CN113685337A - 流体传输致动器 - Google Patents

Abstract

一种流体传输致动器，包含：一消音喷气孔片，包含一消音片、一悬浮片及一中空孔洞，悬浮片可弯曲振动，并于该悬浮片的中心具有该中空孔洞，该消音片套置固定于该悬浮片中心的该中空孔洞上；一腔体框架，承载叠置于该悬浮片上；一致动器，承载叠置于该腔体框架上，该致动器受施加电压而产生往复式地弯曲振动，并具有一压电薄板接脚；一绝缘框架，承载叠置于该致动器上；以及一导电框架，承载叠设置于该绝缘框架上，并具有一导电框架接脚。

Description

流体传输致动器

技术领域

本案关于一种流体传输致动器，尤指一种具有不同金属材质匹配组装的流体传输致动器。

背景技术

于现有技术中，流体传输致动器主要以传统的机构部件堆叠而构成，并以每一个机构部件极小化或厚度薄化的方式，来达到整体装置微型化、薄型化的目的。然而，传统机构件在微小化后，其尺寸精度控制不易，且组装精度同样难以掌控，进而造成产品良率不一，甚至有流体传送的流量不稳定等问题。机构件在微小化后，其单材质的流体传输致动器在驱动时，结构韧性不足，易受到干扰与驱动点辨别不清的问题。

再者，已知的流体传输致动器中，往往因输出的流体无法有效地汇集，或是因元件尺寸过于微小而使流体推进的力道不足，进而导致流体输送流量不足的问题。

发明内容

本案的主要目的是提供一种流体传输致动器，包含：一消音喷气孔片，包含一消音片、一悬浮片及一中空孔洞，悬浮片可弯曲振动，并于该悬浮片的中心具有该中空孔洞，该消音片套置固定于该悬浮片中心的该中空孔洞上；一腔体框架，承载叠置于该悬浮片上；一致动器，承载叠置于该腔体框架上，该致动器受施加电压而产生往复式地弯曲振动，并具有一压电薄板接脚；一绝缘框架，承载叠置于该致动器上；以及一导电框架，承载叠设置于该绝缘框架上，并具有一导电框架接脚；其中，该致动器、该腔体框架及该消音喷气孔片之间形成一共振腔室，通过该致动器驱动带动该消音喷气孔片产生共振，使该消音喷气孔片的该悬浮片产生往复式地振动位移，实现流体传输。

