一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖的製作方法

2023-05-08 21:00:26

一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖，該鎖包括固定在一側的頂端帶凸緣的拉栓（21）、固定在另一側的能插入拉栓的套筒（22）、在套筒內能相對套筒軸向移動的套筒內塞（23）、套置在套筒（22）外的制動環（24）、在制動環和套筒之間能與制動環同步旋轉的旋轉件（25）、與制動環軸向垂直延伸且一端與制動環外壁上的徑向變形區域（241）相配合以止轉或釋放制動環的插銷（26）、以及插銷驅動組件（27）。其中，旋轉件能在拉栓向下力的作用下由套筒內塞帶動旋轉並能在拉栓向上力的作用下由制動環帶動迴轉。該鎖避免了電磁力小導致的上鎖失效，很小的電磁力即能完成上鎖和開鎖；通過機械力輔助開鎖，簡化了鎖結構，工作更加可靠。
【專利說明】一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種拉栓式磁力鎖，尤其涉及一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖。
【背景技術】
[0002]現有的一種拉栓式磁力鎖如圖1所示，在一側，門的基板103上設置拉栓11，在拉栓11的兩邊設置鐵板104，在另一側，門框上設置圓筒形的容球腔12，在容球腔12的壁部開設圓孔121，在圓孔121中放置滾珠，在容球腔12的外圈設置一個軸向滑動的鐵芯14，鐵芯14內為兩圈直徑不同的臺階孔。其中，所述拉栓11為垂直於門板凸起一端部為球的圓柱棒，拉栓11端部的球直徑大於圓柱直徑。在鐵芯14上、在與鐵板104對應的位置設置磁鐵 105。
[0003]關門時鐵芯14受彈簧力作用，使大臺階孔包圍容球腔12，拉栓11的端頭球部能進入，當非法拉開門時，鐵芯14被另一側吸住拉出，小臺階孔壓迫滾珠向軸心靠緊能抱住拉栓頭無法打開。這種現有的拉栓式磁力鎖實現了以小的電磁力轉換達到大的門扇接合力；門扇關閉後必須授權才能用電磁控制等辦法予以開啟；操作平穩、方便，可遙控。
[0004]由此可見，現有的拉栓式磁力鎖都是由電磁力的作用而使制動環(對應於上述鐵芯14)與套筒(對應於上述容球腔12)之間線性相對移動，從而使拉栓無法拔出。在電磁力作用較小的情況下，容易發生制動環(鐵芯14)相對套筒(容球腔12)移動失敗的問題，造成拉栓式磁力鎖上鎖失效。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種通過機械力實現上鎖並輔助開鎖的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:
[0007]—種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖，包括固定在門一側的垂直凸起的頂端帶凸緣的拉栓、固定在門另一側的上開口能插入拉栓的套筒、在套筒內能相對套筒軸向移動的套筒內塞、套置在套筒外的制動環、在制動環和套筒之間能與制動環同步旋轉的旋轉件、與制動環軸向垂直延伸並且一端與制動環外壁上的徑向變形區域相配合以止轉或釋放制動環的插銷、以及插銷驅動組件。其中，套筒和制動環上具有互相配合調節該套筒一部分內部空腔的孔徑的機構，該機構一方面包括套筒側壁上開有的多個孔和在各個孔中放置的滾珠，另一方面在制動環的側壁內表面形成沿周向分布的孔徑不同的部分。旋轉件能在拉栓向下力的作用下由套筒內塞帶動旋轉並能在拉栓向上力的作用下由制動環帶動迴轉。
[0008]對於上述拉栓式磁力鎖，機構架固定在鎖殼內，插銷位於機構架的與制動環軸向垂直延伸的插槽中。
[0009]對於上述拉栓式磁力鎖，插銷靠近制動環的一端至少在伸出狀態時從插槽在機構架側壁上的開口露出。
[0010]對於上述拉栓式磁力鎖，在插銷遠離制動環的一端和機構架的側壁之間設有插銷復位彈簧。
[0011]對於上述拉栓式磁力鎖，插銷的一端設有相對於插銷的軸向垂直凸起的凸塊。
[0012]對於上述拉栓式磁力鎖，插銷驅動組件包括電機和與電機的心軸相連的撥盤。
