专利名称：插芯锁及其钥匙的制作方法
技术领域：
本发明涉及门锁及钥匙装置，特别是用锁键锁定，弹子数量多，防撬、防钻及防技
术开启能力强的既可单向启，也可转换成双向开启的插芯锁及其钥匙。
背景技术：
目前应用最广的插芯锁是卡巴锁。卡巴锁一般包括有锁体、锁芯柱、弹子与弹簧，离合件和拔片。卡巴锁的弹子是圆柱形，锁体与锁芯柱上有对应的弹子孔，每个弹子孔有两个圆柱形弹子和一个弹簧，弹子靠弹簧的压力插入锁体与锁芯柱之间。弹子分弹簧弹子和钥匙弹子，钥匙弹子总是在锁芯柱里，弹簧弹子一端与钥匙弹子接触，另一端与弹簧连接。在弹簧作用下，弹簧弹子卡在锁体与锁芯柱之间，使锁芯柱不能转动而处在上锁状态。钥匙弹子的长短和钥匙的开口的深度是对应的。弹子长钥匙的开口就深，反之则浅。当插入钥匙后，钥匙弹子被钥匙的开口顶起来，钥匙弹子与弹簧弹子的接触面正好与锁芯柱周边平行，也即钥匙弹子完全在锁芯柱内，而弹簧弹子完全在锁体内，没有弹子卡在锁体与锁芯柱之间，因此锁芯柱能够转动，从而将锁打开。如果不是原配钥匙，只要有一个弹子位于锁体与锁芯柱之间，卡住锁芯柱使其不能转动，锁就打不开。但卡巴锁弹子数量太少，一般只有6或7粒，很容易被技术开启。并且，如果用工具插入锁芯柱强力扭转，卡在锁体与锁芯柱之间的弹子很容易被破坏而使锁被非法打开。尤其最近流行的简单易掌握的"撞匙"技术，能非常快捷无损伤打开上下弹子的卡巴锁。用一把特制的撞匙去撞击钥匙弹子，钥匙弹子接着撞击弹簧弹子。钥匙弹子一端受到撞匙的撞击，另一端受到弹簧弹子的反撞击，两者平衡时，使钥匙弹子几乎不动；而受到钥匙弹子的撞击后，弹簧弹子跳起来，从而与钥匙弹子分离，完全縮入到锁体内。因此锁芯柱能够转动，从而将锁打开。 总而言之，目前的插芯锁，弹子数量少，很容易被技术开启。并且，锁体与锁芯柱之间的锁定是由弹子卡在它们之间，而弹子很容易被强力扭转破坏而使锁被非法打开。
插芯锁可分为单向开启插芯锁和双向开启插芯锁两种。单向开启的插芯锁装在房门外的一边有钥匙孔，从房门外必须用钥匙开启才能打开房门，进入房门内，而房门内的一边没有钥匙孔，只有旋钮，从房内不须用钥匙就可以出去。单向开启的插芯锁的优点是方便用户，但不够安全。若小偷从窗户爬入房内，便可手提大件物品开门出去。人们由此研发出双向开启的插芯锁。双向开启的插芯锁的房门内外两边都有钥匙孔，从房门内也须用钥匙开启才可以出去。现有的双向开启的插芯锁的内外离合件与拨片的啮合由钥匙推动，即当钥匙从门外插入外锁芯柱时，钥匙推动外离合件，把内离合件从拨片内推出，使外离合件与拨片啮合。转动钥匙，带动外锁芯柱转动，从而带动拨片转动而把门锁销打开。然而当钥匙从门内插入内锁芯柱时，钥匙推动内离合件，把外离合件从拨片内推出，使内离合件与拨片啮合，从而从房内把门锁销打开。双向开启的插芯锁比较安全，若小偷从窗户爬入房内，也无法从房内开门出去，带上偷来的大件物品也难以从窗户爬墙逃离。但每次出门都必须掏钥匙开门，对用户而言很不方便。所以现有的插芯锁大多数是单向开启的。
