กุญแจสายยู

กุญแจสายยู () หรือ แม่กุญแจ เป็นตัวล็อกแบบพกพา ประกอบด้วยห่วงกุญแจ (shackle) ที่สามารถคล้องผ่านช่องเปิด (เช่น ข้อโซ่ หรือห่วงรับสายยู) เพื่อป้องกันการใช้งาน, การโจรกรรม, การทำลายทรัพย์สิน หรืออันตรายต่าง ๆ

 การเรียกชื่อและนิรุกติศาสตร์ 
คำว่า padlock ในภาษาอังกฤษเริ่มปรากฏการใช้ในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 15 โดยเชื่อว่าคำอุปสรรค pad- อาจมีความเกี่ยวข้องกับรากศัพท์ภาษาละตินว่า  ซึ่งอาจหมายถึงความสามารถในการพกพาหรือการเคลื่อนที่ของกุญแจประเภทนี้ คำนี้ถูกนำมาประสมกับคำนามว่า lock ซึ่งมาจากภาษาอังกฤษโบราณว่า  และมีความเกี่ยวข้องกับคำในภาษาเยอรมันว่า  ที่แปลว่า "รู" หรือ "ช่อง"

 ประวัติศาสตร์ 
มีหลักฐานการค้นพบกุญแจสายยูย้อนไปถึงยุคโรมันในช่วง 500 ปีก่อนคริสตกาล ถึง ค.ศ. 300 (ประมาณ พ.ศ. 43–843) กุญแจประเภทนี้เป็นที่รู้จักในหมู่พ่อค้าที่เดินทางตามเส้นทางการค้าโบราณไปยังเอเชียและจีน

ในยุโรปมีการใช้งานกุญแจสายยูมาตั้งแต่ช่วงกลางของวัฒนธรรมลาแตน (La Tène culture) ก่อนจะแพร่หลายไปยังโลกโรมัน รวมถึงวัฒนธรรมเชอวอร์สค์ (Przeworsk) และวัฒนธรรมเชียร์เนียคอฟ (Chernyakhov)Katarzyna Czarnecka, "Padlocks In The Przeworsk And The Chernyakhov Cultures In The Late Roman Period, As An Evidence Of Mutual Contacts." กุญแจสายยูของโรมันจะมีแท่งเหล็กดัดยาวติดกับตัวเรือน พร้อมด้วยชิ้นส่วนที่สั้นกว่าซึ่งสามารถเสียบเข้าไปในตัวเรือนได้ ส่วนกุญแจในวัฒนธรรมเชอวอร์สค์และเชียร์เนียคอฟจะมีปลอกติดกับตัวเรือนและใช้แท่งเหล็กดัดยาวเสียบผ่านทั้งตัวเรือนและปลอก

สำหรับในประเทศจีน กุญแจสายยูเริ่มมีการใช้งานตั้งแต่ช่วงปลายราชวงศ์ฮั่นตะวันออก (พ.ศ. 568–763) โดยหงเซิน ยั่น ผู้อำนวยการพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (ไต้หวัน) ระบุว่า กุญแจสายยูจีนในยุคแรกส่วนใหญ่เป็น "กุญแจแบบใช้ดอกไขที่มีกลไกสปริงแยก (splitting springs) และบางส่วนเป็นกุญแจรหัสตัวอักษรแบบไม่ใช้ดอกไข" กุญแจเหล่านี้ทำจากสำริด, ทองเหลือง, เงิน และวัสดุอื่น ๆ โดยสำริดเป็นวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดในยุคแรก

มีการค้นพบกุญแจสายยูที่มีกลไกเขี้ยวสปริงในเมืองยอร์ก ประเทศอังกฤษ ณ นิคมไวกิ้งจอร์วิก ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงปี พ.ศ. 1393

