JP7198015B2 - アクチュエータセンサモジュール - Google Patents
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Description
10、20 第一基板
101、201 吸気通路
1011、2011 吸気口
102、202 排気通路
1021、2021 排気口
103、203 凸部構造
11、21 第二基板
110、210 貫通槽
1101 凹槽
1102 第二吸気通路
1103 第二排気通路
111 凸部構造
12、22 アクチュエータ装置
121、221 アクチュエータ膜
122、222 圧電膜
13、23 バルブ片
131、231 吸気バルブ
132、232 排気バルブ
2321 凸部構造
133a、133b 空隙
14、24 センサ
151、251 第一制御電路
152、252 第二制御電路
161、261 第一防護膜
162、262 第二防護膜
A、A´ 圧縮チャンバ
Claims (12)
- アクチュエータセンサモジュールであって、第一基板と、第二基板と、バルブ片と、アクチュエータ装置と、センサと、第一防護膜と、第二防護膜とを含み、
前記第一基板が、吸気通路と、排気通路と、吸気口と、排気口と、を含み、前記吸気通路と前記排気通路が、それぞれ前記吸気口と前記排気口を通じて前記第一基板の外部と連通し、
前記第二基板が、貫通槽を開設し、
前記バルブ片が、吸気バルブと排気バルブを含み、前記バルブ片が前記第一基板と前記第二基板との間に設置され、且つ前記吸気バルブ及び前記排気バルブがそれぞれ前記吸気通路及び前記排気通路を閉鎖して隔絶し、
前記アクチュエータ装置が、前記第二基板に設置され且つ前記貫通槽を閉鎖して、前記バルブ片と前記第二基板の前記貫通槽との間に圧縮チャンバが形成され、前記吸気口、前記吸気通路、前記圧縮チャンバ、前記排気通路、前記排気口が相互に連通して気流回路を形成し、
前記第一防護膜が前記吸気口を閉鎖して設置され、
前記第二防護膜が前記排気口を閉鎖して設置され、且つ前記第一防護膜及び前記第二防護膜が、いずれも防水、防塵、且つ気体を通過させる膜状構造であり、
前記センサが、前記気流回路内の任意の位置に設置され、
前記アクチュエータ装置の駆動を通じて、前記バルブ片の前記吸気バルブを上向きに振動させて開放することで、外界の気体を、前記吸気口を経由させて前記吸気通路内に導入し、前記気体を、前記バルブ片を経由させて前記圧縮チャンバに進入させ、そして前記アクチュエータ装置が前記圧縮チャンバを圧縮することにより、前記バルブ片の前記排気バルブを下向きに振動させて開放し、前記気体を、前記圧縮チャンバから前記バルブ片を経由させて前記排気通路に進入させ、前記排気口から排出し、前記気流回路内に設置される前記センサに、循環流通する前記気体の観測を行わせることを特徴とする、アクチュエータセンサモジュール。 - 前記センサが、前記吸気口に対応して前記吸気通路内に設置されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記センサが、前記排気口に対応して前記排気通路内に設置されることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記センサが、半導体製造過程を通じて前記第一基板と前記第二基板のうちの一者に設置され、且つ前記第一基板が、半導体製造過程を通じて前記吸気通路と前記排気通路を成型し、且つ前記第二基板が、半導体製造過程を通じて前記貫通槽を成型することを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記第一基板が、半導体製造過程を通じて第一制御電路を製出し、前記第二基板が、半導体製造過程を通じて第二制御電路を製出し、前記第一制御電路が、前記センサと電気的接続して、前記センサの生成した感知及び測定データを受信し且つ演算処理を行い、前記第二制御電路が、前記アクチュエータ装置と電気的接続して、前記アクチュエータ装置に駆動電源を提供することを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記吸気バルブ及び前記排気バルブが、それぞれ可開閉式のバルブゲート構造であり、且つ前記バルブ片が、弾性のある膜状バルブであることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記バルブ片が、更に複数個の空隙を含み、前記複数個の空隙が、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの周