專利名稱：用于防碰撞的圓柱鎖的定型頂部銷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓柱鎖，其釆用可線性位移通過剪切線的銷，更 具體地，涉及一種改進現(xiàn)有鎖的方法，以及一種鎖組件和改進的鎖組 件，該改進的鎖組件用于防止竊賊使用基于沖擊和動量的物理現(xiàn)象的
方法(比如碰撞(Bump)或撞匙(Bumpkey)方法)來擅自操縱圓 柱鎖。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明所預(yù)期的一般類型的圓柱鎖中，具有多個為圓柱銷形式 的栓，它們被安裝在圓柱筒或鑰匙塞內(nèi)的徑向孔中。這些栓的下端突 出進入鑰匙內(nèi)的槽內(nèi)。筒或鑰匙塞被圓柱體包圍，該圓柱體具有多個 與鑰匙塞內(nèi)的那些孔相應(yīng)及對準(zhǔn)的徑向孔。圓柱體的內(nèi)側(cè)和塞的外側(cè) 之間的邊界限定剪切線。圓柱體容納另一組圓柱銷，這些圓柱銷被螺 旋彈簧朝向中心按壓。在外圓柱中的銷被稱為傳動銷或頂部銷。
當(dāng)所述塞內(nèi)沒有鑰匙時，栓和傳動銷孔對齊，并且傳動銷突出越 過剪切線進入塞內(nèi)的栓孔，防止其發(fā)生轉(zhuǎn)動。為了打開鎖，插入鑰匙， 該鑰匙具有限定可選擇的凹槽和突起的各種缺口或槽，這些凹槽和突 起使每個栓被保持在確定的升起位置，使得在每個孔內(nèi)的傳動銷和栓 銷之間的分界線與圓柱和塞之間的剪切線重合。當(dāng)所有的銷都適當(dāng)?shù)?被定位時，塞可自由轉(zhuǎn)動，并且通過轉(zhuǎn)動塞而能夠打開鎖。
圓柱鎖容易受到許多擅自操縱方法的攻擊，包括碰撞或撞匙的方 法。該方法采用沖擊和動量這種公知的物理現(xiàn)象。
一種被稱為撞匙的簡單竊盜工具已經(jīng)被研發(fā)出來，該工具使用鑰 匙毛坯。鑰匙毛坯的凹陷區(qū)都盡可能地深。在該方法中，碰撞工具可 以是許多設(shè)備，包括小錘子、大螺絲刀的頭部、木錘或"戰(zhàn)斧"，碰撞 工具用來在撞匙插進鎖內(nèi)時沖擊撞匙。這種新的研發(fā)危及到鎖的安全性并給公眾造成嚴(yán)重的危險，給圓柱鎖工業(yè)帶來挑戰(zhàn)。
每個商戶和每個消費者都潛在地成為這種稱作碰撞的開鎖技術(shù)的 受害者。如果他們在其居住、工作或經(jīng)營業(yè)務(wù)的地方都使用傳統(tǒng)的銷 栓型圓柱鎖，那么他們就會處于危險之中。世界范圍內(nèi)存在許許多多 的現(xiàn)有類型的銷栓型鎖，這些鎖容易受到碰撞的影響，因此這是一個 現(xiàn)實的問題。
關(guān)鍵問題是獲得與目標(biāo)鎖相配的鑰匙的能力。這需要辨別制造商 和鑰匙槽，使得能夠制造合適的撞匙。如果這種挑戰(zhàn)得到滿足，那么 顯然所有傳統(tǒng)的銷栓型圓柱鎖都處于危險之中。
由于深度和空間的問題，已經(jīng)被切割來配合任意的鎖的鑰匙要比 毛坯更好地工作。這種鑰匙內(nèi)的切口被銼到最深的深度，并且使用碰 撞工具時，銷被碰撞而迫使傳動銷在剪切線以上，然后鎖被打開。
一種"999"或撞匙可以是配合特定銷栓型鎖的任意鑰匙，而且已經(jīng) 被改進，使得所有的切口都到由每個制造商限定的最深的可允許位置。 術(shù)語"配合"意思是鑰匙會進入鑰匙槽(鎖的前部),但是它不會打開鎖。 為了說明，所有的在公寓單元內(nèi)的鎖都由一個制造商生產(chǎn)，而且具有 一樣的鑰匙槽，就是說公寓101的鑰匙能夠進入公寓207 (或者任何 其它公寓)的鎖，但是僅僅會打開公寓101，該鑰匙是針對這個公寓 切割的。在該例子中用于任一公寓的任一鑰匙都能夠在單元范圍內(nèi)被 修改成撞匙，并且潛在地使用了同樣或類似制造商的鎖的其它單元也 是如此。
