TWI732422B - 具消音洩氣結構之微型泵 - Google Patents

Abstract

一種具消音洩氣結構之微型泵，包含：一匯流板，具有一匯流出口、一洩流出口、至少一凹卡榫及一洩流通道； 一閥片，設有一閥孔、至少一卡榫通孔及一洩流凹部片；一腔板，設有一凹孔、一流體判斷孔、至少一流體通孔、至少一凸卡榫及一承置框槽；以及一微型泵，於腔板之承置框槽中；微型泵運作時，流體先被傳輸至腔板之流體通孔及流體判斷孔，並推動閥片，腔板之流體判斷孔推動流體判斷孔上方之洩流凹部片，使得洩流凹部片堵住洩流出口，腔板之至少一流體通孔之流體，因流體壓力推動凹孔上方之閥片，使得流體通過閥孔，由匯流出口流出。

Description

具消音洩氣結構之微型泵

本案關於一種具消音洩氣結構之微型泵，尤指一種微型、靜音及快速傳輸高流量流體之具消音洩氣結構之微型泵。

於日常中，許多需要採用流體動力驅動之儀器或設備，通常採以傳統馬達及流體閥來達成其流體輸送之目的。然而，傳統馬達及流體閥於作動時亦會產生噪音之問題，導致使用上的不便利及不舒適，特別是在洩氣時更易有噪音的產生。

因此，如何發展一種改善上述習知技術缺失，使傳統採用流體傳輸裝置的儀器或設備達到體積小、微型化且靜音，又具備快速傳輸高流量流體之功效，於洩氣時降低不必要的噪音，實為當前極為重要的課題。

本案之主要目的係提供一種具消音洩氣結構之微型泵，藉由擾流特徵，達到解除流體流經洩流出口時產生聲響之效果。一匯流板具有一洩流出口貫穿匯流板第一表面與匯流板第二表面，透過洩流出口在匯流板第一表面之截面積與洩流出口在匯流板第二表面之截面積不同，使流體洩氣時，在洩流出口通道中，產生擾流效果。此外，微型泵以壓電致動器驅動流體傳輸所造成之噪音非常小，且閥片為一可動薄片，可因壓力差而使閥孔被動產生流道之開關，且腔板之流體判斷孔也因壓力差，向上推動閥片之洩流凹部片，使洩流凹部片堵住匯流板之洩流出口，使流體單方向流動，並於匯流板之匯流出口輸出。在微型泵無運作時，流體先被回流至匯流板之匯流出口下，流體壓力推動匯流出口下方之閥片，因閥孔被腔板之凹孔外環堵住，使得流體往洩流通道流，並將洩流出口下方之閥片之洩流凹部片向下擠壓，使得流體由洩流通道往洩流出口流出，所以流體可由匯流板之洩流通道及閥片控制，快速排出匯流板外，以完成洩壓作業，如此提供具消音洩氣結構之微型泵能達成薄型化且噪音小、又具備快速傳輸高流量流體之效益，並可於洩氣時降低不必要的噪音。

本案之一廣義實施態樣為一種具消音洩氣結構之微型泵，包含：一匯流板，具有一匯流板第一表面、一匯流板第二表面、一匯流出口及一洩流出口，該匯流板第二表面與該匯流板第一表面為相對設置之二表面，且該匯流出口及該洩流出口皆貫穿該匯流板第一表面及該匯流板第二表面，該匯流板第二表面更設有至少一凹卡榫及一洩流通道，該凹卡榫對稱設立於該匯流板第二表面上，該洩流通道與該匯流出口相連通，且該洩流通道與該洩流出口相連通；一閥片，具有一第一接觸面及一第二接觸面，該第一接觸面與該匯流板之該匯流板第二表面為一相接面，該第二接觸面與該第一接觸面相對設置，且該第一接觸面設有一閥孔、至少一卡榫通孔及一洩流凹部片，該閥孔與該至少一卡榫通孔皆貫穿該第一接觸面及該第二接觸面，該至少一卡榫通孔與該匯流板之該至少一凹卡榫對應設立；一腔板，具有一腔板第一表面及一腔板第二表面，該腔板第一表面與該閥片之該第二接觸面為另一相接面，該腔板第二表面與該腔板第一表面相對設置，且該腔板第一表面設有一凹孔、一流體判斷孔、至少一流體通孔及至少一凸卡榫，該凹孔並未貫穿該腔板第一表面及該腔板第二表面，該流體判斷孔及該至少一流體通孔皆貫穿該腔板第一表面及該腔板第二表面，該至少一凸卡榫與該匯流板之該至少一凹卡榫及該閥片之該至少一卡榫通孔對應設立，該腔板第二表面具有一承置框槽；以及一微型泵，該微型泵定位於該腔板之該承置框槽中，藉以輸送流體經該腔板之該至少一流體通孔及該閥片之該閥孔至該匯流板之該匯流出口；其中，該微型泵運作時，流體先被傳輸至該腔板之該些流體通孔及該腔板之該流體判斷孔，並推動該閥片，同時，該腔板之該流體判斷孔推動該流體判斷孔上方之該閥片之該洩流凹部片，使得該洩流凹部片堵住該匯流板之該洩流出口，該腔板之該至少一流體通孔之流體，因流體壓力推動該腔板之該凹孔上方之該閥片，使得流體可通過該閥片之該閥孔，藉由該匯流板之該匯流出口流出。

