JP2018076865A - Miniature pneumatic device - Google Patents

Miniature pneumatic device Download PDF

Info

Publication number
JP2018076865A
JP2018076865A JP2017216110A JP2017216110A JP2018076865A JP 2018076865 A JP2018076865 A JP 2018076865A JP 2017216110 A JP2017216110 A JP 2017216110A JP 2017216110 A JP2017216110 A JP 2017216110A JP 2018076865 A JP2018076865 A JP 2018076865A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
hole
chamber
gas
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017216110A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6829676B2 (en
Inventor
皓然 莫
Hao-Jan Mou
皓然 莫
達偉 薛
Ta-Wei Hsueh
達偉 薛
永隆 韓
Yung-Lung Han
永隆 韓
▲けい▼峰 黄
Chi-Feng Huang
▲けい▼峰 黄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microjet Technology Co Ltd
Original Assignee
Microjet Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microjet Technology Co Ltd filed Critical Microjet Technology Co Ltd
Publication of JP2018076865A publication Critical patent/JP2018076865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6829676B2 publication Critical patent/JP6829676B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047Pumps having electric drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10Valves; Arrangement of valves

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems in a device and equipment driven by applying pneumatic power of conventional technology that a volume is large, miniaturization is hardly achieved as reduction in thickness is difficult, and further noise is high.SOLUTION: A miniature pneumatic device includes a miniature fluid control device which includes a gas inlet plate, a resonance plate, a piezoelectric actuator and a gas collecting plate disposed in a stacked manner, and in which the resonance plate has a clearance to the piezoelectric actuator to form a first chamber, a gas is fed from the gas inlet plate, then fed into the first chamber through the resonance plate, and further transferred when the piezoelectric actuator receives driving, consequently, a pressure gradient flow channel is formed and the gas is continuously pushed, and a miniature valve device including a valve piece and a gas outlet plate disposed in a stacked manner. After the gas is transferred from the miniature fluid control device to the miniature valve device, a valve opening of the valve piece is opened and closed corresponding to the flow of the gas in a single direction, consequently, a pressure-collecting operation or a pressure-releasing operation is selectively performed.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、小型空気圧動力装置に関し、特に、小型で非常に薄く、静かな小型空気圧動力装置に関するものである。   The present invention relates to a small pneumatic power device, and more particularly to a small pneumatic power device that is small, very thin and quiet.

現在医薬、コンピューターテクノロジー、印刷、エネルギー等の工業など分野を問わず製品は精密化及び小型化の方向に発展しており、そのうち、小型ポンプ、噴霧器、インクジェットヘッド、工業印刷装置等の製品に含まれる流体輸送構造は中でも重要な技術であるが、いかに革新的な構造で技術のボトルネックを打破するかが発展させるための重要な内容となっている。   Products are currently developing in the direction of precision and miniaturization regardless of industries such as medicine, computer technology, printing, energy, etc. Among them, products are included in products such as small pumps, sprayers, inkjet heads, industrial printing equipment, etc. The fluid transport structure is an important technology, but how to break down the technology bottleneck with an innovative structure is an important content to develop.

例えば、医藥産業においては空気圧動力を採用して駆動される機器や設備が多いが、通常は従来型のモーターと気圧バルブでその気体輸送の目的が達せられている。しかしながら、これら従来型のモーターと気圧バルブの構造の制限を受けて、これらの機器・設備はその体積を縮小することが難しく、装置全体の体積を縮小することができないため、薄型化という目標を実現することが難しく、これをポータブル型装置上に取付けたり、ポータブル型装置と組合せて使用したりすることができず、不便である。また、これら従来型のモーター及び気体バルブは、作動時に騒音の発生といった問題も引き起こし、使用上の不便及び不快に繋がってしまう。   For example, in the medical industry, there are many devices and facilities that are driven by adopting pneumatic power. Usually, the purpose of gas transportation is achieved by a conventional motor and a pressure valve. However, due to the limitations of the structure of these conventional motors and pressure valves, it is difficult to reduce the volume of these devices and equipment, and the volume of the entire device cannot be reduced. It is difficult to implement and cannot be mounted on a portable device or used in combination with a portable device, which is inconvenient. In addition, these conventional motors and gas valves also cause problems such as the generation of noise during operation, leading to inconvenience and discomfort in use.

このため、上述の従来技術の欠点を改善し、従来の流体制御装置を採用して機器や設備の体積を小さくして小型化すると同時に静音性を確保し、便利且つ快適に使用でき、ポータブル性も備えた小型空気圧動力装置をいかに開発するかが現在解決を要する切迫した問題となっている。   For this reason, the above-mentioned drawbacks of the prior art are improved, and the conventional fluid control device is adopted to reduce the size of the equipment and facilities to reduce the size, while at the same time ensuring quietness, convenient and comfortable use, and portable The development of a compact pneumatic power unit equipped with the above is an urgent problem that needs to be resolved.

本発明の主な目的は、ポータブル或いはウェアラブルな機器や設備に適用する小型空気圧動力装置を提供することであって、小型流体制御装置と小型バルブ装置とを統合することで、従来技術にある空気圧動力を採用して駆動される機器や設備の体積が大きく、薄型化し難く、ポータブル型にするという目的に達成することができないことや騒音が大きなどの問題を解決することにある。   A main object of the present invention is to provide a small pneumatic power device that is applied to portable or wearable equipment and facilities, and by integrating a small fluid control device and a small valve device, the conventional pneumatic pressure device is provided. The problem is to solve the problem that the volume of devices and facilities driven by using power is large, it is difficult to reduce the thickness and cannot be achieved for the purpose of making it portable, and noise is large.

上述の目的を達するため、本発明に係る比較的広義の実施態様が提供する小型空気圧動力装置は、小型流体制御装置と小型バルブ装置とを包括しており、前記小型流体制御装置は、気体導入板、共振片、圧電アクチュエータ及び集気板を包括し、前記気体導入板は、少なくとも一つの気体導入孔、少なくとも一つの集約アレイ、集約チャンバを構成する中心凹部を有し、少なくとも一つの気体導入孔は気体の導入に用いられ、集約アレイは気体導入孔に対応し、且つ気体導入孔の気体をガイドして中心凹部が構成する集約チャンバに集約させ、前記共振片は気体導入板の集約チャンバに対応する中空孔を有し、前記圧電アクチュエータは懸吊板、外枠及び圧電セラミック板を有し、前記懸吊板は、2mm〜4.5mmの間の長さ、2mm〜4.5mmの間の幅、0.1mm〜0.3mmの間の厚さを有し、前記外枠は、懸吊板と外枠との間を連接するように設置された少なくとも一つのフレームを有し、前記圧電セラミック板は、懸吊板の第一表面に貼着し、前記懸吊板の辺の長さより大きくない辺の長さを有し、且つ2mm〜4.5mmの間の長さ、2mm〜4.5mmの間の幅、0.05mm〜0.3mmの間の厚さを有し、さらに、長さと幅との比が0.44倍〜2.25倍の間であり、前記集気板は、第一貫通孔、第二貫通孔、第一圧力リリーフチャンバ、第一出口チャンバ及び基準表面を有し、第一出口チャンバは凸部構造を有し、凸部構造の高さは集気板の基準表面より高く、第一貫通孔は第一圧力リリーフチャンバと連通し合い、第二貫通孔は第一出口チャンバと連通し合っており、そのうち、気体導入板、共振片、圧電アクチュエータ及び集気板が順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、共振片は圧電アクチュエータとの間に第一チャンバを形成するための間隙を有し、圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が気体導入板の少なくとも一つの気体導入孔から導入され、少なくとも一つの集約アレイを介して中心凹部に集約され、さらに、共振片の中空孔を介して第一チャンバ内に進入し、さらにまた、圧電アクチュエータの少なくとも一つのフレームの間にある空隙から下に向かって伝送されることで、気体が持続的に押圧されており、また、小型バルブ装置が包括するバルブ片と出口板とは、小型流体制御装置の集気板上に順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、前記バルブ片は弁孔を有し、前記バルブ片は0.1mm〜0.3mmの間の厚さを有し、前記集気板の凸部構造は、バルブ片の弁孔に対応するように設置され、弁孔に有利に当接されてプレストレス作用を形成し、弁孔を完全に封鎖し、前記出口板は、圧力リリーフ通孔、出口通孔、第二圧力リリーフチャンバ、第二出口チャンバ、少なくとも一つの位置規制構造及び基準表面を有し、前記基準表面は第二圧力リリーフチャンバと第二出口チャンバとを凹設し、前記圧力リリーフ通孔は、第二圧力リリーフチャンバの中心部位に設けられ、前記圧力リリーフ通孔の端部は、凸部構造を有し、前記凸部構造の高さは出口板の基準表面より高く、前記出口通孔は第二出口チャンバと連通し合い、少なくとも一つの位置規制構造は、第二圧力リリーフチャンバ内に設置され、位置規制構造の高さは0.1mm〜0.5mmの間にあり、第二圧力リリーフチャンバは、第二出口チャンバとの間に連通流路を有しており、そのうち、前記出口板の圧力リリーフ通孔は集気板の第一貫通孔に、前記出口板の第二圧力リリーフチャンバは集気板の第一圧力リリーフチャンバに、前記出口板の第二出口チャンバは集気板の第一出口チャンバにそれぞれ対応し、バルブ片は、集気板と出口板との間に設置して第一圧力リリーフチャンバと第二圧力リリーフチャンバとの連通を阻隔し、且つバルブ片の弁孔は、第二貫通孔と出口通孔との間に対応するように設置され、気体が小型流体制御装置から下に向かって小型バルブ装置内へと伝送されると、集気板の第一貫通孔及び第二貫通孔から第一圧力リリーフチャンバ及び第一出口チャンバ内に進入し、小型バルブ装置のバルブ片が出口板の凸部構造に速やかに当接されてプレストレス作用を有利に形成し、圧力リリーフ通孔を完全に封鎖すると同時に、気体がバルブ片の弁孔から導入されて小型バルブ装置の出口通孔内に流入し、圧力蓄積作業が行われ、圧力を蓄積した気体が導入された気体より大きくなると、圧力を蓄積した気体は、出口通孔から第二出口チャンバへと流動することで、バルブ片が移動され、バルブ片の弁孔が集気板に当接して閉じられ、且つ少なくとも一つの位置規制構造がバルブ片の支持を補助することで、バルブ片が外れないように防止するとともに、圧力を蓄積した気体が第二出口チャンバ内で連通流路に沿って第二圧力リリーフチャンバ内へと流れ、この時、第二圧力リリーフチャンバ内でバルブ片が移動され、圧力を蓄積した気体が圧力リリーフ通孔から流出し、圧力逃がしの作業を行っている。   In order to achieve the above object, a small pneumatic power device provided by a relatively broad embodiment according to the present invention includes a small fluid control device and a small valve device, and the small fluid control device includes a gas introduction device. The gas introduction plate includes at least one gas introduction hole, at least one aggregation array, and a central recess that constitutes an aggregation chamber, and includes at least one gas introduction. The holes are used for gas introduction, the aggregation array corresponds to the gas introduction holes, and guides the gas in the gas introduction holes to be aggregated into the aggregation chamber formed by the central recess, and the resonance piece is an aggregation chamber of the gas introduction plate The piezoelectric actuator has a suspension plate, an outer frame and a piezoelectric ceramic plate, and the suspension plate has a length between 2 mm and 4.5 mm, and 2 mm to 4 mm. The outer frame has a width of 5 mm and a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm, and the outer frame has at least one frame installed to connect the suspension plate and the outer frame. The piezoelectric ceramic plate is attached to the first surface of the suspension plate, has a side length not greater than the side length of the suspension plate, and has a length between 2 mm and 4.5 mm. Having a width between 2 mm and 4.5 mm, a thickness between 0.05 mm and 0.3 mm, and a ratio of length to width between 0.44 times and 2.25 times; The air collecting plate has a first through hole, a second through hole, a first pressure relief chamber, a first outlet chamber, and a reference surface. The first outlet chamber has a convex structure, and the height of the convex structure is high. The first through hole communicates with the first pressure relief chamber and the second through hole communicates with the first outlet chamber. Among them, the gas introduction plate, the resonance piece, the piezoelectric actuator, and the air collection plate are stacked and positioned so as to correspond to each other in order, and the resonance piece forms a first chamber with the piezoelectric actuator. When the piezoelectric actuator is driven, gas is introduced from at least one gas introduction hole of the gas introduction plate, and is gathered into the central recess through at least one gathering array, and further, the hollow of the resonance piece The gas is continuously pressed by entering into the first chamber through the hole, and further transmitted downward from a gap between at least one frame of the piezoelectric actuator. The valve piece and the outlet plate included in the small valve device are installed so as to be sequentially stacked and positioned on the air collecting plate of the small fluid control device, The valve piece has a valve hole, the valve piece has a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm, and the convex structure of the air collecting plate corresponds to the valve hole of the valve piece. Installed and advantageously abutted against the valve hole to form a prestressing action, completely sealing the valve hole, the outlet plate being a pressure relief hole, an outlet hole, a second pressure relief chamber, a second outlet A chamber, at least one position restricting structure and a reference surface, wherein the reference surface is recessed with a second pressure relief chamber and a second outlet chamber, and the pressure relief through hole is a central portion of the second pressure relief chamber An end of the pressure relief through hole has a convex structure, and the height of the convex structure is higher than a reference surface of the outlet plate, and the outlet through hole communicates with the second outlet chamber. The at least one position regulating structure has a second pressure relief Installed in the chamber, the height of the position regulating structure is between 0.1 mm and 0.5 mm, and the second pressure relief chamber has a communication channel between the second outlet chamber, The pressure relief through hole of the outlet plate is in the first through hole of the air collecting plate, the second pressure relief chamber of the outlet plate is in the first pressure relief chamber of the air collecting plate, and the second outlet chamber of the outlet plate is The valve piece corresponds to the first outlet chamber of the air collecting plate, and the valve piece is disposed between the air collecting plate and the outlet plate to block communication between the first pressure relief chamber and the second pressure relief chamber, and the valve The valve hole of the piece is installed so as to correspond between the second through hole and the outlet through hole, and when the gas is transmitted downward from the small fluid control device into the small valve device, the air collecting plate The first pressure relief from the first through hole and the second through hole The valve piece of the small valve device is quickly brought into contact with the convex structure of the outlet plate to advantageously form a prestressing action, and at the same time completely seals the pressure relief hole. When the gas is introduced from the valve hole of the valve piece and flows into the outlet passage hole of the small valve device, the pressure accumulation work is performed, and the gas accumulated pressure becomes larger than the introduced gas, the gas accumulated pressure The valve piece is moved by flowing from the outlet through hole to the second outlet chamber, the valve hole of the valve piece is closed against the air collecting plate, and at least one position restricting structure is provided on the valve piece. By assisting the support, the valve piece is prevented from being detached, and the accumulated gas flows in the second outlet chamber along the communication channel into the second pressure relief chamber. Double pressure lily The valve piece is moved in the half chamber, and the gas that has accumulated pressure flows out from the pressure relief hole to perform the pressure relief operation.

