KR20240043511A - Diaphragm-typed micro pump - Google Patents

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KR20240043511A
KR20240043511A KR1020220122687A KR20220122687A KR20240043511A KR 20240043511 A KR20240043511 A KR 20240043511A KR 1020220122687 A KR1020220122687 A KR 1020220122687A KR 20220122687 A KR20220122687 A KR 20220122687A KR 20240043511 A KR20240043511 A KR 20240043511A
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closing
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KR1020220122687A
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장도상
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미드시스템 주식회사
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Abstract

다이아프램 방식의 마이크로 펌프는, 상호 이격되며 유체가 흐를 수 있도록 구비된 유입구 및 배출구가 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며, 상기 유입구 및 배출구에 대응되도록 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구 및 상기 배출구를 각각 개폐하는 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 각각 포함하는 체크 밸브부 및 상기 체크 밸브부의 상부에 배치되며, 외부에서 인가되는 자기장에 의하여 변화되는 크기를 갖는 자기 유변 물질을 가짐에 따라 승강함으로써 내부에 압력차가 발생하는 수용 공간을 형성하는 중심부 및 상기 중심부를 둘러싸고 상기 체크 밸브부의 외곽을 따라 선택적으로 고정된 외곽부를 구비하는 다이아프램을 포함한다.The diaphragm-type micro pump includes a base having an inlet and an outlet that are spaced apart from each other and provided to allow fluid to flow, and is disposed on the base and formed to correspond to the inlet and outlet, and moves the inlet and the outlet through a lifting movement. A check valve unit including a first opening and closing unit and a second opening and closing unit, respectively, for opening and closing the outlet, and a magnetorheological material disposed on the upper part of the check valve unit and having a size that changes by an externally applied magnetic field, are raised and lowered. It includes a diaphragm having a central portion forming an accommodating space within which a pressure difference occurs, and an outer portion surrounding the central portion and selectively fixed along the outer edge of the check valve unit.

Description

다이아프램 방식의 마이크로 펌프{DIAPHRAGM-TYPED MICRO PUMP}Diaphragm type micro pump {DIAPHRAGM-TYPED MICRO PUMP}

본 발명의 실시예들은 다이아프램 방식의 마이크로펌프에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은, 다이아프램의 상하 진동을 이용하여 유체를 이송할 수 있는 다이아프램 방식의 마이크로펌프에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a diaphragm type micropump. More specifically, embodiments of the present invention relate to a diaphragm-type micropump that can transport fluid using the up and down vibration of the diaphragm.

미량의 유체를 이송시키는 마이크로 펌프는 인슐린 등의 약물 또는 생체활성 물질의 지속적인 체내주입, 미량 분석, 인쇄 장치, 소형 연료전지, 냉각 장치, 진공 장치 등과 같은 소형 박형 장치와 관련된 신기술 분야에 이용된다.Micropumps that transport small amounts of fluid are used in new technologies related to small and thin devices such as continuous injection of drugs or bioactive substances such as insulin, trace analysis, printing devices, small fuel cells, cooling devices, and vacuum devices.

상기 마이크로 펌프는, 다이아프램을 회전 또는 승강 운동 방식으로 구동할 때, 펌프의 내구 공간에 압력차가 발생한다. 상기 압력차에 의하여 유체가 이송될 수 있다. 지금까지 다이아프램(diaphragm) 방식의 마이크로 펌프는 그 크기와 형상 방식이 다양하게 적용되고 있다. When the micro pump drives the diaphragm in a rotating or lifting motion, a pressure difference occurs in the internal space of the pump. Fluid can be transported by the pressure difference. Until now, diaphragm-type micro pumps have been used in a variety of sizes and shapes.

일반적으로 상기 다이아프램 마이크로 펌프는 다이아프램 및 상기 다이아프램을 구동하는 구동원을 포함한다.Generally, the diaphragm micro pump includes a diaphragm and a driving source that drives the diaphragm.

상기 다이아프램은, 유연성을 보유한 고무(rubber) 또는 실리콘 고무(silicon rubber)등의 탄성 시트를 포함할 수 있다. 상기 다이아프램이 승강하거나 회전함으로써, 범프 내부의 수용 공간에 압력차가 발생할 수 있다.The diaphragm may include an elastic sheet such as flexible rubber or silicon rubber. As the diaphragm moves up or down, a pressure difference may occur in the accommodation space inside the bump.

한편, 상기 구동원은, 다이일렉트릭 일레스토머 액츄에이터, 피에조 액츄에이터와 같은 액츄에이터를 포함할 수 있다. 하지만, 이들 구동원의 경우, 소비전력 또는 제조 비용이 지나치게 높거나 용량이 제한적인 문제가 있다. Meanwhile, the drive source may include an actuator such as a dielectric elestomer actuator or a piezo actuator. However, these drive sources have problems such as excessively high power consumption or manufacturing costs or limited capacity.

본 발명의 실시예들은, 개선된 소비전력 및 용량 범위를 갖는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a diaphragm-type micro pump with improved power consumption and capacity range.

본 발명의 일 실시예에 따른 다이아프램 방식의 마이크로 펌프는, 상호 이격되며 유체가 흐를 수 있도록 구비된 유입구 및 배출구가 형성된 베이스, 상기 베이스 상에 배치되며, 상기 유입구 및 배출구에 대응되도록 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구 및 상기 배출구를 각각 개폐하는 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 각각 포함하는 체크 밸브부 및 상기 체크 밸브부의 상부에 배치되며, 외부에서 인가되는 자기장에 의하여 변화되는 크기를 갖는 자기 유변 물질을 가짐에 따라 승강함으로써 내부에 압력차가 발생하는 수용 공간을 형성하는 중심부 및 상기 중심부를 둘러싸고 상기 체크 밸브부의 외곽을 따라 선택적으로 고정된 외곽부를 구비하는 다이아프램을 포함한다.A diaphragm-type micro pump according to an embodiment of the present invention includes a base having an inlet and an outlet that are spaced apart from each other and provided to allow fluid to flow, disposed on the base, and formed to correspond to the inlet and outlet, A check valve unit including a first opening and closing unit and a second opening and closing unit, respectively, which open and close the inlet and the outlet through a lifting movement, and a magnetic device disposed on an upper part of the check valve unit and having a size that changes by a magnetic field applied from the outside. It includes a diaphragm having a central portion that forms an accommodating space in which a pressure difference is generated inside by rising and falling as it has a rheological material, and an outer portion that surrounds the central portion and is selectively fixed along the outer edge of the check valve unit.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램은, 상기 제1 체크 밸브 상에 배치되며, 상기 제1 체크 밸브의 외곽을 따라 선택적으로 고정되며 탄성 재질로 이루어진 다이아프램 시트 및 상기 다이아아프램 시트 상에 고정되며, 상기 자기 유변 물질로 이루어진 자기 유변 시트를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the diaphragm is disposed on the first check valve, is selectively fixed along the outer edge of the first check valve, and is made of an elastic material, and the diaphragm seat. It is fixed on the bed and may include a magnetorheological sheet made of the magnetorheological material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 개폐부들 각각은 판 스프링 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, each of the pair of first and second openings and closing units may have a leaf spring structure.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 체크 밸브는, 상기 제2 개폐부 및 상기 수용 공간 사이를 연통시키는 제1 관통홀을 포함하고, 상기 제2 체크 밸브는, 상기 제1 개폐부 및 상기 유입구 사이를 연통시키는 제2 관통홀을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first check valve includes a first through hole communicating between the second opening and closing part and the receiving space, and the second check valve includes the first opening and closing part and the inlet. It may include a second through hole that communicates between the two.

