TWM650354U - 消能裝置 - Google Patents

Abstract

一種消能裝置，包括一缸體以及一活塞組件。缸體具有相對的一第一端與一第二端，且包括一第一區段與一第二區段，第一區段具有一第一內徑，第二區段具有一第二內徑，第一內徑大於第二內徑。活塞組件包括一活塞及一第一活塞桿，活塞配置於缸體內，第一活塞桿的一端突出於第一端。當活塞位於第一區段時，活塞與缸體的內壁之間具有一第一間隙。當活塞位於第二區段時，活塞與缸體的內壁之間具有一第二間隙，第一間隙大於第二間隙。

Description

消能裝置

本新型創作是有關於一種消能裝置，且特別是有關於一種液壓型的消能裝置。

一般來說，現有液壓型阻尼器係利用封閉空間內的流體運動進行消能，其消能行為係利用活塞設置於油缸本體中，當活塞運動時，迫使缸體內之流體將動能轉化為熱能，然其設計大多藉由更換油缸內部之流體以調整阻尼器出力與速度之關係，無法滿足特殊情況需具有變阻尼係數之需求。

本新型創作提供一種消能裝置，其缸體具有不同的內徑變化。

本新型創作的消能裝置包括消能裝置，包括一缸體以及一活塞組件。缸體具有相對的一第一端與一第二端，且包括一第一區段與一第二區段，第一區段具有一第一內徑，第二區段具有一第二內徑，第一內徑大於第二內徑。活塞組件包括一活塞及一第一活塞桿，活塞配置於缸體內，第一活塞桿的一端突出於第一端。當活塞位於第一區段時，活塞與缸體的內壁之間具有一第一間隙。當活塞位於第二區段時，活塞與缸體的內壁之間具有一第二間隙，第一間隙大於第二間隙。

在本新型創作的一實施例中，上述的活塞組件包括一第二活塞桿，第二活塞桿的一端突出於第二端。

在本新型創作的一實施例中，上述的第二區段包括一第一部分與一第二部分，第一部分位於與第二部分位於第一區段的相對兩側，第一部分靠近第一端，第二部分靠近第二端。

在本新型創作的一實施例中，上述的缸體更包括一連接區段，位於第一區段的相對兩側。

在本新型創作的一實施例中，上述的連接區段的內徑自第一區段分別朝向第一端與第二端的方向逐漸縮小。

在本新型創作的一實施例中，上述的消能裝置更包括一第一彈性件，位於活塞與第一端之間，且套接於第一活塞桿。

在本新型創作的一實施例中，上述的消能裝置更包括與一第二彈性件，位於活塞與第二端之間，且套接於第二活塞桿。

在本新型創作的一實施例中，當外力驅動上述的缸體沿一第一方向移動時，活塞從第一區段移動至第二區段的第一部分，活塞壓縮第一彈性件，當外力移除時，活塞透過第一彈性件的彈性回復力復位至第一區段。

在本新型創作的一實施例中，當外力驅動上述的缸體沿相反於第一方向的一第二方向移動時，活塞從第一區段移動至第二區段的第二部分，活塞壓縮第二彈性件，當外力移除時，活塞透過第二彈性件的彈性回復力復位至第一區段。

在本新型創作的一實施例中，上述的缸體內填充液體，當活塞位於第二區段時，活塞與缸體的內壁之間藉由液體彼此分隔。

在本新型創作的一實施例中，在上述的缸體的軸向方向上，第一區段的長度為活塞的長度的1.1至2倍。

在本新型創作的一實施例中，在上述的缸體的軸向方向上，第一區段的長度小於第二區段的長度。

基於上述，在本新型創作的消能裝置中，缸體的第一內徑大於缸體的第二內徑，使得消能力量為變化值，非固定值，能夠滿足可變阻尼之需求。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本新型創作一實施例的消能裝置的立體圖。圖2是圖1的消能裝置的剖面立體圖。請參考圖1與圖2，本實施例的消能裝置100包括一缸體110以及活塞組件120。消能裝置100例如是液壓型阻尼器，且適用於隔震建築。缸體110為圓筒型，但不以此為限。缸體110內填充液體50(例如是油)，但不以此為限。

在本實施例中，缸體110具有相對的一第一端111與一第二端112。活塞組件120包括一活塞121、一第一活塞桿122及一第二活塞桿123。活塞121配置於缸體110內，第一活塞桿122的一端E1突出於第一端111。第二活塞桿123的一端E2突出於第二端112。

在本實施例中，第一活塞桿122的一端E1為球頭，讓消能裝置100的一端固設於建築物上的一反力座，但不以此為限。第二活塞桿123的一端E2為球頭，讓消能裝置100的另一端固設於建築物上的另一反力座，但不以此為限。在本實施例中，建築物例如是以拖座的方式帶動缸體110移動，但不以此為限。

