直流电子锁的省电致动器的制作方法

专利名称：直流电子锁的省电致动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种致动器，特别是涉及一种直流(DC)电子锁的省电致动器。
背景技术：
电子锁是以电力方式控制其锁舌突伸或内缩，以达其上锁或解锁的作用。现有习知关于电子锁的致动器依其作动方式大致上有两种。其一为马达传 动式，通过马达转子旋转经由齿轮带动锁舌，达到致动效果；另一种为螺线管结构 (solenoid)也称电磁阀，其是利用电磁线圈产生磁力，控制一突轴带动锁舌，达到致动效^ ο然而，该些现有习知的致动器均是采用线圈原理，来产生足够的磁力，故必须 以较大的电流与电压来驱动，因而明显耗电，例如目前电子锁致动器所使用的马达或螺 线管，其耗电量 通常都超过至少IOOmA以上的电流及大于DC6V的电压来驱动线圈，以 目前家用电子锁使用1.5V电池四颗而言，可能每月即需更换一次电池，极为耗电，也不 符环保；由于现有习知致动器因不省电，所以较不适用于直流(DC)环境使用。再者， 习知致动器为维持其应有的驱动性能，其电磁线圈与整体致动结构占有极大的体积，此 亦会影响其薄形化及小型化的要求。此外，马达驱动齿轮时亦会产生噪音。由此可见，上述现有的直流电子锁的致动器在结构与使用上，显然仍存在有不 便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思 来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切 结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型 结构的直流电子锁的省电致动器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改 进的目标。有鉴于上述现有的直流电子锁的致动器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产 品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新， 以期创设一种新型结构的直流电子锁的省电致动器，能够改进一般现有的直流电子锁的 致动器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后， 终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的电子锁电致动器存在的缺陷，而提供一种新型 结构的直流电子锁的省电致动器，所要解决的技术问题是使其具有省电、增长产品寿 命、减小体积、以及避免产生噪音等功效。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提 出的一种直流电子锁的省电致动器，用于一电子锁，该致动器包括一第一壳体；一第 二壳体，组合固定于该第一壳体，并与该第一壳体之间形成一容置空间，且该第二壳体 的顶部具有一穿孔；一压电陶瓷钢片总成，容置于该容置空间，该压电陶瓷钢片总成包括有相叠合的一第一压电陶瓷钢片组与一第二压电陶瓷钢片组；该第一压电陶瓷钢片组 具有相对的一第一端部与一第二端部，该第一端部固定于该第一壳体的内壁；该第二压 电陶瓷钢片组位于该第一压电陶瓷钢片组朝向该第二壳体的一面，该第二压电陶瓷钢片 组具有相对的一第一端部与一第二端部，该第二压电陶瓷钢片组的第二端部接合于该第 一压电陶瓷钢片组的第二端部，该第二压电陶瓷钢片组的第一端部与该第一压电陶瓷钢 片组的第一端部呈分离状态；一电路板，容置于该容置空间，并固定于该第二壳体的内 壁，该电路 板电性连接至该压电陶瓷钢片总成；以及一凸梢单元，包括有相套合的一凸 梢与一弹簧，该凸梢位于该第二压电陶瓷钢片组的第一端部的顶面，并朝向该穿孔，该 凸梢具有一梢体与一连接于该梢体的凸梢座，该弹簧套合于该梢体，并介于该凸梢座与 该穿孔的底缘之间。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第一壳体与第二壳体组合后成一 个半圆筒状的壳体。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第一压电陶瓷钢片组具有相叠合 的一第一钢片、一第一陶瓷层与一第一导电金属层；该第二压电陶瓷钢片具有相叠合的 一第二钢片、一第二陶瓷层与一第二导电金属层；该电路板电性连接至该钢片及该导电前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的陶瓷层是以陶瓷材料直接施作于 该钢片，而于该钢片的表面形成该陶瓷层。