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锁头和钥匙的组合
    技术领域 本发明涉及锁头 (lock cylinder) 和钥匙的组合， 更具体地， 本发明涉及安装在门 中并且包括锁壳和锁芯的锁头。
     背景技术 通常， 锁组件包括锁壳和锁芯， 其形成锁头并限定各弹子腔以接收弹子对。 弹子对 包括基本上位于锁壳内的外弹子以及位于锁芯内的内弹子。 弹簧常被用于将弹子对朝向限 定在锁芯内的钥匙槽偏压。 更具体地， 弹簧与外弹子接合， 所述外弹子继而接合内弹子并迫 使内弹子进入到钥匙槽内。在没有正确或适合的钥匙的情况下， 外弹子部分地位于锁芯内 并阻挡锁芯在锁壳内旋转。
     在最常规的锁组件中， 锁芯相对于锁壳是可旋转的。在锁芯和锁壳的会合处限定 剪切线。 当适合的或适当的钥匙插入钥匙槽中时， 内弹子移动并且因而移动各自的外弹子。 当插入适合的钥匙时， 内弹子和外弹子相互接触处的端部与剪切线对准， 并允许锁芯转动 到锁闭位置或解锁位置。 换而言之， 适合的钥匙将会移动内弹子和外弹子， 使得外弹子完全
     位于锁壳内并且内弹子完全位于锁芯内。 发明内容
     在一种结构中， 本发明提供一种钥匙和锁头的组合， 所述钥匙和锁头的组合包括 钥匙， 所述钥匙具有柄和从所述柄延伸并连接到所述柄的刃。所述刃限定沿所述刃的长度 的纵向轴线并由第一横侧和与所述第一横侧相对的第二横侧限定。 所述刃具有在所述刃的 顶部的弹子接合部分、 在所述第一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并限定第一弹子表面 的第一弹子沟槽、 以及在所述第一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并限定第二弹子表面 的第二弹子沟槽。 所述第一弹子表面取向成面向所述刃的顶部并且所述第二弹子表面取向 成面向所述刃的底部， 使得所述第一弹子表面和所述第二表面面向相反的方向。所述钥匙 和锁头的组合还包括锁壳、 外弹子、 锁芯、 内弹子和辅助弹子。所述锁壳包括限定空心部分 的壁以及限定外弹子腔的弹子部分。所述外弹子位于所述外弹子腔内。所述锁芯包括可旋 转地容纳在所述锁壳的空心部分内的主体， 并且所述锁壳和所述锁芯协作以限定剪切线。 所述锁芯限定沿所述锁芯的纵向方向至少部分地延伸穿过所述主体的钥匙槽， 并且所述锁 芯还限定位于所述主体内且与所述钥匙槽连通的内弹子腔以及与所述钥匙槽连通的辅助 弹子腔。所述内弹子腔选择性地与所述外弹子腔对准。所述内弹子位于所述内弹子腔中并 部分地延伸到所述钥匙槽内使得所述内弹子能够被所述弹子接合部分接合。 所述辅助弹子 位于所述辅助弹子腔内并与所述钥匙槽连通。 所述辅助弹子包括限定第一接合表面的第一 凸起以及与所述第一凸起隔开并限定第二接合表面的第二凸起， 当所述钥匙插入到所述钥 匙槽内时， 所述第一接合表面能够被所述第一弹子表面接合以将所述辅助弹子移动到收回 位置以允许所述锁芯相对于所述锁壳旋转， 所述第二接合表面大致面向所述第一接合表面 并且当所述钥匙从所述钥匙槽移除时能够被所述第二弹子表面接合以将所述辅助弹子移动到凸起位置， 在所述凸起位置， 所述辅助弹子从所述锁芯凸起并能够与所述锁壳接合以 阻止所述锁芯相对于所述锁壳旋转。
     在另一种结构中， 本发明提供一种钥匙和锁头的组合， 所述钥匙和锁头的组合包 括钥匙、 锁壳、 外弹子、 锁芯、 内弹子和辅助弹子。 所述钥匙包括柄和从所述柄延伸并连接到 所述柄的刃， 并且所述刃限定沿所述刃的长度的纵向轴线。所述刃由第一横侧和与所述第 一横侧相对的第二横侧限定。所述刃具有在所述刃的顶部的弹子接合部分、 在所述第一横 侧上沿所述纵向轴线的方向延伸的第一弹子表面、 以及在所述第一横侧上沿所述纵向轴线 的方向延伸的第二弹子表面。 所述第一弹子表面和所述第二弹子表面取向成面向相反的方 向， 并且当所述纵向轴线为水平时， 所述第一弹子表面和所述第二弹子表面的每一个具有 朝着所述柄的高度 (elevation) 上的增加。所述锁壳包括限定空心部分的壁以及限定外弹 子腔的弹子部分。所述外弹子位于所述外弹子腔内。所述锁芯包括可旋转地容纳在所述锁 壳的空心部分内的主体， 并且所述锁壳和所述锁芯协作以限定剪切线。所述锁芯限定沿所 述锁芯的纵向方向至少部分地延伸穿过所述主体的钥匙槽， 并且所述锁芯还限定位于所述 主体内且与所述钥匙槽连通并选择性地与所述外弹子腔对准的内弹子腔， 所述辅助弹子腔 与所述钥匙槽连通并偏离所述钥匙槽。 所述内弹子位于所述内弹子腔中并延伸到所述钥匙 槽内使得所述内弹子能够被所述弹子接合部分接合。 所述辅助弹子位于所述辅助弹子腔内 并与所述钥匙槽连通， 并且所述辅助弹子在所述钥匙插入到所述钥匙槽内时被所述第一弹 子表面接合以将所述辅助弹子移动到收回位置以允许所述锁芯相对于所述锁壳旋转。 所述 辅助弹子还在所述钥匙从所述钥匙槽移除时被所述第二弹子表面接合以将所述辅助弹子 移动到凸起位置， 在所述凸起位置， 所述辅助弹子从所述锁芯凸起并能够与所述锁壳接合 以阻止所述锁芯相对于所述锁壳旋转。 