專利名稱：萬向支腳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種新式轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。普通的萬向支腳主要結(jié)構(gòu)是一個代軸的輪或球。一般情況下輪式結(jié)構(gòu)均配有軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。目前常用家具，特別是沙發(fā)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(zhuǎn)動靈活性也較差。在中國專利局公告的文獻(xiàn)中有多種萬向支腳的新結(jié)構(gòu)設(shè)計。如CN85203445，CN87216204和CN87202565。其基本結(jié)構(gòu)中均采用外殼，可轉(zhuǎn)動大球，護(hù)爪，并增加了滾珠和滾珠支架，以及和用具固定的連接轉(zhuǎn)軸。其目的均是改革大球中加軸的基本結(jié)構(gòu)，并利用滾珠來承載重量并減少大球轉(zhuǎn)動時摩擦阻力。其前兩個文獻(xiàn)中所公開的均是滾珠與軌道相接觸(局部線接觸副)，摩擦系數(shù)較大，而大球與小球之間為點(diǎn)接觸，摩擦系數(shù)較小。因而，當(dāng)大球在平面上轉(zhuǎn)動時實(shí)際滾珠并不轉(zhuǎn)動或極少轉(zhuǎn)動。滾珠實(shí)際上只起到支撐作用。所以在重載時大小球點(diǎn)接觸反而易引起點(diǎn)蝕和膠合現(xiàn)象。只有當(dāng)大球在繞垂直軸轉(zhuǎn)動時滾珠才可能轉(zhuǎn)動，真正變?yōu)闈L動摩擦副，而這種情形是很少見的。后一個專利文獻(xiàn)中記載的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動時中球也轉(zhuǎn)動，是真正的轉(zhuǎn)動摩擦副，轉(zhuǎn)動也較靈活，但結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，不易廣泛應(yīng)用在普及型物品之上。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單的萬向輪結(jié)構(gòu)，使其能實(shí)現(xiàn)平面轉(zhuǎn)動時實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計。
本實(shí)用新型的基本構(gòu)思是設(shè)計一種合理的結(jié)構(gòu)形式，使大球在平面上轉(zhuǎn)動時，滾珠與滾珠支架之間的摩擦力變小，從而真正轉(zhuǎn)動起來，使大球的轉(zhuǎn)動真正變?yōu)闈L動摩擦副或滑滾式摩擦副。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于設(shè)計上使?jié)L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(shí)驗(yàn)證明這個β角在＜60°時均有很好的穩(wěn)定性并使?jié)L珠產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了真正滾動摩擦副設(shè)計。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的目的是如何實(shí)現(xiàn)的。


圖1即是一個滾動摩擦副萬向支腳的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖。
其中1為外殼，2為大球，3為滾珠支架，4為連接轉(zhuǎn)軸，5為滾珠，6為護(hù)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(zhuǎn)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于支撐平面10的軸線做轉(zhuǎn)動。可見，設(shè)計中連接轉(zhuǎn)軸的延長線偏離球心。當(dāng)大球轉(zhuǎn)動時，由于分力作用使?jié)L珠5在支架3上滾動。運(yùn)動方向改變時殼體帶動大球在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)避免了卡死現(xiàn)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(zhuǎn)動愈靈活，但穩(wěn)定度變差，當(dāng)β角＞60°時失穩(wěn)，β為零時滾珠不轉(zhuǎn)動。實(shí)驗(yàn)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(wěn)。α角愈小萬向支腳承載能力愈小，并易碰地α的理想取值范圍為20°－50°。
當(dāng)β＜5°時其滾珠不易轉(zhuǎn)動，但此時球承載能力大，穩(wěn)定度也好。在圖3中給出了這種情況下關(guān)于滾珠支架的一個新構(gòu)思，可以減少滾珠與支架間摩擦而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。這種支架11的結(jié)構(gòu)使?jié)L珠5保持有較大的活動空間，相當(dāng)于懸浮結(jié)構(gòu)。當(dāng)承載時滾珠壓緊支架形成兩點(diǎn)接觸，滾珠象加上一個轉(zhuǎn)動軸，從而易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。
本設(shè)計涉及到萬向支腳，轉(zhuǎn)動靈活，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，經(jīng)久耐用。為進(jìn)一步降低成本，用于較重負(fù)載并不頻繁移動的場合，例如，沙發(fā)支腳。本實(shí)用新型將以上設(shè)計進(jìn)一步簡化，采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(jié)構(gòu)相同，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明其結(jié)構(gòu)。
圖4為面接觸摩擦副實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為線接觸摩擦副實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖6為點(diǎn)接觸摩擦副實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖7為以外殼代承重碗的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
3A－3C為承重碗，1為外殼，2為大球，6為護(hù)爪。
采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(huán)形3A(圖5)或折面形(圖6)。將大球2裝入外殼1后用護(hù)爪固定。這樣結(jié)構(gòu)極其簡單，工藝簡化，成本也可大大降低。圖8給出的實(shí)施例中，外殼和承重碗功能合一的簡易結(jié)構(gòu)，可以大大節(jié)約原材料，工作起來大球轉(zhuǎn)動仍十分靈活，易于推廣普及應(yīng)用。
本實(shí)用新型設(shè)計方案經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，其成本可大幅度降低，而承載能力和轉(zhuǎn)動靈活性均能達(dá)到各類用具的要求，生產(chǎn)成本卻大幅度下降。因而可以廣泛適用于各場合形成高、中、低檔次不同用途的萬向支腳。
權(quán)利要求1.一種由外殼、護(hù)爪、大球、滾珠、滾珠支架、連接轉(zhuǎn)軸組成的滑滾式或滾動式萬向支腳，其特征在于滾珠支架3所在的平面與支撐平面10成一個β角，β角的取值范圍為小于60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的萬向支腳，其特征在于用于固定萬向支腳3的連接轉(zhuǎn)軸4的延長線偏離大球2的球心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的萬向支腳，其特征在于在β＜50時滾珠支架11采用懸浮點(diǎn)接觸式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的萬向支腳，其特征在于護(hù)爪6可采用與外殼一體式的，也可做成分離式的。
5.一種由外殼、護(hù)爪、大球組成的滑動式萬向支腳，其特征在于設(shè)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(jù)權(quán)利要求5所說的萬向支腳，其特征在于承重碗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(jù)權(quán)利要求5所說的萬向支腳，其特征在于可由殼體1代替了承重碗。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新式萬向支腳設(shè)計構(gòu)思。它克服了以往大滾球式萬向輪設(shè)計的缺陷，在滾球與大球之間的位置上做了特殊設(shè)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(chǎn)生一個分力驅(qū)動滾球轉(zhuǎn)動形成真正的滾動耐摩擦，提高了靈活性。其簡易型設(shè)計采用最簡結(jié)構(gòu)從而可以形成高、中、低檔次各類型設(shè)計可適應(yīng)不同場合下的應(yīng)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(yōu)先權(quán)日1989年4月11日
發(fā)明者趙祥, 楊蘭菊, 趙慈 申請人:趙祥, 楊蘭菊, 趙慈