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的陶瓷层是以陶瓷材料制成的片状 体的陶瓷层，其黏合于该钢片的表面。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的导电金属层为铜箔层，其以导电 胶黏合于该陶瓷层的表面。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第一导电金属层与该第二导电金 属层在相对于该第一压电陶瓷钢片组及该第二压电陶瓷钢片组的第二端部的位置乃反折 接续而形成一反折部，该反折部与该第一钢片及该第二钢片之间设有一绝缘层。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第二压电陶瓷钢片组的第二端部 的第二钢片以焊接方式接合于该第一压电陶瓷钢片组的第二端部的第一钢片。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第二压电陶瓷钢片组的第二端部 的第二钢片的侧面设有一第二凸耳，该第一压电陶瓷钢片组的第二端部的第一钢片的侧 面则相对设有一第一凸耳，该第一钢片与该第二钢片是以该两凸耳相互焊接接合。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的第二壳体的壳壁具有一贯通该壳 体内外的穿槽，一电源线穿经该穿槽而电性连接至该电路板。前述的直流电子锁的省电致动器，其中所述的压电陶瓷钢片总成的工作电压为 直流3V，工作电流小于10mA，第二压电陶瓷钢片组的第一端部的位移量大于3mm。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本 发明的一种直流电子锁的省电致动器，包括有相互组合固定的一第一与一第二壳体， 并于其间形成一容置空间，且第二壳体的顶部具有一穿孔；一压电陶瓷钢片总成，容置 于容置空间，压电陶瓷钢片总成包括有相叠合的一第一压电陶瓷钢片组与一第二压电陶瓷钢片组；第一压 电陶瓷钢片组具有相对的一第一端部与一第二端部，其中第一端部固 定于第一壳体的内壁；第二压电陶瓷钢片组位于第一压电陶瓷钢片组朝向第二壳体的一 面，第二压电陶瓷钢片组同样具有相对的一第一端部与一第二端部，第二压电陶瓷钢片 组的第二端部接合于第一压电陶瓷钢片组的第二端部，第二压电陶瓷钢片组的第一端部 则与该第一压电陶瓷钢片组的第一端部呈分离状态；一电路板，容置于容置空间，并固 定于第二壳体的内壁，且电路板电性连接至压电陶瓷钢片总成；以及一凸梢单元，包括 有相套合的一凸梢与一弹簧，凸梢位于第二压电陶瓷钢片组的第一端部的顶面，并朝向 穿孔，凸梢具有一梢体与一连接于该梢体的凸梢座，弹簧则套合于梢体，并介于凸梢座 与穿孔的底缘之间。当电子锁的锁舌向外突伸处于上锁状态而于此时欲开锁时，可经由 电路板施加一电压于压电陶瓷总成，使得第二压电陶瓷钢片组位于自由端的第一端部产 生向上屈曲的位移变化，并推动凸梢单元的凸梢经由穿孔向外突伸，而可将整个致动器 做平移或旋转去带动锁舌，以干涉锁舌而对锁舌产生致动效果。根据本发明的一实施例，第一与第二压电陶瓷钢片组各具有相叠合的一钢片、 一陶瓷层与一导电金属层。钢片作为恒弹性体，其与导电金属层之间介隔着陶瓷层，藉 由导入高电压至导电金属层及钢片，让陶瓷层的陶瓷分子改变结构，达到收缩状态，进 而带动钢片作屈曲运动而产生位移变化。借由上述技术方案，本发明直流电子锁的省电致动器至少具有下列优点及有益 效果本发明具有省电、增长产品寿命、减小体积、以及避免产生噪音等的优点。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手 段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优 点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器的大部分解示意图。图2是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器的局部分解示意图。