本發(fā)明涉及鎖定裝置，更具體地說，涉及用于具有電子控制的鎖定裝置的電動機構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的具有電子控制的鎖定裝置普遍了采用微型直流馬達驅(qū)動的鎖定機構(gòu)。其中的技術(shù)方案之一是采用套在轉(zhuǎn)軸上的螺旋彈簧和固定在轉(zhuǎn)軸上的柱銷，將馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為彈簧與柱銷之間的直線運動，進而推動或拉動一個阻擋元件以控制鎖舌收回。

對于采用柱銷旋轉(zhuǎn)的方案來說，當柱銷沿彈簧螺線作相對運動時，因彈簧受柱銷壓力而壓縮，由此產(chǎn)生較大的摩擦，該摩擦又產(chǎn)生使彈簧跟軸轉(zhuǎn)動的力，容易造成彈簧跟軸轉(zhuǎn)動和徑向跳動，使彈簧不能平穩(wěn)的軸向位移，不僅造成彈簧和滑塊之間的磨損，還會產(chǎn)生柱銷不能順利進入彈簧螺旋軌跡的故障。此外，柱銷與彈簧之間的接觸摩擦?xí)斐芍N和彈簧的磨損。中國發(fā)明專利CN201110244325.0公開了一種柱銷旋轉(zhuǎn)推動彈簧軸向位移，進而推動一個阻擋元件伸出和收回的技術(shù)方案，并針對彈簧跟轉(zhuǎn)抖動和跳動提出了設(shè)置彈簧第三繞組以吸收緩沖馬達起動和轉(zhuǎn)向時柱銷銷對彈簧產(chǎn)生的振動和沖擊，防止彈簧扭變或跳動的技術(shù)措施。

也可以采用將螺旋彈簧固定在馬達傳動軸上隨馬達旋轉(zhuǎn)，將柱銷固定在一個可軸向滑動的阻擋元件上的方式，同樣可以實現(xiàn)推動或拉動阻擋元件伸出于鎖定位置或收回于開啟位置。比如，申請人Schlage Lock Company 獲得授權(quán)的美國專利 US5,628,216揭示了一種鎖定裝置，該鎖定裝置設(shè)在門鎖內(nèi)，包括馬達，與馬達連接的齒輪組，與齒輪組連接的導(dǎo)向軸，一個自由端固定在導(dǎo)向軸上的圓柱螺旋彈簧，該螺旋彈簧可部分地伸進一個同軸線設(shè)置的柱塞套管內(nèi)，柱銷垂直地插裝在柱塞套管上，同時從進入柱塞套管的彈簧相鄰兩圈中通過。隨馬達帶動螺旋彈簧旋轉(zhuǎn)，柱銷在螺旋彈簧相鄰兩圈中旋進，使柱塞套管沿馬達軸線在鎖定位置和開啟位置之間滑動，由此實現(xiàn)對門鎖的鎖定和開啟控制。

該專利還揭示了另一種門鎖的鎖定裝置，該裝置與上述技術(shù)方案的區(qū)別在于，該方案中柱銷設(shè)在一個鎖定板端部凸起的框架上，螺旋彈簧從框架內(nèi)通過，柱銷插在彈簧相鄰的兩圈之間，該鎖定板在彈簧與柱銷旋進的作用下，從鎖定位置和開啟位置之間軸向地位移。

上述專利揭示的技術(shù)方案，其優(yōu)點是，由于彈簧與傳動軸固定，轉(zhuǎn)動慣量小，也不存在彈簧跟轉(zhuǎn)和徑向跳動問題。但也存在令人不滿意的地方，比如，由于負載（柱塞套管和鎖定板）體積和重量都較大，彈簧旋進柱銷時由于被拉伸使彈簧與柱銷接觸的位置摩擦力增大，容易造成彈簧和柱銷的磨損。

此外，在某些電動機構(gòu)中需要一端固定，而另一端不固定的較長彈簧，在這種情況下，離傳動軸較遠部分在旋轉(zhuǎn)時由于沒有徑向約束，會產(chǎn)生偏離軸心的甩動而引起彈簧振動。

由此可見，針對“柱銷與螺旋彈簧相互作用，將馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為螺旋彈簧與柱銷之間的直線運動，進而推動或拉動一個阻擋元件以控制鎖定裝置”這一技術(shù)主題，對于用于鎖定裝置的電動機構(gòu)而言，還存在進一步改進需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種可以防止因旋轉(zhuǎn)引起彈簧振動，以及減小柱銷與彈簧之間摩擦力的用于鎖定裝置的電動機構(gòu)。

