CN101420188A - 非接触式致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式致动器，其位于一基板上，包含有一平板与一轴衬，其特征在于：所述平板的长度与宽度比值介于0.55～0.59之间。当外加一电压时，平板虽会被基板吸引而弯曲，却不会与基板接触，由于少了平板与基板接触的摩擦力阻碍，使本发明只须施加极小的电压并消耗最小的电流，便可由平板本身抵抗静电力吸引所产生的反作用力，以及平板由弯曲恢复原状的弹性张力进行弹跳动作，因此本发明可降低驱动电压、减少耗电流，并减少组件磨损以延长寿命。

Description

非接触式致动器

技术领域

本发明涉及一种非接触式致动器，其通过增加平板的弯曲刚性，避免平板受基板吸引时与基板接触，以降低摩擦阻力，降低驱动电压、减少耗电流，并减少组件磨损以延长寿命。

背景技术

微型风扇(Micro Fan)包含有两个部份，一是以自我组装技术(Self-assembly)制作的微风扇叶片，二是以微型致动器(Micro-actuator)作为转子所组成的微型马达(Micro Motor)。

其中，微型致动器(Micro-actuator)的动作原理如图1所示：

微型致动器包含一基板10，基板10一般为硅基板(Silicon Substrate)，并涂有厚度约0.6微米的氮化硅(Silicon-Nitride)绝缘薄膜；致动器位于基板10上，并具有一平板20与一轴衬21，其中平板20与基板10呈平行，轴衬21则连结于平板20的前端处，并与基板10呈垂直(如图1a所示)。

当平板20与轴衬21形成电容式的结构时，可在平板10上得到静电力，所以当外加一个正偏压时，平板20因为静电力作用而被基板10吸引，使平板20的后端处接触基板10(如图1b所示)。

当正偏压加大到达吸附电压(Priming Voltage)时，因为平板20后端处接触基板10的摩擦力小于轴衬21对基板10的摩擦力，使平板20弯曲造成后端处大面积接触基板10并储备有弹性张力(如图1c所示)。

当所施加的电压移除之后，平板20后端接触基板10的摩擦力便大于轴衬21对基板10的摩擦力，因此平板20所储存的弹性张力立即被释放，可驱使致动器动作位移(如图1d所示)。

再外加一个负偏压时，平板20也会被基板10吸附而产生重复的动作，使平板20在基板10上连续动作。

由于传统的致动器动作过程中，致动器与基板10之间具有两个接触面，其一为平板20后端与基板10之间的接触面，其二为轴衬21与基板10之间的接触面，而造成致动器具有弹性张力的条件在于：施加在致动器与基板10之间的正(负)偏压必须大到足以促使轴衬21对基板10的摩擦力大于平板20后端处对基板10的摩擦力，但如此势必造成驱动电压高、耗电流大与组件磨损等缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种非接触式致动器，其可降低驱动电压、减少耗电流，并可减少组件磨损以延长寿命。

为达到上述目的，本发明所提供的一种非接触式致动器，位于一基板上，其包含有一平板与一轴衬，其特征在于：所述平板的长度与宽度比值介于0.55～0.59之间。

上述本发明的技术方案中，所述平板的较佳长度为33μm～39μm。

上述本发明的技术方案中，所述平板的较佳宽度为60μm～66μm。

上述本发明的技术方案中，所述基板上方具有至少二轨道，所述二轨道上跨置有滑座，所述滑座各自延伸有支撑梁，所述支撑梁与所述平板连接。

上述本发明的技术方案中，所述轨道采用直线或曲线的任一型态，且轨道与轨道之间为呈等间距设置。

上述本发明的技术方案中，所述支撑梁与所述滑座、平板的邻接处均形成有导角。

采用上述技术方案，本发明因致动器仅有轴衬与基板之间一个接触面，少了平板与基板接触的摩擦阻力，使得本发明只须施加极小的电压并消耗最小的电流，即可由平板本身抵抗静电力吸引所产生的反作用力，以及平板由弯曲恢复原状的弹性张力进行弹跳动作，达到降低驱动电压、减少耗电流，并减少组件磨损以延长寿命的目的。

