本发明揭示一种锁，该锁包括具有用于锁舌的开口的外壳、可在锁定位置和开锁位置之间移动的锁舌、定位在外壳内的致动器、以及防止锁舌移入开锁位置的转动阻挡装置。该锁可供选择地包括防擅自动用机构，该防擅自动用机构设计成：当致动器保持在锁定状态时，企图强制地将锁舌从锁定位置移动到开锁位置致使锁舌与防擅自动用机构相配合。
外壳，所述外壳具有用于接纳转动式锁舌的开口，所述转动式锁舌可在锁定位置和开锁位置之间转动；
所述外壳内的致动器，所述致动器可在锁定状态和开锁状态之间致动，在所述锁定状态使所述转动式锁舌配合，而在所述开锁状态允许所述转动式锁舌转动到所述开锁位置；
防擅自动用机构，所述防擅自动用机构包括所述外壳内的多个齿，其中，当所述致动器保持在所述锁定状态时，企图强制地将所述转动式锁舌从所述锁定位置转动到所述开锁位置会致使所述转动式锁舌内的多个齿与所述外壳内的所述齿相配合。
2.如权利要求1所述的锁，其特征在于，所述防擅自动用机构限制所述转动式锁舌的转动运动。
3.如权利要求2所述的锁，其特征在于，当所述转动式锁舌处于锁定位置时，所述锁包括在所述外壳内的所述齿和所述转动式锁舌上的所述齿之间的间隙，所述间隙在0.005英寸到0.015英寸之间。
4.如权利要求2所述的锁，其特征在于，还包括安装在所述外壳内的轴，其中，所述转动式锁舌可枢转地安装在所述轴上。
5.如权利要求4所述的锁，其特征在于，所述外壳还包括：
延伸到所述后部细长形套筒内的槽，其中，第一弹簧在所述槽和所述轴的所述第一端之间延伸；以及延伸到所述壁细长形套筒内的槽，其中，第二弹簧在所述槽和所述轴的所述第二端之间延伸，其中，所述第一和第二弹簧构件将所述轴偏置在所述第一和第二细长形套筒内的正常操作位置中。
7.如权利要求6所述的锁，其特征在于，所述轴可移动到所述第一和第二细长形套筒内的第二位置，以允许所述转动式锁舌内的所述齿与所述外壳内的所述齿相配合。
8.如权利要求1所述的锁，其特征在于，所述致动器包括转动致动器。
9.如权利要求8所述的锁，其特征在于，所述致动器还包括具有锁定位置和开锁位置的转动阻挡装置。
10.如权利要求9所述的锁，其特征在于，所述转动阻挡装置是凸轮配合装置，所述凸轮配合装置具有：转动盘；截面为D形的突片构件，所述突片构件可操作地附连到所述转动盘，并可在锁定位置和开锁位置之间转动；径向地从所述盘延伸的止动构件；以及定位在致动器外壳和所述盘之间的压缩弹簧，所述压缩弹簧用于将所述转动阻挡装置偏置在所述锁定位置中。
11.如权利要求10所述的锁，其特征在于，所述截面为D形的突片构件包括圆形部分和平面部分，所述圆形部分可与所述转动式锁舌的匹配表面配合，而所述平面部分不可与所述转动式锁舌的所述匹配表面配合。
外壳，所述外壳具有用于接纳直线式锁舌的开口，所述直线式锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动；
所述外壳内的旋转致动器，所述致动器可在锁定状态和开锁状态之间致动，在所述锁定状态将所述直线式锁舌保持在所述锁定位置，而在所述开锁状态允许所述直线式锁舌移动到所述开锁位置；
转动阻挡装置，所述转动阻挡装置具有与突片构件同轴对准的可转动盘，用于控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动，所述突片构件可在锁定位置和开锁位置之间转动，该两个位置与所述锁舌的所述锁定位置和所述开锁位置相对应；以及防擅自动用机构，所述防擅自动用机构包括所述外壳的内表面上的外壳突缘构件，其中，当所述致动器保持在所述锁定状态时，企图强制地将所述直线式锁舌从所述锁定位置移动到所述开锁位置会致使所述直线式锁舌与所述外壳相配合。
13.如权利要求12所述的锁，其特征在于，所述防擅自动用机构还包括垂直地从所述直线式锁舌的表面延伸的锁舌突缘构件。
14.如权利要求13所述的锁，其特征在于，一旦受到力作用，所述外壳突缘构件便配合所述锁舌突缘构件，以限制所述直线式锁舌的直线运动。
15.如权利要求12所述的锁，其特征在于，所述防擅自动用机构还包括设置在所述致动器和所述直线式锁舌之间的阻挡构件，所述阻挡构件构造成配合所述致动器，以控制所述直线式锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动。
16.如权利要求15所述的锁，其特征在于，所述外壳突缘构件构造成配合所述阻挡构件的边缘，以限制所述直线式锁舌移入所述外壳内的直线运动。
17.如权利要求16所述的锁，其特征在于，所述外壳突缘构件包括凹陷部分，所述凹陷部分构造成接纳所述阻挡构件的所述边缘。
18.如权利要求13或15所述的锁，其特征在于，所述致动器包括转动致动器。
19.如权利要求18所述的锁，其特征在于，所述致动器还包括具有锁定位置和开锁位置的转动阻挡装置。
20.如权利要求19所述的锁，其特征在于，所述转动阻挡装置是凸轮配合装置，所述凸轮配合装置具有：盘；截面为D形的突片构件，所述突片构件可操作地附连到所述盘，并可在锁定位置和开锁位置之间转动；径向地从所述盘延伸的止动构件；以及定位在致动器外壳和所述盘之间的压缩弹簧，所述压缩弹簧用于将所述转动阻挡装置偏置在所述锁定位置中。
21.如权利要求20所述的锁，其特征在于，所述截面为D形突片构件包括圆形部分和平面部分，所述圆形部分可与所述锁舌的匹配表面配合，而所述平面部分不可与所述锁舌的匹配表面配合。
外壳，所述外壳具有用于接纳锁舌的开口，所述开口包括在所述开口至少一侧上的多个齿；
