专利名称：容易安装且不损坏外观的安全闩锁的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全装置，并且特别地涉及门闩锁，该门闩锁允许房间的占用者固定门，并且该门闩锁被容易地安装，而不导致门或门框架的外观损坏，并且不容易通过对门施加力或通过在门和门框架之间插入工具而使之失效。
背景技术：
门锁和闩锁已经使用了数千年。在人类历史过程中，已经设计，制造，安装和使用许多不同类型的闩锁和锁。与任何技术一样，门锁和闩锁的设计和制造已经随着时间而进化到包括许多新的特征和思想。与任何技术一样，在某些环境中工作良好的锁和闩锁在替代环境下可能不是同样有用或实用，并且特别是在特定的应用和环境的情况中通常总是存在改进当前锁和闩锁的潜力。
发明内容
本发明的实施例包括门固定闩锁，该门固定闩锁允许房间或通过门接近的其它空间的占用者从房间或其它空间内部固定门以便防止其它人进入或接近。本发明的实施例被设计成满足许多应用约束，包括提供机械上坚固且可靠的闩锁，该闩锁不能通过对该门施加力或通过在门和相邻的门框架之间插入工具或装置以使该闩锁失效而被容易地破坏或损坏，但可以由在行的人(诸如在紧急情况中设法营救失去能力的公寓占用者的公寓管理员)通过简单的方法使该闩锁失效，该简单的方法不导致门和/或门框架的损坏或丑化。本发明的实施例可以在不损坏门或门框架外观的情况下被安装，从而在移除门固定闩锁之后允许门和/或门框架容易地恢复到最初状态，并且可以由用户直观地操作。
图IA-B示出门。图2A-C示出普通门安全装置。图3A-B示出螺钉的沿平行于螺钉轴的方向的强度。图4A-B示出螺钉的沿垂直于螺钉轴的方向的强度。图5A-E示出代表本发明的第一组实施例的安全闩锁的多个实施例。图6A-E示出图5A-E中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开(deployment)。图7A-C示出由代表本发明的第一实施例的安全闩锁固定的门的部分打开。
图8示出根据本发明的一个实施例的用于标记门框架以便特形铣的模板。图9示出代表本发明的一个实施例的第一类型的单向螺钉。图10A-B示出代表本发明的一个实施例的第二类型的单向螺钉。图11示出用于代表本发明的第一实施例的安全闩锁的安装套件。图12A-D示出代表本发明的第二组实施例的安全闩锁的多个实施例。图13A-C示出图12A-D中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。图14A-C示出图12A-D中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。图15A-C示出本发明的第三安全闩锁实施例。
图16A-C示出图15A-C中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。图17A-D示出从门的外侧的图15A-C中示出的本发明的安全闩锁实施例的失效。图18A-D示出基于图5A-E和6A-E中示出的本发明的第一组实施例的本发明的另外的磁体增强的实施例。图19A-D示出本发明的另外实施例。图20-22示出本发明的双稳定磁性安全闩锁实施例。
具体实施例方式本发明的实施例包括门固定闩锁，该门固定闩锁允许房间或通过门接近的其它空间的占用者从房间或其它空间内部固定门以便防止其它人进入或接近。本发明的实施例提供机械上坚固且可靠的闩锁，该闩锁不能通过对该门施加力或通过在门和相邻的门框架之间插入工具或装置以使该闩锁失效而被容易地破坏或损坏，但可以由在行的人(诸如在紧急情况中设法营救失去能力的公寓占用者的公寓管理员)通过简单的方法使该闩锁失效，该简单的方法不会导致门和/或门框架的损坏或丑化。本发明的实施例可以在不损坏门或门框架外观的情况下被安装，从而在移除门固定闩锁之后允许门和/或门框架容易地恢复到最初状态，并且可以由用户直观地操作。本发明的某些实施例允许由本发明的门固定闩锁固定的门被部分地打开以允许房间或其它空间的采取者与门的外侧上的人交谈以接收信件或便条，或者以另外方式与外部空间通信，同时门保持可靠锁住。图IA-B示出门。门102安装在门框架内，并且由图IA中未示出的闩锁保持在关闭位置中，该闩锁通过转动安装到门的门把手104缩回。当关闭门时，闩锁从门中的内腔延伸穿过安装到门安装于其中的门框架108的锁舌板106，并且进入门框架内的腔。当闩锁(图IB中的110)通过转动门把手而通过安装在门上的互补锁舌板112缩回到门中时，门可以被打开，如图IB中所示。门把手可以包括按钮锁114和门外侧上的对应的钥匙狭槽(在图IA-B中不可见)，使得门可以通过压下按钮从内侧，或者通过插入和转动钥匙从外侧被锁定。虽然门把手锁定系统提供一定程度的安全，但公寓，旅馆房间，和通过门进入的其它房间和空间的占用者经常不信任门把手锁定系统。钥匙可能被盗或伪造，并且罪犯可以使用通常可获得的撬锁工具和因特网上广泛散布的撬锁指导通常容易地撬开甚至昂贵的锁。此外，如果占用者略微打开该门(如图IB中所示)以接收便条或与访问者交谈，如果访问者试图通过部分打开的门强行进入，门不能被再次固定。图2A-C示出常用门安全装置。称为“门闩锁链”的图2A-C中示出的装置只是商业上可获得的并且常用的许多不同类型的安全闩锁中的一个例子。门闩锁链经常可以遇到，并且提供这些大多数安全闩锁的各种缺点的例子。门闩锁链包括安装固定件202、链204、滑块206，和滑块轨道支架208。