CN105703594A - 包含音圈致动器的感测驱动模块 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种包含音圈致动器的感测驱动模块。音圈致动器的一盖体与一本体座连接而形成一容置空间。一磁性元件设置于容置空间。一动子元件具有一动子、一第一弹性元件及一抵压元件,动子与磁性元件相对而设,并具有一通孔及一第一侧,抵压元件设置于通孔,抵压元件的第一端为圆弧状,并突出于通孔,第一弹性元件设置于第一侧,第一弹性元件的第三端顶抵磁性元件,第四端位于通孔,并抵顶抵压元件的第二端。线圈与动子连接。
Description
技术领域
本发明是关于一种致动器与感测驱动模块,特别是关于一种包含音圈致动器的感测驱动模块。
背景技术
按,隔振系统被普遍应用于各种机械设备中,而且随着科技的进步,研究范围越来越朝向精密及微小的领域发展,为了保持精密零件于生产加工的过程中不致受到振动的影响而降低其精密度,因此,具有更佳隔振效果的隔振系统亦随着精密零件的生产需求而被研发制造出来。
另外,由于半导体制程趋向奈米等级,仪器设备对于地板振动隔离的要求益趋严苛,使得传统的隔振技术已经渐渐地不符合实际的需求,所以国际先进隔振厂商纷纷投入主动隔振控制技术的研发,以协助高科技奈米级仪器设备的发展。其中,主动式隔振系统是由振动传感器撷取讯号并回馈至控制器进行运算,再输出控制讯号至致动器产生抑制振动的控制力,进而达到降低振动量、提高制程良率的目的。
由于音圈致动器具有刚性低、输出力与电流成正比及价格低廉等优点,已成为主动隔振系统致动元件中最多厂商采用的产品。然而,习知的一种音圈致动器中,音圈动子与音圈本体的连接是采用平板弹片,由于平板弹片的刚性较大,造成应用于主动隔振系统时整体的刚性也上升,因此,当音圈致动器受太大外力时(例如振动量过大),其线圈容易因平板弹片撞击音圈的底部而损坏。
因此,如何提供一种包含音圈致动器的感测驱动模块,可避免振动量过大而造成线圈损坏的问题,是业界极需努力的课题。
发明内容
有鉴于上述课题,本发明的目的为提供一种可应用于主动隔振系统的包含音圈致动器的感测驱动模块。本发明包含音圈致动器的感测驱动模块不仅可避免因外力太大而造成线圈损坏的问题,也可降低主动隔振系统的成本支出并增强模块系统整合效能,进而增加产品的竞争力。
为达上述目的,依据本发明的一种音圈致动器,包括一本体座、一盖体、一磁性元件、一动子组件以及一线圈。盖体与本体座连接而形成一容置空间。磁性元件设置于容置空间。动子组件设置于容置空间,并具有一动子、一第一弹性元件及一抵压元件,动子与磁性元件相对而设,并具有一通孔及一第一侧,抵压元件设置于通孔,并具有一第一端及相对第一端的一第二端,第一端为圆弧状,并突出于通孔,第一弹性元件设置于第一侧,并具有一第三端及相对第三端的一第四端,第三端顶抵磁性元件,第四端位于通孔内,并抵顶第二端。线圈环设于磁性元件的外围,并与动子连接。
为达上述目的,依据本发明的一种感测驱动模块,包括一音圈致动器以及一加速规。音圈致动器具有一本体座、一盖体、一磁性元件、一动子组件以及一线圈。盖体与本体座连接而形成一容置空间。磁性元件设置于容置空间。动子组件设置于容置空间,并具有一动子、一第一弹性元件及一抵压元件,动子与磁性元件相对而设,并具有一通孔及一第一侧,抵压元件设置于通孔,并具有一第一端及相对第一端的一第二端,第一端为圆弧状,并突出于通孔,第一弹性元件设置于第一侧,并具有一第三端及相对第三端的一第四端,第三端顶抵磁性元件,第四端位于通孔内,并抵顶抵压元件的第二端。线圈环设于磁性元件的外围,并与动子连接。加速规与音圈致动器紧密配合;其中,加速规用于测量一轴向的振动而输出一振动讯号,而音圈致动器依据振动讯号控制动子组件运动以产生抑制所述轴向振动的控制力。
