闭孔式棘齿轮片锁芯及钥匙的制作方法

本发明属于锁具技术领域，特别是涉及一种闭孔式棘齿轮片锁芯及钥匙。

背景技术：

锁芯是控制锁开启的主要零件，是与钥匙配套带动锁舌转动的核心部分。根据公安部颁布的gat73-2015《机械防盗锁》规定，防盗锁的国家标准用字母表示分成a、b、c三个等级，其中，a级锁芯防技术开启时间不少于1分钟，b级锁芯防技术开启时间不少于5分钟，c级锁芯防技术开启时间不少于10分钟，目前c级锁芯的安全等级最高。

a级锁即单排弹珠锁，一般常见的有一字锁、十字锁、月牙锁等，其防盗性能差，开启时间一般在几秒钟到两分钟左右，因此中消协发布消费警示称，防盗门a级锁在几十秒甚至几秒就能打开，呼吁消费者及时更换更安全的b级锁。2011年有盗窃者使用一种俗称“锡纸开锁法”的新技术将防盗锁打开，开锁过程只需数秒钟便可完成，锡纸开锁需要借助专门的锡纸工具，由于锡纸的韧性在锁体内随着弹子锁锁齿的牙花变形，并咬合在牙花上，所以很快就能打开。

b级锁即双排弹珠锁，就是内部具有双排弹珠，增加了技术开启的难度，但是由于原理与a级锁相似，因此采用锡纸开锁法同样可以在很短时间完成开锁；针对锡纸开锁的情况，对b级锁芯进行了改良，即超b级锁，从钥匙上看，超b级锁一般是双面双排弹子槽，旁边还有一条叶片或曲线，这样就增加了锡纸开启的难度，但是这种b级锁的结构复杂，零部件数量多，制造成本高，价格昂贵。

c级锁即叶片锁，原理是利用钥匙上斜面角度变化不同的牙花来旋转对齐锁芯中角度不同变化不同的叶片，从而实现锁芯旋转开启。目前市面上叶片锁结构复杂，零部件数量为100多个，制造成本高，价格昂贵，同时目前市面上已经出现专门针对叶片锁的开锁工具，即泡棉开锁。

为了解决现有锁芯存在的技术难题，本申请人在经过多年研发后，研制了一种轮片锁芯，其锁芯需要校对所有的密码环的旋转角度，技术开启难度高，安全等级高。由于锁芯的零部件多，结构复杂，制造成本高，容易被堵锁孔等问题，因此本申请人又在轮片锁芯的基础上，设计了一种闭孔式轮片锁芯。

技术实现要素：

针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种零部件少、结构简单、制造成本低、不会被堵锁孔的闭孔式轮片锁芯。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种闭孔式棘齿轮片锁芯，包括锁壳和锁舌，所述锁壳内设置有中心转轴组件、组合式中空骨架和若干个密码环，所述中心转轴组件的前端面设置有与钥匙配合以带动中心转轴组件转动的凸起，中心转轴组件的外圆面上开设有若干个轴向布置的沟槽，沟槽的数量与密码环数量相同，并且每个沟槽内设置有柱状锁止机构；所述组合式中空骨架和密码环套装在中心转轴组件上，组合式中空骨架由若干个鱼骨环组成，所述鱼骨环与密码环交替布置；所述密码环的内圆环上设置有向圆心方向伸出的扇形凸起，所述扇形凸起的后侧面上设置有棘齿；不同沟槽内的柱状锁止机构分别对应作用于不同的密码环，柱状锁止机构上设置有能够与棘齿槽啮合的凸起；在每个沟槽的尾部安装有第一弹性部件，每个第一弹性部件分别与对应沟槽内的柱状锁止机构相接触；每个鱼骨环和每个密码环的外圆上都设置有滑块槽，所有滑块槽的宽度相同，并且每个滑块槽内都设置有与之对应的滑块；在中心转轴组件与锁舌之间设置有拨动环，所述锁舌上设置有位于中心孔内的第三弹性部件以及设置在第三弹性部件周围的数个第二弹性部件，所述第二弹性部件作用于拨动环，所述第三弹性部件作用于中心转轴组件的尾端；所述中心转轴组件的尾部外圆上设置有与滑块槽宽度相同的缺口，中心转轴组件头部外圆上设置有与滑块槽宽度相同的缺口或凹槽，所述拨动环的两侧设置有伸出部，后端的伸出部插接到锁舌的缺口内，前端的伸出部能够在所有滑块对齐时伸入中心转轴组件尾部的缺口内；