[0013]對於上述拉栓式磁力鎖，撥盤的外周壁上靠近電機的一側形成徑向凸起的凸緣，從而使外周壁另一側形成徑向凹陷的導引槽，撥盤上的導引槽沿著撥盤周向包括寬度不同的部分。
[0014]對於上述拉栓式磁力鎖，撥盤安裝的位置使插銷上的凸塊卡在撥盤的導引槽中。
[0015]對於上述拉栓式磁力鎖，從導引槽寬度最大的部分到導引槽寬度最小的部分之間有向遠離制動環的方向導引槽寬度逐漸減小的過渡部分。
[0016]對於上述拉栓式磁力鎖，制動環內壁上每個最小孔徑部分的一側通過緩坡向最大孔徑部分過渡，另一側通過陡坡向最大孔徑部分過渡。
[0017]對於上述拉栓式磁力鎖，制動環外壁上的徑向變形區域為沿其外壁周向延伸的凸起弧。
[0018]對於上述拉栓式磁力鎖，拉栓底部設有凸緣，拉栓的底部凸緣容納於底架內的拉栓安裝腔中，拉栓安裝腔在底架的一個側面有開口，拉栓的底部凸緣的直徑大於該開口的直徑並且小於拉栓安裝腔的直徑。
[0019]與現有技術相比，本發明主要的優點如下:
[0020]1.本發明的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖有效地避免了電磁力小導致的上鎖失效，只要很小的驅動力即能完成上鎖和開鎖；
[0021]2.由於通過機械力輔助開鎖，簡化了磁力鎖的結構，因此本發明的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖工作更加可靠；
[0022]3.部件的使用壽命延長，開鎖上鎖省力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1示出一種現有的拉栓式磁力鎖的結構；
[0024]圖2是本發明一個實施例所述的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖各部件組裝在一起時的立體圖；
[0025]圖3是圖2所示的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖各部件未組裝在一起時的立體圖；
[0026]圖4是圖3所示的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖中的制動環的細節放大圖；
[0027]圖5a_5d是圖2所示的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖處於上鎖狀態、開鎖狀態、以及從上鎖到開鎖狀態之間的兩個過渡狀態的平面透視圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖2和圖3所示，本發明一個實施例所述的自旋上鎖的拉栓式磁力鎖包括固定在門一側的垂直凸起的頂端帶凸緣的拉栓21、固定在門另一側的上開口能夠插入拉栓21的套筒22、在套筒22內能夠相對於套筒22軸向移動的套筒內塞23、套置在套筒22外的制動環24、位於制動環24和套筒22之間能夠與制動環24同步旋轉的旋轉件25、與制動環24軸向垂直延伸並且一端與制動環24外壁上的徑向變形區域241相配合以止轉或釋放制動環24的插銷26、以及插銷驅動組件27。套筒22和制動環24上具有互相配合調節該套筒22 —部分內部空腔的孔徑的機構，該機構一方面包括套筒22側壁上開有的多個孔221和在各個孔221中放置的滾珠，另一方面在制動環24的側壁內表面形成沿周向分布的孔徑不同的部分。旋轉件25能夠在拉栓21向下的力的作用下由套筒內塞23帶動旋轉並能夠在拉栓21向上的力的作用下由制動環24帶動迴轉。
[0029]在該實施例中，拉栓21底部設有凸緣211，拉栓21的底部凸緣211容納於底架201內的拉栓安裝腔2011中，拉栓安裝腔2011在底架201的一個側面有開口 2012，拉栓21的端頭凸緣從該開口 2012伸出，拉栓21的底部凸緣211的直徑大於該開口 2012的直徑並且小於拉栓安裝腔2011的直徑。因此，拉栓21可以相對於底架201在一定範圍內徑向移動。
[0030]在該實施例中，套筒22固定在鎖殼202上，而鎖殼202固定在門框上。套筒22側壁上放置滾珠的多個孔221的下方設有軸向延伸的開槽223。
