专利名称：锁结构的制作方法
背景技术：
本发明总体涉及一种锁结构，尤其涉及一种防止拖车未经允许连接到一牵引车的拖车栓钩上的锁。拖车连接到一固定在一牵引车上的拖车栓钩上，以便在牵引车后牵引拖车。拖车构造成其上延伸出一拖车栓钩承窝，该承窝装到诸如球之类的连接件上，该连接件安装在一固定在该牵引车上的牵引杆上。该连接件通常通过由一挂钩或一连杆操纵的可伸缩装置保持在该拖车栓钩承窝中。该承窝一旦配合在该连接件上，该可伸缩装置就接合连接件的下半部，连杆将该可伸缩装置固定在连接件上。一旦接合，该可伸缩装置防止拖车与牵引车分开，直到该可伸缩装置由连杆释放。拖车不受牵引时，常常与牵引车脱离，由于拖车承窝很容易连接到未经许可的车辆的拖车栓钩上，因此拖车非常容易被盗。
已经研制的若干装置通过防止拖车栓钩承窝与未经许可牵引车的拖车栓钩连接来防止拖车被盗。Farquhar的美国专利No.5,332,251公开了一种拖车栓钩锁组件，包括一有一螺栓的上部螺栓板，该螺栓与一下部罩板接合。用一独立挂锁接合在该螺栓的一孔中，把该螺栓板与该罩板紧固在一起。使用挂锁把两板固定在一起由于部件连接增加造成该锁很难操作。此外挂锁暴露在外，小偷很容易打开该锁定机构。
Allen等人的美国专利No.4,032,171和Smith的美国专利No.5,873,271都公开了可适用于具有一球形连接件的拖车的拖车栓钩锁。Allen的拖车栓钩锁公开了一固定该锁定组件的独立挂锁。与Farquhar公开的锁一样，Allen的锁结构中的挂锁很容易被小偷打开。Smith公开的锁有上下钳口，上钳口可在锁定位置和开锁位置之间垂直运动。该垂直结构使得该锁很难操作，其中上钳口必须手动提起并调节以便适应拖车承窝的不同尺寸。
因此，需要提供一种可适用于拖车上不同类型和大小的承窝并在保持高度安全的同时提供更方便的操作。
发明内容
本发明针对一种紧固到一拖车承窝上并从而防止该拖车承窝连接到一未经许可的牵引车的连接件上的锁结构。该锁结构包括一底座，其中一第一直立件从该底座延伸并适于与该拖车的拖车承窝接合。该底座上布置有与第一直立件相间距的第二直立件。该壳体中定位有一轴状件，该轴状件可从一开锁位置到一锁定位置向该直立件滑动，在该开锁位置上，该轴与该直立件相间距，在该锁定位置上，该轴一旦连接该直立件上就接合该拖车承窝。一锁定机构可操作地连接在该轴上以便在第一位置与第二位置之间运动，在第一位置上，释放该轴使其滑动，在第二位置上，防止该轴滑动。该锁还包括一棘爪构件和一棘齿表面，使得该轴可滑动到不同锁定位置。
图1为本发明一种锁结构的立体图；图2为图1锁结构的侧视图，示出一轴伸向第一直立件以便接合一拖车承窝；图3为图1锁结构的侧视图，示出该轴离开第一直立件以便释放该拖车承窝；图4为图1锁结构的正视图；图5为图1锁结构的分解图，示出装配前的各操作部件；图6为沿图4中6-6线剖取的该锁剖面图，示出装配好的各操作部件；图7为图1中锁的棘爪构件的正视图；图8为图1中锁的棘爪构件的侧视图；图9为图1中锁的棘齿表面的侧视图；图10为沿图6中10-10线剖取的锁结构的剖面图，示出该锁位于锁定位置；图11为沿图6中11-11线剖取的锁结构的剖面图，示出该锁位于棘齿接合位置；图12为沿图6中12-12线剖取的锁结构的剖面图，示出该锁位于开锁位置；以及图13为本发明锁结构另一实施例的立体图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明锁100有一底座102，底座102的第一和第二部分108和110上分别布置有第一和第二直立件104和106。底座102可用任何铁类或非铁类材料如钢、铝、锌或模制塑料制成。此外，底座底面上可连接有一用橡胶或其他非打滑材料制成的衬垫，防止锁100在储存时滑出。
