TWI841918B - 空氣泵浦 - Google Patents

Abstract

一種空氣泵浦，包含依序疊層設置的管板、核心模組及蓋板。管板具有進氣連通管、出氣連通管及管板凸部，進氣連通管及出氣連通管設置於管板的兩相對側。管板凸部設置於進氣連通管及出氣連通管之間。蓋板具有蓋板第一凸部及蓋板第二凸部。蓋板與管板相互卡合，並將核心模組固定在管板與蓋板之間。蓋板第一凸部與管板之氣流入口對應設置。蓋板第二凸部與管板之管板凸部對應設置。

Description

空氣泵浦

本案係關於一種空氣泵浦，尤指蓋板硬度在球壓式硬度值333MPa以上且使用金屬材料強化散熱能力之空氣泵浦。

請參閱第3A圖及第3B圖，係為習知的空氣幫浦90，包含底板901、蓋板903與方形空氣泵浦模組(圖未示)。底板901具有進氣連連通管9011及出氣連連通管9012。

習知的空氣幫浦90之形狀為方形，其可靠度、使用壽命、承受度都較圓形的泵浦差。此外，習知的空氣幫浦90之蓋板903使用導熱效果較差的PC材料(聚碳酸酯，Polycarbonate)，無法逸散空氣幫浦90運作時所產生大量的熱能。

因此，如何提升空氣泵浦的可靠度、使用壽命、承受度外，輸出氣壓更耐高壓、輸出流率更高的連連通管尺寸設計與空氣泵浦的散熱亦是目前迫切需要解決改善之問題。

本案之主要目的在於提供一種空氣泵浦，具有耐高輸出氣壓、高輸出流率、高可靠度、長使用壽命、高承受力、具散熱能力之微型空氣泵浦。

為達上述目的，本案提供一種空氣泵浦，其第一實施態樣為包含：一管板、一核心模組及一蓋板依序疊層設置；該管板具有一進氣連連通長管，該進氣連連通長管的相對側具有一出氣連連通長管；一管板凸部，設置於於該進氣連通長管及該出氣連通長管之間；該進氣連通長管、出氣連通長管及管板凸部向內環設一進氣環層，該進氣環層具有一缺口，該缺口與該出氣連通長管連通，該缺口之相對側之該進氣環層上方具有一氣流入口，該氣流入口與該進氣連通長管連通；該進氣環層向內環設一出氣環層，該出氣環層具有一氣流出口，該氣流出口及該進氣環層之該缺口與該出氣連通長管連通；其中該管板之該管板凸部具有一第一定位卡榫及一第二定位卡榫；其中，該核心模組具有一第一電極及一第二電極，該第一電極內具有一第一電極定位孔，該第一電極定位孔可與該管板之管板凸部上的該第一定位卡榫相互卡合，該第二電極內具有一第二電極定位孔，該第二電極定位孔可與該管板之管板凸部上的該第二定位卡榫相互卡合；該蓋板具有一蓋板第一凸部及一蓋板第二凸部，該蓋板可與該管板相互卡合並將核心模組固定在管板與蓋板之間，該蓋板第一凸部與該管板之該氣流入口之上方對應設置，該蓋板第二凸部與該管板之該管板凸部對應設置。