所述锁舌，所述锁舌可枢转地安装在所述轴上，并可在锁定位置和开锁位置之间转动，所述锁舌在其外围上具有多个齿；以及所述外壳内的转动致动器，所述转动致动器可在锁定状态和开锁状态之间致动，在所述锁定状态使所述锁舌配合，而在所述开锁状态允许所述锁舌枢转到所述开锁位置；
转动阻挡装置，所述转动阻挡装置具有与突片构件同轴对准的可转动盘，用于控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动，所述突片构件可在锁定位置和开锁位置之间转动，该两个位置与所述锁舌的所述锁定位置和所述开锁位置相对应；以及其中，当所述转动致动器处于所述锁定状态时，一旦对所述锁舌施力，就致使所述多个锁舌齿配合所述多个外壳齿。
23.如权利要求22所述的锁组件，其特征在于，所述外壳还包括：
延伸到所述后部细长形套筒内的槽，其中，第一弹簧在所述槽和所述轴的所述第一端之间延伸；以及延伸到所述壁细长形套筒内的槽，其中，第二弹簧在所述槽和所述轴的所述第二端之间延伸，其中，所述第一和第二弹簧将所述轴偏置到所述后部细长形套筒与壁细长形套筒内的正常操作位置，所述正常操作位置允许所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间转动而没有阻碍。
外壳，所述外壳具有用于接纳锁舌的开口，所述锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动；以及转动致动器，所述转动致动器具有转动输出，所述转动输出具有固定于所述转动输出的可转动的凸轮配合装置和突片构件，所述突片构件与所述可转动的凸轮配合装置同轴对准并具有圆形部分和平面部分，所述圆形部分与所述锁舌内的匹配凹陷配合，且所述平面部分不与所述锁舌内的所述匹配凹陷配合，其中所述突片构件可在锁定位置和开锁位置之间转动地致动，在所述锁定位置中，所述突片构件被所述锁舌上的接纳槽可配合地接纳，而在所述开锁位置中，所述突片构件旁路通过所述接纳槽。
25.如权利要求24所述的锁，其特征在于，所述致动器是转动螺线管。
26.如权利要求24所述的锁，其特征在于，所述锁舌是转动式锁舌。
27.如权利要求24所述的锁，其特征在于，所述锁舌是直线式锁舌。
28.如权利要求24所述的锁，其特征在于，所述锁舌接纳槽和所述突片构件具有D形的横截面。
29.如权利要求24所述的锁，其特征在于，所述可转动的凸轮配合装置是可转动盘。
30.如权利要求29所述的锁，其特征在于，所述可转动盘还包括从所述盘径向地延伸出来的止动构件，所述止动构件包括第一侧和第二侧，所述第一侧构造成将所述突片构件定位在所述锁定位置，而所述第二侧构造成将所述突片构件定位在所述开锁位置。
31.如权利要求24所述的锁，其特征在于，还包括设置在所述致动器和所述凸轮配合装置之间的弹簧，用于将所述突片构件弹簧地偏置到所述锁定位置。
外壳，所述外壳具有用于接纳锁舌的开口，所述锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动，在所述锁定位置中，所述锁舌的伸出部分突出到所述开口之外，而在所述开锁位置中，所述伸出部分在所述外壳之内；
转动致动器，所述转动致动器定位在所述外壳内，所述转动致动器可在锁定状态和开锁状态之间致动，在所述锁定状态使所述锁舌配合在所述锁定位置，而在所述开锁状态允许所述锁舌运动到所述开锁位置；以及转动阻挡装置，所述转动阻挡装置具有与突片构件同轴对准的可转动盘，用于控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动，所述突片构件可在锁定位置和开锁位置之间转动，该两个位置与所述锁舌的所述锁定位置和所述开锁位置相对应；以及弹簧构件，用于将所述突片构件偏置在所述锁定位置中。
33.如权利要求32所述的锁组件，其特征在于，所述突片构件构造成配合所述锁舌内的接纳槽。
34.如权利要求33所述的锁组件，其特征在于，所述突片构件包括具有大致圆形表面的第一侧和具有大致平面表面的第二侧。
35.如权利要求34所述的锁组件，其特征在于，所述锁舌内的所述接纳槽具有大致圆形的表面，所述表面构造成与所述突片构件的所述圆形表面匹配。
36.如权利要求32所述的锁组件，其特征在于，所述突片构件构造成与设置在所述外壳内的阻挡构件内的接纳槽相配合，所述阻挡构件控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动。
37.如权利要求32所述的锁组件，其特征在于，所述盘还包括从所述盘径向地延伸的止动构件，所述止动构件构造成合适地将所述突片构件定位在所述锁定位置和所述开锁位置。
外壳，所述外壳具有用于接纳锁舌的锁舌开口，所述锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动，在所述锁定位置中，所述锁舌的伸出部分突出到所述锁舌开口之外，而在所述开锁位置中，所述伸出部分在所述外壳之内；以及转动致动器，所述转动致动器设置在所述外壳内，用于控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动，所述转动致动器可操作地联接到可转动的D形横截面突片构件，所述突片构件具有圆形部分和平面部分，所述圆形部分构造成：在所述锁定位置时，配合所述锁舌内的接纳槽，而所述平面部分在所述开锁位置时，允许所述锁舌与所述锁舌内的所述接纳槽脱开。
