TWM574638U - 伸縮缸及其浮動活塞機構 - Google Patents

Abstract

一種伸縮缸及其浮動活塞機構，包含外缸體、安裝於外缸體的浮動活塞機構與閥塊機構，及插裝於外缸體且穿設於浮動活塞機構而連結於閥塊機構的伸縮桿機構。浮動活塞機構將外缸體內部區分為相間隔之氣室與油室，包括活塞塊，及安裝於活塞塊的內密封環件與固定環，活塞塊之上下貫穿的貫孔具有開口朝上之大孔徑部、開口朝下之小孔徑部，及介於兩孔徑部間的肩部，內密封環件與固定環是往下設置定位於大孔徑部中。透過直接在活塞塊頂面鑽設貫孔，並使內密封環件與固定環直接往下嵌裝設置於貫孔中的結構設計，可大幅降低浮動活塞機構的加工複雜度。

Description

伸縮缸及其浮動活塞機構

本新型是有關於一種桿件，特別是指一種伸縮缸。

可伸縮調整長度的伸縮缸已被廣泛應用於各工業領域，可區分為氣壓缸、油壓缸或氣油壓缸。一般的氣油壓缸大致包括外缸體、上下間隔設置於外缸體中的浮動活塞與閥塊機構，及往下插裝於外缸體中並往下貫穿浮動活塞而連結於閥塊機構的伸縮桿機構。浮動活塞會將外缸體內部區分為上下間隔的氣室與油室，而閥塊機構則會將油室區分為上下間隔的上油腔與下油腔，伸縮桿機構可驅使閥塊機構連通該等油腔，進而能帶動閥塊機構相對外缸體上下位移，而調整伸縮長度。

參閱圖1，為了使浮動活塞100可上下相對位移地氣密套置於伸縮桿機構（圖未示），是以加工機在一個環狀活塞塊101的內周面加工出一個嵌裝槽102或多個軸向間隔的嵌裝槽102，然後於每一個嵌裝槽102中塞裝一個用以氣密套置該伸縮桿機構的環狀密封件103以構成所需的浮動活塞100。但這種在環狀活塞塊101內周面加工形成嵌裝槽102的加工方式相當麻煩且費時，而會增加伸縮缸的製造成本。

因此，本新型之目的，即在提供一種能改善先前技術之至少一個缺點的伸縮缸。

於是，本新型伸縮缸，包含一個上下延伸且內部填充有液壓油的外缸體、安裝於該外缸體中的一個浮動活塞機構與一個閥塊機構，及往下插裝於該外缸體中且穿設於該浮動活塞機構而連結於該閥塊機構的伸縮桿機構。

該浮動活塞機構是可上下位移地塞裝於該外缸體中，且將該外缸體內部區分為上下間隔之一個氣室與一個注滿液壓油的油室，該浮動活塞機構包括一個活塞塊，及安裝於該活塞塊的一個外密封環件、至少一個內密封環件與一個固定環，該活塞塊具有一個上下貫穿之貫孔，該貫孔具有一個開口朝上之大孔徑部、一個開口朝下且孔徑小於該大孔徑部之小孔徑部，及一個介於該大孔徑部與該小孔徑部間的肩部，該外密封環件是套置於該活塞塊外周面並氣密靠抵於該外缸體內周面，該至少一內密封環件是同軸設置於該大孔徑部中，該固定環是同軸固定於該大孔徑部中而將該至少一內密封環件限位於該肩部上。

該閥塊機構是可上下位移地安裝在該油室中，且將該油室區分為上下間隔之一個上油腔與一個下油腔，且可被驅動而在一個連通該上油腔與該下油腔之開啟狀態，及一個阻隔該上油腔與該下油腔之封閉狀態間變化。

該伸縮桿機構是可上下位移地往下氣密插裝於該外缸體中，並可上下位移地往下貫穿該固定環且氣密插套於該內密封環件而貫穿該貫孔，而往下插裝固定於該閥塊機構，且可被驅動而傳動該閥塊機構自該密封狀態變化至該開啟狀態，而能連動該閥塊機構相對該外缸體上下位移。

