快速变换锁及其变换方法转让专利
申请号 : CN200480019275.4
文献号 : CN1816674B
文献日 : 2010-11-10
发明人 : 罗德里克·A·赫德曼
申请人 : EZ改造锁具公司
摘要 :
本发明提供一种可变锁装配件，其适合不拆开锁而重置锁的钥匙。该装配件包括锁壳，其中有钻孔，并有锁芯可旋转地安装于该钻孔中。该锁芯包括纵轴和钥匙槽。该钥匙槽用于接收至少第一用户钥匙和第二用户钥匙。该锁进一步包括一变换部件，其可在该锁内的第一位置和第二位置之间移动。该变换部件只能回应该第二钥匙的操作而移动。因而，当该变换部件处于第一位置中时，该第一钥匙可开启该锁，而当该变换部件处于第二位置中时，该第一钥匙不能开启该锁。该锁装配件还可采用变换工具，当将变换工具插入变换槽时，可将变换球从第二位置移回第一位置。
权利要求 :
1.一种不必拆开锁即可重新配置成使用用户钥匙集合的不同钥匙来开启的可变锁装配件，其特征在于，它包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，所述钻孔具有一内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和所述钻孔表面相交；
b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均位于一平头弹子室内并可在所述平头弹子室内移动并且被压向所述钻孔表面；
c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并且可旋转地安装于所述钻孔内，以便在所述钻孔表面和所述锁芯周边的界面处形成一剪切线，所述锁芯还具有：
1)纵轴；
2)钥匙槽，其与所述周边相交并平行于所述纵轴并且配置成接收选自钥匙子集的钥匙，所述钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，所述第一钥匙具有第一轮廓边缘，其可开启处于第一锁组态中的所述锁但不能开启处于第二锁组态中的所述锁，所述第二钥匙具有第二轮廓边缘，其可开启处于所述第二锁组态中的所述锁但不能开启处于所述第一锁组态中的所述锁，其中所述第一轮廓边缘和所述第二轮廓边缘具有经不同配置的至少第一轮廓位置和第二轮廓位置；
3)复数个大体圆柱形的制栓室，其与所述周边和所述钥匙槽相交并且大体垂直于所述纵轴，当所述锁芯相对于所述锁壳处于第一旋转位置时，每一制栓室与一平头弹子室对齐，以便形成一弹子室；以及
4)复数个止动凹穴，其与所述周边相交，当所述锁芯相对于所述锁壳处于第二旋转位置时，每一止动凹穴与一对应的制栓室隔开并且与一对应的平头弹子室对齐；以及
5)变换工具槽，其平行于所述纵轴配置，从所述锁芯的正面延伸并与每一所述止动凹穴的一部分相交；
d)复数个制栓，每一制栓位于一制栓室内并且可在所述制栓室内移动；
e)复数个锁组态变换球，每一变换球与一弹子室相关联，每一变换球在所述弹子室内的平头弹子与制栓之间具有第一位置并在所述止动凹穴内具有第二位置，并且在将变换工具插入所述变换工具槽之后可从所述止动凹穴内的第二位置移走。
2.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，所述第一钥匙的第一轮廓位置为较低的位置，所述第一钥匙的第二轮廓位置为提升的位置，并且其中当所述锁配置成使用所述第一钥匙来开启时，会将对应于所述第一轮廓位置的第一变换球设置于其弹子室中，并将对应于所述第二轮廓位置的第二变换球设置于其止动凹穴中，其中所述第二钥匙的第一轮廓位置为提升的位置，所述第二钥匙的第二轮廓位置为较低的位置，其中当将所述第二钥匙插入所述钥匙槽时，设在对应于所述第二轮廓位置的弹子室中的平头弹子横跨所述剪切线，从而所述锁芯不能在所述锁壳中旋转，使得所述第二钥匙不能开启所述锁。
3.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，当一适用的钥匙置于所述钥匙槽中且所述锁芯处于所述第二旋转位置，并且所述变换工具位于所述变换工具槽内时，已将任何处于其第二位置的变换球移进其对应的平头弹子室中。
4.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，每一止动凹穴具有一开口，所述开口的尺寸小于所述平头弹子的直径，其中当所述锁芯处于其第二旋转位置时，所述平头弹子不能通过所述开口进入所述止动凹穴。
5.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，在开锁期间，所述变换工具远离所述锁。
6.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，可使用同一变换工具来重设所述锁，并针对所述钥匙子集中的任一钥匙重新配置所述锁。
7.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，还包括一编排钥匙，所述编排钥匙的一轮廓边缘配置成在所述编排钥匙插入所述钥匙槽时以及在所述编排钥匙开启所述锁时将制栓室中的任何变换球提升到所述剪切线之上，以在所述锁芯旋转到其第二旋转位置时将所述变换球移到其相应的止动凹穴中，在所述第二旋转位置中，所述锁可使用所述编排钥匙来开启，但不能使用所述用户钥匙来开启。
8.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，不能将所述锁配置成在所述变换工具设置于所述变换工具槽内时使用一用户钥匙来开启。
9.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，仅当所有所述的变换球都已设置于其相应的弹子室中时才可重新配置所述锁。
10.根据权利要求1所述的可变锁装配件，其特征在于，它还包括：复数个主垫片，当所述变换部件处于其第一位置时，所述主垫片设置于每一制栓弹子和所述变换部件之间，所述主垫片具有第一直径，所述止动凹穴具有第二直径，所述第一直径大于所述第二直径；以及一主钥匙，所述主钥匙的一轮廓边缘配置成将所述复数个主弹子提升到所述剪切线之上，其中在所述主弹子之上的任何变换球无法沉积到所述第二旋转位置中的所述止动凹穴中。
11.一种可变锁装配件，其特征在于，它包括：
a)锁壳，其中有一钻孔；
b)锁芯，其可旋转地安装于所述钻孔内，所述锁芯具有：
i)纵轴；
ii)第一通道，其平行于所述纵轴并配置成接收选自用户钥匙子集的钥匙，所述用户钥匙子集包括至少第一用户钥匙和第二用户钥匙，每一用户钥匙具有至少一轮廓位置；
iii)第二通道，其配置于所述锁芯中，用于接收变换工具，以及
c)至少一变换部件，其可在所述锁内于所述锁芯中的第一位置和所述锁芯中的第二位置之间移动，所述变换部件只回应将所述第二用户钥匙插入所述第一通道中的操作以及所述第二用户钥匙的操作所引起的锁芯旋转，而从所述第一位置移到所述第二位置，以将所述锁重新配置成使用所述第二用户钥匙来开启；
其中当所述变换部件处于所述第一位置中时，所述第一用户钥匙可开启所述锁，其中当所述变换部件处于所述第二位置中时，所述第一用户钥匙不能开启所述锁，并且其中所述第二通道和所述锁芯中所述第二位置的一部分相交。
12.根据权利要求11所述的锁装配件，其特征在于，当所述变换工具不在所述第二通道中时，所述变换部件可设置于所述止动凹穴中，当所述变换工具在所述第二通道中时，所述变换部件不能设置于所述止动凹穴中，其中当所述变换工具不在所述第二通道中时，所述变换部件可从所述第一位置移到所述第二位置，并且当所述变换工具在所述第二通道中时，所述变换部件会从所述止动凹穴移开。
13.根据权利要求12所述的锁装配件，其特征在于，它还包括一垫片，当所述变换部件处于所述第一位置时，所述垫片设置于所述锁中与所述变换部件相邻的位置，并且其中所述垫片具有第一直径，而所述止动凹穴具有第二直径，所述第一直径大于所述第二直径。
14.一种可变锁装配件，其特征在于，它包括：
a)锁壳，其中有一钻孔；
b)锁芯，其可旋转地安装于所述钻孔中，所述锁芯具有一纵轴，以及第一通道，其平行于所述纵轴并配置成接收选自用户钥匙子集的钥匙，所述用户钥匙子集包括至少第一用户钥匙、第二用户钥匙和第三用户钥匙，每一用户钥匙具有至少一轮廓位置；以及c)复数个变换部件，其包括至少第一变换部件和第二变换部件，每一变换部件可在所述锁内于所述锁芯中的第一位置和所述锁芯的止动凹穴中的第二位置之间移动，所述第一变换部件只回应将所述第二用户钥匙插入所述第一通道中的操作以及所述第二用户钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从所述第一位置移到所述第二位置，并且所述第二变换部件只回应将所述第三用户钥匙插入所述第一通道中的操作以及所述第三用户钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从其第一位置移到其第二位置；
其中当所述第一变换部件处于所述第一位置时，所述第一用户钥匙可开启所述锁，其中当所述第一变换部件处于所述第二位置并且所述第二变换部件处于所述第一位置时，所述第一用户钥匙不能开启所述锁，但所述第二用户钥匙可开启所述锁，并且其中当所述第一和第二变换部件处于其第二位置时，所述第一用户钥匙和所述第二用户钥匙都不能开启所述锁，但所述第三用户钥匙可开启所述锁。
15.根据权利要求14所述的锁装配件，其特征在于，所述复数个轮廓位置包括提升的轮廓位置和降低的轮廓位置，并且其中所述复数个轮廓位置中的两个轮廓位置为提升的轮廓位置，而其余所述轮廓位置则为降低的轮廓位置。
16.根据权利要求15所述的锁装配件，其特征在于，所述第一钥匙具有第一顶部边缘轮廓，并且所述第二钥匙具有第二顶部边缘轮廓，所述第一顶部边缘轮廓具有至少一降低的轮廓位置对应于所述第二顶部边缘轮廓的两个提升轮廓位置之一。
17.一种对锁进行重新编排的方法，其特征在于，所述方法包括：
a)提供一可调整的锁装配件，其包括：锁壳，其中有一钻孔，并且一锁芯可旋转地安装于所述钻孔内，所述锁芯具有一纵轴，所述锁芯还包括平行于所述纵轴的第一通道，所述第一锐孔用于接收选自钥匙子集的钥匙，并且至少第一和第二变换部件设置于所述锁芯的第一位置中，每一变换部件可在所述锁芯中的所述第一位置和第二位置之间移动；
b)提供一钥匙子集，所述钥匙子集包括至少第一用户钥匙、第二用户钥匙和第三用户钥匙，所述用户钥匙均包括不同的顶部轮廓，所述第一钥匙可用于开启所述锁；
c)将所述第二钥匙插入所述第一通道中；以及
d)只回应所述第二用户钥匙旋转所述锁芯的操作而将所述第一变换部件从所述第一位置移到所述第二位置，以使所述第一钥匙不能开启所述锁而所述第二用户钥匙可开启所述锁；
e)拔出所述第二用户钥匙并将所述第三用户钥匙插入所述第一通道中，以及
f)只回应所述第三用户钥匙旋转所述锁芯的操作而将所述第二变换部件从所述第一位置移到所述第二位置，以使所述第一和第二用户钥匙不能开启所述锁而所述第三用户钥匙可开启所述锁。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述锁芯还包括设置于所述锁芯中的第二通道，所述第二通道和复数个止动凹穴相交，所述止动凹穴用于接收处于所述第二位置中的变换部件，所述第二通道用于接收变换工具，并且其中所述方法还包括以下步骤：将所述变换工具插入所述第二通道以将所述变换部件从所述第二位置移走，在所述锁壳中旋转所述锁芯以将所述变换部件移到所述第一位置，随后从所述第二锐孔移除所述变换工具。
说明书 :
技术领域
本发明一般涉及圆筒锁，尤其涉及可编排的圆筒锁，可对该锁进行调整，以便可以插入与该锁原先适合的钥匙具有不同组态的钥匙来开锁。
背景技术
在企业、公寓大楼、酒店、学校等许多机构中，一般希望针对特定的机构定制锁。有两种一般的方法可以定制钥匙和锁。第一种方法包括重新配置锁中的平头弹子和制栓，使具有特定顶部边缘轮廓的钥匙可开启该机构的锁。第二种方法包括配置锁中的钥匙槽，以接纳其侧边上形成有独特纵向轮廓图案的钥匙。这些方法所产生的排他性旨在防止他人擅自进入机构。当涉及第二种方法所形成的钥匙和锁时，有一顶部边缘轮廓适合锁的钥匙尚不足以开启锁；该钥匙还必须包括适当的凹槽和/或脊的纵向轮廓。
一般而言，标准的、传统的锁包括锁壳，其中有圆柱形的钻孔。会将狭长的大体圆柱形的锁芯可旋转地安装于钻孔内。复数个圆柱形的小孔或洞穿过锁壳并可与锁芯中对应的圆柱形洞对齐。成对的平头弹子和制栓集合位于这些洞中(即平头弹子位于锁壳中的洞内，制栓位于锁芯中的洞内)，并且能够在锁芯和锁壳内移动，以便在主钥匙插入锁中时，锁芯可以相应地进行旋转。锁的配置和构造也会使这些平头弹子或制栓集合的一个或多个集合位于锁芯和锁壳之间的界面中，以便在错误的主钥匙或没有主钥匙插入锁中时防止锁芯和锁壳之间的相对旋转。然而，平头弹子和制栓集合、锁芯和锁壳的相对定位会使得插入正确的钥匙时，平头弹子大体上完全位于锁壳中的洞内，而制栓大体上完全位于锁芯中的洞内，因此可不受干扰地将锁芯旋转到开启位置。
许多锁或锁集包括两种类型的钥匙：承租人钥匙和主钥匙。一般而言，每一承租人钥匙只能开启锁的特定子集中的一锁，而主钥匙则可开启子集中的所有锁。随着时间过去，一把或多把承租人钥匙的失控可能会影响机构的安全性。例如，在公寓大楼、酒店或汽车旅馆中，客人或租户离开时可能会无意或有意地保留一把钥匙。发生这种情况时，以后的住户或承租人的人身和财产安全就得不到保障。因而，最好是可以方便快速地对锁进行重新编排，使之接纳一新的钥匙或钥匙集。
如果企业中有几位员工都有适合锁的钥匙，也会需要易于改动的锁。在这样的情况中，员工可能会被解雇或辞退，但保留了一把钥匙。而且，员工可能会丢失钥匙，这样上锁区域的安全性就会有疑问。在人身安全方面，也需要易于改动的锁。这种情况的一个例子是学校，在学校里，如果一名不良或危险分子破坏了学校的安全，教师和/或行政人员都会希望尽快改变教室门锁的组态，以保护教室内的学生并与走廊安全地隔开。
丢了钥匙或钥匙被不法占有时，一般的应对措施是改动和丢失的钥匙相配合的锁，使得需要一具有新的顶部边缘轮廓的钥匙才能和不同长度的制栓相对应。一般而言，不会改动钥匙槽内与钥匙侧的纵向轮廓相面对的纵向内壁的形状，因为这种改动的成本一般很大。
现有技术中有几种普遍知道的方法可以改变标准圆筒锁中的平头弹子和制栓的组态。这些方法中的一部分方法包括从锁上移除平头弹子和制栓，并换成一组不同的平头弹子和制栓。然而，上述改动锁的现有方法有许多缺点。首先，这些方法冗长乏味，并且耗时。第二，其一般需要锁匠。最后，其需要拆开和重装实际的锁结构，并要将锁从门上拆下来进行更换。
因而，最好是提供和构造一种允许快速改变平头弹子和制栓定位的锁，以接纳具有不同设计或组态的钥匙。而且，最好是提供一种能够改变适用钥匙的锁，而不用将锁芯从锁上拆下来，及/或以其他方式拆开锁结构。而且，最好是提供一种锁，它能够比现有技术中的锁更快地进行这种改动。
一般而言，标准的、传统的锁包括锁壳，其中有圆柱形的钻孔。会将狭长的大体圆柱形的锁芯可旋转地安装于钻孔内。复数个圆柱形的小孔或洞穿过锁壳并可与锁芯中对应的圆柱形洞对齐。成对的平头弹子和制栓集合位于这些洞中(即平头弹子位于锁壳中的洞内，制栓位于锁芯中的洞内)，并且能够在锁芯和锁壳内移动，以便在主钥匙插入锁中时，锁芯可以相应地进行旋转。锁的配置和构造也会使这些平头弹子或制栓集合的一个或多个集合位于锁芯和锁壳之间的界面中，以便在错误的主钥匙或没有主钥匙插入锁中时防止锁芯和锁壳之间的相对旋转。然而，平头弹子和制栓集合、锁芯和锁壳的相对定位会使得插入正确的钥匙时，平头弹子大体上完全位于锁壳中的洞内，而制栓大体上完全位于锁芯中的洞内，因此可不受干扰地将锁芯旋转到开启位置。
许多锁或锁集包括两种类型的钥匙：承租人钥匙和主钥匙。一般而言，每一承租人钥匙只能开启锁的特定子集中的一锁，而主钥匙则可开启子集中的所有锁。随着时间过去，一把或多把承租人钥匙的失控可能会影响机构的安全性。例如，在公寓大楼、酒店或汽车旅馆中，客人或租户离开时可能会无意或有意地保留一把钥匙。发生这种情况时，以后的住户或承租人的人身和财产安全就得不到保障。因而，最好是可以方便快速地对锁进行重新编排，使之接纳一新的钥匙或钥匙集。
如果企业中有几位员工都有适合锁的钥匙，也会需要易于改动的锁。在这样的情况中，员工可能会被解雇或辞退，但保留了一把钥匙。而且，员工可能会丢失钥匙，这样上锁区域的安全性就会有疑问。在人身安全方面，也需要易于改动的锁。这种情况的一个例子是学校，在学校里，如果一名不良或危险分子破坏了学校的安全，教师和/或行政人员都会希望尽快改变教室门锁的组态，以保护教室内的学生并与走廊安全地隔开。
丢了钥匙或钥匙被不法占有时，一般的应对措施是改动和丢失的钥匙相配合的锁，使得需要一具有新的顶部边缘轮廓的钥匙才能和不同长度的制栓相对应。一般而言，不会改动钥匙槽内与钥匙侧的纵向轮廓相面对的纵向内壁的形状，因为这种改动的成本一般很大。
现有技术中有几种普遍知道的方法可以改变标准圆筒锁中的平头弹子和制栓的组态。这些方法中的一部分方法包括从锁上移除平头弹子和制栓，并换成一组不同的平头弹子和制栓。然而，上述改动锁的现有方法有许多缺点。首先，这些方法冗长乏味，并且耗时。第二，其一般需要锁匠。最后，其需要拆开和重装实际的锁结构，并要将锁从门上拆下来进行更换。
因而，最好是提供和构造一种允许快速改变平头弹子和制栓定位的锁，以接纳具有不同设计或组态的钥匙。而且，最好是提供一种能够改变适用钥匙的锁，而不用将锁芯从锁上拆下来，及/或以其他方式拆开锁结构。而且，最好是提供一种锁，它能够比现有技术中的锁更快地进行这种改动。
发明内容
本发明涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其中有一钻孔；b)锁芯，其可旋转地安装于该钻孔内，该锁芯具有一纵轴以及平行于该纵轴的第一通道，该第一通道配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，每一钥匙具有至少一轮廓位置；以及c)变换部件，其可在该锁内于锁中的第一位置和锁芯中的第二位置之间移动，该变换部件可只回应第二钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从第一位置移到第二位置；其特征在于，当变换部件处于第一位置时，第一钥匙可开锁，而当变换部件处于第二位置时，第一钥匙不能开锁。
本发明还涉及一种不必拆开锁即可重新配置成使用一用户钥匙集合的不同钥匙来开锁的可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均位于一平头弹子室内并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和锁芯周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：纵轴；钥匙槽，其与该周边相交并平行于该纵轴，并且配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙具有第一轮廓边缘，其可开启处于第一锁组态中的锁但不能开启处于第二锁组态中的锁，该第二钥匙具有第二边缘轮廓，其可开启处于第二锁组态中的锁但不能开启处于第一锁组态中的锁，其特征在于，该第一轮廓边缘与该第二轮廓边缘具有经不同配置的至少第一轮廓位置和第二轮廓位置；复数个大体圆柱形的制栓室，其与该周边和钥匙槽相交并大体上垂直于该纵轴，当锁芯相对于锁壳处于第一旋转位置时，每一制栓室与一平头弹子室对齐，以便形成一弹子室；以及复数个止动凹穴，其与该周边相交，当锁芯相对于锁壳处于第二旋转位置时，每一止动凹穴与一对应的制栓室隔开并与一对应的平头弹子室对齐；以及一变换工具槽，其平行于纵轴配置、从锁芯的正面延伸并和每一止动凹穴的一部分相交；d)复数个制栓，每一制栓位于一制栓室内并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换球，每一变换球与一弹子室相关联，其在该弹子室内的平头弹子和制栓之间具有第一位置，并在止动凹穴内具有第二位置，并且在将变换工具插入变换工具槽中时可从止动凹穴内的第二位置移走。
本发明进一步涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其中有一钻孔；b)锁芯，其可旋转地安装于该钻孔内，该锁芯具有：i)纵轴；ii)第一通道，其平行于该纵轴，并配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，每一钥匙具有至少一轮廓位置；iii)第二通道，其配置于该锁芯中以接收一变换工具，以及c)变换部件，其可在该锁内于锁中的第一位置和锁芯中的第二位置之间移动，该变换部件只回应第二钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从第一位置移到第二位置；其特征在于，当变换部件处于第一位置时，第一钥匙可开锁，而当变换部件处于第二位置时，第一钥匙不能开锁。
本发明进一步涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其中有一钻孔；b)锁芯，其可旋转地安装于该钻孔中，该锁芯具有一纵轴，该锁芯进一步包括平行于该纵轴的第一通道，该第一通道用于接收至少第一钥匙和第二钥匙；以及c)弹子室的第一和第二子集，其特征在于，弹子室的第一子集中的每一弹子室均位于垂直于该纵轴的第一平面中，弹子室的第二子集中的每一弹子室均位于垂直于该纵轴的第二平面中，并且该第一平面和该第二平面不共面。
本发明还涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均由一平头弹子室接收并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：1)纵轴；2)钥匙槽，其平行于该纵轴配置并配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一和第二钥匙均有一边缘，其具有至少一经不同配置的轮廓位置；3)复数个大体圆柱形的制栓室，其与该周边和该钥匙槽相交并大体垂直于该纵轴，所述制栓室的数量等于平头弹子室并且当锁芯相对于锁壳处于第一位置时与所述平头弹子室对齐，以便形成弹子室，以至于当锁芯处于第一位置并且压迫至少一平头弹子与剪切线相交时，锁芯无法在锁壳内旋转；4)复数个止动凹穴，其和周边相交并与一对应的制栓室隔开，当锁芯相对于锁壳处于第二位置时，所述止动凹穴与一对应的平头弹子室对齐；d)复数个制栓，每一制栓由一制栓室接收并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换部件，至少有一变换部件位于每一弹子室内的一平头弹子和制栓之间，当将该第二钥匙插入该钥匙槽时，至少一所述变换部件回应该至少一轮廓位置，以便将该变换部件完全设置于该平头弹子室内，并且当锁芯从该第一位置旋转到该第二位置时可在该锁内移到所述止动凹穴之一；f)插入以下钥匙之后，锁芯可旋转：(1)当该一变换部件位于制栓室内时插入该第一钥匙；以及(2)当该变换部件位于该一止动凹穴中时插入该第二钥匙。
本发明还涉及一种对锁进行重新编排的方法，该方法包括：a)提供一可调整的锁装配件，其包括：一锁壳，其中有一钻孔，并且一锁芯可旋转地安装于该钻孔内，该锁芯具有一纵轴，该锁芯进一步包括平行于该纵轴的第一锐孔，该第一锐孔用于接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙；以及一变换部件，其可在该锁内于锁中的第一位置和锁芯中的第二位置之间移动，该变换部件可只回应该第二钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从该第一位置移到该第二位置，其特征在于，当该变换部件处于该第一位置时，该第一钥匙可开锁，而当该变换部件处于第二位置时，该第一钥匙不能开锁；b)提供一钥匙子集，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙和该第二钥匙均包括一顶部轮廓，该第二钥匙的顶部轮廓不同于该第一钥匙，该第一钥匙可用于开启该锁；c)将该第二钥匙插入该第一锐孔中；以及d)将该变换部件从该第一位置移到该第二位置，以使该第一钥匙不能用于开启该锁。
本发明还涉及一种通过加工标准锁锁芯来制作可变锁锁芯的方法，其包括以下步骤：a)提供具有钥匙槽、轴向中心线和圆周表面的标准锁锁芯，该标准锁芯进一步具有沿平行于该轴向中心线的第一线的复数个穿过该圆周表面的制栓室，其特征在于每一制栓室延伸进该钥匙槽并具有一中心线，该中心线与相邻的制栓室隔开第一距离；以及b)沿平行于该轴向中心线的第二线在该标准锁芯中加工复数个穿过该圆周表面的止动凹穴，其特征在于每一止动凹穴延伸进该锁芯的芯体，沿圆周表面以一弧角径向地偏离一对应的制栓室。
本发明还涉及一种加工可变锁锁芯的方法，其包括：a)提供具有钥匙槽、轴向中心线和圆周表面的芯体；b)沿平行于该轴向中心线的第一线加工复数个穿过该圆周表面的制栓室，其特征在于，每一制栓室延伸进该钥匙槽并具有一中心线，该中心线与相邻的制栓室隔开第一距离；c)沿平行该轴向中心线的第二线加工复数个穿过该圆周表面的止动凹穴，其特征在于，所述止动凹穴延伸进该芯体，并且每一止动凹穴沿该圆周表面以一弧角径向地偏离一对应的制栓室；以及d)沿该第二线加工一穿过该圆周表面的槽。
