无转芯柱卡式双保险锁具.pdf

无转芯柱卡式双保险机械锁具是在一顶部为平面的金属块上沿垂直方向钻若干个孔、孔中插入带蜂腰并加弹簧的柱卡；在金属块腰部开出一水平逢，逢中安放一孔板，其上钻有与柱卡相对应的孔，孔间开有通道。柱卡可在孔中上下串动。当柱卡蜂腰都与孔板处于同一高度时，后者即可经其蜂腰沿孔间通道平行移动。以匙控柱卡变位控制水平孔板的行止形成一道锁定机制；在金属块顶面安装两个套在一起的密码转盘，盘上分别钻有特定的钻孔，旋转二盘，改变孔位，只有盘上钻孔与下面柱卡的位置完全重合时，柱卡才有上升空间，才能插匙开锁。由此又增一道保险。金属块柱卡部分和转盘部分又可依各自原理单独做成锁具，自成系列。

1、  一种无转芯柱卡式双保险锁具是由以插入钥匙调整柱卡变位开锁的柱卡锁和限制柱卡变位从而控制钥匙能否插入开锁的密码转盘两部分组成；在一顶部为平面的金属块上垂直钻出两排钻孔、孔中置入顶部直径变小并加弹簧、中部开有蜂腰的柱卡，蜂腰的宽度与孔板厚度相对应，但其在每个柱卡上的位置略有差异；在金属块中部略高于所各柱卡蜂腰处开出一道与柱卡相垂直、用于安置水平孔板的缝隙，水平孔板上钻出与柱卡数量、直径及位置皆相同的两组钻孔，并在对应钻孔间开出可容柱卡蜂腰通过的通道；柱卡可以在孔板上的钻孔中上下串动，但因柱卡直径大于孔板钻孔间通道的宽度，受柱卡阻隔，孔板不能作水平移动；柱卡的顶面与金属块顶部平面持平，在无障耐情况下，柱卡顶可以伸出金属块顶面；在柱卡的下面开有匙孔，柱卡下部圆端顶点直抵匙孔底面；当插入钥匙，以匙齿推动柱卡上升不同高度，使其蜂腰全部与水平孔板处于同一高度时，孔板才能经孔间通道沿柱卡蜂腰平行移动，由此形成首道锁定机制；再以一中轴将套在一起的内外两个密码转盘安装于金属块顶部，盘上钻出数量、直径、位置皆与下面柱卡相对应的钻孔，孔深应大于柱卡的最大变位值，使最外边的两个钻孔的中心刚好处于内外两个转盘的转动界面上，即使钻孔的一半在内盘上，而另一半在外盘上，由于柱卡的上端面是贴近转盘下表面的，因此在一般情况下，转盘限制柱卡不能上升，只有两个盘上的半孔转到一起形成完整的圆孔并且所有钻孔都与下面的柱卡处于同一位置时，柱卡才有上升空间，柱卡下的匙孔中才能插入钥匙开锁，以此密码转盘形成又一道锁定机制。

2、  根据权利要求1，依结构的需要，当柱卡改用弧形蜂腰时，金属块中的孔板应以带有多处弧形蜂腰的柱状长卡代之，以匙齿控制备卡蜂腰改变相对位置，即可做成以柱壮长卡(锁舌)轴向串动或转动成锁的各种锁具。

