有關一種低成本、易生產的防撞匙鎖芯的研究

尚祖亮 金 瑩 高宏利 榮錦濤

（沈陽化工大學 能源與動力工程學院，遼寧 沈陽 110142）

1 研究背景

在21世紀初，德國鎖匠Klaus Noch利用丹麥人在1970年代發現的撞匙原理制造出撞匙母匙后，此種快速打開彈簧鎖的方法在全球范圍內廣為傳播。任何人幾乎不需要訓練，只要擁有一把母匙就能在數秒鐘內打開同一種類全部的彈簧鎖。目前，使用撞匙來進行盜竊的案件層出不窮。

通過對已有的防撞匙鎖芯的相關專利進行檢索，發現這些專利有如下特點：需要對鎖芯原理做比較大的改動、或者需要在鎖芯內安裝特殊彈子、或者加裝電子設備。

如果采用此類專利生產的話，會導致生產成本增加、鎖芯尺寸增加、設備可靠率降低。正因如此，在市面上并沒有見到大規模的市場化產品。

因此，如果開發出一種低成本、易生產、基本原理沒有較大改變的防撞匙鎖芯，必然能擁有廣闊的市場前景。

2 可行性研究

本研究的防撞匙鎖芯為替代現有市場上正常生產的彈簧鎖，使其達到更高的防盜級別，并且不增加鎖心的原有體積，不增加額外的電子設備，對原來生產的難度和成本的影響比較小，具有可觀的市場及前景。

3 主要技術和原理

3.1 主要技術

傳統彈子鎖一般有4到5對彈子，同一工廠同一批次生產的彈子鎖，其上下對應彈子之間的間距相等，這就導致了有一把撞匙母匙便能開啟一批鎖的尷尬局面。為了改進傳統的彈子鎖針對于撞匙開鎖的不安全性，通過改變最后兩對彈子之間的距離，即第4對和第5對彈子孔（鎖芯內部離鎖孔最遠的兩個彈子孔）的中心間距為L+△L（△L為可變值，即間距隨機取值），其余的都為L，使其在一定的范圍內是隨機分布的，就避免了一把母匙開啟一批鎖的困境。

與已有的防撞匙鎖芯相比，此設計制作簡單，不增加額外的電子設備，不增加鎖的原有體積，對生產成本的影響相對較小，實用價值高，適合大范圍使用。

具體實施方案：

采用數控加工技術，改變最后一對彈子孔的鉆孔位置，使其與倒數第二對彈子的距離在一定范圍內承隨機分布，從而改變同一批次鎖彈子間距相同現象。

3.2 最末位彈子孔距的說明

圖1 鎖芯內部結構示意圖

圖1為鎖芯內部結構示意圖。圖中L為平均彈子孔間距，A為彈子和彈子孔之間的間隙。Ddz為彈子直徑，Ddzk為彈子孔孔徑。Ddm為下彈子底面直徑。一般情況下，有L＜Ddz，且有（1）式。

撞匙母匙插入鎖芯的示意圖如圖2所示。圖中Wcd為撞匙母匙撞齒齒底寬，Wtd為撞匙母匙的撞齒間最小齒間距，Wxc為撞匙時母匙撞齒對下彈子的撞匙作用最大有效行程。其中：

公式（2）的目的有兩個：（1）當撞匙母匙插入后，使所有下彈子都達到最低點；（2）使撞匙成功。撞齒齒底寬的最大值應滿足（3）式。

撞匙作用最大有效行程應滿足（4）式。

圖2 撞匙母匙插入鎖芯示意圖

對于圓形下彈子，其撞匙作用最大有效行程為（5）式。

綜上所述，末位彈子孔與其相鄰彈子孔的最小間距Lmin為（6）式。

末位彈子孔與其相鄰彈子孔的最大間距Lmax為（7）式。

設定末位彈子孔與其相鄰彈子孔的最小間距的意義是：（1）使鎖具更加緊湊，不致于使鎖尺寸加大；（2）這是一個重要的數控加工參數，因此可依據已知參數將其提前算出，方便使用數控機床大規模生產。

根據公式（7），設定末位彈子孔與其相鄰彈子孔的最大間距的意義是：通常狀況下，撞匙母匙的撞齒數要比鎖具彈子數多1～3個，若末位彈子孔與其相鄰彈子孔的間距過大，使得彈子正好處在撞匙母匙多余的撞齒凹槽處，這種情形下撞匙仍會成功。

4 結論

本研究的防撞匙鎖芯通過改變末兩位彈子孔的間距，達到防撞匙目的，從而避免使用一把母匙開啟一批鎖，技術要求不高，適合大部分鎖廠對現有設備升級改造就能生產，無需追加大量投資，適用范圍廣，成本小，能夠取代市場上已有的部分防撞匙鎖芯，能夠在經濟節約的前提下起到防盜安全的作用,市場前景較好,具有廣闊的經濟效益和社會效益。

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