本发明还涉及一种锁套组，其包括：A)钥匙子集，其包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙具有第一轮廓边缘，其可开启处于第一锁组态中的锁但不能开启处于第二锁组态中的锁，该第二钥匙具有第二轮廓边缘，其可开启处于第二锁组态的锁但不能开启处于第一锁组态的锁，其特征在于，该第一轮廓边缘和该第二轮廓边缘具有经不同配置的至少第一轮廓位置和第二轮廓位置；B)变换工具；C)可变锁装配件，其可重新配置成使用不同的钥匙来开启，而不用拆开锁，该可变锁装配件包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均位于一平头弹子室内并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和锁芯周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：1)纵轴；2)钥匙槽，其与周边相交并平行于纵轴，并且配置成接收选自钥匙子集的钥匙；3)复数个大体圆柱形的制栓室，其与周边和钥匙槽相交，并大体垂直于纵轴，当锁芯相对于锁壳处于第一旋转位置时，每一制栓室与一平头弹子室对齐，以形成一弹子室；以及4)复数个和周边相交的止动凹穴，当锁芯相对于锁壳处于第二旋转位置时，每一止动凹穴与一对应的制栓室隔开并与一对应的平头弹子室对齐；以及5)变换工具槽，其平行于该纵轴配置，从锁芯的正面延伸并与每一止动凹穴的一部分相交；d)复数个制栓，每一制栓位于一制栓室内并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换球，每一变换球与一弹子室相关联，在该弹子室内的平头弹子和制栓之间具有第一位置，并在该止动凹穴内具有第二位置，并且在将该变换工具插入该变换工具槽中时可从该止动凹穴内的第二位置移走；D)使用说明书；以及E)用于确保钥匙、锁装配件、变换工具和使用说明书的安全的装置。
本发明解决了发明背景中所述的问题并消除了有关缺陷。本发明提供一种可调整或可变换的锁以及一种使用该锁的方法以对该锁进行重新编排，使之接纳具有不同于第一钥匙的顶部轮廓的第二钥匙，从而达到上述目的。本发明所提供的锁可快速改变平头弹子和制栓的定位，以便接纳具有不同设计或组态的一把或多把钥匙，而不用将锁芯从锁壳中拆下来，也不用拆开锁装配件。本发明提供一种能够改变适用钥匙的锁，而不用将锁芯从锁上拆下来或以其他方式拆开锁装配件。
本发明还涉及一种不必拆开锁即可重新配置成使用一用户钥匙集合的不同钥匙来开锁的可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均位于一平头弹子室内并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和锁芯周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：纵轴；钥匙槽，其与该周边相交并平行于该纵轴，并且配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙具有第一轮廓边缘，其可开启处于第一锁组态中的锁但不能开启处于第二锁组态中的锁，该第二钥匙具有第二边缘轮廓，其可开启处于第二锁组态中的锁但不能开启处于第一锁组态中的锁，其特征在于，该第一轮廓边缘与该第二轮廓边缘具有经不同配置的至少第一轮廓位置和第二轮廓位置；复数个大体圆柱形的制栓室，其与该周边和钥匙槽相交并大体上垂直于该纵轴，当锁芯相对于锁壳处于第一旋转位置时，每一制栓室与一平头弹子室对齐，以便形成一弹子室；以及复数个止动凹穴，其与该周边相交，当锁芯相对于锁壳处于第二旋转位置时，每一止动凹穴与一对应的制栓室隔开并与一对应的平头弹子室对齐；以及一变换工具槽，其平行于纵轴配置、从锁芯的正面延伸并和每一止动凹穴的一部分相交；d)复数个制栓，每一制栓位于一制栓室内并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换球，每一变换球与一弹子室相关联，其在该弹子室内的平头弹子和制栓之间具有第一位置，并在止动凹穴内具有第二位置，并且在将变换工具插入变换工具槽中时可从止动凹穴内的第二位置移走。
本发明进一步涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其中有一钻孔；b)锁芯，其可旋转地安装于该钻孔内，该锁芯具有：i)纵轴；ii)第一通道，其平行于该纵轴，并配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，每一钥匙具有至少一轮廓位置；iii)第二通道，其配置于该锁芯中以接收一变换工具，以及c)变换部件，其可在该锁内于锁中的第一位置和锁芯中的第二位置之间移动，该变换部件只回应第二钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从第一位置移到第二位置；其特征在于，当变换部件处于第一位置时，第一钥匙可开锁，而当变换部件处于第二位置时，第一钥匙不能开锁。
本发明进一步涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其中有一钻孔；b)锁芯，其可旋转地安装于该钻孔中，该锁芯具有一纵轴，该锁芯进一步包括平行于该纵轴的第一通道，该第一通道用于接收至少第一钥匙和第二钥匙；以及c)弹子室的第一和第二子集，其特征在于，弹子室的第一子集中的每一弹子室均位于垂直于该纵轴的第一平面中，弹子室的第二子集中的每一弹子室均位于垂直于该纵轴的第二平面中，并且该第一平面和该第二平面不共面。
本发明还涉及一种可变锁装配件，其包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均由一平头弹子室接收并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：1)纵轴；2)钥匙槽，其平行于该纵轴配置并配置成接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一和第二钥匙均有一边缘，其具有至少一经不同配置的轮廓位置；3)复数个大体圆柱形的制栓室，其与该周边和该钥匙槽相交并大体垂直于该纵轴，所述制栓室的数量等于平头弹子室并且当锁芯相对于锁壳处于第一位置时与所述平头弹子室对齐，以便形成弹子室，以至于当锁芯处于第一位置并且压迫至少一平头弹子与剪切线相交时，锁芯无法在锁壳内旋转；4)复数个止动凹穴，其和周边相交并与一对应的制栓室隔开，当锁芯相对于锁壳处于第二位置时，所述止动凹穴与一对应的平头弹子室对齐；d)复数个制栓，每一制栓由一制栓室接收并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换部件，至少有一变换部件位于每一弹子室内的一平头弹子和制栓之间，当将该第二钥匙插入该钥匙槽时，至少一所述变换部件回应该至少一轮廓位置，以便将该变换部件完全设置于该平头弹子室内，并且当锁芯从该第一位置旋转到该第二位置时可在该锁内移到所述止动凹穴之一；f)插入以下钥匙之后，锁芯可旋转：(1)当该一变换部件位于制栓室内时插入该第一钥匙；以及(2)当该变换部件位于该一止动凹穴中时插入该第二钥匙。
本发明还涉及一种对锁进行重新编排的方法，该方法包括：a)提供一可调整的锁装配件，其包括：一锁壳，其中有一钻孔，并且一锁芯可旋转地安装于该钻孔内，该锁芯具有一纵轴，该锁芯进一步包括平行于该纵轴的第一锐孔，该第一锐孔用于接收选自钥匙子集的钥匙，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙；以及一变换部件，其可在该锁内于锁中的第一位置和锁芯中的第二位置之间移动，该变换部件可只回应该第二钥匙的操作所引起的锁芯旋转而从该第一位置移到该第二位置，其特征在于，当该变换部件处于该第一位置时，该第一钥匙可开锁，而当该变换部件处于第二位置时，该第一钥匙不能开锁；b)提供一钥匙子集，该钥匙子集包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙和该第二钥匙均包括一顶部轮廓，该第二钥匙的顶部轮廓不同于该第一钥匙，该第一钥匙可用于开启该锁；c)将该第二钥匙插入该第一锐孔中；以及d)将该变换部件从该第一位置移到该第二位置，以使该第一钥匙不能用于开启该锁。
本发明还涉及一种通过加工标准锁锁芯来制作可变锁锁芯的方法，其包括以下步骤：a)提供具有钥匙槽、轴向中心线和圆周表面的标准锁锁芯，该标准锁芯进一步具有沿平行于该轴向中心线的第一线的复数个穿过该圆周表面的制栓室，其特征在于每一制栓室延伸进该钥匙槽并具有一中心线，该中心线与相邻的制栓室隔开第一距离；以及b)沿平行于该轴向中心线的第二线在该标准锁芯中加工复数个穿过该圆周表面的止动凹穴，其特征在于每一止动凹穴延伸进该锁芯的芯体，沿圆周表面以一弧角径向地偏离一对应的制栓室。
本发明还涉及一种加工可变锁锁芯的方法，其包括：a)提供具有钥匙槽、轴向中心线和圆周表面的芯体；b)沿平行于该轴向中心线的第一线加工复数个穿过该圆周表面的制栓室，其特征在于，每一制栓室延伸进该钥匙槽并具有一中心线，该中心线与相邻的制栓室隔开第一距离；c)沿平行该轴向中心线的第二线加工复数个穿过该圆周表面的止动凹穴，其特征在于，所述止动凹穴延伸进该芯体，并且每一止动凹穴沿该圆周表面以一弧角径向地偏离一对应的制栓室；以及d)沿该第二线加工一穿过该圆周表面的槽。
本发明还涉及一种锁套组，其包括：A)钥匙子集，其包括至少第一钥匙和第二钥匙，该第一钥匙具有第一轮廓边缘，其可开启处于第一锁组态中的锁但不能开启处于第二锁组态中的锁，该第二钥匙具有第二轮廓边缘，其可开启处于第二锁组态的锁但不能开启处于第一锁组态的锁，其特征在于，该第一轮廓边缘和该第二轮廓边缘具有经不同配置的至少第一轮廓位置和第二轮廓位置；B)变换工具；C)可变锁装配件，其可重新配置成使用不同的钥匙来开启，而不用拆开锁，该可变锁装配件包括：a)锁壳，其具有一大体圆柱形的钻孔，钻孔有内表面，并有复数个大体圆柱形的平头弹子室和钻孔表面相交；b)复数个大体圆柱形的平头弹子，每一平头弹子均位于一平头弹子室内并可在该平头弹子室内移动并且被压向钻孔表面；c)锁芯，该锁芯大体为圆柱形并可旋转地安装于该钻孔内，以在钻孔表面和锁芯周边的界面处形成一剪切线，该锁芯进一步具有：1)纵轴；2)钥匙槽，其与周边相交并平行于纵轴，并且配置成接收选自钥匙子集的钥匙；3)复数个大体圆柱形的制栓室，其与周边和钥匙槽相交，并大体垂直于纵轴，当锁芯相对于锁壳处于第一旋转位置时，每一制栓室与一平头弹子室对齐，以形成一弹子室；以及4)复数个和周边相交的止动凹穴，当锁芯相对于锁壳处于第二旋转位置时，每一止动凹穴与一对应的制栓室隔开并与一对应的平头弹子室对齐；以及5)变换工具槽，其平行于该纵轴配置，从锁芯的正面延伸并与每一止动凹穴的一部分相交；d)复数个制栓，每一制栓位于一制栓室内并可在该制栓室内移动；e)复数个锁组态变换球，每一变换球与一弹子室相关联，在该弹子室内的平头弹子和制栓之间具有第一位置，并在该止动凹穴内具有第二位置，并且在将该变换工具插入该变换工具槽中时可从该止动凹穴内的第二位置移走；D)使用说明书；以及E)用于确保钥匙、锁装配件、变换工具和使用说明书的安全的装置。
本发明解决了发明背景中所述的问题并消除了有关缺陷。本发明提供一种可调整或可变换的锁以及一种使用该锁的方法以对该锁进行重新编排，使之接纳具有不同于第一钥匙的顶部轮廓的第二钥匙，从而达到上述目的。本发明所提供的锁可快速改变平头弹子和制栓的定位，以便接纳具有不同设计或组态的一把或多把钥匙，而不用将锁芯从锁壳中拆下来，也不用拆开锁装配件。本发明提供一种能够改变适用钥匙的锁，而不用将锁芯从锁上拆下来或以其他方式拆开锁装配件。
附图说明
结合于本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明了本发明的实施例，并且和上文给出的本发明的一般说明以及下文给出的实施例的详细说明一起用于说明本发明的原理。
图1为本发明的锁装配件的一实施例的各组件的分解透视图。
图2A为本发明的锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一适用钥匙插入钥匙槽时的一系列变换部件和止动凹穴。
图2B为沿着图2A的线2B-2B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图3A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第二钥匙插入钥匙槽时的变换部件和止动凹穴的定位。
图3B为沿着图3A的线3B-3B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图4A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第二钥匙并顺时针旋转四分之一圈的情况。
图4B为沿着图4A的线4B-4B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图5A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙仍插在钥匙槽中时将锁芯旋转回起始位置的情况。
图5B为沿着图5A的线5B-5B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图6A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了插入钥匙槽中、现在不适用的第一钥匙。
图6B为沿着图6A的线6B-6B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图7A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第三钥匙插入钥匙槽时的变换部件和止动凹穴的定位。
图7B为沿着图7A的线7B-7B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图8A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第三钥匙并顺时针旋转四分之一圈的情况。
图8B为沿着图8A的线8B-8B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图9A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第三钥匙仍插在钥匙槽中时将锁芯旋转回起始位置的情况。
图9B为沿着图9A的线9B-9B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图1 0A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了插入钥匙槽中、现在不适用的第二钥匙。
图10B为沿着图10A的线10B-10B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图11A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第三钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图11B为沿着图11A的线11B-11B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图12A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到其起始位置并且第一钥匙插在钥匙槽中的情况，现在已从变换槽中移除了变换工具以再次使第一钥匙适用。
图12B为沿着图12A的线12B-12B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图13A为用于开启锁装配件的第四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13B为用于开启锁装配件的第五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13C为用于开启锁装配件的第六钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13D为用于开启锁装配件的第七钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图14A为锁装配件的一实施例的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中有一主钥匙插在钥匙槽中。
图14B为沿着图14A的线14B-14B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图15A为锁装配件的一实施例的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中锁芯已旋转四分之一圈并有一主钥匙插在钥匙槽中。
图15B为沿着图15A的线15B-15B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图16A为锁装配件的第二实施例，显示了锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一适用钥匙插入钥匙槽时的一系列变换部件和止动凹穴。
图16B为沿着图16A的线16B-16B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图17A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第一钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图17B为沿着图17A的线17B-17B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图18A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到起始位置、第二钥匙插在钥匙槽中并且变换工具仍插在变换槽中的情况。
图18B为沿着图18A的线18B-18B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图19A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图19B为沿着图19A的线19B-19B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图20A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯已旋转到起始位置、第二钥匙插在钥匙槽中并且变换工具已从变换槽中移除的情况。
图20B为沿着图20A的线20B-20B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图21A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙已从钥匙槽中拔出并且第一钥匙(现在不适用)插在钥匙槽中的情况。
图21B为沿着图21A的线21B-21B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图22A为用于开启锁装配件的第三钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22B为用于开启锁装配件的第四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22C为用于开启锁装配件的第五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22D为用于开启锁装配件的第六钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22E为用于开启锁装配件的第七钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22F为用于开启锁装配件的第八钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22G为用于开启锁装配件的第九钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22H为用于开启锁装配件的第十钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22J为用于开启锁装配件的第十一钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22K为用于开启锁装配件的第十二钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22L为用于开启锁装配件的第十三钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22M为用于开启锁装配件的第十四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22N为用于开启锁装配件的第十五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图23A为本发明的锁装配件的另一实施例的锁壳截面图和锁芯侧视图，进一步描述了处于一闭合位置中的记忆块以及插入钥匙槽中的适用的第一钥匙。
图23B为沿着图23A的线23B-23B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图24A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第一钥匙、锁芯已顺时针旋转四分之一圈、已插入变换工具并且记忆块已从止动凹穴移回的情况。
图24B为沿着图24A的线24B-24B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图25A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了锁芯已旋转回其起始位置、已插入第二钥匙并且变换工具已插入变换槽中从而开启记忆块的情况。
图25B为沿着图25A的线25B-25B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图26A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中第二钥匙和变换工具都已插入、记忆块已开启并且锁芯已旋转四分之一圈。
图26B为沿着图26A的线26B-26B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图27A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在锁芯中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具已从变换槽移除的情况。
图27B为沿着图27A的线27B-27B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图28A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯已旋转回其原始位置、变换工具已移除并且第二钥匙(现在适用)插在钥匙槽中的情况。
图28B为沿着图28A的线28B-28B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图29A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯处于原始位置、没有钥匙插入并且具有一系列径向制栓和变换部件的情况。
图29B为沿着图29A的线29B-29B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图30A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一钥匙插入钥匙槽时的径向制栓和变换部件的定位。
图30B为沿着图30A的线30B-30B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图31A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第一钥匙并逆时针旋转四分之一圈的情况。
图31B为沿着图31A的线31B-31B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图32A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了已插入第一钥匙、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图32B为沿着图32A的线32B-32B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图33A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转回起始位置、已拔出第一钥匙、变换工具仍插在变换槽中并且新的第二钥匙插在钥匙槽中的情况。
图33B为沿着图33A的线33B-33B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图34A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图34B为沿着图34A的线34B-34B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图35A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具已从变换槽移除的情况。
图35B为沿着图35A的线35B-35B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图36A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到其起始位置、第二钥匙仍插在钥匙槽中并且变换部件已重设为新的组态的情况。