여기서, 상기 제1 개폐부는, 상기 유입구와 대응되는 유입홈이 형성된 제1 플레이트 및 상기 유입홈의 측벽과 탄성적으로 연결되고, 상기 수용 공간의 압력 변화에 따라 상기 제2 관통홀을 개폐할 수 있도록 구비된 제1 개폐판을 포함할 수 있다.Here, the first opening and closing part is elastically connected to a first plate on which an inlet groove corresponding to the inlet is formed and a side wall of the inlet groove, and can open and close the second through hole according to a change in pressure in the receiving space. It may include a first opening and closing plate provided so as to be provided.

또한, 상기 제2 개폐부는, 상기 배출구와 대응되는 배출홈이 형성된 제2 플레이트 및 상기 배출홈의 측벽과 탄성적으로 연결되고, 상기 수용 공간의 압력 변화에 따라 상기 제1 관통홀을 개폐할 수 있도록 구비된 제2 개폐판을 포함할 수 있다.In addition, the second opening and closing part is elastically connected to a second plate on which a discharge groove corresponding to the discharge hole is formed and a side wall of the discharge groove, and can open and close the first through hole according to a change in pressure in the receiving space. It may include a second opening and closing plate provided so as to be provided.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램에 인접하게 배치되며, 상기 다이아프램에 자기장을 형성하도록 구비된 자기장 발생부가 추가적으로 제공될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a magnetic field generator disposed adjacent to the diaphragm and provided to generate a magnetic field in the diaphragm may be additionally provided.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 체크 밸브부는, 상기 베이스 상에 수직으로 적층되며, 상기 유입구 및 배출구에 대응되도록 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구 및 상기 배출구를 각각 개폐하는 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 각각 포함하는 한 쌍의 제1 및 제2 체크 밸브를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the check valve part is vertically stacked on the base, and is formed to correspond to the inlet and outlet, and a first opening and closing part that opens and closes the inlet and the outlet, respectively, through a lifting movement, and It may include a pair of first and second check valves each including a second opening and closing portion.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스의 상면 일측에는, 상기 제1 개폐부에 의하여 상기 유입구에 대하여 개폐 가능한 하나의 제1 유입홈이 형성되며, 타측에는 상호 이격되고 상기 배출구와 상시 개방된 상태로 연통된 한 쌍의 제1 배출홈들이 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a first inlet groove that can be opened and closed with respect to the inlet by the first opening and closing part is formed on one side of the upper surface of the base, and on the other side, it is spaced apart from each other and is always open with the outlet. A pair of first discharge grooves that communicate with each other may be formed.

여기서, 상기 체크 밸브부는, 상기 다이아프램의 하부에 배치되며, 하면 일측에는 상호 이격되고 상시 개방된 복수의 제2 유입홈들이 형성되고, 하면 타측에는, 상기 제2 개폐부에 의하여 개폐되며, 상기 제1 배출홈과 연통될 수 있는 제2 배출홈이 형성된 밸브 몸체 및 상기 베이스 및 상기 밸브 몸체 사이에 개재되며, 동시에 승강함으로써 상기 제1 유입홈 및 상기 제2 배출홈을 교대로 개폐할 수 있도록 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 갖는 체크 밸브를 포함할 수 있다.Here, the check valve part is disposed at the lower part of the diaphragm, and a plurality of second inlet grooves that are spaced apart from each other and are always open are formed on one side of the lower surface, and are opened and closed by the second opening and closing part on the other side of the lower surface, and the second inlet groove is formed on one side of the lower surface. 1 A second discharge groove that can communicate with the discharge groove is interposed between the valve body and the base and the valve body, and is simultaneously raised and lowered to alternately open and close the first inlet groove and the second discharge groove. It may include a check valve having one opening and closing part and a second opening and closing part.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다이아프램 방식의 마이크로 펌프는 외부에서 인가되는 자기장에 의하여 변화되는 크기를 갖는 자기 유변 물질을 가짐에 따라 승강함으로써 내부에 압력차가 발생하는 수용 공간을 형성하는 중심부 및 상기 중심부를 둘러싸고 체크 밸브부의 외곽을 따라 선택적으로 고정된 외곽부를 구비하는 다이아프램 및 체크 밸브부를 포함한다. 따라서, 개선된 소비전력 및 용량 범위를 갖는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프가 구현될 수 있다.The diaphragm type micro pump of the present invention configured as described above has a magneto-rheological material whose size changes by a magnetic field applied from the outside, and a central portion that forms an accommodating space where a pressure difference occurs inside by rising and falling. It includes a diaphragm surrounding the center and having an outer portion selectively fixed along the outer edge of the check valve portion and a check valve portion. Accordingly, a diaphragm-type micro pump with improved power consumption and capacity range can be implemented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아프램 방식의 마이크로 펌프를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 펌프의 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 제1 체크 밸브에 포함된 제1 개폐부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3b는 도 1의 제2 체크 밸브에 포함된 제2 개폐부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예 따른 다이아프램 방식의 마이크로 펌프를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5의 마이크로 펌프의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 체크 밸브에 포함된 제1 및 제2 개폐부들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8a 내지 도 8b는 도 5의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a diaphragm-type micro pump according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the micro pump of Figure 1.
Figure 3a is a plan view for explaining the first opening and closing part included in the first check valve of Figure 1.
Figure 3b is a plan view for explaining the second opening and closing part included in the second check valve of Figure 1.
FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views for explaining the operation of the micro pump of FIG. 1.
Figure 5 is a cross-sectional view for explaining a diaphragm type micro pump according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exploded perspective view of the micro pump of Figure 5.
Figure 7 is a plan view for explaining the first and second openings and closing parts included in the check valve of Figure 5.
Figures 8a and 8b are cross-sectional views for explaining the operation of the micro pump of Figure 5.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.The terms used in this specification and claims are general terms selected in consideration of their functions in various embodiments of the present invention. However, these terms may vary depending on the intention of technicians working in the field, legal or technical interpretation, and the emergence of new technologies. Additionally, some terms may be terms arbitrarily selected by the applicant. These terms may be interpreted as defined in this specification, and if there is no specific term definition, they may be interpreted based on the overall content of this specification and common technical knowledge in the relevant technical field.

