薄型气体传输装置的制作方法

1.本案关于一种薄型气体传输装置，尤指一种能够避免气体回流的薄 型气体传输装置。


背景技术：

2.随着科技的日新月异，气体输送装置的应用上亦愈来愈多元化，举 凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热等等，甚至近来热门的穿戴式装置皆 可见它的踨影，可见传统的泵已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。
3.目前的薄型气体传输装置对一气囊进行充气后，当充气完成，薄型 气体传输装置停止运作后，经常会发生气体回流的现象，使的气囊内的气压不足， 故如何在薄型气体传输装置停止时，避免气体回流为目前需要解决的难题。


技术实现要素：

4.本案的主要目的是提供一种具有薄型气体传输装置，利用锥形的通 气孔内容设闭锁珠，来达到禁止气体回流的效果。
5.本案的一广义实施态样为一种薄型气体传输装置，包含：一底板， 具有：一第一底表面；一第二底表面，与该第一底表面相对；一容置槽，自该第一 底表面凹陷形成，设有一容置底面；一出气槽，自该容置底面凹陷形成，设有一出 气通道；一定位部，自该第一底表面凸出且围绕该容置槽；一通气孔，位于该固定 部，具有一进气端及一通气端，该通气端连通该容置槽，其中，该通气孔自该通气 端至该进气端呈渐缩；一闭锁珠，容设于该通气孔；一进气管，与该通气孔的该进 气端相连通；以及一出气管，与该出气槽的该出气通道相连通；一气体泵，设置于 该容置槽的该容置底面，且封盖该出气槽；以及一顶盖，固设于该定位部并封盖该 容置槽，其中，该闭锁珠的直径介于该通气端的直径与该进气端的直径之间。
附图说明
6.图1a为本案薄型气体传输装置的立体示意图。图1b为本案薄型气体传输装置的分解示意图。图2a为本案底板的立体示意图。图2b为本案底板的仰式图。图3a为本案气体泵的分解示意图。图3b为本案气体泵的另一角度分解示意图。图4a为本案气体泵的剖面示意图。图4b至图4d为本案气体泵作动示意图。图5a及图5b为本案薄型气体传输装置气流示意图。图5c为本案薄型气体传输装置避免气体回流示意图。
附图标记说明
7.100：薄型气体传输装置1：底板11：第一底表面12：第二底表面13：容置槽131：容置底面14：出气槽141：侧壁部142：出气通道15：定位部151：固定孔16：通气孔161：进气端162：通气端17：闭锁珠18：进气管19：出气管1a：第一侧壁1b：第二侧壁1c：第三侧壁1d：第四侧壁2：气体泵21：进流板21a：进流孔21b：汇流排槽21c：汇流腔室22：共振片22a：中空孔22b：可动部22c：固定部23：压电致动器23a：悬浮板23b：外框23c：支架23d：压电元件23e：间隙23f：凸部24：第一绝缘片
25：导电片26：第二绝缘片27：腔室空间3：顶盖31：固定柱a-a、b-b：剖面线
具体实施方式
8.体现本案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。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围， 且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。
9.请参阅图1a及图1b所示，本案提供一种薄型气体传输装置100，包 含一底板1、一气体泵2及一顶盖3，气体泵2容设于底板1内，再由顶盖3固定于底板 1上。
10.请参阅图2a及图2b所示，底板1包含有一第一底表面11、一第二底 表面12、一容置槽13、一出气槽14、一定位部15、一通气孔16、一闭锁珠17、一进 气管18、一出气管19、第一侧壁1a、第二侧壁1b、第三侧壁1c及第四侧壁1d，第一 底表面11及第二底表面12为两彼此相对的表面，容置槽13自该第一底表面11凹陷形 成，具有一容置底面131，出气槽14自容置底面131凹陷形成，出气槽14具有一侧壁 部141及一出气通道142，出气通道142位于侧壁部141，定位部15呈方形，自第一底 表面11凸出且围绕容置槽13设置，通气孔16则位于定位部15上，具有一进气端161 及一通气端162，通气端162连通至容置槽13，进气管18自第一侧壁1a向外延伸，且 连通通气孔16的进气端161，出气管19自与第一侧壁1a的第三侧壁1c向外延伸，并 与出气槽14的出气通道142相连通，其中，进气管18与出气管19错位设置；值得注 意的是，进气管18及出气管19也可设置于第二侧壁1b或第四侧壁1d，并不以此为限。
