升降装置的制作方法

本实用新型是关于一种升降装置，特别是关于一种将气体及油体同时混合于一空间内产生压力平衡，使相互套设的管体可相对产生位移及定位的升降装置。

背景技术：

现行许多活动，皆须使用者维持一定坐姿。举例而言，骑乘摩托车、自行车、驾驶汽车、办公室作业、会议、用餐，甚或健身、医学治疗等众多活动，皆须使用者以坐姿行之。为承载使用者的重量，使使用者不须耗力维持坐姿，在上述活动场合，皆配置座垫或座椅，使使用者得以坐于其上。因此，许多座垫或座椅通过改进人体工学的结构以增加使用者坐姿的舒适度及正确性。在某些更为激烈的运动场合，例如自行车竞赛等，须使用者维持长时间的一定坐姿，且因坐姿正确与否攸关赛果，对坐姿的舒适度及正确性尤为要求。因此，除改良座垫本身的几何型态外，更重要地，需随使用者不同身形而调整座垫高度，故已发展可调整座垫高度的升降装置。

一般可调整如自行车座垫的升降装置，依其不同的致动方式，大致可分为机械式致动、油压式致动、气压式致动及油气混合式致动等。机械式致动、油压式致动及气压式致动已被普遍使用。然而，诸多问题仍需进一步改善。举例而言，机械式致动方式受限于其机构，其调整方式具段落而无法达到即时、无段调整的顺畅度。气压式致动则反应速度及精确度较差，且其输出动力较小。油压式致动则需考量油封的问题，致使其结构复杂度增加。因此，油气混合式致动遂被发展出来。油气混合式致动，一般是填充油体及气体于相互套设的管体组中。管体组中包含多个可相对线性位移的管体。配合管体的位移行程和油压及气压的压力平衡，达到对管体进行定位调整的功能。

上述油气混合式致动虽试图结合纯油压式致动及纯气压式致动的优点，只是仍存在若干问题。举例而言，现有油气混合式致动方式，其结构同时存在多个气室及油室，并需使各气室及各油室间相互隔离独立而避免互相影响 (例如：油体及气体相互掺入)。因此，各气压系统及各油压系统各自具有其预设压力且相互不流通。然而，不可避免地，即使其气室及油室各自隔离独立，冗余气体仍可能由外部进入其油室。此时，因油室的油体已掺入外部空气，影响原有的油体的预设压力，使动作不顺畅及不精确。并且，由于气室分隔设置，此冗余气体也无法排出进行校正，所以在长时间使用后，已无法复归至初始状态，导致需更换整组升降装置。另外，气室及油室间相互隔离独立配置方式，将使其机构复杂度大增，导致制造及维护成本增高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在提供一种升降装置，通过气体及油体混合产生压力平衡而可调整或定位升降杆，并且，本实用新型的升降装置也利用升降杆及控制阀的位移，配合导引油管而可进行冗余气体的复归回流，借此增加升降杆位移的顺畅度及精确度，可达到无段、即时的调整。再者，通过控制阀不同配置方式，兼具使用上的灵活性。

在一实施方式中，本实用新型的升降装置，包含外管、内管、升降杆、油体、控制阀以及导引油管。内管套设于外管内，其中内管内形成内管油室，内管及外管间形成外管油室及外管气室。升降杆套设于内管内，并可相对内管位移。油体被填充于内管油室内及外管油室内，并在内管油室及外管油室间流动连通而形成油体通路。控制阀设置于升降杆的一端而随升降杆位移，控制阀被开启或关闭而切换油体通路开启或关闭，使升降杆相对内管的线性位置产生变化，进而移动或定位升降杆。导引油管设置于内管与外管之间，导引油管连通内管油室及外管油室。在油体通路开启后，升降杆位移而推挤内管油室上方形成的冗余气体，使冗余气体通过导引油管的导引，流经油体通路复归回流至外管气室内。