在初始状态时，密码环上的滑块轴向错乱排布，开锁时，钥匙作用于中心转轴组件的前端，并且对柱状锁止机构产生向内作用力，使柱状锁止机构沿沟槽滑动并压缩沟槽尾部的第一弹性部件，此时柱状锁止机构的凸起与棘齿槽脱开，钥匙通过中心转轴组件前端的凸台带动中心转轴组件转动，在中心转轴组件转动特定角度时，钥匙与柱状锁止机构脱开，柱状锁止机构在第一弹性部件的作用下沿沟槽向外运动，此时柱状锁止机构上的凸起重新与棘齿槽啮合，中心转轴组件带动密码环转动特定角度，利用此原理，不同密码环上的滑块分别转动特定角度，使得所有密码环和鱼骨环上的滑块对齐，拨动环前端的伸出部在第二弹性部件的作用下插入中心转轴组件尾部的缺口内，同时钥匙对中心转轴组件的前端施加压力，挤压第二弹性部件和第三弹性部件，拨动环前端的伸出部推动所有滑块向前运动，使最前端的滑块落入中心转轴组件头部的缺口或凹槽内，将中心转轴组件、组合式中空骨架和所有密码环串联起来，此时中心转轴组件带动密码环、鱼骨环、拨动环及锁舌同步转动以完成开锁。

进一步，在所有滑块对齐时，拨动环伸入中心转轴组件尾部的缺口内，推动所有滑块向前运动，使所有滑块分别处于初始位滑块槽与相邻位滑块槽之间。

进一步，所述中心转轴组件的外圆面上开设有四个轴向布置的沟槽，四个沟槽呈十字形分布。

进一步，所述中心转轴组件整体为阶梯圆柱结构，由锁胆前段、锁胆中段和锁胆尾段组成，所述锁胆中段的前端插接到锁胆前段尾部的凹槽内并形成一个环形槽，并且锁胆前段和锁胆中段通过锁胆连接销连接起来，使锁胆前段和锁胆中段能够同步转动，环形槽的下方设置有用于防止连接销脱出的堵头；所述锁胆中段的外圆上设置有若干个圆弧形凹槽，所述锁胆前段上设置有若干个与圆弧形凹槽位置对应且相互贯通的缺口，所述柱状锁止机构由柱形锁止体和柱形锁止头组成，所述柱形锁止体安装在锁胆中段的圆弧形凹槽内，所述柱形锁止头安装在锁胆前段对应的缺口内，所述第一弹性部件安装在圆弧形凹槽的尾部，并且与柱形锁止体的尾部接触。

进一步，所述锁胆中段的前端设置有与滑块槽宽度相同的缺口，所述锁胆前段上设置有与滑块槽宽度相同的凹槽，在所有滑块对齐后，在第二弹性部件的作用下拨动环前端的伸出部插接到锁胆尾段的缺口内，推动所有滑块向前运动，使最前端的滑块落入锁胆前段的凹槽内。

进一步，还包括定位块，所述堵头为l形，其台阶面上设置有弹簧孔，该弹簧孔内设置有弹簧，所述定位块安装在堵头的台阶面上，并且定位块的底部与弹簧接触；所述锁胆前段上设置有定位槽，该定位槽的两侧为圆弧过渡，初始状态下，所述定位块在弹簧的作用下顶到环形槽内，限制锁胆前段在钥匙的压力下轴向运动，在所有滑块对齐时，定位块顶到定位槽内。

进一步，所述锁胆中段后侧设置有定位凸起，最前端的鱼骨环上设置有定位环槽，钥匙转动时定位凸起由定位环槽的一侧转动至另一侧，直至所有滑块对齐。

进一步，所述组合式中空骨架由若干个鱼骨环拼接而成。

进一步，所述鱼骨环上都设置有交错的凸起和插槽，在相邻两个鱼骨环组装时，其中一个鱼骨环的凸起插接到另一个鱼骨环的插槽内。

进一步，所述密码环上设置有安装孔或者安装槽，所述安装孔或者安装槽内设置有弹性件，该弹性件作用于相邻的鱼骨环。

进一步，还包括定位销，所述定位销的底部设置有弹簧，最前端的鱼骨环的外圆面上设置有定位槽，定位销的上端插接到定位槽内；定位销的顶部前端为斜面或圆弧面，在所有滑块对齐时，此时定位销顶部的斜面或圆弧面受中心转轴组件外圆面的作用压缩弹簧向下运动。

