TWI535605B

TWI535605B - lock

Info

Publication number: TWI535605B
Application number: TW100105026A
Authority: TW
Inventors: 亞歷山大艾比; 湯瑪斯彼克爾
Original assignee: 安博歐葛斯特布雷米克索尼公司
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2016-06-01
Also published as: EP2504223A1; CN102834313B; CN102834313A; TW201139189A; DK2504223T3; WO2011101116A1; EP2504223B1; DE102010008053A1

Description

鎖

本發明係關於一種鎖，詳而言之，係用於二車輪(two-wheeler)的鎖，其具有可於鎖定位置(locking position)以及鬆開位置(opening position)之間調整的鎖定螺栓(locking bolt)。

一般而言，習慣上的鎖僅為藉由直接連接至鎖定螺栓的把手或透過經由槓桿及/或齒輪耦合至鎖定螺栓之致動元件機械地調整鎖定螺栓。此外，已知的鎖係藉由機電驅動裝置調整鎖定螺栓。鎖定螺栓的力量傳輸(force transmission)亦通常透過此種鎖中的槓桿、齒輪、齒條或類似物而發生。

驅動裝置通常藉由至少具有授權控制機構之控制單元控制。授權控制可經由例如根據藉由鍵盤輸入的應用區、藉由無線電或另一方式傳輸至控制單元的代碼(code)而發生，並與儲存於控制單元中的代碼比較。鎖定螺栓的調整僅藉由一致的兩個代碼而發生。

然而，配備有機電調整鎖定螺栓的鎖通常需要高成本密集生產精度。此外，具有機電調整鎖定螺栓的鎖通常容易發生污染和磨損。

因此，本發明之目的係為提供一種簡單且低價生產的初始命名種類之鎖，並可以低磨損及抗污染的方式操作。

該目的係藉由申請專利範圍第1項的特徵所滿足，特別是以至少一個驅動帶(drive band)扣牢該鎖定螺栓，並藉由機電驅動裝置驅動以調整該鎖定螺栓。

根據本發明的鎖，不需經由槓桿、齒輪或類似物發生需要調整該鎖定螺栓所傳輸的力量，而是經由彈性、抗撕裂驅動帶(tear-resistant drive band)而發生。此種驅動帶可由例如金屬或塑膠，係具有使用薄膜狀或金屬線狀的材料以及可能是膠布帶而製造。藉由驅動帶的力量傳輸使其可能隨著該鎖定螺栓而變化排列機電驅動裝置(例如，電動馬達)，特別是在緊密空間條件具有的優勢。此外，尺寸公差(dimensional tolerance)係藉由驅動帶補償，以便於鎖可以相對低的生產精度而低價地製造。再者，此種驅動帶係為非常低磨損且不易污染，以致於可大幅度地避免由於在發生污染的時間過程中的摩擦損失。因此，其可能使用相對地低電力並節省能量之機電驅動裝置，其對於獨立於電源(mains)之操作的鎖具有優勢。

根據較佳實施例，驅動帶係連接至轉動捲軸(rotatable spool)，轉動捲軸可轉進(wound onto)及轉出(unwound from)。捲軸可藉由機電驅動裝置轉動。因此，驅動帶的致動係藉由將驅動帶轉進至捲軸及將驅動帶轉出捲軸而發生，以致於在驅動帶以及機電驅動裝置之間的力量傳輸耦合係為可能。根據在驅動帶以及捲軸之間連接的實施例，藉由摩擦鎖定及/或湊配形體(form fitting)，力量傳輸係為可能。

鎖較佳地形成為所謂用於二車輪的框體鎖(frame lock)，且鎖定螺栓較佳地形成為轉動圓環(rotatable round hoop)，係具有特別牢固於圓環外圍的驅動帶。因此實現特別適用致動的框體鎖。可結合用於存取控制的適當機構實現全自動框體鎖。例如，可使用亦提供適用於二車輪之鎖的無線電鑰匙(radio key)，其僅通常使用於機動車輛。

或者，其亦可能設計鎖定螺栓作為線性可移動門栓或窗拴或作為用於二車輪框體鎖之線性可移動鎖定螺栓。此外，本發明亦應用於具有樞軸環(pivoting hoop)的框體鎖作為鎖定螺栓。

