링 리세스(26) 및 입력 부재 리세스(42)에 수용된다.
잠금 부재(20)는 이제 출력 부재 리세스(46)로부터 이동되었기 때문에, 출력 부재(16)는 시작 위치로 되돌아 오는 반 시계 방향으로 회전하여 해제된다. 이러한 회전은 시작 위치로부터 출력 부재(16)의 회전으로 인해 스프링(미도시)에 저장된 에너지가 해방되어 발생한다.
일단 입력 부재(14)의 상기 힘이 해제되면, 예컨대 입력 부재(14)와 고정되게 연결된 핸든 상에 활성화하는 힘을 해제함으로써, 입력 부재(14)는, 예컨대 핸들에 작용하는 스프링 힘으로 인해, 시작 위치로 되돌아가는 이동을 시작할 것이다. 잠금 부재(20)는 잠금 링 리세스(26) 및 입력 부재 리세스(46)에 위치되기 때문에, 잠금 링(12)은 반시계 방향으로 입력 부재(14)와 함께 다시 회전한다.
입력 부재 리세스(42) 및 잠금 링 리세스(26)가 출력 부재 리세스(46)와 정렬될 때까지, 반시계 방향으로 입력 부재(14) 및 잠금 링(12)의 회전은 계속된다. 이 위치에서, 편향 부재(52)로부터 힘은 시계 방향으로 잠금 링(12)을 당길 것이다. 잠금 부재(20)가 출력 부재 리세스(46) 및 입력 부재 리세스(42)에 수용될 때까지, 잠금 링 리세스(26) 상의 경사면과 함께 이 힘은 방사상 내측으로 잠금 부재를 가압할 것이다. 그러면, 편향 부재(52)로부터 당김 힘은 잠금 링(12)을 계속하여 회전시키며, 입력 부재 돌출부(30)는 잠금 링(12)이 도 2a의 시작 위치를 채택할 때까지 하나의 단부로부터 다른 단부까지 잠금 링 홈(28) 내에서 이동하며, 전체 해제 과정이 다시 시작될 수 있다.
도 3a-3d는 프리휠 기구(66)를 개략적으로 도시한다. 도 3a는 분해 사시도를 개략적으로 도시하며, 도 3b는 조립 사시도를 도시하며, 도 3c는 조립 단면도를 도시하며, 도 3d는 조립 정면도를 도시한다.
도 3a는 프리휠 기구(66)가 구동 부재(drive member)(68) 및 피동 부재(driven member)(70)를 포함하는 것을 도시한다. 구동 부재(68) 및 피동 부재(70)는 휠로써 구현된다. 구동 부재(68)는 도 1 및 도 2a-2d에서 출력 부재(16)와 일체로 형성 또는 (직접 또는 간접) 고정되게 연결될 수 있다. 피동 부재(70)는 발전기(미도시)의 로터와 일체로 형성 또는 (직접 또는 간접, 예컨대 플라이휠을 통하여) 고정되게 연결될 수 있다. 구동 부재(68)는 복수의 톱니(72)가 구비된 방사상 외측 프로파일을 포함한다.
프리휠 기구(66)는 적어도 하나의 멈춤쇠(74)를 더 포함한다. 도 3a에서, 프리휠 기구(66)는 5개의 멈춤쇠(74)를 포함하지만, 멈춤쇠(74)의 수는 구성에 따라 증가 또는 감소할 수 있다. 피동 부재(70)는 각 멈춤쇠(74)에 피봇마운트(pivot mount)(78)와 결합하기 위한 5개의 마운트 핀(mounting pin)(76)을 포함한다. 본 예시에서, 피동 부재(70)는 마운트 핀(76)이 부착되는 바닥부(82)를 가지는 원형부(80)를 포함한다. 도 3a는 베어링(84)이 피동 부재(70)에 부착되는 것을 또한 도시한다.
프리휠 기구(66)는 편향 부재(86)를 더 포함한다. 본 예시에서, 편향 부재(86)는 구동 부재(68)에 대항하여 방사상 내측으로 멈춤쇠(74)를 가압하기 위한 환형 스프링으로서 구현된다. 각 멈춤쇠(74)는 환형 스프링(86)에 의해서 접촉되는 스프래그(sprag)(88)를 포함한다. 스프래그(88)는 스프링에 의해서 접촉될 때 피봇마운트(78)에 대하여 멈춤쇠(74)에 추가 회전을 가한다.