在又一种结构中， 本发明提供一种锁头， 所述锁头包括锁壳， 所述锁壳具有限定空 心部分的壁以及限定至少两个外弹子腔的弹子部分。 所述锁头还包括位于所述外弹子腔的 每一个内的外弹子、 锁芯、 内弹子和辅助弹子， 所述锁芯具有可旋转地容纳在所述锁壳的空 心部分内的主体。所述锁壳和所述锁芯协作以限定剪切线， 并且所述锁芯限定沿所述锁芯 的纵向方向至少部分地延伸穿过所述主体的钥匙槽。 所述锁芯还限定位于所述主体内且与 所述钥匙槽连通并选择性地与所述外弹子腔对准的至少两个内弹子腔以及与所述钥匙槽 连通的辅助弹子腔。 所述内弹子位于所述内弹子腔的每一个中并部分地延伸到所述钥匙槽 内使得所述内弹子能够被所述钥匙接合。 所述辅助弹子位于所述辅助弹子腔内并与所述钥 匙槽连通， 并且所述辅助弹子包括限定第一接合表面的第一凸起以及限定第二接合表面的 第二凸起。 所述第一接合表面能够被钥匙接合以将所述辅助弹子移动到收回位置以允许所 述锁芯相对于所述锁壳旋转。 所述第二接合表面大致面向所述第一接合表面并能够被所述 钥匙接合以将所述辅助弹子移动到凸起位置， 在所述凸起位置， 所述辅助弹子从所述锁芯 凸起并能够与所述锁壳接合以阻止所述锁芯相对于所述锁壳旋转。
     在又一种结构中， 本发明提供一种用于锁头的钥匙。所述钥匙包括柄以及从所述 柄延伸并连接到所述柄的刃。 所述刃限定沿所述刃的长度的纵向轴线并由第一横侧和与所 述第一横侧相对的第二横侧限定。所述刃具有在所述刃的顶部的弹子接合部分、 在所述第 一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并限定第一弹子表面的第一弹子沟槽、 以及在所述第 一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并限定第二弹子表面的第二弹子沟槽。 所述第一弹子
     表面取向成面向所述刃的顶部并且所述第二弹子表面取向成面向所述刃的底部， 使得所述 第一弹子表面和所述第二弹子表面面向相反的方向。 所述第一弹子表面和所述第二弹子表 面的每一个能够与所述锁头的弹子接合以在收回位置和凸起位置之间移动所述弹子。
     在又一种结构中， 本发明提供一种用于锁头的钥匙。所述钥匙包括柄以及从所述 柄延伸并连接到所述柄的刃。 所述刃限定沿所述刃的长度的纵向轴线并由第一横侧和与所 述第一横侧相对的第二横侧限定。所述刃具有在所述刃的顶部的弹子接合部分、 在所述第 一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并取向成面向所述刃的顶部的第一弹子表面、 以及在 所述第一横侧上沿所述纵向轴线的方向延伸并取向成面向所述刃的底部的第二弹子表面， 使得所述第一弹子表面和所述第二弹子表面面向相反的方向。当所述纵向轴线为水平时， 所述第一弹子表面和所述第二弹子表面的每一个具有朝向所述柄的高度上的增加， 使得所 述锁头的弹子在所述钥匙插入到所述锁头内时能够移动到收回位置并且在所述钥匙从所 述锁头移除时能够移动到凸起位置。
     本发明的其它方面将通过考虑详细说明和附图而显而易见。 附图说明
     图 1 是体现本发明的钥匙和锁头的组合的透视图， 其包括锁壳、 锁芯和钥匙。 图 2 是图 1 的锁头的部分剖面图， 其包括锁壳、 锁芯、 钥匙和辅助弹子。 图 3 是锁壳的透视图。 图 4 是锁壳的另一透视图。 图 5 是锁芯的透视图。 图 6 是锁芯的另一透视图。 图 7A 是辅助弹子的透视图。 图 7B 是辅助弹子的侧视图。 图 7C 是辅助弹子的另一侧视图。 图 7D 是辅助弹子的替代结构。 图 7E 是辅助弹子的另一替代结构。 图 7F 是辅助弹子的另一替代结构。 图 7G 是辅助弹子的另一替代结构。 图 7H 是辅助弹子的另一替代结构。 图 7I 是辅助弹子的另一替代结构。 图 7J 是辅助弹子的另一替代结构。 图 8 是钥匙的刃的透视图。 图 9 是图 8 的刃的侧视图。 图 10 是钥匙的另一透视图。 图 11A 是钥匙沿图 8 中的线 11A-11A 所取的剖视图。 图 11B 是图 1 的钥匙沿图 8 中的线 11B-11B 所取的剖视图。 图 12 是无钥匙的情况下的锁头的剖视图。 图 13 是图 12 在钥匙插到钥匙槽内的情况下的视图。 图 14 是锁头和钥匙沿钥匙纵轴线所取的剖视图。图 15 是钥匙和辅助弹子的透视图。 图 16 是钥匙和辅助弹子的另一透视图。 图 17 是辅助弹子在碰撞位置 (bumped position) 的情况下的图 12 的视图。 图 18A 是用于图 1 的锁头的另一钥匙的侧视图。 图 18B 是用于图 1 的锁头的另一钥匙的侧视图。 图 18C 是用于图 1 的锁头的另一钥匙的侧视图。 图 18D 是用于图 1 的锁头的另一钥匙的侧视图。 图 18E 是用于图 1 的锁头的另一钥匙的侧视图。 图 19 是体现本发明的另一锁头的透视图。 图 20 是锁头沿图 19 中的线 20-20 所取的剖视图。 图 21 是锁头沿图 19 中的线 21-21 所取的另一剖视图。 图 22 是图 1 的钥匙的替代结构的透视图。具体实施方式