上述升降装置中，冗余气体形成于内管油室上方的内管气室内。此外，上述升降装置可包含气嘴，其连通外管油室，通过气嘴可进行补油动作或充气动作。

上述升降装置中，可包含延伸杆，升降杆套设于延伸杆内，并相对延伸杆位移，延伸杆套设于内管内，并相对内管位移。

上述升降装置中，还包含致动机构，控制阀被致动机构控制而产生位移，进而开启油体通路。进一步说明，控制阀包含阀座及阀件。阀座连接升降杆而随升降杆位移，阀件则组设于阀座内而在阀座内位移。阀座一侧开设有通道，外管及内管间开设有流道。阀件上设有第一凹槽。当致动机构下压时，阀件被致动机构下压而位移，而在阀座内形成开口。油体由外管油室通过导引油管、流道流向通道，并通过第一凹槽流向开口而流入内管油室内，进而开启油体通路。致动机构包含扳动件及推杆。扳动件组设于座垫支撑座内部，推杆套设于升降杆，并相对升降杆位移。当扳动件下压而推抵推杆时，推杆受压向下位移而推抵阀件，使阀件受压而向下位移，进而相对于阀座内形成开口。另外，阀座内可设有弹性件。弹性件在阀件下压时蓄积弹性恢复力，通过弹性恢复力可使阀件复位至起始位置而关闭油体通路。

上述升降装置中，外管气室形成于外管油室上方，外管油室及外管气室则被封闭共存于内管及外管间，使外管油室内的油体及外管气室内的气体达到压力平衡。

上述升降装置可还包含内套管及外套管。内套管套设于外套管内，并连接座垫支撑座。内套管被升降杆连动而相对外套管位移，进而调整座垫支撑座的高度。

上述升降装置中，当升降杆位于上死点时，导引油管下端延伸至低于上死点行程油面高度，以使油体通过导引油管向外流出。

在另一实施方式中，本实用新型的一种升降装置，包含外管、内管、升降杆、油体、控制阀以及导引油管。内管套设于外管内，内管内形成内管油室，内管及外管间形成外管油室及外管气室。升降杆套设于内管内，内管并相对升降杆位移，进而带动外管相对升降杆位移。油体被填充于内管油室内及外管油室内，并在内管油室及外管油室间流动连通而形成油体通路。控制阀设置于外管的一端。控制阀被开启或关闭而切换油体通路开启或关闭，使升降杆相对内管的线性位置产生变化，进而移动或定位升降杆。导引油管设置于内管与外管之间，导引油管连通内管油室及外管油室。其中，在油体通路开启后，内管位移而推挤内管油室上方形成的冗余气体，使冗余气体通过导引油管的导引，流经油体通路复归回流至外管气室内。

上述升降装置中，冗余气体形成于内管油室上方的内管气室内。此外，外管的一端连接座垫支撑座。外管被内管连动位移以调整座垫支撑座的高度。

上述升降装置中，控制阀包含阀座及阀件。阀座固设于外管内，阀件则组设于阀座内而在阀座内位移。阀件上设有第一凹槽，当阀件被下压而位移时，阀件相对阀座形成开口，油体由外管油室通过导引油管流经第一凹槽，并通过第一凹槽流向开口而流入内管油室内，进而开启油体通路。阀件上另可设有第二凹槽。第二凹槽位于第一凹槽上方。第二凹槽上方并设有气孔。当阀件第一次被下压时，第一凹槽相对阀座下移而形成开口，使外管油室内的油体通过导引油管、第一凹槽及开口流入内管油室内。当阀件第二次被下压时，气孔连通第二凹槽形成通路，可进行补油动作或充气动作。阀座内可设有弹性件。弹性件在阀件下压时蓄积弹性恢复力，并通过弹性恢复力可使阀件复位至起始位置而关闭油体通路。

上述升降装置可包含延伸杆。延伸杆套设于升降杆内，并可相对升降杆位移。上述升降装置可包含外套管以及内套管，内套管套设于外套管内，内套管可相对外套管位移，升降杆位移可带动外管相对内套管位移。

上述升降装置中，外管气室形成于外管油室上方，外管油室及外管气室被封闭共存于内管及外管间，使外管油室内的油体及外管气室内的气体达到压力平衡。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的升降装置，通过气体及油体混合产生压力平衡而可调整或定位升降杆，并且，本实用新型的升降装置也利用升降杆及控制阀的位移，配合导引油管而可进行冗余气体的复归回流，借此增加升降杆位移的顺畅度及精确度，可达到无段、即时的调整。再者，通过控制阀不同配置方式，兼具使用上的灵活性。

附图说明

图1是绘示依据本实用新型一实施例的升降装置的外观立体图；

图2是绘示图1的剖视图；

图3是绘示图1升降装置的升降杆结构图；

图4是绘示图3的升降杆的一动作状态示意图；

图5是绘示图3的升降杆另一动作状态示意图；

图6是绘示图3的升降杆又一动作状态示意图；

图7是绘示于图3的升降杆增设延伸杆外观示意图；

图8是绘示依据本实用新型的升降装置另一实施例的外观立体图；

图9是绘示图8的升降装置收折至最紧凑的外观立体图；

图10是绘示图8的升降装置的剖视图；

图11是绘示图8的升降装置的部分结构剖视图；

图12是绘示图11的升降杆的动作机制示意图；

图13是绘示图10的控制阀的一操作状态示意图；

图14是绘示图10的控制阀另一操作状态示意图；以及

图15是绘示图10的控制阀又一操作状态示意图。

具体实施方式

在下列的描述中，将参照所附附图说明本实用新型的具体实施例。许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，这些实务上的细节不应该用以限制本实用新型。也即，在本实用新型部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