圖3是圖1的消能裝置的剖面側視圖。請參考圖3，在本實施例中，缸體110包括一第一區段A1與一第二區段A2。第一區段A1具有一第一內徑D1，第二區段A2具有一第二內徑D2，第一內徑D1不同於第二內徑D2。在本實施例中，第一內徑D1大於第二內徑D2，且第一內徑D1是缸體110中的最大內徑，但不以此為限。在其他實施例中，第一內徑D1也可以是小於第二內徑D2，實際上內徑變化可視實際所需而定，本新型創作不以此為限。

在本實施例中，第一區段A1的長度L1為活塞121的長度L2的1.1至2倍，但不以此為限。

在本實施例中，第一區段A1在軸向方向N3的長度L1小於第二區段A2在軸向方向N3的長度L3，但不以此為限。

在本實施例中，當活塞121位於第一區段A1時，活塞121與缸體110的內壁W1之間具有一第一間隙G1。當活塞121位於第二區段A2時，活塞121與缸體110的內壁W1不直接接觸，活塞121與缸體110的內壁W2之間具有一第二間隙G2，第一間隙G1大於第二間隙G2。具體來說，活塞121與缸體110的內壁之間是藉由液體50彼此分隔。此處，內壁W1是對應於第一區段A1的環形壁面，內壁W2是對應於第二區段A2的環形壁面，但不以此為限。

在本實施例中，消能裝置100還包括為於第一端111的軸承油封180與位於第二端112的軸承油封190。

在上述配置方式之下，初始狀態下，活塞121與缸體110的內壁W1之間具有較大的第一間隙G1。流體流速變化小，阻尼力較低，消能裝置100需克服第一活塞桿122與軸承油封180間之摩擦力與第二活塞桿123與軸承油封190間之摩擦力即可啟動，達到低啟動值之目的，使用於隔震建築時可於中小地震下不影響隔震效果發揮。

如此一來，消能裝置100具有較小的啟動值，只需極小的力量即可驅動缸體110相對於活塞121產生位移，且利用缸體110內徑沿軸向方向N3的變化，以控制所需要的消能能力。

圖4與圖5A是圖1的缸體相對於活塞移動的剖面側視圖。圖5B是圖5A的消能裝置的局部放大示意圖。請先參考圖3與圖4，在本實施例中，缸體110包括第一連接區段C1，第一連接區段C1位於第二區段A2與第一區段A1之間，但不以此為限。具體來說，第一連接區段C1包括一第一部分C11與一第二部分C12分別位於第一區段A1的相對兩側。

在本實施例中，第一區段A1與第二區段A2是直線段，第一區段A1平行於第二區段A2，但不以此為限。

在一些實施例中，可省略第一連接區段C1，亦或是將第二區段A2直接設計為傾斜段，缸體110的內徑變化設計可視實際所需而適當地調整，本新型創作不以此為限。

在本實施例中，第一連接區段C1的內徑自第一區段A1分別朝向第一端111與第二端112的方向逐漸縮小。當活塞121自第一區段A1通過第一連接區段C1時，阻尼力為漸進式提升，缸體110內部設計漸變段使活塞121沿漸變段進入消能段。此時流體可通過的截面積逐漸變小，使阻尼力逐漸上升。漸變段可為直線段亦可為多項式函數，實際需依使用需求設計。但不以此為限。

在本實施例中，當活塞121自第一區段A1依序通過第一連接區段C1與第二區段A2時，活塞121與缸體110的內壁W2之間的流體摩擦力逐漸增大。藉由缸體110內部之流體運動將動能轉換為熱能進行消能，可達多段式變阻尼。

詳細來說，在本實施例中，第二區段A2包括一第一部分A21與一第二部分A22。第一部分A21與第二部分A22位於第一區段A1的相對兩側，第一部分A21靠近第一端111，第二部分A22靠近第二端112。

在本實施例中，初始狀態下的活塞121位於第一區段A1，也就是缸體110的中間位置，也就是缸體110總長的1/2處，但不以此為限。

進一步而言，在本實施例中，消能裝置100更包括一第一彈性件140與一第二彈性件150。第一彈性件140位於活塞121與第一端111之間且套接於第一活塞桿122外圍。第二彈性件150位於活塞121與第二端112之間且套接於第二活塞桿123外圍。

在本實施例中，第一彈性件140與第二彈性件150例如是線性彈簧，但不以此為限。需注意的是，圖中繪示的第一彈性件140的尺寸與第二彈性件150的尺寸相同，但並不以此為限。在其他實施例中，第一彈性件的尺寸與第二彈性件的尺寸可視實際所需的彈性係數而適當地調整，本新型創作不以此為限。