在一实施例中,音圈致动器更包括一轭铁及一定位架。轭铁设置于容置空间,并环设于磁性元件的外围,且线圈位于磁性元件与轭铁之间。定位架与盖体及轭铁连接,且动子组件位于定位架的内侧。
另外,音圈致动器更包括一支撑元件及一迫紧元件。支撑元件环设于动子的外围,并分别与动子及定位架连接。迫紧元件设置于定位架的内侧,且支撑元件夹设于定位架与迫紧元件之间。
在一实施例中,动子组件更具有一圆珠、一锁固元件及一第二弹性元件,动子的至少一侧边上具有一贯穿孔,圆珠设置于贯穿孔内,并顶抵抵压元件侧面的一凹槽,锁固元件设置于贯穿孔,并与贯穿孔紧密配合,第二弹性元件设置于圆珠与锁固元件之间。
在一实施例中,加速规具有一底座、一质量块、至少三弹性元件组、一压电元件及一第一阻尼元件,底座于轴向上设置有一抵压部,质量块具有一第一侧及相对第一侧的一第二侧,各些弹性元件组包含一第一弹性元件、一第二弹性元件及一预压调整元件,第一弹性元件设置于质量块的第一侧,第二弹性元件设置于质量块的第二侧,且预压调整元件穿设第一弹性元件、质量块及第二弹性元件,压电元件设置于质量块与底座之间,并具有朝向抵压部的一第一侧及相对第一侧的一第二侧,第一阻尼元件设置于压电元件的至少其中一侧,且当质量块于轴向发生一位移时,底座的抵压部使压电元件产生一形变。
在一实施例中,音圈致动器的本体座的一侧具有至少三个突出部及一凹部,加速规与凹部紧密结合,且所述突出部均匀配置于所述侧。
承上所述,因本发明的包含音圈致动器的感测驱动模块中,加速规与音圈致动器紧密配合;另外,音圈致动器的盖体与本体座连接而形成一容置空间,且动子组件的抵压元件的第一端为圆弧状,并突出于通孔,而第一弹性元件的第三端顶抵磁性元件,第一弹性元件的第四端位于通孔内,并抵顶抵压元件的第二端,且线圈环设于磁性元件的外围,并与动子连接;此外,加速规用于测量一轴向的振动讯号并回馈至控制器进行运算,再输出控制讯号至音圈致动器以产生抑制所述轴向振动的控制力。透过以上的结构配置,使得本发明的包含音圈致动器的感测驱动模块不仅可避免因外力太大而造成线圈损坏的问题,也可降低主动隔振系统的成本支出并增强模块系统整合效能,进而增加产品的竞争力。
附图说明
图1A至图1C分别为本发明较佳实施例的一种感测驱动模块的组合示意图、分解示意图及剖视示意图。
图2A至2C分别为一种加速规的立体示意图、剖视示意图及分解示意图。
图3A至图3C分别为本发明较佳实施例的一种音圈致动器的立体示意图、剖视示意图及分解示意图。
具体实施方式
以下将参照相关附图,说明依本发明较佳实施例的包含音圈致动器的感测驱动模块,其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图1A至图1C所示,其分别为本发明较佳实施例的一种感测驱动模块1的组合示意图、分解示意图及剖视示意图。
感测驱动模块1可应用于一主动隔振系统,并包括一加速规2及一音圈致动器3。其中,加速规2可用于测量某一轴向的振动所产生的加速度而输出一振动讯号,并回馈至主动隔振系统的控制器进行运算,再输出控制讯号至音圈驱动器3产生抑制所述轴向振动的控制力。在一些实施例中,主动隔振系统可包含复数组感测驱动模块1,这些组感测驱动模块1可分别安装于X轴、Y轴及Z轴的方向上,利用至少三个方向的加速规2可分别量测三轴的加速度,再利用对应的至少三个音圈致动器3输出三个轴向的反向作用力,可分别抑制三个轴向的振动,以抑制待测物品或是欲隔振物品使其减少振动。本发明所提出的感测驱动模块1亦可应用于工业生产线监控、地震监测、半导体与光电厂房地板微振动量测,或其它的振动抑制上,并不限制应用领域。
