CN209571966U - 摩擦驱动致动器及其缓冲支架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种摩擦驱动致动器及其缓冲支架。缓冲支架为一体成形的单件式构造、且包括用以安装于压电组件的基部、自基部延伸的第一弹性臂、与第一弹性臂呈平行地间隔设置的第二弹性臂以及连接第一弹性臂与第二弹性臂的连接臂。第二弹性臂的抵接端部与基部之间的距离大于第一弹性臂的第一自由端部与基部之间的距离，第二弹性臂的第二自由端部邻近但未接触于所述基部。连接臂连接于邻近第一自由端部的第一弹性臂部位以及连接于邻近第二自由端部的第二弹性臂部位。据此，摩擦驱动致动器通过缓冲支架的结构设计以具备有多个支撑点，来提供适合摩擦驱动致动器的缓冲效果，进而有效地提升摩擦驱动致动器的效能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种致动器，尤其涉及一种摩擦驱动致动器及其缓冲支架。
背景技术
在现有摩擦驱动致动器中，在压电组件与被驱动件之间大都是以可挠性片搭配制式弹簧来作衔接。然而，上述制式弹簧的结构属于泛用类型，并非是针对摩擦驱动致动器来设计，因而使得摩擦驱动致动器的效能尚存有能够进一步提升的空间。再者，上述可挠性片与制式弹簧各存在着生产上的公差，并且可挠性片与制式弹簧的搭配还会产生组装上的公差，上述公差的累积也存在着进一步改良的空间。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本实用新型。
实用新型内容
本实用新型实施例在于提供一种摩擦驱动致动器及其缓冲支架，用来有效地改善现有摩擦驱动致动器所可能产生的缺陷。
本实用新型实施例公开一种摩擦驱动致动器，包括：一驱动模块，包含：一壳体，包含有位于相反两侧的一第一表面与一第二表面，所述壳体于所述第一表面凹设形成有一容置槽，并且所述容置槽包含有彼此相向的一第一内壁与一第二内壁；一压电组件，位于所述容置槽内并安装在所述第一内壁上，并且所述压电组件能沿一操作方向形变；一缓冲支架，为一体成形的单件式构造，所述缓冲支架位于所述容置槽内且包含有：一基部，安装于所述压电组件且面向所述第二内壁；一第一弹性臂，自所述基部沿所述操作方向朝向所述第二内壁延伸所形成，并且所述第一弹性臂的一第一自由端部未接触于所述第二内壁；一连接臂，包含有位于相反端的一第一端部及一第二端部，并且所述第一端部连接于邻近所述第一自由端部的所述第一弹性臂部位；一第二弹性臂，与所述第一弹性臂呈间隔设置、且包含有一抵接端部及一第二自由端部，所述抵接端部顶抵于所述第二内壁，所述第二自由端部邻近但未接触于所述基部；其中，所述连接臂的所述第二端部连接于邻近所述第二自由端部的所述第二弹性臂部位；一摩擦垫，安装于所述第一弹性臂并与所述基部相隔有一距离，并且所述摩擦垫位于所述连接臂的延伸路径上，所述摩擦垫的至少部分突伸出所述容置槽；一被驱动件，包含有平行于所述操作方向的一平滑面，所述驱动模块以所述摩擦垫压抵于所述被驱动件的所述平滑面。
优选地，所述连接臂的所述第一端部与所述第二端部分别垂直地连接于所述第一弹性臂与所述第二弹性臂。
优选地，所述第一弹性臂的厚度、所述第二弹性臂的厚度、及所述连接臂的厚度各是介于0.2毫米(mm)～0.3毫米。
优选地，所述缓冲支架包含有相连于所述第一弹性臂的一第一块状部，所述第一块状部位于所述基部与所述连接臂之间，并且所述第一块状部分别与所述基部与所述连接臂呈间隔设置。
优选地，相连于所述第一块状部的所述第一弹性臂部位的长度，其占所述第一弹性臂的总长度的35％～45％；所述第一块状部沿所述操作方向朝向所述连接臂正投影所形成的一投影区域，其覆盖35％～45％的所述连接臂部位。
优选地，所述缓冲支架包含有的一第二块状部，并且所述第二块状部相连于所述第二弹性臂的所述抵接端部，所述第二块状部压抵于所述第二内壁。
