CN110131140B - 微型流体控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种微型流体控制装置，包含：一进气板；一共振板，供与该进气板组配结合:一压电致动器，与该共振板组配结合，包括有：一悬浮板，具有一第一表面及一第二表面；一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧，并具有一组配表面；至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑该悬浮板；以及一压电元件，贴附于该悬浮板的第二表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动；其中，该至少一支架成形于该悬浮板与该外框之间，并使该悬浮板的第一表面与外框的组配表面形成为非共平面，且使该悬浮板的第一表面与该共振板之间保持一腔室间距。
Description
技术领域
本案关于一种微型流体控制装置，尤指一种透过冲压加工调整腔室间距以得到稳定传输流量的微型流体控制装置。
背景技术
目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业经常会使用到流体传输装置，但上述领域的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，自以如何提升微型流体传输装置的效率，为当下发展的重要内容。
又如图1A所示，于已知技术中，微型流体传输装置1包含一进气板11、一共振板12及一压电致动器13，然而微型流体传输装置1的共振板12与压电致动器13之间的间距h对其传输效率影响甚剧，而这间距h一般制程常见是由胶层14厚度来控制，但是胶体14本身的厚度会受到温度与热压重量影响，再加上如图1B所示，实际组装上进气板1的材料本身受环境温度影响的变形，因此要控制胶层14厚度非常困难，如此导致微型流体传输装置1的传输效率不稳定的问题，此外，共振板12与压电致动器13之间的间距h过低时，会造成悬浮板131与共振板12之间相互干涉，因而消耗两者的动能而影响传输效率，也会因为彼此干涉碰撞因而衍生出噪音问题。
有鉴于此，如何发展一种可轻易控制共振板与致动器之间的间距，用以稳定微型流体传输装置的传输效率，实乃为当前极为重要的课题。
发明内容
本案的主要目的是提供一种微型流体传输装置，能够轻易且准确地调整共振板与致动器之间的间距，用以提供稳定的传输效率。
本案的一广义实施态样为一种微型流体控制装置，包含：一进气板；一共振板，供与该进气板组配结合:一压电致动器，与该共振板组配结合，包括有：一悬浮板，具有一第一表面及一第二表面；一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧，并具有一组配表面；至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑该悬浮板；以及一压电元件，贴附于该悬浮板的第二表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动；其中，该至少一支架成形于该悬浮板与该外框之间，并使该悬浮板的第一表面与外框的组配表面形成为非共平面，且使该悬浮板的第一表面与该共振板之间保持一腔室间距。
附图说明
图1A所示为已知的微型流体控制装置无材料变形的组装理想样态剖面示意图。
图1B所示为已知的微型流体控制装置的进气板材料变形所组装样态剖面示意图。
图2A所示为本案微型流体控制装置的正面方向视得分解示意图。
图2B为本案微型流体控制装置的底面方向视得分解示意图。
图3为本案微型流体控制装置组装后的剖面示意图。
附图标记说明
1：微型流体控制装置
11：进气板
111：进气孔
112：汇流排孔
113：汇流腔室
12：共振板
121：中空孔
122：可动部
123：固定部
13：压电致动器
131：悬浮板
131a：第一表面
131b：第二表面
131c：凹置表面
132：外框
132a：组配表面
132b：下表面
133：支架
134：压电元件
135：凸部结构
14：胶层
h：间距
g：腔室间距
具体实施方式
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。
本案提供一种微型流体控制装置，请同时参阅图2A、图2B及图3，微型流体控制装置1包含一进气板11、一共振板12、一压电致动器13。
上述的进气板11，具有至少一进气孔111、至少一汇流排孔112及一汇流腔室113，上述的进气孔111与汇流排孔112其数量相同，于本实施例中，进气孔111与汇流排孔112以数量4个作举例说明，并不以此为限；4个进气孔112分别贯通4个汇流排孔112，且4个汇流排孔汇流到汇流腔室113。
上述的共振板12，可透过贴合方式组接于进气板11上，且共振板12上具有一中空孔121、一可动部122及一固定部123，中空孔121位于共振板12的中心处，并与进气板11的汇流腔室113对应，而设置于中空孔121的周围且与汇流腔室113相对的区域为可动部122，而设置于共振板12的外周缘部分而贴固于进气板11上则为固定部123。