     在详细说明本发明的任何实施例前， 应理解本发明在其应用中不限于以下说明书 所阐释或以下附图中所示部件的结构和布置的细节。 本发明可具有其他实施例并且可以以 各种方式实践或实施。还应理解， 本文所采用的措辞和术语是出于说明的目的而不应视为 是限制性的。在这里， “包括” 、 “包含” 或 “具有” 及其变体的使用意为囊括其后所列项目及 其等同物以及其他项目。 图 1 示出用于可被锁闭及解锁的结构 ( 例如， 门、 检修窗、 便携锁等 ) 的锁头 10。 在下文中， 术语 “门” 应当用于表示所有这种可锁闭结构而不应解释为将本发明的应用仅局 限于门。锁头 10 包括锁壳 15 和锁芯 20， 可以用钥匙 25 使锁芯 20 在锁壳 15 内选择性旋 转。
     如图 1-4 所示， 锁壳 15 包括壁 30 和弹子部分 35。壁 30 大体上为圆柱形并限定构 造成接收锁芯 20 的空心部分。图 3 和 4 示出锁壳 15 包括径向偏离弹子部分 35 并延伸穿 过壁 30 的第一通道 40、 与第一通道 40 相对的第二通道 45、 以及延伸穿过壁 30 的第三通道 47。第一通道 40 和第二通道 45 彼此对准并在锁芯 20 组装到锁壳 15 内之后与锁芯 20 连 通。第三通道 47 对准所述壁的相对部分上的另一通道 ( 未示出 ) 用于选择性地接收凹切 (undercut) 弹子 ( 未示出 )， 可由钥匙 25 使凹切弹子移动而与锁壳 15 接合或与锁壳 15 脱 离接合。
     锁壳 15 通常相对于门固定， 而锁芯 20 可在锁闭位置和解锁位置之间相对于锁壳 15 移动。锁芯 20 通常通过定位器或螺帽 50 以及由弹簧 60( 图 2) 偏压的定位销 55 连接到 驱动杆 ( 未示出 ) 或其他结构， 以便相对于门移动闩锁以锁闭或解锁所述门。这样的布置 在本领域是公知的。
     如图 1-3 及 12-14 所示， 弹子部分 35 在壁 30 上方延伸并包括第一或外弹子腔 65。 外弹子腔 65 通过邻近于弹子部分 35 的外端的可移除构件 70 可访问。在图示的结构中， 弹 子部分 35 包括六个外弹子腔 65， 但更少或更多的外弹子腔 65 都在本发明的范围内。
     图 1、 2、 5 和 6 示出锁芯 20 包括主体 70， 主体 70 能够相对于锁壳 15 的空心部分 旋转。主体 70 由第一端 75、 第二端 80 和外表面 85 限定。从锁头 10 的前面可访问第一端
     75。从锁头 10 的后面可访问第二端 80。如图 12 和 13 中所示， 壁 30 和锁芯 20 的外表面 85 协作以限定剪切线 87。
     锁芯 20 还包括钥匙槽 90 以及第二或内弹子腔 95。钥匙槽 90 从第一端 75 朝向第 二端 80 纵向延伸穿过主体 70， 并且还可从邻近第一端 75 处访问。图 14 示出内弹子腔 95 大体横向于钥匙槽 90 从主体 70 的外表面 85 朝向钥匙槽 90 延伸。内弹子腔 95 与钥匙槽 90 连通， 并进一步在锁芯 20 插到锁壳 15 内时选择性地与各自的外弹子腔 65 对准。这样， 图 14 示出锁芯 20 包括六个内弹子腔 95， 不过在其他结构中， 内弹子腔 95 的数量可以不同 于外弹子腔 65 的数量。虽然内和外弹子腔 65、 95 被示出为大体圆柱形腔， 但它们也可以具 有在本发明范围内的其他形状 ( 例如矩形等 )。
     图 2 和图 14 示出弹子部分 35 还包括位于每个外弹子腔 65 内的各自第一或外弹 子 100。外弹子 100 构造成以第一或向内的方向 ( 在图 14 中是向下 ) 移动到锁芯 20 内， 并 以第二或向外的方向 ( 在图 14 中是向上 ) 移动离开锁芯 20。如图 12 所示， 当锁芯 20 在锁 闭位置且没有适当的钥匙插到槽 90 内时， 外弹子 100 部分地延伸到各自的内腔 95 内。在 图示的实施例中， 弹子部分 35 还包括弹簧 102 以向内偏压外弹子 100。 在一些实施例中， 由 于弹子部分 35 定位在锁芯 20 上方， 外弹子 100 可以在没有被弹簧 60 接合的情况下向内移 动 ( 即， 靠重力的帮助向内移动 )。如图 2 和 14 所示， 外弹子 100 中的一个或多个可以是万 能钥匙弹子 100a、 100b， 其允许多于一把钥匙来锁闭及解锁锁头 10。 图 2 和 14 示出每个内弹子腔 95 内布置了各自的第二或内弹子 105。每个内弹子 105 可以具有相同或不同于其他内弹子 105 长度的长度。每个内弹子 105 选择性地与各自 外弹子 100 接合， 并延伸到钥匙槽 90 内。通常， 内弹子 105 的数量会与外弹子 100 的数量 相同。
