用于锁定机构的复合闩锁件技术领域
本发明涉及锁，特别地涉及具有由相对于彼此可位移的两个元件制成的闩锁件
(bolt)的锁。
背景技术
暗码锁(combination lock)通常包括需要输入某些暗码(以一定顺序按压按钮，
数字暗码等)的机构，锁的闩锁经受该机构的管制自由地位移到其打开位置处。
暗码锁的一个示例在本申请人的US 6,718,803中公开。
对本文上面参考文献的确认不应推断为意味着这些参考文献以任何方式与本公
开主题的专利性相关。
概述
根据本申请的主题的一个方面，提供了一种锁，该锁包括壳体、锁定机构、锁定构
件和闩锁件，锁定构件构造成在闭合位置和打开位置之间相对于壳体位移，以界定锁的相
应的打开状态和闭合状态，闩锁件构造成在解锁位置和锁定位置之间位移，在解锁位置中，
锁定构件在其闭合位置和打开位置之间自由地位移，在锁定位置中，闩锁件阻止锁定构件
在其打开位置和闭合位置之间的位移，其中所述闩锁件包括从动件和止动杆，从动件和止
动杆彼此附接并且构造成作为单个主体位移，从动件构造成接合锁定构件的一部分并且其
中：
-在其中止动杆自由位移的锁定机构的开启状态下，锁定构件的从闭合位置至打
开位置的位移引起整个闩锁件位移至其解锁位置，并且；
-在其中止动杆被阻止位移的锁定机构的锁闭状态下，锁定构件的从闭合位置至
打开位置的位移引起从动件与止动杆脱离，使止动杆处于止动位置，以阻止锁定构件进一
步位移到其打开位置。
通常，锁定机构构造成在提供适当输入(插入正确的钥匙、设置正确的暗码
(combination)、以正确的顺序按下按钮等)后，呈现开启状态，以允许借助于锁定构件的位
移使闩锁件自由地位移到其解锁位置。
特别地，锁可以是一种锁并且包括类似于例如申请人的US 6,718,803中公开的锁
定机构的锁定机构。
从动件和止动杆可以构造成在施加到两个构件中的任一个的预定阈值载荷下相
对于彼此脱离。
特别地，对从动件施加低于阈值载荷的载荷将引起下列项中的任一项：
-整个闩锁件位移(如果止动杆自由地位移的话)—这等同于当已经提供适当的输
入时拉动锁定构件以便打开锁；和
-闩锁件被阻止(如果止动杆被阻止位移的话)—这等同于当未提供适当的输入时
拉动锁定构件以便打开锁。
然而，当止动杆保持在适当位置时(即，当未提供适当的输入时)，施加大于阈值载
荷的载荷将促使从动件与止动杆脱离，以使锁进入故障状态，在该故障状态中：
-从动件处于与闩锁件的解锁位置对应的位置；并且
-止动杆处于与闩锁件的锁定位置对应的位置，从而阻止锁定构件位移到其打开
位置。
阈值载荷可以根据从动件和止动杆之间的附接布置被确定。
根据一个设计实施方案，从动件和止动杆之间的接合呈固定附接的形式，借此从
动件和止动杆之间的脱离因失效元件的机械失效(例如撕裂或断裂)而发生，在该情况下，
阈值载荷根据失效元件的物理性能(材料、几何结构等)确定。
根据一个示例，失效元件由从动件和止动杆之中的一个的一部分构成，该部分接
纳在形成于这些部件之中的另一个中的对应的凹部内。在这种情况下，当施加阈值载荷(或
更大的载荷)时，失效元件使其部件中断。
根据另一个示例，失效元件可以是独立于从动件和止动杆的单独的元件，并且构
造成使从动件和止动杆固定地附接至彼此。在这种情况下，当施加阈值载荷(或更大的载
荷)时，失去了失效元件的机械完整性，并且从动件相对于止动杆自由地位移。
结合上文，失效元件可以由具有比从动件低的韧性或硬度的材料制成。特别地参
考第一示例，止动杆可以由具有第一硬度的硬金属制成并且构造成阻止锁定构件进入其打
开位置中，其中从动件可以由具有低于第一硬度的第二硬度的金属制成并且构造成在阈值
载荷下失效。从动件甚至可以由诸如塑料等的较软的材料制成。
重要的是应注意，在一方面，失效元件应该是足够强的以便在锁的正常操作期间
保持与止动杆的接合并且通过锁定构件的凸轮部分将施加到其的载荷传递到止动杆以便
使闩锁件恰当地位移，并且在另一方面，失效元件应该是比止动杆足够软的以便在施加阈
值载荷或更高的载荷下撕裂/断裂。
根据另一个设计实施方案，从动件和止动杆之间的接合呈联接器的形式，借此从