"999"一詞大約在25年前出現(xiàn)在丹麥，當(dāng)時鎖匠們開始為他們國 家內(nèi)的一個特定制造商制作的鎖切割鑰匙，將所有位置切到9個最深 的可能編碼深度。由此，每個分配的深度由每個賣主給定一個不同的 "編碼"號，使得他們的鑰匙通過這個編碼能夠進行復(fù)制，而不實際需 要物理鑰匙。通常存在十個單獨編碼的深度，從0到9，其中0是最 淺的，9是最深的。因此，這些鑰匙被稱為"999"鑰匙。術(shù)語"堆積高 度"是指從最深的可能編碼深度測量的在塞中的栓銷的高度并且該高 度由制造商變動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在每個孔中可以使
5用多個栓銷，但是為了方便和清楚起見，在所示的實施方式中在每個 栓銷孔中布置了單個栓銷。術(shù)語"剪切線高度"意思是該高度是塞的半
徑。參照圖4，插入撞匙后的栓銷和任意主開口銷的最高組合的上唇 緣(lip)總是低于剪切線18，而且栓銷32e代表鎖內(nèi)栓銷和任意主開 口銷的最高組合。這也能夠從圖3看出，其中栓銷32e是最高的栓銷。 這是本發(fā)明的重要方面，即插入撞匙后的栓銷和任意主開口銷的最高 組合必須低于剪切線一定距離，該距離大于特定傳動銷26e的唇緣的 厚度。
術(shù)語"碰撞"指在鑰匙被插進鎖時，通過用碰撞工具"碰撞"或敲擊 鑰匙，迫使鑰匙與栓銷相互作用的過程。這需要碰擊鑰匙的頭部，引 起它快速向前移動，通常大約0.25mm。當(dāng)鑰匙被正確碰撞時，能量 施加給所有栓銷的底部，而且能量被傳遞給傳動銷，碰撞傳動銷向上 運動越過剪切線，現(xiàn)在鎖的剪切線被跳過，塞能被轉(zhuǎn)動來打開鎖。發(fā) 生碰撞是因為所有傳統(tǒng)的銷栓型鎖的固有設(shè)計問題導(dǎo)致的，而且是基 于沖擊和動量的物理定律，其中被沖擊的栓銷會保持在適當(dāng)位置，并 且與栓銷相接觸的傳動銷將會被沖擊能量向上推動。
碰撞發(fā)生是由于利用每個室內(nèi)兩個或更多個銷的布置，以及在這 些銷跨過剪切線時短暫分離這些銷的能力。當(dāng)?shù)撞炕蛩ㄤN的底部經(jīng)由 鑰匙上的切口被撞擊時，頂部銷或傳動銷被向上反彈。在幾毫秒內(nèi)在 底部銷和頂部銷之間產(chǎn)生間隙。如果在該短暫的分離過程中施加一個 力矩，就不可能阻止所述塞發(fā)生轉(zhuǎn)動。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和缺陷，本發(fā)明的一個目的是提供一 種改進的防止碰撞的圓柱鎖。
本發(fā)明的另 一 目的是提供一種改進的防止碰撞的圓柱鎖，其利用 傳動銷，所述傳動銷被特別設(shè)計成定型的銷結(jié)構(gòu)并且其尺寸與底部銷 和剪切線之間的最小可能距離相關(guān)，這個距離在撞匙被插入的情況下 栓銷的最大可能堆積高度處于塞內(nèi)時發(fā)生。這是本發(fā)明的重要方面， 以最小化或防止鎖通過碰撞而打開。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種改進現(xiàn)有圓柱鎖的方法，該方法能 夠被鎖匠或鎖的所有人容易地實施。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進后的圓柱鎖，該鎖是按照本 發(fā)明的方法制造的。