本实施例的音圈致动器3具有一本体座30,而加速规2与音圈致动器3为紧密配合。其中,本体座30的一侧30a具有至少三个突出部301及一凹部302,而加速规2与凹部302紧密结合。于此,紧密结合是表示,加速规2是紧密地置放并连结于凹部302。另外,为了增加连接强度,更可透过至少一连接元件S1(例如螺丝)穿过本体座30的一通孔而锁固于加速规2上,以加强结合强度。此外,本实施例的突出部301的数量为3,并均匀配置于本体座30的所述侧30a。透过突出部301的设置,可使加速规2容易组装在音圈致动器3的凹部302内,亦使加速规2可容易从音圈致动器3分离出。
以下请参照相关图示,以详细说明加速规2及音圈致动器3的结构。
请参照图2A至2C所示,其分别为一种加速规2的立体示意图、剖视示意图及分解示意图。
本实施例的加速规2的设计得以量测其本身的自然频率的1/3以下频率的振动,且在刚性元件26采用铜薄片的情况下可量测的范围较佳为1Hz至40Hz之间。
本实施例的加速规2可用于测量一轴向的加速度。换言之,加速规2为一单轴加速规,例如设置于X-Y平面(水平面)的加速规可特别量测到Z方向(垂直方向)的加速度运动。当然,设置于X-Z平面的加速规可特别量测到Y轴的加速度运动,以此类推。
加速规2包括一底座20、一质量块21、至少三组弹性元件组22、一压电元件23以及一第一阻尼元件24。
底座20于轴向上(Z方向上)设置有抵压部202。故抵压部202设置的方向须与加速规2欲量测的加速度方向同方向。虽然本实施例的抵压部202为锁扣于底座20的态样(抵压部202可为顶针或螺钉),但在不同的实施例中,抵压部202与底座20亦可整合成单一构件的形式,且抵压部202的形状仅须凸出于底座20表面且能够对压电元件23的局部产生抵压即可。另外,抵压部202的形状可为圆柱状、长方柱、六脚柱等,其形状亦不以本实施例的图面的形状、配置为限制。
为了详细界定各元件的位置,设置于底座20上方的质量块21可至少具有第一侧21a及第二侧21b,且第一侧21a与第二侧21b为相对侧,而质量块21的第一侧21a邻近底座20。
各所述弹性元件组22分别包括一第一弹性元件221、一第二弹性元件222以及一预压调整元件223。第一弹性元件221具有第一端221a及第二端221b,且第一端221a与第二端221b为相对的两端。第二弹性元件222具有第一端222a及第二端222b,且第一端222a与第二端222b为相对的两端。其中,第一弹性元件221设置于质量块21的第一侧21a,且第二弹性元件222设置于质量块21的第二侧21b。另外,预压调整元件223穿设第一弹性元件221、质量块21及第二弹性元件222。其中,各预压调整元件223与各弹性元件221、222对应配设,并依序穿过质量块21、各弹性元件221、222以及底座20。透过第一弹性元件221、第二弹性元件222的配置,底座20与质量块21可同时、同轴的运动,并提供精确的振动讯号。使用者可透过调整预压调整单元223与底座20的距离,间接地使质量块21压缩弹性元件221、222,使得弹性元件组22的第一弹性元件221、第二弹性元件222被预压,藉以微调质量块21与底座20之间的间距,并使抵压部202顶抵至预设的位置。
此外,预压调整单元223亦可使底座20的抵压部202对压电元件23预压。当压电元件23施加一定的预压力后,得以确保在量测过程中压电元件23始终受到作用力(不会产生压电元件23与抵压部202脱离导致无法量测到振动的情况),故可降低量测的误差。须注意的是,此预压的调整可能会依据不同的材料以及结构有所调整,若预压深度太浅则可能会使得抵压部202在量测的过程无法接触压电元件23,导致量测数据不正确;但若预压太深则会造成压电元件23呈现塑性变形(Plasticdeformation)或者破裂。本实施例采用抵压部202对压电元件23预压距离例如为0.75mm。
