专利名称：防撬自行车锁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自行车锁，尤指具有防撬性能的防撬自行车车锁。
防止他人将停放的自行车擅自移行的自行车锁，现有两种型式。其一是将车把与车架卡固，使车把不能转向的压紧型前轮锁；另一种是园环形后轮插锁，它的可伸缩锁杆垂直插入后轮的辐条空间，组成一个使后轮不能滚动的封闭园环，目前最大量使用的是这一种车锁。它由半园环锁壳包裹住弧形活动锁杆、锁杆拉伸弹簧、手拉操作柄、弹子锁体和锁杆插销组成。在半园环锁壳上开有弧形长孔，手拉操作柄焊固在活动锁杆上，并从锁壳的长孔中伸出。这种园环形车锁，虽然外观造型、表面涂装有多种多样，锁匙插入方位有不同布置，但其闭锁机构原理都是一样的园环套住车轮，用锁心插销抵住锁杆缩回锁壳。这种车锁存在一个严重的结构性不安全缺陷，即在半园环锁壳上必须开一条长5厘米以上，宽1.5毫米以上的弧形长孔，供开闭锁时手拉操作柄在其内转动并作行程限位，同时，上下锁壳是用0.8至1.5毫米的钢板冲成，平面叠合，用3至5枚铆钉固合，结合牢度及锁壳刚度均不大，无锁匙者只需用一根罗钉旋具或类似的刚性细长杆插入长孔，即能轻易地撬开锁壳，拨出弹簧或挑开锁扣，使闭锁时组成整园环一段的弧形锁杆缩回锁壳，撬开车锁，失去锁车功能，在闭锁和开锁操作中，弧形伸缩锁杆在锁壳内频繁伸缩，易将沾在锁杆上的泥尘带入锁壳；锁壳上的长孔常年暴露，雨水和泥尘也容易侵入，在骑行条件较差环境中使用的车锁，使用不久即被锈蚀，锁杆伸缩不畅，甚至失去锁杆自动缩回锁壳的弹簧拉力。此外，这类锁壳的材料利用率仅50－60％，再者，这种车锁在开启和闭锁时的外形尺寸不变，直径在120－140毫米之间，套在宽仅30－35毫米的轻型自行车轮上，显得大小不协调。总之，这类园环形自行车锁存在防撬窃性能差、易被雨尘锈蚀、材料利用率低、造型不美观四大缺陷。近年来虽有多种防窃自行车锁技术方案出现，其中有应用电子报警装置的防窃自行车锁，但均因需要改变使用习惯、价格高、使用寿命不长而不见产生市场影响，无法成为换代产品。
本实用新型的目的，是针对上述现行自行车锁的缺陷，设计出一种操纵机构全封闭、坚固耐用、造型美观、制造简便、成本较低、材料利用率在90％以上、机构原理与现用车锁完全不同、并在同一发明构思内能有多种造型的杠杆钳夹式防撬自行车锁，以提高自行车锁的防撬窃性能、防雨尘性能，减少制锁过程的钢材浪费，增加自行车整体美。
本实用新型的任务通过下述技术方案加以实现。
在由锁环、操纵杆、弹子锁体、罩壳组成的自行车锁中，其锁环是一对设有支点枢轴(3)、(4)的钳夹式杠杆夹臂(1)、(2)，牵引锁环夹臂(1)、(2)的伸缩连杆(6)插入弹子锁体(5)内，连杆(6)的铰接点上及附近设有一个以上弹簧(7)、(8)，全深度周边的上下罩壳(9)、(10)插套包封住操纵机构，组成呈鞋底形的钳夹式张合扣锁。锁环夹臂(1)、(2)为曲线杆，其下半部分夹于自行车轮的两侧，其中一根夹臂的自由端固接一段短园套管(14)，供另一根夹臂在闭锁时插入之用。连杆(6)的自由端与锁环夹臂(1)(2)相连，另一端活动伸入弹子锁体(5)。当外力克服复位弹簧(7)(8)的弹簧力，压下连杆(6)，驱使锁环夹臂(1)(2)绕其支点枢轴(3)(4)旋转至自由端互相套合，将自行车轮卡固时，连杆即被弹子锁心锁住，抽出锁匙，锁车完毕，包括支点枢轴(3)(4)在内的全部活动节点均被插套式上下罩壳(9)(10)包封，无开口大孔，无锁匙者无法将工具插进罩壳撬开弹子锁体(5)内的锁扣，紧密包封的罩壳又能阻止雨水泥尘进入壳内的各个活动连接点，因此具有较好的防撬防雨尘性能。
设于上述锁环夹臂(1)(2)中的支点枢曲(3)(4)，可有三种设置方式一.两根枢轴分别设在两根锁环夹臂(1)(2)的中部，互相垂直，每根枢轴将其所在的夹臂划分成长短两段，长短比均为1(3－6)，两根夹臂的分段长度互相对称，两根夹臂的较长段即为夹箍自行车轮的两根钳夹，较短段为承受伸缩连杆杠杆力的受力臂。两根夹臂在张开或合拢时呈对称运动；其二.是将两根枢轴(3)(4)以上述同样方式分别设于两根夹臂的中部，但由枢轴(3)或(4)将各自所在的夹臂划分成的长短两段的比例不相等，例如枢轴(3)将夹臂(1)分成14两段，而枢轴(4)却将夹臂(2)分成16两段。这样的不对称划分，使得锁环夹臂在张开或合拢时，两根夹臂自由端的旋转弧长不相等，即当夹臂合拢锁扣自行车轮时，较长夹臂的自由端首先穿过自行车轮的钢圈，插入另一长度较短的自由端，其闭锁过程与现行园环形插锁闭锁时的过程相似；再一种枢轴设置方式是两根枢轴(3)(4)均设于两根锁环夹臂同一方向的端头上，使锁环夹臂的转动支点在各自的端头。两根夹臂的转动轨迹对称，上述前两种枢轴设置方式的钳夹式自行车锁，其锁体(5)置于锁环夹臂的同向一端或端头之外，组成夹臂端头受杠杆力的钳夹锁。而后一种枢轴设置方式的自行车锁，其锁体(5)置于两根夹臂的两端之间、组成中间加力式杠杆钳夹锁。
