專利名稱：氣彈簧的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣彈簧(gas spring)，特別是指一種舉力會產(chǎn)生階段式變化的氣彈簧。
背景技術：
氣彈簧被廣泛應用在許多工業(yè)機械、交通工具及日常用品當中，例如沖床、汽車行李箱蓋、廚柜門扉、辦公椅的椅腳等等。
在運動健身器材方面，像折迭式跑步機便經(jīng)常用到氣彈簧。折迭式跑步機的跑步臺能以前端為軸進行翻轉，以便在不使用的時候供人由后端往上掀抬至直立狀態(tài)，以減少占地面積。一般而言，折迭式跑步機會在跑步臺的左右二側各設一氣彈簧，習用氣彈簧大體上是由一缸管及一活塞桿同軸套接而成，其相對的二端分別樞接在跑步臺及跑步臺底側的固定座或活動座上，可隨跑步臺的翻折而改變角度及總長。缸管內(nèi)的高壓氣體會對活塞桿往外施壓，使氣彈簧二端之間具有預定大小的舉力，該舉力可讓使用者在將跑步臺由平躺狀態(tài)向上扳起(folding up)時較為輕松省力，并且能緩和跑步臺由直立狀態(tài)向后躺下(folding down)時的速度與力量。
其中，在躺下(folding down)的部分，使用者希望的理想狀態(tài)是前半階段不需要用很大力量就能將跑步臺扳下來(也就是此階段氣彈簧的舉力不要太大)，而后半階段跑步臺能夠輕緩地躺下，而不要快速沉重地落地(也就是此階段氣彈簧的舉力要適度的大)。
然而，由于一般氣彈簧的舉力是隨其伸縮行程而呈線性變化，而且變化幅度很小，因此，如果選用額定力量較小的氣彈簧，固然使用者要將跑步臺扳下來時較不費力，但因后半階段氣彈簧無法產(chǎn)生足夠的舉力，常使得跑步臺快速沉重地落地，反之，如果選用額定力量較大的氣彈簧，雖然跑步臺得以輕緩地躺下，但因前半階段氣彈簧的舉力較大，使用者要將跑步臺扳下來時會較為吃力?？傊?，習用氣彈簧無法達到使用者希望的理想狀態(tài)。
當然，上面只是以折迭式跑步機為例說明，相同的問題也會出現(xiàn)在類似的應用場合。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種氣彈簧，其舉力可在壓縮或伸展行程中產(chǎn)生階段式變化，以此可應用在不同位置需要不同舉力的活動物件上，解決習用氣彈簧因為舉力維持小幅度線性變化而產(chǎn)生的兩難問題。
為達到上述目的，本實用新型所提供的氣彈簧采用以下技術手段各氣彈簧主要包含有二缸管、二活塞桿及二活塞，該二活塞桿分別氣密地伸入該二缸管，該二活塞分別設在該二活塞桿伸入于缸管內(nèi)的一端；在實施選擇上，可令該二缸管連結成一缸管組合體而該二活塞桿分別插接在其相對二端(如下述第一較佳實施例)，或者是令該二活塞桿連結成一活塞桿組合體而該二缸管分別套接在其相對二端(如下述第二較佳實施例)；各缸管內(nèi)部封存有預定壓強的氣體，而且，藉由該二缸管封存的氣體壓強不同，或是該二活塞的受壓面積不同等手段，設定成該二缸管內(nèi)的氣體施予對應活塞桿的往外推力并不相等。
藉此，該氣彈簧在壓縮或伸展行程中，二組缸管—活塞桿會在不同時段作動，使得氣彈簧二端之間的舉力會產(chǎn)生階段式的變化，因此可應用在不同位置需要不同舉力的活動物件。例如，若應用在折迭式跑步機，可設定成跑步臺由直立狀態(tài)至平躺狀態(tài)的過程中，氣彈簧在前半階段舉力較小，在后半階段舉力較大，如此，使用者將跑步臺扳下時可較不費力，且跑步臺又可輕緩地躺下。


圖1是本實用新型第一較佳實施例的氣彈簧的外觀圖；圖2是本實用新型第一較佳實施例的氣彈簧的內(nèi)部結構示意圖；圖3是本實用新型第一較佳實施例的氣彈簧應用于一折迭式跑步機時的立體圖；圖4是本實用新型第二較佳實施例的氣彈簧的外觀圖；圖5是本實用新型第二較佳實施例的氣彈簧的內(nèi)部結構示意圖。
