专利名称：带有过扭矩保护系统的锁组件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种锁具机构，其被采用以提供一种扭矩可断开把手，用于防止强行进入，且具体地说，涉及一种锁具机构，其具有在有效模式和无效模式下可操纵的心轴子配件，在有效模式下，手柄子配件通过心轴子配件可操纵地连接到锁闩子配件，用于锁具机构的正常致动，且在无效模式下，手柄子配件与锁闩子配件由于过大扭矩的力施加到心轴子配件而脱开，导致心轴子配件断裂。
可操纵以选择性地关闭并锁止门户的各种房门锁定机构在现有技术中是公知的。基本上，门把手装在把手套筒或心轴上，该套筒或心轴被用于通过操纵装在把手上的旋转机构或类似物来防止转动，从而，防止锁闩子配件的操纵。外侧门把手可以结合有钥匙致动的锁具机构，用于致动锁定机构。对这种锁具机构的一种强行闯入的方法是在外部把手上施加大的转动力或过扭矩，如利用管扳手或其他工具，足以破坏或克服阻止把手心轴转动的机构，从而致动把手套筒以使锁闩缩回。
根据本发明的原理，锁具机构的优选实施例包括具有整圆心轴的心轴子配件，该整圆心轴安装在半圆心轴内。半圆心轴驱动地连接到套筒上，该套筒又驱动地连接手柄子配件。当锁具机构在开锁状态下，套筒、半圆心轴和整圆心轴可在锁具壳体内自由转动，以便半圆心轴致动锁闩。当锁具机构处于锁定状态下，心轴子配件被锁定滑块限制转动，该锁定滑块将心轴子配件连接到锁具壳体上。在过扭矩施加到手柄子配件上时，半圆心轴将断裂，并且可操纵地连接在锁具壳体和心轴子配件之间的弹簧促使整圆心轴脱开与手柄子配件的驱动接合。从而，心轴子配件失去功能并且手柄子配件与锁闩子配件脱开。结果，当达到过扭矩状态时，本发明的保护系统将不操纵锁闩，手柄子配件将自由转动。
于是，本发明的目的是提供一种锁具机构，其具有心轴子配件，该心轴子配件在有效模式可操纵，从而手柄子配件可操纵地连接到锁闩子配件，并且该心轴在过扭矩施加到手柄子配件时在解脱接合状态下可操纵，用于脱开与锁闩子配件的连接。
本发明的另一目的是提供一种心轴子配件，其具有整圆心轴，该整圆心轴装在半圆心轴之内，该半圆心轴可操纵地连接到手柄子配件的驱动套筒，其中半圆心轴被特别构造成在过大扭矩的力施加时断裂。
本发明的再一目的是提供一种心轴子配件，其具有可操纵地与心轴子配件关联的弹簧，用于在过大扭矩的力施加时促使心轴子配件的一部分脱开与手柄子配件的接合。
本发明的另一目的是提供一种心轴子配件，其具有过扭矩保护系统，该系统易于被现有锁具机构结构所采用。
本发明的这些及其他的目的、特征以及优点在参照附图和权利要求书的同时，将从以下的描述中变得清晰可见。
图1是根据本发明的包括心轴子配件的锁具机构的一部分的分解透视图；图2是示出在有效模式的心轴子配件的锁具机构的横剖面图；图3是图2所示的锁具机构的横剖面图，不同之处为心轴子配件处于无效模式；图4是图2所示的锁具机构的垂直的剖面图；图5是图2所示的锁具机构的垂直的剖面图；图6是示出心轴子配件和锁具壳体一部分之间的交界处的详细的剖面图；图7是示出心轴子配件和手柄子配件间的交界处的详细的剖面图；图8是示出本发明的半圆心轴的详细的平面图；图9是示出半圆心轴的局部剖视图；图10是本发明第二优选实施例的分解透视图；图11是图10所示的第二优选实施例的横剖面图；图12是沿图11所示的线XII-XII取得的剖面图。
参照图1-9，示出了本发明第一优选实施例，即锁具机构20，该锁具机构20具有手柄子配件22、心轴子配件24和锁闩子配件26。手柄子配件22包括固定到外部套筒30上的把手28，用于与其一同旋转。外部套筒30容放在外部玫瑰形件(exterior rose)32形成的中心孔内，并可拆卸地由制成垫圈34固定其内，以便把手28和外部套筒30可旋转地支承在外部玫瑰形件32内。外部玫瑰形件32包括玫瑰形衬垫(rose liner)36和可拆卸地固定在玫瑰形衬垫36上的玫瑰形罩(rose cover)38，用于提供成品美观的外表。把手28的具体结构可以为任意的传统的结构，包括如图1所示的基本球形的把手、如图2和3所示的杠杆型把手或其他任何适宜的形状。一般地，把手28被用来容放可操纵地连接于心轴子配件24的钥匙控制的锁柱40，用于可选择地打开或锁定锁具机构20。
