蔡文亮(中山市偉豪家具有限公司,廣東 中山 528400)
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“J型鎖芯”結構防盜鎖的設計
蔡文亮
(中山市偉豪家具有限公司,廣東中山528400)
摘要:本文以日常使用的機械彈子鎖為對象,對其鎖芯結構、開鎖原理以及技術開鎖方法進行闡述。分析了開鎖原理,對機械鎖芯結構進行了創(chuàng)新設計,提出“J型”鎖芯結構。通過改變鎖芯內部構造,隱藏鎖芯最關鍵的彈柱,使開鎖工具無法到達,提升了防盜性能,同時推進了鎖芯結構類型多樣化發(fā)展。
關鍵詞:鎖具設計;防盜性;J型結構
鎖是生活及生產中最常用的的防盜裝置,其作用不可忽視。我國使用鎖的歷史非常悠久,從早期的木制鎖、銅制鎖到現在主要使用的機械彈子鎖。鎖具雖小,它卻能反映出一個國家在鑄造業(yè)、機械工業(yè)、五金制造業(yè)方面的技術水平,也是輕工業(yè)發(fā)展史和科學技術發(fā)展史的表現。因此,研究鎖具結構及提升其防盜性能顯得十分重要。彈子機械鎖目前是世界上使用最普遍的一類鎖,其價格低廉,能滿足一般安全要求,受到消費者認可。機械鎖開鎖原理為“頂彈子式”開鎖法,當鎖芯上的上下彈子分界線剛好與鎖栓、鎖筒間的間隙對齊,便能轉動鎖芯從而將鎖打開。技術開鎖則是利用機械彈子鎖的柱狀鎖孔,選用特殊工具進入到鎖芯彈柱位置,然后利用開鎖原理開鎖。因此,將鎖芯關鍵結構彈柱合理地隱蔽起來,是安全防盜關鍵所在。隨著科技的發(fā)展和融合,出現了很多種類的電子智能鎖,但是往往制作工序復雜,生產成本較高,難以被一般家庭接受。電子鎖還可能出現磁性丟失或紊亂,芯片受潮失效等問題,并非普通消費者的首選。本文通過改良傳統(tǒng)機械鎖結構,提出“J 型鎖芯結構”設計,推進鎖芯結構多樣性,提高防盜性能,促進機械鎖更好地發(fā)展。
1.1彈子機械鎖鎖芯組成結構
彈子機械鎖鎖芯由鎖筒、鎖栓、彈子(包括彈簧)以及外部鑰匙組成。鎖栓及鎖體內都排布著一系列孔,并且上下逐個對應,具有一定的同心度。每上下對應的兩孔內裝入上下兩個圓柱銷,即上彈子和下彈子,是等底徑但高度不一的圓柱體。當插入配套的鑰匙,鑰匙將彈子頂起,彈子間的縫隙與鎖筒、鎖栓間的縫隙齊平,鎖栓與鎖筒間就能相對轉到,打開鎖具。彈子組數的多少,影響開鎖的復雜程度及鎖具的安全性,一般一把鎖一般有3~5組彈子。
1.2機械彈子鎖開鎖原理
鑰匙上排布著幾個參差不齊的齒,高度不一,且難有規(guī)則。配套的鑰匙,其高低不同的齒正好對應鎖芯內部長短不一的彈子組。當鑰匙正確插入鑰匙孔后,上下彈子接觸面均位于同一平面且恰好與鎖栓、鎖筒的邊緣面相切,此時旋轉鑰匙帶動鎖芯轉動,鎖舌收縮,從而將鎖打開。但如果插入不配套的鑰匙,由于“齒”的形狀不同,造成內部一些彈子或高或低,卡住鎖栓,無法轉動,不能開鎖。
(1)彈子鎖缺陷及原因。目前使用的機械鎖,盡管鎖身形狀多樣,鎖芯都是圓柱體。錯位開鎖法正是利用圓柱鎖芯的漏洞。首先,彈子的外徑必須小于彈孔內徑一定尺寸,彈子才能在彈孔內上下自如,這樣導致彈子與彈孔間存在可以移動的空隙。其次,鎖栓使用到的面是凸圓面,在凸圓面上鉆孔后導致該孔邊緣的最高處低于原凸圓面最高位置,二者間形成間隙。這樣,又給彈子增加了一定的活動空間。