또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.In addition, the same reference numerals or symbols in each drawing attached to this specification indicate parts or components that perform substantially the same function. For convenience of explanation and understanding, different embodiments will be described using the same reference numbers or symbols. That is, even if all components having the same reference number are shown in multiple drawings, the multiple drawings do not represent one embodiment.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.Additionally, in this specification and claims, terms including ordinal numbers such as 'first', 'second', etc. may be used to distinguish between components. These ordinal numbers are used to distinguish identical or similar components from each other, and the meaning of the term should not be interpreted limitedly due to the use of these ordinal numbers. For example, components combined with these ordinal numbers should not be interpreted as having a limited order of use or arrangement based on the number. If necessary, each ordinal number may be used interchangeably.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as 'comprise' or 'constitute' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more other It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Additionally, in an embodiment of the present invention, when a part is connected to another part, this includes not only direct connection but also indirect connection through other media. Additionally, the fact that a part includes a certain component does not mean that other components are excluded, but that it may further include other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명에 의한 다이아프램 방식의 마이크로 펌프를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 도 1의 마이크로 펌프의 분해 사시도이다. 도 3a는 도 1의 제1 체크 밸브에 포함된 제1 개폐부를 설명하기 위한 평면도이다. 도 3b는 도 1의 제2 체크 밸브에 포함된 제2 개폐부를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a diaphragm-type micro pump according to the present invention. Figure 2 is an exploded perspective view of the micro pump of Figure 1. Figure 3a is a plan view for explaining the first opening and closing part included in the first check valve of Figure 1. Figure 3b is a plan view for explaining the second opening and closing part included in the second check valve of Figure 1.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명에 의한 다이아프램 방식의 마이크로 펌프(100)는, 베이스(105), 제1 체크 밸브(110)와 제2 체크 밸브(120) 및 다이아프램(150)을 포함한다. 특히, 상기 마이크로 펌프(100)는, 인가되는 자기장에 의하여 크기가 변형될 수 있는 자기 유변 물질로 이루어진 다이아프램(150)을 포함한다. 다이아프램(150)이 상승할 경우, 다이아프램(150)이 하면 및 제1 체크 밸브(110)의 상면 사이에 수용 공간(155)이 형성된다. 이때, 수용 공간(155)의 내부에 압력차가 발생한다. 이로써, 상기 수용 공간(155) 내부로 유체가 유입되거나, 상기 수용 공간(155) 내부로부터 유체가 배출될 수 있다. 이때, 상기 유체의 예로는, 기체 또는 액체를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 3B, the diaphragm type micro pump 100 according to the present invention includes a base 105, a first check valve 110, a second check valve 120, and a diaphragm 150. Includes. In particular, the micro pump 100 includes a diaphragm 150 made of a magnetorheological material whose size can be changed by an applied magnetic field. When the diaphragm 150 rises, an accommodation space 155 is formed between the lower surface of the diaphragm 150 and the upper surface of the first check valve 110. At this time, a pressure difference occurs inside the receiving space 155. Accordingly, fluid may flow into the receiving space 155 or fluid may be discharged from the receiving space 155 . At this time, examples of the fluid may include gas or liquid.

상기 베이스(105)에는 상기 유체가 흐를 수 있도록 유입구(101) 및 배출구(106)가 형성된다. 상기 유입구(101) 및 상기 배출구(106)는 상호 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 베이스(105)는 금속 물질 또는 탄성 물질로 이루어질 수 있다.An inlet 101 and an outlet 106 are formed in the base 105 to allow the fluid to flow. The inlet 101 and the outlet 106 may be formed to be spaced apart from each other. The base 105 may be made of a metal material or an elastic material.

상기 제1 체크 밸브(110) 및 제2 체크 밸브(120)는, 위에서 아래로 순차적으로 상기 베이스(105) 상에 수직으로 적층될 수 있다.The first check valve 110 and the second check valve 120 may be vertically stacked on the base 105 sequentially from top to bottom.

상기 제1 체크 밸브(110)는, 상기 베이스(105)의 상부에 배치된다. 상기 제1 체크 밸브(110)는, 상기 유입구(101)를 개폐할 수 있도록 구비된다. The first check valve 110 is disposed at the top of the base 105. The first check valve 110 is provided to open and close the inlet 101.

상기 제1 체크 밸브(110)는, 상기 유입구(101)에 대응되는 위치에 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구를 개폐하는 제1 개폐부(115)를 포함한다. 즉, 제1 개폐부(115)가 상승할 경우, 상기 유입구(101)가 개방되며, 그 상부에 형성되는 수용 공간(155)으로 유체가 유입될 수 있다. 반면에, 제1 개폐부(115)가 하강하여 초기 위치로 회복할 경우, 상기 유입구(101)가 폐쇄되어 상기 유입구(101)로부터 유체가 상기 수용 공간(155)으로 유입될 수 없다. 이때, 상기 제1 개폐부(115)는 상기 수용 공(115)의 압력차를 구동력으로 이용하여 승강할 수 있다. The first check valve 110 is formed at a position corresponding to the inlet 101 and includes a first opening/closing part 115 that opens and closes the inlet through a lifting movement. That is, when the first opening/closing part 115 rises, the inlet 101 opens, and fluid can flow into the receiving space 155 formed above. On the other hand, when the first opening/closing part 115 descends and returns to the initial position, the inlet 101 is closed and fluid cannot flow from the inlet 101 into the receiving space 155. At this time, the first opening/closing unit 115 can be raised and lowered using the pressure difference between the receiving holes 115 as a driving force.

상기 제2 체크 밸브(120)는, 상기 베이스(105)의 상부에 배치된다. 예를 들면, 상기 제2 체크 밸브(120)는 상기 베이스(105) 및 상기 제1 체크 밸브(110) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 체크 밸브(120)는, 상기 배출구(106)를 개폐할 수 있도록 구비된다. The second check valve 120 is disposed on the upper part of the base 105. For example, the second check valve 120 may be disposed between the base 105 and the first check valve 110. The second check valve 120 is provided to open and close the outlet 106.

상기 제2 체크 밸브(120)는, 상기 배출구(106)에 대응되는 위치에 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 배출구(106)를 개폐하는 제2 개폐부(125)를 포함한다. 즉, 제2 개폐부(125)가 하강할 경우, 상기 배출구(106)가 개방되며, 그 상부에 형성되는 수용 공간(155)으로부터 유체가 배출될 수 있다. 반면에, 제2 개폐부(125)가 상승하여 초기 위치로 회복할 경우, 상기 배출구(106)가 폐쇄된다. 상기 배출구(106)가 폐쇄된 상태에서 상기 유입구(101)로부터 유체가 상기 수용 공간으로 수용될 수 있다. 이때, 상기 제2 개폐부(125)는 상기 수용 공간(155)의 압력차를 구동력으로 이용하여 승강할 수 있다. The second check valve 120 is formed at a position corresponding to the outlet 106 and includes a second opening/closing part 125 that opens and closes the outlet 106 through a lifting movement. That is, when the second opening/closing part 125 descends, the discharge port 106 opens, and fluid can be discharged from the receiving space 155 formed above. On the other hand, when the second opening/closing part 125 rises and returns to its initial position, the outlet 106 is closed. With the outlet 106 closed, fluid may be received from the inlet 101 into the receiving space. At this time, the second opening/closing unit 125 can be raised and lowered using the pressure difference in the accommodation space 155 as a driving force.

상기 다이아프램(150)은 제1 체크 밸브(110) 상에 배치된다. 상기 다이아프램(150)은 중심부(151) 및 상기 중심부(151)를 둘러싸는 외곽부(152)를 포함한다.The diaphragm 150 is disposed on the first check valve 110. The diaphragm 150 includes a central portion 151 and an outer portion 152 surrounding the central portion 151.

상기 중심부(151)는, 외부에서 인가되는 자기장에 의하여 변화되는 크기를 갖는 자기 유변 물질을 가짐에 따라 승강함으로써 내부에 압력차가 발생하는 수용 공간(155)을 형성한다.The central portion 151 has a magnetorheological material whose size changes depending on the magnetic field applied from the outside, and rises and falls to form an accommodation space 155 in which a pressure difference is generated inside.

