专利名称：锁用照明机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的密码锁，特别是涉及这样一种密码锁，其包括一种用于对密码标度盘的一部分进行照明的装置。
背景技术：
诸如锁这样的安全装置已在各种场合得到使用，以保护各种各样物品的安全。在某些情况下，这种安全装置可能会在光线较暗的地方使用，这会妨碍该安全装置的操作或使其操作复杂化。例如，在光线暗的地方，可能很难通过操作密码标度盘来找到该开锁密码的正确数字或者找到钥匙孔以插入合适的钥匙。所以，希望提供一种能够产生足够光亮的安全装置以便使其易于操作。
发明内容
本文公开了一种锁，该锁包括照明装置，该照明装置是通过旋转锁标度盘而被激励的，以便产生照明。这种照明对该锁提供了足够的光线，以允许在光线不足的地方更容易操作该锁。在一些实施例中，该锁可以包括压电器件，该压电器件产生电流，以便点亮一个或多个发光二级管并持续一段预定时间。
在说明书所包括的并构成该说明书一部分的附图中，示出了本发明的实施例，这些附图与上文对本发明的概括描述以及下文的详细描述一起用来阐明本发明的原理。
图1是含有照明机构的锁的示例性实施例的顶视图。
图2是图1所示锁的前视图。
图3是图1所示锁的底视图。
图4是图1所示锁的侧视图。
图5是图1所示锁的前透视图。
图6是图1所示锁的后透视图。
图7是图1所示锁的前视分解图。
图8是图1所示锁的后视分解图。
图9是用于照明机构的电路的一个示例。
图10是用于照明机构的电路的第二示例。
图11是用于照明机构的电路的第三示例。
具体实施例方式
图1-6示出了一个实施例的锁，其包括有照明机构以提高在暗光区中的可操作性。该照明机构设置在锁体内并且在受到激励时发光，所发出的光使得用户能有足够强的光来观察该锁，从而能对其进行操作。在图1-6所示的实施例中，光线是从例如数字区或数字标记区发出的。此外，光线也可透过其它一些部件而发出，诸如标志图、标度盘边缘或在标度盘内形成的图案、或它们的任意组合。这种光源可用来提高锁在暗光区中的可操作性和/或提供一种增强的美学外观。应当明白，图1-4仅示出了本发明的一个示例性实施例，含有此处所公开特征的其它实施例也可被预料到。虽然该示例性例子所针对的是一种具体的密码挂锁，但本发明的特征也可用于许多其它的产品，诸如其它的密码锁，门锁，橱柜锁，挂锁或钥匙锁等。
图1-6所示的锁10包括有密码锁的标准特征，即锁体20，锁扣22和密码标度盘24。密码标度盘24包含有数字26和数字标记28，但是也可使用其它的密码锁标度盘特征。图1-6所示的密码锁10可以采用任何传统的闭锁机构。
图7和8给出了图1-6所示的锁10的分解图。图7和8所示的锁10包括位于锁体20和标度盘24之间的标度盘基板30。还示出了该照明机构的一个实施例。它包括压电器件33、具有三个压电刷簧37的压电刷35、印刷电路板(PCB)40和电源42。电源42示出为几个小型纽扣式锂电池，不过，本领域的技术人员应当明白，可以使用任何电源。例如，该电源可以是电池、燃料电池或太阳能等，该电源将决定了锁和照明机构的性能和其它若干特性或产品特性。
如图7和8所示，该照明机构设置在锁标度盘24内，并因此可为照明机构提供一远离该闭锁机构的空间。这就能在不必接近该闭锁机构的情况下接近该照明机构，不过锁的整体性可能会降低。此外，尽管标度盘24被图示成空心的半球形，但应当明白，其它实施例可采用其它类型或构造的锁标度盘。这种空心的半球形标度盘能容易地将该照明机构组合进来。
压电刷35被图示成压制的金属盘，其上带有三个刷簧37和一扣件43，该扣件可与锁体20内的固定部位44相接合。尽管示出的是三个刷簧37，但应明白，只有一个刷簧37是需要的。应当明白，可以使用任意数量的压电刷簧37，不过三个压电刷簧是优选的，以便能通过将标度盘旋转1/3来点亮灯光，并提供平衡的三点表面来均匀地支撑住该标度盘基板30。此外，这些压电刷簧37可以与锁体的中心线相切，或者可以在朝向上相垂直。压电刷35相对于锁体20固定就位。压电器件33安装到标度盘基板30的底侧，可使用任何已知的方法来安装，这些方法包括但不限于卡扣配合，铆合或粘合等方式。压电刷35上的刷簧37刷压该压电器件33，这产生一电压信号，如下文所述。标度盘基板30(所示的锌模铸件)卷边至锁体20，并将压电刷35夹在标度盘基板30和锁体20之间。标度盘基板30可相对于锁体20沿两个方向自由旋转。
