TWI825161B

TWI825161B - 用於鎖具之電子鍵盤總成及其組裝方法

Info

Publication number: TWI825161B
Application number: TW108131080A
Authority: TW
Inventors: 艾倫伊達
Original assignee: 美商品譜公司
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2023-12-11
Also published as: CA3110971A1; WO2020047114A1; US20200074776A1; CN112805445B; MX2021002361A; CN112805445A; TW202024456A; US11348393B2

Abstract

本發明揭示一種電子安全鍵盤總成，其包含由金屬板製成之一蓋、一鍵盤及一安裝板。自該蓋延伸之突片接合該安裝板之凹進突片接納區域以將該蓋固定至該安裝板。當繞該凹進突片接納區域彎曲時，該等突片在安裝至一門時被阻止進入以防止實體撬動該電子鍵盤總成。

Description

用於鎖具之電子鍵盤總成及其組裝方法

本發明係關於一種用於鎖具之電子鍵盤總成及其組裝方法。

電子鎖已越來越被接受且廣泛用於住宅及商業市場中。此等鎖具藉由要求某些憑證來控制建築物之門禁。例如，此等鎖具通常包含基於由使用者提供之憑證來判定是否解鎖鎖具之一控制電路。在一些情況中，可經由一鍵盤來將憑證及/或命令提供至鎖具。

用於門栓之結構必須達到一定規格以滿足安全要求。例如，對用於致動一門栓之一總成之耐久性具有標準化要求以避免因損壞相關聯總成而損及門栓之可能性。就電子鍵盤而言，此通常意謂一鍵盤外殼由一高度抗衝擊材料(諸如一鑄造金屬)製成。然而，自製造角度看，使用此等材料可能很貴，且增加消費者之成本。因此，期望改良電子鎖設計。

本發明大體上係關於電子鎖。在一可行結構設計中且舉非限制性實例而言，提供一種電子安全鍵盤，其可與一電子鎖總成一起用於使一門安全。

在一態樣中，一種電子安全鍵盤總成包含至少一蓋、一鍵盤及一安裝板。該蓋具有含複數個開口之一前表面部分。該蓋亦具有至少兩個側表面部分及複數個緊固件。該鍵盤包含經結構設計以透過該蓋中之該複數個開口暴露之複數個鍵盤按鈕。該等鍵盤按鈕經結構設計以將實體輸入轉換成電信號。該安裝板包含經結構設計以接納該複數個緊固件之複數個緊固件接納區域。將該等緊固件配合至該等緊固件接納區域將該鍵盤固定於該蓋與該安裝板之間。

在一第二態樣中，一種製造一電子安全鍵盤總成之方法包含：形成由金屬板製成之一蓋，該蓋具有含複數個開口之一前表面部分、至少兩個側表面部分及自該等側表面部分延伸之複數個突片；將一鍵盤定位於該蓋與與該蓋對準之一安裝板之間以允許該鍵盤之複數個鍵盤按鈕透過該複數個開口暴露；及將該複數個突片之各者彎曲至該背板之突片接納區域中，直至該複數個突片之各者定位成與該背板之一後向表面對準。

在一第三態樣中，一種可安裝至一門之電子安全鍵盤總成包含：一蓋，其包括具有複數個開口之一前表面部分、至少兩個側表面部分及自該至少兩個側表面部分延伸之複數個突片；及一鍵盤，其包含經結構設計以透過該蓋中之該複數個開口暴露之複數個鍵盤按鈕，該複數個鍵盤按鈕經結構設計以將實體輸入轉換成電信號，該鍵盤進一步包含一印刷電路板總成及自其延伸之一電纜。該電子安全鍵盤總成進一步包含一安裝板，其包括複數個凹進突片接納區域，該複數個凹進突片接納區域接納該複數個突片，使得該複數個突片之各者彎曲至與該背板之一後向表面對準之一位置中。當該電子安全鍵盤總成安裝於一門上時，該等突片定位於該門之一表面與該安裝板之間。

將在以下描述中闡述各種額外態樣。態樣可涉及個別特徵及特徵之組合。應瞭解，以上一般描述及以下詳細描述兩者僅供例示及說明且不限制本文中所揭示之實施例所基於之廣義發明概念。