链204永久安装到安装固定件202并且永久固定到滑块206。安装固定件202通过四个螺钉210-213紧固到门209，并且滑块轨道支架208通过四个螺钉215-218紧固到门框架214。在图2A中，没有展开门闩锁链，并且通过使用门把手220可以打开和关闭门。如图2B中所示，通过将滑块放置到滑块轨道222的宽的部分中并且向着门滑动滑块而展开闩锁。在轨道224的窄的部分中，滑块的基部226被可靠地保持在轨道内。如图2C中示出的，门可以部分地打开，但保持由门闩锁链锁定。该门闩锁链具有许多缺点。首先，链通常相对小的，具有薄弱的链接，并且可以通过对门施加足够的力而被破坏。第二，该螺钉安装成使得施加到门的力沿平行于螺钉轴的方向被施加，当足够的力被施加到门时，可以从木门框架和门容易地撕开螺钉。第三，如果更牢固地安装门闩锁链，并且使用很大尺寸的链，如果公寓或旅馆管理员在占用者不能使门闩锁链失效的紧急情况中需要进入占用的公寓或旅馆房间时，使门闩锁链失效可能是困难的。第四，门闩锁链的安装需要8个螺钉孔被钻到门框架和门的内表面内，并且通常需要 要被铣削或特形铣的门框架和/或门上的模型来提供滑块轨道支架208和/或安装固定件202的可靠安装(当该模型是弯曲的、扇形的，或以其它方式非平面时)。8个螺钉孔和另外的铣削可能导致门和门框架的内表面的显著损坏，并且对于公寓管理员或房东来说可能是不可接受的。目前使用的许多不同类型的安全闩锁遭受门闩锁链的一些或全部缺点，并且可能遭受另外的缺点。例如，在旅馆中经常遇到具有轨道和球机构的刚性闩锁。这些刚性装置可能是不直观的并且在黑暗中难以解锁或者在紧急情况中恐慌的房间占用者难以解锁。与上述门闩锁链一样，这些装置的安装可导致门和门框架的显著损坏。图3A-B示出螺钉的沿平行于螺钉轴的方向的强度。在图3A中，木材螺钉302被示出为安装到木门或门框架304中以便将闩锁机构306紧固到门或门框架。螺钉轴308采取钻到木材中的圆筒形孔，并且螺纹310切入周围的木材中以将螺钉固定到木材。如图3B中示出的，仅仅木材的薄的空心圆筒形管312将螺钉保持在木材内，该圆筒形管具有厚度等于螺纹从螺钉轴凸出的距离的壁。沿平行于螺钉轴314的方向通过闩锁机构施加到螺钉的力可以容易地从大块木材剪断木材的薄的空心圆筒形管312，特别地由于木材的薄的空心圆筒形管的壁在螺钉的安装期间被螺纹螺旋状地切过。实质上，螺钉由木材的等于木材的薄的空心圆筒形管的表面面积的面积的剪切阻力保持就位。图4A-B示出螺钉的沿垂直于螺钉轴的方向的强度。如图4A-B中所示，当横向力沿平行于门或门框架402的表面且正交于螺钉轴的方向通过闩锁机构施加到螺钉时，存在两种貌似合理的失效模式。螺钉轴可以沿正交于螺钉轴404的方向被剪切，或者螺钉可以绕正交于螺钉轴的轴线406旋转，从而切开图4B中示出的盘形容积的木材的两个部分410和412。清楚地，更大的横向力需要被施加到螺钉以便引起螺钉以这些两种失效模式中的任一种失效模式失效。木螺钉的剪切阻力通常远大于具有相对小木材表面的剪切阻力。从一定容积的木材中切开比较大容积的木材也通常需要远比剪切相对小的木材表面所需更大的作用力。因此，如果安装的锁定机构使得施加到门的力导致将横向力施加到闩锁的安装螺钉(如图4A-B中所示)，而不是平行于螺钉轴的力(如图3A-B中所示)，闩锁机构将更加能承受通过将力施加到闩锁机构安装于其上的门被损坏或破坏。图5A-E示出代表本发明的第一组实施例的安全闩锁的多个实施例。图5A-E中示出的本发明的第一组安全闩锁实施例包括闩锁，该闩锁包括门框架支架502，和铰接闩锁臂504，和闩锁销轨道506。闩锁销轨道以不同的角度在图5B-D中被示出(I)在图5B中从正面观察，在图5C中相对于闩锁销轨道的外表面成一定角度观察，和图中的侧视图观察。门框架支架502包括基本上平坦的片材，该片材具有四个孔510-513，螺钉516-519通过该孔将门框架支架502安装到门框架。在图5A中示出的本发明的实施例中，该孔略微凹入，从而延伸到门框架内。两个孔510和511是椭圆形的或狭槽状的，具有圆形端部。通过这些孔安装的螺钉518和519通常是下面讨论的单向螺钉，该单向螺钉可以使用螺丝刀安装但不能被移除。通过圆形的孔512和513安装的两个螺钉516和517通常是普通螺钉，该普通螺钉可以使用螺丝刀安装和移除。凸缘522有助于将门框架支架固定到门框架，从而防止门框架支架由于靠在门框架的边缘524上而被向外推动，并且将门框架支架定位成使得闩锁与安装到门的闩锁销轨道齐平(如图6A中清楚地示出的)。垫片或隔离件可以置于该凸缘和门框架的边缘之间以便沿垂直于门的平面的方向调节闩锁相对于门的平面的位置。铰接闩锁臂504包括第一枢轴销526，该第一枢轴销以可旋转的方式将第一铰接闩锁臂段528安装到门框架支架502，该第一枢轴销穿过第一铰接闩锁臂段的第一 端部处的上榫臂530和下榫臂532和从门框架支架502延伸的凸榫臂534。第一铰接闩锁臂段528由第二枢轴销536以可旋转的方式安装到连杆538，第二枢轴销穿过第一铰接闩锁臂段的第二端部处的上榫臂540和下榫臂542。第二铰接闩锁臂段544由第三枢轴销546以可旋转的方式安装到连杆538，第三枢轴销穿过第二铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂548和下榫臂550。闩锁销552安装到第二铰接闩锁臂段544的第二端部。