本案所提出之空氣泵浦的另一實施態樣包含：一管板、一核心模組及一蓋板依序疊層設置；該管板具有一進氣連通短管，該進氣連通短管的相對側具有一出氣連通短管；一管板凸部，設置於該進氣連通短管及該出氣連通短管之間；該進氣連通短管、出氣連通短管及管板凸部向內環設一進氣環層，該進氣環層具有一缺口，該缺口與該出氣連通短管連通，該缺口之相對側之該進氣環層上方具有一氣流入口，該氣流入口與該進氣連通短管連通；該進氣環層向內環設一出氣環層，該 出氣環層具有一氣流出口，該氣流出口及該進氣環層之該缺口與該出氣連通短管連通；其中該管板之該管板凸部具有一第一定位卡榫及一第二定位卡榫；該核心模組具有一第一電極及一第二電極，該第一電極內具有一第一電極定位孔，該第一電極定位孔可與該管板之管板凸部上的該第一定位卡榫相互卡合，該第二電極內具有一第二電極定位孔，該第二電極定位孔可與該管板之管板凸部上的該第二定位卡榫相互卡合；該蓋板具有一蓋板第一凸部及一蓋板第二凸部，該蓋板可與該管板相互卡合並將核心模組固定在管板與蓋板之間，該蓋板第一凸部與該管板之該氣流入口之上方對應設置，該蓋板第二凸部與該管板之該管板凸部對應設置。

10A、10B:空氣泵浦

101A、101B:管板

1011L:進氣連通長管

1011S:進氣連通短管

1012L:出氣連通長管

1012S:出氣連通短管

1013:第一定位卡榫

1014:第二定位卡榫

1015:進氣環層

1016:出氣環層

1017:氣流入口

1018:氣流出口

1019:管板凸部

102:核心模組

1021:第一電極

1022:第二電極

1023:第一電極定位孔

1024:第二電極定位孔

103:蓋板

1031:蓋板第一凸部

1032:蓋板第二凸部

LL:連通長管管長

LR:連通長管管徑

SL:連通短管管長

SR:連通短管管徑

TL:總長度

TT:總厚度

TW:總寬度

90:空氣幫浦

901:底板

9011:進氣連通管

9012:出氣連通管

903:蓋板

第1A圖所示為本案之空氣泵浦第一實施態樣之第一視角視示意圖。

第1B圖所示為本案之空氣泵浦第一實施態樣之第二視角視示意圖。

第1C圖所示為本案之空氣泵浦第一實施態樣之分解示意圖。

第1D圖所示為本案之空氣泵浦之第一實施態樣之管板俯視示意圖。

第1E圖所示為本案之空氣泵浦之第一實施態樣之側視示意圖。

第2A圖所示為本案之空氣泵浦第二實施態樣之第一視角視示意圖。

第2B圖所示為本案之空氣泵浦第二實施態樣之第二視角視示意圖。

第2C圖所示為本案之空氣泵浦第二實施態樣之分解示意圖。

第3A圖所示為習知之微型空氣泵浦於第一視角視示意圖。

第3B圖所示為習知之微型空氣泵浦於第二視角視示意圖。

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1A至第1E圖，本案第一實施態樣的空氣泵浦10A包含依序疊層設置的一管板101A、一核心模組102及一蓋板103。管板101A具有一進氣連通長管1011L。進氣連通長管1011L的相對側具有一出氣連通長管1012L。值得注意的是，進氣連通長管1011L與出氣連通長管1012L係對稱設置，但不以此為限。其中，在本實施例中，一管板凸部1019被設置於進氣連通長管1011L及出氣連通長管1012L之間。進氣連通長管1011L、出氣連通長管1012L及管板凸部1019向內環設一進氣環層1015，進氣環層1015具有一缺口，缺口與出氣連通長管1012L連通。請參閱第1D圖及第1E圖，缺口之相對側的進氣環層1015上方具有一氣流入口1017，氣流入口1017與進氣連通長管1011L連通。值得注意的是，透過進氣環層1015的設置，核心模組102作動時，氣流由進氣連通長管1011L進入後將由進氣環層1015上方的氣流入口1017流入空氣泵浦10A內，進氣環層1015的厚度為進氣連通長管1011L之管徑的一半，但不以此為限，進氣環層1015的厚度可視流率設計需求加以調整。進氣環層1015向內環設一出氣環層1016，出氣環層1016具有一氣流出口1018，氣流出口1018及進氣環層1015之缺口與出氣連通長管1012L連通。值得注意的是，出氣環層1016的厚度略薄於進氣環層1015的厚度，主要係因為核心模組102作動時所需的作動空間，出氣環層1016的厚度，可視實際設計需求加以調整。管板101A之管板凸部1019具有一第一定位卡榫1013及一第二定位卡榫1014。

