TWI483856B

TWI483856B - 滾輪及可藉由滾輪移動的物體

Info

Publication number: TWI483856B
Application number: TW099106395A
Authority: TW
Inventors: Volker Becker; Andreas Lamping; Juergen Zils
Original assignee: Vorwerk Co Interholding
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2015-05-11
Also published as: DE102009013475A1; JP2010223428A; DE102009013475B4; JP5542477B2; TW201040039A

Description

滾輪及可藉由滾輪移動的物體

本發明首先係有關於一種例如安裝於吸塵器上的滾輪，該滾輪包括具有輪轂的滾輪體及一體成型式的滾輪軸，其中，該滾輪軸貫穿輪轂且在輪轂兩端具有無支撐式的突出部，而其中一個突出部為穿插部且配有螺紋。

本發明此外亦有關於一種可藉由滾輪移動的物體，其中，該滾輪具有被滾輪軸所貫穿的輪轂，且該滾輪軸係透過突出於輪轂兩端之外的突出部以固定於該物體上的諸固定件中。

上述類型之滾輪及可藉由滾輪移動的物體已為吾人所知，例如，應用於吸塵器，特別是，家用吸塵器的滾輪。其中，滾輪例如布置於在待清潔地面上移動的吸嘴區域內，或視情況設計用於可在地面移動的吸塵器殼體。此外，此種滾輪亦可與吸塵器結合應用於可自行移動的吸塵設備或清掃機，即，所謂的吸塵及/或清掃機器人。此種滾輪之輪轂被較佳為採用實心設計的滾輪軸所貫穿，而此滾輪軸係在安裝完畢狀態下兩端突出於滾輪之外，並形成突出部。該等突出部在支撐滾輪的同時固定於設備側固定件中。此外，習知技術中亦有將滾輪軸設計為插入軸者，此種插入軸藉由其突出部僅憑摩擦力作用，固定於相應的固定件中。此外，亦有一端配設外螺紋以與固定件側之反向螺紋實現螺紋嚙合的習知滾輪軸。

有鑒於上述先前技術，本發明之技術課題在於提供一種上述類型之滾輪，及可藉由滾輪移動的物體，就滾輪於物體上的固定情況而言，二者運行更可靠，操作亦更方便。

在所述類型之滾輪方面，此課題首先且基本上藉由申請專利範圍第1項之標的而達成，其設計如下：其另一個突出部亦配設有螺紋，而且，滾輪軸在一個與輪轂共同作用的共同作用區內為表面平滑。在可藉由滾輪移動的物體方面，此課題藉由申請專利範圍第2項之標的而達成，其設計如下：滾輪軸兩端均以螺旋連接方式固定於諸固定件中，其中，設置於滾輪軸上的螺紋區係嵌入形成於該等固定件內部的反向螺紋。藉由此種設計方案，可於滾輪之軸向兩端實現滾輪軸之力配合且形狀配合的固定。透過滾輪軸而實現的滾輪固定為可逆的，其中，藉由如此設計的滾輪軸，亦可實現對替換滾輪的固定。位於該等設有螺紋的突出部之間的共同作用區不設螺紋，而為表面平滑，用於與滾輪輪轂共同作用。滾輪軸端部則相應地設有較佳為同向的單獨螺紋段。

下文(亦包括附圖描述)將主要從申請專利範圍第1項及/或另一申請專利範圍第2項之標的或其他請求項之特徵等幾方面，對本發明之其他特徵進行說明。然而，此等特徵亦可僅對應於申請專利範圍第1項及/或另一申請專利範圍第2項或其他各申請專利範圍之單項特徵，抑或作為獨立特徵而產生重要意義。

滾輪軸在此二個突出部上之螺紋可具有相同直徑。但，根據一種較佳方案，此該等突出部之螺紋直徑不等。若如此，則分配給穿插部的螺紋直徑較佳為小於分配給另一個突出部的螺紋。在此情況下，諸固定件中與滾輪軸螺紋共同作用的螺紋區亦相應地採用不同直徑。在採用上述較佳布置方式之情況下，螺紋直徑相對較小的穿插部，可穿過在插入方向上形成於滾輪軸前方的固定件螺紋區，而不與該螺紋區發生螺紋嚙合，此為便於操作的解決方案。在鑽頭側螺紋區穿過滾輪輪轂並嵌入固定件的相應螺紋區後方旋轉滾輪軸，以固定該滾輪軸。根據另一較佳方案，形成於穿插部上的螺紋之外徑(標稱直徑，nominal diameter)等於或小於另一個突出部上位於該螺紋相對側的螺紋之內徑(螺紋根徑，care diameter)。

滾輪軸上沿軸向間隔一定距離布置的二個螺紋，特定言之，在直徑不同之情況下，與諸固定件中專門設置的相應反向螺紋發生共同作用，故，此二螺紋可採用不同設計，例如，設計為單線或多線螺紋、尖角螺紋或梯形螺紋，此外，其螺距亦可不同。根據一種較佳方案，此二螺紋之螺距相同，即，升角相等，此外，其螺紋類型亦相同。根據另一較佳方案，該升角較佳為5°至15°，更佳為8°至12°，後者應用於單線右旋螺紋則更佳。

