微型氣體傳輸裝置制造方法

微型氣體傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明關于一種微型氣體傳輸裝置，包括：進氣板、流道板、共振片及壓電致動器；進氣板具有至少一進氣孔；流道板具有至少一匯流排孔及中心孔洞；共振片具有中空孔洞；壓電致動器具有懸浮板、外框及連接于其間的至少一支架，于懸浮板的一表面貼附壓電陶瓷板；其中共振片與壓電致動器之間具有一間隙形成的一第一腔室，當壓電致動器受驅動時，氣體由進氣板的進氣孔進入，并由流道板的匯流排孔匯集至中心孔洞，經共振片的中空孔洞，以進入第一腔室內，再由壓電致動器的支架之間的空隙向下傳輸，以形成壓力梯度流道持續(xù)推出氣體。
【專利說明】微型氣體傳輸裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明關于一種氣體傳輸裝置，尤指一種微型超薄且靜音的微型氣體傳輸裝置。

【背景技術】
[0002]目前于各領域中無論是醫(yī)藥、電腦科技、打印、能源等工業(yè)，產品均朝精致化及微小化方向發(fā)展，其中微型泵、噴霧器、噴墨頭、工業(yè)打印裝置等產品所包含的流體輸送結構為其關鍵技術，因此，如何藉創(chuàng)新結構突破其技術瓶頸，為發(fā)展的重要內容。
[0003]舉例來說，于醫(yī)藥產業(yè)中，許多需要采用氣壓動力驅動的儀器或設備，通常采以傳統(tǒng)馬達及氣壓閥來達成其氣體輸送的目的。然而，受限于此等傳統(tǒng)馬達以及氣體閥的體積限制，使得此類的儀器設備難以縮小其整體裝置的體積，即難以實現薄型化的目標，更無法使之達到可攜式的目的。此外，這些傳統(tǒng)馬達及氣體閥于作動時亦會產生噪音的問題，導致使用上的不便利及不舒適。
[0004]因此，如何發(fā)展一種可改善上述已知技術缺失，可使傳統(tǒng)采用氣體傳輸裝置的儀器或設備達到體積小、微型化且靜音，進而達成輕便舒適的可攜式目的的微型氣體傳輸裝置，實為目前迫切需要解決的問題。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于可攜式、或穿戴式儀器或設備中的微型氣體傳輸裝置，經由壓電板高頻作動產生的氣體波動，于設計后的流道中產生壓力梯度，而使氣體高速流動，且通過流道進出方向的阻抗差異，將氣體由吸入端傳輸至排出端，以解決已知技術的采用氣體傳輸裝置的儀器或設備所具備的體積大、難以薄型化、無法達成可攜式的目的，以及噪首大等缺失。
[0006]為達上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施方面為提供一種微型氣體傳輸裝置，適用于一微型氣壓動力裝置，至少包括:進氣板，具有至少一進氣孔，供導入氣體；流道板，具有至少一匯流排孔及中心孔洞，匯流排孔對應進氣板的進氣孔，且引導進氣孔的氣體匯流至中心孔洞；共振片，具有中空孔洞，對應流道板的中心孔洞；以及壓電致動器，具有懸浮板及外框，懸浮板及外框之間以至少一支架連接，且于懸浮板的表面貼附壓電陶瓷板；其中，上述的進氣板、流道板、共振片及壓電致動器依序對應堆迭設置定位，且共振片與壓電致動器之間具有一間隙形成的一第一腔室，以使壓電致動器受驅動時，氣體由進氣板的至少一進氣孔導入，經流道板的至少一匯流排孔匯集至中心孔洞，再流經共振片的中空孔洞，以進入第一腔室內，再由壓電致動器的至少一支架之間的空隙向下傳輸，以形成壓力梯度流道持續(xù)推出氣體。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明的另一較廣義實施方面為提供一種微型氣體傳輸裝置，適用于微型氣壓動力裝置，至少包括:進氣板，具有至少一進氣孔，供導入氣體；流道板，具有至少一匯流排孔及中心孔洞，匯流排孔對應進氣板的進氣孔，且引導進氣孔的氣體匯流至中心孔洞；共振片，具有中空孔洞，對應流道板的中心孔洞；以及壓電致動器，具有懸浮板及外框，懸浮板及外框之間以至少一支架連接，且于懸浮板的表面貼附壓電陶瓷板；其中，上述的進氣板、流道板、共振片及壓電致動器依序對應堆迭設置定位，以使壓電致動器受驅動時，氣體由進氣板的至少一進氣孔進入，并由流道板的至少一匯流排孔匯集至中心孔洞，再流經共振片的中空孔洞以進入共振片及壓電致動器之間，再由壓電致動器的至少一支架之間的空隙向下傳輸，以形成壓力梯度流道持續(xù)推出氣體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明第一較佳實施例的微型氣壓動力裝置的正面分解結構示意圖。
