УНИВЕРСАЛЬНОЕ КОЛЕСНОЕ УСТРОЙСТВО И ЧЕМОДАН, СНАБЖЕННЫЙ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
OMNIDIRECTIONAL WHEEL SET AND A SUITCASE HAVING SAME

Настоящее изобретение и ходатайство о его приоритете основаны на патентной заявке Китая № 201510432151.9, поданной 21 июля 2015 г., при этом полное содержание заявки включено в данное описание в качестве ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к технической области колесных устройств, в частности, к универсальному колесному устройству и к чемодану, снабженному таким устройством.
Уровень техники
Колесные устройства устанавливаются в нижней части большинства футляров, коробок и подобных предметов для легкого передвижения и переноски в повседневной жизни. Так, например, люди обычно берут с собой чемоданы в командировки или в путешествия, а днища этих чемоданов снабжены двумя или четырьмя колесными устройствами, так что пользователи могут тянуть чемоданы.
Однако колесное устройство чемодана такого типа подвержено повреждению, что иногда делает бесполезным весь чемодан.
Раскрытие изобретения
В соответствии с примерами осуществления изобретения для устранения недостатков известных решений уровня техники создано универсальное колесное устройство и снабженный им чемодан.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается универсальное колесное устройство, содержащее:
конструкцию обоймы, содержащую верхнюю обойму и нижнюю обойму, которые образуют между собой полость;
шаровое колесо, запертое в полости таким образом, что шаровое колесо способно катиться во всех направлениях, причем дно нижней обоймы снабжено отверстием, позволяющим части шарового колеса выступать из нижней концевой стороны нижней обоймы для образования сферической поверхности качения, при этом внутренний диаметр отверстия меньше диаметра шарового колеса.
Альтернативно универсальное колесное устройство может дополнительно содержать по меньшей мере три элемента качения, причем элементы качения расположены с возможностью вращения между внутренней стенкой верхней обоймы и поверхностью шарового колеса.
Альтернативно универсальное колесное устройство может дополнительно содержать упругую прокладку, которая расположена между внутренней стенкой верхней обоймы и поверхностью шарового колеса, причем монтажные опоры элементов качения в индивидуальном соответствии с по меньшей мере тремя элементами качения равномерно распределены на нижней части упругой прокладки в окружном направлении, а на монтажных опорах элементов качения расположены углубления, соответствующие форме элементов качения.
Альтернативно верхняя обойма может быть выполнена в виде круглого кольца в форме диска, а упругая прокладка может быть расположена на нижней концевой стороне верхней обоймы.
Альтернативно верхняя обойма может содержать цилиндр и верхнюю концевую крышку, расположенную на верхней концевой стороне цилиндра, а упругая прокладка может быть расположена на нижней концевой стороне верхней концевой крышки и находиться внутри цилиндра.
Альтернативно верхняя обойма и нижняя обойма могут быть соединены склеиванием.
Альтернативно верхняя обойма и нижняя обойма могут быть соединены крепежными винтами.
Альтернативно нижняя концевая сторона нижней обоймы может быть параллельна горизонтальной плоскости.
Альтернативно нижняя концевая сторона нижней обоймы может быть выполнена наклонной относительно горизонтальной плоскости.
Альтернативно кромка внутренней стороны нижней части нижней обоймы может быть снабжена скребком.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается чемодан, содержащий универсальное колесное устройство в соответствии с любым из указанных выше примеров выполнения.
Альтернативно по меньшей мере одна часть конструкции обоймы универсального колесного устройства может быть заделана внутрь донной пластины корпуса чемодана, а открытая сферическая поверхность шарового колеса универсального колесного устройства расположена снаружи дна корпуса чемодана.
Техническое решение, обеспечиваемое примерами выполнения изобретения, может давать следующие преимущества.
Из описанных примеров выполнения следует, что в соответствии с изобретением используется шаровое колесо, способное катиться во всех направлениях, так что колесное устройство может поворачиваться во всех направлениях. Далее, шаровое колесо расположено в полости, образованной конструкцией обоймы, так что шаровое колесо может быть охвачено и защищено, что предотвращает повреждение шарового колеса, в том числе его разлом, при ударах, толчках и т.п., и продлевает срок службы универсального колесного устройства.
Следует понимать, что приведенное общее описание и последующее подробное описание даны в качестве примеров и пояснений и не носят ограничительного характера.
Краткий перечень чертежей
Прилагаемые чертежи, которые образуют часть настоящей заявки, иллюстрируют примеры осуществления изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.
На чертежах:
Фиг. 1А и 1В схематично изображают универсальное колесное устройство, известное в данной области техники.
Фиг. 2 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в соответствии с примером выполнения.
Фиг. 3 изображает в перспективе в сборе универсальное колесное устройство в соответствии с примером выполнения.