进一步，所述锁壳上设置有钥匙定位槽。

进一步，所述钥匙由转动头、转动杆及转动环组成，所述转动头设置在转动杆的尾部；所述转动杆上设置有环形凸起，所述转动环的内圆上设置有环形凹槽，所述转动杆贯穿转动环，并且使转动杆上的环形凸起落入转动环的环形凹槽内；所述转动杆的前端设置有与中心转轴组件前端凸起配合的凹槽；所述转动环的前端面上设置有作用于柱状锁止机构前端的弧形校对条。

进一步，所述转动头与转动杆为一体结构。

本发明的有益效果在于：

1、本锁芯结构简单，零部件数量少，具有良好的市场推广价值，适合大规模生产，符合现行业标准尺寸、规格及c级锁芯安全标准，能够实现规划化生产并最大可能的降低生产成本。

2.从技术开启的层面来讲，本锁芯需要校对所有密码环的旋转角度，技术开启难度大，安全等级高，例如每个密码环上有10个棘齿槽，每个密码环的旋转角度就有10种可能，密码环的数量有5个，每个密码环的旋转角度不同，有5种可能，这样密钥量就达到10⁵，甚至还可以通过增加棘齿槽数量和密码环数量来提高密钥量。

3、在忘带钥匙等钥匙不在身边的情况出现时，运用本锁芯配备的标准工具和使用说明，同样可以完成开锁，这样就不需要请专门的开锁人员进行开锁，降低了使用成本，提高了非正常情况下的开锁效率，另外还避免了非正常开锁(例如翻阳台等情况)而引起的安全隐患。

4、本锁芯不具有锁孔，直接通过前端的凸台与钥匙的配合来带动其转动，从而完成内部密码环的校对，不会被堵锁孔，安全性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明锁芯配合钥匙的整体结构示意图。

图2为本发明初始状态下去除前半段锁壳后的结构示意图。

图3为本发明工作位去除前半段锁壳的结构示意图。

图4为本发明锁舌与拨动环的配合结构示意图。

图5为本发明中心转轴组件配合柱状锁止机构的结构示意图。

图6为本发明柱状锁止机构的结构示意图。

图7为本发明密码环的结构示意图。

图8为本发明鱼骨环的结构示意图。

图9为本发明锁胆中段与组合式头部鱼骨环的配合结构示意图。

图10为本发明锁壳的结构示意图。

图11为本发明钥匙的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-11所示，一种闭孔式棘齿轮片锁芯，包括锁壳1和锁舌2，锁壳1内设置有中心转轴组件、组合式中空骨架和若干个密码环7，所述中心转轴组件的前端面设置有与钥匙配合以带动中心转轴组件转动的凸起401，中心转轴组件的外圆面上开设有若干个轴向布置的沟槽，沟槽的数量与密码环7数量相同，并且每个沟槽内设置有柱状锁止机构15；所述组合式中空骨架和密码环7套装在中心转轴组件上，组合式中空骨架由若干个鱼骨环8组成，所述鱼骨环8与密码环7交替布置，密码环7的内圆上都设置有向圆心方向伸出的扇形凸起，扇形凸起的后侧面设置有棘齿，棘齿包含10个棘齿槽701；不同沟槽内的柱状锁止机构15分别对应作用于不同的密码环7，柱状锁止机构15上设置有能够与棘齿槽701啮合的凸起153；在每个沟槽的尾部安装有第一弹性部件(图中未画出)，每个第一弹性部件分别与对应沟槽内的柱状锁止机构15相接触；每个鱼骨环8的外圆上设置有鱼骨环滑块槽803，每个密码环7的外圆上设置有密码环滑块槽702，所有滑块槽702的宽度相同，并且每个鱼骨环滑块槽803和密码环滑块槽702内都设置有滑块9；在中心转轴组件与锁舌2之间设置有拨动环10，所述锁舌2上设置有位于中心孔内的第三弹性部件202以及位于第三弹性部件202四周的4个第二弹性部件201，4个第二弹性部件201作用于拨动环10，第二弹性部件201的作用是推动滑块9轴向滑动，第三弹性部件202作用于中心转轴组件的尾端，第三弹性部件202的作用是推动中心转轴组件轴向运动，使中心转轴组件能够在钥匙拔出后退出初始位置；中心转轴组件的尾部外圆上设置有与滑块槽702宽度相同的缺口，中心转轴组件头部外圆上设置有与滑块槽702宽度相同的缺口或凹槽，拨动环10的两侧设置有伸出部，后端的伸出部插接到锁舌2的缺口内，前端的伸出部能够在所有滑块对齐时伸入中心转轴组件尾部的缺口内。