再者，插芯锁绝大都数都是由黄铜制造，用蓄电池式手提电钻，二分钟内就可把锁芯钻坏而把锁非法打开。总而言之，现有的插芯锁防盗性能差，很容易被技术打开，用力撬开或用电钻破坏打开。单向开启的插芯锁防盗性能更差，而双向开启的插芯锁则使用非常麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种用锁键锁定，弹子数量多，防撬、防钻及防技术开启能力强的既可单向开启，也可以转换成双向开启的插芯锁及其钥匙。 本发明的技术解决方案是插芯锁包括锁体、置于锁体内端的内腔内的内锁芯柱、置于锁体外端的内腔内的外锁芯柱、置于内锁芯柱外端的内离合件、置于外锁芯柱内端的外离合件、置于内离合件与外离合件之间的拨片，插芯锁的内锁芯柱的外端部设有一内孔，内孔内设有一弹簧，该弹簧的外端部顶在内离合件的内端面上。 以上所述的内锁芯柱和外锁芯柱上可以分别设有上锁键和下锁键及上排弹子和下排弹子，上排弹子设有腰槽与上锁键设有的下凸台活动连接，下排弹子设有腰槽与下锁键设有的上凸台活动连接。在锁体上设有可插入上锁键的上键槽和可插入下锁键的下键槽。 以上所述的上排弹子与下排弹子上的腰槽可以均是外宽内窄的梯形槽，或者上排弹子的腰槽是矩形槽，下排弹子的腰槽是外宽内窄的梯形槽。 本发明的上锁键凸伸出在内锁芯柱和外锁芯柱外的部分的截面可以是光滑圆弧
形，对应地，锁体的上键槽的截面是光滑圆弧形；下锁键凸伸出在内锁芯柱和外锁芯柱外的
部分的截面是矩形，对应的锁体的下键槽的截面是矩形或是外宽内窄的梯形。 本发明的内锁芯柱的内端面上可以设有凸台。 以上所述的内锁芯柱的内端面上的凸台可以是半月形凸台。 本发明的外锁芯柱的的外端部上可以套置有防钻卡簧，外锁芯柱的靠近外端面的部位设置有防钻钢柱。 本发明设有与插芯锁配套使用的钥匙，包括可插入插芯锁的外锁芯柱或内锁芯柱内使用的普通钥匙，可插入插芯锁的内锁芯柱内使用的旋钮钥匙，旋钮钥匙插入内锁芯柱内的长度比普通钥匙插入外锁芯柱或内锁芯柱内的长度短，所短的长度值至少为拨片的内孔与内离合件啮合的长度值。 以上所述的旋钮钥匙的内端部可以是旋钮。 以上所述的旋钮钥匙的旋钮的外端面可以设有与内锁芯柱的内端面上的凸台相对应的沉孔。 以上所述的旋钮钥匙的旋钮的外端面上的沉孔可以是半月形沉孔。
本发明的工作原理是插芯锁的锁芯柱上放置有上下两排腰槽弹子。上排腰槽弹子控制着上锁键，下排腰槽弹子控制着下锁键。上锁键凸伸出在锁芯柱外部分的截面是圆滑弧形，对应锁体的锁键槽的截面也是圆滑弧形。当插入原配的钥匙，每个弹子的腰槽正对着锁键。当转动锁芯柱，上锁键沿着圆滑弧形的锁键槽滑动，产生一个径向力，把上锁键压入上排弹子的腰槽内，上锁键从而完全縮入在锁芯柱内。 下锁键凸伸出在锁芯柱外部分的截面是近似矩形，有2个平面和一个弧度很小的面，对应的锁体下键槽的截面是矩形或外宽内窄的梯形。下锁键是靠弹簧力的推压下而进入弹子的腰槽内，使锁键完全縮入在锁芯柱内。当上锁键与下锁键完全縮入在锁芯柱内时， 锁芯柱就可转动使锁开启。若拔出钥匙或插入错的钥匙，弹子的腰槽没有对着锁键，锁键顶 在弹子的外周边上，因此，上、下锁键从锁芯柱内凸出，卡在锁体与锁芯柱之间而使锁处在 上锁状态。 当普通钥匙从门外插入外锁芯柱时，钥匙推动外离合件，把内离合件从拨片内推
出，使外离合件与拨片啮合，从房门外打开房门。但拔出普通钥匙后，内离合件受弹簧的推
压而把外离合件从拨片内推出，从而使内离合件与拨片啮合。因此在没有从门外插入普通
钥匙时，内离合件与拨片总是处在啮合状态。由于本发明的旋钮钥匙比普通钥匙短，所短长
度值至少为拨片的内孔与内离合件啮合的长度值，而且旋钮钥匙的外端部为旋钮，当旋钮
钥匙插在内锁芯柱上时，出门时只需转动旋钮钥匙外端部上的旋钮，便可从房内把门打开。