概括來說，本發(fā)明的鎖是改進形式的圓柱鎖，其中傳動銷結(jié)構(gòu)與 圓柱、塞和栓銷的尺寸相配合地被特別設(shè)計，以便在利用碰撞方法來 試圖打開鎖時，防止傳動銷被迫向上而在剪切線以上。
上述和其它的對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的目的，都可在本發(fā)
明中實現(xiàn)，這指向本發(fā)明的一個方面，即銷和栓型圓柱鎖，包括 圓柱；
可轉(zhuǎn)動地安裝在圓柱中并具有鑰匙槽的塞，所述塞在圓柱的內(nèi)表 面和塞的外表面之間形成剪切線，所述圓柱和塞具有多個對準(zhǔn)的徑向 銷接納孔；
按壓安裝在圓柱孔中的頂部傳動銷的彈簧，每個傳動銷具有大致 相同的高度或不同高度，并且為了制造容易而優(yōu)選對稱，但也能夠不 對稱；和
安裝在對準(zhǔn)的塞孔中的栓銷；
其中每個頂部傳動銷具有較小直徑的中間部分，該中間部分至少 形成具有內(nèi)表面和外表面的下部唇緣，在該中間部分處每個頂部傳動 銷唇緣的外表面與對準(zhǔn)的栓銷的上表面接觸，并且每個頂部傳動銷唇 緣的內(nèi)表面在所述剪切線以下。
在本發(fā)明的另一方面，所述徑向銷接納孔可以是徑向和非徑向孔 的任意組合或者都是非徑向的孔。
在本發(fā)明的又一方面，頂部傳動銷是對稱的，每一端具有包括外 表面和內(nèi)表面的唇緣，使得銷能夠放置在圓柱孔內(nèi)，使任一端向下面 向塞孔。
在本發(fā)明的另一方面，頂部傳動銷的唇緣的厚度等于或小于剪切 線的高度減去鎖的最高栓銷堆積高度的差。
本發(fā)明的另一方面，提供一種改進現(xiàn)有的銷和栓型圓柱鎖的方法，以提高鎖的耐碰撞性，包括以下步驟
提供一種銷和栓型圓柱鎖，該銷和栓型圓柱鎖包括 圓柱；
可轉(zhuǎn)動地安裝在圓柱中并具有鑰匙槽的塞，所述塞在圓柱的 內(nèi)表面和塞的外表面之間形成剪切線，所述圓柱和塞具有多個對準(zhǔn)的 徑向銷接納孔；
按壓安裝在圓柱孔中的頂部傳動銷的彈簧；和 安裝在對準(zhǔn)的塞孔中的栓銷； 去除現(xiàn)有鎖中的至少一個傳動銷；以及
用本發(fā)明的傳動銷替換至少一個并且優(yōu)選全部傳動銷，使得每個 被替換的頂部傳動銷下唇緣的內(nèi)表面在所述剪切線以下。
在本發(fā)明的另一方面，提供由本發(fā)明的方法制造的改進后的銷和 栓型鎖。


相信是新穎的本發(fā)明的特征以及本發(fā)明的特征元素都在所附加的 權(quán)利要求書中具體地提出。附圖只是用于說明的目的而且不是按比例 繪制。然而，本發(fā)明本身，對于操作的機構(gòu)和方法都可通過參照結(jié)合 附圖給出的詳細(xì)說明獲得最佳的理解，其中
圖l是體現(xiàn)本發(fā)明的特征的圓柱鎖的橫截面?zhèn)纫晥D。 圖2和圖1相似，僅僅不同之處是，被適當(dāng)切割以開鎖的鑰匙已 經(jīng)插進鎖內(nèi)，而且所述鎖現(xiàn)在能夠被打開，因為栓銷和傳動銷都處于 剪切線上。
圖3和圖1相似，僅僅不同之處是，已經(jīng)在鎖內(nèi)插入撞匙，目的 是對撞匙施加力來撞擊傳動銷越過剪切線，從而能夠打開鎖。
圖4是圖3沿著4-4線截取的橫截面圖，表示傳動銷的唇緣的內(nèi) 表面位于鎖的剪切線以下。
圖5類似于圖4，不同之處是它表示了因為傳動銷的內(nèi)唇緣被卡 在剪切線處，并且通過圓柱內(nèi)表面防止被撞擊進入圓柱孔，從而本發(fā) 明的鎖如何防止被撞擊和打開。
8圖6是類似于圖4的視圖，不同在于，傳動銷的唇緣特別厚并伸 進防止鎖被轉(zhuǎn)動的鎖的剪切線，使得在撞擊時，傳動銷會被迫進入圓 柱孔，而跳過剪切線并允許鎖的轉(zhuǎn)動及打開鎖。