Фиг. 4 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в другом примере выполнения.
Фиг. 5 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в другом примере выполнения.
Фиг. 6 схематично изображает конструкцию и взаимное расположение упругой прокладки и верхней обоймы в примере выполнения.
Фиг. 7 схематично изображает конструкцию и взаимное расположение упругой прокладки и верхней обоймы в другом примере выполнения.
Фиг. 8 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в следующем примере выполнения.
Фиг. 9 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в следующем примере выполнения.
Фиг. 10 изображает в разобранном виде универсальное колесное устройство в следующем примере выполнения.
Фиг. 11 изображает в перспективе в сборе универсальное колесное устройство в примере выполнения.
Фиг. 12 изображает в перспективе в сборе универсальное колесное устройство в другом примере выполнения.
Фиг. 13 изображает в разрезе универсальное колесное устройство в примере выполнения.
Фиг. 14 изображает в перспективе чемодан в соответствии с примером выполнения.
Фиг. 15 изображает в перспективе часть конструкции чемодана в другом примере выполнения.
Осуществление изобретения
Далее будут описаны примеры выполнения, показанные на приложенных чертежах. В описании даны ссылки на чертежи, на которых одними и теми же позициями обозначены одни и те же или сходные элементы, если не указано иное. Приведенные в описании примеры выполнения не охватывают всех возможных примеров выполнения изобретения. Они являются только примерами относящихся к изобретению устройств и способов, определенных в пунктах формулы изобретения.
На фиг. 1А и 1В схематично показано известное универсальное колесное устройство уровня техники. Как показано на фиг. 1А и 1В, универсальное колесное устройство данного типа содержит два параллельно расположенных вращающихся колеса 11. Два вращающихся колеса 11 соединены горизонтальной осью 12 с возможностью синхронного вращения вокруг горизонтальной оси 12, что позволяет продольно перемещать по основанию чемодан, снабженный универсальным колесным устройством. Далее, горизонтальная ось 12 соединена с вертикальной осью 13, который соединен с опорной конструкцией 14 на дне чемодана (или другого объекта, не показанного на чертеже), так что два вращающихся колеса 11, горизонтальная ось 12 и вертикальная ось 13 могут вращаться как одно целое в горизонтальном направлении относительно опорной конструкции 14, и чемодан может поворачиваться «универсально».
Однако в качестве катящейся конструкции в непосредственном контакте с основанием вращающиеся колеса 11 полностью открыты, в результате чего вращающиеся колеса 11, горизонтальная ось 12 или вертикальная ось 13 подвержены повреждению или поломке. Так например, при движении по неровному основанию или при грубом обращении при транспортировке и т.д. универсально вращающиеся колеса часто являются наиболее уязвимой конструкцией футляра или коробки, таких как чемодан.
Вследствие этого в примере выполнения показано усовершенствование конструкции универсального колесного устройства для решения указанной проблемы в известных решениях уровня техники, и ниже будет приведено описание со ссылками на прилагаемые чертежи.
1. Общая конструкция
На фиг. 2 показано в разобранном виде универсальное колесное устройство в одном примере выполнения, а на фиг. 3 оно показано в перспективе в сборе. Как показано на фиг. 2 и 3, универсальное колесное устройство может содержать:
обойму, включающую в себя верхнюю обойму 21 и нижнюю обойму 22, образующие между собой полость 221;
шаровое колесо 3, запертое в полости 221 таким образом, что шаровое колесо может катиться во всех направлениях, причем нижняя обойма снабжена отверстием, позволяющим части шарового колеса 3 выступать из нижней концевой поверхности нижней обоймы 22 и образовывать открытую сферическую поверхность 31 качения, при этом внутренний диаметр отверстие меньше диаметра шарового колеса 3.
В данном примере выполнения шаровое колесо 3 может входить в полость 221 в конструкции обоймы и быть заключенным в ней. В конструкции предотвращается непосредственный контакт между шаровым колесом 3 и окружением, что предотвращает повреждение шарового колеса 3 при движении по неровному основанию, грубом обращении при транспортировке и т.д. Кроме того, поскольку шаровое колесо 3 заключено в конструкции обоймы, в универсальном колесном устройстве нет необходимости в хрупких и легко ломающихся конструкциях, таких как горизонтальная ось 12, вертикальная ось 13 и другие, для обеспечения качения универсального колесного устройства, показанного на фиг. 1В.
В данном примере выполнения внутренний диаметр отверстия, образованного на нижней концевой стороне нижней обоймы 22, меньше диаметра шарового колеса 3, поэтому необходимо помещать шаровое колесо 3 в полость 221, когда верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 отделены друг от друга, а затем соединять верхнюю обойму 21 и нижнюю обойму 22, чтобы получить полное универсальное колесное устройство, при этом верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 могут быть соединены крепежными винтами. Так например, как показано на фиг. 2, винты 4 проходят через резьбовые отверстия, расположенные соответственно на периферии верхней обоймы 21 и нижней обоймы 22 для их соединения.