請參閱第1C圖，核心模組102具有一第一電極1021及一第二電極1022。第一電極1021內具有一第一電極定位孔1023，第一電極定位孔1023可與管板101A之管板凸部1019上的第一定位卡榫1013相互卡合。第二電極1022內具有一第二電極定位孔1024，第二電極定位孔1024可與管板101A之管板凸部1019上的該第二定位卡榫1014相互卡合。值得注意的是，管板101A之管板凸部1019係為PC材料(聚碳酸酯，Polycarbonate)，可視為絕緣體，因此第一電極1021與第二電極1022不會相互短路。此外，核心模組102係為一流體泵浦或一壓電式流體泵浦，但不以此為限，核心模組102只要可以輸送流體的泵浦，皆屬本實施例的延伸。

請參閱第1C圖，蓋板103具有一蓋板第一凸部1031及一蓋板第二凸部1032，蓋板103可與管板101A相互卡合並將核心模組102固定在管板101A與蓋板103之間，其中蓋板第一凸部1031被設置於管板101A之氣流入口1017之上方對應的對應位置，蓋板第二凸部1032則被設置於管板101A之管板凸部1019對應的對應位置。值得注意的是，蓋板103之蓋板第一凸部1031密合後，可形成氣流入口1017，氣流入口1017介於蓋板第一凸部1031與進氣環層1015上方之間，更嚴格來說，氣流入口1017介於蓋板第一凸部1031與進氣環層1015上方的核心模組102之間，使得核心模組102作動時，氣體由進氣連通長管1011L進入，經氣流入口1017由核心模組102上方輸送到核心模組102下方，最後經由氣流出口1018與進氣環層1015的缺口後從出氣連通長管1012L流出空氣泵浦10A外。另外，值得注意的是，蓋板103之蓋板第二凸部1032與管板101A之管板凸部1019密合，但蓋板第二凸部1032不會接觸到核心模組102之第一電極1021或第二電極1022造成短路，亦可透過密封膠或絕緣膠塗布於第一電極1021或第二電極1022與蓋板第二凸部1032之間，確保核心模組 102作動時第一電極1021或第二電極1022不會接觸到蓋板第二凸部1032造成短路。

請參閱第1A至第1B圖，空氣泵浦10A之一總長度TL不含進氣連通長管1011L及出氣連通長管1012L介於28mm±10mm之間，空氣泵浦10A之一總寬度TW介於31mm±10mm之間，空氣泵浦10A之一總厚度TT介於5mm±2mm之間。透過空氣泵浦10A尺寸的設計，可以使空氣泵浦10A之一輸出壓力介於150mmHg±50mmHg之間，空氣泵浦10A之一輸出流率介於1000ml/min±300ml/min之間。

請參閱第1C圖，空氣泵浦10A之進氣連通長管1011L或出氣連通長管1012L之任一連通長管管長LL等於或小於6mm，空氣泵浦10A之進氣連通長管1011L或出氣連通長管1012L之任一連通長管管徑LR等於或小於5mm。此外，空氣泵浦10A之蓋板103硬度係為球壓式硬度值333MPa以上(以ISO2039-1為測試標準)，蓋板103之材質係為一熱傳材質或一鋁合金材質。值得注意的是，針對蓋板103的材質需要有足夠的硬度，以利對抗空氣泵浦10A運作時所產生的真空力，若蓋板103的硬度不足，會導致外殼向內塌陷，使得內部機構產生干涉碰撞，進而影響空氣泵浦10A的輸出性能。此外，蓋板103可使用金屬材質(例如鋁合金)，因金屬材質(熱傳材質)具有導熱效果，強化空氣泵浦10A整體的散熱能力，空氣泵浦10A整體的散熱能力越好，越有助於空氣泵浦10A性能保持在水準之上。