上述的压电致动器13，包含有一悬浮板131、一外框132、至少一支架133、及一压电元件134；其中，悬浮板131具有第一表面131a及相对第一表面131a的一第二表面131b，外框132环绕设置于悬浮板131的周缘，且外框132具有一组配表面132a及一下表面132b，并透过至少一支架133连接于悬浮板131与外框132之间，以提供弹性支撑悬浮板131的支撑力，且本实施例的悬浮板131采以冲压成形使其向下凹陷，其下陷距离可由至少一支架133成形于悬浮板131与外框132之间所调整，使悬浮板131的第一表面131a与外框132的组配表面132b两者为非共平面，亦即悬浮板131的第一表面131a将低于外框132的组配表面132a，且悬浮板131的第二表面131b低于外框132的下表面132b，又压电元件134贴附于悬浮板131的第二表面131b，供施加驱动电压以带动悬浮板131弯曲振动；而压电致动器13利用外框132的组配表面132a上涂布少量粘合剂以热压方式贴合于共振板12的固定部123，进而使得压电致动器13得以与共振板12组配结合。
承上所述，悬浮板131的周缘且邻接于支架133的连接处具有一凹置表面131c，本实施例凹置表面131c可采以蚀刻方式制出，凹置表面131c由第一表面131a蚀刻下凹形成，并与第一表面131a之间形成有一段差，使得第一表面131a凸出于凹置表面131c以形成一凸部结构135。
请继续参阅图3，微型流体控制装置1的进气板11、共振板12、压电致动器13依序堆叠结合后，其中悬浮板131的第一表面131a与共振板12之间形成一腔室间距g，腔室间距g将会影响微型流体控制装置1的传输效果，故维持一固定的腔室间距g为微型流体控制装置1提供稳定的传输效率是十分重要。而如图1B所示，已知技术中，而共振板12与压电致动器13之间的间距h主要是由胶体14厚度来控制，可以说是胶体14厚度等同于本案的腔室间距g，但微型流体控制装置1的压电致动器13使用热压方式与共振板12结合，于制程中，为了调整胶层14的厚度需要反复地调整网印机的参数，消耗大量时间及资源，此外，热压后会因为热压重量、温度等影响，要控制胶体14厚度非常困难，使共振板12与压电致动器13之间的间距h难以维持定值，导致微型流体控制装置1的传输效能极度不稳定，良率不佳，此外，共振板12与压电致动器13之间的间距h过低时，会造成悬浮板131与共振板12之间相互干涉，因而消耗两者的动能而影响传输效率，也会因为彼此干涉碰撞因而衍生出噪音问题。
由上说明可知，请参阅图3所示，本案的微型流体控制装置1采用以对悬浮板131使用冲压方式使其向下凹陷，让悬浮板131的第一表面131a与外框132的组配表面132b两者为非共平面，亦即悬浮板131的第一表面131a将低于外框132的组配表面132a，且悬浮板131的第二表面131b低于外框132的下表面132b，使得压电致动器13的悬浮板131凹陷形成一空间得与共振板12构成一可调整的腔室间距g，已取代已知以胶层14厚度控制间距h的结构设计，直接透过上述压电致动器13的悬浮板131采以成形凹陷构成一腔室空间g的结构改良，如此需求腔室间距g得以采以压电致动器13的悬浮板131成形凹陷距离来调整执行完成，有效地简化了调整腔室间距g的结构设计，同时也达成简化制程，缩短制程时间等优点。
综上所述，本案所提供的微型流体控制装置利用压电致动器的悬浮板采以成形凹陷构成一腔室空间的结构，以提供调整需求腔室间距，有别于已知以胶层厚度控制腔室间距，无须再为了调整腔室间距，花费大量的时间及材料来反复调整网印机的参数，进而有效控制微型流体控制装置的效率，也有助于提升微型流体控制装置的良率，及改善品质提升产能等优点，极具产业利用性。
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。
Claims (6)
1.一种微型流体控制装置，包含：
一进气板；
一共振板，供与该进气板组配结合；以及
一压电致动器，与该共振板组配结合，包括有：
一悬浮板，具有一第一表面及一第二表面；
一外框，环绕设置于该悬浮板的外侧，并具有一组配表面；
至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑该悬浮板；以及
一压电元件，贴附于该悬浮板的第二表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动；
其中，该至少一支架成形于该悬浮板与该外框之间，并使该悬浮板的该第一表面与外框的该组配表面形成为非共平面，且使该悬浮板的该第一表面与该共振板之间保持一腔室间距。
2.如权利要求1所述的微型流体控制装置，其特征在于，该悬浮板在与该支架连接处设有一凹置表面，该凹置表面与该第一表面形成一段差，使该第一表面构成一凸部结构。
3.如权利要求1所述的微型流体控制装置，其特征在于，该进气板具有至少一进气孔、至少一汇流排孔及一汇流腔室，其特征在于，该至少一进气孔供导入气流，该汇流排孔对应该进气孔，且引导该进气孔的气流汇流至该汇流腔室。
4.如权利要求3所述的微型流体控制装置，其特征在于，该共振板具有一中空孔，对应于该进气板的该汇流腔室，且该中空孔的周围为一可动部。
5.如权利要求1所述的微型流体控制装置，其特征在于，该腔室间距由该至少一支架成形于该悬浮板与该外框之间所调整。
6.如权利要求5所述的微型流体控制装置，其特征在于，该至少一支架以冲压成形于该悬浮板与该外框之间，以调整出需求该悬浮板的第一表面与该共振板保持的腔室间距。
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