附图说明

图1为本案流体传输致动器的第一视角分解示意图。

图2为本案流体传输致动器的第二视角分解示意图。

图3为本案流体传输致动器的正面示意图。

图4为本案流体传输致动器的反面示意图。

图5为图3所示流体传输致动器的尺寸标示示意图。

图6为图3所示流体传输致动器的四角标示示意图。

图7为图6所示流体传输致动器的A－A切线剖面示意图。

图8为图3所示流体传输致动器的厚度标示示意图。

附图标记说明

21：流体传输致动器

211：消音喷气孔片

211a：消音片

211b：悬浮片

211c：中空孔洞

212：腔体框架

213：致动器

213a：压电薄板

213b：压电厚板

213c：压电片

213e：压电薄板接脚

214：绝缘框架

215：导电框架

215e：导电框架接脚

A－A：切线

L3aWY：第一边长

L3bWY：第三边长

L3cWY：第五边长

L3aXZ：第二边长

L3bXZ：第四边长

L3cXZ：第六边长

L5XZ：第八边长

L5WYA：第七边长

L5WYB：第九边长

M、N、O、P：角方位

R1M、R1N、R1O、R1P：悬浮片角

R2M、R2N、R2O、R2P：腔体框架角

R3aM、R3aN、R3aO、R3aP：压电薄板角

R3bM、R3bN、R3bO、R3bP：压电厚板角

R3cM、R3cN、R3cO、R3cP：压电片角

R4M、R4N、R4O、R4P：绝缘框架角

R5M、R5N、R5O、R5P：导电框架角

T3a：压电薄板厚度

T3b：压电厚板厚度

T3c：压电片厚度

W、X、Y、Z：边方位

具体实施方式

体现本案特征与优点的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。

本案所有图示中，如左下方如有标示角方位(M、N、O、P)或边方位(W、X、Y、Z)，是为了定义出流体传输致动器的方位，以利精确定义出所述的角或边。

本案提供一种流体传输致动器，请同时参阅图1及图2。一种流体传输致动器21，包含：一消音喷气孔片211，包含一消音片211a、一悬浮片211b及一中空孔洞211c，悬浮片211b可弯曲振动，并于该悬浮片211b的中心具有该中空孔洞211c，该消音片211a套置固定于该悬浮片211b中心的该中空孔洞211c上；一腔体框架212，承载叠置于该悬浮片211b上；一致动器213，承载叠置于该腔体框架212上，该致动器213受施加电压而产生往复式地弯曲振动，并具有一压电薄板接脚213e；一绝缘框架214，承载叠置于该致动器213上；以及一导电框架215，承载叠设置于该绝缘框架214上，并具有一导电框架接脚215e；其中，该致动器213、该腔体框架212及该消音喷气孔片211之间形成一共振腔室，通过该致动器213驱动带动该消音喷气孔片211产生共振，使该消音喷气孔片211的该悬浮片211b产生往复式地振动位移，实现流体传输。本案的流体传输致动器21，致动器213包含：一压电薄板213a，承载叠置于该腔体框架212上，该压电薄板接脚213e是为该压电薄板213a的一凸出部；一压电厚板213b，承载叠置于该压电薄板213a上；以及一压电片213c，承载叠置于该压电厚板213b上，该压电片213c受施加电压而驱动该压电薄板213a及压电厚板213b产生往复式地弯曲振动。

于本案实施例中，流体传输致动器21包含有依序堆叠的消音喷气孔片211、腔体框架212、致动器213、绝缘框架214及导电框架215。消音喷气孔片211包含了一个消音片211a、一悬浮片211b以及一中空孔洞211c。悬浮片211b具有四个悬浮片角(R1M、R1N、R1O及R1P)，受电力驱动的悬浮片211b可弯曲振动，悬浮片211b的正中央具有一中空孔洞211c。消音片211a邻接于悬浮片211b的中空孔洞211c的上方。腔体框架212具有四个腔体框架角(R2M、R2N、R2O及R2P)，腔体框架212承载叠置于悬浮片211b上。致动器213承载叠置于腔体框架212上，致动器213并包含了一压电薄板213a、一压电厚板213b、一压电片213c。致动器213受施加电压而产生往复式地弯曲振动，并具有一压电薄板接脚213e。压电薄板接脚213e为压电薄板213a的一凸出部，用以接受输入电压。压电薄板213a承载叠置于腔体框架212上。压电厚板213b承载叠置于压电薄板213a上。压电片213c承载叠置于压电厚板213b上。压电片213c供施加电压后发生形变以带动压电薄板213a及压电厚板213b进行往复式弯曲振动。绝缘框架214具有四个绝缘框架角(R4M、R4N、R4O及R4P)，绝缘框架214则是承载叠置于致动器213上，即，绝缘框架214则是承载叠置于致动器213的压电薄板213a上。导电框架215承载叠置于绝缘框架214上，并具有一导电框架接脚215e。导电框架接脚215e为导电框架215的一凸出部，用以接受输入电压。致动器213、腔体框架212及消音喷气孔片211之间形成一共振腔室，通过致动器213驱动带动消音喷气孔片211产生共振，使消音喷气孔片211的悬浮片211b产生往复式地振动位移，实现流体传输。

