微型气压动力装置制造方法

微型气压动力装置制造方法
【专利摘要】本发明关于一种微型气压动力装置，包括：微型气体传输装置，包括堆迭设置的进气板、流道板、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，经流道板及共振片，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迭设置的集气板、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，以进行集压或卸压。
【专利说明】微型气压动力装置

【技术领域】
[0001]本发明系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、列印、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、工业列印装置等产品所包含的流体输送结构为其关键技术，是以，如何藉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，该等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习知技术缺失，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。


【发明内容】

[0005]本发明的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，藉由整合微型气体传输装置与微型阀门装置，俾解决习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，本发明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:进气板，具有至少一进气孔，供导入气体；流道板，具有至少一汇流排孔及中心孔洞，汇流排孔对应该进气板的进气孔，且引导进气孔的气体汇流至中心孔洞；共振片，具有中空孔洞，对应流道板的中心孔洞；以及压电致动器，具有悬浮板及外框，悬浮板及外框之间系以至少一支架连接，且于悬浮板的表面贴附压电陶瓷板，其中，上述的进气板、流道板、共振片及压电致动器依序对应对迭设置定位，且共振片与压电致动器之间具有一间隙形成的一第一腔室，以使压电致动器受驱动时，气体由进气板的至少一进气孔导入，经流道板的至少一汇流排孔汇集至中心孔洞，再流经共振片的中空孔洞，以进入第一腔室内，再由压电致动器的至少一支架之间的空隙向下传输，以形成压力梯度流道持续推出气体；以及微型阀门装置，包括:集气板，具有第一贯穿孔、第二贯穿孔、第一卸压腔室及第一出口腔室，第一贯穿孔与第一卸压腔室相连通，第二贯穿孔与第一卸压腔室及第一出口腔室相连通；阀门片，具有一阀孔；以及出口板，具有第三贯穿孔、第四贯穿孔、第二卸压腔及第二出口腔室，第三贯穿孔对应于集气板的第一贯穿孔，且与第二卸压腔室相连通，第四贯穿孔对应于第二贯穿孔，且与第二出口腔室相连通，以及第二卸压腔室及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迭设置定位，该阀门片设置于集气板及出口板之间，且阀门片的阀孔对应设置于第二贯穿孔及第四贯穿孔之间，气体自微型气体传输装置向下传输至微型阀门装置内时，由第一贯穿孔及第二贯穿孔进入第一卸压腔室及第一出口腔室内，而导入气体由阀门片的阀孔流入第四贯穿孔内进行集压作业，当集压气体大于导入气体时，集压气体自第四贯穿孔朝第二出口腔室流动，以使阀门片位移，并使该阀门片的阀孔抵顶于集气板而关闭，同时集压气体于第二出口腔室内可沿连通流道流至第二卸压腔室内，此时于第二泄压腔室内该阀门片位移，集压气体可由第三贯穿孔流出，以进行卸压作业。
[0007]本发明的再一主要目的系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:进气板，具有至少一进气孔，供导入气体；流道板，具有至少一汇流排孔及中心孔洞，汇流排孔对应进气板的进气孔，且引导进气孔的气体汇流至中心孔洞；共振片，具有中空孔洞，对应流道板的中心孔洞；以及压电致动器，具有悬浮板及外框，悬浮板及外框之间系以至少一支架连接，且于悬浮板的一表面贴附压电陶瓷板；其中，上述的进气板、流道板、共振片及压电致动器依序对应对迭设置定位，压电致动器受驱动时，气体由进气板的至少一进气孔导入，经流道板的至少一汇流排孔汇集至中心孔洞，再流经共振片的中空孔洞，以进入第一腔室内，再由压电致动器的至少一支架之间的一空隙向下传输，以形成压力梯度流道持续推出气体；以及微型阀门装置，包括:集气板，具有第一贯穿孔、第二贯穿孔、第一卸压腔室及第一出口腔室，第一贯穿孔与第一卸压腔室相连通，第二贯穿孔与第一出口腔室相连通；阀门片，具有阀孔；以及出口板，具有第三贯穿孔、第四贯穿孔、第二卸压腔及第二出口腔室，第三贯穿孔对应于集气板的第一贯穿孔，且与第二卸压腔室相连通，第四贯穿孔对应于第二贯穿孔，且与第二出口腔室相连通，以及第二卸压腔室及第二出口腔室之间具有连通流道；其中，上述的集气板、阀门片及出口板依序对应堆迭设置定位，阀门片设置于集气板及出口板之间，且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微型阀门装置内时，由第一贯穿孔及第二贯穿孔进入第一卸压腔室及第一出口腔室内，而导入气体由阀门片的阀孔流入第四贯穿孔内进行集压作业，当集压气体大于导入气体时，集压气体自第四贯穿孔朝第二出口腔室流动，以使阀门片位移，并使阀门片的阀孔抵顶于集气板而关闭，同时集压气体于第二出口腔室内可沿连通流道流至第二卸压腔室内，此时于第二泄压腔室内阀门片位移，集压气体可由第三贯穿孔流出，以进行卸压作业。
