用于防碰撞的圆柱锁的定型顶部销的制作方法

专利名称：用于防碰撞的圆柱锁的定型顶部销的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆柱锁，其釆用可线性位移通过剪切线的销，更 具体地，涉及一种改进现有锁的方法，以及一种锁组件和改进的锁组 件，该改进的锁组件用于防止窃贼使用基于冲击和动量的物理现象的
方法(比如碰撞(Bump)或撞匙(Bumpkey)方法)来擅自操纵圆 柱锁。
背景技术：
在本发明所预期的一般类型的圆柱锁中，具有多个为圆柱销形式 的栓，它们被安装在圆柱筒或钥匙塞内的径向孔中。这些栓的下端突 出进入钥匙内的槽内。筒或钥匙塞被圆柱体包围，该圆柱体具有多个 与钥匙塞内的那些孔相应及对准的径向孔。圆柱体的内侧和塞的外侧 之间的边界限定剪切线。圆柱体容纳另一组圆柱销，这些圆柱销被螺 旋弹簧朝向中心按压。在外圆柱中的销被称为传动销或顶部销。
当所述塞内没有钥匙时，栓和传动销孔对齐，并且传动销突出越 过剪切线进入塞内的栓孔，防止其发生转动。为了打开锁，插入钥匙， 该钥匙具有限定可选择的凹槽和突起的各种缺口或槽，这些凹槽和突 起使每个栓被保持在确定的升起位置，使得在每个孔内的传动销和栓 销之间的分界线与圆柱和塞之间的剪切线重合。当所有的销都适当地 被定位时，塞可自由转动，并且通过转动塞而能够打开锁。
圆柱锁容易受到许多擅自操纵方法的攻击，包括碰撞或撞匙的方 法。该方法采用冲击和动量这种公知的物理现象。
一种被称为撞匙的简单窃盗工具已经被研发出来，该工具使用钥 匙毛坯。钥匙毛坯的凹陷区都尽可能地深。在该方法中，碰撞工具可 以是许多设备，包括小锤子、大螺丝刀的头部、木锤或"战斧"，碰撞 工具用来在撞匙插进锁内时冲击撞匙。这种新的研发危及到锁的安全性并给公众造成严重的危险，给圆柱锁工业带来挑战。
每个商户和每个消费者都潜在地成为这种称作碰撞的开锁技术的 受害者。如果他们在其居住、工作或经营业务的地方都使用传统的销 栓型圆柱锁，那么他们就会处于危险之中。世界范围内存在许许多多 的现有类型的销栓型锁，这些锁容易受到碰撞的影响，因此这是一个 现实的问题。
关键问题是获得与目标锁相配的钥匙的能力。这需要辨别制造商 和钥匙槽，使得能够制造合适的撞匙。如果这种挑战得到满足，那么 显然所有传统的销栓型圆柱锁都处于危险之中。
由于深度和空间的问题，已经被切割来配合任意的锁的钥匙要比 毛坯更好地工作。这种钥匙内的切口被锉到最深的深度，并且使用碰 撞工具时，销被碰撞而迫使传动销在剪切线以上，然后锁被打开。
一种"999"或撞匙可以是配合特定销栓型锁的任意钥匙，而且已经 被改进，使得所有的切口都到由每个制造商限定的最深的可允许位置。 术语"配合"意思是钥匙会进入钥匙槽(锁的前部),但是它不会打开锁。 为了说明，所有的在公寓单元内的锁都由一个制造商生产，而且具有 一样的钥匙槽，就是说公寓101的钥匙能够进入公寓207 (或者任何 其它公寓)的锁，但是仅仅会打开公寓101，该钥匙是针对这个公寓 切割的。在该例子中用于任一公寓的任一钥匙都能够在单元范围内被 修改成撞匙，并且潜在地使用了同样或类似制造商的锁的其它单元也 是如此。
"999"一词大约在25年前出现在丹麦，当时锁匠们开始为他们国 家内的一个特定制造商制作的锁切割钥匙，将所有位置切到9个最深 的可能编码深度。由此，每个分配的深度由每个卖主给定一个不同的 "编码"号，使得他们的钥匙通过这个编码能够进行复制，而不实际需 要物理钥匙。通常存在十个单独编码的深度，从0到9，其中0是最 浅的，9是最深的。因此，这些钥匙被称为"999"钥匙。术语"堆积高 度"是指从最深的可能编码深度测量的在塞中的栓销的高度并且该高 度由制造商变动。本领域的技术人员将会认识到，在每个孔中可以使
