TW201350659A - 齒輪總成及其於圓筒鎖之使用 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種總成，該總成包含：一圓筒鎖，其包含用於致動一外部鎖定元件之一可旋轉部件；及一減速齒輪，其安置於該圓筒鎖內側，該減速齒輪以機械方式連結至該可旋轉部件且可操作以使該可旋轉部件旋轉，該減速齒輪包含用於連接至一致動器以用於該減速齒輪之移動之一界面部件。

Description

齒輪總成及其於圓筒鎖之使用
本發明一般而言係關於齒輪總成及鎖定設備，且更特定而言係關於一種緊湊齒輪總成，該緊湊齒輪總成除其他用途外可配合於一圓筒鎖中之一塞孔中以用於該圓筒鎖之機電操作。
如在此項技術中眾所周知，存在由使一馬達驅動圓筒鎖中之一鎖定元件轉動之一電動馬達操作之諸多機電圓筒鎖。
已知先前技術系統使用需要旋轉速度之一減速之馬達來操作馬達驅動圓筒鎖。已知減速齒輪係大的且必須定位於圓筒鎖外側。
本發明力圖提供一種通常用作一減速齒輪之新穎緊湊齒輪總成，該新穎緊湊齒輪總成除其他用途外可配合於一圓筒鎖中之一塞孔中以用於該圓筒鎖之機電操作，如下文更詳細闡述。因此，在其用途中之一者中，該齒輪總成駐存於該圓筒鎖中。
因此，根據本發明之一實施例提供一種總成，該總成包含：一圓筒鎖，其包含用於致動一外部鎖定元件之一可旋轉部件；及一減速齒輪，其安置於該圓筒鎖內側，該減速齒輪以機械方式連結至該可旋轉部件且可操作以使該可旋轉部件旋轉，該減速齒輪包含用於連接至一致動器以用於該減速齒輪之移動之一界面部件。
本發明之非限制性實施例包含以下特徵中之一或多者。
該減速齒輪包含一內齒輪及一外齒輪，該外齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉。
該可旋轉部件及該減速齒輪兩者皆經配置用於圍繞該旋轉軸線旋轉。
該內齒輪經配置用於平移移動，其中在該內齒輪之平移移動期間，該內齒輪與該外齒輪嚙合且致使該外齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉。該內齒輪不旋轉。
該內齒輪安裝於包含偏心於該旋轉軸線之一偏心部件之一軸件上，且在該軸件圍繞該旋轉軸線之旋轉期間，該偏心部件致使該內齒輪以平移移動來移動。
一限制器將該內齒輪之該平移移動約束在所定義限度內，該限制器不延伸超過該內齒輪之外齒。該限制器係自該內齒輪軸向延伸之一直邊部件，該限制器經配置用於在一第一邊界部件之一內周邊中移動。該第一邊界部件之一外周界係直邊，且該第一邊界部件經配置用於在一第二邊界部件之一內周邊中移動，且該第一邊界部件及該第二邊界部件安裝於該軸件上。
另一選擇係，可存在其中該內齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉之一實施例。
亦根據本發明之一實施例提供一種齒輪總成，該齒輪總成包含：一內齒輪及一外齒輪，該外齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉且該內齒輪經配置用於平移移動，其中在該內齒輪之平移移動期間，該內齒輪與該外齒輪嚙合且致使該外齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉；及一限制器，其將該內齒輪之該平移移動約束在定義限度內，該限制器不延伸超過該內齒輪之外齒。