환형 스프링은 프리휠 기구(66)를 위한 몇몇의 적절한 편향 부재(86) 중 단지 하나이다. 다른 예시들은 각 멈춤쇠(74)를 위한 토션 스프링(torsion spring) 또는 자석들을 포함할 수 있다.
도 3b의 조립 사시도는 구동 부재(68) 및 피동 부재(70)가 회전축(60)에 대하여 회전하도록 배열되는 것을 도시한다. 도 3b-3d의 회전축(60)은 도 1-2d의 회전축과 동일한 회전축이다. 구동 부재(68)는 임의의 종류의 베어링에 의해서 회전 가능하게 지지될 수 있다.
도 3b는 마운트 핀(76)이 회전축(60)에 대하여 평행하게 연장하는 것을 추가로 도시한다. 조립 상태에서, 멈춤쇠(74)는 회전출(60)을 따라 톱니(72)와 정렬된다.
도 3c에 프리휠 기구(66)의 측면 단면도에서, 각 멈춤쇠(74)는 회전축(60)과 평행한 멈춤쇠 축(90)에 대하여 회전하게 배열된다. 도 3c는 또한 프리휠 기구(66)가 피동 부재(70) 내에서 구동 부재(68)를 회전하게 지지하는 베어링(92)을 포함한다.
도 3d는 구동 부재(68) 및 피동 부재(70)는 회전 속도 임계값 이상의 속도로 회전한다(도 3에서 시계방향). 피동 부재(70)의 회전으로부터의 원심력은 각 멈춤쇠(74)에 작용한다. 그 결과, 각 멈춤쇠(74)는 결합된 마운트 핀(76)에 대하여 (도3에서 시계방향으로) 회전되어서, 각 멈춤쇠(74) 상의 피동 표면(94)은 구동 부재(68)의 톱니(72)로부터 들어 올려지고 편향 부재(86)는 팽창한다. 이 상태에서, 톱니(72) 및 멈춤쇠(74) 사이에 전혀 접촉이 없다. 따라서, 멈춤쇠(74)의 이러한 상태는 비접촉 위치를 구성한다.
만약 구동 부재(68)가 회전 속도 임계값 이하로 감속하고 (예컨대, 피동 부재(70)가 구동 부재(68)보다 더 큰 질랑을 가지기 때문에) 피동 부재(70)가 회전 속도 임계값 이상의 속도로 회전한다면, 멈춤쇠(74)는 비-접촉 위치에서 유지될 것이며, 톱니(72) 위로 멈춤쇠(74)의 미끄러짐은 발생하지 않을 것이다. 그 결과, 이러한 종류의 마찰력 손실을 제거될 수 있다.
피동 부재(70)가 회전 속도 임계값 이하의 회전 속도로 감속할 때, 멈춤쇠(74) 상에 작용하는 방사상 외측으로 향하는 원심력은 감소할 것이다. 멈춤쇠(74) 상에 편향 부재(86)로부터 방사상 내측으로 향하는 힘이 방사상 위측으로 향하는 원심력보다 크게 될 때, 멈춤쇠(74)는 도 3d에 도시된 비-접촉 위치로부터 접촉 위치로 이동할 것이다. 본 예시에서, 환형 스프링의 형태에서 편향 부재(86)에 의해서 제공되는 방사상 내측으로 향하는 힘은 멈춤쇠(74)가 톱니(72)와 접촉할 때까지 결합된 마운트 핀(76)에 대하여 반시계 방향으로 회전하도록 각 멈춤쇠(74)를 가압할 것이다.
멈춤쇠(74)가 접촉 위치를 채택할 때, 멈춤쇠(74)가 접촉 위치로 들어갈 때 구동 부재(68)의 회전 속도가 피동 부재(70)의 회전 속도보다 높은 경우 구동 부재(68)가 피동 부재(70)를 구동하도록 톱니(72)의 구동 표면(96)은 멈춤쇠(74)의 피동 표면(94)과 접촉할 것이다. 멈춤쇠(74)가 접촉 위치를 채택할 때 구동 부재(74)의 회전 속도는 피동 부재(70)의 회전 속도 이하인 경우에만 멈춤쇠(74)가 톱니(72) 위로 미끄러질 것이다.