上述の目的を達するため、本発明に係るもう一つの比較的広義の実施態様が提供する小型空気圧動力装置は、小型流体制御装置と小型バルブ装置を包括しており、前記小型流体制御装置は、気体導入板、共振片、圧電アクチュエータ、集気板を含み、前記集気板は、少なくとも二つの貫通孔と少なくとも二つのチャンバとを有しており、そのうち、集気板、圧電アクチュエータ、共振片及び気体導入板が順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、共振片は、圧電アクチュエータとの間に有する間隙で第一チャンバを形成し、圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が気体導入板から進入し、共振片を介して第一チャンバ内に進入し、さらに下に向かって伝送されており、また、小型バルブ装置が包括するバルブ片と出口板とは、小型流体制御装置の集気板上に順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、前記バルブ片は弁孔を有し、前記出口板は少なくとも二つの貫通孔と少なくとも二つのチャンバとを有しており、そのうち、前記小型流体制御装置は、小型バルブ装置との間に集気チャンバを形成し、気体が小型流体制御装置から下に向かって集気チャンバへと伝送されると、さらに小型バルブ装置内へと伝送され、集気板、出口板がそれぞれ有する少なくとも二つの貫通孔及び少なくとも二つのチャンバを介し、気体の単方向の流動によりバルブ片の弁孔が対応するように開閉が行われ、圧力蓄積作業或いは圧力逃がし作業を行っている。   In order to achieve the above-mentioned object, another relatively broad embodiment according to the present invention provides a small pneumatic power device including a small fluid control device and a small valve device, and the small fluid control device includes: A gas introduction plate, a resonance piece, a piezoelectric actuator, and a gas collection plate, the gas collection plate having at least two through holes and at least two chambers, of which the gas collection plate, the piezoelectric actuator, and the resonance piece And the gas introduction plates are sequentially stacked and positioned so as to correspond to each other, and the resonator element forms a first chamber with a gap between the resonator element and the piezoelectric actuator. It enters from the gas introduction plate, enters the first chamber through the resonance piece, and is transmitted further downward, and the valve piece and outlet included in the small valve device Are stacked and positioned so as to correspond sequentially to the air collecting plate of the small fluid control device, the valve piece has a valve hole, the outlet plate has at least two through holes and at least two holes. The small fluid control device forms an air collection chamber with the small valve device, and gas is transmitted downward from the small fluid control device to the air collection chamber. Then, it is further transmitted into the small valve device, and the valve hole of the valve piece corresponds by the unidirectional flow of gas through the at least two through holes and at least two chambers which the air collecting plate and the outlet plate respectively have. Thus, opening and closing is performed, and pressure accumulation work or pressure relief work is performed.

上述の目的を達するため、本発明に係るさらにもう一つの比較的広義の実施態様が提供する小型空気圧動力装置は、小型流体制御装置と小型バルブ装置とを包括しており、前記小型流体制御装置は、順次積層するように設置した気体導入板、共振片、圧電アクチュエータ及び集気板を包括しており、そのうち、共振片は、圧電アクチュエータとの間に有する間隙で第一チャンバを形成し、圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が気体導入板から進入し、共振片を介して第一チャンバ内に進入し、さらに伝送されており、また、前記小型バルブ装置は、順次積層するように設置したバルブ片と出口板とが、小型流体制御装置の集気板上に位置決めされ、バルブ片は弁孔を有しており、そのうち、気体が小型流体制御装置から小型バルブ装置内へ伝送されると、圧力蓄積或いは圧力逃がし作業を行っている。   In order to achieve the above object, a small pneumatic power device provided by still another relatively broad embodiment according to the present invention includes a small fluid control device and a small valve device. Includes a gas introduction plate, a resonance piece, a piezoelectric actuator, and a gas collection plate that are installed so as to be sequentially stacked, of which the resonance piece forms a first chamber with a gap between it and the piezoelectric actuator, When the piezoelectric actuator is driven, gas enters from the gas introduction plate, enters the first chamber through the resonance piece, and is further transmitted, and the small valve devices are installed so as to be sequentially stacked. The valve piece and the outlet plate are positioned on the air collecting plate of the small fluid control device, and the valve piece has a valve hole, of which the gas flows from the small fluid control device to the small valve device. Once transmitted to the inner, doing pressure accumulation or pressure relief work.

本発明の好ましい実施例に係る小型空気圧動力装置を示す正面分解模式図である。1 is a front exploded schematic view showing a small pneumatic power unit according to a preferred embodiment of the present invention. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す正面組立模式図である。It is a front assembly schematic diagram which shows the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す背面分解模式図である。FIG. 1B is a rear exploded schematic view showing the small pneumatic power device shown in FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す背面組立模式図である。FIG. 1B is a rear assembly schematic diagram showing the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す正面組立模式図である。It is a front assembly schematic diagram which shows the piezoelectric actuator of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す背面組立模式図である。FIG. 1B is a rear assembly schematic diagram showing a piezoelectric actuator of the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す断面模式図である。1B is a schematic cross-sectional view showing a piezoelectric actuator of the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. FIG. 圧電アクチュエータの様々な実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the various embodiment of a piezoelectric actuator. 圧電アクチュエータの様々な実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the various embodiment of a piezoelectric actuator. 圧電アクチュエータの様々な実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the various embodiment of a piezoelectric actuator. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the local operation | movement of the small fluid control apparatus of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the local operation | movement of the small fluid control apparatus of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the local operation | movement of the small fluid control apparatus of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the local operation | movement of the small fluid control apparatus of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the local operation | movement of the small fluid control apparatus of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の集気板と小型バルブ装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the air collecting plate and small valve apparatus of the small pneumatic power apparatus shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の集気板と小型バルブ装置の圧力逃がし動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure relief operation | movement of the air collecting plate and small valve apparatus of the small pneumatic power apparatus shown in FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pressure accumulation operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A. 図1Aに図示された小型空気圧動力装置の降圧または圧力逃がし動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows pressure | voltage fall or pressure relief operation | movement of the small pneumatic power unit shown by FIG. 1A.

本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例を以下において詳細に説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明に係る範囲を逸脱せず、且つ本発明に係る説明及び図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。   Several exemplary embodiments embodying the features and advantages of the invention are described in detail below. The present invention is capable of various modifications in different aspects, none of which departs from the scope of the present invention, and the description and drawings of the present invention are essentially used for explanation and limit the present invention. It should be understood that it does not.

本発明に係る小型空気圧動力装置1は、医薬・バイオテクノロジー、エネルギー、コンピューターテクノロジー、または印刷等の工業に応用し、気体を伝送するために用いることができるが、これに限らない。本発明に係る好ましい実施例に係る小型空気圧動力装置を示す正面分解模式図である図1A、図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す正面組立模式図である図1B、図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す背面分解模式図である図2A、図1Aに図示された小型空気圧動力装置を示す背面組立模式図である図2B、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である図7Aから図7Eを参照されたい。図1A、図2Aにあるように、本発明に係る小型空気圧動力装置1は、小型流体制御装置1Aと小型バルブ装置1Bから構成されて成り、小型流体制御装置1Aは、ケーシング1a、圧電アクチュエータ13、絶縁片141、142、導電片15等の構造を有し、そのうち、前記ケーシング1aは、集気板16及びベース10を包含し、前記ベース10は、気体導入板11及び共振片12を包含するが、これらに限らない。前記圧電アクチュエータ13は、共振片12に対応するように設置され、前記気体導入板11、前記共振片12、前記圧電アクチュエータ13、前記絶縁片141、前記導電片15、もう一つの前記絶縁片142、前記集気板16等が順次積層するように設置され、且つ前記圧電アクチュエータ13は、懸吊板130、外枠131、少なくとも一つのフレーム132及び圧電セラミック板133によって組立てられており、前記小型バルブ装置1Bは、バルブ片17と、出口板18とを包含するが、これに限らない。本実施例において、図1Aにあるように、前記集気板16は、単一のプレート構造のみに限らず、周縁に側壁168を有する枠体構造としてもよく、且つ前記集気板16は、4mm〜10mmの間の長さ、4mm〜10mmの間の幅を有し、前記長さ及び前記幅の比が0.4倍〜2.5倍の間であり、周縁に構成する前記側壁168は、その底部のプレートとともに、前記圧電アクチュエータ13を設置するために用いる収容空間16aを定義し、このため、本発明に係る前記小型空気圧動力装置1の組み立てが完了すると、その正面図が図1B、図7Aから図7Eにあるとおりになり、前記小型流体制御装置1Aが前記小型バルブ装置1Bと対応するように組み立てられることが分かり、つまり、前記小型バルブ装置1Bの前記バルブ片17及び前記出口板18が順次設置されて前記小型流体制御装置1Aの前記集気板16上に位置決めされている。その組み立てが完了した背面図から分かるように、前記出口板18上の圧力リリーフ通孔181及び出口19は、前記出口19が装置(図示されていない)と連接するために用いられ、前記圧力リリーフ通孔181が前記小型バルブ装置1B内の気体を排出し、圧力逃がしの効果を達するために用いられる。この前記小型流体制御装置1Aと前記小型バルブ装置1Bの組み立て設置により、気体が前記小型流体制御装置1Aの前記気体導入板11上の少なくとも一つの気体導入孔110から導入され、圧電アクチュエータ13の作動を通じて、複数の圧力チャンバ(図示されていない)を経由して継続的に伝送され、気体を前記小型バルブ装置1B内で単方向に流動させて、圧力を前記小型バルブ装置1Bの出口側に連接された装置(図示されていない)中に蓄積させることができ、且つ圧力リリーフを行う必要があるときは、前記小型流体制御装置1Aの出力量を制御して、気体を前記小型バルブ装置1Bの前記出口板18上の前記圧力リリーフ通孔181から排出させ、圧力逃がしを行っている。   The small pneumatic power unit 1 according to the present invention can be applied to industries such as medicine / biotechnology, energy, computer technology, or printing, and can be used to transmit gas, but is not limited thereto. 1A is a front exploded schematic view showing a small pneumatic power unit according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a front assembly schematic diagram showing the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. FIG. 2A is a rear exploded schematic view showing a small pneumatic power device, FIG. 2B is a rear assembly schematic diagram showing the small pneumatic power device shown in FIG. 1A, and pressure accumulation of the small pneumatic power device shown in FIG. 1A Please refer to FIG. 7A to FIG. 7E which are schematic diagrams showing the operation. As shown in FIGS. 1A and 2A, a small pneumatic power unit 1 according to the present invention is composed of a small fluid control device 1A and a small valve device 1B. The small fluid control device 1A includes a casing 1a and a piezoelectric actuator 13. The casing 1a includes the air collecting plate 16 and the base 10, and the base 10 includes the gas introduction plate 11 and the resonance piece 12. However, it is not limited to these. The piezoelectric actuator 13 is installed so as to correspond to the resonance piece 12, and the gas introduction plate 11, the resonance piece 12, the piezoelectric actuator 13, the insulating piece 141, the conductive piece 15, and the other insulating piece 142. The air collecting plates 16 and the like are sequentially stacked, and the piezoelectric actuator 13 is assembled by a suspension plate 130, an outer frame 131, at least one frame 132 and a piezoelectric ceramic plate 133, The valve device 1B includes the valve piece 17 and the outlet plate 18, but is not limited thereto. In this embodiment, as shown in FIG. 1A, the air collecting plate 16 is not limited to a single plate structure, and may have a frame structure having a side wall 168 on the periphery. The side wall 168 having a length between 4 mm and 10 mm, a width between 4 mm and 10 mm, and a ratio of the length and the width is between 0.4 times and 2.5 times. Defines, together with its bottom plate, a receiving space 16a used for installing the piezoelectric actuator 13, and when the assembly of the small pneumatic power unit 1 according to the present invention is completed, its front view is shown in FIG. 7A to 7E, it can be seen that the small fluid control device 1A is assembled to correspond to the small valve device 1B, that is, the valve piece 17 of the small valve device 1B. The outlet plate 18 is sequentially installed and positioned on the air collecting plate 16 of the small fluid control apparatus 1A. As can be seen from the rear view when the assembly is completed, the pressure relief holes 181 and outlet 19 on the outlet plate 18 are used for connecting the outlet 19 to a device (not shown), and the pressure relief. The through-hole 181 is used to exhaust the gas in the small valve device 1B and achieve the effect of pressure relief. By assembling and installing the small fluid control device 1A and the small valve device 1B, gas is introduced from at least one gas introduction hole 110 on the gas introduction plate 11 of the small fluid control device 1A, and the piezoelectric actuator 13 is operated. Is continuously transmitted via a plurality of pressure chambers (not shown) through which gas flows in one direction in the small valve device 1B and pressure is connected to the outlet side of the small valve device 1B. When it is necessary to perform pressure relief, the output amount of the small fluid control device 1A is controlled to allow gas to flow into the small valve device 1B. The pressure relief holes 181 on the outlet plate 18 are discharged from the pressure relief holes 181 to perform pressure relief.

図1A及び図2Aを参照されたい。図1Aにあるように、前記小型流体制御装置1Aの前記気体導入板11は、第一表面11b、第二表面11a及び少なくとも一つの気体導入孔110を有し、本実施例において、前記気体導入孔110の数量は4個であるが、これに限らず、前記気体導入板11の前記第一表面11b及び前記第二表面11aを貫通し、主に、気体を装置外から大気圧の作用に順応して前記少なくとも一つの気体導入孔110から前記小型流体制御装置1A内に流入させるために用いている。また、図2Aにあるように、前記気体導入板11の前記第一表面11bから分かるとおり、その上には、前記気体導入板11の前記第二表面11aにある前記少なくとも一つの気体導入孔110に対応するように設置するために用いる少なくとも一つの集約アレイ112を有している。本実施例において、前記集約アレイ112の数量は、前期気体導入孔110に対応し、その数量は四つであるが、これに限らず、そのうち、これら集約アレイ112は、中心で交わる箇所に中心凹部111を有し、前記中心凹部111は、前記集約アレイ112と連通し合い、これにより、前記気体導入孔110から前記集約アレイ112に入り込む気体を前記中心凹部111にガイドし且つ集約して伝送することができる。本実施例において、前記気体導入板11は、一体成型された前記気体導入孔110、前記集約アレイ112及び前記中心凹部111を有し、前記中心凹部111箇所に対応するように、気体を一時的に保存するための、気体を集約する集約チャンバを構成している。一部の実施例において、前記気体導入板11の材質は、ステンレス材質によって構成することができるがこれに限らず、且つその厚さは、0.3mm〜0.5mmの間であり、好ましくは0.4mmであるが、これに限らない。その他の一部の実施例において、前記中心凹部111箇所に構成する集約チャンバの深さは、これら集約アレイ112の深さと同じであるとともに、前記集約チャンバ及び前記集約アレイ112の好ましい深さは、0.15mm〜0.25mmの間であるが、これに限らない。前記共振片12は、可撓性材質によって構成することができるが、これに限らず、且つ前記共振片12は、その上に、前記気体導入板11の第一表面11bにある前記中心凹部111に対応するように設置する中空孔120を有することで、気体を流通させることができる。その他の一部の実施例において、前記共振片12は、銅材質によって構成することができるが、これに限らず、且つその厚さは、0.02mm〜0.07mmの間であり、好ましくは0.04mmであるが、これに限らない。   Please refer to FIG. 1A and FIG. 2A. As shown in FIG. 1A, the gas introduction plate 11 of the small fluid control apparatus 1A has a first surface 11b, a second surface 11a, and at least one gas introduction hole 110. The number of the holes 110 is four, but is not limited to this, and penetrates the first surface 11b and the second surface 11a of the gas introduction plate 11 and mainly causes the gas to act at atmospheric pressure from the outside of the apparatus. It is used to adapt to flow into the small fluid control device 1A from the at least one gas introduction hole 110. As shown in FIG. 2A, as can be seen from the first surface 11 b of the gas introduction plate 11, the at least one gas introduction hole 110 on the second surface 11 a of the gas introduction plate 11 is provided thereon. At least one aggregation array 112 that is used for installation. In this embodiment, the number of the aggregate array 112 corresponds to the gas introduction hole 110 in the previous period, and the number thereof is four. However, the present invention is not limited to this. The central concave portion 111 communicates with the aggregated array 112, whereby the gas entering the aggregated array 112 from the gas introduction hole 110 is guided to the central concave portion 111 and aggregated and transmitted. can do. In this embodiment, the gas introduction plate 11 includes the integrally formed gas introduction holes 110, the aggregation array 112, and the central recess 111, and temporarily supplies gas so as to correspond to the 111 central recesses. An aggregation chamber for collecting gas is stored for storage. In some embodiments, the material of the gas introducing plate 11 may be made of stainless steel, but is not limited thereto, and the thickness thereof is between 0.3 mm and 0.5 mm, preferably Although it is 0.4 mm, it is not restricted to this. In some other embodiments, the depth of the aggregation chamber formed in the central recess 111 is the same as the depth of the aggregation array 112, and the preferred depth of the aggregation chamber and the aggregation array 112 is: Although it is between 0.15 mm-0.25 mm, it is not restricted to this. The resonance piece 12 can be made of a flexible material, but is not limited thereto, and the resonance piece 12 is formed on the central recess 111 on the first surface 11b of the gas introduction plate 11. By having the hollow hole 120 installed so as to correspond to the above, gas can be circulated. In some other embodiments, the resonator element 12 may be made of a copper material, but is not limited thereto, and the thickness thereof is between 0.02 mm and 0.07 mm, preferably Although it is 0.04 mm, it is not limited to this.