如图2所示，第一直立件104表示为与通常使用在一拖车栓钩上以便接合拖车上的一拖车承窝的球相同的球。锁100的球104取代通常焊接在牵引车的牵引杆上的拖车栓钩的连接件。通过将球104插入承窝112中锁100固定在拖车承窝上，并固定该锁以便防止拖车承窝112连接到一未经许可的牵引车的连接件上。球104的外部形状成形为与承窝112的内部形状或内腔相配，使得球104与承窝112之间的接触面积最大，在承窝112装在球104上时连接得更牢固。
第二直立件106为一锁壳体并布置在锁100的第二部分110上以便保持锁100的各操作部件。如图2所示，一轴状件114可从壳体106到一锁定位置向球104滑动，在该锁定位置上将一例如一拖车承窝112的物体固定在轴114与球104之间。如图3所示，轴114可从球104滑离到一释放承窝112的开锁位置。最好是，轴114的顶端116如图1所示有一与球104的外表面相配的球形凹座。与球104的外部形状类似，其形状与承窝112的外表面相配的轴的顶端116的球形凹座进一步增加与承窝112的接触面积，从而当拖车承窝112位于轴114与球104之间时使得该连接更牢固。
如图4所示，钥匙孔118位于锁100的正面上以便一操纵锁100的经许可的钥匙插入。一可枢转盖120布置在钥匙孔118上以便保护锁壳体106不使灰尘或其他垃圾进入锁壳体106中。锁100操作时，当锁100位于开锁位置时轴114可相对球104移动；当锁位于锁定位置时轴114无法移动。开锁位置另外包括两个不同操作位置，允许轴114移向和移离球104的释放位置和只允许轴114向球114移动到不同锁定位置的棘齿接合位置。因此，锁有三个操作位置，锁定位置、棘齿接合位置和释放位置。经许可的钥匙插入钥匙孔118中后将钥匙转动到所需位置即可实现这些操作位置，详情见下文。
锁100的正面上布置有标记122、124和126，用来视觉上帮助使用者认定这些操作位置。标记122标出使锁100位于锁定位置上的钥匙位置。标记124标出使锁100位于棘齿接合位置上的钥匙位置。最后，标记126标出使锁100位于释放位置上的钥匙位置。在各操作位置如此标出的情况下，由于使用者只须插入钥匙并将经许可的钥匙转动到标出位置上以便锁100进行所需操作，因此锁100的操作大大简化。
图5和图6分别示出锁100各操作部件的装配前和装配后的情况。锁壳体106限定一具有一纵向轴线130从中延伸的内腔128。该操作部件，包括轴114、一锁定机构132、一棘爪构件134和一棘齿型板136上的一棘齿表面容纳在锁壳体106的内腔128中。轴114包括一容纳锁定机构132和棘爪构件134的轴腔138。轴114还包括一容纳一销142的细长形凹槽140。销142穿过布置在壳体106上的一销槽144，以便将轴114固定在壳体106上。插入后，销142接合轴114顶面上的细长形凹槽140，当销143在凹槽140的长度上移动时限制轴114移向和移离球104的滑动。
锁定机构132包括一锁芯146，如图5所示，它为一传统的圆片锁组件，其包括许多与许可的钥匙相配的圆片。也可使用其他锁定机构如轴锁杠杆或电子开锁机构。一手指形突起148从该锁芯146伸出，用来接合棘爪构件134。部分围绕锁指148附近的锁芯146的外周边上设置有一凹槽150以便容纳一保持夹152。一槽口154从轴114的顶面延伸到轴腔138，用来安装保持夹152。保持夹152围绕锁芯146外周边接合凹槽150，把锁芯146保持在轴114的轴腔138中，同时允许锁芯146在轴腔中围绕纵向轴线130转动。
如图6所示，轴114包括轴腔138中的一棘齿开口158，该开口从轴114的底面向轴114顶面上的一弹簧凹座160延伸。棘爪构件134布置在轴腔138的棘齿孔158中的第一轴向位置上。一容纳在弹簧凹座160中的压缩弹簧156在与纵向轴线130垂直的方向上弹性地并向下偏置棘爪构件134。尽管该优选实施例中使用压缩弹簧，但也可使用其他种类的弹簧或偏置装置。
