CN1170999C - 一种锁及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可转动的锁(10)，当由钥匙(16)在剪切线(18)上定位时，它与其中的驱动销(15u)和固定销(15l)操作，其中可剪断的装配销(15a)装配在锁(10)中并随后被剪断成这种驱动销(15u)和固定销(15l)以便在其上操作。每个装配销(15a)在多个位置(17)局部弱化，在这些位置与可插入钥匙孔的一组钥匙(16)的槽口深度相一致。控制这种弱化以便在向除了钥匙(16)之外的锁(10)的各个部分施加转动力或线性力时可将销子剪断。当施加线性力时，可转换固定销或衬套(13)以将驱动销(15u)用作衬套锁。

Description

一种锁及其制造方法

发明背景

现有的圆筒销子锁包括多个固定销和对准的驱动销，它们通过弹簧推压在钥匙上。在将锁装配以前，分别将销子加工到所选择的长度。

已经提出，在圆筒内安装整体销；用带槽口的钥匙使销子达到所选择的高度，随后将由带槽口的钥匙保持就位的每个销子剪断成两个锁销(美国专利号1,953,535)。这种现有方法的缺点是：任何其它随机选择的可插入钥匙将会使销子抬起，并且如果转动的话，也能剪断销子，因而损害安全性。

发明概述

广而言之，本发明包括具有壳体的圆筒、可转动的衬套、位于它们之间的剪切线以及多个由带槽口的钥匙初步定位的局部弱化的装配销。装配销由制造商或锁匠使用专用机器把它们剪断以便随后作为驱动销和固定销使用。这些装配销具有足够强度，以致使用未经许可的钥匙或类似工具的人员或该锁的使用者利用可插入钥匙施加的转动或其它力不会将其剪断。

本发明的一个特点在于，该装配销有多个局部弱化的部分或区域，以便在施加足够的剪切力时，控制所选择部位的剪断。

本发明的另一个特点在于，尽管驱动销和固定销充分地弱化，但它们有足够的强度，使得：用手或工具转动钥匙将会在销子剪断之前使钥匙或工具损坏。

附图简述

图1是本发明锁的侧向剖视图，它包括外套、衬套和钥匙定位的装配销；

图2是本发明的装配销的侧视图；

图3与图1相似，其中销子已由外套与衬套之间的相对横向运动而被剪断；

图4是用于剪切装配销并同时折弯外套和衬套的装置的俯视图；

图5是图4装置的正视图；

图6是沿图1中6-6线的局部剖视图；

图7是沿图6中7-7线的局部剖视图；

图8是第二个实施方案的销子的正视图；

图8a是图8所示销子的销子槽的放大视图；

图9是不带有销子的垂直于衬套水平轴线的剖视图；

图9a是与图9相似的剖视图，带有销子以及稍微转动的衬套；

图10是具有纵向轴线A的第二个剪切机构的俯视图，该机构用于零售地点；

图11是通过图10机构的纵向轴线A沿11-11线截取的剖视图；

图12是一个使用钥匙的挂锁的正视图；它是本发明的另一个实施方案，其外套-衬套组件中的衬套突出；

图13是从图12中挂锁上拆下来的外套-衬套组件的侧视图；

图13a是沿图13中13a-13a线截取的剖视图；

图14是与图13相似的视图，其中衬套已沿Y方向移动；

图15是与图12相似的视图，其中外套-衬套组件在移动之后已被放入挂锁之中；以及

图16是沿图14中16-16线的放大剖视图。

优选实施方案描述

在图1-3中，锁10包括一个外套-衬套组件，它该组件包括圆筒外套11、带有衬套环13c的可转动圆筒衬套13、以及5个竖直的销子槽14a-e，该销子槽向上延伸至外套11内成为外套槽，并且向下延伸到衬套13内成为衬套槽。另外会看到5个装配销15a-e、衬套尾部12、铜钥匙16、圆筒剪切线18以及装配销15a-e所用的销子弹簧20a-e。每个装配销15a-e都有8个环形的弱化区，该弱化区由槽口或凹槽17限定。销子15a-e由所选定的材料制成并且其凹槽17的形状和尺寸可使制造商或锁匠剪断装配销而同时却能防止锁在使用期间受到未经许可使用的钥匙和其它工具带来的安全威胁。不同制造商的无槽口的钥匙构造不同，从而使得指定制造商的钥匙能插入该制造商的锁。