體現本案特徵與優點的實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖及第2圖所示，本案提供一種具消音洩氣結構之微型泵100，包含一匯流板1、一閥片22、一腔板21以及一微型泵23。微型泵23提供流體輸出，而匯流板1、閥片22及腔板21依序組裝並定位於微型泵23之上，藉以構成可輸送及輸出流體之裝置。

一匯流板1，具有一匯流板第一表面1A、一匯流板第二表面1B、一匯流出口11及一洩流出口12。匯流板第二表面1B與該匯流板第一表面1A為相對設置之二表面，且匯流出口11及洩流出口12皆貫穿匯流板第一表面1A及匯流板第二表面1B。匯流板第二表面1B更設有至少一凹卡榫13及一洩流通道14。凹卡榫13對稱設立於匯流板第二表面1B上，值得注意的是，於本案實施例中，凹卡榫13係為四組，分布於匯流板1之四角，但不以此為限。於其他實施例中，凹卡榫13可以視設計需求調整其數量與位置。洩流通道14與匯流出口11相連通，且洩流通道14與洩流出口12相連通。

一閥片22，具有一第一接觸面22A及一第二接觸面22B。第一接觸面22A與匯流板1之匯流板第二表面1B為一相接面，第二接觸面22B與第一接觸面22A相對設置。且，第一接觸面22A設有一閥孔221、至少一卡榫通孔222及一洩流凹部片223。

閥孔221與至少一卡榫通孔222皆貫穿第一接觸面22A及第二接觸面22B。至少一卡榫通孔222與匯流板1之至少一凹卡榫13對應設立。值得注意的是，於本案實施例中，卡榫通孔222係為四組，分布於閥片22之四角，但不以此為限，於其他實施例中，卡榫通孔222可以視設計需求，其數量與位置皆可調整。

一腔板21，具有一腔板第一表面21A及一腔板第二表面21B。腔板第一表面21A與閥片22之第二接觸面22B為另一相接面，腔板第二表面21B與腔板第一表面21A相對設置。且，腔板第一表面21A設有一凹孔211、一流體判斷孔212、至少一流體通孔213及至少一凸卡榫215。

凹孔211並未貫穿腔板第一表面21A及腔板第二表面21B，凹孔211之孔徑大小與閥片22之凹孔211之孔徑大小相同，凹孔211所凸起之外環與閥孔221外環之閥片22可以密合。值得注意的是，凹孔211於傳輸流體至匯流板1之匯流出口11時，因流體的壓力，將閥片22往上推動（往匯流出口11方向推動），使得流體可以通過閥孔221。此外，值得注意的是，凹孔211於匯流板1之匯流出口11往洩流出口12洩壓時，因流體的壓力，將閥片22往下推動（往凹孔211方向推動），閥孔221之外圍與凹孔211凸起之外圍因流體壓力關係而密合，使得流體無法通過閥孔221。

流體判斷孔212及至少一流體通孔213皆貫穿腔板第一表面21A及腔板第二表面21B。值得注意的是，流體判斷孔212於傳輸流體至匯流板1之匯流出口11時，因流體的壓力，將閥片22之洩流凹部片223往上推動（往洩流出口12方向推動），使得洩流凹部片223堵住洩流出口12。此外，值得注意的是，流體判斷孔212於傳輸流體至匯流板1之匯流出口11時，因流體的壓力，將閥片22往上推動（往匯流出口11方向推動），使得流體可以通過閥孔221。

至少一凸卡榫215與匯流板1之至少一凹卡榫13及閥片22之至少一卡榫通孔222對應設立。值得注意的是，於本案實施例中，卡榫通孔222係為四組，分布於閥片22之四角，但不以此為限。於其他實施例中，卡榫通孔222可以視設計需求，其數量與位置皆可調整。