즉, 외부로부터 자기장이 인가될 경우, 상기 자기 유변 물질은 자회되어 일 방향으로 정렬된다. 이로써, 상기 자기 유변 물질로 이루어진 다이아프램(150)은 변화되는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 외부로부터 인가되는 자기장에 의하여 상기 자기 유변 물질이 수직 방향을 따라 정렬될 경우, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부(151)가 증가하는 두께를 가질 수 있다.That is, when a magnetic field is applied from the outside, the magnetorheological material is magnetized and aligned in one direction. Accordingly, the diaphragm 150 made of the magnetorheological material can have a variable size. For example, when the magnetorheological material is aligned in the vertical direction by a magnetic field applied from the outside, the central portion 151 of the magnetorheological material may have an increasing thickness.

한편, 외곽부(152)는 상기 중심부(151)를 둘러싸고 상기 제1 체크 밸브(110)의 외곽을 따라 선택적으로 고정된다. 즉, 외곽부(152)는 상기 제1 체크 밸브(110)의 외곽 상면에 고정됨에 따라 상기 외곽부(152)는 앵커로서 기능한다. Meanwhile, the outer portion 152 surrounds the central portion 151 and is selectively fixed along the outer edge of the first check valve 110. That is, the outer portion 152 is fixed to the outer upper surface of the first check valve 110, and thus the outer portion 152 functions as an anchor.

외부로부터 인가되는 자기장에 의하여 상기 자기 유변 물질이 수직 방향을 따라 정렬될 경우, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부(151)가 증가하는 두께를 가지는 한편, 상기 외곽부(152)는 상기 제1 체크 밸브(110)의 외곽 상면에 앵커로서 고정되어 있다. When the magnetorheological material is aligned along the vertical direction by a magnetic field applied from the outside, the central portion 151 of the magnetorheological material has an increasing thickness, while the outer portion 152 is the first check valve. It is fixed as an anchor on the outer upper surface of (110).

이 경우, 상기 중심부(151)는, 초기 플랫한 형상에서 볼록한 돔 형상으로 변화되어, 상기 중심부(151)는 상기 제1 체크 밸브(110)의 상면으로부터 이격되어 수용 공간(155)이 형성된다. 즉, 상기 다이아프램(150)의 하면, 특히 중심부(151)의 하면 및 제1 체크 밸브(110)의 상면은 수용 공간을 정의한다. In this case, the center 151 changes from an initial flat shape to a convex dome shape, and the center 151 is spaced apart from the upper surface of the first check valve 110 to form an accommodation space 155. That is, the lower surface of the diaphragm 150, particularly the lower surface of the center 151, and the upper surface of the first check valve 110 define an accommodation space.

이때, 상기 수용 공간(155)의 내부의 압력이 저하됨에 따라, 상기 제1 체크 밸브의(110) 제1 개폐부(115)가 상승함으로써, 유입구(101)가 개방된다. 따라서, 상기 유입구(101)를 통하여 유체가 상기 수용 공간(155)으로 유입될 수 있다.At this time, as the pressure inside the receiving space 155 decreases, the first opening and closing portion 115 of the first check valve 110 rises, thereby opening the inlet 101. Accordingly, fluid may flow into the receiving space 155 through the inlet 101.

반면에, 상기 외부로부터 자기장이 해제될 경우, 상기 자기 유변 물질이 랜덤하게 분포함으로써, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부(151)가 하강하여 최초 두께로 회복함으로써 플랫한 형상을 가진다. 따라서, 수용 공간(155)의 체적이 점차적으로 감소하게 된다.On the other hand, when the magnetic field is released from the outside, the magnetorheological material is randomly distributed, and the central portion 151 of the magnetorheological material descends and recovers to its initial thickness, thereby taking on a flat shape. Accordingly, the volume of the accommodation space 155 gradually decreases.

이때, 제1 개폐부(115)는 하강하여 최초 평탄한 형상으로 회복하여, 상기 유입구(101)를 폐쇄한다. 한편, 상기 수용 공간(155)의 체적이 감소함으로써, 상기 제2 개폐부(125) 또한 하강하여, 상기 제2 개폐부(125)가 상기 배출구(106)를 개방한다. 이로써, 상기 수용 공간(155)으로부터 유체가 상기 배출구(106)를 통하여 배출될 수 있다.At this time, the first opening/closing part 115 descends and returns to its initial flat shape to close the inlet 101. Meanwhile, as the volume of the accommodation space 155 decreases, the second opening and closing part 125 also descends, and the second opening and closing part 125 opens the outlet 106. Accordingly, fluid can be discharged from the receiving space 155 through the outlet 106.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램(150)은, 다이아프램 시트(156) 및 자기 유변 시트(157)를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the diaphragm 150 includes a diaphragm sheet 156 and a magnetorheological sheet 157.

상기 다이아프램 시트(156)는, 상기 제1 체크 밸브(110) 상에 배치된다. 상기 다이아프램 시트(156)는, 상기 제1 체크 밸브(110)의 외곽을 따라 선택적으로 고정된다. 따라서, 상기 다이아프램(150)의 외곽부가 제1 체크 밸브(110)의 외곽에 고정될 수 있다. 상기 다이아프램 시트(156)는, 탄성 재질로 이루어진다. 예를 들면, 상기 다이아프램 시트(156)는, 러버 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.The diaphragm seat 156 is disposed on the first check valve 110. The diaphragm seat 156 is selectively fixed along the outer edge of the first check valve 110. Accordingly, the outer portion of the diaphragm 150 may be fixed to the outer portion of the first check valve 110. The diaphragm sheet 156 is made of an elastic material. For example, the diaphragm sheet 156 may be made of rubber or silicone.

상기 자기 유변 시트(157)는, 상기 다이아아프램 시트(151) 상에 고정된다. 상기 자기 유변 시트(157)는, 상기 자기 유변 물질로 이루어진다. 이로써, 상기 자기 유변 시트(157)에 인접하여 자기장이 인가될 경우, 상기 자기 유변 시트(157)를 이루는 자기 유변 물질이 정렬됨에 따라 변화되는 크기를 가질 수 있다.The magnetorheological sheet 157 is fixed on the diaphragm sheet 151. The magnetorheological sheet 157 is made of the magnetorheological material. Accordingly, when a magnetic field is applied adjacent to the magnetorheological sheet 157, the magnetorheological material forming the magnetorheological sheet 157 may have a size that changes as it is aligned.

상기 자기 유변 물질은, 실리콘 고무, 카르보닐 철 입자, 레진 등을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다. 이때, 상기 카르보닐 철 입자는 10 내지 40 중량%, 실리콘 고무는 45 내지 80 중량% 및 나머지 경화제 및 나머지 경화제의 함량을 가질 수 있다.The magnetorheological material may include a mixture containing silicone rubber, carbonyl iron particles, resin, etc. At this time, the carbonyl iron particles may have 10 to 40 wt%, the silicone rubber may have 45 to 80 wt%, and the remaining curing agent and remaining curing agent content may be present.

이때, 카르보닐 철 입자는 95& 이상의 철 성분으로 이루어지며, 수 내지 수십 마이크론 직경을 가질 수 있다. At this time, the carbonyl iron particles are composed of an iron component of 95% or more and may have a diameter of several to tens of microns.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 개폐부들(115, 125) 각각은 판 스프링 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, each of the pair of first and second openings and closing units 115 and 125 may have a leaf spring structure.