本发明的装配销上具有槽口或其它的局部弱化以减小剪断这种销所用的力；然而，它们不会被如此弱化，即：使得在钥匙或工具失效前，可插入的带有不同槽口的钥匙(钥匙上有相同销座结构的钥匙)可以用手或工具转动以剪断驱动销和固定销。销子槽口的深度和形状使得只有工厂或锁匠设备施加到衬套部分而不是施加到钥匙上的力可以剪断销子。沿平行于衬套旋转轴线13的方向施加到钥匙或直接施加到衬套环13c上的力被与外套11配合的衬套环13c抵抗和吸收。

带有不同槽口直径的下列装配销经过测试：

       槽口内径                  每个销子的平均剪断力

       0.060英寸                         95磅

       0.062英寸                         105磅

       0.065英寸                         120磅

       0.070英寸                         140磅

       0.074英寸                         155磅

       0.079英寸                         180磅

       0.084英寸                         205磅

槽口内径(ND)小于总直径或外径D(见图2)。挂锁销优选使用0.062英寸的槽口内径。在上面的测试中，外径D是0.094英寸。槽口角度(C)是20°(度)(见图2)。ND与D之比优选地在63％-74％的范围内。本发明还包括门上金属构件销(door hardware pins)，其中对于外径(D)为0.114英寸的销而言，优选的槽口内径为0.074英寸。

在制造圆筒10时，装配销15a-e用于制造大量的锁，其中每个销子具有由周向凹槽17确定的8个弱化区。在本系统中，优选的钥匙具有8个不同的切口深度以及5个销子圆筒，产生三万两千(32,000)个组合。每个凹槽17的宽度w(见图2)大约为0.0060-0.010英寸，并且在垂直方向各个凹槽17(如图2)间距大约为0.0156英寸。在装配锁10的过程中，装配销15a-e(每个销同样都在公差±0.0005内)被放入槽14a-e中且然后被剪断。间隔开分布的凹槽17位于装配销15a-e中，以便被一组可插入的钥匙定位于剪切线18。

图3示出了衬套13正被推向右侧以剪断销子15a-e，下面将对此做进一步解释。剪断后，每个装配销15a-e断开成用作驱动销的上驱动部分15u以及用作固定销的对准的下固定部分1151。圆筒外套11有尾环部分20，而衬套13有倾斜部分13a(见图1)。尾环部分20的一个部分20p(见图6及图7)被弯向倾斜部分13a，后面将对此详述。

参照图4-5，销子剪切和弯边设备30包括锁的固定装置31，该固定装置31带有一个成形孔以形成锁的夹持槽32。锁10与外套11和衬套13以及未剪断的装配销15a-e被放入孔32中，外套11靠在壁32w上。衬套尾部12与可移动的剪切销41配合。正如图4所示，移动剪切销41位于静止位置，该静止位置在弹簧42的作用下偏向右侧。在设备30中还包括剪切柱36，它安装在静止安装块38的圆筒开口37内，该安装块与固定装置31隔开。设备30还包括一个弯边装置50，该装置50包括一个由螺线管E驱动的弯边冲头52。弯边移动销54在图中处于其静止位置，该静止位置在弯边销弹簧55的作用下偏离圆筒外套11。

操作时，包括外套11、衬套13、衬套尾部12以及钥匙16的锁10作为一个组件被放在固定装置31的孔32中。剪切销41受剪切柱36的锤击，从而向圆筒衬套尾部12施加力F，使得衬套13沿Y方向移动。因而销子15a-e被剪断(图3)。衬套13由手动利用钥匙被推回到初始位置。接着，弯边装置50推动弯边移动销54靠着衬套倾斜部分13a弯曲外套11上的环部分20p(见图1、6和7)。

参照图8、8a、9和9a示出本发明的另一个实施方案，其中销子某槽口的结构和衬套的形状便于剪切和旋转。本实施方案中每个销子60都有凹槽或槽口61，例如10个周向凹槽61a-j(参见图8)。每个凹槽61都有倾斜表面区域或倒角63，以利于衬套旋转并且使锁更难撬开。每个倒角63与垂直于销子60之纵向轴线LA(图8a)的平面成倾角C.倒角63的斜面平行于切线T，该切线T在衬套销子槽711的入口边缘处(见图9)垂直于外套-衬套组件65之衬套64的半径R。选择这种倒角斜面最有利于衬套的旋转。从销子60的与钥匙啮合的底端60b到每个凹槽中心的距离列于表1(参见图8)。