图36B为沿着图36A的线36B-36B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图37为本发明的锁装配件的实施例的各组件的分解透视图，其具有两组弹子室用于容纳两组平头弹子/制栓堆栈。
图38为具有两组单独的弹子室和平头弹子/制栓堆栈的实施例的锁装配件的锁芯和锁壳的端部截面图。
图39A为具有适合本发明的锁的顶部边缘轮廓和纵向轮廓的钥匙的侧视透视图。
图39B为根据图39A的线39B-39B所作的钥匙的端视图。
图39C为沿图39A的线39C-39C所作的钥匙的截面图。
图40A为具有Y形状的钥匙的侧视透视图，此Y形状适合具有两组单独弹子室的锁芯的钥匙槽，该钥匙具有适合本发明的锁的顶部边缘轮廓和纵向轮廓。
图40B为根据图40A的线40B-40B所作的钥匙的端视图。
图40C为沿图40A的线40C-40C所作的钥匙的截面图。
图41A为具有防篡改弹子的本发明的锁的一实施例的锁壳截面图和锁芯侧视图。
图41B为沿着图41A的线41B-41B所作的锁壳和锁芯的截面图以及防篡改弹子的平面图。
图42为具有锁芯定位装置的本发明的锁装配件的一实施例的各组件的分解透视图。
图43A为具有锁芯定位装置的本发明的锁的一实施例的穿过图42的线43-43的锁芯和锁壳截面图，其中锁芯处于钥匙插入位置。
图43B为具有锁芯定位装置的本发明的锁的一实施例的穿过图42的线43-43的锁芯和锁壳截面图，其中锁芯处于锁编排位置。
图44A为处于初始位置的本发明的挂锁的一实施例的锁芯端视图，其中该挂锁具有带惰性凸轮(lazycam)的锁闩。
图44B为图44A的锁芯处于重新编排位置时的端视图。
图44C为图44A的锁芯处于第二开启位置时的端视图。
图1为本发明的锁装配件的一实施例的各组件的分解透视图。
图2A为本发明的锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一适用钥匙插入钥匙槽时的一系列变换部件和止动凹穴。
图2B为沿着图2A的线2B-2B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图3A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第二钥匙插入钥匙槽时的变换部件和止动凹穴的定位。
图3B为沿着图3A的线3B-3B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图4A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第二钥匙并顺时针旋转四分之一圈的情况。
图4B为沿着图4A的线4B-4B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图5A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙仍插在钥匙槽中时将锁芯旋转回起始位置的情况。
图5B为沿着图5A的线5B-5B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图6A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了插入钥匙槽中、现在不适用的第一钥匙。
图6B为沿着图6A的线6B-6B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图7A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第三钥匙插入钥匙槽时的变换部件和止动凹穴的定位。
图7B为沿着图7A的线7B-7B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图8A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第三钥匙并顺时针旋转四分之一圈的情况。
图8B为沿着图8A的线8B-8B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图9A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第三钥匙仍插在钥匙槽中时将锁芯旋转回起始位置的情况。
图9B为沿着图9A的线9B-9B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图1 0A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了插入钥匙槽中、现在不适用的第二钥匙。
图10B为沿着图10A的线10B-10B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图11A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第三钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图11B为沿着图11A的线11B-11B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图12A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到其起始位置并且第一钥匙插在钥匙槽中的情况，现在已从变换槽中移除了变换工具以再次使第一钥匙适用。
图12B为沿着图12A的线12B-12B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图13A为用于开启锁装配件的第四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13B为用于开启锁装配件的第五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13C为用于开启锁装配件的第六钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图13D为用于开启锁装配件的第七钥匙的透视侧视图，描述了用于提升锁装配件的某些变换部件的顶部轮廓。
图14A为锁装配件的一实施例的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中有一主钥匙插在钥匙槽中。
图14B为沿着图14A的线14B-14B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图15A为锁装配件的一实施例的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中锁芯已旋转四分之一圈并有一主钥匙插在钥匙槽中。
图15B为沿着图15A的线15B-15B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图16A为锁装配件的第二实施例，显示了锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一适用钥匙插入钥匙槽时的一系列变换部件和止动凹穴。
图16B为沿着图16A的线16B-16B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图17A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第一钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图17B为沿着图17A的线17B-17B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图18A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到起始位置、第二钥匙插在钥匙槽中并且变换工具仍插在变换槽中的情况。
图18B为沿着图18A的线18B-18B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图19A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图19B为沿着图19A的线19B-19B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图20A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯已旋转到起始位置、第二钥匙插在钥匙槽中并且变换工具已从变换槽中移除的情况。
图20B为沿着图20A的线20B-20B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图21A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙已从钥匙槽中拔出并且第一钥匙(现在不适用)插在钥匙槽中的情况。
图21B为沿着图21A的线21B-21B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图22A为用于开启锁装配件的第三钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22B为用于开启锁装配件的第四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22C为用于开启锁装配件的第五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22D为用于开启锁装配件的第六钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22E为用于开启锁装配件的第七钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22F为用于开启锁装配件的第八钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22G为用于开启锁装配件的第九钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22H为用于开启锁装配件的第十钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22J为用于开启锁装配件的第十一钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22K为用于开启锁装配件的第十二钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22L为用于开启锁装配件的第十三钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22M为用于开启锁装配件的第十四钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图22N为用于开启锁装配件的第十五钥匙的透视侧视图，描述了用于提升某些变换部件的顶部轮廓。
图23A为本发明的锁装配件的另一实施例的锁壳截面图和锁芯侧视图，进一步描述了处于一闭合位置中的记忆块以及插入钥匙槽中的适用的第一钥匙。
图23B为沿着图23A的线23B-23B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图24A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第一钥匙、锁芯已顺时针旋转四分之一圈、已插入变换工具并且记忆块已从止动凹穴移回的情况。
图24B为沿着图24A的线24B-24B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图25A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了锁芯已旋转回其起始位置、已插入第二钥匙并且变换工具已插入变换槽中从而开启记忆块的情况。
图25B为沿着图25A的线25B-25B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图26A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，其中第二钥匙和变换工具都已插入、记忆块已开启并且锁芯已旋转四分之一圈。
图26B为沿着图26A的线26B-26B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图27A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在锁芯中、锁芯旋转了四分之一圈并且变换工具已从变换槽移除的情况。
图27B为沿着图27A的线27B-27B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图28A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯已旋转回其原始位置、变换工具已移除并且第二钥匙(现在适用)插在钥匙槽中的情况。
图28B为沿着图28A的线28B-28B所作的锁壳和锁芯的截面图。
图29A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯处于原始位置、没有钥匙插入并且具有一系列径向制栓和变换部件的情况。
图29B为沿着图29A的线29B-29B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图30A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了将第一钥匙插入钥匙槽时的径向制栓和变换部件的定位。
图30B为沿着图30A的线30B-30B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图31A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，描述了已插入第一钥匙并逆时针旋转四分之一圈的情况。
图31B为沿着图31A的线31B-31B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图32A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了已插入第一钥匙、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图32B为沿着图32A的线32B-32B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图33A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转回起始位置、已拔出第一钥匙、变换工具仍插在变换槽中并且新的第二钥匙插在钥匙槽中的情况。
图33B为沿着图33A的线33B-33B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图34A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具插在变换槽中的情况。
图34B为沿着图34A的线34B-34B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图35A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了第二钥匙插在钥匙槽中、锁芯已逆时针旋转四分之一圈并且变换工具已从变换槽移除的情况。
图35B为沿着图35A的线35B-35B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图36A为锁装配件的锁壳的截面图和锁芯的侧视图，显示了锁芯旋转到其起始位置、第二钥匙仍插在钥匙槽中并且变换部件已重设为新的组态的情况。
图36B为沿着图36A的线36B-36B所作的锁壳和锁芯的截面图以及径向制栓的平面图。
图37为本发明的锁装配件的实施例的各组件的分解透视图，其具有两组弹子室用于容纳两组平头弹子/制栓堆栈。
图38为具有两组单独的弹子室和平头弹子/制栓堆栈的实施例的锁装配件的锁芯和锁壳的端部截面图。
图39A为具有适合本发明的锁的顶部边缘轮廓和纵向轮廓的钥匙的侧视透视图。
图39B为根据图39A的线39B-39B所作的钥匙的端视图。
图39C为沿图39A的线39C-39C所作的钥匙的截面图。
图40A为具有Y形状的钥匙的侧视透视图，此Y形状适合具有两组单独弹子室的锁芯的钥匙槽，该钥匙具有适合本发明的锁的顶部边缘轮廓和纵向轮廓。
图40B为根据图40A的线40B-40B所作的钥匙的端视图。
图40C为沿图40A的线40C-40C所作的钥匙的截面图。
图41A为具有防篡改弹子的本发明的锁的一实施例的锁壳截面图和锁芯侧视图。
图41B为沿着图41A的线41B-41B所作的锁壳和锁芯的截面图以及防篡改弹子的平面图。
图42为具有锁芯定位装置的本发明的锁装配件的一实施例的各组件的分解透视图。
图43A为具有锁芯定位装置的本发明的锁的一实施例的穿过图42的线43-43的锁芯和锁壳截面图，其中锁芯处于钥匙插入位置。
图43B为具有锁芯定位装置的本发明的锁的一实施例的穿过图42的线43-43的锁芯和锁壳截面图，其中锁芯处于锁编排位置。
图44A为处于初始位置的本发明的挂锁的一实施例的锁芯端视图，其中该挂锁具有带惰性凸轮(lazycam)的锁闩。
图44B为图44A的锁芯处于重新编排位置时的端视图。
图44C为图44A的锁芯处于第二开启位置时的端视图。
具体实施方式
该锁包括一锁壳，有一钻孔穿过该锁壳，并有一锁芯可旋转地安装于该钻孔内。该锁芯具有一纵轴，以及平行于该纵轴的第一锐孔或通道，用于提供一钥匙槽以接收一钥匙。锁芯和锁壳还各包括复数组成对的沿径向延伸的小孔或洞，这些小孔或洞分别用于接收锁的平头弹子和制栓。锁壳中的这些沿径向延伸的洞形成平头弹子室。锁芯中的这些沿径向延伸的洞形成制栓室。当锁处于第一位置(在该位置中，平头弹子和制栓可以沿(图中的)垂直方向移动)时，锁芯的垂直小孔与锁壳的垂直小孔对齐。在此第一锁位置或第一旋转位置中，制栓室与相应的平头弹子室对齐，所产生的每对延长的小孔或洞形成弹子室。平头弹子和制栓可在该组对齐的弹子室内移动。该锁还可包括一变换部件，例如，采用滚珠轴承形式的变换球，它设置在弹子室内作为成对的平头弹子/制栓堆栈或集合的一部分，或者也可以设置在锁芯中或与锁芯相关联的一单独止动凹进处或凹穴内。此变换部件的尺寸可小于平头弹子/制栓堆栈或集合的其他部件的尺寸。通过在弹子室和止动凹穴的一个或多个之间移动变换部件，可更改平头弹子/制栓组态，使锁接纳具有不同顶部轮廓的第二钥匙并使用该第二钥匙开启，但不能用原先适用的第一钥匙来开启。
对于本发明的锁，可提供一钥匙子集，每一钥匙配置成该锁的适用钥匙。在本发明的一实施例中，当操作员依次使用特定锁的钥匙子集中的每一钥匙时，至少一额外的变换部件从弹子室中移出并进入止动凹穴内。发生这种情况时，钥匙子集中任何配置成移动少于已位移的变换部件的当前数量及组态的钥匙将不能再开启该锁。使用钥匙子集中任何配置成移动多于已位移的变换部件的数量及组态的钥匙可位移至少一额外的变换部件，因而改变锁的平头弹子/制栓组态，使之匹配新的钥匙。例如，如果锁包括六个平头弹子/制栓堆栈或集合，则一适用钥匙子集中最多可以有七把钥匙，每一连续的钥匙比前一钥匙多位移至少一变换部件。因而，每一钥匙的顶部轮廓几乎与该集合中的前一钥匙相同，但是提升了至少一额外的轮廓位置，这一点将会在下文中详细解释。因而，本发明的锁的此实施例不必使用变换工具即可重新配置平头弹子/制栓堆栈或集合，从而只需使用钥匙子集中的一新钥匙，即可快速、自动地重置钥匙。
一旦已将所有的变换部件位移进止动凹穴，因而达到钥匙集合的结尾，即可使用变换工具将锁重新设置到集合中的第一钥匙。为了实施这一变换，该锁芯包括第二锐孔或通道以提供一变换槽，其沿平行于锁芯纵轴的方向配置于锁芯中，并与每一止动凹穴相交。当止动凹穴在一平面中与锁壳的平头弹子室对齐，并且将变换工具插入变换槽中时，止动凹穴中的任何变换部件将从那里移到平头弹子室中，因而使变换部件返回平头弹子/制栓堆栈，并将锁重新设置为使用钥匙集合中一后来插入的钥匙进行开启。
使用本发明的锁的此实施例的方法包括将编排好用来开锁的第一钥匙插入锁的钥匙槽中。然后可使用此钥匙在锁的锁壳内旋转锁芯。接着，从纵向槽中拔出第一钥匙。然后插入第二钥匙，其顶部边缘轮廓不同于第一钥匙，但与第一钥匙互补。第二钥匙与第一钥匙的互补之处在于，第一钥匙的每一提升轮廓位置可在第二钥匙上找到。而不同之处在于，第二钥匙具有第一钥匙所没有的至少一额外的提升轮廓位置或部位；除了这一点，第二钥匙的顶部边缘轮廓匹配第一钥匙的顶部边缘轮廓。发生这种情况时，会将与该提升轮廓位置相关联的平头弹子/制栓堆栈顶起来，以将该平头弹子/制栓堆栈的变换部件提升到锁的剪切线之上，并设置于锁壳的相应平头弹子室中。当通过旋转第二钥匙使锁芯旋转时，止动凹穴将与锁壳的相应平头弹子室对齐。发生这种情况时，相应平头弹子室中的平头弹子上所设置或放置的弹簧或其他偏压机构的力迫使任何被提升到锁的剪切线之上的变换部件向下进入对应的止动凹穴。当第二钥匙和锁芯旋转回原先的位置时，额外的变换部件偏离锁芯的制栓室而位于止动凹穴中，从而已将锁重新设置为使用第二钥匙来开启。由于第一钥匙无法将现在进行了额外改变的平头弹子/制栓堆栈顶到足以使锁芯旋转的程度，因此第一钥匙现在不适用。
本发明的替代实施例可包括一实施例，其中对于锁的平头弹子和制栓的每一次重新配置，都使用变换工具。此实施例可增加一特定钥匙集合中的钥匙数量，因为依次使用一组钥匙时，可以不经由平头弹子室将变换部件从制栓室移至止动凹穴中，而是在制栓室与止动凹穴之间来回移动变换部件。本发明的此实施例还可包括具有至少两个提升轮廓位置的钥匙，其可防止锁发生自动变换。然而，可为钥匙集合提供更多的钥匙。例如，通过在总共六个轮廓位置上错列两个提升的轮廓位置，可获得15种不同的钥匙组合。同样，在总共六个轮廓位置上具有四个提升轮廓位置的钥匙子集提供15种不同的钥匙组合。
本发明的另一替代实施例可包括一记忆块(memory block)，它设置于锁的锁芯中，并与变换槽和止动凹穴的开口相交。此记忆块通过部分地阻挡止动凹穴的开口，可防止不同的钥匙以未经许可的方式插入锁中。因而，被提升到剪切线以上的任何变换部件当其旋转到与平头弹子室对齐时无法穿过开口进入止动凹穴，除非经许可的用户插入变换工具将记忆块从变换槽移开，才能将每一止动凹穴的开口的整个宽度暴露，以接收变换部件。
另一替代实施例可包括至少一径向制栓，它设置于锁芯中的径向延伸槽中。径向槽设置于从锁芯的纵轴向外沿径向延伸的锁芯侧壁中或与该侧壁相关联。这些径向制栓可包括切口，用于接纳设置于锁的锁壳与锁芯之间的侧杆。此侧杆和径向制栓组态使锁更加安全，因为用户的钥匙不仅要有适当的顶部边缘轮廓，而且需要有适当的纵向轮廓，才能将径向制栓移至适当的位置以使侧杆可从锁壳向内移进锁芯，从而使锁芯可旋转以开锁。
如上所述重新配置本发明的锁的方法可用于重新配置平头弹子和制栓，以便改变可正确开锁的承租人钥匙。该方法包括在将经许可的或适用的用户钥匙插入锁中时使用变换工具，重新设置锁以使钥匙子集中的另一用户钥匙成为适用的用户钥匙。
本发明的另一实施例提供可正确开锁的主钥匙，而不必重新设定平头弹子和制栓的配置。具体而言，在一实施例中，此替代实施例包括至少一主垫片或弹子，最好在锁芯的每一制栓室中都设置至少一主垫片。这些主垫片设置于直接在变换部件下面的平头弹子/制栓堆栈中。主垫片的尺寸均大于变换部件，而且也大于止动凹穴的开口。因而，当将主钥匙插入锁芯的钥匙槽时，会提升所有的平头弹子/制栓堆栈，使底部的制栓位于剪切线之下以及锁芯的制栓室内，而每一主垫片则直接位于锁的剪切线之上以及锁壳的平头弹子室中。当在锁中旋转锁芯以使止动凹穴与锁壳的平头弹子室对齐时，主垫片因其尺寸较大而不会通过开口掉入止动凹穴中。主垫片也会防止任何变换部件移进止动凹穴，因为主垫片设在止动凹穴和平头弹子室的任何变换部件之间，并且将阻挡止动凹穴的开口(变换部件可能通过该开口进入止动凹穴)。因此，变换部件没有路径可以进入止动凹穴。这样一来，可以使用主钥匙开启特定设施系统中的任何锁，而不必重新配置锁的平头弹子/制栓堆栈。在包括记忆块的本发明的一实施例中，平头弹子/制栓堆栈不必包括主垫片，因为可通过记忆块防止变换部件进入止动凹穴。
参考图1，锁10的一实施例包括锁壳12，有一大体圆柱形的钻孔14穿过锁壳12，用于接收大体圆柱形的锁芯16。锁芯16的周边尺寸使其可在锁壳12内旋转。该锁的锁壳和锁芯包括垂直的小孔，小孔内设有平头弹子和制栓。锁壳12具有复数个大体圆柱形的平头弹子室40，其与钻孔的内表面相交，而锁芯16则具有复数个对应的大体圆柱形的制栓室42。当锁壳的平头弹子室40和锁芯的制栓室42对齐时，便形成了复数个弹子室18。每个弹子室18中均设有复数个大体圆柱形的平头弹子20以及复数个大体铅笔形的制栓22，由圆柱形主体和锥形端所组成。制栓22位于制栓室42中，使锥形端延伸进锁芯16的第一通道(其采用钥匙槽24的形式)。平头弹子20位于弹子室18内对应制栓22上面的位置，并且可在弹子室18内移动。在每一平头弹子室40内，均有一采用平头弹子弹簧26形式的偏压装置，位于矩形顶板28(其可移除地固定或附着于锁壳12上)与相应的平头弹子20之间，以便向下偏压或压迫成对的平头弹子20和制栓22堆栈，使得在没有钥匙插入钥匙槽24时，制栓22的锥形端伸入钥匙槽24。平头弹子弹簧26一般为回火不锈钢，以防止材料在多次压缩和拉伸之后变形。较佳地，弹簧材料由线径大约为008的非金属不锈钢丝制成，并且可从美国肯塔基州Wilder的W.B.Jones Spring公司以零件号C108x008x520获得。一般而言，平头弹子室40和制栓室42具有大体圆形的截面。
