TWI666389B - 緩衝式油壓缸 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種緩衝式油壓缸，其包括一緩衝組件，該緩衝組件包括一座體、一閥蓋、一活動閥柱及一彈性件。該座體設於一缸蓋的座孔內。該閥蓋設於該缸蓋的座孔內，且具有一通孔及一內環面，該通孔正對於該缸蓋的一緩衝孔，且該通孔的下孔口向外擴大，該內環面係面對該下孔口。該活動閥柱設於該座體內且可受調整而上下移動。該活動閥柱的下段位於該閥蓋的通孔內，且具有一斜切面。該彈性件係供該閥蓋復位之用。

Description

緩衝式油壓缸

本發明與油壓缸的結構設計有關，尤其涉及油壓缸的緩衝結構。

長期以來，油壓缸為多數機器設備不可或缺的重要件，圖1、2即顯示一種現有的緩衝式油壓缸的結構，其運作如下：如圖1所示，在一活塞組件2的前進行程中，油液(圖中未示)係從後缸蓋12的進出油孔121注入後，除了流向活塞桿21的後端面之外，還有一小部分的輔助油液流經輔助孔122、推開設於其中的輔助組件13的鋼珠131、及經由輔助流道123流向活塞22的後側面，以產生輔助推力。如此，活塞組件2就能隨著油液的持續進油而往前移動，與此同時，原本位於活塞22的前側面與前缸蓋11之間的油液亦被住前推移，並從前缸蓋11的進出油孔111出油。

在活塞組件2的緩衝襯套23一進入前缸蓋11的緩衝凹槽110(如圖1虛線所示位置)之後，進出油孔111的出油流量即開始遞減，使得活塞組件2的前移速度隨之遞減，產生減速緩衝作用，避免活塞22到達前進行程終點(如圖2所示位置)時劇烈撞擊前缸蓋11。其中，在緩衝襯套23於緩衝凹槽110內往前移動之期間，一小部分的緩衝回流油液，會經由前缸蓋11的緩衝孔112及緩衝流道113而回流至缸體1內。該緩衝回流油液的流量可藉由設置在緩衝孔112與緩衝流道113之間的一緩衝組件4來調整，亦即，轉動緩衝組件4可控制其閥針41的昇降，以決定閥針41與緩衝孔112之間的間隙大小，藉以控制該緩衝回流油液的流量多寡，決 定減速緩衝作用的大小。

如圖2所示，在活塞組件2的後退行程中，油液係從前缸蓋11的進出油孔111注入後，除了流向緩衝襯套23的前端面之外，還有一小部分的輔助油液流經輔助孔114、推開設於其中的另一輔助組件13的鋼珠131、及經由輔助流道115流向活塞22的前側面，以產生輔助推力。如此，活塞組件2就能隨著油液的持續進油而往後移動，與此同時，原本位於活塞22的後側面與後缸蓋12之間的油液亦被住後推移，並因此從後缸蓋12的進出油孔121出油。

在活塞桿21的後端一進入後缸蓋12的緩衝凹槽120(如圖2虛線所示位置)之後，進出油孔121的出油流量即開始遞減，使得活塞組件2的後退速度隨之遞減，產生減速緩衝作用，避免活塞22到達後退行程終點時劇烈撞擊後缸蓋12。其中，在活塞桿21的後端於緩衝凹槽110內往後移動之期間，一小部分的緩衝回流油液，會經由後缸蓋12的緩衝孔124及緩衝流道125而回流至缸體1內。該緩衝回流油液的流量可藉由設置在後缸蓋12的緩衝孔124與緩衝流道125之間的另一緩衝組件4來調整，其作用與上述相同，容不贅述。

上述的緩衝組件4的閥針41末端均呈圓錐狀，如圖3(A)所示，當其受調整而使閥針41下移至抵住緩衝孔112的孔口112a時，緩衝回流油液的流量最小(理想上等於零)。如圖3(B)所示，當其受調整而使閥針41上移脫離孔口112a之後，緩衝回流油液的流量最大(就算繼續調整上移亦然)，可見這種末端呈圓錐狀的閥針41可用於調整流量的距離只有圖中的間距G，使得現有緩衝組件4從最小流量到最大流量之間的調整範圍很小，往往不符需求。