请一并参照图1、图2及图3。图1是绘示依据本实用新型一实施例的升降装置100的外观立体图。图2是绘示图1的剖视图。图3是绘示图1升降装置100的升降杆130结构图。图1中，由外观视之，升降装置100包含外套管210、内套管220以及座垫230。内套管220套设于外套管210内，并可相对外套管210位移。内套管220则连接座垫支撑座230。通过内套管220的位移，可调整座垫支撑座230高度。

进一步说明升降装置100内部结构。如图2，在外套管210及内套管220 内，组设外管110、内管120、升降杆130、油体L、控制阀140以及导引油管150。内管120套设于外管110内，并在内管120内形成内管油室121，在内管120及外管110间则形成外管油室111及外管气室112。升降杆130套设于内管120内，并可相对内管120位移。内套管220可为升降杆130带动而相对外套管210位移，借此可调整座垫支撑座230高度。

须说明本实用新型是基于油体L及气体混合的压力平衡而可使升降杆 130移动或定位。因此，油体L被填充于外管油室111及内管油室121内。并且，油体L可在外管油室111及内管油室121流动连通而形成油体通路P1(标示于图5)。油体通路P1可被开启或关闭，以决定升降杆130的位移及定位。进一步说明，在外管油室111上方形成有外管气室112。外管油室111及外管气室112被封闭共存于内管120及外管110间。借此，外管气室112内的气体及外管油室111内的油体L共同被封闭于外管油室111内，以达压力平衡。

为控制油体通路P1的开启或关闭，控制阀140被设置于升降杆130的一端，而可随升降杆130位移。通过控制阀140被开启或关闭，可切换油体通路P1开启或关闭，使升降杆130相对内管120的一线性位置产生变化，进而可移动或定位升降杆130，并带动内套管220移动或定位。图2中，升降装置 100还包含致动机构160。控制阀140可受致动机构160控制而产生位移，进而开启油体通路P1。进一步说明，致动机构160包含扳动件161及推杆162。扳动件161组设于座垫支撑座230内部，推杆162则套设于升降杆130内，而可相对升降杆130位移。后续将对扳动件161、推杆162、控制阀140的连动进一步详细描述。导引油管150设置于内管120与外管110之间，其连通内管油室121及外管油室111。外管油室111内的油体L可通过导引油管150 的导引，流向内管油室121，以形成油体通路P1。

以下继续说明本实用新型的升降装置100中，升降杆130的动作机制及冗余气体的复归回流机制。请一并参照图4、图5及图6。图4是绘示图3的升降杆130的一动作状态示意图；图5是绘示图3的升降杆130另一动作状态示意图；图6是绘示图3的升降杆130又一动作状态示意图。

图4中，升降杆130是处于上死点，此时升降杆130的位置为最高。此时，控制阀140尚处于关闭状态，因此外管油室内111及内管油室121间的油体通路P1被关闭，使油体L无法流动连通于外管油室111及内管油室121 间，因此升降杆130无法位移而被定位。另须提及，为使外管油室111内的油体L得以向上流动而进入内管油室121内，在上死点时，导引油管150的下端需低于上死点行程油面高度S。

图5中，欲调整升降杆130高度，使其由上死点的最高位置向下移动时，需通过图2的致动机构160开启控制阀140，以开启油体通路P1。更详述之，控制阀140包含阀座141及阀件142。阀座141连接升降杆130而随升降杆 130位移，阀件142则组设于阀座141内而可在阀座141内位移。阀座141一侧开设有通道141a，外管110及内管120间则开设有流道151，另阀件142 上则设有第一凹槽142a。当扳动件161下压而推抵推杆162时，推杆162受压向下位移而推抵阀件142，阀件142受压而向下位移，进而相对于阀座141 内形成开口152。此时，油体L由外管油室111内通过导引油管150的导引，向上流向外管110及内管120间的流道151，继而由流道151向下流向阀座 141一侧的通道141a，并流经阀件142上的第一凹槽142a而流向开口152，最终流入内管油室121内，进而开启油体通路P1。此时，升降杆130可自由移动调整位置。阀座141内并设有弹性件190抵顶阀件142，当阀件142下压时，弹性件190受压而蓄积弹性恢复力。当升降杆130已调整至适当位置而欲再度定位时，则释放扳动件161。此时，推杆162、阀件142及弹性件190 所受的压力解除，弹性件190释放其蓄积的弹性恢复力，使阀件142向上位移至其起始位置而关闭油体通路P1，升降杆130无法位移而定位。推杆162 则受阀件142向上位移的影响，也连动向上位移至其起始位置，以预备下一次开启控制阀140。