     在图示的结构中， 弹子部分 35 包括六个外弹子 100 和六个内弹子 105。然而， 更 多或更少的外弹子 100 和内弹子 105 也是可能的并在本发明范围内。例如， 按照已建立的 行业惯例， 锁芯 20 的商业应用通常分别包括分别六个外和内弹子 100、 105。然而， 锁芯 20 的家居应用通常选定分别五个外和内弹子 100、 105。在这些家居应用中， 锁芯 20 可以包括 在五个对应的外和内弹子腔 65、 95 内的五个外弹子 100 和内弹子 105， 不过锁芯 20 也可以 具有六个或更多的外和内弹子腔 65、 95。余下的外和内弹子腔 65、 95 在家居应用中可能是 不使用的。本文描述的发明涵括了锁头 10 的商业和家居应用两者， 且不应被仅限于此类应 用。
     如图 2、 5 和 6 所示， 锁芯 20 还包括用于接收凹切弹子 ( 未示出 ) 的凹切通道 107， 以及延伸穿过主体 70 且并行于内弹子腔 95 的钻孔或通道或辅助弹子腔 110。在图示的结 构中， 辅助弹子腔 110 在锁芯 20 的横向方向上偏离钥匙槽 90， 并定位于两个内弹子腔 95 之 间。换而言之， 辅助弹子腔 110 在锁芯 20 的纵向方向上偏离相邻的内弹子腔 95。在其他结 构中， 辅助弹子腔 110 可以在锁芯 20 的纵向方向上与一个内弹子腔 95 对准。
     图 12、 13 和 17 示出辅助弹子腔 110 与钥匙槽 90 直接连通。图示的锁芯 20 包括 一个辅助弹子腔 110， 但多于一个的辅助弹子腔 110 也是可能的并在本文中得到了考虑。 例 如， 其他结构可包括与辅助弹子腔 110 相似的多个辅助弹子腔以及与辅助弹子 115 相似的 多个辅助弹子， 但与图 12 中所示的辅助弹子腔 110 位于钥匙的相对侧上。另外， 其他结构 可以包括另外的多个辅助弹子腔和多个辅助弹子， 其与辅助弹子腔 110 位于钥匙的相同侧
     上但位于不同的轴向位置 ( 例如， 更深入锁头 10 或更接近锁头面 )。 因此， 多种结构可根据 需要包括位于钥匙一侧或两侧上的两个或更多个辅助弹子。尽管图示的辅助弹子腔 110 是 圆柱形的， 但辅助弹子腔 110 也可以具有其他形状。
     如图 2、 12-14 和 17 所示， 第三或辅助弹子 115 位于辅助弹子腔 110 内并与钥匙槽 90 连通， 以便被钥匙 25 接合以在凸起位置 ( 图 12) 和收回位置 ( 图 13) 之间移动辅助弹子 115。在凸起位置， 辅助弹子 115 从锁芯 20 凸起到第二通道 45 内并能够与锁壳 15 接合以 阻止锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。在收回位置， 辅助弹子 115 抬起并定位在锁芯 20 内使得 辅助弹子 115 避开剪切线 87 或完全处于锁芯 20 内以允许锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。辅 助弹子 115 能够相对于锁壳 15 和锁芯 20 向上和向下移动 ( 如图 12 和 13 所见 )， 并且不受 偏压且能够在无偏压或弹簧力的情况下被钥匙 25 移动。在一些结构中， 偏压构件 ( 例如弹 簧 ) 可定位成朝向钥匙 25 偏压辅助弹子 115。如图 12、 13 和 17 所示， 辅助弹子 115 可以在 两个地方穿过剪切线 87( 即， 辅助弹子 115 可以进入第一和第二通道 40、 45 中的任一个 )。
     图 7A-7J 示出辅助弹子 115 包括长形主体 120， 所述长形主体 120 包括限定第一端 127 的大体柱形上部 125 和限定第二端 131 的矩形或平坦下部 130。如图 7D 所示， 上部和 下部 125、 130 可大体上为圆柱形。如图 7E 所示， 上部和下部 125、 130 在沿主体 120 的长度 的相对侧上可大体上为平坦的。在其他结构中， 上部和下部 125、 130 可具有其他形状。 如图 7A-7E 和 7G-7I 所示， 第一和第二端 127、 131 的形状设置成 ( 即， 部分弯曲成 ) 大体上符合锁芯 20 的外表面 85 的曲率。如图 7F 和 7J 所示， 第一和第二端 127、 131 可包 括大体平坦的表面 132。在其他结构中， 第一和第二端 127、 131 可具有其他形状或表面。例 如， 图 7J 示出第二端 131 包括从主体 120 向外延伸并能够与锁壳 15 的第二通道 45 接合的 圆柱形突出 133。
     辅助弹子 115 还包括第一凸起 135 和与第一凸起 135 间隔的第二凸起 140， 使得第 一和第二凸起 135、 140 之间有空隙。如图 7A-7I、 12、 13 和 17 所示， 第一凸起 135 和第二凸 起 140 的每一个都从下部 130 向外延伸并能够凸起到钥匙槽 90 内。第一凸起 135 限定第 一接合表面 145， 而第二凸起 140 限定通常面向第一接合表面 145 的第二接合表面 150。如 图 7A-7F、 7J 所示， 第一凸起 135 和第二凸起 140 的每一个包括大体矩形的横截面， 使得第 一和第二接合表面 145、 150 大体为平坦的并彼此平行。