按上述三种方式设置在锁环夹臂(1)(2)中的枢轴(3)(4)，亦可以不是穿过锁环夹臂本体的园轴，而是两对弧面刃口的硬钢锲块(13)。每根锁环夹臂的两侧开有相对的凹口，每对锲块的刃口卡在一根夹臂的凹口内，夹臂绕着锲块卡口的中心轴线转动。两夹臂可以由四块分离的锲块组成两付锲块对分别卡紧，亦可以是一个经铸、刨、铣加工而成的有两对锲卡刃口的整体。此结构能使锁环夹臂的转动枢轴的刚性得到加强。
锁环夹臂(1)(2)的枢轴还可以是一根共有支点枢轴，可有二种设置方式一种是在两根锁环夹臂(1)(2)等长的某一小段上，刨铣出一个减薄锁环夹臂一半厚度的单面凹口，使两根夹臂在凹口处交错叠合、钻孔，在孔中插入一根共用枢轴(3)使两根夹臂成×形组合，各自绕该共用枢轴(3)作反向旋转，×形中心的枢轴(3)将两根夹臂分别划分成长度比为1(3－6)的上下两段，且两夹臂互为对称，锁体(5)锁杆(6)设于长度较短的×中心的一侧的端头或端头之外；另一种是将共有枢轴(3)设在两根夹臂的同向端头的叠交中心，组成△形夹臂组合，弹子锁体及锁杆则设于夹臂的两端之间，成为夹臂中段受杠杆力、两根夹臂共同绕着端头的共有枢轴作反向旋转的钳夹式自行车锁。
露出于弹子锁体(5)的往复连杆(6)的自由端，可以直接与锁环夹臂铰连，亦可以通过连接件铰连、直接连接的方式是将弹子锁体(5)、连杆(6)各与一根锁环夹臂活动铰连。通过连接件连接的结构，其连接件可有三种选择一.连接件可以是一个三角形、梯形或弧形凸块(11)；二.可以是一对等长的各具有两个转动中心的槽钢形或片形连接件(12)；三.也可以是一个带槽滑块(15)。使用凸块作连接件时，凸块(11)的上方与连杆(6)的下端固定，两斜侧与锁环夹臂端头侧角接触。连杆(6)伸缩时，牵动凸块(11)同步上下，再由凸块(11)的两斜侧面推动一对锁环夹臂的上端向外张开，在支点枢轴(3)(4)的支承下，夹臂的下段便向内合拢，夹臂复位弹簧(8)的弹簧力使夹臂上端与凸块两斜侧紧密接触，相随运动，使用槽形连接件(12)时，槽形连接件(12)铰连在连杆(6)与夹臂(1)(2)之间，连杆伸缩，牵动槽形连接件，槽形连接件又牵动锁环夹臂绕支点枢轴旋转，使夹臂钳夹张开或合拢。若连接件是一块两侧开有斜滑槽的带槽滑块(15)，其上端与连杆(6)固定，两侧面插入锁环夹臂的端头，锁环夹臂端头设有固定短轴(16)，该固定短轴嵌入有槽滑块(15)的斜滑槽中。连杆伸缩时，带动有槽滑块(15)同步上下，滑槽迫使夹臂的端头小轴(16)在滑槽中作轨迹位移，在支点枢轴(3)(4)的支承下，锁环夹臂(1)(2)跟着张开或合拢。
本实用新型的复位弹簧，可以有两种设置方式在连杆(6)下端同一轴线上设置一根螺旋压缩弹簧(7)；或除此之外再在两根锁环夹臂上段的两侧设置两根以上夹臂复位弹簧(8)，组成复位弹簧组合。设有两根以上复位弹簧组合的结构，只适用于伸缩连杆(6)通过凸块连接件与锁环夹臂相铰连的锁型，本实用新型的其余锁型均只需在连杆下方设置一根连杆复位弹簧(7)。
本实用新型的闭锁操作，可有三种操作方式或三种手控点。对于伸缩连杆(6)通过连接件与一对锁环夹臂(1)(2)互相铰连的结构，将伸缩连杆(6)的上端加长，使其穿透锁体(5)並伸出罩壳上面8－15毫米，此即手控闭锁操作点。若不使连杆(6)的上端伸出罩壳，而在连杆自由端与连接件的铰连轴上连接一根手控加力拨叉(17)，拨叉另一头伸出罩壳(9)(10)的边侧，拨叉的中部用一小轴固定在上下罩壳(9)(10)的平面上，用手拨动此拨叉即能牵动伸缩连杆(6)，使一对锁环夹臂合拢闭锁。此拨叉即为闭锁手控点。对于锁体锁杆与锁环夹臂直接连接的锁型，无论是锁体锁杆直接连接在锁环夹臂的端头或连接在中部，闭锁手控点都可以是露于罩壳下方的锁环夹臂长段部分，即夹臂钳夹。