此时，本发明的插芯锁是单向开启的，即从房外开门进入房内需要使用普通钥匙，从房内开
门出去使用已插在插芯锁上的旋钮钥匙。当用户需要出远门时，用户可把旋钮钥匙拔出带
走或藏起来。这时，本发明的插芯锁变成双向开启插芯锁，从房外开门进入需要插入使用普
通钥匙，从房内开门出去需要插入使用旋钮钥匙。另外，带有旋钮的旋钮钥匙在使用不当时
会产生侧向力，旋钮钥匙可能会折弯甚至会折断。本发明的内锁芯柱的外端面上设有凸台，
而在旋钮钥匙的旋钮的内端面上设有可套在上述凸台上的凹孔。当旋钮钥匙插入内锁芯柱
内时，旋钮钥匙上的凹孔套在内锁芯柱的凸台上。当受到侧向力时，旋钮钥匙的旋钮通过凹
孔将侧向力传到内锁芯柱的凸台上，从而保护了旋钮钥匙，使其不会折弯或折断。 本发明的优点是插芯锁防撬、防钻及防技术开启能力强，既可单向开启，也可以转
换成双向开启，既安全，用户使用又方便。
图1是本发明的插芯锁的立体分解图；图2是本发明的插芯锁的立体图；图3是本发明的插芯锁开启的剖面图；图4是本发明的插芯锁锁定的剖面图；图5是本发明的内锁芯柱的剖面图；图6是本发明的上锁键与上排弹子构造示意图；图7是本发明的下锁键与下排弹子构造示意图；图8是本发明的具有防钻结构的外锁芯柱的构造示意图；图9是本发明的外锁芯柱的防钻结构横向剖面图；图10是本发明的旋钮钥匙的构造示意图；图11是本发明的内锁芯柱上的凸台的构造示意图；图12是本发明的旋钮钥匙插在插芯锁上的示意图；图13是本发明的旋钮钥匙、普通钥匙插在插芯锁上的示意图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本发明的插芯锁包括锁体l，外锁芯柱2，内锁芯柱3，外离合件 4，内离合件5，拨片6。内锁芯柱3安装在锁体1内端的内腔内，外锁芯柱2安装在锁体1外端的内腔内。内离合件5安装在内锁芯柱3外端，外离合件4安装在外锁芯柱2内端。拨 片6安装在内离合件5与外离合件4之间。其中内锁芯柱3的外端部加工有一内孔31，在 内孔31内安装有弹簧7，弹簧7的外端面顶在内离合体5的内端面上。
现有的插芯锁由于锁体1的形状是胡芦形，锁体1的下部分体积较大，可放置弹簧 或弹簧弹子，而锁体1的上部分较单薄， 一般只有2亳米厚，不可能放置弹簧或弹簧弹子，因 此只能做成单排弹子。使得插芯锁的弹子数量不够多，比较容易被各种开锁技术打开。为 了把插芯锁做成是双排弹子以增加弹子数量，上排弹子，上锁键和上键槽必须是下面描述 的形式。 如图3所示，本发明的插芯锁的外锁芯柱2和内锁芯柱3内安装有上排弹子8和 下排弹子9以及上锁键10和下锁键11。上排弹子8加工有腰槽81与上锁键10的下凸台 101活动连接，下排弹子9加工有腰槽91与下锁键11的上凸台lll活动连接；上排弹子8、 下排弹子9分别控制着上锁键10、下锁键11。在上排弹子8和下排弹子9的内端安装有弹 簧15。图中展示了上排弹子8与下排弹子9均处在开启位置。上排弹子8的腰槽81、下排 弹子9的腰槽91分别正对着上锁键10的下凸台101、下锁键11的上凸台111。在外力作 用下，上锁键10与下锁键11分别縮入在外锁芯柱2和内锁芯柱3内。因此，锁处在开启状 态。 如图4所示，上排弹子8和下排弹子9均处在非开启位置。上排弹子8的腰槽81、 下排弹子9的腰槽91不对着上锁键10的下凸台101、下锁键11的上凸台lll，上锁键10 与下锁键11被推出，因此上锁键10与下锁键11的部分锁键凸伸出在外锁芯柱2和内锁芯 柱3外。 