CN101033761A - 升降机械的油压驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种升降机械的油压驱动装置，其是包含一缸体，该缸体内设有一活塞与一活塞杆，而该活塞内设有一通道与一容置空间，该容置空间内设有一单向阀与一弹簧，该弹簧是用以顶推该单向阀向上，以使得该单向阀上的一阀塞能密接于该通道的底部；其中，该缸体内分别容置有一定量的空气与油，且此空气是完全被密封于该缸体内，在该活塞于该缸体内做往复运动时，该空气与油之间在该活塞的挤压下，其彼此间会产生一压力差，用来控制该单向阀上的该阀塞的启闭，以使此密闭空气能在该缸体内的该活塞的上下空间进行流通；由于使用此密闭的空气，故使该缸体在工作时不会受到外界污染物的污染而产生损坏。

Description

升降机械的油压驱动装置

技术领域

本发明涉及一种升降机械的油压驱动装置，特别指一种由密闭缸体做为驱动机械升降的装置。

背景技术

如图11所示的油压缸7，是一般常应用于堆高机、汽车顶高机等机具的升降，其包含有一缸体71、一活塞72及一活塞杆73，而该缸体71上面分别设有一供空气与油进出的空气孔711与油孔712；在欲对一外在的负载731进行升高移动时，通常由油泵(图中未示)将油导入该油压缸7内以使该活塞72进行运动，并同时驱动该活塞杆73向外移动，促使该负载731移动至所要达到的位置上；而上述的驱动同时，会将活塞72上方空间的空气排出于外界，反之，在该活塞杆73回缩时，将外界空气吸入至该缸体71的内部，此时，该缸体71内的油会被挤压排回至外部所接的一油箱(图中未示)内；而该油压缸7是以此方式作为外在负载升降的驱动。

在空气持续的排出与吸入的过程中，将会产生出许多的噪音，为解决此一问题，通常会于该空气孔711上装设有一消音器(图中未示)，然而此装设该消音器的动作，以堆高机的工作场所而言，通常具有许多的灰尘或是水气，也无法避免空气吸入时伴随带入的灰尘与水气等污染性物质，而这些污染性物质将会使该缸体71受到损坏，例如灰尘于该活塞72运动时会造成内壁的磨损，同时被引入的水气也有可能使该缸体71内壁发生锈蚀的情形；若堆高机是被使用于化学工厂内时，则会因化学工厂内具有较多的腐蚀性的酸碱性气体或液体，而在该油压缸7使用的过程中，此类具腐蚀性的气体或液体是有机会被空气带入该缸体71内，如此将会导致该缸体71内发生腐蚀的情况。

而为了避免此问题，通常会于该空气孔711至该油箱之间连接有一通气管(图中未示)，希望通过该通气管将空气导入该油箱内，以防止该缸体71内的空气与外界的空气相接触，然而该油箱却因得承受额外空气的置入，在油箱空间有限的情况下，势必得于该油箱上装设一透气孔(图中未示)，以供空气的宣泄，虽然此设计在该油压缸7的持续使用下，可藉空气将一些油气带入该缸体71内，如此可适度降低该缸体71内壁的损坏的机率，但因该油箱上仍设置有一透气孔，所以在空气持续的导入与导出的过程中，也无法完全确保此空气不会遭受到污染；另外，在油压缸7上，常出现须配合外界工作的情况，而需将该油压缸7进行长距离移动的情形，此时，设于该油压缸7上的该通气管在持续的移动下，常会发生因该通气管的长度过长，而发生该通气管置放空间不易安排的困扰。

据上所述，可知目前在缸体的使用领域中，存在着如上文中所叙述的问题，因此如何克服缸体因污染性空气的导入而损坏的情形，实是当前急需正视的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决上述的问题而提供一种升降机械的油压驱动装置，其是藉压力差来作为单向阀启闭的机制，并以此机制来控制密闭空气的流通，并藉此解决空气被外界污染的问题，进而避免缸体内壁损坏的情形。

