TWI782940B - 閂鎖系統及縮回用於鎖件總成之閂鎖銷件的方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種小角度閂鎖，其經由諸如一杠桿之一輸入裝置的在自約25度至約35度之範圍中的一旋轉將一閂鎖銷件自一完全延伸位置移動至該閂鎖銷件實質上與一面板之一外表面齊平的一縮回位置，而不超過對輸入部件的28吋-磅之一最大扭矩。

Description

閂鎖系統及縮回用於鎖件總成之閂鎖銷件的方法

相關申請案

本申請案主張2017年1月6日申請的題為「用於鎖件之小角度閂鎖系統(SMALL-ANGLE LATCH SYSTEM FOR A LOCK)」之美國臨時專利申請案第62/443,412號的權益，該案之全部揭示內容以引用的方式清楚地併入本文中。

發明領域

本發明係關於用於鎖件及手柄組之閂鎖，且特定言之係關於藉由旋轉鎖件或手柄組之杠桿而操作的閂鎖系統。

發明背景

使鎖件或手柄組(下文中統稱為「鎖件」)之手柄必須旋轉通過以完全縮回閂鎖銷件的角度最小化係合乎需要的。此情形在手柄為杠桿而非旋鈕之情況下為尤其重要的。此係因為杠桿致動之鎖件可使具有殘疾之人及老年人能夠更容易地接入。然而，針對某些習知入口鎖件，杠桿必須旋轉至少52度以完全縮回閂鎖銷件。因此，隨著針對 更好接入解決方案之需求增長，使置於人手腕上來開門之旋轉應力最小化變得重要，且此意味著使杠桿必須旋轉通過的角度最小化。然而，如可瞭解，鑒於旋鈕置於手腕上之應力，若手柄為旋鈕，則此目標變為甚至更重要的。

習知管狀閂鎖系統將杠桿耦接至閂鎖部件，該閂鎖部件又直接或間接耦接至閂鎖銷件。旋轉杠桿縮回閂鎖部件，此又縮回閂鎖銷件。更特定言之，在一習知閂鎖系統中，凸起凸輪部件設置於杠桿與閂鎖部件之間，使得杠桿及凸輪部件之旋轉中心為重合的，且使得旋轉中心與閂鎖部件的往復軸線間隔。樞轉驅動部件設置於閂鎖部件與閂鎖銷件之間。在操作期間，杠桿之52度旋轉使得凸起增益部件旋轉約38度，此又使得閂鎖部件使驅動部件樞轉通過約39度的角度。此等元件合作以將閂鎖銷件移動至其完全縮回位置，約12mm之距離。然而，在凸起凸輪部件嚙合閂鎖部件之前，此習知系統亦產生約2度之閒置或空動凸輪旋轉，藉此添加至將螺閂撤回至其縮回位置所需的杠桿旋轉的總量。

為了達成此杠桿作用，杠桿及凸輪部件之重合旋轉中心相對於閂鎖部件設置於使閂鎖銷件完全縮回所需的凸輪與閂鎖部件之接觸點的水平行程之總量之間的幾乎中途。因此，在此習知入口鎖件總成之閂鎖系統中，自杠桿/凸輪部件之旋轉中心牽引至凸起凸輪表面嚙合閂鎖部件之點的驅動向量將旋轉通過約38°之總角度，從而通過驅動向量垂直於閂鎖部件之往復軸線的點。此情形使得 藉由驅動向量橫越之總角距離的一部分處於驅動向量垂直於往復軸線之點的右側。

上文所提到之組態保證習知閂鎖系統將展現相對高的機械優點，同時需要相對低量之扭矩來施加於杠桿上以達成閂鎖銷件的完全縮回，此兩者歸因於如藉由設計此等類型之閂鎖系統的工程師工程設計最佳實踐已接受之日期。此外，工程師注意著旋轉杠桿以達成閂鎖銷件之完全縮回所需的扭矩量之上限。用於經鑽孔及預先裝配之鎖件及閂鎖的ANSI/BHMA Standard A 156.2-2011章節9.1「使未加載螺閂縮回之力(Force to Retract Unloaded Bolt)」將杠桿上的最大扭矩限於28吋-磅。

因此，記住了上文所論述之限制，問題變為：面對以下額外約束，如何顯著減小上文所論述之習知閂鎖系統中的杠桿或旋鈕旋轉角度：(a)保持與習知系統相同的鎖件/閂鎖封套或佔據面積，使得不需要進行鎖件組件之重大再加工；(b)使得閂鎖部件水平平移近似與習知系統中相同的在閂鎖總成內之距離；(c)保持樞轉驅動部件之實質上相同的組態；及(d)不超過杠桿上之28吋-磅的扭矩。