此外，若至少一驅動帶具有平坦剖面，特別是相較於例如纜線之圓形剖面的矩形形式係為較佳的。對於此種平坦剖面，驅動帶可接著以特定低摩擦導引，且因此亦具有低磨耗，特別是對於沿著具有圓環之二車輪的框體鎖之例子中的弓形導引軌跡(guide track)。

根據較佳實施例，驅動帶於末端側邊處具有彎曲部或厚部，彎曲部或厚部係掛住鎖定螺栓所設置的凹槽(recess)內，且較佳地具有底切(undercut)。以此方式，驅動帶可特別容易地扣牢至鎖定螺栓。凹槽可為例如藉由鎖定螺栓中的邊緣孔洞(marginal bore)或切口(incision)之簡單方式而製造，連同選擇鎖定螺栓外緣之邊緣孔洞的空間以便於邊緣孔洞貫穿外緣。用於懸掛各自驅動帶的底切可同樣地藉由引進傾斜延伸切口而形成。或者，驅動帶亦可以另一方式扣牢鎖定螺栓，例如藉由鉚釘、螺釘、焊接、熔接或夾具連接。

根據進一步有利的實施例，鎖具有第一及第二驅動帶，形成的第一驅動帶用以調整該鎖定螺栓至該鎖定位置，以及形成的第二驅動帶用以調整該鎖定螺栓至鬆開位置。在此實施例中，僅使用張力以調整鎖定螺栓。然而，其亦可能以驅動帶之足夠的尺寸以及導引經由拉力以一個方向以及經由推力以其它方向調整鎖定螺栓。

較佳地係對於每一驅動帶設置獨立的捲軸部。

作為二個獨立驅動帶的替代，亦可形成兩個名為驅動帶作為一片驅動帶的二部分，例如，一片驅動帶接續捲軸的徑向狹縫或者轉動圍繞捲軸。在最後命名的例子中，驅動帶可固定連接至捲軸或可藉由摩擦鎖定掛住於捲軸處。此外，在此實施例中，驅動帶之二部分的其中之一可具有導引驅動帶轉進及轉出穿過其它部分的縱向狹縫以藉此產生力量對稱。

較佳地，若鎖具有殼體，其中，機電驅動裝置排列於殼體中及/或驅動帶或多個驅動帶之至少一個導引軌跡整合至殼體中。因而可進一步減少生產及安裝的作用力。

根據進一步有利的實施例，鎖具有至少一個可位移扣緊元件，可位移扣緊元件係於扣緊位置(securing position)以及釋放位置(releasing position)之間可移動，並與鎖定螺栓的扣緊部配合，以於鎖定位置及/或鬆開位置扣緊鎖定螺栓。鎖定螺栓較佳地具有與扣緊元件配合的至少一個嚙合凹槽(engagement recess)。因此，扣緊元件於各自的位置中產生鎖定螺栓的阻擋。

扣緊元件的移動較佳地藉由額外的機電驅動裝置而發生，藉以可實現全自動鎖。

扣緊元件較佳地具有凸輪部(cam section)，凸輪部係藉由強制導引(compulsory guidance)與凸輪元件的可移動閘門(gate)配合以位移扣緊元件。藉由閘門控制的強制導引防止藉由所謂「錘擊法(hammer blow method)」之鎖的未授權開啟，其中，藉由彈簧偏向的扣緊元件之方法可短暫地藉由利用慣性質量直接撞擊以於其釋放位置的方向移動。

較佳地，若鎖包含兩個名為扣緊元件，扣緊元件具有與凸輪元件設置之各自閘門配合的各自凸輪部，而形成的閘門以致於在凸輪元件上的移動，扣緊元件係以相對方向位移並配合鎖定螺栓各自扣緊部的扣緊位置，而各自的扣緊部係設置於相互相對鎖定螺栓設置的側邊處。在此實施例中，由於扣緊元件在像是鉗子的鎖定螺栓周圍嚙合而確保鎖定螺栓之特別地可靠的阻擋。然而，在單一共有的凸輪元件的使用上，結構的作用力是小的。