为达到上述目的，本发明提出一种油压驱动装置，其活塞的中间部位以上设有一通道，以及该活塞的底部设有一容置空间；而该通道自该活塞的周围向内且由上而下穿通至该容置空间；又该容置空间内设有藉一压力差以控制空气流通的一单向阀与一弹性元件；且该弹性元件是用以顶推该单向阀向上，以使该单向阀顶部的一阀塞可密接于该通道的底部。

本发明的具体技术方案如下：

一种升降机械的油压驱动装置，包含一缸体及一活塞杆，该活塞杆于该缸体内的一端固设有一活塞，而将该缸体分隔成供容纳气体的一上空间与供容纳油液的一下空间；活塞可位移于缸体内轴向两端之间；

该缸体的底部穿设有供油流通至下空间的一油道；

该活塞设有一通道穿通该容置空间；

该活塞的底部设有一容置空间；

该容置空间内设有一单向阀密封于该通道，并控制上空间气体可自通道泄流至下空间。

所述的一种升降机械的油压驱动装置，还包括有一弹性元件用以顶推该单向阀，以及该单向阀周围设有一环状部，且该环状部贯设有一供空气流通的气孔。

所述的一种升降机械的油压驱动装置，其中所述弹性元件是一弹簧。

所述的一种升降机械的油压驱动装置，其中该缸体的顶部设置有一用以封闭该缸体且供该活塞杆穿设固定的端盖。

所述的一种升降机械的油压驱动装置，其中该活塞顶缘具有一凸柱，通道自该凸柱的周围侧壁上水平穿入至该活塞的中央处，再垂直向下穿通至活塞底部的容置空间；当活塞位移于缸体端盖位置，凸柱周围与端盖间构成上空间的最小容积。

所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，其中该通道是自活塞杆轴向延伸并穿通至活塞底部的容置空间；于邻近活塞的活塞杆具有径向孔连通通道与上空间。

附图说明

图1为本发明在无进油时的平面剖视图；

图2为本发明在初始进油时的平面剖视图；

图3为本发明的活塞顶部的横切剖面图；

图4为本发明的活塞底部的横切剖面图；

图5为本发明的单向阀受上下压力时的平面剖视图；

图6为本发明在F_A＝F_B且P_A＞P_B时，阀塞欲开启时的示意图；

图7为本发明在阀塞已开启，且上方空气流入下方空间时的示意图；

图8为本发明的活塞被推挤至缸体顶部的示意图；

图9为本发明藉由负载的重量推回活塞杆的示意图；

图10为本发明的单动式缸体的第二实施例；

图11为公知的单动式缸体的平面剖视图。

具体实施方式

请参阅图1至图10，图中所示为本发明所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。

实施例1

如图1与图2所示，为本发明升降机械的油压驱动装置的实施例，其包含一呈中空的缸体1，该缸体1的顶部，螺接固定设有一用以紧密封闭该缸体1顶部的一端盖11，而该端盖11供一活塞杆2贯穿与固定，且该端盖11与该活塞杆2的接触面上，环设有用以增加气密性的密封垫111，该端盖11与该缸体1内侧壁的接触面上，也环设有一用以增加气密性的O形环112；其次，该缸体1底部于周围侧壁穿设有一使该缸体1内部与外界相通的油道12，且该油道12系于与外界相接处螺设一输油管13。

再者，上述该活塞杆2的两端位于该缸体1的内部与外界处，而该活塞杆2于缸体内部的一端固接有一活塞3，而将该缸体1上下分隔成一上空间14以及一下空间15，其中空气是以无法与外界接触的方式被密封于该缸体上空间14之内；且该活塞杆2于外界的一外杆端21是用以承受一负载22；其次，该活塞3顶缘具有一凸柱31，且一通道32自该凸柱31的周围侧壁上水平穿入至该活塞3的中央处，再以垂直向下的方式穿通至活塞3底部的一容置空间33。

