微型气压动力装置的制造方法

文档序号:42885阅读:519来源:国知局
专利名称:微型气压动力装置的制造方法
【专利摘要】一种微型气压动力装置,包括:微型气体传输装置,包括堆叠设置的进气板、共振片以及压电致动器,其中共振片与压电致动器之间具有间隙形成的一第一腔室,使压电致动器受驱动时,气体由进气板导入,经共振片以进入第一腔室内,再向下传输,以形成压力梯度流道持续推出气体;微型阀门装置包括堆叠设置的集气板、阀门片以及出口板;当气体自微型气体传输装置向下传输至集气腔室后,再传递至微型阀门装置内,以因应气体的单向流动而使阀门片的阀孔进行开或关,俾进行集压或卸压。
【专利说明】微型气压动力装置 【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种气压动力装置,尤指一种微型超薄且静音的微型气压动力 装置。 【【背景技术】】
[0002] 目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业,产品均朝精致化及微 小化方向发展,其中微帮浦、喷雾器、喷墨头、工业打印装置等产品所包含的流体输送结构 为其关键技术,是以,如何借创新结构突破其技术瓶颈,为发展的重要内容。
[0003] 举例来说,于医药产业中,许多需要采用气压动力驱动的仪器或设备,通常采以传 统马达及气压阀来达成其气体输送的目的。然而,受限于此等传统马达以及气体阀的体积 限制,使得此类的仪器设备难以缩小其整体装置的体积,即难以实现薄型化的目标,更无法 使的达成可携式的目的。此外,这些传统马达及气体阀于作动时亦会产生噪音的问题,导致 使用上的不便利及不舒适。
[0004] 因此,如何发展一种可改善上述已知技术缺失,可使传统采用气体传输装置的仪 器或设备达到体积小、微型化且静音,进而达成轻便舒适的可携式目的的微型气压动力装 置,实为目前迫切需要解决的问题。 【【实用新型内容】】
[0005] 本实用新型的主要目的在于提供一种适用于可携式或穿戴式仪器或设备中的微 型气压动力装置,借由整合微型气体传输装置与微型阀门装置,俾解决已知技术的采用气 压动力驱动的仪器或设备所具备的体积大、难以薄型化、无法达成可携式的目的,以及噪音 大等缺失。
[0006] 为达上述目的,本实用新型的一较广义实施态样为提供一种微型气压动力装置, 包括:微型气体传输装置,包括:一进气板,具有至少一进气孔、至少一总线孔及一中心凹 部,该至少一进气孔供导入气体,该总线孔对应该进气孔,且引导该进气孔的气体汇流至该 中心凹部所构成的该汇流腔室;一共振片,具有一中空孔洞,对应该进气板的该汇流腔室; 以及一压电致动器,具有一悬浮板,该悬浮板具有介于8mm-12mm之间的长度、介于8mm-12mm 之间的宽度以及介于〇. 2mm-0.29mm之间的厚度;一外框,具有至少一支架,连接设置于该悬 浮板与该外框之间;以及一压电陶瓷板,贴附于该悬浮板的一表面,且该压电陶瓷板具有介 于8mm-12mm之间的长度、介于8mm-12mm之间的宽度以及介于0 · 0 8mm_0 · 2mm之间的厚度,且 该长度及该宽度比值为0.75倍-1.25倍之间;其中,上述的进气板、共振片及压电致动器依 序对应对叠设置定位,且该共振片与该压电致动器之间具有一间隙形成一第一腔室,以使 该压电致动器受驱动时,气体由该进气板的该至少一进气孔导入,经该至少一总线孔汇集 至该中心凹部,再流经该共振片的该中空孔洞,以进入该第一腔室内,再由该压电致动器的 该至少一支架之间的一空隙向下传输,以持续推出气体;以及一微型阀门装置,包括:一阀 门片,具有一阀孔,该阀门片具有介于〇. 