所述外壳内的轴，用于将所述锁舌枢转地安装在所述外壳内，以使所述锁舌相对于所述轴在锁定位置和开锁位置之间枢转，在所述锁定位置中，所述锁舌的伸出部分突出到所述锁舌开口之外，而在所述开锁位置中，所述伸出部分在所述外壳之内；
所述外壳内的细长形套筒，用于接纳所述轴和用于允许所述轴沿所述细长形套筒作侧向运动，所述细长形套筒具有第一和第二端；
压缩弹簧，所述压缩弹簧在所述轴和所述细长形套筒之间延伸，用于将所述套筒内的所述轴偏置；以及所述外壳内的转动致动器，所述转动致动器可被致动用于控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动，所述转动致动器具有带突片构件的可转动盘，所述突片构件固定至所述转动致动器的转动输出，使得所述转动致动器的转动单独致使所述可转动盘和所述突片构件的从其中所述突片构件在所述锁定位置时配合所述锁舌内的接纳槽，而在所述开锁位置时与所述锁舌内的所述接纳槽脱开的位置相应转动。
外壳，所述外壳具有用于接纳锁舌的开口，所述锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动；
所述外壳内的转动致动器，所述转动致动器可致动以控制所述锁舌在锁定状态和开锁状态之间致动的运动，并在所述锁定状态配合所述锁舌，而在所述开锁状态允许所述锁舌移动到所述开锁位置；
具有带突片构件的可转动盘，所述突片构件固定至所述转动致动器的转动输出，使得所述转动致动器的转动致使所述可转动盘和所述突片构件的从其中所述突片构件在所述锁定位置时配合所述锁舌内的接纳槽，而在所述开锁位置时与所述锁舌内的所述接纳槽脱开的位置相应转动；以及防擅自动用机构，其中，当所述致动器保持在所述锁定状态时，企图将所述锁舌从所述锁定位置强制地移动到所述开锁位置会致使所述锁舌与所述外壳相配合。
41.如权利要求40所述的锁，其特征在于，所述锁舌是转动式锁舌。
42.如权利要求41所述的锁，其特征在于，所述防擅自动用机构包括所述外壳内的多个齿，所述外壳内的所述多个齿构造成与所述锁舌内的多个齿匹配，由此，限制所述锁舌的转动运动。
43.如权利要求42所述的锁，其特征在于，所述锁包括在所述外壳内的所述齿和所述锁舌内的所述齿之间的间隙，所述间隙约为0.005英寸。
44.如权利要求42所述的锁，其特征在于，还包括安装在所述外壳内的轴，其中，所述锁舌可枢转地安装在所述轴上。
45.如权利要求44所述的锁，其特征在于，所述外壳还包括：
46.如权利要求45所述的锁，其特征在于，还包括：
延伸到所述后部细长形套筒内的槽，其中，第一弹簧在所述槽和所述轴的所述第一端之间延伸；以及延伸到所述壁细长形套筒内的槽，其中，第二弹簧在所述槽和所述轴的所述第二端之间延伸，其中，所述第一和第二弹簧将所述轴偏置在所述后部细长形套筒和壁细长形套筒内的正常操作位置中。
47.如权利要求46所述的锁，其特征在于，所述轴可移动到所述第一和第二细长形套筒内的第二位置，以允许所述锁舌内的所述齿配合所述外壳内的所述齿。
48.如权利要求40所述的锁，其特征在于，所述锁舌是直线式锁舌，其中，所述防擅自动用机构包括所述外壳的内表面上的外壳突缘构件以及垂直地从所述锁舌的表面延伸的匹配突缘构件。
49.如权利要求48所述的锁，其特征在于，一旦受力，所述外壳突缘构件便配合所述锁突缘构件以限制所述锁舌的直线运动。
50.如权利要求40所述的锁，其特征在于，所述锁舌是直线式锁舌，其中，所述防擅自动用机构包括所述外壳的内表面上的外壳突缘构件以及设置在所述致动器和所述锁舌之间的阻挡构件，所述阻挡构件构造成配合所述致动器以控制所述锁舌在所述锁定位置和所述开锁位置之间的运动。
51.如权利要求50所述的锁，其特征在于，所述外壳突缘构件构造成配合所述阻挡构件的边缘，以限制所述锁舌进入到所述外壳内的直线运动。
52.如权利要求51所述的锁，其特征在于，所述外壳突缘构件包括凹陷部分，所述凹陷部分构造成接纳所述阻挡构件的所述边缘。
53.如权利要求42、49或50所述的锁，其特征在于，所述致动器包括机电转动致动器。
54.如权利要求53所述的锁，其特征在于，所述致动器还包括具有锁定位置和开锁位置的转动阻挡装置。
55.如权利要求54所述的锁，其特征在于，所述转动阻挡装置是凸轮配合装置，所述凸轮配合装置具有：盘；截面为D形的突片构件，所述突片构件可操作地附连到所述盘，并可在锁定位置和开锁位置之间转动；径向地从所述盘延伸的止动构件；以及定位在致动器外壳和所述盘之间的压缩弹簧，所述压缩弹簧用于将所述转动阻挡装置偏置在所述锁定位置中。
56.如权利要求55所述的锁，其特征在于，所述截面为D形突片构件包括圆形部分和平面部分，所述圆形部分可与所述锁舌的匹配表面配合，而所述平面部分不可与所述锁舌的所述匹配表面配合。
包括转动阻挡装置和防擅自动用机构的锁组件
技术领域
[0001] 本发明涉及具有转动阻挡装置和防擅自动用机构的锁，该阻挡装置阻止锁舌移动到开锁的状态，而防擅自动用机构阻止未授权地进入保险箱。
背景技术
[0002] 保险箱、金库、保险库、集装箱和类似安全箱子(在本申请中统称为“保险箱”)的门通常具有至少一个和较佳地具有几个保险箱锁舌，锁舌可从未锁定位置到伸出的锁定位置作往复移动。在锁定位置中，保险箱锁舌从保险箱门延伸到邻近的保险箱壁内。当保险箱具有一个以上锁舌时，锁舌机件连接各个锁舌。锁舌机件包括多个连杆，当使用者转动手柄时，连杆同时地移动保险箱锁舌。锁定装置与锁舌机件合作，以将保险箱锁舌固定在其伸出的锁定位置内。