กุญแจแบบ "สม็อกเฮาส์" (Smokehouse locks) ที่ออกแบบในประเทศอังกฤษ ทำจากแผ่นเหล็กดัดและใช้กลไกคานและสันกั้น (lever and ward) แบบง่าย ๆ ซึ่งป้องกันการงัดแงะได้น้อยมาก ในช่วงเวลาเดียวกันในแถบพื้นที่สลาฟของยุโรป มีการใช้งานกุญแจแบบ "ดอกไขสกรู" (screw key) ซึ่งเปิดโดยการหมุนดอกกุญแจที่เป็นเกลียวเข้าไปในรูไข เพื่อดึงสลักล็อกให้เปิดออกสู้กับแรงสปริงที่แข็งแรง อย่างไรก็ตาม กุญแจแบบสกรูเสื่อมความนิยมลงเมื่อมีการพัฒนากุญแจที่มีรูปแบบรหัสที่หลากหลายกว่า และวิธีการผลิตที่ทันสมัยขึ้นได้ทำให้กุญแจแบบสม็อกเฮาส์สิ้นสุดยุคสมัยลงในช่วงปี พ.ศ. 2453

ในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 กุญแจสไตล์ "สแกนดิเนเวีย" หรือ "กุญแจพอลเฮม" (Polhem locks) ซึ่งประดิษฐ์โดย คริสโตเฟอร์ พอลเฮม นักประดิษฐ์ชาวสวีเดน ได้กลายเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่ากุญแจแบบสม็อกเฮาส์และแบบสกรู ตัวกุญแจทำจากเหล็กหล่อ ภายในบรรจุแผ่นจานหมุนซ้อนกัน แผ่นจานแต่ละแผ่นมีช่องตัดตรงกลางเพื่อให้ดอกกุญแจผ่านได้และมีร่องที่ขอบจาน เมื่อล็อกอยู่ แผ่นจานจะขวางส่วนตัดของห่วงกุญแจไว้ เมื่อหมุนดอกกุญแจ แผ่นจานแต่ละแผ่นจะหมุนจนกระทั่งร่องที่ขอบจานตรงกับตำแหน่งของห่วงกุญแจพอดี ทำให้สามารถดึงห่วงออกจากตัวกุญแจได้ ต่อมาบริษัท McWilliams ได้รับสิทธิบัตรสำหรับกุญแจชนิดนี้ในปี พ.ศ. 2414 และการออกแบบนี้ประสบความสำเร็จอย่างมากจนบริษัท JHW Climax & Co. ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ ผลิตต่อเนื่องมาจนถึงทศวรรษ 2490

ในยุคเดียวกับกุญแจสแกนดิเนเวีย คือกุญแจแบบ "รูปหัวใจหล่อ" (cast heart locks) ซึ่งเรียกตามรูปทรงของมัน กุญแจชนิดนี้แข็งแรงกว่าแบบสม็อกเฮาส์และทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าแบบสแกนดิเนเวีย ตัวกุญแจหล่อจากทองเหลืองหรือสำริดโดยใช้แบบทราย และใช้กลไกคานที่ปลอดภัยกว่า ลักษณะเด่นคือมีฝาปิดรูไขกุญแจแบบสปริงที่เรียกว่า "ดรอป" (drop) เพื่อป้องกันฝุ่นและแมลง และมีส่วนปลายแหลมด้านล่างสำหรับล่ามโซ่เพื่อป้องกันกุญแจหาย กุญแจรูปหัวใจเป็นที่นิยมอย่างมากในกิจการรถไฟ เนื่องจากมีราคาประหยัดและทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมที่สกปรก ชื้น หรือหนาวจัดจนเป็นน้ำแข็ง

ราวทศวรรษ 2410 ผู้ผลิตกุญแจพบว่าสามารถนำกลไกแบบกุญแจรูปหัวใจมาบรรจุในตัวเรือนเหล็กหรือทองเหลืองที่ประหยัดกว่าแทนการหล่อขึ้นรูปทั้งชิ้น ตัวเรือนเหล่านี้ปั๊มจากแผ่นโลหะ บรรจุกลไกคาน แล้วยึดเข้าด้วยกันด้วยหมุดย้ำ แม้จะบอบบางกว่าแบบหล่อแต่ได้รับความนิยมเพราะราคาถูกกว่า ในปี พ.ศ. 2451 บริษัท Adams & Westlake ได้จดสิทธิบัตรกุญแจปั๊มยึดหมุดย้ำสำหรับรถไฟ ซึ่งประหยัดจนทำให้บริษัทรถไฟหลายแห่งเปลี่ยนมาใช้แทนกุญแจรูปหัวใจแบบเดิม