具體實施方式
為了詳細說明本實用新型的結構及特點，現(xiàn)舉以下較佳實施例并配合附圖說明如后，其中如圖1、圖2所示，本實用新型第一較佳實施例所提供的氣彈簧6主要包含有一缸管組合體10，分別插接在缸管組合體10相對二端的一第一活塞桿20及一第二活塞桿30，以及分別設在二活塞桿20、30其中一端的一第一活塞25及一第二活塞35。
缸管組合體10由一第一缸管11及一第二缸管12同軸連結而成，二缸管11、12內(nèi)部不相連通，相互鄰接的端部為一封閉端13，相互遠離的端部各為一入口端14。二缸管11、12的內(nèi)、外徑均相等，而第一缸管11的軸向長度大于第二缸管12。此外，各缸管11、12分別設有一用于注入氣體的止逆閥(圖中未示)，因其與本案創(chuàng)作重點無關，所以省略標示及說明。
第一活塞桿20的第一端21經(jīng)第一缸管11的入口端伸入第一缸管內(nèi)，第二活塞桿30的第一端31經(jīng)由第二缸管12的入口端伸入第二缸管內(nèi)，可分別與缸管組合體10進行沿軸向的相對運動。和一般習用氣彈簧相同，在本實用新型中，各缸管11、12的入口端14也設有一導引/封阻組件15，可使活塞桿20、30與缸管11、12維持同軸，并使缸管11、12的入口端14形成氣密狀態(tài)。導引/封阻組件15可采用任何一種習知結構，并非本案創(chuàng)作重點。
二活塞25、35分別設在二活塞桿20、30伸入缸管11、12內(nèi)的第一端21、31，可隨著活塞桿20、30與缸管組合體10的相對運動而在缸管11、12內(nèi)部軸向位移。各活塞25、35分別將缸管11、12的內(nèi)部空間區(qū)隔成一內(nèi)側氣室16及一外側氣室17，其中的外側氣室17對應于入口端14一側。
第一缸管11內(nèi)部封存有預定壓強的惰性氣體(一般采用氮氣)，氣體可流通于第一活塞25的相對二側，即氣體可在內(nèi)側氣室16與外側氣室17之間流通(尤其是在活塞25與缸管11相對運動，使得二氣室16、17的容積此消彼長的時候)，換言之，缸管11內(nèi)部的氣體壓強在活塞25二側是相等的。和一般習用氣彈簧的基本工作原理相同，因為活塞25二側受到氣體施壓的面積不同(大體而言，差值即是第一活塞桿20的截面積)，所以活塞25受到來自內(nèi)側氣室16的推力會大于來自外側氣室17的推力，使得第一活塞桿20始終承受著氣體將其往外推壓的一作用力。
除了前述氣體之外，第一缸管11內(nèi)部另外儲存有預定體積的油液O1，油液具有適度的粘滯性，同時也可流通于第一活塞25的相對二側。
必須說明的是，前述氣體、油液可在活塞二側流通的機制是氣彈簧的習知技藝(例如，使氣體或油液流經(jīng)活塞本身的貫通流道，或是流經(jīng)活塞外周面與缸管內(nèi)周面之間，其中還可設置閥門機構，使伸展行程與壓縮行程時的流速不同，加強某方向的阻尼效果)，由于采用任何一種習用結構均不影響本實用新型的功效(后述)，因此本說明書對于活塞結構不予詳述及限定。
第二缸管12內(nèi)部也封存有高壓氣體，但其壓強低于第一缸管11內(nèi)部的氣體。同樣地，第二缸管12內(nèi)的氣體可通過第二活塞35在內(nèi)側氣室16與外側氣室17之間流通。第二活塞桿30則始終承受著氣體將其往外推壓的一作用力?；谝陨显O定，第一缸管11內(nèi)部氣體對第一活塞桿20往外的推力，會大于第二缸管12內(nèi)部氣體對第二活塞桿30往外的推力，在本實施例中分別設定為120kg及60kg。至于兩邊推力大小不等的問題，并不限定要以缸管內(nèi)部氣體壓強不同來實現(xiàn)，舉例而言，即使兩邊壓強相等，若第一活塞桿的桿徑大于第二活塞桿，則第一缸管的推力也會大于第二缸管。