棘爪构件134通常呈U形，其具有第一或下部外侧162和第二或上部外侧164。如图7所示，下侧和上侧162和164构成下腿和上腿166和168，在两腿之间限定一凹座170。如图8所示棘爪构件134具有布置在第一侧162上的一齿部172以便接合图9所示棘齿表面134的齿部174。但是，棘爪构件134的齿部172可构成一用来接合棘齿表面136的齿部174的棘爪。弹簧156可操作地与上部外表面164连接，向棘齿表面136向下偏置棘爪构件134。因此，弹簧156将棘爪构件134偏置压靠棘齿表面136，迫使棘爪构件134和棘齿表面136的齿部172和174互相接合。锁芯146在靠近棘齿开口158的第一轴向位置的第二轴向位置上插入在轴腔138中，使得锁芯146的锁指148容纳在棘爪构件134的凹座170中。
锁壳体106包括一从底座102延伸锁壳体106的内腔128的棘齿开口176。棘齿表面136插入锁壳体106中，其底部安装在棘齿开口176中。一插塞186用来确保棘齿开口176与锁壳体106的外部隔绝，防止灰尘和其他碎屑进入。
图10-12示出锁100的操作详情。如上所述，锁100有三个操作位置，这些位置通过使用许可的钥匙将锁定机构132的锁芯146转动到指定位置来确定。图10示出锁100位于锁定位置，锁定机构132位于与棘爪构件134的第一接合位置。在第一接合位置，锁芯146的锁指148容纳在棘齿凹座170中邻靠接合棘爪构件134下腿166的内表面。因此锁指148移位棘爪构件134到压靠棘齿表面136的位置，压迫棘爪构件134和棘齿表面136的齿部172和174进入互相接合。因此，轴114无法移向或移离球104。使用时，拖车承窝112配合在球104上，轴114移动到接合承窝112外表面的锁定位置。由于锁芯146在锁定位置防止轴移动，因此承窝112牢固地保持在球104与轴114之间。
在图11所示棘齿接合位置，锁定机构132位于与棘爪构件134的第二接合位置。在第二接合位置上，锁芯146的锁指148转动使其位于棘爪构件134的两腿166和168之间而不垂直移动棘爪构件134。因此，棘爪构件134只受弹簧156的压力被压迫进入与棘齿表面136接合。只要锁芯146的锁指148保持在凹座170中并在与纵向轴线130垂直的两个方向上都不移动棘爪构件134，就一直保持该棘齿接合位置。
在棘齿接合位置上，当作用在该方向上的力克服弹簧156的向下力时接合的棘爪构件134和棘齿表面136的齿部172和174的齿形只允许轴114向球104的方向移动。为此，如图8和9所示，齿部172和174的每一个齿分别具有一有角度或倾斜边178和180和一直边182和184。棘爪构件134和棘齿表面136的齿部172和174构造成使用者在向球104方向上施加在轴114上的横向力克服弹簧156的向下力，造成棘爪构件134在棘齿表面136的齿部174的斜面184上滑动。但是，由于非倾斜面182和184防止轴114横向移离球104。
斜面178和180的角度选择成帮助使用者向球104推动轴114，同时防止在相反方向上移动。所示斜面182和184的角度为45°。但是，考虑到弹簧156的压缩力可使用其他角度以确保锁100在棘齿接合位置上正确操作。一旦位于棘齿接合位置，锁100可从轴114在轴向离开球104布置的全打开和开锁位置向锁定和关闭位置移动，在锁定和关闭位置上，轴114邻靠接合配合在球104上的承窝112。通过沿着棘齿表面182和184将轴114移向球104，根据需要移动轴114以便适当夹紧球104上的承窝112或容纳不同尺寸的承窝。
在图12所示轴114的释放位置，锁芯146的锁指148被压入与棘爪构件134的上腿168接合，使得棘爪构件134压动弹簧156并使棘爪构件134的齿部172与棘齿表面136的齿部174脱离。在该位置上，轴114可在移向和移离球104的锁定和开锁位置之间的任一方向上完全自由地移动。通过拉出钥匙实现在移动离开球。通过在锁芯146外端处推动轴114实现向球104移动。