图2A显示了锁壳12的截面图以及置于锁壳内的平头弹子20和锁芯16的平面图。图2B为穿过图2A的线2B-2B所作的锁的截面图，其以截面图的形式显示了锁芯16和锁壳12，并且以平面图的形式显示了五金构件(平头弹子20、偏压装置26、变换部件56、主垫片60和制栓22)。为了有助于理解本发明，图2A中(以及后面类似的图中)所示的止动凹穴58和变换槽88已从锁芯16的纵向中心线54移开(参见图2B)，以便可以观察到虚线所示的制栓22和钥匙30的轮廓位置68、70、72、74、76和78。
在图2A和2B中，当将用户钥匙子集中的第一钥匙30插入钥匙槽24时，会将成对的制栓22和平头弹子20的堆栈提升到与钥匙的顶部边缘轮廓32相一致的高度。如果已插入正确的(或适用的)钥匙，则相应平头弹子20的下端34或相应制栓22的上端36会沿着锁10的剪切线38设置。剪切线38位于锁芯16的外圆周或周边与钻孔14的内表面相面对或对置的界面处。因而，正确的或适用的钥匙将提升相应的制栓22和平头弹子20，以使锁芯16可在锁壳12内旋转。当锁芯16旋转时，各平头弹子20将大体上完全处于锁壳12的相应平头弹子室40内，而各制栓22则将大体上完全处于锁芯16的相应制栓室42内。第一钥匙30可具有一纵向轮廓44(其至少沿钥匙的一侧配置)和一顶部边缘轮廓32。或者，可在钥匙的两侧都配置纵向轮廓44。
更明确地说，如图1所示，图示实施例的锁10的锁体46为大体圆柱形组态，其一端具有大体圆形的凸缘48，用于邻接可装锁10的门或其他部件。锁体46的一部分可在与凸缘48相反的一端附近具有螺纹(未显示)，以允许将锁10固定到需要上锁的物体(未显示)上。钻孔14围绕纵轴50并沿纵轴50形成于锁壳12中并穿过锁壳12，而且通过锁壳12的两端。图示实施例的锁芯16包括圆柱形的芯体52，其配置成使得在组装好的锁10中，锁芯16的周边与锁10的钻孔14的表面相面对或对置，其中钻孔14的纵轴50和锁芯16的纵轴54实质上同轴。锁芯16上从锁壳12延伸的锁闩端15可具有螺纹67，这样可以将配合的锁紧螺母(未显示)拧紧，以将锁芯16固定于锁壳12的钻孔14内。可将锁闩部件(未显示)固定于锁芯16的锁闩端15上，以啮合凹进处或锁舌(也未显示)，从而将装锁10的物体锁上。
当将锁壳的相应平头弹子室40和锁芯的制栓室42对齐时，便形成了复数个弹子室18，其从锁芯的钥匙槽24延伸至锁壳的顶端并穿过锁壳的顶端。弹子室18以大体上垂直于锁芯16的纵轴54的方式延伸。弹子室18中以制栓室42表示的部分与钻孔14相交并穿过锁芯16的一部分与钥匙槽24相交，而弹子室18中以平头弹子室40表示的部分则延伸进锁10的锁壳12中并穿过锁壳12。因而，各弹子室18的平头弹子室40部分与锁壳12及钻孔14相交，而各弹子室18的制栓室部分42则与锁芯16的周边和钥匙槽24相交。顶板28和各平头弹子20之间的平头弹子弹簧26的偏压作用使各平头弹子室40内的平头弹子20一般被压向钻孔14。当没有钥匙插入钥匙槽24时，平头弹子弹簧26的力可使各平头弹子20的至少一部分伸入锁芯内的弹子室18的制栓室42部分。
当锁芯16处于图2A和2B所示的初始或第一位置并且尚未旋转时，各制栓室42与相应的平头弹子室40轴向对齐。由于相应平头弹子20和平头弹子弹簧26的组合所产生的偏压或压迫力，制栓室42内的每一制栓22的一部分可延伸进钥匙槽24。另外，各制栓22的上端36可接触并啮合各平头弹子20的下端34。虽然本发明的锁10的图示实施例被描述为具有特定数量或复数个成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合，但锁10的替代实施例可包括一对平头弹子20和制栓22，或是多对平头弹子20和制栓22并且各对数量少于或多于图示实施例所述者。
本发明的锁10还包括一锁组态变换部件56，如图示的实施例，其可采用大体球形的变换部件或变换球的形式，例如滚珠轴承。所配置的变换部件56设置于弹子室18内，并且整合为每一成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合的一部分。或者，变换部件56可设置于锁芯16中所配置或与锁芯16相关联的单独止动凹穴58内。每一变换部件56均可移动，使其可从弹子室18中(更明确地说是在制栓室42中)的第一位置位移到相应止动凹穴58内的第二位置。相反，变换部件56可从止动凹穴58内的第二位置位移到弹子室18中的第一位置。通过在一个或多个弹子室18与相应的止动凹穴58之间移动变换部件56，可更改成对的平头弹子20和制栓22的一个或多个堆栈或集合，以接纳具有不同顶部轮廓32的钥匙并使其适用。因而，当变换部件56处于第一位置时，它可以整合为成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合的一部分。在具有变换部件56的平头弹子/制栓堆栈中，当变换部件56设置于平头弹子20与制栓22之间时，平头弹子20和制栓22均可接触和啮合变换部件56的相应侧。在已将变换部件56位移到第二位置的平头弹子/制栓堆栈中，平头弹子20和制栓22可相互接触和啮合。或者，如下文更详细地解释，平头弹子/制栓堆栈可包括大体圆形的主垫片60，其设置于相应堆栈或集合的平头弹子20、制栓22和变换部件56之间。本发明的锁10可具有一可开启该特定锁的钥匙子集，并且可用于位移一个或多个变换部件56，这一点会在下文中详细说明。
每一止动凹穴58均有一圆形截面开口，用于接收变换部件56。一般而言，变换部件56的直径小于(更一般而言，仅略微小于)止动凹穴58的截面。变换部件56的球形形状允许在锁的凹穴58和平头弹子/制栓室40和42内进行滚动，并且不论其定向如何，都具有相同的投影截面形状。而且，变换部件56的球形形状不具有可妨碍其自由运动的角落或边缘。在本发明的锁中可使用桶形或圆柱形变换部件，尽管它可能会在室内倾斜或翻滚，并且会增加留在室内并堵塞锁的可能性。基于说明本发明的后续实施例的目的，变换部件56下称变换球56。
现在参考图2A至13D，说明本发明的锁10的第一实施例。本发明的此图示实施例使操作员可改变使用第一用户钥匙30开启的锁的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，以接纳第二用户钥匙62并使第二用户钥匙62适用，且使第一钥匙30不适用，而不必使用变换工具64(参见图1)。因而，使用第二钥匙62改变锁10中的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，以便排除第一钥匙30的使用，而不必移除和拆卸锁本身。可提供一用户钥匙子集，其中使用每一后续的适用钥匙可重新配置锁10或重置锁10的钥匙，以使任何先前的适用钥匙不能开锁10。这一过程可由每一钥匙的不同顶部边缘轮廓32决定。当操作员依次使用一特定锁10的钥匙子集中的每一钥匙时，至少一额外的变换球56从其中一个弹子室18位移进相应的止动凹穴58。发生这种情况时，钥匙子集中任何配置成位移少于已位移的变换球56的当前数量及组态的钥匙将不能再开锁10。使用该子集中任何配置成比已位移的变换球56的当前数量及组态多位移一个或多个额外变换球的钥匙将改变对应的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，使其与该钥匙匹配。例如，如果锁包括具有平头弹子20、制栓22及/或变换球56的六个弹子室18，则在一适用钥匙集合中最多可以有七把钥匙，每一连续的钥匙比前一钥匙多位移至少一变换球56。七钥匙集合中的某一钥匙将不位移任何变换球56。此钥匙可称为零钥或基钥。每一连续的钥匙将具有与该集合中的前一钥匙几乎相同的顶部轮廓，但是会提升至少一额外的轮廓位置66，这一点会在下文予以详细说明。
在图2A至12B的图示实施例中，所示本发明的锁10具有第一、第二、第三、第四、第五和第六弹子室，分别以19、21、23、25、27、29表示，每一弹子室各用于容纳一组平头弹子20、制栓22和变换球56。所示插入钥匙槽24的钥匙具有第一、第二、第三、第四、第五和第六轮廓位置，分别以68、70、72、74、76、78表示。当钥匙完全插入钥匙槽24时，上述第一、第二、第三、第四、第五和第六轮廓位置68、70、72、74、76、78分别与对应的第一、第二、第三、第四、第五和第六弹子室19、21、23、25、27、29配准。上述轮廓位置68、70、72、74、76、78均可为提升的轮廓位置或降低的轮廓位置。请特别参考图2A，可以看出第一钥匙30没有提升的轮廓位置66，因此没有变换球56被提升到剪切线38以上。
将钥匙插入钥匙槽24时，提升的轮廓位置66会提升相应制栓22的上端36，使其与锁10的剪切线38齐平，因此设置于第一位置的任何变换球56将会被提升到剪切线38之上并进入锁壳12的平头弹子室40。参考图3A，所示第二用户钥匙62具有提升的第一轮廓位置68。第二钥匙62可旋转锁芯16并开锁，因为当它提升弹子室18的相应平头弹子20、制栓22和变换球56时，那些组件之中靠近剪切线38的任何两个组件之间的接面会与剪切线齐平。这些组件无一横跨剪切线，尤其是平头弹子20和制栓22。具体而言，第二钥匙62上提升的第一轮廓位置68会将第一弹子室19内的变换球56提升到剪切线38之上。一旦旋转锁芯16将第一弹子室19中的变换球56位移进其对应的止动凹穴58中，第一钥匙30即变为不适用，因为它有降低的第一轮廓位置68(参见图6A)。参考图7A，第三钥匙63具有提升的第一和第三轮廓位置68、72。提升的第三轮廓位置72会位移第三弹子室23中的一额外变换球56。因此，具有至少一额外提升轮廓位置66的后续钥匙将使具有与该后续钥匙的提升轮廓位置66相对应的降低轮廓位置的任何其他先前适用的钥匙不能开锁。该钥匙集合可包括第四钥匙80(如图13A所示)，它具有提升的第一和第三轮廓位置，以及一额外提升的第五轮廓位置76；第五钥匙82(如图13B所示)，它具有提升的第一、第三及第五轮廓位置68、72、76以及一额外提升的第二轮廓位置70；第六钥匙84(如图13C所示)，它具有提升的第一、第二、第三和第五轮廓位置68、70、72、76以及一额外提升的第四轮廓位置74；以及第七钥匙86(如图13D所示)，它具有提升的第一、第二、第三、第四和第五轮廓位置68、70、72、74、76以及一额外提升的第六轮廓位置78。应了解，所示的六钥匙集合只是说明性的，其可为任何数量的经类似配置的钥匙，最大数量比锁10中的弹子室18的数量多一个。
一旦已将所有的变换球56位移进相应的止动凹穴58，因而达到用户钥匙子集的结尾或已使用了用户钥匙子集中的最后一把钥匙，便可使用变换工具64将锁10重设到子集中的第一钥匙30。或者，可在操作员希望的任何时候对锁10进行重设，而不仅仅是在使用完集合中的所有钥匙时。为了实施此变换，锁芯16包括以变换槽88为形式的第二锐孔或通道。变换槽88一般沿平行于锁芯16的纵轴54的方向配置于锁芯16中，并且一般从锁芯的正面延伸并与每一止动凹穴58的一部分相交。当已将锁芯16旋转到止动凹穴58与锁壳12的平头弹子室40对齐的位置，并且变换工具64已完全插入变换槽88时，设置于止动凹穴58中的任何变换球56会从止动凹穴58中移出并进入平头弹子室40。当锁芯1 6接着旋转回原先的位置时，变换球56返回对应的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合，锁10便进行了重设。
变换槽88最好是沿着穿过止动凹穴58中心的纵向线而配置于锁芯16中。此组态使插入变换槽88的变换工具64可将止动凹穴58中所包含的变换球56的重心提升到最大高度。另外，变换槽88配置成将其宽度最小化为容纳变换工具64所必需的宽度，其中该变换工具64可有效地将变换球56提升到止动凹穴58之外。在具有六个左右弹子室的典型门锁中，变换槽的宽度一般为大约0.020英寸(大约0.50mm)或更小。如果变换槽88的宽度太大，则主垫片60(如下所述)等部件可能会在与变换槽88的交叉处扣住止动凹穴58的开口的角落188(参见图2)。随着时间过去，主垫片对角落188的反复冲击会在角落188处引起破损，这最终会使垫片扭曲，并挤进开口。
使用本发明此实施例的锁10的方法包括将编排好用来开锁10的第一钥匙30插入锁10的纵向钥匙槽24。接着，可使用此钥匙在锁壳12内旋转锁芯16。接着，从纵向钥匙槽24拔出第一钥匙30。第二钥匙62的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30不同，但互补。第二钥匙62的顶部边缘轮廓32也具有：与第一钥匙30的顶部边缘轮廓32相匹配的提升轮廓位置66，以便按照类似于第一钥匙30的方式提升任何成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合；以及至少一额外提升的轮廓66。插入第二钥匙62时，第二钥匙上的额外提升轮廓66会使至少一变换球56被提升到锁10的剪切线38之上并置于锁壳12中的相应平头弹子室40内。
当第二钥匙62和锁芯16顺时针旋转时，止动凹穴58将会与平头弹子室40对齐。发生这种情况时，置于平头弹子室40中的每一平头弹子20之上的平头弹子弹簧26的弹簧力会迫使位于剪切线38之上的变换球56向下进入其相应的止动凹穴58中。当第二钥匙62和锁芯16一起旋转回到其原先的位置时，额外的变换球56现在偏移了弹子室18而位于止动凹穴58中，因而已将锁10重设为使用第二钥匙62来开启。
虽然根据说明，每次只有一个变换球56从制栓室42移到止动凹穴58，但本发明规定每次可以有一个以上的变换球56从制栓室42移到止动凹穴58。
现在参考图2A和2B，在锁10的图示实施例中，适用的第一钥匙30插入了钥匙槽24。第一钥匙30的顶部边缘轮廓32不具有提升的轮廓位置66。所有六个轮廓位置68、70、72、74、76、78都具有一降低的位置。这些图显示，插入第一钥匙30时，上述降低的轮廓位置68、70、72、74、76、78可保持变换球56置于制栓室42内。因为提升了每一弹子室1 8中的平头弹子20、制栓22和变换球56，使任何平头弹子或制栓都不会横跨或跨越剪切线38，所以第一钥匙30可以通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
应明白，当变换球56的下部(低于其中心线)横跨剪切线时，沿着锁芯的剪切线在锁壳内旋转会迫使球56进入平头弹子室40。如果变换球的中心线或上部沿着剪切线，则锁芯将不会在锁壳的钻孔中旋转，并且可能堵塞。
现在参考图3A和3B，其描述了锁芯16和锁壳12，其中拔出了第一钥匙30，并且第二钥匙62现在插入了锁10的钥匙槽24中。此第二钥匙62的顶部边缘轮廓32不同于第一钥匙30，尤其是它提升了第一轮廓位置68。第一钥匙30具有降低的第一轮廓位置68。第二钥匙62上提升的第一轮廓位置68使第一弹子室19中的变换球56被提升到剪切线38之上。因为该系列弹子室18的每一弹子室18的平头弹子20、制栓22和变换球56放置成使得没有平头弹子、制栓或变换球横跨或跨越剪切线38，所以此第二钥匙62可开锁10。
现在参考图4A和4B，其描述了本发明的锁10，其中第二钥匙62已插入锁芯16中并顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与锁壳中的平头弹子室40对齐。第一弹子室19的第一平头弹子室40中的平头弹子20之上所设置的平头弹子弹簧26接着迫使设置于剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。
现在参考图5A和5B，锁芯16(其中第二钥匙62已插入钥匙槽24中)已旋转回其原先的位置。当处于其第一位置时与第一弹子室19相关联的变换球56现在已位移进置于锁芯16内或与锁芯16相关联的其中一个止动凹穴58内的第二位置中。各种平头弹子20、制栓22和变换球56都设置于弹子室18内，使得所有平头弹子20的下端34都沿着剪切线38放置并与剪切线38齐平，并处于平头弹子室40内。因而，第二钥匙62通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
现在参考图6A和6B，已从钥匙槽24拔出第二钥匙62，并且已重新插入第一钥匙30。这些图说明第一钥匙30现在不能开锁10。不同的第一轮廓位置68(此第一钥匙30中，它是降低的位置)不能充分地提升平头弹子20和制栓22，使得平头弹子20部分地处于第一弹子室19的平头弹子室40内并部分地处于第一弹子室19的制栓室42内。因为第一弹子室19的平头弹子20横跨锁10的剪切线38，所以锁芯16将不会在锁壳12内旋转，因而第一钥匙30不能开锁10。
现在参考图7A和7B，其描述了锁芯16和锁壳12，其中拔出了第二钥匙62，并且第三钥匙63现在插入了钥匙槽24中。此第三钥匙63的顶部边缘轮廓32不同于第二钥匙62。第三钥匙63的第三轮廓位置72是提升的，而第二钥匙62的第三轮廓位置72则是降低的。与第二钥匙62一样，第三钥匙63包括提升的第一轮廓位置68。插入第三钥匙63时，此第三提升的轮廓位置使第三弹子室23的变换球56被提升到剪切线38之上。因为每一弹子室18的平头弹子20、制栓22和变换球56都对齐，使得无一部件横跨或跨越剪切线38，所以此第三钥匙63现在可开锁10。
现在参考图8A和8B，其描述了本发明的锁10，其中插入了第三钥匙63并顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与平头弹子室40对齐。第三弹子室23的第三平头弹子室40中所设置的平头弹子弹簧26接着迫使置于剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。
现在参考图9A和9B，锁芯16(其中第三钥匙63已插入钥匙槽24中)已旋转回其原先的位置。当处于其第一位置时与第三弹子室23相关联的变换球56现在已位移进置于锁芯16内或与锁芯16相关联的其中一个止动凹穴58内的第二位置中。各平头弹子20、制栓22和变换球56都设置于弹子室18内，使得所有平头弹子20的下端34都沿着剪切线38放置并与剪切线38齐平，并且所有平头弹子20都完全置于锁壳12的平头弹子室40内。因而，第三钥匙63通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
现在参考图10A和10B，已从钥匙槽24拔出第三钥匙63，并且已重新插入第二钥匙62。这些图说明第二钥匙62现在不能开锁10。不同的第三轮廓位置72(第二钥匙62中，它是降低的位置)不能充分地提升第三弹子室23的平头弹子20和制栓22，使得平头弹子20部分地处于第三弹子室23的平头弹子室40内并部分地处于第三弹子室23的制栓室42内。因为第三弹子室23的平头弹子20横跨剪切线38，所以第二钥匙62将不会使锁芯16在锁壳12内旋转，因而第二钥匙62不能开锁10。
现在参考图11A至12B，其显示将锁10重设成再次接纳第一钥匙30的情况。在所示的锁10中，插入了第三钥匙63(适用的用户钥匙)，并且锁芯16已顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与弹子室18的平头弹子室40对齐。变换工具64插入了锁芯16的变换槽88中，使得置于止动凹穴58中的第二位置的任何变换球56从止动凹穴58移出并进入平头弹子室40。
变换工具64仍插在变换槽88中时，将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，使其回到原先的位置(未显示)，在该位置中，平头弹子室40与制栓室42是对齐的。变换球56(其已通过变换工具64隔离到平头弹子室40中)依然处于锁壳12中的平头弹子室40内，正好位于剪切线38之上。
现在参考图12A和12B，当每一变换球56位于其相应的弹子室18内并且锁芯16处于其第一旋转位置时，锁即已重设。已从钥匙槽24拔出第三钥匙63之后，可重新插入第一钥匙30。第一钥匙30无法并且不会将任何变换球56提升到锁10的剪切线38之上。因而，已使用变换工具64对锁10进行重设，使第一钥匙30可开锁10。
图2A至12B中所述的锁10的实施例也提供了可以正确开锁10的主钥匙，而不必重新设定平头弹子20、制栓22和变换球56的配置。具体而言，现在参考图14A至15B，图示实施例包括复数个主垫片60，其中锁10的每一弹子室18中都设有至少一垫片。这些垫片60都设置于弹子室18中，位于在堆栈中的变换球56下面。主垫片60的尺寸均大于(在图示实施例中，具有较大的直径)变换球56。主垫片60的尺寸或直径也大于止动凹穴58的开口，使主垫片60无法进入止动凹穴58。一般而言，主垫片60具有一圆柱形直径，它大于变换球56和止动凹穴58的直径。基于相同的原因，放置于平头弹子室40中的平头弹子20的尺寸一般大于止动凹穴58的开口，以便在锁壳12内旋转锁芯16使止动凹穴58和平头弹子室对齐时，防止相应的平头弹子通过开口进入止动凹穴，以免使锁堵塞。
参考图14A至14B，对主钥匙87进行配置，以便将其插入锁芯16的钥匙槽24时，会提升所有的平头弹子20、制栓22、变换球56和主垫片60，使制栓22位于剪切线38之下并置于制栓室42内，而每一主垫片60都直接位于剪切线38之上以及平头弹子室40中。参见图15A至15B，当锁芯16接着在锁壳12内顺时针旋转四分之一圈，以使止动凹穴58与平头弹子室40对齐时，弹簧力无法将主垫片60偏压进止动凹穴58，因为其直径大于止动凹穴58的开口。同时，置于止动凹穴58与变换部件56之间的主垫片60可阻挡变换球56的路径，并防止变换球56从平头弹子室40内位移到止动凹穴58中。这样一来，可以操作或使用主钥匙开启特定设施系统中的任何锁10，而不必重新配置锁10的平头弹子20、制栓22和变换球56。
图2A至12B中所示的图示实施例描述了各具有相同长度的制栓，其有助于说明本发明的操作原理。然而，在替代实施例中，制栓室集合中的各种制栓的长度各异。对于锁中的所选制栓的一给定集合，第一钥匙30的顶部边缘轮廓32具有已配置或加工成较高或较低轮廓高度的轮廓位置，以便在将第一钥匙30插入钥匙槽时，将每一变换球56的顶部提升到剪切线38，以使得没有变换部件位于止动凹穴中。此替代实施例中的第二钥匙62具有一不同但互补的顶部边缘轮廓32，其类似于第一钥匙30的顶部边缘轮廓32，但是提升了至少一轮廓位置66。插入第二钥匙62时，第二钥匙62上额外的至少一提升轮廓66会使至少一变换球56被提升到锁10的剪切线38之上并置于锁壳12中的平头弹子室40内。
会使钥匙子集适应特定可变锁的弹子室中所用的制栓与平头弹子组合。对于典型的钥匙，可切割任何轮廓位置的高度，以适应每一弹子室所选用的对应制栓的高度。一般而言，较长的制栓22需要切割较低的轮廓，而较短的制栓需要切割较高的轮廓。切割钥匙轮廓位置时，位置的着落宽度(landing width)应足够宽，以便在稍微从钥匙槽拔出钥匙的情况下，防止任一弹子室中的制栓过早地下降到轮廓着落宽度的末端之外。
图16A至22N中描述了本发明的第二实施例，其中同样的编号表示同样的组件。第二实施例说明了使用变换工具64来重新配置锁10的平头弹子20、制栓22和变换球56的情况。与第一实施例相比，此实施例可增加特定用户钥匙子集中的钥匙数量。在第一实施例中，当依次使用用户钥匙子集中的钥匙时，是将额外的变换球56从弹子室18移到止动凹穴58中，与第一实施例不同，第二实施例可在弹子室18中的第一位置与止动凹穴58中的第二位置之间来回移动变换球56。一般而言，在止动凹穴58与弹子室18之间移动变换球56允许对锁进行重新配置，以便使用用户钥匙子集中的一不同用户钥匙来开锁。来回移动变换球一般还包括在这一过程中的某一时点对锁进行重设，使所有的变换部件都返回到其相应的弹子室中。当所有的变换部件56都位于弹子室中时，锁即是处在重设组态中，其中经许可的或适用的用户钥匙插在钥匙槽中，或者未插入任何钥匙。此第二实施例中所用的轮廓位置66也防止了以上第一实施例关于图2A至12B所述的“自动”变换，这一点会在下文中予以详细说明。
图16A显示第一钥匙30a已提升了第一和第三轮廓位置68、72，而降低了其余轮廓位置70、74、76、78。在锁重设之后首次使用第一钥匙30a时，会将第一和第三弹子室19、23中的变换球56提升到剪切线38之上，并且在旋转锁芯之后，会将其沉积或位移到其相应止动凹穴58的第二位置中，如图16A和16B中所示。
可使用变换工具64对锁10进行重设，以便使用钥匙集合中的第二钥匙62a来开锁。为了实施此变换，锁芯16包括第二通道，以变换槽88的形式显示。变换槽88沿平行于纵轴54的方向配置于锁芯16中，并且与每一止动凹穴58相交。当已将锁芯16旋转到止动凹穴58与平头弹子室40对齐的位置，并且变换工具64已插入变换槽88时，置于止动凹穴58中的任何变换球56会从止动凹穴58中移出并进入锁壳12的平头弹子室40中。这有助于变换球56返回平头弹子20和制栓22的堆栈，并有助于对锁10进行重设。
使用本发明此实施例的锁10的方法提供一种快速改变锁的平头弹子、制栓和变换部件的内部组态的方式，以便重新配置锁，使其只能使用一钥匙集合中的许多不同钥匙之一来开启。使用快速变换锁的方法不需要从锁壳拆卸或移除锁芯。该方法包括将第一钥匙30a插入编排或配置成使用第一钥匙30a来开启的锁10的纵向钥匙槽24。接着，可使用此第一钥匙30a在锁壳12内旋转锁芯16。在将锁芯16顺时针旋转四分之一圈(即在图示实施例中大约为90°)以使变换槽88与平头弹子室40对齐之后，可将变换工具64插入变换槽88中，迫使置于止动凹穴58中的任何变换球56进入平头弹子室40。变换工具64处在插入的位置中时，接着将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到其原先的位置。接着，从钥匙槽24拔出第一钥匙30a。从钥匙槽拔出第一钥匙30a使平头弹子20之上的平头弹子弹簧26可迫使任何变换球56从平头弹子室40进入制栓室。这便对锁进行了重设，换言之，将锁置于重设组态中。接着，插入第二钥匙62a。第二钥匙62a的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30a不同，但互补；即除了不同的两个轮廓位置66得到提升之外，其类似于第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32。插入钥匙62a时，会将至少两个变换球56提升到剪切线38之上并置于锁壳12的平头弹子室40中，如图18A和18B所示。当第二钥匙62a和锁芯16顺时针旋转四分之一圈时，止动凹穴58将会与锁壳12的平头弹子室40对齐。接着从变换槽88移除变换工具64，这样平头弹子20之上的平头弹子弹簧26会迫使剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。当第二钥匙62a和锁芯16一起旋转回其原先的位置时，所设置的变换球56依然偏离弹子室18而处于止动凹穴58中，从而将锁重新配置成使用第二钥匙62a来开启。