各活塞桿20、30的第二端22、32均保持在缸管11、12外部，并分別設有一連結部23、33(在本實施例中采用具有球形關節(jié)的螺栓)。與習用氣彈簧在其缸管及活塞桿外端各設一連結部相同，本實施例中二連結部23、33同樣是設在氣彈簧6長軸的二端，分別接合在空間關系可變的二物件上(例如跑步臺及其底側的固定座或活動座)，使氣彈簧6連接在二物件之間。
再如圖3所示，為本實用新型所提供的氣彈簧6應用在一折迭式跑步機40上的狀態(tài)。(注圖中的跑步機是申請?zhí)枮?00420064728.2的中國實用新型專利的相似結構，由于跑步機的折迭機制在該申請案中有詳細說明，且跑步機的細節(jié)并不影響本實用新型的特殊功效，因此下面對跑步機僅作簡要描述。)跑步機40主要包含有一基座41、一操控臺42及一跑步臺43。跑步臺43前端與基座41之間設有一活動機構44，使得跑步臺43前端相對于地面的高度可供調整，以改變跑步面的斜度。此外，跑步臺43能以前端為軸進行翻轉，可在不使用的時候供人由后端往上掀抬至直立狀態(tài)，以減少占地面積。跑步臺43的左右二側各設有一氣彈簧6，各氣彈簧6利用其二端的連結部23、33連接在跑步臺43與基座41之間，并以第一活塞桿20樞接在跑步臺43的側框，以第二活塞桿30樞接在跑步臺43底側的基座41(本實施例是樞接在活動機構44的一活動座上)上。
圖3顯示的是折迭式跑步機40在不使用時的收折狀態(tài)，此時跑步臺43與地面之間的夾角約為85度，并且被穩(wěn)固鎖定。在此狀態(tài)下，氣彈簧6處于完全伸展的狀態(tài)，缸管組合體10的第一缸管11位于上方，第二缸管12位于下方，且第一缸管11內(nèi)部的油液O1積存在下方的內(nèi)側氣室16底端。
當使用者解除跑步臺43的鎖定狀態(tài)并施力將跑步臺43扳下來時，氣彈簧6的二端受到相對壓縮，使得(氣壓阻力較小的)第二活塞桿30開始更向第二缸管12內(nèi)部伸入，而(氣壓阻力較大的)第一活塞桿20則與第一缸管11保持相對固定?；跉鈴椈?與跑步機40在構件尺寸、連接位置及連動方式各方面的配合，當跑步臺43與地面大約呈45度時，第二活塞桿30伸入缸管12內(nèi)的第一端31(第二活塞35)也大致抵到極限。因此，在跑步臺43躺下(folding down)的前半階段，氣彈簧6二端之間的舉力都只有60kg的程度。
當?shù)诙钊麠U30停止進給，即跑步臺43低于45度以后，第一活塞桿20開始更向第一缸管11內(nèi)部伸入，使得氣彈簧6二端之間的舉力驟升至120kg的程度。而且，在躺下(folding down)的最后階段，大約是跑步臺43低于15度以后，第一活塞25開始擠壓第一缸管11最內(nèi)端的油液O1，逼迫油液O1必須經(jīng)過狹窄的流道(圖中未示)，由內(nèi)側氣室16流到外側氣室17，使得第一活塞桿20的壓縮速度更為緩慢，產(chǎn)生阻尼效果。跑步臺43后端著地以后，氣彈簧6也隨之呈橫平狀態(tài)，且第一活塞桿20伸入缸管11內(nèi)的第一端22(第一活塞25)大致抵到極限。
相反，將跑步臺43由平躺狀態(tài)掀抬至直立狀態(tài)的扳起(folding up)過程，各氣彈簧6二端之間的舉力在前半階段(0至45度)約為120kg，后半階段(45至85度)約為60kg。