3、  根据权利要求1，柱卡变位成锁的环境可以在金属块的钻孔、开缝中，也可以是在框架或其他环境中；柱卡排列的数量和形式不受限制。

4、  根据权利要求1，无转芯柱卡式双保险锁具的柱卡锁部分和密码转盘部分亦可拆开使用，依其各自原理单独作成各种锁具，自成系列。

无转芯柱卡式双保险锁具
本发明涉及一种以柱卡在金属块钻孔中变位成锁并以转轮数码控制柱卡变位形成双重保险的多用机械锁具。
锁具在人们社会生活中用途广泛，不可或缺。目前锁具市场上占主导地位的仍是以插匙旋转锁芯带动锁舌达到锁定或开启目的的弹子式机械锁。与电子锁、摁键式数字机械锁相较，前者以其制造相对简单和安全性能尚好及价位相对低廉易于为多数用户所接受。但是，弹子锁的缺点也是明显的：一是锁芯与锁体分离，锁芯不能直接锁定器物，必须另配不同的锁体，由此带来结构复杂和制造上的麻烦，增加成本；二是零件多，传动环节多，易磨损，故障率增加，影响使用寿命；三是安全性能仍嫌不高，五孔弹子锁的理论密匙量不能逾万，且锁芯外露，易自外面破坏；四是必须用力转动钥匙带动锁芯旋转才能开锁，钥匙必须结实厚重，携带不便，并且仍有被扭曲、扭断之虞。
本发明的目的在于提供一种无须转匙、芯锁一体、双重保险、高度安全、插匙锁开、使用方便、且制造简单、成本更为低廉，可用于门锁和其它各种锁具的机械锁。
本发明基于下列两个不争的简单事实：1、把A、B两个都切有缺口的线状物体缺口相对、互相垂直地摆放在一起，(参见图10的22、23)如果首先让A贴紧B的缺口作轴向运动，那麽A不仅轴向运动不受限制，还可保留自身转动的自由，而此时B既不能作轴向运动，也不能转动，反之亦然；2、在一个平面上画两个以上的同心圆，在其上再画几个小圆并令一、两个小圆的圆心刚好在内圆的周线上，如果我们盲目转动内圆和外面几个环，那麽若想使圆心在圆周线上的小圆复原和所有小圆全部到达特定位置的几率是极低的(参见图6  )。
基于上述事实，无转芯柱卡式双保险锁的总体结构分为上、下两个部分。其下部作为锁的主体部分，是利用线状物缺口变位的原理，作成一把匙控无转芯的柱卡锁，而其上部则是利用旋转的圆平面上的各点(圆)位置的变化规律而制成的转轮密码锁的一部分。
下部柱卡锁主体部分的结构如下(参见图1-3)：在一个上顶为平面的适当形状的金属块(1)上钻出必要数量的孔(2)，孔中置入柱卡(3)。柱卡的上端直径变小，以便加置弹簧(4)，柱卡的中部作成蜂腰状(5)，且各柱卡蜂腰位置略有不同，柱卡的下端作成圆形。金属块钻孔的上部直径变小，使其可容柱卡上端直径变小部分伸出，而阻止弹簧(4)脱出。在金属块中部略高于柱卡蜂腰处，沿柱卡垂直方向开出一安置与锁舌(16)连为一体的水平孔板(6)的缝隙。水平孔板(见图4))的右侧打出一组与柱卡数量、直径、位置皆相同的孔(8)，左侧开出一组宽度同柱卡直径的长孔(10)，长孔与右侧的孔间开出宽度同柱卡蜂腰直径的通道(9)。当柱卡处于右侧的一组钻孔中时，它们可以在水平孔板的钻孔(8)中上下串动，而水平孔板却不能左右移动。只有在插入钥匙(7)后，使所有柱卡的蜂腰都与水平孔板处于同一位置(高度)时，后者才能沿孔间通道(9)平行向右移动。这样，以匙齿控制柱卡的变位，即可形成第一重锁定和开启机制。当柱卡全部处于长孔(10)中时，水平孔板可在其间左右自由移动，而不受柱卡的限制。此时的锁处于无匙可开、锁舌自由弹动状态。
安装于金属块上部的二层带刻度的圆盘(见图5，6)为锁的第二部分；以它形成第二重锁定机制。环状圆盘(12)是与圆盘(11)下面凸出部分套在一起的。圆盘(11)以中心轴(13)固定于金属块(1)柱卡锁的上部，圆盘(11)可绕中心轴自由旋转，而环状盘(12)又可在盘(11)上自由旋转。令盘(11)和(12)间的接触面(线)刚好通过下面柱卡锁最下方、钥匙最先触及的两个柱卡顶的中心。在盘(11)下方钻出与下面柱卡位置相同、直径与柱卡顶部直径相同、深度大于柱卡最大变位的一组钻孔(14)。这时，最下面的两个钻孔(15)的近一半在盘(11)上，另一半则在盘(12)上。