根據另一方便製造之設計方案，諸固定件中的反向螺紋係自行產生於滾輪軸之擰入過程。為此，該等螺紋係為自攻螺紋，採用(例如)DIN 7998-4所規定之螺紋線。如此便無需在設備側固定件中單獨設置內螺紋，此點特別有利於以塑膠射出成型法製成的固定件。首次使用該滾輪之前，須藉由其螺紋將滾輪軸擰入相應的固定件中，而滾輪軸於此過程中相應地自行開出反向螺紋，該反向螺紋此後亦可用於其他螺旋過程(拆卸滾輪及重新固定所更換的新滾輪)。

滾輪之寬度大於其垂直高度，其軸向長度相應地大於直徑，故，該滾輪外形總體而言至少近似桶狀。由此，根據另一較佳方案，輪轂沿軸向觀察，其兩端均突出於滾動面區域之外。滾輪之軸向滾動面寬度相應地小於滾輪之與滾輪軸之平滑共同作用區共同作用的輪轂區，根據另一較佳方案，滾輪以其整體呈桶狀之滾動面區域為出發點，其相對於滾動軸線而言的軸向兩端呈錐形，構成朝自由端方向延伸的輪轂末端段。

為了便於操作，其中一個突出部配有螺絲頭，而該突出部較佳為滾輪軸之位於穿插部相對側的突出部，更佳為螺紋直徑相對較大的突出部。螺絲頭可為六角螺絲頭。作為替代方案，螺絲頭可具有槽形、十字形工具孔，或六角形插口形式的工具孔。

滾輪軸較佳為鋼軸，較佳由不鏽鋼構成，如此可提高其耐磨性、穩定性及耐蝕性。僅需少量組件即可固定滾輪於物體或設備上，以便於操作。此外，所選用之結構成本低廉。由於滾輪兩端均以力配合且形狀配合方式實現固定，故，滾輪軸之二個突出部不存在間隙。安裝及拆卸均透過習知的螺旋運動而實現。

下文將藉由僅展示二實施例的附圖對本發明進行詳細說明。

首先，參照圖1對一個吸塵器2之形式(特別是家用吸塵器)的可移動物體1進行展示與描述，該物體1為手持式帶柄設備。該物體首先具有一個基本設備3，該基本設備3包括一個用於抽風機的電動馬達。基本設備3上裝有用於容置灰塵的集塵盒4。該集塵盒較佳為內含濾塵袋。

透過電纜5，對整合於基本設備3中的抽風機供電。

基本設備3另具有在集塵盒4區域內延伸的鵝頸狀附屬部。該附屬部在其自由端區域內形成一個用於固定吸塵器2之手柄6的插孔。手柄6配設有操縱把手7，該操縱把手7則具一個滑動開關形式的拇指操縱式調節單元，藉由該滑動開關，可對安裝於基本設備3中的抽風機進行功率調節。

為了實現地面處理功能，基本設備3與一個設計為附件的地面處理設備8，以符合流體學及電學要求之方式相連。

地面處理設備8具有殼體9及管接頭10。被殼體9所遮蓋的吸入通道，自管接頭10延伸至個吸氣室形式的處理室中。該處理室位於遠離管接頭10的端面區域內，且其延伸範圍幾乎覆蓋整個殼體寬度。

地面處理設備8之被殼體9所遮蓋的底盤11具有底盤底部12。該底盤底部以與待處理地面13之間保持一定垂直距離之方式進行延伸。底盤底部12之此種延伸，於吸嘴區域內則相應地中斷。

在吸嘴與地面處理設備8之前緣14間，布置有兩個用於將地面處理設備8支承在地面13上的滾輪15，其滾動軸線x平行於前緣14而定向。諸滾輪15以可繞著滾動軸線x自由旋轉的方式固定於底盤底部12之殼形的拱起16中。

每個滾輪15首先均具有從滾輪軸向延伸方向看來位於中央的滾動面區域17，而該滾動面區域17軸向兩端各與一個朝滾動軸線x方向呈錐形一端逐漸變細的輪轂段18相連。輪轂段18及滾動面區段17係用單一材料製成的一體成型式塑膠射出成型件。如此設計之滾輪15具有約兩倍於其直徑(高度d)的軸向長度(寬度e)，且被軸向鑽孔19所貫穿，而該軸向鑽孔19之二個末端均與輪轂段18連通。如此設計之滾輪體21，於整個軸向長度上將軸向鑽孔19包圍的區域構成為輪轂20。

滾動面區段17及二個輪轂段18所構成的滾輪體21由滾輪軸22所固定，而該滾輪軸22係嵌入底盤底部12上對應於滾輪體21之軸向末端而設置的固定件23內。此等固定件23具有相應地平行於地面而定向的鑽孔24及25，該等鑽孔係用於容置滾輪軸22之沿軸向突出於滾輪體21之外的部分。諸固定件23係藉由(例如)塑膠噴塗法用硬塑膠製成。