动件和止动杆之间的脱离因分离而发生，在该情况下，阈值载荷根据联接器的强度确定。
从动件可以具有至少一个从动表面，该至少一个从动表面构造成接合锁定构件的
对应的凸轮部分。特别地，该布置可以使得锁定构件(在凸轮部分和从动表面之间接合期
间)的轴向移动促使从动件横向移动以及随后促使整个闩锁件横向移动。
因此，应理解，锁定构件和闩锁件之间的相互作用通过锁定构件和从动件之间的
接合而实现，即在解锁状态下，锁定杆的位移通过与从动件的接合而促使闩锁件位移。
因而，闩锁件的止动杆未操作地性参与与锁定构件的接合和影响所述位移，并且
充当由于其附接到从动件而被驱动的被动部件(止动杆和从动件两者作为单个主体移动)。
因此，闩锁件构造成执行至少下列基础功能，每个功能都配置成通过闩锁件的不
同的独立的部件执行：
-位移—由于锁定构件和从动件之间的接合而由闩锁件执行；以及
-使锁定构件止动–由止动杆执行。
因此，从动件可以根据与闩锁件位移相关的特定的要求设计，而止动杆可以根据
与止动杆锁闭锁定构件的能力相关的特定要求来设计。特别地，制成止动杆和从动件中的
每一个的材料可以根据其设计功能选择。
该布置可以为锁提供若干独特的优点，如果整个闩锁件通过由单个材料制成的单
个主体构成的话，则不能实现这些独特的优点。例如，虽然止动杆可能需要由足够强/硬/韧
性的材料制成，以便承受锁被强制撬开(用力拔出锁定构件)，但从动件可能需要由提供与
锁定构件低摩擦力的材料制成以便减小重复操作期间锁的磨损。
如果整个闩锁件由单一的材料制成，则与闩锁件的位移的操作相关的优点可能会
在闩锁件的止动操作方面产生缺点，并且反之亦然，与闩锁件的止动操作相关的优点可能
会在闩锁件的位移的操作方面产生缺点。
根据特定的示例，闩锁件的止动杆可以由具有一定硬度的材料制成，例如按照锁
的所需安全级别选择的各种各样的硬金属或钢。硬度可以被选择以满足特定的安全级别标
准。
从动件可以由具有低摩擦系数的材料制成以允许与锁定构件的平滑接合。更具体
地，从动件的材料可以选自各种各样的聚合物或非聚合物材料，包括(但不限于)橡胶和塑
性材料。这里应注意，因为从动件被设计成以便降低对锁定构件的摩擦，所以对“材料”的引
用还可以是指施加到从动件的涂层以便减小摩擦。
因此，根据本申请的主题的另一个方面，提供了一种锁，该锁包括壳体、锁定机构、
锁定构件和闩锁件，锁定构件构造成在闭合位置和打开位置之间相对于壳体位移，以界定
锁的相应的打开状态和闭合状态，闩锁件构造成在解锁位置和锁定位置之间位移，在解锁
位置中，锁定构件在其闭合位置和打开位置之间自由地位移，在锁定位置中，闩锁件阻止锁
定构件在其打开位置和闭合位置之间的位移，其中所述闩锁件包括从动件和止动杆，从动
件和止动杆彼此附接并且构造成由于锁定构件和从动件之间的接合而作为单个主体位移，
其中从动件和止动杆包括不同的材料。
锁定构件可以至少穿过止动杆使得，在闭合位置中，至少锁定构件的凸轮部分轴
向地定位成超过止动杆。相应地，止动杆形成有开口，该开口具有出口部分和止动部分，出
口部分构造成允许凸轮部分穿过止动杆轴向移除，从而使锁处于其打开状态中，止动部分
构造成阻止凸轮部分穿过止动杆轴向移除。
该布置使得在闩锁件的锁定位置中，开口的止动部分与锁定构件的凸轮部分对
齐，并且在闩锁件的解锁位置中，开口的出口部分与锁定构件的凸轮部分对齐。
在操作中，锁定构件的从锁的闭合状态和闩锁件的锁定位置的轴向位移促使凸轮
部分与从动件的接合。这可以产生下列项：
-如果锁定机构处于开启状态，则闩锁件的从其锁定位置到其解锁位置的位移使
开口的出口部分变得与锁定构件的凸轮部分对齐，以允许锁定构件从止动杆移除并且被带
到打开位置；并且
-如果锁定机构处于锁闭状态，则尝试使从动件位移到闩锁件的解锁位置。然而，
由于止动杆被阻止位移，所以这在从动件上产生了载荷，其中：
○如果载荷在阈值以下，则什么也不会发生，即闩锁件保持就位；并且
○如果载荷高于阈值，则从动件相对于止动杆位移。
在两种情况下，开口的止动部分保持与锁定构件的凸轮部分对齐，从而阻止其脱
离止动杆，这转而使锁闭合。