再者，為了在該前進行程及後退行程開始時都提供足夠大的推力，現有緩衝式油壓缸的還需要在前、後缸蓋11與12上各設置一輔助組件13及其對應的孔道、流道，以提供輔助推力，這將提高結構的複雜度，造成組裝時間及成本的增加。

因此，如何改善現有緩衝式油壓缸上述緩衝回流油液的流量調整範圍小及結構複雜等問題，乃為當務之急。

鑒於現有緩衝式油壓缸存在緩衝回流油液的流量調整範圍小及結構複雜之問題，本發明提供一種新的緩衝式油壓缸，藉以解決該問題。

更詳而言之，本發明提供一種緩衝式油壓缸，其包括一缸體、一缸蓋、一活塞組件及一緩衝組件。該缸蓋設於該缸體的一端且具有一緩衝槽、一進出油孔、一緩衝孔、一緩衝流道及一座孔，該緩衝槽連通該缸體的內部空間，該進出油孔連通該緩衝槽，該緩衝孔連通該緩衝槽與座孔，該緩衝流道連通該座孔與該缸體的內部空間。該緩衝組件設於該缸蓋上且包括一座體、一閥蓋、一活動閥柱及一彈性件。該座體設於該缸蓋的座孔內，且位於該缸蓋的緩衝孔的上方。該閥蓋設於該缸蓋的座孔內，且位於該座體的下方，其中，該閥蓋的內部具有一通孔及一內環面，該閥蓋的底部貼蓋於該缸蓋的座孔的底壁，該通孔正對於該缸蓋的緩衝孔，且該通孔的下孔口向外擴大，該內環面係面對該下孔口。該活動閥柱設於該座體內且可受調整而上下移動，其中，該活動閥柱的下段位於該閥蓋的通孔內，且具有一斜切面或相背對的兩斜切面，每一斜切面係由上往下逐漸傾斜。該彈性件設於該座體與閥蓋之間，用以提供彈力給該閥蓋，以使該閥蓋的底部貼蓋於該座孔的底壁。

在一實施例中，本發明之緩衝式油壓缸的該緩衝組件的該閥蓋，其內環面可為一傾斜面且環繞該下孔口，以使該下孔口呈喇叭口形狀。

在一實施例中，本發明之緩衝式油壓缸的該緩衝組件的該活動閥柱，其每一斜切面的寬度係由上往下漸寬。

在一實施例中，本發明之緩衝式油壓缸的該緩衝組件的該閥蓋，其外側面還具有一環抵部，以供該彈性件一端抵靠，該彈性件另一端則抵靠於該座體的底部。其中，該環抵部較佳係環繞該閥蓋的該下孔口。

相對於先前技術，本發明之緩衝式油壓缸不但可藉由上述緩衝組件而兼具緩衝功能及輔助推動功能，且其緩衝回流油液的流量調整範圍顯然較大，結構亦相對簡化許多，可解決現有緩衝式油壓缸緩衝回流 油液的流量調整範圍小及結構複雜等問題，並大幅減少組裝時間及降低成本。

