专利名称：啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锁具和钥匙，具体的说，是一种通过结构上的改进以获得互开率较低的钥匙和锁具。
背景技术：
弹子锁是一种常见的锁具，通常的弹子锁锁头是通过弹子来锁定锁芯转动的，锁中的各弹子组均由两颗组成，开锁时，两颗弹子的接触面与锁芯和锁体的接触面重合，锁芯相对锁体可以转动，锁闭时，两颗弹子的接触面与锁芯和锁体的接触面不重合，由于弹子的阻挡作用，锁芯不可以转动。弹子锁的钥匙通常是在钥匙的侧边上进行编码，通过钥匙侧边高低不平的锯齿形凸起推动锁具中弹子的移动，当符合解码条件时锁具打开。以一个弹子锁和钥匙为例子，对钥匙进行编码，沿钥匙的侧边设置7个标识位置和5个判读深度，因此理论上该套锁和钥匙的互开率最低为1/57，即0.001％，同时容易用非配套钥匙的开锁工具开启。锁的体积也无法小型化。
因此现有的机械锁具存在着在体积小型化的情况下无法维持合格的互开率的问题，例如门锁、汽车锁、橱柜锁、抽屉锁、箱包锁、各种挂锁，以至装饰锁(项链、手脚链)等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械锁和扁平钥匙，可以使锁具在相对小的条件下，具有较高的变化率，即较低的互开率和可控的成本。
本发明的技术方案是一种啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，包括锁体，位于锁体内可旋转的锁芯，锁芯上开有钥匙槽，其特征在于识别元件垂直于钥匙槽所在的平面安装在锁芯内，每个识别元件上均有一个确定锁的开锁位置的缺口；启闭元件安装在锁芯内，处于锁闭态时，启闭元件受识别元件限制无法移动，安装在识别元件一端的碰块卡在锁体内的碰块槽中，阻止锁芯转动；钥匙为扁平的长方片，在钥匙两侧边之间的平面上分布有不少于2列的凹坑或孔；当钥匙插入钥匙孔中时，识别元件位于这些凹坑或孔的正上方，识别元件的另一端安装有复位弹簧，压紧识别元件与凹坑或孔接触，当所有凹坑或孔的形状、判读深度符合开锁条件时，所有识别元件上的缺口移动至启闭元件所在平面，启闭元件和碰块可以相对于识别元件移动，碰块移出碰块槽，锁芯可以相对于锁体旋转。
上述机械锁和钥匙的附加技术方案如下优选地，独立的分散的启闭元件与识别元件一对一的配置，当锁处于锁闭状态时，启闭元件一对一地受识别元件的约束；当锁处于开启态时，所有的启闭元件可以进入识别元件的缺口。
优选地，启闭元件是一个分布有啮合孔的筛板，筛板平行于钥匙槽安装在锁芯内的筛板槽中，可在筛板槽中滑动，筛板的一侧固定碰块，识别元件穿过啮合孔；处于锁闭态时，筛板受识别元件限制无法移动；当锁处于开启态时，各识别元件的缺口均处于筛板所在平面，筛板可以在缺口中移动。
优选地，在钥匙两侧边缘之间的平面上的凹坑或孔的分布大于4列，沿钥匙长度方向每隔固定的长度单位设置凹坑或孔在随机的列中。
优选地，所述的弹子的横截面为“十”形，钥匙上的凹坑或孔的形状为“十”形，弹子与钥匙接触端的外表面为斜面。
优选地，所述锁芯由独立的启闭功能单元构成，启闭单元内含有弹子，所有启闭单元沿钥匙长度方向叠加在一起即构成锁芯。
优选地，在筛板上安装有弹性元件，压紧筛板上的碰块与碰块槽接触，碰块的侧壁为斜面。
优选地，钥匙上的平面上设置有一个整体的图案，凹坑或孔分布在图案中。
优选地，筛板为2块，分别安装在钥匙槽两侧，识别元件分别穿过啮合孔安装在钥匙槽两侧。