本案的流体传输致动器21，其中该压电薄板213a与该压电厚板213b是分别具有两种不同的热膨胀系数、两种不同的挠曲度、两种不同的刚性的金属，且皆非为不锈钢。

值得注意的是，压电薄板213a与压电厚板213b是分别具有两种不同的热膨胀系数，利用不同的热膨胀系数的金属材料所制作出的致动器213，可以避免产生两个紧邻的谐振频率，避免相邻的谐振频率造成驱动频率错置的情况。同时降低致动器213的阻抗(电阻与电抗)，借以达到有效电力驱动提升致动器213的工作效率。且，相较于已知技术的致动器皆以单材质(如不锈钢)，在单材质的微型鼓风机致动器在驱动时，结构强韧性不足，易受到干扰。于本案实施例中，压电薄板213a或压电厚板213b其中之一的材料可以为磷青铜，亦或是压电薄板213a与压电厚板213b材料皆为磷青铜，但其磷青铜的化学成份组成比不同。可以理解的是，不同化学成分组成比，其热膨胀系数、挠曲度、刚性亦不同。

请参阅图3及图4，分别为图1及图2的组合示意图。接者请参阅图5，为图3的尺寸标示示意图。本案的流体传输致动器21，其中该压电薄板213a具有至少一第一边长L3aWY以及至少一第二边长L3aXZ，该至少一第一边长L3aWY的长度与该至少一第二边长L3aXZ的长度相同；该压电厚板213b具有至少一第三边长L3bWY以及至少一第四边长L3bXZ，该至少一第三边长L3bWY的长度与该至少一第四边长L3bXZ的长度相同；该压电片213c具有至少一第五边长L3cWY以及至少一第六边长L3cXZ，该至少一第五边长L3cWY与该至少一第六边长L3cXZ的长度相同。

压电薄板213a具有四个边长，分别为两个第一边长L3aWY以及两个第二边长L3aXZ。值得注意的是，压电薄板213a可以是正方形，但不以此为限，于其他实施例中，压电薄板213a可以是环形、圆形、长方形或是多边形。压电厚板213b具有四个边长，分别为两个第三边长L3bWY以及两个第四边长L3bXZ。值得注意的是，压电厚板213b可以是正方形，但不以此为限，于其他实施例中，压电厚板213b可以是环形、圆形、长方形或是多边形。压电片213c具有四个边长，分别为两个第五边长L3cWY以及两个第六边长L3cXZ。值得注意的是，压电片213c可以是正方形，但不以此为限，于其他实施例中，压电片213c可以是环形、圆形、长方形或是多边形。导电框架215不含凸出部(，即不含导电框架接脚215e)具有四个边，分别为两个第九边长L5WYB以及两个第八边长L5XZ。值得注意的是，导电框架215含凸出部的最长边长为一第七边长L5WYA。

请参阅图6，为图3的四角标示示意图。本案的流体传输致动器21，其中该压电薄板213a具有至少一压电薄板角(R3aN或R3aO或R3aP)，且其皆为圆角，且该至少一圆角的R角小于2.0mm，该压电薄板213a具有至少另一压电薄板角(R3aM)，且其皆为非圆角。本案的流体传输致动器21，其中该压电厚板213b具有至少一压电厚板角(R3bM或R3bN或R3bO或R3bP)，且其皆为圆角，且该至少一圆角的R角小于2.0mm。本案的流体传输致动器21，其中该压电片213c具有四个压电片角(R3cM、R3cN、R3cO及R3cP)，且其皆为直角。

压电片213c具有四个角，分别为压电片角R3cM、压电片角R3cN、压电片角R3cO以及压电片角R3cP，四个角皆为直角。值得注意的是，压电片213c的四个角可依设计需求而改变，例如部分角或全部角改变为直角或斜角(单边角)或多边角。压电厚板213b具有四个角，分别为压电厚板角R3bM、压电厚板角R3bN、压电厚板角R3bO以及压电厚板角R3bP，四个角皆为圆角，且圆角的R角小于2.0mm。值得注意的是，压电厚板213b的四个角可依设计需求而改变，例如部分角或全部角改变为直角或斜角(单边角)或多边角。压电薄板213a具有四个角，分别为压电薄板角R3aM、压电薄板角R3aN、压电薄板角R3aO以及压电薄板角R3aP。值得注意的是，压电薄板213a的压电薄板角R3aM为斜角，压电薄板角R3aN、压电薄板角R3aO以及压电薄板角R3aP皆为圆角，且圆角的R角小于2.0mm，压电薄板213a的四个角可依设计需求而改变，例如部分角或全部角改变为圆角或斜角(单边角)或多边角。导电框架215具有四个角，分别为导电框架角R5M、导电框架角R5N、导电框架角R5O以及导电框架角R5P。值得注意的是，导电框架215的导电框架角R5M为斜角，导电框架角R5N、导电框架角R5O以及导电框架角R5P皆为圆角，且圆角的R角小于2.0mm，导电框架215的四个角可依设计需求而改变，例如部分角或全部角改变为圆角或斜角(单边角)或多边角。