1‧‧‧缸體

11‧‧‧前缸蓋

110‧‧‧緩衝凹槽

111‧‧‧進出油孔

112‧‧‧緩衝孔

113‧‧‧緩衝流道

114‧‧‧輔助孔

115‧‧‧輔助流道

112a‧‧‧孔口

12‧‧‧後缸蓋

120‧‧‧緩衝凹槽

121‧‧‧進出油孔

122‧‧‧輔助孔

123‧‧‧輔助流道

124‧‧‧緩衝孔

125‧‧‧緩衝流道

13‧‧‧輔助組件

131‧‧‧鋼珠

2‧‧‧活塞組件

21‧‧‧活塞桿

22‧‧‧活塞

23‧‧‧緩衝襯套

4‧‧‧緩衝組件

41‧‧‧閥針

G、G1‧‧‧間距

5‧‧‧緩衝組件

51‧‧‧座體

52‧‧‧活動閥柱

521‧‧‧斜切面

53‧‧‧閥蓋

531‧‧‧通孔

533‧‧‧環抵部

534‧‧‧內環面

54‧‧‧固定件

55‧‧‧彈性件

56‧‧‧外密封環

57‧‧‧內密封環

58‧‧‧墊片

6‧‧‧缸體

601‧‧‧前段空間

602‧‧‧後段空間

61、62‧‧‧缸蓋

610‧‧‧緩衝槽

611‧‧‧進出油孔

612‧‧‧緩衝孔

613‧‧‧緩衝流道

614‧‧‧座孔

620‧‧‧緩衝槽

621‧‧‧進出油孔

622‧‧‧緩衝孔

623‧‧‧緩衝流道

624‧‧‧座孔

7‧‧‧活塞組件

71‧‧‧活塞桿

72‧‧‧活塞

73、74‧‧‧緩衝襯套

圖1、2係現有緩衝式油壓缸的斷面圖，用以說明其前進與後退行程的運作。

圖3係該現有緩衝式油壓缸的緩衝組件處於全開及全關時的斷面放大圖。

圖4係本發明之緩衝式油壓缸的一實施例中的緩衝組件的立體分解圖。

圖5及6係本發明該實施例的的斷面圖，用以說明其前進與後退行程的運作。

圖7係本發明該緩衝組件的活動閥柱52處於全開、全關及半關時的斷面放大圖。

圖8係本發明該緩衝組件的閥蓋53處於開啟狀態下的斷面放大圖。

圖4顯示本發明之一緩衝組件5的一個實施例，圖5顯示本發明之緩衝式油壓缸使用兩個緩衝組件5。在此實施例中，緩衝組件5包括一座體51、一活動閥柱52、一閥蓋53、及一彈性件55。該緩衝式油壓缸包括一缸體6、設於缸體6兩端的兩缸蓋61與62、設於缸體6內的一活塞組件7、及分別設於缸蓋61與62上的兩緩衝組件5。然而，本發明之緩衝式油壓缸也可以只使用其中一個緩衝組件5。

如圖5所示，其中一缸蓋61為前缸蓋，其具有一緩衝槽610、一進出油孔611、一緩衝孔612、一緩衝流道613及一座孔614。緩衝槽610連通缸體6的一前段空間601，進出油孔611連通緩衝槽610，緩衝孔612連通緩衝槽610與座孔614，緩衝流道613連通座孔614與缸體6的前段空間601，座孔614內設置其中一緩衝組件5。

另一缸蓋62為後缸蓋，其具有一緩衝槽620、一進出油孔 621、一緩衝孔622、一緩衝流道623及一座孔624。緩衝槽620連通缸體6的一後段空間602，進出油孔621連通緩衝槽620，緩衝孔622連通緩衝槽620與座孔624，緩衝流道623連通座孔624與缸體6的後段空間602，座孔624內設置另一緩衝組件5。

活塞組件7包括一活塞桿71、一活塞72及至少一緩衝襯套73。其中，活塞桿71的前段穿經缸蓋61而伸出缸體6外面，後段則伸入缸體6內部。活塞72套設於活塞桿71的末段，並界定出缸體6的前段空間601與後段空間602。在此實施例中共有兩緩衝襯套73、74分別套設於活塞桿71上且分別位於活塞72的前側及後側。

兩緩衝組件5的座體51分別固設於兩缸蓋61、62的座孔614、624，且分別位於緩衝孔612及622的上方。在此實施例中，每一座體51均選擇以螺合方式固定於對應的座孔614、624，但不以此為限。每一座體51與對應座孔614、624之間各以一外密封環56形成密封，以避免油液外洩。

兩緩衝組件5的活動閥柱52分別係設於對應的座體51上，且分別可被操作而相對於座體51上、下移動。在此實施例中，每一活動閥柱52均選擇以螺合方式設置於對應的座體51內，故正轉或逆轉活動閥柱52就能驅動它向上移動或向下移動。較佳地，每一緩衝組件5還包括一固定件54，當活動閥柱52移動到符合需求的位置時，可藉由該固定件54予以固定，使活動閥柱52不會任意移動。在此實施例中，固定件54係為螺合於活動閥柱52的上段的一螺母，該螺母平常是將活動閥柱52鎖住固定，需要調整活動閥柱52位置時，才將該螺母鬆開。另外，如圖5所示，為了方便轉動活動閥柱52，活動閥柱52的頂端面還設有一多角形孔520，以供一扳轉工具(圖中未示)伸入並卡合。此外，每一活動閥柱52的中段還可設置一內密封環57及一墊片58，以避免油液經由座體51內部外洩。