11.承上所述，闭锁珠17为一圆型珠，通气孔16为一圆型通孔，闭锁珠 17的直径介于通气孔16的通气端162的直径与进气端161的直径之间；闭锁珠17的直 径可为0.5mm至1mm之间，于一实施例中，闭锁珠17的直径为0.8mm，且闭锁珠17 可为一钢珠。
12.通气孔16自通气端162至进气端161呈渐缩状的锥形，并供闭锁珠17 容设其中，而锥形的通气孔16的倾斜角度为10度至14度之间，于一实施例中，其倾 斜角度为12度，其中，进气端161的直径为0.68mm，通气端162的直径为1.2mm。
13.如图1所示，气体泵2设置于容置槽13的容置底面131并且封盖出气槽 14，请再参阅图3a及图3b，气体泵2包含一进流板21、一共振片22、一压电致动器 23、一第一绝缘片24、一导电片25及一第二绝缘片26依序堆叠组合设置。其中进流 板21具有至少一进流孔21a、至少一汇流排槽21b及一汇流腔室21c，进流孔21a供导 入气体，进流孔21a对应贯通汇流排槽21b，且汇流排槽21b汇流到汇流腔室21c，使 进流孔21a所导入气体得以汇流至汇流腔室21c中。于本实施例中，进流孔21a与汇 流排槽21b的数量相同，进流孔21a与汇流排槽21b的数量分别为4个，并不以此为限， 4个进流孔21a分别贯通4个汇流排槽21b，且4个汇流排槽21b汇流到汇流腔室21c。
14.请参阅图3a、图3b及图4a所示，上述的共振片22通过贴合方式组 接于进流板21上，且共振片22上具有一中空孔22a、一可动部22b及一固定部22c， 中空孔22a位于共振片
22的中心处，并与进流板21的汇流腔室21c对应，而可动部22b 设置于中空孔22a的周围且与汇流腔室21c相对的区域，而固定部22c设置于共振片 22的外周缘部分而贴固于进流板21上。
15.请继续参阅图3a、图3b及图4a所示，上述的压电致动器23接合于 共振片22上并与共振片22相对应设置，包含有一悬浮板23a、一外框23b、至少一支 架23c、一压电元件23d、至少一间隙23e及一凸部23f。其中，悬浮板23a为一正方 形型态，悬浮板23a之所以采用正方形，乃相较于圆形悬浮板的设计，正方形悬浮 板23a的结构明显具有省电的优势，因在共振频率下操作的电容性负载，其消耗功 率会随频率的上升而增加，又因边长正方形悬浮板23a的共振频率明显较圆形悬浮 板低，故其相对的消耗功率亦明显较低，亦即本案所采用正方形设计的悬浮板23a， 具有省电优势的效益；外框23b环绕设置于悬浮板23a之外侧；至少一支架23c连接 于悬浮板23a与外框23b之间，以提供弹性支撑悬浮板23a的支撑力；以及一压电元 件23d具有一边长，该边长小于或等于悬浮板23a的一悬浮板23a边长，且压电元件 23d贴附于悬浮板23a的一表面上，用以施加电压以驱动悬浮板23a弯曲振动；而悬 浮板23a、外框23b与支架23c之间构成至少一间隙23e，用以供气体通过；凸部23f 为设置于悬浮板23a贴附压电元件23d的表面的相对的另一表面，凸部23f于本实施 例中，可为通过于悬浮板23a利用一蚀刻制程制出一体成形突出于贴附压电元件23d 的表面的相对的另一表面上形成的一凸状结构。