請參閱第2A至第2C圖，本案第二實施態樣之空氣泵浦10B包含依序疊層設置的一管板101B、一核心模組102及一蓋板103。管板101B具有一進氣連通短管1011S。進氣連通短管1011S的相對側具有一出氣連通短管1012S。值得注意的是，進氣連通短管1011S與出氣連通短管1012S 係對稱設置，但不以此為限。介於進氣連通短管1011S及出氣連通短管1012S之間則設有一管板凸部1019。

由於第一實施態樣與第二實施態樣差異在於，第一實施態樣係使用較為粗長的連通管(進氣連通長管1011L、出氣連通長管1012L)，而第二實施態樣係使用較為細短的連通管(進氣連通短管1011S、出氣連通短管1012S)，因此於第二實施態樣在參閱第1D圖及第1E圖時，請將粗長的連通管(進氣連通長管1011L、出氣連通長管1012L)置換為細短的連通管(進氣連通短管1011S、出氣連通短管1012S)。進氣連通短管1011S、出氣連通短管1012S及管板凸部1019向內環設一進氣環層1015，進氣環層1015具有一缺口，缺口與出氣連通短管1012S連通。缺口之相對側之進氣環層1015上方具有一氣流入口1017，氣流入口1017與進氣連通短管1011S連通。值得注意的是，透過進氣環層1015的設置，核心模組102作動時，氣流由進氣連通短管1011S進入後將由進氣環層1015上方的氣流入口1017流入空氣泵浦10B內，進氣環層1015的厚度為進氣連通短管1011S之管徑的一半，但不以此為限，進氣環層1015的厚度可視流率設計需求加以調整。進氣環層1015向內環設一出氣環層1016，出氣環層1016具有一氣流出口1018，氣流出口1018及進氣環層1015之缺口與出氣連通長管1012L連通。值得注意的是，出氣環層1016的厚度略薄於進氣環層1015的厚度，主要係因為核心模組102作動時所需的作動空間，出氣環層1016的厚度，可視實際設計需求加以調整。管板101B之管板凸部1019具有一第一定位卡榫1013及一第二定位卡榫1014。

請參閱第2C圖，核心模組102具有一第一電極1021及一第二電極1022。第一電極1021內具有一第一電極定位孔1023，第一電極定位孔1023可與管板101A之管板凸部1019上的第一定位卡榫1013相互卡合。第二電 極1022內具有一第二電極定位孔1024，第二電極定位孔1024可與管板101B之管板凸部1019上的該第二定位卡榫1014相互卡合。值得注意的是，管板101B之管板凸部1019係為PC材料(聚碳酸酯，Polycarbonate)，可視為絕緣體，因此第一電極1021與第二電極1022不會相互短路。此外，核心模組102係為一流體泵浦或一壓電式流體泵浦，但不以此為限，核心模組102只要係可以輸送流體的泵浦，皆屬本實施例的延伸。

請參閱第2C圖，蓋板103具有一蓋板第一凸部1031及一蓋板第二凸部1032，蓋板103可與管板101B相互卡合並將核心模組102固定在管板101A與蓋板103之間。蓋板第一凸部1031被設置於管板101B之氣流入口1017上方的對應位置，蓋板第二凸部1032則被設置於管板101B管板凸部1019的對應位置。值得注意的是，蓋板103之蓋板第一凸部1031密合後，可形成氣流入口1017，氣流入口1017介於蓋板第一凸部1031與進氣環層1015上方之間，更嚴格來說，氣流入口1017介於蓋板第一凸部1031與進氣環層1015上方的核心模組102之間，使得核心模組102作動時，氣體由進氣連通短管1011S進入，經氣流入口1017由核心模組102上方輸送到核心模組102下方，最後經由氣流出口1018與進氣環層1015的缺口後從出氣連通短管1012S流出空氣泵浦10B外。另外，值得注意的是，蓋板103之蓋板第二凸部1032與管板101B之管板凸部1019密合，但蓋板第二凸部1032不會接觸到核心模組102之第一電極1021或第二電極1022造成短路，亦可透過密封膠或絕緣膠塗布於第一電極1021或第二電極1022與蓋板第二凸部1032之間，確保核心模組102作動時第一電極1021或第二電極1022不會接觸到蓋板第二凸部1032造成短路。

