一种机械式弹子密码锁芯及钥匙的制作方法

本发明属于机械弹子密码锁技术领域。

背景技术：

锁是人们在日常生活保护财产的重要设备，锁具的重要性不言而喻。

普通弹子锁结构简单、成本低廉，但安全性极差；复杂锁具虽安全性较高，但结构复杂、成本较高；一般钥匙的钥匙齿为固定钥匙齿，容易被恶意仿配，钥匙丢失更会大大影响锁具的安全性。

技术实现要素：

由于现有锁具普遍存在安全性与经济性难以兼顾、固定钥匙齿钥匙丢失的安全成本极高等问题，本发明设计出一种机械式弹子密码锁芯及钥匙。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：机械式弹子密码锁芯及钥匙，包含锁芯及钥匙，锁具由外锁芯和内锁芯组成，内锁芯中部有钥匙插入槽，钥匙插入槽由内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽与内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽组成，钥匙的开锁部件由一片固定扭动钥匙齿及一组活动解锁钥匙齿组成。

锁具的上锁功能由3-10套上锁单元实现。

一套上锁单元所对应的内锁芯包含1个内锁芯上锁弹子槽及1-10个内锁芯防盗弹子槽，内锁芯上锁弹子槽装配有内锁芯上锁弹子及内锁芯上锁弹子弹簧，内锁芯防盗弹子槽装配有内锁芯防盗弹子及内锁芯防盗弹子弹簧。

一套上锁单元所对应的外锁芯包含1个外锁芯上锁弹子槽及1-10个外锁芯防盗弹子槽，外锁芯上锁弹子槽装配有外锁芯上锁弹子及外锁芯上锁弹子弹簧，外锁芯防盗弹子槽不装配其余东西，外锁芯防盗弹子槽就是一个坑洞（陷阱）。

内锁芯上锁弹子槽应与外锁芯上锁弹子槽配合（同轴线），内锁芯防盗弹子槽应与外锁芯防盗弹子槽配合（同轴线）。

内锁芯内部装配的内锁芯上锁弹子及内锁芯防盗弹子的弹子头均为圆锥体或倒圆(指接触钥匙一端的形状为圆锥体或倒圆)，方便钥匙的插入取出。

内锁芯内部装配的内锁芯上锁弹子的弹子尾部及外锁芯内部装配的外锁芯上锁弹子的弹子头处理为高度较低的圆锥体或倒圆，由于这两部分相互接触，开锁时这两部分圆锥体或倒角即可配合内锁芯和外锁芯之间的缝隙，避免内锁芯与外锁芯相互转动时被卡住。一般内锁芯和外锁芯之间存在缝隙、但缝隙不大，一般都能够做到0.1mm左右，因此内锁芯上锁弹子的弹子尾部和外锁芯上锁弹子的弹子头的圆锥体部分的高度或者倒圆角部分的厚度都维持在0.5-1mm就能够确保内锁芯平滑转动而不被卡死（锁死、卡住），在端面倒圆角或者做成圆锥体是常见的机械制作技术，具体实施中对本发明提及的各种需要相互接触部件倒圆角来减少卡死以及减少摩擦都是现有技术所提倡的、但并不改变本发明的设计思想和保护范围。

内锁芯上锁弹子与内锁芯上锁弹子弹簧配合，一起装配在内锁芯上锁弹子槽中；内锁芯防盗弹子与内锁芯防盗弹子弹簧配合，一起装配在内锁芯防盗弹子槽中；外锁芯上锁弹子与外锁芯上锁弹子弹簧配合，一起装配在外锁芯上锁弹子槽中。

调整内锁芯上锁弹子弹簧、外锁芯上锁弹子弹簧、内锁芯防盗弹子弹簧劲度系数的大小关系，使得内锁芯上锁弹子及内锁芯防盗弹子被拨动时插钥匙用的力大小相当，难以单纯凭借插钥匙力度大小判断出内锁芯上锁弹子和内锁芯防盗弹子。

钥匙由钥匙扭柄、钥匙传动杆、一片固定扭动钥匙齿及一组活动解锁钥匙齿组成。

固定扭动钥匙齿通过钥匙传动杆与钥匙扭柄固结或为一体结构，活动解锁钥匙齿在钥匙传动杆上可以自由旋转；每一片活动解锁钥匙齿可以独立运动，在没有插入钥匙插入槽前钥匙每一片活动解锁钥匙齿都可以随机独立旋转。