腔板第二表面21B具有一承置框槽214，承置框槽214可以容納一組微型泵23，且可以與微型泵23密合接合，使微型泵23作動時不會洩漏流體至承置框槽214外，而是流經腔板21之流體通孔213，亦流經腔板21之流體判斷孔212。

一微型泵23，微型泵23定位於腔板21之承置框槽214中，藉以輸送流體，流體經腔板21之至少一流體通孔213及閥片22之閥孔221至匯流板1之匯流出口11。

微型泵23運作時，流體先被傳輸至腔板21之流體通孔213及腔板21之流體判斷孔212，因流體壓力並推動閥片22，同時，腔板21之流體判斷孔212推動流體判斷孔212上方之閥片22之洩流凹部片223，使得洩流凹部片223堵住匯流板1之洩流出口12，使腔板21之至少一流體通孔213之流體，因流體壓力推動腔板21之凹孔211上方之閥片22，使得流體可通過閥片22之閥孔221，藉由匯流板1之匯流出口11流出。

微型泵23未運作時，流體先被回流至匯流板1之匯流出口11下，流體壓力推動匯流出口11下方之閥片22，因閥孔221被腔板21之凹孔211外環堵住，使得流體往匯流板1之洩流通道14流，並將洩流出口12下方之閥片22之洩流凹部片223向下（往腔板21之流體判斷孔212方向）擠壓，使得流體由洩流通道14往洩流出口12流出，完成一洩壓作業。

請參閱第1圖、第2圖以及第3A圖至第3E圖，於本案實施例中，微型泵23包含一進流板231，具有至少一進流孔231a、至少一匯流排槽231b及一匯流腔室231c，其中進流孔231a供導入流體，並貫通匯流排槽231b，匯流排槽231b與匯流腔室231c相連通，藉此，進流孔231a所導入之流體得以通過匯流排槽231b後，匯流至匯流腔室231c中。一共振片232，接合於進流板231上，具有一中空孔232a、一可動部232b及一固定部232c，中空孔232a位於共振片232中心處，並與進流板231之匯流腔室231c的位置相對應，可動部232b設置於中空孔232a周圍，而固定部232c設置於共振片232的外周緣部分並固定接合在進流板231上。一壓電致動器233，接合於共振片232上，共振片232與壓電致動器233之間形成一腔室空間237，藉此，當壓電致動器233受驅動時，壓電致動器233與共振片232之可動部232b產生共振，流體由進流板231之進流孔231a導入，通過匯流排槽231b後，匯集至匯流腔室231c中，接著再流經共振片232之中空孔232a，達成流體之傳輸。

微型泵23提供流體輸出，並定位於腔板21相對應之承置框槽214中，藉以封閉微型泵23，並輸送流體。微型泵23由一進流板231、一共振片232、一壓電致動器233、一第一絕緣片234、一導電片235及一第二絕緣片236依序堆疊組成。進流板231具有至少一進流孔231a、至少一匯流排槽231b及一匯流腔室231c。進流孔231a供導入流體，並貫通匯流排槽231b。匯流排槽231b與匯流腔室231c相連通，藉此，進流孔231a所導入之流體得以通過匯流排槽231b後匯流至匯流腔室231c中。於本案實施例中，進流孔231a與匯流排槽231b之數量相同，分別為4個，但不以此為限，進流孔231a與匯流排槽231b之數量可依設計需求而變更。如此，四個進流孔231a分別貫通四個匯流排槽231b，且四個匯流排槽231b與匯流腔室231c相連通。

於本案實施例中，共振片232接合於進流板231上，且具有一中空孔232a、一可動部232b及一固定部232c。中空孔232a位於共振片232的中心處，並與進流板231的匯流腔室231c的位置對應。可動部232b設置於中空孔232a的周圍，而固定部232c設置於共振片232的外周緣部分並固定接合於進流板231上。於本案實施例中，壓電致動器233接合於共振片232上，並包含一懸浮板233a、一外框233b、至少一支架233c、一壓電元件233d、至少一間隙233e及一凸部233f。懸浮板233a為一正方型形態，可彎曲振動。懸浮板233a之所以採用正方形，乃相較於圓形形態之設計，正方形形態懸浮板233a之結構具有明顯省電之優勢。因在共振頻率下操作之電容性負載，其消耗功率會隨頻率的上升而增加，又因正方形形態懸浮板233a之共振頻率明顯較圓形形態懸浮板低，故其相對的消耗功率亦明顯較低，亦即本案所採用正方形形態設計之懸浮板233a，具有省電優勢之效益。外框233b環繞設置於懸浮板233a之外側。至少一支架233c連接於懸浮板233a與外框233b之間，用以提供懸浮板233a彈性支撐的支撐力。壓電元件233d具有一邊長，該邊長小於或等於懸浮板233a之一邊長，且壓電元件233d貼附於懸浮板233a之一表面上，用以被施加電壓以驅動懸浮板233a彎曲振動。懸浮板233a、外框233b與支架233c之間構成至少一間隙233e，用以供流體通過。凸部233f設置於懸浮板233a貼附壓電元件233d之相對面，且於本案實施例中，凸部233f係利用一蝕刻製程一體成型製出，為突出於懸浮板233a貼附壓電元件233d之相對面上之一凸狀結構。