[0003] 摆动锁舌或旋转锁舌的锁定装置安装一锁舌，以便在锁定和开锁位置之间枢转。本申请将锁定装置内的摆动锁舌称之为“舌”、“摆动锁舌”或“锁舌”。将保险箱门固定到保险箱其余部分上的锁舌被称之为“保险箱锁舌”。在锁定位置中，锁舌的部分伸出到外壳之外，与机械锁舌机件的一部分相干涉，由此，阻止锁舌机件将保险箱锁舌移动到开锁位置。
当使用者输入正确的暗码时，锁定机构允许锁舌枢转到外壳内的开锁位置，因此允许使用者打开保险箱门。
[0004] 直线式锁舌锁定装置以类似方式进行操作。尤其是，直线式锁舌锁定装置在外壳内安装一锁舌，其在锁定位置和开锁位置之间移动。因此，不是像转动式锁舌那样进行枢转，直线式锁舌滑入和滑出锁定装置的外壳。当使用者输入正确的暗码时，锁机构允许锁舌滑入外壳内。为了解释和举例的目的，其余的背景技术讨论的部分将集中在转动式锁定装置。
[0005] 一般来说，保险箱外面的手柄连接到锁舌机件上。转动该手柄可启动锁舌机件的运动。如果使用者输入开锁或释放锁舌的正确的暗码，则锁舌机件可枢转该转动式锁舌，使转动式锁舌不从外壳伸出。该开锁位置允许锁舌机件继续将保险箱锁舌移动到开锁位置，从而允许操作者打开保险箱。然而，如果转动式锁舌被锁定，则转动式锁舌阻挡锁舌机件运动，阻止锁舌机件撤出保险箱锁舌。授予Uyeda的美国专利No.5,134,870和5,142,890描述了使用转动式锁舌的保险箱。
[0006] 锁外壳内的锁定机构阻挡锁舌枢转到开锁位置。Uyeda采用了外壳内的线性螺线管。Uyeda揭示了直接配合锁舌的螺线管柱塞。或者，螺线管柱塞配合一锁定板，该板突出而抵靠锁舌。当柱塞或板配合锁舌时，锁舌通常不能转动到开锁位置。
[0007] 电子暗码输入系统控制着该螺线管。一般地，使用者通过数字式输入板来输入合适的暗码。授予Butterwerk的题为“Pawl and Solenoid Locking Mechanism(爪和螺线管的锁定机构)”的美国专利No.5,887,467就是这种锁的实例，使用者使用转动式手柄上的电子键盘进行操作。通过拨盘实施转动输入也可产生输出。内部电路检测该正确暗码的输入，并将电信号送到螺线管。该信号致使螺线管缩回柱塞，柱塞又使锁定板与锁舌脱开。使用者转动式手柄，手柄又操纵锁舌机件。锁舌机件的部分推靠在锁舌上，使锁舌围绕一轴转动而转到开锁位置。然后，锁舌机件撤回保险箱锁舌。
[0008] 对带有摆动式锁舌锁的保险箱的锁定手柄上施加足够的力，所述锁舌锁与受线性螺线管控制的柱塞配合，施加的力诸如重击、撞击、扭转、振动或其它操纵，有时会打开保险箱。这种结果的原因是，因为螺线管必须做得相对小而可相应地配装在锁外壳内，所以，柱塞也做得较小和较弱。因此，施加到手柄上足够大的力破坏了柱塞。一旦柱塞被毁，或被振动得失常，锁定板就可自由移动，这允许摆动锁舌枢转而打开。然后，锁舌机件可被操纵而撤回保险箱锁舌，从而打开保险箱。
[0009] Uyeda和其它人已经提出了使用“安全键”设计来解决该问题。围绕一轴或轴线转动的摆动锁舌的钻孔呈细长形。当有人从手柄施加力通过锁舌机件作用在摆动锁舌上时，该细长形的开口可沿着钻孔移动。因此，摆动锁舌可侧向地移动。侧向运动致使摆动锁舌外围上的槽配合锁外壳内的安全键。这阻止进一步施加到摆动锁舌上的力转递到螺线管柱塞或锁定板。
[0010] Uyeda还揭示了一种板弹簧，其偏置摆动锁舌和钻孔到一相对于钻孔内的轴的正常位置。当未授权的使用者试图未首先输入正确暗码就对手柄施力时，该有槽的锁舌推靠和配合外壳内的安全键，从而阻止进入。
[0011] Uyeda所揭示机构的制造和组装很复杂和昂贵。其它人简化了该机构，但相对于轴或轴线偏置摆动锁舌的这种结构仍然很复杂。例如，传统的摆动锁舌具有安装在摆动锁舌内一槽内的锁舌板。该板在摆动锁舌的细长形开口的部分上具有开口。锁舌内的弹簧将板内的开口偏置到细长形开口的一端。当力施加到锁舌而致使它围绕螺线管锁定板枢转时，锁舌板对抗弹簧在锁舌上滑动，直到锁舌板内的开口位于摆动锁舌内细长形开口的另一端为止。这充分地变换摆动锁舌，致使摆动锁舌外围上的槽配合到锁外壳内的键。带有滑动板和内部弹簧的摆动锁舌的结构很复杂。其组装耗时且成本高。此外，由于弹簧在锁舌之内，轴承形成在轴和锁外壳之间，而不是在摆动锁舌和轴之间，由此，缩短了锁可能的寿命周期。
[0012] 锁组件的另一替代设计揭示在授予Gartner的美国专利No.6,786,519中。Gartner公开了安装在外壳内的螺线管以及位于与锁定板配合的螺线管上的柱塞。当锁处于锁定位置时，锁定板配合锁舌，阻止摆动锁舌枢转。当使用者输入正确的暗码时，柱塞与锁定板脱开，使锁定板自由地滑出与锁舌的配合。如果未授权的使用者对手柄施加足够的力而通过锁舌机件抵靠在摆动锁舌上，则摆动锁舌与锁定板的交线变成转动轴线。摆动锁舌在该轴线上略微地转动，因为轴延伸通过摆动锁舌内的开口是细长形的。该细长形允许摆动锁舌相对于轴有一定的侧向运动。其结果，摆动锁舌外围上的单一槽配合外壳上的安全键，从而防止进入。
[0013] 遗憾的是，诸如Gartner的’519所揭示的安全键机构不能提供足够的保护，阻止未授权的进入到保险箱内。特别地是，当锁舌处于锁定位置时，诸如钢板之类薄片的垫片材料可定位在单一槽和安全键之间。当强制转动锁舌时，薄垫片起作“凸轮”表面，允许单一槽旁路通过安全键元件。其结果，来自摆动锁舌的力会再次又施加到螺线管柱塞或锁定板上，可能导致损坏锁外壳内的柱塞或螺线管。