现在将更详细地说明所图示的第二实施例。在所述第二实施例的锁10中，第一钥匙30a插入了钥匙槽24中，并且第一和第三变换球56位于相应的止动凹穴58中。第一钥匙30a可开锁10，因为它的插入不会引起任一弹子室18的平头弹子或制栓部件或任一变换球56横跨剪切线38。第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32具有提升的第一和第三轮廓位置68、72，而其余轮廓位置70、74、76、78则为降低的位置。这些图显示，插入第一钥匙30a时，降低的轮廓位置70、74、76、78可保持变换球56处于其相应的制栓室42内。提升的第一和第三轮廓位置68、72会将平头弹子20和制栓22顶起来，使平头弹子20的下端34沿着剪切线38放置，并且平头弹子20完全在第一和第三平头弹子室40中。已将与第一和第二弹子室19、23相关联的变换球56位移进并设置于锁芯16的相应止动凹穴58中。
现在参考图17A至21B，可重新设置和重新配置锁10，使其接纳第二钥匙62a，而不必拆开锁10。在图17A和17B中，所示的锁10上插入了第一钥匙30a，并且锁芯16顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与平头弹子室40对齐。变换工具64插入了变换槽88中，使变换球56从止动凹穴58移出并进入与第一和第三弹子室19、23相关联的平头弹子室40中。
在变换工具64仍插在变换槽88中的情况下，将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到原先的位置。当锁芯16旋转回其原先的位置时，变换球56仍然位于锁壳12中的平头弹子室40中。现在参考图18A和18B，已从锁10上拔出第一钥匙30a，并且已插入第二钥匙62a。从图示实施例可以看出，第二钥匙62a具有提升的第一和第五位置轮廓68、76，其将处于第一和第五位置(对应于弹子室19、27)中的变换球56提升到剪切线38之上。
现在参考图19A和19B，接着将插有第二钥匙62a的锁芯16顺时针旋转四分之一圈，使变换槽88与平头弹子室40对齐。接着从变换槽88移除变换工具64，使位于第一和第五位置中的平头弹子20之上的平头弹子弹簧26可迫使相应的变换球56进入止动凹穴58中。当如图20A至20B所示，接着将第二钥匙62a旋转回原先的位置时，已重新设置和重新配置锁10，以使第二钥匙62a可开锁10。图21A和21B显示，第一钥匙30a不能开锁，因为第五弹子室27的平头弹子20将横跨剪切线38并阻止锁芯16旋转。
图22A至22N显示钥匙子集中可以开启本发明第二实施例的锁的各其他钥匙。图22A至22N中的每一钥匙配置成仅将两个变换球提升到锁10的剪切线38之上。所有钥匙都是独一无二的。也就是说，对这些钥匙进行配置，使得任何两个提升的轮廓位置66都是错列的，以至于没有任何两把钥匙显示出两个提升的轮廓位置66具有相同的错列图案。此组态防止锁10像其第一实施例那样在不使用变换工具64的情况下发生自动变换。应明白，如果某一钥匙上对应于弹子室18(其中已将变换球56位移到其在止动凹穴58中的第二位置中)的位置中存在降低的轮廓位置66，则该钥匙不能开锁10。当降低的轮廓位置66与相应止动凹穴的第二位置中的变换球56配准时，对应弹子室18中的平头弹子20将会横跨锁10的剪切线38，并且锁芯16不能旋转。通过将钥匙上的两个高轮廓位置66错列，如图22A至22N中的钥匙子集所示，始终可确保，对于除适用钥匙之外的任何所用钥匙，降低的轮廓位置66将与一弹子室18(已使其变换球56位移到止动凹穴58)相关联或配准。具体而言，这可以参考图20A和21A。在图20A中，将适用的第一钥匙30a插入了锁10中。此第一钥匙30a具有提升的第一和第五轮廓位置68、76。已将对应于上述第一和第五轮廓位置68、76的变换球56位移进对应的止动凹穴58中。弹子室18中的任何平头弹子或制栓部件都未横跨锁10的剪切线38。此第一钥匙30a可通过在锁壳内旋转锁芯16来开锁。在图21A中，已拔出第一钥匙30a并插入了第二钥匙62a。第二钥匙62a具有至少一降低的轮廓位置66，该轮廓位置对应于有一变换球56已位移进止动凹穴58的弹子室18。具体而言，第五轮廓位置76是降低的，并与第五弹子室27配准，在此第五弹子室27中，已将变换球56位移进其对应的止动凹穴58中。第二钥匙62a无法将第五弹子室27中的平头弹子20和制栓22提升得足够高，从而使该平头弹子20横跨剪切线38。这样一来，第二钥匙62a无法开启如图21所示的经重新配置的锁10。
图16A至22N中所示的图示实施例描述了各具有相同长度的制栓，其有助于说明本发明的操作原理。然而，在替代实施例中，制栓室集合中的各种制栓的长度各异。对于锁中的所选制栓的一给定集合，第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32具有已配置或加工成较高或较低轮廓高度的轮廓位置，以便在将第一钥匙30a插入钥匙槽时，将任何两个制栓22的顶部边缘36提升到剪切线38。对应于这两个制栓22的两个轮廓位置配置成将两个变换部件提升并位移进相应的止动凹穴。此实施例中的第二钥匙62a具有一不同但互补的顶部边缘轮廓32，其类似于第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32，但是一对(两个)不同的轮廓位置66是配置成将对应的两个变换部件56提升并位移进相应的止动凹穴58。
在本发明的第二实施例的另一替代方案中，可对钥匙子集进行配置，使得子集中的每一用户钥匙在插入钥匙槽24时可将四个变换球提升到锁10的剪切线38之上。用户钥匙子集中的每一用户钥匙配有四个提升的轮廓位置66，其中没有两把钥匙显示出四个提升的轮廓位置66具有相同的错列图案。“四提升轮廓”子集中的最大钥匙数与上述“两提升轮廓”钥匙子集的最大钥匙数相同。“四提升轮廓”钥匙具有一额外的优点，即减小“意外重置钥匙”的可能性。当使用钥匙子集之外的一把钥匙(它具有一个或多个高度略微不同的轮廓位置)开锁时，可能发生这种情况。将该钥匙插入钥匙槽时，略微不同的轮廓高度可能会将变换球的中心线意外地提升到剪切线38之上。当变换球的中心线只是略微位于剪切线之上时，锁芯在锁壳的钻孔内旋转会迫使变换球进入平头弹子室，然后在锁芯旋转时从这里沉积到止动凹穴中。将正确的用户钥匙插入锁中时，意外发生位移的变换球不在弹子室中会制止钥匙将平头弹子20提升到剪切线之上，从而使正确的钥匙不能开锁。
在第二实施例的另一替代方案中，可对适用钥匙的子集进行配置，使个别用户钥匙在插入钥匙槽并旋转锁芯时将不同数量的变换球提升到锁的剪切线之上。在此替代实施例中，必须配置子集中的每一钥匙，以免使任一钥匙具有子集中的任一其他钥匙的所有提升轮廓位置，因为这样一来，前一钥匙不需使用变换工具即会自动改变用后一钥匙开启的锁的组态。使用可提升不同数量变换球的钥匙子集一般会限制需要变换工具的钥匙子集中的钥匙总数。例如，具有可提升二变换部件、三变换部件或四变换部件的某种组合的钥匙子集的六室锁一般限于10种以下的可能组合。相比之下，如果子集中的钥匙仅具有两个提升轮廓位置来移动两个变换部件，或仅具有四个提升轮廓位置来移动四个变换部件，则对应该钥匙子集的六室锁具有15种可能的组合，如果子集中的钥匙仅移动三个变换部件，则对应该钥匙子集的六室锁具有10种可能的组合。
为了使子集中的所有用户钥匙都不能开锁10，操作员需要有一把“封锁”钥匙，它使所有的轮廓位置66都被提升(未显示)或者至少在用户钥匙子集中的任一钥匙均具有提升轮廓的情况下使每一轮廓位置66都被提升。将封锁钥匙(它也可以称为编排或配置钥匙)插入钥匙槽会将任何其余的变换球56都提升到剪切线38之上，而不论哪一把钥匙以前可开锁。只需将此封锁钥匙顺时针旋转四分之一圈(在图示的实施例中)，使止动凹穴58与锁壳的平头弹子室40对齐，弹簧26即可迫使任何及所有变换球56从平头弹子室40向下进入止动凹穴58。这会使锁10只能用“封锁”钥匙开启。如果操作员试图使用子集中的任何其他用户钥匙，则降低的轮廓位置66不会将一个或多个平头弹子20提升得足够高，从而使该平头弹子20横跨剪切线38。
在优选实施例中，锁具有一种向用户指示钥匙和锁芯处于第一旋转位置(或钥匙插入位置)的装置。典型的锁芯定位装置是定位销。如图42所示，锁芯16的周边具有第一定位凹穴160，一般为圆形或圆柱形的洞。定位销(以定位球164的形式显示)设置于第一定位凹穴160中，并通过偏压装置(以定位弹簧162的形式显示)朝剪切线或锁芯的周边沿径向向外偏。第二定位凹穴166设置于锁壳12的圆柱形部分11的钻孔14的内表面中，并且在图42中显示为形成于锁壳12的圆柱形部分11中的洞。对定位装置进行配置，使得当锁芯16中的制栓室与锁壳12中的平头弹子室40对齐时，第一定位凹穴160和第二定位凹穴166彼此对齐和配准。第二定位凹穴166的尺寸或直径小于定位球164的尺寸或直径，使得当第一和第二定位凹穴对齐时，将定位球大体上保留于第一定位凹穴160内。一般而言，第一定位凹穴160形成于锁芯16上与止动凹穴58相反的一侧。第一定位凹穴160也一般沿纵向偏离任何止动凹穴58而设置于锁芯16中。这确保锁芯16完全在锁壳12内旋转时，第一定位凹穴160无法与任何止动凹穴58或平头弹子室40配准或对齐。从而避免了锁芯定位装置的操作和变换球56在平头弹子室40与止动凹穴58之间的移动之间的干扰。
操作中，当锁芯处于图43A中所示的其第一旋转位置时，第一定位凹穴160和第二定位凹穴166对齐，并且定位球164部分地位于第一定位凹穴160之外并部分地进入第二定位凹穴166中，通过定位弹簧162偏压到位。
将适用的钥匙30a插入锁中并朝图43B中所示的其第二旋转位置旋转时，钻孔14的内表面迫使定位球164完全进入第一定位凹穴160内，并通过锁壳12的圆柱形部分11的内表面保留于该处。对锁进行重新编排之后，如本文所述，将锁旋转回其第一旋转位置。当锁芯返回第一旋转位置时，第一定位凹穴和第二定位凹穴160和166再次对齐。通过钥匙，用户可以听到并在手指上感觉到定位球164在受到定位弹簧162压迫时对第二定位凹穴166的内边缘造成的冲击。这指示锁芯返回了钥匙插入和拔出位置，并且在锁壳中适当对齐，以便从锁中拔出适用的钥匙。
下文说明在锁的制作期间形成定位装置的典型方式。限制锁芯16在锁壳12内移动并且制栓室42与平头弹子室40对齐时，穿过锁壳的圆柱形部分11钻出一洞，形成第二定位凹穴166，并且部分地钻进锁芯16。可在圆柱形部分11的外表面上加工一小平面，以方便钻孔。接着，移除锁芯，并在锁芯上钻一较大直径的洞，以较小的局部的洞为中心，以便形成第一定位凹穴160。接着插入位于定位弹簧162顶部的定位球164，它在锁芯16插入锁壳12的钻孔14时受限于第一定位凹穴160中。优选的定位弹簧具有线径大约为013的不锈钢丝，并且可从美国肯塔基州Wilder的W.B.JonesSpring公司以零件号C090x013x190获得。
视需要，本发明的锁可配有第二锁芯定位装置，以向用户指示锁芯已旋转到锁壳内的第二旋转位置，以便插入变换工具并对锁进行重设。
现在参考图23A至28B，图中同样的组件用同样的编号表示，所示本发明的第三图示实施例包含与止动凹穴关联的至少一记忆块。记忆块90设置于锁10的锁芯16中，并且配置成与变换槽88和止动凹穴58相交。记忆块90防止使用当前适用的用户钥匙之外的用户钥匙来未经许可地更改锁10中的平头弹子、制栓和变换球组态。记忆块90通过部分地阻挡止动凹穴58的开口来达到这一目的，使变换球56无法穿过开口进入止动凹穴58。经许可的用户则可插入变换工具64，以便将记忆块90移离变换槽88，并暴露止动凹穴58的开口的整个直径。
图23A至23B中所示具有记忆块90的锁10上已插入了可开锁10的第一钥匙30b。记忆块90包含与复数个记忆块弹簧92相关联的单块部件，所述弹簧的第一端94可操作地连接到记忆块90的侧边96，并且其第二端98可操作地连接到锁芯16中的内壁100。记忆块弹簧92将记忆块90朝止动凹穴58偏压，使记忆块90与止动凹穴58的开口重叠，从而缩小开口的尺寸。从图23A可看出，与第一弹子室19相关联的变换球56位于相应止动凹穴58内的其第二位置中。弹子室18中的每一平头弹子20定位成使其下端34与剪切线38齐平并且不会横跨剪切线38，因而使锁芯16可在锁壳12内旋转。
现在参考图24A和24B，所述的锁10上插入了第一钥匙30b，并且锁芯16已在锁10中顺时针旋转了四分之一圈。所示变换工具64已插入变换槽，这使两种情况得以发生：(1)变换工具64将记忆块90移离止动凹穴58，因而将止动凹穴58的开口暴露到其整个尺寸(直径)，并且(2)变换工具64使任何已置于止动凹穴58中的变换球56位移进相应的平头弹子室40中。在图24A所示的实施例中，变换工具64已将变换球56向上移回第一平头弹子室40中。
如图23A所示，记忆杆(memory bar)90配有斜面93，它沿着变换槽88位于变换槽88上的入口(如图1中的指示标记114所示)附近。将变换工具64插入变换槽88时，工具64啮合斜面93，将记忆杆90沿径向朝内壁100充分地偏压，以暴露止动凹穴58的开口的整个直径。
在变换工具64仍在插入状态的情况下，已将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到其原先的位置。如图25A和25B所示，已拔出第一钥匙30b，并且已插入第二钥匙62b。第二钥匙62b的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30b不同。对于所述的实施例，第三轮廓位置72在第二钥匙62b中是提升的，而在第一钥匙30b中则是降低的。如图25A所示，第二钥匙62b将与第一和第三弹子室19、23相关联的变换球56提升到剪切线38之上。其余的每一弹子室18中的平头弹子20位于锁壳12的平头弹子室40内，并且其底边34沿着剪切线38。在此组态中，锁芯16可在锁壳12中旋转。变换工具64仍插在变换槽88中，因而保持记忆块90远离止动凹穴58的开口，使得记忆块90不会减小开口的直径。
现在参考图26A和26B，插入了第二钥匙62b的锁芯16已顺时针旋转四分之一圈，使止动凹穴58和变换工具64(其仍插在变换槽88中)与平头弹子室40对齐。插入的变换工具64已啮合斜面93，并使记忆块90偏离止动凹穴58的开口。第一和第三弹子室19、23的变换球56仍位于相应的平头弹子室40内、剪切线38之上，并且直接位于止动凹穴58之上。
接着，从变换槽88抽出变换工具64。只要变换工具64的至少某部分长度仍然在变换槽88的入口中并与斜面93啮合，记忆块90便仍会偏离止动凹穴58的开口。因而，当拔出变换工具64的远端经过每一平头弹子室40时，平头弹子弹簧26会迫使位于平头弹子室40内剪切线38之上的任何变换球56穿过开口进入对应的止动凹穴58。
在已从变换槽88完全拔出变换工具64并且已将平头弹子室40中的任何变换球56推入其止动凹穴58之后，记忆块弹簧92的弹簧力使记忆块90往回朝止动凹穴58偏移，如图27A和27B所示。这又一次缩小了止动凹穴58的开口尺寸，使得止动凹穴58的开口的有效尺寸非常小，以至于变换球56不能移进或移出止动凹穴58。
移除变换工具64之后，在锁壳12中将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到原先的位置。从图28A和28B可看出，偏压弹簧92的弹簧力使记忆块90仍然偏向止动凹穴58的开口。当插入一把在其余的第二、第四、第五或第六轮廓位置70、74、76、78之一(或这些位置的任一组合)处具有提升轮廓位置66的后续钥匙时，会将至少一额外的变换球56移到剪切线38之上。然而，如果不插入变换工具64移开记忆块90就旋转锁10，则无法迫使变换球56离开平头弹子室40并向下进入止动凹穴58。因而，如果有记忆块90，额外的钥匙便不能改变平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，除非使用变换工具64。同样，重新插入第一钥匙30b将无法开锁10，因为第三弹子室23的平头弹子20将横跨锁10的剪切线38。
图示的实施例使用单一的记忆杆90，其覆盖或露出所有的止动凹穴。或者，可为每一止动凹穴或为复数个止动凹穴提供单独的记忆杆。
锁10的锁壳12和锁芯16可分别包括一指示标记114和144，以便对锁10进行重新编排时和变换工具64结合使用。
参考图1和37，为了改动锁10，提供变换工具64用于插入纵向的变换槽88中。变换工具64(经适当配置以与所述锁10一起使用)具有一手柄部分136和一刀片部分138。刀片部分138具有一斜边端部141，以辅助刀片部分138在插入期间穿过止动凹穴58。如上所述，使用此变换工具64，可方便地改动锁10的平头弹子机构，以辅助使用不同的第二钥匙62a开锁10。刀片部分138具有一线性边缘143，其配置成在完全插入变换槽88时将每一变换球56提升到其相应的止动凹穴58之外。变换工具64也可以包括一变换工具切口140，其插入可沿锁壳12的圆周设置的变换工具切口凹槽142中(参见图11A)。切口140可与凹槽142配准，以防止变换工具64被从变换槽88中拔出并移除，除非止动凹穴58或制栓室42与平头弹子室40对齐。
图23至28中所述实施例的锁芯16可通过在金属圆柱体(一般为圆柱杆坯料)上加工复数个制栓室42、复数个止动凹穴58和一变换槽88而制得。或者，可通过在其中加工复数个止动凹穴及变换槽88而改进仅有复数个制栓室的现有传统锁芯。
在制作可变锁锁芯的第一种方法中，提供一标准锁锁芯并进行加工。这一步一般包括拆开现有的标准锁，即从锁壳移除锁芯，并从锁芯移除弹簧和弹子(平头弹子、制栓和任何主垫片)等五金构件，从而恢复标准锁锁芯。
标准锁锁芯具有一钥匙槽、一轴向中心线和一圆周表面。标准锁锁芯还具有沿平行于轴向中心线的第一线的复数个穿过圆周表面的制栓室42。每一制栓室延伸进钥匙槽，并且具有一中心线，它与相邻的制栓室隔开第一距离。一般而言，相邻的制栓室分隔相同的第一距离。
下一步，对标准锁锁芯进行加工，以在标准锁锁芯上制备复数个止动凹穴58。沿平行于轴向中心线(因此平行于制栓室42的第一线)的第二线形成穿过圆周表面的止动凹穴。每一止动凹穴部分地延伸进芯体。定位第二线，使止动凹穴沿圆周表面按一弧角径向地偏离制栓室的第一线。一般而言，弧角为大约30°至大约160°，更一般地为大约45°至大约135°，从第一线偏移。
在一典型的实施例中，芯体上所加工的止动凹穴至少具有和芯体直径一样大的深度，更一般地为直径的至少105％。典型的止动凹穴直径为大约0.050英寸(大约1.3mm)至0.090英寸(大约2.3mm)，其尺寸或直径一般小于锁壳的平头弹子室内的平头弹子和任何主垫片的直径。更一般而言，止动凹穴的直径一般为平头弹子的大约95％，小于平头弹子的尺寸(直径)。一般而言，使用标准钻孔机形成止动凹穴。
下一步，沿着与第二钻孔相同的线在锁芯的外表面上切出一沿轴向的槽。所述的槽即为实施例中的变换槽88。该槽一般为u形或矩形截面，穿入锁芯的圆周表面，并沿径向向内朝中心轴延伸。该槽的的深度一般与止动凹穴大致相同，且其宽度为大约0.04英寸(1.0mm)或更小，更一般地为大约0.02英寸(0.5mm)或更小。该槽一般沿纵向从锁芯的正面13贯穿到锁芯的锁闩端15，通过每一止动凹穴的中心。该槽可通过任何熟知的装置，例如圆锯，切割而成。
形成止动凹穴和槽之后，接下来以编排好的配置重新安装平头弹子、制栓、弹簧和变换球，对锁进行重新组装。变换球一般为球形，其尺寸适合在止动凹穴的深度内，如上所述。
在典型的方法中，将芯体固定，例如用夹具，以便围绕其中心轴旋转。首先，将锁芯固定在第一位置，使制栓室与参考点配准。参考点与钻孔机配准。钻孔机操作以切割速度旋转的钻头，并且可沿钻头轴将钻头从锁芯表面外部的第一位置移到深入锁芯中的第二位置。接着，使锁芯围绕其轴旋转到第二位置，这一位置沿径向从第一位置偏移一弧角。接着，操作钻孔机将止动凹穴钻到其深度。钻孔机也可以沿锁芯的纵轴移动，这样可以沿锁芯的第二线钻出连续的止动凹穴，以形成复数个止动凹穴。更一般地，钻孔机包括复数个隔开的钻头，这样可以同时加工复数个止动凹穴。
在制作可变锁锁芯的第二种方法中，提供一基本锁锁芯并进行加工。基本锁芯一般为配有钥匙槽的圆柱体。在此方法中，在芯体的圆周表面中加工制栓室和止动凹穴，以及变换槽。一般用钻孔机沿平行于轴向中心线的第一线加工出复数个穿过圆周表面的制栓室，其中每一制栓室延伸进钥匙槽中。一般而言，制栓室在与钥匙槽底部相反(成180°角)的位置穿入锁芯表面。接着，沿着以上针对第一种方法所述的第二线加工复数个穿过圆周表面的止动凹穴。
在典型的方法中，将基本芯体固定，例如用夹具，以便围绕其中心轴旋转。首先，将基本锁芯固定于第一位置，使钻孔机与表示第一止动凹穴轴向中心线的参考点配准。钻孔机操作以切割速度旋转的钻头，并且可沿钻头轴将钻头从锁芯表面外部的第一位置移到深入锁芯中的第二位置。钻孔机可钻出第一制栓室，使其穿过锁芯的圆周表面并进入钥匙槽。接着，沿锁芯的纵轴将钻孔机移到下一个位置，对应于第二制栓室的轴向中心线。再次操作钻孔机，钻出第二制栓室。因而，可加工连续的制栓室。或者，钻孔机可包含复数个隔开的钻头，这样，可沿第一线同时加工出所有所需的止动凹穴。
接着，使锁芯围绕其轴旋转到第二位置，这一位置沿径向从第一位置偏移一弧角。如上所述，接着操作钻孔机将每一止动凹穴钻到其深度。
或者，可以用不同的钻孔机依次或同时将该组制栓室和止动凹穴加工到基本锁芯中，而不需要旋转芯体。
还沿第二线形成一变换槽，使其穿过复数个止动凹穴。一般将变换槽固定到位并使用旋转锯加工。形成变换槽的步骤可在锁芯处于和钻削止动凹穴相同的位置时予以执行。
现在参考图29A至36B和39A至39C，在另一图示的替代实施例(其中同样的组件用同样的编号表示)中，本发明的锁芯16可视需要包括至少第一凹槽，其采用设置于锁芯16圆周上的径向槽102的形式，从锁芯16的纵轴54沿径向向外延伸。此径向槽102形成了穿过锁芯16的外周边并位于该外周边内的凹穴。钥匙槽24可以插入第一钥匙30c，其具有凹槽和/或脊的纵向轮廓44以及顶部边缘轮廓32。可在径向槽102中设置一径向制栓104，该径向制栓104包括延伸进钥匙槽24中的远端106。
可配置径向制栓104，以便可以在径向槽102内围绕锁芯16的纵轴54沿圆周移动。可通过径向制栓弹簧108将径向制栓104偏向锁芯16的钥匙槽24。结果，当不存在钥匙时，径向制栓104的远端106会伸入钥匙槽24。因而，不仅第一钥匙30的顶部边缘轮廓32必须具有正确的形状以提升平头弹子20和制栓22以及任何变换球56，使其匹配锁10的剪切线38，而且第一钥匙30上的纵向轮廓44必须为如下的组态：使第一钥匙30可面对伸进钥匙槽24的径向制栓104远端106并可正确定位径向制栓104以便可旋转锁芯16。
可在锁芯16侧壁中的复数个径向槽102内设置复数个径向制栓104。基于说明的目的，仅描述一径向制栓104。或者，也可以在锁芯16的相反侧上提供第二径向制栓或第二组径向制栓(未显示)，以使径向制栓的远端106伸入钥匙槽24的每一侧。
径向制栓弹簧108与径向制栓104相面对，位于径向制栓104的顶部边缘110与锁芯16的上侧壁112之间。此弹簧108使径向制栓104偏离上侧壁112并偏向钥匙槽24。如图示实施例中所示，径向制栓104的远端106可倾斜，使得插入钥匙槽24的钥匙可经过径向制栓104。
图示实施例的锁10可进一步包括一侧杆116，它设置于锁芯16的周边所形成的纵向侧杆槽118中。侧杆116和侧杆槽118沿大体上平行于锁芯16的纵轴54的线延伸。在锁芯16内设置至少一侧杆弹簧120，使其和侧杆116相面对，以便沿径向从锁芯16的纵轴54向外偏压侧杆116。
图示实施例的侧杆116大体上沿锁芯16的长度延伸，并且其第一侧上包括一突起122。突起122用于与锁壳12的钻孔中配置的第二凹槽122配合。至少有一凸耳126沿径向从侧杆116的第二侧朝径向制栓104向内延伸。图示实施例中的凸耳126大体上与侧杆116的突起122相对设置。侧杆弹簧120使侧杆116偏离径向制栓104，以便当锁芯16处于如图29B所示的原始位置中时，将侧杆116的突起122设置于第二凹槽124中。在图示的实施例中，使用两个侧杆弹簧120来偏压侧杆116。
径向制栓104进一步包括一侧杆凹槽128，其使径向制栓104可沿圆周移动，即使在突起122位于第二凹槽124中的情况下将侧杆116固定到位时。径向制栓104中的侧杆凹槽128仅具有当突起122设置于第二凹槽124中时足够容纳侧杆116长度的径向深度。径向制栓104进一步包括一侧杆切口130，其沿着垂直于锁芯16的纵轴54并大体上朝向纵轴54的方向从侧杆凹槽128延伸。
没有钥匙或有一不适用的钥匙插入钥匙槽24时，可将径向制栓104设置于径向槽102内，以使侧杆116在径向上未与侧杆切口130对齐。因而，任何试图旋转锁芯16的举动也均会通过将突起122定位于锁壳12的第二凹槽124中(参见图29B)而被制止。当将正确的第一钥匙30插入钥匙槽24时(如图30B所示)，侧杆凸耳126将沿径向与侧杆切口130对齐，以便旋转锁芯16时可将侧杆116移出第二凹槽124并移进侧杆切口130。