本发明的有益效果是本发明锁机对弹子位置的选择自由度很大，可以在二维平面内任意排列组合，避免了常规锁机线形排列的弹子用改变弹子位置做编码的限制。使得锁在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化率。同时由于取消了同轴弹子和同轴复位弹簧，锁机内部空间利用从容，锁机的体积相对缩小。与常规锁机变化率完全依赖于弹子长短规格、个数不同，新结构锁机编码将主要凭借于弹子坐标位置的变化。同时彻底杜绝所谓特制工具智能开锁的可能性。这样新结构锁机钥匙的轻簿，不仅仅是意味着轻巧便携，不伤衣物，更是达成高安全性的保证因素。并且由于结构上的优化，可以提高锁和钥匙的生产效率，降低生产成本。
图1是本发明锁和钥匙的径向剖面图。
图2是本发明锁和钥匙的轴向剖面图。
图3是筛板的正视图。
图4是锁两端的筛板夹的轴向视图。
图5是弹子和钥匙啮合的局部放大视图。
图6是模块化锁芯组成单元片的轴向视图。
图7是模块化锁芯组成单元片的轴向视图。
图8是单元片1和单元片2组装为1个模块的侧向视图。
图9是钥匙的正视图。
其中，附图标记1为钥匙，2为凹坑，3为弹子，301为缺口，4为筛板，401为啮合孔，6为复位弹簧，7为锁芯，8为锁体，9为碰块，11为筛板夹座，12为弹簧，13为筛板槽，14为筛板夹，701为单元片，702为单元片，101为平面。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的具体实施例1本实施例中主要部件的详细描述如下锁体8簿壁筒形构造，内圆面上有一个锥形截面凹槽，凹槽的形状与碰块9相同，作为碰块槽。
锁芯7
圆柱体结构，可旋转的安装在筒形锁体8之中。在锁芯7的中心位置开有矩形截面的钥匙槽，自端开始贯通整个芯体，接受和引导钥匙1的插入。平行于钥匙槽另开有两条矩形截面通道作为筛板槽13，内安装有筛板4。
筛板4作为启闭元件，本例中分为上筛板和下筛板。上筛板与钥匙正面上的弹子相对应，下筛板与钥匙背面的弹子相对应。
筛板4可沿横向运动，筛板4上分布有啮合孔401，筛板4形状如图3所示。筛板4上的啮合孔401与锁内弹子3分布的位置相对应。
弹子3作为识别元件，十字截面棒状体，中部开有啮合缺口301，头部为锥形判读头，垂直穿过筛板4上的啮合孔40 1安装在锁芯7内。
复位弹簧6安装在弹子3尾部，压紧弹子3与钥匙1接触。
钥匙1如图9所示，扁平的长方片，在平面101上刻有凹坑2，为了美观凹坑2还可以分布在装饰图案或浮雕中。
各部件的组装关系如下如图1所示，锁芯7安装在锁体8内；锁芯7内，弹子3分别安装在钥匙槽上方和下方，弹子3的尾端安装有复位弹簧6，压紧弹子3与钥匙1接触，每个弹子3上的缺口301用于确定开锁位置，如图2、5所示；如图3、4所示，筛板4平行于钥匙槽安装在锁芯7内的筛板槽13中，筛板4的两端安装在筛板夹14中，筛板夹14位于锁芯7两端的筛板夹座11的开放槽中，可带动筛板4在筛板槽13中滑动，筛板夹14的一侧固定有碰块9，筛板夹14上还安装有弹簧12，压紧碰块9与锁体8上的碰块槽接触，弹子3穿过啮合孔401，处于锁闭态时，筛板4受弹子3限制无法移动，碰块9卡在锁体8内的碰块槽中，阻止锁芯7转动；如图9所示的扁平的钥匙1，在钥匙1两侧边缘之间的平面101上分布有多列的凹坑2，本例划分为5行4列，分布在钥匙的下、反两面。
本实施例的工作方式如下