ในปี พ.ศ. 2420 บริษัท เยลแอนด์ทาวน์ (Yale & Towne) ได้รับสิทธิบัตรกุญแจสายยูที่บรรจุกลไกคานและมีห่วงกุญแจแบบเหวี่ยงออก (swing away) การออกแบบนี้โดดเด่นเพราะกลไกคานถูกประกอบเป็น "ตลับ" (cartridge) ที่สามารถเสียบเข้าไปในตัวเรือนทองเหลืองหล่อได้ ทำให้กุญแจประเภทนี้สามารถเปลี่ยนรหัส (rekeyable) และซ่อมบำรุงได้ ต่อมาในอีก 20 ปีให้หลัง ลินัส เยล จูเนียร์ ได้พัฒนากุญแจสไตล์ตลับที่ใช้กลไกพินทัมเบลอร์ (pin tumbler) อันโด่งดังและเปลี่ยนห่วงกุญแจเป็นแบบเลื่อนออกแทนแบบเหวี่ยง

แม้ว่าการตัดแต่งขึ้นรูปโลหะ (Machining) จะมีมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 แต่ยังไม่คุ้มทุนจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อระบบไฟฟ้าแพร่หลาย กุญแจสายยูรุ่นแรก ๆ (ประมาณ พ.ศ. 2448) ที่ทำจากการกัดก้อนโลหะหล่อหรือโลหะรีดเริ่มมีลักษณะคล้ายกับกุญแจสมัยใหม่ในปัจจุบัน บริษัท Corbin และ Eagle เป็นผู้ผลิตรายแรก ๆ ที่ใช้การกัดก้อนโลหะทึบและบรรจุกลไกพินทัมเบลอร์รุ่นใหม่เข้าไป กุญแจสไตล์นี้มีความแข็งแรงและผลิตง่าย กุญแจแบบตัวเรือนกัดกลึงส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้ถอดประกอบได้เพื่อให้ช่างกุญแจปรับเปลี่ยนรหัสได้ง่าย กระบวนการกัดกลึงยังทำให้สามารถทำส่วน "ครอบห่วง" (shroud) เพื่อป้องกันห่วงกุญแจจากการถูกตัดหรือเลื่อยได้อีกด้วย

ในช่วงต้นทศวรรษ 2460 แฮร์รี่ โซเรฟ ได้ก่อตั้งบริษัท มาสเตอร์ล็อก (Master Lock) พร้อมกับเปิดตัวกุญแจแบบ "แผ่นเหล็กซ้อน" (laminated padlock) เป็นครั้งแรก โดยการนำแผ่นเหล็กที่ปั๊มขึ้นรูปมาวางซ้อนกันและเจาะรูตรงกลางเพื่อวางกลไกล็อก จากนั้นจึงยึดทั้งแผ่นเหล็กและชิ้นส่วนภายในเข้าด้วยกันด้วยหมุดย้ำ กุญแจชนิดนี้ได้รับความนิยมเนื่องจากราคาประหยัดและทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ซึ่งปัจจุบันผู้ผลิตหลายรายยังคงเลียนแบบการออกแบบที่ประสบความสำเร็จนี้อยู่"Twenty-Two Plates Put In Laminated Lock" Popular Science, March 1932, p. 49

 ส่วนประกอบ 

กุญแจสายยูประกอบด้วยส่วนสำคัญสามส่วน ได้แก่ ตัวเรือน (body), ห่วงกุญแจ (shackle), และกลไกการล็อก โดยทั่วไปห่วงกุญแจจะมีลักษณะเป็นห่วงโลหะรูปตัวยู (มีหน้าตัดทั้งแบบกลมและแบบเหลี่ยม) สำหรับคล้องผ่านสิ่งที่ต้องการรักษาความปลอดภัย (เช่น ข้อโซ่ หรือหูช้าง) โดยปกติแล้วเมื่ออยู่ในตำแหน่งปลดล็อก ห่วงกุญแจจะสามารถเหวี่ยงออก (พบได้บ่อยในกุญแจรุ่นเก่า) หรือเลื่อนออกจากตัวเรือนได้ นอกจากนี้ยังมีการออกแบบอื่น ๆ ที่พบได้ไม่บ่อยนัก เช่น ห่วงแบบตรง, แบบวงกลม หรือแบบสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นได้ รวมถึงห่วงแบบแยกส่วนที่ต้องนำมาประกบกันเพื่อล็อก

กลไกการล็อกของกุญแจสายยูแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ กลไกแบบรวม (Integrated) และกลไกแบบแยกส่วน (Modular) :
 กลไกการล็อกแบบรวม: เป็นกลไกที่ฟันรหัสกุญแจ (tumblers) ทำหน้าที่ยึดกับห่วงกุญแจโดยตรง ตัวอย่างเช่น กลไกจานหมุน (ที่พบในกุญแจสไตล์สแกนดิเนเวีย ซึ่งแผ่นจานจะหมุนตามดอกกุญแจเข้าไปในร่องของห่วงเพื่อล็อกไม่ให้ขยับ) หรือกลไกคาน (lever tumblers) ซึ่งสลักที่ยึดห่วงจะเลื่อนเข้าไปในร่องรหัสเมื่อหมุนดอกกุญแจที่ถูกต้อง กุญแจประเภทนี้มักถูกออกแบบมาไม่ให้ถอดแยกชิ้นส่วนได้ มักเป็นกุญแจรุ่นเก่าและมักต้องใช้ดอกกุญแจทุกครั้งเมื่อต้องการล็อก
 กลไกการล็อกแบบแยกส่วน: เป็นกลไกสมัยใหม่ที่ไม่ใช้ฟันรหัสกุญแจในการยึดกับห่วงโดยตรง แต่จะใช้ "แกนกุญแจ" (plug) ภายใน "ไส้กุญแจ" (cylinder) ที่เมื่อไขด้วยดอกกุญแจที่ถูกต้องแล้ว จะไปสั่งให้กลไกที่เรียกว่า "ตัวล็อก" (locking dog) เช่น ลูกปืนเหล็ก ถอยออกจากร่องที่ตัดไว้บนห่วงกุญแจ กุญแจแบบแยกส่วนนี้มักจะสามารถถอดออกมาเพื่อเปลี่ยนรหัสหรือซ่อมบำรุงได้ ไส้กุญแจแบบแยกส่วนมักใช้กลไกแบบพิน (pin), แบบแผ่นรหัส (wafer) หรือแบบจานรหัส (disc tumblers) และโดยทั่วไปจะเป็นระบบล็อกอัตโนมัติ (นั่นคือสามารถกดล็อกได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้ดอกกุญแจ)

 ประเภท 
 แบบรหัสหมุน 


กุญแจรหัส (Combination locks) เป็นกุญแจที่ไม่ต้องใช้ดอกไข แต่จะเปิดออกได้เมื่อหมุนวงล้อรหัสให้เรียงตัวกันอย่างถูกต้องตามรหัสผ่านที่ตั้งไว้

ในปี พ.ศ. 2474 จอห์น ไอ. ดับเบิลยู. คาร์ลสัน (John I. W. Carlson) ได้ประดิษฐ์กุญแจสายยูที่สามารถเปิดได้ทั้งสองระบบ คือมีรหัสหมุนอยู่ที่ด้านหนึ่งและมีรูสำหรับไขด้วยดอกกุญแจอยู่อีกด้านหนึ่ง (ได้รับสิทธิบัตรในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2477)

 แบบอิเล็กทรอนิกส์ 
alt=Passive electronic padlock with key|thumb|left|กุญแจสายยูแบบอิเล็กทรอนิกส์ชนิดพาสซีฟและดอกกุญแจ

กุญแจสายยูอิเล็กทรอนิกส์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบ "แอกทีฟ" (Active) และแบบ "พาสซีฟ" (Passive)