上排弹子8加工有矩形腰槽81，称为矩形腰槽弹子。上锁键10凸伸出在外锁芯柱 2和内锁芯柱3外的部分102的截面是光滑圆弧形。对应地，锁体1的上键槽la的截面也 加工成光滑圆弧形。下排弹子9加工有外宽内窄的梯形腰槽91，称为梯形腰槽弹子。下锁 键11凸伸出在外锁芯柱2和内锁芯柱3外的部分111的截面是矩形，有2个平面和一个弧 度很小的面。对应地，锁体1的下键槽lb的截面加工成矩形或外宽内窄的梯形。
截面是光滑圆弧形的上键槽la的一个好处是它对锁体1的强度削弱减至最小，使 开了上键槽la后锁体1仍有足够的强度。但光滑圆弧形截面的上键槽la受到暴力扭撬时， 同样是光滑圆弧形截面的上锁键IO可能会滑出上键槽la，因此安全性能差。为弥补光滑圆 弧形截面的上键槽la的安全性能，下键槽lb的截面必须是矩形或外宽内窄的梯形，下锁键 11的截面也必须是矩形或外宽内窄的梯形。当受到暴力扭撬时，矩形或梯形截面的下锁键 11不会滑出同样是矩形或梯形截面的下键槽lb。 如图4、图5所示，上排弹子8和下排弹子9处在非开启位置，上锁键10和下锁键 11凸伸出在内锁芯柱3外。上排弹子8的腰槽81是矩形腰槽，上锁键10必须依靠锁键弹 簧12将其推出。下排弹子9的腰槽91是梯形腰槽，下排弹子9的腰槽91的斜面能把下锁 键11推出。但在开启状态时，必须依靠钢珠13与弹簧14将下锁键11推入外锁芯柱2和 内锁芯柱3内。 图6展示了上锁键10、锁键弹簧12与上排弹子8相互作用，为使清楚，图上只画一 粒加工有矩形槽的上排弹子8。当上锁键10正对着上键槽la时，在锁键弹簧12的弹簧力 作用下，上锁键10从上排弹子8的矩形腰槽81内退出，进入到上键槽la。当插入钥匙并旋转外锁芯柱2和内锁芯柱3时，上锁键10滑出弧形的上键槽la，在弧形的上键槽la的反作 用力的压迫下，上锁键10被压入上排弹子8的矩形腰槽81内。 图7展示了下锁键11、钢珠13，钢珠弹簧14与下排弹子9相互作用，为使清楚，图 中只画一粒下排弹子9。当下排弹子9处在开启位置时，下排弹子9的梯形腰槽91正对着 下锁键ll，下锁键11在钢珠弹簧14作用，进入到下排弹子9的梯形腰槽91内。
上排弹子8也可以加工成梯形腰槽弹子，但上锁键10凸伸出在外锁芯柱2和内锁 芯柱3的外部分的截面仍然是光滑圆弧形。同样地，锁体1的上键槽la的截面也是光滑圆 弧形。这时不再需要锁键弹簧12，因为上排弹子8的梯形腰槽81的腰槽斜面能把上锁键 10推出。 各种开锁技术一般是针对某一类型弹子。本发明把不同工作原理的两类型弹子放 置在同一把锁内，相互取长补短，使各种开锁技术不能凑效，能大大提高锁的安全性能。例 如，矩形槽的弹子8能非常有效地抵御振动开锁器之类的开锁技术，但有一专门的勾拨开 锁技术却能打开矩形槽的弹子8的锁芯；而梯形腰槽的弹子9抵御振动开锁器之类的开锁 技术的能力较差，但抵御勾拨开锁技术的能力则较强。当两类型弹子放置在同一把锁内时， 既能有效地抵御振动开锁器之类的开锁技术，也使勾拨开锁技术无法施展，大大提高锁的 安全性能。 如图8、图9所示，外锁芯柱2的外端部上套装着弹簧钢材质的卡簧16，外锁芯柱2 最外边的2个弹珠孔内放置的不是普通的钢珠13与钢珠弹簧14，而是2个钢柱17。