5用多个栓销，但是为了方便和清楚起见，在所示的实施方式中在每个 栓销孔中布置了单个栓销。术语"剪切线高度"意思是该高度是塞的半
径。参照图4，插入撞匙后的栓销和任意主开口销的最高组合的上唇 缘(lip)总是低于剪切线18，而且栓销32e代表锁内栓销和任意主开 口销的最高组合。这也能够从图3看出，其中栓销32e是最高的栓销。 这是本发明的重要方面，即插入撞匙后的栓销和任意主开口销的最高 组合必须低于剪切线一定距离，该距离大于特定传动销26e的唇缘的 厚度。
术语"碰撞"指在钥匙被插进锁时，通过用碰撞工具"碰撞"或敲击 钥匙，迫使钥匙与栓销相互作用的过程。这需要碰击钥匙的头部，引 起它快速向前移动，通常大约0.25mm。当钥匙被正确碰撞时，能量 施加给所有栓销的底部，而且能量被传递给传动销，碰撞传动销向上 运动越过剪切线，现在锁的剪切线被跳过，塞能被转动来打开锁。发 生碰撞是因为所有传统的销栓型锁的固有设计问题导致的，而且是基 于冲击和动量的物理定律，其中被冲击的栓销会保持在适当位置，并 且与栓销相接触的传动销将会被冲击能量向上推动。
碰撞发生是由于利用每个室内两个或更多个销的布置，以及在这 些销跨过剪切线时短暂分离这些销的能力。当底部或栓销的底部经由 钥匙上的切口被撞击时，顶部销或传动销被向上反弹。在几毫秒内在 底部销和顶部销之间产生间隙。如果在该短暂的分离过程中施加一个 力矩，就不可能阻止所述塞发生转动。

发明内容
鉴于现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的一个目的是提供一 种改进的防止碰撞的圆柱锁。
本发明的另 一 目的是提供一种改进的防止碰撞的圆柱锁，其利用 传动销，所述传动销被特别设计成定型的销结构并且其尺寸与底部销 和剪切线之间的最小可能距离相关，这个距离在撞匙被插入的情况下 栓销的最大可能堆积高度处于塞内时发生。这是本发明的重要方面， 以最小化或防止锁通过碰撞而打开。本发明的另 一 目的是提供一种改进现有圆柱锁的方法，该方法能 够被锁匠或锁的所有人容易地实施。
本发明的另一个目的是提供一种改进后的圆柱锁，该锁是按照本 发明的方法制造的。
概括来说，本发明的锁是改进形式的圆柱锁，其中传动销结构与 圆柱、塞和栓销的尺寸相配合地被特别设计，以便在利用碰撞方法来 试图打开锁时，防止传动销被迫向上而在剪切线以上。
上述和其它的对于本领域技术人员显而易见的目的，都可在本发
明中实现，这指向本发明的一个方面，即销和栓型圆柱锁，包括 圆柱；
可转动地安装在圆柱中并具有钥匙槽的塞，所述塞在圆柱的内表 面和塞的外表面之间形成剪切线，所述圆柱和塞具有多个对准的径向 销接纳孔；
按压安装在圆柱孔中的顶部传动销的弹簧，每个传动销具有大致 相同的高度或不同高度，并且为了制造容易而优选对称，但也能够不 对称；和
安装在对准的塞孔中的栓销；
其中每个顶部传动销具有较小直径的中间部分，该中间部分至少 形成具有内表面和外表面的下部唇缘，在该中间部分处每个顶部传动 销唇缘的外表面与对准的栓销的上表面接触，并且每个顶部传动销唇 缘的内表面在所述剪切线以下。
在本发明的另一方面，所述径向销接纳孔可以是径向和非径向孔 的任意组合或者都是非径向的孔。
