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典藏科技:喇叭鎖的前世今生

101/06/05 瀏覽次數 26969
鎖具的組成

就現代的觀點而言,鎖具是一種以鑰匙、轉盤、按鍵、電路或其他用具來操作的安全裝置,用以防止物品被打開或移走,兼具防護、管理,甚至裝飾功能。

鎖具的基本組成可歸納為固定裝置、障礙物及開啟裝置3個子系統。固定裝置用來連結兩個物件,使它們難以被分離或開啟。以門板為例,它的固定裝置設計在於使兩扇門板固定而無法被開闔。一般機械鎖具使用「閂」做為固定裝置,目的在固結兩物件,達到鎖閉的功效。

障礙物的作用在於辨別和阻礙錯誤的開啟裝置,兼具防止固定裝置被移動的功能。鎖具的障礙物有不少種類,西洋鎖的障礙物大多是凸塊和制栓,古中國鎖具則依類型選用木栓或彈簧片。開啟裝置是指用以克服障礙物來解放或開啟固定裝置的鑰匙、數字或密碼。

一般而言,當鎖具位於閉鎖(開鎖)的狀態時,便可開始開啟動作,這時開啟裝置應接受障礙物的判別,確認開啟裝置是否正確。若是錯誤的開啟裝置,則應重新選擇正確的開啟裝置,才能進入開啟的動作。若通過障礙物的判定,則能釋放固定裝置,使鎖具進入開鎖(閉鎖)的狀態,完成鎖具的作動。

自古以來,鎖具的設計和製作大多由專門的工匠為之,且不公開傳授相關技術,使得一般人較難認識鎖具的工藝,也因此難以追溯鎖具的發展和起源。

鎖具的發展

人類有了私有財產的觀念後,便產生了鎖具。鎖具的生成和材料、工具及文化有密切的關聯,觀察鎖具在歷代的發展和使用,可間接得知當時的工藝技術、社會文化和經濟發展情況。

穴居原始人藉由石塊和重物遮閉洞口,並發展繩結鎖以加深開啟難度,用來防風、防蟲獸、防人盜,進而防護自身安全,可說是最早、最直接的原始安全裝置。隨著材料的演進和用具的發展,安全裝置的種類和功能逐漸增加和提升。當碩重的石頭和繁雜的繩結無法滿足需求後,木材成為方便加工和移動的阻礙物,固定方式則成為木鎖設計的最大任務。在這個時期,野獸已經不是人們主要的防範對象,人類的智慧和貪婪才是彼此的敵人。

為了固定木門,鎖具有了重大的發展,從最初繁複的繩結改為粗大的木鎖。當更為精巧的木鎖問世後,金屬製的鎖具和鑰匙也在材料的發展下催化誕生。由於金屬具有延展性,比木製品更容易加工和保存,它的外形和色澤也較木製品亮眼,因此廣泛應用於各類鎖具。

近代鎖具的設計和製造引進電腦技術,應用電子電路的控制,以電磁鐵或微型電機和鎖體成為機電一體的鎖具,如按鍵式、卡片式、生物特徵式電子鎖等,使得鎖具進入一個全新的領域。

古埃及木鎖

古埃及木栓鎖的「門固」垂直固定在木門上,有一個可讓門閂通過的水平凹槽,以及數個垂直通往該凹槽上方的圓柱形孔洞,鎖栓則裝在孔洞中。門閂的外形配合門固的凹槽設計,可在槽內水平移動,以使門穩固在側柱上,另有一中空槽道方便鑰匙進出和解鎖。

鑰匙呈牙刷狀,一端有數根配合鎖栓位置和形狀的小木栓。當門閂插入門固凹槽至定位時,鎖栓會因本身的重量而下落至所對應的門閂孔洞中,使門閂無法移動,達到閉鎖的功能。開鎖時,把鑰匙經由門閂中的槽道插入至定位後,再往上滑動,並把對應的鎖栓頂離門閂,就可水平滑動門閂開鎖。

由於古埃及木栓鎖的3個子系統都以滑動方式作動,鎖具需要較大空間才能完成開鎖和閉鎖的功能。

古中國木鎖

古中國木鎖可追溯至石器時代的奴隸社會。據傳迄今最早的古中國木鎖出土於約五、六千年前的仰韶文化遺址,但是並無真品留存和正式的文獻記載。

古中國木鎖可分為閂鎖和木栓鎖兩類。閂鎖構造簡單,只能從門內開啟和關閉,組成包括門閂和門板兩部分。開啟時,僅需把門閂水平移動至開啟位置後,以旋轉方式推動門板即可。

在不斷的改進下,發展出以鑰匙自鎖體側面的鎖孔插入,進而完成開啟和關閉的木栓鎖。木栓鎖的門固有一個可讓橫木門閂通過的水平凹槽,以及兩個放置直木鎖栓的垂直凹槽,另外在側面有一中空槽道方便鑰匙進出。

