磁性防篡改机盖锁 交叉引用相关申请案
本项申请主张 2010 年 3 月 1 日提出的第 61/309,208 号美国临时专利申请案的利 益， 该申请案以引用方式并入本文。
发明领域
本发明涉及洗衣机等家用电器， 具体涉及高度防篡改机盖锁紧机构。 技术背景 洗衣机在循环旋转时高速转动转篮中的衣物， 对湿衣物进行离心脱水。为了防 止用户在洗衣机循环旋转期间受伤， 目前用电子驱动锁将洗衣机盖固定在闭合位置。第 6363755 号、 第 5823017 号及第 5520424 号美国专利 ( 已转让给本发明的受让人， 并通过引 用并入本文 ) 介绍了几种锁紧机构。
为了防止锁紧机构被篡改， 例如， 锁驱动后机盖仍然开着， 现有技术对机盖闭合进 行检测， 确保机盖在锁紧机构啮合前处于正确的位置。传统的机械盖子闭合开关很容易失 效， 例如， 在开关中楔入铅笔头等物使其保持打开状态， 开关就立即失效。第 7251961 号美 国专利 ( 已转让给本发明的受让人， 并通过引用并入本文 ) 介绍了利用磁铁和电动舌簧开 关检测机盖闭合状况的机盖传感器。使用磁性致动器能降低随意篡改的可能性。
发明内容 本发明提供了一种防篡改能力更强的磁性防篡改部件， 该磁性防篡改部件采用的 机构需要特定的磁场极性以及很难复制的磁铁强度和接近度。
具体而言， 本发明提供了一种电器闩锁， 包括螺栓和接纳螺栓的对应闩锁， 螺栓和 闩锁以移动方式设置在电器门和电器框架上。第一磁铁位于螺栓上， 第二磁铁位于闩锁的 活动元件上， 闩锁接纳螺栓后， 活动元件相对于靠近第一磁铁移动。 随着活动元件的移动而 可致动的电器开关发出开关信号， 指示螺栓和闩锁正确啮合， 以进行锁定。 当螺栓与闩锁正 确啮合， 且锁定元件收到锁定信号后， 锁定元件使螺栓与闩锁保持啮合状态， 当锁定元件收 到解锁信号时， 锁定元件使螺栓和闩锁脱开啮合。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是设置一种需要多块磁铁正确定位的精 密互锁系统， 以防止机盖锁定系统失效， 避免用户受伤。
第一磁铁和第二磁铁可以具有如下磁性 ： 当螺栓在闩锁中正确啮合时， 使活动元 件离开螺栓。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是防止本发明所述的系统因遇到钢材等 磁引力材料而失效。
活动元件能驱动锁定开关信号控制开关。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是向电器控制器发出机盖正确闭合、 可 以锁定的确认信号， 举例来说， 该信号可用于触发锁定动作， 确认机盖正确锁定。
锁定元件可能包括锁舌 ( 当螺栓与闩锁啮合时， 锁舌从第一螺栓脱开位置移到第 二螺栓固定位置 ) 以及闭锁元件， 当锁舌位于第二螺栓固定位置时， 锁舌可接纳闭锁元件， 阻止锁舌往两个脱开位置中的第一脱开位置移动。电动致动器与闭锁元件通信， 当锁定元 件收到锁定信号时， 锁舌将闭锁元件移到接纳位置， 当锁定元件收到解锁信号时， 锁舌使闭 锁元件脱离接纳位置。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是提供一种闩锁， 其中， 基于螺栓位置的 机盖开关信号也指示电动致动器将螺栓锁定到位。
电动致动器可以是双稳态电磁机构， 通过连续接通电磁电流在锁舌接纳位置与锁 舌脱离位置之间移动闭锁元件， 其中， 电磁首次通电为锁定信号， 电磁第二次通电为解锁信 号。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是提供一种在瞬时掉电情况下继续有效 工作的低能耗锁定系统。