心轴子配件24包括整圆的心轴42和半圆的心轴44，可操纵地将手柄子配件22与锁闩子配件26连接。扭簧机构46包括可操纵地连接在半圆心轴44和玫瑰形衬垫36之间的扭簧48，用于提供将锁闩子配件26保持在延伸位置的偏置返回力矩。扭簧机构46还包括锁定滑块50，其可操纵地连接到整圆心轴42上并且在整圆心轴42转动时，在锁定状态和开锁状态之间，其可滑动地定位，在锁定状态下，滑块50与壳体接合以用来禁止心轴子配件24的转动，且在开锁状态下，滑块50与壳体脱开以允许心轴子配件24的转动。整圆心轴42和半圆心轴44容放在锁闩子配件26中形成的孔52内。半圆心轴44可操纵地连接到锁闩54，以便手柄子配件22的转动触动锁闩子配件26，以在延伸位置和缩回位置之间移动。
整圆心轴42的外端56可操纵地连接到锁柱40，以便钥匙控制元件在锁柱40内的转动使整圆心轴42旋转，引起滑块50在锁定和开锁状态之间移动。相对外端56的整圆心轴42的端部可以被用来容放锁转动机构，该机构可操纵地与锁具机构20的内部把手子配件(未示出)相关联，用于在锁定和开锁状态之间操纵滑块50。
半圆心轴44可操纵地连接到外套筒30上，用于与其一同旋转。如图7中可清楚看出的，外部套筒30具有从其向内延伸的接片58，该接片被接收在半圆心轴44中形成的槽60内。以这种方式，接片58轴向定位并且可转动地将外部套筒30与半圆心轴44连接。
如前面所指出的，锁具机构设置有过力矩保护系统，在过大力矩的力施加于其上时，其使锁具机构不能工作。在此方面，半圆心轴44被设计成当超过最大力矩的致动力矩施加到手柄子配件22上时半圆心轴44断裂。更具体地说，半圆心轴44可以设置有一定的结构特征，当超过最大力矩时，该特征引起断裂。例如，如图8和图9清楚示出的，在半圆心轴44邻近槽60处形成一对切口62。切口60局部减小半圆心轴44的横截面积，且功能为应力提升器(riser)，以定位且控制半圆心轴44的断裂模式。如本优选实施例所述，切口62在半圆心轴44的边缘形成并且具有大致圆形的结构。然而，本领域技术人员将轻易地认识到，其他的应力提升器可以被采用到本发明中以提供半圆心轴44的特定的断裂模式。
半圆心轴44也可以以使材料硬度增加的方式进行热处理，尤其是软的冷轧。在此方面，半圆心轴44可以在氨存在情况下热处理，以便其成为硬(硬度从大约60RB到大约30-40RC)且脆的状态。通过单独或组合利用应力提升器和表面硬化，半圆心轴44在最大扭矩的力下断裂的模式可以被精确地控制。目前在220-270英寸-磅范围内的最大扭矩是优选的，并且在240-250英寸-磅范围内的最大扭矩是更优选的，以提供充分的过扭矩保护系统。然而，本领域技术人员将轻易地认识到精确的最大扭矩范围可以是锁具机构的特定结构和应用的函数。
再次参照图1到9，心轴子配件24包括弹簧机构64，其可操纵地连接在玫瑰形衬垫36和扭簧机构46之间，用于促使心轴组件24轴向远离外部玫瑰形件32。弹簧组件64包括弹簧座66，其邻近外部套筒30的内端68定位。一系列分叉70从外部套筒30轴向伸出并接合在弹簧座66内形成的凹槽72中。锥形螺旋弹簧74可操纵地设置在弹簧座66和扭簧机构46之间以产生轴向偏置力。更具体地说，螺旋弹簧74一般偏压心轴子配件24远离手柄子配件22，以便当半圆心轴44由于过大扭矩施加到手柄子配件22上而断裂时，螺旋弹簧74强迫整圆心轴42远离手柄子配件22并且脱开与锁柱40的驱动接合。从而，整圆心轴42不再与锁柱40驱动接合并且半圆心轴44的一部分和扭簧机构46以图3和5所示的箭头A的方向轴向移动远离手柄子配件22。结果，当达到过扭矩状态时，心轴子配件24被完全失去功能。在这个失效状态下，手柄子配件22自由转动并且锁具20的锁定机构被保护。虽然圆锥形螺旋弹簧一般是优选的，然而本领域技术人员将轻易地认识到，用于产生轴向偏移力的其他偏压装置，例如螺旋弹簧、波浪垫圈、弹簧垫圈或其他等价机构可以被利用以促使心轴子配件24远离手柄子配件22。
