CN102409903B - 机械密码锁的锁芯拨码机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械密码锁的锁芯拨码机构，包括主轴、拨码轴、内轴、均为板式材料冲压而成的片状的拨动片、控制片、套筒、棘爪、隔离片、拨码片、片式弹簧、垫片，主轴通过拨码轴与内轴活动连接，内轴上依次穿接拨动片、若干环形的垫片、控制片，环形垫片之间的内轴上穿接与垫片等径的半圆环状的隔离片，所述拨动片、垫片、隔离片和控制片与内轴过盈配合并通过互相对应的铆接孔紧密铆接；拨码片通过销轴设置在垫片之间，拨码片的头端上部设置与套筒圆周上设置的长条状槽孔对应的拨码台；片式弹簧设置在拨码片尾部及隔离片之间。采用叠片式方法加工的锁芯拨码机构具有零件加工简单，组装调试方便，加工工艺简单，制作成本低廉的优点。

Description

机械密码锁的锁芯拨码机构

技术领域

本发明涉及机械密码锁，具体是指一种机械密码锁上的拨动密码盘的拨码机构。

背景技术

现在机械密码锁已经被广泛的应用到保险柜、文件柜、保险门、银库门，甚至已经应用于家庭中。其基本工作原理大都一致，在门外侧设置带刻度的拨码盘，高档转盘式机械密码锁的拨码盘同时也作为开锁手柄，其上标有带数字的刻度，也称开锁手轮，门内侧设置的芯轴上布置有若干带缺口的圆盘，拨码盘的主轴伸入门内侧与芯轴固定连接，则转动门外的拨码盘，拨码盘的主轴带动圆盘顺次转动，当若干圆盘的缺口全部对准开闩机构的开锁销板，开锁销板向下移动进入缺口，则解除了对开闩机构的制约，开闩机构顺势将门闩打开。

中国专利02135963.6介绍了一种拨码盘式全机械密码锁，包括多片环状密码盘、底盘、锁闩、开闩机构、定位机构、外壳和拨码盘，还包括拨码机构、复位机构和探码机构。拨码机构包括结构架、拨码块、控制装置。控制装置包括有套筒、棘爪、控制盘。结构架为圆柱体状，结构架通过连接轴与外部开锁手柄的主轴固定连接，在结构架的圆柱体上开有放置拨码块的沟槽，拨码块为片状，装在结构架的沟槽内，拨码块尾端的结构架沟槽内设置有弹簧，拨码块的头端部在弹簧的作用下可以向上弹起。套筒可以相对转动地套在结构架圆柱体外，套筒表面沿圆周方向开有槽孔，该槽孔可供拨码块头端部出入，在弹簧的作用下，拨码块的头端部可以向上弹出槽孔，在套筒的压迫下，拨码块的头端部还可以缩回沟槽内。在套筒靠近控制盘一侧的端面上设有棘齿，在相对棘齿的位置设置有棘爪，控制盘的外缘为凸轮状，棘爪受控制盘的边缘的凸轮控制并与棘齿相配合。

该发明是一种从技术原理上对现有圆盘式机械密码锁驱动密码盘转动的方式有了根本上的革新，但是其中拨码机构作为密码锁的一个重要部件，由于其结构设计中有其不合理性，制作工艺也相对复杂。从该专利的拨码机构的结构可知，其实质是在圆柱体的圆周上与轴线垂直的方向上加工出若干沟槽，再从圆柱体的端面上对应沟槽的位置加工出轴向的两个销轴孔，这两个销轴孔用于对拨码块进行定位和限位。将拨码块和弹簧放入沟槽内，定位销轴从定位销轴孔依次穿过每个拨码块的转轴孔，然后再穿入限位销轴限定每个拨码块的最高弹出位置，最后将套筒安装在圆柱体上。在门外的开锁手柄的作用下，结构架与套筒相对转动或静止，棘爪受控制盘边缘的凸轮控制与棘齿配合，控制拨码块在弹簧作用下顺次从套筒上的沟槽中弹出，弹出的拨码块与位于其外缘的环状的密码盘配合，若干密码盘的缺口均对准开闩机构的开锁销板，即可操作开闩机构开门。