1_-〇. 3mm之间的厚度;一集气板,具有一第一贯穿 孔、一第二贯穿孔、一第一卸压腔室及一第一出口腔室,以及具有一基准表面,该第一出口 腔室具有一凸部结构,以对应该阀门片的该阀孔而设置,有利抵触该阀孔形成一预力作用, 完全封闭该阀孔,该凸部结构的高度高于该集气板的该基准表面,该第一贯穿孔与该第一 卸压腔室相连通,该第二贯穿孔与该第一出口腔室相连通;以及一出口板,具有一第三贯穿 孔、一第四贯穿孔、一第二卸压腔室及一第二出口腔室及至少一限位结构,以及具有一基准 表面,该第三贯穿孔端部具有一凸部结构,该凸部结构的高度高于该出口板的该基准表面, 有利该阀门片快速抵触形成一预力作用,完全封闭该第三贯穿孔,该第三贯穿孔对应于该 集气板的该第一贯穿孔,且与该第二卸压腔室相连通,该第四贯穿孔对应于该第二贯穿孔, 且与该第二出口腔室相连通,该至少一限位结构设置于该第二卸压腔室内,该限位结构的 高度介于〇. 3mm-0.5_之间,以及该第二卸压腔室及该第二出口腔室之间具有一连通流道; 其中,上述的集气板、阀门片及出口板依序对应堆叠设置定位,该阀门片设置于该集气板及 该出口板之间,且该阀门片的阀孔对应设置于该第二贯穿孔及该第四贯穿孔之间,气体自 该微型气体传输装置向下传输至该微型阀门装置内时,由该第一贯穿孔及该第二贯穿孔进 入该第一卸压腔室及该第一出口腔室内,而导入气体由该阀门片的阀孔流入该第四贯穿 孔内进行集压作业,当集压气体大于导入气体时,集压气体自该第四贯穿孔朝该第二出口 腔室流动,以使该阀门片位移,并使该阀门片的阀孔抵顶于该集气板而关闭,且该至少一限 位结构辅助支撑该阀门片,以防止该阀门片塌陷,同时集压气体于该第二出口腔室内可沿 连通流道流至该第二卸压腔室内,此时于第二卸压腔室内该阀门片位移,集压气体可由该 第三贯穿孔流出,以进行卸压作业。
[0007]为达上述目的,本实用新型的另一较广义实施态样为提供一种微型气压动力装 置,包括:一微型气体传输装置,包括:一进气板;一共振片;以及一压电致动器;其中,上述 的进气板、共振片及压电致动器依序对应堆叠设置定位,且该共振片与该压电致动器之间 具有一间隙形成一第一腔室,该压电致动器受驱动时,气体由该进气板进入,流经该共振 片,以进入该第一腔室内再向下传输;以及一微型阀门装置,包括:一集气板,具有至少两贯 穿孔及至少两腔室;一阀门片,具有一阀孔;以及一出口板,具有至少两贯穿孔及至少两腔 室;其中,上述的集气板、阀门片以及出口板依序对应堆叠设置定位,该微型气体传输装置 与该微型阀门装置之间形成一集气腔室,当气体自该微型气体传输装置向下传输至该集气 腔室,再传递至该微型阀门装置内,透过该集气板、该出口板分别具有的至少两贯穿孔及至 少两腔室,以因应气体的单向流动而使该阀门片的该阀孔对应进行开或关,俾进行集压或 卸压作业。
[0008] 为达上述目的,本实用新型的又一较广义实施态样为提供一种微型气压动力装 置,包括:一微型气体传输装置,包括依序堆叠设置一进气板、一共振片以及一压电致动器, 其中该共振片与该压电致动器之间具有一间隙形成一第一腔室,该压电致动器受驱动时, 气体由该进气板进入,流经该共振片,以进入该第一腔室内再传输;以及一微型阀门装置, 包括依序堆叠设置一集气板、一阀门片以及一出口板,该阀门片具有一阀孔;其中,当气体 自该微型气体传输装置传输至该微型阀门装置内,俾进行集压或卸压作业。 【【附图说明】
微型气压动力装置的制造方法附图
[0009] 图1A为本实用新型为较佳实施例的微型气压动力装置的正面分解结构示意图。
[0010] 图1B为图1A所示的微型气压动力装置的正面组合结构示意图。
[0011] 图2Α为图1Α所示的微型气压动力装置的背面分解结构示意图。
[0012] 图2Β为图1Α所示的微型气压动力装置的背面组合结构示意图。
[0013]图3Α为图1Α所示的微型气压动力装置的压电致动器的正面组合结构示意图。
[0014] 图3Β为图1Α所示的微型气压动力装置的压电致动器的背面组合结构示意图。
[0015] 图3C为图1Α所示的微型气压动力装置的压电致动器的剖面结构示意图。
[0016] 图4为图3Α所示的压电致动器的多种实施态样示意图。
[0017]图5Α至图5Ε为图1Α所示的微型气压动力装置的微型气体传输装置的作动示意图。
[0018] 图6Α为图1Α所示的微型气压动力装置的微型阀门装置的集压作动示意图。
