TWI656862B - 單臂式微型氣壓泵裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種單臂式微型氣壓泵裝置，包括一氣泵主體、以及一驅動單元。該氣泵主體包含有一支架、一結合於該支架一側的氣室單元、以及一設置於該氣室單元上的搖擺臂。該驅動單元的輸出軸上係設置有一偏心軸並帶動該偏心軸樞轉。該偏心軸的另一端係結合於該搖擺臂上以帶動該搖擺臂於相對該氣室單元的至少近端與遠端兩個位置之間往復移動，以推動活塞單元並輸出氣流。
Description
本發明係有關於一種單臂式微型氣壓泵裝置，特別是指一種應用於醫療用壓脈帶的單臂式微型氣壓泵裝置。
微型氣泵是指體積小巧，工作介質為氣態，主要用於氣體採樣、氣體循環、真空吸附、真空保壓、抽氣、打氣、增壓等多種用途的一種氣體輸送裝置。
微型氣泵按用途分為：微型負壓泵，微型真空泵，微型氣體循環泵，微型氣泵，微型氣體採樣泵，微型打氣泵，微型抽氣泵，微型抽氣打氣兩用泵等；按工作原理分，有隔膜式、電磁式、葉輪式、活塞式等。一般醫療衛生、科研、實驗室、環保、儀器儀錶、化工等行業適用廣泛的微型氣泵主要指微型真空泵。微型氣泵相較於一般的氣泵係具有體積小巧、噪音低、功耗小、易於操作、便於攜帶、免維護、可24小時連續運轉，還允許介質富含水汽的優點。
習知應用於血壓計壓脈帶的微型泵，如專利公告號I488609號專利所示，提供一種微型泵包括：吐出閥，容許從泵室流出的氣體之流動且禁止朝其相反方向之流動；空氣室，係讓通 過吐出閥並從泵室流出的氣體流入；吐出口，使氣體朝膜片泵之外部吐出；及貫通孔部，限制從空氣室朝吐出口流動的氣體之流量。所述的微型泵係利用複數個膜片變更氣室壓力，利用馬達牽引支撐部同時控制複數個膜片運作；惟，習知微型泵的結構於實務上製作時難以進一步微型化，如果欲將所述的微型泵放置於如隨身攜帶的攜帶式電子裝置上時，礙於微型泵的體積難以實際應用，而有尚須改善的缺失。
本發明的主要目的，在於提供一種微形泵係可配合設置於攜帶式電子裝置上，以實現攜帶式血壓測量的目的。
本發明係提供一種單臂式微型氣壓泵裝置，包括一氣泵主體、以及一驅動單元。該氣泵主體包含有一支架、一結合於該支架一側的氣室單元、以及一設置於該氣室單元上的搖擺臂。該驅動單元係固定於該支架上，且該驅動單元的輸出軸上係設置有一偏心軸並帶動該偏心軸樞轉。該偏心軸的另一端係結合於該搖擺臂上以帶動該搖擺臂於相對該氣室單元的至少近端與遠端兩個位置之間往復移動。其中，該氣室單元包含有一第一氣室、以及分別設置於該第一氣室一側的第二氣室及第三氣室，該第二氣室與該第一氣室之間係具有一第一方向逆止閥，該第三氣室與該第一氣室之間有一第二方向逆止閥。該搖擺臂的一端係具有一活塞單元，該活塞單元係一併覆蓋於該第一方向逆止閥及該第二方向逆止閥的上方，以經由該搖擺臂移動至該遠端位置時將氣體 由該第二氣室抽入該第一氣室，並於該搖擺臂移動至該近端位置時將氣體由該第一氣室輸出至該第三氣室以經由該第三氣室的氣體出口輸出氣流。
進一步地，該驅動單元的輸出軸係與該搖擺臂垂直。
進一步地，該偏心軸的兩端分別具有一第一軸接部以及一第二軸接部，該第一軸接部結合於該輸出軸上，該第二軸接部結合於該搖擺臂的一端，該第一軸接部係相對該第二軸接部偏心設置。
進一步地，該活塞單元的底側係具有一覆蓋於該第一方向逆止閥上方的氣體導引溝槽，並於該氣體導引溝槽向一側一體延伸有一覆蓋於該第二方向逆止閥上方的氣碗，該氣碗的頂端係結合於該搖擺臂且該氣碗的內側空間與該氣體導引溝槽相連通，於該搖擺臂移動至該遠端位置時該氣碗向上拉伸並舒張使第二氣室的氣體由該氣體導引溝槽流入該氣碗的內側空間，於該搖擺臂移動至該近端位置時該氣碗向下壓縮該第一氣室使該第一氣室的氣體由該第二方向逆止閥輸出至該第三氣室。