首先，在这种圆柱状的结构架上加工沟槽以及销轴孔的工艺非常复杂，并且要求很高的精度，成品率比较低，成本也相应提高，无形中也限制了密码锁对于普通家庭的普及，因此需要一种工艺简单、生成成本低的加工方法或者设计另一种结构形式。

其次，拨码块是在弹簧的作用下弹出套筒的，在弹出过程中拨码块与限位销轴碰撞产生冲击力，拨码块与限位销轴彼此接触的位置是一小段直线，该接触线段容易出现变形，造成拨码块被卡住。而密码锁作为一个精密的操作机构，圆柱体上的沟槽与拨码块的间隙很小，并且拨码块还需要与位于其外缘的密码盘对应，这都需要很精密的配合，拨码块出现变形将影响锁芯拨码机构正常可靠的工作。

再者，拨码块的弹起受放置在圆柱体沟槽中的弹簧控制，不同形式或不同加工工艺制造的弹簧的使用寿命不同，对锁芯拨码机构的工作可靠性有着至关重要的影响。螺旋形压缩弹簧不适合小型化锁芯拨码机构使用，采用扭簧虽然可以实现弹起拨码块的功能，但是由于锁芯拨码机构内的空间有限，扭簧只能做的很小，容易发生疲劳折断。一旦出现弹簧疲劳折断现象就是严重事故。

另外，每个拨码块与锁芯内部的密码盘是一一对应的位置关系，而结构架与开锁手柄的主轴是固定连接，并且连接轴是作为结构架的固定延伸与主轴连接的。当拨码盘在锁体外部受到很小的力量冲击时，主轴就会推动结构架产生轴向位移，导致拨码块发生相应的轴向运动，拨码块就不能与密码盘一一对应，锁芯拨码机构也不能正常工作。因此该专利锁芯拨码机构的抗冲击能力很弱。

最后，锁芯拨码机构的套筒是实现密码锁设计功能的重要零件，可以有多种加工工艺制作技术实现其功能，考虑到加工制作成本，在满足使用功能的前提下，采用成本低廉的加工制作工艺应该是首选。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种制作工艺简单的机械密码锁上的锁芯拨码机构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

机械密码锁的锁芯拨码机构，包括拨动片、控制片、设置在拨动片和控制片之间的带槽孔和棘齿的套筒、与棘齿配合的棘爪，控制片的外缘为凸轮状，棘爪受凸轮控制并与套筒端面上的棘齿相配合，还包括芯轴、片状的隔离片、垫片、拨码片、片式弹簧，所述芯轴上依次穿接环形拨动片、若干环形的垫片、控制片，相邻垫片之间的芯轴上穿接与垫片等径的半圆环状的隔离片，所述拨动片、垫片、隔离片和控制片均与芯轴过盈配合并通过互相对应的铆接孔紧密铆接；拨码片与隔离片同层布置，拨码片位于半圆环状的隔离片的缺口内，拨码片的尾端和垫片上均设置对应的销孔，拨码片通过销轴设置在垫片之间，拨码片的头端上部设置与套筒圆周上设置的长条状槽孔对应的拨码台；所述片式弹簧设置在拨码片与隔离片之间；所述设置在拨动片和控制片之间的套筒相对转动的套装在垫片外面。

本发明的进一步改进在于：所述拨码片头端下方对应的隔离片上设置有限制拨码片过度向上运动的向内凸出的挡块，拨码片头端下部设置有与挡块配合的凸缘。挡块的对应拨码片头端的下部的外边缘是以拨码片尾端销孔中心为圆心、以拨码片头端下部的凸缘的回转半径为半径的弧形，挡块上部的外边缘向内弯曲，顶住凸缘限制拨码片过度上移。

本发明的进一步改进在于：所述片式弹簧是由上片、下片及过渡圆弧组成的长条片式结构，片式弹簧的上片与拨码片的下底面接触，片式弹簧的下片与隔离片贴合，片式弹簧下片的端部设置有向外的与下片垂直的翼板，隔离片上设置对应翼板的安装槽。