於本案實施例中，懸浮板233a與共振片232之間形成一腔室空間237，腔室空間237可藉由在共振片232及壓電致動器233之外框233b之間的間隙填充一材質而形成，例如：導電膠，但不以此為限，以使共振片232與懸浮板233a之間可維持一定深度，進而可導引流體更迅速地流動。並且，因懸浮板233a與共振片232之間保持適當距離使彼此接觸干涉減少，促使噪音的產生降低。於其他實施例中，亦可藉由加高壓電致動器233之外框233b的高度來減少共振片232與壓電致動器233之外框233b之間的間隙填充材質的厚度。如此，微型泵23於整體組裝時，填充材質不會因熱壓溫度及冷卻溫度產生變化而被間接影響，可避免填充材質因熱脹冷縮因素影響到成型後腔室空間237之實際間距，但不以此為限。此外，腔室空間237的大小會影響微型泵23的傳輸效果，故維持一固定大小的腔室空間237對於微型泵23提供穩定的傳輸效率是十分重要的。因此，如第3B圖所示，於另一實施態樣中，懸浮板233a可採以沖壓成型製程使其向上延伸一距離，其向上延伸距離可由成型於懸浮板233a與外框233b之間的至少一支架233c調整，使懸浮板233a上凸部233f的表面與外框233b的表面兩者為非共平面。亦即，凸部233f的表面高於外框233b的表面。利用在外框233b的組配表面上塗佈少量填充材質，例如：導電膠，以熱壓方式使壓電致動器233貼合於共振片232的固定部232c，進而使得壓電致動器233得以與共振片232組配接合。如此直接透過將上述壓電致動器233之懸浮板233a採以沖壓成型製程構成腔室空間237的結構改良，所需的腔室空間237得以透過調整壓電致動器233之懸浮板233a沖壓成型距離來完成，有效地簡化了調整腔室空間237的結構設計，同時也簡化了製程、縮短製程時間。此外，第一絕緣片234、導電片235及第二絕緣片236皆為框形的薄形片體，依序堆疊於壓電致動器233上以構成微型泵23整體結構。

值得注意的是，請參閱第3A圖，於本案實施例中，微型泵23之進流板231、共振片232、壓電致動器233、第一絕緣片234、導電片235及第二絕緣片236皆可透過微機電的面型微加工技術製程，使微型泵23的體積縮小，以構成一微機電系統之微型泵23。

為了瞭解微型泵23之作動方式，請繼續參閱第3C圖至第3E圖，於本案實施例中，如第3C圖所示，壓電致動器233的壓電元件233d被施加驅動電壓後產生形變，帶動懸浮板233a朝遠離進流板231的方向位移，此時腔室空間237的容積提升，於腔室空間237內形成了負壓，便汲取匯流腔室231c內的流體進入腔室空間237內，同時共振片232受到共振原理的影響同步向遠離進流板231的方向位移，連帶增加了匯流腔室231c的容積，且因匯流腔室231c內的流體進入腔室空間237的關係，造成匯流腔室231c內同樣為負壓狀態，進而通過進流孔231a及匯流排槽231b來吸取流體進入匯流腔室231c內。接著如第3D圖所示，壓電元件233d帶動懸浮板233a向靠近進流板231的方向位移，壓縮腔室空間237，同樣的，共振片232因共振被懸浮板233a帶動而向靠近進流板231的方向位移，推擠腔室空間237內的流體通過間隙233e流出微型泵23，以達到流體傳輸的效果。最後如第3E圖所示，當懸浮板233a朝遠離進流板231的方向位移回到初始位置時，共振片232也同時被帶動而朝遠離進流板231的方向位移，此時的共振片232壓縮腔室空間237，使腔室空間237內的流體向間隙233e移動，並且提升匯流腔室231c內的容積，讓流體能夠持續地通過進流孔231a、匯流排槽231b來匯聚於匯流腔室231c內。透過不斷地重複上述第3C圖至第3E圖所示之微型泵23之作動步驟，使微型泵23能夠連續將流體自進流孔231a導引進入進流板231及共振片232所構成流道，產生壓力梯度，再由間隙233e排出，使流體高速流動，達到微型泵23傳輸流體的操作。