本發(fā)明的內(nèi)容包括：

一種用于鎖定裝置的電動機構(gòu)，包括：一個馬達，一個設(shè)在馬達軸上的傳動軸，一個設(shè)置于傳動軸的螺旋彈簧，其特征在于：還包括：一個可在螺旋彈簧內(nèi)沿軸向位移的隨動軸，一個設(shè)在隨動軸上的可旋進螺旋彈簧的柱銷，所述隨動軸伸進螺旋彈簧內(nèi)與該螺旋彈簧滑動配合。

其中，所述螺旋彈簧為圓柱彈簧，所述圓柱彈簧包括旋進部和緩沖部，所述柱銷在旋進部范圍內(nèi)軸向位移。

其中，所述緩沖部的節(jié)距為零，所述旋進部的節(jié)距大于柱銷直徑。

其中，所述隨動軸外徑與所述圓柱彈簧內(nèi)徑的單邊間隙為0.15mm-0.30mm，所述旋進部的節(jié)距是柱銷直徑的1.1-1.3倍。

其中，所述圓柱彈簧的兩個自由端分別設(shè)有第一固定圈和第二固定圈、與第一固定圈相連的第一U形彎、以及與第二固定圈相連的第二U形彎；所述傳動軸上設(shè)有環(huán)形凸條，環(huán)形凸條包括與第一U形彎相吻合的凸條頭部，第一U形彎套設(shè)于凸條頭部，第一固定圈裝于環(huán)形凸條外側(cè)。

其中，所述隨動軸的端部設(shè)置有突出于隨動軸外圓表面的橢圓柱。

其中，所述傳動軸包括第一軸肩和第二軸肩，包括設(shè)于傳動軸與馬達外殼之間的固定架，所述固定架包括固定在馬達外殼底部的兩個固定桿和一個垂直于固定桿的第三U形彎，所述第三U形彎位于第一軸肩與第二軸肩之間以限定傳動軸的軸向位移。

其中，所述固定架是用一根鋼絲彎折成，所述第三U形彎直徑小于第一軸肩并大于二軸肩。

其中，所述馬達軸是扁軸，所述傳動軸包括與扁軸相配的扁軸孔。

其中，所述隨動軸包括柱銷孔，所述柱銷包括位于螺旋彈簧相鄰兩圈之間的頭部和固定于柱銷孔的尾部。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以取得以下有益技術(shù)效果：

1.與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的隨動軸在圓柱彈簧旋轉(zhuǎn)和隨動柱軸向位移過程中始終保持對圓柱彈簧徑向約束的狀態(tài)，有效地克服彈簧因旋轉(zhuǎn)引起的振動問題。

2.本發(fā)明所采用的在圓柱彈簧上設(shè)置緩沖部的結(jié)構(gòu)，在柱銷柱相對于圓柱彈簧軸向位移時，緩沖部也被拉伸，使彈簧的旋進部受到的拉伸和壓縮減小，可有效地降低柱銷與彈簧之間的摩擦力，從而減少零件的磨損。

3.本發(fā)明的技術(shù)方案所用零件少，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工和安裝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的立體結(jié)構(gòu)的分解示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的圓柱彈簧立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例傳動軸立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例傳動軸另一個視角的的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例的隨動軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明實施例的撥桿在面板裝置中處于鎖定位置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明實施例的撥桿在面板裝置中處于開啟位置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠進一步了解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明予以詳細說明。

圖1和圖2示出了本發(fā)明優(yōu)選的實施例結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，電動機構(gòu)包括馬達10，傳動軸30，圓柱彈簧20，隨動軸40，柱銷60。馬達10是普通的直流電機，傳動軸30與馬達軸11采用扁軸配合傳遞扭矩，馬達軸11與傳動軸的軸孔35采用過盈配合固定。圓柱彈簧20的兩個自由端設(shè)置成并繞1-2圈的第一固定圈21和第二固定圈22，分別與第一固定圈21和第二固定圈22連接的是兩個方向相反形狀而尺寸相同的的第一U形彎23和第二U形彎24。在傳動軸30上設(shè)有不封閉的環(huán)形凸條31，該環(huán)形凸條31包括兩個凸條頭部32，其中一個凸條頭部與第一U形彎23吻合，第一U形彎23正好可以嵌在一個凸條頭部32，第一固定圈21套在凸條頭部32外側(cè)，圓柱彈簧20的軸向位移被環(huán)形凸條31限定，圓柱彈簧20相對于傳動軸30的徑向位移被第一U形彎23和凸條頭部32限定。柱銷60設(shè)在隨動柱40上的方式可以是兩個柱銷頭部對稱地伸出于隨動軸40外圓，也可以單方向的伸出一個柱銷頭部，采用哪種方式取決于電動機構(gòu)驅(qū)動的對象，在本實施例中，本發(fā)明驅(qū)動的對象是位于隨動柱40之下的一個可旋轉(zhuǎn)的撥桿50，因此只需要柱銷60的一個柱銷頭部61裝入撥桿50的滑槽55內(nèi)，沒有必要設(shè)置兩個柱銷頭部。當柱銷60直線位移時，柱銷頭部61作用于滑槽55，推動撥桿50轉(zhuǎn)動。柱銷尾部62的直徑比柱銷頭部61的直徑要大一些，它與柱銷孔41采用過盈配合，因此在柱銷尾部62的外圓設(shè)置了滾花。當馬達10帶動圓柱彈簧20轉(zhuǎn)動時，柱銷60被滑槽55限定，不能隨圓柱彈簧20轉(zhuǎn)動，只能沿圓柱彈簧20軸線方向位移（參見圖6和圖7）。

