CN115507214A - 气压调节装置及其气压调节方法 - Google Patents

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CN115507214A CN202111392605.6A CN202111392605A CN115507214A CN 115507214 A CN115507214 A CN 115507214A CN 202111392605 A CN202111392605 A CN 202111392605A CN 115507214 A CN115507214 A CN 115507214A
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Abstract

本发明提出一种气压调节装置及其气压调节方法。气压调节装置包括至少一容器、一压电阀及一动力源。压电阀包括壳体、入口端、致动单元及至少一个动作区。经由所述入口端提供气体或流体传导至所述壳体。所述致动单元具有至少一个固定部及至少一个驱动部。每一所述动作区具有端口及动作组件，所述端口设置于所述壳体并连通于所述容器之间，通过所述驱动部控制所述动作组件，借此对所述端口进行开启或关闭的控制。所述动力源连接于所述入口端。本发明还提供一种气压调节方法。

Description

气压调节装置及其气压调节方法
技术领域
本发明涉及一种气压调节装置及其气压调节方法，确切的说涉及一种压电阀可提供流体并利用流体以调节容器的大小，例如可应用于座椅、床铺的一个气袋或多个气袋的气压调节。
背景技术
为着增加乘坐者的舒适度，有的座椅中提供一种腰椎支撑装置或其它部位可调节支撑装置。例如，在靠背中提供腰椎支撑装置，通过形成合适的支撑表面，进而在乘坐者的腰椎提供足够的支撑。腰椎支撑装置的一些实施方案是基于可机械移动的组件。腰椎支撑装置的其它实施方案利用一个或多个可充气的流体腔室。流体腔室可配置为可充气的气垫或气袋，其依据其中容纳的流体的容量而改变其形状及大小。
由于座椅可用的安装空间有限。如何将多个可调节组件集成一个泵阀组合装置，并组装到座椅中以增强乘坐的舒适度，以避免占用过大的空间，也避免提高组装成本，是本发明所欲解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气压调节装置及其气压调节方法，以解决上述的技术问题。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种气压调节装置包括至少一容器、一压电阀及一动力源。压电阀包括壳体、入口端、致动单元及至少一个动作区。经由所述入口端提供气体或流体传导至所述壳体。所述致动单元具有至少一个固定部及至少一个驱动部。每一所述动作区具有端口及动作组件，所述端口设置于所述壳体并连通于所述容器之间，通过所述驱动部控制所述动作组件，借此对所述端口进行开启或关闭的控制。所述动力源连接于所述入口端。
依据本发明一可行的实施例，所述壳体具有一泄压端。
依据本发明一可行的实施例，所述至少一个驱动部具有独立驱动的至少一个电极。
依据本发明一可行的实施例，所述至少一个动作区还包括至少一活动件，所述活动件是选自弹性材质组成的弹片、或弹簧、或板簧形式组件。
依据本发明一可行的实施例，所述致动单元是由至少一个智能材料所组成，所述智能材料包含：记忆金属、或热电材料、或压电材料、或热致变形材料。
依据本发明一可行的实施例，所述致动单元还包括至少一支撑部，所述至少一支撑部设置在所述至少一驱动部的中间。
依据本发明一可行的实施例，所述壳体具有至少一个止挡件，所述止挡件固定地设置于所述壳体的一侧壁，并抵接于所述驱动部的一端。
依据本发明一可行的实施例，所述动力源连接一止回阀，通过所述止回阀控制气体或流体的传导方向。
依据本发明一可行的实施例，所述壳体具有一压力传感器，所述压力传感器连接于所述壳体并对所述壳体内部的压力进行检测。
依据本发明一可行的实施例，所述动力源连接一过滤组件，通过所述过滤组件进行气体或流体的过滤。
依据本发明一可行的实施例，所述动作组件与所述端口之间具有一密封装置。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，还提供一种气袋气压调节方法，其包括至少下列步骤：
提供一压电阀，并使所述压电阀的端口连接于至少一容器；
提供动力源，经由所述压电阀的入口端提供气体或流体传导至所述压电阀的壳体；
在所述压电阀内设置一致动单元，所述致动单元具有至少一个固定部及驱动部；以及
在所述压电阀内设置一动作区，所述动作区具有至少一个端口及动作组件；以及
控制所述驱动部以及动作组件，对所述端口进行开启或关闭的控制。