请参阅图7，是为图6的切线A－A的剖面图。请参阅图8，为图6的压电薄板213a、压电厚板213b、压电片213c的分解尺寸图。本案的流体传输致动器21，其中该至少一第一边长L3aWY的长度大于该至少一第三边长L3bWY的长度，该至少一第一边长L3aWY的长度大于该至少一第五边长L3cWY的长度，该至少一第三边长L3bWY的长度大于或等于该至少一第五边长L3cWY的长度。本案的流体传输致动器21，其中该至少一第一边长L3aWY的长度与该至少一第二边长L3aXZ的长度介于5.0～16.0mm。本案的流体传输致动器21，其中该至少一第三边长L3bWY的长度与该至少一第四边长L3bXZ的长度介于3.5～9.5mm。本案的流体传输致动器21，其中该至少一第五边长L3cWY的长度与该至少一第六边长L3cXZ的长度介于2.95～9.0mm。

即，压电薄板213a的第一边长L3aWY长度大于压电厚板213b的第三边长L3bWY长度大于或等于压电片213c的第五边长L3cWY长度。值得注意的是，以本案实施例为例，压电薄板213a的第一边长L3aWY的长度与第二边长L3aXZ的长度相同、压电厚板213b的第三边长L3bWY的长度与第四边长L3bXZ的长度相同、压电片213c的第五边长L3cWY的长度与第六边长L3cXZ的长度相同以及导电框架215的第九边长L5WYB的长度与第八边长L5XZ的长度相同，但不以此为限，于其他实施例中，压电薄板213a的第一边长L3aWY的长度与第二边长L3aXZ的长度可以不相同、压电厚板213b的第三边长L3bWY的长度与第四边长L3bXZ的长度可以不相同、压电片213c的第五边长L3cWY的长度与第六边长L3cXZ的长度可以不相同以及导电框架215的第九边长L5WYB的长度与第八边长L5XZ的长度可以不相同。于本案实施例中，压电厚板213b的第三边长L3bWY的长度与第四边长L3bXZ的长度为8.40mm、压电薄板213a的第一边长L3aWY的长度与第二边长L3aXZ的长度为12.80mm、导电框架215的第七边长L5WYA的长度为15.20mm，但不以此为限，于其他实施例中，第一边长L3aWY、第二边长L3aXZ、第三边长L3bWY、第四边长L3bXZ、第五边长L3cWY、第六边长L3cXZ、第七边长L5WYA、第八边长L5XZ以及第九边长L5WYB的长度可视设计需求调整。

本案的流体传输致动器，其中该至少一第五边长L3cWY的长度与第三边长L3bWY的长度的比例介于1:1～1:1.5。即，压电片213c的第五边长L3cWY的长度小于或等于第三边长L3bWY的长度。

本案的流体传输致动器，其中该压电厚板213b具有一压电厚板厚度T3b，该压电厚板厚度T3b介于0.05～0.5mm。本案的流体传输致动器，其中该压电薄板213a具有一压电薄板厚度T3a，该压电薄板厚度T3a介于0.05～0.2mm。致动器213的厚度是由压电薄板213a的一压电薄板厚度T3a、压电厚板213b的一压电厚板厚度T3b以及压电片213c的一压电片厚度T3c所组合而成。压电厚板厚度T3b介于0.05～0.5mm，压电薄板厚度T3a介于0.05～0.2mm，且压电厚板厚度T3b较压电薄板厚度T3a厚。