圖3示出了圓柱彈簧20的結(jié)構(gòu)，從圖3中可以看到，圓柱彈簧20包括一段可旋進柱銷60的節(jié)距較大的旋進部25和一段節(jié)距接近零的緩沖部26，旋進部約15-17圈，節(jié)距是柱銷60的直徑的1.1-1.3倍，緩沖部26這一段是緊繞了7-9圈。緊繞的這段所起的作用是緩沖旋進部25所受到的柱銷60的推力，該推力會使旋進部25拉伸。設(shè)置緊繞的緩沖部26這一段后，在旋進部25受到拉伸力同時，緩沖部26也被拉伸，相當于增加了被拉伸的彈簧圈數(shù)，在相同的彈簧總拉伸量不變的條件下，彈簧每圈所受拉伸力減小，由此旋進部25所受拉伸力減小，而減少旋進部25的拉伸力意味著圓柱彈簧20與柱銷60的摩擦力減小，從而可以降低圓柱彈簧20與柱銷60的磨損。

圖4、圖5及圖6分別示出了傳動軸30和隨動軸40的結(jié)構(gòu)。傳動軸30包括靠近馬達10的第一軸肩34、與第一軸肩34相鄰的第二軸肩37、與第二軸肩37相鄰的軸頸33、與軸頸33相鄰的環(huán)形凸條31、以及與環(huán)形凸條31相鄰的軸伸36。圓柱彈簧20的第一固定圈21套在軸頸33上，第一U形彎23卡設(shè)在凸條頭部32，緊繞的緩沖部26有幾圈套在軸伸上。柱銷孔41設(shè)在隨動柱40靠近馬達10的一端，隨動軸40裝入圓柱彈簧20后，柱銷孔41正好位于旋進部25中心的位置。

結(jié)合圖7和圖8可以看到，隨動軸40的長度大于圓柱彈簧20的長度，當隨動軸40處在滑進位置時，它一直伸到緩沖部26，在隨動軸40處在滑出位置時，旋進部25一半仍套在隨動柱40上，如此一來，在圓柱彈簧20旋轉(zhuǎn)和隨動軸40軸向位移過程中，隨動軸40都保持了對圓柱彈簧20的徑向約束。隨動軸40的直徑比圓柱彈簧內(nèi)圓直徑略小，它們之間的單邊間隙以即不影響它們之間的軸向滑動配合，又可以將圓柱彈簧旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的偏離限定到較小的程度為宜。在本實施例中，該單邊間隙取值范圍為0.15mm-0.30mm。

隨動軸40與鎖定裝置滑動配合的端部設(shè)有對稱凸出的兩個橢圓柱42，與兩個橢圓柱42配合的滑軌是由設(shè)在面板1上的上滑軌75（參見圖7）和底板上的下滑軌（圖中未示出）組成，上滑軌75在兩條平行的矩形條上設(shè)置了兩段正好容納橢圓柱42的凹陷，下滑軌是與兩段凹陷相對的凸起的矩形條（圖中未示出），面板1和底板裝配后，橢圓柱42位于上滑軌75和下滑軌之間，橢圓柱42和滑軌之間存在一個可以保持滑動配合的間隙。傳動軸30和隨動軸40可以采用金屬材料制成，也可以采用其它合成材料，在本實施例中采用尼龍材料，為了減輕重量隨動軸40采用空心結(jié)構(gòu)。