[0008]为达上述目的，本发明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，包括依序堆迭设置的进气板、流道板、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第一腔室，压电致动器受驱动时，气体由进气板进入，流经流道板及共振片，以进入第一腔室内再向下传输；以及微型阀门装置，包括依序堆迭设置的集气板、阀门片以及出口板，阀门片具有阀孔；其中，微型气体传输装置与微型阀门装置之间形成集气腔室，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，透过集气板、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阀门片的阀孔对应进行开或关，俾进行集压或卸压作业。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1系为本发明第一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2A系为本发明为第二较佳实施例的微型气压动力装置的正面分解结构示意图。
[0011]图2B系为本发明为第二较佳实施例的微型气压动力装置的背面分解结构示意图。
[0012]图3A系为图2A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。
[0013]图3B系为图2A所示的微型气压动力装置的压电致动器的背面结构示意图。
[0014]图3C系为图2A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。
[0015]图4系为图3A所示的压电致动器的多种实施态样示意图。
[0016]图5A至第5E图系为图2A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。
[0017]图6A系为图2A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。
[0018]图6B系为图2A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。
[0019]图7A至图7E系为图2A所示的微型气压动力装置的集压作动示意图。
[0020]图8系为图2A所示的微型气压动力装置的降压或是卸压作动示意图。
[0021]【主要元件符号说明】
[0022]1、2:微型动力气压装置
[0023]1A、2A:微型气体传输装置
[0024]1B、2B:微型阀门装置
[0025]10,20:进气板
[0026]100,200:进气孔
[0027]11、22:共振片
[0028]12、23:压电致动器
[0029]120、230:悬浮板
[0030]121、233:压电陶瓷板
[0031]13、24:绝缘片
[0032]14、25:导电片
[0033]15、26:集气板
[0034]16、27:阀门片
[0035]17、28:出口板
[0036]170、285:连通流道
[0037]21:流道板
[0038]211:汇流排孔
[0039]210:中心孔洞
[0040]220:中空孔洞
[0041]221、234、251:导电接脚
[0042]222:第一腔室
[0043]230a:悬浮板的上表面
[0044]230b:悬浮板的下表面
[0045]230c:凸部
[0046]231:外框
[0047]231a:外框的上表面
[0048]231b:外框的下表面
[0049]232:支架
[0050]232a:支架的上表面
[0051]232b:支架的下表面
[0052]235:空隙
[0053]260:集气板的第一表面
[0054]261:集气板的第二表面
[0055]262:集气腔室
[0056]263:第一贯穿孔
[0057]264:第二贯穿孔
[0058]265:第一卸压腔室
[0059]266:第一出口腔室
[0060]267、286:凹槽结构
[0061]268、287:密封环
[0062]269、28la:凸部结构
[0063]270:阀孔
[0064]271:定位孔洞
[0065]280:出口板的第一表面
[0066]281:第三贯穿孔
[0067]282:第四贯穿孔