在插入正确的第一钥匙30c时并在转动锁芯16之前，第一钥匙30c的顶部边缘轮廓32会将每一制栓22、平头弹子20和变换球56顶起来，使得平头弹子20、制栓22和变换球56中靠近剪切线38的任何两者之间的接面与剪切线38齐平。而且，为能旋转锁芯16，第一钥匙30c的纵向轮廓44必须匹配由径向制栓104的远端106所形成的钥匙槽24的图案。适用的第一钥匙30c可开启在锁芯16的一侧上具有径向制栓的锁10，或者是在锁芯16的每一侧上都设有相匹配的径向制栓104的锁10。然而，为了说明本发明的原理，下文仅论述锁芯16一侧上的一径向制栓104。
插入正确的第一钥匙30c时，径向制栓104将沿圆周移动，使得侧杆116的凸耳126与设置于第一径向制栓104中的侧杆切口130径向对齐。侧杆凸耳126于是具有适当的空间，以便在转动第一钥匙30c时可以朝径向制栓104进行径向(向内)移动并进入侧杆切口130。当转动第一钥匙30c时，侧杆突起122从第二凹槽124伸出，引起侧杆116沿径向向内朝一位置移动，在该位置中，第一径向制栓104中的侧杆切口130容纳了侧杆116的凸耳126。
将正确的第一钥匙30c插入锁10中并如上所述设置平头弹子20和制栓22之后，可旋转锁芯16以使锁闩部件(未显示)从门框槽或其他凹进处中脱离，这样就可以开启门或其他部件了。如果钥匙的顶部边缘轮廓32不适合开锁10，则一个或多个平头弹子20的一部分将会伸入弹子室18的制栓室42中，且/或一个或多个制栓22的一部分将会伸入平头弹子室40中，以将锁芯16固定在锁定方向，这样就不能开启装了锁10的门或其他部件了。另外，变换球56或主垫片60可横跨剪切线38，因而阻止锁芯16旋转。另外，如果沿钥匙长度的纵向轮廓44不具有预选的设计可以匹配伸入钥匙槽24的径向制栓104的远端106所提供的钥匙槽24的轮廓，则即使是具有正确顶部边缘轮廓32的钥匙也无法开锁10。这样的正确纵向轮廓44使侧杆凸耳126和侧杆切口130正确对齐。
参考图29A至36B，锁芯16中的钥匙槽24大体为矩形，并且和锁芯16的一部分周边相交。钥匙槽24的限制由锁芯16的第一内侧壁132和第二内侧壁134所形成。如上所述，径向制栓104的远端106延伸进并穿过钥匙槽24的第一和第二内侧壁132、134中的至少一内侧壁的突起。此远端106伸进钥匙槽24一预选的距离。在替代实施例中，多个径向制栓104的远端106可穿过第一和第二内侧壁132、134。
为了对锁10进行重新编排，将第一钥匙30c(它是原先开锁10的正确钥匙)插入钥匙槽24(参见图30A和30B)，并且相对于锁壳12旋转锁芯16(逆时针旋转四分之一圈)，直至锁芯16的面115上的第一指示标记114与锁壳12的面上的第二指示标记144对齐(参见图1、31A和31B)。指示标记114、144的对齐确保止动凹穴58与平头弹子室40对齐。现在参考图32A和32B，接下来将变换工具64完全插入变换槽88中。将变换工具64插入变换槽88时，位于止动凹穴58中的每一连续变换球56从其在止动凹穴58中的第二位置位移到其在锁壳12的平头弹子室40中的第一位置。接着，可将锁芯16旋转回起始位置，在该位置从钥匙槽24拔出第一钥匙30，并将第二钥匙62c插入钥匙槽24(参见图33A至33B)。在变换工具64仍插在变换槽88中的情况下，相对于锁壳再次旋转锁芯16(逆时针旋转四分之一圈)，直至再次使指示标记114、144对齐(如图34A和34B中所示)。接着，从变换槽88移除变换工具64，并通过平头弹子弹簧26的力迫使平头弹子室40中的变换球56向下进入其对应的止动凹穴58(参见图35A和35B)。当锁芯16旋转回到其起始位置(参见图36A和36B)时，第二钥匙62c现在可开锁10，但第一钥匙30c不能开锁10。
再次参考图29A至36B，各钥匙30c和62c当被插入钥匙槽时已配置成使径向制栓104沿圆周位移进侧杆116的凸耳126与径向制栓104中的侧杆切口130径向对齐的位置。在此位置中，侧杆116的突起122可从第二凹槽124移出，以使锁芯16可在锁10的锁壳12内旋转。
现在参考图37、38和40A至40C，在本发明的替代实施例中，锁10c可具有复数列146、148弹子室18a和18b。第一列146弹子室18a沿穿过锁芯16的纵轴54的第一平面150而设置于锁壳12和锁芯16中。第二列148弹子室18沿穿过锁芯16的纵轴54的第二平面150而设置于锁壳12和锁芯中。第二平面152是有角度地从第一平面150偏移。锁壳12具有复数列平头弹子室40a和40b，其中平头弹子室40a形成列146的弹子室的一部分，并且平头弹子室40b形成列148的弹子室的一部分。
锁芯16具有复数列制栓室42a和42b，各列均配置成当锁处于如图38所示的中性或第一旋转位置时与平头弹子室40a和40b的对应列对齐。锁芯也具有复数列止动凹穴58a和58b以及复数列变换槽88a和88b。
每一弹子室18用于接收至少一平头弹子20、一制栓22、(视需要，但较佳地)一变换球56以及(视需要，但较佳地)一主垫片60。
所述实施例的锁如上文针对具有单列弹子室的本发明的第一和第二实施例所述的那样操作，另外要求所述锁的操作要使用两组变换部件在相应的弹子室18a和18b与止动凹穴58a和58b之间移动。
提供第二列弹子室(这会增加平头弹子20、制栓22和变换球56堆栈的数量)增加了锁变换组合的数量，从而增加了锁10c所提供的安全性和实用性。尽管所述实施例描述了包含平头弹子/制栓堆栈的两列146、148弹子室18，但可在本发明的锁10中包括额外的一列或更多这样的弹子室18。
而且，图37和38中所述的锁10的实施例可包括记忆块90、径向制栓104和侧杆116等额外组件，如以上关于本发明的替代实施例所述。
在图41A和41B中所述的本发明的替代实施例中，锁10d包括至少一个防篡改弹子154，其位于锁芯16的防篡改锐孔或通道156内并可在其内移动。防篡改弹子154具有第一位置，在该位置中防篡改弹子154的第一端可与纵向变换槽88相交，从而阻挡纵向变换槽88，这样就不能将变换工具64或任何其他物体完全插入变换槽88中了。正确的第一钥匙30d包含防篡改凹槽158，它在防篡改弹子154处于第二位置时与防篡改弹子154的第二端配准。在钥匙30d插在钥匙槽中的情况下，可无阻碍地将变换工具64插入变换槽88中，以将防篡改弹子154移到其第二位置。
可变锁装配件的实施例可应用在多种锁装置中。这些锁装置包括商用和家用锁，举例而言，包括球形门锁、呆锁和挂锁。典型球形门锁的操作包括使用适用的钥匙转动固定在锁芯锁闩端15上的锁闩，以开启或锁上球形门把。锁闩一般开启球形门把(其接着可以用手转动或旋转)，从而操作一狭长的锁舌，其啮合或脱离正在被锁上的门或其他物体的边框。典型呆锁的操作包括使用适用的钥匙开启及旋转一锁闩，该锁闩推动狭长的锁舌啮合或脱离正在被锁上的门或其他物体的边框。这些锁是本领域的熟练技术人员所熟知的。
典型挂锁的操作包括使用适用的钥匙开启J形锁梁。在处于锁定位置的典型挂锁中，锁体内的一锁舌(或一对锁舌)偏压进锁梁每一脚的凹槽内的一位置中，以积极限制锁梁从锁体中抽出。美国专利3,710,603(Miller)和4,776,187(Evans等人)中说明典型挂锁的设计与操作，这两项专利都通过引用结合于此。挂锁一般配置成使得钥匙和锁芯的旋转引起锁舌偏离凹槽，从而使锁梁可从锁体抽出。一典型的传统挂锁配置成使得插入的钥匙只能沿一方向旋转以开启锁梁，并且一般具有弹簧或其他装置用于偏压锁舌，以及锁芯和钥匙，使其回到初始或“钥匙插入”位置。
本发明的挂锁包含一可变锁装配件，其配置成沿第一方向(一般是顺时针，面对钥匙槽)和第二方向旋转。图44A、44B和44C显示处于初始位置中以及沿第一和第二方向旋转时的挂锁锁芯的端视图。锁芯沿第一方向从图44A所示的第一位置旋转到图44C所示的第二开启位置可以将挂锁开启。与传统的挂锁一样，该锁一般配有弹簧或偏压装置，以使已旋转的锁芯返回到初始的“钥匙插入”位置。锁芯沿第二方向(一般为逆时针)从图44A所示的第一位置旋转到图44B所示的重新编排位置可根据上述本发明对锁进行重新编排。较佳地，锁芯沿第二方向的旋转不会开启挂锁。为了避免在锁芯沿第二方向旋转时开启挂锁，锁芯的锁闩旋转端15具有一尾端件或锁闩216，它包含从大体圆形的底部217延伸的杆状物218。以一螺母220将底部217可旋转地固定于锁闩端15上。底部217具有一正面222以及一反面224，由敞开的楔形部分219(一般为圆周的大约四分之一至三分之一)所定义。从锁闩端15延伸的止动销220可限制锁闩216在正面222与反面224之间的敞开部分219内旋转。
当在锁中操作钥匙时，钥匙在锁芯中的顺时针旋转会使锁芯转动，并将止动销220压在锁闩216的正面222上，这会推动锁闩沿顺时针方向旋转，如图44C所示。锁闩的旋转会使锁舌从锁梁的凹槽中脱离，并开启挂锁。弹簧或其他偏压装置(未显示)会使锁闩、锁芯和插入的钥匙返回初始位置。
典型挂锁的锁闩216配置成防止其沿逆时针方向旋转。当钥匙将锁芯逆时针旋转到第二旋转或编排位置，如图44B所示，止动销220可自由地在受限锁闩216的敞开部分219内移动。此配置在传统上称为“惰性凸轮(lazy cam)”，其中凸轮或尾端件配置成在部分地旋转圆柱形锁芯时保持固定。
视需要，锁芯沿第二方向的旋转也可以开启挂锁，尽管开启挂锁的过程会使可变锁装配件的重新编排更复杂。
在本发明的挂锁中，可将锁芯置于图44B所示的锁壳内的第二旋转位置，其中止动凹穴和变换槽与平头弹子室对齐或配准。可使用变换工具重新编排挂锁的组态，以使用用户钥匙子集中一不同的用户钥匙来开启，如上文针对可变锁装配件的第二实施例所述。或者，挂锁的组态可配置成使用一系列不同但互补的用户钥匙来开启，如上文针对可变锁装配件的第一实施例所述。每一用户钥匙可通过将变换部件从弹子室移到止动凹穴中来对锁进行重新编排，此举使钥匙子集中任何配置成移动少于变换部件的当前数量和组态的用户钥匙不能开锁。
虽然已参考本发明优选实施例的细节揭示本发明，但应了解，本揭示内容是说明性的，而非限制性的，本领域的熟练技术人员很容易在本发明的精神和后附权利要求书的范围内进行修改。
对于本发明的锁，可提供一钥匙子集，每一钥匙配置成该锁的适用钥匙。在本发明的一实施例中，当操作员依次使用特定锁的钥匙子集中的每一钥匙时，至少一额外的变换部件从弹子室中移出并进入止动凹穴内。发生这种情况时，钥匙子集中任何配置成移动少于已位移的变换部件的当前数量及组态的钥匙将不能再开启该锁。使用钥匙子集中任何配置成移动多于已位移的变换部件的数量及组态的钥匙可位移至少一额外的变换部件，因而改变锁的平头弹子/制栓组态，使之匹配新的钥匙。例如，如果锁包括六个平头弹子/制栓堆栈或集合，则一适用钥匙子集中最多可以有七把钥匙，每一连续的钥匙比前一钥匙多位移至少一变换部件。因而，每一钥匙的顶部轮廓几乎与该集合中的前一钥匙相同，但是提升了至少一额外的轮廓位置，这一点将会在下文中详细解释。因而，本发明的锁的此实施例不必使用变换工具即可重新配置平头弹子/制栓堆栈或集合，从而只需使用钥匙子集中的一新钥匙，即可快速、自动地重置钥匙。
一旦已将所有的变换部件位移进止动凹穴，因而达到钥匙集合的结尾，即可使用变换工具将锁重新设置到集合中的第一钥匙。为了实施这一变换，该锁芯包括第二锐孔或通道以提供一变换槽，其沿平行于锁芯纵轴的方向配置于锁芯中，并与每一止动凹穴相交。当止动凹穴在一平面中与锁壳的平头弹子室对齐，并且将变换工具插入变换槽中时，止动凹穴中的任何变换部件将从那里移到平头弹子室中，因而使变换部件返回平头弹子/制栓堆栈，并将锁重新设置为使用钥匙集合中一后来插入的钥匙进行开启。
使用本发明的锁的此实施例的方法包括将编排好用来开锁的第一钥匙插入锁的钥匙槽中。然后可使用此钥匙在锁的锁壳内旋转锁芯。接着，从纵向槽中拔出第一钥匙。然后插入第二钥匙，其顶部边缘轮廓不同于第一钥匙，但与第一钥匙互补。第二钥匙与第一钥匙的互补之处在于，第一钥匙的每一提升轮廓位置可在第二钥匙上找到。而不同之处在于，第二钥匙具有第一钥匙所没有的至少一额外的提升轮廓位置或部位；除了这一点，第二钥匙的顶部边缘轮廓匹配第一钥匙的顶部边缘轮廓。发生这种情况时，会将与该提升轮廓位置相关联的平头弹子/制栓堆栈顶起来，以将该平头弹子/制栓堆栈的变换部件提升到锁的剪切线之上，并设置于锁壳的相应平头弹子室中。当通过旋转第二钥匙使锁芯旋转时，止动凹穴将与锁壳的相应平头弹子室对齐。发生这种情况时，相应平头弹子室中的平头弹子上所设置或放置的弹簧或其他偏压机构的力迫使任何被提升到锁的剪切线之上的变换部件向下进入对应的止动凹穴。当第二钥匙和锁芯旋转回原先的位置时，额外的变换部件偏离锁芯的制栓室而位于止动凹穴中，从而已将锁重新设置为使用第二钥匙来开启。由于第一钥匙无法将现在进行了额外改变的平头弹子/制栓堆栈顶到足以使锁芯旋转的程度，因此第一钥匙现在不适用。
本发明的替代实施例可包括一实施例，其中对于锁的平头弹子和制栓的每一次重新配置，都使用变换工具。此实施例可增加一特定钥匙集合中的钥匙数量，因为依次使用一组钥匙时，可以不经由平头弹子室将变换部件从制栓室移至止动凹穴中，而是在制栓室与止动凹穴之间来回移动变换部件。本发明的此实施例还可包括具有至少两个提升轮廓位置的钥匙，其可防止锁发生自动变换。然而，可为钥匙集合提供更多的钥匙。例如，通过在总共六个轮廓位置上错列两个提升的轮廓位置，可获得15种不同的钥匙组合。同样，在总共六个轮廓位置上具有四个提升轮廓位置的钥匙子集提供15种不同的钥匙组合。
本发明的另一替代实施例可包括一记忆块(memory block)，它设置于锁的锁芯中，并与变换槽和止动凹穴的开口相交。此记忆块通过部分地阻挡止动凹穴的开口，可防止不同的钥匙以未经许可的方式插入锁中。因而，被提升到剪切线以上的任何变换部件当其旋转到与平头弹子室对齐时无法穿过开口进入止动凹穴，除非经许可的用户插入变换工具将记忆块从变换槽移开，才能将每一止动凹穴的开口的整个宽度暴露，以接收变换部件。
另一替代实施例可包括至少一径向制栓，它设置于锁芯中的径向延伸槽中。径向槽设置于从锁芯的纵轴向外沿径向延伸的锁芯侧壁中或与该侧壁相关联。这些径向制栓可包括切口，用于接纳设置于锁的锁壳与锁芯之间的侧杆。此侧杆和径向制栓组态使锁更加安全，因为用户的钥匙不仅要有适当的顶部边缘轮廓，而且需要有适当的纵向轮廓，才能将径向制栓移至适当的位置以使侧杆可从锁壳向内移进锁芯，从而使锁芯可旋转以开锁。
如上所述重新配置本发明的锁的方法可用于重新配置平头弹子和制栓，以便改变可正确开锁的承租人钥匙。该方法包括在将经许可的或适用的用户钥匙插入锁中时使用变换工具，重新设置锁以使钥匙子集中的另一用户钥匙成为适用的用户钥匙。
本发明的另一实施例提供可正确开锁的主钥匙，而不必重新设定平头弹子和制栓的配置。具体而言，在一实施例中，此替代实施例包括至少一主垫片或弹子，最好在锁芯的每一制栓室中都设置至少一主垫片。这些主垫片设置于直接在变换部件下面的平头弹子/制栓堆栈中。主垫片的尺寸均大于变换部件，而且也大于止动凹穴的开口。因而，当将主钥匙插入锁芯的钥匙槽时，会提升所有的平头弹子/制栓堆栈，使底部的制栓位于剪切线之下以及锁芯的制栓室内，而每一主垫片则直接位于锁的剪切线之上以及锁壳的平头弹子室中。当在锁中旋转锁芯以使止动凹穴与锁壳的平头弹子室对齐时，主垫片因其尺寸较大而不会通过开口掉入止动凹穴中。主垫片也会防止任何变换部件移进止动凹穴，因为主垫片设在止动凹穴和平头弹子室的任何变换部件之间，并且将阻挡止动凹穴的开口(变换部件可能通过该开口进入止动凹穴)。因此，变换部件没有路径可以进入止动凹穴。这样一来，可以使用主钥匙开启特定设施系统中的任何锁，而不必重新配置锁的平头弹子/制栓堆栈。在包括记忆块的本发明的一实施例中，平头弹子/制栓堆栈不必包括主垫片，因为可通过记忆块防止变换部件进入止动凹穴。
参考图1，锁10的一实施例包括锁壳12，有一大体圆柱形的钻孔14穿过锁壳12，用于接收大体圆柱形的锁芯16。锁芯16的周边尺寸使其可在锁壳12内旋转。该锁的锁壳和锁芯包括垂直的小孔，小孔内设有平头弹子和制栓。锁壳12具有复数个大体圆柱形的平头弹子室40，其与钻孔的内表面相交，而锁芯16则具有复数个对应的大体圆柱形的制栓室42。当锁壳的平头弹子室40和锁芯的制栓室42对齐时，便形成了复数个弹子室18。每个弹子室18中均设有复数个大体圆柱形的平头弹子20以及复数个大体铅笔形的制栓22，由圆柱形主体和锥形端所组成。制栓22位于制栓室42中，使锥形端延伸进锁芯16的第一通道(其采用钥匙槽24的形式)。平头弹子20位于弹子室18内对应制栓22上面的位置，并且可在弹子室18内移动。在每一平头弹子室40内，均有一采用平头弹子弹簧26形式的偏压装置，位于矩形顶板28(其可移除地固定或附着于锁壳12上)与相应的平头弹子20之间，以便向下偏压或压迫成对的平头弹子20和制栓22堆栈，使得在没有钥匙插入钥匙槽24时，制栓22的锥形端伸入钥匙槽24。平头弹子弹簧26一般为回火不锈钢，以防止材料在多次压缩和拉伸之后变形。较佳地，弹簧材料由线径大约为008的非金属不锈钢丝制成，并且可从美国肯塔基州Wilder的W.B.Jones Spring公司以零件号C108x008x520获得。一般而言，平头弹子室40和制栓室42具有大体圆形的截面。
图2A显示了锁壳12的截面图以及置于锁壳内的平头弹子20和锁芯16的平面图。图2B为穿过图2A的线2B-2B所作的锁的截面图，其以截面图的形式显示了锁芯16和锁壳12，并且以平面图的形式显示了五金构件(平头弹子20、偏压装置26、变换部件56、主垫片60和制栓22)。为了有助于理解本发明，图2A中(以及后面类似的图中)所示的止动凹穴58和变换槽88已从锁芯16的纵向中心线54移开(参见图2B)，以便可以观察到虚线所示的制栓22和钥匙30的轮廓位置68、70、72、74、76和78。
在图2A和2B中，当将用户钥匙子集中的第一钥匙30插入钥匙槽24时，会将成对的制栓22和平头弹子20的堆栈提升到与钥匙的顶部边缘轮廓32相一致的高度。如果已插入正确的(或适用的)钥匙，则相应平头弹子20的下端34或相应制栓22的上端36会沿着锁10的剪切线38设置。剪切线38位于锁芯16的外圆周或周边与钻孔14的内表面相面对或对置的界面处。因而，正确的或适用的钥匙将提升相应的制栓22和平头弹子20，以使锁芯16可在锁壳12内旋转。当锁芯16旋转时，各平头弹子20将大体上完全处于锁壳12的相应平头弹子室40内，而各制栓22则将大体上完全处于锁芯16的相应制栓室42内。第一钥匙30可具有一纵向轮廓44(其至少沿钥匙的一侧配置)和一顶部边缘轮廓32。或者，可在钥匙的两侧都配置纵向轮廓44。
更明确地说，如图1所示，图示实施例的锁10的锁体46为大体圆柱形组态，其一端具有大体圆形的凸缘48，用于邻接可装锁10的门或其他部件。锁体46的一部分可在与凸缘48相反的一端附近具有螺纹(未显示)，以允许将锁10固定到需要上锁的物体(未显示)上。钻孔14围绕纵轴50并沿纵轴50形成于锁壳12中并穿过锁壳12，而且通过锁壳12的两端。图示实施例的锁芯16包括圆柱形的芯体52，其配置成使得在组装好的锁10中，锁芯16的周边与锁10的钻孔14的表面相面对或对置，其中钻孔14的纵轴50和锁芯16的纵轴54实质上同轴。锁芯16上从锁壳12延伸的锁闩端15可具有螺纹67，这样可以将配合的锁紧螺母(未显示)拧紧，以将锁芯16固定于锁壳12的钻孔14内。可将锁闩部件(未显示)固定于锁芯16的锁闩端15上，以啮合凹进处或锁舌(也未显示)，从而将装锁10的物体锁上。
当将锁壳的相应平头弹子室40和锁芯的制栓室42对齐时，便形成了复数个弹子室18，其从锁芯的钥匙槽24延伸至锁壳的顶端并穿过锁壳的顶端。弹子室18以大体上垂直于锁芯16的纵轴54的方式延伸。弹子室18中以制栓室42表示的部分与钻孔14相交并穿过锁芯16的一部分与钥匙槽24相交，而弹子室18中以平头弹子室40表示的部分则延伸进锁10的锁壳12中并穿过锁壳12。因而，各弹子室18的平头弹子室40部分与锁壳12及钻孔14相交，而各弹子室18的制栓室部分42则与锁芯16的周边和钥匙槽24相交。顶板28和各平头弹子20之间的平头弹子弹簧26的偏压作用使各平头弹子室40内的平头弹子20一般被压向钻孔14。当没有钥匙插入钥匙槽24时，平头弹子弹簧26的力可使各平头弹子20的至少一部分伸入锁芯内的弹子室18的制栓室42部分。
当锁芯16处于图2A和2B所示的初始或第一位置并且尚未旋转时，各制栓室42与相应的平头弹子室40轴向对齐。由于相应平头弹子20和平头弹子弹簧26的组合所产生的偏压或压迫力，制栓室42内的每一制栓22的一部分可延伸进钥匙槽24。另外，各制栓22的上端36可接触并啮合各平头弹子20的下端34。虽然本发明的锁10的图示实施例被描述为具有特定数量或复数个成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合，但锁10的替代实施例可包括一对平头弹子20和制栓22，或是多对平头弹子20和制栓22并且各对数量少于或多于图示实施例所述者。
本发明的锁10还包括一锁组态变换部件56，如图示的实施例，其可采用大体球形的变换部件或变换球的形式，例如滚珠轴承。所配置的变换部件56设置于弹子室18内，并且整合为每一成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合的一部分。或者，变换部件56可设置于锁芯16中所配置或与锁芯16相关联的单独止动凹穴58内。每一变换部件56均可移动，使其可从弹子室18中(更明确地说是在制栓室42中)的第一位置位移到相应止动凹穴58内的第二位置。相反，变换部件56可从止动凹穴58内的第二位置位移到弹子室18中的第一位置。通过在一个或多个弹子室18与相应的止动凹穴58之间移动变换部件56，可更改成对的平头弹子20和制栓22的一个或多个堆栈或集合，以接纳具有不同顶部轮廓32的钥匙并使其适用。因而，当变换部件56处于第一位置时，它可以整合为成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合的一部分。在具有变换部件56的平头弹子/制栓堆栈中，当变换部件56设置于平头弹子20与制栓22之间时，平头弹子20和制栓22均可接触和啮合变换部件56的相应侧。在已将变换部件56位移到第二位置的平头弹子/制栓堆栈中，平头弹子20和制栓22可相互接触和啮合。或者，如下文更详细地解释，平头弹子/制栓堆栈可包括大体圆形的主垫片60，其设置于相应堆栈或集合的平头弹子20、制栓22和变换部件56之间。本发明的锁10可具有一可开启该特定锁的钥匙子集，并且可用于位移一个或多个变换部件56，这一点会在下文中详细说明。
每一止动凹穴58均有一圆形截面开口，用于接收变换部件56。一般而言，变换部件56的直径小于(更一般而言，仅略微小于)止动凹穴58的截面。变换部件56的球形形状允许在锁的凹穴58和平头弹子/制栓室40和42内进行滚动，并且不论其定向如何，都具有相同的投影截面形状。而且，变换部件56的球形形状不具有可妨碍其自由运动的角落或边缘。在本发明的锁中可使用桶形或圆柱形变换部件，尽管它可能会在室内倾斜或翻滚，并且会增加留在室内并堵塞锁的可能性。基于说明本发明的后续实施例的目的，变换部件56下称变换球56。
现在参考图2A至13D，说明本发明的锁10的第一实施例。本发明的此图示实施例使操作员可改变使用第一用户钥匙30开启的锁的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，以接纳第二用户钥匙62并使第二用户钥匙62适用，且使第一钥匙30不适用，而不必使用变换工具64(参见图1)。因而，使用第二钥匙62改变锁10中的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，以便排除第一钥匙30的使用，而不必移除和拆卸锁本身。可提供一用户钥匙子集，其中使用每一后续的适用钥匙可重新配置锁10或重置锁10的钥匙，以使任何先前的适用钥匙不能开锁10。这一过程可由每一钥匙的不同顶部边缘轮廓32决定。当操作员依次使用一特定锁10的钥匙子集中的每一钥匙时，至少一额外的变换球56从其中一个弹子室18位移进相应的止动凹穴58。发生这种情况时，钥匙子集中任何配置成位移少于已位移的变换球56的当前数量及组态的钥匙将不能再开锁10。使用该子集中任何配置成比已位移的变换球56的当前数量及组态多位移一个或多个额外变换球的钥匙将改变对应的平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，使其与该钥匙匹配。例如，如果锁包括具有平头弹子20、制栓22及/或变换球56的六个弹子室18，则在一适用钥匙集合中最多可以有七把钥匙，每一连续的钥匙比前一钥匙多位移至少一变换球56。七钥匙集合中的某一钥匙将不位移任何变换球56。此钥匙可称为零钥或基钥。每一连续的钥匙将具有与该集合中的前一钥匙几乎相同的顶部轮廓，但是会提升至少一额外的轮廓位置66，这一点会在下文予以详细说明。
在图2A至12B的图示实施例中，所示本发明的锁10具有第一、第二、第三、第四、第五和第六弹子室，分别以19、21、23、25、27、29表示，每一弹子室各用于容纳一组平头弹子20、制栓22和变换球56。所示插入钥匙槽24的钥匙具有第一、第二、第三、第四、第五和第六轮廓位置，分别以68、70、72、74、76、78表示。当钥匙完全插入钥匙槽24时，上述第一、第二、第三、第四、第五和第六轮廓位置68、70、72、74、76、78分别与对应的第一、第二、第三、第四、第五和第六弹子室19、21、23、25、27、29配准。上述轮廓位置68、70、72、74、76、78均可为提升的轮廓位置或降低的轮廓位置。请特别参考图2A，可以看出第一钥匙30没有提升的轮廓位置66，因此没有变换球56被提升到剪切线38以上。