請參閱第4A圖至第4C圖及第4I圖至第4L圖，於本案實施例中匯流板1之洩流出口12具有一第一直徑R1、一第二直徑R2、第一高度H1。第4A圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵100之匯流板1之匯流板第一表面1A示意圖，其中洩流出口12於匯流板第一表面1A之形狀似橢圓形，而洩流出口12於匯流板第二表面1B之形狀為圓形（如第2圖所示），換言之，洩流出口12於匯流板第一表面1A與匯流板第二表面1B之形狀不同。第4B圖係第4A圖之剖面線C-C之剖視側面示意圖，值得注意的是，洩流出口12之匯流板第一表面1A之形狀與洩流出口12於匯流板第二表面1B之形狀不同，但洩流出口12於匯流板第二表面1B之形狀與洩流出口12之內部流通道之形狀相同。第4C圖係第4A之剖面線A-A之剖面示意圖，如第4C圖所示，洩流出口12有一第一直徑R1、一第二直徑R2及一第一高度H1，且洩流出口12之直徑於匯流板第一表面1A之第二直徑R2與洩流出口12於匯流板第二表面1B之第一直徑R1不同，且洩流出口12之流通道第一高度H1小於1mm，但不以此為限，第一高度H1之大小可依設計需求變更。

接著請參閱第4D圖 ，於本案第一實施例中，洩流出口12於匯流板第二表面1B之第一直徑R1係介於0.2mm～0.3mm之間。值得注意的是，於本案其他實施例中，第一直徑R1係介於0.1mm～2mm之間，但不以此為限，第一直徑R1之大小可依設計需求而變更。此外，洩流出口12於匯流板第一表面1A之第二直徑R2係介於0.1mm～0.2mm之間。值得注意的是，如第4I圖所示，於本案第一實施例中，第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第二直徑R2之大小必需小於或等於第一直徑R1之大小，即第二直徑R2≦第一直徑R1；甚至，於本案其他實施例中，第二直徑R2之大小必需小於第一直徑R1之大小，即第二直徑R2＜第一直徑R1。第4J圖係第4A之剖面線B-B之剖面示意圖，第4K圖係第4J圖中局部區域D所視得之洩流出口12之局部放大圖，可以理解的是，由另一個角度（如剖面線B-B）之剖面示意圖，洩流出口12之內部流通道具有一第一高度H1，且洩流出口12之內部流通道於匯流板第二表面1B（即末端B）之第一直徑R1延伸至洩流出口12之匯流板第一表面1A（即頂端T）；換言之，洩流出口12在剖面線B-B之第一高度H1內之內部流通道的孔徑，由末端B到頂端T之皆相同。第4L圖係第4A圖中局部區域E所示得之洩流出口12之局部放大圖，可以理解的是，洩流出口12於匯流板第一表面1A之第一直徑R1之大小大於第二直徑R2，即第一直徑R1＞第二直徑R2。值得注意的是，於本案其他實施例中第一直徑R1及第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第一直徑R1之大小必需大於或等於第二直徑R2之大小，即第一直徑R1≧第二直徑R2。

接著請參閱第4E圖，於本案第二實施例中，洩流出口12於匯流板第一表面1A及匯流板第二表面1B各具有一第二直徑R2，分別設置於洩流出口12之內部流通道頂端T與末端B。於洩流出口12之內部流通道中端M之孔徑具有一第一直徑R1。第一直徑R1及第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第一直徑R1之大小必需大於第二直徑R2之大小，即第一直徑R1＞第二直徑R2。

接著請參閱第4F圖，於本案第三實施例中，洩流出口12之內部流通道末端B於匯流板第二表面1B具有一第二直徑R2。而洩流出口12於匯流板第一表面1A具有一第一直徑R1，且於洩流出口12之內部流通道之中端M孔徑與第一直徑R1相同。第一直徑R1及第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第一直徑R1之大小必需大於第二直徑R2之大小，即第一直徑R1＞第二直徑R2。另外，值得注意的是，第二直徑R2設置的位置可視設計需求調整，除了設置於洩流出口12之內部流通道頂端T或末端B外，亦可設置於洩流出口12之內部流通道中端M處，或是在中端M處附近，洩流出口12具有至少一第二直徑R2，且該至少一第二直徑R2介於0.1mm～0.2mm之間，洩流出口12在匯流板第一表面1A之截面積與洩流出口12在匯流板第二表面1B之截面積不同。