PCB(印刷电路板)40具有一个或多个发光二级管(LED)50，该PCB40通过常规方法(诸如螺钉51)连接到标度盘基板30。用发光二极管(LED)来提供对一部分锁(如锁标度盘)的照明，以此来提高可见度，并且使锁的操作更加方便。LED的数量和类型取决于所需要的光亮度。
在一些实施例中，使用了反射器(未示出)来罩住该PCB40和标度盘基板30，同时允许LED穿过并驻留在标度盘24和反射器之间。该反射器最好是高光泽的白色，或者是金属或镜面状光泽，以便将LED产生的光线反射向标度盘。在其它实施例中，该PCB40刷有或涂有一种反射材料。反射器或反射涂层的使用是可选择的，并用于增强或聚焦从LED发出的光线。
标度盘24通常由两种不同材料构成。外表面除照明区域之外是用一种致密的以至光线都不能穿过的材料构成的。优选的是塑料或锌模铸材料。内部材料还突出到外表面要被照明的区域，例如数字26、标志图(未示出)、数字标记28、以及其它需要照明的区域，该内部材料由半透明塑料(诸如聚碳酸酯或丙烯酸)构成，这些塑料通常是用于光导管。这种内表面材料可以是半透明的有色材料配合白光LED，或者无色半透明材料配合有色LED。这样，就可以通过改变LED的颜色或内部材料的颜色来改变照明的色彩。在一些实施例中，该标度盘是由带有标记(如其上的数字)的单一透明材料构成。在其它实施例中，该标度盘则是由一种不透明材料和一种以上的半透明材料或一种颜色以上的半透明材料构成。在这些实施例中，所发出的光线出于美学目的而可以是多种颜色的。
使用两个标度盘螺钉55来将标度盘24、电源42以及PCB40组件保持到标度盘基板30上。使用螺钉，螺栓或其它可拆卸的紧固件，以允许用户能接近该电源42，以便例如来更换电池。该标度盘螺钉也可以用更为永久的连接手段来代替，如用胶合、铆合或其它连接手段。如果该电源能够使该产品工作一可接受的时间，那么这些其它的连接手段有时用起来更加方便。或者可选择地，也可将一种小型可拆电池门(未示出)结合至该标度盘中，这将允许将标度盘永久连接。
按压或转动该锁标度盘24就会激励该LED 50。LED 50的数量可变，并且视所需的照明亮度而定。在标度盘24被释放或停止转动之后，LED50还会继续保持激活状态一预定时间。例如，LED 50可以继续保持照明状态的时间是2到7秒。在其它实施例中，LED 50继续保持照明状态的时间可以更短或更长些。出于对成本和空间的考虑，电路系统应该简单，而部件成本则应相对便宜。此外，由于电池电能的限制，电路系统应该只消耗少量电流。
如图9所示，具有场效应晶体管(FET)Q1的电路60控制该LED 50。尽管可用其它的机构来控制该LED 50，但最好使用FET Q1，这是因为它的输入阻抗很高并且所用的定时电路也很简单，该定时电路所用的元件很少且在不活动状态下电流损耗少(小于1uA)。为了在推动该标度盘24时激活该LED 50，采用一开关SW1来为电容器C1充电。充了电的电容器C1使FET Q1“导通”，从而提供了一个很低的源/漏电阻，这使得电流能流过LED 50。只要SW1被闭合或者电容器C1被充电，Q1就保持在“导通”状态。当SW1被释放时，电容器C1就通过电阻器R1缓慢放电。电阻器R1的相对电阻决定了电容器的放电速率，也就决定了照明的持续时间。当电容器C1放电至电压低于FET Q1的栅极阈值电压时，源/漏电阻的阻抗变得相对较高，从而阻断了电流，FET Q1和LED 50就被关闭了。此时，该电路为下一次照明做好了准备。
尽管上述的电路提供了一照度足够的电路，但当在实现旋转标度盘动作的唤醒功能时，上述的电路难于使用，这是因为标度盘所处的停留位置可能是一开关闭合的位置。推动式标度盘唤醒功能还可能会降低电池的寿命，这是因为可能会不经意地压下标度盘，从而消耗电池的寿命。
图10所描述的电路70是通过相对于一固定低态的状态变化来实现控制的。为了实现这种控制，在该电路上加接上第二FET Q2，它根据一电容偶合信号而脉冲触发置于“导通”状态。因为该信号是通过电容器C2而电容偶合产生的，因此，即使SW1或SW2保持在“导通”状态，FET Q2也只能瞬时导通。这就使保持Q1为“导通”的电容器C1只能得到瞬时充电而不能保持在该充电状态。两个开关SW1和SW2可以集成到印刷电路铜中，而两个弹簧触点则可以在电路板之外。另一可选实施例则是实现一种瞬时开关。