보다 상세하게는, 상기 제1 체크 밸브(110)는, 상기 제2 개폐부(125) 및 상기 수용 공간(155) 사이를 연통시키는 제1 관통홀(111)을 포함한다. 한편, 상기 제2 체크 밸브(120)는, 상기 제1 개폐부(115) 및 유입구(101) 사이를 연통된 제2 관통홀(121)을 포함할 수 있다.More specifically, the first check valve 110 includes a first through hole 111 that communicates between the second opening and closing portion 125 and the receiving space 155. Meanwhile, the second check valve 120 may include a second through hole 121 communicating between the first opening and closing part 115 and the inlet 101.

도 3a를 참고하면, 상기 제1 개폐부(115)는, 제1 플레이트(115b) 및 제1 개폐판(115c)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3A, the first opening/closing unit 115 may include a first plate 115b and a first opening/closing plate 115c.

상기 제1 플레이트(115b)에는, 상기 유입구(101)와 대응되는 유입홈(115a)이 형성된다. 이때, 상기 유입홈(115a)은 유입구(101 동일한 위치에 형서될 수 있다.An inlet groove 115a corresponding to the inlet 101 is formed in the first plate 115b. At this time, the inlet groove 115a may be formed at the same location as the inlet 101.

상기 제1 개폐판(115c)은 상기 유입홈(115a)의 측벽과 탄성적으로 연결된다. 상기 제1 개폐판(115c)은 상기 수용 공간(155)의 압력 변화에 따라 상기 제2 관통홀(121)을 개폐할 수 있도록 구비된다. The first opening and closing plate 115c is elastically connected to the side wall of the inflow groove 115a. The first opening and closing plate 115c is provided to open and close the second through hole 121 according to a change in pressure in the receiving space 155.

예를 들면, 제1 개폐판(115c)은 제2 관통홀(121)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 상기 제1 개폐판(115c)을 상기 유입홈(115a)의 측벽과 연결시키는 제1 연결판(115d)이 제공될 수 있다. 상기 제1 연결판(115d)은 상기 제1 개폐판(115c)의 중심으로부터 방사 방향을 따라 연장될 수 있다. 제1 연결판(115d)은 사행 구조의 형상을 가질 수 있다. 이로써, 제1 개폐판(115c)이 상기 수용 공간의 압력 차에 의하여 승강할 수 있다.For example, the first opening and closing plate 115c may have the same diameter as the second through hole 121. A first connection plate 115d may be provided to connect the first opening and closing plate 115c with the side wall of the inflow groove 115a. The first connection plate 115d may extend in a radial direction from the center of the first opening and closing plate 115c. The first connection plate 115d may have a meandering shape. Accordingly, the first opening and closing plate 115c can be raised and lowered by the pressure difference in the accommodation space.

도 3b를 참고하면, 상기 제2 개폐부(125)는, 제2 플레이트(125b) 및 제2 개폐판을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3B, the second opening/closing unit 125 may include a second plate 125b and a second opening/closing plate.

상기 제2 플레이트(125b)에, 상기 배출구(106)와 대응되는 배출홈(125a)이 형성된다.A discharge groove 125a corresponding to the discharge port 106 is formed in the second plate 125b.

상기 제2 개폐판(125c)은 상기 배출홈(125a)의 측벽과 탄성적으로 연결된다. 상기 제2 개폐판(125c)은 상기 수용 공간(155)의 압력 변화에 따라 상기 제1 관통홀(111)을 개폐할 수 있도록 구비된다. The second opening and closing plate 125c is elastically connected to the side wall of the discharge groove 125a. The second opening and closing plate 125c is provided to open and close the first through hole 111 according to a change in pressure in the receiving space 155.

예를 들면, 제2 개폐판(125c)은 제1 관통홀(111)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 상기 제2 개폐판(125c)을 상기 배출홈(125a)의 측벽과 연결시키는 제2 연결판(125d)이 제공될 수 있다. 상기 제2 연결판(125d)은 상기 제2 개폐판(12c)의 중심으로부터 방사 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 연결판(125d)은 사행 구조의 형상을 가질 수 있다. 이로써, 제2 개폐판(125d)이 상기 수용 공간(155)의 압력 차에 의하여 승강할 수 있다.For example, the second opening and closing plate 125c may have the same diameter as the first through hole 111. A second connection plate 125d may be provided to connect the second opening and closing plate 125c with the side wall of the discharge groove 125a. The second connection plate 125d may extend in a radial direction from the center of the second opening and closing plate 12c. The second connection plate 125d may have a meandering shape. Accordingly, the second opening and closing plate 125d can be raised and lowered by the pressure difference in the accommodation space 155.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램(150)에 인접하게 배치되며, 상기 다이아프램(150)에 자기장을 형성하도록 구비된 자기장 발생부(160)가 추가적으로 제공될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a magnetic field generator 160 disposed adjacent to the diaphragm 150 and provided to generate a magnetic field in the diaphragm 150 may be additionally provided.

상기 자기장 발생부(160)는, 코어, 상기 코어를 감싸는 코일 및 상기 코일의 양단에 연결된 전원을 포함할 수 있다. 이로써, 상기 자기장 발생부(160)는, 전원의 세기 및 전원의 온/오프를 제어함으로써, 다이아프램(150)의 승강 높이 및 승강 주기를 조절할 수 있다. 즉, 자기장 발생부(160)는 전자석을 포함할 수 있다.The magnetic field generator 160 may include a core, a coil surrounding the core, and a power source connected to both ends of the coil. Accordingly, the magnetic field generator 160 can adjust the lifting height and lifting cycle of the diaphragm 150 by controlling the intensity of the power and the on/off of the power. That is, the magnetic field generator 160 may include an electromagnet.

도 4a 내지 도 4c는 도 1의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다.FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views for explaining the operation of the micro pump of FIG. 1.

도 4a 내지 도 4c를 참고하면, 상기 자기장 발생부(미도시)가 자기장을 발생할 경우, 상기 다이아프램(150)에 포함된 상기 자기 유변 물질이 수직 방향을 따라 정렬된다. 이 경우, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부(151)가 증가하는 두께를 가지는 한편, 상기 외곽부(152)는 상기 제1 체크 밸브(110)의 외곽 상면에 앵커로서 고정되어 있다. Referring to FIGS. 4A to 4C , when the magnetic field generator (not shown) generates a magnetic field, the magnetorheological material included in the diaphragm 150 is aligned along the vertical direction. In this case, the central portion 151 forming the magnetorheological material has an increasing thickness, while the outer portion 152 is fixed to the outer upper surface of the first check valve 110 as an anchor.

따라서, 상기 중심부(151)는, 초기 플랫한 형상에서 볼록한 돔 형상으로 변화함에 따라, 상기 중심부(151)는 상기 제1 체크 밸브(110)의 상면으로부터 이격됨으로써, 수용 공간이 형성된다. 즉, 상기 다이아프램(150)의 하면, 특히 중심부(151)의 하면 및 제1 체크 밸브(110)의 상면은 수용 공간을 정의한다. Accordingly, as the center 151 changes from an initial flat shape to a convex dome shape, the center 151 is spaced apart from the upper surface of the first check valve 110, thereby forming an accommodation space. That is, the lower surface of the diaphragm 150, particularly the lower surface of the center 151, and the upper surface of the first check valve 110 define an accommodation space.

