CN1230239A - 具有安全锁定的钥匙控制的锁 - Google Patents

Abstract

公开了一种锁(200),当锁(200)打开时,钥匙既不能转动也不能取出。锁体(10)是由两个完全相同的部分(34,36)组成的,每个部分的内表面(38)具有容纳锁(200)运动零件的结构(104,106,108)。锁芯(图6)带有一个插头(118),其可操作地与延伸部分(30)啮合。锁的钩环(24)由锁轴承(26)咬合,轴承(26)由延伸部分(30)固定在位置上。转动钥匙就使插头(118)转动,从而使延伸部分(30)转动。由于锁轴承(26)不再被固定在位置上,这使得锁钩环(24)脱开。当锁的钩环(24)被抽回后,其轮廓与锁轴承(26)贴靠,使得锁轴承(26)咬合住延伸部分(30),从而防止延伸部分(30)、插头(118)和钥匙发生转动。

Description

具有安全锁定的钥匙控制的锁

背景

本发明涉及一种钥匙控制的锁。特别是，涉及一种当锁打开时，钥匙既不能转动也不能取出的锁，这样提供了一种防止意外锁定的附加保护措施。

发明综述

本发明涉及一种锁体，其由两个完全相同的具有若干整体形成的零件的铸造部分组成。这些零件使锁易于装配并帮助将锁的运动零件固定在适当位置上。各部分由塑料材料制成，形成了一个坚固的轻量装置。在每个部分的多个零件中包括一可在其上放置标牌的凹进部分，用于在装配中对齐两个部分的许多凸出和孔，以及用于固定、支撑和定向各种运动零件的若干直立的支撑结构、凹陷和其它结构。锁体还带有一个受限制的钥匙孔以防止填塞。

在本发明的一种锁中，锁的钩环在其长腿内侧带有一第一凹口，靠近长腿端部有一个颈状部分，在凹口和颈状部分间有一个凹陷的内表面。颈状部分由圆周凹痕形成，比凹口浅。

在钩环处于锁住位置时，锁轴承咬合住凹口并被由钥匙转动的止动件固定在位置上。这样，锁轴承防止钩环被拉回。转动钥匙移动止动件，允许锁轴承从凹口中移出。由于锁轴承不再被止动件固定在应有位置上，作用在钩环上的向上的力使钩环能够被拉回，这样就把锁打开了。

当钩环被拉回时，原来咬合住钩环长腿上凹口的锁轴承防止钥匙转动。这是因为在转动钥匙时，锁轴承部分地妨碍，从而阻止了止动件移动。当重新插入钩环的短腿时，锁轴承重新进入钩环长腿的凹口中，并在转动钥匙时不再阻止止动件转动。

可在钩环短腿内侧形成一个附加的凹口，位于第一凹口对面。在这种情况下，使用第二锁轴承以咬合第二凹口，这样就为锁钩环的止动机械装置提供了附加的强度。

附图简要描述

本发明通过下面的附图得以最好的理解，其中：

图1所示为处于锁住位置的锁的透视图；

图2所示为形成锁体的一个部分的内部透视图；

图3所示为处于锁住位置的运动零件的俯视图；

图4所示为处于打开位置的运动零件的俯视图；

图5所示为延伸部分的视图；

图6所示为锁芯的视图；

图7所示为锁钩环的视图；

图8所示为带槽件的详细视图。

优选实施例详细描述

本发明的锁200具有一个锁体10，锁体10最好由轻重量的具有良好耐冲击性和耐化学腐蚀性的塑料树脂形成。塑料树脂比钢既轻又便宜。它们也适合于在恶劣天气环境中长期使用并能经受住较大的温度变化。而且，不象通常形成锁体的大部分金属，塑料树脂是不导电的。

在优选实施例中，锁体10由General E1ectric公司制造的XENOY^TM形成。选择这种材料是因为其强度、耐冲击性和耐化学腐蚀性及其低密度。根据本发明也可使用其它塑料制造锁体。

