特開 2023-79972 ガス輸送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023079972

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】ガス輸送装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 45/047 20060101AFI20230601BHJP

【ＦＩ】

F04B45/047 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022011282

(22)【出願日】2022-01-27

(31)【優先権主張番号】110144450

(32)【優先日】2021-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】508252837

【氏名又は名称】研能科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｍｉｃｒｏｊｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ． ２８， Ｒ＆Ｄ ２ｎｄ Ｒｄ． Ｓｃｉｅｎｃｅ－Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｈｓｉｎ－Ｃｈｕ， Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】莫皓然

(72)【発明者】

【氏名】陳世昌

(72)【発明者】

【氏名】楊啓章

(72)【発明者】

【氏名】韓永隆

(72)【発明者】

【氏名】黄啓峰

(72)【発明者】

【氏名】蔡長諺

(72)【発明者】

【氏名】郭俊毅

【テーマコード（参考）】

3H077

【Ｆターム（参考）】

3H077AA11

3H077BB10

3H077CC01

3H077CC09

3H077DD06

3H077DD14

3H077EE02

3H077EE40

3H077FF06

3H077FF22

3H077FF36

(57)【要約】      （修正有）

【課題】逆流を防止し、一方向の気流を生成する大流量のガス輸送装置を提供する。
【解決手段】排気カバー、排気端、収容空間、吸気カバー及び吸気端を含むハウジングと、円形の形態であり、前記収容空間内に順次積み重ね設置された排気板、弁ディス及び第一プレートを含む弁体と、円形の形態であり、前記弁体に積み重ねられ、第二プレート、筐体及びアクチュエータ要素を含むアクチュエータと、を含むガス輸送装置である。これにより、前記アクチュエータが駆動されると、前記第一貫通穴と前記弁穴がずれて設置されることで、気流が順方向である場合、前記弁体は流路を開くように作動し、気流が逆方向である場合、前記弁体は流路を閉じるように作動する。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気カバー、排気端、収容空間、吸気カバー及び吸気端を含み、前記ハウジングの上部に前記排気カバーが設置され、前記排気カバーが前記排気端を有し、前記ハウジングの下部に前記吸気カバーが設置され、前記吸気カバーが前記吸気端を有し、前記収容空間が前記吸気端及び前記排気端に連通しており、かつ前記排気カバー及び前記吸気カバーが前記収容空間の上下両側に覆う、ハウジングと、
円形の形態であり、前記収容空間内に順次積み重ね設置された排気板、弁ディス及び第一プレートを含み、表面が凹んで深さを形成した凹部を有し、前記弁ディスが前記排気板と前記第一プレートとの間に位置し、かつ前記弁ディスと前記第一プレートの前記凹部が間隔を保持することで、前記弁ディスが前記間隔で変位して流路制御を形成し、前記排気板が複数の排気穴を有し、前記第一プレートが複数の第一貫通穴を有し、前記弁ディスが複数の弁穴を有し、かつ前記弁穴と前記第一貫通穴がずれて設置され、前記弁穴と前記排気穴が対応して設置されている、弁体と、
円形の形態であり、前記弁体に積み重ねられ、第二プレート、筐体及びアクチュエータ要素を含み、前記第二プレートが前記弁体の前記第一プレートに積み重ね設置され、前記第二プレートが複数の第二貫通穴を有し、前記第二貫通穴が前記第一貫通穴に対応しており、前記筐体が前記第二プレートに積み重ね設置され、前記アクチュエータ要素が前記筐体に積み重ね設置されている、アクチュエータと、
を含み、
これにより、前記アクチュエータが駆動されると、前記第一貫通穴と前記弁穴がずれて設置されることで、気流が順方向である場合、前記弁体が流路を開くように作動し、気流が逆方向である場合、前記弁体が流路を閉じるように作動することを特徴とする、ガス輸送装置。