因此，本新型之另一目的，即在提供一種能改善先前技術之至少一個缺點的浮動活塞機構。

於是，本新型用於伸縮缸的浮動活塞機構，適用於可上下相對位移地氣密塞裝在一個外缸體中並氣密套置於一個伸縮桿機構外，而能用以將該外缸體內部區分為上下間隔之一個氣室與一個油室。該浮動活塞機構包含一個活塞塊、一個外密封環件、至少一個內密封環件，及一個固定環。該活塞塊具有一個上下貫穿且用以供該伸縮桿機構往下貫穿插置之貫孔，該貫孔具有一個開口朝上之大孔徑部、一個開口朝下且孔徑小於該大孔徑部之小孔徑部，及一個介於該大孔徑部與該小孔徑部間的肩部。該外密封環件是套置設置於該活塞塊外周面，並用以氣密靠抵於該外缸體內周面。該至少一內密封環件是同軸設置於該大孔徑部中並往下靠抵於該肩部，而用以可上下相對位移地氣密套置於該伸縮桿機構外。該固定環是將該至少一內密封環件限位於該肩部上地同軸固定於該大孔徑部中，而用以可相對位移地套置於該伸縮桿機構外。

本新型之功效在於：透過直接在該活塞塊頂面鑽設該貫孔，以使內密封環件與該固定環直接往下嵌裝設置於該貫孔中的結構設計，可大幅降低該浮動活塞機構的加工複雜度，進而降低整個伸縮缸的加工製造成本。

參閱圖2、3，本新型伸縮缸200的實施例，包含一個上下軸向延伸且內部充填有液壓油900與高壓氣體的外缸體3、一個可上下伸縮位移地同軸往下插裝於該外缸體3中的伸縮桿機構4、一個可上下位移地氣密塞裝於該外缸體3中並氣密套置於該伸縮桿機構4外的浮動活塞機構5，及一個可上下位移地氣密塞裝於該外缸體3中並連結於該伸縮桿機構4底端部的閥塊機構6。

該伸縮桿機構4包括一個可上下位移地自該外缸體3頂端往下氣密插入該外缸體3中的作動桿41，及一個可上下位移地往下穿插設置於該作動桿41中的控制桿42。該作動桿41是可上下相對位移地往下延伸貫穿該浮動活塞機構5，而往下插裝固定於該閥塊機構6，並具有一個上下貫穿之軸孔410。該控制桿42是局部外露於該作動桿41頂端地往下插裝於該軸孔410中，且可被往下抵壓縮入該作動桿41中而往下驅動該閥塊機構6。

該浮動活塞機構5是可上下位移地氣密塞裝於該外缸體3中，而將該外缸體3內部區隔成上下間隔之一個充填有高壓氣體的氣室31與一個注滿液壓油900的油室32。

該浮動活塞機構5包括一個活塞塊51、一個套設於該活塞塊51外周面且氣密靠抵於該外缸體3內周面的外密封環件52，及安裝於活塞塊51中的多個內密封環件53、一個襯環54與一個固定環55。該活塞塊51具有一個凹設於其外周面且供該外密封環件52嵌套設置定位的環狀嵌裝槽510，及一個上下貫穿且供該等內密封環件53、該襯環54與該固定環55同軸設置的貫孔511。該活塞塊51是經由該外密封環件52而可上下位移地氣密塞裝於該外缸體3中，且經由該等內密封環件53而可上下位移地氣密套置於該作動桿41外。

該貫孔511具有一個開口朝上之大孔徑部512、一個開口朝下且孔徑小於該大孔徑部512孔徑的小孔徑部513，及一個介於該大孔徑部512與該小孔徑部513間之朝上的肩部514。該等內密封環件53、該襯環54與該固定環55上下軸向地上下層疊設置於該大孔徑部512中，而層疊設置於該肩部514上，並套置於該作動桿41外。其中一個內密封環件53是往下限位疊靠於該肩部514上，該襯環54是往下疊靠於該其中一內密封環件53頂側，而另一個內密封環件53是往下疊靠於該襯環54頂側，該固定環55是緊配塞裝固定於該大孔徑部512的頂端區段，並往下疊靠於該另一內密封環件53頂側，進而將該等內密封環件53與該襯環54限位於該大孔徑部512中。