亦根據本發明之一實施例提供一種齒輪總成，該齒輪總成包含一內齒輪及一外齒輪，該內齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉且該 外齒輪經配置用於平移移動，其中在該外齒輪之平移移動期間，該外齒輪與該內齒輪嚙合且致使該內齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉。此實施例可用於增加輸入旋轉速度而非減小輸入速度。
10‧‧‧減速齒輪
12‧‧‧內齒輪
14‧‧‧外齒輪
16‧‧‧旋轉軸線
18‧‧‧殼體
18'‧‧‧殼體
20‧‧‧輸出軸件
21‧‧‧孔
22‧‧‧軸件
22'‧‧‧輸出軸件/軸件
24‧‧‧偏心部件
24'‧‧‧偏心部件
26‧‧‧限制器
28‧‧‧共同通孔/通孔
30‧‧‧第一邊界部件
32‧‧‧第二邊界部件
34‧‧‧安裝孔
36‧‧‧平衡器
40‧‧‧齒輪總成
42‧‧‧內齒輪
44‧‧‧外齒輪
46‧‧‧旋轉軸線
48‧‧‧殼體
50‧‧‧輸出軸件
51‧‧‧旋轉部件
52‧‧‧軸件
54‧‧‧偏心部件
60‧‧‧第一邊界部件
62‧‧‧第二邊界部件
63‧‧‧輪轂
66‧‧‧平衡器
100‧‧‧圓筒鎖
101‧‧‧馬達
102‧‧‧凸輪
103‧‧‧鑰匙操作型圓筒鎖/外圓筒鎖
104‧‧‧塞孔
106‧‧‧襯套
108‧‧‧端帽
A-A‧‧‧線
B-B‧‧‧線
C-C‧‧‧線
E‧‧‧偏心距
E'‧‧‧偏心距
X0‧‧‧座標/參考軸線
Y0‧‧‧座標/參考軸線
Y2‧‧‧角位置之向量
將結合圖式自以下詳細說明更全面地理解及瞭解本發明，圖式中：圖1係對根據本發明之一實施例而構造及操作之一減速齒輪之一經簡化圖示圖解說明；圖2係圖1之減速齒輪之一經簡化側視圖；圖2A係沿著圖2中之線A-A截取之圖2之減速齒輪之一經簡化剖面圖；圖2B係沿著圖2A中之線B-B截取之圖2之減速齒輪之一經簡化剖面圖；圖2C係沿著圖2A中之線C-C截取之圖2之減速齒輪之一經簡化剖面圖；圖3A至圖3F係對根據本發明之一實施例之平移且致使外齒輪之旋轉之減速齒輪之內齒輪之經簡化圖解說明；圖4係對根據本發明之另一實施例而構造及操作之一齒輪總成之一經簡化圖示圖解說明；圖5係圖4之齒輪總成之一經簡化側視剖面圖。圖5A係沿著圖5中之線A-A截取之圖5之齒輪總成之一經簡化剖面圖；且圖6A及圖6B係根據本發明之一實施例而構造及操作之一圓筒鎖之經簡化圖示及分解圖解說明，其中一減速齒輪在圓筒鎖內側。
現參考圖1至圖2C，其圖解說明根據本發明之一非限制性實施例 而構造及操作之一減速齒輪10。
在所圖解說明之實施例中，減速齒輪10包含一內齒輪12及一外齒輪14。外齒輪14經配置用於圍繞一旋轉軸線16旋轉。外齒輪14軸頸連接於一殼體18中且具有自殼體18向外延伸之一輸出軸件20。軸承表面較佳地係在形成於殼體18中之一孔21中旋轉(舉例而言，藉助選用軸承元件或潤滑材料)之輸出軸件20或在殼體18中旋轉(舉例而言，藉助選用軸承元件或潤滑材料)之外齒輪14之外輪廓。
內齒輪12及外齒輪14安裝於一軸件22上，軸件22圍繞旋轉軸線16旋轉。然而，與外齒輪14相比，內齒輪12經配置用於平移移動且不旋轉。軸件22包含偏心於旋轉軸線16(圖2A中所展示之偏心距E)之一偏心部件24。在軸件22圍繞旋轉軸線16之旋轉期間，偏心部件24致使內齒輪12以平移移動來移動。在其平移移動期間，內齒輪12與外齒輪14嚙合且致使外齒輪14圍繞旋轉軸線16旋轉，如將在下文更詳細闡釋。
提供將內齒輪12之平移移動約束在所定義限度內之一限制器26。限制器26不延伸超過內齒輪12之外齒，此係減速齒輪10係此一緊湊總成的原因之一。