补充说明的是,本实施例的三个弹性元件组22的高度相同、且分别间隔地、均匀地设置,使得弹性元件组22得以提供质量块21一个Z方向(垂直方向)的力(反言之,这些弹性元件组22各自受到的质量块21的荷重亦是相同的),且得以使得质量块21的与底座20平行设置。故,若其它实施态样的弹性元件组22的数量有所调整时,其配置亦应使质量块21可均匀的受力以及使质量块21能够与底座20平行配置。
除了配置上的安排以外,本实施例的所述弹性元件组22的两端均是切平。简言之,各第一弹性元件221与第二弹性元件222分别与质量块21与底座20相接触的两端皆切平使得质量块21得以平行底座20地设置,亦可增加整体量测的精确度。详细而言,此处的切平是指弹性元件221、222依据质量块21、底座20的表面切平,以使弹性元件221、222与切平处垂直。另外,在一未受力的状态下,第一弹性元件221将会使质量块21呈现一合力为零的状态(质量块21可悬浮)。此外,本实施例的第一弹性元件221与第二弹性元件222各为一弹簧,且为长度相同的弹簧,但于其它实施例中亦可为弹片或是其它等效弹性元件,不以本实施例为限制。
为了搭配上述的弹性元件组22,本实施例的加速规2更可包括至少三个固定元件251、至少三个第一固定座252、至少三个第二固定座253及至少三个第三固定座254,以供所述弹性元件组22设置。于此,仍以三个固定元件251、三个第一固定座252、三个第二固定座253及三个第三固定座254,以搭配3个弹性元件组22为例。
所述第一固定座252设置于质量块21的第二侧21b,所述第二固定座253设置于质量块21的第一侧21a,且所述第三固定座254设置于底座20朝向质量块21的一侧。本实施例的第一固定座252、第二固定座253及第三固定座254虽可与质量块21或底座20整合成单一构件,但在不同实施态样也可为独立于质量块21或是底座20的形式,不以本案的图面为限制。
详细而言,第二弹性元件222的第一端222a会套设于固定元件251,第一弹性元件221则会被夹设于第二固定座253与第三固定座254之间,第二弹性元件222夹设于固定元件251与第一固定座252之间。另外,预压调整元件223穿设固定元件251、第二弹性元件222、第一固定座252、第二固定座253、第一弹性元件221以及第三固定座254。
固定元件251、第一固定座252、第二固定座253及第三固定座254设置的目的在于使得弹性元件组22装设的位置不会偏移,且于量测加速度的过程中,弹性元件组22亦不会产生额外的位移或歪斜,也可降低弹性元件组22量测过程的摆动效应,以确保量测到的数据更为精准。
压电元件23设置于质量块21与底座20之间。详细而言,压电元件23具有第一侧23a及相对第一侧23a的第二侧23b,且压电元件23的第一侧23a相对于抵压部202而设置。
下表为可能选用的压电元件23及其材料参数,但不以这些压电元件的种类为限制。
此外,本实施例的加速规2更可包括一刚性元件26(例如为一个金属薄片),刚性元件26设置于压电元件23的第二侧23b。刚性元件26的设置目的在于增加压电元件23的刚性。例如可将刚性元件26贴附于压电元件23被抵压的相对侧(可透过一环氧树脂将刚性元件26贴附于压电元件23的负极端),增加压电元件23的刚性,避免压电元件23破损。刚性元件26的另一设置目的是增加质量块21支撑的刚性。因此,当质量块21的支撑刚性增加后,将会一并的提升加速规2整体的自然频率,使得加速规2可量测的频宽亦会增加。此外,加速规2更可透过增减刚性元件26的厚度或是数量来调整加速规2整体的自然频率。
再说明的是,虽本实施例以一个压电元件23及一个刚性元件26为例,但亦可依据不同的需求将一个压电元件23与不同数量的刚性元件26迭合,以达到不同的量测目的。下表为可能的实验例,且其中表格中的「厚度」为刚性元件26与压电元件23迭加后的厚度。另外,表格内所述的刚性元件26为薄铜片。