前述額外的機電驅動裝置較佳地偏離軸中心轉動地驅動凸輪栓(cam spigot)，該凸輪栓與凸輪元件配合以轉換凸輪栓的轉動為凸輪元件的線性移動。

鎖較佳地具有用以致動機電驅動裝置及/或額外的機電驅動裝置的控制裝置。鎖的部分自動或全自動操作可能憑藉此控制裝置，其中，鎖定螺栓及/或扣緊元件的致動可藉由適當的信號控制，且授權檢查亦可特別地執行於鎖的開啟。

根據本發明之有利的實施例，控制裝置係設計為特別是藉由監控流過機電驅動裝置之電流，以辨別到達鎖定螺栓之至少一個末端位置，特別是到達鎖定位置及/或鬆開位置。若鎖定螺栓的阻擋係藉由扣緊元件而發生，例如，在到達二個末端位置之其中之一時，由於鎖定螺栓已藉由扣緊元件掛住於到達的位置而可關閉機電驅動裝置。機電驅動裝置的電力消耗可因此急遽地減少，且不需額外的位置感測器。

較佳地，若控制裝置係進一步僅設計為致動額外的機電驅動裝置，用於當鎖定螺栓係位於鎖定位置或鬆開位置時，位移扣緊元件或多個扣緊元件至扣緊位置以便於扣緊元件或多個扣緊元件可以可靠地與扣緊部或多個扣緊部嚙合。其因此避免扣緊元件於鎖定螺栓可能未與扣緊部嚙合的位置而致動。鎖的電力消耗以此方式進一步減少，並且避免扣緊元件與可移動閘門及/或鎖定螺栓卡住(jamming)。

根據進一步較佳實施例，鎖定螺栓包含至少一個凹槽，凹槽與偏向於鎖定螺栓之方向的橋台彈簧(abutment spring)配合，以形成用於鎖定螺栓之鎖定位置或鬆開位置的各自末端橋台。凹槽可藉由例如傾斜切口以形成凹口或藉由孔洞而形成。由於鎖定螺栓(引進的切出(cut-out))的相似處理可能用於複數種功能，因此，其係特別有利於若設置各自的凹槽於鎖定螺栓處，而用於前述牢扣鎖定螺栓之驅動帶、用於前述可位移扣緊元件的嚙合以及用於形成的末端橋台或多個末端橋台。因而實質地簡化製造。

進一步有利的實施例係於附屬的申請專利範圍、說明書以及圖式中闡明。

第1圖至第4圖示意地藉由參照框體鎖10之範例顯示根據本發明之鎖的結構，該框體鎖10係用於安裝於腳踏車後輪輪輻(spoke)處。

框體鎖10包含外殼，外殼係由下部(lower part)12以及上部(upper part)14組成，並圍繞框體鎖10之另外的元件。

設置用於嚙合圍繞後輪輪緣的轉動圓環16作為框體鎖10內部的鎖定螺栓。調整如第1圖至第4圖所示之鎖定位置以及鬆開位置(未圖示)之間的圓環16，各自的彈性金屬帶20a與20b係各自扣牢圓環16之外緣18之二個相互間隔點。金屬帶20a、20b導引各自的導引路徑22a與22b至捲軸24上，且以相互相對方向在其上轉進，亦即，當捲軸24以特定方向轉動時，一條金屬帶係轉進，但是另一條金屬帶係同時轉出。

以直齒齒輪齒狀排列(spur gear toothed arrangement)之捲軸24的驅動係藉由電動馬達26而發生，電動馬達26的驅動軸可經由蝸輪(gear worm)30及齒輪28以轉動的兩個方向驅動捲軸24。由第6圖中可容易地辨別，捲軸24具有各自獨立的捲軸部34a、34b，捲軸部34a、34b形成為用於每一金屬帶20a、20b的凹槽。金屬帶20a、20b兩者可因此彼此獨立地轉進及轉出，以便於兩者不會變成糾纏在一起。電動馬達26形成金屬帶20a、20b的機電驅動裝置，其具有形成減速傳輸的蝸輪30及齒輪28。

作為以兩種調整方向作動之帶驅動的替代，其亦可能僅設置一個調整方向的帶驅動，並可能設置以相對方向調整的偏向彈簧(biased spring)。或者，其亦可能形成單一金屬帶20a與以有效牽引及壓縮的包登纜線(Bowden cable)方式之相關導引軌跡22a。