闩锁销轨道507通过两个螺钉554和556安装到门，该两个螺钉的头部与延伸横过闩锁销轨道的矩形凹槽的表面齐平。该凹槽包括一个或更多个挡板560(在图6B中更清楚地被示出)，该挡板防止闩锁销沿凹槽的不受阻碍的往回退回。当展开闩锁时，闩锁销552通过闩锁销孔562装配以便以可滑动的方式安装在凹槽内。凹槽具有大于闩锁销轨道的表面处的凹槽开口的内部竖直尺寸。一旦闩锁销沿凹槽滑动离开闩锁销孔562时，在将闩锁销安装到闩锁的闩锁销杆570上方和下方竖直延伸的闩锁销的上部566和下部568被固定在凹槽内，并且不能被拉出凹槽。换句话说，闩锁销仅当在与闩锁销孔562对准时可以插入到凹槽中并从凹槽移除。图5E示出安全闩锁的替代实施例。在该替代实施例中，门框架支架572包括3个圆形微凹的孔574-576，三个螺钉578-580通过该孔将门框架支架572安装到门框架。图6A-E示出图5A-E中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。在图6A中示出的打开位置中，闩锁602延伸横过门框架。通过操纵闩锁销使得铰接闩锁臂段绕枢轴销枢转并且相对于彼此、连杆和门框架支架改变它们的取向，闩锁销604可以在水平平面中移动。在图6B中，闩锁向着闩锁销轨道606移动，并且在图6C中，H锁销向着闩锁销轨道进一步移动。挡板608在图6A-C中更清楚地可见。挡板在凹槽612的下部中包括偏转器610，当闩锁销沿凹槽从比挡板更靠近门的边缘的位置向着与门边缘相对的闩锁销轨道的端部滑动经过偏转器时，该偏转器引起闩锁销向内移动，进入凹槽的表面中的凹陷614中。互补的偏转器也可以成形在凹槽的上部中。挡板保证不能通过摇动或震动该门而使闩锁销从关闭位置滑动回到闩锁销孔。而是，闩锁销被偏转到凹陷614中，该凹陷具有直的后边缘，闩锁销将抵靠该后边缘。闩锁销容易手动地返回到轨道以便滑动回到闩锁销孔来移除。凹槽的下部和上部形成轨道，闩锁销的端部以可滑动的方式被固定在该轨道中。除了偏转器使轨道向内倾斜到凹陷614内的部分外，该轨道是线性的。在本发明的替代实施例中，可以包括另外的挡板。在图6D中，闩锁卷曲以便允许闩锁销插入到闩锁销孔中。最后，在图6E中，H锁销已经沿凹槽和轨道滑动到关闭位置，该闩锁销抵靠闩锁销轨道的与门的边缘齐平的端部附近的凹槽的端部。注意，闩锁销的端部在其中滑动的上轨道和下轨道在达到闩锁销轨道的端部之前终止，使得闩锁销在闩锁销轨道的任一端部均不能滑出闩锁销轨道。图7A-C示出由代表本发明的第一实施例的安全闩锁固定的门的部分打开。在图7A中，门已经裂开，铰接闩锁臂段绕枢轴销的枢转允许闩锁沿向内方向延伸，以允许门略微打开，同时闩锁销保持固定在闩锁销轨道内。在本发明的某些实施例中，如图7C中所示，当 闩锁销采取沿凹槽的一定范围的位置时，闩锁、闩锁销和闩锁销轨道的几何形状防止门裂开。为了解决本发明的某些实施例的这种性质可以包括槽状孔(图5A中的510和511)，以及在所有四个孔510-513下方从木材框架铣出的浅的槽状腔。当门不能裂开时，如图7C中所示，公寓管理员或旅馆管理员难以使安全闩锁失效来营救失去能力的公寓占用者或旅馆房间占用者。然而，将门向前推到图7C中示出的位置会暴露门框架支架(图5A中的502)内的螺钉头部。营救者可以使用螺丝刀或配备有螺钉钻头的动力工具来移除两个普通头部螺钉516-517。然后，营救者可以用肩部撞门，或者以其它方式将力施加到门，以便向内推门框架支架，孔的微凹口在门框架中铣削的槽状腔内自由移动，并且门框架支架在两个单向螺钉518-519下面滑动。换句话说，当门框架支架被正确安装(单向螺钉最初安装在槽状孔的向内端部处)时，门框架支架可以向内滑动等于槽状孔510和511的长度的距离。一旦门框架支架已经向前滑动，门就被打开足够远以允许营救者通过开口插入往复锯片以锯掉闩锁，从而允许进入房间。注意，安全闩锁可以安装到门的任一侧，或者换句话说，是可逆的。也注意，所有铣削和钻削发生在门框架的边缘中，而不是在内表面上，从而不损坏门框架的内表面的外观。螺钉孔可以容易地填充有塑性木材或另一填料。虽然两个螺钉孔被钻到门中，但它们也可以在移除安全闩锁之后被填充。通常，一个或两个螺钉孔的破坏性小于当前可用闩锁的四个紧密间隔的螺钉孔，并且通常不会明显损坏门的外观。图8示出根据本发明的一个实施例的用于标记门框架以便特形铣的模板。该模板放置在木材框架上，凸缘804抵靠门框架的边缘。然后，孔轮廓可以通过模板孔804-807被标记到木材框架上。然后移除模板，并且特形铣机或其它工具用于铣削出槽状腔，该槽状腔的深度等于微凹口或从门框架支架的后表面突出的环形凸缘的高度。在铣削该腔之前或在铣削该腔之后，钻削用于螺钉的导向孔。图9示出代表本发明的一个实施例的第一类型的单向螺钉。目前可用的单向螺钉通常具有圆形头部，该圆形头部从它们固定的如门框架支架的平坦物体的表面突出。然而，门框架支架需要是薄的且平坦的，以允许门关闭在门框架支架上。因此，目前可用的单向螺钉不适合用来安装代表本发明的一个实施例的安全闩锁。一旦门被甚至略微打开，设法闯入公寓或旅馆房间的人们就可以移除普通螺钉。双头螺钉902可以被拧入木材框架中，使得第一螺钉头部904与门框架支架的表面齐平。第二头部906和连接第二头部和第一头部的轴908可以随后被切掉，绞掉或剪掉，以留下与门框架支架的表面齐平的已安装的单向螺钉。图10A-B示出代表本发明的一个实施例的第二类型的单向螺钉。这种第二类型的平头单向螺钉1002在用于螺丝刀的狭槽1008的上左侧上并且在该狭槽的下右侧上包括斜面1004和1006。