TW202022240A - 可排氣的油壓缸及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種可排氣的油壓缸及其系統，該油壓缸包括一缸體、一活塞、設於該活塞上的一密封環、及設於缸體上的一排出孔。缸體具有一上腔室、一上孔道、經由上孔道連通該上腔室的一上接頭、一下腔室、一下孔道、及經由下孔道連通下腔室的一下接頭。該排出孔連通下接頭且位於下孔道的上方。當該活塞位於一起點而使密封環位於排出孔下方時，該排出孔連通該上腔室，當該活塞往一終點移動到使該密封環位於該排出孔上方時，該排出孔連通該下腔室。

Description

可排氣的油壓缸及其系統

本發明與油壓缸有關，尤其涉及同步油壓缸。

在許多需要兩支或多支油壓缸同步運作的場合中，經常採取串聯式同步油壓缸系統，此可參見中國CN 104806589B、CN 205423367 U 及CN 207131652 U等專利，以及台灣M562347專利。

然而，現有的兩同步油壓缸於組接形成串聯式同步油壓缸系統之後，難免會有空氣殘留於系統中。以CN 104806589B專利為例，兩同步液压缸以管路完成連接後，第一腔體、第三腔體與管路之間的空間內難免會有殘留的空氣，這些空氣會隨著第一活塞與第二活塞的移動而在該空間內跑來跑去，無法排出，從而影響該兩同步液压缸的同步運作與使用壽命。

為解決上述問題，本發明提供一種可排氣的油壓缸，使用這種油壓缸所形成的串聯式同步油壓缸系統，可將系統內的空氣予以排出。

更詳而言之，本發明之可排氣的油壓缸包括一缸體、一活塞、一活塞桿、一密封環及一排出孔。缸體具有一上腔室、一上孔道、經由上孔道連通該上腔室的一上接頭、一下腔室、一下孔道、及經由下孔道連通下腔室的一下接頭。活塞可移動地設於缸體內，且能在缸體內的一起點與一終點之間往返移動。活塞桿連接活塞。密封環套於活塞上，且具有一外周壁緊貼於缸體的一內周壁而形成密封，藉以隔離該上、下腔室。排出孔設於缸體上，且連通下接頭，及位於下孔道的上方。其中，當活塞位於起點而使密封環位於排出孔下方時，排出孔連通該上腔室，當活塞往終點移動到使密封環位於排出孔上方時，排出孔連通下腔室。

在一實施例中，上述排出孔具有通往該下腔室的一小徑段及通往該下接頭的一大徑段。

在一實施例中，上述下孔道的內徑大於排出孔，且下孔道的內徑等於上孔道的內徑。

在一實施例中，本發明之可排氣的油壓缸還包括一O型環，O型環套於活塞上，且夾於活塞與密封環之間。

在一實施例中，本發明之可排氣的油壓缸還包括套於活塞上且位於密封環上方的一耐磨環，耐磨環的一外周壁抵靠於該缸體的一內周壁。

本發明還提供一種串聯式同步油壓缸系統，此一系統包括一連接管及兩支上述的可排氣的油壓缸，該連接管的兩端分別連接其中一可排氣的油壓缸的上接頭及另一可排氣的油壓缸的下接頭，且其中一可排氣的油壓缸的上腔室用於容納液壓油的容積等於另一可排氣的油壓缸的下腔室用於容納該液壓油的容積。

在一實施例中，本發明上述系統中的其中一可排氣的油壓缸的該缸體的內徑大於另一可排氣的油壓缸的該缸體的內徑。

藉由上述排出孔的設置，可將串聯式同步油壓缸系統內的空氣排出，確保串聯式同步油壓缸系統在運作上的同步性及增加使用壽命。

圖1、2顯示本發明之可排氣的油壓缸的一個較佳實施例，在此實施例中，兩支可排氣的油壓缸1與1a以一連接管2連接形成一串聯式同步油壓缸系統。其中一支可排氣的油壓缸1包括一缸體11、一活塞12、一活塞桿13、一密封環14及一排出孔15。缸體11具有一上腔室111及一下腔室112 。活塞12可移動地設於缸體11內，且可在缸體11內的一起點（如圖1所示）與一終點（如圖2所示）之間往返移動。活塞桿13連接活塞12，位於上腔室111內且向前伸出缸體11外面，並能隨著活塞12的移動而作伸縮。缸體11還具有一上接頭113及一上孔道114，上接頭113經由上孔道114連通上腔室111。缸體11另具有一下接頭115及一下孔道116，下接頭115經由下孔道116連通下腔室112。