本发明的进一步改进在于：所述套筒采用板式材料冲压加工落料、卷筒成型，套筒的接缝处设置圆形或非圆型的互相搭接的卡扣，卡扣扣接后形成环状，或者扣接后再焊接固定。

本发明的进一步改进在于：所述套筒采用粉末冶金加工技术成型。

本发明的进一步改进在于：所述芯轴设置为主要由主轴、拨码轴、内轴组成的分体结构，与门外的开锁手轮连接的主轴通过拨码轴与门内侧锁芯的内轴活动连接，主轴上设置有防止门外冲击的圆环形凸沿。

本发明的进一步改进在于：所述拨码轴一端通过保险销与主轴固定连接，另一端与内轴活动连接。

本发明的进一步改进在于：所述内轴与拨码轴的连接处设置为互相拨动的凸台与凹槽配合，配合深度大于1毫米，所述凸台与凹槽底面间的间隙大于1毫米，所述内轴为一阶梯轴，拨动片、垫片、隔离片、及控制片设置在内轴的小径一侧。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明将使用均为钢板或其它板式材料加工成型的拨动片、隔离片、拨码片、片式弹簧、垫片，采用叠片式方法加工的锁芯拨码机构具有零件加工简单，组装调试方便，加工工艺简单，制作成本低廉的优点。拨码片头端下部设置与隔离片圆滑配合凸缘，则拨码片与隔离片彼此接触的是一段弧面，使拨码片在弹簧作用下弹起时是相对和缓的运动，不会对拨码片造成过大的冲击，而隔离片上设置的向内弯曲的限位凸起的挡块，增加了与拨码片相对应位置的接触面积，更进一步防止并减缓了拨码片在弹出套筒时造成的冲击力，避免了拨码片出现变形而影响锁芯拨码机构正常可靠的工作，保证密码锁精密的操作机构，有效延长密码锁的使用寿命。片式弹簧的长条薄片式结构，可以承受长时间高频率工作状态，使拨码片的动作可靠，具有超长的使用寿命，不是普通扭簧的强度所可以达到的，片式弹簧的下片的头部设置的翼板，有效的定位了片式弹簧，限制片式弹簧轴向和径向移动，使密码锁工作更加安全可靠。采用板式材料冲压落料、卷筒加工成型的套筒，具有工艺简单，生产效率高，套筒的接缝处设置圆形或非圆型的相互搭接的卡扣，并可以直接使用点焊，加工方便，所设计的卡扣形式更实用且安全性高，使用寿命长。采用粉末冶金加工技术成型的套筒具有加工精密的特点。将锁芯拨码机构设置成主轴、拨码轴和内轴分体式的手轮轴结构，使安装和调试过程变得简单，操作方便，有利于对密码锁芯的安全防护和维护。当门体外的手轮受冲击力破坏时，主轴上圆环形凸台的设置能够有效地将冲击力阻挡在门体上。拨码轴与内轴的间隙配合活动连接，在主轴受到冲击时，不会对锁芯拨码机构产生影响，从而使机械密码锁的锁芯得到了保护，使机械密码锁的可靠性、抗冲击能力以及使用寿命都得到大大提高。凹槽或凸台的形状为三角形、矩形等非圆形，可以充分保证拨码轴与锁芯拨码机构内轴的配合，凹槽与凸台配合的深度大于1毫米，使内轴在主轴和拨码轴的带动下转动稳定，为驱动圆盘组件转动提供了可靠保证。用保险连接销将主轴和拨码轴固定连接，当使用圆盘组件不超越360度旋转的锁芯时，手轮转动的扭力超过一定力度，保险连接销可以将主轴和拨码轴断开，保护锁芯不受损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的B-B向视图；