10:電子安全鍵盤總成

20:蓋

22:鍵盤開關膜

23:鍵盤按鈕

24:電池端子蓋

26:安裝板

28:電纜

30:突片

32:凹進突片接納區域

36:安裝螺柱

42:間隔板

46:9伏特電池端子

48:印刷電路板總成(PCBA)

50:開口

52:前表面部分

54:側表面部分

58:突起

60:脊

62:支撐件

64:螺釘孔

66:主表面

68:圓孔接納區域

100:電子鎖

102:門

104:內側

106:外側

108:內部總成

112:閂鎖總成

114:插銷

116:處理單元

118:手動轉動件

132:馬達

136:處理器

138:記憶體

142:電池

以下附圖繪示本發明之特定實施例且因此不限制本發明之範疇。圖式未按比例繪製且意欲與以下詳細描述中之解釋結合使用。下文將結合附圖來描述本發明之實施例，其中相同元件符號表示相同元件。

圖1繪示一實例電子鍵盤總成之一前透視圖。

圖2繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一前視圖。

圖3繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一俯視後透視圖。

圖4繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一仰視後透視圖。

圖5繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一側視圖。

圖6繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一仰視圖。

圖7繪示圖1之電子安全鍵盤總成之一後視圖。

圖8繪示沿圖2及圖5中所展示之軸線A之圖1之電子安全鍵盤總成之一橫截面圖。

圖9繪示沿圖2及圖6中所展示之軸線B之圖1之電子鍵盤總成之一橫截面圖。

圖10係圖1之電子鍵盤總成之一分解圖。

圖11繪示一實例裝飾蓋之一前透視圖。

圖12繪示圖11之裝飾蓋之一後透視圖。

圖13繪示一實例間隔件之一前透視圖。

圖14繪示圖13之間隔件之一後透視圖。

圖15繪示一實例安裝板之一前透視圖。

圖16繪示圖15之安裝板之一後透視圖。

圖17繪示包含圖1之電子鍵盤總成之一電子鎖總成之一側視圖。

圖18係圖17之一可行電子鎖總成之一示意圖。

將參考圖式來詳細描述各種實施例，其中所有若干視圖中之相同元件符號表示相同部件及總成。參考各種實施例不限制本發明隨附之申請專利範圍之範疇。另外，本說明書中所闡述之任何實例不意在限制，而是僅闡述隨附申請專利範圍之諸多可行實施例之若干者。

根據實例實施例，揭示一種電子安全鍵盤總成，其提供一電子鎖總成之安全電子進入，同時製造成本低於現有鍵盤。例如，用於形成裝飾蓋(玫塊)之金屬板比用於大多數其他鎖總成中之壓鑄鋅便宜。金屬板蓋上之緊固件緊固至一安裝板以防止撬動總成。緊固件可為突片、按扣或螺紋孔。另外，總成內之一間隔嵌件維持一鍵盤膜相對於金屬板蓋之定位。一安裝板形成有緊固件接納部分，其使蓋保持於適當位置中，同時在安裝時被阻止進入以藉此防止實體撬動電子安全鍵盤總成。此外，緊固件以低於由BHMA A156.36第12節規定之垂直衝擊試驗期間所產生之衝擊力的一強度將蓋配合至安裝板，使得蓋將與安裝板分離，同時安裝板保持完好。此允許安裝板適當保持於門或安裝其之其他表面上以防止透過此一表面中之任何孔進入。此外，在一些實施例中，電子安全鍵盤總成在處於一組裝狀態中時實質上防風雨。

本發明大體上係關於一種具有某些特徵之電子鎖總成，且特定言之，本發明係關於一種可用於此一電子鎖總成內之特定電子鍵盤總成。術語「電子鎖」或「電子鎖總成」意欲廣義包含依某種方式使用電力之任何類型之鎖具，其包含(但不限於)電子門栓、電子操縱桿設置等等。本發明涵蓋將本文中所描述之一或多個特徵整合至任何類型之電子鎖中且不意欲受限於任何特定類型之電子鎖。術語「電子安全鍵盤總成」大體上包含一電子鎖總成之至少一部分，其包含用於機電鎖定或解鎖鎖總成或致動此一鎖總成之一鍵盤。此可回應於(例如)輸入程式化至電子鎖總成中之一預定碼。

