專利名稱：電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，尤指一種利用電能致動(dòng)器產(chǎn)生位移動(dòng)作，由一彈性傳動(dòng)組件等機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，能于轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生位移量增程效果，進(jìn)而提高被動(dòng)組件移動(dòng)速度且降低驅(qū)動(dòng)脈波的工作頻率，而用于精密儀器中的致動(dòng)器，例如具有攝影或照相功能的可攜式電子商品中鏡片或影像傳感器的移動(dòng)。
背景技術(shù)：
在美國(guó)專利第6,218,764號(hào)一案中，提供了一種高效率及高速驅(qū)動(dòng)的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)器(An actuator using anelectromechanical transducer capable of drivingefficiently and at high speed)。其主要是以一個(gè)電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換器(electromechanical transducer)一端上固定安裝了一個(gè)第一組件，另一個(gè)固定第二組件與第一組件以摩擦性的結(jié)合，且第一及第二組件可在預(yù)設(shè)的方向上移動(dòng)；一驅(qū)動(dòng)脈波(drive pulse)產(chǎn)生裝置可提供一符合特殊公式的驅(qū)動(dòng)脈波給電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換器，使得該致動(dòng)器所連接的被動(dòng)件可產(chǎn)生連續(xù)移動(dòng)。
此一已知技術(shù)有以下缺點(diǎn)因致動(dòng)器與傳動(dòng)桿(drive shaft)之間無(wú)法進(jìn)行剛性接合，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的可靠度。
因直接采用壓電致動(dòng)器(piezoelectric element)的位移量，其位移量過(guò)低，使壓電致動(dòng)器工作頻率無(wú)法進(jìn)一步降低。
采用該例使用的波形存在高頻的諧波成分，導(dǎo)致漏電流增加。
于致動(dòng)器與傳動(dòng)桿間必需保持凈空以避免影響移動(dòng)，導(dǎo)致空間浪費(fèi)，無(wú)法進(jìn)一步縮小化。
采用壓電致動(dòng)器的位移與輸出力過(guò)低，易因負(fù)載變動(dòng)造成影響。
顯然地，已知技術(shù)有待改善之處。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其可有效克服上述缺點(diǎn)，利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性接合，利用結(jié)構(gòu)放大，可提高移動(dòng)速度或降低工作頻率，改變驅(qū)動(dòng)電壓或電流波形，可減少漏電流，被動(dòng)組件與被驅(qū)動(dòng)物結(jié)合一起，僅被驅(qū)動(dòng)物位移空間需保持凈空，利用電磁伸縮致動(dòng)器，可提供較大的位移與輸出力。
有鑒于已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包含一電能致動(dòng)器，其底面是與一固定的基座接合；一彈性傳動(dòng)組件，是具有一固定段與上述電能致動(dòng)器的頂面相接合而可同步位移，另一端延伸有一彈性段于電能致動(dòng)器外側(cè)，該彈性段上設(shè)有一傳導(dǎo)部；一被動(dòng)組件，該被動(dòng)組件是設(shè)于上述彈性傳動(dòng)組件的傳導(dǎo)部?jī)?nèi)；及一彈性組件，是設(shè)于彈性傳動(dòng)組件的彈性段上，該彈性組件對(duì)被動(dòng)組件施加壓力，使該傳導(dǎo)部與該被動(dòng)組件成摩擦接合，由摩擦力該被動(dòng)組件可隨該彈性傳動(dòng)組件位移。
其中該電能致動(dòng)器為一磁致伸縮致動(dòng)器。
其中該電能致動(dòng)器為一壓電陶瓷磁致動(dòng)器。
其中該被動(dòng)組件表面設(shè)為高摩擦系數(shù)。
其中該彈性組件一端形成一套合固定部，套合并固定于彈性傳動(dòng)組件上，另一端成開(kāi)放部，使該開(kāi)放部以松配合的方式套合于彈性傳動(dòng)組件。
其中該彈性傳動(dòng)組件的傳導(dǎo)部，以相異于彈性傳動(dòng)組件材質(zhì)，獨(dú)立設(shè)置于彈性傳動(dòng)組件上。
其中該被動(dòng)組件與一被驅(qū)動(dòng)組件以剛性連接。
本發(fā)明中被動(dòng)組件是可直接與被驅(qū)動(dòng)物(例如具有攝影或照相功能的可攜式電子商品中的鏡片或影像傳感器)作剛性連接，且因彈性傳動(dòng)組件產(chǎn)生的振幅，可使得電能致動(dòng)器位移量導(dǎo)至被動(dòng)組件的位移量被放大，進(jìn)而提高被動(dòng)組件移動(dòng)速度且降低驅(qū)動(dòng)脈波的工作頻率。