[0031]套筒內塞23安裝在套筒22內。從套筒內塞23側壁外表面上凸起的銷軸231從套筒22側壁上軸向延伸的開槽223伸出並搭在旋轉件25頂部，銷軸231可以在套筒22側壁上的開槽223的軸向開口範圍內移動，因此套筒內塞23可以相對於套筒22在一定範圍內軸向移動。套筒內塞23上的銷軸231優選為從相對的兩側反向凸起，相應地套筒22側壁上的開槽223也開在相對兩側。當然，套筒內塞23上可以凸起更多銷軸231，而套筒22側壁上開槽223的數量與套筒內塞23上設置的銷軸231的數量一致。這樣，套筒內塞23相對於套筒22軸向移動時更加平穩，不易傾斜。
[0032]制動環24內壁上孔徑不同的部分中最小孔徑部分在該實施例中是徑向向內凸起的凸稜，當制動環24在由於拉栓21向下的力的作用而旋轉的旋轉件25的帶動下旋轉，直到其內壁上的凸稜面對套筒22側壁上的孔221及滾珠的狀態時，凸稜使滾珠向套筒22內徑向收縮，滾珠抱住拉栓21的端頭凸緣，從而達到鎖門效果。在拉栓21的端頭凸緣上移推擠套筒22上的滾珠外移時，制動環24旋轉到其內壁上的大孔徑部分面對套筒22側壁上的孔221及滾珠的狀態，從而達到開鎖的效果。優選地，制動環24內壁上每個最小孔徑部分的一側通過緩坡向最大孔徑部分過渡，另一側通過陡坡向最大孔徑部分過渡，如圖4所示。制動環24旋轉過程中其內壁上的緩坡過渡區域與套筒22側壁上的滾珠相互作用，因此制動環24相對套筒22的旋轉更順滑，減小了制動環24內表面和套筒22側壁上的滾珠之間的磨損。另外，制動環24側壁外表面上的徑向變形區域241在該實施例中為沿其外壁周向延伸的凸起弧。優選地，凸起弧上分布有與制動環24的軸向平行延伸的凹凸紋理。優選地，制動環24和旋轉件25通過螺絲穿過它們側壁上位置互相對應的孔而連接起來。
[0033]旋轉件25的頂部形成斜坡，並在斜坡最低處形成卡槽。當套筒內塞23在插入的拉栓的按壓下向套筒22底部移動時，套筒內塞23側壁外表面上的銷軸231向下按壓旋轉件25的頂部並沿著旋轉件25頂部的斜坡向坡底滑動，使旋轉件25繞套筒22旋轉，旋轉件25又帶動固定在其外周上的制動環24旋轉，從而將套筒內塞23的軸向線性運動轉化為旋轉件25和制動環24的旋轉運動。反之，當拉栓21的端頭凸緣欲從套筒22上開口拉出時，端頭凸緣向外推擠套筒22側壁上的滾珠，使滾珠有向制動環24的大孔徑部分移動的趨勢，由於滾珠受套筒22側壁上的孔221所限而無法周向移動，又由於套筒內塞23無法繼續下移，只能上移，所以旋轉件25隻能迴轉，這些都導致制動環24繞套筒22迴轉，滾珠通過制動環24側壁內表面上的緩坡滾動到或接近制動環24上的最大孔徑部分,制動環24帶動固定在其內周上的旋轉件25，使旋轉件25同步旋轉，同時套筒內塞23側壁外表面上的銷軸231沿著旋轉件25頂部的斜坡上移，從而將制動環24和旋轉件25的旋轉運動轉化為套筒內塞23的軸向線性運動。另外，還可以在旋轉件25頂部形成多個斜坡，一個斜坡的坡底連接下一個斜坡的坡頂，旋轉件25頂部形成的斜坡的數量與套筒內塞23側壁外表面上設置的銷軸231的數量一致。
[0034]插銷26位於機構架203的插槽2031中，插銷26沿與制動環24軸向垂直的方向延伸，插銷26靠近制動環24的一端至少在伸出狀態時從插槽2031在機構架203側壁上的開口露出，機構架203固定在鎖殼202內，因此插銷26隻能夠沿著插銷26的延伸方向平移，而無法在其他方向移動。在插銷26遠離制動環24的一端和機構架203的側壁之間設有插銷復位彈簧262，插銷26 —端受到插銷復位彈簧262的彈力作用，使插銷26靠近制動環24的一端處於伸出狀態時始終頂靠在制動環24的外壁上，阻止制動環24迴轉。插銷26的一端設有相對於插銷26的軸向垂直凸起的凸塊261。當制動環24旋轉到抱住拉栓21的端頭凸緣的位置時，插銷26靠近制動環24的一端伸出正好能夠卡在制動環24側壁外表面上凸起弧的平行於制動環24軸向延伸的凸沿上，使制動環24無法迴旋，此時為上鎖狀態。受到插銷驅動組件27的作用，插銷26靠近制動環24的一端縮回，制動環24被放開，此時如果拉動拉栓21，則導致制動環24迴轉釋放拉栓21的端頭凸緣，拉栓21從套筒22中拉出，此時為開鎖狀態。