図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す正面模式図である図3Aと、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す背面模式図である図3Bと、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧電アクチュエータを示す断面模式図である図3Cとを同時に参照すると、前記圧電アクチュエータ13は、懸吊板130、外枠131、少なくとも一つのフレーム132及び圧電セラミック板133によって組立てられており、そのうち、前記圧電セラミック板133は、前記懸吊板130の前記第一表面130bに貼着し、印加電圧を用いて前記懸吊板130の湾曲振動を駆動し、前記懸吊板130は、中心部130d及び外周部130eを有し、前記圧電セラミック板133が電圧を受けて駆動すると、前記懸吊板130は、前記中心部130dから前記外周部130eまで湾曲振動することができ、また、前記少なくとも一つのフレーム132は、前記懸吊板130及び前記外枠131の間に接続しており、本実施例において、前記フレーム132は、前記懸吊板130及び前記外枠131の間に接続するように設置し、その両端が前記外枠131と前記懸吊板130とにそれぞれ接続することで、弾性的な支持を提供し、また、前記フレーム132、前記懸吊板130及び前記外枠131の間に気体の流通のために用いる少なくとも一つの空隙135をさらに有し、且つ前記懸吊板130、前記外枠131及び前記フレーム132の形態と数量とは様々な変化が可能である。また、前記外枠131は、前記懸吊板130の外側に前記外枠131を囲繞するように設置し、且つ給電の接続のために用い、外側に向かって凸設する導電ピン134を有しているが、これに限らない。本実施例において、前記懸吊板130は、階段面を有する構造であって、即ち、前記懸吊板130の前記第二表面130aは、凸部130cをさらに有し、前記凸部130cは、円形の凸起構造とすることができるがこれに限らず、且つ前記凸部130cの高さは、0.02mm〜0.08mmの間であり、好ましくは0.03mmで、その直径は、前記懸吊板130の最小辺の長さの0.55倍の寸法である。図3Aと図3Cを同時に参照すると分かるように、前記懸吊板130の前記凸部130c表面は外枠131の第二表面131aと同一平面にあり、且つ前記懸吊板130の第二表面130a及び前記フレーム132の前記第二表面132aも同一表面にあり、前記懸吊板130の前記凸部130c及び前記外枠131の前記第二表面131aと、前記懸吊板130の前記第二表面130a及び前記フレーム132の第二表面132aとの間は、特定の深さを有している。前記懸吊板130の前記第一表面130bは、図3Bと図3Cにあるように、前記外枠131の前記第一表面131b及び前記フレーム132の前記第一表面132bと平坦な同一平面の構造にあり、前記圧電セラミック板133は、この平坦な前記懸吊板130の前記第一表面130bに貼着している。その他の一部の実施例において、前記懸吊板130の形態は、両面が平坦な板状の正方形構造としてもよいが、これに限らず、実際の実施状況に応じて任意に変化させることができる。一部の実施例において、前記懸吊板130、前記フレーム132及び前記外枠131は、一体成型の構造で、且つ金属プレートによって構成することができ、例えば、ステンレス材質によって構成することができるが、これに限らない。一部の実施例において、前記懸吊板130の厚さは、0.1mm〜0.3mmの間であり、好ましくは0.2mmである。また、前記懸吊板130の長さは、2mm〜4.5mmの間であり、好ましくは2.5mm〜3.5mmの間で、幅は2mm〜4.5mmの間であり、好ましくは2.5mm〜3.5mmの間であるが、これに限らない。前記外枠131の厚さは、0.1mm〜0.4mmの間であり、好ましくは0.3mmであるが、これに限らない。   FIG. 3A is a schematic front view showing the piezoelectric actuator of the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A, FIG. 3B is a schematic back view showing the piezoelectric actuator of the small pneumatic power device shown in FIG. 1A, and FIG. Referring to FIG. 3C, which is a schematic sectional view showing a piezoelectric actuator of the small pneumatic power unit shown in FIG. 3, the piezoelectric actuator 13 includes a suspension plate 130, an outer frame 131, at least one frame 132, and a piezoelectric ceramic plate. 133, of which the piezoelectric ceramic plate 133 is attached to the first surface 130b of the suspension plate 130, drives the bending vibration of the suspension plate 130 using an applied voltage, and The suspension plate 130 has a central portion 130d and an outer peripheral portion 130e, and the piezoelectric ceramic plate 133 is driven by receiving a voltage. The suspension plate 130 can bend and vibrate from the central portion 130d to the outer peripheral portion 130e, and the at least one frame 132 is connected between the suspension plate 130 and the outer frame 131. In this embodiment, the frame 132 is installed so as to be connected between the suspension plate 130 and the outer frame 131, and both ends thereof are respectively connected to the outer frame 131 and the suspension plate 130. Providing at least one air gap 135 between the frame 132, the suspension plate 130 and the outer frame 131, and providing elastic support by connection, and Various changes can be made in the form and quantity of the suspension plate 130, the outer frame 131, and the frame 132. The outer frame 131 has conductive pins 134 that are installed on the outer side of the suspension plate 130 so as to surround the outer frame 131, and are used for power supply connection and project outward. However, it is not limited to this. In this embodiment, the suspension plate 130 has a stepped surface, that is, the second surface 130a of the suspension plate 130 further includes a convex portion 130c, and the convex portion 130c However, the height of the convex portion 130c is between 0.02 mm and 0.08 mm, preferably 0.03 mm, and the diameter thereof is as described above. The dimension is 0.55 times the length of the minimum side of the suspension plate 130. 3A and 3C, the surface of the protrusion 130c of the suspension plate 130 is flush with the second surface 131a of the outer frame 131, and the second surface 130a of the suspension plate 130. And the second surface 132a of the frame 132 is also on the same surface, the convex portion 130c of the suspension plate 130 and the second surface 131a of the outer frame 131, and the second surface 130a of the suspension plate 130. The frame 132 has a specific depth between the second surface 132a and the second surface 132a. The first surface 130b of the suspension plate 130 is flat and flush with the first surface 131b of the outer frame 131 and the first surface 132b of the frame 132, as shown in FIGS. 3B and 3C. The piezoelectric ceramic plate 133 is attached to the first surface 130b of the flat suspension plate 130. In some other embodiments, the shape of the suspension plate 130 may be a plate-like square structure with flat both surfaces, but is not limited thereto, and may be arbitrarily changed according to actual implementation conditions. it can. In some embodiments, the suspension plate 130, the frame 132, and the outer frame 131 can be formed of a single-piece structure and a metal plate, such as a stainless steel material. Not limited to this. In some embodiments, the thickness of the suspension plate 130 is between 0.1 mm and 0.3 mm, preferably 0.2 mm. The length of the suspension plate 130 is between 2 mm and 4.5 mm, preferably between 2.5 mm and 3.5 mm, and the width is between 2 mm and 4.5 mm, preferably 2 Although it is between 0.5 mm-3.5 mm, it is not restricted to this. The thickness of the outer frame 131 is between 0.1 mm and 0.4 mm, preferably 0.3 mm, but is not limited thereto.

また、その他の一部の実施例において、前記圧電セラミック板133の厚さは、0.05mm〜0.3mmの間であり、好ましくは0.10mmで、前記圧電セラミック板133は、前記懸吊板130辺の長さより大きくない辺の長さを有し、長さは2mm〜4.5mmの間であり、好ましくは2.5mm〜3.5mmの間で、幅は2mm〜4.5mmの間であり、好ましくは2.5mm〜3.5mmの間で、また長さと幅の比は好ましくは0.44倍〜2.25倍の間であるが、これに限らない。さらにその他の一部の実施例において、前記圧電セラミック板133の辺の長さは、前記懸吊板130の辺の長さより小さくすることができ、且つ同様に、前記懸吊板130に対応する正方形の板状構造に設計することができるが、これに限らない。   In some other embodiments, the thickness of the piezoelectric ceramic plate 133 is between 0.05 mm and 0.3 mm, preferably 0.10 mm, and the piezoelectric ceramic plate 133 is suspended. The plate has a side length not larger than the side length, the length is between 2 mm and 4.5 mm, preferably between 2.5 mm and 3.5 mm, and the width is between 2 mm and 4.5 mm. The ratio of length to width is preferably between 0.44 times and 2.25 times, but is not limited thereto. In some other embodiments, the length of the side of the piezoelectric ceramic plate 133 can be smaller than the length of the side of the suspension plate 130 and similarly corresponds to the suspension plate 130. Although it can design to a square plate-shaped structure, it is not restricted to this.

本発明に係る前記小型空気圧動力装置1における関連の実施例において、前記圧電アクチュエータ13が正方形の前記懸吊板130を採用する理由としては、円形の懸吊板(図4Aの(j)〜(l)の態様の円形懸吊板j0)の設計と比較して、前記正方形の懸吊板130の構造のほうが明らかに省電力の利点を有するため、共振周波数下で作用する容量性負荷は、その消費電力が周波数の上昇に伴って増加し、また辺の長さの寸法が正方形の設計の前記懸吊板130は共振周波数が円形の懸吊板j0より明らかに低いため、これに相対する消費電力も明らかに低く、つまり、本発明で正方形の設計を採用した前記圧電アクチュエータ13は、省電力であるという利点を備え、特にウェアラブルデバイスでの応用において、省電力であることは非常に重要な設計ポイントとなっている。   In the related embodiment in the small pneumatic power unit 1 according to the present invention, the piezoelectric actuator 13 employs the square suspension plate 130 as a circular suspension plate ((j) to ( Compared with the design of the circular suspension plate j0) of the aspect l), the structure of the square suspension plate 130 has clearly power saving advantages, so that the capacitive load acting under the resonance frequency is The power consumption increases with increasing frequency, and the suspension plate 130 whose side length dimension is a square design is opposed to this because the resonance frequency is clearly lower than that of the circular suspension plate j0. The power consumption is obviously low, that is, the piezoelectric actuator 13 adopting the square design in the present invention has the advantage of power saving, and it is very power saving especially in the application in wearable devices. It has become an important design point.

圧電アクチュエータの様々な実施態様を示す模式図である図4A、4B、4Cを参照すると、図示されていることから分かるとおり、前記圧電アクチュエータ13にある前記懸吊板130、前記外枠131及び前記フレーム132は、様々な形態とすることができ、且つ少なくとも図4Aに示す(a)〜(l)などの様々な態様を有することができ、例示すると、(a)の態様の外枠a1及び懸吊板a0は方形の構造であり、且つ両者間が複数のフレームa2、例えば八つのフレームa2によって連結されるが、これに限らず、また、フレームa2及び懸吊板a0、外枠a1の間に気体を流通させるための空隙a3を有している。別の(i)の態様において、外枠i1と懸吊板i0も同様に方形の構造であるが、二つのフレームi2のみによって連結されている。また、更なる関連技術を備えており、図4B及び図4Cのように、圧電アクチュエータ13の懸吊板は、図4Bの(m)〜(r)や図4Cの(s)〜(x)などの様々な態様を有することもできるが、これらの態様において、懸吊板130と外枠131とはいずれも正方形の構造である。例示すると、(m)態様の外枠m1及び懸吊板m0はいずれも正方形の構造であり、且つ両者の間が複数のフレームm2、例えば四つのフレームm2によって連結されるが、これに限らず、また、フレームm2及び懸吊板m0、外枠m1の間に気体を流通させるための空隙m3を有している。この実施例において、外枠m1及び懸吊板m0の間に連結されたフレームm2は板連接部m2とすることができるが、これに限らず、且つ板連接部m2は、二つの端部m2’、m2”を有し、一方の端部m2’が外枠m1に連接され、もう一方の端部m2”が懸吊板m0に連接され、この二つの端部m2’、m2”が対応し合い、同一軸線上に設置されている。(n)の態様においては、同様に外枠n1、懸吊板n0、及び外枠n1と懸吊板n0の間に連接されたフレームn2、流体を流通させるための空隙n3を有し、フレームn2が板連接部n2であるが、これに限らず、板連接部n2が同様に二つの端部n2’とn2”を有し、一方の端部n2’が外枠n1に連接され、もう一方の端部n2”が懸吊板n0に連接されるが、本実施態様において、前記板連接部n2は0〜45度の傾斜角で外枠n1及び懸吊板n0に連接されており、つまり、前記二つの端部n2’及びn2”は同一の水平軸線上に設置されず、互い違いの設置関係になっている。(o)の態様において、外枠o1、懸吊板o0、及び外枠o1と懸吊板o0の間に連接されたフレームo2、気体を流通させるための空隙o3等の構造はいずれも前述の実施例と同じであるが、そのうちフレームである板連接部o2の設計形態が(m)の態様と若干異なり、この態様において、前記板連接部o2の前記二つの端部o2’及びo2”は対応し合い、且つ同一軸線上に設置されている。   Referring to FIGS. 4A, 4B, and 4C, which are schematic diagrams showing various embodiments of the piezoelectric actuator, as can be seen, the suspension plate 130, the outer frame 131, and the The frame 132 can take various forms, and can have at least various aspects such as (a) to (l) shown in FIG. 4A. For example, the outer frame a1 in the aspect (a) and The suspension plate a0 has a rectangular structure, and the two are connected by a plurality of frames a2, for example, eight frames a2. However, the present invention is not limited to this, and the frame a2, the suspension plate a0, and the outer frame a1 There is a gap a3 for allowing gas to flow between them. In another aspect (i), the outer frame i1 and the suspension plate i0 are similarly rectangular structures, but are connected by only two frames i2. 4B and 4C, the suspension plate of the piezoelectric actuator 13 is provided with (m) to (r) in FIG. 4B and (s) to (x) in FIG. 4C. However, in these aspects, the suspension plate 130 and the outer frame 131 are both square structures. For example, the outer frame m1 and the suspension plate m0 in the (m) mode are both square structures, and the two are connected by a plurality of frames m2, for example, four frames m2, but not limited thereto. In addition, a gap m3 is provided between the frame m2, the suspension plate m0, and the outer frame m1 for circulating gas. In this embodiment, the frame m2 connected between the outer frame m1 and the suspension plate m0 can be the plate connecting portion m2, but the present invention is not limited to this, and the plate connecting portion m2 has two end portions m2. ', M2 ", one end m2' is connected to the outer frame m1, the other end m2" is connected to the suspension plate m0, and these two ends m2 ', m2 "correspond In the embodiment (n), similarly, the outer frame n1, the suspension plate n0, and the frame n2 connected between the outer frame n1 and the suspension plate n0, the fluid The frame n2 is the plate connecting portion n2, but the plate connecting portion n2 similarly has two end portions n2 ′ and n2 ″, and is connected to one end. The portion n2 ′ is connected to the outer frame n1, and the other end n2 ″ is connected to the suspension plate n0. The plate connecting portion n2 is connected to the outer frame n1 and the suspension plate n0 at an inclination angle of 0 to 45 degrees, that is, the two end portions n2 ′ and n2 ″ are installed on the same horizontal axis. It is not an alternate installation relationship. In the aspect of (o), the structure of the outer frame o1, the suspension plate o0, the frame o2 connected between the outer frame o1 and the suspension plate o0, the gap o3 for circulating the gas, etc. are all described above. The design form of the plate connecting portion o2 which is the frame is slightly different from the embodiment of (m), and in this embodiment, the two end portions o2 ′ and o2 ″ of the plate connecting portion o2 are the same as the embodiment. They correspond to each other and are installed on the same axis.