锁舌可以是滑动元件， 能滑动固定对第二磁铁进行固定的活动元件。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是提供一种紧凑型组件， 以确保活动元 件和磁铁适当接近插入锁舌的螺栓。 螺栓可沿轴线插入闩锁， 插入闩锁的螺栓可垂直于轴线运动。 螺栓可包括弹簧， 弹 簧使螺栓处于垂直于轴线的第一方向。 第一方向可以与锁舌朝螺栓固定位置移动的方向相 同。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是用螺栓和弹簧定位锁舌， 以固定和保 持螺栓。
可以采用某种安装方式使螺栓垂直于轴线运动， 闩锁的凸轮面可以移动螺栓， 将 锁舌推向螺栓固定位置。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是通过作用于螺栓的凸轮面对锁舌进行 定位。
螺栓与锁舌啮合能触发开关指示机盖闭合。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是无须设置独立的机盖开关执行机构。
闭锁元件插入锁舌后， 螺栓移动脱离闩锁， 使闭锁元件邻接锁舌的易碎部分， 锁舌 易碎部分如破碎则阻止锁紧开关的触发。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是检测强行打开 ( 可能妨碍以后上锁 ) 对闩锁造成的损害。
锁舌的易碎部分可使弹簧元件离开开口， 在该开口中以某种方式插入闭锁元件， 以使弹簧元件在易碎元件移走后封闭开口。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是提供一种简单的方法， 该方法发送损 坏闭锁元件的受损信号， 使锁定信号失效。
电器可以是带电动转篮的洗衣机， 洗衣机还包括电器控件， 该控件接收至少部分 由锁定开关产生的信号， 如锁定开关未指示螺栓和闩锁正确啮合， 则阻止电机输出功率。
因此， 本发明至少有一个实施方式的特性是提供一种改进型洗衣机闩锁。
下面的详细说明、 权利要求书及附图有助于本领域的技术人员更好地理解本发明 的其他特性和优势， 附图采用相同的数字表示相同部件。
附图说明 图 1 为适合与本发明一起使用的顶开式滚筒洗衣机的透视图和插入详图， 显示了 靠近上开盖正面的锁孔， 另外还显示了下伸螺栓， 机盖闭合以后， 下伸螺栓与闩锁啮合 ；
图 2 为沿图 1 虚线 2-2 切开的局部剖面图， 显示了螺栓的浮动式安装， 这种安装方 式使螺栓和闩锁紧公差相互作用， 将锁定元件移入固定和锁定位置 ；
图 3 为螺栓插入闩锁时与螺栓啮合的锁舌的俯视剖面图， 显示了螺栓内的磁铁位 置， 防篡改滑块将磁铁固定在锁舌内， 磁铁在磁排斥作用下在锁舌内运动 ；
图 4 为透视图， 显示了能提高定位容错能力的螺栓磁铁和防篡改滑块的方向 ；
图 5 为与螺栓啮合的锁舌的简易透视图， 显示了防篡改滑块和锁舌正面脱离孔的 位置， 另外还显示了锁舌上方的双稳态致动器， 双稳态致动器控制闭锁元件向下阻止锁舌 运动 ；
图 6a 和图 6b 为沿虚线 6-6 切开的剖面图， 显示了锁舌孔内的闭锁元件啮合情况， 以及锁舌孔完整性因闩锁被强行打开而受损后的啮合受阻情况 ；
图 7a 为图 5 所示的双稳态致动器在第一状态 ( 使闭锁元件与锁舌脱开啮合 ) 下 的俯视图 ；
图 7b 与图 7a 类似， 显示了处于第二状态 ( 使闭锁元件与锁舌啮合， 阻止锁舌移 动 ) 下的双稳态致动器 ；
图 8 与图 7a 和图 7b 类似， 为清楚起见， 去掉了闭锁元件及配套的锁定开关， 显示 了电磁在图 7 所示状态与图 8 所示状态之间运动时的动作， 例如， 释放抗振齿， 为电磁铁芯 提供空隙 ；
图 9 为图 5、 图 7a 及图 7b 所示的闭锁元件和锁定开关的侧面正视图 ；