進一步地，該氣室單元係包含有一第一夾層、第二夾層、及第三夾層，該第一氣室係設置於該第一夾層及該第二夾層之間，該第二氣室係及該第三氣室係設置於該第二夾層及該第三夾層之間。
進一步地，該第一夾層係與該支架一體成型並共構為一主體。
進一步地，該第二夾層及/或該第三夾層上係設置有一或複數個溝槽圍繞於該第二氣室及該第三氣室的周側，並於該第二夾層及該第三夾層之間係具有一彈性密封墊片設置於該溝槽的內側以令該第二氣室及該第三氣室分別氣密。
進一步地，該第三夾層上係設置有一連通於該第三氣室的氣體輸出管。
進一步地，該第一夾層、該第二夾層、及該第三夾層的周側分別具有一或複數個相互對應的定位部，用以供鎖固單元穿過並固定。
進一步地，該第三夾層的一側係設置有一連通於該第二氣室的氣體入口。
進一步地，該第二氣室內係具有一或二或複數個阻流牆。
是以，本發明係比起習知技術具有以下優勢功效：
1.本發明比起習知技術係可有效的微型化並應用於穿戴式裝置或可攜式裝置。
2.本發明比起習知技術具有較佳的氣體輸出效率，且相較於習知技術可減少噪聲。
3.於本發明一次要技術特徵中，因在第二氣室中設有兩道阻流牆，藉此提升輸出氣流的風壓以避免氣體逆流而洩氣。
100‧‧‧單臂式微型氣壓泵裝置
10‧‧‧氣泵主體
11‧‧‧支架
12‧‧‧氣室單元
121‧‧‧第一夾層
1211‧‧‧開孔
1212‧‧‧定位部
122‧‧‧第二夾層
1221‧‧‧溝槽
1222‧‧‧定位部
123‧‧‧第三夾層
1231‧‧‧溝槽
1232‧‧‧定位部
1233‧‧‧氣體入口
1234‧‧‧氣體輸出管
124‧‧‧彈性密封墊片
12A‧‧‧第一氣室
121A‧‧‧第一方向逆止閥
122A‧‧‧第二方向逆止閥
12B‧‧‧第二氣室
12C‧‧‧第三氣室
13‧‧‧搖擺臂
131‧‧‧活塞單元
1311‧‧‧氣體導引溝槽
1312‧‧‧氣碗
20‧‧‧驅動單元
21‧‧‧輸出軸
22‧‧‧偏心軸
221‧‧‧第一軸接部
222‧‧‧第二軸接部
H1‧‧‧遠端位置
H2‧‧‧近端位置
T‧‧‧鎖固單元
圖1，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的外觀示意 圖。
圖2，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的結構分解示意圖(一)。
圖3，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的結構分解示意圖(二)。
圖4-1，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的工作示意圖(一)。
圖4-2，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的工作示意圖(二)。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。
本發明係提供一種單臂式微型氣壓泵裝置，該單臂式微型氣壓泵裝置係可配合設置於穿戴式電子裝置上，例如智慧型手錶、健康手環、手臂固定帶或其他類此的穿戴式裝置，或是於另一較佳應用實施例中可設置於可攜式裝置上，便於用戶攜帶，於本發明中不予以限制。所述的單臂式微型氣壓泵裝置係可配合充氣式壓脈帶使用，透過將氣體充入壓脈帶使壓脈帶的氣囊膨脹，並透過壓力感測器偵測氣囊壓力的變化分析波形以獲得用戶的收縮壓及舒張壓數值。
以下係針對本發明單臂式微型氣壓泵裝置的詳細構造進行說明，請一併參閱「圖1」至「圖3」，係本發明單臂式微型 氣壓泵裝置的外觀示意圖及結構分解示意圖(一)、(二)，如圖所示：