[0068]283:第二卸压腔室
[0069]284:第二出口腔室
[0070]288:卸压孔
[0071]289:出口板的第二表面
[0072]29:出口
[0073]gO:间隙
[0074](a)?⑴:导电致动器的不同实施态样
[0075]a0、i0、j0:悬浮板
[0076]al、il、jl:外框
[0077]a2、?2:支架
[0078]a3:空隙

【具体实施方式】
[0079]体现本发明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。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上系当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0080]本发明的微型气压动力装置I系可应用于医药生技、能源、电脑科技或是列印等工业，俾用以传送气体，但不以此为限。请参阅图1，其系为本发明第一较佳实施例的微型气压动力装置的正面分解结构示意图。如图所示，本发明的微型气压动力装置I系由微型气体传输装置IA以及微型阀门装置IB所组合而成，其中微型气体传输装置IA至少具有进气板10、共振片11、压电致动器12、绝缘片13、导电片14等结构，其系将压电致动器12对应于共振片11而设置，并使进气板10、共振片11、压电致动器12、绝缘片13、导电片14等依序堆迭设置，且该压电致动器12系由一悬浮板120以及一压电陶瓷板121组装而成；以及微型阀门装置IB则由集气板15、阀门片16以及出口板17等依序堆迭组装而成，但不以此为限。藉由此微型气体传输装置IA以及微型阀门装置IB的组装设置，以使气体自微型气体传输装置IA的进气板10上的至少一进气孔100进气，并透过压电致动器12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IB内单向流动，并将压力蓄积于与微型阀门装置IB的出口端相连的一装置(未图示)中，且当需进行泄压时，则调控微型气体传输装置IA的输出量，使气体经由微型阀门装置IB的出口板17上的连通流道170而排出，以进行泄压。
[0081]请同时参阅图2A及图2B，其系分别为本发明第二较佳实施例的微型气压动力装置的正面分解结构示意图以及背面分解结构示意图。如图所示，微型气压动力装置2系同样由微型气体传输装置2A以及微型阀门装置2B所组合而成，其中微型气体传输装置2A系依序由进气板20、流道板21、共振片22、压电致动器23、绝缘片24、导电片25等结构堆迭组装定位而成，于本实施例中，共振片22与压电致动器23之间系具有一间隙gO (如图5A所示)，然而于另一些实施例中，共振片22与压电致动器23之间亦可不具有间隙，故其实施态样并不以此为限。于一些实施例中，进气板20与流道板21亦可为一体成型的结构，即如本发明的第一较佳实施例所示，但不以此为限，以下系以本实施例的进气板20与流道板21分离设置的实施态样详加说明。以及，微型阀门装置2B则同样由集气板26、阀门片27以及出口板28等依序堆迭组装而成，但不以此为限。
[0082]于本实施例中，微型气体传输装置2A的进气板20系具有至少一进气孔200，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200流入微型气体传输装置2A内。流道板21上则具有至少一汇流排孔211，用以与进气板20的该至少一进气孔200对应设置，并可将自该至少一进气孔200进入的气体引导并汇流集中至一中心孔洞210，以向下传递。共振片22系由一可挠性材质所构成，但不以此为限，且于共振片22上具有一中空孔洞220，系对应于流道板21的中心孔洞210而设置，以使气体可向下流通。
[0083]请同时参阅图3A、图3B及图3C，其系分别为图2A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23系由一悬浮板230、一外框231、至少一支架232以及一压电陶瓷板233所共同组装而成，其中，该压电陶瓷板233贴附于悬浮板230的下表面230b，以及该至少一支架232系连接于悬浮板230以及外框231之间，且于支架232、悬浮板230及外框231之间更具有至少一空隙235，用以供气体流通，且该悬浮板230、外框231以及支架232的型态及数量系具有多种变化。另外，外框231更具有一向外凸设的导电接脚234，用以供电连接之用，但不以此为限。
[0084]于本实施例中，悬浮板230系为一阶梯面的结构,意即于悬浮板230的上表面230a更具有一凸部230c，请同时参阅图3A及图3C即可见，悬浮板230的凸部230c系与外框231的上表面231a共平面，且悬浮板230的上表面230a及支架232的上表面232a亦为共平面，且该悬浮板230的凸部230c及外框231的上表面231a与悬浮板230的上表面230a及支架232的上表面232之间系具有一特定深度。至于悬浮板230的下表面230b，则如图3B及图3C所示，其与外框231的下表面231b及支架232的下表面232b为平整的共平面结构，而压电陶瓷板233则贴附于此平整的悬浮板230的下表面230b处。于一些实施例中，悬浮板230、支架232以及外框231系可由一金属板所构成，但不以此为限，故压电致动器23由压电陶瓷板233与金属板粘合而成。