图 10 为电磁、 锁定开关及机盖开关之间的相互连接示意图 ；
图 11 为沿线扣切开的截面图， 本发明可采用线扣夹紧电线， 并且改变电线方向， 使电线弯曲 90 度 ；
图 12 为图 11 所示的线扣 ( 处于分解状态 ) 的局部透视图。
在对本发明的实施方式进行详细说明之前， 请务必理解， 本发明的应用并不局限 于下文所述的或附图所示的构造细节及组件布局。本发明还有其他实施方式， 还能以各种 方式实践或实现本发明。 还需要注意的是， 本文用语和术语仅作说明之用， 不得视为限制条 件。本文所用的 “包括” 、 “包含” 及其变化形式包括后文所述项和同等项， 以及附加项和同 等项。
具体实施方式
现在结合图 1 进行说明， 图 1 显示了适合与本发明一起使用的顶开式滚筒洗衣机 10， 包括绕水平盖铰链轴 14 向上打开的机盖 12。盖铰链轴 14 靠近洗衣机 10 的顶部后缘， 机盖 12 的后缘 16 提起 / 放下时盖住 / 露出开口 20， 衣服通过开口 20 塞入转篮。通过以下 说明， 本领域的普通技术人员显然能够理解， 只要适当地改动方向， 那么前开式滚筒洗衣机 ( 未显示 ) 也能与本发明配合使用。
开口 20 周围的洗衣机 10 顶部 22 水平面有助于在闩锁 25 的外壳 21 内设置锁孔24， 闩锁固定于顶部 22 底面。 锁孔 24 朝上， 以接纳固定于机盖 12 底面、 向下延伸的螺栓 26。 锁孔 24 和螺栓 26 与轴 14 平行偏置， 并且偏离前缘 16 中心， 以尽量避免对洗衣机 10 的衣 物取放造成干扰。
现在结合图 2 进行说明， 螺栓 26 可包括向下延伸到钩形部分 30 的支架 28， 钩形 部分 30 从支架 28 开始向左 ( 如图 2 所示 ) 一般面向洗衣机 10 的用户延伸。支架 28 的上 端可以安装在机盖 12 上， 在弹复力的作用 ( 参见弹簧 34 示意 ) 下如箭头 32 所示相对于机 盖 12 左右转动。这样， 钩形部分 30 的左右表面根据需要进行平移， 以适应洗衣机 10 的制 造位置公差和洗衣机 10 磨损， 使锁舌产生运动， 详细说明参见下文。
机盖闭合时， 钩形部分 30 面向锁孔 24 移动， 在锁孔斜面 38( 限定锁孔 24) 的右向 第一斜边 36 的引导下向右移动。锁孔斜面将钩形部分 30 移到 29b 处， 螺栓 26 的左边在第 一位置 31 处与未缩回的锁舌 40 右边对齐 ( 图 2 显示的是缩回位置 )。然后， 左向第二斜边 42 促使螺栓 26 向左运动， 对着复位弹簧 ( 图 2 未显示 ) 向左推动锁舌 40， 当钩形部分 30 通向位置 29c 时， 将锁舌 40 的开口左边推到位置 31’ 。
当锁舌 40 缩回， 螺栓 26 进入位置 29c 时， 锁舌 40 下的表面 33 阻止钩形部分 30 向右移动， 把钩形部分 30 限定在斜边 36 的底面边缘下方。斜边 36 和斜边 42 限定的上述 曲折路径能确保螺栓 26 的左边紧靠锁舌 40 的左边 41( 无论机盖 12 和顶部 22 之间的公差 变化 )， 使螺栓 26 将锁舌 40 移到锁紧所需的缩回位置， 详情参见下文。 现在结合图 3 进行说明， 锁舌 40 能将防篡改滑块 44 固定在锁舌 40 内， 防篡改滑 块 44 在止动面 43 限定的范围内独立于锁舌 40 作左右向 47 运动。螺栓 26 的钩形部分 30 可包含嵌入磁铁 46， 其方向与对应的磁铁 48 相反， 并且排斥磁铁 48， 磁铁 48 位于防篡改滑 动 44 的右端， 靠近滑动锁舌 40 的开口左边 41。螺栓 26 滑入左边 41 时， 磁排斥力向左移动 防篡改滑块 44， 闭合触点组 50， 触点组 50 位于与锁舌 40 滑动相对的静止点， 用于指示螺栓 26 进入位置 29c， 以闭合机盖 12。防篡改滑动 44 由此区分螺栓 26 和可能用于篡改锁舌 40 的工具， 包括铁磁工具。
