CN104488014A - 篡改明显栓体安全密封件 - Google Patents

Abstract

篡改明显安全密封件包括锁定单元(109和在其杆锁定部处具有凹槽的栓体，该凹槽用以容纳附连到锁定单元中锁定主体的弹性锁定环，该锁定单元容纳处于锁定状态的栓体。锁定单元包括两个壳部(12，14)，壳部之一具有顶壁(18)、底壁(16)，且与其相互连接的圆筒侧壁(20)的第一直立段可以是任意颜色。顶壁(18)具有容纳栓体穿过的孔(28)。匹配的第二壳部具有圆筒侧壁(32)的第二直立段，优选地其为白色并在上面具有ID标记，第二壳部形成了具有第一壳部的圆筒形壳体，并被捕集在顶壁和底壁之间。锁定主体第一元件是塑料的，且与第二壳部模制成一体。锁定主体第二钢元件与第一元件匹配，形成了具有使得环定位在其中的环形通道的锁定主体。通道和环大体上形成了常规的栓体锁定布置。塑料透明罩，包绕两壳部(12，14)，被接合到底壁(16)上。顶壁上的凸缘具有两槽，用以容纳栓体杆部上的匹配抗旋凸片。

Description

篡改明显栓体安全密封件

本申请要求2012年3月27日提交的申请号为61/615924的美国临时专利申请其优先权，并且该文献在这里全文引入以作参考。

本发明涉及篡改明显栓体安全密封件(tamper evident bolt securityseal)。篡改明显栓体安全密封件被广泛用于货物集装箱门上，如轮船、火车和卡车运输的大型钢箱。它们也用于铁路、公路厢式汽车和卡车的门上。栓体密封通常在传输中保护密封住的货品。

这种栓体安全密封件使用了在共同拥有的美国专利No.4802700中所公开的基础构件，该文献以参考方式引入本文。其中所公开的是钢锁定主体，其具有盲孔，栓体杆锁定部插入到该孔中，并在其外周表面中具有常规的环形凹槽。锁定主体具有与其孔连通的常规通道。该通道具有不同直径的两个区域，通过通道的倾斜表面联接。较小直径通道区域为圆筒形。弹性的裂开金属环，即C形，位于锁定主体通道中。该环具有比通常是圆筒形的栓体杆外径更小的内径。

随着杆被插入到锁定主体孔中，杆啮合环。杆具有与孔的内径大约相同的外径。环具有比杆外径小的静内径。随着杆插入到锁定主体孔之中，环膨胀成通道的较大直径部。当杆凹槽与通道对齐，环自动地向着其与栓体凹槽啮合的静止位置缩回。这个时候，环的某个部分处于通道中，且另一个部分位于栓体凹槽之中。

当栓体在退回方向上位移的时候，位于栓体凹槽内侧的环也在退回方向上位移。这个使得随着环在通道倾斜表面上滑动，环位移成与通道较小直径对齐。在这个位置，环被锁定成坐落在通道之中以及栓体凹槽之中。锁定主体和栓体的这个基础布置已经被广泛使用多年。

对于这种布置的改良已经对密封件做出，比如在共同拥有的美国专利No.5005883和5127687中公开，这两篇文献通过参考方式引入本文。其他配置的栓体密封件也是已知的，如像美国专利No.393688；5005883；5347689；5450657；5582447；5413393；5732989和7721407等公开。

授权给Huang的专利No.7226095公开了在模制的内部筒上具有圆筒形外塑料壳的栓体密封件。现今的栓体密封件广泛与这种壳体一起使用，但是现在采用的壳体也是透明的。专利申请号US2006/0267362公开了一种栓体，其具有多个抗旋转部件，以在试图使用钻来旋转栓体从锁定主体松开时保持栓体免于被拆下。WO02/056133公开了相同的结构。美国专利申请No.2007/0007776公开了抗旋转栓体密封件，其具有内锁定装置，该内锁定装置具有罩，其相对于罩内侧的栓体和锁定装置自由旋转，这样在尝试从锁定装置松开栓体的时候，栓体不可能相对于锁定装置旋转。