而该容置空间33内设有一用以控制空气流通的单向阀4，以及一可顶推该单向阀底部向上的弹簧5；其中，该单向阀4的顶部设有一可密接与封阻该通道32的阀塞41，且该单向阀4的周围环设有一与该容置空间33周围侧壁相接触的环状部42，该环状部42顶面至底面贯穿有一供空气流通的气孔421；另外，上述该弹簧5底部更环设有一供其固定的扣环51。

如图2至图9所示，在本实施例中，当注入一油压力P_B的液压油至下空间15，致使该活塞3在该缸体1内往上移动时，该上空间14的空间会随之而变小，同时，于该上空间14内的空气，将会在该活塞3如挤压般的运动下，产生一空气压力P_A，而油压力P_B与空气压力P_A彼此间会形成一压力差，该压力差可用来作为控制该阀塞41启闭的驱动力，如图5所示。

因该活塞3受到下方进油的推挤，以及该上空间14的空间随之缩减，会使该活塞3的顶部与底部分别受到一垂直向力量的作用，其分别为一向下的F_A与向上的F_B；如图3所示，可知该活塞3顶部承受该力量F_A作用的面积A，是为该活塞3中间部位横切面的面积A₁减掉该活塞杆2横切面的面积A₁′，即A＝A₁-A₁′；如图4所示，该活塞3底部承受该力量F_B作用的面积B，为该活塞3底部横切面的面积B₁加上该容置空间33横切面的面积B₂，即B＝B₁+B₂；由此可知，该活塞3底部承受该力量F_B作用的面积B大于其顶部承受该力量F_A作用的面积A，亦即B＞A；又因为力量是为压力与面积的乘积，故F_A与F_B分别可表示成：F_A＝P_A×A及F_B＝P_B×B。

综上所述，当力量F_B＞F_A时，即该活塞3被F_B推挤上升时，该空气压力P_A的压力值会逐渐增加，在该空气压力P_A被该活塞3持续压缩下，会产生一足以停止该活塞3向上移动的力量F_A与压力值，而假设该力量F_A增加至F_A＝F_B时，因该活塞3底部与顶部的面积大小关系为B＞A，故该单向阀4上下承受到该空气压力P_A与油压力P_B的关系为P_A＞P_B的状态，此时，当该空气压力P_A具有大于该油压力P_B与该弹簧5弹力的力量时，该单向阀4将会压缩该弹簧5呈一开启的状态，接着，该上空间14内被高度压缩的空气恰能藉该通道32流入至该下空间15内，此刻，该下空间15将同时于其上下分别存在有空气与油，此时该活塞的受力将会再出现F_B＞F_A的状态，最终该活塞3将可被推升至该缸体1的顶部。

当该活塞3位移于该缸体1的端盖11位置时，该上空间14仅维持该活塞3顶缘的凸柱31周围与该端盖11间构成的最小容积，故该缸体1内的该空气压力P_A呈一过压状态；而在利用该负载22下压的重量或活塞杆2的自重，该活塞杆2即可无需动力驱动下推回该缸体1底部；此时，在该活塞杆2向内推回的过程中，容置于该上空间14内的过压空气，将会逐渐回压，最终，当该活塞3被推回至该缸体1底部，上空间14内的空气呈略微负压。

上述情况，为此一油压缸初始作动时所呈现的内部状态，因而在该活塞3首次被推至该缸体1顶部时，原上空间14内的空气已多由单向阀4释放至下空间15，最终仅存适度的过压空气在凸柱31周围的空间，然而在活塞3推回至该缸体底部时，这些过压空气因上空间14的容积回复最大容积，故会呈现负压；若再次将该活塞3推至缸体1顶部时，上空间14内的空气即再度转变过压空气；总之，本实施例中上空间14的空气存量在使用时会呈一恒定状态。