在初始状态时，密码环7上的滑块9轴向错乱排布，开锁时，钥匙3作用于中心转轴组件的前端，并且对柱状锁止机构15产生向内作用力，使柱状锁止机构15沿轴向沟槽滑动并压缩沟槽尾部的第一弹性部件，此时柱状锁止机构15的凸起153与棘齿槽701脱开，钥匙3通过中心转轴组件前端的凸台401带动中心转轴组件转动，在中心转轴组件转动特定角度时，钥匙3与柱状锁止机构15脱开，柱状锁止机构15在第一弹性部件的作用下沿轴向沟槽向外运动，此时柱状锁止机构15上的凸起153重新与棘齿槽701啮合，中心转轴组件带动密码环7转动特定角度，利用此原理，不同密码环7上的滑块9分别转动特定角度，使得所有密码环7和鱼骨环8上的滑块9对齐，拨动环10前端的伸出部在第二弹性部件的作用下插入中心转轴组件尾部的缺口内，同时钥匙对中心转轴组件的前端施加压力，挤压第二弹性部件201和第三弹性部件202，拨动环10前端的伸出部推动所有滑块向前运动，使最前端的滑块落入中心转轴组件头部的缺口或凹槽内，将中心转轴组件、组合式中空骨架和所有密码环串联起来，使中心转轴组件带动密码环7、鱼骨环8、拨动环10及锁舌2同步转动以完成开锁。

在本实施例中，在校对完成所有滑块9对齐时，拨动环伸入中心转轴组件尾部的缺口内，推动所有滑块9向前运动，使所有滑块9分别处于初始位滑块槽与相邻位滑块槽之间，这样设计的优点在于可以防止滑块落入不同位置的滑块槽内，导致滑块不能准确退出初始位置。

在本实施例中，密码环的数量为4个，对应地，在中心转轴组件的外圆面上设置有4个轴向布置的沟槽，4个沟槽呈十字形分布。

在本实施例中，中心转轴组件整体为阶梯型圆柱结构，由锁胆前段4、锁胆中段5和锁胆尾段6组成，所述锁胆中段5的前端插接到锁胆前段4尾部的凹槽内并形成一个环形槽，锁胆前段4和锁胆中段5通过锁胆连接销14连接起来，使锁胆前段4和锁胆中段5能够同步转动；为了防止锁胆连接销14径向运动，锁壳1内设置有环形凸起103，环形凸起103对应的位置设置有堵头安装孔101，堵头安装孔101内设置有堵头12，堵头12的上端为凹陷的圆弧形结构，直径比环形槽部分的直径略大，堵头12与环形凸起组合成一个整体，一方面用于限制锁胆连接销14发生径向位移，另一方面用于限制锁芯内部组件的轴向位移范围；锁胆中段5的外圆上设置有若干个圆弧形凹槽，锁胆前段4上设置有若干个与圆弧形凹槽位置对应且相互连通的缺口，柱状锁止机构15由柱形锁止体152和柱形锁止头151组成，所述柱形锁止体152安装在锁胆中段5的圆弧形凹槽内，所述柱形锁止头151安装在锁胆前段4对应的缺口内，所述第一弹性部件安装在圆弧形凹槽的尾部，并且与柱形锁止体152的尾部接触。由于中心转轴组件整体采用分段式，这样可以更加方便安装密码环7和鱼骨环8的部件。

在本实施例中，锁胆中段5的前端设置有与滑块槽宽度相同的缺口，该缺口内设置有滑块9，锁胆前段4上设置有与滑块槽宽度相同的凹槽，在所有滑块对齐后，在第二弹性部件的作用下拨动环10前端的伸出部插接到锁胆尾段6的缺口内，同时钥匙3对锁胆前段4的前端面施加压力，挤压第二弹性部件，拨动环10前端的伸出部推动所有滑块9向前运动，使最前端的滑块9落入锁胆前段4的凹槽内。

在本实施例中，还包括定位块13，所述堵头12为l形，其台阶面上设置有弹簧孔，该弹簧孔内设置有弹簧，所述定位块13安装在堵头12的台阶面上，并且定位块13的底部与弹簧接触；锁胆前段上设置有定位槽，该定位槽的两侧为圆弧过渡，初始状态下，定位块13在弹簧的作用下顶到环形槽内，由于锁胆前段4的大直径部分受到定位块13的阻挡不发生轴向运动，在所有滑块9对齐时，整个中心转轴组件以及套装在中心转轴组件上的密码环7和鱼骨环8受钥匙的作用力向内滑动，定位块13顶到定位槽内，此时所有密码环7角度校对完成，通过增加的定位块13使得校对更加准确可靠。

