CN200975209Y - 衬垫装置 - Google Patents

Abstract

一种衬垫装置，包括具有触接面的衬垫部件、安装在衬垫部件上带有开口部的外盖部件以及夹持在所述衬垫部件与外盖部件之间的滚珠，其特征在于：有一固定螺钉从衬垫部件侧贯穿滚珠中心将滚珠固定连接于撑脚端部上，以此固定螺钉与滚珠构成固定件，而衬垫部件与外盖部件构成摆动件；所述固定螺钉面向衬垫部件的头部设有一球面，而衬垫部件上对应设有一与球面匹配配合的球面状支承面；并且，在固定件和摆动件之间作用有一可使其从摆动状态复位至固定螺钉中心轴线与触接面相垂直的中立状态的复位组件。本实用新型简化了架设作业，并大幅提高了支承负载能力。

Description

衬垫装置

技术领域

本实用新型涉及梯子、梯凳、作业台、脚手架、桌子、椅子等类似带撑脚的设备的配件，尤其是一种安装在其撑脚(包括朝上、朝下等各方向位置上支撑的撑脚)端部上的衬垫装置(或称稳定具或脚皿)。

背景技术

众所周知，梯凳、作业台、桌子等类似由撑脚支撑的设备，在使用中都需要借助撑脚支撑。为了防止撑脚在支撑时发生滑移，撑脚端部常常包套有橡胶之类增大摩擦系数的衬垫装置。但因工作环境的变化，支撑地面的角度经常会变化，为适应此情况，就出现了后来的可自由调节角度的万向衬垫装置，其中具代表性的见日本专利文献：实开平6-47600号公报和特开2002-339678号公报。

在实开平6-47600号公报中公开的专利方案是：一衬垫装置由衬垫部件、安装在衬垫部件上的外盖部件以及夹持在所述衬垫部件与外盖部件之间的滚珠构成，该滚珠与撑脚端部固连，滚珠与衬垫部件球面配合，使衬垫装置可相对于滚珠自由转动，即使支撑脚偏斜翘起，也可确保梯子的安稳承载。但是，它也存在以下不足：在使用中衬垫装置转动后不会自动恢复原状，在下次使用架设时需手工调整衬垫装置的状态，作业架设比较耗时和麻烦。

在特开2002-339678号公报中公开的专利方案是：一衬垫装置由固定部件、支承部件和偏置部件构成；固定部件的上端与撑脚端部固定连接，支承部件顶部设有一中空的球状凸起，其中心部上设有通孔，固定部件的端部穿置于该通孔中，以此使支承部件可以全方位地自由转动和摆动，并且在固定部件的穿置于球状凸起中的端部和球状凸起的内面间设有弹簧作为偏置部件，通过偏置部件的设置可使支承部件在自由状态下恢复到中立状态，该中立状态即是支承部件的触接面与固定部件的中心线垂直相交的状态。但是，这种结构的衬垫装置在使用中也存在一较为严重的缺陷——负荷承载性差，受压时，梯子等设备上的负荷都会经固定部件集中在支承部件的球状凸起顶端表面的一点上，当梯子等设备上施加了伴随产品跌落的冲击或当负荷超出预想时，支承部件球状凸起顶端就会变形甚至破损。