锁体10的外部带有一个稍稍凹进的矩形部分12。这个部分适于放置带有识别信息、说明等的标牌或不干胶标签。作为另外一种选择，凹进部分可以是圆形、三角形或正方形。实际上任何二维形状都满足。

锁体还带有一个位于其底面16上的一个蝴蝶形状的钥匙孔14。钥匙孔带有安装在锁体10内的第一对和第二对靠合件18、20。这些靠合件，或钥匙挡块，限制了钥匙的转动。在优选实施例中，钥匙柄碰到一对或另一对钥匙挡块18、20前，钥匙只能在锁住和打开位置间转动约90°。

锁体10在其具有钥匙孔14的底部约为1/8”厚。这意味着，相对于锁体10的底面16，锁芯22入口至少要凹进这么大距离。凹进成形的钥匙孔14提供了防止挖和填塞锁的附加保护措施。

锁体内有一个容纳锁运动零件的锁空腔。运动零件包括锁芯22，锁钩环24，球形锁轴承26、28和延伸元件30。运动零件由锁体10的成形内表面38固定在适当位置上。

锁体10由两个完全相同的用前述XENOY^TM合金制造的半边或部分34、36组成。每个部分是具有纵轴线A、内表面38和外表面40的单个铸件，轴线A把该部分分成左侧和右侧。内表面38由一对侧壁42和44以及顶壁46和底壁48围成。

内表面38包括若干整体形成的零件。这些零件使锁易于装配，帮助把一部分连接到另一部分，和/或在锁装配完后把运动件固定在应有位置上。使用两个完全相同的部分简化了制造，因为只需要制造和在手头保存一种零件即可装配。

每个部分具有一体形成的定位柱50、52和接收孔54、56。一个部分上的柱与相对部分上的孔配合。柱和孔在装配中有助于对齐这两部分。两个定位柱中的第一个50位于该部分顶壁46的边58上，约处于纵轴线A和侧壁42中间。第一定位柱50与(相对部分上的)位于边58上的第一孔配合，该孔约处于该部分的纵轴线A和另一侧壁44中间。第二定位柱52位于该部分的底壁48附近并靠近侧壁42，其与位于底壁48附近并靠近相对部分另一侧壁44的互补接收孔56配合。

在每个部分上还有两对企口接合件以在装配锁体时起辅助作用。当两个部分被超声焊接在一起时，该企口接合件还起到能量导向器的作用。

第一对企口接合件的凹槽件60是L形的，其中一个腿62沿锁部分的一个侧边64延伸，第二腿66沿底边68的一侧延伸。该凹槽的互补凸槽件70具有沿另一侧边74延伸的第一腿72和沿底边68另一侧延伸的第二腿76。

第二对企口接合件位于顶边58的中间部分。在该第二对企口接合件中，凹槽78从顶边58部分地向侧边64的方向延伸。凸槽件80同样从顶边58部分地向另一侧边74的方向延伸。这样，企口接合件就出现在该部分的全部四个边上。

如图8所示，每个凹槽件具有一对凹槽侧壁82、84和一个底部86。凹槽件的底部具有锯齿状部分88。更适宜的是，锁体通过用超声波将两个相对部分焊接一起而形成。在该工序中，当至少一部分凸槽件融化时，凸槽件和凹槽件就融合在一起。当塑料树脂在焊接操作中软化并流动时，凹槽件中的锯齿状部分能够容纳塑料树脂。作为另外一种选择，当使用粘接剂代替或作为超声波焊接的补充时，锯齿状部分可容纳过量的粘接剂。

应该注意到在优选实施例中，在装配过程中帮助对齐两个部分的定位柱50、52，比在密封锁体中起辅助作用的凸槽件70、80要高。

每个部分在其顶边58靠近侧边处具有两个分开的半圆形钩环切口90、92。这些切口相对该部分的纵轴线A对称布置。在装配完的锁体中，相对的一对切口形成钩环开口，当钩环处于锁住位置时，J形锁钩环24的腿占据该开口。如图2所示，部分34上的钩环切口与位于顶边58上的企口接合件相邻。