이때, 상기 수용 공간(155)의 내부의 압력이 저하됨에 따라, 상기 제1 체크 밸브(110)의 제1 개폐부(115)가 상승함으로써, 유입구(101)가 개방된다. 따라서, 상기 유입구(101)를 통하여 유체가 상기 수용 공간(155)으로 유입될 수 있다.At this time, as the pressure inside the receiving space 155 decreases, the first opening/closing part 115 of the first check valve 110 rises, thereby opening the inlet 101. Accordingly, fluid may flow into the receiving space 155 through the inlet 101.

반면에, 상기 외부로부터 자기장이 해제될 경우, 상기 자기 유변 물질은 랜덤하게 분포함으로써, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부(151)가 최초 두께로 회복함으로써 플랫한 형상을 가지는 한편, 수용 공간(155)의 체적이 감소하게 된다.On the other hand, when the magnetic field is released from the outside, the magnetorheological material is randomly distributed, so that the center 151 of the magnetorheological material recovers to its initial thickness and has a flat shape, while the receiving space 155 The volume of decreases.

이때, 제1 개폐부(115)는 하강하여 최초 평탄한 형상으로 회복함에 따라, 상기 유입구(101)를 폐쇄한다. 한편, 상기 수용 공간의 체적이 감소함으로써, 상기 제2 개폐부(125) 또한 하강하여, 상기 제2 개폐부(125)가 상기 배출구(106)를 개방한다. 이로써, 상기 수용 공간(155)으로부터 유체가 상기 배출구(106)를 통하여 배출될 수 있다.At this time, the first opening/closing part 115 descends and returns to its initial flat shape, thereby closing the inlet 101. Meanwhile, as the volume of the accommodation space decreases, the second opening and closing part 125 also descends, and the second opening and closing part 125 opens the outlet 106. Accordingly, fluid can be discharged from the receiving space 155 through the outlet 106.

도 5는 본 발명에 일 실시예 따른 다이아프램 방식의 마이크로 펌프를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6은 도 5의 마이크로 펌프의 분해 사시도이다. 도 7은 도 5의 체크 밸브에 포함된 제1 및 제2 개폐부들을 설명하기 위한 평면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view for explaining a diaphragm type micro pump according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is an exploded perspective view of the micro pump of Figure 5. Figure 7 is a plan view for explaining the first and second openings and closing parts included in the check valve of Figure 5.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 다이아프램 방식의 마이크로 펌프는, 베이스(205), 체크 밸브(210)와 밸브 몸체(220)로 이루어진 체크 밸브부 및 다이아프램(250)을 포함한다. Referring to FIGS. 5 to 7, the diaphragm-type micro pump according to an embodiment of the present invention includes a check valve portion consisting of a base 205, a check valve 210, and a valve body 220, and a diaphragm ( 250).

상기 베이스(205)에는 상기 유체가 흐를 수 있도록 유입구(201) 및 배출구(206)가 형성된다. 상기 유입구(201) 및 상기 배출구(206)는 상호 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 베이스(205)는 금속 물질 또는 탄성 물질로 이루어질 수 있다.An inlet 201 and an outlet 206 are formed in the base 205 to allow the fluid to flow. The inlet 201 and the outlet 206 may be formed to be spaced apart from each other. The base 205 may be made of a metal material or an elastic material.

베이스(205)의 상면 일측에는, 상기 유입구(201)와 연통된 하나의 제1 유입홈이 형성되며 타측에는 상기 배출구(206)와 연통되며 상호 이격되고 상시 개방된 한 쌍의 제1 배출홈들이 형성된다. On one side of the upper surface of the base 205, one first inlet groove is formed in communication with the inlet 201, and on the other side, a pair of first discharge grooves are formed in communication with the outlet 206 and are spaced apart from each other and are always open. is formed

체크 밸브(210)는 상기 베이스(205)의 상부에 배치된다. 상기 체크 밸브(210)는, 상기 유입구(201) 및 배출구(206)를 교대로 개폐할 수 있도록 구비된다. Check valve 210 is disposed on top of the base 205. The check valve 210 is provided to alternately open and close the inlet 201 and the outlet 206.

상기 체크 밸브(210)는, 제1 개폐부(211) 및 제2 개폐부(216)를 포함한다.The check valve 210 includes a first opening and closing part 211 and a second opening and closing part 216.

제1 개폐부(211)는, 상기 유입구(201)에 대응되는 위치에 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 제1 유입홈을 통하여 상기 유입구(201)를 개폐할 수 있다. 즉, 제1 개폐부(211)가 상승할 경우, 제1 유입홈 및 상기 유입구(201)가 개방되며, 그 상부에 형성되는 수용 공간으로 유체가 유입될 수 있다. 반면에, 제1 개폐부(211)가 하강하여 초기 위치로 회복할 경우, 상기 제1 유입홈이 폐쇄되어 상기 유입구(201)로부터 유체가 상기 수용 공간으로 유입될 수 없다. 이때, 상기 제1 개폐부(211)는 상기 수용 공간의 압력차를 구동력으로 이용하여 승강할 수 있다. The first opening/closing part 211 is formed at a position corresponding to the inlet 201, and can open and close the inlet 201 through the first inlet groove through a lifting movement. That is, when the first opening and closing part 211 rises, the first inlet groove and the inlet 201 are opened, and fluid can flow into the receiving space formed above. On the other hand, when the first opening/closing part 211 descends and returns to the initial position, the first inlet groove is closed and fluid cannot flow from the inlet 201 into the receiving space. At this time, the first opening and closing part 211 can be raised and lowered using the pressure difference in the accommodation space as a driving force.

한편, 제2 개폐부(216)는, 상기 배출구(206)에 대응되는 위치에 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 배출구(206)를 개폐할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 개폐부들(211, 216)은 동시에 승강할 수 있다. Meanwhile, the second opening/closing part 216 is formed at a position corresponding to the outlet 206, and can open and close the outlet 206 through a lifting movement. At this time, the first and second openings and closing units 211 and 216 may be raised and lowered simultaneously.

밸브 몸체(220)는 상기 다이아프램(250) 및 체크 밸브(210) 사이에 개재된다. 상기 밸브 몸체(220)의 하면 일측에는, 상호 이격되고 상시 개방되며 유입구(201)와 연통될 수 있는 한 쌍의 제2 유입홈들(223)이 형성된다. 한편, 밸브 몸체(220)의 하면 타측에는, 제2 개폐부(216)에 의하여 개폐될 수 있는 제2 배출홈(225)이 형성된다. 이때, 제2 유입홈들(223)은 제1 유입홈과 마주보도록 구비되는 한편, 제2 배출홈(225)은 상기 제1 배출홀들과 마주보도록 구비된다. The valve body 220 is interposed between the diaphragm 250 and the check valve 210. On one side of the lower surface of the valve body 220, a pair of second inlet grooves 223 are formed that are spaced apart from each other, are always open, and can communicate with the inlet 201. Meanwhile, a second discharge groove 225 that can be opened and closed by the second opening and closing portion 216 is formed on the other side of the lower surface of the valve body 220. At this time, the second inlet grooves 223 are provided to face the first inlet groove, while the second outlet groove 225 is provided to face the first outlet holes.