另外,第一阻尼元件24贴附于压电元件23的第一侧23a。换言之,本实施例的第一阻尼元件24设置于质量块21与底座20之间,且设置于压电元件23的第一侧23a。详细而言,第一阻尼元件24是设置于压电元件23与底座20的抵压部202之间。第一阻尼元件24的材料可为橡胶、硅胶、弹性聚合物或其组合物所构成,但不以所述材料为限制。实际的第一阻尼元件24的材料选用将会依据不同的需求而有所调整。第一阻尼元件24除了可调整加速规2整体的阻尼系数外,亦可增加整体的阻尼系数,使得响应的频率更驱平缓,故可量测的频宽范围会变大。另外,第一阻尼元件24亦可作为隔绝底座20的抵压部202直接接触压电元件23,避免压电元件23发生短路或是损害之用。
在不同的实施例中,第一阻尼元件24及刚性元件26也可设置于压电元件23的第二侧23b(图未示)。进一步而言,第一阻尼元件24可设置于刚性元件26之上(相当于刚性元件26设置在第一阻尼元件24与压电元件23之间),其可抑制刚性元件26的共振现象。若第一阻尼元件24设置于压电元件23的另一侧23a,则可抑制刚性元件26的共振现象。虽然上述两种设置方式均会影响加速规整体的灵敏度,但均可增加测量的频宽。因此,较佳地,尚须选择适合的阻尼参数(亦即选择适当厚度或软硬度的第一阻尼元件24),以达到所需的灵敏度及频宽。
另外,本实施例的加速规2更可包含一第二阻尼元件24a,第二阻尼元件24a设置于刚性元件26相对于压电元件23的一侧上。于此,第一阻尼元件24设置于压电元件23与抵压部202之间,且第二阻尼元件24a设置于刚性元件26的第二侧26b。换言之,本实施例的刚性元件26的两侧各皆设置一个阻尼元件(即24、24a)。
因此,透过本实施例的配置,可提供一种结构精简(所采用的构件较少)、组装容易,因而使得本实施例的加速规2的成本较为低廉。另外,实际操作加速规2时,当质量块21因振动而于所述轴向上具有一位移时,底座20的抵压部202将使压电元件23产生一形变。接着,加速规2得以将此形变转换成一个电压讯号(或电荷讯号),并回馈至一控制器(图未示)进行运算,再输出一控制讯号至音圈致动器3产生抑制轴向振动的控制力。
另外,请参照图3A至图3C所示,其分别为本发明较佳实施例的一种音圈致动器3的立体示意图、剖视示意图及分解示意图。
如上所述,本实施例的音圈致动器3具有一本体座30,而加速规2与音圈致动器3为紧密配合。其中,本体座30的一侧30a具有至少三个突出部301及一凹部302,而加速规2与凹部302紧密结合。另外,为了增加连接强度,更可透过至少一连接元件S1(例如螺丝)穿过本体座30的一通孔而锁固于加速规2上,以加强结合强度。此外,本实施例的突出部301的数量为3,并均匀配置于本体座30的所述侧30a。透过突出部301的设置,可使加速规2容易组装在音圈致动器3的凹部302内,亦使加速规2可容易从音圈致动器3分离出。
另外,音圈致动器3更包括一盖体31、一磁性元件32、一轭铁33、一定位架34、一动子组件35及一线圈36。另外,本实施例的音圈致动器3更包括一支撑元件37及一迫紧元件38。其中,本体座30、盖体31、定位架34、动子组件35及迫紧元件38的材料可为金属(例如铝材或不锈钢),以提高整体的结构强度。
如图3B所示,盖体31与本体座30连接而形成一容置空间(图3B未标示)。本实施例的盖体31及本体座30的侧面分别对应具有至少一穿孔(图3B未标示),并透过至少一连接元件S2(例如螺丝)穿设于这些穿孔,以将盖体31与本体座30对应锁固而连接。本实施例的连接元件S2的数量为2,当然并以此为限,只要可以将盖体31与本体座30紧密地连接即可。