圖7是本發(fā)明的傳動銷，它是對稱設(shè)計并具有唇緣的高度，使得 唇緣的內(nèi)表面總是低于圖3所示的鎖的剪切線。
圖8是本發(fā)明的另一種對稱設(shè)計的傳動銷，它也具有唇緣的厚度, 使得唇緣的內(nèi)表面總是低于圖3所示的鎖的剪切線。
具體實施例方式
在描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式時，將參照圖1-8，這些圖中相同 的數(shù)字指示本發(fā)明的相同特征。
現(xiàn)在參照圖1，傳統(tǒng)的栓和銷圓柱鎖以數(shù)字IO總體表示。圓柱鎖 10包括圓柱部分12和適于在其中轉(zhuǎn)動的塞部分14。圓柱部分12包含 多個軸向位移的沿徑向布置的孔20a-20f。塞部分包括類似的多個孔， 這些孔在鎖處于其閉合或休止位置時與圓柱孔對齊并對準(zhǔn)。這些塞孔 標(biāo)記為22a-22f，并且在圓柱和塞內(nèi)的每一對關(guān)聯(lián)孔建立銷組件在其內(nèi) 操作的徑向室。鑰匙槽16設(shè)置在塞14內(nèi)。
每個對應(yīng)的圓柱孔20a-20f和對應(yīng)的塞孔22a-22f在其內(nèi)布置有傳 動銷26a-26f和對應(yīng)的栓銷32a-32f。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到， 可以在每個孔中使用多個栓銷，但是為了方便和清晰地顯示，在本實 施方式中每個栓孔中布置單個栓銷。另外，鎖被示出具有六個栓銷和 六個傳動銷，但是本領(lǐng)域公知任何數(shù)量的栓銷和傳動銷都可以使用。 通常，在傳統(tǒng)的鎖中使用五個或六個栓銷和對應(yīng)的傳動銷。
每個傳動銷與圓柱螺旋彈簧24a-24f相關(guān)聯(lián)，這些彈簧擠壓傳動 銷抵靠栓銷。
在圓柱12和塞14之間設(shè)置剪切線18。剪切線的目的將在后面作 進一步討論，但是從圖l可看出，傳動銷32a-32f與剪切線18相交， 使得塞14不能被轉(zhuǎn)動。
如圖1所示，傳動銷26a-26f都具有大約同一高度，并且是對稱 的并具有唇緣28a-28f和28a，-28f，。每個傳動銷具有窄的桿部30a-30f。因此，對于傳動銷26c，該傳動銷具有上唇緣28c、對應(yīng)的下唇緣28c， 和桿部30c。如對于傳動銷28d所示的，每個唇緣具有內(nèi)表面29d和 29d，。唇緣的厚度是本發(fā)明的重要特征，將在后面做更充分地描述。
現(xiàn)在參照圖2，圖1中的鎖顯示為具有插進鑰匙槽16中的鑰匙34。 該鑰匙特別設(shè)計為打開該鎖并含有與栓銷32a-32f的高度相配合的切 口或凹槽35a-35f，使得當(dāng)插入鑰匙時，栓銷的高度與剪切線18匹配。 通過栓銷將對應(yīng)的傳動銷26a-26f向上推，使得這些傳動銷也處于剪 切線處，使得如圖2所示，現(xiàn)在可以通過轉(zhuǎn)動鑰匙來打開鎖，該鑰匙 使塞14轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的鎖如圖3所示，其與圖1和2的鎖相同，不同在于撞匙 36現(xiàn)在已經(jīng)被插進鑰匙槽16。如上所述，撞匙的凹槽37a-37f已經(jīng)被 切割到最深以便于碰撞操作。因此，當(dāng)沿著箭頭方向給撞匙36施加力 時，將給每個栓銷32a-32f提供沖擊能量，而且相應(yīng)的傳動銷26a-26f 通常將被迫向上暫時地越過剪切線18。這就能夠使塞14轉(zhuǎn)動來打開 鎖。