發明概要

在本揭示案之示範性實施例中，提供一種閂鎖系統。該閂鎖系統適於來以驅動方式連接至一鎖件總成之一輸入 部件。該閂鎖系統包含：一閂鎖銷件外殼，其界定一往復軸線；耦接至該閂鎖銷件外殼之一面板，該面板具有與該往復軸線相交的一閂鎖銷件開口；具有一閂鎖銷件尖端之一閂鎖銷件，該閂鎖銷件可移動地設置於該閂鎖銷件外殼中以用於沿著該往復軸線的往復移動；及一閂鎖驅動系統，其適於來將該鎖件總成之該輸入部件耦接至該閂鎖銷件以沿著該往復軸線移動該閂鎖銷件。該閂鎖驅動系統包括：一凸輪，其適於來連接以用於與該輸入部件一起旋轉，該凸輪圍繞一旋轉軸線旋轉，該凸輪具有包括一凹入部分之一外周邊；一閂鎖部件，其經設置以用於沿著該往復軸線之往復移動，該閂鎖部件包括定位為與該凸輪嚙合的至少一隆凸；設置於該閂鎖銷件外殼中之一驅動部件，該驅動部件具有經配置成藉由該閂鎖部件之一部分嚙合的一凸起部分以相對於該閂鎖銷件外殼樞轉該驅動部件，該閂鎖部件之該部分定位於該驅動部件與該面板之間；及耦接至該閂鎖銷件之一閂鎖銷件延伸部，該閂鎖銷件延伸部具有定位為藉由該驅動部件嚙合之一臂。該閂鎖系統具有：一休止組態，其中該閂鎖銷件定位於一完全延伸位置，而該閂鎖銷件尖端在遠離該旋轉軸線之一方向上自該面板的一外表面延伸一第一距離；及一受致動組態，其中回應於該鎖件總成之該輸入部件上的一系統扭矩，該閂鎖銷件尖端朝向該旋轉軸線移動至實質上與該面板之該外表面齊平的一縮回位置。隨著該閂鎖銷件自該延伸位置移動至該縮回位置，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪部件之該周邊的該 凹入部分。當該凸輪圍繞該旋轉軸線旋轉通過達至約21度之一第一角度時，該閂鎖驅動系統將該閂鎖銷件自該延伸位置移動至該縮回位置。

在其一實例中，當該閂鎖系統處於該休止組態時，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪的該周邊。在其另一實例中，遍及該凸輪通過該第一角度之該旋轉，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪的該周邊。

在其又一實例中，該凸輪包括具有環繞該旋轉軸線之一凸輪孔隙周邊的一凸輪孔隙，該凸輪孔隙具有一凸輪旋轉半徑，該凸輪之該周邊的該凹入部分具有一恆定凸輪半徑，該凸輪之該周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的一比率為至少85%。在其變化中，該凸輪之該周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的該比率為至少90%。在其另一變化中，該凸輪之該周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的該比率為約100%。

在又一實例中，該凸輪之該周邊的該凹入部分具有一可變半徑。在再一實例中，該第一角度在自約18度至約21度之一範圍中。

在再又一實例中，該閂鎖銷件自該延伸位置至該縮回位置之該移動係回應於該鎖件總成之該輸入部件通過一第二角度的一旋轉，該第二角度在約25度至約35度之一範圍中。在其變化中，對該鎖件系統之該輸入部件的達至28吋-磅之一系統扭矩得以施加，以導致該鎖件總成 之該輸入部件通過該第二角度的該旋轉。在其又一變化中，該第二角度為約25度。在其再又一變化中，該第二角度為約32度。

在再又一實例中，該閂鎖系統進一步包含連接至該閂鎖銷件外殼之一閂鎖殼，該閂鎖驅動系統設置於該閂鎖殼上。在其變化中，該閂鎖殼包括一開口，當該閂鎖系統處於該受致動組態時，該凸輪延伸通過該閂鎖殼之該開口。在其另一變化中，該鎖件總成之一第一組件接觸該鎖件總成的一第二組件以防止該凸輪接觸該閂鎖殼中之該開口的一邊緣，當該閂鎖系統處於該休止組態時，該鎖件總成之該第一組件與該鎖件總成的該第二組件間隔開。

在其又再又一實例中，該輸入部件圍繞藉由該凸輪所界定之該旋轉軸線旋轉。

在其又一實例中，當該閂鎖系統處於該休止組態時該凸輪之該周邊在一初始接觸點處接觸該閂鎖部件的該隆凸，通過該旋轉軸線之一驅動向量及該初始接觸點相對於水平形成一驅動向量角，該驅動向量角在自約45度至約50度之範圍中。在其變化中，隨著該閂鎖系統移動至該受致動組態，該驅動向量角增大。在其又一變化中，隨著該閂鎖系統移動至該受致動組態，該驅動向量角保持為一銳角。在其再一變化中，該凸輪之該周邊的該凹入部分保持為：隨著該閂鎖系統自該休止組態移動至該受致動組態，一垂直平面之一第一側通過該旋轉軸線，該驅動部件定位於該垂直平面的該第一側上。

在再又一實例中，該往復軸線實質上垂直於該旋轉軸線。

在再另一實例中，該驅動部件具有一大體U形主體，該主體具有一對支腿及將該對支腿中之一第一支腿連接至該對支腿中之一第二支腿的一連接基座，該大體U形主體包括定位於該對支腿之間的一通道且具有一開放末端及與該開放末端相對的一閉合末端。在其變化中，隨著該驅動部件相對於該閂鎖銷件外殼樞轉，該大體U形主體之該連接基座承載抵靠形成於該閂鎖銷件外殼之一內部表面上的一隆凸。在其另一變化中，該驅動部件之該凸起部分包括設置於該對支腿中之該第一支腿上的一第一凸起膨出部及設置於該對支腿中之該第二支腿上的一第二凸起膨出部。在其另一變化中，該第一凸起膨出部及該第二凸起膨出部中之每一者包括一第一末端及定位於該第一末端與該U形主體之該連接基座之間的一第二末端。在再一變化中，該第一凸起膨出部之該第二末端與該第二凸起膨出部的該第二末端共線。在又再一變化中，該第一凸起膨出部的自該第一凸起膨出部之該第一末端至該第一凸起膨出部之該第二末端的一長度為該驅動部件自該驅動部件之該大體U形主體之該第一支腿的一尖端至該大體U形基座之該連接基座之一下端的一總長度之至少40%，該連接基座之該下端與該通道相對。在再又一變化中，該第二凸起膨出部等同於該第一凸起膨出部。