沿軸向被覆蓋的鑽孔24及25直徑不同，其中，鑽孔24直徑大於鑽孔25，且在其遠離於滾輪體21或底盤底部側拱起16的鑽孔末端，具有直徑更大的螺絲頭容置區26。

滾輪軸22由不鏽鋼製成，且具有一個用於與軸向鑽孔19及滾輪體21之輪轂20共同作用的平滑的共同作用區27，該共同作用區27兩端各連接突出部28及29。

共同作用區27就其長度而言至少大體上呈圓柱形，在所示實施例中，共同作用區27略呈錐形，且自突出部28朝突出部29方向逐漸變細，其中，共同作用區27沿其長度的直徑縮小範圍約為共同作用區27之最大直徑的五十分之一至一百分之一。

二個突出部28及29上均設有螺紋30、31(外螺紋)，其中，突出部29更形成有一個穿插部32。

如圖5所示，穿插部側的突出部29之螺紋31之外徑b，小於另一個突出部28之螺紋30之外徑a。此外，螺紋31之外徑b亦小於另一螺紋30之螺紋根徑。在所示實施例中，穿插部側上設有外徑b為3 mm的螺紋31，相對的突出部28上設有外徑a為3.5 mm的螺紋30。共同作用區27之最大直徑c與突出部28上直徑較大的螺紋30之螺紋根徑相等。

此外，二個螺紋30及31均設計為同向的單線右旋螺紋，其螺距亦相等。在所示實施例中，螺紋30及31之升角約為10°。

此外，二個螺紋30及31均設計為採用如DIN 7998-4所規定螺旋線的自攻螺紋。

設有螺紋30的突出部28在其遠離於共同作用區27的自由端上配設有螺絲頭33。該螺絲頭具一個供六角頭螺絲起子插入的軸向工具孔34。

在為物體1或地面處理設備8首次安裝滾輪15的過程中，先將滾輪軸22之穿插部32穿過插入方向上的第一個固定件23中直徑較該穿插部為大的鑽孔24，接著，穿過滾輪體之軸向鑽孔19以固定滾輪15(參見圖7)。在設有螺紋31的穿插部32嵌入於沿著插入方向位於滾輪體21後面的固定件23之鑽孔25的同時，將突出部28之靠近螺絲頭33的螺紋30插入固定件23之鑽孔24中，隨後，藉由工具對螺絲頭33施加作用力以產生螺旋運動，滾輪軸22或其螺紋30、31透過該螺旋運動而自行切入鑽孔壁，從而於固定件23中形成相應的反向螺紋35。

藉由以螺旋固定方式將滾輪軸22兩端固定，可實現滾輪軸之形狀配合且力配合的固定。相應地回擰滾輪軸22，可將此連接解除，鑽孔24及25中已開出的反向螺紋35隨後便可用於下一次的滾輪固定。

根據圖6所示的替代設計方案，具有直徑相對較小的螺紋31的突出部29之自由端可配設鑽頭36。此種滾輪軸22尤其可與自動安裝機結合使用，其中，為物體1首次安裝滾輪15時，先於固定件23中鑽出穿插方向上最後的鑽孔25，隨後，藉由螺紋31開出反向螺紋35。

所有已揭示特徵(自身即)為發明本質所在。故本申請案之揭示內容亦包含相關/所附優先權文件所揭示之全部內容，該等文件所述之特徵亦一併納入本申請案之申請專利範圍。

1．．．(移動)物體

2．．．吸塵器

3．．．基本設備

4．．．集塵盒

5．．．電纜

6．．．手柄

7．．．操縱把手

8．．．地面處理設備

9．．．殼體

10．．．管接頭

11．．．底盤

12．．．底盤底部

13．．．地面

14．．．(地面處理設備)前緣

15．．．滾輪

16．．．(殼形)拱起

17．．．滾動面區域；滾動面區段

18．．．輪轂段

19．．．軸向鑽孔

20．．．輪轂

21．．．滾輪體

22．．．滾輪軸

23．．．固定件

24．．．鑽孔

25．．．鑽孔

26．．．螺絲頭容置區

27．．．共同作用區

28．．．突出部

29．．．突出部

30．．．螺紋(區)

31．．．螺紋(區)

32．．．穿插部

33．．．螺絲頭

34．．．工具孔

35．．．反向螺紋

36．．．鑽頭

a．．．外徑

b．．．外徑

c．．．外徑

d．．．高度

e‧‧‧寬度

x‧‧‧滾動軸線

圖1為包括地面處理附件的吸塵器之立體透視圖，該附件係藉由滾輪支承在待清潔地面上。

圖2為沿圖1中切割面II所截取之放大剖視圖，而此切割面係有關於固定在該附件中的滾輪。

圖3為滾輪軸之細部立體透視圖。

圖4為滾輪軸之另一立體透視圖。

圖5為滾輪軸之視圖。

圖6為與圖5相符的視圖，但係關於該滾輪軸之一種替代方案。

圖7為如圖2之剖面圖，其係為將滾輪首次固定於設備側固定件上的狀態圖。

圖8為圖7之後續狀態示意圖。