每个部分在其底边上还有一个中心切口94。该中心切口形成蝴蝶形钥匙孔14的一半。当锁装配完后，一个中心切口与其位于相对部分上的倒象切口配合形成一个具有一对前述钥匙挡块的蝴蝶形钥匙孔14。

每个部分的内表面由许多直立的支撑结构96组成，支撑结构96帮助支撑、固定和定向各种锁构件。在这些结构中包括两排小的支撑筋98，每排支撑筋与顶边上的半圆形钩环切口90、92之一对齐。每排支撑筋与该部分的相邻侧边平行，其形状为能够容纳锁钩环的一条腿。第二定位柱52位于这两排之一远离半圆形钩环切口的端部。该定位柱52作为锁钩环24长腿132的挡块，保证后者不会在锁体10中下降太深。

每个部分还具有一单排位于中心的大支撑筋100。这排大支撑筋从该部分内侧的底边靠近钥匙孔14中心切口处，向上到约锁体的三分之二。这排位于中心的大支撑筋100的形状和尺寸适合于容纳锁芯22。锁芯放在这一排上并顶住中心切口的内表面。与该部分一体的一对壳体挡块102防止锁芯体向上移动。

与每个部分一体的还有一个凹陷结构104，用于容纳和固定锁芯的圆柱形延伸部分。如图2所示，凹陷结构是以沿部分纵轴线A伸展的第一沟槽形式出现的。其从内表面38上的靠合件110、112伸展到该部分34的顶壁46。

弧形结构的每一侧有两个浅碗形凹陷106、108，凹陷也位于该部分内侧上部的顶部元件上面。这些凹陷由第二沟槽形成，该沟槽相对于第一沟槽横向放置，并与纵轴线A交叉。这些凹陷的大小能够容纳锁轴承26，锁轴承用于咬合锁钩环上的凹口。当锁装配完并处于锁住位置时，如图3所示，锁轴承被固定在一对相对凹陷间的支撑部分，一侧以延伸部分30为界，另一侧以锁钩环为界。

每个部分另一特征是一对位于每个碗形凹陷下面的L形焊接靠合件110、112。该焊接靠合件比任一排支撑筋都高。然而，焊接靠合件不象凸槽件或定位柱从该部分向上延伸那么远。焊接靠合件位于该部分的中心区域，远离该部分的边，从而，远离企口接合件。在超声波焊接操作中，当把两部分放在一起并且企口接合件被融化时，焊接靠合件相互对接在一起。这样，焊接靠合件就防止这两部分被相互压得太近而干涉正常的锁和开锁操作。实际上，焊接靠合件还能保持相对的筋被以最小预定距离分开。

图3所示为锁被锁上时，一个部分中锁运动件的外观。如图6所示，锁芯有一壳体114，壳体具有整体形成的销钉架116。锁芯还有插头118，插头在一端有一个钥匙插孔用于容纳钥匙。至少插头的一部分位于壳体114内。在远离钥匙插孔的插头另一端有一个一体形成的插头突出122。该插头和插头突出用钥匙转动。

图3锁芯上面所示为延伸部分30，其位于两个凹陷106、108间的结构中。在装配完的锁中，延伸部分30位于由相对结构形成的延伸空腔中。如图5所示，延伸部分30大体上为圆柱形并在其一端有一延伸突出124。延伸突出与锁芯插头118上的插头突出122相配套。当钥匙转动锁芯插头时，插头和插头突出沿纵轴线A转动。在这个运动中，插头突出接触并接着转动延伸部分30。

如本领域普通技术人员所熟知的，可以替换插头和延伸部分上的互补接触突出，例如，通过在这些构件上形成的互补凸凹元件。插头和延伸部分可以改为能够完成二者功能的一个单个零件。作为另外一种选择，它们可以包括许多可操作接合的元件，这些元件共同完成这些相同的功能。

