[发明专利]多方向自动对准剪切式电磁锁

说明书

发明领域

本发明涉及电磁门锁的领域，更具体地说涉及剪切式电磁锁的领域。

发明背景

“传统的”电磁锁安装成电磁铁的表面与门的表面在同一平面上。电磁铁装在门框上而衔铁板装在门上。当门关闭时，衔铁板直接对接在电磁铁的表面上，用电磁力把门紧固。在本行业内，有时把这称为“直拉”式电磁锁。

还有一种较特殊的电磁锁，其被称为“剪切锁”。这种锁的电磁铁的表面与门的表面垂直。当衔铁板被固定在电磁铁上时，如要打开门需将一个滑动力施加在电磁接合处。这种门的固定技术比传统安装的电磁锁具有两个优点：一是该门仍能在两个方向转动，这是双作用门或旋转门所需要的。二是该锁能完全藏在门和门框内，这样比较美观。

剪切锁在本质上比传统的电磁锁更为复杂，这是因为几个理由。第一，在剪切方向上作用的电磁力不足以将门固定，因此必须由某些机械接合装置协助。第二，衔铁板必须能够移向电磁铁和从电磁铁上离开，这样才能先固定机械接合装置然后将其脱开。第三，剪切锁系统一般必须包括一个门位置检测装置和一个通常包括的定时器，以便确保只有当该门被准确地定位在完全关闭的位置时才能激励电磁铁。

为了说明这最后一点，在传统的磁锁装置中，其中设有可供电到电磁锁上以便进出的外部控制开关。该外部开关可在瞬间由操作或延时操作。在任一种情况下，开关都要在该门重新关闭之前重新闭合(恢复对电磁铁供电)。当衔铁板猛地拍打在电磁铁表面上时该门就会自动重新锁上。

但现有的剪切锁却不能在该门落实在其最终完全关闭位置上之前就重新供电。正如授予Geringer的美国专利5，141，271号的说明书中所阐述的那样，“在衔铁还没有适当地找准之前将电供给电磁铁能使该门不适当地锁上或没有锁上。”这是因为当衔铁在电磁铁影响下开始移动时一部分衔铁会过早地被吸引到电磁铁的表面上。这个衔铁和电磁铁的部分耦合将不能使机械接合装置接合，从而该门将笨拙地处在“中间”状态，即在一个既不开启也没有完全关闭的位置。这肯定是没有适当地锁上，但对终端用户来说，他会感到这是卡在部分开启的位置上。在这种只是部分锁上而门并不未安全固定的情况下，用户将会离开该门。在这种情况下，用户可能会感觉到锁已失效且要与供应商交涉更换该锁。

另一个早先的剪切锁曾在授予McFadden的美国专利4，487，439号中公开。这个剪切锁拟通过该专利在图6中所示弹簧的作用将衔铁板预先倾侧一个角度来解决不完全/不适当锁上的问题。从理论上说，就是在关门时使衔铁板的边缘从电磁铁上离开，从而防止该边缘过早地被吸引到电磁铁体上。但这个设计被证实在商业上并不实用，主要是由于一般的门在本质上缺乏位置精度和移动精度。少量倾侧不足以抑制衔铁不适当地“过早”接合到电磁铁上。人们相信McFadden专利的所有人Dynametric公司已在20世纪80年代中期将这个设计售给Von Duprin公司。但从那个时期起Von Duprin产出的商用剪切锁并没有倾侧的特点。一个没有倾侧特点的Von Dupin设计的实例曾在Von Duprin后来的专利、即授予Waltz的美国专利5，184，855号中公开过。这个专利依靠一个门位置感测装置来防止不适当地锁上。

现有技术的剪切锁除了不成功的McFadden设计外都包括门位置感测装置，该装置通过各种控制电路可在该门处在适当的关闭位置之前阻止电磁铁带电。授予Gillham的美国专利4，439，808号即其一个例子，其中公开了“优选包括一个接近开关的装置，以便当两个相对运动件不在预定的相对位置上时给出指示。这样可防止虚假的锁上…”。多个其他的现有技术专利着重于剪切锁设计的其他新颖的方面，它们没有解决门位置感测方面的要求，尽管在相应的商品设计中都具有门位置感测的特点。

然而门位置感测并不能总是令人满意地工作，这是因为多种原因。首先，门并不是精密装置。第二，最普通的门位置感测装置是由一个含有簧片开关和永久磁铁的接近开关构成的。这种型式的位置感测只有大约±1/8英寸(约0.32cm)的准确度。因此，由于一般的门位置感测装置只有有限的准确度，显然存在门还是没有适当锁上的可能性。