美国专利No.7721407公开了栓体类型的安全密封件，其向密封件提供彩色的塑料元件，从而满足工业上利用彩色化密封件的当前需要。现有技术的密封件倾向于全金属的，其具有金属涂层而非彩色的。还公开了包括多个元件的锁定主体。美国公开申请No.2009/032054公开了具有包塑(overmold)元件的锁定主体。

各种制造商都将栓体密封件制造为具有透明的罩，上面设置有标识，或者将标识设置在下方的元件上，可以通过罩看到，从而为密封件唯一的ID提供进一步的保护。这些罩也利用各种彩色塑料材料制造，从而满足工业上彩色栓体密封件的需求。比如，见申请人的受让人d/b/aTydenBrook的网站，以及这种密封件的其他制造商的网站。

当密封件被篡改时，拥有者基于密封件的授权打开第一次认识到盗窃，那时太迟确定已发生盗窃的货品运输期间何时何以及是谁。

为了解决这个问题，篡改证据已经被增加到栓体密封件上。比如，条形码或者其他独特的ID标记被增加到密封件上，且它们也可以是出于传输密封件中的追踪和监视的目的而增加的电子元件。

电子元件增加了其他简单、低成本栓体和锁定主体布置的成本，且并不总是在所有条件下都需要。这样的ID标记可以以在密封件的篡改期间不易探测到的方式改变。在试图克服这种篡改问题的时候，透明的罩被广泛用来覆盖密封件的锁定主体。这种密封件标记被印在罩下方的锁定主体上，这样改变标记的任意尝试变得很清楚。罩通常是声波焊接或者以其他方式紧固就位。如果焊接或者接合以不可拆卸的方式移除，则罩可以移除，并且密封件锁定主体由于其构造而可以在不留下篡改证据的情况下突破。

本发明者意识到现有技术密封件中的以上问题，以及需要提供比现有技术栓体密封件具有更低成本和更为有效的篡改明显栓体密封件，并提供所需的密封颜色。篡改证据是重要的，因为某些值得信任的人可能试图偷盗由这种密封件保护的有价值物品。如果人可以打开密封件，取得被禁止的财物，然后将密封件重新附连，而密封件没有其已经被破坏的证据，那么这通过使其更难或者更不可能ID对偷盗负责的人(多人)向拥有者提出问题。

根据本发明一个实施方式的篡改明显栓体安全密封件包括：栓体，其包括具有对置端部的杆、在一杆端的头部以及在形成杆锁定部的另一杆端的杆表面中的环形锁定凹槽；以及锁定单元，杆锁定部固定到该锁定单元上。锁定单元包括第一匹配壳部和第二匹配壳部，它们形成有限定了内室的壳体。第一壳部包括第一外周侧壁。第二壳部包括具有顶部和底部区域的第二外周侧壁，以及在相应顶部和底部区域附接到侧壁上的顶壁和底壁，顶壁具有用于容纳穿过该处的杆的孔。

第一外周侧壁被捕集在顶壁和底壁之间，并与匹配的第二壳部协作，用于形成内室。锁定主体固定到位于内室之中的第一壳部上，并布置成容纳杆锁定部，锁定主体具有与所容纳的杆锁定部相邻的环形锁定通道。弹性元件处于与杆环形锁定凹槽协作的环形锁定通道之中，用于将所容纳的杆锁定到锁定主体。

罩布置成使得杆锁定部穿过用于锁定并固定到底壁，罩和底壁用于包绕第一壳部以及第二壳部的顶壁和侧壁，由此所锁定的杆和锁定主体将第一壳部和第二壳部互锁。

在另外的实施方式中，识别标记位于第一部分外周壁的外表面上，其中罩的至少一部分足够透明，使得标记可以通过罩看到。

在另外的实施方式中，锁定主体包括两个匹配元件，所述锁定主体元件之一包括第一材料并与第一壳部一体，且其他锁定主体元件包括不同于第一材料的第二材料。

在另外的实施方式中，第一材料是塑料，且第二材料是金属。

在另外的实施方式中，第一壳部和第二壳部为不同颜色，为形成了圆筒壳体的圆筒形段，并可通过罩看到。

在另外的实施方式中，第一壳部和第二壳部为圆筒段，其组合以形成圆筒。

在另外的实施方式中，罩被接合到底壁上。

在另外的实施方式中，杆包括至少一个从杆表面径向向外延伸的凸起，罩包括顶壁以及附接到罩顶壁的凸缘，凸缘和顶壁布置成允许杆穿过，凸缘具有中空部，用以容纳杆的至少一个凸起，以阻止所容纳并锁定的杆相对于锁定单元旋转。