附图说明

图1是习用结构的动作图；

图2是本发明的外观示意图；

图3是本发明的动作图。

具体实施方式

现举以下实施例并结合附图对本发明的结构、特点及功效进行详细说明。

如图2所示，致动器位于一基板10上，其包含有一平板30、一轴衬31、至少二支撑梁32、至少二滑座33以及至少二轨道34。

其中，二轨道34位于基板10上方，可以是直线型态也可以是曲线型态，且二轨道34呈等间距设置，例如呈二直线平行型态设置或是呈二同心圆型态设置。

二滑座33分别跨置于二轨道34上，且二滑座33各自延伸有支撑梁32，支撑梁32还与平板30连接，且支撑梁32与滑座33、平板30的邻接处均形成有导角。再如图3所示，平板30与基板10呈平行，轴衬31则连结于平板30的前端处，并与基板10呈垂直(如图3a所示)。

由于平板30的较佳长度为33μm～39μm，且平板30的较佳宽度为60μm～66μm，使平板30的长宽比值介于0.55～0.59之间，而具有较好的弯曲刚性。所以当外加一个正偏压时，平板30后端处因为静电力作用被基板10吸引而弯曲，但却不会接触基板10(如图3b所示)。

当正偏压加大到达吸附电压(Priming Voltage)时，因为仅有轴衬31与基板10之间一个接触面，所以只须以极小的电压并消耗最小的电流，即可利用平板30本身抵抗该静电力吸引而产生反作用弹性张力(如图3c所示)。

当所施加的电压移除之后，平板30所储存的反作用力以及平板30由弯曲恢复原状的弹性张力立即被释放，即可利用该反弹力道驱使平板30与轴衬31弹力跳动，从而使致动器步进位移(如图3d所示)。

再外加一个负偏压时，平板30同样的又会被基板10吸附而产生重复的动作，但仍然不会接触基板10，使平板30可在基板10上连续动作。

因此，本发明通过缩短平板30的长度，以及增加平板30的宽度等方式，使平板30具有较好的弯曲刚性，所以施加一正(负)偏压之后，平板30虽然因为静电力作用而被基板10吸引，却不会接触基板10，所以只须以极小的电压并消耗最小的电流，即可利用平板30本身抵抗静电力吸引而产生反作用弹性张力，由此当所施加的电压移除之后，平板30仍可利用其本身所储备的弹性张力反弹的力道进行弹跳动作，使致动器步进位移。

综上所述，本发明确实已具备以上各项优点，相比习用致动器的结构也具有显著的功效增进，而且，此特征在同类产品当中实属首创。

以上所述，仅为本发明的较佳实施型态，凡应用本发明说明书、权利要求书或附图所做的等效结构变化，均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1、一种非接触式致动器，位于一基板上，其包含有一平板与一轴衬，其特征在于：所述平板的长度与宽度比值介于0.55～0.59之间。

2、如权利要求1所述的非接触式致动器，其特征在于：所述平板的较佳长度为33μm～39μm。

3、如权利要求1所述的非接触式致动器，其特征在于：所述平板的较佳宽度为60μm～66μm。

4、如权利要求1所述的非接触式致动器，其特征在于：所述基板上方具有至少二轨道，所述二轨道上跨置有滑座，所述滑座各自延伸有支撑梁，所述支撑梁与所述平板连接。

5、如权利要求4所述的非接触式致动器，其特征在于：所述轨道采用直线或曲线的任一型态，且轨道与轨道之间为呈等间距设置。

6、如权利要求4所述的非接触式致动器，其特征在于：所述支撑梁与所述滑座、平板的邻接处均形成有导角。

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