                         表1

          字母              距离(英寸)

          A                     0.166

          B                     0.181

          C                     0.196

          D                     0.211

          E                     0.226

          F                     0.241

          G                     0.256

          H                     0.271

          I                     0.286

          J                     0.301

每个槽口61包括位于与纵向销轴线LA垂直的平面Z之上的槽口部分a和Z平面之下的槽口部分b。

外套-衬套组件65中的衬套64具有紧邻于外套67上外套部分67u的平面66，以确定衬套剪切线。剪切后，插入钥匙(图中未示出)，所形成的固定销60t被升高，由此使驱动销60d升高。当衬套64沿任何方向转动时(例如逆时针方向；见图9a)，当固定销60t过高或上驱动销60d的底部过低时，凹槽倒角表面63有助于自由转动。倒角表面63减少了销子碰撞外套或衬套中的外套槽和衬套槽71u、71l侧面的可能性。

参照图10和11，该图示出了一个销子剪切机构78，它包括基座79，座腔81以及可转动的驱动装置82，该驱动装置置于座腔81中以绕纵向轴线A(图11)旋转。可转动装置82包括手轮83和安装在可转动驱动体80中的螺栓84。螺栓84可用扳手(图中未示出)转动以转动驱动装置82。当转动驱动装置82时，通过装置82的主体80上的螺纹88与柱基87上的螺纹89相啮合，使得柱塞87移动。柱塞87沿AA方向直线运动。柱塞87被带有平面92的凹槽91和垂直支柱93阻止转动，该支柱93与表面92接合以防转动。机构78包括锁夹持槽94，该槽94中有防止外套-衬套组件65沿AA方向移动的外套支撑壁94a。在机构78工作时，外套-衬套组件65被放入夹持槽94内，柱塞87向前移动直到它与衬套64接触，然后用扳手转动螺栓84来使衬套64与外套相对移动，直至该装配销60被剪断。当销子被剪断后，手轮83可以沿合适方向转动以旋转驱动装置82，因而使柱塞87沿与AA相反的方向移动。这样做是为了松开外套-衬套组件65，以便将其从机构78上拆除。

                          实施例

由5个装配销槽71u、71l和装配销60构成的房门锁如前所述使每个装配销被剪断以形成一套销(前后排列的固定销60t和驱动销60d)，个装配销被剪断以形成一套销(前后排列的固定销60t和驱动销60d)，其中该装配销槽由对齐的外套槽与衬套槽形成。每个装配销60的外径D为0.114英寸，凹槽中的弱化槽口直径(ND)为0.076英寸(见图8)。每个装配销60在剪断以形成固定-驱动销对之前都包括10个凹槽61a-j。

在剪切之前，房门锁圆筒被运到锁匠那里，锁匠的顾客向锁匠提供一把该顾客所用的打开其它锁的钥匙。锁匠把顾客的钥匙插入锁中，把该锁放入机构78中，然后剪断装配销60。而后，该顾客在家里安装房门锁，该锁可以用顾客现有的钥匙打开。

                              表2

                            销子规格

类型      外径         槽口直径    剪切力F    剪切转矩

          D            ND

挂锁      0.094英寸    0.076英寸    210磅     200英寸磅

房门锁    0.114英寸    0.076英寸    210磅     200英寸磅

每个凹槽的销子槽口直径ND都经选定以保证提供足够的强度，以便在转动钥匙(或带有十字部分以便插入钥匙孔的工具)时，销子60不会损坏，该钥匙在销子60剪断前会以断裂、剪断或扭断形式损坏。例如，将一把淬火钢的钥匙插入到本发明锁的钥匙孔中，并且向钥匙施加大小为240磅/英寸的转矩。该工具断裂而销子60没有剪断。销子凹槽60a-j也被成形以在固定销和驱动销上产生断裂和剪切表面，该表面不平整并便于锁锁住。最后，凹槽61a-j的形状使得销子在加工或锁匠定做过程中断开的时候，形成尾端结构带有倒角表面63的固定销和驱动销60，这有助于在以后的操作中使衬套转动。

参照如图12-16所示的实施方案，挂锁103包括带有外套-衬套组件104a的锁体104，该组件包括衬套105和外套106。图中所示还有锁扣107、钥匙108以及锯齿形状装配销110。