狭槽的没有斜面的边缘允许螺钉沿顺时针方向由螺丝刀旋转以便安装，但如果螺丝刀沿逆时针方向旋转，则有斜面的边缘导致螺丝刀从狭槽滑出。图11示出用于代表本发明的第一实施例的安全闩锁的安装套件。安装套件包括闩锁1102 ;当需要时用来安装在闩锁销轨道下面的垫片1104 ;如上面参考图5A描述的用来安装在门框架和门框架支架凸缘之间的垫片1106 ;和闩锁销轨道1108。安装套件也可以包括普通螺钉和单向螺钉；适合于门框架支架构造的诸如图8中示出的模板的模板；和不同厚度的另外垫片。 图12A-D示出代表本发明的第二组实施例的安全闩锁的多个实施例。如图12A中所示，与本发明的第一实施例一样，本发明的第二实施例包括闩锁，该闩锁包括门框架支架1202和铰接闩锁臂1204。与本发明的第一实施例不同，图12A中示出的安全闩锁包括闩锁头部1206而不是闩锁销。图12B-C示出闩锁销和引导件组件。闩锁销和引导件组件1208包括闩锁销1210，闩锁头部安置到该闩锁销上，该闩锁销延伸到闩锁头部孔1212的下端部中。闩锁头部1206包括闩锁头部引导凸缘1214，该闩锁头部引导凸缘的平面的内边缘1216与圆筒形闩锁头部孔的轴线平行。闩锁头部引导凸缘的平面的内边缘在闩锁销和引导件组件的闩锁头部引导件1218的左手侧上滑动，同时闩锁头部下降到闩锁销上以固定门。随后，在打开门时，闩锁头部绕闩锁销旋转，使得闩锁头部引导凸缘被固定在闩锁头部引导件下面，使得侵入者不能通过将手或工具插过门中的裂缝而迫使闩锁向上。在闩锁头部绕闩锁销充分地旋转以引起闩锁头部被闩锁头部引导件固定之前，闩锁销和引导件组件的侧部上安装的销1211防止刀或工具插过门中的裂缝以升起闩锁臂并且使安全闩锁失效。图12D示出图12A中示出的安全闩锁的替代实施例。图12A中的安全闩锁使用四个安装螺钉1220-1223，该四个安装螺钉安装成穿过门框架支架1202中的四个对应的微凹的孔1224-1227。相比之下，图12D中示出的安全闩锁仅使用两个螺钉。如同本发明的第一组实施例的情况一样，一些或全部安装螺钉可以是单向螺钉，使得侵入者不能迫使门部分地打开并且随后从门框架拧开门框架支架1202来使安全闩锁失效。门框架支架1202包括基本上平坦的片材，该片材具有四个孔1224-1227，螺钉1220-1223通过该孔将门框架支架502安装到门框架。在图12A中示出的本发明的实施例中，该孔略微凹入，从而延伸到门框架中。上榫臂1230和下榫臂1232固定大的枢轴销1234，第一铰接的闩锁臂段1236安装在该大的枢轴销上。凸榫臂的背面有助于将门框架支架固定到门框架，从而防止门框架支架由于抵靠门框架的边缘上而被向外推动，并且布置门框架支架，从而闩锁与安装到门的闩锁销和引导件组件齐平。垫片或隔离件可以置于凸榫臂的背面和门框架的边缘之间，以便沿垂直于门的平面的方向调节闩锁相对于门的平面的位置。第一铰接闩锁臂段1236通过第一铰接闩锁臂段中的圆筒形孔以可旋转的方式安装到大的枢轴销1234。第一铰接闩锁臂段1236由第二枢轴销1238以可旋转的方式安装到连杆1240，第二枢轴销穿过第一铰接闩锁臂段的第二端部处的上榫臂1242和下榫臂1244。第二铰接闩锁臂段1246由第三枢轴销1248以可旋转的方式安装到连杆1240，第三枢轴销穿过第二铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂1250和下榫臂1252。第二铰接闩锁臂段的第二端部形成闩锁头部1206。图13A-C示出图12A-D中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。在图13A中示出的打开位置中，闩锁1302延伸横过门框架。通过操纵闩锁使得铰接闩锁臂段绕枢轴销枢转并且相对于彼此、连杆和门框架支架改变它们的取向，闩锁头部1304可以在水平平面中移动。在图13B中，闩锁向着闩锁销和引导件组件1306移动，并且在图13C中，闩锁头部已经升高(通过使闩锁臂在大的枢轴销1308上向上滑动而升高整个闩锁臂 )，闩锁头部孔的底部已经下降到闩锁销上，并且整个闩锁臂已经下降，从而闩锁头部搁靠在闩锁销和引导件组件的底部平台1312上。注意，如上面讨论的，闩锁头部凸缘的内边缘抵靠图13C中的闩锁头部引导件1314的左手侧。图14A-C示出图12A-D中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。在图14A中，门被关闭。在图14B中，门已经裂开，从而使门向内位移并且引起闩锁头部1402绕闩锁销旋转，使得闩锁头部凸缘1404现在位于由闩锁头部引导件固定就位的闩锁销和引导件组件上的闩锁头部引导件1406下方。在图14C中，门进一步打开，完全延伸闩锁臂。门不能被进一步打开，并且闩锁仅可以通过使用穿过门的开口插入的往复锯片，或使用一些其它工具切割闩锁臂而失效。图15A-C示出本发明的第三安全闩锁实施例。安全闩锁包括门框架支架1502，该门框架支架将撞击板替代为门框架上的门杠杆(图15A-C中未示出)并且以可旋转的方式将闩锁臂1504与门止动件1506保持在一起。在图15A中示出的打开状态中，闩锁臂抵靠顶部的右手狭槽1508中，门止动件布置成离开门。在图15B中，闩锁臂从狭槽升高到门并且向着门旋转。在图15C中，闩锁臂从打开位置旋转180°，并且插入到上左手狭槽1510中，从而将门止动件1506固定在门上并且防止门被打开。