[0085]请续参阅图4,其系为图3A所示的压电致动器的多种实施态样示意图。如图所示，则可见压电致动器23的悬浮板230、外框231以及支架232系可有多样的型态，且至少可具有图4所示的(a)?(I)等多种态样，举例来说，(a)态样的外框al及悬浮板a0系为方形的结构，且两者之间系由多个支架a2以连结的，例如:8个，但不以此为限，且于支架a2及悬浮板a0、外框al之间系具有空隙a3，以供气体流通。于另一(i)态样中，其外框il及悬浮板i0亦同样为方形的结构，惟其中仅由2个支架i2以连结的；另外，于(j)?(I)态样，则其悬浮板jO等系可为圆形的结构，而外框jO等亦可为略具弧度的框体结构，但均不以此为限。故由此多种实施态样可见，悬浮板230的型态系可为方形或圆形，而同样地，贴附于悬浮板230的下表面230b的压电陶瓷板233亦可为方形或圆形，并不以此为限；以及，连接于悬浮板230及外框231之间的支架232的型态与数量亦可依实际施作情形而任施变化，并不以本发明所示的态样为限。且该等悬浮板230、外框231及支架232系可为一体成型的结构，但不以此为限，至于其制造方式则可由传统加工、或黄光蚀刻、或激光加工、或电铸加工、或放电加工等方式制出，均不以此为限。
[0086]此外，请续参阅图2A及图2B，于微型气体传输装置2A中更具有绝缘片24及导电片25，绝缘片24及导电片25系对应设置于压电致动器23的下，且其形态大致上对应于压电致动器23的外框的形态。于一些实施例中，绝缘片24即由可绝缘的材质所构成，例如:塑胶，但不以此为限，以进行绝缘之用；于另一些实施例中，导电片25即由可导电的材质所构成，例如:金属，但不以此为限，以进行电导通之用。以及，于本实施例中，共振片22上系可具有一导电接脚221，但不以此为限，而导电致动器23的外框231上亦具有与共振片22的导电接脚221相对应设置的导电接脚224，亦不以此为限，另外，在导电片25上亦可设置一导电接脚251，以进行电导通之用。
[0087]请同时参阅图2A及图5A至第5E图，其中图5A至第5E图系为图2A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。首先，如图5A所示，可见微型气体传输装置2A系依序由进气板20、流道板21、共振片22、压电致动器23、绝缘片24、导电片25等堆迭而成，且于共振片22与压电致动器23之间系具有一间隙g0，于本实施例中，系于共振片22及压电致动器23的外框231之间的间隙gO中填充一材质，例如:导电胶，但不以此为限，以使共振片22与压电致动器23的悬浮板230的凸部230c之间可维持该间隙gO的深度，进而可导引气流更迅速地流动，且因悬浮板230的凸部230c与共振片22保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音产生可被降低；于另一些实施例中，亦可藉由加高压电致动器23的外框231的高度，以使其与共振片22组装时增加一间隙，但不以此为限，另外，于另一些实施例中，该共振片22与压电致动器23之间亦可不具有间隙g0，即其实施态样并不以此为限。
[0088]请续参阅图5A至第5E图，如图所示，当进气板20、流道板21、共振片22与压电致动器23依序对应组装后，则于流道板21的中心孔洞210处可与其上的进气板20以及共振片22共同形成一汇流气体的腔室，且在共振片22与压电致动器23之间更形成一第一腔室222，用以暂存气体，且第一腔室222系透过共振片22的中空孔洞220而与流道板21的中心孔洞210处的腔室相连通，且第一腔室222的两侧则由压电致动器23的支架232之间的空隙235而与设置于其下的微型阀门装置2B相连通。
[0089]当微型气压动力装置2的微型气体传输装置2A作动时，主要由压电致动器23受电压致动而以支架232为支点，进行垂直方向的往复式振动。如第5B图所示，当压电致动器23受电压致动而向下振动时，则气体由进气板20上的至少一进气孔200进入，并经由流道板21上的至少一汇流排孔211以汇集到中央的中心孔洞210处，再经由共振片22上与中心孔洞210对应设置的中央孔洞220向下流入至第一腔室222中，其后，由于受压电致动器23振动的带动，共振片22亦会随的共振而进行垂直的往复式振动，如第5C图所示，则为共振片22亦随的向下振动，并贴附抵触于压电致动器23的悬浮板230的凸部230c上，藉由此共振片22的形变，以压缩第一腔室222的体积，并关闭第一腔室222中间流通空间，促使其内的气体推挤向两侧流动，进而经过压电致动器23的支架232之间的空隙235而向下穿越流动。