[0019] 图6Β为图1Α所示的微型气压动力装置的微型阀门装置的卸压作动示意图。
[0020] 第7Α至图7Ε为图1Α所示的微型气压动力装置的集压作动示意图。
[0021] 图8为图1Α所示的微型气压动力装置的降压或是卸压作动示意图。
[0022]【符号说明】
[0023] 1:微型气压动力装置
[0024] 1Α:微型气体传输装置
[0025] 1Β:微型阀门装置
[0026] 11:进气板
[0027] 110:进气孔
[0028] 111:中心凹部
[0029] 112:总线孔
[0030] 12:共振片
[0031] 120:中空孔洞
[0032] 121:第一腔室
[0033] 13:压电致动器
[0034] 130:悬浮板
[0035] 130a:悬浮板的上表面
[0036] 130b:悬浮板的下表面
[0037] 130c:凸部
[0038] 131:外框
[0039] 131a:外框的上表面
[0040] 131b:外框的下表面 [0041 ] 132:支架
[0042] 132a:支架的上表面
[0043] 132b:支架的下表面
[0044] 133:压电陶瓷板
[0045] 134、151:导电接脚
[0046] 135:空隙
[0047] 141、142:绝缘片
[0048] 15:导电片
[0049] 16:集气板
[0050] 160:集气板的表面
[00511 161:集气板的基准表面
[0052] 162:集气腔室
[0053] 163:第一贯穿孔
[0054] 164:第二贯穿孔
[0055] 165:第一卸压腔室
[0056] 166:第一出口腔室
[0057] 167、181a:凸部结构
[0058] 17:阀门片
[0059] 170:阀孔
[0060] 171:定位孔洞
[0061] 18:出口板
[0062] 180:出口板的基准表面
[0063] 181:第三贯穿孔
[0064] 182:第四贯穿孔
[0065] 183:第二卸压腔室
[0066] 184:第二出口腔室
[0067] 185:连通流道
[0068] 186:卸压孔
[0069] 187:出口板的第二表面
[0070] 188:限位结构
[0071] 19:出口
[0072] gO:间隙
[0073] (a)~(1):导电致动器的不同实施态样
[0074] a0、i0、j0:悬浮板
[0075] al、il、jl:外框
[0076] a2、i2:支架
[0077] a3:空隙 【【具体实施方式】】
[0078]体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理 解的是本实用新型能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本实用新型的范围, 且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非架构于限制本实用新型。
[0079]本实用新型的微型气压动力装置1是可应用于医药生技、能源、电脑科技或是打印 等工业,俾用以传送气体,但不以此为限。请参阅图1A、图1B、图2A及图2B,图1A为本实用新 型较佳实施例的微型气压动力装置的正面分解结构示意图,图1B为图1A所示的微型气压动 力装置的正面组合结构示意图、图2A为图1A所示的微型气压动力装置的背面分解结构示意 图,图2B则为图1A所示的微型气压动力装置的背面组合结构示意图。如图1A及图2A所示,本 实用新型的微型气压动力装置1是由微型气体传输装置1A以及微型阀门装置1B所组合而 成,其中微型气体传输装置1A具有进气板11、共振片12、压电致动器13、绝缘片141、142、导 电片15等结构,其是将压电致动器13对应于共振片12而设置,并使进气板11、共振片12、压 电致动器13、绝缘片141、导电片15及另一绝缘片142等依序堆叠设置,且该压电致动器13是 由一悬浮板130以及一压电陶瓷板133组装而成;以及微型阀门装置1B则由集气板16、阀门 片17以及出口板18等依序堆叠组装而成,但不以此为限。