上下罩壳(9)(10)是由钢板冲压制成的凹形壳体，四周为全深的周边，套合后四周为双层薄钢板叠合，下方开有两个供锁环夹臂在开闭锁过程中张合摆动的矩形孔，罩壳的平面上开有固定各种小轴用的对应孔，将弹子锁体、伸缩连杆、连接件、复位弹簧、手控拨叉等另部件包封在内，用多根小轴将它们定位及组成它们的转动枢轴。罩壳表面复以彩色塑料装饰板。全锁另件进行镀铬、仿金电镀或涂塑烘漆。
本实用新型具有如下特点从上述结构特征中可以看出，锁环夹臂的支点枢轴以上部分，其长度仅占夹臂总长度的1／4～1／7，各传动件均被罩壳(9)(10)所包裹，罩壳的外形尺寸在(3－6)×(4－7)厘米之间，周边双层插套，即使罩壳顶端开有一个直径为8－10毫米的园孔供锁杆(6)伸出作为手控压锁点，或在罩壳侧边开有一条短长孔供加力拨叉(17)活动，也因园孔(或长孔)开在两层紧密插叠的罩壳周边的双层钢板上，有足够的刚度，尖扁外物即使从长孔中插入(园孔与连杆(6)的间隙不到1毫米，可排除插入钢铁撬具的可能性)，也难以撬开两层钢板的罩壳周边。与现行园环形自行车插锁一层钢板的锁壳上的弧形长孔相比，无疑是可以认为本实用新型是不能撬开锁壳的，具有良好的防撬性。对于闭锁操作点是伸缩连杆顶端的基本结构，只要在锁杆的顶端扣罩一只塑料帽，盖住锁杆与园孔间的微小活动间隙，罩壳便是不能从上部和两侧钻进雨水和尘埃的密闭壳体；伸出罩壳下方的两根夹臂钳夹，使用中不需缩入罩壳，不会象园环形车锁那样，因弧形锁杆频繁伸缩于锁壳，将沾在锁杆上的泥尘雨水带入锁壳中，加速车锁损坏，因此，本实用新型具有优良的防雨尘性。此外，由于锁环夹臂是按照自行车轮的挡泥板、轮箍、轮胎的组合尺寸设计的曲线杆，在保证夹臂有75公斤外加张力刚性稳定的截面条件下，两夹臂合拢闭锁后，恰好按车轮外形紧紧卡固住整只车轮横截面，形似一只小孩的鞋底，具有流线型的美观造型，其外形尺寸只比车轮宽度大2－3厘米，较环形插锁的直径12－14厘米要小1／4－1／3，两夹臂在启锁张开后的外形尺寸也较环形插锁的静止外形尺寸小。而全销外形可有多种造型和多种装饰，可使罩壳与锁环夹臂的外露钳夹组成一个具有艺术美感的整体，甚至可在罩壳上进行工艺美术嵌装，更提高钳夹式自行车锁的整体美感。再者，由于上下罩壳的展开平面是两块没有镂孔的近似方形薄板，其他另件加工中也没有什么材料废弃，钢材利用率达90％以上。综上所述，本实用新型较之现有的园环形自行车插锁具有更好的结构合理性、防撬窃性、防雨尘性、节省材料、增加美观等性能；且其加工设备均是通用机械，冲压模具也较简单，因此具有易于实施、成本较低、使用性能较好的综合经济性能和市场竞争力。此外，罩壳外形尺寸较小，整锁既可用于自行车后轮亦可装在车把卡钳下用作前轮的车锁，具有锁扣自行车前轮和后轮的通用性。
以下结合附
图1－15所示实施例对本实用新型进行详细描述。附图中各数字标号分别代表另件为1、2－杠杆锁环夹臂，3、4－夹臂支点枢轴，5－弹子锁体，6－弹子锁杆即伸缩连杆，7－连杆复位弹簧，
8－夹臂复位弹簧，9－上罩壳，10－下罩壳，11－弧面凸块连接件，12－槽形连接件，13－弧面锲块对，14－夹臂端头短园套管，15－带槽滑块连接件，16－夹臂端头小轴，17－手控加力拨叉，18－弹子锁心，19－锁心端头插销，20－锁心复位弹簧，21－锁匙弹子弹簧组22－锁杆行程限位槽，23－锁杆插销口，24－锁杆行程限位轴25－连杆顶端手控操作点，26－连杆护水帽，27－夹臂较长段28－夹臂较短段，29－夹臂复位弹簧定位轴，30－锁杆偏心导槽。
附
图1.本实用新型基本结构正视剖切图。
附图2.槽形连接件连接连杆与夹臂示意图。
附图3.带槽滑块连接连杆与夹臂示意图。
附图4.支点枢轴为锲块对的示意图。
附图5.附图4的AA剖面图。
附图6.手控拨叉设置示意图。
附图7.锁体锁杆在夹臂顶端直接连接示意图。
附图8.锁体锁杆在夹臂中段直接连接示意图。
附图9.三角形凸块连接件正视图。
附
图10.弧形凸块连接件正视图。
附
图11.支点枢轴在夹臂中不对称设置示意图。
附
图12.支点枢轴设于夹臂端头示意图。
附
图13.夹臂中段共有一根支点枢轴示意图。
附
图14.夹臂端头共有一根支点枢轴示意图。
附
图15.锁杆即连杆轴侧图。