至于第图则为其共振片22回复至初始位置，而压电致动器23受电压驱动以向上振动，如此同样挤压第一腔室222的体积，惟此时由于压电致动器23系向上抬升，因而使得第一腔室222内的气体会朝两侧流动，进而带动气体持续地自进气板20上的至少一进气孔200进入，再流入流道板21上的中心孔洞210所形成的腔室中，再如第5E图所示，该共振片22受压电致动器23向上抬升的振动而共振向上，进而使流道板21的中心孔洞210内的气体再由共振片22的中央孔洞220而流入第一腔室222内，并经由压电致动器23的支架232之间的空隙235而向下穿越流出微型气体传输装置2A。由此实施态样可见，当共振片22进行垂直的往复式振动时，系可由其与压电致动器23之间的间隙gO以增加其垂直位移的最大距离，换句话说，于该两结构之间设置间隙gO可使共振片22于共振时可产生更大幅度的上下位移，因而可促进气体更快速的流动，并可达到静音的效果。如此，在经此微型气体传输装置2A的流道设计中产生压力梯度，使气体高速流动，并透过流道进出方向的阻抗差异，将气体由吸入端传输至排出端，且在排出端有气压的状态下，仍有能力持续推出气体。
[0090]另外，于一些实施例中，共振片22的垂直往复式振动频率系可与压电致动器23的振动频率相同，即两者可同时向上或同时向下，其系可依照实际施作情形而任施变化，并不以本实施例所示的作动方式为限。
[0091]请同时参阅图2A、图2B及图6A、图6B，其中图6A系为图2A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，图6B则为图2A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。如图6A所示，本发明的微型气压动力装置2的微型阀门装置2B系依序由集气板26、阀门片27以及出口板28堆迭而成，于本实施例中，集气板26的第一表面260上系凹陷以形成一集气腔室262，由微型气体传输装置2A向下传输的气体则暂时蓄积于此集气腔室262中，且于集气板26中系具有第一贯穿孔263及第二贯穿孔264，第一贯穿孔263及第二贯穿孔264的一端系与集气腔室262相连通，另一端则分别与集气板26的第二表面261上的第一卸压腔室265及第一出口腔室266相连通。以及，在第一出口腔室266处更进一步增设一凸部结构269，例如可为但不限为一圆柱结构，且其系与阀门片27的阀孔270对应设置；另外，在集气板26上更具有复数个环绕于集气腔室262、第一卸压腔室265及第一出口腔室266而设置的凹槽结构267，用以供一密封环268设置于其上。
[0092]出口板28亦具有两贯穿设置的第三贯穿孔281以及第四贯穿孔282，且该第三贯穿孔281及第四贯穿孔282系分别对应于集气板26的第一贯穿孔263以及第二贯穿孔264而设置，且于出口板28的第一表面280上对应于第三贯穿孔281处系凹陷形成一第二卸压腔室283，而对应于第四贯穿孔282处则凹陷形成一第二出口腔室284，且于第二卸压腔室283与第二出口腔室284之间更具有一连通流道285，用以供气体流通。该第三贯穿孔281的一端与第二卸压腔室283相连通，且其端部可进一步增设一凸出而形成的凸部结构281a，例如可为但不限为圆柱结构，另一端则连通于出口板28的第二表面289的卸压孔288 ;而第四贯穿孔282的一端与第二出口腔室284相连通，另一端则与出口 29相连通，于本实施例中，出口 29系可与一装置(未图示)，例如:压力机，但不以此为限，相连接。同样地，在出口板28上亦具有复数个环绕于第二卸压腔室283及第二出口腔室284而设置的凹槽结构286，用以供一密封环287设置于其上，于一些实施例中，密封环268、287的材质系为可耐化性佳的橡胶材料，但不以此为限，其主要用以对应设置于凹槽结构267、286中，以辅助集气板26、出口板28与阀门片27之间更紧密的接合，并防止气体外泄。
[0093]阀门片27上具有一阀孔270以及复数个定位孔洞271，当阀门片27与集气板26及出口板28定位组装时，系将其阀孔270对应于集气板26的第一出口腔室266的凸部结构269而对应设置，藉由此单一的阀孔270的设计，以使气体可因应其压差而达到单向流动的目的。
[0094]当微型阀门装置2B集压作动时，主要如图6A所示，其系可因应来自于微型气体传输装置2A向下传输的气体所提供的压力，又或是当外界的大气压力大于与出口 29连接的装置(未图示)的内部压力时，则气体会自微型气体传输装置2A传输至微型阀门装置2B的集气腔室262中，再分别经第一贯穿孔263以及第二贯穿孔264而向下流入第一卸压腔室265及第一出口腔室266内，此时，向下的气体压力系使可挠性的阀门片27向下弯曲形变，进而使第一卸压腔室265的体积增大，且对应于第一贯穿孔263处向下平贴并抵顶于第三贯穿孔281的端部，进而可封闭出口板28的第三贯穿孔281，故于第二卸压腔室283内的气体不会自第三贯穿孔281处流出。当然，本实施例，可利用第三贯穿孔281端部增设的凸部结构281a，以加强阀门片27快速抵触封闭第三贯穿孔281，并达到一预力抵触作用完全密封的效果。另一方面，由于气体系自第二贯穿孔264而向下流入第一出口腔室266中，且对应于第一出口腔室266处的阀门片27亦向下弯曲形变，故使得其对应的阀孔270向下打开，气体则可自第一出口腔室266经由阀孔270而流入第二出口腔室284中，并由第四贯穿孔282而流至出口 29及与出口 29相连接的装置(未图示)中，藉此以对该装置进行集压的作动。