【請求項2】

前記アクチュエータ要素が、吸気板と、圧電シートと、絶縁筐体と、導電筐体とを含み、
前記吸気板が複数の吸気穴を有し、前記吸気板の平面において前記吸気穴の位置により、前記吸気穴に囲まれた作動領域及び前記吸気穴の周囲にある固定領域を定義し、
前記圧電シートが前記吸気板の前記作動領域に設置され、
前記絶縁筐体が前記吸気板の前記固定領域に設置され、
前記導電筐体が前記絶縁筐体に設置され、
前記弁体内に前記第一貫通穴、前記弁穴及び前記排気穴が、前記吸気穴に囲まれた前記作動領域の下に位置し、前記圧電シートが前記吸気板を動かす時、前記第一貫通穴と前記弁穴がずれて設置されることで、気流が順方向である場合、前記弁体が流路を開くように作動し、気流が逆方向である場合、前記弁体が流路を閉じるように作動することを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項3】

前記間隔と前記第一プレートの厚さとの比が１：２から２：３であり、前記間隔が４０～７０μｍであり、前記弁ディスがポリイミドフィルムであり、前記弁ディスの厚さが０．４～０．６μｍであることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項4】

前記弁穴の穴径が前記排気穴の穴径より大きいまたは等しく、前記第一貫通穴の穴径が前記第二貫通穴の穴径と同じであることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項5】

前記吸気穴が漸減形状であることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項6】

前記吸気穴の数が偶数であり、前記吸気穴の数が４８または５２であることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項7】

前記吸気穴の前記吸気板の平面における配列形状が矩形、正方形、円形のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項8】

前記作動領域が円形であり、前記圧電シートが円形であることを特徴とする、請求項２に記載のガス輸送装置。

【請求項9】

前記排気板、前記第一プレート、前記第二プレートがいずれも金属板であり、前記アクチュエータ要素の前記圧電シートが２０～２２ｋＨｚの作動周波数を維持することを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【請求項10】

前記排気穴の穴径が１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍのいずれかまたはそれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載のガス輸送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス輸送装置、特に大流量のガス輸送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在各分野において、医薬、コンピュータ科学技術、印刷、エネルギーなどの工業を問わず、製品は精緻化及び微小化の方向に発展しており、マイクロポンプ、噴霧器、インクジェットヘッド、工業用印刷装置などの製品に含まれる流体を輸送するためのポンプは、そのキー要素であるため、どのように革新的な構造でその技術的なボトルネックを突破するかは、発展の重要な内容である。

【0003】

科学技術の日進月歩に伴い、流体輸送装置の応用もますます多様化しており、例えば、工業応用、生医学応用、医療保健、電子放熱など、さらに最近人気のあるウェアラブル装置にもその影が見られ、従来のポンプは、装置の微小化、流量の極大化という傾向があることが分かる。

【0004】

しかし、現在ガス輸送装置は、流量の極大化という傾向があり、その主な構造設計は逆流を防止し、一方向の流量を生成することであり、そこで、大流量のガス輸送装置をどのように構成するかは、本発明の研究開発の主要な課題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の主な目的は、排気板、弁ディス、第一プレート、第二プレート及び円形のアクチュエータ要素の順に積み重ね、組み合わせて使用するガス輸送装置を提供することにあり、弁ディス、第一プレート及び第二プレートの構造からなる弁体により、気流が順方向である場合、弁体が流路を開くように動作し、気流が逆方向である場合、弁体が流路を閉じるように動作し、これにより、逆流を防止し、一方向の気流を生成し、大流量のガス輸送装置を構成する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の広義の実施形態は、排気カバー、排気端、収容空間、吸気カバー及び吸気端を含むハウジングであって、前記ハウジングの上部に前記排気カバーが設置され、前記排気カバーが前記排気端を有し、前記ハウジングの下部に前記吸気カバーが設置され、前記吸気カバーが前記吸気端を有し、前記収容空間が前記吸気端及び前記排気端に連通しており、かつ前記排気カバー及び前記吸気カバーが前記収容空間の上下両側に覆うハウジングと、円形の形態であり、前記収容空間内に順次積み重ね設置された排気板、弁ディス及び第一プレートを含む弁体であって、表面が凹んで深さを形成した凹部を有し、前記弁ディスが前記排気板と前記第一プレートとの間に位置し、かつ前記弁ディスと前記第一プレートの前記凹部が間隔を保持することで、前記弁ディスが前記間隔で変位して流路制御を形成し、前記排気板が複数の排気穴を有し、前記第一プレートが複数の第一貫通穴を有し、前記弁ディスが複数の弁穴を有し、かつ前記弁穴と前記第一貫通穴がずれて設置され、前記弁穴と前記排気穴が対応して設置されている弁体と、円形の形態であり、前記弁体に積み重ねられ、第二プレート、筐体及びアクチュエータ要素を含むアクチュエータであって、前記第二プレートが前記弁体の前記第一プレートに積み重ね設置され、前記第二プレートが複数の第二貫通穴を有し、前記第二貫通穴が前記第一貫通穴に対応しており、前記筐体が前記第二プレートに積み重ね設置され、前記アクチュエータ要素が前記筐体に積み重ね設置されているアクチュエータと、を含むガス輸送装置である。これにより、前記アクチュエータが駆動されると、前記第一貫通穴と前記弁穴がずれて設置されることで、気流が順方向である場合、前記弁体が流路を開くように作動し、気流が逆方向である場合、前記弁体が流路を閉じるように作動する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】本発明のガス輸送装置の外観模式図である。