도 3a-3d의 프리휠 기구(66)에서, 톱니(72)는 구동 부재(68)의 방사상 외측 프로파일을 따라 균등하게 분포되고, 회전 축(60)에 대하여 각 멈춤쇠(74)의 피동 표면(94)의 각도상 위치(A)는 다음과 같이 정의된다:
An = n*360/P + n*360/(T*n)
여기서, An은 각도 단위의 각도상 위치, P는 멈춤쇠(74)의 수, T는 톱니(72)의 수, n은 1 내지 P의 정수이다.
프리휠 기구(66)는 24개의 톱니(72) 및 5개의 멈춤쇠(74)를 포함하기 때문에, 멈춤쇠(74)는 회전축(60)에 대하여 87도(제1 멈춤쇠(74)), 159도(제2 멈춤쇠(74)), 231도(제3 멈춤쇠(74), 303도(제4 멈춤쇠(74)), 375도, 즉15도(제5 멈춤쇠(74)의 각도상 위치에 위치된다. 상술했듯이, 구동 부재(68) 상의 톱니(72)의 구동 표면(96)이 멈춤쇠(74)의 피동 표면(94)과 결합할 때까지 최대 2도만큼 회전하면 된다.
일 예로서, 프리휠 기구(66)의 구동 부재(68)가 도 1-2d에 해제 기구(10)의 출력 부재(16)에 의해서 구동되도록 배열되는 경우, 출력 부재(16) 및 구동 부재(68)는 출력 부재(16)가 해제될 때 빠르게 가속할 것이다. 구동 부재(68) 및 피동 부재(70)가 고정되고 구동 부재(68)가 출력 부재(68)의 해제로 인해 가속하기 시작할 ??, 구동 부재(68)는 피동 부재(70)와 빠르게 결합할 것이다. 즉, 적어도 하나의 톱니(72)는 구동 부재(68)의 2도 회전 내에 (피동 부재(70)가 고정, 즉 회전 속도 임계값 이하일 때 접촉 위치에 있는) 멈춤쇠(74)와 결합할 것이다. 따라서, 피동 부재(70)와 결합하기 전에 구동 부재(68)의 회전은 감소될 수 있다.
피동 부재(70)는 적어도 하나의 멈춤쇠(74)가 톱니(72)와 결합하는 동안 임의의 속도까지 회전될 수 있다. 톱니(72)의 구동 표면(96)과 접촉하지 않는 피동 표면(74)을 가지는 임의의 멈춤쇠(74)는 피동 부재(70)가 회전 속도 임계값 이상의 회전 속도에 도달하자마자 비-접촉 위치로 이동할 것이다. 하지만, 톱니(72)의 구동 표면(76)과 구동 접촉하는 피동 표면(94)을 가진 각 멈춤쇠(74)는 구동 부재(68)가 가속하는 한 접촉상태를 유지할 것이다. 구동 부재(68)가 감속하지 마자, 또한 이 접촉은 멈춤쇠가 비-접촉 위치를 채택하도록 해제될 것이다. 피동 부재(70)는 멈춤쇠(74)가 톱니(72) 위로 미끄러지지 않기 때문에 손신을 감소시키며 계속 회전할 수 있다 (예, 발전기의 로터를 구동시킬 수 있다).
도 4는 전자 잠금 시스템용 조립체(98)의 측 단면도이다. 조립체(98)는 실린더 또는 플러그에 의해서 구성될 수 있다. 조립체(98)는 도면부호 100으로 가리켜진 고정 구조체를 포함한다. 본 예시에서 고정 구조체(100)는 케이싱 또는 하우징을 구성하며, (도 1-2d에 도시된 해제 기구와 연결된 것으로 설명된) 고정 구조체(18) 및 주요 원통형 몸체(104), 측벽(106), 및 주요 원통형 몸체(104)의 단부를 폐쇄하는 측면 플레이트(108)를 가지는 추가 고정 구조체(102)를 포함한다. 측면 플레이트(108)는 고정 구조체(100)의 내부로 돌출하는 중공 환형 돌출부(110)를 포함한다.