金屬帶20a、20b牢固至圓環16的方式可參見第5圖，其並非以實際比例表示。金屬帶20a與20b各自的部分各自地接觸圓環16的外緣18，而根據圓環16的轉動位置具有各自部分的長度。圓環16另外具有邊緣孔洞38a、38b，邊緣孔洞38a、38b貫穿外緣18，使得垂直外圍方向延伸的狹縫40a、40b係形成於外緣18中。邊緣孔洞38a、38b因此具有金屬帶20a與20b的牢固部42各自保持在邊緣孔洞38a、38b的底切。牢固部42係藉由各自地彎曲或捲取金屬帶20a與20b的末端部以形成眼孔(eye)而建立。

作為彎曲部的替代，牢固部42亦可藉由任何所需的厚部位形成，例如，鉚釘的形式、插銷的形式或者類似各自地牢固金屬帶20a與20b之末端部的形式。

金屬帶20a與20b各自地通常亦可以另一方式牢固至外緣18，例如，藉由鉚接、螺絲接合、焊接、熔接或黏著接合。然而，由於彎曲牢固部42可僅以垂直於圖式平面的方向插入至邊緣孔洞38a、38b或插入至狹縫40a、40b內，因此藉由第5圖所示之底切的牢固允許特定簡單的組合件。

框體鎖10的另外結構現在將參閱第1圖至第4圖再次說明。

導引路徑22a、22b之每一者係以二個內殼殼體32a、32b形成，內殼殼體32a、32b於組合狀態中，嚙合圍繞的圓環16以及圍繞的金屬帶20a、20b，亦即，內殼殼體32a、32b之每一者各自地具有導引軌跡22a、22b或其中的側向邊界。

此外，內殼殼體32a、32b係設置不同的切出、凹槽以及孔洞作為用於框體鎖10不同元件的接收器、導引或軸承，例如用於電動馬達26、齒輪28或捲軸24。在組合狀態中，除了外殼以外，內殼殼體32a、32b可以說在精確的位置及保護下固定框體鎖10之元件形成第二殼體，避免污染或劇烈存取。

圓環驅動的操作現在將以第2圖說明。自第2圖所示的鎖定位置調整圓環16至鬆開位置，捲軸24係藉由電動馬達26(第3圖)以逆時針方向驅動。金屬帶20b因此轉進捲軸24，但是，已部分地轉進捲軸24的金屬帶20a係自捲軸24上轉出。圓環16因此同樣地逆時針移動，直到到達鬆開位置。在轉動的反轉方向上，金屬帶20a係轉進線圈24，而轉進至捲軸24的金屬帶20b係自捲軸24轉出。圓環16係以此方式轉回鎖定位置。

在每一例子中可根據圓環16位置可嚙合二個橋台彈簧46a、46b其中之一的凹口44a、44b係設置於圓環16的內緣48作為用於鎖定及鬆開位置的末端橋台。其可由第2圖中辨別，凹口44a連同橋台彈簧46a形成鎖定位置的末端橋台，而凹口44b連同橋台彈簧46b代表於鬆開位置的末端橋台。

為扣緊或阻擋圓環16於鎖定或鬆開位置，二個片狀扣緊元件50a、50b係排列於內殼殼體32a、32b內，該片狀元件係可於圓環16轉動的徑向位移，並可選擇地以圓環16之外緣18或內緣48引進的狹縫形狀凹槽52a至52d設置嚙合。凹槽52a至52d因而作為扣緊部。凹槽52b至52c係位於外緣18處，而凹槽52a及52d係設置於內緣48處。由第2圖及第3圖中可辨別，扣緊元件50a、50b配合具有凹槽52a、52b的鎖定位置，而凹槽52c、52d的嚙合在鬆開位置發生。圓環16特定有效的扣緊或阻擋係藉由具有凹槽52a至52d之扣緊元件50a、50b的鉗狀配合而達成。

扣緊元件50a、50b的致動經由另外的電動馬達54形式之額外驅動元件而發生，另外的電動馬達54經由蝸輪56驅動以直齒齒輪齒狀排列(參閱第3圖)之另外的齒輪58。齒輪58具有凸輪栓60，凸輪栓60係電性排列至齒輪58轉動的軸，並嚙合至凸輪元件64的延伸孔62作為閘門導引(參閱第2圖)。齒輪58的轉動移動係藉由凸輪栓60以凸輪元件64延伸切向圓環16轉動方向的移動方向而轉換為凸輪元件64的線性移動。