따라서, 제2 개폐부(206)가 하강할 경우 상기 제2 배출홈(225)이 개방되며, 그 상부에 형성되는 수용 공간으로부터 유체가 배출구(206)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 반면에, 제2 개폐부(206)가 상승하여 초기 위치로 회복할 경우, 상기 제2 배출홈(225)이 폐쇄된다. 상기 제2 배출홈(225)이 폐쇄된 상태에서 상기 유입구(201)로부터 유체가 상기 수용 공간으로 수용될 수 있다. Accordingly, when the second opening/closing part 206 descends, the second discharge groove 225 opens, and fluid can be discharged to the outside through the discharge port 206 from the receiving space formed in the upper portion. On the other hand, when the second opening/closing part 206 rises and returns to its initial position, the second discharge groove 225 is closed. When the second discharge groove 225 is closed, fluid can be received into the receiving space from the inlet 201.

다이아프램(250)은 밸브 몸체(120) 상에 배치된다. 상기 다이아프램은 시트 형상을 가질 수 있다. 상기 다이아프램은 자기유변 물질로 이루어진다. 이때, 상기 자기 유변 물질은 실리콘 고무, 카르보닐 철 입자, 레진 등을 포함할 수 있다.Diaphragm 250 is disposed on valve body 120. The diaphragm may have a sheet shape. The diaphragm is made of magnetorheological material. At this time, the magnetorheological material may include silicone rubber, carbonyl iron particles, resin, etc.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이아프램(250)에 인접하게 배치되며, 상기 다이아프램(250)에 자기장을 형성하도록 구비된 자기장 발생부(260)가 추가적으로 제공될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a magnetic field generator 260 disposed adjacent to the diaphragm 250 and provided to generate a magnetic field in the diaphragm 250 may be additionally provided.

상기 자기장 발생부(260)는, 코어, 상기 코어를 감싸는 코일 및 상기 코일의 양단에 연결된 전원을 포함할 수 있다. 이로써, 상기 자기장 발생부(260)는, 전원의 세기 및 전원의 온/오프를 제어함으로써, 다이아프램(250)의 승강 높이 및 승강 주기를 조절할 수 있다. 즉, 자기장 발생부(260)는 전자석을 포함할 수 있다.The magnetic field generator 260 may include a core, a coil surrounding the core, and a power source connected to both ends of the coil. Accordingly, the magnetic field generator 260 can adjust the lifting height and lifting cycle of the diaphragm 250 by controlling the intensity of the power and the on/off of the power. That is, the magnetic field generator 260 may include an electromagnet.

도 8a 내지 도 8b는 도 5의 마이크로 펌프의 동작을 설명하기 위한 단면도들이다. Figures 8a and 8b are cross-sectional views for explaining the operation of the micro pump of Figure 5.

도 8a 내지 도 8c를 참고하면, 상기 자기장 발생부(260)가 자기장을 발생할 경우, 상기 다이아프램(250)에 포함된 상기 자기 유변 물질이 수직 방향을 따라 정렬된다. 이 경우, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부가 증가하는 두께를 가지는 한편, 상기 중심부를 둘러싸는 외곽부는 상기 체크 몸체(220)의 외곽 및 자기장 발생부(260)의 외곽 사이에 앵커로서 고정되어 있다. Referring to FIGS. 8A to 8C , when the magnetic field generator 260 generates a magnetic field, the magnetorheological material included in the diaphragm 250 is aligned along the vertical direction. In this case, the central part of the magnetorheological material has an increasing thickness, while the outer part surrounding the central part is fixed as an anchor between the outer edge of the check body 220 and the outer edge of the magnetic field generator 260.

따라서, 상기 중심부는, 초기 플랫한 형상에서 볼록한 돔 형상으로 변화함에 따라, 상기 중심부는 상기 밸브 몸체(220)의 상면으로부터 이격됨으로써, 수용 공간이 형성된다. 즉, 상기 다이아프램(250)의 하면, 특히 중심부의 하면 및 밸브 몸체(210)의 상면은 수용 공간을 정의한다. Accordingly, as the central portion changes from an initial flat shape to a convex dome shape, the central portion is spaced apart from the upper surface of the valve body 220, thereby forming an accommodation space. That is, the lower surface of the diaphragm 250, especially the central lower surface, and the upper surface of the valve body 210 define an accommodation space.

이때, 다이아프램(250)이 돔 형상으로 볼록해 질 경우, 수용 공간의 내부의 압력이 저하됨에 따라, 상기 제1 개폐부(211)가 상승함으로써, 베이스(205)의 상면에 형성된 제1 유입홈을 통하여 유입구(201)가 개방된다. 따라서, 상기 유입구(201)를 통하여 유체가 상기 수용 공간으로 유입될 수 있다. 이때, 제2 개폐부(216) 또한 상승함으로써, 제2 배출홈(225)이 폐쇄된다.At this time, when the diaphragm 250 becomes convex into a dome shape, as the pressure inside the receiving space decreases, the first opening and closing part 211 rises, thereby opening the first inflow groove formed on the upper surface of the base 205. The inlet 201 is opened through. Accordingly, fluid may flow into the receiving space through the inlet 201. At this time, the second opening/closing part 216 also rises, thereby closing the second discharge groove 225.

반면에, 상기 외부로부터 자기장이 해제될 경우, 상기 자기 유변 물질은 랜덤하게 분포함으로써, 상기 자기 유변 물질을 이루는 중심부가 최초 두께로 회복함으로써 플랫한 형상을 가지는 한편, 수용 공간의 체적이 감소하게 된다.On the other hand, when the magnetic field is released from the outside, the magnetorheological material is randomly distributed, so that the center of the magnetorheological material recovers to its initial thickness and has a flat shape, while the volume of the accommodation space is reduced. .

이때, 제1 개폐부(211)가 하강하여 최초 평탄한 형상으로 회복함에 따라, 베이스(205)의 상면에 형성된 제1 유입홈 및 상기 유입구(201)가 폐쇄된다. 한편, 상기 수용 공간의 체적이 감소함으로써, 상기 제2 개폐부(216) 또한 하강하여, 상기 제2 개폐부(216)가 밸브 블록(220)의 하면에 형성된 상기 배출홈(225)을 개방한다. 이로써, 상기 수용 공간으로부터 유체가 배출홈(225) 및 상기 배출구(206)를 통하여 배출될 수 있다.At this time, as the first opening and closing part 211 descends and returns to its initial flat shape, the first inlet groove formed on the upper surface of the base 205 and the inlet 201 are closed. Meanwhile, as the volume of the accommodation space decreases, the second opening and closing part 216 also descends, and the second opening and closing part 216 opens the discharge groove 225 formed on the lower surface of the valve block 220. Accordingly, fluid can be discharged from the receiving space through the discharge groove 225 and the discharge port 206.

상술한 다이아프램 방식의 마이크로 펌프는, 기체 또는 액체와 같은 유체를 펌핑하는 것을 요구하는 산업 분야, 예를 들면, 농업용, 의료용, 건설용, 수산업, 수자원개발 등 뿐만 아니라, 반도체, 디스플레이, 의료용 또는 멤스 기기 등과 같이 새로운 시장 분야에 적용될 수 있다.The above-described diaphragm-type micropump is used in industrial fields requiring pumping of fluids such as gases or liquids, such as agricultural, medical, construction, fishery, water resource development, etc., as well as semiconductor, display, medical or It can be applied to new market sectors such as MEMS devices.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will be able to understand that it exists.