     在其他结构中， 第一和第二凸起 135、 140 可以具有其他规则或不规则形状。例如， 如图 7G 所示， 第一凸起 135 和第二凸起 140 是圆柱形使得第一和第二接合表面 145、 150 是 弯曲的。如图 7H 所示， 第一凸起 135 和第二凸起 140 是三角形使得第一接合表面 145 相对 窄或几乎是直线 ( 对应于三角形第一凸起 135 的点 )， 而第二接合表面 150 是平坦的。图 7I 示出第二凸起 140 可包括倒角面 134， 所述倒角面 134 从主体 120 向外延伸并在钥匙 25 插入钥匙槽 90 内时能够被钥匙 25 接合。
     图 8-11B 示出钥匙 25 包括柄 (bow)155 和从柄 155 延伸的刃 (blade)160。柄 155 形成抓握部分， 其允许使用者握持并使用钥匙 25。刃 160 能够插入到钥匙槽 90 内， 并且从 柄 155 延伸并连接到柄 155。如图 8-10 所示， 钥匙 25 限定沿刃 160 纵向延伸的纵向轴线 165。刃 160 由顶部 170、 底部 175、 第一横侧 180 以及与第一横侧 180 相对的第二横侧 185 限定。 如图 8-11B 所示， 纵向轴线 165 是水平的并且第一和第二横侧 180、 185 是竖直的。 虽 然关于该取向详细描述钥匙 25， 但该参照系不是限制性的。本领域普通技术人员将会认识
     到钥匙 25 可以沿其他方向转动或取向 ( 例如， 转动 180 度使得钥匙 25 的顶部 170 和底部 175 倒置 )。
     图 10 和 11A 示出刃 160 在第二横侧 185 上包括沿刃 160 纵向延伸的凹切沟槽 190。 如本领域已知， 凹切沟槽 190 由凹切表面 195 限定并能够与锁芯 20 的一部分 200( 图 12 和 13) 接合。在其他结构中， 钥匙 25 可以没有凹切沟槽 190。
     参看图 8、 9 和 11A-B， 刃 160 包括位于钥匙 25 的顶部 170 上的弹子接合部分 205、 第一弹子沟槽 210 以及第二弹子沟槽 215。 在图示的结构中， 第一弹子沟槽 210 和第二弹子 沟槽 215 采用侧面少量铣削 (side bit milling) 工艺形成在第一横侧 180 内， 在所述工艺 中， 侧面少量铣刀取向成大体上垂直于第一横侧 180。在其他结构中， 第一弹子沟槽 210 和 第二弹子沟槽 215 可以采用其他制造工艺形成。
     第一和第二弹子沟槽 210 和 215 通常是非波浪形的沟槽， 其在不急剧凹切到钥匙 侧面内的情况下沿纵向轴线 165 的方向在第一横侧 180 上延伸。在一些结构中， 钥匙 25 的 第一横侧 180 可以包括能够与辅助弹子 115 接合的一套弹子沟槽 ( 例如， 第一和第二弹子 沟槽 210、 215)， 并且钥匙 25 的第二横侧 185 可以包括能够与相似于辅助弹子 115 的另一 辅助弹子接合的另一套弹子沟槽。例如， 图 22 示出在第二横侧 185 上， 钥匙 25 包括分别与 第一弹子沟槽 210 和第二弹子沟槽 215 相同且对称的第一弹子沟槽 217 和第二弹子沟槽 218。在其他结构中， 第一弹子沟槽 217 和第二弹子沟槽 218 可以分别与第一和第二弹子沟 槽 210、 215 不同但起相同的作用。在图 22 的结构中， 钥匙 25 不包括凹切沟槽 190。由于第 一弹子沟槽 210、 217 和第二弹子沟槽 215、 218 之间的相似性， 将不会详细讨论第一和第二 弹子沟槽 217、 218。
     如图 8 和 9 所示， 第一弹子沟槽 210 沿纵向轴线 165 的方向在第一横侧 180 上延 伸并具有比刃 160 的长度更短的长度， 使得钥匙 25 能够在锁芯内正确地对准。通常， 可改 变第一弹子沟槽的长度以改变钥匙和锁头组合的锁闭特征。
     第一弹子沟槽 210 限定第一刃表面 220 和第一弹子表面 225。第一刃表面 220 在 第一横侧 180 上竖直地延伸并取向成从刃 160 面向外。第一弹子表面 225 垂直于第一刃表 面且取向成面向刃 160 的顶部 170， 并且沿纵向轴线 165 的方向延伸。当纵向轴线 165 为水 平时， 第一弹子表面 225 具有高度 230a 上的变化。通常， 高度 230a 的变化意味着沿第一弹 子表面 225 的长度从钥匙 25 的末端朝向柄 155， 第一弹子表面 225 移动得更靠近钥匙 25 的 顶部 170( 即， 高度 230a 的变化是高度朝向柄 155 增加 )。换而言之， 在高度 230a 变化后， 第一弹子表面 225 更接近钥匙 25 的顶部 170。
     如图 9 所示， 第一弹子表面 225 包括水平的第一部分 235、 以及相对于第一部分 235 倾斜的第二部分 240。换而言之， 第一部分 235 没有高度变化而第二部分 240 具有高度 230a 上的变化。在图 9 所示的结构中， 第一弹子表面 225 的第一部分 235 是平坦的且第一 弹子表面 225 的第二部分 240 是平坦的， 使得第二部分 240 的高度 230 上的变化在第二部 分 240 的长度上是恒定的。在一些结构中， 钥匙 25 的末端可被铣削使得第一部分 235 包括 小的斜面 ( 即， 在第一部分 235 上的非水平进入面 )， 用于在钥匙 25 最初插入到钥匙槽 90 内时接收辅助弹子 115。