附图2给出本实用新型基本结构的一个实施例。上下罩壳(9)(10)插套成操作机构的包壳，其内包容有位于上部的弹子锁体(5)，上端插于锁体内的锁杆(6)，锁杆穿透锁体伸出罩壳顶面0.8－1.5厘米，成为闭锁操作点(25)，插入锁体内部的一段锁杆上开有锁杆行程限位槽(22)、锁杆插销口(23)、与插销口相连的供插销滑行的锁杆偏心导槽(30)，锁杆下半段即是往复连杆，插入梯形凸块连接件(11)的中间孔内固定，并在其下伸出0.5－1厘米用于插扣连杆复位弹簧(7)，弹簧(7)的底端由下罩壳(10)的下侧面冲出的翻折小卡插接定位。保持弹簧(7)与锁杆即连杆(6)的中心线重合，並使连杆(6)始终处于被弹簧力压向上升的趋势。梯形凸块(11)上宽下窄，两侧的倒斜边与中轴线夹角30－45°，表面光滑。连杆(6)－凸块(11)－弹簧(7)在同一中心线上，此中心线即是全锁的中轴线。两根锁环夹臂(1)(2)为曲线杆，其中一根的下端固接一段2－4厘米的短园插套，在离夹臂上端较近处各穿入一根支点枢轴(3)(4)，枢轴的各自两端被铆固在上下罩壳(9)(10)的平面板上，枢轴(3)(4)与夹臂(1)(2)为3级以上精度的基孔制动配合；枢轴(3)(4)各将夹臂(1)(2)划分为长短不同的上下两段，夹臂较短段(28)与较长段(27)之比为1(3－6)，且两夹臂以中轴线互相对称、每根夹臂被枢轴划分成两段的长短比取大值(如13)时，罩壳所包裹的结构件尺寸较大，整只自行车锁的长度大；取小值(如16)时，其尺寸小，传动结构件制造精度要求高，一般取值1(4－4.5)较宜，可使整只自行车锁总长在13厘米之内，总宽度开锁时10厘米，闭锁时6厘米。锁环夹臂(1)(2)的上端外侧设有二根夹臂复位弹簧(8)，各有自己的定位枢轴(29)固定在上下罩壳面板上，复位弹簧(7)(8)均为螺旋压缩弹簧，它们的弹簧力压迫夹臂的较短段(28)绕支点枢轴(3)(4)向内转动，使其顶端内侧紧紧压在梯形凸块(11)的两斜侧面上。按照杠杆原理，枢轴(3)(4)既是夹臂(1)(2)的转动枢轴，又是复位弹簧力系的受力支点，此弹簧力系由连杆复位弹簧(7)对连杆(6)的轴向推力、两根夹臂复位弹簧(8)推压夹臂较短段(28)压向凸块(11)两斜侧面的斜压力和连杆(6)在行程上限时对弹簧力的反作用力的组成，在开锁或闭锁状态，此平面力系平衡，力系的竖向合力始终推动连杆(6)有上升趋势，力系的横向合力有推动枢轴(3)(4)向外侧移动或推动两根锁环夹臂的较短段(28)绕枢轴(3)(4)旋转的趋势。一对夹臂的下部较长段(27)是夹箍自行车轮的锁环钳夹。弹子锁体(5)内包括可旋转45°－90°角的弹子锁心(18)、与锁心连成一体的锁心端头插销(19)、锁心复位弹簧(20)、锁心弹子弹簧组(21)、锁杆行程限位轴(24)。梯形凸块(11)也可以是三角形凸块，如附图9，亦可以是弧形凸块，如附
图10所示。开锁状态时，连杆(6)被弹簧力系弹压至行程上限，一对夹臂较短段(28)相距最近，锁环钳夹张开至最大间距，自行车轮滚动无阻。此时的弹子锁心端头插销(19)位于锁杆(6)的偏心导槽(30)内。闭锁时，手按罩壳上方的连杆顶端手控操作点(25)，连杆(6)下移，凸块(11)随之向下，其斜侧面将锁环夹臂上部的较短段(28)推开，夹臂下半部的较长段(27)即锁环钳夹绕枢轴(3)(4)转动合拢，至钳夹两端头均穿过自行车轮钢丝间隙互相插套；与此同时，锁体(5)内的锁杆行程限位槽(22)下行至被限位轴(24)挡住，锁杆(6)下行停止，原在锁杆偏心导槽(30)内的锁心端头插销(19)同时到达锁杆偏心导槽(30)的顶点，在锁心复位弹簧(20)的偏心弹簧力推动下，弹子锁心(18)旋转至设计旋转角度45°－90°，锁心端头插销(19)跟着从锁杆偏心导槽(30)转进锁杆插销口(23)中，将锁杆(6)轴向定位，此时即可抽出锁匙，自行车轮被钳夹式车锁锁住。夹臂(1)(2)的截面设计保证在钳夹端头受75公斤撬拉力时刚性稳定；支点枢轴以上的夹臂较短段(28)、梯形凸块(11)及弹子锁体(5)的厚度与罩壳(9)(10)套合后的空间间隙小于1毫米；罩壳下方供钳夹张合活动的两个长方孔与夹臂钳夹的间隙很小，恰好保证两个夹臂钳夹绕其附近的支点枢轴(3)(4)旋转时的摆动距离；露于罩壳顶部的锁杆(6)与罩壳孔的间隙不到1毫米，锁体(5)与罩壳上边紧辈，连杆即锁杆(6)的伸缩行程0.8－1.5厘米，锁杆(6)在闭锁位置时，锁心端头插销(19)受到两个力的定位保护一个是由4－5个弹子弹簧组成的插入锁心与锁体转动间隙的弹子组的剪切力，使锁心不能旋转；另一个是轴向弹簧合力，推动连杆(6)向上，使锁杆插销口(23)的下边紧压锁心端头插销(19)使其不能位移。