衬套105包括衬套环105c，衬套环形凹槽109、衬套表面105s以及衬套尾部111，凹槽109包括底部109b和侧面109s，它环绕着衬套105(见图13a)。外套106包括上外套部分113和下外套部分114。上外套部分113包括5个外套销槽116。下外套部分中的衬套销槽117括4个槽口108a，当钥匙插入衬套105的销座内时，槽口与销子110的底部对齐。槽116和117沿横向相邻中心的距离如图13所示为距离X。图13和图14还示出弹簧112与销子110的顶端接合，并向下朝向钥匙109推压销子。

参照图14，衬套105已在指定齿面115处由沿剪切线(SL)剪断销子110所需力的作用下沿丫方向移动。剪断后，形成上驱动销119a-e和下固定销121a-e。此外，离钥匙孔入口最近的4个下固定销121a-d分别移动距离X，以与4个上驱动销119b-e对准。上驱动销119a落入衬套内的凹槽109中，在此处由弹簧112a将其向凹槽底部109b压紧。上驱动销119a的定位使衬套105可以转动，但不能从外套106内移出，原因在于侧面109s与上驱动销119a配合。这种防松脱特点增加了挂锁103的安全性。下固定销121e不能在它的衬套槽117中移动，该槽作为销子部分的夹紧孔。

正如图所示，槽116和117的直径尺寸为d。销子110的直径基本与槽相同但略微稍小。相邻槽间的距离足够小，使得当固定销121b从驱动销119b下面移出之前，邻近的销、如固定销121a支撑上驱动销、如驱动销119b(见图14)。

另外，本发明的这种防松脱特点在传统的销子弹簧锁中也十分有用，其中固定销和驱动销先制造，然后装配。在这种锁中，还要加工一个附加外套槽和与之对准的衬套槽，将可剪切的销子放入锁中。衬套包括一个凹槽。当衬套和一个外套装配好后，销子被剪断并且一部分进入衬套凹槽以防止衬套松脱，而同时使得衬套可在外套中转动。

Claims (13)

1.一种锁，该锁包括具有多个相邻外套槽的外套、安装在所述外套内并具有钥匙孔和与所述外套槽对准的多个相邻衬套槽的可转动衬套、以及位于每个所述对准外套槽和衬套槽内的一对可剪切的销子段，每对被剪断的销子段是由初始位于每个对准的外套槽和衬套槽中的未被剪切的单个装配销形成的，其中的改进在于：

a)位于每个外套槽内的销子段是初始位于下一个相邻衬套槽中的装配销的被剪断部分，当锁的钥匙插入所述钥匙孔中时，任一对销子的每个销子段都沿着外套与衬套之间的剪切线顶靠着该对销子的另一销子段。

2.一种锁，该锁具有外套和位于该外套中的多个外套槽、外套内的可转动衬套、钥匙孔以及衬套中的与所述外套槽对准的多个衬套槽，其中的改进包括：

a)在所述衬套内与其中一个外套槽对准的环状凹槽；以及

b)所述被剪断的销子段包括：

1)位于所述这个销子槽中的被剪断的第一销子段，该第一段是初始位于所述这个外套槽内的第一装配销的被剪断部分，所述被剪断的第一销子段也延伸入所述衬套凹槽内，以及

2)位于相邻衬套槽内的第二销子段，该第二销子段是该第一装配销的被剪断的部分。

3.如权利要求2的锁，其特征在于：

a)安装在其它每个对准的外套槽和衬套槽中的其它对销子段，当该锁的钥匙插入所述钥匙孔中时，任一对销子的每一段沿位于外套与衬套之间的剪切线顶靠着该对销子的另一段。

4.权利要求3的锁，其特征在于：

a)每一个外套槽内的销子段都是下一个相邻衬套槽内的销子段的被剪断部分。

5.如权利要求2的锁，其特征在于：

a)该锁包括一挂锁体；

b)所述可转动衬套转动地安装在所述外套内的第一位置，所述衬套具有钥匙孔和多个与所述外套槽对准的衬套槽并且移动到第二位置，在该第二位置某些所述衬套槽与其在第一位置对准的那些外套槽相邻的下一个外套槽对准。