发明内容

本实用新型为解决以上现有技术存在的问题，以能够简化架设作业、并提高支承负载能力为目标，提供了一种新式的衬垫装置结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种衬垫装置，包括具有触接面的衬垫部件、安装在衬垫部件上带有开口部的外盖部件以及夹持在所述衬垫部件与外盖部件之间的滚珠，创新点在于：有一固定螺钉从衬垫部件侧贯穿滚珠中心将滚珠固定连接于撑脚端部上，以此固定螺钉与滚珠构成固定件，而衬垫部件与外盖部件构成摆动件；所述固定螺钉面向衬垫部件的头部设有一球面，而衬垫部件上对应设有一与球面匹配配合的球面状支承面；并且，在固定件和摆动件之间作用有一可使其从摆动状态复位至固定螺钉中心轴线与触接面相垂直的中立状态的复位组件。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述外盖部件的开口部上设有一圈与滚珠外表面球面配合的支撑面，该支撑面的球面中心与所述球面状支承面的球面中心相重合，但是，支撑面的球面曲率半径比所述球面状支承面的球面曲率半径小为宜。由于支撑面的球面中心与所述球面状支承面的球面中心相重合，这样支撑面与球面状支承面即可同时转动支撑着固定件，并且，因支撑面的球面曲率半径比所述球面状支承面的球面曲率半径小，这样就留出了放置复位组件的位置，使复位组件的装配更为容易。上述滚珠可以是一完整的球体，也可以是一端切掉的部分球体。

2、上述方案中，所述复位组件有以下两种具体较佳设计方案：a、复位组件为一螺旋弹簧，它套在滚珠上，并作用在固定螺钉头部与外盖部件之间，并且，该螺旋弹簧为变径弹簧，其长度方向上各节弹簧圈之间外缘的连线的走向沿着滚珠的外表面的方向为宜，以弹簧力的作用，使自由状态下衬垫装置可自行复位至中立状态；b、所述复位组件由以异性端相对的一对磁体构成，其中一磁体设置在所述固定螺钉头部处，另一磁体对应安装在所述衬垫部件的中部，以磁力的作用，使自由状态下衬垫装置可自行复位至中立状态。

本实用新型在使用受力时，参见附图1、附图2、附图4和附图5所示，衬垫部件8就与固定螺钉11的头部34接触相抵以承受负荷，并因两者是以球面对球面的面与面的接触，因此承载力增大；并且，外盖部件9上的支撑面28也对滚珠10起到了支撑作用，它承担一部分负荷，进而使本实用新型的支承负载能力进一步提高。并且，因设计了复位组件12，使自由状态下衬垫装置可自行复位至中立状态，简化了架设作业过程。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本实用新型设置了复位组件，在自由状态下可自行恢复至中立状态，使每次作业架设前无需手工调整衬垫装置触接面的朝向，简化了作业步骤。

2、由于本实用新型通过衬垫部件与固定螺钉之间面与面的接触以承载较大负荷，并且，还有支撑面与滚珠外表面的配合分担负荷，使本实用新型与现有技术相比支承负载的能力大幅提高，在大负载及受跌落式冲击下，也不易造成衬垫装置的损坏。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一的结构示意图一，图中表示中立状态；

附图2为本实用新型实施例一的结构示意图二，图中表示摆动状态；

附图3为本实用新型实施例一的螺旋弹簧的设置示意图；

附图4为本实用新型实施例二的结构示意图一，图中表示中立状态；

附图5为本实用新型实施例二的结构示意图二，图中表示摆动状态；

附图6为使用了本实用新型衬垫装置的梯子的整体概略示意图；

附图7为使用了本实用新型衬垫装置的梯子的架设使用状态说明示意图。

以上附图中：1、衬垫装置；2、梯子；3、支柱；4、梯级踏杆；5、下部衬垫装置；6、上部衬垫装置；7、圆板部；8、衬垫部件；9、外盖部件；10、滚珠；11、固定螺钉；12、复位组件；13、触接面；14、球面状支承面；15、上衬垫层；16、下衬垫层；17、空心铆钉；18、通孔；20、上突起部；21、开口部；22、***部；23、贯通孔；24、下突起部；25、颈部；26、法兰部；27、倾斜面；28、支撑面；29、螺旋弹簧；30、磁体；31、磁体；32、圆筒部；33、凹部；34、固定螺钉的头部；34a、球面；35、圆锥部；36、通孔；37、球面状部；38、接合面；39、铁板；L、各节弹簧圈外缘的连线；P、球心；W、接地面；R1、曲率半径(支撑面与球面状部)；R2、曲率半径(球面及球面状支承面)；X、垂直中立轴线；Y、固定螺钉的中心轴线；δ、摆动角。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图6、7所示，将本实用新型的衬垫装置1用于梯子2的示例的概略结构。所述梯子2由左右一对梯子支柱3、以及架设在两根梯子支柱3之间的多段梯级踏杆4构成。如图7所示，在两个接地面W相交的一角竖直放置该梯子2，可在上述两个接地面W上分别按照不同的角度稳固安装。