图3是本发明垫片的示意图；

图4是本发明套筒的示意图。

其中，1、内轴，2、拨动片，3、隔离片，4、拨码片，5、片式弹簧，6、垫片，7、套筒，8、控制片，9、拨码轴，10、主轴，11、凸沿，12、保险销，13、铆接孔，31、挡块，41、销孔，42、凸缘，43、拨码台，51、翼板，71、槽孔，72、棘齿，73、卡扣。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

机械密码锁的锁芯拨码机构，包括主轴10、拨码轴9、内轴1、拨动片2、控制片8、套筒7、棘爪、隔离片3、拨码片4、片式弹簧5、垫片6。与门外侧的开锁手柄连接的主轴10通过拨码轴9与内轴1连接，拨码轴9一端插接在主轴10内并通过保险销12与主轴10固定连接，另一端与内轴1通过凸台与凹槽配合活动连接。所述主轴10上设置有防止门外侧冲击的圆环形凸沿11。本发明的一种实施例如图1所示，拨码轴9与内轴1的对应连接端设置凸台，内轴1设置为对应端带有相应凹槽的台阶轴，内轴1与拨码轴9的凹槽与凸台底面间的间隙大于1毫米，凹槽与凸台的配合深度也大于1毫米。所述凹槽或凸台的形状为三角形或者方形等的非圆形，这主要是为保证主轴可以可靠的驱动拨码机构转动，一方面，非圆形结构可以带动拨码机构转动，另一方面，所述配合尺寸为驱动力传递提供可靠保证。

内轴1为一阶梯轴，内轴1小径一侧的台阶处依次穿接环形拨动片2、若干环形的垫片6、环形控制盘，若干圆环形垫片6之间的内轴1上穿接半圆环形隔离片3，所述拨动片2、垫片6、隔离片3、控制片8均为由板式材料冲压而成的，上述片体都带与内轴过盈配合的中心孔，并且所述片体的外圆周相等，便于在其外侧设置套筒7，上述穿接在内轴上的片体通过其上设置的对应铆接孔13紧密铆接。

片状拨码片4的尾端设置销孔41，垫片6上设置对应的销孔41，拨码片4与隔离片3同层布置并通过销轴设置在垫片6之间，拨码片4位于半圆环状的隔离片3的缺口内，拨码片4的头端上部设置与套筒7圆周上设置的长条状槽孔71对应的拨码台43。

所述拨码片4头端下方对应的隔离片3上设置有挡块31，挡块31向内凸出，拨码片4头端下部设置有凸缘42，凸缘42与挡块31圆滑配合，限制拨码片过度向上运动。挡块的对应拨码片头端的下部的外边缘是以拨码片尾端销孔41中心为圆心、以拨码片头端下部的凸缘42的回转半径为半径的弧形，挡块上部的外边缘向内弯曲，顶住凸缘限制拨码片过度上移。隔离片3的另一端延伸出便于安装弹簧的一小段环形，隔离片3小段环形的一端与内轴1配合的位置设置用于安装片式弹簧5的条形的安装槽。

片式弹簧5设置在拨码片4与隔离片3之间，接近拨码片的尾部，片式弹簧5设置U型结构，是用一条长条片式弹簧板弯折为上片和下片的并通过圆弧过渡的U型结构，片式弹簧5的上片与拨码片4的下底面接触，片式弹簧5的下片与隔离片3贴合，片式弹簧5的下片的端部设置有翼板51，翼板51与下片垂直，隔离片3与内轴1配合处设置一间隙，此间隙为弹簧安装槽，翼板51插入在安装槽内。

套筒7相对转动的套装在拨动片2与控制片8之间，并位于垫片6的外面。套筒7采用板式材料冲压加工工艺落料、卷筒成型，套筒7的接缝处设置圆形或非圆型的相互搭接的卡扣73，套筒7接缝处可以点焊焊接。套筒7的另一种实施方式是采用粉末冶金加工技术成型。所述套筒7表面沿圆周方向开有若干长条状槽孔71，以供拨码片4头端上部出入，槽孔71的数量及位置与拨码片的数量和位置对应，槽孔分两组，即每个拨码片对应两个相隔180°的槽孔；在弹簧的作用下，拨码片的头端部可以向上弹出槽孔，在套筒的压迫下，拨码片的头端部还可以缩回套筒内。