В качестве другого примера выполнения верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 могут быть соединены склеиванием. Как показано на фиг. 4, содержащий клей или подобное вещество клеящий материал наносят по меньшей мере на нижнюю концевую сторону верхней обоймы 21 и на верхнюю концевую сторону нижней обоймы 22 для склеивания верхней обоймы 21 с нижней обоймой 22. Само собой разумеется, что данное описание не ограничивает способов соединения верхней обоймы 21 и нижней обоймы 22.
2. Конструкция качения
На фиг. 5 показано в разобранном виде универсальное колесное устройство в другом примере выполнения. Как показано на фиг. 5, в дополнение к конструкции по фиг. 2 универсальное колесное устройство может дополнительно содержать:
по меньшей мере три элемента 5 качения, причем элементы 5 качения расположены с возможностью вращения между внутренней стенкой верхней обоймы 21 и поверхностью шарового колеса 3.
В данном примере выполнения элементы 5 качения расположены таким образом, чтобы преобразовывать трение скольжения между шаровым колесом 3 и нижней поверхностью или внутренней стенкой верхней обоймы 21 в трение качения между шаровым колесом 3 и элементами 5 качения, тем самым снижая усилие трение, которому шаровое колесо 3 подвергается в процессе качения, так что универсальное колесное устройство движется более плавно.
Далее, как показано на фиг. 5, упругая прокладка 6 может быть установлена между внутренней стенкой верхней обоймы 21 и поверхностью шарового колеса 3, при этом упругая прокладка 6 содержит по меньшей мере три монтажные опоры 61 для элементов качения, равномерно распределенные на нижней части упругой прокладки 6 в окружном направлении в индивидуальном соответствии по меньшей мере с тремя элементами 5 качения, при этом на монтажных опорах 61 элементов качения имеются углубления, соответствующие форме элементов 5 качения.
В данном примере выполнения упругая прокладка 6 может быть предназначена для поглощения колебаний, возникающих в процессе качения между элементами 5 качения и шаровым колесом 3, что обеспечивает демпфирующий эффект и продлевает срок службы универсального колесного устройства. Кроме того, упругая сила упругой прокладки 6 может прижимать элементы 5 качения с соответствующим усилием для поддержания постоянного контакта между элементами 5 качения и шаровым колесом 3 без негативного воздействия на их нормальное относительное качение (то есть прижимное усилие не слишком велико), что обеспечивает устойчивость общей конструкции универсального колесного устройства.
В данном примере выполнения монтажные устройства 61 элементов качения имеют открытую вниз чашеобразную форму, показанную на фиг. 6, так что они вмещают в себя по меньшей мере часть каждого элемента 5 качения для ограничения положения элементов качения и предотвращения их отделения.
В техническом решении примеров выполнения могут быть предусмотрены различные варианты взаимного расположения упругой прокладки 6 и верхней обоймы 21. Ниже описаны два примера возможного относительного положения, но взаимное расположение не ограничивается приведенными примерами выполнения.
Взаимное расположение 1
В показанном на фиг. 6 примере выполнения изобретения верхняя обойма 21 представляет собой круглую кольцевую конструкцию в форме диска, а упругая прокладка 5 расположена на нижней концевой стороне верхней обоймы 21, как показано на фиг. 2. В данном примере выполнения вся полость 221 находится внутри нижней обоймы 22, а верхняя обойма 21 служит крышкой для полости 221.
Взаимное расположение 2
В другом примере выполнения, показанном на фиг. 7, верхняя обойма 21 содержит цилиндр 212 и верхнюю концевую крышку 213, расположенную на верхней концевой поверхности цилиндра 212. Упругая прокладка 6 расположена на нижней концевой стороне верхней концевой крышки 213 и размещена внутри цилиндра 212. В данном примере выполнения показанная на фиг. 2 полость 221 образована совместно верхней обоймой 21 и нижней обоймой 22, так что верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 имеют меньшее конструктивное различие, чем в примере выполнения по фиг. 6. Верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 могут иметь симметричные конструкции для облегчения изготовления и механической обработки. Так например, верхняя обойма 21 и нижняя обойма 22 могут быть полностью идентичными по конструкции или по меньшей мере могут перекрываться некоторые процессы их механической обработки, что снижает стоимость изготовления и повышает производительность.