조립체(98)는 핸들(미도시)을 활성화함으로써 회전축(60)에 대하여 회전하도록 배열된 샤프트(112)를 더 포함한다. 샤프트(112)는 회전축(60)을 따라 전체 고정 구조체를 통하여 연장한다.
입력 부재(14)는 샤프트(112)에 고정되게 연결된다. 보다 구체적으로, 입력 부재(14)의 중공 환형 돌출부(40)는 샤프트(112)의 일 단부에 고정된다. 중공 환형 돌출부(40) 및 사프트(112)의 단부는, 예컨대 핸들(미도시)의 부착을 위해서, 고정 구조체(100)의 외부까지 연장한다. 샤프트(112)의 반대편 단부에서, 고정품(fitment)(114)이 샤프트(112)에 추가 핸들(미도시)을 고정하기 위해서 구비된다.
샤프트(112)는 중공 환형 돌출부(110)에 수용되는 플랜지 베어링 부싱으로서 구현되는 베어링(116), 및 플랜지(120)를 가지는 플랜지 베어링 부싱으로서 구현되는 베어링(118)에 의해서 회전되게 지지된다. 플랜지 베어링 부싱(116)은 측면 플레이트(108)에 정확하게 안착하는 플랜지(122)를 포함한다. 또한, 베어링(118)은 샤프트(112) 및 출력 부재(16) 사이에 상대 회전을 지지한다.
조립체(98)는 회전축(60)에 대하여 샤프트(112)의 회전 이동으로부터 기계적 에너지를 저정하도록 배열된 스프링(124)을 더 포함한다. 본 예시에서, 스프링(124)은 샤프트(112)를 둘러싸고 샤프트(112)와 동심을 이루게 배열된 나선형 토션 스프링이다. 스프링(124)은 슬리브(126), 보다 구체적으로 슬리브(126)의 플랜지(128), 및 고정 구조체의 중공 환형 돌출부(110)에 연결된다.
슬리브(126)는 회전축(60)에 대하여 같이 회전하기 위해서 출력 부재(16)에 고정된다. 슬리브(126)는 잠금 핀(130)에 의해서 출력 부재(16)에 대하여 회전 가능하게 잠금된다. 슬리브(126)는 하지만 출력 부재(16)와 일체로 형성되거나, 또는 스프링(124)은 출력 부재(16)에 직접 부착될 수 있다.
도 4에서, 조립체(98)는 시작 위치에서 도시된다. 이 시작 위치에서, 스프링(124)은 프리로드 된다(preload). 따라서, 스프링(124)은 (슬리브(126)를 통하여) 출력 부재(16) 상에 토크를 가한다. 하지만, 도 2a에 도시된 것처럼, 출력 부재(16)는 시작 위치에서 회전에 대하여 차단된다.
조립체(98)는 해제 기구(10), 프리휠 기구(66), 및 고정 구조체(100) 내에 수용된 발전기(132)를 포함한다. 본 예시의 해제 기구(10)는 잠금 부재들(미도시)를 포함한다.
플라이휠(134)은 프리휠 기구(66)의 피동 부재(미도시)에 고정된다. 플라이휠(134)은 주요 몸체(136) 및 주용 몸체(136)에 일체로 형성된 로터 자석 지지체(138)를 포함한다. 플라이휠(134)은 주요 원통형 몸체(104) 및 측벽(106)을 가로지르는 구역에 대항하여 안착된 베어링(84)에 의해서 고정 구조체(100)에 대하여 회전되게 지지된다.
발전기(132)는 플라이휠(134)의 주요 몸체(136)의 시트(seat)에 고정된 자석 지지체(140), 자석 지지체(140) 상에 그리고 로터 자석 지지체(138) 상에 구비된 자석들(142), 및 스테이터(stator)(144)를 포함한다. 자석 지지체(140), 자석들(142), 및 로터 자석 지지체(138)는 발전기(132)의 로터(146)를 형성한다. 도 3에 도시된 것처럼, 주요 몸체(136)의 방사상 외측 둘레 및 로터 자석 지지체(138)는 고정 구조체(100)의 방사상 외측에 가깝게 위치된다. 따라서, 플라이휠(134)의 외부 지점의 고속이 가능해진다. 이는 로터(146)에 대해서도 동일하다.
