[实用新型]万向支脚

说明书

本实用新型属于一种新式转动万向轮，也称万向支脚。

万向支脚通常安装在轻移动的仪器、台架、家具、箱包或其它物体上，使其灵活地在平面上向各方向自由移动或转动。普通的万向支脚主要结构是一个代轴的轮或球。一般情况下轮式结构均配有轴承，结构复杂，价格较贵。目前常用家具，特别是沙发下配装的万向支脚是代轴塑料大球，虽然价格便宜但大球中有轴孔，承载能力小，易损坏、而且其转动灵活性也较差。在中国专利局公告的文献中有多种万向支脚的新结构设计。如：CN85203445，CN87216204和CN87202565。其基本结构中均采用外壳，可转动大球，护爪，并增加了滚珠和滚珠支架，以及和用具固定的连接转轴。其目的均是改革大球中加轴的基本结构，并利用滚珠来承载重量并减少大球转动时摩擦阻力。其前两个文献中所公开的均是滚珠与轨道相接触（局部线接触副），摩擦系数较大，而大球与小球之间为点接触，摩擦系数较小。因而，当大球在平面上转动时实际滚珠并不转动或极少转动。滚珠实际上只起到支撑作用。所以在重载时大小球点接触反而易引起点蚀和胶合现象。只有当大球在绕垂直轴转动时滚珠才可能转动，真正变为滚动摩擦副，而这种情形是很少见的。后一个专利文献中记载的结构中在两个小滚珠间夹有一个中滚珠，这样在大球在平面上转动时中球也转动，是真正的转动摩擦副，转动也较灵活，但结构太复杂，不易广泛应用在普及型物品之上。

本实用新型的目的是设计一种结构简单的万向轮结构，使其能实现平面转动时实现滑滚摩擦或滚动摩擦。以及省略滚珠时改为滑动摩擦副时的简易结构设计。

本实用新型的基本构思是设计一种合理的结构形式，使大球在平面上转动时，滚珠与滚珠支架之间的摩擦力变小，从而真正转动起来，使大球的转动真正变为滚动摩擦副或滑滚式摩擦副。

本实用新型的关键在于设计上使滚珠支架所在的平面与万向支脚的支撑平面（移动面）之间成一个β角，而不是互相平行，实验证明这个β角在＜60°时均有很好的稳定性并使滚珠产生转动，从而克服了现有技术的缺点实现了真正滚动摩擦副设计。

下面结合附图进一步说明本实用新型的目的是如何实现的。

图1即是一个滚动摩擦副万向支脚的结构图。

图2为图1的立体外观图。

图3是一个滑滚式摩擦副万向支脚的结构图。

其中1为外壳，2为大球，3为滚珠支架，4为连接转轴，5为滚珠，6为护爪，7为滚珠保持架，8为装配副件，9为垫圈，10为支撑平面，11为支架。

滚珠5与滚珠支架3相接触，支架平面与支撑平面成β角，连接转轴4固定外壳上与装配附件8组合在一起使万向支脚可以绕垂直于支撑平面10的轴线做转动。可见，设计中连接转轴的延长线偏离球心。当大球转动时，由于分力作用使滚珠5在支架3上滚动。运动方向改变时壳体带动大球在垂直面内旋转避免了卡死现象。α角为滚珠5与大球2的球心连线与支架平面的夹角。β角愈大则转动愈灵活，但稳定度变差，当β角＞60°时失稳，β为零时滚珠不转动。实验证明β角一般取50°－60°之间。α角愈大愈灵活承载能力越大，也愈灵活但易失稳。α角愈小万向支脚承载能力愈小，并易碰地α的理想取值范围为20°－50°。

当β＜5°时其滚珠不易转动，但此时球承载能力大，稳定度也好。在图3中给出了这种情况下关于滚珠支架的一个新构思，可以减少滚珠与支架间摩擦而产生转动。这种支架11的结构使滚珠5保持有较大的活动空间，相当于悬浮结构。当承载时滚珠压紧支架形成两点接触，滚珠象加上一个转动轴，从而易产生转动。

本设计涉及到万向支脚，转动灵活，结构简单，价格低廉，经久耐用。为进一步降低成本，用于较重负载并不频繁移动的场合，例如，沙发支脚。本实用新型将以上设计进一步简化，采用大球与承重碗之间滑动摩擦副，这就省略了滚珠，但其效果与β＝0时滚珠结构相同，下面结合实施例进一步说明其结构。

图4为面接触摩擦副实施例结构示意图。

图5为线接触摩擦副实施例结构图。

图6为点接触摩擦副实施例结构图。

图7为以外壳代承重碗的实施例结构图。

3A－3C为承重碗，1为外壳，2为大球，6为护爪。

采用在外壳中加上一个承重碗，其碗3B可以是圆弧形（见图4），也可是圆环形3A（图5）或折面形（图6）。将大球2装入外壳1后用护爪固定。这样结构极其简单，工艺简化，成本也可大大降低。图8给出的实施例中，外壳和承重碗功能合一的简易结构，可以大大节约原材料，工作起来大球转动仍十分灵活，易于推广普及应用。

本实用新型设计方案经过实验，其成本可大幅度降低，而承载能力和转动灵活性均能达到各类用具的要求，生产成本却大幅度下降。因而可以广泛适用于各场合形成高、中、低档次不同用途的万向支脚。