现在参照附图10-12，示出了本发明第二优选实施例。锁具机构120包括手柄子配件122和心轴子配件124，心轴子配件124可操纵地连接于锁闩子配件(未示出)。锁具机构120特别地采用了与结合在上述锁具机构20内的相似的低成本过扭矩保护系统。更具体地说，心轴组件124包括可操纵地设置在扭簧机构130内的整圆心轴126和半圆心轴128，该扭簧机构130包括扭簧132、锁定滑动件134、136和扭簧壳体138。整圆心轴126可操纵地连接到锁定滑动件136上，以便整圆心轴126的转动将锁定滑动件136从开锁状态横向移动到锁定状态，该锁定状态用于阻止心轴子配件124的转动以使锁闩子配件失去功能。整圆心轴126在邻近手柄子配件122的端部处可操纵地连接到锁柱140。类似地，整圆心轴126的内端可操纵地连接到与内部手柄子配件(未示出)可操纵关联的转动机构。
半圆心轴128可操纵地连接于外部手柄子配件122，用于与其一同旋转。更具体地说，半圆心轴128的外端被容放在外部套筒142内。具有与半圆心轴128互补的表面146的插入件144也插入到外部套筒142内。一对径向延伸的零件148形成在插入件144上并且用于与半圆心轴128的边缘接合。以这种方式，半圆心轴128、外部套筒142以及插入件144连接到一起以一同旋转。如图12中可以清楚看出的，外部套筒142具有其上形成的向内延伸的接片152，该接片适于容放在半圆心轴128的槽154内。类似地，形成在外部套筒142上的接片156延伸入形成在插入件144内的沟槽158中。以这种方式，零件148可操纵地与半圆心轴128、外部套筒142以及插入件144连接，以当接片152、156轴向固定这些元件时一同转动。
如(第一优选实施例中的)半圆心轴44一样，半圆心轴128设置有一定的结构特征，这些特征在过大扭矩的力施加到锁具机构120时，使半圆心轴128断裂。更具体地说，在半圆心轴128邻近槽154处的周边上形成有切口160。另外，半圆心轴128可以被热处理以提供理想范围内的硬度，从而增加其脆性。以这种方式，半圆心轴128尤其适于在施加过大扭矩的力时在靠近切口162的位置断裂。
再参照图10和11，心轴子配件124还包括弹簧机构162，该机构可操纵地设置在玫瑰形衬垫164和扭簧机构130之间，用于偏压心轴子配件124远离外部手柄子配件122。弹簧机构162包括与玫瑰形衬垫164内表面接合的弹簧座166，以及螺旋弹簧168，后者可操纵地设置于弹簧座166和扭簧壳体138之间。在超过最大允许扭矩的转动力(即，过大扭矩的力)施加时，半圆心轴128邻近切口160处断裂。弹簧机构162促使整圆心轴126远离外部手柄子配件122，以便其外端与锁柱140脱开，从而使心轴子配件124失去作用。
为了确保锁具机构120的平稳操纵，心轴子配件124在相对外部手柄子配件122侧可转动地被玫瑰形衬垫164支承。更具体地说，玫瑰形挡板(roseshield)170从玫瑰形衬垫164轴向向内延伸并且具有形成于其内的中心孔172，该中心孔172适于容放轴承元件174。整圆心轴126和半圆心轴128穿过轴承元件174的中心部分延伸并且可旋转地被玫瑰形挡板170支承。支承卡圈176和垫圈178可操纵地设置在手柄子配件122的外部把手(未示出)和玫瑰形衬垫164之间，用于改善它们之间的相对转动。如图11可以清楚看出的，手柄子配件122还包括弹簧元件180，其固定在外部套筒142内并且可操纵地连接到卡扣(catch)元件182，用于固定并可转动地与外部套筒142连接。
虽然本发明具体参照优选实施例加以描述，本领域技术人员将轻易地从以上的描述、附图及权利要求中认识到在不背离本发明的精髓和范围的前提下，可以对其进行各种改变、修改及变动。
权利要求
1.一种具有心轴子配件型式的锁具机构，所述心轴子配件可操纵地连接手柄子配件以致动锁闩子配件，心轴子配件包括心轴，其驱动地将手柄子配件连接到锁闩子配件上并且具有断裂机构，用于当预定的扭矩值施加到所述心轴上时在所述心轴内触发断裂；锁定机构，其在用于允许所述心轴转动的开锁状态下和用于禁止所述心轴转动的锁定状态下可操纵；其中，在所述锁定机构处于开锁状态时，心轴子配件的转动致动所述锁闩子配件；在所述锁定机构处于所述锁定状态下时，心轴子配件的转动在所述心轴内产生扭矩，当所述扭矩等于或大于所述预定扭矩值时，所述心轴断裂，以便手柄子配件与所述插销子配件脱开。