优选地，相连于所述第二块状部的所述第二弹性臂部位的长度，其占所述第二弹性臂的总长度的15％～25％；所述第二块状部沿所述操作方向朝向所述连接臂正投影所形成的一投影区域，其覆盖55％～65％的所述连接臂部位。
优选地，所述壳体于所述第二表面凹设形成有一嵌合槽，并且所述嵌合槽的槽底连通于所述容置槽；所述驱动模块进一步包含有：一盖体，安装于所述嵌合槽内；一螺丝，螺设于所述盖体内，并且所述螺丝的局部位于所述容置槽内并顶抵于所述第二弹性臂的所述第二自由端部。
本实用新型实施例也公开一种摩擦驱动致动器的缓冲支架，为一体成形的单件式构造，所述缓冲支架包括：一基部，用以安装于一压电组件；一第一弹性臂，自所述基部延伸所形成，并且所述第一弹性臂包含有一第一自由端部；一连接臂，包含有位于相反端的一第一端部及一第二端部，并且所述第一端部连接于邻近所述第一自由端部的所述第一弹性臂部位；一第二弹性臂，与所述第一弹性臂呈平行地间隔设置、且包含有一抵接端部及一第二自由端部，所述抵接端部与所述基部之间的距离大于所述第一自由端部与所述基部之间的距离，所述第二自由端部邻近但未接触于所述基部；其中，所述连接臂的所述第二端部连接于邻近所述第二自由端部的所述第二弹性臂部位。
优选地，所述第一弹性臂的厚度、所述第二弹性臂的厚度、及所述连接臂的厚度各是介于0.2毫米～0.3毫米；所述缓冲支架包含有相连于所述第一弹性臂的一第一块状部，并且所述第一块状部位于所述基部与所述连接臂之间，并且所述第一块状部分别与所述基部与所述连接臂呈间隔设置；所述缓冲支架包含有的一第二块状部，并且所述第二块状部相连于所述第二弹性臂的所述抵接端部。
综上所述，本实用新型实施例所公开的摩擦驱动致动器，其通过缓冲支架的结构设计以具备有多个支撑点(如：基部与压电组件的结合处、第二弹性臂与第二内壁的接合处、连接臂分别与上述第一弹性臂及第二弹性臂的连接处、及第一弹性臂与基部的连接处)，使得所述缓冲支架能够提供适合摩擦驱动致动器的缓冲效果，进而有效地提升摩擦驱动致动器的效能。
再者，本实用新型实施例所公开的缓冲支架为一体成形的单件式构造，所以缓冲支架仅存在着制造公差(制造公差是小于组装公差)，而不会产生制造公差与组装公差之累积，进而提升摩擦驱动致动器的效能。
为能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本实用新型，而非对本实用新型的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本实用新型实施例摩擦驱动致动器的立体示意图。
图2为图1的分解示意图。
图3为图1另一视角的分解示意图。
图4为图1沿剖线IV-IV的剖视示意图。
图5为图4中的部位V的放大示意图。
图6为本实用新型实施例中的缓冲支架与摩擦垫的立体示意图。
图7为图6另一视角的立体示意图。
图8为本实用新型实施例中的缓冲支架的平面示意图。
图9为本实用新型摩擦驱动致动器另一态样的剖视示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图9所示，其为本实用新型的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外形，仅用来具体地说明本实用新型的实施方式，以便于了解本实用新型的内容，而非用来局限本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实施例公开一种摩擦驱动致动器100，其适用于具有高精度要求的定位机构、扫描装置、或显微镜等设备中，但本实用新型不以此为限。其中，所述摩擦驱动致动器100包含有一驱动模块1及能相对于所述驱动模块1移动的一被驱动模块2。需说明的是，本实施例仅各对上述驱动模块1与被驱动模块2内的部分组件作说明；也就是说，所述驱动模块1与被驱动模块2各可以包含有下述组件以外的构件。