在套筒7靠近控制片8一侧的端面上设有与棘爪配合的若干棘齿72。控制片的外缘为双凸轮状，棘爪受控制片的边缘的凸轮控制并与棘齿相配合。在内轴转动过程中，控制盘边缘控制棘爪中部随之上下运动，则棘爪端部相对的离开棘齿或者插入棘齿中，从而控制套筒的相对内轴静止或转动，从而拨码片会在套筒相对静止的情况下从套筒的槽孔71中弹出，然后带动与拨码片配合的密码盘的转动，以使密码盘的缺口对齐开闩机构的开锁销板。

Claims (8)

1.机械密码锁的锁芯拨码机构，包括拨动片（2）、控制片（8）、设置在拨动片（2）和控制片（8）之间的带槽孔（71）和棘齿（72）的套筒（7）、与棘齿（72）配合的棘爪，控制片（8）的外缘为凸轮状，棘爪受凸轮控制并与套筒（7）端面上的棘齿（72）相配合，其特征在于：还包括芯轴、片状的隔离片（3）、垫片（6）、拨码片（4）、片式弹簧（5），所述芯轴上依次穿接环形拨动片（2）、若干环形的垫片（6）、控制片（8），相邻垫片（6）之间的芯轴上穿接与垫片等径的半圆环状的隔离片（3），所述拨动片（2）、垫片（6）、隔离片（3）和控制片（8）均与芯轴过盈配合并通过互相对应的铆接孔（13）紧密铆接；拨码片（4）与隔离片（3）同层布置，拨码片（4）位于半圆环状的隔离片（3）的缺口内，拨码片（4）的尾端和垫片（6）上均设置对应的销孔（41），拨码片（4）通过销轴设置在垫片（6）之间，拨码片（4）的头端上部设置与套筒（7）圆周上设置的长条状槽孔（71）对应的拨码台（43）；所述片式弹簧（5）设置在拨码片（4）与隔离片（3）之间；所述设置在拨动片（2）和控制片（8）之间的套筒（7）相对转动的套装在垫片（6）外面。

2.根据权利要求1所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述拨码片（4）头端下方对应的隔离片（3）上设置有限制拨码片过度向上运动的向内凸出的挡块（31），拨码片（4）头端下部设置有与挡块（31）配合的凸缘（42）。

3.根据权利要求1所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述片式弹簧（5）是由上片、下片及过渡圆弧组成的U型结构，片式弹簧（5）的上片与拨码片（4）的下底面接触，片式弹簧（5）的下片与隔离片（3）贴合，片式弹簧（5）下片的端部设置有向外的与下片垂直的翼板（51），隔离片（3）上设置对应翼板（51）的安装槽。

4.根据权利要求1～3任一项所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述套筒（7）采用板式材料冲压加工落料、卷筒成型，套筒（7）的接缝处设置互相搭接的卡扣（73），卡扣扣接后形成环状，或者扣接后再焊接固定。

5.根据权利要求1～3任一项所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述套筒（7）采用粉末冶金加工技术成型。

6.根据权利要求1～3任一项所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述芯轴设置为由主轴（10）、拨码轴（9）、内轴（1）组成的分体结构，与门外的开锁手轮连接的主轴（10）通过拨码轴（9）与门内侧锁芯的内轴（1）活动连接，主轴（10）上设置有防止门外冲击的圆环形凸沿（11）。

7.根据权利要求6所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述拨码轴（9）一端通过保险销（12）与主轴（10）固定连接，另一端与内轴（1）活动连接。

8.根据权利要求6所述的机械密码锁的锁芯拨码机构，其特征在于：所述内轴（1）与拨码轴（9）的连接处设置为互相拨动的凸台与凹槽配合，配合深度大于1毫米，所述凸台与凹槽底面间的间隙大于1毫米，所述内轴（1）为一阶梯轴，拨动片（2）、垫片（6）、隔离片（3）、及控制片（8）设置在内轴（1）的小径一侧。

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