继续说明本实用新型中的气体复归回流机制。一般在使用一段长时间后，或在升降杆130处于定位状态而静置时，仍难避免冗余气体的产生。如图5 中，冗余气体产生于内管油室121上方位置，并形成内管气室122。此冗余气体将影响升降杆130位移的顺畅度及精确度。因此，如何处理此冗余气体至关重要。为移除此冗余气体，如图5中，当控制阀140位移而使油体通路P1 开启时，升降杆130可相对内管120向下位移以调整高度。当升降杆130持续向下位移时，内管油室121上方的内管气室122内的冗余气体将随升降杆 130下移而被推挤。因此，冗余气体将循图5中开启的油体通路P1的相反方向，由内管油室121内向上经开口152、通道141a及流道151后，经导引油管150而向下复归回流至外管油室111内。此时，由于外管油室111内原本即有外管气室112存在，基于气体、油体L混合时，气体必然在油体L上方的特性，此冗余气体将复归回流与外管气室112内的气体及外管油室111内的油体L达到新的压力平衡。借此，消除内管油室121内的冗余气体，而使升降杆130的位移较为顺畅及可精确定位。另外，若使用一段长时间后，也可通过连通外管油室111的气嘴180，进行补油动作或充气动作，维持外管油室111 内的油体L及外管气室112内的气体的压力平衡。

图6中，当升降杆130已下移至下死点时，即无法再向下位移，升降杆 130处于最低位置。此时，若关闭控制阀140(即弹性件190释放其蓄积的弹性恢复力，使阀件142向上位移至其起始位置)，如图5中的油体通路P1也随之关闭，油体L无法流连通于外管油室111及内管油室121间，使升降杆130 无法再位移而定位。

请续参照图7。图7是绘示在图3的升降杆130增设延伸杆240的外观示意图。图7中，升降杆130套设于增设的延伸杆240内，并可相对延伸杆240 位移。延伸杆240则套设于内管120内，并可相对内管120位移。借此，可形成多段且更为紧密的调整行程，对调整高度的掌控可更为精确。

为适应不同使用状况，图1中的升降装置100，可改变其内组件的相对设置位置。请参照图8及图9，图8是绘示依据本实用新型的升降装置100另一实施例的外观立体图；图9是绘示图8的升降装置100收折至最紧凑的外观立体图。图8的升降装置100中，由其外观视之，基本类似于图1，包含外套管210及内套管220，只是多出一段外管110。外管110上并连接座垫支撑座 230。外管110套设于内套管220内，而可相对内套管220位移。内套管220 套设于外套管210内，而可相对外套管210位移。图9中，外套管210、内套管220及外管110可相对位移并收折至最紧凑。借此，可形成多段且更为紧密的调整行程，对调整高度的掌控可更为精确。

请续参照图10至图12。图10是绘示图8的升降装置100的剖视图；图 11是绘示图8的升降装置100的部分结构剖视图；图12是绘示图11的升降杆130的动作机制示意图。图10中，与前述图1、图2的实施例类似，在外套管210及内套管220内，同样组设外管110、内管120、升降杆130、油体 L、控制阀140以及导引油管150。内管120也套设于外管110内，并在内管 120内形成内管油室121，在内管120及外管110间也形成外管油室111及外管气室112。与图2的实施例差异，在于外管110、内管120及升降杆130间相对位移方向不同。图10中，升降杆130也套设于内管120内。然而，是内管120相对升降杆130位移，进而带动外管110相对升降杆130位移。座垫支撑座230则相对设于外管110上方，借外管110的位移可调整座垫支撑座 230高度。上述差异，是基于图2中的实施例，可视为内管120及外管110固定于外套管210内而不位移，此须先说明本实用新型中，内管120及外管110 是为相互套设而形成油气混合的区隔，实际上也可一体地被制作成形。此时，图2中，外套管210是构成自行车座管的一部分而固定不动，因此，升降杆 130相对内管120位移而连动内套管220相对外套管210位移，由于座垫支撑座230是组设于内套管220上，所以借内套管220位移而可调整座垫支撑座 230高度。在图10中，升降杆130可视为相对固定于内套管220内而不位移(即内套管220构成自行车座管的一部分而固定不动)。此须先说明图10中，外套管210是为配合延伸杆240而形成多段调整行程之用，实际上，也可省略外套管210及延伸管240的设置。此时，内管120可相对升降杆130位移，由于内管120及外管110是为一体，所以内管120带动外管110位移，由于座垫支撑座230是组设于外管110上，所以通过外管110位移可调整座垫支撑座230高度。