接著請參閱第4G圖，於本案第四實施例中，洩流出口12於匯流板第一表面1A及匯流板第二表面1B各具有一第二直徑R2，分別設置於洩流出口12之內部流通道頂端T與末端B，此外，於洩流出口12之內部流通道中端M之孔徑具有交錯排列之複數個第一直徑R1與複數個第二直徑R2。值得注意的是，第一直徑R1與第二直徑R2交錯排列之組合，可視設計需求而調整第一直徑R1與第二直徑R2之數量或密度。第一直徑R1及第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第一直徑R1之大小必需大於第二直徑R2之大小，即第一直徑R1＞第二直徑R2。此外，洩流出口12於內部流通道具有複數個第二直徑R2，且該些第二直徑R2介於0.1mm～0.2mm之間。

接著請參閱第4H圖，於本案第五實施例中，洩流出口12於匯流板第一表面1A及匯流板第二表面1B並未具有一第二直徑R2，而是具有一第一直徑R1，分別設置於洩流出口12之內部流通道頂端T、中端M與末端B，此外，於洩流出口12之內部流通道中端M之孔徑具有交錯排列之複數個第一直徑R1與複數個第二直徑R2。值得注意的是，第一直徑R1與第二直徑R2交錯排列之組合，可視設計需求而調整第一直徑R1與第二直徑R2之數量或密度。此外，於洩流出口12之內部流通道中端M維持一段僅有第一直徑R1而沒有第二直徑R2之孔徑。第一直徑R1及第二直徑R2之大小可依設計需求而變更，惟，第一直徑R1之大小必需大於第二直徑R2之大小，即第一直徑R1＞第二直徑R2。此外，洩流出口12於內部流通道中具有複數個第二直徑R2，且該些第二直徑R2介於0.1mm～0.2mm之間。

請參閱第5A圖，其係為本案之具消音洩氣結構之微型泵100之洩流出口12未洩壓時之靜態示意圖，此示意圖亦為第4A圖之剖面線A-A包含匯流板1、閥片22、腔板21及微型泵23之剖面示意圖。請參閱第1圖至第2圖及第5A圖，如圖所示，當微型泵23作動時，因腔板21之承置框槽214將整個微型泵23密合，流體傳輸方向由微型泵23往腔板21方向傳輸。部分流體流經腔板21之流體判斷孔212後，流體判斷孔212上方之閥片22之洩流凹部片223因流體壓力將匯流板1之洩流出口12堵住，所以，流體僅能經腔板21之流體通孔213流動，促使流體流經閥片22之閥孔221，再流出匯流板1之匯流出口11以達成流體輸送。

請參閱第5B圖，其係為本案之具消音洩氣結構之微型泵100之洩流出口12洩壓時之靜態示意圖，此示意圖亦為第4A圖之剖面線A-A包含匯流板1、閥片22、腔板21及微型泵23之剖面示意圖。請參閱第1圖至第2圖及第5B圖，如圖所示，當微型泵23非作動時，因匯流板1之匯流出口11已累積些許流體，又因微型泵23已無再作動，使得匯流板1之匯流出口11的流體壓力回流至閥片22，閥片22之閥孔221正好被腔板21之凹孔211之外環堵住，故流體不會往閥片22回流。然而流體會經由匯流板1之洩流通道14來到閥片22之洩流凹部片223，流體判斷孔212提供洩流凹部片223一個形變空間，又根據自然法則流體之高壓會往低壓流動，最後流體由匯流板1之洩流出口12流出，完成洩壓作業。值得注意的是，透過本案不同實施例的洩流出口12的設計，可以達到擾流的效果。

綜上所述，本案所提供之具消音洩氣結構之微型泵，藉由匯流板1之洩流出口12具有第一直徑R1及第二直徑R2設計，當微型泵23停止作動時，流體進行洩壓作業。洩壓作業進行時，藉由洩流出口12的設計達到擾流效果，降低了流體流經洩流出口12時所產生聲響，又具備快速傳輸高流量流體之功效，於洩氣時降低不必要的噪音。此外，微型泵23以壓電致動器驅動流體傳輸所造成之噪音非常小。再者，閥片22為一可動薄片，搭配匯流板1之洩流出口12結構設計，可因壓力差而被動形成流道之開關，使流體單方向流動，並累積壓力於匯流板1後流出。微型泵23無運作時，流體可由匯流板1之洩流通道14及閥片22控制，快速排出於匯流板1外以形成洩壓作業。如此能達成薄型化且噪音小、又具備快速傳輸高流量流體之效益。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