在所圖解說明之實施例中，限制器26係自內齒輪12軸向延伸之一直邊部件。限制器26展示為具有四個邊，其被視為一最佳數目，但不以任何方式將本發明限制為此組態。限制器26及內齒輪12具有一共同通孔28以用於安裝於軸件22上。通孔28足夠大以適應偏心部件24之移動，且因此與軸件22之外徑相比大小較大。
限制器26經配置用於在一第一邊界部件30之一內周邊中移動。第一邊界部件30具有直邊內輪廓及外輪廓。內輪廓適應限制器26之形狀但大於限制器26之外輪廓以允許其中之限制器26之線性移動。
第一邊界部件30經配置用於在一第二邊界部件32之一內周邊中 移動。第一邊界部件30及第二邊界部件32亦安裝於軸件22上。如圖2A中最佳所見，軸件22軸頸連接於形成於第二邊界部件32中之一安裝孔34中(舉例而言，藉助選用軸承元件或潤滑材料)。自第二邊界部件32向外延伸之軸件22之部分係用於連接至一致動器(例如，一伺服馬達及諸如此類，未展示)以用於減速齒輪10之移動之一界面部件。
一平衡器36可安裝於軸件22上以用於與偏心部件24平衡。
現參考圖3A至圖3F，其圖解說明根據本發明之一實施例之平移且致使外齒輪14之旋轉之內齒輪12。
參考軸線係X0及Y0。內齒輪12之笛卡兒(Cartesian)位置展示為座標X0及Y0。展示外齒輪14之角位置之向量標記為Y2。
最初，如圖3A中所見，內齒輪12相對於外齒輪14而定位以使得上部齒嚙合。內齒輪12之初始位置標記為12.1且外齒輪14之初始位置標記為14.1。
在圖3B中，內齒輪12向右且向下平移至位置12.2(藉由偏心部件之旋轉，為簡明起見此處未展示)。此致使內齒輪12之最上部齒自外齒輪14移動出且致使右齒與外齒輪14嚙合。此致使外齒輪14順時針旋轉至位置14.2。
在圖3C中，內齒輪12向左且向下平移至位置12.3。此致使內齒輪12之右齒自外齒輪14移動出且致使下部齒與外齒輪14嚙合。此致使外齒輪14進一步順時針旋轉至位置14.3。
在圖3D中，內齒輪12向左且向上平移至位置12.4。此致使內齒輪12之下部齒自外齒輪14移動出且致使下部左齒與外齒輪14嚙合。此致使外齒輪14進一步順時針旋轉至位置14.4。
在圖3E中，內齒輪12向左且向上平移至位置12.5。此致使內齒輪12之下部左齒自外齒輪14移動出且致使更上部左齒與外齒輪14嚙合。此致使外齒輪14進一步順時針旋轉至位置14.5。
在圖3F中，內齒輪12向右且向上平移至位置12.4。此致使內齒輪12之左齒自外齒輪14移動出且致使上部齒與外齒輪14嚙合。此致使外齒輪14進一步順時針旋轉至位置14.6。然後循環自身重複。
應注意，減速齒輪10允許齒輪齒之一極穩健構造。齒不需要係漸開線的；而是內齒輪及外齒輪之齒在穩健厚度下可係直邊。此提供超強度、顯著減小之齒上之彎曲及接觸應力以及增加之壽命。齒之嚙合速度係慢的，此乃因其係由偏心部件之半徑而非由內齒輪之半徑支配。
現參考圖4至圖5A，其圖解說明根據本發明之另一非限制性實施例而構造及操作之一齒輪總成40。齒輪總成40之元件類似於減速齒輪10之彼等元件，但在此實施例中作用相反：外齒輪平移且使內齒輪旋轉。
在所圖解說明之實施例中，齒輪總成40包含一內齒輪42及一外齒輪44。內齒輪42經配置用於圍繞一旋轉軸線46旋轉。內齒輪42軸頸連接於一殼體48中且具有自殼體48向外延伸之一輸出軸件50。一旋轉部件51具有圍繞旋轉軸線46旋轉之一軸件52。軸件52包含偏心於旋轉軸線46(圖4中所展示之偏心距E')之一偏心部件54，。可存在一平衡器66。