また、(p)の態様は、同様に外枠p1、懸吊板p0、及び外枠p1と懸吊板p0の間に連接されたフレームp2、流体を流通させるための空隙p3等の構造を有しており、この実施態様において、フレームとする板連接部p2は、懸吊板連接部p20、梁部p21、外枠連接部p22等の構造をさらに有しており、そのうち、梁部p21は、懸吊板p0と外枠p1との間の間隙p3に設置され、且つその設置方向は、外枠p1及び懸吊板p0に平行であり、また、懸吊板連接部p20が梁部p21と懸吊板p0との間に連接され、外枠連接部p22が梁部p21と外枠p1との間に連接され、且つ前記懸吊板連接部p20と外枠連接部p22とも対応し合い、同一軸線上に設置されている。   Similarly, the embodiment (p) has a structure such as an outer frame p1, a suspension plate p0, a frame p2 connected between the outer frame p1 and the suspension plate p0, and a gap p3 for circulating fluid. In this embodiment, the plate connecting portion p2 serving as a frame further has a structure of a suspension plate connecting portion p20, a beam portion p21, an outer frame connecting portion p22, etc., of which the beam portion p21 Is installed in the gap p3 between the suspension plate p0 and the outer frame p1, and the installation direction is parallel to the outer frame p1 and the suspension plate p0, and the suspension plate connecting portion p20 is a beam portion. p21 and the suspension plate p0 are connected, the outer frame connection portion p22 is connected between the beam portion p21 and the outer frame p1, and the suspension plate connection portion p20 and the outer frame connection portion p22 also correspond to each other. Are installed on the same axis.

(q)の態様において、外枠q1、懸吊板q0及び外枠q1と懸吊板q0の間に連接されたフレームq2、流体を流通させるための空隙q3等の構造がいずれも前述の(m)、(o)の態様と同じであるが、そのうち、フレームとする板連接部q2の設計形態が(m)、(o)の態様と若干異なり、この態様において、前記懸吊板q0は、正方形の形態で、且つその各辺がいずれも外枠q1に連接された二つの板連接部q2を有し、そのうち、各板連接部q2の二つの端部q2’とq2”とが同様に対応し合い、且つ同一軸線上に設置されている。また、(r)の態様においても、外枠r1、懸吊板r0、フレームr2及び空隙r3等の構造を有しており、フレームr2も板連接部r2とすることができるが、これに限らず、この実施例において、板連接部r2は、V字形の構造であって、つまり、前記板連接部r2も0〜45度の傾斜角で外枠r1及び懸吊板r0に連接されるため、各板連接部r2は、いずれも懸吊板r0に連接された端部r2”、外枠r1に連接された二つの端部r2’を有し、即ち、前記二つの端部b2’と端部b2”が同一の水平軸線上に設置されていない。   In the aspect of (q), the structure of the outer frame q1, the suspension plate q0, the frame q2 connected between the outer frame q1 and the suspension plate q0, the gap q3 for circulating the fluid, etc. are all described above ( m) is the same as the aspect of (o), but the design form of the plate connecting portion q2 as a frame is slightly different from the aspect of (m), (o). In this aspect, the suspension board q0 is , And has two plate connecting portions q2 each having a square shape and each side connected to the outer frame q1, and the two end portions q2 ′ and q2 ″ of each plate connecting portion q2 are the same. In the aspect (r), the outer frame r1, the suspension plate r0, the frame r2, the gap r3, and the like are provided, and the frame r2 The plate connecting portion r2 can also be used, but the present invention is not limited to this, and in this embodiment, the plate connecting portion r2 is used. Is a V-shaped structure, that is, since the plate connecting portion r2 is also connected to the outer frame r1 and the suspension plate r0 at an inclination angle of 0 to 45 degrees, each plate connecting portion r2 is suspended. It has an end r2 ″ connected to the suspension plate r0 and two ends r2 ′ connected to the outer frame r1, that is, the two ends b2 ′ and b2 ″ are on the same horizontal axis. It is not installed.

続いて図4Cにあるように、(s)〜(x)の態様の外観形態は図4Bに示す(m)〜(r)の形態にほぼ対応しているが、これら(s)〜(x)の態様においては、各圧電アクチュエータ13の懸吊板130は、その上に凸部130c(図中のs4、t4、u4、v4、w4、x4等の構造)がいずれも設けられており、(m)〜(r)の態様又は(s)〜(x)等の態様のいずれも、前記懸吊板130が正方形の形態に設計され、前述の低消費電力の効果を達している。また、これらの実施態様から分かるように、懸吊板130が両面平坦な平板構造であったり、一表面が凸部を備えた階段状構造であったとしても、本発明の保護範囲内にあり、且つ懸吊板130及び外枠131の間に連接されたフレーム132の形態と数量は実際の実施状況に応じて任意に変化させることができ、本発明で示す態様に限らない。また、上述したように、これら懸吊板130、外枠131及びフレーム132は、一体成型の構造としてもよいが、これに限らず、その製造方法は、従来の加工、フォトリソグラフィエッチング、レーザー加工、電気鋳造加工或いは放電加工等の方法で製造することができるが、これらに限らない。   Subsequently, as shown in FIG. 4C, the appearance forms of the modes (s) to (x) substantially correspond to the forms (m) to (r) shown in FIG. 4B, but these (s) to (x) ), The suspension plate 130 of each piezoelectric actuator 13 is provided with convex portions 130c (structures such as s4, t4, u4, v4, w4, x4 in the drawing) on each of them. In any of the aspects (m) to (r) or the aspects (s) to (x), the suspension plate 130 is designed in a square shape, and the above-described effect of low power consumption is achieved. Further, as can be seen from these embodiments, even if the suspension plate 130 has a flat plate structure with both sides flat or a stepped structure with one surface provided with a convex portion, it is within the protection scope of the present invention. In addition, the form and quantity of the frame 132 connected between the suspension plate 130 and the outer frame 131 can be arbitrarily changed according to the actual implementation status, and is not limited to the mode shown in the present invention. Further, as described above, the suspension plate 130, the outer frame 131, and the frame 132 may have an integrally molded structure, but the manufacturing method is not limited to this, and conventional manufacturing, photolithography etching, and laser processing are possible. However, it can be manufactured by a method such as electroforming or electric discharge machining, but is not limited thereto.

また、図1Aと図2Aにあるように、小型流体制御装置1Aにおいてさらに有する絶縁片141、導電片15及びもう一つの絶縁片142は、圧電アクチュエータ13の下に順次対応するように設置され、且つその形態は、圧電アクチュエータ13の外枠の形態にほぼ対応している形態である。一部の実施例において、絶縁片141、142は、これに限らないが、例えばプラスチックといった絶縁が可能な材質によって構成することで、絶縁を行っており、その他の一部の実施例において、導電片15は、これに限らないが、例えば金属といった導電可能な材質によって構成することで、電気の導通を行っている。また、本実施例において、前記導電片15は、その上に導電ピン151を設置することで、電気の導通を行ってもよい。    In addition, as shown in FIGS. 1A and 2A, the insulating piece 141, the conductive piece 15, and the other insulating piece 142 further included in the small fluid control device 1 </ b> A are sequentially installed below the piezoelectric actuator 13. And the form is a form substantially corresponding to the form of the outer frame of the piezoelectric actuator 13. In some embodiments, the insulating pieces 141 and 142 are not limited to this. For example, the insulating pieces 141 and 142 are made of an insulating material such as plastic. In some other embodiments, the insulating pieces 141 and 142 are electrically conductive. Although the piece 15 is not limited to this, for example, the piece 15 is made of a conductive material such as a metal to conduct electricity. In the present embodiment, the conductive piece 15 may conduct electricity by installing a conductive pin 151 thereon.

図1Aと、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の小型流体制御装置の局部動作を示す模式図である図5Aから図5Eを同時に参照されたい。図5Aにあるように、小型流体制御装置1Aは、気体導入板11、共振片12、圧電アクチュエータ13、絶縁片141、導電片15及びもう一つの絶縁片142等が積層してなり、本実施例において、共振片12と圧電アクチュエータ13の外枠131周縁との間の間隙g0内にこれに限らないが、例えば導電ペーストといった材料を充填することで、共振片12と圧電アクチュエータ13の懸吊板130の凸部130cとの間にある前記間隙g0の深さが維持され、さらに、気流をより迅速に流動するようにガイドすることができ、且つ懸吊板130の凸部130cと共振片12とが適切な距離を保持するため、互いの接触干渉が減少し、騒音の発生を低減することができる。   Please refer to FIG. 1A and FIGS. 5A to 5E, which are schematic diagrams showing local operations of the small fluid control device of the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. As shown in FIG. 5A, the small fluid control device 1A includes a gas introduction plate 11, a resonance piece 12, a piezoelectric actuator 13, an insulation piece 141, a conductive piece 15, another insulation piece 142, and the like, In the example, the gap g0 between the resonance piece 12 and the periphery of the outer frame 131 of the piezoelectric actuator 13 is not limited to this. For example, a material such as a conductive paste is filled to suspend the resonance piece 12 and the piezoelectric actuator 13. The depth of the gap g0 between the convex portion 130c of the plate 130 is maintained, the airflow can be guided so as to flow more rapidly, and the convex portion 130c of the suspension plate 130 and the resonance piece Therefore, the contact interference with each other is reduced, and the generation of noise can be reduced.

図5Aから図5Eを参照すると、図示されているとおり、気体導入板11、共振片12、圧電アクチュエータ13が順次積層するように組立てられると、共振片12の中空孔120箇所は、その上の気体導入板11とともに気体を集約するチャンバを形成し、且つ共振片12と圧電アクチュエータ13との間に、気体を一時的に保存するために用いる第一チャンバ121をさらに形成し、第一チャンバ121は、共振片12の中空孔120を介して気体導入板11の第一表面11bの中心凹部111箇所のチャンバと連通し合い、且つ第一チャンバ121の両側は、圧電アクチュエータ13のフレーム132の間の空隙135により、その下に設置された小型バルブ装置1Bと連通し合っている。   Referring to FIGS. 5A to 5E, as shown in the drawing, when the gas introduction plate 11, the resonance piece 12, and the piezoelectric actuator 13 are assembled in order, the 120 hollow holes of the resonance piece 12 A chamber for collecting gas is formed together with the gas introduction plate 11, and a first chamber 121 used for temporarily storing gas is further formed between the resonance piece 12 and the piezoelectric actuator 13, and the first chamber 121 is formed. Communicates with the chamber at the central recess 111 of the first surface 11 b of the gas introduction plate 11 through the hollow hole 120 of the resonance piece 12, and both sides of the first chamber 121 are between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13. The space 135 communicates with the small valve device 1B installed therebelow.

小型空気圧動力装置1の小型流体制御装置1Aが作動すると、主に圧電アクチュエータ13が電圧を受けて作動し、フレーム132を支点として垂直方向の往復振動をおこなっている。図5Bにあるように、圧電アクチュエータ13が電圧を受けて作動し、下に向かって振動すると、共振片12が軽くて薄い片状構造であるため、圧電アクチュエータ13の振動時、共振片12もそれに伴って共振し、垂直の往復振動を行い、即ち、前記気体導入板11の中心凹部111に対応する共振片12の部分も湾曲振動して変形し、つまり前記気体導入板11の中心凹部111に対応する前記共振片12の部分が共振片12の可動部12aであり、圧電アクチュエータ13が下に向かって湾曲振動すると、共振片12の可動部12aは、流体の導入及び押圧と圧電アクチュエータ13の振動による連動とにより、圧電アクチュエータ13が下に向かって湾曲振動するとともに変形し、気体が気体導入板11上の少なくとも一つの気体導入孔110から進入し、その第一表面11bの少なくとも一つの気体ガイド溝112を介して中央の中心凹部111箇所に集約し、中心凹部111に対応するように設置された共振片12上にある中央孔120を介し、下に向かって第一チャンバ121内へと流入した後、図5Cにあるように、圧電アクチュエータ13の振動による連動を受け、共振片12もこれに伴って共振し、垂直の往復振動を行っており、この時、共振片12の可動部12aもこれに伴い下に向かって振動し、圧電アクチュエータ13の懸吊板130の凸部130c上に貼着するように当接することで、懸吊板130の凸部130c以外の区域が共振片12両側の固定部12bの間にある集約チャンバとの間隔が小さくならず、且つこの共振片12の変形により、第一チャンバ121の体積が圧縮され、第一チャンバ121内の流通空間が閉鎖することで、その内部の気体を両側に向かって流動するように押圧することを促し、圧電アクチュエータ13のフレーム132の間の空隙135を介して下に向かって流動されている。図5Dにあるように、共振片12の可動部12aは、湾曲振動して変形すると、初期位置に戻り、その後圧電アクチュエータ13が電圧を受けて駆動することで、上に向かって振動し、同じように、第一チャンバ121の体積を圧迫し、またこの時、圧電アクチュエータ13が上に向かって持ち上げられ、この持ち上げの移動をdとすることができ、これにより、第一チャンバ121内の気体は、両側に向かって流動し、気体を連動して継続的に気体導入板11上の少なくとも一つの気体導入孔110から進入させ、中心凹部111に形成されたチャンバ内に流入させており、さらに、図5Eにあるように、前記共振片12は、上に向かって持ち上げられる圧電アクチュエータ13の振動を受けて上に向かって共振し、共振片12の可動部12aもまた上の位置に向かい、中心凹部111内の気体を共振片12の中央孔120から第一チャンバ121内に流入させ、圧電アクチュエータ13のフレーム132の間の空隙135を介して下の小型流体制御装置1Aへと流出している。この実施態様から分かるとおり、共振片12が垂直の往復振動を行うと、圧電アクチュエータ13との間にある間隙g0がその垂直移動の最大距離に増加することができ、つまり、これら二つの構造の間に設けられた間隙g0は、共振片12を共振時にさらに大幅な上下移動を生じさせることができ、そのうち、前記圧電アクチュエータの振動移動をdとし、前記間隙g0との差をxとすると、即ちx=g0−dであり、試験によるとx≦0μmのとき、騒音がある状態となり、x=1〜5μmのとき、小型空気圧動力装置1の最大出力空気圧が350mmHgに達し、x=5〜10μmのとき、小型空気圧動力装置1の最大出力空気圧が250mmHgに達し、x=10〜15μmのとき、小型空気圧動力装置1の最大出力空気圧が150mmHgに達しており、これら数値の対応関係は、以下の表1に示すとおりである。上述の数値は、操作電圧が±10V〜±20Vの間である。このように、この小型流体制御装置1Aを経る流路設計中において圧力勾配が発生し、気体を高速で流動させ、流路の出入方向の抵抗差異により、気体を吸入側から排出側へと伝送し、且つ排出側に気圧がある状態下でも、気体を持続的に押し出す能力があるとともに、静音の効果に達することができる。   When the small fluid control device 1A of the small pneumatic power unit 1 is operated, the piezoelectric actuator 13 is mainly operated by receiving a voltage, and vertical reciprocating vibration is performed with the frame 132 as a fulcrum. As shown in FIG. 5B, when the piezoelectric actuator 13 is actuated by receiving voltage and vibrates downward, the resonance piece 12 has a light and thin piece-like structure. Accordingly, it resonates and performs vertical reciprocal vibration, that is, the portion of the resonance piece 12 corresponding to the central recess 111 of the gas introduction plate 11 is also deformed by bending vibration, that is, the central recess 111 of the gas introduction plate 11. The portion of the resonance piece 12 corresponding to the above is the movable portion 12a of the resonance piece 12, and when the piezoelectric actuator 13 is curved and vibrated downward, the movable portion 12a of the resonance piece 12 introduces and presses the fluid and the piezoelectric actuator 13. The piezoelectric actuator 13 bends and vibrates downward and deforms due to the interlocking with the vibration of the gas, so that the gas is introduced into at least one gas guide on the gas introduction plate 11. The center located on the resonance piece 12 that enters from the hole 110 and is aggregated in the central central concave portion 111 through the at least one gas guide groove 112 on the first surface 11b and is installed so as to correspond to the central concave portion 111. After flowing downward into the first chamber 121 through the hole 120, as shown in FIG. 5C, the resonance piece 12 resonates along with the vibration due to the vibration of the piezoelectric actuator 13, and the vertical At this time, the movable portion 12a of the resonator element 12 vibrates downward along with this, and comes into contact with the convex portion 130c of the suspension plate 130 of the piezoelectric actuator 13 so as to stick. Thus, the space other than the convex portion 130c of the suspension plate 130 is not reduced in distance from the aggregation chamber between the fixed portions 12b on both sides of the resonance piece 12, and the deformation of the resonance piece 12 causes the first The volume of the chamber 121 is compressed, and the flow space in the first chamber 121 is closed, so that the gas inside the chamber 121 is urged to flow toward both sides, and between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13. It flows downward through the gap 135. As shown in FIG. 5D, when the movable portion 12a of the resonance piece 12 is deformed by bending vibration, the movable portion 12a returns to the initial position, and then the piezoelectric actuator 13 is driven by receiving voltage to vibrate upward. Thus, the volume of the first chamber 121 is compressed, and at this time, the piezoelectric actuator 13 is lifted upward, and this lifting movement can be set to d, whereby the gas in the first chamber 121 is Flows toward the both sides, continuously moves the gas through at least one gas introduction hole 110 on the gas introduction plate 11, and flows into the chamber formed in the central recess 111, As shown in FIG. 5E, the resonance piece 12 resonates upward under the vibration of the piezoelectric actuator 13 lifted upward, and the movable part 1 of the resonance piece 12 a also goes to the upper position, and the gas in the central recess 111 flows into the first chamber 121 from the central hole 120 of the resonance piece 12, and the lower small size is passed through the gap 135 between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13. It flows out to the fluid control device 1A. As can be seen from this embodiment, when the resonating piece 12 performs vertical reciprocal vibration, the gap g0 between the piezoelectric element 13 and the piezoelectric actuator 13 can be increased to the maximum distance of the vertical movement. The gap g0 provided between them can cause the resonator element 12 to further move up and down at the time of resonance, where d is the vibration movement of the piezoelectric actuator and x is the difference from the gap g0. That is, when x = g0-d and x ≦ 0 μm according to the test, there is a noise state, and when x = 1-5 μm, the maximum output air pressure of the small pneumatic power unit 1 reaches 350 mmHg, and x = 5-5 When 10 μm, the maximum output air pressure of the small pneumatic power unit 1 reaches 250 mmHg, and when x = 10 to 15 μm, the maximum output air pressure of the small pneumatic power unit 1 is 150 m. Has reached Hg, correspondence between these numerical values are as shown in Table 1 below. In the above numerical values, the operating voltage is between ± 10V and ± 20V. In this way, a pressure gradient is generated during the flow path design through the small fluid control device 1A, the gas flows at a high speed, and the gas is transferred from the suction side to the discharge side due to the resistance difference in the flow direction of the flow path. In addition, even under the condition where the pressure is on the discharge side, the gas can be continuously pushed out, and the effect of noise can be achieved.