電子安全鍵盤總成可安裝於與一門栓或其他電子鎖定機構電通信之一門上。鍵盤接收一數字或字母碼之實體輸入。輸入正確碼將一信號傳送至機電鎖定機構以打開(或解鎖)門。

圖1至圖10繪示一電子鍵盤總成10之各種視圖。如圖1至圖2中大體上所見，一電子鍵盤總成10包含一蓋20(玫塊)。在所展示之實施例中，蓋20由金屬板製成，金屬板經切割且形成為鍵盤總成之一裝飾蓋。彎曲金屬板以形成實質上平坦之一前表面部分52及與前表面部分52成非線性角之至少兩個側表面部分54。在金屬板上切割開口以允許暴露一鍵盤開關膜22以允許一使用者按壓一或多個鍵盤按鈕23。在所展示之實例中，鍵盤開關膜22之部分透過蓋20中之開口突出。因此，可透過開口來接取鍵盤開關膜22之個別鍵盤按鈕23。鍵盤按鈕23經結構設計以將實體輸入轉換成電信號。

在所展示之實例中，一電池端子蓋24覆蓋蓋20中之另一開口。如下文將進一步論述，電池端子蓋24覆蓋一組電池端子，電池端子組提供至一外部電源(例如一外部電池，諸如具有間隔開之正端子及負端子之一9V電池)之一電連接以在原本電源不可用時(例如，當與電子鍵盤總成連接之電子鎖總成歸因於電池耗盡或電連接無用而斷電時)向電子鍵盤總成供電。9伏特電池端子46定位於鍵盤內，使得9伏特電池端子46之一部分突出穿過蓋20中之複數個開口之一者。

蓋20使用展示為複數個突片30之緊固件來附接至一安裝板26。一電纜28經展示為延伸至電子鍵盤總成10之後部。在一些態樣中，電纜28可附接至諸如一門栓之一電子鎖機構。電纜28可操作以(例如)回應於一使用者使一或多個鍵盤按鈕23按壓鍵盤開關膜22而將信號自鍵盤傳輸至電子鎖機構。電纜28亦可自收容於電子鎖定機構內之一電源提供一電源至鍵盤總成10。

如圖3至圖4中所展示，電子安全鍵盤總成10包含蓋20安裝至其之一安裝板26。在所展示之實施例中，突片30自蓋20之側表面部分54之一最後部分延伸且可在電子鍵盤總成10之一製程期間彎曲。在所展示之實例中，蓋20之突片30經展示為朝安裝板26之凹進突片接納區域32折疊，如下文將結合圖15至圖16進一步論述。突片30在彎曲以駐留於凹進突片接納區域32內時將蓋20及內部組件(下文將論述)固定至安裝板26。安裝螺柱36經展示為自電子安全鍵盤總成10之後部突出。安裝螺柱36在內部具有內螺紋，內螺紋接納來自用於將鍵盤安裝至一門(未展示)之螺釘之外螺紋。因此，當安裝時，突片30將較佳地保持與鍵盤安裝至其之一門或牆壁之一安裝表面大致齊平以防止一使用者自凹進突片接納區域32撬開突片而移除蓋20。

圖5繪示包含橫截面參考線A之電子鍵盤總成10之一側視圖。圖6繪示包含橫截面參考線B之電子鍵盤總成10之一仰視圖。蓋20之側表面部分54之彎曲形狀及鍵盤開關膜22之突出鍵盤按鈕23清晰可見。突片30經展示為處於一延伸位置中。

圖7繪示圖1之電子鍵盤總成之一後視圖。突片30經展示為朝凹進突片接納區域32折疊以將安裝板26固定於適當位置中。亦可看見電纜28及安裝螺柱36。

圖8繪示沿圖2及圖5中所見之軸線A之電子鍵盤總成10之一橫截面圖。圖9繪示沿圖2及圖6中所見之軸線B之電子鍵盤總成10之一橫截面圖。在圖8中，可看見安裝螺柱36之內螺紋。蓋20經展示為以一薄層在電子安全鍵盤總成10上方且繞電子安全鍵盤總成10之其他部分延伸。一印刷電路板總成(PCBA)48、間隔板42及鍵盤開關膜22經展示為介於蓋20與安裝板26之間。在圖9中，可看見鍵盤開關膜22之個別鍵盤按鈕23及電池端子蓋24自蓋20突出。電纜28經展示為延伸至電子安全鍵盤總成10之後部。鍵盤開關膜22、PCBA 48及電纜28構成鍵盤。