     第二弹子沟槽 215 沿纵向轴线 165 的方向在第一横侧 180 上延伸并具有与第一弹 子沟槽 210 大体上相同的长度。通常， 可改变第二弹子沟槽的长度以改变钥匙和锁头组合的锁闭特征。
     第二弹子沟槽 215 限定第二刃表面 245 和第二弹子表面 250。第二刃表面 245 在 第一横侧 180 上竖直地延伸并取向成从刃 160 面向外。第二弹子表面 250 垂直于第二刃表 面 245 且取向成面向刃 160 的底部 175， 并且沿纵向轴线 165 的方向延伸， 使得第一弹子表 面 225 和第二弹子表面 250 面向相反的方向。当轴向轴线 165 为水平时， 第二弹子表面 250 具有高度 230b 上的变化 ( 即， 高度 230b 上的变化是高度朝向柄 155 增加 )。如图 9 所示， 第二弹子表面 250 平行于第一弹子表面 225。在其他结构中， 第二弹子表面 250 可以相对 于第一弹子表面 225 不平行。通常， 第二弹子表面 250 的高度 230b 上的变化意味着沿第二 弹子表面 250 的长度从钥匙 25 的末端朝向柄 155， 第二弹子表面 250 移动得更靠近钥匙 25 的顶部 170。换而言之， 第二弹子表面 250 在高度 230b 变化后更接近钥匙 25 的顶部 170。 高度 230b 的变化对应于与第一弹子表面 225 相关联的高度 230a 的变化， 并且基于辅助弹 子 115 的第一和第二凸起 135、 140 之间的距离而与第一弹子表面 225 分开。
     第二弹子表面 250 包括水平的第一部分 255 以及相对于第一部分 255 倾斜的第二 部分 260。换而言之， 第一部分 255 没有高度变化并且第二部分 260 具有高度 230b 上的变 化。在图 9 中所示的结构中， 第二弹子表面 250 的第一部分 255 是平坦的并且第二弹子表 面 250 的第二部分 260 是平坦的， 使得高度 230b 上的变化在第二部分 240 的长度上是恒定 的。在此结构中， 第一和第二弹子表面 225、 250 各自的第一部分 235、 255 彼此平行， 并且第 一和第二弹子表面 225、 250 各自的第二部分 240、 260 彼此平行。在其他结构中， 第一和第 二弹子表面 225、 250 各自的第一部分 235、 255 和第二部分 240、 260 中之一或两者可彼此不 平行。
     通过将内弹子 105 从锁芯 20 的顶部附近插入到内弹子腔 95 内 ( 图 5) 并将辅助 弹子 115 从锁芯 20 的底部附近插入到辅助弹子腔 110 内 ( 图 6) 而组装锁头 10。然后， 在 内弹子 105 和辅助弹子 115 已在锁芯 20 内定位之后将锁芯 20 插入到锁壳 15 内。当锁芯 20 已组装并插入到锁壳 15 内后， 将外弹子 100 定位在外弹子腔 65 中。在插入外弹子 100 后将弹簧 102 插入到弹子部分 35 内以向内偏压外弹子 100 和内弹子 105， 使得外弹子 100 部分地延伸到内弹子腔 95 内。锁头 10 的剩余部件的组装对于本领域技术人员是公知的。
     图 12 示出钥匙槽 90 内没有钥匙时的锁头 10。钥匙槽 90 内没有钥匙的情况下， 辅 助弹子 115 处于凸起位置， 使得辅助弹子 115 的第二端 131 位于第二通道 45 内并能够与锁 壳 15 接合以阻止锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。第二凸起 140 位于钥匙槽 90 的底部并搁置 在壁 30 上以限制辅助弹子 115 向下移动穿过锁壳 15 和锁芯 20。辅助弹子 115 的第二端 131 响应锁芯 20 的部分旋转而在第二通道 45 内与锁壳 15 接合。
     图 13 和 14 示出在钥匙 25( 适当的或正确的钥匙 ) 插入到钥匙槽 90 内且辅助弹 子 115 处于收回位置时的锁头 10。钥匙 25 的弹子接合部分 205 与每个内弹子 105 接合以 将外弹子 100 移动到剪切线 87。外弹子 100 一旦移动到剪切线 87， 则锁芯 150 就可以在锁 闭和解锁位置之间旋转。
     当钥匙 25 插入钥匙槽 90 时， 第一接合表面 145 被第一弹子表面 225 接合以将辅 助弹子 115 移动到收回位置， 以允许锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。图 15 和 16 示出当钥匙 25 插入到钥匙槽 90 内时， 第一接合表面 145 在第一弹子表面 225 上滑动以将辅助弹子 115 移动到收回位置 ( 图 13)。图 15 示出第一凸起 135 并且因此辅助弹子 115 在没有竖直运动的情况下在第一部分 235 上滑动。图 16 示出在钥匙 25 插入到钥匙槽 90 内的过程中， 当 第一凸起 135 在第二部分 240 上滑动时， 由于第一弹子表面 225 的高度 230a 上的变化， 辅 助弹子 115 朝着钥匙 25 的顶部 170 向上移动。高度 230a 上的变化使辅助弹子 115 向上移 动， 从而当钥匙 25 完全插入到钥匙槽 90 内时， 辅助弹子 115 处于收回位置。