また、一部の実施例において、共振片12の垂直往復振動周波数は圧電アクチュエータ13の振動周波数と同じとすることができ、即ち、両者は同時に上にまたは同時に下に向かわせることができ、実際の実施の状況に基づいて任意に変化させることが可能であり、本実施例に示す作動方式に限らない。   Also, in some embodiments, the vertical reciprocating vibration frequency of the resonator element 12 can be the same as the vibration frequency of the piezoelectric actuator 13, i.e., both can be directed simultaneously upward or downward, in practice. It is possible to change arbitrarily based on the state of implementation of this, and it is not restricted to the operation system shown in a present Example.

図1A、図2A、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の集気板と小型バルブ装置の圧力蓄積動作を示す模式図である図6A及び図1Aに図示された小型空気圧動力装置の集気板と小型バルブ装置の圧力逃がし動作を示す模式図である図6Bを参照されたい。図1Aと図6Aにあるように、本発明に係る小型空気圧動力装置1の小型バルブ装置1Bは、バルブ片17及び出口板18を順次積層してなり、小型流体制御装置1Aの集気板16と組み合わせて運用されている。   FIG. 6A and FIG. 1A are schematic views showing the pressure accumulation operation of the air collecting plate and the small valve device of the small pneumatic power unit shown in FIGS. 1A, 2A, and 1A. Please refer to FIG. 6B which is a schematic diagram showing the pressure relief operation of the plate and the small valve device. As shown in FIGS. 1A and 6A, the small valve device 1B of the small pneumatic power unit 1 according to the present invention is formed by sequentially stacking a valve piece 17 and an outlet plate 18, and the air collecting plate 16 of the small fluid control device 1A. Are used in combination.

本実施例において、集気板16は、表面160及び基準表面161を有し、前記表面160は、その上で凹設することで、前記圧電アクチュエータ13をその中に設置するための集気チャンバ162を形成し、小型流体制御装置1Aによって下に向かって伝送される気体は、前記集気チャンバ162に一時的に蓄積されており、且つ集気板16は、第一貫通孔163及び第二貫通孔164を包含する複数の貫通孔を有し、第一貫通孔163の一端及び第二貫通孔164の一端は、集気チャンバ162と連通し合い、もう一端は、集気板16の基準表面161上にある第一圧力リリーフチャンバ165及び第一出口チャンバ166とそれぞれ連通し合っている。また、第一出口チャンバ166箇所に凸部構造167がさらに増設され、例えば円柱構造とすることができるが、これに限らず、前記凸部構造167の高さは前記集気板16の基準表面161より高く、且つ凸部構造167の高さが0.1mm〜0.55mmの間であり、好ましくは0.2mmである。   In the present embodiment, the air collecting plate 16 has a surface 160 and a reference surface 161, and the surface 160 is recessed on the surface 160 so that the air collecting chamber for installing the piezoelectric actuator 13 therein. The gas that forms 162 and is transmitted downward by the small fluid control device 1A is temporarily accumulated in the air collecting chamber 162, and the air collecting plate 16 includes the first through-hole 163 and the second through-hole 163. It has a plurality of through holes including the through hole 164, one end of the first through hole 163 and one end of the second through hole 164 communicate with the air collecting chamber 162, and the other end is a reference of the air collecting plate 16. Each communicates with a first pressure relief chamber 165 and a first outlet chamber 166 on the surface 161. Further, a convex structure 167 is further added at the first outlet chamber 166, and for example, a cylindrical structure can be used. However, the height of the convex structure 167 is not limited to this, and the reference surface of the air collecting plate 16 is not limited thereto. 161, and the height of the convex structure 167 is between 0.1 mm and 0.55 mm, preferably 0.2 mm.

出口板18は圧力リリーフ通孔181、出口通孔182、基準表面180、第二表面187を含み、そのうち、前記圧力リリーフ通孔181、出口通孔182は出口板18の基準表面180と第二表面187を貫通しており、前記基準表面180上に第二圧力リリーフチャンバ183及び第二出口チャンバ184を凹設し、前記圧力リリーフ通孔181を第二圧力リリーフチャンバ183の中心部分に設け、且つ第二圧力リリーフチャンバ183と第二出口チャンバ184との間に、気体の流通に用いる連通流路185をさらに有し、出口通孔182の一端は、第二出口チャンバ184と連通し合い、もう一端は、出口19と連通し合い、本実施例において、出口19は、例えば圧力機といった装置(図示されていない)と接続することができるが、これに限らない。   The outlet plate 18 includes a pressure relief through hole 181, an outlet through hole 182, a reference surface 180, and a second surface 187, and the pressure relief through hole 181 and the outlet through hole 182 are connected to the reference surface 180 of the outlet plate 18 and the second surface 187. A second pressure relief chamber 183 and a second outlet chamber 184 are recessed on the reference surface 180, and the pressure relief through hole 181 is provided in a central portion of the second pressure relief chamber 183. In addition, a communication channel 185 used for gas flow is further provided between the second pressure relief chamber 183 and the second outlet chamber 184, and one end of the outlet through hole 182 communicates with the second outlet chamber 184. The other end communicates with the outlet 19, and in this embodiment, the outlet 19 can be connected to a device (not shown) such as a pressure machine. That is, not limited to this.

バルブ片17は、その上に弁孔170と複数の位置決め孔171とを有し、前記バルブ片17の厚さは、0.1mm〜0.3mmの間であり、好ましくは0.2mmである。   The valve piece 17 has a valve hole 170 and a plurality of positioning holes 171 thereon, and the thickness of the valve piece 17 is between 0.1 mm and 0.3 mm, preferably 0.2 mm. .

バルブ片17が集気板16及び出口板18の間に位置決めするように組み立てると、前記出口板18の圧力リリーフ通孔181が前記集気板16の前記第一貫通孔163、前記第二圧力リリーフチャンバ183が前記集気板16の第一圧力リリーフチャンバ165、前記第二出口チャンバ184が前記集気板16の第一出口チャンバ166にそれぞれ対応し、前記バルブ片17は、前記集気板16及び前記出口板18の間に設置され、第一圧力リリーフチャンバ165と第二圧力リリーフチャンバ183との連通を阻隔し、且つ前記バルブ片17の弁孔170は、前記第二貫通孔164及び前記出口通孔182の間に設置され、弁孔170が集気板16に位置する第一出口チャンバ166の凸部構造167に対応して設置され、この単一の弁孔170の設計により気体をその圧力差に応じて単方向に流動させるという目的を達することができる。   When the valve piece 17 is assembled so as to be positioned between the air collecting plate 16 and the outlet plate 18, the pressure relief through hole 181 of the outlet plate 18 becomes the first through hole 163 and the second pressure of the air collecting plate 16. The relief chamber 183 corresponds to the first pressure relief chamber 165 of the air collecting plate 16, the second outlet chamber 184 corresponds to the first outlet chamber 166 of the air collecting plate 16, and the valve piece 17 includes the air collecting plate. 16 and the outlet plate 18, the communication between the first pressure relief chamber 165 and the second pressure relief chamber 183 is blocked, and the valve hole 170 of the valve piece 17 includes the second through hole 164 and This single valve is installed between the outlet through holes 182 and the valve holes 170 are installed corresponding to the convex structure 167 of the first outlet chamber 166 located in the air collecting plate 16. You can reach the goal of flow 170 gas by the design of a single direction in response to the pressure differential.

また、前記出口板18の圧力リリーフ通孔181の一端は、凸出して形成された凸部構造181aをさらに増設することができ、これに限らないが例えば円柱構造とすることができ、前記凸部構造181aの高さは、0.1mm〜0.55mmの間であり、好ましくは0.2mmであって、この凸部構造181aは、改良によってその高さが追加されており、前記凸部構造181aの高さは、前記出口板18の基準表面180より高くすることで、バルブ片17がより迅速に当接して圧力リリーフ通孔181を封鎖し、プレストレスの当接作用による完全な密閉効果を達するように強化している。また、出口板18は、少なくとも一つの位置規制構造188をさらに有し、前記位置規制構造188の高さは、0.2mmであり、本実施例を例とすると、位置規制構造188は、第二圧力リリーフチャンバ183内に設置され、且つ環状ブロック体の構造であるが、これに限らず、主に、小型バルブ装置1Bが圧力蓄積作業を行う際、バルブ片17を補助的に支持するために用いることで、バルブ片17が外れないように防止するとともに、バルブ片17をより迅速に開閉させることができる。   Further, one end of the pressure relief through-hole 181 of the outlet plate 18 can be further provided with a convex structure 181a formed by protruding, but is not limited to this, for example, a cylindrical structure can be used. The height of the partial structure 181a is between 0.1 mm and 0.55 mm, preferably 0.2 mm, and the convex structure 181a has an additional height due to the improvement. The height of the structure 181 a is higher than the reference surface 180 of the outlet plate 18, so that the valve piece 17 comes into contact more quickly and seals the pressure relief through-hole 181, and is completely sealed by the prestress contact action. Strengthened to reach the effect. The outlet plate 18 further includes at least one position restricting structure 188, and the height of the position restricting structure 188 is 0.2 mm. In this embodiment, the position restricting structure 188 includes Although it is installed in the two-pressure relief chamber 183 and has a structure of an annular block body, the structure is not limited to this, but mainly for assisting the valve piece 17 when the small valve device 1B performs pressure accumulation work. By using this, it is possible to prevent the valve piece 17 from being detached, and to open and close the valve piece 17 more quickly.

小型バルブ装置1Bが圧力の蓄積を作動した場合、主に図6Aにあるように、下に向かって伝送される小型流体制御装置1Aからの気体が提供する圧力に対応するか、或いは外部の大気圧が出口19に連接された装置(図示されていない)の内部圧力より大きいと、気体は、小型流体制御装置1Aの集気板16にある集気チャンバ162から第一貫通孔163と第二貫通孔164とをそれぞれ介して下に向かって第一圧力リリーフチャンバ165及び第一出口チャンバ166内に流入し、この時、下に向かう気体圧力は、可撓性のバルブ片17を下に湾曲変形させて第一圧力リリーフチャンバ165の体積を増大させると同時に、第一貫通孔163に対応する箇所において下に向かって平坦に貼着し、圧力リリーフ通孔181の端部に当接させ、出口板18の圧力リリーフ通孔181を封鎖することができるため、第二圧力リリーフチャンバ183内にある気体は、圧力リリーフ通孔181箇所から流出してしまうことがない。本実施例は、圧力リリーフ通孔181端部に凸部構造181aを増設する設計を利用することで、バルブ片17が迅速に圧力リリーフ通孔181に当接されてこれを封鎖し、プレストレスの当接作用による完全な密封効果を達するように強化し、同時に、圧力リリーフ通孔181周辺に周設された位置規制構造188を介することで、凹みが発生しないようにバルブ片17を補助的に支持している。一方では、気体が第二貫通孔164から下に向かって第一出口チャンバ166内に流入し、且つ第一出口チャンバ166箇所に対応するバルブ片17も下に向かって湾曲変形するため、これに対応する弁孔170は下に向かって開かれ、気体が第一出口チャンバ166から弁孔170を経由して第二出口チャンバ184内へ流入し、出口通孔182から出口19及び出口19に連接された装置(図示されていない)内に流入することで、前記装置に対して圧力蓄積の動作を行うことができる。   When the small valve device 1B operates to accumulate pressure, it corresponds to the pressure provided by the gas from the small fluid control device 1A transmitted downward, mainly as shown in FIG. When the atmospheric pressure is greater than the internal pressure of a device (not shown) connected to the outlet 19, the gas flows from the air collecting chamber 162 in the air collecting plate 16 of the small fluid control device 1A to the first through-hole 163 and the second. The gas flows downward into the first pressure relief chamber 165 and the first outlet chamber 166 through the through-holes 164, respectively. At this time, the downward gas pressure curves the flexible valve piece 17 downward. At the same time, the volume of the first pressure relief chamber 165 is increased by deformation, and at the same time, the first pressure relief chamber 165 is flatly attached at a position corresponding to the first through-hole 163 and is in contact with the end of the pressure relief through-hole 181. , It is possible to seal the pressure relief hole 181 of the outlet plate 18, the gas in the second pressure relief chamber 183 is never flows out from the pressure relief hole 181 locations. In this embodiment, by utilizing a design in which a convex structure 181a is added to the end of the pressure relief through hole 181, the valve piece 17 is quickly brought into contact with the pressure relief through hole 181 to seal it, and the prestress The valve piece 17 is reinforced to prevent a dent by using a position restricting structure 188 provided around the pressure relief passage hole 181 at the same time, so as to achieve a complete sealing effect by the abutting action. I support it. On the other hand, the gas flows into the first outlet chamber 166 downward from the second through-hole 164, and the valve piece 17 corresponding to the first outlet chamber 166 is also bent and deformed downward. The corresponding valve hole 170 is opened downward, and gas flows from the first outlet chamber 166 through the valve hole 170 into the second outlet chamber 184, and is connected to the outlet 19 and the outlet 19 from the outlet through hole 182. By flowing into the device (not shown), the pressure accumulation operation can be performed on the device.