16.请继续参阅图3a、图3b及图4a所示，上述的进流板21、共振片22、 压电致动器23、第一绝缘片24、导电片25及第二绝缘片26依序堆叠组合，其中压电 致动器23的悬浮板23a与共振片22之间需形成一腔室空间27，腔室空间27可利用于 共振片22及压电致动器23之外框23b之间的间隙填充一材质形成，例如：导电胶， 但不以此为限，以使共振片22与悬浮板23a的一表面之间可维持一定深度形成腔室 空间27，进而可导引气体更迅速地流动，且因悬浮板23a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，当然于另一实施例中，亦可借由压 电致动器23之外框23b高度加高来减少共振片22及压电致动器23之外框23b之间的 间隙所填充导电胶的厚度，如此l气体泵2整体结构组装不因导电胶的填充材质会因 热压温度及冷却温度而间接影响到，避免导电胶的填充材质因热胀冷缩因素影响到 成型后腔室空间27的实际间距，但不以此为限。另外，腔室空间27将会影响气体泵 2的传输效果，故维持一固定的腔室空间27对于气体泵2提供稳定的传输效率是十分 重要。
17.为了了解上述气体泵2提供气体传输的输出作动方式，请继续参阅图 4b至图4d所示，请先参阅图4b，压电致动器23的压电元件23d被施加驱动电压后 产生形变带动悬浮板23a向下位移，此时腔室空间27的容积提升，于腔室空间27内 形成了负压，便汲取汇流腔室21c内的气体进入腔室空间27内，同时共振片22受到 共振原理的影响被同步向下位移，连带增加了汇流腔室21c的容积，且因汇流腔室 21c内的气体进入腔室空间27的关系，造成汇流腔室21c内同样为负压状态，进而通 过进流孔21a及汇流排槽21b来吸取气体进入汇流腔室21c内；请再参阅图4c，压电 元件23d带动悬浮板23a向上位移，压缩腔室空间27，同样的，共振片22被悬浮板23a 因共振而向上位移，迫使同步推挤腔室空间27内的气体往下通过间隙23e向下传输， 以达到传输气体的效果；最后请参阅图4d，当悬浮板23a回复原位时，共振片22仍 因惯性而向下位移，此时的共振片22将使压缩腔室空间27内的气体向间隙23e移
动， 并且提升汇流腔室21c内的容积，让气体能够持续地通过进流孔21a及汇流排槽21b 来汇聚于汇流腔室21c内，通过不断地重复上述图4c至图4d所示的气体泵2提供气 体传输作动步骤，使气体泵2能够使气体连续自进流孔21a进入进流板21及共振片22 所构成流道产生压力梯度，再由间隙23e向下传输，使气体高速流动，达到气体泵2 传输气体输出的作动操作。
18.图5a为第1a的a-a剖面线图，图5b为第1a的b-b剖面线图，请参阅 图5a所示，当气体泵2作动后，汲取容置槽13内的气体，向下输送至出气槽14内， 此时容置槽13内呈现负压状态，薄型气体传输装置100外的气体将由底板1的进气管 18进入，且将位于通气孔16内的闭锁珠17向上推动，使闭锁珠17脱离通气孔16的进 气端161，气体得以由进气管18通过进气端161，进入至通气孔16内，而由于通气端 162的直径大于闭锁珠17的直径，闭锁珠17无法封闭通气端162，致使气体将通过通 气端162进入至容置槽13内，并持续往出气槽14输送；请再参阅图5b，气体导送至 出气槽14后，则通过出气通道142进入出气管19，由出气管19排出，来完成气体输 送的过程。
19.请再审阅图5c所示，气体泵2停止作动的当下，容置槽13内的气体 压力高于薄型气体传输装置100外的气体压力，导致气体将由容置槽13导送至通气 孔16，并将位于通气端162的闭锁珠17推至进气端161，由于闭锁珠17的直径大于进 气端161的直径，故当闭锁珠17被推送至进气端161时，将封闭进气端161，停止气 体由进气端161通过，达到阻止气体逆流的效果。
20.请再参阅图1b及图5c所示，底板1的定位部15具有至少一固定孔 151，于本实施例中，固定孔151数量为3个，但不以此为限，顶盖3则具有至少一固 定柱31，固定柱31其数量与位置皆与固定孔151对应，并分别穿设于对应的固定孔 151内，用以定位及固定。
21.综上所述，本案所提供的薄型气体传输装置，，通过于锥形通气孔 内设置闭锁珠，气体泵运作时，通过气压将闭锁珠导引至通气端，使微型气体传输 装置外的气体得以由进气端进入，当气体泵停止运作时，经由气压将闭锁珠导引至 进气端，并封闭进气端，防止气体由进气管回流极具产业利用性。
22.本案得由熟知此技术的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。