2.如权利要求1所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构包括形成在所述心轴内预定位置处的应力提升器。
3.如权利要求1所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构包括被硬化到预定硬度的所述心轴的至少一部分。
4.如权利要求3所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构还包括形成在所述心轴的所述硬化部分内的应力提升器。
5.如权利要求1所述的锁具机构，其特征在于，还包括弹簧机构，其可操纵地与心轴子配件连接，以轴向偏压所述心轴的一部分，当所述心轴断裂时使其远离手柄子配件。
6.一种锁具机构，包括手柄子配件，其包括手柄和锁柱；锁闩子配件；心轴子配件，其包括第一元件、在锁定状态下和开锁状态下可操纵的锁定机构以及第二元件，所述第一元件可操纵地将所述手柄连接到所述锁闩子配件上，且第一元件具有断裂机构，用于当预定扭矩值施加于其上时触发第一元件断裂，所述第二元件将锁柱可操纵地连接到锁定机构，用于在锁定和开锁状态之间控制锁定机构；其中，当锁定机构处于开锁状态时，第一元件的转动致动锁闩子配件；以及当锁定机构处于锁定状态时，第一元件的转动在第一元件内产生扭矩，当所述扭矩等于或大于预定扭矩值时，第一元件断裂，以便将手柄子配件与锁闩子配件脱开。
7.如权利要求6所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构包括形成在第一元件内预定位置处的应力提升器。
8.如权利要求6所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构包括被硬化到预定硬度的第一元件的至少一部分。
9.如权利要求8所述的锁具机构，其特征在于，所述断裂机构还包括形成在第一元件的硬化部分内的应力提升器。
10.如权利要求6所述的锁具机构，其特征在于，还包括还包括弹簧机构，其可操纵地与心轴子配件连接，以轴向偏压所述心轴的一部分，当所述心轴断裂时使其远离手柄子配件。
11.一种锁具机构，包括手柄子配件，其包括其内形成有孔的玫瑰形件，容放在所述孔内并且被所述玫瑰形件可转动地支承的套筒，固定到所述套筒的第一端的手柄，容放在所述手柄内的锁柱；锁闩子配件，其具有在延伸位置和缩回位置之间可定位的锁闩；心轴子配件，其包括第一心轴、在锁定状态和开锁状态间可定位的锁定滑块、第二心轴以及弹簧，所述第一心轴具有固定到所述套筒并可操纵地将所述手柄连接到所述锁闩子配件的第一端，所述第二心轴可操纵地将所述锁柱连接到所述锁定机构，用于在所述锁定和开锁状态之间操纵所述锁定机构，所述弹簧可操纵地设置在所述玫瑰形件和所述第一心轴之间，用于轴向偏压所述心轴子配件远离所述玫瑰形件；其中，所述第一心轴具有断裂机构，用于在预定的扭矩值施加于其上时触发所述第一心轴的断裂；其特征在于，在所述锁定机构处于所述开锁状态时，所述第一心轴的转动在所述延伸位置和缩回位置之间操纵所述锁闩；并且，在所述锁定机构处于所述锁定位置时，所述第一心轴的转动在所述第一心轴内产生扭矩，当所述扭矩等于或大于所述预定扭矩值时，所述第一心轴断裂，以便所述心轴子配件与所述手柄子配件脱开并被促使其轴向远离所述手柄子配件，从而使所述锁闩子配件不能通过所述手柄子配件致动。
全文摘要
一种锁具机构(20、120),其设置有心轴子配件(24、124),该心轴子配件具有特别构造成当过大扭矩施加于其上时断裂的心轴元件(44、128),用于将手柄子配件(22、122)与锁闩子配件(26)脱开。弹簧机构(64、130)可操纵地设置在锁具壳体(32、164)和心轴子配件(24、124)之间,用于促使包括断裂的心轴元件(44、128)的心轴子配件(24、124)远离手柄子配件(22、122),从而使锁具机构(20、120)不能工作。
文档编号E05B63/00GK1328613SQ9981381
公开日2001年12月26日 申请日期1999年10月22日 优先权日1998年10月23日
发明者杰拉尔德·B·钟, 克里斯托弗·L·泰勒 申请人:艾姆哈特公司