[0014] 诸如Gartner和Uyeda揭示的诸方案利用线性螺线管来控制柱塞进出锁舌或锁定板的运动，这些方案不能对“冲击”提供足够的保护。在锁定位置中，连接到线性螺线管的柱塞伸出，使它例如与转动式锁舌配合。在开锁位置中，柱塞缩回使它不再配合锁定板，由此，允许锁舌自由地转动。当线性螺线管(电磁装置)接受到“冲击”时，就会出现一个问题。所谓冲击可以是实体擅自动用、施力、振动等的结果。通常地，当线性螺线管接收到冲击时，它致使一伸出轴(或在此情形中为柱塞)响应于该冲击而缩回。这就引起问题，因为柱塞缩回而未达到正确的暗码，虽然增加了槽和安全键的特征，但这仍会实际上允许未授权地进入保险箱内。
[0015] 因此，需要有一种具有阻挡装置的锁，其组装简单、成本经济并在力和冲击作用下可以可靠地阻挡进入。还需要一种防擅自动用机构，其比传统设计的槽和安全键更加有效，其可阻止未授权的使用者旁路通过安全键元件而进入到保险箱内。
发明内容
[0016] 本发明通过提供一种锁来解决上述问题，该锁包括：外壳，该外壳具有用于接纳锁舌的开口；锁舌，该锁舌可在锁定位置和开锁位置之间移动；定位在外壳内的致动器；以及外壳内的防擅自动用机构。该致动器包括配合锁舌的锁定状态和释放锁舌而移动到开锁位置的开锁状态。防擅自动用机构设计成：当致动器保持在锁定状态时，企图强制地将锁舌从锁定位置移动到开锁位置致使锁舌与防擅自动用机构相配合。
[0017] 在本发明的另一方面，致动器包括可转动的凸轮配合装置，该装置带有突片构件，该突片构件与诸如锁舌那样的阻挡装置内的接纳槽配合。突片构件构造成在第一位置和第二位置之间转动，其中，第一位置对应于锁舌的锁定位置，而第二位置对应于锁舌的开锁位置。
附图说明
[0018] 图1是根据本发明的锁的优选实施例的立体图。
[0019] 图2A是图1锁的立体图，示出处于锁定位置的锁舌。
[0020] 图2B是图1锁的立体图，示出转到开锁位置的锁舌。
[0021] 图3A是图1锁的一部分的俯视图，示出处于锁定位置的锁舌。
[0022] 图3B是图1锁的一部分的俯视图，示出转到开锁位置的锁舌。
[0023] 图4是图1锁的一部分的俯视图，示出与外壳配合的本发明的锁舌。
[0024] 图5是根据本发明的锁的第一替代实施例的立体图，其具有设置在外壳内的锁舌。
[0025] 图6A是图5锁的截面图，示出处于锁定位置的锁舌。
[0026] 图6B是图5锁的截面图，示出处于开锁位置的锁舌。
[0027] 图7是一截面图，示出根据本发明第一替代实施例的被外壳内的防擅自动用块阻挡的锁舌。
[0028] 图8是根据本发明的锁的第二替代实施例的立体图，其具有直线式锁舌和设置在外壳盖上阻挡构件。
[0029] 图9A是图8锁的立体图，其中，外壳盖处于其正常位置中，显示处于锁定位置内的锁舌和阻挡构件。
[0030] 图9B是图8锁的立体图，显示处于开锁位置内的锁舌和阻挡构件。
[0031] 图10是一立体图，示出根据本发明第二替代实施例的被外壳内的防擅自动用块阻挡的锁舌。
具体实施方式
[0032] 图1是本发明一实施例的立体图，总的来说，其包括锁10，锁10包括外壳12、凸轮配合装置66，以及带有防擅自动用机构95的锁舌。外壳12通常为黄铜或其它合适硬度的可进行铸造的非磁性金属。外壳12具有顶部14和底部16以及两个侧面18和20。使用“顶部”、“底部”和“侧面”是指明锁在图中的方向。根据锁在锁定的箱子内的定向，各侧面可变为顶部或底部。如图1所示，外壳12可以是带弧形角的矩形，是普通的标准形状外壳。外壳12的尺寸是标准化的，为3又1/4英寸×2又3/8英寸(8.2cm×6.0cm)。公制的相当尺寸可近似和进行四舍五入。
[0033] 外壳12包括底板13，该底板具有内壁24和具有内壁22的盖板15。外壳12的底板13附连到保险箱或其它安全箱的门上。盖板15可从外壳12移开，以便对锁10的各种部件进行修理。多个紧固件(图中仅示出一个紧固件26)延伸通过底板13内的开口(诸如开口27和28)并旋入到保险箱门上的螺纹孔内。因此，紧固件将锁10固定到保险箱。开口27和28的间距已被不同保险箱制造商标准化，于是，制造商的锁可与保险箱相一致。例如，开口27和紧固件26所穿过的开口之间的距离可以是2又9/16英寸(6.5cm)，而开口27和28之间距离是1又5/8英寸(4.1cm)。小一些的紧固件30旋入到诸如开口31那样的开口内，将盖板15固定到外壳12的其余部分。
[0034] 现参照图1，锁舌40安装在外壳12内。在本实施例中，锁舌40是转动式锁舌，其具有大致D形的横截面。然而，应该理解到，也可构思各种其它形状的锁舌40，且都在本发明的预期范围之内。接纳轴的开口42定位在转动式锁舌40的中心附近。接纳轴的开口42构造成接纳一安装在外壳内的轴，诸如图1中的轴43。轴43安装在分别位于内壁24和22上的第一和第二套筒(未示出)内，这将在下文中作更详细描述。接纳轴的开口42基本上为圆形，其直径略大于轴43的直径。锁舌40的接纳轴的开口42配装在轴43上，允许锁舌40围绕轴转动。因此，轴承装置形成在锁舌40的开口42和轴43之间，当锁舌40转动时，轴43基本上保持静止不动。
[0035] 锁舌40在图1中显示为锁定位置。在锁定位置中，锁舌40的伸出部分44伸出到锁舌开口46之外。锁舌开口46是外壳12的顶壁14内的缺口，其通常在外壳铸造时形成。盖板1 5可具有窄的突缘(未示出)，其延伸到开口46边界或壁内并形成开口46的边界或壁。在操作中，锁舌40转动到开锁位置，在该开锁位置中，锁舌40的伸出部分44缩回到外壳12内。锁舌40在锁定位置和开锁位置之间运动将参照图2A和2B作更详细的描述。