延伸部分在其圆柱侧壁130上还具有一对弧形底切部分126、128。底切部分的尺寸和形状最好与锁轴承26、28一致。当锁处于锁住位置时，底切部分与锁轴承成直角。在该位置时，每个锁轴承的一侧占据了一个钩环凹口136、138，同时另一侧由延伸部分的圆柱壁130固定在其应有的位置上。当锁轴承被固定在该位置时，钩环24不能被拉回。

钩环具有一个长腿132和一个短腿134。在优选实施例中，每个腿具有一个位于内侧腿表面上的凹口136、138。每个凹口136、138的曲线形状与延伸部分的底切部分曲线形状相似。在其端部附近，钩环的长腿132还具有一个径向对称的颈状部分140，该颈状部分有一个圆周凹痕。在长腿的凹口和颈状部分之间有一个位于长腿内表面上的凹进平面部分142。该部分相对长腿132的圆柱轮廓向内凹进。然而，长腿凹口136比凹进平面部分142或颈状部分140的圆周凹痕要深。

锁轴承26、28是球形金属球，其也可以是塑料的或陶瓷的，其尺寸适合于延伸部分的底切部分及钩环凹口的轮廓。当钩环24处于锁住位置时，轴承被固定在钩环凹口和延伸部分30的圆柱壁130之间。当钩环被拉回时，轴承仍靠在该部分的前述凹陷中，但能够稍稍移动一些。

为打开锁，穿过限制的钥匙孔14把钥匙插入到锁芯22的插头118中。一旦钥匙的凹口与锁芯中相应的制栓销钉相匹配，在插头118和锁芯壳体114间就形成了正确的剪切线。这允许钥匙、锁芯插头118和延伸部分30转动到钥匙挡块20。最好转动钥匙约90°以实现开锁。

当转动钥匙打开锁时，插头118和延伸部分30也转过90°。这使得底切部分126、128变成与锁轴承对齐。当延伸部分和底切部分处于该位置，并且施加一个力以从锁体拉回钩环时，锁轴承26、28被从钩环24的凹口136、138中挤出来并咬合住延伸部分的底切部分。这允许短腿自由地从锁体中通过。当如图4所示打开时，钩环可绕仍然保持在锁体10中的钩环长腿转动360°。

当钩环24被拉回时，锁轴承26或者与凹陷部分142或者与长腿颈状部分140对接。因为这两个部分不象凹口136那样深，所以锁轴承26至少部分地进入到底切部分128中。如果现在要转动钥匙，锁轴承26将被挤在底切部分128内壁和钩环长腿132的平面142间。这阻止了钥匙被转动。

要锁住锁，必须把钩环24的短腿134插入到锁体中。这允许锁轴承26能够进入长腿的凹口中，使其不再占据底切部分128。在这种情况下，延伸部分30，从而钥匙可以被转动，而不会受到锁轴承26的阻碍。

尽管最好在两条钩环腿上都有一个凹口，短腿134上的凹口138对实施本发明不是绝对关键的。可以去掉短腿上的凹口138，与其相应的锁轴承28及延伸部分30上的相应底切部分126。这样，则只有长腿132有一个凹口136，并只有单个锁轴承26和在延伸部分上形成的单个底切部分128。并且如上所述，延伸部分可与锁芯插头形成一体，从而减少运动件数量。

锁的装配十分简单。将第一部分36放在平面上，该部分的内表面38朝上。然后把钩环24、锁芯22和延伸部分30放在做成能容纳它们的这些内部件上，其中钩环放在插入位置上。当钩环被插入时，锁芯22中仅能以一种方式放置，销钉架116位于钩环24短腿134的下方，如图3所示。下一步，将锁轴承26、28放在延伸部分30和钩环凹口136、138之间。然后，将第二部分34放在运动件上并与第一部分36对齐。然后把这两部分用超声波焊接，形成锁200。该装配工序与先有技术不同，在先有技术中，先把一个已经具有钩环和锁芯的锁体固定在适当位置上，在锁体上钻孔，把锁轴承等放在预定的位置上，然后封闭钻孔。