上述结构特征与力系平衡。保证了本实用新型钳夹式自行车锁的机构部分不能被外物插入撬开，两根夹臂钳夹卡箍车轮稳定。即使撬损罩壳，只要弹子锁体(5)没有移位，枢轴(3)(4)没有从锁环夹臂(1)(2)中拨出，连杆(6)就不能偏离全锁中心轴的锁定位置，夹臂钳夹就无法分开，甚至用钢锯截断一根夹臂钳夹，使已套合的夹臂锁环拆开，也因两根钳夹的各自端头均穿过车轮钢丝1－2厘米互相套合，另一个未断的夹臂钳夹的端头仍有1－2厘米尚夹住钢丝，车轮仍不能转动。考虑到自行车拥有者在锁车后不慎失落锁匙时的开锁困难，可将紧固上下罩壳的多根紧固轴中的一部分改用螺钉，螺钉旋槽端置于罩壳正面，其上用彩色塑料装饰板盖罩，失落锁匙者可化费较多时间移去盖板逐个拧下紧固螺钉，再敲去铆固在罩壳上的支点枢轴(3)(4)及锁体(5)的固定轴，将全锁拆开、而窃车者做贼心虚，不可能如此从容地撬锁。
开锁时，在锁心(18)中插入锁匙，顶开锁心弹子弹簧组(21)，旋转锁心(18)至设计转角，如45°、75°或90°，锁心端头插销(19)同时旋转同一角度並从锁杆插销口(23)转到锁杆偏心导槽(30)中，此时锁心端头插销(19)对锁杆的轴向锁扣已经释放，在轴向弹簧合力的推动下，连杆即锁杆(6)迅速上升至行程上限位，凸块(11)被带动上升，其倒斜面与夹臂顶端内侧角的两个接触点的距离迅速缩小，夹臂较短段(28)绕轴向内旋转，夹臂钳夹同时绕枢轴(3)(4)向外张开，车锁即被开启，自行车便可骑行。
但是，上述附
图1所示结构的钳夹式自行车锁基本结构存在一个弱点，即一对锁环夹臂(1)(2)的上端靠复位弹簧(8)的弹簧力向内压紧顶在凸块(11)的两侧斜面上，未与连杆(6)铰连，弹簧压力支点至枢轴(3)(4)的距离仅占锁环夹臂总长的1／4－1／7，而弹簧(8)的弹簧压力又不能超过10千克(否则，闭锁时手按连杆上端的力需要较大，不便手指操作)，使得在开锁状态时枢轴(3)(4)以上的夹臂较短段(28)的杠杆压压力矩较小，而钳夹下端至枢轴的力臂较弹簧力点至枢轴的力臂大3－6倍，倘骑车者在上下自行车或行车中，偶然有外力碰压张开的一对夹臂钳夹中的一根，易使受碰压的夹臂钳夹瞬时向内合拢，扣夹车轮钢丝，使自行车行驶受阻，这种情况在现行园环形自行车插锁的手拉操纵柄被碰压时也存在，尽管可能性很小，但仍是一种不安全因素。
附图2所示的连杆(6)一槽形连接件(12)一锁环夹臂(1)(2)的连接结构，解决了上述缺陷。在附图2中，一对槽形连接件(12)由薄钢板冲压而成，代替附
图1中的梯形凸块(11)，两根小槽钢等长，凹槽两侧的端部各有通孔，为其相配，在连杆(6)的园轴下端头铣切出正反平面並在平面上钻孔，使一对小槽钢上端与连杆平面叠合，在三个另件的叠合孔中穿入铰连小轴，每根小槽钢下端各与一根锁环夹臂的上端头活动铰连，在连杆与小槽钢上端铰连点的下方使连杆伸下一小段，套接连杆复位弹簧(7)。此结构不用夹臂复位弹簧。连杆(6)的伸缩牵引一对小槽钢(12)。再由小槽钢牵动一对夹臂的较短段(28)绕枢轴(3)(4)旋转。夹臂较长段(27)即车锁的钳夹同时绕枢轴(3)(4)作反方向旋转。锁卡自行车轮或开锁。锁环夹臂的运动完全受控于连杆与小槽钢，不会产生如附
图1结构的夹臂顶侧角与梯形凸块斜面的滑动或跳动分离。其开锁与闭锁的机构操作原理及过程与附
图1完全相同。附图2中的一对小槽钢(12)的长度是这样设计的当车锁闭合时，连杆(6)下伸至下限，连杆下端与小槽钢(12)上端的铰连小轴、两根小槽钢下端与夹臂顶端的两根铰连小轴。三点连成近似水平线。两根小槽钢的端头轴孔间距之和，正好是夹臂钳夹下端头互相插套合拢时的锁环夹臂顶端的最大张开距离。此时由一对小槽钢铰连成的近似水平横臂与夹臂较短段(28)基本垂直，并将它们牢牢地撑开。此设计长度的两根小槽钢(12)，当车锁转为开启状态时，它们与向内夹拢的锁环夹臂的较短段(28)通过铰连小轴组成夹角的两条夹角边。因为开锁状态时，连杆(6)上升至上限，牵拉两根小槽钢(12)的上端同时上升，小槽钢下端又拉动锁环夹臂的顶端向内靠拢。