如圖3所示的本發(fā)明的鎖防止碰撞。因此，應(yīng)當(dāng)注意，在休止時 所有的傳動銷26a-26f伸過剪切線18，防止塞14的轉(zhuǎn)動和鎖的打開。 本發(fā)明的一個重要特征是，每個傳動銷的下唇緣的內(nèi)表面均在剪切線 18以下，并且這由傳動銷26e表示出來。傳動銷26e被示出具有唇緣 28e，和該唇緣的內(nèi)表面29e，。所述內(nèi)表面29e，在剪切線18以下。也應(yīng) 當(dāng)注意，對應(yīng)的栓銷32e是鎖組件中最高的栓銷，并且唇緣的高度必 須與最高的栓銷的高度相關(guān)聯(lián)，以保證傳動銷26e的內(nèi)唇緣和所有其 它的傳動銷都在剪切線18以下。如上所述，傳動銷唇緣的厚度與最高 的栓銷的高度和剪切線的高度相關(guān)聯(lián)，使唇緣的厚度小于或等于兩者 的差值。
傳動銷的內(nèi)唇緣在剪切線18以下的目的如圖4所示，該圖是鎖的 端視圖，其示出了傳動銷26e和栓銷32e。栓銷32e是鎖內(nèi)最高的栓 銷，而且與傳動銷26e的唇緣28e，的厚度相結(jié)合的這個高度表明傳動 銷26e的內(nèi)表面29e，在剪切線18以下。參照圖5，當(dāng)試圖碰撞鎖時，傳動銷26e會處于一定角度，而且 該傳動銷的上表面29e，將被卡在圓柱12的內(nèi)表面和塞14之間的剪切 線處，防止傳動銷26e移動通過剪切線而進入圓柱孔20e。因此，塞 將不能被轉(zhuǎn)動，碰撞的試圖將會失敗。
現(xiàn)在參照圖6，如果傳動銷26e的唇緣29e，的上表面在剪切線18 以上；塞14不能轉(zhuǎn)動；碰撞操作將迫使傳動銷26e直線向上進入圓柱 孔20e,跳過剪切線18，允許塞14轉(zhuǎn)動并打開鎖。
圖7和8表示本發(fā)明的傳動銷26的兩個優(yōu)選實施方式。要指出的 是，這兩個銷都是繞較細(xì)的桿30對稱的，在每一端具有一樣的唇緣 28。這是本發(fā)明的另一重要特征，使得當(dāng)鎖有所改進時，傳動銷26 能夠在任一方向插進圓柱孔。這使得改進很容易而且對安裝者而言極 其筒單。
對于特定的商業(yè)鎖，基于0.23英寸的最高栓堆積高度和0.25英寸 的剪切線高度，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)唇緣的厚度為0.020英寸或更小。塞具有0.5 英寸的直徑，圓柱具有大約l英寸的直徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，因為薄的唇緣， 優(yōu)選的是使用強度更大的材料來制造傳動銷，優(yōu)選為300系列的不銹 鋼而不是通常的黃銅材料。還優(yōu)選的是，傳動銷的唇緣的直徑與孔的 直徑有關(guān)聯(lián)，使得唇緣的直徑大約是孔的直徑的80%至99%，例如 85%至95%。通過在碰撞過程中允許銷的橫向運動，更小直徑的唇緣 提高鎖對碰撞的抵抗。
ii
權(quán)利要求
1.一種銷和栓型圓柱鎖，包括圓柱；可轉(zhuǎn)動地安裝在圓柱中并具有鑰匙槽的塞，所述塞在圓柱的內(nèi)表面和塞的外表面之間形成剪切線，所述圓柱和塞具有多個對準(zhǔn)的徑向銷接納孔；按壓安裝在圓柱孔中的頂部傳動銷的彈簧，每個傳動銷具有大致相同的高度；和安裝在對準(zhǔn)的塞孔中的栓銷；其中每個頂部傳動銷具有較小直徑的中間部分，該中間部分至少形成具有內(nèi)表面和外表面的下部唇緣，在該中間部分處每個頂部傳動銷唇緣的外表面與對準(zhǔn)的栓銷的上表面接觸，并且每個頂部傳動銷唇緣的內(nèi)表面在所述剪切線以下。
2. 如權(quán)利要求1所述的銷和栓型鎖，其中頂部傳動銷是對稱的。