如圖1及3所示，密封環14套於活塞12上，且密封環14的外周壁緊貼於缸體11的內周壁而形成密封，藉以隔離上腔室111及下腔室112，使得此二者內的液壓油或其它介質不會從一者洩漏到另一者內。在此實施例中，密封環14與活塞12之間還夾設一O型環131。此外，活塞12還套設一耐磨環16位於密封環14的上方，確保活塞12直上直下地移動而不偏。耐磨環16的外周壁雖抵靠於缸體11的內周壁，但沒有像密封環14那樣形成密封。

排出孔15設於缸體11上，且連通下接頭115，及位於下孔道116的上方。當活塞12位於如圖1所示的起點而使密封環14位於排出孔15下方時，排出孔15連通上腔室111，下孔道116位於密封環14下方而連通下腔室112。當活塞12往終點移動到使密封環14位於排出孔15上方時，排出孔15與下孔道116均連通下腔室112。

另一支可排氣的油壓缸1a結構相同於上述可排氣的油壓缸1，故同樣包括一缸體11 a、一活塞12 a、一活塞桿13 a、一密封環14 a及一排出孔15 a，缸體11 a同樣具有一上腔室111a、一下腔室112a 、一上接頭113a、一上孔道114 a、一下接頭115a及一下孔道116 a。活塞12 a上同樣套有一密封環14 a、O型環131 a及一耐磨環16 a。這些構件的結構與功能均相同於上述可排氣的油壓缸1的對應構件，容不贅述。

在此實施例中，該其中一支可排氣的油壓缸1的缸體11的內徑大於該另一支可排氣的油壓缸1a的缸體11a的內徑，但前者的上腔室111的容積等於後者的下腔室112a的容積，此處所稱的容積是指用於容納液壓油的容積。因此，以連接管2連接該其中一可排氣的油壓缸1的上接頭113與該另一可排氣的油壓缸1a的下接頭115a，就構成兩活塞桿13、13a可同步伸縮的串聯式油壓同步系統（以下簡稱系統）。

在此系統中，如圖1所示，當一油壓回路（含油箱，圖中未示）對該其中一可排氣的油壓缸1的下接頭115進油時，來自該油壓回路的液壓油會經由下孔道116 進入下腔室112，並推動活塞12從起點往終點向上移動。由於上腔室111是通過上孔道114、連接管2 及該另一可排氣的油壓缸1a的下孔道116a而連通下腔室112a，因此，活塞12的上移會推擠上腔室111、連接管2及下腔室112a中的液壓油，使得活塞12a也從起點往終點向上移動，並推擠上腔室111a中的液壓油（或其它介質）經上孔道114a從上接頭113a流出，從而達成兩活塞桿13及13a的同步上移。反之，當該油壓回路對該另一可排氣的油壓缸1a的上接頭113a進油時，如圖2所示，來自該油壓回路的液壓油會經由上孔道114a 進入上腔室111 a，並推動活塞12a從終點往起點向下移動，活塞12a的下移會推擠下腔室112a、連接管2及上腔室111中的液壓油，使得活塞12也從終點往起點向下移動，從而達成兩活塞桿13及13a的同步下移。