磁性元件32及轭铁33均设置于所述容置空间内,而线圈36则是位于磁性元件32与轭铁33之间(彼此不直接接触)。于此,如图3C所示,磁性元件32为圆柱状的永久磁铁,而轭铁33为导磁材料所制成,且轭铁33环设于磁性元件32的外围(即磁性元件32位于轭铁33的内圈内),以导引及改变线圈36与磁性元件32产生磁场时的方向。
定位架34与盖体31及轭铁33连接,且定位架34位于盖体31的内侧,而动子组件35则位于定位架34的内侧。于此,轭铁33及磁性元件32位于本体座30、盖体31及定位架34所形成的容置空间内,且是藉由定位架34提供线圈36定位的功能,使得磁性元件32与线圈36之间具有间隙,且线圈36与轭铁33之间亦具有间隙,避免线圈36直接接触轭铁33与磁性元件32。
动子组件35设置于容置空间。本实施例的动子组件35包含一动子351、一第一弹性元件352及一抵压元件353,动子351、第一弹性元件352及抵压元件353位于定位架34的内侧。另外,本实施例的动子组件35更可包含一圆珠354、一锁固元件355及一第二弹性元件356。
动子351与磁性元件32相对而设。于此,相对而设是表示,两者的形状不仅相似(均为圆柱状),且是面对面对应设置。其中,动子351具有一通孔H(图3A及图3B未示)、一第一侧351a及一第二侧351b。第一侧351a为动子351面向磁性元件32的一侧,而第二侧351b为第一侧351a的相对侧。
抵压元件353设置于通孔H,并具有一第一端353a及相对第一端353a的一第二端353b(图3A及图3B未示)。其中,第一端353a为圆弧状,并突出于通孔H。抵压元件353可为一顶杆(或为一顶针),而第一端353a为圆弧状的作用是,可使抵压元件353与对象的接触为点接触,且当抵压元件353与对象接触时,其第一端353a与对象的接触面若不是呈90度垂直的话,可以避免线圈36产生歪斜(偏离Z轴的方向)。
第一弹性元件352设置于动子351的第一侧351a,并具有一第三端352a及相对第三端352a的一第四端352b(图3A及图3B未示)。其中,第三端352a顶抵磁性元件32,且第四端352b位于通孔H内,并抵顶及连接抵压元件353的第二端353b。第一弹性元件352的设置目的在施加于抵压元件353的垂直外力消失时,可提供抵压元件353往外顶的弹力,使动子组件35恢复原状。
线圈36环设于磁性元件32的外围,并与动子组件35连接。在本实施例中,线圈36是绕设于一固定圈361(例如铜圈)的外围,以透过固定圈361与动子351连接。其中,为了加强线圈36与动子351连接的强度,本实施例的动子351与固定圈361的内圈是以黏着胶进行胶合固定。因此,当动子351移动时,可带动固定圈361及线圈36移动。相反得,当固定圈361及线圈36移动时,亦可带动动子351移动。
另外,本实施例的动子351的至少一侧边上具有一贯穿孔h(图3A及图3B未示),且圆珠354设置于贯穿孔h内,并顶抵抵压元件353侧面的一凹槽(由于图面复杂,图3B的凹槽并未标示代号)。于此,圆珠354例如为一钢珠,藉由嵌入抵压元件353侧面的凹槽内,可增加动子351与抵压元件353连结的强度。另外,锁固元件355亦设置于贯穿孔h内,并与贯穿孔h紧密配合。于此,锁固元件355为一螺丝,且贯穿孔h内具有对应的螺纹,使得锁固元件355可锁固于贯穿孔h内而与贯穿孔h紧密连结。此外,第二弹性元件356设置于圆珠354与锁固元件355之间。于此,第二弹性元件356的一端顶抵圆珠354,其另一端顶抵锁固元件355。因此,透过锁固元件355及第二弹性元件356对圆珠354所施加的侧向力,可固定动子351及抵压元件353的相对位置。