在前述两根梯子支柱3的下端部安装有可应对接地面W的凹凸以及倾斜自由摆动的下部衬垫装置5，在两根梯子支柱3的上端部安装有可应对接地面W的倾斜自由摆动的上部衬垫装置6，上述下部衬垫装置5以及上部衬垫装置6均采用了本实用新型的衬垫装置1。

参见图1～图3所示，前述本实施例的衬垫装置1由底面为触接面13的衬垫部件8、安装在衬垫部件8上顶部带有开口部21的外盖部件9、夹持在所述衬垫部件8与外盖部件9之间的滚珠10以及一固定螺钉11构成。

所述固定螺钉11从衬垫部件8侧贯穿滚珠10中心将滚珠10固定连接于撑脚端部(即支柱3的上端部或下端部上)，以此固定螺钉11与滚珠10构成固定件，而衬垫部件8与外盖部件9构成摆动件；所述固定螺钉11面向衬垫部件8的头部34上凸设有一球面34a，而衬垫部件8上对应设有一内凹的球面状支承面14，固定螺钉头部34的球面34a与所述球面状支承面14相配合；并且，在固定件和摆动件之间作用有一可使固定件和摆动件两者从摆动状态复位至中立状态的复位组件12，该中立状态是指固定螺钉中心轴线Y与触接面13相垂直的状态(即固定螺钉中心轴线Y与垂直中立轴线X相重合，摆动角δ为零度时的状态)。

上述衬垫部件8的具体构造是：衬垫部件8由上下叠置的上衬垫层15与下衬垫层16构成，上衬垫层15由硬质合成树脂构成，由一中部的圆板部7和外周的一圈凸起边构成；所述圆板部7的中央位置成***状，在该***部分的大体中央的位置形成上述内凹的球面状支承面14，在圆板部7的外周部设多个通孔18。而下衬垫层16由软质合成树脂构成，它嵌在上衬垫层15的底部，并在其下表面上形成触接地面的触接面13。

上述外盖部件9的具体构造是：外盖部件9上设有法兰部26，在法兰部26的中央位置形成滚球形状(大体为茶杯形状)的***部22，在法兰部26的外周部突设多个对应上衬垫层15的通孔18的通孔36。用空心铆钉17***至该通孔36与通孔18，利用空心铆钉17固定(紧固联结)法兰部26与上衬垫层15。

所述***部22由从法兰部26突出的圆筒部32及顶端的圆锥部35构成，***部22内部为中空；外盖部件9以其***部22的中空腔套在上衬垫层15的圆板部7上的***部分上，并且，在圆锥部35的顶部侧形成开口部21。在前述***部22的内侧、与前述衬垫部件8的球面状支承面14之间形成大体为球状的空间，而前述滚珠10游嵌在该空间中。

所述外盖部件9的开口部21上设有一圈与滚珠10外表面球面配合的支撑面28，该支撑面28是一以球心P为中心的球面，并且，在开口部21的顶端口上还有一圈倾斜面27，该倾斜面27以一定倾斜角斜向外侧，以此在开口部21处形成喇叭口。

前述滚珠10的具体是由一球体切掉其下侧大约四分之一的尺寸后形成的球面状部37的形状，并且，球面状部37的上侧突设有一上突起部20，其下侧突设下突起部24，从上突起部20至下突起部24贯穿设有经过球心P的贯通孔23。

装配时，是从外盖部件9的下侧将滚珠10嵌入，使滚珠10的球心P与支撑面28的球心P相重合，球面状部37与支撑面28面与面接触配合。即支撑面28与球面状部37均为以球心P为中心，相同的曲率半径R1的球面。