应理解，在第二示例中，当从动件脱离止动杆并且从而不再能影响止动杆位移到
解锁位置时，锁发生故障。因而，这使锁“卡住”并且无法使用。
根据特定的设计实施方案，锁可以是挂锁，借此锁定构件可以是构成U形钩环的一
部分的柄部。
附图简述
为了更好地理解本文中所公开的主题并例证该主题可以在实践中如何实现，现将
参照附图仅通过非限制性示例来描述实施方案，在附图中：
图1是锁的示意性等轴测视图；
图2是图1中所示的锁的示意性前视图，其中锁的前盖被移除；
图3A是图1和图2中所示的锁定机构的锁定组件处于其闭合位置的示意性等轴测
视图；
图3B是图3A中所示的锁定组件的示意性前视图；
图3C是图1和图2中所示的锁定机构的锁定组件被示出处于其闭合位置和打开位
置之间的中途的示意性前视图；
图3D是图3C中所示的锁定组件的示意性俯视图；
图3E是图1和图2中所示的锁定机构的锁定组件被示出处于其“故障位置”的示意
性前视图；
图4A是图3A中所示的锁定组件的闩锁件的示意性前视图；
图4B是图3E中所示的锁定组件的闩锁件的示意性前视图；
图5A是图4A中所示的闩锁件的示意性等轴测视图；
图5B是图5A中所示的闩锁件的示意性后部等轴测视图；
图6A是图4B中所示的闩锁件的示意性等轴测视图；
图6B是图6A中所示的闩锁件的示意性后部等轴测视图；
图7A是图1中所示的暗码锁的示意性分解图；
图7B是图7A中所示的暗码锁的示意性分解图，其中内部机构被移除；
图8A是图7B中所示的暗码锁的壳体的一部分的示意性剖视图；以及
图8B和图8C是图8A中所示的细节的示意性放大图。
实施方案的详细描述
应理解，尽管上述附图中所示的和针对上述附图所描述的具体示例涉及一种暗码
锁，但本申请的主题可以以其中包含闩锁件的任何类型的锁实施。
首先关注图1和图2，在图1和图2中示出了暗码锁，该暗码锁一般标为1，并且包括
壳体10和钩环(shackle)20，钩环20构造成通过对锁1输入适当的组合码而在锁定位置和解
锁位置之间位移。
现在转向图3A至图3E，钩环20包括钩环主体22、柄部24和凸轮部分25，该凸轮部分
25形成有第一凸轮表面26和第二凸轮表面28。
锁1还包括闩锁件30，闩锁件30接收在壳体内，并且构造成选择性接合钩环20以便
阻止其从壳体10缩回，并且因此阻止锁1解锁。
特别地参考图3B，闩锁件30包括由大致软的材料(塑料)制成的从动件40和由金属
制成的止动杆50。从动件40和止动杆50经由凸榫和榫槽布置彼此邻接，使得从动件40和止
动杆50构造成作为单个主体一起位移。
特别地，闩锁件30构造成执行在第一位置和第二位置之间的横向位移，第一位置
阻止凸轮部分25从壳体10抽出，第二位置允许该抽出。
另外参考图3C和图3D，从动件40具有主体42，该主体42形成有具有从动表面46的
从动部分44，并且从动件40包括充当凸榫的失效元件48。止动杆50还包括主体52、形成有出
口部分54和止动部分56的开口、以及充当失效元件48的榫槽的凹部58。
现在回到图3B，锁1示出为处于锁定位置，其中柄部24的凸轮部分25轴向接收在止
动杆50的开口的止动部分56的下方，从而阻止柄部24从壳体10抽出。
从该位置，拉动钩环24引起凸轮部分25在向上方向上的轴向运动。结果，凸轮表面
26抵靠从动件40的对应的凸轮表面46，以对其施加载荷以使从动件40横向地向右位移。
假设适当的暗码已经输入到锁中，则止动杆50与从动件40一起自由地位移，导致
整个闩锁件30横向向右移动到图3C和图3D中所示的位置。
在这些图中所示的位置中，闩锁件30已经位移足够的量，使得柄部24的凸轮部分
25直接位于出口部分54的下方，以进一步允许凸轮部分25抽出，从而使锁1解锁。
还应注意，在该位置中，从动件40和止动杆50相对于彼此保持同样的关系(即，在
其之间没有相对位移)，如在图4B、图5A和图5B中更清楚示出的。
然而，从图3B中所示的相同的位置，如果还没有对锁输入适当的暗码，则将阻止止
动杆50与从动件40一起位移。结果，由于失效元件48的撕裂或断裂和从动件40与止动杆50
的脱离，拉动柄部24并且对从动件40施加载荷将导致仅从动件40横向向右移动，而止动杆
