弹子内收、多机构分层联动开锁的锁芯

摘要

本发明弹子内收、多机构分层联动开锁的锁芯特点一，弹子机构化，并内收于锁芯体内隐藏；特点二，多重机构联动，分别起到锁紧、出弹、判别、释放、连接及复原等作用，各机构依次且连贯完成操作；特点三，对错误操作或半途退出设置了机构。钥匙压入芯轴机构1，被锁紧机构2锁住，压弹机构3推出弹子机构4；转动钥匙，弹子机构4与码盘5.1错过(或相交)，带动(或锁住)挡盘5.2，释放机构6释放判别机构5，弹子机构4还原内收；同时推动(或错开)衔接机构7与开锁机构8连接(或断开)，以达到开锁(或闭锁)的目的；钥匙拔出后，锁具内部各机构在各自的弹力零件作用下复位。当发生错误操作或半途退出，护盘6.1推动释放机构6，错开衔接机构7，断开与开锁机构8的连接，不能开锁。

说明书

技术领域：

本发明的锁芯，可广泛应用于家庭、企事业机关单位、部队院校、公共场所等建筑设施的铁门、防盗门、木门上。

背景技术：

1、目前在市面上能买到的机械门锁的锁芯有多种多样，钥匙的形状也各不相同。通过对锁芯内部结构的分析，能判断出这些锁芯内部结构如出一辙。大致归纳为：锁体配以芯轴、弹子和弹簧加以组合而成；在此基础结构框架下，于锁体内的不同位置、不同经向，分别装入由各自弹簧推出的弹子，这样不同的、变化的组合，就派生出各种各样的锁芯来。这类锁芯的开锁方式是：钥匙插入芯轴，钥匙齿面与锁芯内部由各弹簧分别推出的弹子，发生径向往复摩擦移动，在钥匙齿面与各个弹子正确定位后，锁芯即可转动，锁具便开启；否则，不能开启锁具。这种结构的缺陷是：钥匙齿面与锁芯弹子之间会产生磨损问题，久而久之将影响弹子在锁芯内的定位准确性，加大了锁具开启的难度，甚者将无法开启锁具。

2、这种结构的锁芯由弹簧推出的弹子，落入锁芯孔中心，人们可利用工具拨动弹子，使弹子上下移动。当弹子的移动达到确定的位置时，锁具便可人为被开启，开锁匠就是利用这个原理，采用工具进行技术开锁。在各媒体上常能看到：不法分子利用技术开锁入室盗窃的事件发生。显然这种结构的锁具已经落后，成为安全隐患。

发明内容：

为解决上述问题，本发明的锁芯在结构上重新设计布局，内部零组件重新设计开发：

1、弹子在锁芯内采用组合且内收的结构，且弹子受机构作用被拉出、推回的传动方式，避免插拔钥匙时，与弹子直接摩擦接触。

2、锁芯内部机械结构分为四个层级：配合层、判断层、释放层和衔接层。在各层级中锁芯的机械传递顺序有三种：一种是从配合层→判断层→释放层→衔接层，锁具被开启；一种是配合层→判断层→释放层，锁具不能开启；第三种是直接进入释放层，锁具不能开启。

3、锁芯内部功能及结构模块化。细分为八大机构：芯轴机构、锁紧机构、弹子机构、压弹机构、判别机构、释放机构、衔接机构和开锁机构。在钥匙正确的开锁操作中，各个机构是依次、逐步且连贯地完成动作。目的是阻止不用本锁芯钥匙还能人为技术开锁。

4、芯轴在锁芯内可自由转动，任意一把同款式的钥匙插入，都能够压入、转动锁芯，但不能开启锁具。开启锁具必须用本锁钥匙，经正确的操作流程才能实现。

5、在开锁过程的中途退出钥匙，锁芯内部各机构会自动进行复位，各个机构返回到初始状态。以备下次开锁使用。

6、防错保护结构设计是将错误的操作卸载掉，以保障内部机构不被卡死或损坏。

7、转向变比结构设计是将轴向的移动转换为圆周切向移动，同时满足切向移动有不同位移距离的需求。

8、关键件浮动结构设计是将人为尝试开锁出现一次错误时，锁住传动不向后级机构传递。二是锁芯六个弹子经组合，同时作用于本关键件上，只有在六个弹子都处于正确位置时，才能开启锁具。

9、三个组合体(联通组合、卡位组合和归位组合)的设计，其作用分为：联通组合确保传动向开锁的方向运行；卡位组合阻断传动向开锁的方向运行；归位组合将相关的零组件拨回到初始位置。

技术方案：

1、弹子经组合成为弹子机构，内收于芯轴机构中，被隐藏起来。当钥匙插入锁孔时，钥匙齿面与弹子不接触，无摩擦，无磨损。

2、钥匙压入芯轴机构，锁紧机构锁住芯轴机构不能反弹；压弹机构在转向变比结构的作用下拉动弹子机构，使得弹子移出与钥匙齿面无摩擦接触。

3、钥匙扭转一定角度，释放机构的作用，弹子通过各机构的传动，脱离与钥匙齿面接触，内收回位隐藏。钥匙继续在锁芯中旋转，弹子不再移出。确保钥匙在拔出锁芯前，不再与弹子接触。