综上所述，本案所提供的流体传输致动器，通过具不同的热膨胀系数、不同的挠曲度、不同的刚性之金属制成致动器的压电薄板与压电厚板的设计，达到改善已知单材质的流体传输致动器在驱动时的阻抗、避免产身相紧邻的谐振频率造成驱动频率错置、通过磷青铜材质增强结构强韧性、通过压电厚片圆角设计降低对压电薄片的物理伤害等的功效。

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 (14)

1.一种流体传输致动器，包含：

一消音喷气孔片，包含一消音片、一悬浮片及一中空孔洞，该悬浮片可弯曲振动，并于该悬浮片的中心具有该中空孔洞，该消音片套置固定于该悬浮片中心的该中空孔洞上；

一腔体框架，承载叠置于该悬浮片上；

一致动器，承载叠置于该腔体框架上，该致动器受施加电压而产生往复式地弯曲振动，并具有一压电薄板接脚；

一绝缘框架，承载叠置于该致动器上；以及

一导电框架，承载叠设置于该绝缘框架上，并具有一导电框架接脚；其中，该致动器、该腔体框架及该消音喷气孔片之间形成一共振腔室，通过该致动器驱动带动该消音喷气孔片产生共振，使该消音喷气孔片的该悬浮片产生往复式地振动位移，实现流体传输。

2.如权利要求1所述的流体传输致动器，其特征在于，该致动器包含：

一压电薄板，承载叠置于该腔体框架上，该压电薄板接脚为该压电薄板的一凸出部；

一压电厚板，承载叠置于该压电薄板上；以及

一压电片，承载叠置于该压电厚板上，该压电片受施加电压而驱动该压电薄板及该压电厚板产生往复式地弯曲振动。

3.如权利要求2所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电薄板与该压电厚板是分别具有两种不同的热膨胀系数、两种不同的挠曲度、两种不同的刚性的金属，且皆非为不锈钢。

4.如权利要求3所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电薄板具有至少一第一边长以及至少一第二边长，该至少一第一边长的长度与该至少一第二边长的长度相同；

该压电厚板具有至少一第三边长以及至少一第四边长，该至少一第三边长的长度与该至少一第四边长的长度相同；

该压电片具有至少一第五边长以及至少一第六边长，该至少一第五边长与该至少一第六边长的长度相同。

5.如权利要求4所述的流体传输致动器，其特征在于，该至少一第一边长的长度大于该至少一第三边长的长度，该至少一第一边长的长度大于该多个第五边长的长度，该至少一第三边长的长度大于或等于该至少一第五边长的长度。

6.如权利要求5所述的流体传输致动器，其特征在于，该至少一第五边长的长度与第三边长的长度的比例介于1:1～1:1.5。

7.如权利要求5所述的流体传输致动器，其特征在于，该至少一第一边长的长度与该至少一第二边长的长度介于5.0～16.0mm。

8.如权利要求5所述的流体传输致动器，其特征在于，该至少一第三边长的长度与该至少一第四边长的长度介于3.5～9.5mm。

9.如权利要求5所述的流体传输致动器，其特征在于，该至少一第五边长的长度与该至少一第六边长的长度介于2.95～9.0mm。

10.如权利要求3所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电薄板具有至少一压电薄板角，且该至少一压电薄板角为圆角，且该至少一圆角的R角小于2.0mm，该压电薄板具有至少另一压电薄板角为非圆角。

11.如权利要求3所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电厚板具有至少一压电厚板角，且该至少一压电厚板角为圆角，且该至少一圆角的R角小于2.0mm。

12.如权利要求11所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电厚板具有一压电厚板厚度，该压电厚板厚度介于0.05～0.5mm。

13.如权利要求3所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电片具有四个压电片角，且该些压电片角皆为直角。

14.如权利要求13所述的流体传输致动器，其特征在于，该压电薄板具有一压电薄板厚度，该压电薄板厚度介于0.05～0.2mm。

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