前述上突起部20的周面上设有通过紧固工具(扳手、螺丝钳等)可接合的接合面38；前述下突起部24的下部设有截面为三角形、四边形、五边形等等角状的凹部33。而固定螺丝11在头部34的上侧设有截面与凹部33匹配的角状的颈部25。固定螺丝11下端的颈部25嵌入下突起部24的凹部33中，其中部贯通贯通孔23，在上端侧突出于前述上突起部20的上方，并将其顶端固定在梯子支柱3上。

前述固定螺丝11的头部34的顶为一球面34a，该球面34a与球面状支承面14面与面匹配触接，使用时梯子支柱3施加的负荷是经固定螺钉10的头部球面34a与球面状支承面14的面与面的接触而传递到衬垫部件8上的。球面状支承面14与球面34a均为滚珠10的球心P为中心的且曲率半径为R2的球面。虽然前述曲率半径R1与这里的曲率半径R2的尺寸可以相同，但为了更易于配置复位组件12，球面状支承面14的曲率半径R2应设计得比支撑面28的曲率半径R1大。

使用中，固定件(即滚珠10和固定螺钉11)摆动时，当滚珠10的上突起部20的周面与倾斜面27触接时，如附图2所示，即固定螺钉11的中心轴线Y与经过球心P的垂直中立轴线X间的夹角——摆动角δ达到了最大限额，这样即是通过突起部20与倾斜面27的配合限制了固定件(即滚珠10和固定螺钉11)的摆动角度，将摆动角度限制在最大限额之下。

如附图1、2、3所示，前述复位组件12为一螺旋弹簧29，它套在滚珠10上，并一端固定在固定螺钉头部34上，另一端固定在外盖部件9的内侧面上，并且，该螺旋弹簧29被设置为：该螺旋弹簧29为变径弹簧，它沿着前述球面状部37的外周面呈现螺旋状，其长度方向上各节弹簧圈之间外缘的连线L沿着滚珠10的外表面的方向。在该螺旋弹簧29不受外力作用的自由状态(中立状态)下，它是沿着与前述触接面13相垂直的方向设置的。

如附图2、3所示，前述螺旋弹簧29沿着前述球面状部37的外周面呈现为螺旋状，即使螺旋弹簧29虽在滚珠10的摆动状态下会伸缩，但其不会对滚珠10的摆动产生干扰，该螺旋弹簧29能对滚珠10施加恒定的中立复位力。

下面针对本实施例的操作予以说明：

本实施例衬垫装置1在未触接至接地面W时，衬垫装置1呈现中立状态，即其固定螺丝11与触接面13相垂直(即固定螺丝11与通过球心P的垂直中立轴X相重合)的状态。

如图1所示，将梯子支柱3垂直设置于接地面W时，前述固定螺丝11与触接面13相垂直，从梯子支柱3处施加的负荷通过固定螺丝11的头部34的球面34a传递至球面状支承面14上承载。球面状支承面14通过面接触承载来源于梯子支柱3的全部负荷，因此与点接触的现有技术相比，可承载更大的负荷。

如图2所示，当衬垫装置1的摆动件相对与梯子支柱3连接的固定件摆动了摆动角δ时，即固定螺钉11的中心轴线Y与垂直中立轴线X间有一夹角——摆动角δ时，固定螺丝11的头部34的球面34a仍与球面状支承面14面接触配合。来源于梯子支柱3上的负荷，大部分由衬垫部件8承载，小部分由外盖部件9承载。

参见附图2所示，在摆动状态下，前述螺旋弹簧29的位于头部34侧的端部随着固定螺丝11的倾斜摆动而摆动，螺旋弹簧29即会对固定螺丝11产生一偏置复位力，因此当衬垫装置1的触接面13一离开接地面W时，衬垫装置1中的摆动件即会在螺旋弹簧29的复原力的作用下自动恢复为中立状态。