 กุญแจอิเล็กทรอนิกส์แบบแอกทีฟ: แบ่งย่อยเป็นแบบชาร์จไฟได้และแบบใช้แบตเตอรี่ที่เปลี่ยนได้ กุญแจประเภทนี้ไม่ได้ใช้ "ดอกกุญแจ" ในความหมายเดิมอีกต่อไป แต่จะปลดล็อกผ่านระบบบลูทูท (Bluetooth) ในโทรศัพท์มือถือ, ระบบการสื่อสารสนามใกล้ (NFC) หรือการสแกนลายนิ้วมือ

 กุญแจอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟ: แตกต่างจากแบบแอกทีฟตรงที่ตัวแม่กุญแจเองไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้า ทำให้สามารถนำไปใช้งานในสภาพแวดล้อมที่กว้างขวางและหลากหลายกว่า โดยจะปลดล็อกด้วยดอกกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องผ่านการเขียนโปรแกรมรหัสไว้ก่อน

 แบบสายเคเบิลเหล็ก 
alt=Steel Cable Padlock|thumb|กุญแจสายยูแบบสายเคเบิลเหล็ก

กุญแจสายยูที่มีห่วงเป็นสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นได้ถูกผลิตขึ้นเพื่อใช้ล็อกสิ่งของที่มีขนาดใหญ่หรือมีรูปทรงไม่สมมาตร เช่น จักรยาน, ประตูรั้ว หรือแม้แต่ซิปบนกระเป๋าเป้และกระเป๋าเดินทาง นอกจากนี้ยังมีกุญแจสายเคเบิลชนิดพิเศษที่มาพร้อมไส้กุญแจความปลอดภัยสูงเพื่อใช้ยึดดอกกุญแจไว้ไม่ให้ถูกดึงออก มักใช้ในบริษัทเจ้าของตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ เพื่อป้องกันการแอบนำดอกกุญแจออกไปทำสำเนาหรือนำไปใช้งานโดยไม่ได้รับอนุญาตนอกเวลาทำการ

 ความต้านทาน 

การวัดเชิงปริมาณของความเค้นดึงสูงสุด (Tensile strength) ของกุญแจสายยู รวมถึงความต้านทานต่อการงัดแงะและการลักลอบเปิดโดยมิชอบ สามารถกำหนดได้ด้วยการทดสอบที่พัฒนาโดยองค์กรมาตรฐานต่าง ๆ เช่น ASTM (สหรัฐอเมริกา), Sold Secure (สหราชอาณาจักร), CEN (ยุโรป) และ TNO (เนเธอร์แลนด์)

 สัญลักษณ์ 
ภาพกุญแจสายยูที่ปิดล็อกอยู่ (หรือบางครั้งใช้แม่กุญแจของจริง) มักถูกใช้เป็นสัญลักษณ์เพื่อแสดงว่าสิ่งนั้นมีความปลอดภัยหรือเข้าถึงไม่ได้

ตัวอย่างที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายคือบนเวิลด์ไวด์เว็บ ซึ่งข้อมูลในการทำธุรกรรมที่ปลอดภัยจะถูกเข้ารหัสลับโดยใช้วิทยาการรหัสลับแบบกุญแจสาธารณะ โดยเว็บเบราว์เซอร์ส่วนใหญ่จะแสดงไอคอนรูปกุญแจสายยูที่ล็อกอยู่ขณะใช้งานโพรโทคอล HTTPS

กุญแจแห่งรัก (Love locks) คือการนำกุญแจสายยูไปคล้องไว้กับสิ่งติดตั้งต่าง ๆ เช่น สะพาน, รั้ว หรืออนุสาวรีย์ โดยคู่รักเพื่อเป็นสัญลักษณ์ประกาศว่าความรักของพวกเขานั้นยืนยงถาวร ประเพณีนี้อาจมีต้นกำเนิดมาจากประเทศเซอร์เบีย อย่างไรก็ตาม ในสถานที่ท่องเที่ยวที่มีชื่อเสียงบางแห่ง ปริมาณมหาศาลของกุญแจเหล่านี้กลับถูกเจ้าหน้าที่ท้องถิ่นมองว่าเป็นสิ่งที่สร้างความเดือดร้อนรำคาญและอาจส่งผลต่อโครงสร้างได้

 อ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 

หมวดหมู่:อุปกรณ์ป้องกัน
หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์และการประดิษฐ์