[0035]插銷驅動組件27包括電機271和與電機271的心軸相連的撥盤272。撥盤272通過中心孔套置在電機271的心軸上，能夠在心軸的驅動下繞撥盤軸旋轉，撥盤軸與插銷26的延伸方向平行。撥盤272的外周壁上靠近電機271的一側形成徑向凸起的凸緣，從而使外周壁另一側形成徑向凹陷的導引槽。撥盤272上的導引槽沿著撥盤周向包括寬度不同的部分。撥盤272安裝的位置恰好使插銷26上的凸塊261卡在撥盤272的導引槽中。從導引槽寬度最大的部分到導引槽寬度最小的部分之間有向遠離制動環24的方向導引槽寬度逐漸減小的過渡部分，確保在撥盤272繞軸旋轉過程中插銷26上的凸塊261能夠從卡在撥盤272上導引槽寬度最大的部分中順利過渡到卡在導引槽寬度最小的部分中。相應地，撥盤272上的凸緣沿著撥盤周向也包括寬度不同的部分，從凸緣寬度最大的部分到凸緣寬度最小的部分之間還有向靠近制動環24的方向凸緣寬度逐漸減小的過渡部分其中，凸緣寬度最小的部分寬度可以為O。因此，插銷26上的凸塊261處於導引槽的寬度最大的部分中時，插銷26在插銷復位彈簧262的作用下靠近制動環24的一端處於伸出狀態,插銷26上的凸塊261處於導引槽的寬度較小的部分中時，插銷26靠近制動環24的一端處於縮回狀態。因此，撥盤的旋轉將改變插銷26上的凸塊261所處的導引槽的寬度，進而使插銷26靠近制動環24的一端在伸出狀態和縮回狀態之間變換。
[0036]優選地，插銷26連同插銷復位彈簧262、撥盤272和電機271 —起安裝在機構架203中。撥盤272遠離制動環24的一端通過撥盤軸承2721安裝在機構架203內。
[0037]優選地，還在制動環24和套筒22之間、旋轉件25的上方設置軸承29，軸承29內圈安裝在套筒22上，外圈與制動環24緊密配合，作為制動環24圍繞套筒22旋轉的軸承。
[0038]下面，以斷電上鎖、通電開鎖的常閉模式為例說明本發明的自旋制動的拉栓式磁力鎖的工作原理。
[0039]上述自旋上鎖的拉栓式磁力鎖處於自由狀態，套筒內塞23上的銷軸231位於旋轉件25上的斜坡坡頂，制動環24位於其內壁的大孔徑部分面對套筒22側壁上的孔221及滾珠的位置。
[0040]圖5a示出上述自旋上鎖的拉栓式磁力鎖處於上鎖狀態，由於拉栓21從套筒22的上開口沿軸向插入的作用，拉栓21的頂端推動套筒內塞23向套筒22底部移動，設置在套筒內塞23側壁外表面上的銷軸231壓在旋轉件25頂部並沿著旋轉件25頂部的斜坡向坡底滑動，從而帶動旋轉件25圍繞套筒22旋轉，旋轉件25帶動制動環24與其同步旋轉，直到套筒內塞23受到套筒22側壁上開槽223終點和/或套筒22底部的阻擋。這時制動環24旋轉到其內壁上的小孔徑部分面對套筒22側壁上的孔221及滾珠的位置，制動環24內壁上的小孔徑部分使滾珠向套筒22內徑向收縮，滾珠抱住拉栓21的端頭凸緣，同時制動環24側壁外表面上的凸起弧的凸沿也到達了距離插銷26最近的位置。電機271大部分時間處於斷電狀態，電機271的心軸旋轉撥盤272，使撥盤272上導引槽的最大寬度部分轉到插銷26上的凸塊261處，此時插銷復位彈簧262的作用使插銷26靠近制動環24的一端處於伸出狀態，卡在制動環24外壁上凸起弧的凸沿上，使制動環24固定不動實現上鎖。
[0041]圖5b示出上述自旋上鎖的拉栓式磁力鎖處於開鎖狀態，開鎖狀態是上鎖狀態向自由狀態過渡的狀態。由於電機271通電，電機271的心軸旋轉帶動撥盤272旋轉，使撥盤272上導引槽的較小寬度部分旋轉到插銷26上的凸塊261處，進而使插銷26靠近制動環24的一端處於縮回狀態，釋放制動環24。此時開鎖的人施加外力拉拔拉栓21，拉栓21的端頭凸緣向外推擠套筒22上的滾珠，進而滾珠擠壓制動環24的側壁內表面，使制動環24反轉回其內壁的大孔徑部分面對套筒22側壁上的孔221及滾珠的位置，同時制動環24帶動旋轉件25同步旋轉，旋轉件25頂起套筒內塞22上的銷軸231，從而帶動套筒內塞22在套筒23內軸向向上移動回原位。此時拉栓21可以從套筒22中拔出從而打開門。
[0042]圖5c和圖5d示出從圖5a的上鎖狀態向圖5b的開鎖狀態過渡的過程。
[0043]當然，本發明的自旋制動的拉栓式磁力鎖也容易實現斷電開鎖、通電上鎖的常開模式，只要調整撥盤272連接在電機271上時的相對定位，即相對於上述撥盤272的定位旋轉180°安裝在電機271的心軸上。
【權利要求】