在图11中，电容器C2和两个开关SW1和SW2被压电器件33所取代，以构成电路80。为了激活LED 50，旋转或推动该标度盘24而压弯或折曲该压电器件33。这一动作可使压电器件33产生足够大的电压，以便短暂地“导通”FET Q2。压电器件33的使用将电能加入了电路中，而有助于节能，它代替了消耗电池电能的无源开关或传感器。这是因为压电器件33受到压力作用后会产生表面电荷。随着FET Q2被“导通”，它的源/漏电阻就接近零，从而容许对电容器C1进行充电。该充了电的电容器将FET Q1“导通”，此时，该FET Q1的源/漏电阻就变低，从而使得电流能流过LED 50。随着FET Q2被“截止”，该电容器就通过电阻器R1缓慢放电，将FET Q1保持“导通”。该放电时间就设定了LED的“导通”时间。当电容器放电至电压小于FET Q1的栅极阈值电压时，该FET的源/漏电阻的阻抗就变得相对较高，从而切断了电流，FET Q1和LED 50就被关闭了。此时，该电路为下一次压电的发生做好了准备本发明已参考优选实施例做了说明。显然，其他人基于对本说明书的阅读和理解，会出现一些修改和变型。其意图包括所有这样的修改和替代方案，只要它们落在所附权利要求或其等同方案的范围内。
权利要求
1.一种锁，包括锁体；联接到所述锁体上的锁标度盘；以及设置在所述锁标度盘内的照明机构。
2.根据权利要求1所述的锁，其中，所述锁标度盘由不透明材料和一种或多种半透明材料构成。
3.根据权利要求2所述的锁，其中，所述锁标度盘包括由所述一种或多种半透明材料构成的数字和数字标记。
4.根据权利要求1所述的锁，其中，所述照明机构包括一个或多个发光二级管。
5.根据权利要求1所述的锁，还包括一反射表面，该反射表面设置成使得一个或多个发光二级管处于该反射表面和所述锁标度盘的内表面之间。
6.根据权利要求1所述的锁，其中，所述照明机构包括压电器件。
7.根据权利要求6所述的锁，其中，当所述锁标度盘相对于所述锁体旋转时，所述压电器件产生电荷。
8.根据权利要求1所述的锁，其中，所述照明机构包括一个或多个场效应晶体管，一个或多个电阻器以及一个或多个电容器。
9.根据权利要求8所述的锁，其中，所述的一个或多个电阻器决定了所述一个或多个电容的放电速率，从而决定了照明的持续时间。
10.一种锁，包括锁体；联接到所述锁体上的锁标度盘；以及压电器件，当所述锁标度盘相对于所述锁体旋转时，该压电器件产生电流，该电流用于点亮一个或多个发光二级管。
11.根据权利要求10所述的锁，还包括至少一个压电刷，该压电刷包括一个或多个压电刷簧，该压电刷簧刷压所述压电器件，以产生电压信号。
12.根据权利要求10所述的锁，其中，所述锁标度盘由不透明材料和一种或多种半透明材料构成。
13.根据权利要求12所述的锁，其中，所述锁标度盘包括由所述一种或多种半透明材料构成的数字和数字标记。
14.根据权利要求10所述的锁，还包括一反射表面，该反射表面设置成使得所述一个或多个发光二级管处于该反射表面和所述锁标度盘的内表面之间。
15.根据权利要求10所述的锁，其中，所述的一个或多个发光二级管在所述锁标度盘旋转期间产生照明，并在该锁标度盘停止旋转后维持一段预定时间。
16.根据权利要求10所述的锁，还包括一个或多个电池。
17.一种锁，包括包括有闭锁机构的锁体；联接到所述锁体上的锁标度盘；连接到标度盘体的压电器件；包括一个或多个压电刷簧的压电刷；以及一个或多个发光二级管；其中，锁标度盘的旋转产生照明，其中所述的一个或多个发光二级管照亮所述锁的一部分。
18.根据权利要求17所述的锁，其中，所述锁标度盘包括不透明材料和一种或多种半透明材料，所述一个或多个发光二级管发射的光穿过所述一种或多种半透明材料，由此而形成所述照明。
19.根据权利要求17所述的锁，还包括用于预先确定所述照明持续时间的装置。
20.根据权利要求17所述的锁，其中，所述压电器件、所述压电刷以及所述一个或多个发光二级管都布置在所述锁标度盘内。
21.一种锁标度盘，包括不透明的外部材料；半透明的内部材料；以及照明机构，该照明机构布置在所述锁标度盘内；其中，来自所述照明机构的光线穿过所述半透明内部材料。
全文摘要
一种锁(10)包括照明装置，该照明装置是通过旋转锁标度盘(24)而被激励的，从而产生照明。这种照明对该锁提供了足够的光线，以允许该锁在光线不足的地方也易于操作。该锁可以包括压电器件(33)，该压电器件产生电流，以便点亮一个或多个发光二极管并持续一段预定时间。
文档编号E05B37/10GK1965138SQ200580015143
公开日2007年5月16日 申请日期2005年3月10日 优先权日2004年3月11日
发明者J·马策勒, G·米克马, V·莱斯利, C·罗德 申请人:总锁有限责任公司