图3是沿图2中A-A线的剖视示意图。图4是沿图2中B-B线的剖视示意图。图5是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器的剖视示意图。图6是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器作动时的剖视示意图。图7是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器实施于一电子锁时的示意 图。图8是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器实施于一般标准电子门锁 时的示意图。100 第一壳体 200 第二壳体210 容置空间220 穿孔230 穿槽240 电源线300:电路板400:压电陶瓷钢片总成410 第一压电陶瓷钢片组411 第一端部412 第二端部 413 钢片
414 陶瓷层415:导电金属层416:第一凸耳420 第二压电陶瓷钢片组421 第一端部422 第二端部423:钢片424:陶瓷层425:导电金属层426:第二凸耳427 反折部428 绝缘层500 凸梢单元510 凸梢511 梢体 512 凸梢座520 弹簧 600 电子锁610 锁舌 620 转动件630 门把手
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结 合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的直流电子锁的省电致动器其具体实施方式
、 结构、特征及其功效进行详细说明。请参阅图1至图5所示，分别是本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器的 分解图及剖视图。如该等图式所示，本发明较佳实施例的直流电子锁的省电致动器包括 有一第一壳体100、一第二壳体200、一电路板300、一压电陶瓷钢片总成400、以及一凸 梢单元500。第一壳体100与第二壳体200相互组合固定成半圆筒状的壳体，并于其间形成一 容置空间210;半圆筒状壳体的设计，可方便将电子锁的致动器做平移或旋转的操作。 第二壳体200的顶部则具有一贯通壳体内外的穿孔220;而且，在其他位置设有一贯通壳 体内外的穿槽230，供一电源线240穿经而电性连接至电路板300。压电陶瓷钢片总成400容置于第一与第二壳体间的容置空间210。压电陶瓷钢片 总成400包括有相叠合的一第一压电陶瓷钢片组410与一第二压电陶瓷钢片组420。第一 压电陶瓷钢片组具有相对的一第一端部411与一第二端部412，其中第一端部411固定于 第一壳体100的内壁。第二压电陶瓷钢片组420位于第一压电陶瓷钢片组410朝向第二 壳体200的一面，该第二压电陶瓷钢片组420同样地具有相对的一第一端部421与一第二 端部422，第二压电陶瓷钢片组420的第二端部422以例如焊接方式接合于第一压电陶瓷 钢片组410的第二端部412 ；而第二压电陶瓷钢片组420的第一端部421则与第一压电陶 瓷钢片组410的第一端部411呈自由的分离状态。第一压电陶瓷钢片组410具有相叠合的一第一钢片413、一第一陶瓷层414与一 第一导电金属层415。第二压电陶瓷钢片组420亦同样具有相叠合的一第二钢片423、一 第二陶瓷层424与一第二导电金属层425。在实施上，陶瓷层可以陶瓷材料以例如喷附方 式或涂布方式直接施作于钢片，而于钢片表面形成该陶瓷层；或以陶瓷材料制成片状体 的陶瓷层，再将其黏合于钢片表面。导电金属层则例如为铜箔层，其以导电胶黏合于陶 瓷层的表面，具有良好的导电性。就每一压电陶瓷钢片组而言，其中钢片413及423作 为恒弹性体，其与导电金属层415及425之间介隔着陶瓷层414及424，而藉由升压电路板300输入高电压约180 250V至导电金属层与钢片，让陶瓷层的陶瓷分子改变结构， 达到收缩状态，进而带动作为自由件的第二钢片423作屈曲运动而产生位移变化。就第一与第 二压电陶瓷钢片组的第二端部的相互接合而言，在实施上，可将第 二压电陶瓷钢片组420的第二端部422的第二钢片423焊接接合于第一压电陶瓷钢片组 410的第二端部412的第一钢片413 ；或第二压电陶瓷钢片组420的第二端部422的第二 钢片423的侧面设有一第二凸耳426，而第一压电陶瓷钢片组410的第二端部412的第一 钢片413的侧面则相对设有一第一凸耳416，第一钢片413与第二钢片423以该两凸耳相 互焊接接合。