支撑元件37例如为具有弹性的橡胶圈,并环设于动子351的外围,且分别与动子351及定位架34连接,以提供动子组件35移动时的支撑。不过,为了加强支撑元件37与动子351的连接强度,本实施例不仅将支撑元件37的内圈嵌入动子351的外圈内,亦藉由黏着胶将支撑元件37与动子351黏合,使支撑元件37可固定在动子351与定位架34之间,以提供一支撑的力量。另外,迫紧元件38设置于定位架34的内侧,而支撑元件37则夹设于定位架34与迫紧元件38之间。于此,迫紧元件38为一迫紧圈,并设置于定位架34的内侧,使得迫紧元件38及定位架34可夹住支撑元件37的外圈,以透过支撑元件37固定动子351及线圈36与定位架34的相对位置。
承上,在本实施例中,如图3B所示,透过锁固元件355、第二弹性元件356及圆珠354所施加的侧向力,可固定动子351及抵压元件353的相对位置,使抵压元件351因垂直方向(Z轴方向)所受外力太大而超过音圈致动器3所能承受的临界力时,动子组件35可藉由第一弹性元件352往磁性元件32的方向内缩,避免因动子351往内缩而带动线圈36移动时,线圈36撞击磁性元件32或轭铁33而损坏,达到安全保护的效果。
另外,当加速规2测得所述轴向的振动并回馈至控制器进行运算后,会输出控制讯号至音圈致动器3以产生抑制所述轴向振动的控制力。于此,当音圈致动器3依据所述振动讯号(控制讯号)需要输出反向的作用力以抑制所述轴向(例如Z轴方向)的振动时,磁性元件32与线圈36会因磁力的交互作用产生相对移动,由于磁性元件32固定在轭铁33上,故线圈36(及固定圈361)则会产生上、下的位移(平衡Z轴的振动),藉此带动动子351上下移动来抑制所述轴向的振动。
值得一提的是,音圈致动器3若用以抑制Z轴的振动时,由于动子351为水平方向(例如X-Y平面)置放,因此动子351比较不会发生横向倾斜的问题。但是,当要平衡水平方向的振动时,动子351的置放方向为直立,因此,动子351未受力时不可以倾斜,否则就会有横向倾斜的问题产生,造成动子351移动以抑制外力振动时会产生误差,影响主动隔振系统的精确度。因此,本实施例是透过精确的模拟计算后设计及控制动子351的重心分配,藉此可解决动子351横向倾斜的问题。
综上所述,因本发明的包含音圈致动器的感测驱动模块中,加速规与音圈致动器紧密配合;另外,音圈致动器的盖体与本体座连接而形成一容置空间,且动子组件的抵压元件的第一端为圆弧状,并突出于通孔,而第一弹性元件的第三端顶抵磁性元件,第一弹性元件的第四端位于通孔内,并抵顶抵压元件的第二端,且线圈环设于磁性元件的外围,并与动子连接;此外,加速规用于测量一轴向的振动讯号并回馈至控制器进行运算,再输出控制讯号至音圈致动器以产生抑制所述轴向振动的控制力。透过以上的结构配置,使得本发明的包含音圈致动器的感测驱动模块不仅可避免因外力太大而造成线圈损坏的问题,也可降低主动隔振系统的成本支出并增强模块系统整合效能,进而增加产品的竞争力。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于后附的权利要求中。
Claims (10)
1.一种音圈致动器,包括:
一本体座;
一盖体,与所述本体座连接而形成一容置空间;
一磁性元件,设置于所述容置空间;
一动子组件,设置于所述容置空间,并具有一动子、一第一弹性元件及一抵压元件,所述动子与所述磁性元件相对而设,并具有一通孔及一第一侧,所述抵压元件设置于所述通孔,并具有一第一端及相对所述第一端的一第二端,所述第一端为圆弧状,并突出于所述通孔,所述第一弹性元件设置于所述第一侧,并具有一第三端及相对所述第三端的一第四端,所述第三端顶抵所述磁性元件,所述第四端位于所述通孔内,并抵顶所述第二端;以及
一线圈,环设于所述磁性元件的外围,并与所述动子连接。