[0009]圖2A為本發(fā)明為第二較佳實施例的微型氣壓動力裝置的正面分解結構示意圖。
[0010]圖2B為本發(fā)明為第二較佳實施例的微型氣壓動力裝置的背面分解結構示意圖。
[0011]圖3A為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的壓電致動器的正面結構示意圖。
[0012]圖3B為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的壓電致動器的背面結構示意圖。
[0013]圖3C為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的壓電致動器的剖面結構示意圖。
[0014]圖4為圖3A所示的壓電致動器的多種實施方面示意圖。
[0015]圖5A至圖5E為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型氣體傳輸裝置的作動示意圖。
[0016]圖6A為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型閥門裝置的集壓作動示意圖。
[0017]圖6B為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型閥門裝置的卸壓作動示意圖。
[0018]圖7A至圖7E為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的集壓作動示意圖。
[0019]圖8為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的降壓或是卸壓作動示意圖。
[0020]【主要元件符號說明】
[0021]1、2:微型氣壓裝置
[0022]1A、2A:微型氣體傳輸裝置
[0023]1B、2B:微型閥門裝置
[0024]10,20:進氣板
[0025]100,200:進氣孔
[0026]11、22:共振片
[0027]12、23:壓電致動器
[0028]120、230:懸浮板
[0029]121、233:壓電陶瓷板
[0030]13、24:絕緣片
[0031]14、25:導電片
[0032]15、26:集氣板
[0033]16、27:閥門片
[0034]17、28:出口板
[0035]170、285:連通流道
[0036]21:流道板
[0037]211:匯流排孔
[0038]210:中心孔洞
[0039]220:中空孔洞
[0040]221、234、251:導電接腳
[0041]222:第一腔室
[0042]230a:懸浮板的上表面
[0043]230b:懸浮板的下表面
[0044]230c:凸部
[0045]231:外框
[0046]231a:外框的上表面
[0047]231b:外框的下表面
[0048]232:支架
[0049]232a:支架的上表面
[0050]232b:支架的下表面
[0051]235:空隙
[0052]260:集氣板的第一表面
[0053]261:集氣板的第二表面
[0054]262:集氣腔室
[0055]263:第一貫穿孔
[0056]264:第二貫穿孔
[0057]265:第一卸壓腔室
[0058]266:第一出口腔室
[0059]267、286:凹槽結構
[0060]268、287:密封環(huán)
[0061]269、281a:凸部結構
[0062]270:閥孔
[0063]271:定位孔洞
[0064]280:出口板的第一表面
[0065]281:第三貫穿孔
[0066]282:第四貫穿孔
[0067]283:第二卸壓腔室
[0068]284:第二出口腔室
[0069]288:卸壓孔
[0070]289:出口板的第二表面
[0071]29:出口
[0072]gO:間隙
[0073](a)?⑴:導電致動器的不同實施方面
[0074]a0、i0、j0:懸浮板
[0075]al、il、jl:外框
[0076]a2、?2:支架
[0077]a3:空隙

【具體實施方式】