因此，綜合本發(fā)明技術(shù)可對(duì)應(yīng)已知技術(shù)的缺點(diǎn)改良有利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性接合。
利用結(jié)構(gòu)放大，可提高移動(dòng)速度或降低工作頻率。
改變驅(qū)動(dòng)電壓或電流波形，可減少漏電流。
被動(dòng)組件與被驅(qū)動(dòng)物結(jié)合一起，僅被驅(qū)動(dòng)物位移空間需保持凈空。
利用電磁伸縮致動(dòng)器，可提供較大的位移與輸出力。
底下由具體實(shí)施例配合附圖詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效，其中圖1是為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是為本發(fā)明具體實(shí)施例的組合圖。
圖3是為本發(fā)明圖2的俯視圖。
圖4是為本發(fā)明圖2的前視圖。
圖5是為本發(fā)明圖2的動(dòng)作示意圖。
圖6是為本發(fā)明使用于被驅(qū)動(dòng)組件控制分解示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本發(fā)明含有一電能致動(dòng)器10，該電能致動(dòng)器10的底面11是與一固定不動(dòng)的基座20相接合，而其頂面12則與一彈性傳動(dòng)組件30后段的固定段31相接合。
彈性傳動(dòng)組件30延伸有一彈性傳動(dòng)段32于電能致動(dòng)器10外側(cè)，當(dāng)固定段31被電能致動(dòng)器10推動(dòng)位移時(shí)，彈性段32則因彈性而產(chǎn)生較大振幅，相對(duì)放大固定段31(即電能致動(dòng)器)的位移量。彈性段32接近前端處設(shè)有一傳導(dǎo)部321，該傳導(dǎo)部321為求較佳摩擦力，可用具較大摩擦系數(shù)材質(zhì)，獨(dú)立設(shè)置于彈性傳動(dòng)組件上，再于傳導(dǎo)部321內(nèi)設(shè)一被動(dòng)組件40，傳導(dǎo)部321與被動(dòng)組件40由一彈性件50施加壓力成摩擦接合，使被動(dòng)組件40能在傳導(dǎo)部321內(nèi)做軸向摩擦傳動(dòng)，其中該被動(dòng)組件40表面為高摩擦系數(shù)材質(zhì)。
另請(qǐng)參見(jiàn)圖2至圖4所示，本發(fā)明具有一電能致動(dòng)器10，該電能致動(dòng)器10，可為一磁致伸縮致動(dòng)器，或壓電陶瓷磁致動(dòng)器；其底面11是與一固定不動(dòng)的基座20相接合，而其頂面12則與一彈性傳動(dòng)組件30后段的固定端31相接合(以粘膠粘合或螺釘?shù)孺i固)。
彈性傳動(dòng)組件30前段則為彈性段32，在固定段31被電能致動(dòng)器10推動(dòng)位移時(shí)，彈性段32則因彈性而產(chǎn)生較大振幅。彈性段32接近前端處設(shè)一傳導(dǎo)部321，其是與被動(dòng)組件40作摩擦性接觸，并以一彈性組件50推壓被動(dòng)組件40，以控制被動(dòng)組件40與接觸的傳導(dǎo)部321間產(chǎn)生必需的摩擦力；彈性組件50一端形成一套合固定部501，套合并固定于彈性傳動(dòng)組件30上，另一端成開(kāi)放部502，使其以松配合的方式套合于彈性傳動(dòng)組件30另一端，用以穩(wěn)定彈性組件50動(dòng)作。
在使用時(shí)，依預(yù)設(shè)被動(dòng)組件40的位移方向，對(duì)電能致動(dòng)器10輸入連續(xù)驅(qū)動(dòng)脈波，該驅(qū)動(dòng)脈波會(huì)使得電能致動(dòng)器10，向被動(dòng)組件40位移方向做線性位移，或快速反向位移。在電能致動(dòng)器10做位移時(shí)，會(huì)使彈性傳動(dòng)組件30一同位移，被動(dòng)組件40因與彈性傳動(dòng)組件30的傳導(dǎo)部321是以摩擦接觸，由摩擦力驅(qū)使被動(dòng)組件40做同方向位移。但當(dāng)電能致動(dòng)器10快速反向位移時(shí)，由于被動(dòng)組件40與彈性傳動(dòng)組件30是由傳導(dǎo)部321摩擦接觸，因快速反向位移動(dòng)作而克服兩者之間摩擦力，將使彈性傳動(dòng)組件30單獨(dú)反向做位移，而被動(dòng)組件40則維持于原位，不與彈性傳動(dòng)組件30一同位移；依上述使用連續(xù)的驅(qū)動(dòng)脈波方式，使得被動(dòng)組件40持續(xù)向預(yù)設(shè)方向作連續(xù)的位移。
反之，如要被動(dòng)組件40反向移動(dòng)時(shí)，則對(duì)電能致動(dòng)器10輸入反向齒狀的連續(xù)驅(qū)動(dòng)脈波即可。
又請(qǐng)參見(jiàn)圖5所示，是為本發(fā)明動(dòng)作示意圖，其主要是利用彈性傳動(dòng)組件30的彈性段32，在位移時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大振幅，而相對(duì)放大固定端31(即電能致動(dòng)器)位移量，其動(dòng)作如圖標(biāo)，當(dāng)電能致動(dòng)器10被驅(qū)動(dòng)脈波控制位移至虛線所示位置，而有一位移量a時(shí)，彈性傳動(dòng)組件30的固定段31也一同具有a的位移量；但是由于彈性傳動(dòng)組件30前段的彈性段32會(huì)產(chǎn)生較大振幅，則相對(duì)推動(dòng)被動(dòng)組件40的位移量b將會(huì)大于電能致動(dòng)器10的位移量a。這一位移量的增加，將可提高被動(dòng)組件40移動(dòng)速度，并可相對(duì)降低驅(qū)動(dòng)脈波的工作頻率，更進(jìn)而達(dá)到前面發(fā)明內(nèi)容中提及的本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)。