如第7圖中可容易地辨別，凸輪元件64具有二個伸長閘門66a、66b，其係以鏡像對稱凸輪元件64對稱軸A的方式排列。扣緊元件50a、50b之每一者各自地具有凸輪部68a與68b，凸輪部68a與68b係以各自的閘門66a、66b接收。由於二個閘門66a、66b彼此相對的間距係以延伸孔62的方向增加，因此位於第7圖中扣緊位置中之二個扣緊元件50a、50b係以凸輪元件64位移的箭頭方向彼此分離移動，且與凹槽52a、52b(第2圖及第3圖)產生嚙合。接著其可能藉由電動馬達26的致動以此釋放位置自鎖定位置調整圓環16至鬆開位置。

扣緊元件50a、50b在各自的閘門66a、66b中強制導引確保特定的高安全性，以避免由於最初命名之錘擊法而未授權開啟鎖的操縱是不可能的。

此外，框體鎖10具有控制裝置(未圖示)，其控制用於圓環16調整的電動馬達26以及用於位移扣緊元件50a、50b的電動馬達54。此外，此控制裝置具有用於授權檢查的機構，以致於當已經由例如無線電信號接收相對應授權代碼時，僅發生框體鎖10的調整至鬆開位置之。控制裝置以及電動馬達26、54的電源供應可經由電池或可充電電池獨立於電源而發生。

若控制裝置接收此種框體鎖10的指令授權開啟，控制裝置首先控制電動馬達54以使扣緊元件50a、50b與凹槽52a、52b脫離嚙合。接著，控制電動馬達26使得捲軸24逆時針轉動並，如上所述，自鎖定位置轉動圓環16至鬆開位置。接著，再次致動電動馬達54，使得扣緊元件50a、50b現與凹槽52c、52d嚙合，以於鬆開位置阻擋或扣緊圓環16，以避免腳踏車之不想要的鎖定。

因此，回應於對應鎖定指令，電動馬達26、54的致動係以相反次序而發生。

扣緊元件50a、50b及/或圓環16之末端位置的辨別可經由偵測增加到達末端位置(亦即，圓環16或扣緊元件50a、50b的阻擋位置)的馬達電流而發生。或者，亦可設置用於直接或間接偵測各自調整位置的位置感測器。

因此，根據本發明的鎖，係允許舒適且可靠的鎖定與解除鎖定二車輪而不需藉由使用者執行機械調整。

作為使用獨立電動馬達54的替代，圓環16及扣緊元件50a、50b亦可藉由單一電動馬達26，係具有藉由機械機構影響移動順序的控制來驅動。

有關框體鎖10所述的驅動原理亦可以其它鎖的形式無問題的使用，例如，以具有線性可移動螺栓的門鎖或窗鎖或者用於具有線性移動鎖定螺栓或樞軸環之二車輪的框體鎖的形式使用。

10．．．框體鎖

12．．．下部

14．．．上部

16．．．圓環

18．．．外緣

20a、20b．．．金屬帶

22a、22b．．．導引軌跡

24．．．捲軸

26．．．電動馬達

28、58．．．齒輪

30、56．．．蝸輪

32a、32b．．．內殼殼體

34a、34b．．．捲軸部

38a、38b．．．邊緣孔洞

40a、40b．．．狹縫

42．．．牢固部

44a、44b．．．凹口

46a、46b．．．橋台彈簧

48．．．內緣

50a、50b．．．扣緊元件

52a、52b、52c、52d．．．凹槽

54．．．電動馬達

60．．．凸輪栓

62．．．延伸孔

64．．．凸輪元件

66a、66b．．．閘門

68a、68b．．．凸輪部

本發明將參照實施例以及圖式而敘述。其中：

第1圖係為框體鎖之展開表示圖；

第2圖係為根據第1圖省略一些細節的框體鎖之平面圖；

第3圖及第4圖係為根據第1圖省略一些細節的框體鎖之透視圖；

第5圖係為根據第1圖具有驅動帶牢固至其上之剖面表示之框體鎖之鎖定螺栓的詳細圖；

第6圖係為根據第1圖之框體鎖之捲軸之透視詳細圖；以及

第7圖係為根據第1圖之框體鎖之凸輪元件以及扣緊元件之透視詳細圖。