CN101010474A - 可更换钥匙的锁装置 - Google Patents

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Abstract

一种可更换钥匙的锁栓，包括锁芯本体和被放置在邻近的锁芯本体的齿条架子部件。锁芯部件包括多个平的锁芯片和齿条架子部件，齿条架部件包括多个与锁芯片面对面齿啮合的齿条。根据齿条架的移动可使齿条脱离锁芯片，进而它们的齿不再啮合。这样，当齿条脱离锁芯片时，锁栓就处于可更换钥匙的状态。

Description

可更换钥匙的锁装置
技术领域
本发明涉及一种锁芯片-制栓锁(wafer-tumbler lock)，更具体的是涉及一种有可以在表面啮合的锁芯片制栓的可更换钥匙的锁芯片制栓锁。
背景技术
大多数普通锁都是插针-制栓筒锁或锁芯片制栓筒锁。这些锁的每个都包含锁栓或可以在轴套或套管中旋转的锁芯。在插针制栓锁中，包括顶和底的插针孔中的插针制栓横穿过锁栓和相交剪切线的轴套，该剪切线是锁栓和轴套之间的界限。插针孔中的插针制栓的滑上和滑下确定锁定位置和开启位置。当插针制栓与剪切线交叉时，插针制栓干涉锁栓的转动并且锁栓保持锁定。当锁中插入正确钥匙时，钥匙上的齿与插针制栓相接触并将插针定位在其插针孔中，这样插针便没有与剪切线交叉。当一扭力作用在钥匙上去开锁时，锁栓便能在轴套中旋转。
锁芯片-制栓锁包括可以在凹槽中滑上和滑下的从锁栓伸入到轴套中的锁芯片形制栓。锁芯片制栓是弹簧加载的，以便他们可以伸出锁栓并进入轴套中的锁定槽中，进而在锁定状态时阻止锁栓相对于轴套转动。每个锁芯片制栓的中心都有一可以接受钥匙的开口。正确的钥匙使锁芯片制栓移出锁定槽，这样应用到锁栓上的扭力使锁栓在轴套中转动并把锁打开。
为了避免或降低更换钥匙的锁的成本，几种不需要拆开便可以更换钥匙的插针-制栓锁已经被开发出来。然而，简单且便宜的用于锁芯片制栓方法更换钥匙的锁还是相对比较少的。
因此，迫切需要提供一种便宜的可更换钥匙的锁芯片-制栓锁装置。
发明内容
本发明提供了一种不用拆开便能替换作废的旧钥匙使用新钥匙的可更换钥匙的锁栓。根据本发明，一种可更换钥匙的锁栓包括带纵轴的锁栓本体和设置于锁栓本体内的锁芯部件。该锁芯部件包括锁芯本体和用于邻近锁芯本体放置的齿条架子部件(sub-assembly)。该锁芯部件还包括多个平的锁芯片。齿条架子部件可与锁栓本体的纵轴平行移动，且包括多个可以与锁芯片相互面对面齿啮合的齿条。响应齿条架在第一方向上移动齿条脱离锁芯片致使齿脱离；响应齿条架在第二方向上移动齿条与锁芯片啮合致使齿啮合。当齿条脱离锁芯片时，锁栓便处于可以更换钥匙的状态。
本发明还包括给可更换钥匙的锁栓更换钥匙的新颖方法。根据本发明，更换锁栓钥匙的方法包括提供带锁芯本体的锁栓以及具有钥孔和工具接收孔的锁面，在钥孔中插入第一有效钥匙，旋转锁芯本体到第一位置，再在工具接收孔中插入工具，然后把第一有效钥匙从钥孔中移除，再在钥孔中插入第二有效钥匙，并旋转锁芯本体离开第一位置。插入工具的步骤包括移动每个齿条与每个锁芯片脱离啮合的步骤，这样响应第二有效钥匙齿条齿就在锁芯片齿上复位。
因此，本发明提供一种便宜的可更换钥匙的锁芯片-制栓锁装置。
附图说明
从目前优选实施例的详细描述中，本发明的许多特点和优点对本领域的技术人员将变得很明显。以下是详细描述中的相应附图的说明：
图1是本发明的锁栓透视图；
图2是本发明的锁装置的分解透视图；
图3A-3E是本发明所使用的锁栓本体的不同视图；
图4A-4F是本发明所使用的锁芯本体的不同视图；
图5A-5F是本发明所使用的齿条架的不同视图；
图6A-6B是本发明所使用的锁芯片的视图；
图7A-7D是本发明所使用的弹簧固定盖的视图；
图8A-8B是本发明所使用的齿条的视图；
图9A-9B是本发明所使用的弹性销的视图；
图10A-10B是本发明所使用的锁定条的视图；
图11是锁芯部件的拆开的局部侧视；
图12是锁芯部件处于啮合位置的顶端平面图；
图13是锁芯部件和锁栓本体的剖视图，剖视图是在一片锁芯片处横着截取的，以显示锁芯片、齿条和锁定条的相互位置以及锁栓本体处于开锁状态；
图14是锁芯部件的局部分解图；
图15是锁芯部件插入有效钥匙的透视图，并显示处于开锁状态的锁定条从而可使锁芯部件在锁栓本体中旋转；