如图2和图3所示，所述被驱动模块2包含有一基座21以及安装于上述基座21的一被驱动件22。其中，所述被驱动件22包含有面向上述驱动模块1的一平滑面221，并且所述被驱动件22在本实施例中是以矩形状的一不锈钢条来说明，但本实用新型不受限于此。
如图2和图3所示，所述驱动模块1包含一壳体11、可分离地设置于上述壳体11的一盖体12、螺设于所述盖体12内的一螺丝13、安装于上述壳体11内的一压电组件14与一缓冲支架15、及设置于上述缓冲支架15的一摩擦垫16。
需先说明的是，所述缓冲支架15于本实施例中是以搭配上述组件来说明，但本实用新型不受限于此。举例来说，在本实用新型未绘示的其他实施例中，所述缓冲支架15也可以是单独地运用(如：贩卖)或是搭配其他构件使用。以下将分别说明本实施例驱动模块1的各个组件构造及彼此之间的连接关系。
如图4和图5所示，所述壳体11包含有位于相反两侧的一第一表面111与一第二表面112。其中，所述壳体11于上述第一表面111凹设形成有一容置槽113，用以收容上述压电组件14与缓冲支架15，并且所述容置槽113包含有彼此相向的一第一内壁1131与一第二内壁1132。于本实施例中，上述容置槽113大致呈矩形状，而所述第一内壁1131与第二内壁1132彼此平行，且其位置分别对应于矩形状容置槽113的两个短边，但本实用新型不受限于此。
再者，所述壳体11于上述第二表面112凹设形成有一嵌合槽114，并且所述嵌合槽114的槽底(局部)连通于上述容置槽113；换个角度说，容置槽113的第一内壁1131与第二内壁1132各垂直地相连于嵌合槽114的槽底。于本实施例中，所述嵌合槽114的尺寸大于上述容置槽113，并且嵌合槽114的外形对应于上述盖体12的外形，但本实用新型不以此为限。
如图2和图4所示，所述盖体12可分离地安装于上述壳体11的嵌合槽114内，并且上述盖体12的外表面优选是与壳体11的第二表面112呈共平面设置，而所述盖体12封闭远离第一表面111的容置槽113一侧；也就是说，盖体12的内表面相当于上述容置槽113的槽底。再者，所述螺丝13螺设于上述盖体12内，并且螺丝13的局部位于上述壳体11的容置槽113内。于本实施例中，上述螺丝13优选为一止付螺丝，并且螺丝13是由盖体12的外表面朝向其内表面进行螺锁，但本实用新型不受限于此。
如图3和图4所示，所述压电组件14位于上述壳体11的容置槽113内并安装在所述第一内壁1131上，并且压电组件14是与盖体12的内表面呈间隔地设置。其中，所述压电组件14能沿一操作方向D形变；也就是说，上述压电组件14能够被电压信号影响而沿著操作方向D形变伸长或收缩。
再者，所述操作方向D于本实施例中是垂直于上述第一内壁1131(或第二内壁1132)，并且上述操作方向D平行于所述被驱动件22的平滑面221。另，上述操作方向D于本实施例中也可以进一步视为一操作平面D来看；也就是说，所述被驱动件22的平滑面221平行于上述操作平面D，但本实用新型不以此为限。
如图5至图8所示，所述缓冲支架15为一体成形的单件式构造，并且上述缓冲支架15是由金属、碳纤维、塑料、或其他具有弹性的材质所制成。其中，所述缓冲支架15位于上述壳体11的容置槽113内，并且缓冲支架15安装于压电组件14、并顶抵于第二内壁1132及位于容置槽113内的螺丝13部位，上述缓冲支架15还与所述盖体12的内表面呈间隔地设置。
进一步地说，如图5所示，所述缓冲支架15包含有一基部151、相连于上述基部151的一第一弹性臂152、与第一弹性臂152呈(平行地)间隔设置的一第二弹性臂153、连接上述第一弹性臂152与第二弹性臂153的一连接臂154、相连于所述第一弹性臂152的一第一块状部155、及相连于所述第二弹性臂153的一第二块状部156。
如图5至图8所示，所述基部151安装于上述压电组件14且面向所述第二内壁1132；而于本实施例中，上述基部151大致呈矩形块体、并固定于远离第一内壁1131的压电组件14表面(如：图5中的压电组件14左表面)，所述基部151的外侧缘优选是切齐于压电组件14的外侧缘，但本实用新型不受限于此。