钢柱 17的外径略大于弹珠孔的内径，需轻轻敲击才能把钢柱17完全置入弹珠孔内。由于卡簧16 与钢柱17复盖了外锁芯柱2的前端部的横截面的大部分，当用手提式电钻破坏外锁芯柱2 时，钻头都会受到卡簧16或钢柱17的阻挡。而手提式电钻使用的是电池，功率不够，无法 钻入钢材质的卡簧16或钢柱17。 如图10、图12、图13所示，本发明的钥匙为两把钥匙即普通钥匙18和旋钮钥匙 19。普通钥匙18可插入外锁芯柱2内用于从门外开锁，也可插入内锁芯柱3内用于从门内 开锁。而旋钮钥匙19可插入内锁芯柱3内用于从门内开锁。旋钮钥匙19的可插入内锁芯 柱3内的部分的长度比普通钥匙18可插入外锁芯柱2或锁芯柱3内的部分的长度短，所短 长度值至少为拨片6的内孔与内离合件5啮合的长度值。 如图12所示，当将旋钮钥匙19插在插芯锁的内锁芯柱3上，而没有将普通钥匙18 插入插芯锁的外锁芯柱2时，弹簧7推动内离合件5，使内离合件5滑入拔片6的啮合孔内。 旋转旋钮钥匙19使内离合件5转动，就会带动拔片6转动。 如图13所示，当将旋钮钥匙19插入插芯锁的内锁芯柱3，又将普通钥匙18插在 插芯锁的外锁芯柱2上时，普通钥匙18推动外离合件4，使外离合件4滑入拔片6的啮合 孔内。旋转普通钥匙18使外离合件4转动，就会带动拔片6转动。如果此时旋转旋钮钥匙 19使内离合件5转动，而内离合件5转动不会带动拔片6转动 旋钮钥匙19总是插在内锁芯柱3内用于从门内开锁，这时本发明的插芯锁就是单 向开启的，旋钮钥匙19的作用就如单向开启的插芯锁上的旋钮。如果旋钮钥匙19与普通 钥匙18同样长度，旋钮钥匙19就会推动内离合件5与拨片6的内孔啮合。由于旋钮钥匙 19总是插在内锁芯柱3内用作开门旋钮，而当用户从门外使用普通钥匙18开门时，普通钥 匙18就会推动外离合件4与拨片6的内孔啮合，而把内离合件5推出，同时也会把旋钮钥匙19推出。若用户想从门内开门出去，一定无法转动旋钮191，因为旋钮钥匙19已被推出。 而必须推入旋钮钥匙19才能转动旋钮191，非常麻烦。 一种解决办法是旋钮钥匙19较普 通钥匙18短，不会碰到内离合件5。这时，当用户从门外使用普通钥匙18开门而旋钮钥匙 19插在插芯锁的内锁芯柱3上，如图13所示，普通钥匙18就会推动外离合件4与拨片6的 内孔啮合，而把内离合件5推出，但不会把旋钮钥匙19推出。而当拨出普通钥匙18后，如 图12所示，弹簧7就会推动内离合件5与拨片6的内孔啮合，而把外离合件4推出。这时， 转动旋钮钥匙19，内锁芯柱3就会带动内离合件5与拨片6 —齐转动，从而开启门锁。因 此，当把旋钮钥匙19插在内锁芯柱3时，本发明的插芯锁就是一把单向开启的插芯锁，用户 出门时不需掏钥匙，直接转动旋钮钥匙19的旋钮191则可把门打开，非常方便用户。如果 用户要出远门，把旋钮钥匙19拔出藏起，本发明的插芯锁就变成一把双向开启的插芯锁， 进出都必须使用钥匙才能开启，安全性大为提高。 由于旋钮钥匙19大多数情况下总是插在内锁芯柱3上用作开门旋钮，它的使用次 数远高于普通钥匙18，较有可能受到便用不当而折弯或折断。因此，旋钮钥匙19的内端部 加工成旋钮191，旋钮钥匙19的旋钮191的外端面上加工有半月形沉孔192。