在前段的說明中，缸體11、11a及連接管2內已充滿了液壓油，茲再說明液壓油是如何充填至空的兩缸體11及11a。如圖1所示，連接管2連接空的缸體11及11a，且上接頭113a與下接頭115分別連接到上述的油壓回路，此時缸體11、11a及連接管2內都有空氣。首先，油壓回路經由上接頭113a將液壓油輸入缸體11a的上腔室111 a，以使液壓油充滿上腔室111 a，並經由活塞12a與缸體11a的內周壁之間的間隙（位於密封環14 a的上方），流到排出孔15a，再經由排出孔15a、連接管2而流入缸體11的上腔室111。在此過程中，部分液壓油也會經由下孔道116a而流入缸體11a的下腔室112a內。

隨著液壓油的繼續輸入，液壓油會充滿上腔室111，並經由活塞12與缸體11的內周壁之間的間隙（位於密封環14 的上方），流到排出孔15，再經由排出孔15及下接頭115而流入液壓回路，然後回流到油箱內。在此過程中，部分液壓油會經由下孔道116而流入缸體11的下腔室112內。在液壓油輸入一段時間之後，缸體11a的上、下腔室111a與112a，以及缸體11的上、下腔室111與112，就都會充滿液壓油而能進行上述活塞桿13及13a的昇降操作。

在上述液壓油的輸入過程中，原本存在於上腔室111 a的空氣會被從上接頭113a進來的液壓油往下推擠，並經由活塞12a與缸體11a的內周壁之間的間隙，流到排出孔15a，再經由排出孔15a、連接管2而流入缸體11的上腔室111。而上腔室111內的空氣則經由活塞12與缸體11的內周壁之間的間隙，流到排出孔15，再經由排出孔15及下接頭115而流入液壓回路，然後流進油箱，再由油箱的一排氣機制排出到外面。其中，油箱的排氣機制已屬習知技術，例如：台灣公開第200609176號專利揭露一油箱具有一通氣閥，通氣閥可將油箱中的空氣排出油箱；台灣公告M431812號專利揭露油壓動力系統中的一油箱具有一空氣排氣孔；中國CN107934784A專利揭露一油箱可通過手動排氣桿進行排氣洩壓；中國CN105805060B專利揭露一液壓油箱具有一排氣口；中國CN107781235A專利揭露一油箱具有一自動排氣閥；中國CN106640785A專利揭露一種液壓安全油箱，具有一排氣裝置排氣箱、排氣柱及排氣口，使得該油箱能夠快速排氣。

需指出的是，在此實施例中，雖然活塞12及12a上分別套有耐磨環16及16a，然如上述，耐磨環16及16a沒有像密封環14及14a那樣形成密封，故受推擠的液壓油及空氣仍能流經耐磨環16與缸體11之間的間隙，也能流經耐磨環16a與缸體11a之間的間隙。

從上述的說明可知，藉由上述排出孔15及15a的設置，原本存在於缸體11、11a及連接管2內的空氣，會在上述液壓油充填於缸體11、11a的過程中被排出缸體11、11a之外。如此，系統內就不會有空氣，可確保系統在運作上的同步性及增加使用壽命。

在上述液壓油充填過程中，或有可能發生少許空氣跑進缸體11a的下腔室112a及/或缸體11的下腔室112的情形，就算如此，只要再進行一或數次活塞桿13及13a的昇降操作，這一點點空氣就會全被趕到油箱內，再由油箱的排氣機制排出到外面。舉例來說，活塞桿13及13a可先藉由液壓油從接頭115進油而一起上移，然後可藉由液壓油從接頭113a進油而一起下移。在下移過程中，位在下腔室112內的空氣會因為活塞12的下移而被推入液壓回路，然後進入油箱，再由油箱的排氣機制排到外面。而位在下腔室112a內的空氣則會因為活塞12a的下移而經由連接管2進入上腔室111 ，在活塞12、12a下移到如圖1所示的位置時，只要繼續從接頭113a輸入液壓油，上腔室111內的空氣就會經由活塞12與缸體11的內周壁之間的間隙，流到排出孔15，再經由排出孔15及下接頭115而流入液壓回路，然後流進油箱，再由油箱的排氣機制排出到外面。