該閥塊機構6是可上下位移地設置於該外缸體3之該油室32中，而將該油室32區隔成上下間隔之一個上油腔321與一個下油腔322，且該閥塊機構6可被該控制桿42驅動而在一個連通該等油腔321、322之開啟狀態與一個阻隔該等油腔321、322之封閉狀態間變化，且於被驅動變化至該開啟狀態時，可被該作動桿41連動而相對該外缸體3上下位移。

該閥塊機構6包括一個固接於該作動桿41底端部之閥塊本體61，及一個可上下位移地插裝於該閥塊本體61中且往上頂靠於該控制桿42底端的閥針62。該閥塊本體61是透過設置於其外周面之密封件63而可上下位移地氣密塞裝於該外缸體3中，且具有一個上下貫穿連通該軸孔410且與該下油腔322連通的中央孔道610，及多個徑向貫穿連通該中央孔道610與該上油腔321的徑向孔道611。該閥針62是經由多個密封件63而可上下位移地氣密插裝於該中央孔道610中，可被該控制桿42往下頂推，而自一個封閉阻隔在該中央孔道610與該下油腔322間的封閉位置，下移至一個使該中央孔道610連通該下油腔322的打開位置。

當該閥塊機構6位於該封閉狀態時，該閥針62是位於該關閉位置，該上油腔321與該下油腔322彼此不連通。當該閥塊機構6被驅動變化至該開啟狀態時，該閥針62是位於該打開位置，該下油腔322會經由該中央孔道610與該等徑向孔道611而與該上油腔321連通，液壓油900可於該等油腔321、322間流動，此時，該閥塊本體61可被該作動桿41連動相對該外缸體3上下位移，而使該作動桿41可相對該外缸體3上下伸縮調整長度。

參閱圖2、3、4，需要調整縮短本新型伸縮缸200長度時，可將該控制桿42往下抵壓縮入該作動桿41中，驅使該控制桿42往下頂推該閥針62，使該閥針62相對該閥塊本體61下移變化至該打開位置，而使該閥塊機構6變化至該開啟狀態，而連通於該等油腔321、322間。接著，在保持該控制桿42縮入該作動桿41中的狀態下，相對該外缸體3往下推移該作動桿41，迫使該作動桿41帶動該閥塊機構6相對該外缸體3下移，進而使該作動桿41逐漸往下縮入該外缸體3中。在此期間，該下油腔322內的液壓油900會被擠壓而經由該中央孔道610與該等徑向孔道611往上注入該上油腔321中，進而迫使該浮動活塞機構5相對該外缸體3上移而縮小該氣室31，且縮入該外缸體3中的該作動桿41也會佔據該氣室31與該上油腔321之部分空間，進而驅使該浮動活塞機構5往上壓縮該氣室31內的高壓氣體。

當將該作動桿41往下壓縮至所需長度時，就可釋放往下按壓該控制桿42的作用力，此時，該氣室31內被壓縮之高壓氣體的氣體壓力會往下作用於該上油腔321與該下油腔322，而迫使唯一可活動之構件，也就是該閥針62，相對該閥塊本體61上移復位至該關閉位置，並將該控制桿42往上頂推復位，而使該閥塊機構6變化至該封閉狀態，進而再次封閉阻隔該上油腔321與該下油腔322，就可讓該作動桿41定位在被調整後之長度。