将钥匙插入钥匙槽24时，提升的轮廓位置66会提升相应制栓22的上端36，使其与锁10的剪切线38齐平，因此设置于第一位置的任何变换球56将会被提升到剪切线38之上并进入锁壳12的平头弹子室40。参考图3A，所示第二用户钥匙62具有提升的第一轮廓位置68。第二钥匙62可旋转锁芯16并开锁，因为当它提升弹子室18的相应平头弹子20、制栓22和变换球56时，那些组件之中靠近剪切线38的任何两个组件之间的接面会与剪切线齐平。这些组件无一横跨剪切线，尤其是平头弹子20和制栓22。具体而言，第二钥匙62上提升的第一轮廓位置68会将第一弹子室19内的变换球56提升到剪切线38之上。一旦旋转锁芯16将第一弹子室19中的变换球56位移进其对应的止动凹穴58中，第一钥匙30即变为不适用，因为它有降低的第一轮廓位置68(参见图6A)。参考图7A，第三钥匙63具有提升的第一和第三轮廓位置68、72。提升的第三轮廓位置72会位移第三弹子室23中的一额外变换球56。因此，具有至少一额外提升轮廓位置66的后续钥匙将使具有与该后续钥匙的提升轮廓位置66相对应的降低轮廓位置的任何其他先前适用的钥匙不能开锁。该钥匙集合可包括第四钥匙80(如图13A所示)，它具有提升的第一和第三轮廓位置，以及一额外提升的第五轮廓位置76；第五钥匙82(如图13B所示)，它具有提升的第一、第三及第五轮廓位置68、72、76以及一额外提升的第二轮廓位置70；第六钥匙84(如图13C所示)，它具有提升的第一、第二、第三和第五轮廓位置68、70、72、76以及一额外提升的第四轮廓位置74；以及第七钥匙86(如图13D所示)，它具有提升的第一、第二、第三、第四和第五轮廓位置68、70、72、74、76以及一额外提升的第六轮廓位置78。应了解，所示的六钥匙集合只是说明性的，其可为任何数量的经类似配置的钥匙，最大数量比锁10中的弹子室18的数量多一个。
一旦已将所有的变换球56位移进相应的止动凹穴58，因而达到用户钥匙子集的结尾或已使用了用户钥匙子集中的最后一把钥匙，便可使用变换工具64将锁10重设到子集中的第一钥匙30。或者，可在操作员希望的任何时候对锁10进行重设，而不仅仅是在使用完集合中的所有钥匙时。为了实施此变换，锁芯16包括以变换槽88为形式的第二锐孔或通道。变换槽88一般沿平行于锁芯16的纵轴54的方向配置于锁芯16中，并且一般从锁芯的正面延伸并与每一止动凹穴58的一部分相交。当已将锁芯16旋转到止动凹穴58与锁壳12的平头弹子室40对齐的位置，并且变换工具64已完全插入变换槽88时，设置于止动凹穴58中的任何变换球56会从止动凹穴58中移出并进入平头弹子室40。当锁芯1 6接着旋转回原先的位置时，变换球56返回对应的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合，锁10便进行了重设。
变换槽88最好是沿着穿过止动凹穴58中心的纵向线而配置于锁芯16中。此组态使插入变换槽88的变换工具64可将止动凹穴58中所包含的变换球56的重心提升到最大高度。另外，变换槽88配置成将其宽度最小化为容纳变换工具64所必需的宽度，其中该变换工具64可有效地将变换球56提升到止动凹穴58之外。在具有六个左右弹子室的典型门锁中，变换槽的宽度一般为大约0.020英寸(大约0.50mm)或更小。如果变换槽88的宽度太大，则主垫片60(如下所述)等部件可能会在与变换槽88的交叉处扣住止动凹穴58的开口的角落188(参见图2)。随着时间过去，主垫片对角落188的反复冲击会在角落188处引起破损，这最终会使垫片扭曲，并挤进开口。
使用本发明此实施例的锁10的方法包括将编排好用来开锁10的第一钥匙30插入锁10的纵向钥匙槽24。接着，可使用此钥匙在锁壳12内旋转锁芯16。接着，从纵向钥匙槽24拔出第一钥匙30。第二钥匙62的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30不同，但互补。第二钥匙62的顶部边缘轮廓32也具有：与第一钥匙30的顶部边缘轮廓32相匹配的提升轮廓位置66，以便按照类似于第一钥匙30的方式提升任何成对的平头弹子20和制栓22的堆栈或集合；以及至少一额外提升的轮廓66。插入第二钥匙62时，第二钥匙上的额外提升轮廓66会使至少一变换球56被提升到锁10的剪切线38之上并置于锁壳12中的相应平头弹子室40内。
当第二钥匙62和锁芯16顺时针旋转时，止动凹穴58将会与平头弹子室40对齐。发生这种情况时，置于平头弹子室40中的每一平头弹子20之上的平头弹子弹簧26的弹簧力会迫使位于剪切线38之上的变换球56向下进入其相应的止动凹穴58中。当第二钥匙62和锁芯16一起旋转回到其原先的位置时，额外的变换球56现在偏移了弹子室18而位于止动凹穴58中，因而已将锁10重设为使用第二钥匙62来开启。
虽然根据说明，每次只有一个变换球56从制栓室42移到止动凹穴58，但本发明规定每次可以有一个以上的变换球56从制栓室42移到止动凹穴58。
现在参考图2A和2B，在锁10的图示实施例中，适用的第一钥匙30插入了钥匙槽24。第一钥匙30的顶部边缘轮廓32不具有提升的轮廓位置66。所有六个轮廓位置68、70、72、74、76、78都具有一降低的位置。这些图显示，插入第一钥匙30时，上述降低的轮廓位置68、70、72、74、76、78可保持变换球56置于制栓室42内。因为提升了每一弹子室1 8中的平头弹子20、制栓22和变换球56，使任何平头弹子或制栓都不会横跨或跨越剪切线38，所以第一钥匙30可以通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
应明白，当变换球56的下部(低于其中心线)横跨剪切线时，沿着锁芯的剪切线在锁壳内旋转会迫使球56进入平头弹子室40。如果变换球的中心线或上部沿着剪切线，则锁芯将不会在锁壳的钻孔中旋转，并且可能堵塞。
现在参考图3A和3B，其描述了锁芯16和锁壳12，其中拔出了第一钥匙30，并且第二钥匙62现在插入了锁10的钥匙槽24中。此第二钥匙62的顶部边缘轮廓32不同于第一钥匙30，尤其是它提升了第一轮廓位置68。第一钥匙30具有降低的第一轮廓位置68。第二钥匙62上提升的第一轮廓位置68使第一弹子室19中的变换球56被提升到剪切线38之上。因为该系列弹子室18的每一弹子室18的平头弹子20、制栓22和变换球56放置成使得没有平头弹子、制栓或变换球横跨或跨越剪切线38，所以此第二钥匙62可开锁10。
现在参考图4A和4B，其描述了本发明的锁10，其中第二钥匙62已插入锁芯16中并顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与锁壳中的平头弹子室40对齐。第一弹子室19的第一平头弹子室40中的平头弹子20之上所设置的平头弹子弹簧26接着迫使设置于剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。
现在参考图5A和5B，锁芯16(其中第二钥匙62已插入钥匙槽24中)已旋转回其原先的位置。当处于其第一位置时与第一弹子室19相关联的变换球56现在已位移进置于锁芯16内或与锁芯16相关联的其中一个止动凹穴58内的第二位置中。各种平头弹子20、制栓22和变换球56都设置于弹子室18内，使得所有平头弹子20的下端34都沿着剪切线38放置并与剪切线38齐平，并处于平头弹子室40内。因而，第二钥匙62通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
现在参考图6A和6B，已从钥匙槽24拔出第二钥匙62，并且已重新插入第一钥匙30。这些图说明第一钥匙30现在不能开锁10。不同的第一轮廓位置68(此第一钥匙30中，它是降低的位置)不能充分地提升平头弹子20和制栓22，使得平头弹子20部分地处于第一弹子室19的平头弹子室40内并部分地处于第一弹子室19的制栓室42内。因为第一弹子室19的平头弹子20横跨锁10的剪切线38，所以锁芯16将不会在锁壳12内旋转，因而第一钥匙30不能开锁10。
现在参考图7A和7B，其描述了锁芯16和锁壳12，其中拔出了第二钥匙62，并且第三钥匙63现在插入了钥匙槽24中。此第三钥匙63的顶部边缘轮廓32不同于第二钥匙62。第三钥匙63的第三轮廓位置72是提升的，而第二钥匙62的第三轮廓位置72则是降低的。与第二钥匙62一样，第三钥匙63包括提升的第一轮廓位置68。插入第三钥匙63时，此第三提升的轮廓位置使第三弹子室23的变换球56被提升到剪切线38之上。因为每一弹子室18的平头弹子20、制栓22和变换球56都对齐，使得无一部件横跨或跨越剪切线38，所以此第三钥匙63现在可开锁10。
现在参考图8A和8B，其描述了本发明的锁10，其中插入了第三钥匙63并顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与平头弹子室40对齐。第三弹子室23的第三平头弹子室40中所设置的平头弹子弹簧26接着迫使置于剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。
现在参考图9A和9B，锁芯16(其中第三钥匙63已插入钥匙槽24中)已旋转回其原先的位置。当处于其第一位置时与第三弹子室23相关联的变换球56现在已位移进置于锁芯16内或与锁芯16相关联的其中一个止动凹穴58内的第二位置中。各平头弹子20、制栓22和变换球56都设置于弹子室18内，使得所有平头弹子20的下端34都沿着剪切线38放置并与剪切线38齐平，并且所有平头弹子20都完全置于锁壳12的平头弹子室40内。因而，第三钥匙63通过在锁壳12内旋转锁芯16而开锁。
现在参考图10A和10B，已从钥匙槽24拔出第三钥匙63，并且已重新插入第二钥匙62。这些图说明第二钥匙62现在不能开锁10。不同的第三轮廓位置72(第二钥匙62中，它是降低的位置)不能充分地提升第三弹子室23的平头弹子20和制栓22，使得平头弹子20部分地处于第三弹子室23的平头弹子室40内并部分地处于第三弹子室23的制栓室42内。因为第三弹子室23的平头弹子20横跨剪切线38，所以第二钥匙62将不会使锁芯16在锁壳12内旋转，因而第二钥匙62不能开锁10。
现在参考图11A至12B，其显示将锁10重设成再次接纳第一钥匙30的情况。在所示的锁10中，插入了第三钥匙63(适用的用户钥匙)，并且锁芯16已顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与弹子室18的平头弹子室40对齐。变换工具64插入了锁芯16的变换槽88中，使得置于止动凹穴58中的第二位置的任何变换球56从止动凹穴58移出并进入平头弹子室40。
变换工具64仍插在变换槽88中时，将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，使其回到原先的位置(未显示)，在该位置中，平头弹子室40与制栓室42是对齐的。变换球56(其已通过变换工具64隔离到平头弹子室40中)依然处于锁壳12中的平头弹子室40内，正好位于剪切线38之上。
现在参考图12A和12B，当每一变换球56位于其相应的弹子室18内并且锁芯16处于其第一旋转位置时，锁即已重设。已从钥匙槽24拔出第三钥匙63之后，可重新插入第一钥匙30。第一钥匙30无法并且不会将任何变换球56提升到锁10的剪切线38之上。因而，已使用变换工具64对锁10进行重设，使第一钥匙30可开锁10。
图2A至12B中所述的锁10的实施例也提供了可以正确开锁10的主钥匙，而不必重新设定平头弹子20、制栓22和变换球56的配置。具体而言，现在参考图14A至15B，图示实施例包括复数个主垫片60，其中锁10的每一弹子室18中都设有至少一垫片。这些垫片60都设置于弹子室18中，位于在堆栈中的变换球56下面。主垫片60的尺寸均大于(在图示实施例中，具有较大的直径)变换球56。主垫片60的尺寸或直径也大于止动凹穴58的开口，使主垫片60无法进入止动凹穴58。一般而言，主垫片60具有一圆柱形直径，它大于变换球56和止动凹穴58的直径。基于相同的原因，放置于平头弹子室40中的平头弹子20的尺寸一般大于止动凹穴58的开口，以便在锁壳12内旋转锁芯16使止动凹穴58和平头弹子室对齐时，防止相应的平头弹子通过开口进入止动凹穴，以免使锁堵塞。
参考图14A至14B，对主钥匙87进行配置，以便将其插入锁芯16的钥匙槽24时，会提升所有的平头弹子20、制栓22、变换球56和主垫片60，使制栓22位于剪切线38之下并置于制栓室42内，而每一主垫片60都直接位于剪切线38之上以及平头弹子室40中。参见图15A至15B，当锁芯16接着在锁壳12内顺时针旋转四分之一圈，以使止动凹穴58与平头弹子室40对齐时，弹簧力无法将主垫片60偏压进止动凹穴58，因为其直径大于止动凹穴58的开口。同时，置于止动凹穴58与变换部件56之间的主垫片60可阻挡变换球56的路径，并防止变换球56从平头弹子室40内位移到止动凹穴58中。这样一来，可以操作或使用主钥匙开启特定设施系统中的任何锁10，而不必重新配置锁10的平头弹子20、制栓22和变换球56。
图2A至12B中所示的图示实施例描述了各具有相同长度的制栓，其有助于说明本发明的操作原理。然而，在替代实施例中，制栓室集合中的各种制栓的长度各异。对于锁中的所选制栓的一给定集合，第一钥匙30的顶部边缘轮廓32具有已配置或加工成较高或较低轮廓高度的轮廓位置，以便在将第一钥匙30插入钥匙槽时，将每一变换球56的顶部提升到剪切线38，以使得没有变换部件位于止动凹穴中。此替代实施例中的第二钥匙62具有一不同但互补的顶部边缘轮廓32，其类似于第一钥匙30的顶部边缘轮廓32，但是提升了至少一轮廓位置66。插入第二钥匙62时，第二钥匙62上额外的至少一提升轮廓66会使至少一变换球56被提升到锁10的剪切线38之上并置于锁壳12中的平头弹子室40内。
会使钥匙子集适应特定可变锁的弹子室中所用的制栓与平头弹子组合。对于典型的钥匙，可切割任何轮廓位置的高度，以适应每一弹子室所选用的对应制栓的高度。一般而言，较长的制栓22需要切割较低的轮廓，而较短的制栓需要切割较高的轮廓。切割钥匙轮廓位置时，位置的着落宽度(landing width)应足够宽，以便在稍微从钥匙槽拔出钥匙的情况下，防止任一弹子室中的制栓过早地下降到轮廓着落宽度的末端之外。
图16A至22N中描述了本发明的第二实施例，其中同样的编号表示同样的组件。第二实施例说明了使用变换工具64来重新配置锁10的平头弹子20、制栓22和变换球56的情况。与第一实施例相比，此实施例可增加特定用户钥匙子集中的钥匙数量。在第一实施例中，当依次使用用户钥匙子集中的钥匙时，是将额外的变换球56从弹子室18移到止动凹穴58中，与第一实施例不同，第二实施例可在弹子室18中的第一位置与止动凹穴58中的第二位置之间来回移动变换球56。一般而言，在止动凹穴58与弹子室18之间移动变换球56允许对锁进行重新配置，以便使用用户钥匙子集中的一不同用户钥匙来开锁。来回移动变换球一般还包括在这一过程中的某一时点对锁进行重设，使所有的变换部件都返回到其相应的弹子室中。当所有的变换部件56都位于弹子室中时，锁即是处在重设组态中，其中经许可的或适用的用户钥匙插在钥匙槽中，或者未插入任何钥匙。此第二实施例中所用的轮廓位置66也防止了以上第一实施例关于图2A至12B所述的“自动”变换，这一点会在下文中予以详细说明。
图16A显示第一钥匙30a已提升了第一和第三轮廓位置68、72，而降低了其余轮廓位置70、74、76、78。在锁重设之后首次使用第一钥匙30a时，会将第一和第三弹子室19、23中的变换球56提升到剪切线38之上，并且在旋转锁芯之后，会将其沉积或位移到其相应止动凹穴58的第二位置中，如图16A和16B中所示。
可使用变换工具64对锁10进行重设，以便使用钥匙集合中的第二钥匙62a来开锁。为了实施此变换，锁芯16包括第二通道，以变换槽88的形式显示。变换槽88沿平行于纵轴54的方向配置于锁芯16中，并且与每一止动凹穴58相交。当已将锁芯16旋转到止动凹穴58与平头弹子室40对齐的位置，并且变换工具64已插入变换槽88时，置于止动凹穴58中的任何变换球56会从止动凹穴58中移出并进入锁壳12的平头弹子室40中。这有助于变换球56返回平头弹子20和制栓22的堆栈，并有助于对锁10进行重设。
使用本发明此实施例的锁10的方法提供一种快速改变锁的平头弹子、制栓和变换部件的内部组态的方式，以便重新配置锁，使其只能使用一钥匙集合中的许多不同钥匙之一来开启。使用快速变换锁的方法不需要从锁壳拆卸或移除锁芯。该方法包括将第一钥匙30a插入编排或配置成使用第一钥匙30a来开启的锁10的纵向钥匙槽24。接着，可使用此第一钥匙30a在锁壳12内旋转锁芯16。在将锁芯16顺时针旋转四分之一圈(即在图示实施例中大约为90°)以使变换槽88与平头弹子室40对齐之后，可将变换工具64插入变换槽88中，迫使置于止动凹穴58中的任何变换球56进入平头弹子室40。变换工具64处在插入的位置中时，接着将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到其原先的位置。接着，从钥匙槽24拔出第一钥匙30a。从钥匙槽拔出第一钥匙30a使平头弹子20之上的平头弹子弹簧26可迫使任何变换球56从平头弹子室40进入制栓室。这便对锁进行了重设，换言之，将锁置于重设组态中。接着，插入第二钥匙62a。第二钥匙62a的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30a不同，但互补；即除了不同的两个轮廓位置66得到提升之外，其类似于第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32。插入钥匙62a时，会将至少两个变换球56提升到剪切线38之上并置于锁壳12的平头弹子室40中，如图18A和18B所示。当第二钥匙62a和锁芯16顺时针旋转四分之一圈时，止动凹穴58将会与锁壳12的平头弹子室40对齐。接着从变换槽88移除变换工具64，这样平头弹子20之上的平头弹子弹簧26会迫使剪切线38之上的变换球56向下进入对应的止动凹穴58中。当第二钥匙62a和锁芯16一起旋转回其原先的位置时，所设置的变换球56依然偏离弹子室18而处于止动凹穴58中，从而将锁重新配置成使用第二钥匙62a来开启。
现在将更详细地说明所图示的第二实施例。在所述第二实施例的锁10中，第一钥匙30a插入了钥匙槽24中，并且第一和第三变换球56位于相应的止动凹穴58中。第一钥匙30a可开锁10，因为它的插入不会引起任一弹子室18的平头弹子或制栓部件或任一变换球56横跨剪切线38。第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32具有提升的第一和第三轮廓位置68、72，而其余轮廓位置70、74、76、78则为降低的位置。这些图显示，插入第一钥匙30a时，降低的轮廓位置70、74、76、78可保持变换球56处于其相应的制栓室42内。提升的第一和第三轮廓位置68、72会将平头弹子20和制栓22顶起来，使平头弹子20的下端34沿着剪切线38放置，并且平头弹子20完全在第一和第三平头弹子室40中。已将与第一和第二弹子室19、23相关联的变换球56位移进并设置于锁芯16的相应止动凹穴58中。
现在参考图17A至21B，可重新设置和重新配置锁10，使其接纳第二钥匙62a，而不必拆开锁10。在图17A和17B中，所示的锁10上插入了第一钥匙30a，并且锁芯16顺时针旋转了四分之一圈，使止动凹穴58与平头弹子室40对齐。变换工具64插入了变换槽88中，使变换球56从止动凹穴58移出并进入与第一和第三弹子室19、23相关联的平头弹子室40中。
在变换工具64仍插在变换槽88中的情况下，将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到原先的位置。当锁芯16旋转回其原先的位置时，变换球56仍然位于锁壳12中的平头弹子室40中。现在参考图18A和18B，已从锁10上拔出第一钥匙30a，并且已插入第二钥匙62a。从图示实施例可以看出，第二钥匙62a具有提升的第一和第五位置轮廓68、76，其将处于第一和第五位置(对应于弹子室19、27)中的变换球56提升到剪切线38之上。
现在参考图19A和19B，接着将插有第二钥匙62a的锁芯16顺时针旋转四分之一圈，使变换槽88与平头弹子室40对齐。接着从变换槽88移除变换工具64，使位于第一和第五位置中的平头弹子20之上的平头弹子弹簧26可迫使相应的变换球56进入止动凹穴58中。当如图20A至20B所示，接着将第二钥匙62a旋转回原先的位置时，已重新设置和重新配置锁10，以使第二钥匙62a可开锁10。图21A和21B显示，第一钥匙30a不能开锁，因为第五弹子室27的平头弹子20将横跨剪切线38并阻止锁芯16旋转。
图22A至22N显示钥匙子集中可以开启本发明第二实施例的锁的各其他钥匙。图22A至22N中的每一钥匙配置成仅将两个变换球提升到锁10的剪切线38之上。所有钥匙都是独一无二的。也就是说，对这些钥匙进行配置，使得任何两个提升的轮廓位置66都是错列的，以至于没有任何两把钥匙显示出两个提升的轮廓位置66具有相同的错列图案。此组态防止锁10像其第一实施例那样在不使用变换工具64的情况下发生自动变换。应明白，如果某一钥匙上对应于弹子室18(其中已将变换球56位移到其在止动凹穴58中的第二位置中)的位置中存在降低的轮廓位置66，则该钥匙不能开锁10。当降低的轮廓位置66与相应止动凹穴的第二位置中的变换球56配准时，对应弹子室18中的平头弹子20将会横跨锁10的剪切线38，并且锁芯16不能旋转。通过将钥匙上的两个高轮廓位置66错列，如图22A至22N中的钥匙子集所示，始终可确保，对于除适用钥匙之外的任何所用钥匙，降低的轮廓位置66将与一弹子室18(已使其变换球56位移到止动凹穴58)相关联或配准。具体而言，这可以参考图20A和21A。在图20A中，将适用的第一钥匙30a插入了锁10中。此第一钥匙30a具有提升的第一和第五轮廓位置68、76。已将对应于上述第一和第五轮廓位置68、76的变换球56位移进对应的止动凹穴58中。弹子室18中的任何平头弹子或制栓部件都未横跨锁10的剪切线38。此第一钥匙30a可通过在锁壳内旋转锁芯16来开锁。在图21A中，已拔出第一钥匙30a并插入了第二钥匙62a。第二钥匙62a具有至少一降低的轮廓位置66，该轮廓位置对应于有一变换球56已位移进止动凹穴58的弹子室18。具体而言，第五轮廓位置76是降低的，并与第五弹子室27配准，在此第五弹子室27中，已将变换球56位移进其对应的止动凹穴58中。第二钥匙62a无法将第五弹子室27中的平头弹子20和制栓22提升得足够高，从而使该平头弹子20横跨剪切线38。这样一来，第二钥匙62a无法开启如图21所示的经重新配置的锁10。
图16A至22N中所示的图示实施例描述了各具有相同长度的制栓，其有助于说明本发明的操作原理。然而，在替代实施例中，制栓室集合中的各种制栓的长度各异。对于锁中的所选制栓的一给定集合，第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32具有已配置或加工成较高或较低轮廓高度的轮廓位置，以便在将第一钥匙30a插入钥匙槽时，将任何两个制栓22的顶部边缘36提升到剪切线38。对应于这两个制栓22的两个轮廓位置配置成将两个变换部件提升并位移进相应的止动凹穴。此实施例中的第二钥匙62a具有一不同但互补的顶部边缘轮廓32，其类似于第一钥匙30a的顶部边缘轮廓32，但是一对(两个)不同的轮廓位置66是配置成将对应的两个变换部件56提升并位移进相应的止动凹穴58。
在本发明的第二实施例的另一替代方案中，可对钥匙子集进行配置，使得子集中的每一用户钥匙在插入钥匙槽24时可将四个变换球提升到锁10的剪切线38之上。用户钥匙子集中的每一用户钥匙配有四个提升的轮廓位置66，其中没有两把钥匙显示出四个提升的轮廓位置66具有相同的错列图案。“四提升轮廓”子集中的最大钥匙数与上述“两提升轮廓”钥匙子集的最大钥匙数相同。“四提升轮廓”钥匙具有一额外的优点，即减小“意外重置钥匙”的可能性。当使用钥匙子集之外的一把钥匙(它具有一个或多个高度略微不同的轮廓位置)开锁时，可能发生这种情况。将该钥匙插入钥匙槽时，略微不同的轮廓高度可能会将变换球的中心线意外地提升到剪切线38之上。当变换球的中心线只是略微位于剪切线之上时，锁芯在锁壳的钻孔内旋转会迫使变换球进入平头弹子室，然后在锁芯旋转时从这里沉积到止动凹穴中。将正确的用户钥匙插入锁中时，意外发生位移的变换球不在弹子室中会制止钥匙将平头弹子20提升到剪切线之上，从而使正确的钥匙不能开锁。
在第二实施例的另一替代方案中，可对适用钥匙的子集进行配置，使个别用户钥匙在插入钥匙槽并旋转锁芯时将不同数量的变换球提升到锁的剪切线之上。在此替代实施例中，必须配置子集中的每一钥匙，以免使任一钥匙具有子集中的任一其他钥匙的所有提升轮廓位置，因为这样一来，前一钥匙不需使用变换工具即会自动改变用后一钥匙开启的锁的组态。使用可提升不同数量变换球的钥匙子集一般会限制需要变换工具的钥匙子集中的钥匙总数。例如，具有可提升二变换部件、三变换部件或四变换部件的某种组合的钥匙子集的六室锁一般限于10种以下的可能组合。相比之下，如果子集中的钥匙仅具有两个提升轮廓位置来移动两个变换部件，或仅具有四个提升轮廓位置来移动四个变换部件，则对应该钥匙子集的六室锁具有15种可能的组合，如果子集中的钥匙仅移动三个变换部件，则对应该钥匙子集的六室锁具有10种可能的组合。
为了使子集中的所有用户钥匙都不能开锁10，操作员需要有一把“封锁”钥匙，它使所有的轮廓位置66都被提升(未显示)或者至少在用户钥匙子集中的任一钥匙均具有提升轮廓的情况下使每一轮廓位置66都被提升。将封锁钥匙(它也可以称为编排或配置钥匙)插入钥匙槽会将任何其余的变换球56都提升到剪切线38之上，而不论哪一把钥匙以前可开锁。只需将此封锁钥匙顺时针旋转四分之一圈(在图示的实施例中)，使止动凹穴58与锁壳的平头弹子室40对齐，弹簧26即可迫使任何及所有变换球56从平头弹子室40向下进入止动凹穴58。这会使锁10只能用“封锁”钥匙开启。如果操作员试图使用子集中的任何其他用户钥匙，则降低的轮廓位置66不会将一个或多个平头弹子20提升得足够高，从而使该平头弹子20横跨剪切线38。