在另外的实施方式中，包括了附接到凸缘和顶壁以增强凸缘的增强肋，还包括了中空部，其包括槽。

在另外的实施方式中，底壁具有与第一壳部对接的外部横档，罩对接横档并接合到横档上。

在另外的实施方式中，第二壳部侧壁具有位于内室中的肋，用以支撑锁定主体。

在另外的实施方式中，锁定主体包括两个匹配元件，所述元件之一包括第一材料以及与第一壳部一体模制，且另一个元件包括不同于第一材料的第二材料，一个元件具有给定直径的圆筒形凹部，形成了通道的第一部分，且另一个元件具有与圆筒形凹部连通的凹部，并从给定直径渐缩为更小直径，其中凹部形成了环形锁定主体通道。

在另外的实施方式中，一个元件为塑料的，且另一个元件为金属的。

在另外的实施方式中，弹性元件为裂开的C形环，且锁定主体通道是环形的。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的栓体安全密封件的等距视图；

图2为图1中密封件的侧视立面图；

图3为沿图2中线3-3截取的图2中密封件的横截平面图；

图4为根据图1和2实施方式的两个匹配内壳部的等距分解图，它们形成了整个壳体，其中左手壳部包括第一环形锁定主体部，其从左手壳部从壳体内部悬臂式延伸并径向向内延伸至壳体内部中；

图5为图4中右手壳部、沿着图6中线5-5截取的底视平面图；

图6为图4中右手壳部的侧视立面图，显示了与图4对置的壳体侧；

图7为图6中所示右手壳部的等距视图；

图8为图4中左手壳部的侧视立面图；

图9为图8中壳部沿着线9-9截取的底视平面图；

图10为图8中壳部沿着线10-10截取的侧视立面图，显示了印在弓形表面上的ID激光条形码标记；

图11为在本发明锁定单元实施方式中使用的锁定主体的一个锁定元件的横截立面图；

图11a为匹配图4中第一锁定主体部的本发明锁定单元实施方式中使用的锁定主体的独立的第二锁定主体部的架子的等距图，它们一起形成了环形锁定主体；

图12为沿着图4中线12-12截取的对应于图4中左手壳部的立面横截面图，进一步包括了图11和11a中的第二锁定主体部，其坐落在第一锁定主体的阶梯状肩部并与图11a中其定向反向定位；

图12a为本发明锁定单元实施方式中所用弹性裂开环的优选实施方式的平面图；

图12b为本发明锁定单元的立面横截面图；

图13为根据图1，2，13和14的实施方式的栓体的等距侧视图；

图14为图1，2和3中在线14-14截取的安全密封件的立面横截面图；

图15为图1，2和3中在图3中线15-15截取的安全密封件的立面横截面图。

密封件2，图1-3，根据本发明的一个实施方式，包括壳体单元4，栓体6锁定到该壳体单元4上。在图2中，搭扣3包括，比如两个环形元件5，附接到门或者类似物，通过锁定的密封件2固定。锁定单元4如所述与图4-12，14-15相关。锁定栓体6到锁定单元4上的组装在图14和15中示出。