尽管这里描述了被认为是本发明最佳的实施例，但对本技术领域普通技术人员来说，很显然，在不超出如后附的权利要求书所确定的本发明的范围及精神实质的情况下，对本发明可进行各种改变和变型。

Claims (13)

1．一种锁体结构，包括：

由完全相同的零部件形成的第一和第二部分，每个所述部分具有一个纵轴线，一个外表面，一个内表面和一个围绕所述内表面并在壁边界终止的直立壁，当第一和第二部分的所述内表面互相面对时，所述第一和第二部分所述壁边界适于相互贴靠以在所述第一和第二部分间限定一个锁空腔；

在每个所述第一和第二部分内表面上形成的多个直立支撑结构，当所述第一和第二部分的壁边界靠在一起时，所述第一部分的所述支撑结构与所述第二部分的所述支撑结构被分隔开，并在其间限定了许多预定间距的空间以容纳锁构件。

一对分开的锁钩环开口，该开口由每个所述第一和第二部分的所述壁之一上形成的一对锁钩环切口限定，当所述壁边相互贴靠时第一部分锁钩环切口与第二部分锁钩环切口相对。

一个钥匙孔，该孔由由每个所述第一和第二部分的所述壁之一上形成的钥匙孔切口限定，当当所述壁边相互贴靠时第一部分钥匙孔切口与第二部分钥匙孔切口相对。

2．根据权利要求1所述的锁体结构，其特征在于，所述第一和第二钥匙孔切口形成第一和第二对钥匙靠合件，当所述第一部分边与第二部分边贴靠并且钥匙插入到所述钥匙孔时，所述第一对钥匙靠合件设置成在第一方向上挡住钥匙的转动，所述第二对钥匙靠合件设置成在第二方向上挡住钥匙的转动。

3．根据权利要求1所述的锁体结构，其特征在于，每个所述第一和第二部分是单块铸造塑料。

4．根据权利要求1所述的锁体结构，还包括至少一个沿所述第一部分边之一延伸的第一高度的凸槽件，和至少一个沿所述第二部分边延伸的凹槽件，当所述第一部分边与所述第二部分边贴靠时，所述凸槽件与所述凹槽件相对。

5．根据权利要求4所述的锁体结构，还包括一个在所述第一表面上形成的柱和一个在所述第二表面上形成的互补孔，所述柱具有超过所述第一高度的第二高度，当所述第一部分边与所述第二部分边贴靠时，所述柱与所述互补孔相对。

6．根据权利要求1所述的锁体结构，其特征在于，所述第一部分还包括远离所述第一内表面所述边壁的第一和第二靠合件，所述第一靠合件与位于所述第一纵轴线对侧的第二靠合件相对，

所述第二部分还包括远离所述第二内表面所述边壁的第三和第四靠合件，所述第三靠合件与位于所述第二纵轴线对侧的第四靠合件相对，

当所述第一部分边与所述第二部分边贴靠时，所述第一靠合件与所述第四靠合件相对，所述第二靠合件与所述第三靠合件相对，

当所述第一靠合件与所述第四靠合件贴靠并且所述第二靠合件与所述第三靠合件贴靠时，所述第一及第四靠合件和所述第二及第三靠合件在相对的第一和第二部分直立支撑结构间保持最小的预定距离。