在本揭示案之另一示範性實施例中，提供一 種縮回用於一鎖件總成之一閂鎖銷件的方法，該鎖件總成具有：一休止組態，其中該閂鎖銷件之一閂鎖銷件尖端相對於該鎖件總成的一面板完全延伸；及一受致動組態，其中該閂鎖銷件尖端實質上與該面板齊平。該方法包含以下步驟：提供處於該休止組態之該鎖件總成；及在自約25度至約35度之範圍中旋轉該鎖件總成的一輸入部件，而不超過對該輸入部件的28吋-磅之一最大扭矩，以相對於該休止組態之該面板自該完全延伸位置移動該閂鎖銷件的該閂鎖銷件尖端以實質上與該受致動位置的該面板位置齊平。

在其實例中，旋轉該輸入部件之該步驟引起以下步驟：圍繞一旋轉軸線旋轉一閂鎖系統之一凸輪；使該凸輪之一周邊與一閂鎖部件的一隆凸嚙合，以沿著一往復軸線將一閂鎖部件移動遠離該面板；使一驅動部件與該閂鎖部件之一末端嚙合，以相對於接納該閂鎖銷件的一閂鎖銷件外殼樞轉該驅動部件；及使耦接至該閂鎖銷件之一閂鎖銷件延伸部與該驅動部件嚙合以沿著該往復軸線將該閂鎖銷件延伸部移動遠離該面板且藉此沿著該往復軸線縮回該閂鎖銷件，其中該凸輪之該周邊的一凹入部分及該驅動部件之一凸起部分經設定大小及配置來回應於該鎖件總成之該輸入部件在自約25度至約35度之範圍中的旋轉而促進該閂鎖銷件之該閂鎖銷件尖端自該完全延伸位置的移動以實質上與該面板位置齊平，而不超過對杠桿的28吋-磅之一最大扭矩。

本文所使用之術語僅用於描述特定實施例 之目的，且不欲限制本發明。如本文所使用，單數形式「一」及「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文清楚地另有指示。將進一步理解，根術語「包括」及/或「具有」在用於本說明書中時指定所陳述之特徵、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除至少一其他特徵、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。

如本文所使用，術語「包含：」、「包含」、「包括」、「具有」或其任何其他變化意欲涵蓋非排他性包括。舉例而言，包含一系列特徵之過程、方法、物品或設備未必僅限於彼等特徵，而是可包括並未清楚列出或並非此過程、方法、物品或設備所固有的其他特徵。

出於定義目的且如本文所使用，「連接」、「耦接」或「附接」包括實體或電的，無論是直接抑或間接、黏附抑或可調整地安裝，如例如，多個擦拭端子操作性地連接至電路。因此，除非指定，否則「連接」或「附接」意欲包含任何操作功能連接。

如本文所使用，「實質上」、「大體上」、「稍微」及其他程度詞為意欲指示自如此修飾之特性之可准許變化的相對修飾詞。不欲限於其修飾之絕對值或特性，而是擁有比其相對者更多的實體或功能特性，且接近或近似此實體或功能特性。

在以下描述中，參考隨附圖式，該等圖式經提供以用於說明目的作為特定示範性實施例的代表。給定說明書及圖式之以下描述，設備及方法對於一般熟習此項 技術者而言應變為明顯的。本發明教示之適用性的其他領域將自本文所提供之描述變得顯而易見。應理解，其他實施例可得以利用，且可進行基於目前已知之結構及/或功能等效物的結構改變，而不脫離本發明之範疇。

10:閂鎖系統

12:細長管狀螺帽

14:輸入部件/杠桿/手柄

16:鎖件總成

17:軸向延伸部分

18:方桿或方管

19:旋轉板

20:旋轉軸線/旋轉中心

21:底板或閂鎖殼

22:閂鎖銷件外殼

24:往復軸線

26:面板

28:閂鎖銷件

30:閂鎖銷件尖端

36:延伸位置

38:縮回位置

40:閂鎖彈簧

44:閂鎖驅動系統

46:凸輪/凸輪部件

48:閂鎖部件

49:閂鎖部件隆凸

50:驅動部件

51:內部隆凸

52:閂鎖板或螺閂延伸部

53:螺閂延伸臂

54:凹入凸輪表面

56:周邊

60:凸輪部件旋轉中心

62:接觸點

64:凸輪孔隙

66:周邊壁

68:直徑

70:凸起膨出部

71:第一末端

73:第二末端/下部邊緣

74:中央孔隙

76:閉合末端

78:開放末端

100:距離

102、104、106:角度

200、L:線

An:初始角

Dn:力圖

Fn:力

Vn:驅動向量

本發明之上文所提及的及其他的特徵及優點以及達到其之方式將變得更加顯而易見，且將藉由參考結合隨附圖式所進行的本發明之實施例的以下描述更好地理解本發明，其中：圖1為體現本發明之小角度閂鎖系統的鎖件總成之一實施例的部分剖視透視圖，其中杠桿示出為處於休止且閂鎖系統處於休止組態，該休止組態對應於鎖件總成之輸入部件上無外力；圖2為類似於圖1之視圖的視圖，其中杠桿已移動8度之角距離；圖3為類似於圖2之視圖的視圖，其中杠桿已移動31度，且說明杠桿如何在凸輪嚙合圖1之閂鎖的底板之前停止旋轉；圖4為包括圖1之閂鎖系統的鎖件總成之分解透視細節圖；圖5為與杠桿子總成並置的圖1之閂鎖系統的分解透視細節圖；圖6為圖1之閂鎖系統的分解透視細節圖；圖7為圖1之閂鎖系統的裝配透視圖； 圖8為圖1之閂鎖系統的放大透視細節圖，說明閂鎖彈簧在閂鎖殼上之位置，且進一步說明閂鎖彈簧與閂鎖部件以及閂鎖部件與驅動部件的內嚙合；圖9為圖8之閂鎖系統的放大透視細節圖，進一步示出驅動部件與閂鎖銷件延伸臂之內嚙合；圖10為放大部分剖視正視細節圖(其中圖1之閂鎖系統軸向地旋轉90度)，示出圖9之驅動部件藉由閂鎖部件嚙合，驅動部件又嚙合圖1之閂鎖系統的螺閂延伸臂；圖11A為在休止組態中處於休止的圖1之閂鎖系統的左側正視細節圖，其中閂鎖銷件完全延伸；圖11B為圖11A之閂鎖系統的俯視平面圖，閂鎖系統已自圖11A中所示之位置軸向地旋轉90度；圖11C為圖11A之閂鎖系統的左側透視圖；圖12A至圖12C分別類似於圖11A至圖11C，但說明圖1之閂鎖系統，其中歸因於鎖件總成之輸入部件的旋轉，凹入凸輪部件已旋轉其18度總旋轉角度之約半途；圖13A至圖13C分別類似於圖11A至圖11C，但說明處於受致動組態的圖1之閂鎖系統，其中閂鎖銷件完全縮回且閂鎖銷件之尖端實質上與面板的外表面齊平；圖14、圖15及圖16分別為圖11A、圖12A及圖13A中所示之閂鎖系統的放大側面正視細節圖，且示意 性地說明圖1之閂鎖系統的凹入凸輪部件與圖1之閂鎖系統的閂鎖部件之隆凸的相互作用，且示出藉由圖1之小角度閂鎖系統所產生的所得相對低的機械優點；圖17為圖1之閂鎖系統之示範性凸輪的前視圖；及圖18A及圖18B為圖1之閂鎖系統之示範性驅動部件的前視圖及截面圖。