如图11所示，本发明的内锁芯柱3的内端面上加工有可以插入旋钮钥匙19的旋 钮191的外端面上的半月形沉孔192内的半月形凸台32。当旋钮钥匙19插入内锁芯柱3 上时，半月形凸台32则插入半月形沉孔192内。如果旋钮钥匙19旋转时受到横向力，该横 向力就会通过半月形沉孔192的内表面传递到半月形凸台32，让半月形凸台32承受大部分 的横向力，使旋钮钥匙19的匙体免于折弯甚至折断。
权利要求
插芯锁，包括锁体、置于锁体内端的内腔内的内锁芯柱、置于锁体外端的内腔内的外锁芯柱、置于内锁芯柱外端的内离合件、置于外锁芯柱内端的外离合件、置于内离合件与外离合件之间的拨片，其特征在于所述的内锁芯柱的外端部设有一内孔，内孔内设有一弹簧，该弹簧的外端部顶在内离合件的内端面上。
2. 如权利要求1所述的插芯锁，其特征在于所述的内锁芯柱和外锁芯柱上分别设有 上锁键和下锁键及上排弹子和下排弹子，上排弹子设有腰槽与上锁键设有的下凸台活动连 接，下排弹子设有腰槽与下锁键设有的上凸台活动连接；在锁体上设有可插入上锁键的上 键槽和可插入下锁键的下键槽。
3. 如权利要求2所述的插芯锁，其特征在于所述的上排弹子和下排弹子上的腰槽是外 宽内窄的梯形槽，或者上排弹子的腰槽是矩形槽，下排弹子的腰槽是外宽内窄的梯形槽。
4. 如权利要求2所述的插芯锁，其特征在于所述的上锁键凸伸出在内锁芯柱和外锁 芯柱外的部分的截面是光滑圆弧形，锁体的上键槽的截面是光滑圆弧形；下锁键凸伸出在 内锁芯柱和外锁芯柱外的部分的截面是矩形，锁体的下键槽的截面是矩形或外宽内窄的梯 形。
5. 如权利要求1所述的插芯锁，其特征在于内锁芯柱的内端面上设有凸台。
6. 如权利要求5所述的插芯锁，其特征是内锁芯柱的内端面上的凸台是半月形凸台。
7. 如权利要求1所述的插芯锁，其特征在于外锁芯柱的的外端部上套置有防钻卡簧， 外锁芯柱的靠近外端面的部位设置有防钻钢柱。
8. 插芯锁的钥匙，包括可插入插芯锁的外锁芯柱或内锁芯柱内配套使用的普通钥匙， 其特征在于还包括可插入如权利要求1至权利要求7中任一权利要求所述的插芯锁的内锁 芯柱内配套使用的旋钮钥匙，旋钮钥匙插入内锁芯柱内的长度比普通钥匙插入外锁芯柱或 内锁芯柱内的长度短，所短的长度值至少为拨片的内孔与内离合件啮合的长度值。
9. 如权利要求8所述的插芯锁的钥匙，其特征在于旋钮钥匙的内端部为旋钮。
10. 如权利要求9所述的插芯锁的钥匙，其特征在于旋钮钥匙的旋钮的外端面上设有 与内锁芯柱内端面上的凸台相对应的沉孔。
11. 如权利要求10所述的插芯锁的钥匙，其特征在于旋钮钥匙的旋钮的外端面上的沉 孔是半月形沉孔。
全文摘要
本发明涉及插芯锁及其钥匙，属门锁及钥匙装置。本发明的插芯锁包括锁体、内锁芯柱、外锁芯柱、内离合件、外离合件、置于内离合件与外离合件之间的拨片。本发明的实质在于内锁芯柱的外端部设有一内孔，内孔内设有一弹簧，该弹簧的外端部顶在内离合件的内端面上；插芯锁设有普通钥匙和可插入内锁芯柱内的旋钮钥匙，旋钮钥匙插入内锁芯柱内的长度比普通钥匙插入外锁芯柱或外锁芯柱内的长度短；内、外锁芯柱设有2排弹子，上排弹子控制上锁键，下排弹子控制下锁键；外锁芯柱的外端部设有卡簧和钢柱。本发明的优点是防撬、防钻及防技术开启能力强，既可单向开启，也可以转换成双向开启，既安全，用户使用又方便。
文档编号E05B15/14GK101701500SQ20091019389
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者李巩令 申请人:李健令