图16是锁芯部件插入第一有效钥匙的局部分解侧视图；
图17是锁芯部件插入第一有效钥匙的局部拆开侧视图；
图18是锁芯部件和锁栓本体的剖视图，剖视图是在一片锁芯片处横着截取的，并显示锁芯片、齿条和锁定条相对于每个锁栓在锁定状态的位置；
图19是和图15很相似的透视图，不同的是齿条架部件轴向移动到更换钥匙的位置；
图20是锁芯部件处于可更换钥匙位置的顶端平面视图；和
图21是锁芯部件插入第二有效钥匙的截面图。
具体实施方式
图1显示锁栓10的一般透视图。锁栓10包括纵轴11、锁栓本体12、锁芯部件14和夹环16。
参照图2，锁栓本体12(图3A-3E)包括具有前端22、后端24和内表面28限定的筒壁26的大致柱形本体20。筒壁26包括内部锁定条啮合沟槽29和一对插销槽30、32(图3E)。大致V形锁定条啮合沟槽29沿着筒体12的一部分从前端22纵向延伸。第一插销槽30位于后端24处并延长到第一深度，第二插销槽32位于邻近第一插销槽30的位置并延长较短的深度。为接收插销弹子36插销孔34径向延伸穿过筒壁26。
锁芯部件14包括锁芯本体40(图4A-4F)，齿条架子部件42(图5A-5F)和多个弹簧加载的锁芯片38(图6A-6B)。锁芯本体40(图4A-4F)包括锁芯表面44、中间部分46和驱动部分50。锁芯表面44上限定钥孔开口52、可更换钥匙的工具开口54和一对在其外表上的为容纳反钻孔(anti-drilling)滚珠轴承60等的沿径向向外延伸的凹槽56。
驱动部分50(图4F)包括环形壁62，带有一对相对的凸块64，其沿径向向内延伸(图4E)以便驱动转轴或扭矩片(图中未示出)。驱动部分50在其周边上还包括一对槽66，用于接收夹环16以将锁芯本体40夹在锁栓本体12上。中间部分46包括形成为柱体部分的主要部分70，并具有第一平表面72和多个用于接收弹簧加载的锁芯片38的凹槽74。凹槽74横向延伸到锁芯本体40的纵轴11，并与平表面72平行。第二平表面76垂直于第一平表面72延伸，并限定用于接收抵盖82的凹座80(图7A-7D)。凹槽74至少部分穿过锁芯本体40延伸，凹槽的侧壁在第一平表面72上敞开。第一平表面72还包括多个弹子状的齿条啮合部件78。用于接收弹簧插销滚珠36的孔86沿径向向内从相对第一平表面72延伸。
齿条架子部件42包括齿条架90(图5A-5E)、多个齿条92(图8A-8B)、弹簧销96(图9A-9B)、弹簧加载锁定条94(图10A-10B)和复位弹簧98。齿条架90包括柱体截面形状的本体100，其与锁芯本体40的主要部分70互补，这样齿条架90和主要部分70组合以形成适配在锁栓本体12内的锁芯。齿条架90包括曲面102和平表面104。曲面102包括锁定条凹座106和弹簧销凹座108。
锁定条凹座106还包括一对复位弹簧接收孔109(图5C)用于接收锁定条复位弹簧。平面104包括多个平行的齿条接收槽103，这些槽103垂直于齿条架90的纵轴。半圆形沟槽111沿平表面104与齿条架90纵轴平行延伸。齿条架90的后端包括复位弹簧凹座112以便接收复位弹簧98。
每个弹簧加载的锁芯片部件38包括锁芯片113和偏置弹簧115。锁芯片113上提供弹簧腔116(图6A-6B)用于接收偏置弹簧115以便偏置每个锁芯片朝向钥孔52的底部(图11)。锁芯片113(图6A-6B)最好为普通平面构件，带有一组在锁芯片113的平面上成形的锁芯片齿114，也就是说锁芯片齿114横向轴11并面向钥孔定位。锁芯片齿114与每一齿条92上的齿112大致横向轴11(图12)的方位面对面的安放。锁芯片齿114优选间隔一段距离，此距离与一把钥匙的齿位间距相等。
齿条92(图8A-8B)包括一个具有多个齿条齿122的针轮啮合表面118。齿条92最好为普通平面构件带有一组在锁芯片113的平面上成形的齿条齿122。该组齿条齿122横向轴11并表面离开钥孔52定位。齿条齿122被构形为和锁芯片齿114(图12)横向轴11面对面啮合。
在齿条架90中的弹簧加载锁定条94(图10A-10B)的尺寸和构形使其与齿条架90中的锁定条凹座106配合，并包括其构形为与V形的锁定条啮合沟槽29相配合的三角形边缘134。与三角形边缘134相反，锁定条94包括一对纵向延伸的轮齿136，其构成为与齿条92中形成的锁定条啮合沟槽132相啮合。