當要使被壓縮之該伸縮缸200伸長時，僅需相對該作動桿41往下按壓該控制桿42，驅使該閥塊機構6再次變化至該開啟狀態，在無往下施加力量於該作動桿41的情況下，該氣室31內被壓縮之高壓氣體的氣體壓力會往下推移該浮動活塞機構5，迫使該上油腔321內的液壓油900往下流入該下油腔322內，此時，該閥塊機構6會被注入該下油腔322內的液壓油900往上推移，而連動該作動桿41往上突伸出該外缸體3外。當該作動桿41已經調整至所需長度時，就鬆開該控制桿42，該閥針62會立即被液壓油900往上驅動變化至該關閉位置，而使該閥塊機構6再次變化至該關閉狀態，該作動桿41就會定位在該長度。

在本實施例中，該浮動活塞機構5設置有兩個內密封環件53，且兩個內密封環件53間是以該襯環54隔開，但實施時，在本新型之另一實施態樣中，可僅設置一個內密封環件53，且不設置該襯環54，僅利用該固定環55將該內密封環件53限位於該肩部514上。

此外，必須說明的是，由於該閥塊機構6與該伸縮桿機構4的結構型態眾多，且非為本新型之改良重點，因此實施時，不以本實施例上述實施態樣為限。

綜上所述，透過直接在該活塞塊51頂面鑽設該貫孔511，可使該等內密封環件53、該襯環54與該固定環55直接往下嵌裝設置於該貫孔511中的結構設計，可大幅降低該浮動活塞機構5的加工複雜度，而能降低浮動活塞機構5的加工時間，進而降低整個伸縮缸200的加工製造成本。因此，確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

200‧‧‧伸縮缸

3‧‧‧外缸體

31‧‧‧氣室

32‧‧‧油室

321‧‧‧上油腔

322‧‧‧下油腔

4‧‧‧伸縮桿機構

41‧‧‧作動桿

410‧‧‧軸孔

42‧‧‧控制桿

5‧‧‧浮動活塞機構

51‧‧‧活塞塊

510‧‧‧嵌裝槽

511‧‧‧貫孔

512‧‧‧大孔徑部

513‧‧‧小孔徑部

514‧‧‧肩部

52‧‧‧外密封環件

53‧‧‧內密封環件

54‧‧‧襯環

55‧‧‧固定環

6‧‧‧閥塊機構

61‧‧‧閥塊本體

610‧‧‧中央孔道

611‧‧‧徑向孔道

62‧‧‧閥針

63‧‧‧密封件

900‧‧‧液壓油

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是習知浮動活塞之側剖圖； 圖2是本新型伸縮缸的一個實施例的側剖圖； 圖3是該實施例之一個浮動活塞的立體分解剖視圖；及 圖4是類似圖2之視圖，說明一個閥塊機構位於一個開啟狀態，且一個伸縮桿機構被壓縮入一個外缸體中的情況；

Claims (8)