所述第一弹性臂152、第二弹性臂153、及连接臂154于本实施例中皆呈片状，并且上述第一弹性臂152与第二弹性臂153优选是平行于操作方向D，而连接臂154则是垂直于上述操作方向D。其中，所述第一弹性臂152的厚度T152、第二弹性臂153的厚度T153、及连接臂154的厚度T154各是介于0.2毫米(mm)～0.3毫米。
进一步地说，所述第一弹性臂152自上述基部151沿操作方向D朝向所述第二内壁1132延伸所形成，并且所述第一弹性臂152的一第一自由端部1521未接触于所述第二内壁1132。于本实施例中，所述第一弹性臂152垂直地相连于上述基部151的一端，据以共同构成一L形构造；而所述第一弹性臂152的位置是远离上述盖体12、并且切齐于壳体11的第一表面111。
所述第二弹性臂153包含有位于其相反两侧的一抵接端部1531及一第二自由端部1532，所述抵接端部1531顶抵于上述第二内壁1132，所述第二自由端部1532邻近但未接触于所述基部151。也就是说，所述抵接端部1531与基部151之间的距离大于上述第一自由端部1521与基部151之间的距离。再者，所述第二弹性臂153邻近于上述盖体12的内表面，并且位于上述容置槽113内的螺丝13局部顶抵于所述第二弹性臂153的第二自由端部1532。
所述连接臂154包含有位于相反端的一第一端部1541及一第二端部1542，所述第一端部1541连接于邻近上述第一自由端部1521的第一弹性臂152部位，并且所述第二端部1542连接于邻近上述第二自由端部1532的第二弹性臂153部位。于本实施例中，上述连接臂154的第一端部1541与第二端部1542是分别垂直地连接于所述第一弹性臂152与第二弹性臂153，但本实用新型不以此为限。举例来说，所述连接臂154的形状也可以依据设计需求而加以调整或变化，例如：所述连接臂154可以是连续弯曲状的弹性结构。
所述第一块状部155相连于上述第一弹性臂152的内侧表面，并且第一块状部155面向上述第二弹性臂153的第二自由端部1532。换个角度来说，上述第一块状部155是位于所述基部151与连接臂154之间，并且所述第一块状部155分别与上述基部151及连接臂154呈间隔设置。
更详细地说，所述第一弹性臂152能通过上述第一块状部155来强化其结构强度，并且所述第一块状部155的构造能够视实际需求而加以调整变化。于本实施例中，所述第一块状部155大致呈矩形块体、并以下述特定关系搭配于缓冲支架15的其他部位，进而使缓冲支架15能够具备有优选的缓冲效果，但本实用新型不以此为限。相连于所述第一块状部155的第一弹性臂152部位的长度L155，其占所述第一弹性臂152的总长度L152的35％～45％；所述第一块状部155沿上述操作方向D朝向所述连接臂154正投影所形成的一投影区域，其优选是覆盖35％～45％的所述连接臂154部位。
所述第二块状部156相连于上述第二弹性臂153的抵接端部1531(的内侧表面)，并且所述第二块状部156压抵于上述第二内壁1132。于本实施例中，上述第二弹性臂153垂直地相连于上述第二块状部156的一端，据以共同构成一L形构造。换个角度来说，上述第二弹性臂153与第二块状部156所构成的L形构造的内侧角落，其倾斜地面向所述第一弹性臂152与基部151所构成的L形构造的内侧角落。
更详细地说，所述第二弹性臂153能通过上述第二块状部156来强化其结构强度，并且所述第二块状部156的构造能够视实际需求而加以调整变化。于本实施例中，所述第二块状部156大致呈矩形块体、并以下述特定关系搭配于缓冲支架15的其他部位，进而使缓冲支架15能够具备有优选的缓冲效果，但本实用新型不以此为限。相连于所述第二块状部156的第二弹性臂153部位的长度L156，其占所述第二弹性臂153的总长度L153的15％～25％；所述第二块状部156沿所述操作方向D朝向所述连接臂154正投影所形成的一投影区域，其优选是覆盖55％～65％的所述连接臂154部位。