在本實施例中，缸體110適於相對於活塞121位移，而沿第一方向N1或第二方向N2移動。

請參考圖3至圖5B，舉例來說，當缸體110沿第一方向N1移動時，活塞121從第一區段A1移動至第二區段A2的第一部分A21，活塞121壓縮第一彈性件140。當外力移除時，活塞121透過第一彈性件140的彈性回復力復位至第一區段A1，達到自復位之效果。

反之，當缸體110沿第二方向N2移動時，活塞121也可透過第二彈性件150的彈性回復力復位至第一區段A1，達到自復位之效果。

綜上所述，在本新型創作的消能裝置中，缸體的第一內徑大於缸體的第二內徑，使得消能力量為變化值，非固定值，可滿足需具有變阻尼係數之需求。此外，當缸體移動時，活塞壓縮彈性件。當外力移除時，活塞可透過彈性件的彈性回復力復位，達到自復位之效果。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

50:液體 100:消能裝置 110:缸體 111:第一端 112:第二端 120:活塞組件 121:活塞 122:第一活塞桿 123:第二活塞桿 140:第一彈性件 150:第二彈性件 180:軸承油封 190:軸承油封 A1:第一區段 A2:第二區段 A21:第一部分 A22:第二部分 C1:第一連接區段 C11:第一部分 C12:第二部分 D1:第一內徑 D2:第二內徑 E1、E2:端 G1:第一間隙 G2:第二間隙 N1:第一方向 N2:第二方向 N3:軸向方向 L1、L2、L3:長度 W1、W2:內壁

圖1是本新型創作一實施例的消能裝置的立體圖。 圖2是圖1的消能裝置的剖面立體圖。 圖3是圖1的消能裝置的剖面側視圖。 圖4與圖5A是圖1的缸體相對於活塞移動的剖面側視圖。 圖5B是圖5A的消能裝置的局部放大示意圖。

50:液體

100:消能裝置

110:缸體

111:第一端

112:第二端

120:活塞組件

121:活塞

122:第一活塞桿

123:第二活塞桿

140:第一彈性件

150:第二彈性件

180:軸承油封

190:軸承油封

E1、E2:端

N1:第一方向

N2:第二方向

N3:軸向方向

Claims (12)

1. 一種消能裝置，包括： 一缸體，具有相對的一第一端與一第二端，且包括一第一區段與一第二區段，該第一區段具有一第一內徑，該第二區段具有一第二內徑，該第一內徑大於該第二內徑；以及 一活塞組件，包括一活塞及一第一活塞桿，該活塞配置於該缸體內，該第一活塞桿的一端突出於該第一端，其中 當該活塞位於該第一區段時，該活塞與該缸體的內壁之間具有一第一間隙， 當該活塞位於該第二區段時，該活塞與該缸體的內壁之間具有一第二間隙，該第一間隙大於該第二間隙。
2. 如請求項1所述的消能裝置，其中該活塞組件包括一第二活塞桿，該第二活塞桿的一端突出於該第二端。
3. 如請求項2所述的消能裝置，其中該第二區段包括一第一部分與一第二部分，該第一部分位於與該第二部分位於該第一區段的相對兩側，該第一部分靠近該第一端，該第二部分靠近該第二端。
4. 如請求項3所述的消能裝置，其中該缸體更包括一連接區段，位於該第一區段的相對兩側。
5. 如請求項4所述的消能裝置，其中該連接區段的內徑自該第一區段分別朝向該第一端與該第二端的方向逐漸縮小。
6. 如請求項3所述的消能裝置，更包括一第一彈性件，位於該活塞與該第一端之間，且套接於該第一活塞桿。
7. 如請求項6所述的消能裝置，更包括與一第二彈性件，位於該活塞與該第二端之間，且套接於該第二活塞桿。
8. 如請求項7所述的消能裝置，其中當外力驅動該缸體沿一第一方向移動時，該活塞從該第一區段移動至該第二區段的該第一部分，該活塞壓縮該第一彈性件，當該外力移除時，該活塞透過該第一彈性件的彈性回復力復位至該第一區段。
9. 如請求項8所述的消能裝置，其中當外力驅動該缸體沿相反於該第一方向的一第二方向移動時，該活塞從該第一區段移動至該第二區段的該第二部分，該活塞壓縮該第二彈性件，當該外力移除時，該活塞透過該第二彈性件的彈性回復力復位至該第一區段。
10. 如請求項1所述的消能裝置，其中該缸體內填充液體，當該活塞位於該第二區段時，該活塞與該缸體的該內壁之間藉由該液體彼此分隔。
11. 如請求項1所述的消能裝置，其中在該缸體的軸向方向上，該第一區段的長度為該活塞的長度的1.1至2倍。
12. 如請求項1所述的消能裝置，其中在該缸體的軸向方向上，該第一區段的長度小於該第二區段的長度。

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