請參閱第2A至第2B圖，空氣泵浦10B之一總長度TL不含進氣連通短管1011S及出氣連通短管1012S介於28mm±10mm之間，空氣泵浦10B之 一總寬度TW介於31mm±10mm之間，空氣泵浦10B之一總厚度TT介於5mm±2mm之間。透過空氣泵浦10B尺寸的設計，可以使空氣泵浦10B之一輸出壓力介於150mmHg±50mmHg之間，空氣泵浦10B之一輸出流率介於1000ml/min±300ml/min之間。

請參閱第2C圖，空氣泵浦10B之進氣連通短管1011S或出氣連通短管1012S之任一連通短管管長SL大於或等於2.5mm，空氣泵浦10B之進氣連通短管1011S或出氣連通短管1012S之任一連通短管管徑SR大於或等於2.5mm。此外，空氣泵浦10B之蓋板103硬度係為球壓式硬度值333MPa以上(以ISO2039-1為測試標準)，蓋板103之材質係為一熱傳材質或一鋁合金材質。值得注意的是，針對蓋板103的材質需要有足夠的硬度，以利對抗空氣泵浦10B運作時所產生的真空力，若蓋板103的硬度不足，會導致外殼向內塌陷，使得內部機構產生干涉碰撞，進而影響空氣泵浦10B的輸出性能。此外，針對蓋板103可使用金屬材質(例如鋁合金)，因金屬材質(熱傳材質)具有導熱效果，強化空氣泵浦10A整體的散熱能力，空氣泵浦10A整體的散熱能力越好，越有助於空氣泵浦10A性能保持在水準之上。

綜上所述，本案藉由使用圓形的核心模組(流體泵浦)，提升空氣泵浦的可靠度、使用壽命、提高承受力，並且以硬度值333MPa以上的鋁合金為蓋板之材料提高空氣泵浦的散熱能力，搭配連通管尺寸的設計，提供具有耐高輸出氣壓、高輸出流率的空氣泵浦。是以，本案極具產業利用價值，爰依法提出申請。

本案得由熟習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。

10A:空氣泵浦

101A:管板

1011L:進氣連通長管

1012L:出氣連通長管

1013:第一定位卡榫

1014:第二定位卡榫

1015:進氣環層

1016:出氣環層

1017:氣流入口

1018:氣流出口

1019:管板凸部

102:核心模組

1021:第一電極

1022:第二電極

1023:第一電極定位孔

1024:第二電極定位孔

103:蓋板

1031:蓋板第一凸部

1032:蓋板第二凸部

LL:連通長管管長

LR:連通長管管徑

Claims (12)