如圖4及圖7(C)所示，每一閥蓋53為具有止密作用的橡膠材質，且呈管狀，其內部具有上、下貫通的一通孔531及一內環面534。每一閥蓋53的底部分別貼靠於對應的座孔614、624的底壁，每一閥蓋53的通孔531分別正對於對應的緩衝孔612及622，每一閥蓋53的通孔531的下孔口向外擴大，內環面534面對該下孔口。在此實施中，內環面534 係一傾斜面且環繞該下孔口，使得該下孔口概呈喇叭口形狀。

每一活動閥柱52的下段分別位於對應的閥蓋53的通孔531內，且具有一斜切面521，較佳可具有兩相背對的兩斜切面521，每一斜切面521係由上往下逐漸傾斜，較佳地，每一斜切面521的寬度係由上往下漸寬。

兩彈性件55分別設於對應的座體51與閥蓋53之間。每一彈性件55提供彈力給對應的閥蓋53，以使兩閥蓋53的底部平時分別緊貼蓋於對應的座孔614、624的底壁。在此實施例，每一閥蓋53的外側面還具有一環抵部533，以供對應的彈性件55的一端抵靠，彈性件55的另一端則抵靠於座體51的底部。其中，該環抵部533可位於閥蓋53的最下面，並環繞該下孔口。

以其中一緩衝組件5為例，當其活動閥柱52被操作而下移到一全關位置時，如圖7(A)所示，其閥蓋53的上孔口的內緣係環貼於活動閥柱52的圓柱面而密封住通孔531，使得通孔531呈封閉狀態。當活動閥柱52被操作而上移到一全開位置時，如圖7(B)所示，閥蓋53的上孔口的內緣與活動閥柱52完全分開，使得通孔531呈全開放狀態。當活動閥柱52被操作而移動到該全關位置與全開位置之間的一開度位置時，例如圖7(C)所示，此時，閥蓋53的上孔口的內緣僅與活動閥柱52兩斜切面521之間形成間隙，使得通孔531此時是呈現部分放狀態，若此時繼續操作活動閥柱52使其向上移或下移，則隨著活動閥柱52的繼續上移，閥蓋53的上孔口的內緣與活動閥柱52兩斜切面521之間的該間隙就會愈來愈大，反之，隨著活動閥柱52的繼續下移，閥蓋53的上孔口的內緣與活動閥柱52兩斜切面521之間的該間隙就會愈來愈小，藉此達到調整開度的目的，以控制緩衝回流油液的流量大小。

從前段的說明可知，本發明的活動閥柱52可用於調整流量的調整距離即如圖7中的間距G1所示，顯然比圖3所示的現有閥針41的調整距離(即間距G)大了許多，故能解決現有緩衝式油壓缸之緩衝回流油液的流量調整範圍小的問題。

如圖5所示，在一前進行程中，油液從缸蓋62的進出油孔621進入緩衝槽620之後，除了多數油液會去推動活塞桿71末端面之外， 還會有一部分的輔助油液流入緩衝孔622，此時閥蓋53的內環面534會受到輔助油液的推動，使得整個閥蓋53上移離開緩衝孔622，並壓縮彈性件55以積蓄彈力，一如圖8所示，故輔助油液可依序流經座孔624及緩衝流道623，然後流入缸體6的後段空間602，以推動活塞72的後側面，使得活塞組件7向前移動。其中，在活塞組件7向前移動一段距離之後，閥蓋53的內環面534所受推力會變小到小於彈性件55所積蓄的彈力，此時便可藉由彈性件55所積蓄的彈力讓閥蓋53復位。

在活塞組件7的緩衝襯套73一進入缸蓋61的緩衝凹槽610(如圖5虛線所示位置)之後，進出油孔611的出油流量即開始遞減，使得活塞組件7的前移速度隨之遞減，產生減速緩衝作用，避免活塞72到達前進行程終點時劇烈撞擊缸蓋61。其中，在緩衝襯套73於緩衝凹槽610內往前移動之期間，如圖7(C)所示，一小部分的緩衝回流油液，會依序流經缸蓋61的緩衝孔612、閥蓋53的上孔口的內緣與活動閥柱52兩斜切面521之間的間隙、座孔614及緩衝流道613，然後回流至缸體6內。該緩衝回流油液的流量可藉由轉動上述的活動閥柱52來調整，以決定減速緩衝作用的大小。