[0078]體現本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的方面上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的保護范圍，且其中的說明及附圖在本質上當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0079]本發(fā)明的微型氣壓動力裝置I可應用于醫(yī)藥生技、能源、電腦科技或是打印等工業(yè)，用以傳送氣體，但不以此為限。請參閱圖1，其為本發(fā)明第一較佳實施例的微型氣壓動力裝置的正面分解結構示意圖。如圖所示，本發(fā)明的微型氣壓動力裝置I由微型氣體傳輸裝置IA以及微型閥門裝置IB所組合而成，其中微型氣體傳輸裝置IA至少具有進氣板10、共振片11、壓電致動器12、絕緣片13、導電片14等結構，其將壓電致動器12對應于共振片11而設置，并使進氣板10、共振片11、壓電致動器12、絕緣片13、導電片14等依序堆迭設置定位，且該壓電致動器12由一懸浮板120以及一壓電陶瓷板121組裝而成；以及微型閥門裝置IB則由集氣板15、閥門片16以及出口板17等依序堆迭組裝而成，但不以此為限。經由此微型氣體傳輸裝置IA以及微型閥門裝置IB的組裝設置，以使氣體自微型氣體傳輸裝置IA的進氣板10上的至少一進氣孔100進氣，并通過壓電致動器12的作動，而流經多個壓力腔室(未圖示)，并向下傳輸，進而可使氣體于微型閥門裝置IB內單向流動，并將壓力蓄積于與微型閥門裝置IB的出口端相連的一裝置(未圖示)中，且當需進行泄壓時，則調控微型氣體傳輸裝置IA的輸出量，使氣體經由微型閥門裝置IB的出口板17上的連通流道170而排出，以進行泄壓。
[0080]請同時參閱圖2A及圖2B，其分別為本發(fā)明第二較佳實施例的微型氣壓動力裝置的正面分解結構示意圖以及背面分解結構示意圖。如圖所示，微型氣壓動力裝置2同樣由微型氣體傳輸裝置2A以及微型閥門裝置2B所組合而成，其中微型氣體傳輸裝置2A依序由進氣板20、流道板21、共振片22、壓電致動器23、絕緣片24、導電片25等結構堆迭組裝而成，于本實施例中，共振片22與壓電致動器23之間具有一間隙gO (如圖5A所示)，然而于另一些實施例中，共振片22與壓電致動器23之間亦可不具有間隙，故其實施方面并不以此為限。于一些實施例中，進氣板20與流道板21亦可為一體成型的結構，即如本發(fā)明的第一較佳實施例所示，但不以此為限，以下以本實施例的進氣板20與流道板21分離設置的實施方面詳加說明。以及，微型閥門裝置2B則同樣由集氣板26、閥門片27以及出口板28等依序堆迭組裝而成，但不以此為限。
[0081]于本實施例中，微型氣體傳輸裝置2A的進氣板20具有至少一進氣孔200，用以供氣體自裝置外順應大氣壓力的作用而自該至少一進氣孔200流入微型氣體傳輸裝置2A內。流道板21上則具有至少一匯流排孔211，用以與進氣板20的該至少一進氣孔200對應設置，并可將自該至少一進氣孔200進入的氣體引導并匯流集中至一中心孔洞210，以向下傳遞。共振片22由一可撓性材質所構成，但不以此為限，且于共振片22上具有一中空孔洞220，對應于流道板21的中心孔洞210而設置，以使氣體可向下流通。
[0082]請同時參閱圖3A、圖3B及圖3C，其分別為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的壓電致動器的正面結構示意圖、背面結構示意圖以及剖面結構示意圖，如圖所示，壓電致動器23由一懸浮板230、一外框231、至少一支架232以及一壓電陶瓷板233所共同組裝而成，其中，該壓電陶瓷板233貼附于懸浮板230的下表面230b，以及該至少一支架232連接于懸浮板230以及外框231之間，且于支架232、懸浮板230及外框231之間還具有至少一空隙235，用以供氣體流通，且該懸浮板230、外框231以及支架232的型態(tài)及數量具有多種變化。另外，外框231還具有一向外凸設的導電接腳234，用以供電連接之用，但不以此為限。