当钥匙1插入后，弹子3穿过筛板4上的同轴的啮合孔401直达钥匙1上的凹坑2。弹子3可在筛板4的啮合孔401内上下滑动，同时限制筛板4的横向运动。弹子3的十字筋上，对应于筛板4啮合孔401位置开有缺口301。当弹子3上的缺口301与筛板4上的啮合孔401处于同一水平位置时，弹子3解除对筛板4的锁闭。弹子3接触钥匙1的一端做成锥形，用以判读钥匙平面101上的凹坑2，并接受作为识别记号的凹坑2或孔的边缘的顶推，转变为弹子3的起落运动。弹子3的另一端受复位弹簧6的顶推，保证弹子3在判读过程中与钥匙1的可靠接触和在未插入钥匙1和拔出钥匙1后，让弹子3恢复到起始位置，即钥匙槽下的凹坑2底部。弹子3抵在钥匙槽下的凹坑2底部时，弹子3十字筋上的啮合缺口301低于筛板4啮合孔401的水平。筛板4受弹子3的制约不能横向运动，同时限制碰块9嵌入锁体内的碰块槽无法移出，限制锁芯7的转动。锁呈闭锁状态。当插入的钥匙1与锁不匹配时，部分弹子3的啮合缺口301到达筛板4的啮合孔401水平，部分弹子3的缺口301高于或低于筛板4啮合孔401水平，整个筛板4仍然处于闭锁状态。只有当每一个弹子3的缺口301都与筛板4啮合水平一致，也就是每一弹子3与钥匙1上的对应识别记号在位置、形状、深浅、数量完全一致时，筛板4才处于自由位置。此时转动钥匙1，锁芯旋转驱动筛板4和碰块9，推动筛板4横向滑移和压迫筛板4复位弹簧，锁被开启。筛板4横向滑动后，啮合孔401的边缘嵌入弹子3的缺口301，限定弹子3的跳动，钥匙1被锁定在芯内拔不出来。只有当钥匙1转回到起始位置，筛板4上的弹簧12把筛板4顶回到筛板4两端的夹板的碰块9重新啮合在外壳碰块槽内，筛板4才解除对弹子3的咬合，弹子3可以自由跳动，钥匙1得以拔出，同时锁恢复到闭锁状态。
在本发明所述整体结构中，只以位置坐标为变量来计算，设定弹子的尺寸为2.4×2.4mm，数量为9，凹坑(识别记号)之间的位置差为0.4mm，在φ16×28mm的锁机中可以组合出1012以上的变化，每把锁无一重复，也绰绰有余。做到完全意义的抗智能开锁。在不破锁机的条件下，非钥匙无法开锁。
本发明的锁通过综合识别的方法，使锁机在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化率，以满足当今世界大的人口量和流通量下，锁互开率高，不能满足要求的需要，以及用最少的标准规格覆盖各种用途锁具的场合，例如门锁、汽车锁、橱柜锁、抽屉锁、箱包锁、各种挂锁，以至装饰锁(项链、手脚链)等。
本发明的具体实施例2结构与实施例1类似，不同之处在于为制造方便，本发明采用模块方案，将综述中的结构分切，把整体结构改变成由不同的标准元件拼成的独立的启闭单元功能模块的组合。每个启闭单元含有特定位置的弹子3，各启闭单元由两个单元片701和1个单元片702组成，两个单元片701将单元片702夹在其中，再将弹子3、筛板4等元件安装在其中，各启闭单元沿长度方向组合在一起即可构成一个锁芯7，如图2、6、7、8所示。通过不同启闭单元之间的排列组合，很容易实现了锁和钥匙1编码的多样性。
本发明的锁不限于上述实施例，利用上述实施例的还可以产生多种衍变，例如，可以采用不同截面形状的弹子3，如距形、H形、Y形进行编码组合。
本发明的锁和钥匙1可以做到把生活日用品工艺化、个性化，是提高生活品味、丰富日常生活的重要方面。作为日不离身的钥匙的美化、多用途化对提升自己的商品价值和品位有重要意义。本发明的钥匙边缘光滑、平整，不伤衣物，识别记号转移到平面上，离散地、相对自由地分布在钥匙1的两面是造就把识别记号溶入艺术图形、浮雕中的基础。利用数字制版技术，把图形跟识别记号结合，不仅美化提升产品的价值，也是把记号隐蔽在图像中进一步提高安全性的手段。优秀的艺术图形的钥匙不仅是好的工具，同时也是可供品玩的装饰挂件。
权利要求
