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，所述锁壳内设置有门外密码结构和门内密码结构，所述门外密码结构包括锁舌拨动机构、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；所述柱状锁止机构为阶梯式结构，其尾段外部套装有第一弹簧，在钥匙向内挤压中心转轴组件的前端时，第一弹簧受压收缩，柱状锁止机构上的凸起与棘齿槽脱开；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；

所述锁舌拨动机构包括拨动环、爪盘、加长棒、第二弹簧和第三弹簧，所述中心转轴组件的头部外圆上设置有与滑块槽宽度相同的槽口，所述中心转轴组件的尾部外圆上设置有若干个插接口和一个缺口，所述拨动环上设置有若干个与插接口对应配合的插接块和一个与缺口配合的推动块；所述爪盘的外部设置有若干个扇形凸起，所述中心转轴组件的尾部设置有若干个突出部，所述突出部能够插接到扇形凸起之间的间隙内；所述爪盘外部的扇形凸起与锁舌内部的扇形缺口配合；所述加长棒和第二弹簧依次沿轴向安装在中心转轴组件的尾部，所述第二弹簧沿轴向作用于加长棒，所述第三弹簧套装在加长棒上并作用于爪盘；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第一弹簧，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起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簧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，钥匙对中心转轴组件前端施加向内作用力，使中心转轴组件尾部的突出部插接到爪盘扇形凸起之间的间隙内，此时拨动环前端的推动块推动所有滑块向前运动，从而使最前端的滑块落入中心转轴组件头部外圆的槽口内，从而将爪盘、拨动环、中心转轴组件、组合式中空骨架和所有密码环串联起来整体运动，带动锁舌运动并完成开锁。

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，所述第一弹簧套装在柱形锁止体的尾部。

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，拨动环的推动块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，所述堵头的前后两端两侧分别设置有角位销和定位销，所述角位销和定位销的下方分别设置有弹簧，所述锁胆前段的头部外圆上设置有角度定位槽，所述角度定位槽的两侧为弧形，在所有滑块校对完成并对齐时，钥匙对锁胆前段施加向内作用力，使锁胆前段向内运动，此时角位销在弹簧的作用下顶入角度定位槽内；所述定位销的上端为锥形，头部鱼骨环的外圆上开设有插孔，初始状态下，定位销在弹簧的作用下顶入插孔内，在所有滑块校对完成并对齐时，钥匙对锁胆前段施加向内作用力，使锁胆前段向内运动，此时定位销上端的锥形部分受到锁胆中段的挤压向下运动并压缩弹簧，此时头部鱼骨环脱离定位销的转动限位。

进一步，所述锁胆中段的头部设置有安装孔，该安装孔内设置有挡键，头部鱼骨环上设置有定位环槽，钥匙转动校对过程时，挡键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，所述锁壳上设置有钥匙定位槽。

进一步，所述门内密码结构包括内锁转动柄、安装块、安装销和锁舌簧棒，所述内锁转动柄的尾部为转动手柄，前端设置有方形转动头，所述安装块的上端为圆环形结构，套装在内锁转动柄的环形槽上，所述安装块的下方设置有与圆环部分贯通的销孔，所述安装销设置在销孔内，所述锁舌簧棒的尾部设置有方形孔，所述方形转动头与方形孔配合；所述锁舌簧棒的前端设置有插接头，所述插接头分别插接到锁舌内部的扇形缺口内；内锁转动柄转动带动锁舌簧棒转动，锁舌簧棒转动带动锁舌转动实现开锁。

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。

5、本锁芯的结构更加合理，方便组装，且成本更低。

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为本发明中心转轴组件的轴测图一。

图4为本发明中心转轴组件的轴测图二。

图5为本发明柱状锁止机构的结构示意图。

图6为本发明密码环的结构示意图。

图7为本发明鱼骨环的结构示意图。

图8为本发明锁舌拨动机构的装配图。

图9为本发明锁舌拨动机构的爆炸图。

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内设置有门外密码结构和门内密码结构，其中，门外密码结构包括锁舌拨动机构、中心转轴组件、组合式中空骨架和4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4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18；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18分别对应作用于不同的密码环7，柱状锁止机构18上设置有能够与棘齿槽701啮合的凸起183；柱状锁止机构18为阶梯式结构，其尾段外部套装有第一弹簧19，在钥匙向内挤压中心转轴组件的前端时，第一弹簧19受压收缩，柱状锁止机构18上的凸起183与棘齿槽701脱开；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。

锁舌拨动机构包括拨动环10、爪盘11、加长棒12、第二弹簧13和第三弹簧，中心转轴组件的头部外圆上设置有与滑块槽宽度相同的槽口，中心转轴组件的尾部外圆上设置有2个插接口602和1个缺口603，拨动环10上设置有2个与插接口602对应配合的插接块1001、1个与缺口603配合的推动块1002、以及3个缺口1003，推动块1002的长度大于插接块1001的长度，爪盘11的外部设置有3个扇形凸起1101，中心转轴组件的尾部设置有3个突出部604，突出部604能够穿过缺口1003插接到扇形凸起1101之间的间隙内；爪盘11外部的扇形凸起1101与锁舌2内部的扇形缺口配合；所述加长棒12和第二弹簧13依次沿轴向安装在中心转轴组件的尾部，第二弹簧13沿轴向作用于加长棒12，第三弹簧套装在加长棒上并作用于爪盘11，第二弹簧13和第三弹簧起到缓冲作用，在校对成功前，若钥匙对中心转轴组件前端施加向内作用力，则中心转轴组件推动拨动环10和爪盘11向内运动而压缩第二弹簧13和第三弹簧，这样就避免了因外力而导致的内部零件受损。