综上所述，可知本实施例是利用该缸体内空气与油液的压力差的关系，使该活塞能顺利的于该缸体内做往复运动；其中，因本发明所使用的空气是被密封于该缸体内部，所以自始至终，该缸体内的空气皆无法与外界的空气相接触，因此将不会被外界的灰尘、水气及腐蚀性材质所污染，故可解决如公知技术中该缸体因被污染而发生损坏的情形。

依据上述发明结构，假设该活塞3顶部与底部分别承受有向下与向上的力量F_C与F_D(图中未示)，且该活塞3顶部与底部承受力量F_C与F_D作用的面积分别为C与D(图中未示)，而该活塞3上下空间处的空气与油的压力分别为P_C与P_D(图中未示)，而依力量、压力与面积之间的关系，可将F_C与F_D表示为F_C＝P_C×C及F_D＝P_D×D。

而当该活塞3被下方进油持续挤压向上时，因该单向阀4上的该阀塞41启闭的时机，是取决于P_C与P_D的压力差，在该活塞3向上移动时，力量F_C与F_D是呈F_D＞F_C的状态，但是由F_C＝P_C×C及F_D＝P_D×D两式可得知，只要将该活塞3上下方的面积C与D做一调整，即可在F_D＞F_C时，即在该活塞3仍上升时，产生一P_C＞P_D的压力差，此时，该单向阀4在该空气压力P_C的推压下，将使该阀塞41呈一开启的状态，并使得该上方空间的空气可导流入该下方空间内。

综上所述可知该阀塞启闭的机制，是由空气与油之间所存在的压力差所控制，即该活塞所承受的顶部与底部的力量，并非该阀塞启闭的关键，例如在前述该阀塞是于F_A＝F_B的时候开启。

以上所述实施例的揭示是用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本发明的范畴。

实施例2

如图10所示为本发明另一例子，其中该通道321是自该活塞3杆轴向延伸并穿通至该活塞3底部的该容置空间33，于邻近活塞的该活塞杆2具有一径向孔322连通该通道321与该上空间14。

不同于实施例1，当该活塞3位移至该缸体1的端盖11位置处，仅维持于该活塞杆2内的通道321容积供积蓄空气，故该通道321内的空气压力是呈一过压状态；而在活塞3推回至该缸体1底部时，该通道321内的过压空气回流至上空间14回复的容积，故会呈现负压；即，若再次将活塞3推至缸体1顶部时，上空间14内的空气即再度流至通道321内转变为过压空气。

Claims (6)

1.一种升降机械的油压驱动装置，包含一缸体及一活塞杆，该活塞杆于该缸体内的一端固设有一活塞，而将该缸体分隔成供容纳气体的一上空间与供容纳油液的一下空间；活塞可位移于缸体内轴向两端之间；

该缸体的底部穿设有供油流通至下空间的一油道；

该活塞设有一通道穿通该容置空间；

该活塞的底部设有一容置空间；

该容置空间内设有一单向阀密封于该通道，并控制上空间气体可自通道泄流至下空间。

2.根据权利要求1所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，还包括有一弹性元件用以顶推该单向阀，以及该单向阀周围设有一环状部，且该环状部贯设有一供空气流通的气孔。

3.根据权利要求2所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，所述弹性元件是一弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，其中该缸体的顶部设置有一用以封闭该缸体且供该活塞杆穿设固定的端盖。

5.根据权利要求4所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，其中该活塞顶缘具有一凸柱，通道自该凸柱的周围侧壁上水平穿入至该活塞的中央处，再垂直向下穿通至活塞底部的容置空间；

当活塞位移于缸体端盖位置，凸柱周围与端盖间构成上空间的最小容积。

6.根据权利要求4所述的一种升降机械的油压驱动装置，其特征在于，其中该通道是自活塞杆轴向延伸并穿通至活塞底部的容置空间；

于邻近活塞的活塞杆具有径向孔连通通道与上空间。

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