【図1B】本発明のガス輸送装置の分解模式図である。

【図1C】本発明のガス輸送装置の第二の実施形態の外観模式図である。

【図2A】本発明のガス輸送装置のガス輸送装置本体の外観模式図である。

【図2B】第一視点からの本発明のガス輸送装置のガス輸送装置本体の分解模式図である。

【図2C】第二視点からの本発明のガス輸送装置のガス輸送装置本体の分解模式図である。

【図3A】本発明のガス輸送装置の動作模式図である

【図3B】本発明のガス輸送装置の動作模式図である

【図3C】本発明のガス輸送装置の動作模式図である

【図4】本発明のガス輸送装置の動作模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の特徴と利点を示すいくつかの典型的な実施形態について、後述の説明において記述する。本発明は異なる態様において様々な変化を有することができ、いずれも本発明の範囲から逸脱することなく、かつその説明及び図面は本質的に例示するために用いられものであり、本発明を限定する意図はないことを理解されたい。

【0009】

本発明はガス輸送装置１００を提供し、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照し、ガス輸送装置１００は、排気カバー１１、排気端１１１、収容空間１２１、吸気カバー１３及び吸気端１３１を含むハウジング１２を含む。ハウジング１２の上部に排気カバー１１が設置され、排気カバー１１は排気端１１１を有する。ハウジング１２の下部に吸気カバー１３が設置され、吸気カバー１３は吸気端１３１を有する。収容空間１２１は、吸気端１３１及び排気端１１１に連通しており、かつ排気カバー１１及び吸気カバー１３は収容空間１２１の上下両側を覆う。排気カバー１１、ハウジング１２、吸気カバー１３が円形または方形の構造であってもよいが、これに限定されるものではなく、他の実施形態では、排気カバー１１、ハウジング１２、吸気カバー１３をその設計要求に応じて調整することもできることに注意すべきである。

【0010】

説明の便宜のために、以下の実施形態では、排気カバー１１、ハウジング１２、吸気カバー１３が円形であることを例として説明する。上記排気カバー１１、ハウジング１２及び吸気カバー１３は円形のボックス体であり、排気端１１１、吸気端１３１及び収容空間１２１を有し、排気端１１１と吸気端１３１は、それぞれハウジング１２の対向する両側に位置し、かつ収容空間１２１に連通している。