[0095]请续参阅图6B，当微型阀门装置2B进行卸压时，其系可藉由调控微型气体传输装置2A的气体传输量，使气体不再输入集气腔室262中，或是当与出口 29连接的装置(未图示)内部压力大于外界的大气压力时，则可使微型阀门装置2B进行卸压。此时，气体将自与出口 29连接的第四贯穿孔282输入至第二出口腔室284内，使得第二出口腔室284的体积膨胀，进而促使可挠性的阀门片27向上弯曲形变，并向上平贴、抵顶于集气板26上，故阀门片27的阀孔270会因抵顶于集气板26而关闭。当然，在本实施例，可利用第一出口腔室266增设凸部结构269，让可挠性的阀门片27向上弯曲形变更快速抵触，使阀孔270更有利达到一预力抵触作用完全贴附密封的关闭状态，故阀门片27的阀孔270会因抵顶于该凸部结构269而关闭，则该第二出口腔室284内的气体将不会逆流至第一出口腔室266中。以及，第二出口腔室284中的气体系可经由连通流道285而流至第二卸压腔室283中，进而使第二卸压腔室283的体积扩张，并使对应于第二卸压腔室283的阀门片27同样向上弯曲形变，此时由于阀门片27未抵顶封闭于第三贯穿孔281端部，故该第三贯穿孔281即处于开启状态，即第二卸压腔室283内的气体可由第三贯穿孔281向外流至卸压孔288处以进行卸压作业。当然，本实施例，可利用第三贯穿孔281端部增设的凸部结构281a，让可挠性的阀门片27向上弯曲形变更快速，更有利脱离关闭第三贯穿孔281的状态。如此，则可藉由此单向的卸压作业将与出口 29连接的装置(未图示)内的气体排出而降压，或是完全排出而完成卸压作业。
[0096]请同时参阅图2A、图2B及图7A至图7E，其中图7A至图7E系为图2A所示的微型气压动力装置的集压作动示意图。如图7A所示，微型气压动力装置2即由微型气体传输装置2A以及微型阀门装置2B所组合而成，其中微型气体传输装置2A系如前述，依序由进气板20、流道板21、共振片22、压电致动器23、绝缘片24、导电片25等结构堆迭组装定位而成，且于共振片22与压电致动器23之间系具有一间隙g0，且于共振片22与压电致动器23之间具有第一腔室222，以及，微型阀门装置2B则同样由集气板26、阀门片27以及出口板28等依序堆迭组装定位而成，且于微型阀门装置2B的集气板26与微型气体传输装置2A的压电致动器23之间系具有集气腔室262、于集气板26的第二表面261更具有第一卸压腔室265以及第一出口腔室266，以及于出口板28的第一表面280更具有第二卸压腔室283及第二出口腔室284，藉由该等多个不同的压力腔室搭配压电致动器23的驱动及共振片22、阀门片27的振动，以使气体向下集压传输。
[0097]如图7B所示，当微型气体传输装置2A的压电致动器23受电压致动而向下振动时，则气体会由进气板20上的进气孔200进入微型气体传输装置2A中，并经由流道板21上的至少一汇流排孔211以汇集到其中心孔洞210处，再经由共振片22上的中空孔洞220向下流入至第一腔室222中。其后，则如图7C所示，由于受压电致动器23振动的共振作用，共振片22亦会随的进行往复式振动，即其向下振动，并吸附于压电致动器23的悬浮板230的凸部230c上，藉由此共振片22的形变，使得流道板21的中央孔洞210处的腔室的体积增大，并同时压缩第一腔室222的体积，进而促使第一腔室222内的气体推挤向两侧流动，进而经过压电致动器23的支架232之间的空隙235而向下穿越流通，以流至微型气体传输装置2A与微型阀门装置2B之间的集气腔室262内，并再由与集气腔室262相连通的第一贯穿孔263及第二贯穿孔264向下对应流至第一卸压腔室265及第一出口腔室266中。接着，则如图7D所示，由于微型气体传输装置2A的共振片22回复至初始位置，而压电致动器23受电压驱动以向上振动，如此同样挤压第一腔室222的体积，使得第一腔室222内的气体朝两侧流动，并由压电致动器23的支架232之间的空隙235持续地输入至微型阀门装置2B的集气腔室262、第一卸压腔室265以及第一出口腔室266中，如此更使得第一卸压腔室265及第一出口腔室266内的气压越大，进而推动可挠性的阀门片27向下产生弯曲形变，则于第二卸压腔室283中，阀门片27则向下平贴并抵顶于第三贯穿孔281端部的凸部结构281a，进而使第三贯穿孔281封闭，而于第二出口腔室284中，阀门片27上对应于第四贯穿孔282的阀孔270系向下打开，使第二出口腔室284内的气体可由第四贯穿孔282向下传递至出口 29及与出口 29连接的任何装置(未图示)，进而以达到集压作业的目的。最后，则如图7E所示，当微型气体传输装置2A的共振片22共振向上位移，进而使流道板21的中心孔洞210内的气体可由共振片22的中空孔洞220而流入第一腔室222内，再经由压电致动器23的支架232之间的空隙235而向下持续地传输至微型阀门装置2B中，则由于其气体压系持续向下增加，故气体仍会持续地经由微型阀门装置2B的集气腔室262、第二贯穿孔264、第一出口腔室266、第二出口腔室284及第四贯穿孔282而流至出口 29及与出口 29连接的任何装置中，此集压作业系可经由外界的大气压力与装置内的压力差以驱动之，但不以此为限。