[0036] 返回弹簧48从销50伸展到另一销52，该销50从底板13的内壁24向上延伸，该销52也从底板13的内壁24向上延伸并通过锁舌40的小开口54。弹簧48的张力逆时针方向偏置锁舌40，使锁舌40的伸出部分44处于锁定位置。
[0037] 门手柄具有通过保险箱门延伸到控制锁舌40运动的锁舌机件的轴(未示出)。将手柄枢转到开锁位置可操纵锁舌机件。锁舌机件的臂56与锁舌40的凸轮表面58接触。臂56向右移动可将锁舌40枢转到开锁位置。根据Uyeda的美国专利No.5,142,890，手柄可与暗码输入装置分开，或根据Gartner的题为“CombinationLock Handle(暗码锁手柄)”的专利申请号No.09/664,265，暗码输入装置可安装在手柄上。本文援引该两个专利以供参考。
[0038] 致动器60安装在外壳12内。可采用许多不同类型的致动器，包括但不局限于，电动机、转动螺线管、机电转动式装置，以及电磁转动式装置。为了举例说明，在本发明以下的描述中，致动器60将描述为转动螺线管。转动螺线管60安装在外壳12内的凹腔62中，该凹腔62由几个从底板13的内壁24向上延伸的壁形成。形成凹腔62的诸壁通常是形成外壳12的铸件的一部分。凸轮配合装置通过转动轴附连到转动螺线管60，该凸轮配合装置包括转动盘66、截面呈D形的突片构件(图2B中显示为68)，以及圆形压缩弹簧(图2B中显示为82)。突片构件68包括圆形部分70和平面部分72，而转动盘66包括突缘形的止动构件(图2B中显示为73)。突片构件68与锁舌40的匹配表面配合以帮助将锁舌固定在锁定位置。电路板(未示出)内的电路与上文所讨论过的暗码输入装置合作。当使用者输入正确的暗码时，电路发出信号给螺线管60，使螺线管盘66转动一预定量。其结果，盘66上的突片构件转动并与锁舌40脱开，而止动构件73同时地转动，被外壳12内铸造的配合表面止动，允许锁舌顺时针方向转动到开锁位置。
[0039] 图2A是锁10的立体图，锁舌40的一部分被切去，以显示转动螺线管60如何控制锁舌40的运动。盘66包括截面为“D形”的突片构件68，该突片构件包括一侧上的圆形部分70和相对侧上的平面部分72。盘66还包括止动构件73，该止动构件包括第一侧74和第二侧76，第一侧74配合处于锁定位置的盘凹腔80的外边缘，而第二侧76配合处于开锁位置的盘凹腔80的外边缘。锁舌40包括一匹配表面，该表面具有锁舌侧边缘内的接纳槽78。转动螺线管60使突片构件68在锁定位置和开锁位置之间转动，在锁定位置中，突片构件68的圆形部分70与锁舌40的接纳槽78配合，而在开锁位置中，圆形部分70在盘凹腔
80内转动。在开锁位置中，突片构件68的平面部分72邻近于锁舌40定位。因为突片构件68的平面部分72没有匹配表面，与锁舌40的接纳槽78不配合，所以，锁舌能够自由地从锁定位置转动到开锁位置。
[0040] 如图2A所示，锁舌40处于锁定位置中，锁舌40伸出到外壳12外面。如果使用者不能输入正确的暗码或企图不输入暗码来打开门，则D形突片构件68的圆形部分70保持与锁舌40的接纳槽78配合。转动手柄的企图致使锁舌40的接纳槽78前推抵靠在突片构件68的圆形部分70上。此外，止动构件73的第一侧74推靠在盘凹腔80的外边缘上，由此，阻止锁舌40转动。由于止动构件73的第一侧74与盘凹腔80接触，防擅自动用机构95阻止锁舌40进一步转动，即使有附加压力施加在手柄上也不行，这将在下文中作详细描述。然后，授权的使用者可重新输入正确的暗码。
[0041] 图2B是锁10的立体图，示出转动到开锁位置中的锁舌40。具体来说，在输入正确暗码之后，转动螺线管60转动突片构件68，使圆形部分70不再与锁舌40的半圆形边缘上的接纳槽78配合。相反，突片构件68转动而使突片构件68的平面部分72现邻近于接纳槽78。因为盘66和锁舌40之间不再干涉，所以，锁舌可如图2B所示地朝向开锁位置转动。在开锁位置中，锁舌40的伸出部分44转动而完全地进入外壳12内。
[0042] 当转动螺线管60将盘66转动到开锁位置时，突缘形的止动构件73相应地转动，使侧面76接触盘凹腔80的相对侧。因此，通过限制盘66的角向转动，止动构件73合适地将突片构件68定位在开锁(或锁定)位置。
[0043] 当锁舌40顺时针方向转向开锁位置时，返回弹簧48在销50和52之间伸展，形成一弹簧张力而沿逆时针方向推压锁舌40。因此，当使用者释放手柄(未示出)时，弹簧48偏置锁舌40返回到锁定位置。
[0044] 锁10还包括设置在盘66和转动螺线管60之间的圆形压缩弹簧82。圆形压缩弹簧82包括臂84，该臂搁置在靠近盘凹腔80边缘的外壳12内侧上。当盘66从锁定位置转到开锁位置时，弹簧82压缩，由此，正如本技术领域内的技术人员所知道的，压缩弹簧形成弹簧张力。压缩弹簧82将盘66偏置到锁定位置。因此，在螺线管60停止发射其信号之后，该信号允许锁舌40被上述机构开锁，盘66将自动地返回到锁定位置。
[0045] 图3A是锁10一部分的俯视图，示出本发明的第二方面。图3A显示处于锁定位置的锁舌40。如图3A中虚线所示，外壳12包括后套筒90，该后套筒90朝向锁舌40背侧定位并构造成接纳轴43。后套筒90呈细长形具有一小于长度尺寸L的宽度尺寸W。后套筒90还包括构造成接纳压缩弹簧94的槽92。压缩弹簧94的第一端推靠在槽92的背部。压缩弹簧94的第二端推靠在轴43的外表面上，将轴43定位在后套筒90内的正常操作位置内。在正常位置中，当突片构件68的圆形部分70与锁舌40内的接纳槽78脱开时，锁舌40转动而没有锁定位置和开锁位置之间的阻碍。