再參見(jiàn)圖6，是為本發(fā)明運(yùn)用于一被驅(qū)動(dòng)組件控制分解示意分解圖，其中被驅(qū)動(dòng)件60為一鏡頭，是直接與被動(dòng)組件40剛性連接而一同位移。電能致動(dòng)器10則固定于基座功能的鏡頭座201上。當(dāng)電能致動(dòng)器10被輸入驅(qū)動(dòng)脈波后，會(huì)使鏡頭51在鏡頭座201內(nèi)直線移動(dòng)。圖中，該被動(dòng)組件40亦可與被驅(qū)動(dòng)組件60以一體成型制成，且本發(fā)明可整體設(shè)置于被驅(qū)動(dòng)組件側(cè)面，直接應(yīng)用被驅(qū)動(dòng)組件凈空空間，特別適合應(yīng)用于扁薄小空間產(chǎn)品，如照相手機(jī)、光驅(qū)…等。
綜上所陳，本發(fā)明的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)確實(shí)較已知技術(shù)有顯著的進(jìn)步性，完全符合專利要件，故依法提出申請(qǐng)。惟以上所述的，僅為說(shuō)明本發(fā)明的具體的較佳實(shí)施例揭露如上，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，故凡是依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)及圖式所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包含一電能致動(dòng)器，其底面是與一固定的基座接合；一彈性傳動(dòng)組件，是具有一固定段與上述電能致動(dòng)器的頂面相接合而可同步位移，另一端延伸有一彈性段于電能致動(dòng)器外側(cè)，該彈性段上設(shè)有一傳導(dǎo)部；一被動(dòng)組件，該被動(dòng)組件是設(shè)于上述彈性傳動(dòng)組件的傳導(dǎo)部?jī)?nèi)；及一彈性組件，是設(shè)于彈性傳動(dòng)組件的彈性段上，該彈性組件對(duì)被動(dòng)組件施加壓力，使該傳導(dǎo)部與該被動(dòng)組件成摩擦接合，由摩擦力該被動(dòng)組件可隨該彈性傳動(dòng)組件位移。
2.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電能致動(dòng)器為一磁致伸縮致動(dòng)器。
3.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電能致動(dòng)器為一壓電陶瓷磁致動(dòng)器。
4.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該被動(dòng)組件表面設(shè)為高摩擦系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該彈性組件一端形成一套合固定部，套合并固定于彈性傳動(dòng)組件上，另一端成開(kāi)放部，使該開(kāi)放部以松配合的方式套合于彈性傳動(dòng)組件。
6.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該彈性傳動(dòng)組件的傳導(dǎo)部，以相異于彈性傳動(dòng)組件材質(zhì)，獨(dú)立設(shè)置于彈性傳動(dòng)組件上。
7.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該被動(dòng)組件與一被驅(qū)動(dòng)組件以剛性連接。
全文摘要
一種電能機(jī)械能轉(zhuǎn)換致動(dòng)結(jié)構(gòu)，其包含一電能致動(dòng)器，該電能致動(dòng)器一端面固設(shè)于一基座，另一端面與一彈性傳動(dòng)組件接合，彈性傳動(dòng)組件延伸有一彈性段于電能致動(dòng)器外側(cè)，該彈性段因彈性傳動(dòng)組件往復(fù)位移而產(chǎn)生振幅，另于彈性段上設(shè)有一傳導(dǎo)部，該傳導(dǎo)部具較大摩擦系數(shù)，再于傳導(dǎo)部?jī)?nèi)設(shè)一被動(dòng)組件，傳導(dǎo)部與被動(dòng)組件由一彈性組件施加壓力成摩擦接合，使被動(dòng)組件能在傳導(dǎo)部?jī)?nèi)做軸向摩擦傳動(dòng)；由上述結(jié)構(gòu)中的彈性傳動(dòng)組件位移時(shí)所產(chǎn)生的振幅，而能放大被動(dòng)組件的位移量，進(jìn)而提高被動(dòng)組件移動(dòng)速度且降低驅(qū)動(dòng)脈波的工作頻率。
文檔編號(hào)H02N2/00GK101034857SQ200610058168
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者李少濠, 潘文生, 王凱魯 申請(qǐng)人:臺(tái)灣精微材料股份有限公司