【0011】

図１Ａ、図１Ｂ及び図２Ａから図２Ｃに示すように、弁体２は円形の形態であり、前記収容空間１２１内に順次積み重ね設置された排気板２１、弁ディス２２及び第一プレート２３を含み、第一プレート２３は、表面が凹んで深さを形成した凹部２３２を有し、前記弁ディス２２は前記排気板２１及び前記第一プレート２３の凹部２３２との間に位置し、かつ前記弁ディス２２と前記第一プレート２３の前記凹部２３２は間隔Ｇを保持することで、前記弁ディス２２は、前記間隔Ｇで変位して流路制御を形成し、前記排気板２１は複数の排気穴２１１を有し、前記第一プレート２３は複数の第一貫通穴２３１を有し、前記弁ディス２２は複数の弁穴２２１を有し、かつ前記弁穴２２１と前記第一貫通穴２３１はずれて設置され、前記弁穴２２１と前記排気穴２１１は対応して設置されている。

【0012】

弁体２は、収容空間１２１内に順次積み重ね設置された排気板２１、弁ディス２２、第一プレート２３を含み、かつ弁ディス２２は排気板２１と第一プレート２３との間に位置し、かつ本実施形態では、排気板２１、第一プレート２３はいずれも金属板であり、弁ディス２２は、厚さ約０．４～０．６マイクロメートル（μｍ）、最も好ましくは０．５マイクロメートル（μｍ）の可撓性フィルムであり、本実施形態では、弁ディス２２がポリイミドフィルム（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ Ｆｉｌｍ）であることが好ましいが、これに限定されない。

【0013】

上記排気板２１は複数の排気穴２１１を有し、第一プレート２３は複数の第一貫通穴２３１を有し、弁ディス２２は複数の弁穴２２１を有し、弁穴２２１と第一貫通穴２３１の位置が互いにずれていることで、弁ディス２２は第一貫通穴２３１を閉じることができ、弁穴２２１と排気穴２１１の位置は互いに対応しており、かつ弁穴の穴径ｄ２は排気穴の穴径ｄ１より大きいまたは等しく、このような排気穴２１１の穴径設計により、弁体２が流路を開く時、大流量の気流が弁穴２２１から、排気穴２１１を経て速やかに排出される。また、第一プレート２３は、表面が凹んで形成された深さの凹部２３２を有し、弁ディス２２は第一プレート２３の下に覆い、これによって、弁ディス２２と第一プレート２３の凹部２３２が間隔Ｇを保持し、この間隔Ｇと第一プレート２３の厚さとの比は１：２から２：３であり、約４０～７０マイクロメートル（μｍ）であり、本実施形態では、最も好ましくは６０マイクロメートル（μｍ）である。このような弁体２の設計により、弁ディス２２が第一プレート２３の方向に向かって偏在する時、弁ディス２２は第一貫通穴２３１を閉じることができ、弁体２は流路を閉じるように動作し（図３Ｂに示すように）、弁ディス２２が排気板２１の方向に向かって偏在する時、弁ディス２２は間隔Ｇにおいて気流を振動させることができ、かつ気流（矢印で示される経路）は弁穴２２１を通って排気穴２１１を経て速やかに排出され、弁体２は流路を開くように動作する（図３Ｃに示すように）。この弁体２の設計により、逆流を防止して一方向気流の大流量制御の作用を生じる。

【0014】

図３Ａを参照し、アクチュエータ３は円形の形態であり、前記弁体２に積み重ねられ、第二プレート３１、筐体３２及びアクチュエータ要素３３を含み、前記第二プレート３１は前記弁体２の前記第一プレート２３に積み重ね設置され、前記第二プレート３１は複数の第二貫通穴３１１を有し、前記第二貫通穴３１１は前記第一貫通穴２３１に対応している。前記筐体３２は前記第二プレート３１に積み重ね設置され、前記アクチュエータ要素３３は、前記筐体３２に積み重ね設置され、これにより、前記アクチュエータ３が駆動されると、前記第一貫通穴２３１と前記弁穴２２１がずれて設置されることで、気流が順方向である場合、前記弁体２は流路を開くように作動し、気流が逆方向である場合、前記弁体２は流路を閉じるように作動する。

【0015】

弁体２とアクチュエータ３との組み合わせがガス輸送装置本体５と呼ばれることに注意すべきであり、本発明実施形態では、ガス輸送装置本体５を円形のハウジング１２の収容空間１２１内に収容し、円形の排気カバー１１及び吸気カバー１３で覆い、封止口１２２を密封するが、これに限定されるものではなく、ガス輸送装置本体５は方形のハウジング１２に収容することもできる（図１Ｃに示すように）。なお、封止口１２２を密封する材質がエポキシ樹脂または封止口１２２を密封することができる他の任意の材質であることに注意すべきである。