[0046] 如图1所示，盖板15的壁22包括与后套筒90镜面对称的套筒(未示出)。壁22内的套筒构造成接纳轴43的第二端并包括压缩弹簧，该弹簧推靠在轴43的外表面上，以将轴保持在套筒内的正常位置中。因此，轴43具有两个弹簧，它们将轴偏置在正常位置中。具有将轴43偏置在正常位置中的两个弹簧是有利的，因为两个弹簧保持该轴基本上笔直，并在轴43和锁舌40之间而不是在轴43和外壳12之间形成一轴承，这可延长锁的寿命周期。
[0047] 现参照图3B，根据本发明一实施例的锁10一部分的俯视图显示了处于开锁位置中的锁舌40。锁舌40围绕轴43顺时针转动，以使锁舌40的伸出部分44处置在外壳12内。当锁舌40围绕轴43转动时，由于压缩弹簧94的压缩力作用在轴43的外表面上，轴43在后套筒90内的位置保持相对恒定不变(即，轴43保持在“正常”位置)。因此，当锁舌40朝向开锁位置转动时，在定位在锁舌40和外壳12内的多个齿之间存在足够的间隙，以允许锁舌40在锁定位置和开锁位置之间自由地转动而没有阻碍。
[0048] 现参照图4，图中示出本发明的“防擅自动用”的机构95。尤其是，锁舌40包括多个齿96，它们构造成与定位在锁舌开口46附近的外壳12内的匹配齿98啮合。在一实施例中，齿96和齿98之间的间隙约在0.005英寸和0.015英寸之间。如果使用者企图强制使锁舌40进入打开位置，则力F通过锁舌机件的臂56施加在锁舌40上。因为尚未输入正确的暗码，所以，突片构件68的圆形部分70保持与锁舌40的接纳槽78接触。该力从手柄施加一作用在锁舌40上的顺时针转矩，该转矩又使一力作用在轴43上。作用在轴43上的力沿着后套筒90细长部分的方向，并移动对抗由压缩弹簧94产生的力。其结果，轴43使弹簧94压缩并朝向后套筒90的右侧移动。
[0049] 当使用者企图强制使锁舌40进入打开位置，锁舌40充分地右移，以使锁舌40的齿96与外壳12内的齿98啮合。齿98通常形成为铸造的黄铜外壳12的一部分，但本技术领域内的技术人员将会认识到齿也可用其它材料形成并附连到外壳12。此外，很显然的是，即使有人企图将薄片的垫片材料插入齿96和98之间内来“越过”防擅自动用机构，该垫片材料也会随着齿彼此啮合而变形。
[0050] 当锁舌齿96啮合外壳齿98时，可阻止锁舌40顺时针转动。如图4所示，锁舌40保持处于开锁位置中。当突片构件68的圆形部分70与接纳槽78配合时，这限制着锁舌40施加到盘66的突片构件68上的力。由此，锁舌40对盘66没有施加足够的力来剪切突片构件68且因此允许未授权地进入保险箱。企图用强力作用于锁的使用者不能转动锁舌40到打开位置，也不能致使锁舌机件撤回保险箱锁来达到进入保险箱目的。
[0051] 图5是锁10A的立体图，锁10A是锁10的一替代的实施例。类似的零件给出类似的附图标记。如图5所示，转动式锁舌40已经被直线式锁舌40A代替，直线式锁舌40A可在锁定位置和开锁位置之间滑动，在锁定位置中，伸出部分44A通过锁舌开口46A突出到外壳12A的外面，而在开锁位置中，该伸出部分44A滑入外壳12A内。
[0052] 锁舌40A的位置由转动螺线管60控制，它与以上的锁10所示和所描述的致动器相同。在锁定位置中，突片构件68的圆形部分70与位于锁舌40A底部边缘上的接纳槽配合。当转动螺线管60通电时，盘66转过预定量，使突片构件68的平面部分72现邻近于锁舌40A内的接纳槽。此时，锁舌40A能够自由地滑动通过外壳12A内的开口100。设置在弹簧固定装置102内的弹簧101在盖板15A的内壁22A和锁舌40A的顶侧之间延伸，并用于将锁舌40A保持在正常位置中，其中，锁舌可滑动通过开口100而没有阻碍。
[0053] 锁舌40A包括锁舌突缘103，该锁舌突缘103从锁舌大致垂直地朝向外壳盖板15A的内壁22A延伸。外壳盖板15A的内壁22A包括朝向底板13A的壁24A大致垂直地延伸的类似突缘104。如参照下面图所讨论的，突缘103和104构造成当使用者企图强制使锁舌40A进入开锁位置时彼此配合，从而限制锁舌的直线运动和阻止未授权地进入保险箱。
[0054] 现参照图6A，图中示出处于锁定位置的锁10A的锁舌40A的截面图。如图6A所示，锁舌40A包括位于底部边缘105A上的接纳槽78A。
[0055] 在锁定位置中，突片构件68的圆形部分70配合接纳槽78A。如果使用者不能输入正确的暗码或企图不输入暗码就打开门，则突片构件68的圆形部分70保持与锁舌40A的接纳槽78A配合。企图转动手柄(和锁舌40A)致使接纳槽78A推靠在突片构件68的圆形部分70上。此外，止动构件73的第一侧74推靠在盘凹腔80A的外边缘上，由此，阻止锁舌40A直线地移动到开锁位置。
[0056] 图6B是显示处于外壳12A内的开锁位置中的锁10A的锁舌40A的截面图。在开锁位置中，突片构件68转动而使平面部分72邻近于锁舌40A的底部边缘105A，从而允许锁舌的伸出部分44A在使用者转动门手柄时直线地滑入外壳12A内。
[0057] 图7是显示锁10A的“防擅自动用”方面的截面图。如果使用者企图强制使锁舌40A进入开锁位置，则他或她对锁舌施加一力。因为正确的暗码尚未输入，所以，突片构件
68的圆形部分70保持与锁舌40A的接纳槽78A配合。如果有足够的力施加到锁舌40A，则锁舌开始朝向开锁位置滑动。然而，当锁舌40A朝向开锁位置滑动时，突片构件68的圆形部分70起作接纳槽78A匹配表面的“斜坡表面”，致使锁舌40A沿向上方向朝向盖板15A的内壁22A上升，如角度A所示。