图16A-C示出图15A-C中示出的本发明的安全闩锁实施例的展开。在图16A-C中，安全闩锁被安装到门的左边。注意，因为门框架支架的顶部和底部中都包括狭槽，因此门框架支架是可逆的，并且可以安装到门的任一侧。在图16A中，安全闩锁处于打开位置，闩锁臂1600搁靠在上左手狭槽中。门框架支架通过两个或四个螺钉安装到门框架，该两个或四个螺钉安装成穿过四个微凹的孔1602-1605的两个或全部。闩锁臂包括水平构件1608，门止动件1610安装到该水平构件；和圆筒形轴1612，该圆筒形轴延伸穿过门框架支架1614。在图16A中，可以容易地看到，门框架支架也用作撞击板，具有用于门杠杆闩锁的正方形孔1616。在图16B中，闩锁臂已经升起并且旋转，并且在图16C中，闩锁臂相对于图16A中示出的其最初打开位置旋转180°并且牢固地插入到右手上狭槽1618中。在那个位置中，门止动件被固定在门(在图16A-C中未示出)上，并且防止门被打开。在这点上，本发明的第三实施例不同于上述第一两个实施例之处在于，本发明的第三实施例在安全闩锁被展开时不允许门被部分地打开。图17A-D示出从门的外侧的图15A-C中示出的本发明的安全闩锁实施例的失效。安全闩锁不允许门甚至被部分地打开，并且因此安全闩锁不能通过使用穿过小开口而插入的往复锯片而失效，如同本发明的前两个实施例的情况一样。为了使图15A-16C中示出的安全闩锁失效，小直径孔平行于门框架支架并且在门框架支架的顶部被钻铣通过门框架。形状记忆金属丝1702然后穿过该孔插入，如图17A中所示。形状记忆金属丝是弯曲的，并且弯曲的形状记忆金属丝最初以形状记忆金属丝的内端部向下弯曲的方式而被插入。接下来，如图17B-D中所示，形状记忆金属丝旋转180，捕获闩锁臂的水平构件的下侧并且将该形状记忆金属丝升离门框架支架中的狭槽。在图17D中，安全闩锁被失效。门可以被向内推动，从而在门打开时向内旋转闩锁臂。图18A-D示出基于图5A-E和6A-E中示出的本发明的第一组实施例的本发明的另外的磁体增强的实施例。在本发明的该另一实施例中，如图18A中所示，一对磁体1802和1803分别安装在第一铰接闩锁臂段和第二铰接闩锁臂段内。在本发明的一个实施例中，两个磁体是N-52磁体。包括各种类型的高磁场强度永久磁体的许多不同类型的永久磁体可以用于本发明的安全闩锁实施例，诸如稀土磁体(包括钕铁硼(NdFeB)磁体)可能适合于本发明的磁体增强实施例。如图6E中所示，当铰接闩锁臂折叠到自身上时，磁体彼此吸引以将两个铰接闩锁臂段保持在一起，以便防止安全闩锁处于某些中间位置，处于某些中间位置可能起因于当闩锁销还没有向着门的边缘和闩锁销轨道的边缘被推回时打开 门，如图6E中所示。只要闩锁销插入到闩锁销轨道中，磁体之间的吸引就引起铰接闩锁臂处于图6E中示出的位置。磁体1802-1803可以通过各种紧固方式被固定在铰接闩锁臂段1804和1806内，所述各种紧固方式包括由机械地迫使磁体进入闩锁臂段中的紧密配合的互补孔内引起的摩擦力、通过使用多种不同机械脊、销、突出部中的任何一种、通过将孔成形为磁体插入其中以在磁体插入之后产生将磁体保持就位的力、通过使用包括螺钉的其它紧固装置、通过各种接合剂和胶水，或者通过使用其它紧固装置。如图18B中所示，通过从铰接闩锁臂1814的下侧挖空铰接闩锁臂段的部分1810和1812，铰接闩锁臂可以被进一步改进。从其中移除材料的井状室1810和1812在本发明的一个实施例中不延伸穿过铰接闩锁臂的上表面，而是一薄层铰接闩锁臂材料留在井的底部，使得铰接闩锁臂的上表面的外观保持不变，如图6D中所示。从铰接闩锁臂段移除铰接闩锁臂材料减小了铰接闩锁臂段的质量，因此促进两个磁体的铰接闩锁臂折叠效果以将铰接闩锁臂拉到图6E中示出的位置中。此外，第一井1810提供第一铰接闩锁臂段的区域，该区域可以使用螺栓割刀被更加容易地切割以便解除安全闩锁以便响应紧急情况。在本发明的一个实施例中，连接两个铰接连杆臂段的连杆(图5A中的538)成形为如图18D中所示。连杆1830具有面向铰接闩锁臂(图18B中的814)的向内侧的圆形边缘1832和1834和面向铰接闩锁臂的外表面的正方形的边缘1836和1838。通过以这种方式成形连杆，铰接臂段不能从图18B中示出的延伸位置向后折叠，使得铰接闩锁臂段的外表面彼此接近，而是仅可以向内折叠，如图18A和18C中所示。在代表本发明的实施例的磁体增强安全闩锁的某些实施例中，铁磁或磁体块或板可以紧固到门框架以便磁性地固定铰接闩锁臂在延伸位置中，但当铰接闩锁臂没有被展开时旋转成使得铰接闩锁臂的上侧复位在铁磁或磁体块或板上。在图5A-E和6A-E中首先描述的安全闩锁的又一另外变化中，如图18C中所示，闩锁销轨道1820通过以下方式被简化移除凹陷(图6B中的614)挡板(图6B中的608)和偏转器(图6B中的610)，而是仅提供单个光滑轨道1822，在安全闩锁向着图6E中示出的位置折叠时，闩锁销沿该光滑轨道运动。在替代实施例中，闩锁销孔(图5B中的562)设置成尽可能靠近闩锁销轨道的远边缘1824，或者在另外实施例中，设置在闩锁销轨道的端部，使得闩锁销可以通过顶表面和闩锁销孔或通过闩锁销轨道的侧面被安装。图19A-D示出本发明的另外实施例。在该实施例中，磁体被不同地定位，并且布置另外的磁体，使得安全闩锁可以通过简单的操作被容易地设置和使其失效，并且使得安全闩锁不能被意外地部分地展开。