圖7和圖8示出了本發(fā)明應(yīng)用于一種鎖定機械按鈕的面板裝置的實施例，該面板裝置包括一個裝在箱蓋上的面板1，一個與面板1相配的底板（圖中未示出），設(shè)在面板1上的一個按鈕2，撥桿50設(shè)在按鈕2行程的下方以控制按鈕2是否能夠按下，本發(fā)明所述電動機構(gòu)設(shè)在按鈕2的一側(cè)。撥桿50包括一個輪轂51，輪轂51上設(shè)有樞軸53，與樞軸相配的樞軸孔（圖中未示出）設(shè)在面板1和底板之間，撥桿50可繞樞軸孔轉(zhuǎn)動，從輪轂51延伸出臂54，在臂54上設(shè)有可裝入柱銷頭部61的滑槽55，在輪轂51上設(shè)有三個第一齒56和相鄰的三個第一槽57，在按鈕2內(nèi)平面設(shè)有可進入第一槽57的第一凸起17。撥桿處在第一角度時，三個第一齒56與三個第一凸起17相對，此時按鈕2向下的行程被撥桿50的第一齒56阻擋，不能按下；當撥桿50被柱銷頭部61推到在第二角度時，第一槽57與第一凸起17相對，按鈕2向下的行程沒有阻擋，當按鈕2被按下時第一凸起17就進入第一槽57。由于柱銷60與樞軸53之間具有較長的力臂，使得柱銷60可以用很小的力便可推動撥桿50轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對按鈕2的鎖定和解鎖。在面板1上還設(shè)了第一位置開關(guān)71，臂54端部在預(yù)設(shè)的角度可以碰觸第一位置開關(guān)71，將撥桿50所處位置傳遞至鎖定裝置的控制單元。

如圖7所示，此時處于鎖定位置，圓柱彈簧的旋進部25和緩沖部26同時受到一定的拉伸，撥桿50上的第一齒56與按鈕2上的第一凸起17相抵，阻擋按鈕2按下（在圖6和圖7中，按鈕2按下的方向是從紙面出來的方向），在獲得開鎖授權(quán)后，馬達10帶動圓柱彈簧20旋轉(zhuǎn)，隨動軸40受到柱銷60旋進圓柱彈簧20所產(chǎn)生的推力從鎖定位置軸向地向解鎖位置滑動，柱銷60作用于滑槽55推動撥桿50轉(zhuǎn)過一個角度，撥桿50的第一齒56脫離與第一凸起17相抵，第一槽57轉(zhuǎn)到與第一凸起17相對的位置，此過程中，柱銷60逐圈地向圓柱彈簧20的左邊位移，所受拉伸力逐漸減小，與此同時，臂54端部已碰觸到第一位置開關(guān)71（如圖8所示），此時按下按鈕2，由于沒有阻擋，按鈕2按下后便可打開箱鎖。按下按鈕2的外力撤銷后，復(fù)位彈簧（圖中未示出）將按鈕2復(fù)位。按鈕2復(fù)位后，若收到鎖定裝置的控制單元發(fā)出鎖定信號，馬達10反轉(zhuǎn)，圓柱彈簧20開始逐圈地向柱銷60左邊位移，同時所受拉伸力逐漸增大，直到柱銷60將撥桿3推回鎖定位置，恢復(fù)對按鈕2的阻擋為止。

在圖1圖2中，可以看到固定架65的結(jié)構(gòu)，為了預(yù)防傳動軸30從馬達軸軸向位移或脫離，造成運行故障，在轉(zhuǎn)動軸30和馬達10之間設(shè)置一個固定架65.該固定架65用一根稍粗的鋼絲彎成，垂直于傳動軸30的第三U形彎66直徑小于第一軸肩34并大于第二軸肩37，它被置于第二軸肩37內(nèi)側(cè)，第三U形彎66的兩個對稱的自由端67與第三U形彎66成直角，形成一對固定桿67壓在馬達10的殼下，當馬達10被面板1和底板固定后，固定架65隨之被固定。在正常情況下，第三U形彎66不與第二軸肩37和傳動軸40其它任何部分接觸，當傳動軸30發(fā)生向圓柱彈簧20方向的位移，該U形彎與第二軸肩37接觸，阻止傳動軸30繼續(xù)軸向位移。為可靠起見，在面板1對應(yīng)與軸頸33的位置，設(shè)置了一對L形凸起77擋在第三U形彎66內(nèi)側(cè)，當固定架65受到向內(nèi)側(cè)的推動時，L形凸起77可以起到支撐固定架65的作用。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方案，除此之外本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，任何其它顯而易見的替換均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。