【0016】

また、アクチュエータ３は、第二プレート３１、筐体３２、アクチュエータ要素３３を含み、上記第二プレート３１は第一プレート２３に固設され、かつ第二プレート３１の厚さは第一プレート２３よりも大きく、第二プレート３１は複数の第二貫通穴３１１を有し、第二貫通穴３１１の数、位置、穴径はすべて、第一貫通穴２３１に対応しており、本実施形態では、第二貫通穴３１１の穴径は、第一貫通穴２３１の穴径と同じである。第二プレート３１に、ワイヤで電気的に接続するための接点（図示せず）が設置されてもよい。本実施形態では、第二プレート３１は金属板である。

【0017】

上記筐体３２は第二プレート３１に位置決め設置され、アクチュエータ要素３３は筐体３２に位置決め設置されている。上記アクチュエータ要素３３は吸気板３３１、圧電シート３３２、絶縁筐体３３３、導電筐体３３４を含む。

【0018】

上記吸気板３３１は複数の吸気穴３３１１を有し、吸気穴３３１１は吸気板３３１の平面においてある形状に沿って配列設置され、本実施形態では、吸気穴３３１１は円形に沿って配列され、吸気板３３１は、吸気穴３３１１の配列形状により、吸気穴３３１１に囲まれた作動領域３３１２及び吸気穴３３１１の周囲に位置する固定領域３３１３を定義する。上記吸気穴３３１１は漸減形状であり、吸気効率を向上させることができ、入りやすい出にくくガスの逆流を防止するという効果を有し、かつ吸気穴３３１１の数は偶数であり、一実施形態では、吸気穴３３１１の数は４８であり、別の実施形態では、吸気穴３３１１の数は５２であり、これに限定されない。なお、上記吸気穴３３１１の配列形状は、矩形、正方形、円形などであってもよい。

【0019】

上記圧電シート３３２の形状は円形であり、圧電シート３３２は吸気板３３１の作動領域３３１２に設置され、圧電シート３３２は吸気板３３１の作動領域３３１２に対応している。本実施形態では、吸気穴３３１１が円形に配列されている時、作動領域３３１２は円形に定義され、圧電シート３３２も円形であり、かつ上記のように、吸気穴３３１１の配列形状は、矩形、正方形、円形などであってもよく、作動領域３３１２は、吸気穴３３１１の配列に応じてその形状が変化し、圧電シート３３２もその形状に対応している。

【0020】

上記絶縁筐体３３３は吸気板３３１の固定領域３３１３に設置され、導電筐体３３４は絶縁筐体３３３に設置されている。上記導電筐体３３４は電極３３４１及びピン３３４２を有し、電極３３４１は圧電シート３３２と電気的に接触しており、ピン３３４２は外部ワイヤに接続され、吸気板３３１自体も導電材料であり、圧電シート３３２と電気的に接触しており、かつ筐体３２の接点は別のワイヤに接続されて、アクチュエータ要素３３の駆動ループを完成させることができ、このように、本発明のガス輸送装置１００は２本のワイヤにより駆動信号を送信することができ、一方のワイヤは導電筐体３３４のピン３３４２を介して、駆動信号を電極３３４１から圧電シート３３２に送信し、他方のワイヤは筐体３２の接点を介して、筐体３２が吸気板３３１に密着接触し、吸気板３３１が圧電シート３３２に密着することで、駆動信号を圧電シート３３２に送信し、これによって、圧電シート３３２は駆動信号（駆動電圧及び駆動周波数）を受信して変形し、さらにアクチュエータ要素３３に上下変位するための駆動を発生させる（図３Ｂから図３Ｃに示すように）。