100, 200 : 마이크로 펌프 105, 205 : 베이스
110, 210 : 제1 체크 밸브 115, 211: 제1 개폐부
120 : 제2 체크 밸브 125, 216 : 제2 개폐부
150, 250 : 다이아프램 151 : 중심부
152 : 외곽부 155 : 수용 공간
156 : 다이아프램 시트 157 : 자기 유변 시트
100, 200: Micro pump 105, 205: Base
110, 210: first check valve 115, 211: first opening and closing part
120: second check valve 125, 216: second opening and closing part
150, 250: Diaphragm 151: Center
152: Outer part 155: Accommodating space
156: Diaphragm sheet 157: Magnetorheological sheet

Claims (10)

상호 이격되며 유체가 흐를 수 있도록 구비된 유입구 및 배출구가 형성된 베이스;
상기 베이스 상에 배치되며, 상기 유입구 및 배출구에 대응되도록 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구 및 상기 배출구를 각각 개폐하는 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 포함하는 체크 밸브부; 및
상기 체크 밸브부의 상부에 배치되며, 외부에서 인가되는 자기장에 의하여 변화되는 크기를 갖는 자기 유변 물질을 가짐에 따라 승강함으로써 내부에 압력차가 발생하는 수용 공간을 형성하는 중심부 및 상기 중심부를 둘러싸고 상기 체크 밸브부의 외곽을 따라 선택적으로 고정된 외곽부를 구비하는 다이아프램;
을 포함하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.
A base formed with an inlet and an outlet that are spaced apart from each other and are provided to allow fluid to flow;
a check valve unit disposed on the base, formed to correspond to the inlet and outlet, and including a first opening and closing part and a second opening and closing part, respectively, to open and close the inlet and the outlet through a lifting movement; and
A central portion disposed at the top of the check valve unit and forming an accommodating space in which a pressure difference is generated inside by rising and falling as it has a magnetorheological material whose size changes by a magnetic field applied from the outside, and a check valve surrounding the central portion, A diaphragm having an outer portion selectively fixed along the outer edge of the portion;
A diaphragm-type micro pump containing a.
제1항에 있어서, 상기 다이아프램은,
상기 제1 체크 밸브 상에 배치되며, 상기 제1 체크 밸브의 외곽을 따라 선택적으로 고정되며 탄성 재질로 이루어진 다이아프램 시트; 및
상기 다이아아프램 시트 상에 고정되며, 상기 자기 유변 물질로 이루어진 자기 유변 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.
The method of claim 1, wherein the diaphragm is:
a diaphragm seat disposed on the first check valve, selectively fixed along an outer edge of the first check valve, and made of an elastic material; and
A diaphragm-type micro pump fixed on the diaphragm sheet and comprising a magnetorheological sheet made of the magnetorheological material.
제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 개폐부들 각각은 판 스프링 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.The diaphragm type micro pump according to claim 1, wherein each of the pair of first and second openings and closing units has a leaf spring structure. 제1항에 있어서, 상기 제1 체크 밸브는, 상기 제2 개폐부 및 상기 수용 공간 사이를 연통시키는 제1 관통홀을 포함하고,
상기 제2 체크 밸브는, 상기 제1 개폐부 및 상기 유입구 사이를 연통시키는 제2 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.
The method of claim 1, wherein the first check valve includes a first through hole communicating between the second opening and closing portion and the receiving space,
The second check valve is a diaphragm type micro pump, characterized in that it includes a second through hole communicating between the first opening and closing part and the inlet.
제4항에 있어서, 상기 제1 개폐부는,
상기 유입구와 대응되는 유입홈이 형성된 제1 플레이트; 및
상기 유입홈의 측벽과 탄성적으로 연결되고, 상기 수용 공간의 압력 변화에 따라 상기 제2 관통홀을 개폐할 수 있도록 구비된 제1 개폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.
The method of claim 4, wherein the first opening and closing unit,
a first plate having an inlet groove corresponding to the inlet; and
A diaphragm-type micro pump comprising a first opening and closing plate elastically connected to a side wall of the inlet groove and configured to open and close the second through hole according to a change in pressure in the receiving space.
제4항에 있어서, 상기 제2 개폐부는,
상기 배출구와 대응되는 배출홈이 형성된 제2 플레이트; 및
상기 배출홈의 측벽과 탄성적으로 연결되고, 상기 수용 공간의 압력 변화에 따라 상기 제1 관통홀을 개폐할 수 있도록 구비된 제2 개폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.
The method of claim 4, wherein the second opening and closing unit,
a second plate having a discharge groove corresponding to the discharge port; and
A diaphragm-type micro pump comprising a second opening and closing plate that is elastically connected to a side wall of the discharge groove and is provided to open and close the first through hole according to a change in pressure in the receiving space.
제1항에 있어서, 상기 다이아프램에 인접하게 배치되며, 상기 다이아프램에 자기장을 형성하도록 구비된 자기장 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.The diaphragm-type micro pump according to claim 1, further comprising a magnetic field generator disposed adjacent to the diaphragm and provided to generate a magnetic field in the diaphragm. 제1항에 있어서, 상기 체크 밸브부는, 상기 베이스 상에 수직으로 적층되며, 상기 유입구 및 배출구에 대응되도록 형성되며, 승강 운동을 통하여 상기 유입구 및 상기 배출구를 각각 개폐하는 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 각각 포함하는 한 쌍의 제1 및 제2 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.The method of claim 1, wherein the check valve part is vertically stacked on the base, is formed to correspond to the inlet and the outlet, and includes a first opening and closing part and a second opening and closing part that open and close the inlet and the outlet, respectively, through a lifting movement. A diaphragm-type micro pump comprising a pair of first and second check valves each including a. 제1항에 있어서, 상기 베이스의 상면 일측에는, 상기 제1 개폐부에 의하여 상기 유입구에 대하여 개폐 가능한 하나의 제1 유입홈이 형성되며, 타측에는 상호 이격되고 상기 배출구와 상시 개방된 상태로 연통된 한 쌍의 제1 배출홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프. The method of claim 1, wherein on one side of the upper surface of the base, a first inlet groove is formed that can be opened and closed with respect to the inlet by the first opening and closing part, and on the other side, a first inlet groove is formed that is spaced apart from each other and communicates with the outlet in a always open state. A diaphragm-type micro pump, characterized in that a pair of first discharge grooves are formed. 제9항에 있어서, 상기 체크 밸브부는,
상기 다이아프램의 하부에 배치되며, 하면 일측에는 상호 이격되고 상시 개방된 복수의 제2 유입홈들이 형성되고, 하면 타측에는, 상기 제2 개폐부에 의하여 개폐되며, 상기 제1 배출홈과 연통될 수 있는 제2 배출홈이 형성된 밸브 몸체; 및.
상기 베이스 및 상기 밸브 몸체 사이에 개재되며, 동시에 승강함으로써 상기 제1 유입홈 및 상기 제2 배출홈을 교대로 개폐할 수 있도록 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 갖는 체크 밸브;
를 포함하는 것을 특징하는 다이아프램 방식의 마이크로 펌프.

The method of claim 9, wherein the check valve unit,
It is disposed at the lower part of the diaphragm, and a plurality of second inflow grooves are formed on one side of the lower surface and are spaced apart from each other and are always open, and on the other side of the lower surface, they are opened and closed by the second opening and closing part, and may be in communication with the first discharge groove. a valve body having a second discharge groove; and.
a check valve interposed between the base and the valve body and having a first opening and closing portion and a second opening and closing portion to alternately open and close the first inlet groove and the second discharge groove by simultaneously lifting and lowering;
A diaphragm-type micro pump comprising a.

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