在本实施例中，锁胆中段5后侧设置有定位凸起501，最前端的鱼骨环8上设置有定位环槽804，钥匙转动时定位凸起501由定位环槽804的一侧转动至另一侧，直至所有滑块对齐，这样设计的优点在于增加了对校对过程的定位，使整个锁芯的定位更加准确可靠。

在本实施例中，所述组合式中空骨架由若干个鱼骨环拼接而成，具体地，在组合式头部鱼骨环的后端设置凸起，在中间鱼骨环上设置交错的凸起802和插槽801，在组合式尾部鱼骨环上设置插槽，组装时，可先将密码环7交替安装在鱼骨环8之间，利用相邻两个鱼骨环8上凸起802和插槽801的配合将所有鱼骨环8和密码环7拼接起来，然后再整体套装到锁胆中段5上，安装更加方便快捷。

在本实施例中，密码环7上设置有安装孔703，所述安装孔703内设置有弹性件，该弹性件作用于相邻的鱼骨环8。在钥匙转动校对过程中，所有滑块9对齐以前，钥匙对密码环7和鱼骨环8的挤压，使密码环7和鱼骨环8不会因为受到部件之间的摩擦力而发生转动，使得整个锁芯结构更加稳定可靠。

在本实施例中，还包括定位销11，锁壳1内设置有定位销安装孔102，所述定位销11设置在定位销安装孔102内；所述定位销11的底部设置有弹簧，组合式头部鱼骨环的外圆面上设置有定位槽，初始状态下定位销11的上端插接到定位槽内；定位销11的顶部前端为斜面，在所有滑块9对齐时，此时拨动环10推动所有滑块9向前滑动，使最前端的滑块9滑动到锁胆前段4的滑槽内，同时整个中心转轴组件以及套装在中心转轴组件上的密码环7和鱼骨环8受钥匙的作用力向内滑动，定位销11顶部前端的斜面受到锁胆中段5头部的作用向下运动并压缩，此时定位销11脱开对组合式头部鱼骨环的限制，整体部件转动完成开锁。

在本实施例中，所述锁壳2上设置有钥匙定位槽104，钥匙3上具有与钥匙定位槽对应的钥匙定位凸起306，通过钥匙3上凸起与锁壳2上钥匙定位槽的配合可以准确定位钥匙的起始转动位置。

在本实施例中，钥匙3由转动头301、转动杆302及转动环303组成，转动头301设置在转动杆302的尾部；转动杆302上设置有环形凸起，转动环303的内圆上设置有环形凹槽，转动杆302贯穿转动环303，并且使转动杆302上的环形凸起落入转动环303的环形凹槽内；转动杆302的前端设置有与凸起401配合的凹槽304；转动环303的前端面上设置有作用于柱状锁止机构15前端的四个弧形校对条305。

在本实施例中，转动头301与转动杆302为一体结构。

本发明的工作原理如下：首先，将钥匙3的钥匙定位凸起306正对锁壳2上的钥匙定位槽，并将钥匙定位凸起插入钥匙定位槽中，此时钥匙3作用于锁胆前段4前端面，钥匙3上的四个弧形校对条305分别作用于四个柱状锁止机构15的前端，弧形校对条305挤压柱状锁止机构15，使柱状锁止机构15轴向运动压缩第一弹性部件，此时柱状锁止机构15上的凸起153脱离棘齿槽701，钥匙3继续转动，直至弧形校对条305脱离柱状锁止机构15的作用，此时第一弹性部件回弹，将柱状锁止机构15上的凸起153重新顶入棘齿槽701内，此时钥匙继续转动就开始带动对应的密码环7转动，由于弧形校对条305对柱状锁止机构作用的角度不同，采用此原理，就可以使不同的密码环7转动不同角度，从而将密码环7上错乱的滑块9对齐，对齐后，拨动环10前端的伸出部在第二弹性部件201的作用下插入中心转轴组件尾部的缺口内，同时钥匙对中心转轴组件的前端施加压力，挤压第二弹性部件201和第三弹性部件202，拨动环10前端的伸出部推动所有滑块9向前运动，使最前端的滑块落入中心转轴组件头部的缺口或凹槽内，此时中心转轴组件带动密码环7、鱼骨环8、拨动环10及锁舌2同步转动以完成开锁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。