1. 一種空氣泵浦，包含：一管板，具有一進氣連通長管，該進氣連通長管的相對側具有一出氣連通長管，其中該管板更包含一管板凸部，該管板凸部設置於該進氣連通長管及該出氣連通長管之間，其中該進氣連通長管、該出氣連通長管及該管板凸部向內環設一進氣環層，該進氣環層具有一缺口，該缺口與該出氣連通長管連通，該缺口之相對側之該進氣環層上方具有一氣流入口，該氣流入口與該進氣連通長管連通，其中該進氣環層向內環設一出氣環層，該出氣環層具有一氣流出口，該氣流出口及該進氣環層之該缺口與該出氣連通長管連通，其中該管板之該管板凸部具有一第一定位卡榫及一第二定位卡榫；一核心模組，具有一第一電極及一第二電極，該第一電極內具有一第一電極定位孔，該第一電極定位孔可與該管板之該管板凸部上的該第一定位卡榫相互卡合，該第二電極內具有一第二電極定位孔，該第二電極定位孔可與該管板之該管板凸部上的該第二定位卡榫相互卡合；以及一蓋板，該管板、該核心模組及該蓋板依序疊層設置，其中該蓋板具有一蓋板第一凸部及一蓋板第二凸部，該蓋板可與該管板相互卡合並將核心模組固定在該管板與該蓋板之間，該蓋板第一凸部設置於該管板之該氣流入口上方的對應位置，該蓋板第二凸部則設置於該管板之該管板凸部的對應位置。
2. 如請求項1所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之一總長度介於28mm±10mm之間，該空氣泵浦之一總寬度介於31mm±10mm之間，該空氣泵浦之一總厚度介於5mm±2mm之間。
3. 如請求項1所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之一輸出壓力介於150mmHg±50mmHg之間，該空氣泵浦之一輸出流率介於1000ml/min±300ml/min之間。
4. 如請求項1所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該核心模組係為一流體泵浦或一壓電式流體泵浦。
5. 如請求項1所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該進氣連通長管或該出氣連通長管之任一連通長管管長等於或小於6mm，該空氣泵浦之該進氣連通長管或該出氣連通長管之任一連通長管管徑等於或小於5mm。
6. 如請求項1所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該蓋板硬度係為球壓式硬度值333MPa以上，該蓋板之材質係為一熱傳材質或一鋁合金材質。
7. 一種空氣泵浦，包含：一管板具有一進氣連通短管，該進氣連通短管的相對側具有一出氣連通短管，其中該管板更包含一管板凸部，該管板凸部設置於該進氣連通短管及該出氣連通短管之間，其中該進氣連通短管、該出氣連通短管及該管板凸部向內環設一進氣環層，該進氣環層具有一缺口，該缺口與該出氣連通短管連通，該缺口之相對側之該進氣環層上方具有一氣流入口，該氣流入口與該進氣連通短管連通，其中該進氣環層向內環設一出氣環層，該出氣環層具有一氣流出口，該氣流出口及該進氣環層之該缺口與該出氣連通 短管連通，其中該管板之該管板凸部具有一第一定位卡榫及一第二定位卡榫；一核心模組，具有一第一電極及一第二電極，該第一電極內具有一第一電極定位孔，該第一電極定位孔可與該管板之該管板凸部上的該第一定位卡榫相互卡合，該第二電極內具有一第二電極定位孔，該第二電極定位孔可與該管板之該管板凸部上的該第二定位卡榫相互卡合；以及一蓋板，該管板、該核心模組及該蓋板依序疊層設置，其中該蓋板具有一蓋板第一凸部及一蓋板第二凸部，該蓋板可與該管板相互卡合並將核心模組固定在該管板與該蓋板之間，該蓋板第一凸部被設置於該管板之該氣流入口上方的對應位置，該蓋板第二凸部則被設置於該管板之該管板凸部的對應位置。
8. 如請求項7所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之一總長度介於28mm±10mm之間，該空氣泵浦之一總寬度介於31mm±10mm之間，該空氣泵浦之一總厚度介於5mm±2mm之間。
9. 如請求項7所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之一輸出壓力介於150mmHg±50mmHg之間，該空氣泵浦之一輸出流率介於1000ml/min±300ml/min之間。
10. 如請求項7所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該核心模組係為一流體泵浦或一壓電式流體泵浦。
11. 如請求項7所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該進氣連通短管或該出氣連通短管之任一連通短管管長大於或等於2.5mm，該空氣泵浦之該進氣連通短管或該出氣連通短管之任一連通短管管徑大於或等於2.5mm。
12. 如請求項7所述之空氣泵浦，其中該空氣泵浦之該蓋板硬度係為球壓式硬度值333MPa以上，該蓋板之材質係為一熱傳材質或一鋁合金材質。

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