相應的參考字符遍及若干視圖指示相應部分。本文所闡述之例證說明本發明之實施例，且此等例證並不解釋為以任何方式限制本發明的範疇。

現參看圖式，詳言之參看其圖1至圖18B，將描述體現用於鎖件之小角度閂鎖系統的各種示範性實施例之特徵、原理及概念的設備、系統及方法。現參看圖1至圖4，示範性閂鎖系統10藉由細長管狀螺帽12連接至諸如門鎖之鎖件總成16的輸入部件14(例示性地為杠桿)。其他示範性輸入部件包括旋鈕或具有可藉由操作者抓握以旋轉輸入部件之外部的其他形狀。

閂鎖系統10藉由自鎖件總成16延伸通過閂鎖系統10之方桿或方管18來致動。使輸入部件14圍繞旋轉軸線20旋轉使得方管旋轉閂鎖系統10之組件以縮回閂鎖銷件28，使得其實質上與面板26齊平。如圖3中特定地示出，杠桿14之旋轉被接觸鎖件總成16之第二組件的鎖件總成16之第一組件防止經過某一點，該第一組件例示性地為 旋轉板19之軸向延伸部分17，該第二組件例示性地為細長管狀螺帽12中的一者。此情形防止凸輪46(參見圖3)之一部分撞擊或「撞翻(bottoming-out)」閂鎖系統10的底板或閂鎖殼21。

現參看圖4至圖18B且特定言之參看圖5、圖6及圖11A至圖11C，小角度閂鎖系統10包括界定往復軸線24之閂鎖銷件外殼22、面板26及具有閂鎖銷件尖端30的閂鎖銷件28。閂鎖銷件28可滑動地設置於閂鎖銷件外殼22中以用於沿著往復軸線24之往復移動。閂鎖銷件28藉由閂鎖彈簧40偏置至延伸位置36。閂鎖殼21連接至閂鎖銷件外殼22且支撐閂鎖驅動系統44，閂鎖驅動系統44耦接杠桿14與閂鎖銷件28以縮回及延伸閂鎖銷件。閂鎖驅動系統44包括經連接以用於與杠桿14一起旋轉之凸輪部件46、具有至少一閂鎖部件隆凸49且與凸輪部件46嚙合之閂鎖部件48，及在閂鎖部件48上樞轉的驅動部件50。在所示實施例中，凸輪部件46由兩個匹配部分製成。然而，在額外實施例中，凸輪部件46可形成為單件。

又，在所示實施例中，閂鎖部件48具有兩個隆凸49，使得凸輪部件46可嚙合閂鎖部件而無論手柄14是順時針抑或逆時針旋轉。在其他實施例中，閂鎖部件48可具有單一隆凸49。閂鎖驅動系統44亦包括界定兩個螺閂延伸臂53之閂鎖板或螺閂延伸部52。閂鎖銷件延伸部52連接至閂鎖銷件28，使得凸輪部件46抵靠閂鎖部件隆凸49之旋轉使得閂鎖部件48經由螺閂延伸臂53使驅動部件50 抵靠閂鎖銷件延伸部52樞轉以縮回閂鎖銷件28(參見圖8至圖11C)。驅動部件50圍繞形成於閂鎖銷件外殼22之內部表面上的內部隆凸51(參見圖10)樞轉。

凸輪部件46直接連接至方管18，使得杠桿14之旋轉使方管旋轉，此又使凸輪部件46旋轉。如圖11A至圖11C中且特定言之圖11A及圖17中所示，凸輪部件46具有周邊56，周邊56包括與閂鎖部件隆凸49以驅動方式嚙合之凹入凸輪表面54。此實施例之上文所提出元件的合作將會將閂鎖銷件28縮回至縮回位置38，其中杠桿14取決於閂鎖為通路型系統抑或入口型系統而旋轉通過在自約25度至約35度之範圍中的角度，而系統扭矩不超過28吋-磅。在另一實施例中，通路型系統中之杠桿旋轉可低至25度至26度，且在入口型系統中，低至32度至33度，以縮回閂鎖銷件28。

參看圖17，凹入凸輪部件46包括接納管18(參見圖1)之凸輪孔隙64。凸輪孔隙64藉由具有凸輪旋轉半徑之周邊壁66定界，該凸輪旋轉半徑為藉由圖17中之直徑68所指示的凸輪孔隙64之最大直徑的一半。凸輪46之凹入凸輪表面54可為圓形的且界定恆定凸輪半徑，使得凸輪半徑對凸輪旋轉半徑的比率可大於或等於85%。在另一實施例中，該比率可大於或等於90%。在再一實施例中，該比率可實質上等於100%。在一實例中，凹入凸輪表面54之半徑為5.0毫米。此外，在又一實施例中，凹入凸輪表面可藉由可變半徑界定。