如圖6所示，在一後退行程中，油液從缸蓋61的進出油孔611進入緩衝槽610之後，除了多數油液會去推動緩衝襯套73前端面之外，還會有一部分的輔助油液流入緩衝孔612，並如上述地推動閥蓋53上移離開緩衝孔612，以使輔助油液依序流經座孔614及緩衝流道613，然後流入缸體6的前段空間601，以推動活塞72的前側面，使得活塞組件7向後移動。

在活塞組件7的緩衝襯套74一進入缸蓋62的緩衝凹槽620(如圖6虛線所示位置)之後，進出油孔621的出油流量即開始遞減，使得活塞組件7的後移速度隨之遞減，產生減速緩衝作用，避免活塞72到達後退行程終點時劇烈撞擊缸蓋62。其中，在緩衝襯套74於緩衝凹槽620內往後移動之期間，亦如上述所地，會有一小部分的緩衝回流油液，依序流經缸蓋62的緩衝孔622、閥蓋53的上孔口的內緣與活動閥柱52兩斜切面521之間的間隙、座孔624及緩衝流道623，然後回流至缸體6內。同樣地，該緩衝回流油液的流量可藉由轉動上述的活動閥柱52來調整，以決定減速 緩衝作用的大小。

從上述說明可知，本發明之緩衝式油壓缸不但具備緩衝功能及輔助推動功能，且相對於現有緩衝式油壓缸，明顯少了圖1、2所示的兩輔助組件13及其對應孔道結構，故本發明之緩衝式油壓缸在結構上相對簡化許多，可解決現有緩衝式油壓缸結構複雜之問題，大幅減少組裝時間及降低成本。

Claims (8)

1. 一種緩衝式油壓缸，包括：一缸體；一缸蓋，設於該缸體的一端且具有一緩衝槽、一進出油孔、一緩衝孔、一緩衝流道及一座孔，該緩衝槽連通該缸體的內部空間，該進出油孔連通該緩衝槽，該緩衝孔連通該緩衝槽與該座孔，該緩衝流道連通該座孔與該缸體的該內部空間；一活塞組件，設於該缸體上；一緩衝組件，設於該缸蓋上且包括：一座體，設於該缸蓋的該座孔內，且位於該缸蓋的該緩衝孔的上方；一閥蓋，設於該缸蓋的該座孔內，且位於該座體的下方，其中，該閥蓋的內部具有一通孔及一內環面，該閥蓋的底部貼蓋於該缸蓋的該座孔的底壁，該通孔正對於該缸蓋的該緩衝孔，且該通孔的下孔口向外擴大，該內環面係面對該下孔口；一活動閥柱，設於該座體內且可受調整而上下移動，其中，該活動閥柱的下段位於該閥蓋的該通孔內，且具有一斜切面，該斜切面係由上往下逐漸傾斜；及一彈性件，設於該座體與該閥蓋之間，用以提供彈力給該閥蓋，以使該閥蓋的該底部貼蓋於該座孔的該底壁。
2. 如請求項1所述的緩衝式油壓缸，其中該內環面係一傾斜面且環繞該下孔口，以使該下孔口呈喇叭口形狀。
3. 如請求項1所述的緩衝式油壓缸，其中該活動閥柱還具有背對於該斜切面的另一斜切面，該另一斜切面係由上往下逐漸傾斜。
4. 如請求項1所述的緩衝式油壓缸，其中該斜切面的寬度係由上往下漸寬。
5. 如請求項2所述的緩衝式油壓缸，其中該斜切面的寬度係由上往下漸寬。
6. 如請求項3所述的緩衝式油壓缸，其中每一斜切面的寬度係由上往下漸寬。
7. 如請求項1至6任一項所述的緩衝式油壓缸，其中該閥蓋的外側面還具有一環抵部，以供該彈性件一端抵靠，該彈性件另一端則抵靠於該座體的底部。
8. 如請求項5所述的緩衝式油壓缸，其中該環抵部係環繞該下孔口。