主從鑰匙類型鎖具專利技術(shù)分析

張喆

【摘 要】主從鑰匙類型鎖具目前在賓館、企業(yè)、辦公樓以及家庭中應(yīng)用廣泛。本文對(duì)主從鑰匙類型鎖具的發(fā)展進(jìn)行了全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及分析，總結(jié)了與主從鑰匙類型鎖具相關(guān)的國(guó)內(nèi)外專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、申請(qǐng)人地域分布以及重要技術(shù)分支，并從中得到主從鑰匙類型鎖具的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)方向以及專利布局有著一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】主從鑰匙；彈子鎖；技術(shù)發(fā)展

【Abstract】Master-key type locks are now widely used in hotels， enterprise， office building and houses. The paper makes comprehensive statistical data and analysis in the development of master-key type locks，also sums up the main trends of domestic and foreign patent applicant、geographical distribution and important branches of technology of master-key type locks. The paper obtains the development trends of master-key type locks， it has a certain significance for the technology research and development direction of enterprise.

【Key words】Master key； Cylinder lock； Technical development

0 前言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及交通的日益發(fā)達(dá)，工廠及旅館不斷增多，由于工廠和旅館中配備有大量的門鎖，管理者或經(jīng)營(yíng)者往往需要準(zhǔn)備和攜帶大量不同的鑰匙才能打開不同門鎖以進(jìn)行經(jīng)營(yíng)管理，這樣使得工廠和旅館的管理顯得十分不便。因此，“一把鑰匙只能開一把鎖”的傳統(tǒng)鎖具不再能滿足工廠和旅館管理經(jīng)營(yíng)者的需求，主從鑰匙類型鎖具便應(yīng)運(yùn)而生。

1870年US101564A文獻(xiàn)首先提出在凸輪轉(zhuǎn)片鎖中實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能，該文獻(xiàn)在轉(zhuǎn)片上設(shè)置不同高度缺口，使鎖栓可分別在兩個(gè)不同高度的缺口之間滑動(dòng)以解鎖，主從鑰匙將轉(zhuǎn)片提升不同的高度，從而達(dá)到一把主鑰匙（master-key）能打開不同鎖的技術(shù)效果。1888年US387833A文獻(xiàn)首先提出在圓筒彈子鎖中實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能，該文獻(xiàn)在圓筒中設(shè)置呈V型的兩排彈子，主從鑰匙分別提升不同的彈子組，從而達(dá)到一把主鑰匙能打開不同鎖的技術(shù)效果。1892年US466918A文獻(xiàn)首先提出在圓筒葉片鎖中實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能，該文獻(xiàn)通過(guò)對(duì)葉片中心插孔形狀和尺寸的改進(jìn)，使主從鑰匙分別在不同方向上解鎖葉片，從而達(dá)到一把主鑰匙能打開不同鎖的技術(shù)效果。1976年US4068507A文獻(xiàn)首先將電機(jī)控制與機(jī)械鎖芯結(jié)合實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能，通過(guò)操作電機(jī)設(shè)置鑰匙權(quán)限，從而達(dá)到設(shè)置權(quán)限后，從鑰匙無(wú)法繼續(xù)開鎖的技術(shù)效果。1990年US4979383A文獻(xiàn)首先通過(guò)電子編碼卡實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能。1994年GB227314A文獻(xiàn)通過(guò)在鎖內(nèi)設(shè)置微動(dòng)開關(guān)，利用鑰匙側(cè)面的凹凸牙花觸碰微動(dòng)開關(guān)的方式實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能。1996年DE19612821A1文獻(xiàn)首先通過(guò)電子芯片的方式賦予機(jī)械鎖不同的權(quán)限?？梢钥闯?，主從鑰匙類型鎖具的發(fā)展趨勢(shì)與鎖具的整體發(fā)展趨勢(shì)一致，即小型化、高安全性、高保密性，而智能鎖具逐漸替代機(jī)械鎖具成為目前發(fā)展的主要趨勢(shì)。