弹簧抵盖82包括一曲面部分140，该曲面部分有上表面142和下表面144(图7A-7D)。曲面部分140的厚度优选为可使曲面部分140配合到凹座80上，使其上表面142与锁芯本体40的中间部分46齐平。从下表面144延伸的多个弹簧定位梢146与弹簧115啮合。另外，从下表面144延伸的一对盖定位梢152与锁芯本体40上形成的定位孔154啮合。
参照图13，齿条92也形成半圆形凹座111，用于与平表面72上的弹子状齿条啮合部件78啮合(图8A-8B)。齿条92还包括第二表面126，该表面包括多个防撬凹槽128和一对锁定条啮合沟槽132。很显然，各种类型的齿条形状都将适合应用于本发明。
参照图14，为装配锁栓10，锁芯片113和弹簧115被设置在锁芯本体40的凹槽74中。弹簧抵盖82放置在凹座80中，盖定位梢152设置在定位孔154中，弹簧定位梢146与弹簧115啮合。通过将齿条92放入槽103中和将弹簧加载锁定条94放入锁定条凹座106中装配齿条架子部件，轮齿136与齿条92上形成的锁定条沟槽132啮合。弹簧销96设置在齿条架90上的弹簧销凹座108中。
参照图15，有效钥匙160被插入钥孔52中，进而响应有效钥匙160的齿使得锁芯片113定位(图16)。复位弹簧98压入复位弹簧凹座112中，齿条架子部件放置在与锁芯本体40相邻近处(图17)。锁芯部件在锁栓本体12中，且夹环16设置在锁芯本体40内形成的槽66中，以将锁芯部件14固定在筒体12中。然后与有效钥匙160的齿相关高度处的齿条92匹配锁芯片113，这样，齿条齿122与锁芯片齿114啮合。现在锁栓10就被有效的钥匙160锁上了。
带有插入锁栓10内的有效钥匙160的锁栓10的内部配置在原始位置，允许锁定条94可自由地在锁栓本体12上的沟槽29中出入(图13)。有效钥匙160的齿提升凹槽74中的锁芯片113，从而重新定位控制槽103中的齿条92。当复位的时候，设置齿条92以使锁定沟槽132与锁定条94上的轮齿136对齐。当有效钥匙160被旋转时，锁定条94自由地从沟槽29中出入。同时，弹子状部件78与齿条92上的半圆形沟槽111对齐(图5)，允许齿条92和齿条架90平行锁栓10的纵轴移动。参照图18，在没有插入有效钥匙160时被完全锁定的锁栓10偏置锁芯片113到凹槽74的底端，根据有效钥匙160的停止，齿条92在齿条架90的槽102中处于不同的位置。在这个结构中，从齿条架90中延伸锁定条94与筒体12上的沟槽29啮合，以防止锁芯部件14在筒体12中旋转。另外，弹子状部件78与齿条92上的半圆形沟槽111未对齐，这样就能妨碍齿条92平行于锁栓10的纵轴的移动，防止锁栓10更换钥匙。
参照图19，准备锁栓10以便更换钥匙。有效钥匙160插入钥孔52中并且从原始位置反时针方向旋转大约45度，直到弹簧销96移入筒体12(图3E)中的第二个插销槽32。工具162插入工具开口54中并推动抵靠齿条架90，以便平行于锁栓10的纵轴移动齿条架90，直到弹簧销96移入第一插销槽30中并且将工具162移除。
当弹簧销96设置在第一插销槽30中时，齿条92与轴11平行地纵向脱离锁芯片113(图20)。也就是说，齿条齿122与轴11平行地纵向移开，这样使齿条齿122不再与锁芯片齿114接触。移除有效钥匙160并插入第二有效钥匙而且顺时针方向旋转以释放弹簧销96。当弹簧销96离开第一插销槽30时，通过复位弹簧98使齿条架90朝向锁芯表面44驱动，使得齿条92与锁芯片113上的锁芯片齿114依据第二有效钥匙的齿在不同位置上重新啮合(图21)。在这方面，锁栓10被设置成可以用第二有效钥匙打开，而第一有效钥匙160就不再能打开锁栓10了。
虽然本发明中仅显示、描述和要求保护特定的步骤顺序，应当理解，除非另有陈述，本发明的保护范围还包括这些步骤的任意排列、分割或组合，这些将可从本发明中获得效益。
上文描述主要是示例性的而不是被受到限制。按照上述表述，本发明可能会有许多修改和变动。本发明的优选实施例已经公开，然而，任何一个本领域技术人员将理解到对本发明的某些修改都将纳入本发明的保护范围。所以在附加权利要求的范围中，本发明除具体描述之外也可以被实施。因此，以下的权利要求将确定本发明的保护内容和确切范围。

Claims (20)