上述方案中，球面状支承面14以及固定螺丝11的球面34a的曲率半径R2以滚珠10的球心P为中心、并与滚珠10的曲率半径R1相同为宜。也可以使固定部件11的球面34a与球面状支承面14、支撑面28的曲率中心(球心P)以及曲率半径相异，还可形成圆锥形的支撑面28。

本实施例中各部件的形状以及各自的前后、左右、上下的位置关系如图1～图3所示进行配置为最佳，但并不局限于前述实施形态，具体生产时也可对部件、构成进行各种改变。

本实施例所述的衬垫装置1是举例运用在梯子支柱3上，当然在实际应用中还可以用于梯凳、脚凳、作业台、椅子、桌子、脚手架等类似的具有支撑脚的设备的支撑脚端部上。

实施例二：参见附图4、附图5所示，一种衬垫装置1由底面为触接面13的衬垫部件8、安装在衬垫部件8上顶部带有开口部21的外盖部件9、夹持在所述衬垫部件8与外盖部件9之间的滚珠10以及一固定螺钉11构成；与实施例一的不同之处在于：

参见附图4、附图5所示，衬垫装置1中的复位组件12是由以异性端相对的一对磁体30、31构成，其中第一磁体30设置在所述固定螺钉头部34处，而第二磁体31对应安装在所述衬垫部件8的中部。具体是：前述滚珠10的球面状部37的下侧设有凹部33，第一磁体30为环状，它穿套在固定螺钉11的颈部25上，以此通过固定螺钉11将磁体30固定至凹部33中，它上部嵌设隐藏于凹部33中，下部露于滚珠10的下端上。而第二磁铁31与前述第一磁铁30对向放置，它与铁板39一同埋设至上衬垫层15与下衬垫层16之间。该第二磁铁31也为环状，它的环形中心被设置于垂直中立轴X上。在固定螺丝11处于中立状态时，第一磁体30与第二磁体31之间的距离最接近，因此即使固定螺丝11摆动，通过磁体的吸引力的作用，还是会使固定螺丝11以及滚珠10复位为中立状态。

其它同实施例一，这里不再赘述。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种衬垫装置，包括具有触接面[13]的衬垫部件[8]、安装在衬垫部件[8]上带有开口部[21]的外盖部件[9]以及夹持在所述衬垫部件[8]与外盖部件[9]之间的滚珠[10]，其特征在于：有一固定螺钉[11]从衬垫部件[8]侧贯穿滚珠[10]中心将滚珠[10]固定连接于撑脚端部上，以此固定螺钉[11]与滚珠[10]构成固定件，而衬垫部件[8]与外盖部件[9]构成摆动件；所述固定螺钉[11]面向衬垫部件[8]的头部[34]设有一球面[34a]，而衬垫部件[8]上对应设有一与球面[34a]匹配配合的球面状支承面[14]；并且，在固定件和摆动件之间作用有一可使其从摆动状态复位至固定螺钉中心轴线[Y]与触接面[13]相垂直的中立状态的复位组件[12]。

2、根据权利要求1所述的衬垫装置，其特征在于：所述外盖部件[9]的开口部[21]上设有一圈与滚珠[10]外表面球面配合的支撑面[28]，该支撑面[28]的球面中心与所述球面状支承面[14]的球面中心相重合，但是，支撑面[28]的球面曲率半径比所述球面状支承面[14]的球面曲率半径小。

3、根据权利要求1或2所述的衬垫装置，其特征在于：所述复位组件[12]为一螺旋弹簧[29]，它套在滚珠[10]上，并作用在固定螺钉头部[34]与外盖部件[9]之间，并且，该螺旋弹簧[29]为变径弹簧，其长度方向上各节弹簧圈之间外缘的连线[L]沿着滚珠[10]的外表面的方向。

4、根据权利要求1或2所述的衬垫装置，其特征在于：所述复位组件[12]由以异性端相对的一对磁体[30、31]构成，其中一磁体[30]设置在所述固定螺钉头部[34]处，另一磁体[31]对应安装在所述衬垫部件[8]的中部。

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