1 主從鑰匙類型鎖具國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

圖2示出了主從鑰匙類型鎖具的全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)，大致可分為四個(gè)時(shí)期，第一時(shí)期為1870-1909年，該階段專利申請(qǐng)量較小且基本穩(wěn)定，此時(shí)說(shuō)明主從鑰匙類型鎖具的研究剛剛處于起步階段，申請(qǐng)量比較少；第二時(shí)期為1910年至1949年，在第二時(shí)期的第一個(gè)十年，主從鑰匙類型鎖具有了井噴式的發(fā)展，隨之而來(lái)的是申請(qǐng)量的逐步減少，說(shuō)明經(jīng)過(guò)前十年的發(fā)展，主從鑰匙類型鎖具已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)較為成熟的階段，對(duì)該類型的改進(jìn)和創(chuàng)新放緩了腳步；第三時(shí)期為1950年至1989年，主從鑰匙類型鎖具的全球申請(qǐng)趨勢(shì)呈現(xiàn)穩(wěn)中有升得趨勢(shì)，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)上一個(gè)技術(shù)較為成熟的階段，該項(xiàng)技術(shù)的研究人員逐漸尋求到了新的突破口，隨著20世紀(jì)70年代微電子技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了越來(lái)越多的機(jī)電一體化的鎖具申請(qǐng)，1970-1979年間的專利申請(qǐng)?jiān)龇黠@；第四時(shí)期為1990年至今；由于我國(guó)專利法于1985年開始實(shí)施，因此，中國(guó)申請(qǐng)人于這一時(shí)期登上了歷史舞臺(tái)，在第四時(shí)期內(nèi)，我國(guó)申請(qǐng)人對(duì)全球?qū)＠暾?qǐng)量起到了推動(dòng)性的作用，同時(shí)，大量電控鎖、磁控鎖、指紋鎖、電子卡片鎖等智能鎖的出現(xiàn)，也使得這一時(shí)期的專利申請(qǐng)量得到了迅猛發(fā)展。

由圖3中可以看出，申請(qǐng)量較大的國(guó)家為美國(guó)、中國(guó)及德國(guó)，其中美國(guó)更是占據(jù)了該領(lǐng)域鎖具的半壁江山。我國(guó)的專利申請(qǐng)雖然出現(xiàn)的較晚，但是隨著近年來(lái)突飛猛進(jìn)式的發(fā)展，在該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)中也已經(jīng)占有了一席之地。由圖4中可以看出，在20世紀(jì)20年代之前，美國(guó)申請(qǐng)人的申請(qǐng)量占據(jù)著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而在1920年至1989年期間，由于英國(guó)、德國(guó)以及以瑞典、瑞士、荷蘭等為代表的其他區(qū)域申請(qǐng)人的增多，美國(guó)申請(qǐng)人所占的比重逐步減少；而自1990年至今，中國(guó)申請(qǐng)人已成為了該領(lǐng)域的主要申請(qǐng)人。

由圖5可以看出，圓筒彈子鎖的占比58%位居第一，凸輪轉(zhuǎn)片鎖作為傳統(tǒng)的鎖具結(jié)構(gòu)，專利申請(qǐng)量占比21%位居第二位；近年來(lái)迅猛發(fā)展的智能鎖和圓筒分別位居三、四位。

由圖6可以看出，2002年以前屬于我國(guó)的技術(shù)發(fā)展萌芽期，專利申請(qǐng)量較小且總體增幅比較平穩(wěn)；自2002年以后增幅較為明顯，尤其是自2008年以后有較為明顯的增長(zhǎng)。從圖7中可以看出，申請(qǐng)量較大的省市通常集中于珠三角、長(zhǎng)三角等東部沿海地區(qū)以及臺(tái)灣、北京、上海等等，這些均是國(guó)內(nèi)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，而浙江、廣東兩省擁有眾多鎖具企業(yè)，這也對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支持。由圖8可以看出，圓筒彈子鎖的占比47%位居我國(guó)專利申請(qǐng)的第一位，圓筒葉片鎖，專利申請(qǐng)量占比22%位居第二位；以智能鎖位代表的其他類型鎖具占比26%位居第三位，而傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)片鎖僅占比5%位于末位。究其原因，首先是由于我們專利申請(qǐng)起步較晚，當(dāng)1988年我國(guó)出現(xiàn)主從鑰匙類型鎖具時(shí)，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，而傳統(tǒng)的凸輪轉(zhuǎn)片鎖由于其安全性較低等缺陷早已被市場(chǎng)所淘汰，因此凸輪轉(zhuǎn)片鎖在我們的占比很低，當(dāng)由于圓筒彈子鎖此時(shí)已成為使用最為廣泛的機(jī)械鎖，因此圓筒彈子鎖自然而然成為鎖具領(lǐng)域技術(shù)人員的重點(diǎn)研發(fā)改進(jìn)對(duì)象。