提供將外齒輪44之平移移動約束在所定義限度內之一限制器56。在所圖解說明之實施例中，限制器56係自外齒輪44軸向延伸之一直邊部件。限制器56經配置用於在一第一邊界部件60之一內周邊中移動。第一邊界部件60經配置用於在一第二邊界部件62之一內周邊中移動。在軸件52圍繞旋轉軸線46之旋轉期間，偏心部件54抵靠第一邊界部件60之一輪轂63而移動且致使外齒輪44以平移移動來移動。在其平移移動期間，外齒輪44與內齒輪42嚙合且致使內齒輪42以類似於上文針對減速齒輪10所闡釋之方式之一方式圍繞旋轉軸線46旋轉。
現參考圖6A至圖6B，其圖解說明根據本發明之一實施例而構造及操作之一圓筒鎖100，其中減速齒輪10在圓筒鎖100內側。
圓筒鎖100展示為具有一歐洲輪廓之一雙圓筒鎖。更具體而言，所圖解說明之實施例係由馬達101驅動之一馬達驅動圓筒鎖，該馬達驅動圓筒鎖與一鑰匙操作型圓筒鎖103在一直線上且其兩者皆致動一共同外部鎖定元件(亦即，在圓筒之外部)，通常一中心定位之可旋轉凸輪102。馬達驅動圓筒鎖通常在門之內側上且可由一被授權人操作，諸如藉助於啟動馬達101之一鑰匙中之一應答器(諸如藉由RFID)或藉由感測被授權人之一生物辨識參數(例如，指紋及諸如此類)且操作馬達101之一生物辨識感測器。外圓筒鎖103係鑰匙操作型的，且可設計為一機械更動控制以在某些條件下使用。
然而，本發明不限於此組態且亦可針對一單個圓筒鎖及針對任何種類之輪廓來實施。
在所圖解說明之實施例中，在圖6B之右側可見，殼體18軸頸連接於圓筒鎖100之一塞孔104內側。外齒輪14之輸出軸件20經定尺寸以與凸輪102直接地或間接地介接。減速齒輪可係包括圖6B之右側上之元件之一單級減速齒輪。
在圖6B中展示一替代實施例，其係一雙級減速齒輪。在此實施例中，提供另一組內齒輪及外齒輪。兩個級如下協作。右側級之第一邊界部件30經配置用於在第二邊界部件32中移動，如上文所闡述。第二邊界部件32係一殼體18'之部分，殼體18'係左側級(連接至馬達之級)之殼體。左側級外齒輪14之輸出軸件標記為22'且其充當右側級內齒輪12及外齒輪14之具有偏心部件24'之軸件22'。
左側級之軸件22可軸頸連接於一襯套106及端帽108中以用於與馬達101之軸件介接。
視情況，圓筒鎖中之減速齒輪可係其中內齒輪及外齒輪兩者皆 旋轉之類型，諸如但不限於諧波驅動減速齒輪或行星摩擦類型變速裝置，該等行星摩擦類型變速裝置具有安置於一太陽滾輪及一外環之間的複數個行星滾動元件，諸如美國專利5423725中所闡述，該美國專利之揭示內容以引用方式併入本文中。
本發明之範疇包含上文所闡述之特徵之組合及子組合兩者以及熟習此項技術者在閱讀前述說明後將想到且不在先前技術中之其修改及變化。
10‧‧‧減速齒輪
12‧‧‧內齒輪
14‧‧‧外齒輪
16‧‧‧旋轉軸線
18‧‧‧殼體
20‧‧‧輸出軸件
21‧‧‧孔
22‧‧‧軸件
24‧‧‧偏心部件
26‧‧‧限制器
28‧‧‧共同通孔/通孔
30‧‧‧第一邊界部件
32‧‧‧第二邊界部件
34‧‧‧安裝孔
36‧‧‧平衡器

Claims (20)

  1. 一種鎖總成，其包括：一圓筒鎖，其包括用於致動一外部鎖定元件之一可旋轉部件；及一減速齒輪，其安置於該圓筒鎖內側，該減速齒輪以機械方式連結至該可旋轉部件且可操作以使該可旋轉部件旋轉，該減速齒輪包括用於連接至一致動器以用於該減速齒輪之移動之一界面部件。
  2. 如請求項1之鎖總成，其中該減速齒輪包括一內齒輪及一外齒輪，該外齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉。
  3. 如請求項2之鎖總成，其中該可旋轉部件及該減速齒輪兩者皆經配置用於圍繞該旋轉軸線旋轉。