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18产生向内作用力，使柱状锁止机构18沿轴向沟槽滑动并压缩第一弹簧19，此时柱状锁止机构18的凸起183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18脱开，柱状锁止机构18在第一弹簧19的作用下沿轴向沟槽向外运动，此时柱状锁止机构18上的凸起183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，此时校对完成，推动块1002的位置与滑块9对齐，然后钥匙3对中心转轴组件前端施加向内作用力，使中心转轴组件尾部的突出部604插接到爪盘扇形凸起1101之间的间隙内，相对地，拨动环10前端的推动块1002推动所有滑块9向前运动，从而使最前端的滑块落入中心转轴组件头部外圆的槽口内，从而将爪盘11、拨动环10、中心转轴组件、组合式中空骨架和所有密码环串联起来整体运动，带动锁舌运动并完成开锁。

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20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20径向运动脱出，锁壳1内设置有环形凸起102，环形凸起102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22，堵头22的上端具有圆弧形凹陷部2201，直径比环形槽部分的直径略大，堵头22上端的圆弧形凹陷部与环形凸起组合成一个整体，一方面用于限制锁胆连接销20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18由柱形锁止体182和柱形锁止头181组成，所述柱形锁止体182安装在锁胆中段5的圆弧形凹槽内，所述柱形锁止头181安装在锁胆前段4对应的缺口内，所述第一弹簧19套装在柱形锁止体182的尾部，为了方便安装定位，在锁胆尾段6上设置有安装孔601，柱形锁止体182的尾部插接到安装孔601内，第一弹簧19得到两端分别作用于柱形锁止体182的台阶处和锁胆尾段6上。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，拨动环10的推动块1002推动所有滑块向前运动，使锁胆中段5上的滑块落入锁胆前段的凹槽内，从而将整个中心转轴组件串联起来一起转动。

在本实施例中，所述堵头22的前后两端两侧分别设置有角位销2202和定位销2203，所述角位销2202和定位销2203的下方分别设置有弹簧2204，所述锁胆前段4的头部外圆上设置有角度定位槽402，所述角度定位槽402的两侧为弧形，在所有滑块校对完成并对齐时，钥匙3对锁胆前段4施加向内作用力，使锁胆前段4向内运动，此时角位销2202在弹簧的作用下顶入角度定位槽402内；所述定位销2203的上端为锥形，头部鱼骨环的外圆上开设有插孔，初始状态下，定位销2203在弹簧的作用下顶入插孔内，在所有滑块校对完成并对齐时，钥匙3对锁胆前段4施加向内作用力，使锁胆前段4向内运动，此时定位销2203上端的锥形部分受到锁胆中段5的挤压向下运动并压缩弹簧，此时头部鱼骨环脱离定位销2203的转动限位。

在本实施例中，所述锁胆中段5的头部设置有安装孔，该安装孔内设置有挡键21，头部鱼骨环上设置有定位环槽，钥匙转动校对过程时，挡键21由定位环槽的一侧转动至另一侧，此时所有滑块对齐完成校对。由于本实施例增加了角位销2202、定位销2203以及挡键21，因此本锁芯在角度定位上更加准确。

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，所述锁壳1上设置有钥匙定位槽103，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，所述门内密码结构包括内锁转动柄14、安装块15、安装销16和锁舌簧棒117，所述内锁转动柄14的尾部为转动手柄，前端设置有方形转动头，所述安装块15的上端为圆环形结构，套装在内锁转动柄14的环形槽上，所述安装块15的下方设置有与圆环部分贯通的销孔，所述安装销16设置在销孔内，所述锁舌簧棒17为圆筒形结构，尾部设置有方形孔，所述方形转动头与方形孔配合；所述锁舌簧棒17的前端设置有插接头，所述插接头分别插接到锁舌内部的扇形缺口内；内部开锁时，安装块15和安装销16不发生转动，内锁转动柄14转动带动锁舌簧棒17转动，锁舌簧棒17转动带动锁舌转动实现开锁。本锁芯的门内密码结构简单，降低了锁芯的制造成本。当然，需要说明的是，本锁芯的门内密码结构还可以采用其它结构进行替换，具体可参考现有的弹子锁、叶片锁以及轮片锁。

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17的前端，弧形校对条305挤压柱状锁止机构18，使柱状锁止机构18轴向运动压缩第一弹簧19，此时柱状锁止机构18上的凸起183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18的作用，此时第一弹簧19回弹，将柱状锁止机构18上的凸起183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，此时校对完成，推动块1002的位置与滑块9对齐，然后钥匙3对中心转轴组件前端施加向内作用力，使中心转轴组件尾部的突出部604插接到爪盘扇形凸起1101之间的间隙内，相对地，拨动环10前端的推动块1002推动所有滑块9向前运动，从而使最前端的滑块落入中心转轴组件头部外圆的槽口内，从而将爪盘11、拨动环10、中心转轴组件、组合式中空骨架和所有密码环串联起来整体运动，带动锁舌运动并完成开锁。

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。