另外，第一导电金属层415与第二导电金属层425在相对于第一压电陶瓷钢片组 410及第二压电陶瓷钢片组420的第二端部的位置反折接续而形成一反折部427，其并与 第一钢片413及第二钢片423之间设有一绝缘层428，以避免导电金属层与钢片间的极性 接触。电路板300容置于第一与第二壳体间的容置空间210，并固定于第二壳体200的 内壁。电路板300电性连接至压电陶瓷钢片总成400，例如电性连接至钢片及导电金属 层；电路板300具有升压结构，例如可将输入电压3V 6.8V转换提升至180V 250V 之间，用来足以带动第二压电陶瓷钢片组420达成大于3mm的位移量。凸梢单元500包括有相套合的一凸梢510与一弹簧520。凸梢510位于第二压电 陶瓷钢片组420第一端部421的顶面，并朝向第二壳体200的穿孔220。凸梢510具有一 梢体511与一连接于该梢体的凸梢座512，弹簧520套合于凸梢510的梢体511，并介于 凸梢座512与穿孔220的底缘之间，用以在不供电时能让凸梢510归位。请一并参阅图7，是本发明一实施方式的致动器实施于一电子锁时的示意图。在 电子锁600的锁舌610向外突伸而处于上锁状态时，依照本发明一实施方式的致动器，其 中压电陶瓷总成400是未通电，其第二压电陶瓷钢片组420乃呈平直状态(如图5所示)， 凸梢510未与锁舌610干涉，亦即无法由外部操作致动器来带动锁舌610开锁，因而确保 该上锁状态。请一并参阅图6，是本发明一实施方式的致动器于作动时的剖视示意图。当电子 锁600处于上锁状态而使用人欲开锁时，依照本发明一实施方式的致动器，是经由一确 认程序例如按对所设定的密码后，经由电路板300施加一电压于压电陶瓷总成400，使得 作为自由件的第二压电陶瓷钢片组420位于自由端的第一端部421产生向上屈曲的位移变 化，并推动凸梢单元500的凸梢510经由穿孔220向外突伸(如图6及图7所示)，以干 涉锁舌610而对锁舌产生致动效果，例如可将致动器平移来带动锁舌，因而可确实地让 锁舌成为开锁的状态。在上述上锁状态或例如于开锁操作中按错密码，致使电源未供应至压电陶瓷钢 片总成400时，第二压电陶瓷钢片组420因未通电而回复成原先的平直状态，此时，凸梢 单元500乃以其弹簧520的弹力将凸稍510顶回成内缩于穿孔220的状态(如图5所示)， 因而凸梢510未与锁舌610干涉，而使电子锁600仍处在上锁的状态，以确保其安全性。图8是本发明一实施方式的致动器实施于一不同动作方式的电子锁时的示意 图，因本致动器的体积小，故可直接设计于一般电子门锁的中心转轴上，在开锁通电 时，其显示可以突出的凸梢510连动一转动件620并连接到门把手630，当转动把手即能带动致动器旋转，再传动锁舌(未图示)而开锁；反之，在上锁状态或例如于开锁操作中 按错密码致使凸梢510未能突出时，则门把手630空转无功效，使得电子门锁仍处在上锁 状态，而确保其安全性。依照本发明一实施方式的直流电子锁的省电致动器，其是以压电陶瓷钢片总成 的位移稳定性及低耗电性作为致动器的主要位移元件，其工作电压及工作电流低，在 直 流3 6.8V及小于15mA的电力即可工作，因而极为省电，例如以目前使用马达或电磁 阀(solenoid)的家用电子锁1.5V电池4颗而言，过去如须每月更换一次电池，如现在使 用本发明致动器，仅需每年更换一次电池即可，不但环保又省钱，寿命也比马达长5倍 以上(可操作至少20万次的开/关(on/off)，最大值可达100万次)。再者，依照本发 明一实施方式的致动器，由于是以使用片型的压电陶瓷钢片总成为主，避免使用体积庞 大的线圈绕制，因而可以达到产品薄形化及小型化的要求(其横切面尺寸仅为宽16mm X 高12mm)，且无马达噪音。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限 制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业 的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许 更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技 术方案的范围内。
权利要求
