有关一种低成本、易生产的防撞匙锁芯的研究

尚祖亮 金 莹 高宏利 荣锦涛

（沈阳化工大学 能源与动力工程学院，辽宁 沈阳 110142）

1 研究背景

在21世纪初，德国锁匠Klaus Noch利用丹麦人在1970年代发现的撞匙原理制造出撞匙母匙后，此种快速打开弹簧锁的方法在全球范围内广为传播。任何人几乎不需要训练，只要拥有一把母匙就能在数秒钟内打开同一种类全部的弹簧锁。目前，使用撞匙来进行盗窃的案件层出不穷。

通过对已有的防撞匙锁芯的相关专利进行检索，发现这些专利有如下特点：需要对锁芯原理做比较大的改动、或者需要在锁芯内安装特殊弹子、或者加装电子设备。

如果采用此类专利生产的话，会导致生产成本增加、锁芯尺寸增加、设备可靠率降低。正因如此，在市面上并没有见到大规模的市场化产品。

因此，如果开发出一种低成本、易生产、基本原理没有较大改变的防撞匙锁芯，必然能拥有广阔的市场前景。

2 可行性研究

本研究的防撞匙锁芯为替代现有市场上正常生产的弹簧锁，使其达到更高的防盗级别，并且不增加锁心的原有体积，不增加额外的电子设备，对原来生产的难度和成本的影响比较小，具有可观的市场及前景。

3 主要技术和原理

3.1 主要技术

传统弹子锁一般有4到5对弹子，同一工厂同一批次生产的弹子锁，其上下对应弹子之间的间距相等，这就导致了有一把撞匙母匙便能开启一批锁的尴尬局面。为了改进传统的弹子锁针对于撞匙开锁的不安全性，通过改变最后两对弹子之间的距离，即第4对和第5对弹子孔（锁芯内部离锁孔最远的两个弹子孔）的中心间距为L+△L（△L为可变值，即间距随机取值），其余的都为L，使其在一定的范围内是随机分布的，就避免了一把母匙开启一批锁的困境。

与已有的防撞匙锁芯相比，此设计制作简单，不增加额外的电子设备，不增加锁的原有体积，对生产成本的影响相对较小，实用价值高，适合大范围使用。

具体实施方案：

采用数控加工技术，改变最后一对弹子孔的钻孔位置，使其与倒数第二对弹子的距离在一定范围内承随机分布，从而改变同一批次锁弹子间距相同现象。

3.2 最末位弹子孔距的说明

图1 锁芯内部结构示意图

图1为锁芯内部结构示意图。图中L为平均弹子孔间距，A为弹子和弹子孔之间的间隙。Ddz为弹子直径，Ddzk为弹子孔孔径。Ddm为下弹子底面直径。一般情况下，有L＜Ddz，且有（1）式。

撞匙母匙插入锁芯的示意图如图2所示。图中Wcd为撞匙母匙撞齿齿底宽，Wtd为撞匙母匙的撞齿间最小齿间距，Wxc为撞匙时母匙撞齿对下弹子的撞匙作用最大有效行程。其中：

公式（2）的目的有两个：（1）当撞匙母匙插入后，使所有下弹子都达到最低点；（2）使撞匙成功。撞齿齿底宽的最大值应满足（3）式。

撞匙作用最大有效行程应满足（4）式。

图2 撞匙母匙插入锁芯示意图

对于圆形下弹子，其撞匙作用最大有效行程为（5）式。

综上所述，末位弹子孔与其相邻弹子孔的最小间距Lmin为（6）式。

末位弹子孔与其相邻弹子孔的最大间距Lmax为（7）式。

设定末位弹子孔与其相邻弹子孔的最小间距的意义是：（1）使锁具更加紧凑，不致于使锁尺寸加大；（2）这是一个重要的数控加工参数，因此可依据已知参数将其提前算出，方便使用数控机床大规模生产。

根据公式（7），设定末位弹子孔与其相邻弹子孔的最大间距的意义是：通常状况下，撞匙母匙的撞齿数要比锁具弹子数多1～3个，若末位弹子孔与其相邻弹子孔的间距过大，使得弹子正好处在撞匙母匙多余的撞齿凹槽处，这种情形下撞匙仍会成功。

4 结论

本研究的防撞匙锁芯通过改变末两位弹子孔的间距，达到防撞匙目的，从而避免使用一把母匙开启一批锁，技术要求不高，适合大部分锁厂对现有设备升级改造就能生产，无需追加大量投资，适用范围广，成本小，能够取代市场上已有的部分防撞匙锁芯，能够在经济节约的前提下起到防盗安全的作用,市场前景较好,具有广阔的经济效益和社会效益。

［1］郑力仁.防撞匙锁芯.中 国专利.200720192213.4[P]2008-09-24.

［2］徐金全.防撞匙和开锁枪开锁的弹子结构.中国专利.200820135013.X[P].2009-09-30.

［3］邢睿.一种弹子锁锁芯及其配套钥匙.中国专利.201220022103.4[P].2013-03-27.

［4］郑力仁.一种防撞匙锁芯.中国专利.201010145960.9[P].2010-09-22.

［5］张寅.Z型空转防盗锁.中国专利.200710168266.7[P].2008-03-26.

［6］中华人民共和国轻工行业标准.锁具名词术语[S].QB/T 3835-1999.

［7］鄂利群,高路.机械设计基础[M].北京:化学工业出版社,2011.