4、锁芯内部判别机构在关键件和联通、卡位、归位三个组合体的共同作用下，产生两种结果：1)正确使用本锁具钥匙时，各机构传动让锁芯的衔接机构接入开锁机构，开启锁具；2)不正确使用本锁具钥匙或其他钥匙时，机构传动不会将锁芯的衔接机构接入开锁机构，锁具不开启，而钥匙在锁芯中依旧能够旋转。

5、锁芯内部释放机构在防错保护结构的作用下，将会产生三种结果：1)使用本锁具钥匙确又不在正确的位置压入时，释放机构启动，锁具不能开启；2)使用本锁具钥匙在正确的位置半压入或压入且扭转方向不正确时，释放机构启动，锁具不能开启；3)使用不是本锁具钥匙时，结果都是释放机构启动，锁具不能开启。

6、当钥匙在任何使用状态下拔出锁芯，锁芯内部的各机构在其弹性零件的作用下回复到起始位置。

附图说明：

附图1是本发明锁芯的外部结构三维示意图

附图2是本发明锁芯的内部结构三维示意图

附图3是本发明锁芯的内部结构剖面示意图

附图4是本发明锁芯的三组合及转向变比结构三维示意图

图中：0-钥匙；1-芯轴机构，2-锁紧机构，3-压弹机构，4-弹子机构，5-判别机构，6-释放机构，7-衔接机构，8-开锁机构；1.1-弹簧，1.2-推杆，2.1-顶杆，2.2-支架，3.1-滑架，3.2-转向块，3.3-同向扭簧，4.1-拨杆，4.2-弹子，5.1-码盘，5.2-挡盘，6.1-护盘，6.2-释盘，6.3-卡夹，7.1-推盘，8.1-启盘，9.1-前支撑，9.2-限卡。

具体实施方式：

钥匙0插入芯轴机构1，转到正确位置(设定能开锁的指定位置)压入芯轴机构1，钥匙0推动锁紧机构2的顶杆2.1，带动支架2.2锁定在前支撑9.1的侧面，使得芯轴机构1不能回弹；同时压弹机构3的滑架3.1受释放机构6的释盘6.2顶压，使压弹机构3中的零件以及转向变比结构件相互作用、相互传动，拉出弹子机构4，让弹子与钥匙齿面无磨损接触。

再反向(设定能开锁的指定转向)旋转钥匙0到一个小角度的过程中，弹子机构4中的拨杆4.1与判别机构5的码盘5.1相作用，出现两种状态：状态一，弹子4.2与钥匙0配合正确，拨杆4.1与码盘5.1不相触碰，在判别机构5中的零件及联通组合的传动下，挡盘5.2转动；状态二，弹子4.2与钥匙0配合不正确，拨杆4.1与码盘5.1相触碰而联动，经判别机构5中的零件及卡位组合的传动，挡盘5.2被锁住不移动。

继续反向旋转钥匙0，释放机构6中释盘6.2推动卡夹6.3，受压弹机构3的弹性零件的力，判别机构5轴向移动，压弹机构3被推回芯轴机构1的原位，带动弹子机构4回位，弹子脱离钥匙齿面，内收并隐藏起来。与此同时，在上述状态一下，判别机构5的挡盘5.2推动衔接机构7的推盘7.1轴向移动，让开锁机构8的内部连接，开锁机构8的启盘8.1转动，锁具得以开启，此后钥匙0无论是反向或正向转动，都不影响锁具的开启；在上述状态二下，判别机构5的挡盘5.2错开衔接机构7的推盘7.1而不能轴向推动，开锁机构8内部依然保持分离状态，转动不能传递到启盘8.1上，锁具就不能开启。

钥匙0在上述正确位置压入芯轴机构1后，却正向(上述能开锁的反方向)旋转，直接启动释放机构6中释盘6.2推动卡夹6.3，判别机构5受力而轴向移动，压弹机构3被释放还原，同时带动弹子机构4还原，弹子内收并隐藏起来。由于判别机构5的挡盘5.2没动，不能推动衔接机构7移动，开锁机构8也相应不动，锁具就不能开启。

若钥匙0不在正确位置(除上述能开锁的位置外)压入芯轴机构1，钥匙0推动锁紧机构2的顶杆2.1，带动支架2.2锁在前支撑9.1的侧面，使得芯轴机构1不能回弹；释放机构6中释盘6.2推动卡夹6.3直接释放传动，其余各个机构保持不变状态，运动不能传动到启盘8.1上，锁具就不能开启。