1.一种直流电子锁的省电致动器，用于一电子锁，其特征在于该致动器包括一第一壳体；一第二壳体，组合固定于该第一壳体，并与该第一壳体之间形成一容置空间，且该 第二壳体的顶部具有一穿孔；一压电陶瓷钢片总成，容置于该容置空间，该压电陶瓷钢片总成包括有相叠合的一 第一压电陶瓷钢片组与一第二压电陶瓷钢片组；该第一压电陶瓷钢片组具有相对的一第 一端部与一第二端部，该第一端部固定于该第一壳体的内壁；该第二压电陶瓷钢片组位 于该第一压电陶瓷钢片组朝向该第二壳体的一面，该第二压电陶瓷钢片组具有相对的一 第一端部与一第二端部，该第二压电陶瓷钢片组的第二端部接合于该第一压电陶瓷钢片 组的第二端部，该第二压电陶瓷钢片组的第一端部与该第一压电陶瓷钢片组的第一端部 呈分离状态；一电路板，容置于该容置空间，并固定于该第二壳体的内壁，该电路板电性连接至 该压电陶瓷钢片总成；以及一凸梢单元，包括有相套合的一凸梢与一弹簧，该凸梢位于该第二压电陶瓷钢片组 的第一端部的顶面，并朝向该穿孔，该凸梢具有一梢体与一连接于该梢体的凸梢座，该 弹簧套合于该梢体，并介于该凸梢座与该穿孔的底缘之间。
2.根据权利要求1所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第一壳体 与第二壳体组合后成一个半圆筒状的壳体。
3.根据权利要求1所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第一压电 陶瓷钢片组具有相叠合的一第一钢片、一第一陶瓷层与一第一导电金属层；该第二压电 陶瓷钢片具有相叠合的一第二钢片、一第二陶瓷层与一第二导电金属层；该电路板电性 连接至该钢片及该导电金属层。
4.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的陶瓷层是 以陶瓷材料直接施作于该钢片，而于该钢片的表面形成该陶瓷层。
5.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的陶瓷层是 以陶瓷材料制成的片状体的陶瓷层，其黏合于该钢片的表面。
6.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的导电金属 层为铜箔层，其以导电胶黏合于该陶瓷层的表面。
7.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第一导电 金属层与该第二导电金属层在相对于该第一压电陶瓷钢片组及该第二压电陶瓷钢片组的 第二端部的位置乃反折接续而形成一反折部，该反折部与该第一钢片及该第二钢片之间 设有一绝缘层。
8.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第二压电 陶瓷钢片组的第二端部的第二钢片以焊接方式接合于该第一压电陶瓷钢片组的第二端部 的第一钢片。
9.根据权利要求8所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第二压电 陶瓷钢片组的第二端部的第二钢片的侧面设有一第二凸耳，该第一压电陶瓷钢片组的第 二端部的第一钢片的侧面则相对设有一第一凸耳，该第一钢片与该第二钢片是以该两凸 耳相互焊接接合。
10.根据权利要求3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的第二壳 体的壳壁具有一贯通该壳体内外的穿槽，一电源线穿经该穿槽而电性连接至该电路板。
11.根据权利要求1或3所述的直流电子锁的省电致动器，其特征在于其中所述的压 电陶瓷钢片总成的工作电压为直流3V，工作电流小于10mA，第二压电陶瓷钢片组的第 一端部的位移量大于3mm。
全文摘要
本发明是有关于一种直流电子锁的省电致动器，包括有相互组合固定的一第一壳体与一第二壳体，且第二壳体的顶部具有一穿孔；一由第一压电陶瓷钢片与第二压电陶瓷钢片相叠合而成的压电陶瓷钢片总成，其中第二压电陶瓷钢片组的一第一端部呈自由端部；一电路板，电性连接至压电陶瓷钢片总成；以及一凸梢单元，包括有相套合的一凸梢与一弹簧，位于第二压电陶瓷钢片组的第一端部的顶面与穿孔之间。电路板施加一电压于压电陶瓷总成，使得第二压电陶瓷钢片组的第一端部产生向上屈曲的位移变化，并推动凸梢单元的凸梢经由穿孔向外突伸，以干涉锁舌而对锁舌产生致动效果。
文档编号E05B15/14GK102022037SQ200910173749
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者陈悌 申请人:陈悌