在相同的發(fā)明構思及技術手段之下，本實用新型也可設計成其他型態(tài)，如圖4、圖5所示，為本實用新型第二較佳實施例所提供的氣彈簧8，其主要包含有一活塞桿組合體50，分別套接在活塞桿組合體50相對二端的一第一缸管60及一第二缸管70，以及分別設在活塞桿組合體50相對二端的一第一活塞80及一第二活塞90。
與前一實施例的構成形態(tài)恰好相反，本實施例具有相互分離的二缸管以及相互連結的二活塞桿?；钊麠U組合體50是由一第一活塞桿51及一第二活塞桿52同軸連結而成，二活塞桿51、52的桿徑相同，第一活塞桿51的軸向長度大于第二活塞桿52。第一活塞桿51朝外的一端伸入于第一缸管60內(nèi)，第二活塞桿52朝外一端伸入于第二缸管70內(nèi)，可分別與二缸管60、70進行沿軸向的相對運動。在本實施例中，二缸管60、70也是直徑相等、第一缸管60的軸向長度大于第二缸管70。同樣地，各缸管60、70在活塞桿51、52伸入的入口端61、71設有一導引/封阻組件62、72，另一端為一封閉端63、73(通常設有用于注入氣體的止逆閥)，各缸管60、70的封閉端63、73外部設有一連結部64、74，使得氣彈簧8的長軸二端可分別接合在空間關系可變的二物件上。
第一活塞80設在第一活塞桿51伸入第一缸管60內(nèi)的一端，第二活塞90設在第二活塞桿52伸入第二缸管70內(nèi)的一端，可分別隨著活塞桿組合體50與缸管60、70的相對運動而在缸管內(nèi)部軸向位移。
與前一實施例類似，二缸管60、70內(nèi)部分別封存有預定壓強的氣體，而且第一缸管60內(nèi)部氣體的壓強大于第二缸管70內(nèi)部氣體的壓強，使得二缸管60、70內(nèi)部氣體對活塞桿組合體50的向外推力，具有預設程度的差距(例如分別設定為120kg及60kg)。此外，第一缸管60內(nèi)部亦儲存有預定體積的油液O2。
本實施例所提供的氣彈簧8也能產(chǎn)生與前一實施例相同的使用效果。同樣以折迭式跑步機為例，各氣彈簧8利用長軸二端的連結部64、74連接在跑步臺與基座之間，并以第一缸管60樞接在基座上，以第二缸管70樞接在跑步臺上。當跑步臺直立時，氣彈簧8呈現(xiàn)完全伸展的狀態(tài)，第一缸管60位于下方，第二缸管70位于上方，而且，第一缸管60內(nèi)部的油液O2是積存在下方的內(nèi)側氣室底端。在跑步臺剛被扳下來時，活塞桿組合體50的第二活塞桿52會伸入阻力較小的第二缸管70的更深處，而第一活塞桿51則與阻力較大的第一缸管60保持相對固定。當跑步臺低于45度以后，第二活塞桿52與第一缸管70相對固定，而第一活塞桿51開始伸入第一缸管60的更深處。在跑步臺快接近地面的最后階段，第一活塞80開始擠壓第一缸管60最內(nèi)端的油液O2，產(chǎn)生阻尼效果。
由上述實施例的應用說明可知，本實用新型所提供的氣彈簧可以發(fā)揮下述功效在跑步臺躺下(folding down)的前半階段，氣彈簧產(chǎn)生的舉力較小，因此使用者可以不費力地將跑步臺往下扳動。當跑步臺低于45度以后，其本身重量的向下分力增大，但是氣彈簧的舉力也階段性地提升，適時發(fā)揮對應的緩沖力量，不致讓使用者覺得跑步臺忽然變重，或是讓跑步臺快速下降。而且，當跑步臺快接近地面時，由于第一缸管最內(nèi)端的油液的緩沖作用，跑步臺可以十分輕緩地著地，較為安全，且操作感極佳。在扳起(folding up)的時候，氣彈簧能在前半階段提供較大的舉力，協(xié)助使用者輕松地抬起跑步臺，在跑步臺高于45度以后，其向下分力減小，使用者便可輕松地將其推靠至直立狀態(tài)，不需要氣彈簧提供太大的舉力。
總而言之，本實用新型不同于一般氣彈簧的舉力呈現(xiàn)小幅度線性變化的特性，本實用新型提供的氣彈簧在壓縮或伸展行程中，舉力在行程前段及后段有階段式的變化，因此可應用在不同位置需要不同舉力的活動物件上，并不局限于折迭式跑步機的跑步臺。