[0083]于本實施例中，懸浮板230為一階梯面的結構，意即于懸浮板230的上表面230a還具有一凸部230c，請同時參閱圖3A及圖3C即可見，懸浮板230的凸部230c是與外框231的上表面231a共平面，且懸浮板230的上表面230a及支架232的上表面232a亦為共平面，且該懸浮板230的凸部230c及外框231的上表面231a與懸浮板230的上表面230a及支架232的上表面232之間具有一特定深度。至于懸浮板230的下表面230b，則如圖3B及圖3C所示，其與外框231的下表面231b及支架232的下表面232b為平整的共平面結構，而壓電陶瓷板233則貼附于此平整的懸浮板230的下表面230b處。于一些實施例中，懸浮板230、支架232以及外框231可由一金屬板所構成，但不以此為限，故壓電致動器23由壓電陶瓷板233與金屬板黏合而成。
[0084]請續(xù)參閱圖4,其為圖3A所示的壓電致動器的多種實施方面示意圖。如圖所示,則可見壓電致動器23的懸浮板230、外框231以及支架232可有多樣的型態(tài)，且至少可具有圖4所示的(a)?(I)等多種方面，舉例來說，(a)方面的外框al及懸浮板a0為方形的結構，且兩者之間由多個支架a2以連結之，例如:8個，但不以此為限，且于支架a2及懸浮板a0、外框al之間具有空隙a3，以供氣體流通。于另一(i)方面中，其外框il及懸浮板i0亦同樣為方形的結構，但其中僅由2個支架i2以連結之；另外，于(j)?(I)方面，則其懸浮板JO等可為圓形的結構，而外框j0等亦可為略具弧度的框體結構，但均不以此為限。故由此多種實施方面可見，懸浮板230的型態(tài)可為方形或圓形，而同樣地，貼附于懸浮板230的下表面230b的壓電陶瓷板233亦可為方形或圓形，并不以此為限；以及，連接于懸浮板230及外框231之間的支架232的型態(tài)與數量亦可依實際施作情形而任施變化，并不以本發(fā)明所示的方面為限。且這些懸浮板230、外框231及支架232可為一體成型的結構，但不以此為限，至于其制造方式則可由傳統(tǒng)加工、或黃光蝕刻、或激光加工、或電鑄加工、或放電加工等方式制出，均不以此為限。
[0085]此外，請續(xù)參閱圖2A及圖2B，于微型氣體傳輸裝置2A中還具有絕緣片24及導電片25，絕緣片24及導電片25對應設置于壓電致動器23之下，且其形態(tài)大致上對應于壓電致動器23的外框的形態(tài)。于一些實施例中，絕緣片24即由可絕緣的材質所構成，例如:塑膠，但不以此為限，以進行絕緣之用；于另一些實施例中，導電片25即由可導電的材質所構成，例如:金屬，但不以此為限，以進行電導通之用。以及，于本實施例中，共振片22上可具有一導電接腳221，但不以此為限，而導電致動器23的外框231上亦具有與共振片22的導電接腳221相對應設置的導電接腳224，亦不以此為限，另外，在導電片25上亦可設置一導電接腳251，以進行電導通之用。
[0086]請同時參閱圖2A及圖5A至圖5E，其中圖5A至圖5E為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型氣體傳輸裝置的作動示意圖。首先，如圖5A所示，可見微型氣體傳輸裝置2A依序由進氣板20、流道板21、共振片22、壓電致動器23、絕緣片24、導電片25等堆迭而成，且于共振片22與壓電致動器23之間具有一間隙g0，于本實施例中，于共振片22及壓電致動器23的外框231之間的間隙gO中填充一材質，例如:導電膠，但不以此為限，以使共振片22與壓電致動器23的懸浮板230的凸部230c之間可維持該間隙gO的深度，進而可導引氣流更迅速地流動，且因懸浮板230的凸部230c與共振片22保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音產生可被降低；于另一些實施例中，亦可經由加高壓電致動器23的外框231的高度，以使其與共振片22組裝時增加一間隙，但不以此為限，另外，于另一些實施例中，該共振片22與壓電致動器23之間亦可不具有間隙g0，即其實施方面并不以此為限。
[0087]請續(xù)參閱圖5A至圖5E，如圖所示，當進氣板20、流道板21、共振片22與壓電致動器23依序對應組裝后，則于流道板21的中心孔洞210處可與其上的進氣板20以及共振片22共同形成一匯流氣體的腔室，且在共振片22與壓電致動器23之間還形成一第一腔室222，用以暫存氣體，且第一腔室222通過共振片22的中空孔洞220而與流道板21的中心孔洞210處的腔室相連通，且第一腔室222的兩側則由壓電致動器23的支架232之間的空隙235而與設置于其下的微型閥門裝置2B相連通。