小型バルブ装置1Bが圧力逃がしを行った場合、図6Bにあるように、小型流体制御装置1Aの気体伝送量を調整することで、気体を集気チャンバ162内に入らないようにするか、出口19に連接された装置(図示されていない)の内部圧力が外部の大気圧より大きいと、小型バルブ装置1Bに圧力を解放させることができる。この時、気体は、出口19と連接する出口通孔182から第二出口チャンバ184内に入力し、第二出口チャンバ184の体積を膨張させ、可撓性のバルブ片17を上に湾曲するように変形させ、上に向かって集気板16上に平坦に貼着、当接させるため、バルブ片17の弁孔170は、集気板16に当接して閉じられる。本実施例においては、第一出口チャンバ166に凸部構造167を増設した設計を利用することができることから、可撓性のバルブ片17が上に向かって湾曲変形し、より迅速に当接することで、弁孔170がより有利にプレストレスの当接作用を達成し、完全に貼付した密閉状態とすることができるため、初期状態にある場合、バルブ片17の弁孔170は、前記凸部構造167に緊密に当接して閉じられ、前記第二出口チャンバ184内の気体は、第一出口チャンバ166内に逆流しないことから、より良い気体漏洩の防止という効果を達している。また、第二出口チャンバ184内の気体は、連通流路185を介して第二圧力リリーフチャンバ183内へ流れ、第二圧力リリーフチャンバ183の体積を拡張し、第二圧力リリーフチャンバ183に対応するバルブ片17を同様に上に向かって湾曲変形させることができ、この時、バルブ片17は当接しておらず、圧力リリーフ通孔181端部を封鎖していないため、前記圧力リリーフ通孔181は開いた状態、即ち、第二圧力リリーフチャンバ183内の気体は圧力リリーフ通孔181から外部に流出し、圧力逃がし作業を行っている。本実施例は、圧力リリーフ通孔181端部に増設した凸部構造181a、或いは第二圧力リリーフチャンバ183内に設置した位置規制構造188を利用して、可撓性のバルブ片17を上に向かってより迅速に湾曲変形させ、より有利に圧力リリーフ通孔181が閉じた状態を離脱させることができる。このように、この単方向の圧力逃がし作業によって出口19に連接された装置(図示されていない)内の気体を、排出して圧力を低下させたり、完全に排出して圧力逃がし作業を完了したりすることができる。   When the small valve device 1B performs pressure relief, as shown in FIG. 6B, the gas transmission amount of the small fluid control device 1A is adjusted so that the gas does not enter the air collection chamber 162, or the outlet When the internal pressure of the device (not shown) connected to the device 19 is larger than the external atmospheric pressure, the small valve device 1B can release the pressure. At this time, the gas enters the second outlet chamber 184 from the outlet through hole 182 connected to the outlet 19, expands the volume of the second outlet chamber 184, and curves the flexible valve piece 17 upward. Therefore, the valve hole 170 of the valve piece 17 is in contact with the air collecting plate 16 and is closed in order to flatly adhere and contact the air collecting plate 16 upward. In the present embodiment, a design in which the convex structure 167 is added to the first outlet chamber 166 can be used, so that the flexible valve piece 17 is curvedly deformed upward and comes into contact more quickly. Therefore, since the valve hole 170 can achieve a prestress contact effect more advantageously and can be in a completely attached sealed state, the valve hole 170 of the valve piece 17 has the convex portion in the initial state. Since the gas in the second outlet chamber 184 does not flow back into the first outlet chamber 166, the structure 167 is closed in close contact with the structure 167, so that an effect of better gas leakage prevention is achieved. In addition, the gas in the second outlet chamber 184 flows into the second pressure relief chamber 183 via the communication channel 185, expands the volume of the second pressure relief chamber 183, and corresponds to the second pressure relief chamber 183. Similarly, the valve piece 17 can be curved and deformed upward. At this time, the valve piece 17 is not in contact and does not block the end of the pressure relief passage hole 181, so the pressure relief passage hole 181. Is open, that is, the gas in the second pressure relief chamber 183 flows out of the pressure relief hole 181 to perform the pressure relief operation. In the present embodiment, the flexible valve piece 17 is moved upward by using the convex structure 181 a added to the end of the pressure relief passage hole 181 or the position regulating structure 188 installed in the second pressure relief chamber 183. It is possible to bend and deform more quickly, and to release the closed state of the pressure relief through hole 181 more advantageously. In this manner, the gas in the device (not shown) connected to the outlet 19 by this unidirectional pressure relief work is discharged to reduce the pressure, or completely exhausted to complete the pressure relief work. Can be.

図1A、図2Aと、図1Aに図示された小型空気圧動力装置の圧力蓄積動作を示す模式図である図7Aから図7Eとを同時に参照されたい。図7Aにあるように、小型空気圧動力装置1は、小型流体制御装置1Aと小型バルブ装置1Bとの組み合わせによってなり、そのうち、小型流体制御装置1Aは 上述のように、気体導入板11、共振片12、圧電アクチュエータ13、絶縁片141、導電片15、もう一つの絶縁片142、集気板16等の構造が順次積層して組み立てられ、位置決めしてなり、共振片12と圧電アクチュエータ13との間は、間隙g0を有し、且つ共振片12と圧電アクチュエータ13との間に第一チャンバ121を有しており、小型バルブ装置1Bは、同様に、バルブ片17及び出口板18等が順次積層して組み立てられ、前記小型流体制御装置1Aの集気板16上に位置決めしてなり、小型流体制御装置1Aの集気板16と圧電アクチュエータ13とは、その間に集気チャンバ162を有し、集気板16の基準表面161では第一圧力リリーフチャンバ165と第一出口チャンバ166とがさらに凹設され、出口板18の基準表面180では第二圧力リリーフチャンバ183と第二出口チャンバ184とがさらに凹設されており、本実施例において、前記小型空気圧動力装置による操作電圧が±10V〜±16Vであることと、これら複数の異なる圧力チャンバに圧電アクチュエータ13の駆動と、共振片12、バルブ片17の振動とを組み合わせることで、気体を下に向かって圧力を蓄積して伝送している。   Please refer to FIGS. 1A and 2A and FIGS. 7A to 7E, which are schematic diagrams showing the pressure accumulation operation of the small pneumatic power unit shown in FIG. 1A. As shown in FIG. 7A, the small pneumatic power unit 1 is composed of a combination of a small fluid control device 1A and a small valve device 1B. Among them, the small fluid control device 1A includes the gas introduction plate 11, the resonance piece, as described above. 12, the piezoelectric actuator 13, the insulating piece 141, the conductive piece 15, the other insulating piece 142, the air collecting plate 16, and the like are sequentially stacked and assembled, positioned, and the resonance piece 12 and the piezoelectric actuator 13 are There is a gap g0 between them, and a first chamber 121 is provided between the resonance piece 12 and the piezoelectric actuator 13. Similarly, the small valve device 1B includes the valve piece 17 and the outlet plate 18 in order. Stacked and assembled, positioned on the air collecting plate 16 of the small fluid control device 1A, and the air collecting plate 16 and the piezoelectric actuator 13 of the small fluid control device 1A The first pressure relief chamber 165 and the first outlet chamber 166 are further recessed in the reference surface 161 of the air collecting plate 16, and the second pressure is applied to the reference surface 180 of the outlet plate 18. The relief chamber 183 and the second outlet chamber 184 are further recessed, and in this embodiment, the operating voltage by the small pneumatic power unit is ± 10V to ± 16V, and the plurality of different pressure chambers are piezoelectric. By combining the driving of the actuator 13 and the vibration of the resonance piece 12 and the valve piece 17, gas is accumulated and transmitted downward.

図7Bにあるように、小型流体制御装置1Aの圧電アクチュエータ13が電圧を受けて作動し、下に向かって振動すると、気体は、気体導入板11上にある気体導入孔110から小型流体制御装置1A内に進入し、少なくとも一つの気体ガイド溝112を介してその中心凹部111箇所に集約し、さらに共振片12上にある中空孔120を介して下に向かって第一チャンバ121内へ流入している。その後、図7Cにあるように、圧電アクチュエータ13の振動の共振作用を受けたことにより、共振片12もこれに伴い往復振動し、即ち下に向かって振動し、圧電アクチュエータ13の懸吊板130の凸部130c上に接近し、この共振片12の変形により、気体導入板11の中心凹部111箇所にあるチャンバの体積が増大し、同時に第一チャンバ121の体積が圧縮され、第一チャンバ121内の気体が両側に向かって流動するように押圧されることが促され、圧電アクチュエータ13のフレーム132の間の空隙135を介して下に流通することで、小型流体制御装置1Aと小型バルブ装置1Bとの間にある集気チャンバ162内へと流れ、さらに集気チャンバ162と連通し合う第一貫通孔163及び第二貫通孔164から下に向かって第一圧力リリーフチャンバ165及び第一出口チャンバ166内へと対応して流れ込んでおり、この実施態様から分かるように、共振片12が垂直の往復振動を行うと、圧電アクチュエータ13との間にある間隙g0によりその垂直移動の最大距離が増加され、つまり、前記二つの構造の間に設けられた間隙g0は、共振片12の共振時に、より大きな幅の上下移動を生じさせることができる。   As shown in FIG. 7B, when the piezoelectric actuator 13 of the small fluid control device 1A is actuated by receiving voltage and vibrates downward, the gas flows from the gas introduction hole 110 on the gas introduction plate 11 to the small fluid control device. 1A enters into the central recess 111 through at least one gas guide groove 112, and flows downward into the first chamber 121 through the hollow hole 120 on the resonance piece 12. ing. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the resonance piece 12 also reciprocally vibrates along with this due to the resonance action of the vibration of the piezoelectric actuator 13, that is, vibrates downward, and the suspension plate 130 of the piezoelectric actuator 13. Due to the deformation of the resonance piece 12, the volume of the chamber in the central recess 111 of the gas introduction plate 11 is increased, and the volume of the first chamber 121 is compressed at the same time. It is urged that the gas inside is pressed so as to flow toward both sides, and flows downward through the gap 135 between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13, so that the small fluid control device 1A and the small valve device 1B from the first through hole 163 and the second through hole 164 communicating with the air collection chamber 162. Thus, the first pressure relief chamber 165 and the first outlet chamber 166 flow correspondingly. As can be seen from this embodiment, when the resonating piece 12 performs vertical reciprocating vibration, the piezoelectric actuator 13 is The maximum distance of the vertical movement is increased by the gap g0, that is, the gap g0 provided between the two structures can cause a vertical movement with a larger width when the resonance piece 12 resonates. .

続いて、図7Dにあるように、小型流体制御装置1Aの共振片12が初期位置に戻り、圧電アクチュエータ13が電圧を受けて駆動し、上に向かって振動し、そのうち、前記圧電アクチュエータの振動の移動をdとし、前記間隙g0との差をxとすると、即ちx=g0−dであり、試験によるとx=1〜5μm、前記操作電圧が±10V〜±16Vの場合、その最大出力空気圧が少なくとも300mmHgとなるが、これに限らない。同じように、第一チャンバ121の体積が押圧されることで、第一チャンバ121内の気体が両側に流動し、且つ圧電アクチュエータ13のフレーム132の間にある空隙135から集気チャンバ162、第一圧力リリーフチャンバ165、第一出口チャンバ166内に継続的に流入し、これにより、第一圧力リリーフチャンバ165及び第一出口チャンバ166内の気圧が大きくなり、可撓性のバルブ片17が下に向かって湾曲変形するようになり、第二圧力リリーフチャンバ183内において、バルブ片17は下に向かって貼着して圧力リリーフ通孔181端部の凸部構造181aを当接し、圧力リリーフ通孔181が封鎖されるとともに、第二出口チャンバ184内において、出口通孔182に対応するバルブ片17上の弁孔170は下に向かって開かれ、第二出口チャンバ184内の気体が出口通孔182から下に向かって出口19及び出口19と連接する任意の装置(図示されていない)に伝送され、圧力蓄積作業という目的を達している。最後に、図7Eにあるように、小型流体制御装置1Aの共振片12が共振して上に向かって移動し、気体導入板11の第一表面11bの中心凹部111内にある気体が共振片12の中空孔120から第一チャンバ121内に流入し、さらに圧電アクチュエータ13のフレーム132の間にある空隙135から下に向かって集気板16内へと継続的に伝送されると、この気体圧力は、下に向かって継続的に増加するため、気体は集気チャンバ162、第二貫通孔164、第一出口チャンバ166、第二出口チャンバ184及び出口通孔182を介して出口19及び出口19と連接する任意の装置内へと継続的に流れ、この圧力蓄積作業は、外部の大気圧と装置内の圧力差により駆動することができるが、これに限らない。   Subsequently, as shown in FIG. 7D, the resonance piece 12 of the small fluid control device 1A returns to the initial position, and the piezoelectric actuator 13 is driven by receiving a voltage and vibrates upward. Is d, and the difference from the gap g0 is x, that is, x = g0-d. According to the test, when x = 1 to 5 μm and the operation voltage is ± 10V to ± 16V, the maximum output The air pressure is at least 300 mmHg, but is not limited thereto. Similarly, when the volume of the first chamber 121 is pressed, the gas in the first chamber 121 flows on both sides, and the air collecting chamber 162, the second gas flows from the gap 135 between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13. The pressure in the first pressure relief chamber 165 and the first outlet chamber 166 continues to flow, so that the air pressure in the first pressure relief chamber 165 and the first outlet chamber 166 increases, and the flexible valve piece 17 is lowered. In the second pressure relief chamber 183, the valve piece 17 is stuck downward and abuts the convex structure 181a at the end of the pressure relief hole 181 to pass the pressure relief. While the hole 181 is blocked, the valve hole 170 on the valve piece 17 corresponding to the outlet through-hole 182 in the second outlet chamber 184 is And the gas in the second outlet chamber 184 is transmitted downward from the outlet passage 182 to the outlet 19 and any device (not shown) connected to the outlet 19 for the purpose of pressure accumulation work. Have reached. Finally, as shown in FIG. 7E, the resonance piece 12 of the small fluid control device 1A resonates and moves upward, and the gas in the central recess 111 of the first surface 11b of the gas introduction plate 11 is resonated. When the gas flows into the first chamber 121 from the 12 hollow holes 120 and is continuously transmitted downward from the gap 135 between the frames 132 of the piezoelectric actuator 13 into the air collecting plate 16, this gas Since the pressure continuously increases downward, the gas flows through the air collection chamber 162, the second through-hole 164, the first outlet chamber 166, the second outlet chamber 184 and the outlet through-hole 182, and the outlet 19 and the outlet. The pressure accumulation operation can be driven by the external atmospheric pressure and the pressure difference in the apparatus, but is not limited to this.

出口19と連接する装置(図示されていない)内部の圧力が外部の圧力より大きくなると、小型空気圧動力装置1は、図8にあるような降圧、或いは圧力を逃がす作業を行うことができ、降圧、或いは圧力を逃がす方法は、主に上述のように、小型流体制御装置1Aの気体伝送量を調整することで、気体を集気チャンバ162内に入らないようにし、この時、気体は、出口19と連接する出口通孔182から第二出口チャンバ184内に入ることで、第二出口チャンバ184の体積が膨張し、可撓性のバルブ片17が上に向かって湾曲変形し、第一出口チャンバ166の凸部構造167に上に向かって貼着して当接し、バルブ片17の弁孔170が閉じ、即ち、第二出口チャンバ184内の気体が第一出口チャンバ166内に逆流しないようになり、また、第二出口チャンバ184内の気体は、連通流路185を介して第二圧力リリーフチャンバ183内へと流れ、さらに圧力リリーフ通孔181から圧力逃がし作業が行われている。このように、この小型バルブ装置1Bの単方向の気体伝送作業によって出口19と連接する装置内の気体は、排出されて降圧するか、或いは完全に排出されて圧力逃がし作業を完了している。   When the internal pressure of the device (not shown) connected to the outlet 19 becomes larger than the external pressure, the small pneumatic power unit 1 can perform the pressure reduction as shown in FIG. Alternatively, the method of releasing the pressure is to adjust the gas transmission amount of the small fluid control device 1A mainly as described above so that the gas does not enter the air collecting chamber 162. 19 enters the second outlet chamber 184 from the outlet through hole 182 connected to the outlet 19, so that the volume of the second outlet chamber 184 expands, and the flexible valve piece 17 is curved and deformed upward. It sticks and contacts the convex structure 167 of the chamber 166 upward, and the valve hole 170 of the valve piece 17 is closed, that is, the gas in the second outlet chamber 184 does not flow back into the first outlet chamber 166. Will, also, the gas in the second outlet chamber 184 through the communicating passage 185 flows into the second pressure relief chamber 183, have been made more pressure relief work from the pressure relief hole 181. As described above, the gas in the apparatus connected to the outlet 19 is discharged and reduced in pressure by the unidirectional gas transmission operation of the small valve device 1B or completely discharged to complete the pressure relief operation.