在又一實施例中，凹入凸輪部件46可界定與杠桿14之旋轉軸線20重合的凸輪部件旋轉中心60。

如圖18A及圖18B中所示，閂鎖系統10之驅動部件50可具有大體「U」形組態且界定開放末端及閉合末端。「U」之開放末端包括兩個支腿，其中每一者上設置具有第一末端71及第二末端73的凸起膨出部70。凸起膨出部70為實質上平行的，且在第二末端73處包括各別共線的下部邊緣。驅動部件可進一步包括具有閉合末端76及開放末端78之中央孔隙74。閉合末端76在一實例中與凸起膨出部70之下部邊緣73共線，且在另一實例中與凸起膨出部之下部邊緣73偏移。凸起膨出部70嚙合閂鎖部件48，且驅動部件50進一步嚙合螺閂延伸臂53。凸起膨出部70之尺寸及方位，及膨出部70相對於孔隙74之閉合末端76及相對於螺閂延伸臂53的位置經組配來與閂鎖系統10之凹入凸輪部件46合作，以在凸輪部件回應於杠桿14之旋轉而旋轉21度或21度以下及甚至小至18度時完全縮回閂鎖銷件28。在一實例中，每一凸起膨出部70自第一末端71至第二末端73之長度為驅動部件50自驅動部件50之大體U形主體之第一支腿的尖端至連接該兩個支腿之大體U形基座的連接基座之下端的總長度之至少40%，連接基座之下端與通道相對。在又一實例中，(a)驅動部件50之直徑的一半減去驅動部件50之連接基座沿著驅動部件之中心線平面的長度的差與(b)驅動部件之直徑的一半的比率為至少40%。

如圖11A、圖12A及圖13A中所示，通過旋 轉中心20繪至與隆凸49之接觸點62的線L留在通過線200的垂直平面之第一側，線200隨著閂鎖銷件28縮回而通過旋轉軸線20，使得接觸點62保持在藉由線200所界定之垂直平面與面板26之間。然而，在其他實施例中，不要求所有接觸點62皆出現在垂直線200之左側可為合乎需要的，此取決於例如凸輪部件46及閂鎖部件48的組態及尺寸。

參看圖14至圖16，出於說明之目的，自杠桿14(其接入點與凸起凸輪部件46之旋轉軸線或中心60重合)之旋轉軸線20繪至凸起凸輪部件與閂鎖部件48之隆凸49的接觸點62之線代表藉由杠桿14在使凸輪部件46抵靠閂鎖部件48旋轉時所施加之力的方向。此線被指定為「驅動向量Vn」。圖14對應於閂鎖系統10之休止組態及圖11A。圖15及圖16分別對應於圖12A及圖13A。如圖14中所示，當閂鎖系統10處於休止組態時且遍及去往圖16中所示之受致動組態的移動，凸輪46接觸隆凸49。

如圖14至圖16中之力圖Dn中示意性所示，在凸輪表面54之接觸點62逐步地開始滑「下」凹入凸輪曲線時，力Fn之水平分量與習知閂鎖系統相比為相對小的，從而導致旋轉杠桿14所需之扭矩在閂鎖系統10中相對於習知閂鎖系統為較大的。然而，由於閂鎖系統10之組態，杠桿14上之扭矩保持低於28吋-磅之極限。隨著杠桿14旋轉，力Fn之水平分量增大，但與藉由習知閂鎖系統所產生者相比仍保持為相對小的。

如所示，例如，在圖14中，相對於本發明之 閂鎖系統10之水平的驅動向量Vn之初始角An已被選擇為約50度。然而，在其他實施例中，初始角An可被選擇為等於或大於45度之任何角度，此取決於諸如凸輪46及閂鎖部件48之系統元件的尺寸及組態。

參看圖11A，在休止組態中，閂鎖銷件28自面板26之外表面完全延伸距離100。在一實例中，距離100為12毫米。線L使角度102相對於水平具有50度之值，且驅動部件50使角度104相對於水平具有61度的值。參看圖12A，凸輪46旋轉具有9度之值的角度106，此導致角度102具有增大至63度之值，角度104具有增大至78度之值，且距離100具有減小至7.3毫米的值。參看圖13A，凸輪46旋轉具有18度之值的角度106至閂鎖銷件28完全縮回之受致動組態，此導致角度102具有增大至78度之值，角度104具有增大至110度之值，且距離100具有減小至0.6毫米的值。

已發現，若凸輪與閂鎖部件之初始接觸點經組配來出現在盡可能遠離杠桿/凸輪之旋轉中心之一側(諸如，左側)處，則較小量之杠桿旋轉角將水平地平移閂鎖部件通過與藉由習知系統之閂鎖部件行進之距離近似相同的距離，從而導致閂鎖銷件的完全縮回。

已進一步發現，藉由使用具有凹入凸輪表面之凸輪部件來最初以相對淺的角度嚙合閂鎖部件(產生相對低的機械優點，且因此需要相對高的初始扭矩來置於杠桿上)，每單位之杠桿或旋鈕旋轉可達成顯著較高量的閂鎖 銷件縮回。因此，在入口型鎖件中，例如，可獲得小至32度之杠桿旋轉，而不超過杠桿上之28吋-磅的扭矩。此表示自習知系統之杠桿旋轉的幾乎40%減少。在通路型鎖件中，杠桿旋轉角度可減小至小至25度。