在本发明的又一方面，顶部传动销是对称的，每一端具有包括外 表面和内表面的唇缘，使得销能够放置在圆柱孔内，使任一端向下面 向塞孔。
在本发明的另一方面，顶部传动销的唇缘的厚度等于或小于剪切 线的高度减去锁的最高栓销堆积高度的差。
本发明的另一方面，提供一种改进现有的销和栓型圆柱锁的方法，以提高锁的耐碰撞性，包括以下步骤
提供一种销和栓型圆柱锁，该销和栓型圆柱锁包括 圆柱；
可转动地安装在圆柱中并具有钥匙槽的塞，所述塞在圆柱的 内表面和塞的外表面之间形成剪切线，所述圆柱和塞具有多个对准的 径向销接纳孔；
按压安装在圆柱孔中的顶部传动销的弹簧；和 安装在对准的塞孔中的栓销； 去除现有锁中的至少一个传动销；以及
用本发明的传动销替换至少一个并且优选全部传动销，使得每个 被替换的顶部传动销下唇缘的内表面在所述剪切线以下。
在本发明的另一方面，提供由本发明的方法制造的改进后的销和 栓型锁。


相信是新颖的本发明的特征以及本发明的特征元素都在所附加的 权利要求书中具体地提出。附图只是用于说明的目的而且不是按比例 绘制。然而，本发明本身，对于操作的机构和方法都可通过参照结合 附图给出的详细说明获得最佳的理解，其中
图l是体现本发明的特征的圆柱锁的横截面侧视图。 图2和图1相似，仅仅不同之处是，被适当切割以开锁的钥匙已 经插进锁内，而且所述锁现在能够被打开，因为栓销和传动销都处于 剪切线上。
图3和图1相似，仅仅不同之处是，已经在锁内插入撞匙，目的 是对撞匙施加力来撞击传动销越过剪切线，从而能够打开锁。
图4是图3沿着4-4线截取的横截面图，表示传动销的唇缘的内 表面位于锁的剪切线以下。
图5类似于图4，不同之处是它表示了因为传动销的内唇缘被卡 在剪切线处，并且通过圓柱内表面防止被撞击进入圆柱孔，从而本发 明的锁如何防止被撞击和打开。
8图6是类似于图4的视图，不同在于，传动销的唇缘特别厚并伸 进防止锁被转动的锁的剪切线，使得在撞击时，传动销会被迫进入圆 柱孔，而跳过剪切线并允许锁的转动及打开锁。
图7是本发明的传动销，它是对称设计并具有唇缘的高度，使得 唇缘的内表面总是低于图3所示的锁的剪切线。
图8是本发明的另一种对称设计的传动销，它也具有唇缘的厚度, 使得唇缘的内表面总是低于图3所示的锁的剪切线。
具体实施例方式
在描述本发明的优选实施方式时，将参照图1-8，这些图中相同 的数字指示本发明的相同特征。
现在参照图1，传统的栓和销圆柱锁以数字IO总体表示。圆柱锁 10包括圆柱部分12和适于在其中转动的塞部分14。圆柱部分12包含 多个轴向位移的沿径向布置的孔20a-20f。塞部分包括类似的多个孔， 这些孔在锁处于其闭合或休止位置时与圆柱孔对齐并对准。这些塞孔 标记为22a-22f，并且在圆柱和塞内的每一对关联孔建立销组件在其内 操作的径向室。钥匙槽16设置在塞14内。
每个对应的圆柱孔20a-20f和对应的塞孔22a-22f在其内布置有传 动销26a-26f和对应的栓销32a-32f。本领域的技术人员应当认识到， 可以在每个孔中使用多个栓销，但是为了方便和清晰地显示，在本实 施方式中每个栓孔中布置单个栓销。另外，锁被示出具有六个栓销和 六个传动销，但是本领域公知任何数量的栓销和传动销都可以使用。 通常，在传统的锁中使用五个或六个栓销和对应的传动销。
每个传动销与圆柱螺旋弹簧24a-24f相关联，这些弹簧挤压传动 销抵靠栓销。
在圆柱12和塞14之间设置剪切线18。剪切线的目的将在后面作 进一步讨论，但是从图l可看出，传动销32a-32f与剪切线18相交， 使得塞14不能被转动。