門閂的外形配合水平凹槽的設計,可在其內水平移動。鑰匙也呈牙刷狀,一端有兩根配合直木位置和形狀的小木栓。閉鎖時,鎖栓會因自重而下落,卡住門閂達到閉鎖的功能。開鎖時,把鑰匙經由門固側邊的槽道插入至定位後,以旋轉方式轉動鑰匙,使其上的小木栓把所對應的直木鎖栓旋轉舉起,就可以滑動方式開啟門閂。

由於使用木鎖需要較大空間,且多固定在門上,無法移動到其他裝置,用途因此受到限制。

布拉馬鎖

西元1784年,英國約瑟夫布拉馬(Joseph Bramah)提出刻有不同深度凹槽的圓柱形鑰匙的新型鎖具。鎖體內的幾個槽溝各有可滑動的擋片,各個擋片配合鑰匙的凹槽深度刻有不同位置的缺口,這些具缺口的擋片固定在一個環形盤裡,呈現閉鎖的狀態。開啟時,把鑰匙的凹槽對準擋片插入,雖然擋片缺口位置不同,但藉由鑰匙對應凹槽的擠壓而滑動至同一平面,這時的缺口形成一環形通道並對準環形盤。因缺口對準環形盤,使得鑰匙可以轉動擋片,並以滑動方式打開門閂。

由於布拉馬懸賞重金給可以開啟布拉馬鎖的人,從此之後,鎖匠和發明家紛紛提出新的構想,使得鎖具的設計和發明進入百家爭鳴的時代。

栓銷制栓鎖

美國人萊納斯耶魯(Linus Yale)父子於1848~1861年期間,結合古埃及木栓鎖、古中國木栓鎖和英國布拉馬鎖的設計優點,發展出接近現代普遍使用的栓銷制栓鎖,又稱為「喇叭鎖」、「珠子鎖」或「彈子鎖」。

栓銷制栓鎖的機械構造原理與古埃及木栓鎖和古中國木栓鎖相似,同樣使用鎖栓防止鎖具被打開。不同之處在於採用布拉馬鎖的兩項設計,其一是利用彈簧力使兩件式鎖栓(上鎖栓和下鎖栓)確實落下;其二是鑰匙以旋轉取代滑動的開啟方式,使得所需體積大為縮小。開啟時,鑰匙插入使得上下鎖栓接觸的連線和鎖筒旋轉位置相同,藉由鑰匙旋轉轉動鎖筒開啟鎖具。

由於栓銷制栓鎖構造簡單和造形精巧,利用所研發的模子、刀具和市售的工具機大量製作,精度相同且價格便宜,因此開啟廣大的市場,成為最常見和廣泛應用的鎖具。

激發創意設計的靈感

鎖具的使用已有數千年的歷史,但根據現有的文獻資料和出土實物,無法得知最早的鎖具於何時、何地,由何人所發明。從材料發展的歷史觀點來看,鎖具可概分為繩結鎖、木鎖、金屬鎖、電子鎖等類型。目前所發現最古老的鎖具,是西元兩千多年前的古埃及木栓鎖。

自古以來,鎖具產品不斷地推陳出新,然而有些近代創作的設計理念,早已出現在古代的發明中。古埃及木栓鎖、古中國木栓鎖、英國布拉馬鎖和近代栓銷制栓鎖的構造原理大同小異,就是典型的例子。因此,認識鎖具的發展脈絡、構造和作動方式,不但可了解前人經由嘗試和改進錯誤的過程所累積的知識,也可從中激發出現代創意設計的靈感。

鎖具可以反映經濟和社會文化的發展,展現科技和工藝技術的水平,更是人類生活中不可或缺的必需品。然而,一般社會大眾對於和生活息息相關的鎖具,仍是一知半解。因此,博物館可以發揮特有的功能和角色,經由典藏具有歷史意義和代表性的文物,透過系統化的研究,以生動有趣又兼具知性和感性的展示,讓民眾了解鎖具的發展和相關知識,從而激發創造力和想像力,研究發明出更安全與實用的鎖具和鑰匙。
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