因此，在一實施例中，閂鎖系統以驅動方式連接至鎖件總成之杠桿或旋鈕，其中杠桿或旋鈕界定旋轉軸線。閂鎖系統進一步包括界定往復軸線之閂鎖銷件外殼，及附接至閂鎖銷件外殼的面板。具有閂鎖銷件尖端之閂鎖銷件可滑動地設置於閂鎖銷件外殼中以用於沿著往復軸線的在延伸位置與縮回位置之間的往復移動，該縮回位置藉由閂鎖銷件尖端界定為實質上與面板齊平。閂鎖銷件藉由閂鎖彈簧偏置至延伸位置。小角度閂鎖系統進一步包括連接至閂鎖銷件外殼之閂鎖殼，及設置於閂鎖殼上且與鎖件杠桿或旋鈕操作性相關聯的閂鎖驅動系統。閂鎖驅動系統將杠桿或旋鈕與閂鎖銷件耦接以縮回及延伸閂鎖銷件。閂鎖驅動系統產生系統扭矩，該系統扭矩係在杠桿之旋轉將閂鎖銷件縮回至縮回位置時在杠桿處量測。閂鎖驅動系統進一步包括：凸輪部件，其經連接以用於與杠桿一起旋轉；閂鎖部件，其與凸輪部件嚙合；驅動部件，其經設置以用於閂鎖部件上之樞轉移動；及螺閂延伸部，其連接至閂鎖銷件且與驅動部件操作性地相關聯，使得增益部件之旋轉使得閂鎖部件抵靠螺閂延伸部樞轉驅動部件以縮回閂鎖銷件。凸輪部件包括與閂鎖部件以驅動方式嚙合之凹入凸輪表面。本發明之此實施例之上文所提出元件的合 作將會將閂鎖銷件縮回至縮回位置，其中杠桿取決於閂鎖為通路型系統抑或入口型系統而旋轉通過在自僅約25度至約35度之範圍中的角度，而杠桿上之系統扭矩不超過28吋-磅。

在另一實施例中，凸輪部件可包括具有凸輪旋轉半徑且與杠桿操作性地相關聯之凸輪孔隙。凹入凸輪表面可為圓形的且界定恆定凸輪半徑，使得增益半徑對凸輪旋轉半徑的比率大於或等於85%。在再一實施例中，該比率可大於或等於90%。在又一實施例中，該比率可實質上等於100%。在又一實施例中，凸輪表面可藉由可變半徑界定。

在又一實施例中，當凹入凸輪部件回應於杠桿之旋轉而旋轉21度或21度以下時，杠桿可將閂鎖銷件縮回至其縮回位置，杠桿上之系統扭矩仍不超過28吋-磅。在再一實施例中，當凹入凸輪部件旋轉通過自約18度至約21度之範圍時，杠桿可將閂鎖銷件縮回至其縮回位置。在又一實施例中，凸輪表面在杠桿開始轉動時立即開始移動閂鎖部件，使得不存在空動。

在另一實施例中，凹入凸輪部件可界定與杠桿之旋轉中心重合的凸輪部件旋轉中心。凹入凸輪表面在諸如閂鎖部件隆凸之接觸點處嚙合閂鎖部件。初始接觸點在閂鎖銷件完全延伸時出現，且經組配來使得自凹入凸輪部件之旋轉中心延伸至初始接觸點的驅動向量可以一角度設置，該角度在與水平(平行於閂鎖部件之往復軸線的線) 的自約45度至約50度之範圍中(「驅動向量角」)。在又一實施例中，當杠桿將閂鎖銷件縮回至其縮回位置時，驅動向量角可旋轉通過約78度之總角度。在又一實施例中，在本發明之小角度閂鎖系統的操作期間，驅動向量角可保持為銳角。在又一實施例中，凹入凸輪表面與閂鎖部件之接觸點將保持在通過凸輪部件之旋轉軸線的中心繪製之垂直線的左側。

在再一實施例中，驅動部件可具有大體「U」形組態且界定開放末端及閉合末端。隨著驅動部件在閂鎖部件上樞轉，「U」之閉合末端承載抵靠形成於閂鎖銷件外殼之內部表面上的隆凸。「U」之開放末端包括兩個支腿，其中每一者上設置有凸起膨出部。凸起膨出部為實質上平行的且包括各別共線的下部邊緣。驅動部件可進一步包括具有閉合末端及開放末端之中央孔隙。凸起膨出部嚙合形成於螺閂延伸部上之各別臂。凸起膨出部之尺寸及方位，以及膨出部相對於孔隙之閉合末端及相對於螺閂延伸臂的位置可經組配來與凹入凸輪部件合作，以在凸輪部件回應於杠桿之旋轉而旋轉通過在自約18度至約21度之範圍中的角度時完全縮回閂鎖銷件。

在又一實施例中，一種縮回用於鎖件總成之閂鎖銷件的方法，該鎖件總成具有與凸輪部件操作性地相關聯之杠桿，其中杠桿及凸輪部件之旋轉軸線為重合的，該方法可包括相對於杠桿及凸輪部件之旋轉中心設置閂鎖部件，使得在鎖件總成之操作期間，凸輪部件與閂鎖部件 之接觸點保持在自閂鎖部件通過旋轉軸線繪製之垂直線的一側上。

在又一實施例中，一種在利用習知閂鎖系統之相同實體封套的同時使鎖件總成之杠桿縮回鎖件總成閂鎖銷件所需之旋轉量最小化的方法，可包括在習知閂鎖系統封套中設置具有凹入凸輪表面之凸輪部件及與增益部件操作性地相關聯的閂鎖部件，使得手柄旋轉處於自約25度至約35度之範圍中，而不超過28吋-磅的杠桿上之最大扭矩。