总之，只有在使用本锁具钥匙0，在正确位置压入，向正确旋转方向转动，三个条件同时具备时，才能进入上述状态一，锁具可开启；否则，都将进入上述状态二，锁具不可开启。

在完成上述操作，拔取钥匙0后，锁紧机构2的支架2.2回弹，带动顶杆2.1回位；芯轴机构1在弹簧1.1作用下，带着判别机构5一同回位，联通组合、归位组合的约束被释放，带动码盘5.1、挡盘5.2及卡位组合归位；同时释放机构6、衔接机构7、开锁机构8都在相应的弹性零件作用下回位。此刻，锁芯中八大机构的所有零件全部归位，为下次开锁做好准备。

错误操作时的解决方案：

使用本锁具钥匙0，却不在正确位置压入，或是旋转方向不正确，只要满足任意一条，都将进入上述状态二，释放机构6启动，锁具不可能开启。同理，使用其它钥匙，都不能开启锁具。

无论是本锁具钥匙0还是其它钥匙，在钥匙压入芯轴机构1并旋转任意角度，即在未完成开锁操作中途的任意状态下拔取钥匙0，锁紧机构2的支架2.2回弹，带动顶杆2.1回位，芯轴机构1在弹簧1.1作用下，带着压弹机构3、弹子机构4和判别机构5回位，联通组合、归位组合及卡位组合相应归位，同时释放机构6、衔接机构7、开锁机构8都在其弹性零件作用下归位。所有机构归位，为下次开锁做好准备。

无论是本锁具钥匙0还是其它钥匙，在钥匙插入而未再压入芯轴机构1时，锁紧机构2的支架2.2不能锁定在前支撑9.1的侧面，钥匙可在芯轴机构1上任意转动，其余机构不会向后级机构传递运动，因而，锁具不可能被开启。

判别机构上设置三个组合的功能：

当传动进入判别机构5，将码盘5.1的状态正确地传递到挡盘5.2上，是靠判别机构5上设置的三个组合体：联通组合、卡位组合和归位组合的协同配合，来实现传动是进入上述状态一，还是状态二。

联通组合的功能是将传动由码盘5.1的状态向挡盘5.2传递，进入上述状态一；

卡位组合的功能是阻断传动由码盘5.1的状态向挡盘5.2传递，而进入上述状态二；

归位组合的功能是将码盘5.1还原到起始位置。

三个组合体的位置互不关联，各自行使功能。在被压入的芯轴机构1上的推杆1.2和限卡9.2的分别作用下，来实现功能转换。

在锁芯释放机构6启动后，芯轴机构1上的推杆1.2脱离对联通组合和归位组合的作用，限卡9.2挡住联通组合和归位组合自行回位，确保码盘5.1和挡盘5.2当前的位置状态不变。

在钥匙0拔出锁芯后，通过内部机构传动，芯轴机构1回复到初始位置，联通组合和归位组合脱离限卡9.2的约束自行回位，同时带动码盘5.1和挡盘5.2回位。码盘5.1带动卡位组合回位。

全面提升锁芯可靠性和安全性的技术防护层级：

第一层级，弹子4.2在正常状态下，内收于芯轴机构1，被隐藏起来。这种设计是为了解除插入钥匙0时，与弹子4.2磨损的问题。

第二层级，钥匙0旋动芯轴机构1到某确定转角，在释放机构6、判别机构5、压弹机构3联动下，将弹子4.2拉回原位隐藏。这种设计是为了再次解除拔出钥匙0时，与弹子4.2磨损的问题。

第三层级，芯轴机构1在锁芯中可任意旋动，这种设计直接消除目前能人为技术开锁的一个必备条件。

第四层级，用钥匙0压入芯轴机构1，芯轴机构1被锁紧机构2锁定而不回弹(若用手压入芯轴机构1，放手时芯轴机构1将回弹)，这种设计是为了方便使用，同时也为人为技术开锁增设阻碍。

第五层级，钥匙0上的三排齿面任与三组弹子机构4相配合，其输出的状态是没有区别的。这种无差别化的设计是为了使用上的便捷，同时也能增加人为技术开锁的难度。

第六层级，两个弹子4.2与一个拨杆4.1组成一组弹子机构4。两个弹子4.2与钥匙0齿面接触后的位置状态，通过拨杆4.1向码盘5.1输出，这种设计提升防范人为技术开锁的能力。

第七层级，在芯轴机构1上设置了三组：锁紧机构2、压弹机构3、弹子机构4。三组独自完成与钥匙0齿面的配合的状态结果，同时向一个码盘5.1传递，这种设计再次提升防范人为技术开锁的能力。

第八层级，将判别机构5的码盘5.1设置成浮动状态，推到哪里就停到哪里。当三个拨杆4.1中任一个触动到码盘5.1，码盘5.1随之移动且不反弹，内部机构进入上述状态二，锁具不被开启，这种设计彻底杜绝用反复尝试来摸索开锁的可能。

总之，第一、二层级完全消除钥匙0与弹子4.2的磨损，提升锁芯的可靠性；后三至八层级的共同作用，能确保消除人为技术开锁，提升锁芯的安全性。