權利要求1.一種氣彈簧，其特征在于包含有一缸管組合體，具有一第一缸管及一第二缸管，各所述缸管的軸向二端分別形成一封閉端及一入口端，所述二缸管以所述封閉端相互連結，使所述二入口端位于所述缸管組合體的相對二端；所述二缸管的內(nèi)部不相連通，并且分別封存有預定壓強的氣體；一第一活塞桿，其中一端經(jīng)由所述第一缸管的入口端氣密地伸入所述第一缸管內(nèi)，彼此可進行沿軸向的相對運動；所述第一活塞桿的相對二端分別保持在所述第一缸管的內(nèi)部及外部；一第一活塞，設在所述第一活塞桿伸入所述第一缸管內(nèi)的一端；一第二活塞桿，其中一端經(jīng)由所述第二缸管的入口端氣密地伸入所述第二缸管內(nèi)，彼此可進行沿軸向的相對運動；所述第二活塞桿的相對二端分別保持在所述第二缸管的內(nèi)部及外部；一第二活塞，設在所述第二活塞桿伸入所述第二缸管內(nèi)的一端。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣彈簧，其特征在于所述第一缸管內(nèi)部還封存有預定體積的可在所述活塞相對二側之間流通的油液。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣彈簧，其特征在于所述二缸管同軸連結。
4.根據(jù)權利要求1所述的氣彈簧，其特征在于所述二缸管的直徑相等，所述第一缸管的軸向長度大于所述第二缸管的軸向長度。
5.根據(jù)權利要求1所述的氣彈簧，其特征在于所述第一缸管內(nèi)部氣體的壓強大于所述第二缸管內(nèi)部氣體的壓強。
6.一種氣彈簧，其特征在于包含有一第一缸管，內(nèi)部封存有預定壓強的氣體；一第二缸管，內(nèi)部封存有預定壓強的氣體；一活塞桿組合體，具有相對連結的一第一活塞桿及一第二活塞桿，所述第一活塞桿背對所述第二活塞桿的一端氣密地伸入所述第一缸管內(nèi)，彼此可進行沿軸向的相對運動；所述第二活塞桿背對所述第一活塞桿的一端氣密地伸入所述第二缸管內(nèi)，彼此可進行沿軸向的相對運動；一第一活塞，設在所述第一活塞桿伸入所述第一缸管內(nèi)的一端；一第二活塞，設在所述第二活塞桿伸入所述第二缸管內(nèi)的一端。
7.根據(jù)權利要求6所述的氣彈簧，其特征在于所述第一缸管內(nèi)部還封存有預定體積的油液。
8.根據(jù)權利要求6所述的氣彈簧，其特征在于所述二活塞桿同軸連結。
9.根據(jù)權利要求6所述的氣彈簧，其特征在于所述二缸管的直徑相等，所述第一缸管的軸向長度大于所述第二缸管的軸向長度。
10.根據(jù)權利要求6所述的氣彈簧，其特征在于所述第一缸管內(nèi)部氣體的壓強大于所述第二缸管內(nèi)部氣體的壓強。
專利摘要本實用新型涉及一種氣彈簧(gas spring)，其包含有二缸管及分別伸入二缸管的二活塞桿，在實施選擇上，可將二缸管連結成一缸管組合體而二活塞桿分別插接在其相對二端，或者是將二活塞桿連結成一活塞桿組合體而二缸管分別套接在其相對二端；二缸管內(nèi)部的高壓氣體的壓強對應活塞桿的往外推力具有預設程度的差距。上述氣彈簧在壓縮或伸展行程中，舉力會產(chǎn)生階段式的變化，利用此特性可應用于不同位置需要不同舉力的活動物件，例如折迭式跑步機的跑步臺。
文檔編號F16F9/06GK2767753SQ20042011612
公開日2006年3月29日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權日2004年12月2日
發(fā)明者陳光貴, 蔡炎洪 申請人:喬山健康科技股份有限公司