[0098]当与出口 29连接的装置(未图示)内部的压力大于外界的压力时，则微型气压动力装置2系可如图8所示进行降压或是卸压的作业，其降压或是卸压的作动方式主要系如前所述，可藉由调控微型气体传输装置2A的气体传输量，使气体不再输入集气腔室262中，此时，气体将自与出口 29连接的第四贯穿孔282输入至第二出口腔室284内，使得第二出口腔室284的体积膨胀，进而促使可挠性的阀门片27向上弯曲形变，并向上平贴、抵顶于第一出口腔室266的凸部结构269上，而使阀门片27的阀孔270关闭，即第二出口腔室284内的气体不会逆流至第一出口腔室266中；以及，第二出口腔室284中的气体系可经由连通流道285而流至第二卸压腔室283中，再由第三贯穿孔281向外流至卸压孔288处以进行卸压作业；如此可藉由此微型阀门结构2B的单向气体传输作业将与出口 29连接的装置内的气体排出而降压，或是完全排出而完成卸压作业。
[0099]综上所述，本发明所提供的微型气体动力装置，主要藉由微型气体传输装置及微型阀门装置的相互组接，使气体自微型气体传输装置上的进气孔进入，并利用压电致动器的作动，使气体于设计后的流道及压力腔室中产生压力梯度，进而使气体高速流动而传递至微型阀门装置中，再透过微型阀门装置的单向阀门设计，使气体以单方向流动，进而可将压力累积于与出口连接的任何装置中；而当欲进行降压或卸压时，则调控微型气体传输装置的传输量，并使气体可由与出口连接的装置中传输至微型阀门装置的第二出口腔室，并由连通流道将的传输至第二卸压腔室，再由卸压孔流出，进而以达到可使气体迅速地传输，且同时可达到静音的功效，更可使微型气体动力装置的整体体积减小及薄型化，进而使微型气体动力装置达成轻便舒适的可携式目的，并可广泛地应用于医疗器材及相关设备之中。因此，本发明的极具产业利用价值，爰依法提出申请。
[0100]纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
【权利要求】
1.一种微型气压动力装置，其特征在于包括: 一微型气体传输装置，包括: 一进气板，具有至少一进气孔，供导入气体； 一流道板，具有至少一汇流排孔及一中心孔洞，该汇流排孔对应该进气板的该进气孔，且引导该进气孔的气体汇流至该中心孔洞； 一共振片，具有一中空孔洞，对应该流道板的该中心孔洞；以及一压电致动器，具有一悬浮板及一外框，该悬浮板及该外框之间以至少一支架连接，且于该悬浮板的一表面贴附一压电陶瓷板； 其中，上述的进气板、流道板、共振片及压电致动器依序对应对迭设置定位，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，经该流道板的该至少一汇流排孔汇集至该中心孔洞，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，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； 一阀门片，具有一阀孔；以及 一出口板，具有一第三贯穿孔、一第四贯穿孔、一第二卸压腔及一第二出口腔室，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，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迭设置定位，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，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，此时于第二泄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。
2.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型气体传输装置更包括一绝缘片及一导电片，且该绝缘片及该导电片依序设置于该压电致动器之下。
3.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型气体传输装置的该进气板及该流道板可为一体成型的结构。
4.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型气体传输装置的该压电致动器的该悬浮板的一上表面为一阶梯面的结构，即该上表面具有一凸部，且该凸部与该外框的一上表面共平面，该凸部及该外框的该上表面与该悬浮板的该上表面及该支架的一上表面之间具有一特定深度。
5.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型气体传输装置的该压电致动器的该压电陶瓷板贴附于该悬浮板的一下表面，且该悬浮板的该下表面与该外框及该支架的一下表面共平面。