圖10係圖1之電子鍵盤總成10之一分解圖。自左至右展示電池端子蓋24、裝飾蓋20、鍵盤開關膜22、9伏特電池端子46、PCBA 48、間隔板42、安裝螺柱36及安裝板26。

現參考圖11至圖16，展示關於電子鍵盤總成10之組件之具體細節。圖11繪示電子鍵盤總成10之一實例蓋20之一前透視圖，而圖12繪示蓋20之一後透視圖。如圖11至圖12中所見，蓋20由一單層金屬板形成。在一些實施例中，金屬板由鋼製成。在其他實施例中，金屬板由諸如鋁、黃銅、銅、錫、鎳或鈦之金屬形成為薄平板。蓋20包含複數個開口50。開口50提供鍵盤開關或端子蓋突出穿過之空間。開口50切過蓋20之前表面部分52。

在一些實施例中，前表面部分52係平坦的。在其他實施例中，前表面部分52經彎曲以形成一彎曲表面。蓋20亦包含至少兩個側表面部分54。如圖11及圖12所展示之實例中，存在四個側表面部分54。側表面部分54與前表面部分52成非線性角。側表面部分54由彎曲金屬板形成。在一些實施例中，側表面部分54具有一彎曲表面。側表面部分54可經進一步彎曲以形成裝飾脊。

如上文所論述，蓋20具有一體形成於金屬板中之突片30。可使用諸如按扣或螺紋孔之其他緊固件。當最初製造時，突片30自側表面部分54向後延伸。突片30可藉由機械按壓構件來向內彎曲至與側表面部分54大致垂直之一位置、與蓋之前表面部分52大致平行之一位置以駐留於安裝板26之凸起突片接納區域32內。

圖13繪示電子鍵盤總成10之一實例間隔板42之一前透視圖，且圖14繪示間隔板42之一後透視圖。間隔板42向鍵盤開關膜22及PCBA 48提供支撐。間隔板42包含複數個突起58、脊60及支撐件62，其等用於填充鍵盤與安裝板26之間的空間以向鍵盤提供支撐。間隔板42可由塑膠形成。例如，間隔板42可由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)形成。其他適合塑膠包含熱塑性塑膠，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸、聚苯並咪唑(PBI)、聚碳酸酯、尼龍、聚醚碸(PES)、聚甲醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)及聚乙烯(PE)。

圖15繪示電子鍵盤總成10之一實例安裝板26之一前透視圖，且圖16繪示安裝板26之一後透視圖。安裝板26包括經結構設計以接納複數個突片30之複數個凹進突片接納區域32，其中突片朝凹進突片接納區域32折疊將鍵盤固定於蓋20與安裝板26之間。當蓋上包含其他緊固件時，可使用其他緊固件接納區域。安裝板26較佳地由鋼製成。凹進突片接納區域32定位於與蓋20之突片30互補之位置中，且朝向安裝板26之前面突出。明確言之，凹進突片接納區域32在安裝板26之一主表面66「後面」形成一空間，突片在彎曲時駐留至該空間中；在此一結構設計中，蓋20保持於安裝板26上，且不會沿安裝板滑動，亦無法藉由習知構件來自安裝板移除。凹進突片接納區域32經結構設計以將彎曲突片30自蓋20牢牢固持於適當位置中。

當電子安全鍵盤總成10安裝至一門之一安裝表面時，在一些實例實施例中，電子鍵盤總成10可安裝於門中可駐留一門栓之一孔位置處。因此，一圓孔接納區域68可至少部分駐留於孔內，其中安裝螺柱36藉由附裝至孔內之位置來保持鍵盤總成。

另外，安裝板之主表面66中之螺釘孔64亦可視情況使電子安全鍵盤總成10保持於一安裝位置中。當安裝時，主表面66將較佳地保持與一門或牆壁之一安裝表面大致齊平。在其他實施例中，主表面66將與門或牆壁之安裝表面間隔開，較佳地小於突片30之一高度的一距離。因此，當安裝時，突片30較佳地應無法自凹進突片接納區域32內之位置彎曲至一延伸位置而允許移除蓋20。當突片30處於一折疊位置中且駐留於安裝板26之凹進突片接納區域32內時，突片30定位成與安裝板26之主表面66對準。