[0088]當微型氣壓動力裝置2的微型氣體傳輸裝置2A作動時，主要由壓電致動器23受電壓致動而以支架232為支點，進行垂直方向的往復式振動。如圖5B所示，當壓電致動器23受電壓致動而向下振動時，則氣體由進氣板20上的至少一進氣孔200進入，并經由流道板21上的至少一匯流排孔211以匯集到中央的中心孔洞210處，再經由共振片22上與中心孔洞210對應設置的中央孔洞220向下流入至第一腔室222中，其后，由于受壓電致動器23振動的帶動，共振片22亦會隨之共振而進行垂直的往復式振動，如圖5C所示，則為共振片22亦隨之向下振動，并貼附抵觸于壓電致動器23的懸浮板230的凸部230c上，經由此共振片22的形變，以壓縮第一腔室222的體積，并關閉第一腔室222中間流通空間，促使其內的氣體推擠向兩側流動，進而經過壓電致動器23的支架232之間的空隙235而向下穿越流動。至于圖則為其共振片22回復至初始位置，而壓電致動器23受電壓驅動以向上振動，如此同樣擠壓第一腔室222的體積，惟此時由于壓電致動器23向上抬升，因而使得第一腔室222內的氣體會朝兩側流動，進而帶動氣體持續(xù)地自進氣板20上的至少一進氣孔200進入，再流入流道板21上的中心孔洞210所形成的腔室中，再如圖5E所示，該共振片22受壓電致動器23向上抬升的振動而共振向上，進而使流道板21的中心孔洞210內的氣體再由共振片22的中央孔洞220而流入第一腔室222內，并經由壓電致動器23的支架232之間的空隙235而向下穿越流出微型氣體傳輸裝置2A。由此實施方面可見，當共振片22進行垂直的往復式振動時，可由其與壓電致動器23之間的間隙gO以增加其垂直位移的最大距離，換句話說，于該兩結構之間設置間隙gO可使共振片22于共振時可產生更大幅度的上下位移，因而可促進氣體更快速的流動，并可達到靜音的效果。如此，在經此微型氣體傳輸裝置2A的流道設計中產生壓力梯度，使氣體高速流動，并通過流道進出方向的阻抗差異，將氣體由吸入端傳輸至排出端，且在排出端有氣壓的狀態(tài)下，仍有能力持續(xù)推出氣體。
[0089]另外，于一些實施例中，共振片22的垂直往復式振動頻率可與壓電致動器23的振動頻率相同，即兩者可同時向上或同時向下，其可依照實際施作情形而任施變化，并不以本實施例所示的作動方式為限。
[0090]請同時參閱圖2A、圖2B及圖6A、圖6B，其中圖6A為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型閥門裝置的集壓作動示意圖，圖6B則為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的微型閥門裝置的卸壓作動示意圖。如圖6A所示，本發(fā)明的微型氣壓動力裝置2的微型閥門裝置2B依序由集氣板26、閥門片27以及出口板28堆迭而成，于本實施例中，集氣板26的第一表面260上凹陷以形成一集氣腔室262，由微型氣體傳輸裝置2A向下傳輸的氣體則暫時蓄積于此集氣腔室262中，且于集氣板26中具有第一貫穿孔263及第二貫穿孔264，第一貫穿孔263及第二貫穿孔264的一端與集氣腔室262相連通，另一端則分別與集氣板26的第二表面261上的第一卸壓腔室265及第一出口腔室266相連通。以及，在第一出口腔室266處更進一步增設一凸部結構269，例如可為但不限為一圓柱結構，且其與閥門片27的閥孔270對應設置；另外，在集氣板26上還具有數個環(huán)繞于集氣腔室262、第一卸壓腔室265及第一出口腔室266而設置的凹槽結構267，用以供一密封環(huán)268設置于其上。
[0091]出口板28亦具有兩貫穿設置的第三貫穿孔281以及第四貫穿孔282，且該第三貫穿孔281及第四貫穿孔282分別對應于集氣板26的第一貫穿孔263以及第二貫穿孔264而設置，且于出口板28的第一表面280上對應于第三貫穿孔281處凹陷形成一第二卸壓腔室283，而對應于第四貫穿孔282處則凹陷形成一第二出口腔室284，且于第二卸壓腔室283與第二出口腔室284之間還具有一連通流道285，用以供氣體流通。該第三貫穿孔281的一端與第二卸壓腔室283相連通，且其端部可進一步增設一凸出而形成的凸部結構281a，例如可為但不限為圓柱結構，另一端則連通于出口板28的第二表面289的卸壓孔288 ;而第四貫穿孔282的一端與第二出口腔室284相連通，另一端則與出口 29相連通，于本實施例中，出口 29可與一裝置(未圖示)，例如:壓力機，但不以此為限，相連接。同樣地，在出口板28上亦具有數個環(huán)繞于第二卸壓腔室283及第二出口腔室284而設置的凹槽結構286，用以供一密封環(huán)287設置于其上，于一些實施例中，密封環(huán)268、287的材質為可耐化性佳的橡膠材料，但不以此為限，其主要用以對應設置于凹槽結構267、286中，以輔助集氣板26、出口板28與閥門片27之間更緊密的接合，并防止氣體外泄。