在此實施例中，如圖3所示，該另一可排氣的油壓缸11a的排出孔15a具有通往缸體11a內部且內徑較小的一小徑段151a，及通往下接頭115 a且內徑較大的一大徑段152a，但也可以整個排出孔15a的內徑都一樣。該其中一可排氣的油壓缸1亦然，容不贅述。

較佳地，該另一可排氣的油壓缸11a的下孔道116a的內徑大於排出孔15a，且等於上孔道114a的內徑，但下孔道116a的內徑也可以等於或小於排出孔15a。該其中一可排氣的油壓缸1亦然，不再贅述。

綜上所述可知，本發明之可排氣的油壓缸，可藉由排出孔的設置解決習知串聯式同步油壓缸系統內的殘留空氣問題，確保由本發明之可排氣的油壓缸所構成的串聯式同步油壓缸系統在運作上的同步性及增加使用壽命。

1、1a:油壓缸 11、11a:缸體 111、111a:上腔室 112、112a:下腔室 113、113a:上接頭 114、114a:上孔道 115、115a:下接頭 116、116a:下孔道 12、12a:活塞 13、13a:活塞桿 14、14a:密封環 15、15a:排出孔 16、16a:耐磨環 131、131a:O型環 2:連接管

圖1顯示本發明之較佳實施例的剖視圖（活塞位於起點）。 圖2顯示本發明之較佳實施例的剖視圖（活塞位於終點）。 圖3顯示本發明之較佳實施例的部份放大剖視圖。

1、1a:油壓缸

11、11a:缸體

111、111a:上腔室

112、112a:下腔室

113、113a:上接頭

114、114a:上孔道

115、115a:下接頭

116、116a:下孔道

12、12a:活塞

13、13a:活塞桿

14、14a:密封環

15、15a:排出孔

16、16a:耐磨環

131、131a:O型環

2:連接管

Claims (7)

1. 一種可排氣的油壓缸，包括： 一缸體，具有一上腔室、一上孔道、經由該上孔道連通該上腔室的一上接頭、一下腔室、一下孔道、及經由該下孔道連通該下腔室的一下接頭； 一活塞，可移動地設於該缸體內，且能在該缸體內的一起點與一終點之間往返移動； 一活塞桿，連接該活塞； 一密封環，套於該活塞上，且具有一外周壁緊貼於該缸體的一內周壁而形成密封，藉以隔離該上、下腔室；及 一排出孔，設於該缸體上，且連通該下接頭，及位於該下孔道的上方，其中，當該活塞位於該起點而使該密封環位於該排出孔下方時，該排出孔連通該上腔室，當該活塞往該終點移動到使該密封環位於該排出孔上方時，該排出孔連通下腔室。
2. 如請求項1所述的可排氣的油壓缸，其中該排出孔具有通往該缸體內部的一小徑段及通往該下接頭的一大徑段。
3. 如請求項1或2所述的可排氣的油壓缸，其中該下孔道的內徑大於該排出孔，且該下孔道的內徑等於該上孔道的內徑。
4. 如請求項1所述的可排氣的油壓缸，包括一O型環，該O型環套於該活塞上，且夾於該活塞與該密封環之間。
5. 如請求項1所述的可排氣的油壓缸，包括套於該活塞上且位於該密封環上方的一耐磨環，該耐磨環的一外周壁抵靠於該缸體的一內周壁。
6. 一種串聯式同步油壓缸系統，包括一連接管及兩支如請求項1至5任一項所述的可排氣的油壓缸，該連接管的兩端分別連接其中一可排氣的油壓缸的該上接頭及另一可排氣的油壓缸的該下接頭，且該其中一可排氣的油壓缸的該上腔室用於容納液壓油的容積等於該另一可排氣的油壓缸的該下腔室用於容納該液壓油的容積。
7. 如請求項6所述的可排氣的油壓缸，其中該其中一可排氣的油壓缸的該缸體的內徑大於該另一可排氣的油壓缸的該缸體的內徑。

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