闭锁时被水平状的小槽钢撑成垂直的夹臂较短段(28)此时绕支点枢轴(3)(4)向内旋转成倾斜状，其倾斜角度与小槽钢上端被连杆拉上后形成的小槽钢与连杆轴线的夹角接近相等。因此，在开锁状态时，两根小槽钢通过锁环夹臂端头的铰连轴与夹臂较短段(28)连接成为两段直线斜杆。由此两段直线斜杆组成的夹角顶点是连杆(6)的下端铰连轴，两根小槽钢的上端在此铰连轴上与连杆(6)铰连，连杆(6)的轴线成为此夹角的角平分线，将该夹角平分成左右两只半角，各为30°－45°，两夹角边的长度止于枢轴(3)(4)，由小槽钢(12)与夹臂较短段(28)连接成直杆组成夹角后，支点枢轴(3)(4)成为受力支点。对连杆(6)产生向上的倾角推力。并与连杆复位弹簧(7)的轴向弹簧压力，共同将连杆(6)顶压在上限位置，此时若偶然有外力碰压某根张开的夹臂钳夹，使其产生向内夹拢趋势，带动枢轴以上的该根夹臂的较短段(28)产生绕枢轴向外旋转趋势，这个外张倾向又通过其端头铰连轴拉动小槽钢下端跟着向外移动，其上端与连杆(6)平面铰连的小轴就对连杆(6)产生向下拉的轴向分力，连杆(6)有下伸趋势，但此时另一根夹臂钳夹未受外力，其枢轴以上近似直线的一根夹角边，仍对连杆(6)有向上支承的轴向分力，此轴向分力加上连杆复位弹簧(7)的轴向弹推力之合力，足以抵销受碰压的钳夹产生的连杆向下伸拉力，阻止受碰压的夹臂钳夹向内合拢，因此附图2的结构，能保证开启状态的钳夹式自行车锁在一根钳夹偶然受外力碰压时的全锁开启稳定性。闭锁操作时，操作方式同附
图1，按下连杆(6)，连杆推动一对在开锁状态时是两条夹角边的一对小槽钢(12)逐渐下压成闭锁时近似水平直线，同时由它牵动一对夹臂钳夹紧紧夹住车轮。两根小槽钢在这个变化过程中各自绕着两端的铰连小轴作同向旋转运动。本实施例操作可靠，制造较易。
附图3示出本实用新型由连杆一连接件一夹臂连接的基本结构的另一实施例。只是其连接件不是一对小槽钢，而是一块两边附近开有两条斜滑槽的弧形滑块(15)，带槽滑块的两侧面为中空长槽。滑块(15)上方与连杆(6)插接固定，两个锁环夹臂(1)(2)的顶端一段在正反两面各铣切去1／4厚度並钻出小轴孔，将两夹臂铣薄部分分别插入滑块(15)两侧面的中空长槽内，使夹臂端头孔与滑块(15)的斜滑槽贯通，从斜滑槽插入小轴使其固定在夹臂端头小孔中，而小轴能在斜滑槽中灵活滑动，並需用精密的滑动公差配合，它们的滑动部分应进行热处理，提高耐磨性。滑块的斜滑槽与连杆(6)的中心线夹角25°－45°。此结构的夹臂端头小轴在滑块斜滑槽中的滑动轨迹可由平面座标标定。此钳夹式自行车锁具有开锁闭锁操作平稳，有精确的夹臂张合定位性能，开锁后单只钳夹受外力偶然碰压时，全锁的开启稳定性良好(可将两条斜滑槽的左右两侧加工成与滑动小轴有不同磨擦系数的滑动面)，但斜滑槽的角度与四条滑动槽边以及两侧的中空长槽的加工精度要求高，加工工艺复杂，锁环夹臂上端部的平面铣切与钻孔的配合精度要求也高，制造成本比附
图1、2所示结构要高一些。
附图4为两根支点枢轴在一对锁环夹臂的中段对称设置的另一实施例，但支点枢轴不是穿透锁环夹臂本体、两端铆固于上下罩壳(9)(10)平面上的两根小园轴，而是两对刃口稍有弧面的锲块。在锁环夹臂被锲块对卡固的部位，夹臂的内外面铣刨出双面凹口，锲块对卡在此凹口内，並用销轴将锲块在上下罩壳中定位。两对锲块可做成单独的四块，也可每对锲口做成一块，或在一块整体金属中切削出两对锲块。其整锁的结构与前述三个附图的实施例相同，此结构能使锁环夹臂(1)(2)的支点枢轴刚性加强，但成本增加，加工难度增加。
为适应部分用锁者的使用习惯，附图6示出闭锁手控操作点设在全锁侧面的另一实施例。这种边侧闭锁的钳夹式自行车锁，其连杆即锁杆(6)的上端止于锁体(5)的上边，罩壳的上边不开孔。手控闭锁操作件是两端平面互相垂直的拨叉(17)，拨叉一端的竖向平面铰连在连杆(6)下端与连接件连接的节点上，拨叉另一端的横向平面伸出罩壳(9)(10)的边侧1－2厘米，拨叉中部用小轴与上下罩壳固定作为枢轴。闭锁操作时，用手指将手控拨叉拉上1－1.5厘米，拨叉绕其中部小轴转动，撬动连杆(6)下移，牵引一对锁环夹臂钳夹合拢，卡箍自行车轮，其开锁闭锁操作联动机构与附
图1、2、3、4的实施例相同，不再赘述。罩壳(9)(10)的侧边供手控拨叉摆动的长孔宽1－1.5毫米，长2－4厘米。
附