縁に設置され、前記気体を流通させ、且つ前記第一基板が、前記吸気バルブに対応し、前記第二基板が、前記排気バルブに対応し、更にそれぞれが凸部構造を備え、プレストレスを生成して前記吸気バルブと前記排気バルブに抵触させ、これにより前記気体の逆流を防止することを特徴とする、請求項6に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記排気バルブと前記吸気バルブのうちの一者が、更に凸部構造を備え、プレストレスを生成して前記排気バルブと前記吸気バルブのうちの一者のバルブゲートに抵触させ、前記気体の逆流を防止することを特徴とする、請求項6に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記センサが、酸素センサ、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、温度センサ、オゾンセンサ、揮発性有機化合物センサ、のうちの少なくとも一つまたはその組合せを含むことを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- 前記アクチュエータ装置が、微小電気機械システムの気体ポンプであり、且つ一体成型構造であり、アクチュエータ膜と、圧電膜と、を含み、
前記アクチュエータ膜が、表面微細加工技術により製成される平面構造であり、且つ金属材料薄膜またはポリシリコン薄膜により構成され、
前記圧電膜が、ゾルゲル法により製成される金属酸化物薄膜であり、前記アクチュエータ膜の表面に貼付され、
前記圧電膜が前記アクチュエータ膜を駆動して上向きに振動させると、前記圧縮チャンバでは圧力の勾配を生じて、前記気体を前記吸気通路から流入させ、前記圧電膜が前記アクチュエータ膜を駆動して下向きに振動させると、前記圧縮チャンバは圧縮されて、前記気体を前記排気通路内に流出させることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。 - 前記第一防護膜及び前記第二防護膜の防護等級が、電気機械器具の外郭による保護等級試験IP64、IP65、IP66、IP68、のうちの一つの等級であることを特徴とする、請求項1に記載のアクチュエータセンサモジュール。
- アクチュエータセンサモジュールであって、少なくとも一つの第一基板と、少なくとも一つの第二基板と、少なくとも一つのバルブ片と、少なくとも一つのアクチュエータ装置と、少なくとも一つのセンサと、第一防護膜と、第二防護膜とを含み、
少なくとも一つの前記第一基板が、少なくとも一つの吸気通路と、少なくとも一つの排気通路と、少なくとも一つの吸気口と、少なくとも一つの排気口と、を含み、前記吸気通路と前記排気通路が、それぞれ前記吸気口と前記排気口を通じて前記第一基板の外部と連通し、
少なくとも一つの前記第二基板が、少なくとも一つの貫通槽を開設し、
少なくとも一つの前記バルブ片が、少なくとも一つの吸気バルブと少なくとも一つの排気バルブを含み、前記バルブ片が前記第一基板と前記第二基板との間に設置され、且つ前記吸気バルブ及び前記排気バルブがそれぞれ前記吸気通路及び前記排気通路を閉鎖して隔絶し、
少なくとも一つの前記アクチュエータ装置が、前記第二基板に設置され且つ前記貫通槽を閉鎖し、前記バルブ片と前記第二基板の前記貫通槽との間に少なくとも一つの圧縮チャンバが形成され、前記吸気口、前記吸気通路、前記圧縮チャンバ、前記排気通路、前記排
気口が相互に連通して少なくとも一つの気流回路を形成し、
前記第一防護膜が前記吸気口を閉鎖して設置され、
前記第二防護膜が前記排気口を閉鎖して設置され、且つ前記第一防護膜及び前記第二防護膜が、いずれも防水、防塵、且つ気体を通過させる膜状構造であり、
少なくとも一つの前記センサが、前記気流回路内の任意の位置に設置され、
前記アクチュエータ装置の駆動を通じて、前記バルブ片の前記吸気バルブを上向きに振動させて開放することで、外界の少なくとも一つの気体を、前記吸気口を経由させて前記吸気通路内に導入し、前記気体を、前記バルブ片を経由させて前記圧縮チャンバに進入させ、そして前記アクチュエータ装置が前記圧縮チャンバを圧縮することにより、前記バルブ片の前記排気バルブを下向きに振動させて開放し、前記気体を、前記圧縮チャンバから前記バルブ片を経由させて前記排気通路に進入させ、前記排気口から排出し、前記気流回路内に設置される前記センサに、循環流通する前記気体の観測を行わせることを特徴とする、アクチュエータセンサモジュール。
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