最好是，弹簧156的压力使得锁芯146向棘齿接合位置偏置，以便达到释放位置，使用者把锁芯转动到释放位置并用手把锁芯146保持在释放位置上。因此，当锁100位于开锁位置时，锁100自动回到棘齿接合位置，从而锁100的操作大大简化。
下面结合该优选实施例说明锁100的操作情况。为将锁100固定在拖车上，使用者把许可的钥匙插入锁芯146的钥匙孔118中并将锁芯转动到图4标记126所示释放位置。在该开锁位置上，轴114可自由移向和移离球104，从而如图2所示可很方便地把球104插入承窝112中。
承窝112一旦插在锁100的球104上并且锁100位于释放位置上，使用者通过将锁100保持在释放位置上并将轴114推向承窝112直到轴114的顶端116邻靠承窝112的外表面，从而固定锁100。使用者然后释放锁，使得锁自动回到标记124所示棘齿接合位置，从而可根据拖车承窝的具体结构和尺寸方便地调节球104与轴114之间的间距后上紧。一旦轴114上紧在承窝112上，使用者将钥匙转动到标记122所示锁定位置，以便防止轴114的任何移动。一旦在锁定位置上，承窝112牢固地锁定在轴114与球104之间。
图13示出本发明锁的另一实施例200。锁定机构及其操作情况与上述实施例的锁100类似。使用一垂直组件202取代上述实施例的球104插入拖车的承窝中。组件202为具有不同连接机构的拖车提供一种不同连接结构。例如，除了具有图2和3中承窝112的拖车，具有孔眼类型连接的拖车可方便地配合在组件202上而连接其上。图13中用虚线示出该套圈连接。
锁200还包括一从垂直组件202延伸出的支座204。对于具有图2和3承窝112的拖车，支座204接合承窝的内表面以便确保其中的接合。支座204还可用于孔眼型承窝，通过将套圈固定在支座与锁200的底座之间。此时，轴206移动到接合支座或与其足够接近以防止套圈脱落的锁定位置。
本领域普通技术人员显然可在本发明范围内作出种种修正和使用各种实施例。后附权利要求应覆盖所有这些修正和实施例。
权利要求
1.一种锁结构，包括a)一底座；b)一从所述底座上延伸的第一直立件；c)一从所述底座上延伸出并与所述第一直立件相间距的第二直立件；d)一与所述第二直立件连接的棘齿表面；e)一定位在所述第二直立件中的第三部件，该第三部件可从一锁定位置移动到一与所述第一直立件相间距的开锁位置，在该锁定位置上，将一物件固定在所述第一直立件与第三部件之间，在该开锁位置上，释放固定在其间的该物体；以及f)一布置所述第三部件中的锁定机构，该锁定机构具有一可与所述第二直立件的所述棘齿表面接合的棘爪构件，从而允许第三部件向所述第一直立件移动并到相对所述第一直立件的不同锁定位置。
2.如权利要求1所述的锁结构，其特征在于，所述第三部件为一轴状件，所述轴状件有一轴腔，所述锁定机构布置在所述轴腔中。
3.如权利要求2所述的锁结构，其特征在于，其还包括一布置所述轴腔中弹簧以便将所述棘爪构件弹性地压入与所述棘齿表面接合。
4.如权利要求3所述的锁结构，其特征在于，所述棘爪构件包括一齿部，所述棘齿表面包括一与所述棘爪构件的所述齿部接合的齿部。
5.如权利要求4所述的锁结构，其特征在于，所述锁定机构还包括一从所述锁定机构上延伸出并可与之一起移动从而移动所述棘爪构件的突起。
6.如权利要求5所述的锁结构，其特征在于，所述棘爪构件包括第一和第二腿，一限定在第一和第二腿之间以便容纳所述锁定机构的所述突起的凹座，使得a)所述突起可移动到邻靠接合所述棘爪构件的所述第一腿，从而移动所述棘爪构件压靠所述棘齿表面，防止所述轴移动；b)所述突起在所述凹座中所述棘爪构件的所述第一腿和所述第二腿之间移动，使得所述棘爪构件由所述弹簧偏置压靠所述棘齿表面，允许所述轴向所述第一直立件滑动到相对所述轴的所述不同锁定位置上；以及c)所述突起可移动地压靠所述棘爪构件的所述第二腿，从而使所述棘爪构件移离所述棘齿表面，允许所述轴在所述开锁位置与锁定位置之间滑动。