在图1-3中，锁定单元4具有透明的圆筒形罩8，优选地由热塑材料模制成。用于将栓体6锁定到锁定单元4的锁定布置位于罩8内侧。

优选的模制两件式热塑壳体10，图4，与罩8相邻并位于罩8内。壳体10具有与第二部12匹配的第一部14，以形成圆筒形壳体10。

参见图4，8-10，壳体10的第一部14包括半圆筒形段的第一外周侧壁32。壁32的外表面优选地激光刻印有标记34，见图10，其包括了独特的密封ID数据，比如条形码，其数值和制造商的名称。这个激光刻印是独特的，因为激光印刷工艺需要刻印表面始终清晰聚焦。因为壁32的外弯曲表面上只有一条线是聚焦激光的，剩余表面将不聚焦也不可印刷。然而在一个实施方式中(未示出)，激光安装在夹具上，该夹具借由计算机控制平台绕着相对于平台固定的壁32的外部弯曲表面旋转，保持激光束始终聚焦于壁32外部表面上。为了在本领域普通技术人员中生产这样的夹具，作为替换，激光可以固定到类似夹具上，且壳部14可相对于激光旋转，以保持激光束聚焦在壁32的外表面上。激光以已知方式由计算机控制。

参见图4-7，第二壳部12被一体模制成形。部分12具有平坦的圆形盘状底壁16以及平坦的垫圈式顶壁18，其通过中间半圆筒形段直立第二外周侧壁20来相互连接。壳部12优选地为彩色的，且不同于下述的部分14的颜色。部分12的颜色可以是黄色、蓝色、红色等等，比如，或者其他任意期望的颜色。底壁16具有外周圆形垫片式横档22以及更厚的中心圆形盘状部分24，其与直立侧壁20，图7，形成了结合处26。顶壁18具有中心开孔28。顶壁18，底壁16和侧壁20形成了接近一半圆筒形式的中空内空间29。半圆肋30从侧壁20的内表面径向向内延伸进入中空空间29。底壁16具有通道17，其用于在密封锁定单元4的制造期间定向壳部12。

壳部14包括锁定主体第一元件36，其优选地与壳体侧壁32热塑模制成一体。壳部14优选地是白色的，以与侧壁32上刻印的ID标记34提供强烈对比，见图10，但是也可以根据指定的应用为其他颜色。这种其他颜色，如果相对较黑，对于黑色或者在其他可能期望颜色刻印的标记提供降低的对比，因为这些原因因此在壳部14上不太需要。

参见图4和12，锁定主体元件36包括圆形边沿37，其具有由第一肩部41限定的中心圆筒凹部39。居中于凹部39定位的是第二肩部44，其限定了锁定环容纳通道的中心圆筒形第一通道部46。元件36包括从肩部44区域垂下的中心圆筒形主体38。下垂主体38具有中心圆筒形盲井状孔40，以容纳图13中栓体6的杆锁定部42。第一元件36从侧壁32悬臂延伸到通过图4中壁32形成的内部空间29之中。环形隔开肋48，48’，48”，见图9，进一步将主体38固定到侧壁32。

在图13中，栓体6包括杆50，在一杆端的头部52以及在杆另一端的锁定部42。栓体优选地为一件式钢材，但是根据指定应用也可以是其他材料和/或多件。杆具有锥形顶部区域54。成对的优选相同矩形平坦凸片56从杆以镜像关系在对置侧上径向延伸。环形凹槽58在杆锁定部42处的杆表面之中。

在图12中，锁定主体第二元件60与形成锁定主体62的第一元件36匹配。元件60在这个实施方式中优选地为钢，但根据指定实施方式也可以是其他金属或者其他材料，比如塑料。锁定主体第二元件60，图11，11a，包括第一圆筒形环状部件64，其具有直径d以及较小直径并形成肩部68的第二圆筒形环状部件66。元件60具有中心圆筒形孔70。孔70与较大直径的环形通道部72连通。孔70具有肩部74，其终止于锥形表面76，其渐缩成比形成锥形通道部72的肩部74更大的直径。通道部72渐缩成第一锁定主体元件36之中的通道部46相同的直径，见图12。锥形通道部72与形成单个环形通道78的具有较小直径的圆筒形通道部46会合，见图12。

裂开的弹性圆形的优选地为弹簧金属的环80，见图12a，12b，定位在图12b，14和15所示的通道78中。当裂开环80在其实施方式中显示的时候，本领域中已知的其他类型的弹簧也可以使用。环80在其静态下具有比栓体6的杆50外径更小的内径，见图13。在使用密封件2期间围绕住杆的时候，环80可弹性地扩展到较大直径。