c)当所述衬套处于所述第一位置时，局部弱化的装配销位于每个对准外套槽和衬套槽中，以及提供一弹簧用于将每个所述装配销推入所述对准的衬套槽中；

d)所述外套-衬套组件安装在所述挂锁体中，所述衬套处于该第一位置并将由此移动到所述第二位置；以及

e)将所述衬套保持在该第二位置的锁定装置。

6.如权利要求5的锁，其特征在于：

a)所述外套具有纵向外套轴线并且多个外套槽沿该外套轴线彼此间隔开预定距离，

b)所述可转动衬套具有纵向衬套轴线，它沿外套轴线在第一位置可转动地安装在所述外套内，

c)多个衬套槽沿所述衬套轴线彼此间隔开预定距离，

d)所述第一位置和所述第二位置之间的距离等于所述预定距离；

e)安放在每个所述对准的外套槽和衬套槽中的每个装配销具有一组间隔开的可剪切弱化区，当该衬套从第一位置移动到第二位置时，这些弱化区中的选定区域将被剪切，以及

f)所述衬套安装在该挂锁体内，用于在挂锁体的内部从第一个位置移动到第二个位置。

7.如权利要求6的锁，其特征在于：

a)当该衬套位于所述第一个位置时，所述凹槽在该衬套内沿该衬套轴线与最接近于该衬套之所述一端的对准的外套槽和衬套槽间隔开所述预定的距离。

8.如权利要求7的锁，其特征在于：

a)当所述衬套位于所述第一个位置时，该衬套的所述这端位于挂锁体的外部，而当它在该第二个位置时，该端部位于挂锁体的内部。

9.如权利要求1-8中任一项的锁，其特征在于：

a)所述销子具有足够强度以防止它在通过所述钥匙孔向所述衬套施加转动力时被剪断。

10.一种制造锁的方法，该锁具有外套、在该外套内转动式安装并具有钥匙孔和环形凹槽的可转动衬套，位于外套和衬套之间的剪切线、外套内的多个外套槽、衬套内的多个对准的衬套槽以及位于每个对准外套槽和衬套槽内的局部弱化的装配销，该方法包括以下步骤：

a)通过施加一剪切力来剪切每个装配销，该剪切力使衬套沿剪切线移动，以便将每个销子剪断成两个销子段，一个是外套驱动销、另一个是衬套固定销；以及

b)使衬套在外套内进一步移动，以便外套槽与所述衬套凹槽对准。

11.如权利要求10的方法，其特征在于：

a)在衬套的所述进一步移动之后，一个被剪断的驱动销部分地置于所述凹槽内；

b)在衬套的所述进一步移动之后，除了所述这个置于凹槽内的被剪断的驱动销之外，每个被剪断的驱动销都由相邻的固定销支撑。

12.一种制造锁的方法，该锁包括：具有纵向外套轴线和多个沿该外套轴线设置的相邻外套槽的外套，可转动的衬套、该衬套具有纵向衬套轴线、它可绕该衬套轴线转动地安装在所述外套内并具有钥匙孔和多个沿该衬套轴线设置并与所述外套槽对准的相邻衬套槽，以及位于每个对准的外套槽和衬套槽中的可剪断的装配销，所述外套和衬套在其间确定一剪切线，所述衬套沿该外套轴线的轴向位于第一轴向位置，在该位置所述外套槽和衬套槽处于第一对准位置，该方法包括：

a)在外套内沿轴向将该衬套移至第二个轴向位置，以便沿剪切线将每个装配销剪断形成位于每个外套槽内的被剪断的驱动销和位于每个衬套槽内的被剪断的固定销；以及

b)在第二个对准位置使该外套槽与该衬套槽对准，在该位置位于每个对准外套槽内的被剪断的驱动销都是位于下一个相邻对准衬套槽内的固定销的被剪断部分，当该锁的钥匙插入到其钥匙孔内时，位于每个衬套槽内的固定销就在该剪切线处顶靠着对准外套槽内的驱动销。

13.如权利要求12的方法，它还包括：

a)将衬套固定在所述第二轴向位置。

14.如权利要求12的方法，其特征在于：

a)所述可旋转的衬套具有一环形凹槽；

b)当该衬套位于第一个轴向位置及外套槽和衬套槽处于第一个对准位置时，该环形凹槽与外套槽和衬套槽的第一个对准位置沿该衬套的轴线方向隔开；

c)在每个所述外套槽中放入一个弹簧，以将该装配销推入该衬套槽内；

d)使所述外套槽和一个与所述衬套凹槽对准的外套槽对准，在所述弹簧的作用下，位于一个外套槽内的驱动销延伸入所述衬套凹槽中。

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