대안으로, 자석 지지체(140)는 플라이휠(134)의 주요 몸체(136)에 직접 연결될 수 있으며 로터 자석 지지체(138)의 위치를 차지할 수 있다. 이 방법에서, 로터(146)는 방사상 더 외측으로 옮겨질 수 있다.
도 4에 도시되었듯이, 프리휠 기구(66) 및 발전기(132)는 샤프트(112)가 통과될 수 있게 중공이다. 이는 좀더 소형화 설계에 기여한다. 또한, 스프링(124)은 스프링(124)에 더 큰 프리로드(preload)를 가능하게 하는 발전기(132)를 통과한다. 비록 도 4에 도시되지 않았지만, 스프링(124)은 또한 더 큰 프리로드가 가능하게 프리휠 기구(66)로 연장 또는 통과할 수 있다.
예컨대 고정 구조체의 임의의 측면 상에서 핸들(미도시)를 활성화 함으로써, 샤프트(112)가 도 4의 시작 위치로부터 회전할 때, 입력 부재(14)는 회전하고 에너지는 해제 기구(10)가 상술한 출력 부재(16)를 해제할 때까지 스프링(124)에 저장된다. 따라서, 스프링(124)에 저장된 에너지는 출력 부재(16)를 회전시켜 해제되고, 이는 상술한 프리휠 기구(66)의 구동 부재(미도시)를 구동한다. 프리휠 기구(66)의 피동 부재(미도시)는 플라이휠(134)을 구동할 것이며, 결과적으로 전기 에너지를 발생시키기 위해서 전기 발전기(132)의 로터(146)를 구동할 것이다.
도 5는 스테이터(144)를 위한 전기 배선(148) 및 도 4에 도시된 조립체(98)의 분해 사시도를 개략적으로 도시한다. 조립체(98)의 추가 세부사항은 여기서 수집될 수 있다. 예컨대, 도 5는 슬리브(126)가 홈(150)을 포함하는 것을 도시한다. 잠금 핀(130)은 슬리브(126) 및 출력 부재(16)를 회전 차단하기 위해서 출력 부재(16)의 축방향의 홈(50)(도 1참조) 및 슬리브(126)의 홈(150)에 안착된다.
도 5는 또한 고정 구조체(102)의 측벽(106)이 고정 정지부(154)가 있는 캠 프로파일(152)을 포함하는 것을 도시한다. 출력 부재(16)의 이동 가능한 정지부(48)는 해제 후에 시작 위치에서 출력 부재(16)를 정지시키기 위해서 고정 정지부(154)와 접촉할 것이다.
도 6은 본 명세서의 실시 예가 적용될 수 있는 환경을 개략적으로 나타낸다. 보다 구체적으로, 도 6은 본 발명에 따른 조립체(98) 및 전기 접촉 제어 기기(158)를 포함하는 전자 잠금 시스템(156)을 도시한다. 접근 제어 장치(158)는 조립체(98)의 발전기(132)에 의해 전력 공급 가능하다.
물리적 공간(160)에 대한 접근은 선택적으로 잠금 해제될 수 있는 이동 가능한 접근 부재(162)에 의해서 제한된다. 접근 제어 장치(158)는 물리적 잠금장치(166)에 연결되며, 물리적 잠금장치는 비-잠금 상태 또는 잠금 상태로 설정되게 접근 제어 장치(158)에 의해서 제어될 수 있다.