元件60的部件66，见图12和12b，容纳在与肩部41对接并形成嵌套关系的元件60的凹部39之中。见图11a部件64的眉部68对接边沿37。如图12b，14和15所示，元件60对接侧壁20上的肋30并由其支撑，与元件60向壁32的附连协作，且元件60从壁32悬臂伸出。

在图1，2，4，12b，14和15中，锁定单元4包括透明的，优选地模制热塑、圆筒形罩8，其包绕锁定主体62和壳部12及14。罩8具有垫圈式顶壁82，其具有中心孔86，见图12b。圆筒形侧壁84从顶壁82垂下。圆筒形凸缘88从顶壁82向上延伸，并优选地与顶壁82一体塑模成形，顶壁82绕着孔86。凸缘88具有与孔86连通的中心孔81，该孔86形成了通孔，用于在杆顶部区域处容纳杆50(见图13)的栓体锁定部42。多个环形间隔的肋83利用罩8的顶壁82在凸缘80的结合处增强凸缘。凸缘具有两个对置设置的槽85(见图14)，用以容纳所容纳的栓体6的凸片56。

罩8在最低底部边缘接合，比如，声波焊接，到环形焊接87处的底壁16，该环形焊接可以对热塑部分进行声波焊接，见图12b，14和15，从而永久地将罩固定到锁定单元4上。在图12b中，锁定单元4的裂开弹性锁定环80被示为在栓体插入到锁定单元之前。在环80的这个静态下，其松弛地配合到锁定主体62(图12b)的圆筒形通道部46的较大直径中。在这个位置，环80可以对应于栓体杆50的插入而径向扩展。

在操作中，栓体6的杆锁定部42，见图13，被插入到锁定单元4之中，见图12b，穿过罩8、凸缘88直到杆50的凹槽58与环80对齐。这个动作使得较大圆筒形通道部46(见图12)中的较小直径环80扩展。当凹槽58与环80对齐的时候，环80弹性地向着栓体凹槽58内其较小静态缩回。当栓体在对置的退出方向上缩回时，环80对接锥形通道部78，迫使环80成为通道部78的较小直径。在这个位置，环部分地处于通道部78中，并且部分地处于栓体凹槽58中，将栓体以已知方式锁定到锁定单元。

刻印的密封件2上的ID32，见图10，可通过罩8看见。破坏尝试应该会通过打开焊接87而打开密封件来做出，见图14，15，从而将罩8从内锁定单元部件松开，密封件在不永久破坏内壳部的情况下依然不能打开。这个破坏留下篡改的永久证据。永久破坏之所以发生是因为顶壁18，见图14，通过锁定的栓体杆50锁定就位。壳部12，见图4，不能从其锁定位置移除。其他壳部14，被壳部12捕集并经由与壳部14一体模制的锁定主体元件36捕集到所锁定的栓体杆中，不能从其锁定位置移除。因此锁定主体62不可接近，因为罩8被移除之后，其完全被两个壳部12和14包围。提供篡改证据的目的对员工和个人参与的其他人对所锁定的密封的隔间篡改提供了制止。

现有技术，然而，不是这样构建的，那么罩移除会露出之前覆盖的锁定主体元件，易于通过篡改而移除。罩继而再次附连，留下很小的可见篡改证据。本结构因此在不留下篡改证据的情况下使其更难以打开密封件，因为壳部将必须永久破坏来接近锁定主体62。

而且，栓体杆50上的凸片56，见图14，当与凸缘88上的槽85啮合时，在试图从锁定单元松开栓体时防止栓体旋转。凸缘88，如果受到高旋转力，将永远地裂开而留下篡改证据。

而且，锁定主体62由两个元件即元件36和元件60制成，其中元件36优选地为塑料，且元件60优选地为钢或者其他针对破坏的硬化材料和/或硬质材料。元件36仅仅被用于允许栓体被插入到锁定主体。一旦栓体插入锁定单元之中并锁定到其上，元件60承受相对较高、在退出方向上由环80施加的退出力。环80在此时位于组合通道78的锥形通道部72之中。元件60，是钢的，因此比塑料元件36更坚强，提供了对由栓体上的拉出尝试篡改的额外保护。