100:具消音洩氣結構之微型泵 1:匯流板 1A:匯流板第一表面 1B:匯流板第二表面 11:匯流出口 12:洩流出口 13:凹卡榫 14:洩流通道 21:腔板 21A:腔板第一表面 21B:腔板第二表面 211:凹孔 212:流體判斷孔 213:流體通孔 214:承置框槽 215:凸卡榫 22:閥片 22A:第一接觸面 22B:第二接觸面 221:閥孔 222:卡榫通孔 223:洩流凹部片 23:微型泵 231:進流板 231a:進流孔 231b:匯流排槽 231c:匯流腔室 232:共振片 232a:中空孔 232b:可動部 232c:固定部 233:壓電致動器 233a:懸浮板 233b:外框 233c:支架 233d:壓電元件 233e:間隙 233f:凸部 234:第一絕緣片 235:導電片 236:第二絕緣片 237:腔室空間 A-A、B-B、C-C:剖面線 B:末端 C、D、E:局部區域 H1:第一高度 M:中端 R1:第一直徑 R2:第二直徑 T:頂端

第1圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之立體分解示意圖。 第2圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之另一角度所視得之立體分解示意圖。 第3A圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵第一態樣之剖面示意圖。 第3B圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵第二態樣之剖面示意圖。 第3C圖至第3E圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之作動示意圖。 第4A圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之匯流板之正面俯視圖。 第4B圖所示為自第4A圖中C-C剖面線所視得之剖視側面示意圖。 第4C圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之剖視側面示意圖。 第4D圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之洩流出口之第一實施例之剖面示意圖。 第4E圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之洩流出口之第二實施例之剖面示意圖。 第4F圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之洩流出口之第三實施例之剖面示意圖。 第4G圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之洩流出口之第四實施例之剖面示意圖。 第4H圖所示為自第4A圖中A-A剖面線所視得之洩流出口之第五實施例之剖面示意圖。 第4I圖所示為自第4D圖中局部區域C所視得之洩流出口之局部放大圖。 第4J圖所示為自第4A圖中B-B剖面線所視得之剖面示意圖。 第4K圖所示為自第4J圖中局部區域D所視得之洩流出口之局部放大圖。 第4L圖所示為自第4A圖中局部區域E所視得之洩流出口之局部放大圖。 第5A圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之洩流出口未洩壓時之靜態剖面示意圖。 第5B圖所示為本案具消音洩氣結構之微型泵之洩流出口洩壓時之靜態剖面示意圖。

100:具消音洩氣結構之微型泵

1:匯流板

12:洩流出口

21:腔板

212:流體判斷孔

214:承置框槽

22:閥片

223:洩流凹部片

23:微型泵

231c:匯流腔室

H1:第一高度

R1:第一直徑

R2:第二直徑

Claims (13)