活动解锁钥匙齿作用端即为拨动内锁芯上锁弹子弹子头或内锁芯防盗弹子弹子头的部件；一片活动解锁钥匙齿的宽度与一套上锁单元的宽度相当，以保证一片活动解锁钥匙齿可以且只可以解锁一套上锁单元。

本发明的有益效果：本锁具可通过改变锁具的加密单元套数、加密单元解锁方向数组合成任意加密级别的锁具。锁具结构简单成本低廉，技术实现性及经济性较好、锁具安全性极高，即使钥匙丢失也不会对锁具安全性造成影响。

附图说明

图1是本发明的总装图；

图2是本发明的总装爆炸图（为表示简洁，内锁芯防盗弹子及内锁芯防盗弹子弹簧在图中仅表现出几组；为表示简便，图示选择了本发明理论上最简单的上锁方式，即所有上锁单元的上锁弹子在一条直线上）；

图3是本发明的内锁芯立体图；

图4是内锁芯上锁弹子及内锁芯上锁弹子弹簧图；

图5是内锁芯防盗弹子及内锁芯防盗弹子弹簧图；

图6是装配完整的内锁芯剖视图；

图7是本发明的外锁芯立体图；

图8是外锁芯上锁弹子及外锁芯上锁弹子弹簧图；

图9是装配完整的外锁芯剖视图；

图10是锁芯装配完全后上锁弹子槽的剖视图；

图11是锁芯装配完全后防盗弹子槽的剖视图；

图12是一套装配完全的上锁单元的剖视图；

图13是本发明的钥匙立体图；

图14是钥匙插入正确时内锁芯上锁弹子及外锁芯上锁弹子的工作效果图；

图15是钥匙插入错误时内锁芯防盗弹子的工作效果图；

图中，1.外锁芯，2.内锁芯，3.钥匙，4.外锁芯防盗弹子槽，5.外锁芯上锁弹子槽，6.内锁头防盗弹子槽，7.内锁芯上锁弹子槽，8.内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽，9.内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽，10.内锁芯上锁弹子，11.内锁芯上锁弹子弹簧，12.外锁芯上锁弹子，13.外锁芯上锁弹子弹簧，14.内锁芯防盗弹子，15.内锁芯防盗弹子弹簧，16.上锁单元，17.钥匙扭柄，18.钥匙传动杆，19.活动解锁钥匙齿，20.固定扭动钥匙齿，21.活动解锁钥匙齿作用端。

具体实施方式

机械式弹子密码锁芯及钥匙，包含锁芯及钥匙。

锁芯由外锁芯1和内锁芯2组成（本发明主要突出本发明锁芯的机械特征，省略了锁芯的部分部件的设计，例如内锁芯轴向固定扣件、内锁芯旋转限位固件），内锁芯2中部有内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8与内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽9，锁具的上锁功能由3-10套上锁单元16实现。

锁具的外锁芯1内部装配有外锁芯上锁弹子12；锁具的内锁芯2内部装配有内锁芯上锁弹子10及内锁芯防盗弹子14。

内锁芯上锁弹子10及内锁芯防盗弹子14的弹子头均为圆锥体或倒圆，方便钥匙的插入；内锁芯上锁弹子10的弹子尾部及外锁芯上锁弹子12的弹子头处理为高度较低的圆锥体或倒圆，由于这两部分相互接触，开锁时这两部分圆锥体或倒角可配合内锁芯2和外锁芯1之间的缝隙，避免内锁芯2与外锁芯1相互转动时被卡住。

一套上锁单元16所对应的外锁芯1包含1个外锁芯上锁弹子槽5及1-10个外锁芯防盗弹子槽4，外锁芯上锁弹子槽5装配有外锁芯上锁弹子12和外锁芯上锁弹子弹簧13，外锁芯防盗弹子槽4不装配任何东西，外锁芯防盗弹子槽4就是一个坑洞（陷阱）。

一套上锁单元16所对应的内锁芯2包含1个内锁芯上锁弹子槽7及1-10个内锁芯防盗弹子槽6，内锁芯上锁弹子槽7装配有内锁芯上锁弹子10和内锁芯上锁弹子弹簧11，内锁芯防盗弹子槽6装配有内锁芯防盗弹子14和外锁芯防盗弹子弹簧15。