本发明具有以下有益效果：本发明的气压调节装置，其通过壳体封闭空间设置致动单元搭配至少一个动作区，由于动作区的杠杆运动原理，有效使入口端提供的气体或流体准确传导至对应的端口，提高多向压电阀驱动效率。另外，将固定部设置于致动单元的任意位置，经此配置形成第一驱动部及第二驱动部，通过固定部位置的调整，可使第一驱动部及第二驱动部，达到相同或不同的致动能力。
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体了解，然而附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1为本发明的第一实施例气压调节装置的示意图。
图2为本发明的第一实施例的压电阀的立体分别图。
图3为本发明的第一实施例的压电阀的主视图。
图4为本发明的第一实施例的致动单元的立体图。
图5为图4的致动单元的另一立体图。
图6为图4的致动单元的电极形变示意图。
图7为本发明的第二实施例具有两个气袋的气压调节装置的示意图。
图8为本发明的第二实施例压电阀的主视图。
图9为本发明的第二实施例压电阀的立体图。
图10为本发明的第二实施例压电阀的另一立体图。
图11为本发明的第二实施例压电阀的致动单元的侧视图。
图12为本发明的图11的致动单元的立体图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明的气压调节装置的示意图。本发明的气压调节装置可用以给至少一容器，例如气袋9，充气或调节压力。举例说明，例如可以用于车辆座椅靠背的气袋调节作用，作为一种气袋充气系统。然而，本发明不限制于此，气袋9可以是任何可容纳气体的容器。气袋9可以装设于座椅的靠背以调节支撑腰部。然而，本发明并不限制于此，例如也可以装设于按摩座椅、或床铺的调节作用。气压调节装置包括气袋9、动力源MP及一压电阀100a。动力源MP供应气源及电力给压电阀100a，可称为一输入源。动力源MP整合马达、驱动压缩机及电力源，例如电池。压电阀100a。调节进入或流出气袋9的空气量。
请参阅图2及图3，本发明的气压调节装置的压电阀100a，所述压电阀100a包括壳体1，壳体1内部具有封闭空间10、致动单元30及至少一个动作区40。壳体1还具有至少一个端口41、入口端20，分别连通于封闭空间10。入口端20作为流体的输入端。如图2，本实施例具有两个端口41，一个作为流体的输出端，另一个作为泄压端。当壳体1内部压力过大时，壳体1可以通过泄压端调节压力，使壳体1内与外界的大气压力一致。从此，避免壳体1内部压力过于饱和。然而，本发明并不限制于此，例如也可以在壳体1其他部位设置一小通孔，通孔内设弹性片。当壳体1内的压力大于弹性片可以承受的值，就推开弹性片，使得壳体1内与外界的大气压力一致。
在本实施例中，动力源MP通过管体连接于入口端20，并经由入口端20提供气体或流体传输至壳体1的封闭空间10中。致动单元30具有至少一个固定部31及至少一个驱动部(32或33)，固定部31可设置于致动单元30的任意位置，例如在致动单元30的一端或中间位置。本实施例的固定部31设置于致动单元30的中间位置。固定部31的两侧分别形成第一驱动部32及第二驱动部33，通过微调固定部31的设置位置，可以使第一驱动部32及第二驱动部33达到相同或不同的致动能力。
在本实施例中，致动单元30的材质是由至少一个智能材料所组成，智能材料包含，记忆金属、热电材料、压电材料、热致变形等材料，但致动单元30的材质不以此为限制。
此外，致动单元30包括至少一个支撑部34，至少一个支撑部34设置在至少一个驱动部(32或33)的中间。本实施例具有两个支撑部34，分别设置在第一驱动部32、第二驱动部33的中间。当微调固定部31设置位置后，如果第一驱动部32或第二驱动部33的长度较长时，利用支撑部34加强驱动部的结构强度，使致动单元30稳固设置于阀类产品中。因此，通过支撑部34的延伸变化设计，增加致动单元30结构强度，使本发明的压电阀100a能更加广泛运用于各式阀类产品中。
在本实施例中，动作区40具有端口41及动作组件42。端口41设置于壳体1并连通于封闭空间10。动作组件42的一端能往返移动地抵接或离开端口41。通过第一驱动部32或第二驱动部33控制动作组件42，使动作组件42沿着其轴心420摆动，进而对端口41进行开启或关闭的控制。动作区40除设置动作组件42，另外可增加设置至少一个活动件43。活动件43可以在常态下，也就是致动单元30未动作的状态下，推动动作组件42以抵住端口41。致动单元30的自由端与活动件43相对。致动单元30的自由端设置于动作组件42的一侧，活动件43设置于动作组件42的另一侧。活动件43是选自弹性材质组成的弹片、弹簧、板簧等任何变化形式组件，本实施例的活动件43为一压缩弹簧。但活动件43的材质以及数量不以此为限制。此外，在本实施例中，端口41连接于气袋9，但本发明不限制于此，端口41可连接于密闭的容器，密闭的容器可包含气袋、气瓶等任何变化形式组件。