如图1所示，传动销26a-26f都具有大约同一高度，并且是对称 的并具有唇缘28a-28f和28a，-28f，。每个传动销具有窄的杆部30a-30f。因此，对于传动销26c，该传动销具有上唇缘28c、对应的下唇缘28c， 和杆部30c。如对于传动销28d所示的，每个唇缘具有内表面29d和 29d，。唇缘的厚度是本发明的重要特征，将在后面做更充分地描述。
现在参照图2，图1中的锁显示为具有插进钥匙槽16中的钥匙34。 该钥匙特别设计为打开该锁并含有与栓销32a-32f的高度相配合的切 口或凹槽35a-35f，使得当插入钥匙时，栓销的高度与剪切线18匹配。 通过栓销将对应的传动销26a-26f向上推，使得这些传动销也处于剪 切线处，使得如图2所示，现在可以通过转动钥匙来打开锁，该钥匙 使塞14转动。
本发明的锁如图3所示，其与图1和2的锁相同，不同在于撞匙 36现在已经被插进钥匙槽16。如上所述，撞匙的凹槽37a-37f已经被 切割到最深以便于碰撞操作。因此，当沿着箭头方向给撞匙36施加力 时，将给每个栓销32a-32f提供冲击能量，而且相应的传动销26a-26f 通常将被迫向上暂时地越过剪切线18。这就能够使塞14转动来打开 锁。
如图3所示的本发明的锁防止碰撞。因此，应当注意，在休止时 所有的传动销26a-26f伸过剪切线18，防止塞14的转动和锁的打开。 本发明的一个重要特征是，每个传动销的下唇缘的内表面均在剪切线 18以下，并且这由传动销26e表示出来。传动销26e被示出具有唇缘 28e，和该唇缘的内表面29e，。所述内表面29e，在剪切线18以下。也应 当注意，对应的栓销32e是锁组件中最高的栓销，并且唇缘的高度必 须与最高的栓销的高度相关联，以保证传动销26e的内唇缘和所有其 它的传动销都在剪切线18以下。如上所述，传动销唇缘的厚度与最高 的栓销的高度和剪切线的高度相关联，使唇缘的厚度小于或等于两者 的差值。
传动销的内唇缘在剪切线18以下的目的如图4所示，该图是锁的 端视图，其示出了传动销26e和栓销32e。栓销32e是锁内最高的栓 销，而且与传动销26e的唇缘28e，的厚度相结合的这个高度表明传动 销26e的内表面29e，在剪切线18以下。参照图5，当试图碰撞锁时，传动销26e会处于一定角度，而且 该传动销的上表面29e，将被卡在圆柱12的内表面和塞14之间的剪切 线处，防止传动销26e移动通过剪切线而进入圆柱孔20e。因此，塞 将不能被转动，碰撞的试图将会失败。
现在参照图6，如果传动销26e的唇缘29e，的上表面在剪切线18 以上；塞14不能转动；碰撞操作将迫使传动销26e直线向上进入圆柱 孔20e,跳过剪切线18，允许塞14转动并打开锁。
图7和8表示本发明的传动销26的两个优选实施方式。要指出的 是，这两个销都是绕较细的杆30对称的，在每一端具有一样的唇缘 28。这是本发明的另一重要特征，使得当锁有所改进时，传动销26 能够在任一方向插进圆柱孔。这使得改进很容易而且对安装者而言极 其筒单。
对于特定的商业锁，基于0.23英寸的最高栓堆积高度和0.25英寸 的剪切线高度，已经发现唇缘的厚度为0.020英寸或更小。塞具有0.5 英寸的直径，圆柱具有大约l英寸的直径。已经发现，因为薄的唇缘， 优选的是使用强度更大的材料来制造传动销，优选为300系列的不锈 钢而不是通常的黄铜材料。还优选的是，传动销的唇缘的直径与孔的 直径有关联，使得唇缘的直径大约是孔的直径的80%至99%，例如 85%至95%。通过在碰撞过程中允许销的横向运动，更小直径的唇缘 提高锁对碰撞的抵抗。