7．根据权利要求1所述的锁体结构，其特征在于，每个所述第一和第二部分还包括

沿第一部分纵轴线形成的第一沟槽和与第一沟槽横向交叉并与纵轴线交叉的第二沟槽，

当所述第一部分边与所述第二部分边贴靠时，所述第一部分的第一和第二沟槽与所述第二部分的第一和第二沟槽相对，以在其间形成预定距离的空间以容纳运动的锁零件。

8．可在锁住和打开状态间运动的锁，所述锁包括：

由两个完全相同的第一和第二部分形成的锁体，所述第一部分具有第一纵轴线、第一外表面、第一内表面、围绕所述第一内表面的第一部分壁和在所述第一部分壁上形成的第一部分边，所述第二部分具有第二纵轴线、第二外表面、第二内表面、围绕所述第二内表面的第二部分壁和在所述第二部分壁上形成的第二部分边，当所述第一内表面与所述第二内表面相对时，所述第一部分边与所述第二部分边贴靠以在所述第一和第二部分间限定一个锁空腔；

通过使第一和第二钥匙孔切口相对在所述锁体上形成的钥匙孔，所述第一钥匙孔切口形成在所述第一部分壁之一上，所述第二钥匙孔切口形成在所述第二部分壁之一上。

通过使第一和第二对钩环切口相对在所述锁体上形成的分开的第一和第二钩环开口，所述第一对钩环切口形成在第一部分壁之一上，所述第二钩环切口形成在相对的所述第二部分壁之一上；

可在插入和拉回位置间移动的锁钩环，当所述锁钩环处于所述插入位置时，所述锁钩环第一钩环腿占据所述第一钩环开口，第二钩环腿占据所述钩环开口；以及

多个位于所述锁体内的锁元件，其可操作地与所述锁钩环接合以允许所述钩环在所述插入和拉回位置间移动，移动取决于通过所述钥匙孔插入入到所述锁元件的钥匙的转动。

9．根据权利要求8所述的锁，还包括

在每个所述内表面上整体形成的多个直立支撑结构，所述第一内表面上的所述支撑结构和所述第二内表面上的支撑结构分隔开并且相对，以在其间限定多个预定尺寸的空间；

具有沿所述第一和第二纵轴线的第一部分延伸的锁芯插头的锁芯，所述锁芯插头安装成当从所述钥匙孔插入到所述插头的钥匙转动时，其沿所述轴线转动。

所述第一和第二钩环腿和所述锁芯占据所述多个空间。

10．根据权利要求9所述的锁，其特征在于，

每个所述第一和第二部分还包括沿各自第一和第二纵轴线的第二部分形成的第一沟槽，

所述第一部分第一沟槽与第二部分第一沟槽相对以在其间限定一个延伸部分空腔，一个延伸部分元件位于所述延伸部分空腔中，当通过所述钥匙孔插入到所述锁芯插头中的钥匙转动时，所述延伸元件与所述锁芯插头一起转动。

11．根据权利要求10所述的锁，其特征在于，

每个所述第一和第二部分还包括与第一沟槽横向交叉并与各自第一和第二纵轴交叉的第二沟槽，所述第一部分的第二沟槽与第二部分的第二沟槽相对以在其间限定一对分隔开的轴承支撑空间；

第一和第二钩环咬合件可移动地定位在所述轴承支撑空间中；

第一凹口形成在所述第一钩环腿上，第二凹口形成在所述第二钩环腿上；

当锁处于所述锁住状态时，所述第一和第二钩环咬合件咬合住各自的所述第一和第二凹口。

12．根据权利要求9所述的锁，其特征在于，

所述第一部分还包括远离所述第一内表面的所述边壁的第一和第二靠合件，

所述第二部分还包括远离所述第二内表面所述边壁的第三和第四靠合件，

所述第一靠合件与所述第四靠合件相对，所述第二靠合件与所述第三靠合件相对。

13．根据权利要求12所述的锁，还包括

至少一个沿所述第一部分边之一延伸的凸槽件和至少一个沿所述第二部分边延伸的凹槽件，所述凸槽件插入到所述凹槽件中，所述凸槽件的至少一部分被融化，其特征在于，

至少所述第一及第四靠合件和所述第二及第三靠合件之一相互贴靠，以在相对第一和第二部分上的所述直立支撑结构间保持最小预定距离。

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