在又一實施例中，一種用於在具有杠桿之鎖件總成的小角度管狀閂鎖系統中將閂鎖銷件縮回至其縮回位置之方法，其中杠桿界定旋轉軸線，其中杠桿與經設置以用於沿著往復軸線之往復移動的閂鎖部件操作性地相關聯，且其中閂鎖部件與閂鎖銷件操作性地相關聯，該方法可包括使凹入凸輪表面與閂鎖部件嚙合，使得杠桿通過在自約32度至約35度之範圍中之角度的旋轉可將閂鎖銷件縮回至其縮回位置。在再一實施例中，該方法可包括：將凸輪表面設置於凸輪部件上，該凸輪部件具有與杠桿之旋轉軸線重合的旋轉軸線；以與水平的自約45度至約50度之範圍中的角度使凸輪表面與閂鎖部件嚙合，其中驅動向量與旋轉中心及凸輪表面與閂鎖部件之嚙合點相交，藉此產生驅動向量角；及旋轉杠桿，使得向量角增大至約78度。

在又一實施例中，該方法可包括旋轉凸輪部件通過在自約18度至約21度之範圍中的總角度，同時將杠 桿上之扭矩維持於28吋-磅或28吋-磅以下。

就此而言，可見違反了習知工程設計最佳實踐，本發明之閂鎖系統已能夠顯著地減小縮回閂鎖銷件所需之杠桿旋轉的量，而不超過28吋-磅之最大扭矩極限。亦可見，此新的閂鎖系統可在習知鎖件及閂鎖系統的結構具有最少修改的情況下容易地安放於習知鎖件及閂鎖系統之實體封套中。

儘管本發明已經描述為具有示範性設計，但本發明可在本揭示案之精神及範疇內進行進一步修改。本申請案因此意欲涵蓋本發明的使用其一般原理之任何變化、用途或調適。此外，本申請案意欲涵蓋如在本發明所屬之技術中的已知或慣例實踐內且落在所附申請專利範圍之限制內的與本揭示案之此等背離。

10:閂鎖系統

12:細長管狀螺帽

14:輸入部件/杠桿/手柄

16:鎖件總成

17:軸向延伸部分

18:方桿或方管

19:旋轉板

20:旋轉軸線/旋轉中心

21:底板或閂鎖殼

22:閂鎖銷件外殼

24:往復軸線

26:面板

28:閂鎖銷件

30:閂鎖銷件尖端

Claims (30)