图11给出两根支点枢轴(3)(4)不对称地设于两根锁环夹臂(1)(2)中的实施例。枢轴(3)将锁环夹臂(1)划分成长度比为14的两段，而枢轴(4)则将锁环夹臂(2)划分成16两段，其余结构同前。这样，当锁杆即连杆(6)上下位移时，由锁杆(6)牵动的两根锁环夹臂的受力臂(连杆(6)的下端铰连轴至锁环夹臂顶端铰连轴之间的总距离，包括中间插入的连接件长度)长短不同，在同一瞬间，两根锁环夹臂在枢轴以上的夹臂较短段(28)绕枢轴旋转的角度也不同，导致两根锁环夹臂在枢轴以下的夹臂较长段(27)即夹臂钳夹张开或合拢的程度相差更大。例如在闭锁瞬间连杆(6)到达下行限位时，其中一根夹臂钳夹的端头(例如16的这根夹臂的钳夹)已穿过整只车轮钢圈，而另一根夹臂钳夹(如14的这根夹臂钳夹)的端头还只向内转至车轮旁边，且其钳夹的设计长度也不够插入车轮钢圈，此时两只长短不同的夹臂钳夹已经互相插套合拢，其闭锁过程与园环形插锁的锁杆拉伸过程相似，只是本实施例在锁环夹臂张合过程中夹臂的空间尺寸改变，而后者的弧形伸缩锁杆只在半环形锁壳内伸缩，锁壳的外形尺寸始终不变。本实施例的车锁在开启状态时两根锁环夹臂钳夹的张开尺寸不对称，张开空间较大，美观性较差，但其制造精度要求较低，即使在闭锁后两根锁环夹臂钳夹在夹臂端头短园套管内的插合尺寸较小，或操纵机构制造精度较低，不能达到两根夹臂端头紧密套合的要求时，仍有一根较长的夹臂钳夹穿过车轮的钢圈，挡住钢丝转动，将自行车锁住。
上述6个实施例中，支点枢轴(3)(4)分别设于夹臂(1)(2)的两端之间，闭锁机构弹子锁体(5)和锁杆(6)设于两根夹臂的端头之外，锁杆即连杆(6)通过连接件11、12、13或15之一与两根夹臂的上端头相铰连，连杆(6)的中心线与两根夹臂的对称中轴线相重合，此时对称中轴线也即是全锁的中轴线。其枢轴以上部分的另件较多，尺寸较大。如将连杆(6)不铰连连接件而直接与夹臂铰连，则组成另一类直接连接钳夹式自行车锁。附图7示出了弹子锁体(5)和锁杆(6)直接与两根锁环夹臂(1)(2)的端头相铰连的实施例，其支点枢轴(3)(4)设于锁环夹臂的两端之内。附图8是弹子锁体(5)和锁杆(5)在两根锁环夹臂(1)(2)的两端之间与夹臂直接铰连的另一种实施例。在这种锁体锁杆直接与夹臂中段连接的结构中，两根锁环夹臂(1)(2)的支点枢轴必须设在夹臂同一方向的各自端头上，如附
图12所示，而不是如前述各例设于锁环夹臂两端之间的上半段内。在附图7、8、12三例中，锁杆复位弹簧(7)包藏在弹子锁体(5)之内，锁杆(6)的自由端直接与一根锁环夹臂相铰连，弹子锁体(5)内包裹两根互相插套的锁杆内端头，锁体锁杆与夹臂直接连接结构中的锁杆(6)的中心线与两根锁环夹臂的对称中轴线是近似垂直相交的，其支点枢轴的设置方式，可以是前述附
图1、2、3、4、6、7、11等7例的两根枢轴分别设于两根夹臂的两端之内，或如附图8及12所示两根支点枢轴设于两根锁环夹臂的端头上，亦可以如附
图13所示只用一根支点枢轴设于两根夹臂的两端之内某一段上的叠交中心，或如附
图14所示用一根支点枢轴设在两根夹臂同向端头的叠交中心。作为例外，在附
图13所示的由一根共有枢轴设于两根夹臂中段叠交中心的×形夹臂组合中，亦可以不是锁体、锁杆与两根夹臂的端头直接铰连，而是用附
图1、2、3、4、6、11实施例所示的连杆－连接件－夹臂的串连铰接结构，但其枢轴以上的结构尺寸较大，操纵夹臂钳夹开合的连杆(6)的伸缩方向与上述6例恰好相反。
锁体锁杆与夹臂直接铰连结构中，锁匙插入方向可以与连杆中心线平行，锁匙孔设在全锁的边侧，也可以将锁心与连杆垂直，锁匙孔开在全锁的上平面。将锁体、锁杆与夹臂铰连的结构，可以是将夹臂铣刨切薄，锁体锁杆开出连接槽，插套夹臂后用销轴铰连；亦可以在夹臂上开槽，将锁体锁杆制出薄片段插入夹臂的槽中用小轴铰连，或在夹臂上焊接连接小块后与锁体锁杆用小轴铰连。这种锁体锁杆与夹臂直接铰连的结构，与前述串接连接件铰连的结构相比，全锁的另件较少，结构更牢固，制造较简便，操纵机构尺寸较小，不需在罩壳上开孔供手控闭锁操作件伸出罩壳，全锁的密封性防撬性更好。一对夹臂钳夹即是闭锁操作手控点。闭锁时，手控两根夹臂钳夹，压迫锁杆(6)缩入锁体(5)(锁体锁杆设于两根夹臂的两端之内的结构)，或将锁杆(6)从锁体(5)拉出(锁体锁杆设于两根夹臂同向端头的结构)，使锁杆(6)在弹子锁体(5)内被锁心扣锁住，保持两根夹臂钳夹牢固地卡锁住车轮。