     如图 14 所示， 高度 230a 上的变化的该位置对应于辅助弹子 115 到达收回位置而 不将辅助弹子 115 的上部 125 移到第一通道 40 内所需的向上移动。因此， 第一弹子 210 沟 槽和第二弹子沟槽 215 的长度至少部分地取决于辅助弹子 115 在锁芯 20 内的位置。在图 示的结构中， 辅助弹子 115 位于第三和第四内弹子 100 之间， 并且高度 230a、 230b 上的变化 的位置和高度变化分别对应于将辅助弹子 115 移动到收回位置所需的辅助弹子 115 的位置 以及高度变化。如图 13 中所示， 当辅助弹子 115 处于收回位置时， 锁芯 20 可相对于锁壳 15 旋转。
     当钥匙 25 从钥匙槽 90 移除时， 第二接合表面 150 被第二弹子表面 250 接合以将 辅助弹子 115 移动到凸起位置， 在所述凸起位置， 辅助弹子 115 从锁芯 20 凸起并能够在第 二通道 45 内与锁壳 15 接合以阻止锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。当钥匙 25 从钥匙槽 90 移 除时， 第二接合表面 150 被第二弹子表面 250 接合且至少初始地在第二弹子表面 250 上滑 动 ( 图 15)。在图示的结构中， 在钥匙 25 的移除期间， 当第二接合表面 150 被第二弹子表面 250 初始接合后， 第一接合表面 145 则在第一弹子表面 225 的剩余部分上滑动。替代地， 在 没有在第二弹子表面 250 上初始地滑动的情况下， 辅助弹子 115 可以在第一弹子表面 225 上滑动 ( 例如， 当重力克服锁芯 20、 辅助弹子腔 110 和辅助弹子 115 之间的摩擦阻力时 )。 如图 15 所示， 辅助弹子 115 在第二部分 240、 260 之一或两者上沿高度 230a、 230b 上的变化向下移动到凸起位置。如图 16 中所示， 辅助弹子 115 随后沿着第一弹子表面 225 的第一部分 235 滑动直至钥匙 25 从钥匙槽 90 移除。 当钥匙 25 完全从钥匙槽 90 移除时， 辅 助弹子 115 回到凸起位置。作为高度 230a、 230b 上的变化对应于辅助弹子 115 到达收回位 置所必需的向上运动这一概念的必然结果， 高度 230a、 230b 上的变化对应于辅助弹子 115 到达凸起位置所必需的向下运动。如图 12 中所示， 当辅助弹子 115 处于凸起位置时， 锁芯 20 相对于锁壳 15 的旋转被阻止。
     图 17 示出被不适当的钥匙或其他不适当或破坏性工具 ( 未示出 ) 碰撞后处于碰 撞位置的辅助弹子 115。 由于第一和第二通道 40、 45 以及辅助弹子腔 110 的通孔性质， 辅助 弹子 115 能够向上和向下移动， 使得取决于运动方向， 辅助弹子 115 可接合剪切线 87 的两 个不同部分。在碰撞位置， 辅助弹子 115 向上凸起 ( 如图 17 中所示 ) 到锁壳 15 的第一通 道 40 内， 使得辅助弹子 115 的上部 125 能够与锁壳 15 接合以阻止锁芯 20 相对于锁壳 15 旋转。
     虽然以下关于锁头 10 和钥匙 25 详述本发明， 但本领域普通技术人员应理解其他 锁头和钥匙也在本发明范围内。
     例如， 图 18A-18E 示出体现本发明的替代钥匙 265a-e。除了以下描述外， 钥匙 265a-e 与钥匙 25 相似并起到相同的作用， 并且共同的元件具有相同的附图标记。
     图 18A 示出钥匙 265a 包括限定第一弹子表面 275 的第一弹子沟槽 270 以及限定 第二弹子表面 285 的第二弹子沟槽 280。第一弹子表面 275 包括第一部分 290 和第二部分 292， 并且第二弹子表面 285 包括第一部分 293 和第二部分 295。每个第一部分 290、 292 都
     是水平的， 并且每个第二部分 293、 295 都是弯曲的， 使得高度 230a、 230b 上的各自变化是非 平坦的或曲线的。如图 18A 中所示， 第一弹子表面 275 和第二弹子表面 285 彼此平行。
     图 18B 中示出钥匙 265b 包括限定第一弹子表面 305 的第一弹子沟槽 300 以及限 定第二弹子表面 315 的第二弹子沟槽 310。 第一和第二弹子表面 305、 315 每个都是平坦的， 使得高度 230a、 230b 上的各自变化是恒定的并在第一和第二弹子表面 305、 315 的长度上延 伸。如图 18B 中所示， 第一弹子表面 275 和第二弹子表面 285 彼此平行。