在优选实施例中，锁具有一种向用户指示钥匙和锁芯处于第一旋转位置(或钥匙插入位置)的装置。典型的锁芯定位装置是定位销。如图42所示，锁芯16的周边具有第一定位凹穴160，一般为圆形或圆柱形的洞。定位销(以定位球164的形式显示)设置于第一定位凹穴160中，并通过偏压装置(以定位弹簧162的形式显示)朝剪切线或锁芯的周边沿径向向外偏。第二定位凹穴166设置于锁壳12的圆柱形部分11的钻孔14的内表面中，并且在图42中显示为形成于锁壳12的圆柱形部分11中的洞。对定位装置进行配置，使得当锁芯16中的制栓室与锁壳12中的平头弹子室40对齐时，第一定位凹穴160和第二定位凹穴166彼此对齐和配准。第二定位凹穴166的尺寸或直径小于定位球164的尺寸或直径，使得当第一和第二定位凹穴对齐时，将定位球大体上保留于第一定位凹穴160内。一般而言，第一定位凹穴160形成于锁芯16上与止动凹穴58相反的一侧。第一定位凹穴160也一般沿纵向偏离任何止动凹穴58而设置于锁芯16中。这确保锁芯16完全在锁壳12内旋转时，第一定位凹穴160无法与任何止动凹穴58或平头弹子室40配准或对齐。从而避免了锁芯定位装置的操作和变换球56在平头弹子室40与止动凹穴58之间的移动之间的干扰。
操作中，当锁芯处于图43A中所示的其第一旋转位置时，第一定位凹穴160和第二定位凹穴166对齐，并且定位球164部分地位于第一定位凹穴160之外并部分地进入第二定位凹穴166中，通过定位弹簧162偏压到位。
将适用的钥匙30a插入锁中并朝图43B中所示的其第二旋转位置旋转时，钻孔14的内表面迫使定位球164完全进入第一定位凹穴160内，并通过锁壳12的圆柱形部分11的内表面保留于该处。对锁进行重新编排之后，如本文所述，将锁旋转回其第一旋转位置。当锁芯返回第一旋转位置时，第一定位凹穴和第二定位凹穴160和166再次对齐。通过钥匙，用户可以听到并在手指上感觉到定位球164在受到定位弹簧162压迫时对第二定位凹穴166的内边缘造成的冲击。这指示锁芯返回了钥匙插入和拔出位置，并且在锁壳中适当对齐，以便从锁中拔出适用的钥匙。
下文说明在锁的制作期间形成定位装置的典型方式。限制锁芯16在锁壳12内移动并且制栓室42与平头弹子室40对齐时，穿过锁壳的圆柱形部分11钻出一洞，形成第二定位凹穴166，并且部分地钻进锁芯16。可在圆柱形部分11的外表面上加工一小平面，以方便钻孔。接着，移除锁芯，并在锁芯上钻一较大直径的洞，以较小的局部的洞为中心，以便形成第一定位凹穴160。接着插入位于定位弹簧162顶部的定位球164，它在锁芯16插入锁壳12的钻孔14时受限于第一定位凹穴160中。优选的定位弹簧具有线径大约为013的不锈钢丝，并且可从美国肯塔基州Wilder的W.B.JonesSpring公司以零件号C090x013x190获得。
视需要，本发明的锁可配有第二锁芯定位装置，以向用户指示锁芯已旋转到锁壳内的第二旋转位置，以便插入变换工具并对锁进行重设。
现在参考图23A至28B，图中同样的组件用同样的编号表示，所示本发明的第三图示实施例包含与止动凹穴关联的至少一记忆块。记忆块90设置于锁10的锁芯16中，并且配置成与变换槽88和止动凹穴58相交。记忆块90防止使用当前适用的用户钥匙之外的用户钥匙来未经许可地更改锁10中的平头弹子、制栓和变换球组态。记忆块90通过部分地阻挡止动凹穴58的开口来达到这一目的，使变换球56无法穿过开口进入止动凹穴58。经许可的用户则可插入变换工具64，以便将记忆块90移离变换槽88，并暴露止动凹穴58的开口的整个直径。
图23A至23B中所示具有记忆块90的锁10上已插入了可开锁10的第一钥匙30b。记忆块90包含与复数个记忆块弹簧92相关联的单块部件，所述弹簧的第一端94可操作地连接到记忆块90的侧边96，并且其第二端98可操作地连接到锁芯16中的内壁100。记忆块弹簧92将记忆块90朝止动凹穴58偏压，使记忆块90与止动凹穴58的开口重叠，从而缩小开口的尺寸。从图23A可看出，与第一弹子室19相关联的变换球56位于相应止动凹穴58内的其第二位置中。弹子室18中的每一平头弹子20定位成使其下端34与剪切线38齐平并且不会横跨剪切线38，因而使锁芯16可在锁壳12内旋转。
现在参考图24A和24B，所述的锁10上插入了第一钥匙30b，并且锁芯16已在锁10中顺时针旋转了四分之一圈。所示变换工具64已插入变换槽，这使两种情况得以发生：(1)变换工具64将记忆块90移离止动凹穴58，因而将止动凹穴58的开口暴露到其整个尺寸(直径)，并且(2)变换工具64使任何已置于止动凹穴58中的变换球56位移进相应的平头弹子室40中。在图24A所示的实施例中，变换工具64已将变换球56向上移回第一平头弹子室40中。
如图23A所示，记忆杆(memory bar)90配有斜面93，它沿着变换槽88位于变换槽88上的入口(如图1中的指示标记114所示)附近。将变换工具64插入变换槽88时，工具64啮合斜面93，将记忆杆90沿径向朝内壁100充分地偏压，以暴露止动凹穴58的开口的整个直径。
在变换工具64仍在插入状态的情况下，已将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到其原先的位置。如图25A和25B所示，已拔出第一钥匙30b，并且已插入第二钥匙62b。第二钥匙62b的顶部边缘轮廓32与第一钥匙30b不同。对于所述的实施例，第三轮廓位置72在第二钥匙62b中是提升的，而在第一钥匙30b中则是降低的。如图25A所示，第二钥匙62b将与第一和第三弹子室19、23相关联的变换球56提升到剪切线38之上。其余的每一弹子室18中的平头弹子20位于锁壳12的平头弹子室40内，并且其底边34沿着剪切线38。在此组态中，锁芯16可在锁壳12中旋转。变换工具64仍插在变换槽88中，因而保持记忆块90远离止动凹穴58的开口，使得记忆块90不会减小开口的直径。
现在参考图26A和26B，插入了第二钥匙62b的锁芯16已顺时针旋转四分之一圈，使止动凹穴58和变换工具64(其仍插在变换槽88中)与平头弹子室40对齐。插入的变换工具64已啮合斜面93，并使记忆块90偏离止动凹穴58的开口。第一和第三弹子室19、23的变换球56仍位于相应的平头弹子室40内、剪切线38之上，并且直接位于止动凹穴58之上。
接着，从变换槽88抽出变换工具64。只要变换工具64的至少某部分长度仍然在变换槽88的入口中并与斜面93啮合，记忆块90便仍会偏离止动凹穴58的开口。因而，当拔出变换工具64的远端经过每一平头弹子室40时，平头弹子弹簧26会迫使位于平头弹子室40内剪切线38之上的任何变换球56穿过开口进入对应的止动凹穴58。
在已从变换槽88完全拔出变换工具64并且已将平头弹子室40中的任何变换球56推入其止动凹穴58之后，记忆块弹簧92的弹簧力使记忆块90往回朝止动凹穴58偏移，如图27A和27B所示。这又一次缩小了止动凹穴58的开口尺寸，使得止动凹穴58的开口的有效尺寸非常小，以至于变换球56不能移进或移出止动凹穴58。
移除变换工具64之后，在锁壳12中将锁芯16逆时针旋转四分之一圈，回到原先的位置。从图28A和28B可看出，偏压弹簧92的弹簧力使记忆块90仍然偏向止动凹穴58的开口。当插入一把在其余的第二、第四、第五或第六轮廓位置70、74、76、78之一(或这些位置的任一组合)处具有提升轮廓位置66的后续钥匙时，会将至少一额外的变换球56移到剪切线38之上。然而，如果不插入变换工具64移开记忆块90就旋转锁10，则无法迫使变换球56离开平头弹子室40并向下进入止动凹穴58。因而，如果有记忆块90，额外的钥匙便不能改变平头弹子20、制栓22和变换球56的组态，除非使用变换工具64。同样，重新插入第一钥匙30b将无法开锁10，因为第三弹子室23的平头弹子20将横跨锁10的剪切线38。
图示的实施例使用单一的记忆杆90，其覆盖或露出所有的止动凹穴。或者，可为每一止动凹穴或为复数个止动凹穴提供单独的记忆杆。
锁10的锁壳12和锁芯16可分别包括一指示标记114和144，以便对锁10进行重新编排时和变换工具64结合使用。
参考图1和37，为了改动锁10，提供变换工具64用于插入纵向的变换槽88中。变换工具64(经适当配置以与所述锁10一起使用)具有一手柄部分136和一刀片部分138。刀片部分138具有一斜边端部141，以辅助刀片部分138在插入期间穿过止动凹穴58。如上所述，使用此变换工具64，可方便地改动锁10的平头弹子机构，以辅助使用不同的第二钥匙62a开锁10。刀片部分138具有一线性边缘143，其配置成在完全插入变换槽88时将每一变换球56提升到其相应的止动凹穴58之外。变换工具64也可以包括一变换工具切口140，其插入可沿锁壳12的圆周设置的变换工具切口凹槽142中(参见图11A)。切口140可与凹槽142配准，以防止变换工具64被从变换槽88中拔出并移除，除非止动凹穴58或制栓室42与平头弹子室40对齐。
图23至28中所述实施例的锁芯16可通过在金属圆柱体(一般为圆柱杆坯料)上加工复数个制栓室42、复数个止动凹穴58和一变换槽88而制得。或者，可通过在其中加工复数个止动凹穴及变换槽88而改进仅有复数个制栓室的现有传统锁芯。
在制作可变锁锁芯的第一种方法中，提供一标准锁锁芯并进行加工。这一步一般包括拆开现有的标准锁，即从锁壳移除锁芯，并从锁芯移除弹簧和弹子(平头弹子、制栓和任何主垫片)等五金构件，从而恢复标准锁锁芯。
标准锁锁芯具有一钥匙槽、一轴向中心线和一圆周表面。标准锁锁芯还具有沿平行于轴向中心线的第一线的复数个穿过圆周表面的制栓室42。每一制栓室延伸进钥匙槽，并且具有一中心线，它与相邻的制栓室隔开第一距离。一般而言，相邻的制栓室分隔相同的第一距离。
下一步，对标准锁锁芯进行加工，以在标准锁锁芯上制备复数个止动凹穴58。沿平行于轴向中心线(因此平行于制栓室42的第一线)的第二线形成穿过圆周表面的止动凹穴。每一止动凹穴部分地延伸进芯体。定位第二线，使止动凹穴沿圆周表面按一弧角径向地偏离制栓室的第一线。一般而言，弧角为大约30°至大约160°，更一般地为大约45°至大约135°，从第一线偏移。
在一典型的实施例中，芯体上所加工的止动凹穴至少具有和芯体直径一样大的深度，更一般地为直径的至少105％。典型的止动凹穴直径为大约0.050英寸(大约1.3mm)至0.090英寸(大约2.3mm)，其尺寸或直径一般小于锁壳的平头弹子室内的平头弹子和任何主垫片的直径。更一般而言，止动凹穴的直径一般为平头弹子的大约95％，小于平头弹子的尺寸(直径)。一般而言，使用标准钻孔机形成止动凹穴。
下一步，沿着与第二钻孔相同的线在锁芯的外表面上切出一沿轴向的槽。所述的槽即为实施例中的变换槽88。该槽一般为u形或矩形截面，穿入锁芯的圆周表面，并沿径向向内朝中心轴延伸。该槽的的深度一般与止动凹穴大致相同，且其宽度为大约0.04英寸(1.0mm)或更小，更一般地为大约0.02英寸(0.5mm)或更小。该槽一般沿纵向从锁芯的正面13贯穿到锁芯的锁闩端15，通过每一止动凹穴的中心。该槽可通过任何熟知的装置，例如圆锯，切割而成。
形成止动凹穴和槽之后，接下来以编排好的配置重新安装平头弹子、制栓、弹簧和变换球，对锁进行重新组装。变换球一般为球形，其尺寸适合在止动凹穴的深度内，如上所述。
在典型的方法中，将芯体固定，例如用夹具，以便围绕其中心轴旋转。首先，将锁芯固定在第一位置，使制栓室与参考点配准。参考点与钻孔机配准。钻孔机操作以切割速度旋转的钻头，并且可沿钻头轴将钻头从锁芯表面外部的第一位置移到深入锁芯中的第二位置。接着，使锁芯围绕其轴旋转到第二位置，这一位置沿径向从第一位置偏移一弧角。接着，操作钻孔机将止动凹穴钻到其深度。钻孔机也可以沿锁芯的纵轴移动，这样可以沿锁芯的第二线钻出连续的止动凹穴，以形成复数个止动凹穴。更一般地，钻孔机包括复数个隔开的钻头，这样可以同时加工复数个止动凹穴。
在制作可变锁锁芯的第二种方法中，提供一基本锁锁芯并进行加工。基本锁芯一般为配有钥匙槽的圆柱体。在此方法中，在芯体的圆周表面中加工制栓室和止动凹穴，以及变换槽。一般用钻孔机沿平行于轴向中心线的第一线加工出复数个穿过圆周表面的制栓室，其中每一制栓室延伸进钥匙槽中。一般而言，制栓室在与钥匙槽底部相反(成180°角)的位置穿入锁芯表面。接着，沿着以上针对第一种方法所述的第二线加工复数个穿过圆周表面的止动凹穴。
在典型的方法中，将基本芯体固定，例如用夹具，以便围绕其中心轴旋转。首先，将基本锁芯固定于第一位置，使钻孔机与表示第一止动凹穴轴向中心线的参考点配准。钻孔机操作以切割速度旋转的钻头，并且可沿钻头轴将钻头从锁芯表面外部的第一位置移到深入锁芯中的第二位置。钻孔机可钻出第一制栓室，使其穿过锁芯的圆周表面并进入钥匙槽。接着，沿锁芯的纵轴将钻孔机移到下一个位置，对应于第二制栓室的轴向中心线。再次操作钻孔机，钻出第二制栓室。因而，可加工连续的制栓室。或者，钻孔机可包含复数个隔开的钻头，这样，可沿第一线同时加工出所有所需的止动凹穴。
接着，使锁芯围绕其轴旋转到第二位置，这一位置沿径向从第一位置偏移一弧角。如上所述，接着操作钻孔机将每一止动凹穴钻到其深度。
或者，可以用不同的钻孔机依次或同时将该组制栓室和止动凹穴加工到基本锁芯中，而不需要旋转芯体。
还沿第二线形成一变换槽，使其穿过复数个止动凹穴。一般将变换槽固定到位并使用旋转锯加工。形成变换槽的步骤可在锁芯处于和钻削止动凹穴相同的位置时予以执行。
现在参考图29A至36B和39A至39C，在另一图示的替代实施例(其中同样的组件用同样的编号表示)中，本发明的锁芯16可视需要包括至少第一凹槽，其采用设置于锁芯16圆周上的径向槽102的形式，从锁芯16的纵轴54沿径向向外延伸。此径向槽102形成了穿过锁芯16的外周边并位于该外周边内的凹穴。钥匙槽24可以插入第一钥匙30c，其具有凹槽和/或脊的纵向轮廓44以及顶部边缘轮廓32。可在径向槽102中设置一径向制栓104，该径向制栓104包括延伸进钥匙槽24中的远端106。
可配置径向制栓104，以便可以在径向槽102内围绕锁芯16的纵轴54沿圆周移动。可通过径向制栓弹簧108将径向制栓104偏向锁芯16的钥匙槽24。结果，当不存在钥匙时，径向制栓104的远端106会伸入钥匙槽24。因而，不仅第一钥匙30的顶部边缘轮廓32必须具有正确的形状以提升平头弹子20和制栓22以及任何变换球56，使其匹配锁10的剪切线38，而且第一钥匙30上的纵向轮廓44必须为如下的组态：使第一钥匙30可面对伸进钥匙槽24的径向制栓104远端106并可正确定位径向制栓104以便可旋转锁芯16。
可在锁芯16侧壁中的复数个径向槽102内设置复数个径向制栓104。基于说明的目的，仅描述一径向制栓104。或者，也可以在锁芯16的相反侧上提供第二径向制栓或第二组径向制栓(未显示)，以使径向制栓的远端106伸入钥匙槽24的每一侧。
径向制栓弹簧108与径向制栓104相面对，位于径向制栓104的顶部边缘110与锁芯16的上侧壁112之间。此弹簧108使径向制栓104偏离上侧壁112并偏向钥匙槽24。如图示实施例中所示，径向制栓104的远端106可倾斜，使得插入钥匙槽24的钥匙可经过径向制栓104。
图示实施例的锁10可进一步包括一侧杆116，它设置于锁芯16的周边所形成的纵向侧杆槽118中。侧杆116和侧杆槽118沿大体上平行于锁芯16的纵轴54的线延伸。在锁芯16内设置至少一侧杆弹簧120，使其和侧杆116相面对，以便沿径向从锁芯16的纵轴54向外偏压侧杆116。
图示实施例的侧杆116大体上沿锁芯16的长度延伸，并且其第一侧上包括一突起122。突起122用于与锁壳12的钻孔中配置的第二凹槽122配合。至少有一凸耳126沿径向从侧杆116的第二侧朝径向制栓104向内延伸。图示实施例中的凸耳126大体上与侧杆116的突起122相对设置。侧杆弹簧120使侧杆116偏离径向制栓104，以便当锁芯16处于如图29B所示的原始位置中时，将侧杆116的突起122设置于第二凹槽124中。在图示的实施例中，使用两个侧杆弹簧120来偏压侧杆116。
径向制栓104进一步包括一侧杆凹槽128，其使径向制栓104可沿圆周移动，即使在突起122位于第二凹槽124中的情况下将侧杆116固定到位时。径向制栓104中的侧杆凹槽128仅具有当突起122设置于第二凹槽124中时足够容纳侧杆116长度的径向深度。径向制栓104进一步包括一侧杆切口130，其沿着垂直于锁芯16的纵轴54并大体上朝向纵轴54的方向从侧杆凹槽128延伸。
没有钥匙或有一不适用的钥匙插入钥匙槽24时，可将径向制栓104设置于径向槽102内，以使侧杆116在径向上未与侧杆切口130对齐。因而，任何试图旋转锁芯16的举动也均会通过将突起122定位于锁壳12的第二凹槽124中(参见图29B)而被制止。当将正确的第一钥匙30插入钥匙槽24时(如图30B所示)，侧杆凸耳126将沿径向与侧杆切口130对齐，以便旋转锁芯16时可将侧杆116移出第二凹槽124并移进侧杆切口130。
在插入正确的第一钥匙30c时并在转动锁芯16之前，第一钥匙30c的顶部边缘轮廓32会将每一制栓22、平头弹子20和变换球56顶起来，使得平头弹子20、制栓22和变换球56中靠近剪切线38的任何两者之间的接面与剪切线38齐平。而且，为能旋转锁芯16，第一钥匙30c的纵向轮廓44必须匹配由径向制栓104的远端106所形成的钥匙槽24的图案。适用的第一钥匙30c可开启在锁芯16的一侧上具有径向制栓的锁10，或者是在锁芯16的每一侧上都设有相匹配的径向制栓104的锁10。然而，为了说明本发明的原理，下文仅论述锁芯16一侧上的一径向制栓104。
插入正确的第一钥匙30c时，径向制栓104将沿圆周移动，使得侧杆116的凸耳126与设置于第一径向制栓104中的侧杆切口130径向对齐。侧杆凸耳126于是具有适当的空间，以便在转动第一钥匙30c时可以朝径向制栓104进行径向(向内)移动并进入侧杆切口130。当转动第一钥匙30c时，侧杆突起122从第二凹槽124伸出，引起侧杆116沿径向向内朝一位置移动，在该位置中，第一径向制栓104中的侧杆切口130容纳了侧杆116的凸耳126。
将正确的第一钥匙30c插入锁10中并如上所述设置平头弹子20和制栓22之后，可旋转锁芯16以使锁闩部件(未显示)从门框槽或其他凹进处中脱离，这样就可以开启门或其他部件了。如果钥匙的顶部边缘轮廓32不适合开锁10，则一个或多个平头弹子20的一部分将会伸入弹子室18的制栓室42中，且/或一个或多个制栓22的一部分将会伸入平头弹子室40中，以将锁芯16固定在锁定方向，这样就不能开启装了锁10的门或其他部件了。另外，变换球56或主垫片60可横跨剪切线38，因而阻止锁芯16旋转。另外，如果沿钥匙长度的纵向轮廓44不具有预选的设计可以匹配伸入钥匙槽24的径向制栓104的远端106所提供的钥匙槽24的轮廓，则即使是具有正确顶部边缘轮廓32的钥匙也无法开锁10。这样的正确纵向轮廓44使侧杆凸耳126和侧杆切口130正确对齐。
参考图29A至36B，锁芯16中的钥匙槽24大体为矩形，并且和锁芯16的一部分周边相交。钥匙槽24的限制由锁芯16的第一内侧壁132和第二内侧壁134所形成。如上所述，径向制栓104的远端106延伸进并穿过钥匙槽24的第一和第二内侧壁132、134中的至少一内侧壁的突起。此远端106伸进钥匙槽24一预选的距离。在替代实施例中，多个径向制栓104的远端106可穿过第一和第二内侧壁132、134。
为了对锁10进行重新编排，将第一钥匙30c(它是原先开锁10的正确钥匙)插入钥匙槽24(参见图30A和30B)，并且相对于锁壳12旋转锁芯16(逆时针旋转四分之一圈)，直至锁芯16的面115上的第一指示标记114与锁壳12的面上的第二指示标记144对齐(参见图1、31A和31B)。指示标记114、144的对齐确保止动凹穴58与平头弹子室40对齐。现在参考图32A和32B，接下来将变换工具64完全插入变换槽88中。将变换工具64插入变换槽88时，位于止动凹穴58中的每一连续变换球56从其在止动凹穴58中的第二位置位移到其在锁壳12的平头弹子室40中的第一位置。接着，可将锁芯16旋转回起始位置，在该位置从钥匙槽24拔出第一钥匙30，并将第二钥匙62c插入钥匙槽24(参见图33A至33B)。在变换工具64仍插在变换槽88中的情况下，相对于锁壳再次旋转锁芯16(逆时针旋转四分之一圈)，直至再次使指示标记114、144对齐(如图34A和34B中所示)。接着，从变换槽88移除变换工具64，并通过平头弹子弹簧26的力迫使平头弹子室40中的变换球56向下进入其对应的止动凹穴58(参见图35A和35B)。当锁芯16旋转回到其起始位置(参见图36A和36B)时，第二钥匙62c现在可开锁10，但第一钥匙30c不能开锁10。
再次参考图29A至36B，各钥匙30c和62c当被插入钥匙槽时已配置成使径向制栓104沿圆周位移进侧杆116的凸耳126与径向制栓104中的侧杆切口130径向对齐的位置。在此位置中，侧杆116的突起122可从第二凹槽124移出，以使锁芯16可在锁10的锁壳12内旋转。
现在参考图37、38和40A至40C，在本发明的替代实施例中，锁10c可具有复数列146、148弹子室18a和18b。第一列146弹子室18a沿穿过锁芯16的纵轴54的第一平面150而设置于锁壳12和锁芯16中。第二列148弹子室18沿穿过锁芯16的纵轴54的第二平面150而设置于锁壳12和锁芯中。第二平面152是有角度地从第一平面150偏移。锁壳12具有复数列平头弹子室40a和40b，其中平头弹子室40a形成列146的弹子室的一部分，并且平头弹子室40b形成列148的弹子室的一部分。
锁芯16具有复数列制栓室42a和42b，各列均配置成当锁处于如图38所示的中性或第一旋转位置时与平头弹子室40a和40b的对应列对齐。锁芯也具有复数列止动凹穴58a和58b以及复数列变换槽88a和88b。
每一弹子室18用于接收至少一平头弹子20、一制栓22、(视需要，但较佳地)一变换球56以及(视需要，但较佳地)一主垫片60。
所述实施例的锁如上文针对具有单列弹子室的本发明的第一和第二实施例所述的那样操作，另外要求所述锁的操作要使用两组变换部件在相应的弹子室18a和18b与止动凹穴58a和58b之间移动。
提供第二列弹子室(这会增加平头弹子20、制栓22和变换球56堆栈的数量)增加了锁变换组合的数量，从而增加了锁10c所提供的安全性和实用性。尽管所述实施例描述了包含平头弹子/制栓堆栈的两列146、148弹子室18，但可在本发明的锁10中包括额外的一列或更多这样的弹子室18。
而且，图37和38中所述的锁10的实施例可包括记忆块90、径向制栓104和侧杆116等额外组件，如以上关于本发明的替代实施例所述。
在图41A和41B中所述的本发明的替代实施例中，锁10d包括至少一个防篡改弹子154，其位于锁芯16的防篡改锐孔或通道156内并可在其内移动。防篡改弹子154具有第一位置，在该位置中防篡改弹子154的第一端可与纵向变换槽88相交，从而阻挡纵向变换槽88，这样就不能将变换工具64或任何其他物体完全插入变换槽88中了。正确的第一钥匙30d包含防篡改凹槽158，它在防篡改弹子154处于第二位置时与防篡改弹子154的第二端配准。在钥匙30d插在钥匙槽中的情况下，可无阻碍地将变换工具64插入变换槽88中，以将防篡改弹子154移到其第二位置。
可变锁装配件的实施例可应用在多种锁装置中。这些锁装置包括商用和家用锁，举例而言，包括球形门锁、呆锁和挂锁。典型球形门锁的操作包括使用适用的钥匙转动固定在锁芯锁闩端15上的锁闩，以开启或锁上球形门把。锁闩一般开启球形门把(其接着可以用手转动或旋转)，从而操作一狭长的锁舌，其啮合或脱离正在被锁上的门或其他物体的边框。典型呆锁的操作包括使用适用的钥匙开启及旋转一锁闩，该锁闩推动狭长的锁舌啮合或脱离正在被锁上的门或其他物体的边框。这些锁是本领域的熟练技术人员所熟知的。
典型挂锁的操作包括使用适用的钥匙开启J形锁梁。在处于锁定位置的典型挂锁中，锁体内的一锁舌(或一对锁舌)偏压进锁梁每一脚的凹槽内的一位置中，以积极限制锁梁从锁体中抽出。美国专利3,710,603(Miller)和4,776,187(Evans等人)中说明典型挂锁的设计与操作，这两项专利都通过引用结合于此。挂锁一般配置成使得钥匙和锁芯的旋转引起锁舌偏离凹槽，从而使锁梁可从锁体抽出。一典型的传统挂锁配置成使得插入的钥匙只能沿一方向旋转以开启锁梁，并且一般具有弹簧或其他装置用于偏压锁舌，以及锁芯和钥匙，使其回到初始或“钥匙插入”位置。
本发明的挂锁包含一可变锁装配件，其配置成沿第一方向(一般是顺时针，面对钥匙槽)和第二方向旋转。图44A、44B和44C显示处于初始位置中以及沿第一和第二方向旋转时的挂锁锁芯的端视图。锁芯沿第一方向从图44A所示的第一位置旋转到图44C所示的第二开启位置可以将挂锁开启。与传统的挂锁一样，该锁一般配有弹簧或偏压装置，以使已旋转的锁芯返回到初始的“钥匙插入”位置。锁芯沿第二方向(一般为逆时针)从图44A所示的第一位置旋转到图44B所示的重新编排位置可根据上述本发明对锁进行重新编排。较佳地，锁芯沿第二方向的旋转不会开启挂锁。为了避免在锁芯沿第二方向旋转时开启挂锁，锁芯的锁闩旋转端15具有一尾端件或锁闩216，它包含从大体圆形的底部217延伸的杆状物218。以一螺母220将底部217可旋转地固定于锁闩端15上。底部217具有一正面222以及一反面224，由敞开的楔形部分219(一般为圆周的大约四分之一至三分之一)所定义。从锁闩端15延伸的止动销220可限制锁闩216在正面222与反面224之间的敞开部分219内旋转。
当在锁中操作钥匙时，钥匙在锁芯中的顺时针旋转会使锁芯转动，并将止动销220压在锁闩216的正面222上，这会推动锁闩沿顺时针方向旋转，如图44C所示。锁闩的旋转会使锁舌从锁梁的凹槽中脱离，并开启挂锁。弹簧或其他偏压装置(未显示)会使锁闩、锁芯和插入的钥匙返回初始位置。
典型挂锁的锁闩216配置成防止其沿逆时针方向旋转。当钥匙将锁芯逆时针旋转到第二旋转或编排位置，如图44B所示，止动销220可自由地在受限锁闩216的敞开部分219内移动。此配置在传统上称为“惰性凸轮(lazy cam)”，其中凸轮或尾端件配置成在部分地旋转圆柱形锁芯时保持固定。
视需要，锁芯沿第二方向的旋转也可以开启挂锁，尽管开启挂锁的过程会使可变锁装配件的重新编排更复杂。
在本发明的挂锁中，可将锁芯置于图44B所示的锁壳内的第二旋转位置，其中止动凹穴和变换槽与平头弹子室对齐或配准。可使用变换工具重新编排挂锁的组态，以使用用户钥匙子集中一不同的用户钥匙来开启，如上文针对可变锁装配件的第二实施例所述。或者，挂锁的组态可配置成使用一系列不同但互补的用户钥匙来开启，如上文针对可变锁装配件的第一实施例所述。每一用户钥匙可通过将变换部件从弹子室移到止动凹穴中来对锁进行重新编排，此举使钥匙子集中任何配置成移动少于变换部件的当前数量和组态的用户钥匙不能开锁。
虽然已参考本发明优选实施例的细节揭示本发明，但应了解，本揭示内容是说明性的，而非限制性的，本领域的熟练技术人员很容易在本发明的精神和后附权利要求书的范围内进行修改。