1. 一種閂鎖系統，其適於被驅動地連接至一鎖件總成之一輸入部件，該閂鎖系統包含：一閂鎖銷件外殼，其界定一往復軸線；耦接至該閂鎖銷件外殼之一面板，該面板具有與該往復軸線相交的一閂鎖銷件開口；具有一閂鎖銷件尖端之一閂鎖銷件，該閂鎖銷件可移動地設置於該閂鎖銷件外殼中，以供沿著該往復軸線的往復移動；及一閂鎖驅動系統，其適於將該鎖件總成之該輸入部件耦接至該閂鎖銷件以沿著該往復軸線移動該閂鎖銷件，該閂鎖驅動系統包括：一凸輪，其適於被連接以用於與該輸入部件一起旋轉，該凸輪圍繞一旋轉軸線旋轉，該凸輪具有包括一凹入部分之一外周邊，一閂鎖部件，其經設置以用於沿著該往復軸線之往復移動，該閂鎖部件包括定位為與該凸輪嚙合的至少一隆凸，設置於該閂鎖銷件外殼中之一驅動部件，該驅動部件具有經配置成藉由該閂鎖部件之一部分嚙合的一凸起部分以相對於該閂鎖銷件外殼樞轉該驅動部件，該閂鎖部件之該部分定位於該驅動部件與該面板之間，及耦接至該閂鎖銷件之一閂鎖銷件延伸部，該閂鎖銷件延伸部具有定位為藉由該驅動部件嚙合之一臂； 該閂鎖系統具有：一休止組態，其中該閂鎖銷件定位於一完全延伸位置，且該閂鎖銷件尖端在遠離該旋轉軸線之一方向上自該面板的一外表面延伸一第一距離；及一受致動組態，其中回應於該鎖件總成之該輸入部件上的一系統扭矩，該閂鎖銷件尖端朝向該旋轉軸線移動至與該面板之該外表面實質上齊平的一縮回位置，隨著該閂鎖銷件自該完全延伸位置移動至該縮回位置，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪之該外周邊的該凹入部分，當該凸輪圍繞該旋轉軸線旋轉通過達至約21度之一第一角度時，該閂鎖驅動系統將該閂鎖銷件自該完全延伸位置移動至該縮回位置。
2. 如請求項1之閂鎖系統，其中當該閂鎖系統處於該休止組態時，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪的該外周邊。
3. 如請求項1或2之閂鎖系統，其中遍及該凸輪通過該第一角度之該旋轉，該閂鎖部件之該隆凸接觸該凸輪的該外周邊。
4. 如請求項1之閂鎖系統，其中該凸輪包括具有環繞該旋轉軸線之一凸輪孔隙周邊的一凸輪孔隙，該凸輪孔隙具有一凸輪旋轉半徑，該凸輪之該外周邊的該凹入部分具有恆定的一凸輪半徑，該凸輪之該外周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的一比率為至少85%。
5. 如請求項4之閂鎖系統，其中該凸輪之該外周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的該 比率為至少90%。
6. 如請求項4之閂鎖系統，其中該凸輪之該外周邊的該凹入部分之該凸輪半徑對該凸輪旋轉半徑的該比率為約100%。
7. 如請求項1之閂鎖系統，其中該凸輪之該外周邊的該凹入部分具有一可變半徑。
8. 如請求項1之閂鎖系統，其中該第一角度在自約18度至約21度之一範圍中。
9. 如請求項1之閂鎖系統，其中該閂鎖銷件自該完全延伸位置至該縮回位置之該移動係回應於該鎖件總成之該輸入部件通過一第二角度的一旋轉，該第二角度在約25度至約35度之一範圍中。
10. 如請求項9之閂鎖系統，其中對該鎖件總成之該輸入部件的達至28吋-磅之一系統扭矩被施加，以導致該鎖件總成之該輸入部件通過該第二角度的該旋轉。
11. 如請求項9之閂鎖系統，其中該第二角度為約25度。
12. 如請求項9之閂鎖系統，其中該第二角度為約32度。
13. 如請求項1之閂鎖系統，其進一步包含連接至該閂鎖銷件外殼之一閂鎖殼，該閂鎖驅動系統設置於該閂鎖殼上。
14. 如請求項13之閂鎖系統，其中該閂鎖 殼包括一開口，當該閂鎖系統處於該受致動組態時，該凸輪延伸通過該閂鎖殼之該開口。
15. 如請求項14之閂鎖系統，其中該鎖件總成之一第一組件接觸該鎖件總成的一第二組件以防止該凸輪接觸該閂鎖殼中之該開口的一邊緣，當該閂鎖系統處於該休止組態時，該鎖件總成之該第一組件與該鎖件總成的該第二組件間隔開。
16. 如請求項1之閂鎖系統，其中該輸入部件圍繞藉由該凸輪所界定之該旋轉軸線旋轉。
17. 如請求項1之閂鎖系統，其中當該閂鎖系統處於該休止組態時該凸輪之該外周邊在一初始接觸點處接觸該閂鎖部件的該隆凸，通過該旋轉軸線之一驅動向量及該初始接觸點相對於水平形成一驅動向量角，該驅動向量角在自約45度至約50度之範圍中。
18. 如請求項17之閂鎖系統，其中隨著該閂鎖系統移動至該受致動組態，該驅動向量角增大。
19. 如請求項17之閂鎖系統，其中隨著該閂鎖系統移動至該受致動組態，該驅動向量角保持為一銳角。
20. 如請求項17之閂鎖系統，其中該凸輪之該外周邊的該凹入部分保持為：隨著該閂鎖系統自該休止組態移動至該受致動組態，一垂直平面之一第一側通過該旋轉軸線，該驅動部件定位於該垂直平面的該第一側上。
21. 如請求項1之閂鎖系統，其中該往復軸 線實質上垂直於該旋轉軸線。
22. 如請求項1之閂鎖系統，其中該驅動部件具有一大體U形主體，該大體U形主體具有一對支腿及將該對支腿中之一第一支腿連接至該對支腿中之一第二支腿的一連接基座，該大體U形主體包括定位於該對支腿之間的一通道且具有一開放末端及與該開放末端相對的一閉合末端。
23. 如請求項22之閂鎖系統，其中隨著該驅動部件相對於該閂鎖銷件外殼樞轉，該大體U形主體之該連接基座承載抵靠形成於該閂鎖銷件外殼之一內部表面上的一隆凸。
24. 如請求項23之閂鎖系統，其中該驅動部件之該凸起部分包括設置於該對支腿中之該第一支腿上的一第一凸起膨出部及設置於該對支腿中之該第二支腿上的一第二凸起膨出部。
25. 如請求項24之閂鎖系統，其中該第一凸起膨出部及該第二凸起膨出部中之每一者包括一第一末端及定位於該第一末端與該大體U形主體之該連接基座之間的一第二末端。
26. 如請求項25之閂鎖系統，其中該第一凸起膨出部之該第二末端與該第二凸起膨出部的該第二末端共線。
27. 如請求項25之閂鎖系統，其中該第一凸起膨出部的自該第一凸起膨出部之該第一末端至該第一 凸起膨出部之該第二末端的一長度為該驅動部件自該驅動部件之該大體U形主體之該第一支腿的一尖端至該大體U形主體之該連接基座之一下端的一總長度之至少40%，該連接基座之該下端與該通道相對立。
28. 如請求項27之閂鎖系統，其中該第二凸起膨出部等同於該第一凸起膨出部。
29. 一種縮回用於一鎖件總成之一閂鎖銷件的方法，該鎖件總成具有：一休止組態，其中該閂鎖銷件之一閂鎖銷件尖端相對於該鎖件總成的一面板完全延伸至一完全延伸位置；及一受致動組態，其中該閂鎖銷件尖端與該面板實質上齊平，該方法包含以下步驟：提供該鎖件總成處於該休止組態；及在自約25度至約35度之範圍中旋轉該鎖件總成的一輸入部件，且對該輸入部件的一最大扭矩不超過28吋-磅，以使該閂鎖銷件的該閂鎖銷件尖端從相對於該休止組態之該面板的該完全延伸位置移動至與該受致動組態的該面板的位置實質上齊平，其中旋轉該輸入部件引起以下步驟：繞一旋轉軸線旋轉一閂鎖系統之一凸輪；及使該凸輪之一周邊之一凹入部分與一閂鎖部件的一隆凸嚙合，以沿著一往復軸線將一閂鎖部件移動遠離該面板。
30. 如請求項29之方法，其中旋轉該輸入部件之該步驟進一步引起以下步驟：使一驅動部件與該閂鎖部件之一末端嚙合，以相對於接納該閂鎖銷件的一閂鎖銷件外殼樞轉該驅動部件；及 使耦接至該閂鎖銷件之一閂鎖銷件延伸部與該驅動部件嚙合以沿著該往復軸線將該閂鎖銷件延伸部移動遠離該面板且藉此沿著該往復軸線縮回該閂鎖銷件，其中該凸輪之該周邊的該凹入部分及該驅動部件之一凸起部分經設定大小及經配置以回應於該鎖件總成之該輸入部件在自約25度至約35度之範圍中的旋轉，且在杠桿的一最大扭矩不超過28吋-磅，來促進該閂鎖銷件之該閂鎖銷件尖端從該完全延伸位置移動至與該面板的位置實質上齊平。

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