(2)錯位開鎖法。正因為上面兩個原因,導致彈子在彈孔內有自由移動空間,即便鎖住的狀態(tài)下,只要用工具插入鑰匙孔用力扭轉,鎖栓仍可以扭轉5°~15°。鎖栓轉動一定角度,會導致彈子與彈孔之間錯位形成錯位臺階,再用工具將所有彈子全部推入上端,借助扭力和錯位階面,在彈簧力推動下,下彈子回落、上彈子阻于內鎖芯之外,實現了錯位開鎖。
(1)設計要求。根據上面所提機械鎖的缺陷,創(chuàng)新結構,增強其防盜性。同時,應該綜合考慮開鎖可靠性、生產實現和使用者費水平等問題。理想的設計方案應該具有以下特點:①適合批量生產,成本變化不大;②減小工藝改變,不對原設計、制造和外觀有較大的改變;③方便操作使用;④能夠防破壞,實現防盜功能。為了實現上述設計要求,進行了鎖芯結構創(chuàng)新設計,提出了“J型鎖芯”的設計理念。
(2)“J 型鎖芯”結構組成和設計原理。J型鎖芯在傳統(tǒng)彈子鎖的基礎上改進設計,和普通彈子機械鎖結構相似,如圖2所示。但通過一雙層的通道,改變了鎖芯結構和開鎖方式。鎖孔由直通的柱狀變成了連通的“J型”結構通道,鑰匙也變?yōu)榕涮譐 型鑰匙。
相比通用的彈子機械鎖,該J型結構通過簡單方法巧妙隱藏了鎖芯關鍵結構彈子,使用錯位法開鎖工具無法進入,也不會阻塞鑰匙孔通道,提高了防盜性能。并且不改變整體結構和外形,僅對內部鎖芯結構重新設計,簡化設計及加工過程。更改鎖芯結構未增加繁瑣的工序,適合于批量生產,且成本增加不高。
(3)“J 型鎖芯”結構原理說明?!癑 型鎖芯”結構采用J 型鎖孔及鑰匙,在傳統(tǒng)的鎖孔基礎上新增加一個通道,通過隱藏的通道,實現隱藏鎖芯彈柱、防止工具進入。其開鎖原理和傳統(tǒng)彈子機械鎖開鎖原理并無差異,在插入鑰匙前,彈子之間的縫與內鎖芯洞口不平齊。當鑰匙回拉后,在齒的作用下彈子移動距離不同,剛好使上下彈子的間隙都與內鎖芯洞口平齊,旋轉鑰匙便能開鎖?!癑型鎖芯”結構隱藏了鎖芯這個位置,使錯位開鎖法無法使用其開鎖工具,即開鎖工具無法彎曲找到彈柱所在的真正通道,從而不能實現技術開鎖。另外,改變兩個通道間的尺寸,可以降低鑰匙的互換性,使鑰匙的樣式更加多樣化,大大降低了鎖的互開率。
本文在不改變現有彈子機械鎖的開鎖原理的基礎上,提出“J型鎖芯”結構,通過新增隱藏的通道隱藏了鎖芯關鍵位置。該結構避免了技術開鎖,大大提高防盜性能,創(chuàng)新了開鎖方式。J型鎖芯加工工序簡單,易于運用于實踐,投入生產生活。與傳統(tǒng)彈子鎖開鎖相比,該結構開鎖方式略變得復雜,下面仍要探索開鎖操作的方便和舒適,以便被市場接受。
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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.223
作者簡介:蔡文亮(1985-),男,廣東臺山人,本科,助理工程師,研究方向:大班椅飛機底盤。