弹子锁体内部结构等同于一般的弹子挂插锁，显而易见，前面已有说明，不作赘述。但是在这种结构中，要使弹子锁心不穿过锁环夹臂的本体(如穿过夹臂本体，因夹臂截面较小，夹臂的抗弯强度将大大降低)，使作旋转运动的弹子锁心中心线与作轴向伸缩的锁杆中心线重合，且要保持锁杆有足够的伸缩行程以满足夹臂钳夹的张开或合拢所需，其另件的设计及加工难度均较大。如使弹子锁心平行叠放于锁杆之上，或使弹子锁心与锁杆垂直，则弹子锁体的高度尺寸较大，较难与厚度较小的锁环夹臂协调，全锁的外观较差。但这种结构能将车锁支点枢轴以上的上部传动部分的长向尺寸制成4－5厘米，罩壳密封后可以装在现行自行车前轮与卡钳之间的部位，用来锁卡自行车前轮，用作前轮车锁。图7、8、12、13、14为锁体(5)内装两根套插式锁杆，锁体结构比较复杂。
权利要求1.一种防撬自行车锁，它有一个套箍车轮的锁环、控制锁环开闭的操纵杆、限制操纵杆运动位置的弹子锁体、以及包封闭锁机构的罩壳，其特征在于锁环是一对设有支点枢轴(3)、(4)的钳夹式杠杆夹臂(1)、(2)，牵引锁环夹臂(1)、(2)的伸缩连杆(6)插入弹子锁体(5)内，连杆(6)的铰结点上及附近设有一个以上弹簧，全深度周边的上下罩壳(9)、(10)互相插套包封操纵机构，组成呈鞋底形的钳夹式张合扣锁。
2.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是一对锁环夹臂(1)(2)设有各自的支点枢轴(3)、(4)，它们分别设于各自所在的锁环夹臂(1)或(2)的两端之间。
3.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是一对锁环夹臂(1)(2)设有各自的支点枢轴(3)、(4)，两根支点枢轴分别设于各自所在的锁环夹臂(1)、(2)的同一排列方向的端头。
4.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是两根锁环夹臂(1)、(2)各自的两端之间交错相叠，在叠交处共有一根支点枢轴(3)，组成×形锁环夹臂组合。
5.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是两根锁环夹臂(1)、(2)在同向端头叠交，在叠交中心共有一根支点枢轴(3)，组成A形锁环夹臂组合。
6.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是弹子锁体(5)及插入其内的伸缩连杆(6)的锁外自由端各与一根锁环夹臂(1)或(2)直接铰连，伸缩连杆(6)在弹子锁体(5)内轴向位移时，直接牵动一对锁环夹臂(1)、(2)张开或合拢。
7.根据权利要求1所述的自行车锁，其特征是伸缩连杆(6)的锁外自由端通过刚性连接件与一对锁环夹臂(1)、(2)铰连，连杆(6)在弹子锁体(5)内轴向位移时，通过刚性连接件牵动锁环夹臂(1)、(2)张开或合拢。
8.根据权利要求7所述的车锁，其特征是所述的刚性连接件是一个三角形、梯形或弧形凸块，或是带槽滑块，也可以是一对等长的各具两根转动枢轴的槽钢形压、铸件。
9.根据权利要求1、6或7之一所述的自行车锁，其特征是扣闭锁环夹臂(1)(2)的闭锁手控点，是伸出于弹子锁体(5)外的伸缩连杆(6)的一个端头，其另一端与锁环夹臂(1)、(2)铰连。
10.根据权利要求1、6或7之一所述的自行车锁，其特征在于扣闭锁环夹臂(1)、(2)的闭锁手控点，是伸出于罩壳(9)(10)边侧的拨叉(17)的一端，拨叉的另一端在罩壳内伸缩连杆(6)与锁环夹臂(1)(2)的铰接点上铰连。
专利摘要一种防撬自行车锁，具有弹子锁体，复位弹簧和锁环，其特征在于锁环是一对设有支点枢轴的杠杆操纵的钳夹式锁环夹臂，夹臂的张合由插入弹子锁体的伸缩连杆操纵机构控制。锁环夹臂为方型曲线杆，包封全部操纵机构的上下罩壳用钢板制成全深度周边互相套合。全锁无法插入细长杆撬具。闭锁后似腰子形，造形美观，尺寸小于现行车锁，可锁前后车轮，可作多种造型变换，成本与现行车锁相近，具有优良的防撬、防雨尘性，重250克。
文档编号E05B71/00GK2077895SQ9020627
公开日1991年5月29日 申请日期1990年5月9日 优先权日1990年5月9日
发明者王谟公 申请人:王谟公