1.一種自旋上鎖的拉栓式磁力鎖，包括固定在門一側的垂直凸起的頂端帶凸緣的拉栓(21)、固定在門另一側的上開口能插入拉栓(21)的套筒(22)、在套筒(22)內能相對套筒軸向移動的套筒內塞(23)、套置在套筒(22)外的制動環(24)、以及在制動環(24)和套筒(22)之間能與制動環(24)同步旋轉的旋轉件(25)，其中，套筒(22)和制動環(24)上具有互相配合調節該套筒(22) —部分內部空腔的孔徑的機構，該機構一方面包括套筒(22)側壁上開有的多個孔(221)和在各個孔(221)中放置的滾珠，另一方面在制動環(24)的側壁內表面形成沿周向分布的孔徑不同的部分，其特徵在於，該拉栓式磁力鎖還包括與制動環(24)軸向垂直延伸並且一端與制動環(24)外壁上的徑向變形區域(241)相配合以止轉或釋放制動環(24)的插銷(26)、以及插銷驅動組件(27)，其中，旋轉件(25)能在拉栓(21)向下力的作用下由套筒內塞(23)帶動旋轉並能在拉栓(21)向上力的作用下由制動環(24)帶動迴轉。
2.如權利要求1所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，機構架(203)固定在鎖殼(202)內，插銷(26)位於機構架(203)的與制動環(24)軸向垂直延伸的插槽(2031)中。
3.如權利要求2所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，插銷(26)靠近制動環(24)的一端至少在伸出狀態時從插槽(2031)在機構架(203)側壁上的開口露出。
4.如權利要求2所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，在插銷(26)遠離制動環(24)的一端和機構架(203)的側壁之間設有插銷復位彈簧(262)。
5.如權利要求1所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，插銷(26)的一端設有相對於插銷(26)的軸向垂直凸起的凸塊(261)。
6.如權利要求5所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，插銷驅動組件(27)包括電機(271)和與電機(271)的心軸相連的撥盤(272)。
7.如權利要求6所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，撥盤(272)的外周壁上靠近電機(271)的一側形成徑向凸起的凸緣，從而使外周壁另一側形成徑向凹陷的導引槽，撥盤(272)上的導引槽沿著撥盤周向包括寬度不同的部分。
8.如權利要求7所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，撥盤(272)安裝的位置使插銷(26)上的凸塊(261)卡在撥盤(272)的導引槽中。
9.如權利要求7或8所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，從導引槽寬度最大的部分到導引槽寬度最小的部分之間有向遠離制動環(24)的方向導引槽寬度逐漸減小的過渡部分。
10.如權利要求1所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，制動環(24)內壁上每個最小孔徑部分的一側通過緩坡向最大孔徑部分過渡，另一側通過陡坡向最大孔徑部分過渡。
11.如權利要求1所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，制動環(24)外壁上的徑向變形區域(241)為沿其外壁周向延伸的凸起弧。
12.如權利要求1所述的拉栓式磁力鎖，其特徵在於，拉栓(21)底部設有凸緣(211)，拉栓(21)的底部凸緣(211)容納於底架(201)內的拉栓安裝腔(2011)中，拉栓安裝腔(2011)在底架(201)的一個側面有開口(2012)，拉栓(21)的底部凸緣(211)的直徑大於該開口的直徑並且小於拉栓安裝腔(2011)的直徑。
【文檔編號】E05B47/06GK103590667SQ201310542139
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】張宗志 申請人:上海歐一安保器材有限公司