[0092]閥門片27上具有一閥孔270以及數個定位孔洞271，當閥門片27與集氣板26及出口板28定位組裝時，是將其閥孔270對應于集氣板26的第一出口腔室266的凸部結構269而對應設置，經由此單一的閥孔270的設計，以使氣體可因應其壓差而達到單向流動的目的。
[0093]當微型閥門裝置2B集壓作動時，主要如圖6A所示，其可因應來自于微型氣體傳輸裝置2A向下傳輸的氣體所提供的壓力，又或是當外界的大氣壓力大于與出口 29連接的裝置(未圖示)的內部壓力時，則氣體會自微型氣體傳輸裝置2A傳輸至微型閥門裝置2B的集氣腔室262中，再分別經第一貫穿孔263以及第二貫穿孔264而向下流入第一卸壓腔室265及第一出口腔室266內，此時，向下的氣體壓力使可撓性的閥門片27向下彎曲形變，進而使第一卸壓腔室265的體積增大，且對應于第一貫穿孔263處向下平貼并抵頂于第三貫穿孔281的端部，進而可封閉出口板28的第三貫穿孔281，故于第二卸壓腔室283內的氣體不會自第三貫穿孔281處流出。當然，本實施例，可利用第三貫穿孔281端部增設的凸部結構281a，以加強閥門片27快速抵觸封閉第三貫穿孔281，并達到一預力抵觸作用完全密封的效果。另一方面，由于氣體是自第二貫穿孔264而向下流入第一出口腔室266中，且對應于第一出口腔室266處的閥門片27亦向下彎曲形變，故使得其對應的閥孔270向下打開，氣體則可自第一出口腔室266經由閥孔270而流入第二出口腔室284中，并由第四貫穿孔282而流至出口 29及與出口 29相連接的裝置(未圖示)中，藉此以對該裝置進行集壓的作動。
[0094]請續(xù)參閱圖6B，當微型閥門裝置2B進行卸壓時，其可經由調控微型氣體傳輸裝置2A的氣體傳輸量，使氣體不再輸入集氣腔室262中，或是當與出口 29連接的裝置(未圖示)內部壓力大于外界的大氣壓力時，則可使微型閥門裝置2B進行卸壓。此時，氣體將自與出口 29連接的第四貫穿孔282輸入至第二出口腔室284內，使得第二出口腔室284的體積膨脹，進而促使可撓性的閥門片27向上彎曲形變，并向上平貼、抵頂于集氣板26上，故閥門片27的閥孔270會因抵頂于集氣板26而關閉。當然，在本實施例，可利用第一出口腔室266增設凸部結構269，讓可撓性的閥門片27向上彎曲形變更快速抵觸，使閥孔270更有利達到一預力抵觸作用完全貼附密封的關閉狀態(tài)，故閥門片27的閥孔270會因抵頂于該凸部結構269而關閉，則該第二出口腔室284內的氣體將不會逆流至第一出口腔室266中。以及，第二出口腔室284中的氣體可經由連通流道285而流至第二卸壓腔室283中，進而使第二卸壓腔室283的體積擴張，并使對應于第二卸壓腔室283的閥門片27同樣向上彎曲形變，此時由于閥門片27未抵頂封閉于第三貫穿孔281端部，，故該第三貫穿孔281即處于開啟狀態(tài)，即第二卸壓腔室283內的氣體可由第三貫穿孔281向外流至卸壓孔288處以進行卸壓作業(yè)。當然，本實施例，可利用第三貫穿孔281端部增設的凸部結構281a，讓可撓性的閥門片27向上彎曲形變更快速，更有利脫離關閉第三貫穿孔281的狀態(tài)。如此，則可經由此單向的卸壓作業(yè)將與出口 29連接的裝置(未圖示)內的氣體排出而降壓，或是完全排出而完成卸壓作業(yè)。
[0095]請同時參閱圖2A、圖2B及圖7A至圖7E圖，其中圖7A至圖7E為圖2A所示的微型氣壓動力裝置的集壓作動示意圖。如圖7A所示，微型氣壓動力裝置2即由微型氣體傳輸裝置2A以及微型閥門裝置2B所組合而成，其中微型氣體傳輸裝置2A如前述，依序由進氣板