  4. 如請求項2之鎖總成，其中該內齒輪經配置用於平移移動，其中在該內齒輪之平移移動期間，該內齒輪與該外齒輪嚙合且致使該外齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉。
  5. 如請求項2之鎖總成，其中該內齒輪不旋轉。
  6. 如請求項2之鎖總成，其中該內齒輪安裝於包括偏心於該旋轉軸線之一偏心部件之一軸件上，且在該軸件圍繞該旋轉軸線之旋轉期間，該偏心部件致使該內齒輪以該平移移動來移動。
  7. 如請求項4之鎖總成，其進一步包括將該內齒輪之該平移移動約束在所定義限度內之一限制器，該限制器不延伸超過該內齒輪之外齒。
  8. 如請求項7之鎖總成，其中該限制器係自該內齒輪軸向延伸之一直邊部件，該限制器經配置用於在一第一邊界部件之一內周邊中移動。
  9. 如請求項6之鎖總成，其進一步包括將該內齒輪之該平移移動約束在所定義限度內之一限制器，該限制器不延伸超過該內齒輪之外齒，且其中該限制器係自該內齒輪軸向延伸之一直邊部件，該限制器經配置用於在一第一邊界部件之一內周邊中移動，且其中該第一邊界部件之一外周界係直邊，且該第一邊界部件經配置用於在一第二邊界部件之一內周邊中移動，且該第一邊界部件及該第二邊界部件安裝於該軸件上。
  10. 如請求項2之鎖總成，其中該內齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉。
  11. 一種齒輪總成，其包括：一內齒輪及一外齒輪，該外齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉且該內齒輪經配置用於平移移動，其中在該內齒輪之平移移動期間，該內齒輪與該外齒輪嚙合且致使該外齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉；及一限制器，其將該內齒輪之該平移移動約束在所定義限度內，該限制器不延伸超過該內齒輪之外齒。
  12. 如請求項11之齒輪總成，其中該內齒輪不旋轉。
  13. 如請求項11之齒輪總成，其中該內齒輪安裝於包括偏心於該旋轉軸線之一偏心部件之一軸件上，且在該軸件圍繞該旋轉軸線之旋轉期間，該偏心部件致使該內齒輪以該平移移動來移動。
  14. 如請求項11之齒輪總成，其中該限制器係自該內齒輪軸向延伸之一直邊部件，該限制器經配置用於在一第一邊界部件之一內周邊中移動。
  15. 如請求項14之齒輪總成，其中該第一邊界部件之一外周界係直邊，且該第一邊界部件經配置用於在一第二邊界部件之一內周邊中移動。
  16. 如請求項13之齒輪總成，其中該限制器係自該內齒輪軸向延伸 之一直邊部件，該限制器經配置用於在一第一邊界部件之一內周邊中移動，且其中該第一邊界部件之一外周界係直邊，且該第一邊界部件經配置用於在一第二邊界部件之一內周邊中移動，且該第一邊界部件及該第二邊界部件安裝於該軸件上。
  17. 如請求項11之齒輪總成，其中該外齒輪軸頸連接於一殼體中，該外齒輪包括自該殼體向外延伸之一輸出軸件。
  18. 如請求項11之齒輪總成，其中該等內齒輪及外齒輪之齒係直邊。
  19. 如請求項13之齒輪總成，其進一步包括安裝於該軸件上之一平衡器。
  20. 一種齒輪總成，其包括：一內齒輪及一外齒輪，該內齒輪經配置用於圍繞一旋轉軸線旋轉且該外齒輪經配置用於平移移動，其中在該外齒輪之平移移動期間，該外齒輪與該內齒輪嚙合且致使該內齒輪圍繞該旋轉軸線旋轉。
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