外锁芯上锁弹子槽5能够与内锁芯上锁弹子槽7配合（同轴线），外锁芯防盗弹子槽4能够与内锁芯防盗弹子槽6配合（同轴线）。

内锁芯上锁弹子10与内锁芯上锁弹子弹簧11配合，一起装配在内锁芯上锁弹子槽7中；外锁芯上锁弹子12与外锁芯上锁弹子弹簧13配合，一起装配在外锁芯上锁弹子槽5中；内锁芯防盗弹子14与内锁芯防盗弹子弹簧15配合，一起装配在内锁芯防盗弹子槽6中。

锁具的内锁芯2中部有内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽9与内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8。

内锁芯上锁弹子10、外锁芯上锁弹子12、内锁芯防盗弹子14、内锁芯上锁弹子弹簧11、外锁芯上锁弹子弹簧13、内锁芯防盗弹子弹簧15、内锁芯上锁弹子槽7、外锁芯上锁弹子槽5、内锁芯防盗弹子槽6、外锁芯防盗弹子槽4的物理属性应满足以下三个条件：

条件一：上锁时，内锁芯上锁弹子10的弹子尾部与外锁芯上锁弹子12的弹子头部接触，且外锁芯上锁弹子12的弹子头部将伸入内锁芯上锁弹子槽7，内锁芯防盗弹子14的弹子尾部不会伸入外锁芯防盗弹子槽4，内锁芯上锁弹子10及内锁芯防盗弹子14的弹子头部将伸入内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8；

条件二：正确开锁时，在钥匙3的活动解锁钥匙齿作用端21对内锁芯上锁弹子10头部的拨动下，外锁芯上锁弹子12的弹子头部将完全退出内锁芯上锁弹子槽7，且内锁芯上锁弹子10的弹子尾部不会进入外锁芯上锁弹子槽5，此时外锁芯1与内锁芯2可相对旋转；

条件三：错误开锁时，在钥匙3的活动解锁钥匙齿作用端21对内锁芯防盗弹子14头部的拨动下，内锁芯防盗弹子14的弹子尾部将伸入外锁芯防盗弹子槽4，起到额外的上锁作用，此时外锁芯1与内锁芯2不可相对旋转。

钥匙3由钥匙扭柄17、钥匙传动杆18、一片固定扭动钥匙齿20及一组活动解锁钥匙齿19组成。

固定扭动钥匙齿20通过钥匙传动杆18与钥匙扭柄17固结或为一体结构，活动解锁钥匙齿19在钥匙传动杆18上可以自由旋转。

每一片活动解锁钥匙齿19可以独立运动，在没有插入钥匙插入槽前钥匙3的每一片活动解锁钥匙齿19都可以随机独立旋转。

活动解锁钥匙齿作用端21即为拨动内锁芯上锁弹子10弹子头或内锁芯防盗弹子14弹子头的部件，一片活动解锁钥匙齿19的宽度与一套上锁单元16的宽度相当，以保证一片活动解锁钥匙齿19可以且只可以解锁一套上锁单元16。

开锁时，钥匙3的有效开锁部件为固定扭动钥匙齿20及一组活动解锁钥匙齿19，一片活动解锁钥匙齿19可解开一套上锁单元16，所有上锁单元16都解开后，内锁芯2即可相对外锁芯1转动；人手向钥匙扭柄17施加转矩使得钥匙扭柄17旋转，通过钥匙传动杆18进而使得固定扭动钥匙齿20旋转，由于固定扭动钥匙齿20插在内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽9内，所以固定扭动钥匙齿20将进一步带动内锁芯2旋转，此时内锁芯2即可相对外锁芯1转动。

下面为具体实施例，进一步阐述本发明。

上锁时，应满足以下四个条件：

条件一：每一套上锁单元16中：在内锁芯上锁弹子弹簧11及内锁芯防盗弹子弹簧15作用下，内锁芯上锁弹子10及内锁芯防盗弹子14的弹子头部伸入内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8，外锁芯上锁弹子12在外锁芯上锁弹子弹簧13的作用下部分伸入内锁芯上锁弹子槽7；

条件二：锁芯的不同套上锁单元16的内锁芯上锁弹子10位于内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8的不同开口方向（附图为表示简便，故附图的所有内锁芯上锁弹子10位于内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8的同一开口方向），故锁芯内可通过改变上锁单元16的套数（3-10套）、增加内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8的开口方向（2-10个）改善锁具的安全性能；

