萬向支腳的製作方法

2023-05-31 20:42:21 2

專利名稱：萬向支腳的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種新式轉動萬向輪，也稱萬向支腳。
萬向支腳通常安裝在輕移動的儀器、臺架、家具、箱包或其它物體上，使其靈活地在平面上向各方向自由移動或轉動。普通的萬向支腳主要結構是一個代軸的輪或球。一般情況下輪式結構均配有軸承，結構複雜，價格較貴。目前常用家具，特別是沙發下配裝的萬向支腳是代軸塑料大球，雖然價格便宜但大球中有軸孔，承載能力小，易損壞、而且其轉動靈活性也較差。在中國專利局公告的文獻中有多種萬向支腳的新結構設計。如CN85203445，CN87216204和CN87202565。其基本結構中均採用外殼，可轉動大球，護爪，並增加了滾珠和滾珠支架，以及和用具固定的連接轉軸。其目的均是改革大球中加軸的基本結構，並利用滾珠來承載重量並減少大球轉動時摩擦阻力。其前兩個文獻中所公開的均是滾珠與軌道相接觸(局部線接觸副)，摩擦係數較大，而大球與小球之間為點接觸，摩擦係數較小。因而，當大球在平面上轉動時實際滾珠並不轉動或極少轉動。滾珠實際上只起到支撐作用。所以在重載時大小球點接觸反而易引起點蝕和膠合現象。只有當大球在繞垂直軸轉動時滾珠才可能轉動，真正變為滾動摩擦副，而這種情形是很少見的。後一個專利文獻中記載的結構中在兩個小滾珠間夾有一個中滾珠，這樣在大球在平面上轉動時中球也轉動，是真正的轉動摩擦副，轉動也較靈活，但結構太複雜，不易廣泛應用在普及型物品之上。
本實用新型的目的是設計一種結構簡單的萬向輪結構，使其能實現平面轉動時實現滑滾摩擦或滾動摩擦。以及省略滾珠時改為滑動摩擦副時的簡易結構設計。
本實用新型的基本構思是設計一種合理的結構形式，使大球在平面上轉動時，滾珠與滾珠支架之間的摩擦力變小，從而真正轉動起來，使大球的轉動真正變為滾動摩擦副或滑滾式摩擦副。
本實用新型的關鍵在於設計上使滾珠支架所在的平面與萬向支腳的支撐平面(移動面)之間成一個β角，而不是互相平行，實驗證明這個β角在＜60°時均有很好的穩定性並使滾珠產生轉動，從而克服了現有技術的缺點實現了真正滾動摩擦副設計。
以下結合附圖進一步說明本實用新型的目的是如何實現的。


圖1即是一個滾動摩擦副萬向支腳的結構圖。
圖2為
圖1的立體外觀圖。
圖3是一個滑滾式摩擦副萬向支腳的結構圖。
其中1為外殼，2為大球，3為滾珠支架，4為連接轉軸，5為滾珠，6為護爪，7為滾珠保持架，8為裝配副件，9為墊圈，10為支撐平面，11為支架。
滾珠5與滾珠支架3相接觸，支架平面與支撐平面成β角，連接轉軸4固定外殼上與裝配附件8組合在一起使萬向支腳可以繞垂直於支撐平面10的軸線做轉動。可見，設計中連接轉軸的延長線偏離球心。當大球轉動時，由於分力作用使滾珠5在支架3上滾動。運動方向改變時殼體帶動大球在垂直面內旋轉避免了卡死現象。α角為滾珠5與大球2的球心連線與支架平面的夾角。β角愈大則轉動愈靈活，但穩定度變差，當β角＞60°時失穩，β為零時滾珠不轉動。實驗證明β角一般取50°－60°之間。α角愈大愈靈活承載能力越大，也愈靈活但易失穩。α角愈小萬向支腳承載能力愈小，並易碰地α的理想取值範圍為20°－50°。
當β＜5°時其滾珠不易轉動，但此時球承載能力大，穩定度也好。在圖3中給出了這種情況下關於滾珠支架的一個新構思，可以減少滾珠與支架間摩擦而產生轉動。這種支架11的結構使滾珠5保持有較大的活動空間，相當於懸浮結構。當承載時滾珠壓緊支架形成兩點接觸，滾珠象加上一個轉動軸，從而易產生轉動。
本設計涉及到萬向支腳，轉動靈活，結構簡單，價格低廉，經久耐用。為進一步降低成本，用於較重負載並不頻繁移動的場合，例如，沙發支腳。本實用新型將以上設計進一步簡化，採用大球與承重碗之間滑動摩擦副，這就省略了滾珠，但其效果與β＝0時滾珠結構相同，下面結合實施例進一步說明其結構。
圖4為面接觸摩擦副實施例結構示意圖。
圖5為線接觸摩擦副實施例結構圖。
圖6為點接觸摩擦副實施例結構圖。
圖7為以外殼代承重碗的實施例結構圖。
3A－3C為承重碗，1為外殼，2為大球，6為護爪。
採用在外殼中加上一個承重碗，其碗3B可以是圓弧形(見圖4)，也可是圓環形3A(圖5)或折面形(圖6)。將大球2裝入外殼1後用護爪固定。這樣結構極其簡單，工藝簡化，成本也可大大降低。圖8給出的實施例中，外殼和承重碗功能合一的簡易結構，可以大大節約原材料，工作起來大球轉動仍十分靈活，易於推廣普及應用。
本實用新型設計方案經過實驗，其成本可大幅度降低，而承載能力和轉動靈活性均能達到各類用具的要求，生產成本卻大幅度下降。因而可以廣泛適用於各場合形成高、中、低檔次不同用途的萬向支腳。
權利要求1.一種由外殼、護爪、大球、滾珠、滾珠支架、連接轉軸組成的滑滾式或滾動式萬向支腳，其特徵在於滾珠支架3所在的平面與支撐平面10成一個β角，β角的取值範圍為小於60°。
2.根據權利要求1所說的萬向支腳，其特徵在於用於固定萬向支腳3的連接轉軸4的延長線偏離大球2的球心。
3.根據權利要求1所說的萬向支腳，其特徵在於在β＜50時滾珠支架11採用懸浮點接觸式結構。
4.根據權利要求1所說的萬向支腳，其特徵在於護爪6可採用與外殼一體式的，也可做成分離式的。
5.一種由外殼、護爪、大球組成的滑動式萬向支腳，其特徵在於設置了一個承重碗12，由大球2和承重碗12之間組成一個滑動摩擦副。
6.根據權利要求5所說的萬向支腳，其特徵在於承重碗3A與大球2之間為線接觸或承重碗3B與大球2之間為面接觸。
7.根據權利要求5所說的萬向支腳，其特徵在於可由殼體1代替了承重碗。
專利摘要本實用新型公開了一種新式萬向支腳設計構思。它克服了以往大滾球式萬向輪設計的缺陷，在滾球與大球之間的位置上做了特殊設計，其滾球支架平面與支撐平面之間有一個＜60°的夾角，從而使大球沿支撐面滾動時產生一個分力驅動滾球轉動形成真正的滾動耐摩擦，提高了靈活性。其簡易型設計採用最簡結構從而可以形成高、中、低檔次各類型設計可適應不同場合下的應用。
文檔編號B60B33/00GK2060405SQ89204410
公開日1990年8月15日 申請日期1989年4月11日 優先權日1989年4月11日
發明者趙祥, 楊蘭菊, 趙慈 申請人:趙祥, 楊蘭菊, 趙慈