如图19中所示，安全闩锁1902包括具有第一嵌入磁体1906的凸缘/隔离件，该第一嵌入磁体取向成吸引或拉动第二铰接闩锁臂段1910中的第二嵌入磁体1908。第一和第二嵌入磁体的相互吸引用作返回力，该返回力用于在锁定或解锁操作期间向着门框架拉回第一铰接闩锁臂段1912、连杆1911，和第二铰接闩锁臂段1910。如图19B中所示，由图19B中的虚线轮廓示出的第三磁体1916嵌在闩锁销轨道1918下面，并且具有与第二嵌入磁体1908相反的极性以便推动或排斥第二嵌入磁体离开并且向着门框架返回，从而将另外的力添加到第一和第二嵌入磁体(图19A中的1904和1908)之间的吸引力。此外，图19A中的第四磁体1920安装到门框架并且吸引安装在第一铰接闩锁臂段1912中的图19C中的第五嵌入磁体1922以将第一铰接闩锁臂段1912、连杆1911，和第二铰接闩 锁臂段1910牢固地保持在门框架上的未展开位置中。这就防止安全闩锁就位于可以干涉门打开和门关闭的中间位置。此外，一旦闩锁销从闩锁销轨道脱离，磁体的协调作用就使安全闩锁卡扣到该未展开位置内，从而基本上使得解锁操作是平稳的单动作操作。类似地，当闩锁销插入到闩锁销轨道中时，磁体的协调作用立即向着门框架拉回第一铰接闩锁臂段1912、连杆1911，和第二铰接闩锁臂段1910，在第一铰接闩锁臂段1912折叠到第二铰接闩锁臂段1910上时嵌入磁体1904和1908配合。在本发明的某些实施例中，连杆1911由倒圆边缘1930或另一边缘的改进以允许第一铰接闩锁臂段1912离开具有第二铰接闩锁臂段的平面向回枢转，以促进第五嵌入磁体1922与第四磁体1920的吸引和配合。图19D示出未展开位置中的安全闩锁，第一铰接闩锁臂段1912、连杆1911，和第二铰接闩锁臂段1910通过磁体对1904/1908和1920/1922之间的吸引被牢固地保持在门框架上。图20-22示出本发明的双稳定磁性安全闩锁实施例。本发明的双稳定磁性安全闩锁实施例类似于上面参考图5A-&C，18A-D和19A-D讨论的本发明的实施例。用于描述本发明的那些实施例的部件的许多术语继续用于描述双稳定磁性安全闩锁的部件。在双稳定磁性安全闩锁中，当铰接闩锁臂从闩锁销轨道解锁时或当闩锁销插入到闩锁销轨道中并且安全闩锁被展开以锁定门时，自调节磁性返回装置用于向着门框架拉回铰接闩锁臂。图20示出在一位置中的本发明的另外实施例，其中铰接闩锁臂以闩锁销位于闩锁销轨道上方布置在该位置中，从该位置可以锁定或解锁安全闩锁。自调节磁性返回装置2002通过竖直销2004安装到门支架凸缘2008的凸榫臂2006以允许自调节磁性返回装置2002绕竖直销旋转经过一小的角度。自调节磁性返回装置2002包括第一磁体2010，该第一磁体被对准以吸引安装在第一铰接臂段2014内的第二磁体2012。当第二铰接闩锁臂段2020向内折叠时，安装在第一铰接臂段内的类似取向的第三磁体2016排斥安装在第二铰接闩锁臂段2020内的第四磁体2018，使得第二铰接闩锁臂段的后侧(在图20中被隐藏)接近第一铰接臂段2014的后侧(图20中被隐藏)。图21示出处于解锁的延伸位置中的本发明的双稳定磁性安全闩锁实施例的铰接闩锁臂和门框架支架。当铰接闩锁臂在图20中示出的位置中被用户释放时，包括第一铰接臂段和第二铰接臂段2020的铰接闩锁臂自动地且快速地采取图21中示出的延伸位置。第三磁体(图20中的2016)排斥第二铰接臂段2020中的第四磁体(图20中的2018)以防止第二铰接臂段折叠到第一铰接臂段上，同时自调节磁性返回装置2002中的第一磁体(图20中的2010)吸引第一铰接臂段2014中的第二磁体(图20中的2012)，使得第一铰接臂段终止于抵靠自调节磁性返回装置2002。因此，只要铰接闩锁臂不被用户抓住或保持，铰接闩锁臂就自动地且快速地将其自身定位成以图21中示出的延伸位置背靠门框架，使得安全闩锁不能采取将干涉门的打开和关闭或产生其它问题的任何中间位置。图22示出处于锁定位置中的本发明的双稳定磁性安全闩锁实施例的安全闩锁。通过从图20中示出的位置向前推动第二铰接闩锁臂段并且释放该第二铰接闩锁臂段，当闩锁销插入到闩锁销轨道2202中时，安全闩锁快速地且自动地采取图22中示出的展开位置。自调节磁性返回装置2002中的第一磁体(图20中的2010)吸引第一铰接臂段2014中的第二磁体(图20中的2012)，使得第一铰接臂段终止于抵靠自调节磁性返回装置2002。该吸引力克服第一铰接闩锁臂段中的第三磁体(图20中的2016)和第二铰接臂段中的第四磁体(图20中的2018)之间的排斥力以将铰接闩锁臂拉到图22中示出的展开位置中。图20-22中示出的本发明的实施例被称为“双稳定磁性安全闩锁”，因为该安全闩锁当没有被用户保持或抓住时自动地采取图21中示出的未展开的延伸位置或图22中的展 开位置。这些是双稳定磁性安全闩锁可以采取的仅仅两个位置，除非由用户物理地保持和操纵。双稳定磁性安全闩锁的特征在于仅仅两个稳定位置，并且因此不能采取将干涉门的打开和关闭或引起其它问题的稳定中间位置。自调节磁性返回装置2002提供旋转灵活性，该旋转灵活性允许双稳定磁性安全闩锁通过各种类型的门框架模型容易地安装到门。自调节磁性返回装置可以向前旋转经过一小的角度以适应较厚的模型。此外，在移动或改变门相对于门框架的位置的情况下，闩锁臂铰接提供关于门框架支架和具有闩锁销轨道的铰接闩锁臂的竖直错位的一定程度的容许量。双稳定磁性安全闩锁可以另外包括第五磁体，与图19A-D中示出的前面描述的实施例中一样，该第五磁体嵌在闩锁销轨道中或位于闩锁销轨道后面。