条件三：一般情况下，锁具具有6套上锁单元16，每套上锁单元16的内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8开口数为6个，锁具加密方式存在四万余种（6⁶）可能；如果锁具具有10套上锁单元16，每套上锁单元16的内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8开口数为10个，那么锁具加密方式存在百亿种（10¹⁰）可能，可见该锁具加密性能极强；

条件四：调整内锁芯上锁弹子弹簧11、外锁芯上锁弹子弹簧13、内锁芯防盗弹子弹簧15劲度系数的大小关系，使得内锁芯上锁弹子10及内锁芯防盗弹子14被拨动时插钥匙3用的力大小相当，难以单纯凭借插钥匙3力度大小判断出内锁芯上锁弹子10和内锁芯防盗弹子14。

开锁时，应满足以下六个条件：

条件一：钥匙3插入内锁芯活动解锁钥匙齿插入槽8和内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽9的过程中，保证固定扭动钥匙齿20及活动解锁钥匙齿19依次按方向（锁具解锁方向）插入，活动解锁钥匙齿19的活动解锁钥匙齿作用端21在开锁时起拨动内锁芯上锁弹子10头部的作用（如插入方向有误，则活动解锁钥匙齿作用端21将拨动内锁芯防盗弹子14），固定扭动钥匙齿20通过钥匙传动杆18与钥匙扭柄17固结或为一体结构；

条件二：一片活动解锁钥匙齿19的宽度与一套上锁单元16的宽度相当，以保证一片活动解锁钥匙齿19可以且只可以解锁一套上锁单元16；

条件三：活动解锁钥匙齿19插入方向正确时，上锁单元16在钥匙3的活动解锁钥匙齿作用端21的作用下，外锁芯上锁弹子12将完全退出内锁芯上锁弹子槽7，且内锁芯上锁弹子10不会进入外锁芯上锁弹子槽5（通过严格控制相关部件的尺寸实现）；

条件四：活动解锁钥匙齿19插入方向错误时，上锁单元16在钥匙3的活动解锁钥匙齿作用端21的作用下，内锁芯防盗弹子14的弹子尾部伸入外锁芯防盗弹子槽4，起到额外的上锁作用，此时，该上锁单元16中，内锁芯防盗弹子14与外锁芯上锁弹子12一起起到上锁作用；

条件五：当所有上锁单元16的外锁芯上锁弹子12都完全退出内锁芯上锁弹子槽7后（即机械密码输入完全正确时），内锁芯2即可相对外锁芯1转动，锁即可打开，但只要有一套上锁单元16的外锁芯上锁弹子12并未退出内锁芯上锁弹子槽7（即机械密码输入部分有误时），锁便无法打开；

条件六：开锁时人手向钥匙扭柄17施加转矩使得钥匙扭柄17旋转，通过钥匙传动杆18进而使得固定扭动钥匙齿20旋转，由于固定扭动钥匙齿20插在内锁芯固定扭动钥匙齿插入槽9内，所以固定扭动钥匙齿20将进一步带动内锁芯2旋转，此时内锁芯2即可相对外锁芯1转动。

在本发明中固定扭动钥匙齿20的旋转带动内锁芯2旋转;活动解锁钥匙齿作用端21的位置是否正确决定是否能够解锁,只有解锁后,内锁芯2才可能旋转（否则将会被外锁芯上锁弹子12卡住内锁芯或者内锁芯防盗弹子14的弹子尾部伸入外锁芯防盗弹子槽4而卡住内锁芯2），即活动解锁钥匙齿作用端21的位置相当于密码；钥匙3插入内锁芯2之前，活动解锁钥匙齿作用端21的位置可以旋转，钥匙3插入内锁芯2之后，活动解锁钥匙齿作用端21的位置由于受到锁芯内壁的约束，所以此时位置固定不能再旋转，且此时活动解锁钥匙齿作用端21能够起到拨动内锁芯上锁弹子10弹子头或内锁芯防盗弹子14弹子头的作用。

因本发明配套钥匙的解锁钥匙齿为活动钥匙齿，开锁与否完全取决于各片钥匙齿的插入方向是否完全正确，开锁成功取出钥匙3后，只要随意甩动钥匙3便可使活动解锁钥匙齿19随机转动打乱顺序，那么即使丢失后别人捡到钥匙，在不知道各片钥匙齿的正确插入方向情况下，别人仍无法打开锁具，故锁具的安全性较高。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。