20、流道板21、共振片22、壓電致動器23、絕緣片24、導電片25等結構堆迭組裝定位而成，且于共振片22與壓電致動器23之間具有一間隙g0，且于共振片22與壓電致動器23之間具有第一腔室222，以及，微型閥門裝置2B則同樣由集氣板26、閥門片27以及出口板28等依序堆迭組裝定位而成，且于微型閥門裝置2B的集氣板26與微型氣體傳輸裝置2A的壓電致動器23之間具有集氣腔室262、于集氣板26的第二表面261還具有第一卸壓腔室265以及第一出口腔室266，以及于出口板28的第一表面280還具有第二卸壓腔室283及第二出口腔室284，經由這些多個不同的壓力腔室搭配壓電致動器23的驅動及共振片22、閥門片27的振動，以使氣體向下集壓傳輸。
[0096]如圖7B所示，當微型氣體傳輸裝置2A的壓電致動器23受電壓致動而向下振動時，則氣體會由進氣板20上的進氣孔200進入微型氣體傳輸裝置2A中，并經由流道板21上的至少一匯流排孔211以匯集到其中心孔洞210處，再經由共振片22上的中空孔洞220向下流入至第一腔室222中。其后，則如圖7C所示，由于受壓電致動器23振動的共振作用，共振片22亦會隨的進行往復式振動，即其向下振動，并吸附于壓電致動器23的懸浮板230的凸部230c上，經由此共振片22的形變，使得流道板21的中央孔洞210處的腔室的體積增大，并同時壓縮第一腔室222的體積，進而促使第一腔室222內的氣體推擠向兩側流動，進而經過壓電致動器23的支架232之間的空隙235而向下穿越流通，以流至微型氣體傳輸裝置2A與微型閥門裝置2B之間的集氣腔室262內，并再由與集氣腔室262相連通的第一貫穿孔263及第二貫穿孔264向下對應流至第一卸壓腔室265及第一出口腔室266中。接著，則如圖7D所示，由于微型氣體傳輸裝置2A的共振片22回復至初始位置，而壓電致動器23受電壓驅動以向上振動，如此同樣擠壓第一腔室222的體積，使得第一腔室222內的氣體朝兩側流動，并由壓電致動器23的支架232之間的空隙235持續(xù)地輸入至微型閥門裝置2B的集氣腔室262、第一卸壓腔室265以及第一出口腔室266中，如此更使得第一卸壓腔室265及第一出口腔室266內的氣壓越大，進而推動可撓性的閥門片27向下產生彎曲形變，則于第二卸壓腔室283中，閥門片27則向下平貼并抵頂于第三貫穿孔281端部的凸部結構281a，進而使第三貫穿孔281封閉，而于第二出口腔室284中，閥門片27上對應于第四貫穿孔282的閥孔270向下打開，使第二出口腔室284內的氣體可由第四貫穿孔282向下傳遞至出口 29及與出口 29連接的任何裝置(未圖示)，進而以達到集壓作業(yè)的目的。最后，則如圖7E所示，當微型氣體傳輸裝置2A的共振片22共振向上位移，進而使流道板21的中心孔洞210內的氣體可由共振片22的中空孔洞220而流入第一腔室222內，再經由壓電致動器23的支架232之間的空隙235而向下持續(xù)地傳輸至微型閥門裝置2B中，則由于其氣體壓持續(xù)向下增加，故氣體仍會持續(xù)地經由微型閥門裝置2B的集氣腔室262、第二貫穿孔264、第一出口腔室266、第二出口腔室284及第四貫穿孔282而流至出口 29及與出口 29連接的任何裝置中，此集壓作業(yè)可經由外界的大氣壓力與裝置內的壓力差以驅動之，但不以此為限。
[0097]當與出口 29連接的裝置(未圖示)內部的壓力大于外界的壓力時，則微型氣壓動力裝置2可如圖8所示進行降壓或是卸壓的作業(yè)，其降壓或是卸壓的作動方式主要如前所述，可經由調控微型氣體傳輸裝置2A的氣體傳輸量，使氣體不再輸入集氣腔室262中，此時，氣體將自與出口 29連接的第四貫穿孔282輸入至第二出口腔室284內，使得第二出口腔室284的體積膨脹，進而促使可撓性的閥門片27向上彎曲形變，并向上平貼、抵頂于第一出口腔室266的凸部結構269上，而使閥門片27的閥孔270關閉，即第二出口腔室284內的氣體不會逆流至第一出口腔室266中；以及，第二出口腔室284中的氣體可經由連通流道285而流至第二卸壓腔室283中，再由第三貫穿孔281向外流至卸壓孔288處以進行卸壓作業(yè)；如此可經由此微型閥門結構2B的單向氣體傳輸作業(yè)將與出口 29連接的裝置內的氣體排出而降壓，或是完全排出而完成卸壓作業(yè)。
[0098]綜上所述，本發(fā)明所提供的微型氣體傳輸裝置包含進氣板、流道板、共振片、壓電致動器、絕緣片以及導電片等結構，使氣體自進氣板的進氣孔進入，并利用壓電致動器的作動，使氣體于流經流道板中設計過的匯流排孔及中心孔洞進行流動，并沿共振片的中空孔洞向下流動，以于共振片及壓電致動器之間形成的第一腔室內產生壓力梯度，進而使氣體高速流動，并可繼續(xù)向下傳遞，進而以達到可使氣體迅速地傳輸，且同時可達到靜音的功效，更可使微型氣體傳輸裝置的整體體積減小及薄型化，進而使其所適用的微型氣體動力裝置達成輕便舒適的可攜式目的，并可廣泛地應用于醫(yī)療器材及相關設備之中。因此，本發(fā)明的極具產業(yè)利用價值，爰依法提出申請。