需额外说明的是，于本实施例图5所示的缓冲支架15中，其是以包含有第一块状部155与第二块状部156来说明，但本实用新型不受限于此。举例来说，在本实用新型的其他实施例中，所述缓冲支架15也可以视设计需求而省略上述第一块状部155与第二块状部156的至少其中之一(如：图9)。
如图4和图5所示，所述摩擦垫16安装于上述第一弹性臂152(的外侧表面)并与所述基部151于操作方向D上相隔有一距离。其中，所述摩擦垫16位于上述连接臂154的延伸路径上，并且所述摩擦垫16的至少部分突伸出所述容置槽113(或第一表面111)，以使驱动模块1能以摩擦垫16压抵于上述被驱动件22的平滑面221。
于本实施例中，所述摩擦垫16朝向第二弹性臂153正投影所沿经的区域是覆盖整个所述连接臂154以及部分所述第一块状部155，据以使摩擦垫16能被缓冲支架15有效地支撑。再者，所述摩擦垫16呈矩形且其材质主要为氧化铝，并且邻近上述被驱动件22的摩擦垫16边角于本实施例中皆为倒角设计，据以避免刮伤所述被驱动件22的平滑面221。
需额外说明的是，所述缓冲支架15及摩擦垫16于本实施例中为两件独立的构造，但本实用新型不以此为限。举例来说，于本实用新型未绘示的其他实施例中，所述缓冲支架15及摩擦垫16也可以是一体成形的单件式构造，并且缓冲支架15及摩擦垫16的材质皆为金属，而所述被驱动件22的材质则可以是氧化铝。
[本实用新型实施例的技术效果]
综上所述，本实用新型实施例所公开的摩擦驱动致动器，其通过缓冲支架的结构设计以具备有多个支撑点(如：基部与压电组件的结合处、第二弹性臂与第二内壁的接合处、连接臂分别与上述第一弹性臂及第二弹性臂的连接处、及第一弹性臂与基部的连接处)，使得所述缓冲支架能够提供适合摩擦驱动致动器的缓冲效果，进而有效地提升摩擦驱动致动器的效能。
再者，本实用新型实施例所公开的缓冲支架，其为一体成形的单件式构造，所以缓冲支架仅存在着制造公差(制造公差是小于组装公差)，而不会产生制造公差与组装公差之累积，进而提升摩擦驱动致动器的效能。
另外，本实用新型实施例所公开的缓冲支架，其还能在第一弹性臂及第二弹性臂上增设有第一块状部与第二块状部，据以符合不同的缓冲需求。其中，所述第一块状部与第二块状部于本实施例中还提供有相较于缓冲支架其他部位的优选配置方式，据以使缓冲支架能够具备有优选的缓冲效果。
此外，本实用新型实施例所公开的摩擦驱动致动器，其通过盖体可分离地安装于壳体内，据以便于进行驱动模块的内部构件维修与保养。
以上所述仅为本实用新型的优选可行实施例，并非用来局限本实用新型的保护范围，凡依本实用新型专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种摩擦驱动致动器，其特征在于，所述摩擦驱动致动器包括：
一驱动模块，包含：
一壳体，包含有位于相反两侧的一第一表面与一第二表面，所述壳体于所述第一表面凹设形成有一容置槽，并且所述容置槽包含有彼此相向的一第一内壁与一第二内壁；
一压电组件，位于所述容置槽内并安装在所述第一内壁上，并且所述压电组件能沿一操作方向变形；
一缓冲支架，为一体成形的单件式构造，所述缓冲支架位于所述容置槽内且包含有：
一基部，安装于所述压电组件且面向所述第二内壁；
一第一弹性臂，自所述基部沿所述操作方向朝向所述第二内壁延伸所形成，并且所述第一弹性臂的一第一自由端部未接触于所述第二内壁；
一连接臂，包含有位于相反端的一第一端部及一第二端部，并且所述第一端部连接于邻近所述第一自由端部的所述第一弹性臂部位；及
一第二弹性臂，与所述第一弹性臂呈间隔设置，且包含有一抵接端部及一第二自由端部，所述抵接端部顶抵于所述第二内壁，所述第二自由端部邻近但未接触于所述基部；其中，所述连接臂的所述第二端部连接于邻近所述第二自由端部的所述第二弹性臂部位；及