此继续以图11及图12说明升降杆130的动作机制。基于使用方式不同，图11中，控制阀140并未如图2的实施例中设置于升降杆130的一端而随升降杆130位移。图11中的控制阀140，是设置于外管110的一端。控制阀140 包含阀座141及阀件142。阀座141固设于外管110内，阀件142则组设于阀座141内而于阀座141内位移。阀件142上设有第一凹槽142a，当阀件142 被下压而位移时，阀件142相对阀座141形成开口152。此时，油体L由外管油室111通过导引油管150向上流经第一凹槽142a，并通过第一凹槽142a向下流向开口152而流入内管油室121内，进而开启油体通路P1。此时，内管 120可相对升降杆130自由移动调整位置。阀座141内并设有弹性件190抵顶阀件142，当阀件142下压时，弹性件190受压而蓄积弹性恢复力。当内管 120已相对升降杆130调整至适当位置而欲再度定位时(如图12)，则释放阀件 142。此时，阀件142及弹性件190所受的压力解除，弹性件190释放其蓄积的弹性恢复力，使阀件142向上位移至其起始位置而关闭油体通路P1，升降杆130无法位移，内管120则相对也无法位移而定位。图11及图12中，因为形成多段调整行程而增加延伸杆240的设置，所以油体L也流动连通于升降杆130内，使套设于升降杆130内的延伸杆240可进行位移。如前述，若无多段调整行程的需求，则延伸杆240可被省略。

继续说明本实用新型的气体复归回流机制。如图11中，在静置或长时间使用后，冗余气体产生于内管油室121上方位置，并形成内管气室122。此冗余气体将影响内管120相对升降杆130位移的顺畅度及精确度。为移除此冗余气体，如图11中，当控制阀140位移而使油体通路P1开启时，内管120 可相对升降杆130持续向下位移，此时，内管油室121上方内管气室122内的冗余气体将随内管120下移而被推挤。因此，冗余气体将循图11中开启的油体通路P1的相反方向，由内管油室121内向上经开口152及第一凹槽142a 后，经导引油管150而向下复归回流至外管油室111内。此时，由于外管油室111内原本即有外管气室112存在，基于气体、油体L混合时，气体必然在油体L上方的特性，此冗余气体将复归回流与外管气室112内的气体及外管油室111内的油体L达到新的压力平衡。借此，消除内管油室121内的冗余气体而使内管120相对于升降杆130的位移较为顺畅及可精确定位。

请继续参照图13至图15。图13是绘示图10的控制阀140的一操作状态示意图；图14是绘示图10的控制阀140另一操作状态示意图；图15是绘示图10的控制阀140又一操作状态示意图。

请一并参照图11。图13中，控制阀140的阀件142上设有第一凹槽142a 及另一第二凹槽142b。第二凹槽142b位于第一凹槽142a上方。第二凹槽142b 上方并设有气孔143(请见图15)。此时，阀件142尚未受压，因此油体L无法流动连通外管油室111及内管油室121，油体通路P1未开启。图14中，当阀件142第一次被下压时，第一凹槽142a相对阀座141下移而形成开口152，使外管油室内111的油体L流经导引油管150、第一凹槽142a及开口152而流入内管油室121内，进而开启油体通路P1。图15中，当阀件142第二次被下压时，气孔143连通第二凹槽142b形成通路P2。借此，可通过通路P2对外管油室111内进行补油动作或充气动作，以维持压力平衡。

综上，本实用新型的升降装置100，是通过将油体L及气体共同封存混合于外管110及内管120之间，再通过油体L及气体的压力平衡，使升降杆130 或外管110得以具有顺畅的移动及精确的定位。同时，也利用设置于不同位置的控制阀140，配合升降杆130的位移及导引油管150的导引，提供冗余气体的复归回流机制，避免在升降杆130或外管110位移时，产生失效或失准状况。

虽然本实用新型已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。