2.如权利要求第1项所述的音圈致动器,更包括:
一轭铁,设置于所述容置空间,并环设于所述磁性元件的外围,且所述线圈位于所述磁性元件与所述轭铁之间;及
一定位架,与所述盖体及所述轭铁连接,且所述动子组件位于所述定位架的内侧。
3.如权利要求第2项所述的音圈致动器,更包括:
一支撑元件,环设于所述动子的外围,并分别与所述动子及所述定位架连接;及
一迫紧元件,设置于所述定位架的内侧,且所述支撑元件夹设于所述定位架与所述迫紧元件之间。
4.如权利要求第3项所述的音圈致动器,其中所述动子组件更具有一圆珠、一锁固元件及一第二弹性元件,所述动子的至少一侧边上具有一贯穿孔,所述圆珠设置于所述贯穿孔内,并顶抵所述抵压元件侧面的一凹槽,所述锁固元件设置于所述贯穿孔,并与所述贯穿孔紧密配合,所述第二弹性元件设置于所述圆珠与所述锁固元件之间。
5.一种感测驱动模块,包括:
一音圈致动器,具有:
一本体座;
一盖体,与所述本体座连接而形成一容置空间;
一磁性元件,设置于所述容置空间;
一动子组件,设置于所述容置空间,并具有一动子、一第一弹性元件及一抵压元件,所述动子与所述磁性元件相对而设,并具有一通孔及一第一侧,所述抵压元件设置于所述通孔,并具有一第一端及相对所述第一端的一第二端,所述第一端为圆弧状,并突出于所述通孔,所述第一弹性元件设置于所述第一侧,并具有一第三端及相对所述第三端的一第四端,所述第三端顶抵所述磁性元件,所述第四端位于所述通孔内,并抵顶所述第二端;及
一线圈,环设于所述磁性元件的外围,并与所述动子连接;以及
一加速规,与所述音圈致动器紧密配合,所述加速规用于测量一轴向的振动而输出一振动讯号,
其中,所述音圈致动器依据所述振动讯号控制所述动子组件运动以抑制所述轴向的振动。
6.如权利要求第5项所述的感测驱动模块,其中所述加速规具有一底座、一质量块、至少三弹性元件组、一压电元件及一第一阻尼元件,所述底座于所述轴向上设置有一抵压部,所述质量块具有一第一侧及相对所述第一侧的一第二侧,各所述弹性元件组包含一第一弹性元件、一第二弹性元件及一预压调整元件,所述第一弹性元件设置于所述质量块的所述第一侧,所述第二弹性元件设置于所述质量块的所述第二侧,且所述预压调整元件穿设所述第一弹性元件、所述质量块及所述第二弹性元件,所述压电元件设置于所述质量块与所述底座之间,并具有朝向所述抵压部的一第一侧及相对所述第一侧的一第二侧,所述第一阻尼元件设置于所述压电元件的至少其中一侧,且当所述质量块于所述轴向发生一位移时,所述底座的所述抵压部使所述压电元件产生一形变。
7.如权利要求第5项所述的感测驱动模块,其中所述音圈致动器更具有一轭铁及一定位架,所述轭铁设置于所述容置空间,并环设于所述磁性元件的外围,且所述线圈位于所述磁性元件与所述轭铁之间,所述定位架与所述盖体及所述轭铁连接,且所述动子组件位于所述定位架的内侧。
8.如权利要求第7项所述的感测驱动模块,其中所述音圈致动器更具有一支撑元件及一迫紧元件,所述支撑元件环设于所述动子的外围,并分别与所述动子及所述定位架连接,所述迫紧元件设置于所述定位架的内侧,且所述支撑元件夹设于所述定位架与所述迫紧元件之间。
9.如权利要求第8项所述的感测驱动模块,其中所述动子组件更具有一圆珠、一锁固元件及一第二弹性元件,所述动子的至少一侧边上具有一贯穿孔,所述圆珠设置于所述贯穿孔内,并顶抵所述抵压元件侧面的一凹槽,所述锁固元件设置于所述贯穿孔,并与所述贯穿孔紧密配合,所述第二弹性元件设置于所述圆珠与所述锁固元件之间。
10.如权利要求第6项所述的感测驱动模块,其中所述本体座的一侧具有至少三个突出部及一凹部,所述加速规与所述凹部紧密结合,且所述突出部均匀配置于所述侧。
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