1. 一種具消音洩氣結構之微型泵，包含：一匯流板，具有一匯流板第一表面、一匯流板第二表面、一匯流出口及一洩流出口，該匯流板第二表面與該匯流板第一表面為相對設置之二表面，且該匯流出口及該洩流出口皆貫穿該匯流板第一表面及該匯流板第二表面，該洩流出口於該匯流板第一表面之形狀與該洩流出口於該匯流板第二表面之形狀不同，該洩流出口具有複數個第二直徑，該些第二直徑介於0.1mm~0.2mm之間，該匯流板第二表面更設有至少一凹卡榫及一洩流通道，該凹卡榫對稱設立於該匯流板第二表面上，該洩流通道與該匯流出口相連通，且該洩流通道與該洩流出口相連通；一閥片，具有一第一接觸面及一第二接觸面，該第一接觸面與該匯流板之該匯流板第二表面為一相接面，該第二接觸面與該第一接觸面相對設置，且該第一接觸面設有一閥孔、至少一卡榫通孔及一洩流凹部片，該閥孔與該至少一卡榫通孔皆貫穿該第一接觸面及該第二接觸面，該至少一卡榫通孔與該匯流板之該至少一凹卡榫對應設立；一腔板，具有一腔板第一表面及一腔板第二表面，該腔板第一表面與該閥片之該第二接觸面為另一相接面，該腔板第二表面與該腔板第一表面相對設置，且該腔板第一表面設有一凹孔、一流體判斷孔、至少一流體通孔及至少一凸卡榫，該凹孔並未貫穿該腔板第一表面及該腔板第二表面，該流體判斷孔及該至少一流體通孔皆貫穿該腔板第一表面及該腔板第二表面，該至少一凸卡榫與該匯流板之該至少一凹卡榫及該閥片之該至少一卡榫通孔對應設立，該腔板第二表面具有一承置框槽；以及一微型泵，該微型泵定位於該腔板之該承置框槽中，藉以輸送流體經該腔板之該至少一流體通孔及該閥片之該閥孔至該匯流板之該匯流出口； 其中，該微型泵運作時，流體先被傳輸至該腔板之該至少一流體通孔及該腔板之該流體判斷孔，並推動該閥片，同時，該腔板之該流體判斷孔推動該流體判斷孔上方之該閥片之該洩流凹部片，使得該洩流凹部片堵住該匯流板之該洩流出口，該腔板之該至少一流體通孔之流體，因流體壓力推動該腔板之該凹孔上方之該閥片，使得流體可通過該閥片之該閥孔，藉由該匯流板之該匯流出口流出。
2. 如請求項1所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該微型泵未運作時，流體先被回流至該匯流板之該匯流出口下，該流體壓力推動該匯流出口下方之該閥片，因該閥孔被該腔板之該凹孔外環堵住，使得流體往該洩流通道流，並將該洩流出口下方之該閥片之該洩流凹部片向下擠壓，使得流體由該洩流通道往該洩流出口流出，完成一洩壓作業。
3. 如請求項2所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該微型泵包含：一進流板，具有至少一進流孔、至少一匯流排槽及一匯流腔室，其中該進流孔供導入流體，並貫通該匯流排槽，該匯流排槽與該匯流腔室相連通，藉此，該進流孔所導入之流體得以通過該匯流排槽後匯流至該匯流腔室中；一共振片，接合於該進流板上，具有一中空孔、一可動部及一固定部，該中空孔位於該共振片中心處，並與該進流板之該匯流腔室的位置相對應，該可動部設置於該中空孔周圍，而該固定部設置於該共振片的外周緣部分並固定接合在該進流板上；以及一壓電致動器，接合於該共振片上；其中，該共振片與該壓電致動器之間形成一腔室空間，藉此，當該壓電致動器受驅動時，該壓電致動器與該共振片之該可動部產生共振，流體由該進流板之該進流孔導入，通過該匯流排槽後匯集至該匯流腔室中，接著再流經該共振片之該中空孔，達成流體之傳輸。
4. 如請求項3所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，為一正方形形態，可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，用以提供該懸浮板彈性支撐之支撐力；以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以被施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
5. 如請求項4所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該懸浮板具有一凸部，設置於該懸浮板貼附該壓電元件之相對面。
6. 如請求項4所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該懸浮板具有一凸部，係以蝕刻製程一體成型製出，為突出於該懸浮板貼附該壓電元件之相對面上之一凸狀結構。
7. 如請求項3所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該微型泵還包含一第一絕緣片、一導電片及一第二絕緣片，其中該進流板、該共振片、該壓電致動器、該第一絕緣片、該導電片及該第二絕緣片依序堆疊設置。
8. 如請求項3所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該壓電致動器包含：一懸浮板，為一正方形形態，可彎曲振動；一外框，環繞設置於該懸浮板之外側；至少一支架，連接於該懸浮板與該外框之間，用以提供該懸浮板彈性支撐，並使該懸浮板之一表面與該外框之一表面形成一非共平面結構，且使該懸浮板之一表面與該共振片之間形成一腔室空間；以及一壓電元件，具有一邊長，該邊長小於或等於該懸浮板之一邊長，且該壓電元件貼附於該懸浮板之一表面上，用以施加電壓以驅動該懸浮板彎曲振動。
9. 如請求項1所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該微型泵為一微機電系統之微型泵。
10. 如請求項1所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該洩流出口具有一第一直徑，且該第一直徑介於0.1mm~2mm之間。
11. 如請求項10所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該洩流出口之該第一直徑介於0.2mm~0.3mm之間。
12. 如請求項1所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該洩流出口具有一第一高度，且該第一高度小於1mm。
13. 如請求項1所述之具消音洩氣結構之微型泵，其中該洩流出口在該匯流板第一表面之截面積與該洩流出口在該匯流板第二表面之截面積不同。

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