2 主從鑰匙類型圓筒彈子鎖具的發(fā)展路線

圓筒彈子鎖是目前使用最為廣泛的機(jī)械鎖具類型，1888年US387833 A文獻(xiàn)首先提出利用V型彈子結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同一鑰匙可開不同鎖具的功能。1889年US414720 A文獻(xiàn)提出在圓筒彈子鎖原有的內(nèi)外鎖芯之間增加一套筒，主從鑰匙分別驅(qū)動(dòng)內(nèi)鎖芯和套筒以實(shí)現(xiàn)上述功能，這一結(jié)構(gòu)的鎖具日后成為了圓筒彈子結(jié)構(gòu)主從鑰匙類型鎖具的主流結(jié)構(gòu)。日后很長(zhǎng)的一段時(shí)間，圓筒彈子鎖的發(fā)展集中在通過(guò)各種不同的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一把主鑰匙可以打開不同鎖具的功能，如1892年US469950A文獻(xiàn)提出將兩組彈子內(nèi)部相連；1911年US1069734A文獻(xiàn)提出前后分段的內(nèi)鎖芯結(jié)構(gòu)等。而面對(duì)從鑰匙丟失或旅館旅客未歸還從鑰匙時(shí)，該類型鎖具可能被不法分子使用從鑰匙開啟，存在安全隱患這一技術(shù)問題時(shí)，1912年US1032920A文獻(xiàn)提出的雙鎖舌、雙鎖筒結(jié)構(gòu)；1912年US 1085828A文獻(xiàn)提出的斜舌、方舌的雙鎖舌結(jié)構(gòu)；1928年US1788834A文獻(xiàn)提出在內(nèi)鎖芯末端設(shè)置限位結(jié)構(gòu)，限制從鑰匙的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得從鑰匙只能解鎖斜舌，而主鑰匙可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)繼而解鎖方舌。然而，以上結(jié)構(gòu)的鎖具存在如下技術(shù)問題：強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)從鑰匙時(shí)會(huì)導(dǎo)致從鑰匙斷在鎖孔內(nèi)影響鎖具的正常使用。為了解決該技術(shù)問題，1924年US1645298A文獻(xiàn)提出設(shè)置空轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使得從鑰匙才無(wú)法打開鎖具的同時(shí)空轉(zhuǎn)。在1920至1950這段時(shí)期，通過(guò)限制從鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)角度的方式實(shí)現(xiàn)主從鑰匙功能成為了圓筒彈子鎖的重點(diǎn)。20世紀(jì)70年代，微電子技術(shù)廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)也逐漸出現(xiàn)在了圓筒彈子鎖中，1976年US4068507A文獻(xiàn)中首次將電機(jī)控制應(yīng)用于圓筒彈子鎖中，通過(guò)電機(jī)控制限位銷移動(dòng)，使得從鑰匙無(wú)法繼續(xù)開啟。而提高鎖具安全性和使用便捷性始終是鎖具發(fā)展的重點(diǎn)，1965年US3348392A提出可便捷的改變彈子排列以重新編碼，使得在鑰匙丟失后，無(wú)需更換鎖具；1972年US3738136A 文獻(xiàn)中將彈子軸向布置，并在主鑰匙設(shè)階梯狀凹槽，以克服彈子徑向布置時(shí)已被技術(shù)性開啟的缺陷；1974年DE2433918A1文獻(xiàn)將兩排彈子垂直于鑰匙側(cè)面設(shè)置，而鑰匙分為兩半，每一半分別與一排彈子配合，只有同時(shí)插入兩半鑰匙方能開啟；1980年DE3010418 A1文獻(xiàn)通過(guò)設(shè)置三向彈子的方式提高編號(hào)數(shù)量從而提高安全性；2012年US2013192320 A1文獻(xiàn)通過(guò)設(shè)置四向彈子的方式提高編號(hào)數(shù)量從而提高安全性。目前，復(fù)合式機(jī)械鎖具也已成為鎖具發(fā)展的熱點(diǎn)，2004年TWM259038U文獻(xiàn)在鎖具中同時(shí)設(shè)置軸向彈子和葉片；2013年CN203514999U文獻(xiàn)在鎖具中同時(shí)設(shè)置徑向彈子和葉片。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了主從鑰匙類型鎖具的國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)趨勢(shì)，以及技術(shù)分布，并針對(duì)圓筒彈子鎖的發(fā)展路線做了進(jìn)一步的分析?；谌缟戏治隹梢钥闯?，主從鑰匙類型鎖具在經(jīng)歷了19世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初的從無(wú)到有、從萌芽到飛速發(fā)展的階段后，目前主從鑰匙類型鎖具技術(shù)逐漸走向了成熟。雖然該類型鎖具的發(fā)展已相對(duì)較為成熟，但仍有鎖具領(lǐng)域的科技工作者、企業(yè)以及個(gè)人為克服現(xiàn)有主從鑰匙類型鎖具的各種缺陷，設(shè)計(jì)出多種多樣的主從鑰匙類型鎖具。目前，主從鑰匙類型鎖具在賓館、工廠、辦公樓以及家庭中應(yīng)用廣泛，高安全性、高防盜性以及使用便捷性成為該類型鎖具所要結(jié)果的主要技術(shù)問題，因此具有高安全性、高防盜性的葉片鎖及智能鎖成為了主從鑰匙類型鎖具的發(fā)展趨勢(shì)所向。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]