1. 一種伸縮缸，包含：一個外缸體，上下延伸且內部填充有液壓油；一個浮動活塞機構，可上下位移地塞裝於該外缸體中，且將該外缸體內部區分為上下間隔之一個氣室與一個注滿液壓油的油室，該浮動活塞機構包括一個活塞塊，及安裝於該活塞塊的一個外密封環件、至少一個內密封環件與一個固定環，該活塞塊具有一個上下貫穿之貫孔，該貫孔具有一個開口朝上之大孔徑部、一個開口朝下且孔徑小於該大孔徑部之小孔徑部，及一個介於該大孔徑部與該小孔徑部間的肩部，該外密封環件是套置於該活塞塊外周面並氣密靠抵於該外缸體內周面，該至少一內密封環件是同軸設置於該大孔徑部中，該固定環是同軸固定於該大孔徑部中而將該至少一內密封環件限位於該肩部上；一個閥塊機構，可上下位移地安裝在該油室中，且將該油室區分為上下間隔之一個上油腔與一個下油腔，且可被驅動而在一個連通該上油腔與該下油腔之開啟狀態，及一個阻隔該上油腔與該下油腔之封閉狀態間變化；及一個伸縮桿機構，可上下位移地往下氣密插裝於該外缸體中，並可上下位移地往下貫穿該固定環且氣密插套於該內密封環件而貫穿該貫孔，而往下插裝固定於該閥塊機構，且可被驅動而傳動該閥塊機構自該密封狀態變化至該開啟狀態，而能連動該閥塊機構相對該外缸體上下位移。
2. 如請求項1所述的伸縮缸，其中，該浮動活塞機構包括兩 個上下間隔地同軸塞裝於該大孔徑部中的內密封環件，且還包括一個同軸設置於該大孔徑部中且層疊設置於該等內密封環件相向側間的襯環，該固定環是將該等內密封環件與該襯環層疊限位於該肩部上。
3. 如請求項2所述的伸縮缸，其中，該固定環是緊配塞裝固定於該大孔徑部中。
4. 如請求項2所述的伸縮缸，其中，該閥塊機構包括一個可上下位移地氣密塞裝於該外缸體中且將該油室區分為該上油腔與該下油腔的閥塊本體，及一個可上下位移地氣密插裝於該閥塊本體中的閥針，當該閥塊機構被該伸縮桿機構驅動而自該封閉狀態變化至該開啟狀態時，該閥針是被該伸縮桿機構驅動而相對該閥塊本體自一個使該閥塊本體氣密擋阻於該上油腔與該下油腔間的關閉位置，往下位移變化至一個使該閥塊本體連通該上油腔與該下油腔之打開位置，並使該閥塊本體可被該伸縮桿機構連動而相對該外缸體上下位移。
5. 如請求項4所述的伸縮缸，其中，該閥塊本體具有一個上下貫穿並連通該下油腔的中央孔道，及一個徑向貫穿並連通該中央孔道與該上油腔之徑向孔道，該閥針是阻隔該中央孔道與該下油腔地氣密插裝於該中央孔道中，該伸縮桿機構包括一個往下氣密插入該外缸體中之中空管狀的作動桿，及一個可上下位移地插裝於該作動桿中的控制桿，該作動桿是可上下位移地往下氣密穿過該等內密封環件，而往下插裝固定於該閥塊本體，且具有一個上下貫穿 連通該中央孔道的軸孔，該控制桿是往下貫穿插設於該軸孔中並往下頂抵於該閥針，且能被往下抵壓縮入該作動桿中，而驅動該閥針相對該閥塊本體自該關閉位置往下位移至該打開位置，而使該中央孔道與該下油腔連通，使該閥塊本體可被該作動桿連動而相對該外缸體上下位移。
6. 一種用於伸縮缸的浮動活塞機構，適用於可上下相對位移地氣密塞裝在一個外缸體中並氣密套置於一個伸縮桿機構外，而能用以將該外缸體內部區分為上下間隔之一個氣室與一個油室，該浮動活塞機構包含：一個活塞塊，具有一個上下貫穿且用以供該伸縮桿機構往下貫穿插置之貫孔，該貫孔具有一個開口朝上之大孔徑部、一個開口朝下且孔徑小於該大孔徑部之小孔徑部，及一個介於該大孔徑部與該小孔徑部間的肩部；一個外密封環件，套置於該活塞塊外周面，並用以氣密靠抵於該外缸體內周面；至少一個內密封環件，同軸設置於該大孔徑部中並往下靠抵於該肩部上，而用以可上下相對位移地氣密套置於該伸縮桿機構外；及一個固定環，將該至少一內密封環件限位於該肩部上地同軸固定於該大孔徑部中，而用以可相對位移地套置於該伸縮桿機構外。
7. 如請求項6所述之浮動活塞機構，包含兩個上下間隔地同軸塞裝於該大孔徑部中的內密封環件，且還包含一個同軸設置於該大孔徑部中且用以可上下相對位移地套置於該 伸縮桿機構外的襯環，且該襯環是層疊設置於該等內密封環件相向側間，該固定環是將該等內密封環件與該襯環層疊限位於該肩部上。
8. 如請求項6或7所述之浮動活塞機構，其中，該固定環是緊配塞裝固定於該大孔徑部中。