JP5283512B2 - 熱効率のよいマイクロモータ - Google Patents
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Description
先行技術の電気機械アクチュエータデバイス、特に内部電極を用いるデバイスの一般的な問題は、作動しない電気機械材料の一ゾーンが前記作動部の表面に形成されることである。これら「デッド」ゾーンは、作用的に前記動きに役立つことができる前記容積を減少し、さらに如何なる変形の効力もなくすであろう。前記励起の効率は、それによって厳しく減少され、大きな熱発生を引き起こすことになる。
図1は、電気機械アクチュエータ2の複数の電気機械作動部10の媒介で動作する電気機械モータ1を概略的に表示する。前記作動部10は、後部3から概して縦長の形状によって伸びている。可動体4の相互作用面5は、前記電気機械的アクチュエータ2と機械的に接触して配置される。典型的には、可動体4及び電気機械アクチュエータ2は、スプリング手段(図示せず)によって接触が保たれている。制御電子回路30は、前記作動部10内の電気機械的に作動する物質を作動させるための電気信号を供給するために電気機械アクチュエータ2に接続されている。前記作動部10は、前記後部3の第1側部8に第1端6を付着し、第1方向15内でそれぞれが間隔をおいて平行に配置されたバイモルフとして配置されている。作動部は、少なくともその間にスリット21をとっておくように相互に小間隔で配置されている。スリット21は、典型的には、充填されていないが、特別な応用例では、どんな物質的な度合いでも作動部10の動きを制限することがない柔軟な材料で充填される。前記作動部10及び後部3は、一つの単体として製造される。前記バイモルフは、第2端部7、すなわち、前記作動部先端が、前記第1方向15に沿って、及び前記作動部10の範囲17に沿って、動きを提供するように配置される。それによって、可動体4は、前記電気機械アクチュエータ2に関連して第1方向15に動くことができる。前記電気機械アクチュエータ2は、前記作動部10によって構成されたその「脚」で「ステップ」を行う。
Claims (12)
- 後部(3)と、
概して縦長の形状を有する、電気機械的に作動する物質(34)の少なくとも二つの作動部10と、
前記電気機械的に作動する物質(34)は、電界が加えられると自ら形状変化を引き起こし、
前記少なくとも二つの作動部(10)は前記後部(3)の第1側(8)に第1端(7)が取り付けられ、可動体が移動される方向である第1の方向(15)内で相次いで相互に並行に配置されて、単一の共通部を形成し、
バイモルフ構造(32)の前記電気機械的に作動する物質(34)を作動させるために、前記電界を前記電気機械的に作動する物質(34)に加えるように、前記電気機械的に作動する物質(34)内部に配置される内部電極層(12A−E)と、
前記作動部(10)の前記第1端(6)の反対側の第2端(7)を動作可能にする前記バイモルフ構造(32)は、前記作動部(10)の長手方向(17)はもちろん前記第1方向(15)に沿って動くために、
前記内部電極層(12A−E)は前記第1方向(15)に実質的に垂直に向けられる概して平坦な2次元形状を有し、
前記後部の外面に対する前記形状変化の間、前記電気機械的に作動する物質内で発生される熱を熱伝導する熱伝達手段であり、前記作動部(10)の主部に渡り、さらに前記後部(3)内に入るまで連続的に拡張し、それによって作動部(10)及び後部(3)を通して連続的な熱経路を生成する前記内部電極層(12A−E)を備える熱伝達手段をさらに備え、
前記熱伝達手段は、前記内部電極層(12A−E)に熱伝導するように配置されるヒートシンク(38)をさらに備える、電気機械アクチュエータ(2)。 - 少なくとも一つの前記内部電極(12A−E)は前記少なくとも二つの作動部(10)の前記第2端(7)と前記後部(3)の前記第1側(8)の反対の第2側(9)との間の全ての範囲に実質的に拡張することを特徴とする請求項1記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記内部電極(12A−E)は、前記少なくとも二つの作動部(10)内にて、前記電気機械的に作動する物質(34)によって囲まれていることを特徴とする請求項1又は2記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記内部電極(12A−E)の最も外側は、100マイクロメータを下回る厚さを有する電気機械的に作動する材料(34)の表面層によって覆われていることを特徴とする請求項3記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記電気機械的に作動する物質(34)を作動させるために前記少なくとも二つの作動部(10)の表面に設けられる表面電極層をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記内部及び/又は表面電極層(12A−E)は、前記後部(3)の表面(9,11,13)にいくつかの接触部(36)を形成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記接触部(36)の少なくとも一つは前記後部(3)の前記第2側(9)に設けられることを特徴とする請求項6記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記接触部(36)の少なくとも一つは前記後部(3)の前記第2側(9)とは異なる表面(11,13)に設けられることを特徴とする請求項6又は7記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記内部電極層(12A−E)は、前記作動部(10)をできるだけ広く覆い、それによって側部で前記電気機械的に作動する物質(34)が作動しない部分を最小とするようにし、さらに前記後部(3)では、不要材料を励起しない制限領域を有し、かつ後部(3)の曲がりを避け、
それによって不要な熱の生成を避けることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電気機械アクチュエータ。 - 前記少なくとも二つの作動部(10)の第1端(6)に設けられる駆動パッド(50,52)をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記駆動パッド(50,52)は前記少なくとも二つの作動部(10)の前記第1端(6)を基準にして非対称であることを特徴とする請求項10記載の電気機械アクチュエータ。
- 前記請求項1乃至11のいずれかに係る電気機械アクチュエータ(2)と、
前記電気機械アクチュエータ(2)と機械的に接触するように配置される可動体(4)と、
前記電気機械的に作動する物質(34)の作動用電気信号を供給するために前記電気機械アクチュエータ(2)に接続される制御電気回路(30)と
を備える電気機械モータ(1)。
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