一摩擦垫，安装于所述第一弹性臂并与所述基部相隔有一距离，并且所述摩擦垫位于所述连接臂的延伸路径上，所述摩擦垫的至少部分突伸出所述容置槽；以及
一被驱动件，包含有平行于所述操作方向的一平滑面，所述驱动模块的所述摩擦垫压抵于所述被驱动件的所述平滑面。
2.根据权利要求1所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，所述连接臂的所述第一端部与所述第二端部分别垂直地连接于所述第一弹性臂与所述第二弹性臂。
3.根据权利要求1所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，所述第一弹性臂的厚度、所述第二弹性臂的厚度及所述连接臂的厚度均介于0.2毫米～0.3毫米之间。
4.根据权利要求1所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，所述缓冲支架包含有连接于所述第一弹性臂的一第一块状部，所述第一块状部位于所述基部与所述连接臂之间，并且所述第一块状部分别与所述基部和所述连接臂呈间隔设置。
5.根据权利要求4所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，连接于所述第一块状部的所述第一弹性臂部位的长度，其占所述第一弹性臂的总长度的35％～45％；所述第一块状部沿所述操作方向朝向所述连接臂正投影所形成的一投影区域，其覆盖35％～45％的所述连接臂部位。
6.根据权利要求4所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，所述缓冲支架包含有一第二块状部，并且所述第二块状部连接于所述第二弹性臂的所述抵接端部，所述第二块状部压抵于所述第二内壁。
7.根据权利要求6所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，连接于所述第二块状部的所述第二弹性臂部位的长度，其占所述第二弹性臂的总长度的15％～25％；所述第二块状部沿所述操作方向朝向所述连接臂正投影所形成的一投影区域，其覆盖55％～65％的所述连接臂部位。
8.根据权利要求1所述的摩擦驱动致动器，其特征在于，所述壳体于所述第二表面凹设形成有一嵌合槽，并且所述嵌合槽的槽底连通于所述容置槽；
所述驱动模块进一步包含有：
一盖体，安装于所述嵌合槽内；及
一螺丝，螺设于所述盖体内，并且所述螺丝的局部位于所述容置槽内并顶抵于所述第二弹性臂的所述第二自由端部。
9.一种摩擦驱动致动器的缓冲支架，其特征在于，所述缓冲支架为一体成形的单件式构造，所述缓冲支架包括：
一基部，用以安装于一压电组件；
一第一弹性臂，自所述基部延伸所形成，并且所述第一弹性臂包含有一第一自由端部；
一连接臂，包含有位于相反端的一第一端部及一第二端部，并且所述第一端部连接于邻近所述第一自由端部的所述第一弹性臂部位；以及
一第二弹性臂，与所述第一弹性臂呈平行地间隔设置，且包含有一抵接端部及一第二自由端部，所述抵接端部与所述基部之间的距离大于所述第一自由端部与所述基部之间的距离，所述第二自由端部邻近但未接触于所述基部；其中，所述连接臂的所述第二端部连接于邻近所述第二自由端部的所述第二弹性臂部位。
10.根据权利要求9所述的摩擦驱动致动器的缓冲支架，其特征在于，所述第一弹性臂的厚度、所述第二弹性臂的厚度以及所述连接臂的厚度均介于0.2毫米～0.3毫米；所述缓冲支架包含有连接于所述第一弹性臂的一第一块状部，并且所述第一块状部位于所述基部与所述连接臂之间，并且所述第一块状部分别与所述基部与所述连接臂呈间隔设置；所述缓冲支架包含有一第二块状部，并且所述第二块状部连接于所述第二弹性臂的所述抵接端部。
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