3. 如權(quán)利要求1所述的銷和栓型鎖，其中頂部傳動銷的唇緣小于 所述剪切線高度減去鎖的最高栓銷堆積高度。
4. 如權(quán)利要求1所述的銷和栓型鎖，其中所有或一些頂部傳動銷 由不銹鋼制造。
5. —種改進現(xiàn)有的銷和栓型圓柱鎖以提高鎖對碰撞的抵抗的方 法，包括以下步驟提供銷和栓型圓柱鎖，該銷和栓型圓柱鎖包括 圓柱；可轉(zhuǎn)動地安裝在圓柱中并具有鑰匙槽的塞，所述塞在圓柱的 內(nèi)表面和塞的外表面之間形成剪切線，所述圓柱和塞具有多個對準(zhǔn)的 徑向銷接納孔；按壓安裝在圓柱孔中的頂部傳動銷的彈簧；和 安裝在對準(zhǔn)的塞孔中的栓銷； 去除現(xiàn)有鎖中的至少一個傳動銷；以及用本發(fā)明的傳動銷替換至少一個傳動銷，使得每個被替換的頂部 傳動銷的下唇緣的內(nèi)表面在所述剪切線以下。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中被替換的頂部傳動銷是對稱的。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中被替換后的頂部傳動銷的唇緣 小于所述剪切線高度減去鎖的最高栓銷堆積高度。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所有被替換的頂部傳動銷由不 銹鋼制造。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所有的頂部傳動銷都被替換。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所有被替換的頂部傳動銷是 對稱的。
11. 一種由權(quán)利要求5所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
12. —種由權(quán)利要求6所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
13. —種由權(quán)利要求7所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
14. 一種由權(quán)利要求8所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
15. —種由權(quán)利要求9所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
16. —種由權(quán)利要求IO所述的方法制造的改進的銷和栓型鎖。
全文摘要
本發(fā)明提供一種銷和栓型圓柱鎖以及一種改進的圓柱鎖，該改進的鎖最小化通過碰撞擅自打開鎖。所述圓柱鎖利用特別設(shè)計的傳動銷，這些傳動銷的尺寸與栓銷在撞匙被插進鎖的塞部分的情況下的最大可能堆積高度以及鎖的剪切線高度有關(guān)。所有的傳動銷都具有大致相同的高度，并優(yōu)選是對稱的并且在每一端具有唇緣。本發(fā)明還提供一種改進現(xiàn)有鎖的方法，其是通過去除至少一個傳動銷并將去除后的傳動銷用本發(fā)明的傳動銷替換來實現(xiàn)的。
文檔編號E05B27/04GK101578419SQ200880001624
公開日2009年11月11日 申請日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月22日
發(fā)明者C·希爾, D·C·埃勒, D·斯蒂爾, E·馬里諾斯卡斯, J·加拉內(nèi)奧, R·皮安泰克 申請人:薩金特制造公司