所述的單臂式微型氣壓泵裝置100主要包括一氣泵主體10、以及一設置於該氣泵主體10一側的驅動單元20。
所述的氣泵主體10主要包含有一支架11、一結合於該支架11一側的氣室單元12、以及一設置於該氣室單元12上的搖擺臂13。該驅動單元20係固定於該支架11上，且該驅動單元20的輸出軸21上係設置有一偏心軸22。該偏心軸22的另一端係結合於該搖擺臂13上，當該輸出軸21轉動時，偏心軸22係配合該輸出軸21樞轉，以帶動該搖擺臂13於相對該氣室單元12的至少近端與遠端兩個位置之間往復移動。該驅動單元20於一較佳實施態樣中係可以為直流馬達、交流馬達或是其他類此的動力元件。
該偏心軸22的兩端分別具有一第一軸接部221以及一第二軸接部222，該第一軸接部221結合於該輸出軸21上，該第二軸接部222結合於該搖擺臂13的一端。其中，該第一軸接部221係相對該第二軸接部222偏心設置，以令該第一軸接部221於相對固定位置上轉動時，另一端的第二軸接部222則以該第一軸接部221為中心畫圓旋轉。其中，該驅動單元20的輸出軸21係與該搖擺臂13垂直，由此所指該搖擺臂13的遠端及近端所指位置係為該氣室單元12垂直方向上的兩個端點位置(相當於圖4-1、圖4-2中的上側及下側方向端點上的位置)。
所述的氣室單元12包含有一第一氣室12A、以及分別設置於該第一氣室12A一側的第二氣室12B及第三氣室12C。該第二 氣室12B與該第一氣室12A之間係具有一第一方向逆止閥121A；該第三氣室12C與該第一氣室12A之間則設置有一第二方向逆止閥122A。其中，該第一方向逆止閥121A於該第二氣室12B的氣壓大於該第一氣室12A時開啟，反之則關閉；該第二方向逆止閥122A係與該該第一方向逆止閥121A相反，該第二方向逆止閥122A於該第一氣室12A的氣壓大於該第三氣室12C時開啟，反之則關閉。該搖擺臂13的一端係具有一活塞單元131，該活塞單元131係一併覆蓋於該第一方向逆止閥121A及該第二方向逆止閥122A的上方，該搖擺臂13移動至遠端位置時將氣體由該第二氣室12B抽入該第一氣室12A，並於該搖擺臂13移動至該近端位置時將氣體由該第一氣室12A輸出至該第三氣室12C以經由該第三氣室12C的氣體出口輸出氣流，藉由單一搖擺臂13的運作完成抽氣及送氣的工作。
以下一併配合「圖1」至「圖3」針對本發明的構造進行更詳細的說明，需特別敘明的是，所述的結構係為本發明的其中一種可行的較佳實施態樣，但並不屬於本發明所欲限制的範圍，在此必須先行說明之。
於本實施態樣中，氣室單元12係由複數個零組件組合而成，該氣室單元12主要包含有一第一夾層121、第二夾層122、及第三夾層123。該第一夾層121係與該支架11一體成型並共構為一主體，以支持該驅動單元20並確保該驅動單元20與該氣室單元12之間的相對位置關係。其中，該第一氣室12A係設置於該第一夾層121及該第二夾層122之間，該第二氣室12B及該第三氣室12C係 設置於該第二夾層122及該第三夾層123之間。
其中該第二夾層122及該第三夾層123上係設置有一或複數個溝槽1221、1231圍繞於該第二氣室12B及該第三氣室12C的周側，並於該第二夾層122及該第三夾層123之間係具有一彈性密封墊片124設置於該溝槽1221、1231的內側以令該第二氣室12B及該第三氣室12C分別氣密；於另一較佳實施態樣中，所述的溝槽1221或溝槽1231可以單獨設置於該第二夾層122或該第三夾層123上，於本發明中不予以限制。於該第一夾層121、該第二夾層122、及該第三夾層123的周側分別具有一或複數個相互對應的定位部1212、1222、1232，用以供鎖固單元T穿過並固定。該鎖固單元T於鎖固後係可令該彈性密封墊片124緊迫於該第二氣室12B及該第三氣室12C的周側，達到氣密的效果。