且于本实施例中,如图1A所示,集 气板16不仅为单一的板件结构,亦可为周缘具有侧壁的框体结构,且由该周缘所构成的侧 壁与其底部的板件共同定义出一容置空间,故当本实用新型的微型气压动力装置1组装完 成后,则其正面示意图会如图1B所示,可见该微型气体传输装置1A是容设于集气板16的容 置空间中,且其下是与阀门片17及出口板18堆叠而成。而其组装完成的背面示意图则可见 该出口板18上的卸压孔186及出口 19,出口 19用以与一装置(未图示)连接,卸压孔186则供 以使微型阀门装置1B内的气体排出,以达卸压的功效。借由此微型气体传输装置1A以及微 型阀门装置1B的组装设置,以使气体自微型气体传输装置1A的进气板11上的至少一进气孔 110进气,并透过压电致动器13的作动,而流经多个压力腔室(未图示),并向下传输,进而可 使气体于微型阀门装置1B内单向流动,并将压力蓄积于与微型阀门装置1B的出口端相连的 一装置(未图示)中,且当需进行卸压时,则调控微型气体传输装置1A的输出量,使气体经由 微型阀门装置1B的出口板18上的卸压孔186而排出,以进行卸压。
[0080]请续参阅图1A及图2A,如图1A所示,微型气体传输装置2A的进气板11是具有至少 一进气孔110,于本实施例中,进气孔110的数量是为4个,但不以此为限,其主要用以供气体 自装置外顺应大气压力的作用而自该至少一进气孔110流入微型气体传输装置2A内。且又 如图2A所示,由进气板11的下表面可见,其上具有至少一总线孔112,用以与进气板11上表 面的该至少一进气孔110对应设置,并可将自该至少一进气孔110进入的气体引导并汇流集 中至一中心凹部111,以向下传递。是以于本实施例中,进气板11具有一体成型的进气孔 110、总线孔112及中心凹部111,且于该中心凹部111处即对应形成一汇流气体的汇流腔室, 以供气体暂存。于一些实施例中,进气板11的材质是可为但不限为由一不锈钢材质所构成, 且其厚度较佳值是介于〇.4mm-〇. 6mm之间,而其最佳值为0.5mm,但不以此为限。于另一些实 施例中,由该中心凹部111处所构成的汇流腔室的深度与这些总线孔112的深度相同,且该 汇流腔室及该总线孔112的深度的较佳值是介于0 · 2mm-0 · 3mm之间,但不以此为限。共振片 12是由一可挠性材质所构成,但不以此为限,且于共振片12上具有一中空孔洞120,是对应 于进气板11的下表面的中心凹部111而设置,以使气体可向下流通。于另一些实施例中,共 振片是可由一铜材质所构成,但不以此为限,且其厚度的较佳值是介于0.03mm-0.08mm之 间,而其最佳值为0.05mm,但亦不以此为限。
[0081]请同时参阅图3A、图3B及图3C,其是分别为图1A所示的微型气压动力装置的压电 致动器的正面结构示意图、背面结构示意图以及剖面结构示意图,如图所示,压电致动器13 是由一悬浮板130、一外框131、至少一支架132以及一压电陶瓷板133所共同组装而成,其 中,该压电陶瓷板133贴附于悬浮板130的下表面130b,以及该至少一支架132是连接于悬浮 板130以及外框131之间,于本实施例中,该支架132的两端点是连接于外框131,另一端点则 连接于悬浮板130,且于支架132、悬浮板130及外框131之间更具有至少一空隙135,用以供 气体流通,且该悬浮板130、外框131以及支架132的型态及数量是具有多种变化。另外,外框 131更具有一向外凸设的导电接脚134,用以供电连接之用,但不以此为限。于一些实施例 中,压电致动器13的厚度较佳值是介于0.28mm至0.49mm之间,而其最佳值是为0.37mm,但亦 不以此为限。
[0082] 于本实施例中,悬浮板130是为一阶梯面的结构,意即于悬浮板130的上表面130a 更具有一凸部130c,该凸部130c可为但不限为一圆形凸起结构,且凸部130c的高度较佳值 是介于0 · 02mm_0 · 08mm之间,而最佳值为0 · 03mm,其直径为5 · 5mm,但