ii
权利要求
1.一种销和栓型圆柱锁，包括圆柱；可转动地安装在圆柱中并具有钥匙槽的塞，所述塞在圆柱的内表面和塞的外表面之间形成剪切线，所述圆柱和塞具有多个对准的径向销接纳孔；按压安装在圆柱孔中的顶部传动销的弹簧，每个传动销具有大致相同的高度；和安装在对准的塞孔中的栓销；其中每个顶部传动销具有较小直径的中间部分，该中间部分至少形成具有内表面和外表面的下部唇缘，在该中间部分处每个顶部传动销唇缘的外表面与对准的栓销的上表面接触，并且每个顶部传动销唇缘的内表面在所述剪切线以下。
2. 如权利要求1所述的销和栓型锁，其中顶部传动销是对称的。
3. 如权利要求1所述的销和栓型锁，其中顶部传动销的唇缘小于 所述剪切线高度减去锁的最高栓销堆积高度。
4. 如权利要求1所述的销和栓型锁，其中所有或一些顶部传动销 由不锈钢制造。
5. —种改进现有的销和栓型圆柱锁以提高锁对碰撞的抵抗的方 法，包括以下步骤提供销和栓型圆柱锁，该销和栓型圆柱锁包括 圆柱；可转动地安装在圆柱中并具有钥匙槽的塞，所述塞在圆柱的 内表面和塞的外表面之间形成剪切线，所述圆柱和塞具有多个对准的 径向销接纳孔；按压安装在圆柱孔中的顶部传动销的弹簧；和 安装在对准的塞孔中的栓销； 去除现有锁中的至少一个传动销；以及用本发明的传动销替换至少一个传动销，使得每个被替换的顶部 传动销的下唇缘的内表面在所述剪切线以下。
6. 如权利要求5所述的方法，其中被替换的顶部传动销是对称的。
7. 如权利要求5所述的方法，其中被替换后的顶部传动销的唇缘 小于所述剪切线高度减去锁的最高栓销堆积高度。
8. 如权利要求5所述的方法，其中所有被替换的顶部传动销由不 锈钢制造。
9. 如权利要求5所述的方法，其中所有的顶部传动销都被替换。
10. 如权利要求9所述的方法，其中所有被替换的顶部传动销是 对称的。
11. 一种由权利要求5所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
12. —种由权利要求6所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
13. —种由权利要求7所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
14. 一种由权利要求8所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
15. —种由权利要求9所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
16. —种由权利要求IO所述的方法制造的改进的销和栓型锁。
全文摘要
本发明提供一种销和栓型圆柱锁以及一种改进的圆柱锁，该改进的锁最小化通过碰撞擅自打开锁。所述圆柱锁利用特别设计的传动销，这些传动销的尺寸与栓销在撞匙被插进锁的塞部分的情况下的最大可能堆积高度以及锁的剪切线高度有关。所有的传动销都具有大致相同的高度，并优选是对称的并且在每一端具有唇缘。本发明还提供一种改进现有锁的方法，其是通过去除至少一个传动销并将去除后的传动销用本发明的传动销替换来实现的。
文档编号E05B27/04GK101578419SQ200880001624
公开日2009年11月11日 申请日期2008年1月8日 优先权日2007年2月22日
发明者C·希尔, D·C·埃勒, D·斯蒂尔, E·马里诺斯卡斯, J·加拉内奥, R·皮安泰克 申请人:萨金特制造公司