1、一种可更换钥匙的锁栓，包括：
限定一纵轴的锁栓；
可接收在锁栓内的锁芯；
可横向所述轴滑动安装在所述锁芯内的锁芯片；
可邻近所述锁芯安装的齿条架，所述齿条架平行于所述轴有选择地移动；和
可滑动安装在所述齿条架内的齿条，所述齿条与所述锁芯片啮合。
2、如权利要求1所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述锁芯片和所述齿条是基本上平的构件。
3、如权利要求2所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述锁芯片具有多锁芯片齿，且所述齿条具有多齿条齿，所述齿条齿与所述锁芯片齿啮合。
4、如权利要求3所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述齿条齿与所述锁芯片齿以表面关系啮合。
5、如权利要求3所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述齿条齿与所述锁芯片齿啮合，这样所述锁芯片至少部分相对所述轴重叠所述齿条。
6、如权利要求1所述的可更换钥匙的锁栓，还包括偏置构件以偏置所述锁芯片朝向钥孔。
7、如权利要求1所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述齿条架限定滑动支撑所述齿条的槽。
8、如权利要求1所述的可更换钥匙的锁栓，其中，当所述锁芯片和所述齿条定位在预定的位置时，所述齿条架可平行于所述轴滑动。
9、如权利要求8所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述预定的位置由有效钥匙限定。
10、如权利要求1所述的可更换钥匙的锁栓，其中，当所述锁芯片和所述齿条定位在预定位置时，所述齿条架和所述锁芯可相对所述锁栓旋转。
11、如权利要求10所述的可更换钥匙的锁栓，还包括可与形成在所述齿条上的锁定条啮合沟槽有选择地啮合的锁定条。
12、如权利要求11所述的可更换钥匙的锁栓，其中，当所述锁定条延伸入形成在所述齿条上的所述锁定条啮合沟槽中时，所述锁定条从所述锁栓中的锁定条啮合沟槽中延伸出。
13、一种可更换钥匙的锁栓，包括：
限定一纵轴的锁栓；
可接收在锁栓内的锁芯；
可横向所述轴滑动安装在所述锁芯内的锁芯片；
使所述锁芯片朝向钥孔偏置的偏置构件；
可邻近所述锁芯安装的齿条架；和
可滑动安装在所述齿条架内的齿条，所述齿条与所述锁芯片表面地啮合，响应有效钥匙被定位在所述钥孔，所述锁芯和齿条架可相对所述锁栓转动，以使所述锁芯片和所述齿条位于预定的位置，当所述锁芯片和所述齿条位于所述预定的位置，所述齿条架平行于所述轴可轴向移动。
14、如权利要求14所述的可更换钥匙的锁栓，其中，所述锁芯片具有多锁芯片齿，且所述齿条具有多齿条齿，当齿条架相对于所述锁芯轴向移动时，响应所述钥孔内的第二钥匙，所述齿条齿与所述锁芯片齿啮合，以便所述锁芯片相对于所述齿条复位。
15、如权利要求15所述的可更换钥匙的锁栓，还包括锁定条，当所述锁定条延伸入在所述齿条上形成的锁定条啮合沟槽中时，该锁定条从所述锁栓中的锁定条啮合沟槽中延伸出。
16、如权利要求16所述的可更换钥匙的锁栓，其中，当所述齿条架相对于所述锁芯轴向移动时，响应所述钥孔中的第二钥匙，同时所述锁芯片相对于所述齿条复位，所述锁定条使所述齿条保持在第一位置。
17、一种对锁栓更换钥匙的方法，包括以下步骤：
(1)平行于轴插入第一钥匙到锁芯的钥孔中；
(2)相对于锁芯平行于轴纵向移动齿条架从第一位置到第二位置，以便纵向地将齿条架内的齿条与锁芯内的锁芯片分开；
(3)移除第一钥匙；
(4)插入第二钥匙到钥孔中；
(5)将齿条架复位到第一位置。
18、如权利要求18所述的方法，其中，所述的步骤(2)还包括一步骤：将一组齿条齿和面啮合的一组锁芯片齿分开。
19、如权利要求19所述的方法，还包括一步骤：响应第二钥匙复位该组锁芯片齿相对该组齿条齿的啮合。
20、如权利要求18所述的方法，还包括一步骤：在步骤(2)之前相对于锁栓将锁芯和齿条架旋转定位到预定的位置。
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