접근 제어 장치(158)는 복수의 안테나(172a-b)를 사용하는 무선 인터페이스(170)를 통해 휴대용 키 장치(168)와 통신한다. 휴대용 키 장치(168)는 사용자에 의해서 휴대될 수 있고 무선 인터페이스(170)를 통한 인증을 위해 사용될 수 있는 임의의 적합한 장치이다. 휴대용 키 장치(168)는 전형적으로 사용자에 의해 휴대되거나 착용되며, 휴대폰, 스마트폰, 키 시계, 착용 장치, 스마트 폰 케이스, RFID 카드 등으로 구현될 수 있다. 도 6에서, 두 개의 안테나(172a-b)가 도시된다. 하지만, 하나의 안테나 또는 두 개 이상의 안테나가 접근 제어 장치(158)와 연결되게 구비될 수 있다. 무선 통신을 사용하여, 휴대용 키 장치(168)의 권한은, 예컨대 챌린지 및 응답 스킴을 사용하는, 접근 제어 절차로 확인될 수 있으며, 이 절차 후 접근 제어 장치(158)는 접근을 허가 또는 거부한다.
접근 제어 절차가 허가된 접근을 허용할 때, 접근 제어 장치(158)는 잠금장치(166)에 잠금 해제 신호를 전송함으로써, 잠금장치(166)는 해제 상태로 설정된다. 보노 실시 예에서, 이는 예컨대 유선 통신(예: 시리얼 인터페이스(예:RS485, RS232), USB(Universal serial Bus), 이더넷(Ethernet), 또는 (예컨대 잠금장치(166)에) 단순한 전기 접촉), 또는 무선 인터페이스를 통한 신호를 전달할 수 있다.
잠금장치(166)가 잠금해제 상태에 있을 때, 접근 부재9162)는 개방될 수 있으며, 잠금장치(166)가 잠금 상태에 있을 때, 접근 부재(162)는 개방될 수 있다. 이 방법으로, 제한된 물리적 공간(160)으로의 접근은 접근 제어 장치(158)에 의해서 제어될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않음이 이해되어야 할 것이다. 예컨대, 부품의 치수는 필요에 따라 변경될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 첨부된 특허 청구 범위의 범주에 의해서만 제한될 수 있다.

Claims (25)

  1. 전자 잠금 시스템(156)을 위한 조립체(98)로서,
    상기 조립체(98)는:
    샤프트(112)가 동작하지 않는 시작 위치로부터 동작을 시작하여 도어 핸들에 의해 동작되며, 회전축(60)을 축으로 회전하도록 구성되는 샤프트(112);
    상기 시작 위치로부터 샤프트(112)를 회전시킴으로써 기계적 에너지를 저장하고 샤프트(112)에 작용된 힘이 해제되면 샤프트(112)가 시작 위치로 되돌아 가도록 구성된 스프링(124); 및
    스프링(124)에 저장된 기계적 에너지를 출력 부재(16)에 해제하도록 구성된 해제 기구(10);를 포함하며,
    스프링(124)은 샤프트(112)가 시작 위치에 있을 때 프리로드(preload)되는 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스프링(124)은 샤프트(112)가 시작 위치에 있을 때 출력 부재(16)에 토크를 가하도록 프리로드되는 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    출력 부재(16)는 샤프트(112)가 시작 위치에 있을 때 회전에 대항하여 고정되는 조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    해제 기구(10)는 출력 부재(16)의 회전으로 스프링(124)에 저장된 에너지를 해제하도록 구성되는 조립체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스프링(124)은 1.5 Nm의 토크로 프리로드되는 조립체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스프링(124)은 샤프트(112)를 감싸는 토션 스프링(124)인 조립체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스프링(124)은 나선형 토션 스프링인 조립체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    고정 구조체(100)를 더 포함하며,
    샤프트(112)는 회전축(60)에 대하여 고정 구조체(100) 내에서 회전하도록 배열되며,
    샤프트(112)는 회전축(60)을 따라 고정 구조체(100)를 통하여 연장하여, 핸들이 고정 구조체(100)의 각 측면에서 샤프트(112)에 고정될 수 있는 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    고정 구조체(100)는 하우징으로 구성되는 조립체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    프리휠 기구(66) 및 발전기(132)를 더 포함하며,
    프리휠 기구(66) 및 발전기(132)는 중공이며, 샤프트(112)는 회전축(60)을 따라 중공을 통과하는 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    스프링(124)은 토션 스프링(124)이며,
    토션 스프링(124)은 샤프트(112)를 둘러싸고 발전기(132)를 통과하며 선택적으로 프리휠 기구(66)를 통과하는 조립체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 조립체를 포함하는 전자 잠금 시스템.
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