【0021】

上記アクチュエータ要素３３の形状は円形の形態であり、本発明の具体的な実施形態では、アクチュエータ要素３３の形状が円形であるため、本発明は同一の装置の周辺寸法において、アクチュエータ要素３３は円形の外観設計を採用し、その構成要素である吸気板３３１、圧電シート３３２、絶縁筐体３３３、導電筐体３３４も対応して円形を採用する。

【0022】

さらに図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａから図２Ｃ、図３Ａから図３Ｃ及び図４を参照し、上記排気板２１、弁ディス２２、第一プレート２３、第二プレート３１及びアクチュエータ要素３３は、ハウジング１２の収容空間１２１内に順次積み重ね収容され、吸気カバー１３及び排気カバー１１によってハウジング１２の上下に固定され、収容空間１２１がカバーされてガス輸送装置１００が構成され、アクチュエータ要素３３は、吸気板３３１、圧電シート３３２、絶縁筐体３３３、導電筐体３３４の順に筐体３２に積み重ね固設され、アクチュエータ要素３３、筐体３２、第二プレート３１の間に吸気チャンバ３２２を形成する。また、第一プレート２３の第一貫通穴２３１及び第二プレート３１の第二貫通穴３１１は、いずれも吸気板３３１の作動領域３３１２の垂直投影領域の下に位置し、作動領域３３１２に垂直に対応している。

【0023】

本発明の具体的な実施形態では、図３Ａから図３Ｃに示すように、圧電シート３３２が駆動信号（駆動電圧及び駆動周波数）を受信すると、逆圧電効果により電気エネルギーから機械エネルギーに変換され、駆動電圧の大きさに応じて圧電シート３３２の変形量を制御し、及び駆動周波数を操作することで圧電シート３３２の変形周波数を制御し、圧電シート３３２の変形によりアクチュエータ要素３３にガスの輸送を開始させる。

【0024】

さらに図３Ｂを参照し、駆動信号を受信した後、圧電シート３３２は変形し始め、吸気板３３１を動かして上向きに曲げ、このとき、吸気チャンバ３２２の容積が大きくなり、負圧が形成されて、弁ディス２２が上向きに吸引されかつ第一プレート２３の第一貫通穴２３１を閉じ、このとき、図４に示すように、吸気カバー１３の吸気端１３１側のガスは、アクチュエータ要素３３内に吸い込まれ、吸気チャンバ３２２内に入る。さらに図３Ｃを参照し、圧電シート３３２は駆動信号を受信して再び変形し、吸気板３３１を動かして下向きに曲げ、吸気チャンバ３２２を圧縮し、このとき、図４に示すように、ケース１１の吸気端１３１側のガスは、アクチュエータ要素３３内に吸い込まれると同時に、吸気チャンバ３２２内部のガスが推進されて、それぞれ第二プレート３１の第二貫通穴３１１及び第一プレート２３の第一貫通穴２３１を通って下向きに輸送され、これによって、運動エネルギーがアクチュエータ要素３３から下向きに伝達されて間隔Ｇに伝達される時、運動エネルギーにより弁ディス２２を推進して変位させることができ、弁ディス２２が第一貫通穴２３１から離脱して排気板２１に当接し、さらに流路を開くように動作し、ガスを弁穴２２１を通って排気板２１の排気穴２１１に下向きに輸送し、さらに排気穴２１１を通って、最後に排気カバー１１の排気端１１１からガスを排出する（図４に示すように）。その後、また図３Ｂに示すように、圧電シート３３２は吸気板３３１を動かして上向きに曲げ、吸気チャンバ３２２の容積を増加させる時、吸気チャンバ３２２内に負圧状態が形成されることで、弁ディス２２は第一貫通穴２３１を閉じて、ガスが弁穴２２１及び第一貫通穴２３１、第二貫通穴３１１を通って吸気チャンバ３２２に逆流することを回避し、かつ収容空間１２１のガスが吸気チャンバ３２２に入る時、収容空間１２１のガス圧はガス輸送装置１００外部のガス圧よりも低くなり、ガス輸送装置１００外のガスは吸気端１３１を通って収容空間１２１に入る（図４に示すように）。圧電シート３３２が駆動信号を受信して再び変形し、アクチュエータ要素３３を再び動かして下向きに変位させる時、前記のように、吸気チャンバ３２２内のガスが下向きに導送され、最後に排気端１１１から排出され、駆動信号により前記ステップを継続することで、ガスを吸気端１３１から速やかに導入し、排気端１１１から排出することができ、大流量の効果を達成する。