其中，第二氣室12B內側係設置有二阻流牆121B。於本實施態樣中，該阻流牆121B係設置於第二夾層122上，並與該第三夾層123之間保持些許間隙，以供氣流通過第二氣室12B；於另一較佳實施態樣中，所述的阻流牆121B係可設置於第三夾層123上，並與該第二夾層122之間保持間隙，此部分端看結構設計上的需求(開模難易度、或是組合難易度考量)；又於一較佳實施態樣中，所述的阻流牆121B於第二氣室12B內亦可設置為一或三個以上，於本發明中不予以限制。依據白努利定律(Bernoulli's principle)，阻流牆121B的設置將使第二氣室12B入口氣流至第二氣室12B出口氣流同一道氣流中氣流的末速相對氣流的初速減慢，使氣體輸出的壓力增加，有效的避免氣囊內氣體不易由氣體入口處逆流回去。
所述的活塞單元131的底側係具有一覆蓋於該第一方向逆止閥121A上方的氣體導引溝槽1311，並於該氣體導引溝槽1311向一側一體延伸有一覆蓋於該第二方向逆止閥122A上方的氣碗1312。該氣碗1312的頂端係結合於該搖擺臂13且該氣碗1312與該搖擺臂13為一體成形，且該氣碗1312的內側空間與該氣體導引溝槽1311相連通，第一夾層121的上側對應該氣碗1312係設置有一開孔1211，用以供搖擺臂13穿過並保留供該氣碗1312拉伸的空間。其中，活塞單元131中的氣碗1312及氣體導引溝槽1311係藉由整片的矽膠或橡膠製成，且固定於該第一夾層121及該第二夾層122之間以完成定位。氣體導引溝槽1311及氣碗1312的共構單元係整片覆蓋於該第一方向逆止閥121A及第二方向逆止閥122A的上方，第一氣室12A的容積係經由該氣體導引溝槽1311及氣碗1312內側的空間決定。
該第三夾層123上係設置有一連通於該第二氣室12B的氣體入口1233、以及一連通於該第三氣室12C的氣體輸出管1234。該氣體入口1233係用以平衡該第二氣室12B的內外側壓力，以確保氣體可以經由該第二氣室12B導引至該第一氣室12A。該氣體輸出管1234係用以結合於壓脈帶氣體輸入口(圖未示)的位置，用以將第三氣室12C的氣體輸出至壓脈帶的氣囊以對該氣囊進行充氣。
以下請一併參閱「圖4-1」及「圖4-2」，係本發明單臂式微型氣壓泵裝置的工作示意圖(一)及工作示意圖(二)，如圖所示：請先參閱「圖4-1」，於啟動時，該驅動單元20係帶動該偏心軸22樞轉，使該偏心軸22畫圓並帶動該搖擺臂13移動至遠端位置，當該搖擺臂13移動至該遠端位置H1時，該氣碗1312係向上拉伸並舒張，此時第二氣室12B的氣體壓力係大於第一氣室12A，透過氣體壓力推開該第一方向逆止閥121A，使第二氣室12B的氣體由該氣體導引溝槽1311流入該氣碗1312的內側空間(意即該第一氣室12A)，於此同時由於第三氣室12C的壓力大於第一氣室12A，第二方向逆止閥122A係為緊閉的狀態；接續，請參閱「圖4-2」，當該偏心軸22畫圓並帶動該搖擺臂13移動至近端位置H2時，該氣碗1312向下壓縮該第一氣室12A，此時第一氣室12A的壓力大於第二氣室12B，因此第一方向逆止閥121A係為關閉的狀態，而第一氣室12A的氣體壓力係大於該第三氣室12C，使該第一氣室12A的氣體推開該第二方向逆止閥122A以將氣體輸出至該第三氣室12C。
綜上所述，本發明比起習知技術係可有效的微型化並應用於穿戴式裝置或可攜式裝置。此外，本發明比起習知技術具有較佳的氣體輸出效率，且相較於習知技術可減少噪聲。再者，於本發明一次要技術特徵中，因在第二氣室中設有兩道阻流牆，藉此提升輸出氣流的風壓以避免氣體逆流而洩氣。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
Claims (10)