圖17繪示根據本發明之一實例之安裝至一門102之一電子安全鍵盤總成10。門102具有一內側104及一外側106。在一些實例中，內部總成108安裝至門102之內側104，且電子安全鍵盤總成10安裝至門102之外側106。一閂鎖總成112通常至少部分安裝於形成於門102中之一孔中。術語「外部」用於廣義地意謂門102外之一區域且「內部」用於廣義地表示門102內之一區域。例如，就一外部入口門而言，電子安全鍵盤總成10可安裝於一建築物外，而內部總成108可安裝於一建築物內。就一內部門而言，電子安全鍵盤總成10可安裝於一建築物內，但在由門102保全之一房間外，且內部總成108可安裝於經保全房間內。電子安全鍵盤總成10適用於內部門及外部門兩者。

閂鎖總成112經展示為包含可移動於一延伸位置(鎖定)與一縮回位置之間的一插銷114。明確言之，插銷114經結構設計以縱向滑動，且當縮回插銷114時，門102處於一解鎖狀態中。當延伸插銷114時，插銷114自門102突出至一門框側柱(未展示)中以使門處於一鎖定狀態中。

內部總成108可包含一手動轉動件118，其可用於門102之內側104上以使插銷114移動於延伸位置與縮回位置之間。內部總成108亦可包含一處理單元(未展示)，其含有用於致動閂鎖總成112之電子電路。

圖18係安裝至門102之電子安全鍵盤總成10之一示意圖。亦展示內部總成108及閂鎖總成112。

電子安全鍵盤總成10經展示為包含可用於接收安全碼之輸入的鍵盤開關膜22及PCBA 48。

如上文所描述，內部總成108包含一處理單元116。內部總成108亦可包含一馬達132。

如所展示，處理單元116包含通信地連接至記憶體138及一電池142的一處理器136。處理單元116位於內部總成108內且能夠(例如)藉由致動馬達132以致動插銷114來操作一電子鎖100。

在一些實例中，處理器136可處理自PCBA 48接收之信號以判定是否應致動電子鎖100。此處理可基於儲存於記憶體138中之一組預程式化指令(即，韌體)。在一些實例中，處理單元116經結構設計以自一使用者捕獲一鍵盤輸入事件且將鍵盤輸入事件儲存於記憶體138中。

記憶體138可包含各種記憶體裝置之任何者，諸如使用各種類型之電腦可讀或電腦儲存媒體。一電腦儲存媒體或電腦可讀媒體可為可含有或儲存供指令執行系統、設備或裝置使用或與其結合使用之程式的任何媒體。舉例而言，電腦儲存媒體可包含動態隨機存取記憶體(DRAM)或其變體、固態記憶體、唯讀記憶體(ROM)、電可擦除可程式化ROM及儲存資料之其他類型之裝置及/或製品。電腦儲存媒體大體上包含至少一或多個有形媒體或裝置。在一些實例中，電腦儲存媒體可包含具有完全非暫時性組件之實施例。

內部總成108亦包含電池142以給電子鎖100供電。在一實例中，電池142可為一標準一次性(可棄式)電池。替代地，電池142可再充電。

內部總成108亦包含能夠致動插銷114之馬達132。在使用中，馬達132自處理單元116接收一致動命令，其引起馬達132將插銷114自鎖定位置致動至解鎖位置或自解鎖位置致動至鎖定位置。在一些實例中，馬達132將插銷114致動至一相反狀態。在一些實例中，馬達132接收一指定鎖定或解鎖命令，其中若插銷114處於正確位置中，則馬達132僅致動插銷114。例如，若鎖定門102且馬達132接收一鎖定命令，則不採取任何動作。若鎖定門102且馬達132接收一解鎖命令，則馬達132致動插銷114以解鎖門102。

上述各種實施例僅供說明且不應被解釋為限制隨附申請專利範圍。熟習技術者將易於認知可在不遵循本文中所繪示及描述之實例實施例及應用且在不背離以下申請專利範圍之真實精神及範疇的情況下進行之各種修改及改變。