【0025】

上記排気板２１、弁ディス２２、第一プレート２３で弁体２を構成し、弁体２の流体の総流量は、排気穴２１１、弁穴２２１、第一貫通穴２３１の穴径または数に応じて設計・実現することができ、以下の表１に示す排気穴２１１の穴径と数及び弁穴２２１、第一貫通穴２３１の数の関係表を参照して、ガス輸送装置１００が大流量を達成する最良の効果を実現する。

【0026】

表１

【0027】

なお、本発明の具体的な実施形態では、排気板２１、弁ディス２２、第一プレート２３で弁体２を構成し、設計上に弁ディス２２が厚さ約０．４～０．６マイクロメートル（μｍ）の可撓性フィルムであり、かつ弁ディス２２と第一プレート２３の凹部２３２との間に保持される間隔Ｇが約４０～７０マイクロメートル（μｍ）の範囲内であることから、アクチュエータ要素３３の圧電シート３３２が２０～２２キロヘルツ（ｋＨｚ）の作動周波数、最も好ましくは２１キロヘルツ（ｋＨｚ）の作動周波数を維持し、３０マイクロメートル（μｍ）の波長での圧差の振動を維持し、３マイクロメートル（μｍ）の弁ディス２２を排気板２１の凹部２３２に設置することによって保持された４０～７０マイクロメートル（μｍ）の範囲内の間隔Ｇと合わせることにより、この間隔Ｇ内で振動して粗密波を形成し、一方向に導流し、逆流を防止することができる最良の効果が得られ、これによって最大流量が得られ、空気の流れに伴う弁体２による圧力降下を最小化することは、弁性能を最大化するには重要である。

【0028】

上記のように、本発明に提供されるガス輸送装置は、排気板、弁ディス、第一プレート、第二プレート及び円形のアクチュエータ要素の順に積み重ね、組み合わせて使用し、弁ディス、第一プレート及び第二プレートの構造で弁体を構成し、弁体内に第一貫通穴、弁穴及び排気穴は、いずれも吸気穴に囲まれた作動領域の下に位置し、圧電シートが吸気板を動かす時、ガスを速やかに下向きに導送することができ、さらに、第一貫通穴と弁穴との間の位置ずれ処理により、気体の逆流を回避し、大流量及び気体の逆流を回避する構造を有し、気流が順方向である場合、弁体が流路を開くように動作し、気流が逆方向である場合、弁体が流路を閉じるように動作し、これにより逆流を防止し、一方向の気流を生成し、ガスの輸送量を増加させ、ガスの流量を大幅に増やし、大流量のガス輸送装置を構成することができ、産業上の利用可能性が極めて高い。

【0029】

本発明は、当業者なら様々な修正を加えることができるが、特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することはない。

【符号の説明】

【0030】

１００... ガス輸送装置
１１... 排気カバー
１１１... 排気端
１２... ハウジング
１２１... 収容空間
１２２... 封止口
１３... 吸気カバー
１３１... 吸気端
２... 弁体
２１... 排気板
２１１... 排気穴
２２... 弁ディス
２２１... 弁穴
２３... 第一プレート
２３１... 第一貫通穴
２３２... 凹部
３... アクチュエータ
３１... 第二プレート
３１１... 第二貫通穴
３２... 筐体
３２２... 吸気チャンバ
３３... アクチュエータ要素
３３１... 吸気板
３３１１... 吸気穴
３３１２... 作動領域
３３１３... 固定領域
３３２... 圧電シート
３３３... 絶縁筐体
３３４... 導電筐体
３３４１... 電極
３３４２... ピン
５... ガス輸送装置本体
ｄ１... 排気穴の穴径
ｄ２... 弁穴の穴径
Ｇ... 間隔

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【外国語明細書】