6.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该集气板于一表面更具有一集气腔室，且该集气腔室与该第一贯穿孔及该第二贯穿孔相连通。
7.如权利要求书6所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该第一卸压腔室及该第一出口腔室设置于该集气板所相对的该集气腔室的另一表面上。
8.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该集气板的该第一出口腔室更具有一凸部结构，且该凸部结构对应该阀片板的该阀孔设置，以利快速抵触形成一预力抵触完全密封关闭该阀孔。
9.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该第二卸压腔室及该第二出口腔室设置于该出口板的一表面上，分别与该集气板的该第一卸压腔室及该第一出口腔室相对应。
10.如权利要求书I所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该出口板的该第三贯穿孔端部具有一凸部结构，以利该阀门片快速抵触形成一预力抵触完全密封关闭该第三贯穿孔，或以利该阀门片快速脱离开启该第三贯穿孔。
11.一种微型气压动力装置，其特征在于包括: 一微型气体传输装置，包括: 一进气板； 一流道板； 一共振片；以及 一压电致动器； 其中，上述的进气板、流道板、共振片及压电致动器依序对应堆迭设置定位，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，流经该流道板及该共振片，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迭设置定位，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。
12.如权利要求书11所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型气体传输装置，该进气板具有至少一进气孔，供导入气体；该流道板具有至少一汇流排孔及一中心孔洞，该汇流排孔对应该进气板的该进气孔，且引导该进气孔的气体汇流至该中心孔洞；该共振片具有一中空孔洞，对应该流道板的该中心孔洞；以及该压电致动器具有一悬浮板及一外框，该悬浮板及该外框之间以至少一支架连接，且于该悬浮板的一表面贴附一压电陶瓷板。
13.如权利要求书11所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该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，该第一贯穿孔与该第一卸压腔室相连通，该第二贯穿孔与第一出口腔室相连通。
14.如权利要求书13所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该出口板具有一第三贯穿孔、一第四贯穿孔、一第二卸压腔及一第二出口腔室其中该第二卸压腔室及该第二出口腔室之间具有一连通流道。
15.如权利要求书14所述的微型气压动力装置，其特征在于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该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，并使该阀门片的该阀孔抵顶于该集气板而关闭，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，此时于第二泄压腔室内该阀门片位移，集压气体可由该第三贯穿孔流出，进行卸压作业。
16.一种微型气压动力装置，其特征在于包括: 一微型气体传输装置，包括依序堆迭设置一进气板、一流道板、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，流经该流道板及该共振片，以进入该第一腔室内再传输；以及 一微型阀门装置，包括依序堆迭设置一集气板、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。
17.如权利要求书16所述的微型气压动力装置，其特征在于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，使该气体自该微型气体传输装置传输至该集气腔室，再传递至该微型阀门装置内。
18.如权利要求书16所述的微型气压动力装置，其特征在于该微型阀门装置的该集气板、该出口板分别具有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。
【文档编号】F04B45/047GK104234986SQ201310253543
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】薛达伟, 张英伦, 吴祥涤, 余荣侯, 陈世昌, 周宗柏, 李耀吉, 廖家淯 申请人:研能科技股份有限公司