防篡改滑块在触点组 50 的作用下偏向右边， 在锁舌 40 的大部分行程范围内独立 于锁舌 40 的运动而运动。止动面 43 确保防篡改滑块 44 随着锁舌 40 的运动作某项运动， 防止防篡改滑块 44 阻塞， 但该运动不足以激活触点组 50。
现在结合图 4 进行说明， 磁铁 46 和磁铁 48 可以是长方体磁铁， 磁铁的最大尺寸互 为直角延伸， 以便在磁铁存在横向 ( 与铰链轴平行 ) 轻微错位或与螺栓 20 啮合方向存在上 下轻微错位时提高抗扰度。一般需要由具有正确极性的超强磁场激活防篡改触点组 50， 如 螺栓 26 未正确进入位置 29c， 则防篡改触点组 50 阻止洗衣机工作。
现在结合图 5 进行说明， 滑动锁舌 40 一般在弹簧 ( 示意图参见弹簧 52) 的作用下 偏向右边， 当钩形部分 30 进入位置 29b( 如图 2 所示 ) 时接纳钩形部分 30， 阻止钩形部分 30 向上运动。锁舌 40 包括左边的锁孔 63。锁舌 40 向左收缩， 固定住钩形部分 30， 锁孔 63 与闭锁元件 54 对齐， 闭锁元件 54 能从锁舌 40 上方的致动器机构 55 开始向下运动进入锁 孔 63。在该配置中， 闭锁元件 54 的左边与邻接锁紧面 53( 构成锁孔 63 左壁 ) 之间的干扰 阻止锁舌 40 向右运动。这样， 当闭锁元件 54 作为锁舌 40 的闭锁元件时， 锁舌 40 起到阻止 作用， 将螺栓 26 固定在相应的位置。
现在结合图 5、 图 6a 及图 9 进行说明， 闭锁元件 54 能在柔性板簧 56 的作用下向下
运动。柔性板簧 56 固定住闭锁开关 57 触点对中的一个触点， 当闭锁元件 54 下降， 触点连 接闭锁开关 57 时， 闭锁开关 57 指示闩锁 25 正确锁紧。此时， 只有双稳态电磁机构 60( 参 见图 5 示意， 详细说明参见下文 ) 提供契形元件 58( 提起板簧 56， 接触板簧 56 的倾斜部分 59， 使闭锁元件 54 上升 ) 才能脱开闭锁元件 54。
现在结合图 5 进行说明， 锁紧面 53 可以由薄件构成， 如果在闭锁元件 54 下降后向 锁舌 40 施加右向压力， 强行打开闩锁， 例如， 强行取出螺栓 26 时， 则上述薄件脱离 ( 如图 6b 所示 )。锁紧面 53 脱离以后， 锁舌 40 底面的板簧 71 被释放， 带着闭锁元件 54 在锁舌 40 的 整个行程范围内向上运动， 断开锁定开关的触点。
现在结合图 9、 图 7a 和图 7b 进行说明， 双稳态机构可包括电磁 62， 电磁 62 设有铁 芯 64， 铁芯在电磁激活后缩进电磁。铁芯 64 外面可以绕螺旋压缩弹簧 66， 电磁 62 未激活 时， 螺旋压缩弹簧 66 使铁芯 64 伸出电磁 62。铁芯 64 的末端可以连接转钩 67， 当铁芯 64 被向着与电磁 62 隔开的顶点倾斜的曲轨 68 充分伸展且与铁芯 64 的轴对齐时， 转钩 67 经 引导与铁芯 64 的轴对齐。
电磁 62 激活以后， 吸入转钩 67， 转钩 67 接触摇摆元件 70 的锯齿状正面， 电磁 62 连续通电， 释放并吸引铁芯 64， 使摇摆元件 70 在图 7a 和图 7b 所示的极端条件之间摇摆。 摇摆元件 70 离开曲轨 68 顶点的静止位置时引导转钩 67 拉动摇摆元件 70 相对的两侧， 引 起双稳态运动。 图 7b 所示的旋转极限 ( 顺时针方向 ) 一般使锁舌 40 形成锁定状态， 图 7a 所示的 旋转极限 ( 逆时针方向 ) 一般使锁舌 40 形成非锁定状态。