     图 18C 示出钥匙 265c 包括限定第一弹子表面 325 的第一弹子沟槽 320 以及限定 第二弹子表面 335 的第二弹子沟槽 330。 第一和第二弹子表面 325、 335 每个都是弯曲的， 使 得高度 230a、 230b 上的各自变化是非平坦的或曲线的并在第一和第二弹子表面 325、 335 的 长度上延伸。如图 18C 中所示， 第一弹子表面 325 和第二弹子表面 335 彼此平行。
     图 18D 示出钥匙 265d 包括限定第一弹子表面 345 的第一弹子沟槽 340 以及限定 第二弹子表面 355 的第二弹子沟槽 350。第一弹子表面 345 包括第一部分 360、 第二部分 361 和第三部分 362。第二弹子表面 355 包括第一部分 363、 第二部分 364 和第三部分 365。 每个第二部分 361、 364 都位于各自第一和第二弹子沟槽 340、 350 的中部附近， 并相对于相 关联的第一部分 360、 363 和相关联的第三部分 362、 365 倾斜。每个第一部分 360、 363 和每 个各自的第三部分 362、 365 都是水平的， 并且每个第二部分 361、 364 都是平坦的， 使得高度 230a、 230b 上的各自变化是恒定的。如图 18D 中所示， 第一弹子表面 275 和第二弹子表面 285 彼此平行。 图 18E 示出钥匙 265e 包括限定第一弹子表面 375 的第一弹子沟槽 370 以及限定第 二弹子表面 385 的第二弹子沟槽 380。第一弹子表面 375 包括第一部分 390、 第二部分 391 和第三部分 392。第二弹子表面 385 包括第一部分 393、 第二部分 394 和第三部分 395。每 个第二部分 391、 394 都位于各自第一和第二弹子沟槽 370、 380 的中部附近， 并且相对于相 关联的第一部分 390、 393 和相关联的第三部分 392、 395 倾斜。每个第一部分 390、 393 和每 个第三部分 362、 365 都是水平的， 并且每个第二部分 361、 364 都是弯曲的， 使得高度 230a、 230b 上的各自变化是曲线的。如图 18E 中所示， 第一弹子表面 275 和第二弹子表面 285 彼 此平行。
     虽然本文描述了锁头 10 的钥匙的不同结构， 但本领域普通技术人员应理解， 包括 其他高度变化的钥匙也是可能的并在本发明范围内。例如， 钥匙上的高度变化可能位于钥 匙末端附近。此外， 多于一个的高度变化可以设置在钥匙上， 或者朝向钥匙的顶部， 或者朝 向钥匙的底部， 或两种情况均有 ( 例如， 高度上的阶梯变化 )。
     通过图示， 本文所描述的发明可应用于其他锁头并可与其一起使用。例如， 图 19-21 示出了用于门的锁头 410 和钥匙 415 的另一结构。锁头 410 是可换芯 (“IC” )锁 头， 其包括 IC 锁壳 420 和锁芯 425， 使用钥匙 415 可以锁闭及解锁该锁芯 425。除以下所述 外， 锁头 410 类似于关于图 1-17 所描述的锁头 10 并且钥匙 415 类似于钥匙 425， 并且共同 的元件具有相同的附图标记。
     图 19-21 示出本文描述的发明如何用于可换芯锁头。本领域普通技术人员将会理 解 IC 锁头 410 的特征和元件， 这样， 这些特征不再详述。
     如图 20 和 21 中所示， 钥匙 415 包括与柄 155 相似的柄 430 以及与关于图 8-11B 描述的刃 160 相似的刃 435。刃 435 包括第一弹子沟槽 440 和第二弹子沟槽 445， 第一弹子
     沟槽 440 和第二弹子沟槽 445 沿纵向轴线的方向延伸刃 435 的实质长度而不是延伸刃 435 的全长。如图 21 中所示， 第一弹子沟槽 440 和第二弹子沟槽 445 形成在第一横侧 180 中。
     第一弹子沟槽 440 限定第一弹子表面 450， 第一弹子表面 450 取向成面向刃 440 的 顶部 170。第一弹子表面 450 沿纵向轴线 165 的方向延伸并且当纵向轴向 165 为水平时具 有高度 455a 上的变化。如图 21 中所示， 第一弹子表面 450 包括水平的第一部分 460、 以及 相对于第一部分 460 倾斜以限定高度 455a 上的变化的第二部分 465。
     第二弹子沟槽 445 限定第二弹子表面 470， 第二弹子表面 470 取向成面向刃 435 的 底部 175， 使得第一弹子表面 450 和第二弹子表面 470 面向相反的方向上。第二弹子表面 470 沿纵向轴线 165 的方向延伸并且当纵向轴线 165 为水平时具有高度 455b 上的变化。图 21 示出第二弹子表面 470 包括水平的第一部分 475、 以及相对于第一部分 475 倾斜以限定 高度 455b 上的变化的第二部分 480。如图 21 中所示， 每个第一部分 460、 475 都是平面的并 且每个第二部分 465、 480 都是平面的， 使得高度 455a、 455b 上的变化是恒定的。在图示的 结构中， 第二弹子表面 470 平行于第一弹子表面 450， 并且高度 455b 上的变化对应于与第一 弹子表面 450 相关联的高度 455a 上的变化。
     在所附权利要求中阐述本发明的各种特征及优点。