[0058] 如图7所示，锁舌突缘103接触盖板15A的内壁22A上的突缘104，由此，阻碍锁舌40A朝向开锁位置的任何进一步的运动。当突片构件68处于锁定位置时，这限制住锁舌40A施加到盘66的突片构件68上的力。由此，锁舌40A没有对盘66施加足够的力而剪切突片构件68且因此允许未授权地进入保险箱内。因此，个别地对锁施力不能强制使锁舌40A滑入开锁位置。
[0059] 图8是锁10B的立体图(盖板15B已移去)，其显示本发明阻挡装置的另一实施例，其中，类似零件给予类似的附图标记。如图8所示，直线式锁舌40B可在锁定位置和开锁位置之间滑动，在锁定位置中，伸出部分44B通过锁舌开口46B伸出到外壳12B之外，而在开锁位置中，伸出部分44B滑入外壳12B内。锁舌40B的位置也由转动螺线管60所控制。然而，与图7所示锁舌40A不同，锁舌40B不直接与盘66的突片构件68配合。相反，独立的阻挡构件110设置在盘66和锁舌40B之间。因此，本技术领域内的技术人员将会认识到，在不脱离本发明范围的前提下，突片构件68可配合各种阻挡装置，诸如锁舌40和40A或阻挡构件110。
[0060] 阻挡构件110包括位于底侧上的接纳槽，类似于上述的接纳槽78和78A。在锁定位置中，突片构件68的圆形部分70与阻挡构件110内的接纳槽(未示出)配合。阻挡构件110和锁舌40B也分别包括凸轮表面112和114。当阻挡构件110和锁舌40B处于其锁定位置时，如图8所示，凸轮表面112和114彼此接触。
[0061] 当转动螺线管60通电时，盘66转动一预定量，致使突片构件68的平面部分72现邻近于阻挡构件110底侧内的接纳槽。此时，使用者可转动门手柄将锁舌40B移动到开锁位置并打开保险箱的门。当使用者转动手柄打开门时，锁舌40B的凸轮表面114接触和推靠在阻挡构件110的凸轮表面112上。因为盘66的突片构件68不再处于锁定位置，所以，锁舌40B将力传递到阻挡构件110上，该力推动阻挡构件110朝向外壳12B的一侧18B(即，朝向开锁位置)。阻挡构件110的移动致使弹簧116压缩(该弹簧将阻挡构件110偏置到锁定位置)。第二弹簧118偶联到盖板15B的内壁22B，并将弹簧力施加到阻挡构件110的顶侧上，以帮助阻挡构件保持在正常位置中，在此位置中，阻挡构件在锁定位置和开锁位置之间滑动而无障碍。
[0062] 如图8所示，锁10B包括位于盖板15B的内壁22B上的防擅自动用块120，其朝向底板13B的内壁24B向下凸出并包括凹陷部分122。如参照下图所讨论的，防擅自动用块120的凹陷部分122设计成：当使用者企图强制使锁舌40B进入开锁位置时，该凹陷部分122与阻挡构件110配合。凹陷部分122限制了锁舌的直线运动，并防止通过配合阻挡构件110来未授权地进入保险箱内。
[0063] 现参照图9A，立体图中显示处于其锁定位置中的锁10B的锁舌40B和阻挡构件110。在锁定位置中，突片构件68的圆形部分70配合阻挡构件110底边缘内的接纳槽。如果使用者不能输入正确的暗码或企图不输入暗码来打开门，则突片构件68的圆形部分70保持与阻挡构件110的接纳槽配合。转动手柄(和由此缩回锁舌40B)的企图致使锁舌40B的凸轮表面114前推抵靠在阻挡构件110的凸轮表面112上。其结果，阻挡构件110内的接纳槽推靠在突片构件68的圆形部分70上，由此，阻止阻挡构件110滑动到开锁位置。因为阻挡构件110保持在锁定位置中，所以，锁舌40B不能直线地滑动到开锁位置，于是使用者不能打开门。
[0064] 图9B是锁10B的立体图，示出处于其开锁位置的锁舌40B和阻挡构件110。在开锁位置中，突片构件68转动而使平面部分72邻近于阻挡构件110的底边缘，因此在使用者转动门手柄时，允许锁舌40B推动阻挡构件110朝向外壳12B的一侧18B。
[0065] 当阻挡构件110朝向一侧18B滑动时，弹簧118推靠在阻挡构件110的顶侧上，由此，允许阻挡构件110滑动到防擅自动用块120的下面，于是，锁舌40B可移入开锁位置，此时，伸出部分44B缩回到外壳12B内。因此，如图9B所示，防擅自动用块120不干涉锁舌40B在锁定位置和开锁位置之间的正常运动。
[0066] 图10示出锁的“防擅自动用”方面的一替代实施例。如果使用者企图强制使锁舌40B进入开锁位置，则一力施加到锁舌40B上。因为正确的暗码尚未输入，所以，突片构件
68的圆形部分70保持与锁舌40B内的接纳槽配合。如果足够力施加到锁舌40B上，则锁舌开始朝向开锁位置滑动。其结果，锁舌40B的凸轮表面114推靠在阻挡构件110的凸轮表面112上，由此，强制阻挡构件110朝向防擅自动用块120。
[0067] 当阻挡构件110朝向防擅自动用块120滑动时，突片构件68的圆形部分70起作朝向阻挡构件110内接纳槽的匹配表面的“坡度表面”，致使阻挡构件沿向上方向上升。如图10所示，一旦足够力通过锁舌40B施加到阻挡构件110，则阻挡构件110上边缘124与防擅自动用块120的凹陷部分122配合，由此，阻碍锁舌40B朝向开锁位置的任何进一步的运动。这在突片构件68处于锁定位置时限制了阻挡构件110施加在盘66的突片构件68上的力。因此，阻挡构件110不会移动足够远而允许锁舌40B滑至开锁位置。因此，试图对锁施力的人不能强制将锁舌40B滑动到开锁位置而获得未准许的进入保险箱内。
[0068] 尽管参照优选实施例描述了本发明，但本技术领域内的技术人员将会认识到，可以在形式和细节上作出各种变化而不脱离本发明的精神和范围。