本発明が用いる懸吊板130は、正方形の形態であって、懸吊板130の辺の長さが縮小され、懸吊板130の面積もこれに伴って徐々に縮小すると、寸法が縮小されたことで、懸吊板130の剛性が向上し、且つ内部の気体流路の容積が減少し、空気の押圧或いは圧縮に有利となり、最大出力空気圧が向上し、且つ懸吊板130の垂直振動時に発生する水平方向の変形も減少し、圧電アクチュエータ13が作動する際、同一の垂直方向上に維持され、傾斜しにくくなり、これにより、圧電アクチュエータ13と共振片12、或いはその他組み立て部材の間の衝突による干渉を減少することで、騒音の発生が減少し、製品の不具合発生率が低減されることが分かった。このことから、圧電アクチュエータ13の懸吊板130の寸法が縮小すると、圧電アクチュエータ13もより小さくすることができ、これにより、出力空気圧の機能を向上させるだけでなく、騒音も減少され、且つ製品の不具合発生率を抑えることができる。これに対し、寸法が大きい懸吊板130の出力空気圧は、小さく且つ不良発生率が比較的高いことが分かった。   The suspension plate 130 used in the present invention has a square shape, and when the length of the side of the suspension plate 130 is reduced and the area of the suspension plate 130 is gradually reduced accordingly, the size is reduced. As a result, the rigidity of the suspension plate 130 is improved, the volume of the internal gas flow path is reduced, which is advantageous for air pressing or compression, the maximum output air pressure is improved, and the vertical vibration of the suspension plate 130 is improved. The horizontal deformation that sometimes occurs is also reduced, and when the piezoelectric actuator 13 is operated, it is maintained in the same vertical direction and is less likely to tilt, so that between the piezoelectric actuator 13 and the resonator element 12 or other assembly member. It was found that by reducing the interference caused by the collision, the generation of noise is reduced and the product failure rate is reduced. From this, when the size of the suspension plate 130 of the piezoelectric actuator 13 is reduced, the piezoelectric actuator 13 can be made smaller, thereby not only improving the function of the output air pressure but also reducing the noise, and the product. The occurrence rate of defects can be suppressed. On the other hand, it was found that the output air pressure of the suspension plate 130 having a large size is small and the defect occurrence rate is relatively high.

また、懸吊板130と圧電セラミック板133は、前記小型空気圧動力装置1の要であって、両者の面積が減少するに伴い、前記小型空気圧動力装置1の面積も同時に縮小し、その重さも軽くなることで、前記小型空気圧動力装置1は体積が大きいという制限を受けることなく、モバイルデバイス上に容易に設置することができる。本発明に係る小型空気圧動力装置1は、薄型化のトレンドに達成するために、小型流体制御装置1Aと小型バルブ装置1Bとを組み立てたときの全体厚さを1.5mm〜4mmの高さにし、小型空気圧動力装置1に軽便で快適な携帯性を具備させるという目的を達成するとともに、医療器材や関連設備において広く応用することができる。   In addition, the suspension plate 130 and the piezoelectric ceramic plate 133 are the main points of the small pneumatic power unit 1, and as the area of both decreases, the area of the small pneumatic power unit 1 is also reduced at the same time, and its weight is also reduced. By being light, the small pneumatic power unit 1 can be easily installed on a mobile device without being restricted by a large volume. The small pneumatic power unit 1 according to the present invention has a total thickness of 1.5 mm to 4 mm when the small fluid control device 1A and the small valve device 1B are assembled in order to achieve the trend of thinning. In addition to achieving the purpose of making the small pneumatic power device 1 light and comfortable, it can be widely applied to medical equipment and related equipment.

上述をまとめると、本発明の小型空気圧動力装置は、主に小型流体制御装置と小型バルブ装置とを組み合わせることで、気体を小型流体制御装置上の気体導入孔から進入させ、圧電アクチュエータの作動により、気体を設計後の流路と圧力チャンバ内とで圧力勾配を生じさせ、気体を高速流動させて小型バルブ装置内へ伝送し、さらに小型バルブ装置の単方向バルブ設計により、気体を単方向に流動させ、圧力を出口と連接する任意の装置内に累積させることができる。降圧、或いは圧力逃がしを行いたい場合、小型流体制御装置の伝送量を調整し、気体を出口と連接する装置から小型バルブ装置の第二出口チャンバに伝送し、連通流路を介して第二圧力リリーフチャンバへと伝送してから、圧力リリーフ通孔より流出させ、気体を迅速に伝送することを達し、同時に、静音の効果を達成するとともに、小型空気圧動力装置の全体体積を減少して薄型化し、小型空気圧動力装置に簡便で快適な携帯性を具備させるという目的を達し、医療器材や関連設備において広く応用することができる。   In summary, the small pneumatic power device of the present invention mainly combines a small fluid control device and a small valve device, and allows gas to enter from the gas introduction hole on the small fluid control device, and by the operation of the piezoelectric actuator. , Create a pressure gradient between the designed flow path and the pressure chamber, cause the gas to flow at a high speed and transmit it into the small valve device, and the unidirectional valve design of the small valve device makes the gas unidirectional The pressure can be accumulated and accumulated in any device connected to the outlet. When pressure reduction or pressure relief is desired, the transmission amount of the small fluid control device is adjusted, gas is transmitted from the device connected to the outlet to the second outlet chamber of the small valve device, and the second pressure is transmitted via the communication channel. After being transmitted to the relief chamber, it is made to flow out of the pressure relief through hole, and the gas is quickly transmitted, and at the same time, it achieves a silent effect and reduces the overall volume of the small pneumatic power unit to make it thinner. The purpose of providing a compact and pneumatic power device with simple and comfortable portability is achieved, and it can be widely applied to medical equipment and related equipment.

本発明について上述のように実施例に基づいて詳細に説明したが、発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であればさまざまな工夫と修飾が可能であり、それらはいずれも本発明に係る特許請求の範囲が求める保護を逸脱しない。   Although the present invention has been described in detail based on the embodiments as described above, various ideas and modifications can be made by those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, all of which are incorporated in the present invention. It does not depart from the protection sought by such claims.

1 小型空気圧動力装置
1A 小型流体制御装置
1B 小型バルブ装置
1a ケーシング
10 ベース
11 気体導入板
11a 気体導入板の第二表面
11b 気体導入板の第一表面
110 気体導入孔
111 中心凹部
112 気体ガイド溝
12 共振片
12a 可動部
12b 固定部
120 中空孔
121 第一チャンバ
13 圧電アクチュエータ
130 懸吊板
130a 懸吊板の第二表面
130b 懸吊板の第一表面
130c 凸部
130d 中心部
130e 外周部
131 外枠
131a 外枠の第二表面
131b 外枠の第一表面
132 フレーム
132a フレームの第二表面
132b フレームの第一表面
133 圧電セラミック板
134、151 導電ピン
135 空隙
141、142 絶縁片
15 導電片
16 集気板
16a 収容空間
160 表面
161 基準表面
162 集気チャンバ
163 第一貫通孔
164 第二貫通孔
165 第一圧力リリーフチャンバ
166 第一出口チャンバ
167、181a 凸部構造
168 側壁
17 バルブ片
170 弁孔
171 位置決め孔
18 出口板
180 基準表面
181 圧力リリーフ通孔
182 出口通孔
183 第二圧力リリーフチャンバ
184 第二出口チャンバ
185 連通流路
187 第二表面
188 位置規制構造
19 出口
g0 間隙
(a)〜(x) 圧電アクチュエータの異なる実施態様
a0、i0、j0、m0、n0、o0、p0、q0、r0 懸吊板
a1、i1、m1、n1、o1、p1、q1、r1 外枠
a2、i2、m2、n2、o2、p2、q2、r2 フレーム、板連接部
a3、 m3、n3、o3、p3、q3、r3 空隙
d 圧電アクチュエータの振動移動
s4、t4、u4、v4、w4、x4 凸部
m2’、n2’、o2’、q2’、r2’ 外枠に連接されるフレームの端部
m2”、n2”、o2”、q2”、r2” 懸吊板に連接されるフレームの端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Small pneumatic power apparatus 1A Small fluid control apparatus 1B Small valve apparatus 1a Casing 10 Base 11 Gas introduction plate 11a Second surface 11b of gas introduction plate First surface 110 of gas introduction plate 110 Gas introduction hole 111 Central recess 112 Gas guide groove 12 Resonant piece 12a Movable portion 12b Fixed portion 120 Hollow hole 121 First chamber 13 Piezoelectric actuator 130 Suspension plate 130a Suspension plate second surface 130b Suspension plate first surface 130c Convex portion 130d Center portion 130e Outer peripheral portion 131 Outer frame 131a Outer frame second surface 131b Outer frame first surface 132 Frame 132a Frame second surface 132b Frame first surface 133 Piezoelectric ceramic plates 134, 151 Conductive pins 135 Air gaps 141, 142 Insulating pieces 15 Conductive pieces 16 Air collecting Plate 16a Housing space 160 Surface 161 Reference surface 162 Gas chamber 163 First through hole 164 Second through hole 165 First pressure relief chamber 166 First outlet chamber 167, 181a Convex structure 168 Side wall 17 Valve piece 170 Valve hole 171 Positioning hole 18 Outlet plate 180 Reference surface 181 Pressure relief passage Hole 182 outlet passage hole 183 second pressure relief chamber 184 second outlet chamber 185 communication channel 187 second surface 188 position regulating structure 19 outlet g0 gap
(a)-(x) Different embodiments of piezoelectric actuators a0, i0, j0, m0, n0, o0, p0, q0, r0 Suspension plates a1, i1, m1, n1, o1, p1, q1, r1 Outer frame a2, i2, m2, n2, o2, p2, q2, r2 frame, plate connecting part a3, m3, n3, o3, p3, q3, r3 gap d Vibrational movement s4, t4, u4, v4, w4, piezoelectric actuator x4 Convex parts m2 ′, n2 ′, o2 ′, q2 ′, r2 ′ Frame ends connected to the outer frame m2 ″, n2 ″, o2 ″, q2 ″, r2 ″ of the frame connected to the suspension plate edge

Claims (10)