Кроме того, хотя в примере выполнения по фиг. 5 показаны шесть элементов 5 качения, устойчивость элементов 5 качения и шарового колеса 3 во время процесса качения может обеспечиваться не менее чем тремя элементами качения, как это описано выше, поскольку прямая линия определяется тремя точками. Другими словами, данное описание не ограничивает конкретное число элементов 5 качения при условии, что используются не менее трех элементов 5 качения. Так, например, на фиг. 8, 9 и 10 показаны соответственно три, четыре и пять элементов 5 качения.
3. Расположение концевой стороны нижней обоймы 22
В примере выполнения по фиг. 11 нижняя концевая сторона 222 нижней обоймы 22 может быть параллельна горизонтальной плоскости. В данном примере выполнения нижняя концевая сторона 222 может защищать шаровое колесо 3 равномерно под всеми углами, тем самым предотвращая удары в шаровое колесо 3 и улучшая надежность универсального колесного устройства.
В другом примере выполнения по фиг. 12 нижняя концевая сторона 222 нижней обоймы 22 может быть наклонной плоскостью, наклоненной относительно горизонтальной плоскости. В данном примере выполнения нижняя концевая сторона 222 выполнена в виде наклонной плоскости, которая может насколько возможно закрывать шаровое колесо 3 и в то же время обеспечивать, чтобы нижняя концевая сторона не контактировала с наклонной плоскостью (например, с уклоном на земле, как это показано на фиг. 12), даже когда пользователь использует чемодан или футляр на уклоне с крутым углом, например, когда пользователь тянет чемодан вверх и вниз по уклону, что позволяет избежать ситуаций неудобного протягивания и стирания нижней обоймы 22, когда нижняя концевая сторона 222’ горизонтального расположения контактирует с поверхностью уклона, и продлевает срок службы универсального колесного устройства.
Далее, как показано на фиг. 13, кромка внутренней стороны нижней части 222 нижней обоймы может быть снабжена скребком 223. Приставший к поверхности шарового колеса 3 мусор может сниматься скребком 223, что позволяет поддерживать чистой поверхность шарового колеса 3, предотвращать закатывание мусора в полость 221 и обеспечивает плавное качение шарового колеса 3. Само собой разумеется, что хотя на фиг. 13 использована в качестве примера конструкция по фиг. 12, скребок 223 может быть включен в пример выполнения по фиг. 11 или в другие примеры выполнения, так что этот признак не ограничивается примерами выполнения в данном описании.
4. Чемодан
На фиг. 14 и 15 показаны чемоданы, снабженные одним или большим числом универсальных колесных устройств в соответствии с изобретением. В данном примере выполнения четыре (или любое другое число) универсальных колесных устройства расположены на дне корпуса 7 чемодана. Как показано в примерах выполнения по фиг. 2-5, верхняя поверхность верхней обоймы 21 может быть снабжена соединительным устройством 211, для соединения универсальной обоймы и корпуса 7 чемодана. Разумеется, могут использоваться другие способы соединения, не ограниченные примерами выполнения в данном описании.
Как показано на фиг. 14, по меньшей мере часть конструкции обоймы каждого универсального колесного устройства может быть заделана в донную пластину корпуса 7 чемодана, тогда как открытая сферическая поверхность 31 качения шарового колеса 3 универсального колесного устройства может быть расположена снаружи дна корпуса 7 чемодана, что обеспечивает контакт сферической поверхности 31 качения с землей и качение по земле. В примере выполнения по фиг. 15 основная часть конструкции обоймы может находиться внутри корпуса 7 чемодана, и открыты только сферическая поверхность 31 качения и соответствующие части нижней обоймы 22. Эта конфигурация защищает шаровое колесо и конструкцию обоймы и предотвращает непосредственный контакт с внешними силами при грубом обращении при транспортировке и т.д., что продлевает срок службы универсального колесного устройства.
На основе описания изобретения и практики для специалиста в данной области будут очевидны другие примеры выполнения изобретения. Данная заявка охватывает любые варианты, примеры использования или модификации изобретения в соответствии с его основными принципами, включая отклонения от данного описания, известные или обычно практикуемые в данной области. Описание и примеры выполнения следует рассматривать только в качестве примеров, тогда как объем защиты и изобретательская идея определены в пунктах формулы изобретения.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается точной конструкцией, описанной и показанной на чертежах, и различные модификации и изменения возможны в пределах объема защиты. Объем защиты изобретения ограничивается только пунктами формулы изобретения.
Промышленная применимость
Из описанных выше примеров выполнения следует, что в соответствии с изобретением используется шаровое колесо, способное катиться во всех направлениях, так что колесное устройство может поворачиваться во всех направлениях. Далее, шаровое колесо расположено в полости, образованной конструкцией обоймы, так что шаровое колесо может быть охвачено и защищено, что предотвращает повреждение шарового колеса, в том числе его разлом, при ударах, толчках и т.п., и продлевает срок службы универсального колесного устройства.