现在仍然结合图 9 进行说明， 非锁定状态与楔形元件 58( 位于板簧 56 的倾斜部分 59 下方 ) 相关， 抬起与锁舌 40 锁孔 ( 如图 5 所示 ) 啮合的闭锁元件 54。相反， 锁定状态与 楔形元件 58 相关， 楔形元件 58 脱离板簧 56 的倾斜部分 59， 使闭锁元件 54 向下进入锁舌 40 的锁孔。
现在结合图 7a、 图 7b 和图 8 进行说明， 摇摆元件 70 可设置抗振齿 72， 当电磁 62 不 通电， 在螺旋弹簧 66 的作用下充分伸展时， 抗振齿 72 从摇摆元件 70 开始向左延伸到铁芯 64 端部附近。在图 7a 所示的非锁定状态以及图 7b 所示的锁定状态下， 只要电磁铁芯 64 充 分伸展， 紧邻延长铁芯 64 对面的抗振齿 72 防止摇摆元件 70 在旋转时振动。如图 8 所示， 电磁 62 激活以后， 电磁铁芯 64 的吸引使抗振齿 72 滑动通过铁芯 64 末端， 摇摆元件 70 开 始转动。
现在结合图 10 进行说明， 闩锁 25 可设置四个导体 76， 可以用 ( 举例来说 ) 可释放 连接器连接导体 76 与洗衣机 10 的循环定时器等控制装置。其中一个导体 76 提供了公用 电压源连接， 连接触点组 50 的一侧， 形成机盖开关， 机盖开关的另一侧连接导体 76， 提供机 盖开关信号。公用导体也可以连接锁定开关 57 的一侧， 锁定开关 57 的另一侧在导体 76 上 提供锁定开关信号。最后， 公用导体还可以连接电磁 62 的一侧， 电磁的另一侧设有导体， 用 于接收锁定信号， 然后再接收解锁信号 ( 连续电流 )。
现在结合图 11 和图 12 进行说明， 本发明还提供了离开外壳 ( 固定上述机构的外 壳 ) 的线束 80。电线可纳入所谓的塑料螺纹管 82( 具有波纹形外表面 )。可以为第一部分 86a 和第二部分 86b 设置两段式套管 84， 第一部分 86a 和第二部分 86b 相互接合， 使塑料螺 纹管 82 啮合等距齿 88。第二部分 86b 提供了向上伸展的指状物 90， 第一部分提供了向下
伸展的指状物 91， 86a 部分和 86b 部分放在一起以后， 指状物将内含的线路 92 弯成曲折路 径。路径通过大致与塑料螺纹管 82 垂直的套管 94 向上离开。从而形成线扣， 线扣也用于 将电线弯成 90 度角。
本 文 所用 的某些术 语仅作 参考之用， 不 得视 为限 制条 件。例 如， “上面” 、 “下 面” “上” 、 “下” 指所参照的附图所示方向。 “左” 、 “右” 、 “前” 、 “后” 、 “底” 、 “侧” 指在一致、 随 意的参考范围内组件的各部分方向， 请结合描述 / 显示相关组件的正文和相关附图了解确 切方向。 该等术语包括上文具体提到的词语、 其派生词以及具有相同含义的词语。 同样， “第 一” 、 “第二” 等提及结构的数字并不代表顺序， 上下文明确说明的除外。
介绍本发明及示范性实施方式的元件或特性时所用的 “一” 、 “一个” 、 “所述” 、 “该” 等词语指有一种或多种元件或特性。 “包括” 、 “包含” 及 “具有” 包括且表示除了具体说明的 以外， 可能还有附加元件或特性。另外需要理解的是， 本文所述的方法步骤、 过程及操作并 不表示一定需要按所述或所示的顺序执行， 除非特别标识为执行顺序。此外尚须理解的是 可能采用附加或替代步骤。
下面的权利要求书载明了本发明的各种特性。应该理解的是， 本发明的应用并不 局限于本文所载的构造细节及组件布局。本发明还有其他实施方式， 还能以各种方式实践 或实现本发明。上述实施方式的变化和修改均属于本发明的范围。应该理解， 本文公开和 定义的发明扩及文字及 / 或附图所提及或证明的两个以上单个特性的所有可选组合。全部 此类不同的组合构成本发明的各种可选方面。 本文所述的实施方式介绍了实践本发明的最 佳已知模式， 可使本领域的其他技术人员对本发明进行利用。