50不移动。
结果，锁1将呈现图3E、图4B、图6A和图6B中所示的位置。在该位置中，止动杆50保
持在与其原来的位置，借此其开口的止动部分56位于柄部24的凸轮部分25的上方，从而阻
止柄部24从壳体10抽出。
应注意，为了允许锁打开，止动杆50应该横向地位移。该位移最初由从动件40的位
移引起(由于从动件40经由失效元件48与杆50的连接)，并且从动件的位移由其与钩环20的
凸轮部分25的相互作用引起。
这样，一旦从动件40脱离止动杆50，则止动杆50不能位移到所期望的位置并且锁1
变得“卡住”。壳体10不允许接近止动杆50(出于安全的原因)，并且因此锁1变得“损坏”或
“发生故障”而无法使其返回到其初始位置。
还应注意，失效元件48的结构完整性根据从动件40施加到止动杆50的期望载荷设
计。换句话说，失效元件48构造成在施加高于一定阈值的载荷的情况下失效，这界定了“温
和地”拉动钩环和试图用力将钩环猛烈地拉出之间的差异。
现转向图7A和图7B，提供了暗码锁1的分解图，在图7B中，为了更清楚地表示，暗码
机构101被移除。
观察到，暗码机构101保留在壳体内，该壳体包括第一壳体部件110和第二壳体部
件120，第一壳体部件110和第二壳体部件120构造成形成暗码机构101的完整的罩壳
(enclosure)。
壳体部件110、120中的每一个分别呈外壳112、122的形式，每个这样的外壳112、
122具有构造成将钩环20的第一腿部接纳于其中的第一端口114、124和构造成将钩环20的
第二腿部接纳于其中的第二端口116、126。
第一外壳112构造成被接纳在第二外壳122内使得第一端口114、124彼此对齐并且
第二端口116、126也彼此对齐，以允许钩环的腿部同时穿过两个端口插入。
现转向图8A至图8C，示出了组装的暗码锁的横截面，其中第一外壳构成、占据了壳
体的外部部分。第一套筒130插入穿过第一端口114、124并且第二套筒140插入穿过第二端
口116、126。
在组装中，一旦套筒130、140插入到以上端口中，则专用工具被使用以为每个套筒
形成外部凸缘部分和内部凸缘部分—用于第一套筒130的外部凸缘部分134和内部凸缘部
分136和用于第二套筒140的对应的外部凸缘部分144和内部凸缘部分146。
凸缘部分阻止套筒130、140相对于端口轴向位移，并且还促进两个外壳112、122以
使壳体封闭并且阻止进入暗码机构101的方式彼此固定。
应注意，套筒存在于端口内阻止了壳体部件112、122相对于彼此的横向位移，从而
阻止部件彼此脱离以及壳体的拆卸。
另外，套筒的使用允许了使用相同的壳体部件110、120时不同直径(钩环的腿部的
横截面的直径)的钩环20的使用。具体地，如果需要较小直径的钩环，则可以使用较厚的套
筒以使得钩环腿部和套筒构成对应于端口的直径的直径。
此外，与暗码机构分开的壳体部件110、120的布置(仅用于封装暗码机构)允许在
质量保证测试期间简化制造并且减小成本等。具体地，这样的测试可以在暗码机构101本身
上执行(而不需要封装外壳)，并且一旦执行，暗码机构可以封装在壳体中。
部件
1–锁
10–壳体
20–锁定构件
22–钩环主体
24–柄部
25–凸轮部分(头部)
26–凸轮表面
28–凸轮表面
30–闩锁件
40–从动件
42–从动板
44–从动部分
46–从动表面
48–失效元件
50–止动杆
52–止动板
54–开口的出口部分
56–开口的止动部分
58–凹部(用于接纳失效元件)
101–暗码机构
110–第一壳体部件
112–第一外壳
114–第一壳体部件的第一端口
116–第一壳体部件的第二端口
120–第二壳体部件
122–第二外壳
124–第二壳体部件的第一端口
126–第二壳体部件的第二端口
130–第一套筒
132–套筒主体
133–第一套筒主体的内表面
134–第一套筒的外部凸缘
136–第一套筒的内部凸缘
140–第二套筒
142–第二套筒的套筒主体
143–第二套筒主体的内表面
144–第二套筒的外部凸缘
146–第二套筒的内部凸缘