[0099]雖然本發(fā)明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思為諸般修飾，但皆不脫離如所附權利要求書所限定的保護范圍。
【權利要求】
1.一種微型氣體傳輸裝置，適用于一微型氣壓動力裝置，至少包括: 一進氣板，具有至少一進氣孔，供導入氣體； 一流道板，具有至少一匯流排孔及一中心孔洞，該匯流排孔對應該進氣板的進氣孔，且引導該進氣孔的氣體匯流至該中心孔洞； 一共振片，具有一中空孔洞，對應該流道板的中心孔洞；以及 一壓電致動器，具有一懸浮板及一外框，該懸浮板及該外框之間以至少一支架連接，且于該懸浮板的一表面貼附一壓電陶瓷板； 其中，上述的進氣板、流道板、共振片及壓電致動器依序對應堆迭設置定位，且該共振片與該壓電致動器之間具有一間隙形成一第一腔室，以使該壓電致動器受驅動時，氣體由該進氣板的該至少一進氣孔導入，經該流道板的該至少一匯流排孔匯集至該中心孔洞，再流經該共振片的該中空孔洞，以進入該第一腔室內，再由該壓電致動器的該至少一支架之間的一空隙向下傳輸，以持續(xù)推出氣體。
2.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該微型氣體傳輸裝置還包括一絕緣片及一導電片，且該絕緣片及該導電片依序設置于該壓電致動器之下。
3.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該進氣板及該流道板可為一體成型的結構。
4.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該共振片由一可撓性的材質所構成，并可與該壓電致動器產生共振。
5.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該壓電致動器的該懸浮板的一上表面為一階梯面的結構，即該上表面具有一凸部，且該凸部與該外框的一上表面共平面，該凸部及該外框的該上表面與該懸浮板的該上表面及該支架的一上表面之間具有一特定深度。
6.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該壓電致動器的該壓電陶瓷板貼附于該懸浮板的一下表面，且該懸浮板的該下表面與該外框及該支架的一下表面共平面。
7.如權利要求1所述的微型氣體傳輸裝置，其特征在于，該壓電致動器的該懸浮板、該外框、該支架為一體成型的結構，且該懸浮板、該外框、該支架可由一金屬材質所構成。
8.—種微型氣體傳輸裝置，適用于一微型氣壓動力裝置，至少包括: 一進氣板，具有至少一進氣孔，供導入氣體； 一流道板，具有至少一匯流排孔及一中心孔洞，該匯流排孔對應該進氣板的進氣孔，且引導該進氣孔的氣體匯流至該中心孔洞； 一共振片，具有一中空孔洞，對應該流道板的中心孔洞；以及 一壓電致動器，具有一懸浮板及一外框，該懸浮板及該外框之間以至少一支架連接，且于該懸浮板的一表面貼附一壓電陶瓷板； 其中，上述的進氣板、流道板、共振片及壓電致動器依序對應堆迭設置定位，以使該壓電致動器受驅動時，氣體由該進氣板的該至少一進氣孔進入，并由該流道板的該至少一匯流排孔匯集至該中心孔洞，再流經該共振片的該中空孔洞以進入該共振片及該壓電致動器之間，再由該壓電致動器的該至少一支架之間的一空隙向下傳輸，以持續(xù)推出氣體。
9.一種微型氣體傳輸裝置，適用于一微型氣壓動力裝置，至少包括依序堆迭設置的一進氣板、一流道板、一共振片以及一壓電致動器，其中該共振片與該壓電致動器之間具有一間隙形成一第一腔室，該壓電致動器受驅動時，氣體由該進氣板進入，流經該流道板及該共振片，以進入該第一腔室內再傳輸，以持續(xù)推出氣體。
【文檔編號】F04D33/00GK104235081SQ201310253630
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權日:2013年6月24日
【發(fā)明者】薛達偉, 張英倫, 吳祥滌, 余榮侯, 陳世昌, 周宗柏, 李耀吉, 廖家淯 申請人:研能科技股份有限公司