1.一种啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，包括锁体，位于锁体内可旋转的锁芯，锁芯上开有钥匙槽，其特征在于识别元件垂直于钥匙槽所在的平面安装在锁芯内，每个识别元件上均有一个确定锁的开锁位置的缺口；启闭元件安装在锁芯内，处于锁闭态时，启闭元件受识别元件限制无法移动，安装在识别元件一端的碰块卡在锁体内的碰块槽中，阻止锁芯转动；钥匙为扁平的长方片，在钥匙两侧边之间的平面上分布有不少于2列的凹坑或孔；当钥匙插入钥匙孔中时，识别元件位于这些凹坑或孔的正上方，识别元件的另一端安装有复位弹簧，压紧识别元件与凹坑或孔接触，当所有凹坑或孔的形状、判读深度符合开锁条件时，所有识别元件上的缺口移动至启闭元件所在平面，启闭元件和碰块可以相对于识别元件移动，碰块移出碰块槽，锁芯可以相对于锁体旋转。
2.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，独立的分散的启闭元件与识别元件一对一的配置，当锁处于锁闭状态时，启闭元件一对一地受识别元件的约束；当锁处于开启态时，所有的启闭元件可以进入识别元件的缺口。
3.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，启闭元件是一个分布有啮合孔的筛板，筛板平行于钥匙槽安装在锁芯内的筛板槽中，可在筛板槽中滑动，筛板的一侧固定碰块，识别元件穿过啮合孔；处于锁闭态时，筛板受识别元件限制无法移动；当锁处于开启态时，各识别元件的缺口均处于筛板所在平面，筛板可以在缺口中移动。
4.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，在钥匙两侧边缘之间的平面上的凹坑或孔的分布大于4列，沿钥匙长度方向每隔固定的长度单位设置凹坑或孔在随机的列中。
5.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，所述的弹子的横截面为“十”形，钥匙上的凹坑或孔的形状为“十”形，弹子与钥匙接触端的外表面为斜面。
6.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，所述锁芯由独立的启闭单元构成，启闭单元内含有识别元件，所有启闭单元沿钥匙长度方向叠加在一起即构成锁芯。
7.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，在启闭元件上安装有弹性元件，压紧筛板夹上的碰块与碰块槽接触，碰块的侧壁为斜面。
8.根据权利要求1所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，钥匙上的平面上设置有一个整体的图案，凹坑或孔分布在图案中。
9.根据权利要求3所述的啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，其特征在于，筛板为2块，分别安装在钥匙槽两侧，识别元件分别穿过啮合孔安装在钥匙槽两侧。
全文摘要
本发明公开了一种啮合机理模块结构机械锁和扁平钥匙，包括锁体，锁芯，弹子，每个弹子上均有一个确定锁的开锁位置的缺口；启闭元件，在锁定位置阻止锁芯相对锁体旋转；扁平的钥匙，在钥匙两侧壁之间的平面上分布有不少于2列的凹坑；当钥匙插入钥匙孔中时，弹子的另一端安装有复位弹簧，压紧弹子与凹坑或孔接触，当所有凹坑或孔的形状、判读深度符合时，所有弹子均移动至开锁位置，使得启闭元件可以在缺口中移动，解除对锁芯与锁体之间旋转的阻止。本发明锁对弹子位置的选择自由度很大，以在二维平面内任意排列组合，避免了常规锁线形排列的弹子用改变弹子位置做编码的限制。使得锁在维持相对小的体积条件下，获得较高的变化率和广泛的适应性。
文档编号E05B19/00GK101016807SQ20071004848
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者沈晓槎, 周小森 申请人:德阳市加士德锁业新技术研究所