小型流体制御装置と、小型バルブ装置とを含み、
前記小型流体制御装置が、
少なくとも一つの気体導入孔、少なくとも一つの集約アレイ、集約チャンバを構成する中心凹部を有し、前記少なくとも一つの気体導入孔が気体の導入に用いられ、前記集約アレイが気体導入孔に対応し、且つ気体導入孔の気体をガイドして中心凹部が構成する集約チャンバに集約させる気体導入板と、
前記気体導入板の前記集約チャンバに対応する中空孔を有する共振片と、
懸吊板、外枠及び圧電セラミック板を有し、前記懸吊板が、2mm〜4.5mmの間の長さ、2mm〜4.5mmの間の幅、0.1mm〜0.3mmの間の厚さを有し、前記外枠が、前記懸吊板と前記外枠との間を連接するように設置された少なくとも一つのフレームを有し、前記圧電セラミック板が、前記懸吊板の第一表面に貼着し、前記懸吊板の辺の長さより大きくない辺の長さを有し、且つ2mm〜4.5mmの間の長さ、2mm〜4.5mmの間の幅、0.05mm〜0.3mmの間の厚さを有し、さらに、その長さと幅との比が0.44倍〜2.25倍の間である圧電アクチュエータと、
第一貫通孔、第二貫通孔、第一圧力リリーフチャンバ、第一出口チャンバ及び基準表面を有し、前記第一出口チャンバが凸部構造を有し、前記凸部構造の高さが前記基準表面より高く、前記第一貫通孔が前記第一圧力リリーフチャンバと連通し合い、前記第二貫通孔が前記第一出口チャンバと連通し合う集気板と、を包括し、
そのうち、前記気体導入板、前記共振片、前記圧電アクチュエータ及び前記集気板が順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、前記共振片は前記圧電アクチュエータとの間に前記第一チャンバを形成するための間隙を有し、前記圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が前記気体導入板の前記少なくとも一つの気体導入孔から導入され、前記少なくとも一つの集約アレイを介して前記中心凹部に集約され、さらに、前記共振片の前記中空孔を介して前記第一チャンバ内に進入し、さらにまた、前記圧電アクチュエータの前記少なくとも一つのフレームの間にある空隙から下に向かって前記集気板へと伝送されることで、気体が持続的に押圧されており、
前記小型バルブ装置が、
弁孔を有し、且つ0.1mm〜0.3mmの間の厚さを有し、前記集気板の前記凸部構造が前記弁孔に対応するように設置され、前記弁孔に有利に当接されてプレストレス作用を形成し、前記弁孔を完全に封鎖するバルブ片と、
圧力リリーフ通孔、出口通孔、第二圧力リリーフチャンバ、第二出口チャンバ、少なくとも一つの位置規制構造及び基準表面を有し、前記基準表面が前記第二圧力リリーフチャンバと前記第二出口チャンバとを凹設し、前記圧力リリーフ通孔が前記第二圧力リリーフチャンバの中心部位に設けられ、前記圧力リリーフ通孔の端部が凸部構造を有し、前記凸部構造の高さが前記基準表面より高く、前記出口通孔が前記第二出口チャンバと連通し合い、前記少なくとも一つの位置規制構造が前記第二圧力リリーフチャンバ内に設置され、前記位置規制構造の高さが0.1mm〜0.5mmの間にあり、前記第二圧力リリーフチャンバが前記第二出口チャンバとの間に連通流路を有する出口板と、を包括し、
そのうち、前記バルブ片と前記出口板とは、前記小型流体制御装置の前記集気板上に順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、前記出口板の前記圧力リリーフ通孔は前記集気板の前記第一貫通孔に、前記出口板の前記第二圧力リリーフチャンバは前記集気板の前記第一圧力リリーフチャンバに、前記出口板の前記第二出口チャンバは前記集気板の前記第一出口チャンバにそれぞれ対応し、前記バルブ片は、前記集気板と前記出口板との間に設置して前記第一圧力リリーフチャンバと前記第二圧力リリーフチャンバとの連通を阻隔し、且つ前記バルブ片の前記弁孔は、前記第二貫通孔と前記出口通孔との間に対応するように設置され、気体が前記小型流体制御装置から下に向かって前記小型バルブ装置内へと伝送されると、前記集気板の前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔から前記第一圧力リリーフチャンバ及び前記第一出口チャンバ内に進入し、前記小型バルブ装置の前記バルブ片が前記出口板の凸部構造に速やかに当接されてプレストレス作用を有利に形成し、前記圧力リリーフ通孔を完全に封鎖すると同時に、気体が前記バルブ片の前記弁孔から導入されて前記小型バルブ装置の前記出口通孔内に流入し、圧力蓄積作業が行われ、圧力を蓄積した気体が導入された気体より大きくなると、圧力を蓄積した気体は、前記出口通孔から前記第二出口チャンバへと流動することで、前記バルブ片が移動され、前記バルブ片の前記弁孔が前記集気板に当接して閉じられ、且つ前記少なくとも一つの位置規制構造が前記バルブ片の支持を補助することで、前記バルブ片が外れないように防止するとともに、圧力を蓄積した気体が前記第二出口チャンバ内で前記連通流路に沿って前記第二圧力リリーフチャンバ内へと流れ、この時、前記第二圧力リリーフチャンバ内で前記バルブ片が移動され、圧力を蓄積した気体が前記圧力リリーフ通孔から流出し、圧力逃がしの作業を行うことを特徴とする、小型空気圧動力装置。
Including a small fluid control device and a small valve device,
The small fluid control device comprises:
Having at least one gas introduction hole, at least one aggregation array, a central recess constituting an aggregation chamber, the at least one gas introduction hole being used for gas introduction, the aggregation array corresponding to the gas introduction hole, And a gas introduction plate that guides the gas in the gas introduction hole and aggregates it in an aggregation chamber formed by the central recess,
A resonance piece having a hollow hole corresponding to the aggregation chamber of the gas introduction plate;
A suspension plate, an outer frame, and a piezoelectric ceramic plate, wherein the suspension plate has a length between 2 mm and 4.5 mm, a width between 2 mm and 4.5 mm, and between 0.1 mm and 0.3 mm The outer frame has at least one frame installed so as to connect the suspension plate and the outer frame, and the piezoelectric ceramic plate is formed of the suspension plate. Affixed to the first surface, having a side length not greater than the side length of the suspension plate, and a length between 2 mm and 4.5 mm, a width between 2 mm and 4.5 mm, 0 A piezoelectric actuator having a thickness between 0.05 mm and 0.3 mm, and a ratio of its length to width being between 0.44 times and 2.25 times;
A first through hole, a second through hole, a first pressure relief chamber, a first outlet chamber, and a reference surface, wherein the first outlet chamber has a convex structure, and the height of the convex structure is the reference An air collecting plate that is higher than the surface, the first through hole communicates with the first pressure relief chamber, and the second through hole communicates with the first outlet chamber;
Among them, the gas introduction plate, the resonance piece, the piezoelectric actuator, and the air collecting plate are sequentially stacked and positioned so as to correspond to each other, and the resonance piece is located between the piezoelectric actuator and the first chamber. When the piezoelectric actuator is driven, gas is introduced from the at least one gas introduction hole of the gas introduction plate, and is inserted into the central recess through the at least one aggregation array. And the air collecting plate further enters the first chamber through the hollow hole of the resonance piece, and further downwards from a gap between the at least one frame of the piezoelectric actuator. The gas is continuously pressed by being transmitted to
The small valve device is
Advantageously having a valve hole and having a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm, and the convex structure of the air collecting plate corresponding to the valve hole; A valve piece that abuts to form a prestressing action and completely seals the valve hole;
A pressure relief hole, an outlet hole, a second pressure relief chamber, a second outlet chamber, at least one position restricting structure and a reference surface, wherein the reference surface includes the second pressure relief chamber and the second outlet chamber; The pressure relief through hole is provided at a central portion of the second pressure relief chamber, the end of the pressure relief through hole has a convex structure, and the height of the convex structure is the reference Higher than the surface, the outlet through hole communicates with the second outlet chamber, the at least one position restricting structure is installed in the second pressure relief chamber, and the height of the position restricting structure is from 0.1 mm to An outlet plate between 0.5 mm and the second pressure relief chamber having a communication channel with the second outlet chamber;
Among them, the valve piece and the outlet plate are installed so as to be sequentially stacked and positioned on the air collecting plate of the small fluid control device, and the pressure relief through hole of the outlet plate In the first through hole of the air collecting plate, the second pressure relief chamber of the outlet plate is in the first pressure relief chamber of the air collecting plate, and the second outlet chamber of the outlet plate is in the air collecting plate. Corresponding to each of the first outlet chamber, the valve piece is installed between the air collecting plate and the outlet plate to block communication between the first pressure relief chamber and the second pressure relief chamber; And the said valve hole of the said valve piece is installed so that it may correspond between the said 2nd through-hole and the said outlet through-hole, and gas flows into the said small valve apparatus toward the down from the said small fluid control apparatus. Before being transmitted The valve piece of the small valve device enters the convex structure of the outlet plate through the first pressure relief chamber and the first outlet chamber from the first through hole and the second through hole of the air collecting plate. Immediately abuts to advantageously form a prestressing action and completely closes the pressure relief through hole, and at the same time, gas is introduced from the valve hole of the valve piece into the outlet through hole of the small valve device. When the pressure accumulation work is performed and the gas that has accumulated pressure becomes larger than the introduced gas, the gas that has accumulated pressure flows from the outlet through hole to the second outlet chamber, thereby The valve piece is moved, the valve hole of the valve piece is closed in contact with the air collecting plate, and the at least one position restricting structure assists the support of the valve piece. Gas that has accumulated pressure flows in the second outlet chamber along the communication flow path into the second pressure relief chamber, and at this time, in the second pressure relief chamber A small pneumatic power unit characterized in that the valve piece is moved, and the pressure-accumulated gas flows out of the pressure relief through hole to perform a pressure relief operation.
前記小型流体制御装置の前記懸吊板は、長さが2.5mm〜3.5mmで、幅が2.5mm〜3.5mmで、厚さが0.2mmであることを特徴とする、請求項1に記載の小型空気圧動力装置。   The suspension plate of the small fluid control device has a length of 2.5 mm to 3.5 mm, a width of 2.5 mm to 3.5 mm, and a thickness of 0.2 mm. Item 2. The small pneumatic power unit according to Item 1. 前記小型バルブ装置の前記位置規制構造の高さは、0.2mmであることを特徴とする、請求項1に記載の小型空気圧動力装置。   The small pneumatic power unit according to claim 1, wherein a height of the position regulating structure of the small valve unit is 0.2 mm. 小型流体制御装置と、小型バルブ装置とを含み、
前記小型流体制御装置が、
気体導入板と、
共振片と、
懸吊板を有し、前記懸吊板の長さが2mm〜4.5mmの間で、幅が2mm〜4.5mmの間で、厚さが0.1mm〜0.3mmの間である圧電アクチュエータと、
少なくとも二つの貫通孔と少なくとも二つのチャンバとを有する集気板と、を包括し、
そのうち、前記気体導入板、前記共振片、前記圧電アクチュエータ及び前記集気板が順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、前記共振片は前記圧電アクチュエータとの間に間隙を有して第一チャンバを形成し、前記圧電アクチュエータが前記集気板と集気チャンバを形成し、前記圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が前記気体導入板から進入し、前記共振片を介して前記第一チャンバ内に進入し、さらに下に向かって前記集気チャンバに伝送されており、
前記小型バルブ装置が、
弁孔を有するバルブ片と、
少なくとも二つの貫通孔と少なくとも二つのチャンバとを有する出口板と、を包括し、
そのうち、前記バルブ片と前記出口板とが前記小型流体制御装置の前記集気板上に順次対応するように積層し且つ位置決めするように設置し、気体が前記集気チャンバへと伝送されると、さらに小型バルブ装置内へと伝送され、集気板、出口板がそれぞれ有する少なくとも二つの貫通孔及び少なくとも二つのチャンバを介し、気体の単方向の流動によりバルブ片の弁孔が対応するように開閉が行われ、圧力蓄積作業或いは圧力逃がし作業を行うことを特徴とする、小型空気圧動力装置。
Including a small fluid control device and a small valve device,
The small fluid control device comprises:
A gas introduction plate;
A resonant piece,
A piezoelectric device having a suspension plate, wherein the suspension plate has a length of 2 mm to 4.5 mm, a width of 2 mm to 4.5 mm, and a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm. An actuator,
A gas collecting plate having at least two through holes and at least two chambers,
Among them, the gas introduction plate, the resonance piece, the piezoelectric actuator, and the air collecting plate are sequentially stacked and positioned so as to correspond to each other, and the resonance piece has a gap with the piezoelectric actuator. A first chamber is formed, the piezoelectric actuator forms the air collecting plate and the air collecting chamber, and when the piezoelectric actuator is driven, gas enters from the gas introducing plate and passes through the resonance piece. Entered into the first chamber, and further downwardly transmitted to the air collection chamber,
The small valve device is
A valve piece having a valve hole;
An outlet plate having at least two through holes and at least two chambers;
Among them, when the valve piece and the outlet plate are stacked and positioned so as to sequentially correspond to the air collecting plate of the small fluid control device, and the gas is transmitted to the air collecting chamber In addition, the valve holes of the valve pieces correspond to each other by the unidirectional flow of gas through the at least two through-holes and at least two chambers that the air collecting plate and the outlet plate respectively transmit to the small valve device. A compact pneumatic power unit that is opened and closed to perform pressure accumulation work or pressure relief work.
前記小型流体制御装置の前記気体導入板は、少なくとも一つの気体導入孔と、少なくとも一つの集約アレイと、中心凹部を有し、前記少なくとも一つの気体導入孔が気体の導入に用いられ、前記集約アレイが前記気体導入孔に対応し、且つ前記気体導入孔の気体をガイドして前記中心凹部へ集約させ、前記共振片は、前記気体導入板の前記中心凹部に対応する中空孔を有し、前記圧電アクチュエータは、外枠を有し、前記外枠と前記懸吊板との間が少なくとも一つのフレームによって連接し、且つ前記懸吊板の第一表面に圧電セラミック板が貼着することを特徴とする、請求項4に記載の小型空気圧動力装置。   The gas introduction plate of the small fluid control device has at least one gas introduction hole, at least one aggregation array, and a central recess, and the at least one gas introduction hole is used for gas introduction, and the aggregation is performed. The array corresponds to the gas introduction hole, and guides the gas of the gas introduction hole to be concentrated in the central recess, and the resonance piece has a hollow hole corresponding to the central recess of the gas introduction plate, The piezoelectric actuator has an outer frame, the outer frame and the suspension plate are connected by at least one frame, and a piezoelectric ceramic plate is attached to the first surface of the suspension plate. The small pneumatic power unit according to claim 4, characterized in that 前記集気板は、第一貫通孔と、第二貫通孔と、第一圧力リリーフチャンバと、第一出口チャンバとを有し、前記第一貫通孔が前記第一圧力リリーフチャンバと連通し合い、前記第二貫通孔が前記第一出口チャンバと連通し合うことを特徴とする、請求項4に記載の小型空気圧動力装置。   The air collecting plate has a first through hole, a second through hole, a first pressure relief chamber, and a first outlet chamber, and the first through hole communicates with the first pressure relief chamber. The small pneumatic power unit according to claim 4, wherein the second through hole communicates with the first outlet chamber. 前記小型バルブ装置の前記出口板は、圧力リリーフ通孔、出口通孔、第二圧力リリーフチャンバ及び第二出口チャンバを有し、前記第二圧力リリーフチャンバが前記第二出口チャンバとの間に連通流路を有することを特徴とする、請求項4に記載の小型空気圧動力装置。   The outlet plate of the small valve device has a pressure relief hole, an outlet hole, a second pressure relief chamber, and a second outlet chamber, and the second pressure relief chamber communicates with the second outlet chamber. The small pneumatic power unit according to claim 4, further comprising a flow path. 前記圧電セラミック板は、前記懸吊板の辺の長さより大きくない辺の長さを有し、且つ2mm〜4.5mmの間の長さ、2mm〜4.5mmの間の幅、0.05mm〜0.3mmの間の厚さを有し、さらに、その長さと幅との比が0.44倍〜2.25倍の間であることを特徴とする、請求項5に記載の小型空気圧動力装置。   The piezoelectric ceramic plate has a side length not greater than the side length of the suspension plate, a length between 2 mm and 4.5 mm, a width between 2 mm and 4.5 mm, and 0.05 mm. 6. Pneumatic air pressure according to claim 5, characterized in that it has a thickness between ˜0.3 mm and the ratio of its length to width is between 0.44 times and 2.25 times. Power unit. 前記懸吊板は、長さが2.5〜3.5mmで、幅が2.5〜3.5mmで、厚さが0.2mmであることを特徴とする、請求項4に記載の小型空気圧動力装置。   The small size according to claim 4, wherein the suspension plate has a length of 2.5 to 3.5 mm, a width of 2.5 to 3.5 mm, and a thickness of 0.2 mm. Pneumatic power device. 順次積層するように設置した気体導入板、共振片、圧電アクチュエータ及び集気板を包括し、前記共振片は、前記圧電アクチュエータとの間に間隙を有して第一チャンバを形成し、前記圧電アクチュエータが駆動を受けると、気体が前記気体導入板から進入し、前記共振片を介して前記第一チャンバ内に進入し、さらに伝送し、前記圧電アクチュエータは、長さが2mm〜4.5mmの間で、幅が2mm〜4.5mmの間である懸吊板を有する小型流体制御装置と、
前記小型流体制御装置の前記集気板上に順次積層するように設置したバルブ片と出口板とを包括し、前記バルブ片は、弁孔を有する小型バルブ装置と、を含み、
そのうち、気体が前記小型流体制御装置から前記小型バルブ装置内に伝送されることで、圧力蓄積作業或いは圧力逃がし作業を行うことを特徴とする、小型空気圧動力装置。
A gas introduction plate, a resonance piece, a piezoelectric actuator, and a gas collection plate installed so as to be sequentially stacked are included, and the resonance piece forms a first chamber with a gap between the piezoelectric actuator and the piezoelectric element. When the actuator is driven, gas enters from the gas introduction plate, enters the first chamber through the resonance piece, and further transmits, and the piezoelectric actuator has a length of 2 mm to 4.5 mm. A small fluid control device having a suspension plate with a width of between 2 mm and 4.5 mm;
Including a valve piece and an outlet plate installed so as to be sequentially stacked on the air collecting plate of the small fluid control device, the valve piece including a small valve device having a valve hole;
Among them, a small pneumatic power device is characterized in that pressure accumulation work or pressure relief work is performed by transmitting gas from the small fluid control device into the small valve device.
JP2017216110A 2016-11-10 2017-11-09 Small pneumatic power unit Active JP6829676B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105136553A TWI676737B (en) 2016-11-10 2016-11-10 Micro-gas pressure driving apparatus
TW105136553 2016-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018076865A true JP2018076865A (en) 2018-05-17
JP6829676B2 JP6829676B2 (en) 2021-02-10

Family

ID=60293887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017216110A Active JP6829676B2 (en) 2016-11-10 2017-11-09 Small pneumatic power unit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3321505B1 (en)
JP (1) JP6829676B2 (en)
TW (1) TWI676737B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI698583B (en) 2019-07-17 2020-07-11 研能科技股份有限公司 Micro pump
CN114810561A (en) * 2021-01-29 2022-07-29 研能科技股份有限公司 Thin gas transmission device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054367A (en) * 2006-08-22 2008-03-06 Ritsumeikan Piezoelectric actuator and pump employing it
WO2013187271A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-19 株式会社村田製作所 Blower
US20140377099A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Microjet Technology Co., Ltd. Micro-gas pressure driving apparatus
WO2015087086A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 The Technology Partnership Plc Acoustic-resonance fluid pump
US20160076530A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-17 Microjet Technology Co., Ltd. Micro-gas pressure driving device
JP2017133510A (en) * 2016-01-29 2017-08-03 研能科技股▲ふん▼有限公司 Small size pneumatic motor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM529794U (en) * 2016-01-29 2016-10-01 Microjet Technology Co Ltd Micro pneumatic driving apparatus
TWM530883U (en) * 2016-06-24 2016-10-21 Microjet Technology Co Ltd Piezoelectric actuator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054367A (en) * 2006-08-22 2008-03-06 Ritsumeikan Piezoelectric actuator and pump employing it
WO2013187271A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-19 株式会社村田製作所 Blower
US20140377099A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-25 Microjet Technology Co., Ltd. Micro-gas pressure driving apparatus
WO2015087086A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 The Technology Partnership Plc Acoustic-resonance fluid pump
US20160076530A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-17 Microjet Technology Co., Ltd. Micro-gas pressure driving device
JP2017133510A (en) * 2016-01-29 2017-08-03 研能科技股▲ふん▼有限公司 Small size pneumatic motor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
台湾実用新案公告第M529794号公報(TW M529794 U), JPN7019000996, ISSN: 0004299864 *
台湾実用新案公告第M530883号公報(TW M530883 U), JPN7019000997, ISSN: 0004009345 *

Also Published As

Publication number Publication date
TWI676737B (en) 2019-11-11
EP3321505B1 (en) 2021-04-07
TW201817968A (en) 2018-05-16
EP3321505A1 (en) 2018-05-16
JP6829676B2 (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6574451B2 (en) Small pneumatic power unit
JP6581124B2 (en) Piezoelectric actuator
TWI676738B (en) Micro-gas pressure driving apparatus
JP6585640B2 (en) Piezoelectric actuator
JP6531122B2 (en) Small pneumatic power unit
JP2017133513A (en) Piezo actuator
JP6942475B2 (en) Small fluid control device
JP6574452B2 (en) Small pneumatic power unit
JP2017133509A (en) Compact fluid controller
JP6356842B2 (en) Piezoelectric actuator
JP2017133514A (en) Compact fluid controller
TWM538545U (en) Actuator
JP2017133511A (en) Compact fluid controller
JP2017133512A (en) Compact pneumatic power device
JP2018109407A (en) Miniature fluid control device
JP2017133508A (en) Small size pneumatic motor
JP2018076865A (en) Miniature pneumatic device
TWM540931U (en) Micro-gas pressure driving apparatus
JP6574464B2 (en) Small fluid control device
JP2018078792A (en) Piezoelectric actuator
TWM539010U (en) Micro-gas pressure driving apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171128

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180515

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180622

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180815

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201105

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20201105

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20201116

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20201117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6829676

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250