请参阅图2至图3，在本实施例中，壳体1外部可连接一压力传感器50，通过压力传感器50对壳体1内部的压力进行检测。压力传感器50设置于壳体1的底壁的中央位置。然而，压力传感器的设置位置以及数量不以此为限制。压力传感器也可以是通过管体而额外设在壳体1的外面。另外，壳体1的封闭空间10可设置至少一个止挡件60，止挡件60固定地设置于壳体1的侧壁上，并抵接于动作组件42的一端。止挡件60的作用在于可挡止动作组件42于一预定位置。止挡件60用以配合动作组件42或活动件43进行杠杆运动，经此有效控制端口41的开启或关闭。本实施例的止挡件60可以是由壳体1的侧壁一体成型向内突出，且对齐于致动单元30。然而，本发明的止挡件的设置位置以及数量同样不以此为限制。
如图2所示，在本实施例中，当致动单元30稳固设置于壳体1的封闭空间10后，利用盖板70覆盖于壳体1上，使壳体1内部形成密闭式空间。通过入口端20提供气体或流体传导至封闭空间10中，然后通过压力传感器50对壳体1内部的压力进行检测。之后，流入壳体1内的气体或流体，通过致动单元30的第一驱动部32及第二驱动部33，达到相同或不同的致动能力。最后，利用第一驱动部32或第二驱动部33控制动作组件42与活动件43进行杠杆运动，进而对端口41进行开启或关闭的控制。
图4是图1的压电阀的致动单元的放大示意图。图5是图1的压电阀的致动单元另一角度的放大示意图。请参阅图4至图5，致动单元30的第一驱动部32及第二驱动部33分别具有各自独立驱动的至少一个电极，且致动单元30是由积层结构堆栈组成，其组成结构依序为第一电极层35、第一压电片36、中间层电极37、第二压电片38、第二电极层39。当固定部31设置于致动单元30的中间位置时，通过固定部31将第一驱动部32的第一电极层35隔离形成第一A电极A1，中间层电极37隔离形成第一C电极C1，第二电极层39隔离形成第一B电极B1，另外，将第二驱动部33的第一电极层35隔离形成第二A电极A2，中间层电极37隔离形成第二C电极C2，第二电极层39隔离形成第二B电极B2。
图6是图1的压电阀的致动单元的电极形变示意图。在本实施例中，当致动单元30操作时，第一驱动部32对应的第一动作区M1通过第一A电极A1、第一B电极B1及第一C电极C1的电场控制，可使第一驱动部32产生不同方向的形变。同理，第二驱动部33对应的第二动作区M2通过第二A电极A2、第二B电极B2及第二C电极C2的电场控制，可使第二驱动部33产生不同方向的形变。其中，第一A电极A1、第一B电极B1、第二A电极A2、第二B电极B2、第一C电极C1及第二C电极C2，均为独立电性隔离的电极，然而，第一C电极C1及第二C电极C2可为各自电性独立的电极，或者是电性连接的共同电极。
下面介绍其他形式的压电阀100b与前一实施例相同或相近的组件以相同或相近的符号表示，不再多加赘述，下面仅就不同实施例之间的主要差异之处进行说明。
图7是本发明的气压调节装置另一实施例的示意图。本发明的气压调节装置可用以调整两个气袋9，例如可以用于车辆座椅靠背的调节作用。
图8是依照本发明的第二实施例的压电阀的侧视示意图。图9是图8的压电阀的立体示意图。图10是图8的压电阀的另一立体示意图。请参阅图8及图9，本实施例的压电阀100b与前一实施例的压电阀100a的主要差异在于，在本实施例中，第一驱动部32设置动作区40，通过致动单元30的第一驱动部32对两个端口41进行开启或关闭的控制，第二驱动部33则对另一端口41进行开启或关闭的控制。因此，本实施例通过致动单元30与固定部31的设计概念，借由微调固定部31于致动单元30的设置位置，使第一驱动部32及第二驱动部33，达到相同或不同的致动能力。
请参阅图8至图10，在本实施例中，壳体1的封闭空间10经由入口端20提供气体或流体传导至封闭空间10中，更明确地说，在入口端20内部输入通道中可连接止回阀，通过止回阀设置可有效控制气体或流体的正确传导方向，避免发生逆流现象，止回阀亦可设置于壳体1上或端口41内部，止回阀的设置位置以及数量不以此为限制。此外，在本实施例中，入口端20(或动力源MP)亦可连接过滤组件，利用过滤组件的设置，加强流经通道的气体或流体的过滤效率，过滤组件亦可设置于壳体1上或端口41内部，过滤组件的设置位置以及数量不以此为限制。
请参阅图11至图12，下面介绍其他形式的致动单元30a。与前一实施例相同或相近的组件以相同或相近的符号表示，不再多加赘述，下面仅就不同实施例之间的主要差异之处进行说明。