7.一种用于将一拖车承窝构件锁定连接在一车辆栓钩的连接件上的锁结构，所述拖车承窝构件有一承窝内壁和一承窝外壁，所述锁包括a)一底座；b)一从所述底座上延伸以便移动进入所述拖车承窝构件中并与该拖车承窝构件的内壁接合的第一直立件；c)一从所述底座上延伸并与所述第一直立件相间距的第二直立件；d)一与所述第二直立件连接的棘齿表面；e)一定位在所述第二直立件中的第三部件，该第三部件可从一与所述第一直立件相间距的开锁位置移动到一锁定位置，在该锁定位置上，与所述拖车承窝构件的外部接合以便将该承窝构件保持在所述第一直立件与第三部件之间；以及f)一布置在所述第三部件中的锁定机构，该锁定机构可在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置上，释放所述第三部件而移动到开锁位置，在该第二位置上，允许所述第三部件移动到所述锁定位置；所述锁定机构包括一棘爪构件，该棘爪构件与所述第二直立件的棘齿表面接合以便允许所述第三部件向所述第一直立件移动并到相对所述第一直立件的不同锁定位置从而适应不同尺寸的拖车承窝构件。
8.如权利要求7所述的锁结构，其特征在于，所述第一直立件具有一外部形状，所述承窝内壁有一内部形状，使得所述外部件的外部形状大致与所述承窝内壁的内部形状相对应。
9.如权利要求8所述的锁结构，其特征在于，所述第一直立件的所述外部形状具有保持一有球形内部形状的下凹型承窝构件的球形。
10.如权利要求7所述的锁结构，其特征在于，所述第一直立件还包括一接合所述第三部件的支座。
11.如权利要求10所述的锁结构，其特征在于，所述承窝构件为一套圈型承窝构件，所述承窝构件的所述套圈安装所述第一直立件上，使得当所述第三部件位于所述锁定位置上时该承窝构件保持在所述底座与支座之间。
12.如权利要求7所述的锁结构，其特征在于，所述棘齿表面和棘爪构件具有偏置相互接合的协作部分。
13.如权利要求12所述的锁结构，其特征在于，所述锁定机构可转动到a)与所述棘爪构件的第一接合位置，移动所述棘爪构件压靠所述棘齿表面，防止位于所述锁定位置上的所述第三部件移动，在锁定位置上，该承窝接合在所述第一直立件与所述第三部件之间；b)与所述棘爪构件的第二接合位置，从而所述棘爪构件由一弹簧压靠所述棘齿表面，允许位于所述开锁位置上的所述第三部件向所述第一直立件滑动并到相对所述第一直立件的所述不同锁定位置以便适应不同尺寸的拖车承窝构件；以及c)与所述棘爪构件的第三接合位置，移动所述棘爪构件离开所述棘齿表面，允许所述第三部件在所述开锁位置与锁定位置之间滑动，以便释放接合在其间的所述承窝构件。
全文摘要
本发明针对一种固定到一拖车承窝(112)上的锁(100)。该锁(100)包括一底座(102)，第一直立件(104)从底座(102)上延伸出并适于接合拖车的该拖车承窝(112)。第二直立件(106)布置在底座(102)上并与第一直立件(104)相间距。壳体(106)一轴状件(114)定位在壳体(106)中并可从一开锁位置向第一直立件(104)滑动到一锁定位置，在开锁位置上，第三部件(114)与第一直立件(104)相间距，在锁定位置上，第三部件(114)一旦连接到第一直立件(104)上就接合拖车承窝(112)。一锁定机构(132)可操作地与第三部件(114)连接，使得第三部件(114)可滑动。还包括一棘爪构件(134)和一棘齿表面(136)使得第三部件(114)可滑动到不同锁定位置。
文档编号B60D1/60GK1406184SQ01805545
公开日2003年3月26日 申请日期2001年2月21日 优先权日2000年2月23日
发明者J·B·扎普舍克, J·R·史密斯 申请人:总锁公司