在双稳定磁性安全闩锁的替代实施例中，第一铰接闩锁臂段内的第二和第三磁体可以被组合为单个第二磁体。虽然已经按照特别实施例描述了本发明，但不旨在将本发明限于该实施例。对于本领域技术人员来说，在本发明的精神内的改进将是显然的。例如，安全闩锁通常由金属制造，并且在图15A-17D中示出的本发明的第三实施例的情况中包括门止动件，该门止动件由塑料或另一聚合物材料制成或涂覆有塑料或另一聚合物材料。然而，可以使用各种其它合适材料的任一种，包括刚性塑料和复合材料。闩锁臂、铰接闩锁臂段、枢轴销、连杆，和门框架支架可以具有各种不同的尺寸和形状，只要它们如上面描述的那样起作用以可靠地锁定门。本发明的所有实施例的特征在于通过螺钉或其它紧固件安装使得螺钉或其它紧固件的轴近似正交于打开门所需的力的方向，从而本发明的安全闩锁不能通过施加足够的力以使螺钉从它们安装在其中的基板脱离而被容易地失效，并且使得内部门和门框架表面在安装期间不被损坏。本发明的所有闩锁被容易地且直观地操作，使得恐慌的或慌乱的房间占用者不耽误逃避火或其它紧急情况。闩锁仅沿良好限定的方向移动。参考图5A-7C描述的安全闩锁的闩锁臂仅在水平平面中移动。参考图12A-14C和图15A-17D描述的安全闩锁的闩锁臂仅在水平平面中并且竖直地移动。这些有限的运动自由度促进易用性，并且也有助于安全闩锁的强度和稳固性。本发明的安全闩锁在机械上强于目前可用的门安全闩锁，诸如上面参考图2A-C描述的门闩锁链。虽然本发明的各种实施例的安装涉及钻削用于螺钉的导向孔和一些铣削或特形铣，但这些改进的大部分形成到平行于门边缘的门框架的表面，并且因此通常不可见。此外，对于本发明的第一和第二实施例，需要仅仅一个或两个螺钉孔来安装闩锁销轨道或闩锁销和引导件组件。如果闩锁被移除，则这些孔可以被容易地填充。与许多目前可用的装置需要的四个紧密间隔的孔相比，一个或两个孔更不可能导致门外观的损坏。为了说明的目的，前述描述使用特定的命名法来提供本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说显然的是，为了实施本发明，特定细节不是必 需的。为了说明和描述的目的，给出本发明的具体实施例的前述描述。它们不旨在是排他的或将本发明限制到公开的精确形式。显然，根据上述教导，许多修改和变化是可能的。该实施例被示出和描述以便最佳地说明本发明的原理及其实际应用，因此使得本领域其它熟练技术人员能够最佳地利用本发明和具有适合于构想的特别用途的各种改进的各种实施例。此处旨在表明本发明的范围由以下如权利要求和它们的等同物限定。
权利要求
1.一种双稳定磁性安全闩锁，所述双稳定磁性安全闩锁包括 闩锁，所述闩锁包括 具有凸缘的门框架支架，所述凸缘具有第一凸榫臂，一自调节磁性返回装置安装到所述第一凸榫臂上，所述自调节磁性返回装置包括第一磁体，和 安装到所述门框架支架的铰接闩锁臂，所述铰接闩锁臂包括第二磁体，第三磁体和第四磁体；和 闩锁销轨道。
2.如权利要求I所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述门框架支架包括 具有微凹的孔的基本上平坦的片材，螺钉穿过所述微凹的孔将所述门框架支架安装到所述门框架； 固定在所述门框架上的凸缘，所述凸缘防止所述门框架支架被向外推动并且将所述门框架支架布置成使得所述闩锁与所述闩锁销轨道齐平，所述凸缘包括第一凸榫臂，一自调节磁性返回装置通过第一枢轴销安装到所述第一凸榫臂上，和 第二凸榫臂，所述铰接闩锁臂以可旋转的方式安装到所述第二凸榫臂上。
3.如权利要求2所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述铰接闩锁臂包括 第一铰接R锁臂段，所述第一铰接R锁臂段包括所述第二磁体和所述第三磁体； 第二铰接闩锁臂段，所述第二铰接闩锁臂段包括所述第四磁体； 连杆； 第二枢轴销，所述第二枢轴销以可旋转的方式将所述第一铰接闩锁臂段安装到所述门框架支架，所述第二枢轴销穿过所述第一铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂和下榫臂并且穿过从所述门框架支架延伸的所述第二凸榫臂； 第三枢轴销，所述第三枢轴销以可旋转的方式将所述第一铰接闩锁臂段安装到所述连杆，所述第三枢轴销穿过所述第一铰接闩锁臂段的第二端部处的上榫臂和下榫臂； 第四枢轴销，所述第四枢轴销以可旋转的方式将所述第二铰接闩锁臂段安装到所述连杆，所述第四枢轴销穿过所述第二铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂和下榫臂；和闩锁销，所述闩锁销安装到所述第二铰接闩锁臂段的第二端部。
4.如权利要求3所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述闩锁销轨道包括 延伸横过所述闩锁销轨道的矩形凹槽，所述矩形凹槽包括一个或更多个挡板，所述一个或更多个挡板防止所述闩锁销沿所述矩形凹槽的不受阻碍的往回退回；和 闩锁销孔，在所述双稳定磁性安全闩锁的展开期间，所述闩锁销插入通过所述闩锁销孔。
5.如权利要求4所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述闩锁销轨道还包括第五磁体，所述第五磁体位于所述闩锁销轨道内或者嵌在所述闩锁销轨道后面。