图11是依照本发明的第二实施例的致动单元的剖面示意图。图12是依照本发明的第二实施例的致动单元的立体示意图。请参阅图11及图12，本实施例的致动单元30a与前一实施例的致动单元的主要差异在于，在本实施例中，固定部31设置于致动单元30a临近第二驱动部33a的位置，使第一驱动部32a整体长度较长，此外，第一驱动部32a中间处增加设置支撑部34以加强结构强度。由于第二驱动部33a长度较短，所以并未设置支撑部。如同前述实施例所述，本实施例通过微调固定部31的设置位置，可以调整驱动部的长度，可使第一驱动部32a及第二驱动部33a，达到不同的致动能力。
本发明依据上述的机构还提供一种气压调节方法，其包括至少下列步骤：
提供一压电阀(100a、或100b)，并使所述压电阀的端口41连接于至少一容器，如气袋9。
提供动力源MP，经由所述压电阀(100a、或100b)的入口端20提供气体或流体传导至所述压电阀(100a、或100b)的壳体1。
在所述压电阀(100a、或100b)内设置一致动单元30，所述致动单元30具有至少一个固定部31及至少一个驱动部(32或33)；以及
在所述压电阀(100a、或100b)内设置一动作区40，所述动作区40具有至少一个端口41及动作组件42，动作组件42的一端能往返移动地抵接或离开端口41；以及
控制所述驱动部(32或33)以带动动作组件42，对端口41进行开启或关闭的控制，借此控制气体流入容器内的流量及频率。
综上所述，本发明的气压调节装置，通过壳体的封闭空间设置致动单元搭配至少一个动作区，由于动作区的杠杆运动原理，有效使入口端提供的气体或流体准确传导至对应的端口，提高多向压电阀的驱动效率。另外，将固定部设置于致动单元的任意位置，经此配置形成第一驱动部及第二驱动部，通过固定部位置的调整，可使第一驱动部及第二驱动部，达到相同或不同的致动能力。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种气压调节装置，其特征在于，包括：
至少一容器；
一压电阀，包括：
壳体；
入口端，经由所述入口端提供气体或流体传导至所述壳体；
致动单元，所述致动单元具有至少一个固定部及至少一个驱动部；以及
至少一个动作区，每一所述动作区具有端口及动作组件，所述端口设置于所述壳体并连通于所述容器之间，通过所述驱动部控制所述动作组件，借此对所述端口进行开启或关闭的控制；以及
一动力源，所述动力源连接于所述入口端。
2.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述壳体具有一泄压端。
3.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述至少一个驱动部具有独立驱动的至少一个电极。
4.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述至少一个动作区还包括至少一活动件，所述活动件是选自弹性材质组成的弹片、或弹簧、或板簧形式组件。
5.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述致动单元是由至少一个智能材料所组成，所述智能材料包含：记忆金属、或热电材料、或压电材料、或热致变形材料。
6.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述致动单元还包括至少一支撑部，所述至少一支撑部设置在所述至少一驱动部的中间。
7.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述壳体具有至少一个止挡件，所述止挡件固定地设置于所述壳体的一侧壁，并抵接于所述驱动部的一端。
8.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述动力源连接一止回阀，通过所述止回阀控制气体或流体的传导方向。
9.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述壳体具有一压力传感器，所述压力传感器连接于所述壳体并对所述壳体内部的压力进行检测。
10.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述动力源连接一过滤组件，通过所述过滤组件进行气体或流体的过滤。
11.根据权利要求1所述的气压调节装置，其特征在于，所述动作组件与所述端口之间具有一密封装置。
12.一种气压调节方法，其特征在于，包括至少下列步骤：
提供一压电阀，并使所述压电阀的端口连接于至少一容器；
提供动力源，经由所述压电阀的入口端提供气体或流体传导至所述压电阀的壳体；
在所述压电阀内设置一致动单元，所述致动单元具有至少一个固定部及驱动部；以及
在所述压电阀内设置一动作区，所述动作区具有至少一个所述端口，并且具有至少一个动作组件；以及
控制所述驱动部以及所述动作组件，对所述端口进行开启或关闭的控制。
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