对于本领域普通技术人员可以意识到的就是，可以对所公开的实施方式进行改进。比如，所公开的主体、锁定辊、各个所公开元件的配置和定向、它们的材料、尺寸和整体配置可不同于本文所公开的那些。本文公开的各个实施方式通过示例方式说明，而非限定。这样的改进旨在包含在由所附权利要求限定的本发明范围之中。

Claims (14)

1.一种篡改明显栓体安全密封件，包括：

栓体，其包括具有对置端部的杆、位于一个杆端的头部以及在形成了杆锁定部的另一杆端处的杆表面中的锁定凹槽；以及

锁定单元，所述杆锁定部固定到该锁定单元；

所述锁定单元包括：

第一匹配壳部和第二匹配壳部，它们形成有限定了内室的壳体；

所述第一壳部包括第一外周侧壁；

所述第二壳部包括第二外周侧壁，其具有顶部区域和底部区域，所述第二壳部包括在相应顶部区域和底部区域附连到所述侧壁的顶壁和底壁，所述顶壁具有用于容纳所述杆穿过的孔；

所述第一外周侧壁被捕集在所述顶壁和底壁之间，并与匹配的第二壳部协作，用于形成所述内室；

锁定主体，其在所述内室中固定到所述第一壳部，并布置成容纳所述杆锁定部，所述锁定主体具有与所容纳的杆锁定部相邻的锁定通道；

弹性元件，其在所述锁定通道之中，与所述杆锁定凹槽协作以将所容纳的杆锁定到所述锁定主体；以及

罩，其布置成使得所述杆锁定部穿过，用于所述锁定并固定到所述底壁，所述罩和底壁用以包绕所述第一壳部和所述第二壳部的顶壁和侧壁，由此，所锁定的杆和锁定主体将所述第一壳部和第二壳部互锁。

2.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，进一步包括位于所述第一部分外周壁的外表面上的识别标记，其中所述罩的至少一部分足够透明，用于可以通过其看见所述标记。

3.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述锁定主体包括两个匹配元件，所述锁定主体元件之一包括第一材料并且与所述第一壳部一体，且另一个锁定主体元件包括不同于所述第一材料的第二材料。

4.根据权利要求3所述的安全密封件，其特征在于，所述第一材料是塑料，且所述第二材料是金属。

5.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述第一壳部和第二壳部为不同颜色，且为形成了圆筒形壳体的圆筒形段，并可通过所述罩看见。

6.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述第一壳部和第二壳部为圆筒段，其组合以形成圆筒。

7.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述罩接合到所述底壁。

8.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述杆包括从所述杆表面径向向外延伸的至少一个凸起，所述罩包括顶壁和附连到罩顶壁的凸缘，所述凸缘和顶壁布置成允许所述杆穿过，所述凸缘具有中空部以在至少一个凸起处容纳所述杆，防止所容纳的锁定杆相对于所述锁定单元旋转。

9.根据权利要求8所述的安全密封件，其特征在于，包括附接到所述凸缘和顶壁用于增强所述凸缘的增强肋，所述中空部包括槽。

10.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述底壁具有对接所述第一壳部的外横档，所述罩对接所述横档并接合到所述横档上。

11.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述第二壳部侧壁在所述内室中具有肋，以支撑所述锁定主体。

12.根据权利要求1所述的密封件，其特征在于，所述锁定主体包括两个匹配元件，所述元件中一个包括第一材料并与所述第一壳部一体，且另一个元件包括不同于所述第一材料的第二材料，所述一个元件具有给定直径的圆筒形凹部，形成了所述通道的第一部分，且另一个元件具有与所述圆筒形凹部连通的凹部，并从给定直径渐缩为更小直径，其中所述凹部形成环形锁定主体通道。

13.根据权利要求12所述的安全密封件，其特征在于，所述锁定主体一个元件是塑料的，且另一个锁定主体元件是金属的。

14.根据权利要求1所述的安全密封件，其特征在于，所述弹性元件为裂开的C形环，且所述锁定主体通道是环形的。