6.如权利要求5所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，在未展开位置中，所述第一铰接闩锁臂段和所述第二铰接闩锁臂段通过所述第一磁体和所述第二磁体之间的吸引且通过所述第三磁体和所述第四磁体之间的排斥被可靠地保持平坦抵靠所述门框架。
7.如权利要求5所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，在展开位置中，所述第一铰接闩锁臂段折叠在所述第二铰接闩锁臂段的顶部上，并且所述第一铰接闩锁臂段和所述第二铰接闩锁臂段都通过所述第一磁体和所述第二磁体之间的吸引被可靠地保持平坦抵靠所述门框架。
8.如权利要求I所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，当所述安全闩锁臂不被用户保持、抓住或以其它方式操纵时，所述双稳定磁性安全闩锁能采取仅仅两个稳定位置中的其中一个稳定位置，所述两个稳定位置包括展开的未展开位置和折叠的锁定位置。
9.一种双稳定磁性安全闩锁，所述双稳定磁性安全闩锁包括 闩锁，所述闩锁包括 具有凸缘的门框架支架，所述凸缘具有第一凸榫臂，一自调节磁性返回装置安装到所述第一凸榫臂上，所述自调节磁性返回装置包括第一磁体，和 安装到所述门框架支架的铰接闩锁臂，所述铰接闩锁臂包括第二磁体和第三磁体；和 闩锁销轨道。
10.如权利要求9所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述门框架支架包括 具有微凹的孔的基本上平坦的片材，螺钉穿过所述微凹的孔将所述门框架支架安装到所述门框架； 固定在所述门框架上的凸缘，所述凸缘防止所述门框架支架被向外推动并且将所述门框架支架布置成使得所述闩锁与所述闩锁销轨道齐平，所述凸缘包括第一凸榫臂，一自调节磁性返回装置通过第一枢轴销安装到所述第一凸榫臂上，和 第二凸榫臂，所述铰接闩锁臂以可旋转的方式安装到所述第二凸榫臂上。
11.如权利要求10所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述铰接闩锁臂包括 第一铰接闩锁臂段，所述第一铰接闩锁臂段包括所述第二磁体； 第二铰接闩锁臂段，所述第二铰接闩锁臂段包括所述第三磁体； 连杆； 第二枢轴销，所述第二枢轴销以可旋转的方式将所述第一铰接闩锁臂段安装到所述门框架支架，所述第二枢轴销穿过所述第一铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂和下榫臂并且穿过从所述门框架支架延伸的所述第二凸榫臂； 第三枢轴销，所述第三枢轴销以可旋转的方式将所述第一铰接闩锁臂段安装到所述连杆，所述第三枢轴销穿过所述第一铰接闩锁臂段的第二端部处的上榫臂和下榫臂； 第四枢轴销，所述第四枢轴销以可旋转的方式将所述第二铰接闩锁臂段安装到所述连杆，所述第四枢轴销穿过所述第二铰接闩锁臂段的第一端部处的上榫臂和下榫臂；和闩锁销，所述闩锁销安装到所述第二铰接闩锁臂段的第二端部。
12.如权利要求11所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述闩锁销轨道包括 延伸横过所述闩锁销轨道的矩形凹槽，所述矩形凹槽包括一个或更多个挡板，所述一个或更多个挡板防止所述闩锁销沿所述矩形凹槽的不受阻碍的往回退回；和 闩锁销孔，在所述双稳定磁性安全闩锁的展开期间，所述闩锁销插入通过所述闩锁销孔。
13.如权利要求12所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，所述闩锁销轨道还包括第四磁体，所述第四磁体位于所述闩锁销轨道内或者嵌在所述闩锁销轨道后面。
14.如权利要求12所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，在未展开位置中，所述第一铰接闩锁臂段和所述第二铰接闩锁臂段通过所述第一磁体和所述第二磁体之间的吸引且通过所述第二磁体和所述第四磁体之间的排斥被可靠地保持平坦抵靠所述门框架。
15.如权利要求12所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，在展开位置中，所述第一铰接闩锁臂段折叠在所述第二铰接闩锁臂段的顶部上，并且所述第一铰接闩锁臂段和所述第二铰接闩锁臂段都通过所述第一磁体和所述第二磁体之间的吸引被可靠地保持平坦抵靠所述门框架。
16.如权利要求9所述的双稳定磁性安全闩锁，其中，当所述安全闩锁臂不被用户保持、抓住或以其它方式操纵时，所述双稳定磁性安全闩锁能采取仅仅两个稳定位置中的其中一个位置，所述两个稳定位置包括展开的未展开位置和折叠的锁定位置。
全文摘要
本发明的实施例包括门固定闩锁，该门固定闩锁允许房间或通过门接近的其它空间的占用者从房间或其它空间内部固定门以便防止其它人进入或接近。本发明的实施例提供机械上坚固且可靠的闩锁，该闩锁不能通过对该门施加力或通过在门和相邻的门框架之间插入工具或装置以使该闩锁失效而被容易地破坏或损坏，但可以由在行的人使其失效，诸如在紧急情况中设法营救失去能力的公寓占用者的公寓管理员。
文档编号E05C17/06GK102791945SQ201180013315
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月28日
发明者戈登·C·唐 申请人:戈登·C·唐