当转动盘(11)和盘(12)时，其上的四个半月形钻孔的相对位置可千变万化，而其中只有一个相对位置(图6所示位置)，即盘(11)上的两个半孔与盘(12)上的两个半孔刚好组成两个完整的圆孔，且其位置刚好与下面柱卡的位置重合，盘(11)上的所有钻孔亦与下面柱卡的位置相重合时，才使每个柱卡有了上升的空间，钥匙才能插入匙孔开锁。当盘(11)和(12)转至其他任何位置时，柱卡皆无法上升，钥匙或其他异物均无法插入匙孔，更无法开锁。在不知密码、盲目旋转上下二盘时，无法使孔(15)成为完整的圆孔，无法插入钥匙开锁。当采用双排柱卡，卡数为8-10时，匙控柱卡部分锁地密匙量即可达数十万至数千万。再加上密码转盘的插匙几率，双重保险可使锁的安全性能极高。当然，在实际使周中，可以启动转盘密码保险，也可以不启动或微动转盘，以便于迅速插匙开锁。
图7是这种锁的安装简图。其孔板(6)的一端与锁舌(16)连为一体，另端加一弹簧(17)。这样插入图8所示的钥匙(7)，柱卡变位，弹簧推动孔板前进，拔匙后锁便自动锁定。插入钥匙，转动把手，便可以其连接件拉动孔板(锁舌)退回，将门开启。这种双保险锁具可广泛用于保安性能要求高的各种场合，如保险柜门、防盗门、重要库房门、住宅的首道房门等。
根据不同需要，亦可将这种双重保险锁的上下两部分分开单独使用，制成不同系列的锁具：
1)作为锁的主体，下部柱卡锁部分，可以作成的锁具有：a)门锁(图1)可用双排柱卡或单排柱卡成锁。以这一部分单独作成的门锁与不启用密码盘的双保险锁相同。b)挂锁(图9)，以插入钥匙(18)控制两侧的柱卡(19、20)变位开锁，此时宜采用对称双排柱卡，蜂腰的形状应改用弧形的(下同)；c)屉锁(图10，11)柱卡(22)采用双排的，水平柱卡(23)亦开出数量与垂直柱卡相对应的双面弧形蜂腰，插匙(21)后可转旋钮(24)将与之相连的柱卡(23)转动180度，以锁舌(25)将抽屉锁住，拔匙即锁(拔匙后水平柱卡即不能转动)；d)环形两头对插锁及玻璃门锁(图12)，匙控垂直柱卡(26)宜采用对称的双排，水平长柱卡开出与垂直柱卡对应的多处双面弧形蜂腰，利用插匙后水平柱卡(27)能轴向串动的性质，可直接作成这类锁具。插入钥匙后，带锁舌(柱卡27)的一端(29)可自锁体(28)拔出，两体互相脱开，也可以串动一定长度；插入锁舌(27)后，拔匙即锁。
2)上部密码转轮部分，亦可依其原理单独作成相应的各种锁具。作为例子，可用下列方法作成一种简单的伸缩锁具(图13.14)将环形盘(30)、L形盘(31)套在T形盘(32)上，并在其左侧开出缺口(33)或圆孔。将带有凸缘(35)的锁舌(34)置于其左，使凸缘(35)与缺口(33)相对。由于缺口(33)的三个组成部分分别在盘(31)、(32)、(33)上，则只有当三个盘转动到刚好其各自的缺口共同组成缺口(33)并与对应的凸缘(35)处于同一位置(如图13、14的位置)时，凸缘(35)才能插入缺口(33)，即锁舌(34)才能后退(开锁)。这类锁的密码位数可依安全、实用的原则以增减转轮数量和数码(刻度)的办法加以调节，每把锁均以一组数字控制开锁。当要求开锁密码可由用户自行设定(更改)时，可采用密码(刻度)盘可与实际控制锁体的转盘能离合的结构。
综合上述锁具的特点如下：
1，密匙量极高，双重保险的锁具可逾千亿，单一双排柱卡锁可逾千万；
2，柱卡锁部分系以整块金属制作，柱卡在钻孔中变位，无外露的锁芯，抗机械破坏性能高；
3，芯锁一体，零件少，结构简单，传动少，磨损少，使用寿命长；
4，无转芯，插匙锁开，钥匙不受扭力，可以做得轻巧易携；
5，制作易，省工省料，生产成本低；
6，用途广，可以作成各种锁具；
7，外形美观、简洁，便于装饰；
8，安装使用方便。
实现上述设计的最佳方案为：可用宽、高分别为20、30毫米。厚度为30-40毫米的普通钢材作为柱卡锁部分的主体，采用直径4毫米、蜂腰及上部直径为2毫米、长度为24毫米的柱卡8-10根，对称分作两排，其间轴距为8毫米。水平孔板以一毫米的钢板制作；上部密码盘的直径(外径)对应锁的不同厚度可分别取为36、46毫米，环状盘的内径(即上盘下部凸出部分的外径)及二盘上钻孔的位置依其下柱卡的位置而定。二盘的厚度各取为5毫米，均可采用盘周长1％为单位(大于1毫米)的密码刻度，可在上面一个盘上加装密码调节装置。
其他各种锁具应视不同用途，对比市场现有锁具，单独逐一优化做出设计。