- 一種單臂式微型氣壓泵裝置，包括：一氣泵主體，包含有一支架、一結合於該支架一側的氣室單元、以及一設置於該氣室單元上的搖擺臂；以及一驅動單元，係固定於該支架上，且該驅動單元的輸出軸上係設置有一偏心軸並帶動該偏心軸樞轉，該偏心軸的另一端係結合於該搖擺臂上以帶動該搖擺臂於相對該氣室單元的至少近端與遠端兩個位置之間往復移動；其中，該氣室單元包含有一第一氣室、以及分別設置於該第一氣室一側的第二氣室及第三氣室，該第二氣室與該第一氣室之間係具有一第一方向逆止閥，該第三氣室與該第一氣室之間有一第二方向逆止閥，該第二氣室內係具有一或二或複數個阻流牆，該搖擺臂的一端係具有一活塞單元，該活塞單元係一併覆蓋於該第一方向逆止閥及該第二方向逆止閥的上方，以經由該搖擺臂移動至該遠端位置時將氣體由該第二氣室抽入該第一氣室，並於該搖擺臂移動至該近端位置時將氣體由該第一氣室輸出至該第三氣室以經由該第三氣室的氣體出口輸出氣流。
- 如申請專利範圍第1項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該驅動單元的輸出軸係與該搖擺臂垂直。
- 如申請專利範圍第2項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該偏心軸的兩端分別具有一第一軸接部以及一第二軸接部，該第一軸接部結合於該輸出軸上，該第二軸接部結合於該搖擺臂的一端，該第一軸接部係相對該第二軸接部偏心設置。
- 如申請專利範圍第1項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該活塞單元的底側係具有一覆蓋於該第一方向逆止閥上方的氣體導引溝槽，並於該氣體導引溝槽向一側一體延伸有一覆蓋於該第二方向逆止閥上方的氣碗，該氣碗的頂端係結合於該搖擺臂且該氣碗的內側空間與該氣體導引溝槽相連通，於該搖擺臂移動至該遠端位置時該氣碗向上拉伸並舒張使第二氣室的氣體由該氣體導引溝槽流入該氣碗的內側空間，於該搖擺臂移動至該近端位置時該氣碗向下壓縮該第一氣室使該第一氣室的氣體由該第二方向逆止閥輸出至該第三氣室。
- 如申請專利範圍第1項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該氣室單元係包含有一第一夾層、第二夾層、及第三夾層，該第一氣室係設置於該第一夾層及該第二夾層之間，該第二氣室係及該第三氣室係設置於該第二夾層及該第三夾層之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該第一夾層係與該支架一體成型並共構為一主體。
- 如申請專利範圍第5項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該第二夾層及/或該第三夾層上係設置有一或複數個溝槽圍繞於該第二氣室及該第三氣室的周側，並於該第二夾層及該第三夾層之間係具有一彈性密封墊片設置於該溝槽的內側以令該第二氣室及該第三氣室分別氣密。
- 如申請專利範圍第5項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該第三夾層上係設置有一連通於該第三氣室的氣體輸出管。
- 如申請專利範圍第5項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該第一夾層、該第二夾層、及該第三夾層的周側分別具有一或複數個相互對應的定位部，用以供鎖固單元穿過並固定。
- 如申請專利範圍第5項所述的單臂式微型氣壓泵裝置，其中，該第三夾層的一側係設置有一連通於該第二氣室的氣體入口。
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