JP7287438B2 - Memsデバイス用の早期衝突モーションリミッタ - Google Patents
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Description
図2a~図2bおよび図3a~図3bは、モーションリミッタが、1つの長尺レバーの端部にストッパを1つのみ含むシングルレバーの実施形態を示す。図2a~図2bおよび図3a~図3bに示した実施形態において、連結構造体は、縦方向に剛性を有する構造体として示した。しかしながら、連結構造体は、代替的に、縦方向に可撓性を有する構造体にすることもできるであろう(この選択肢は、図1a~図1cに概略的に示したが、図2a~図2bおよび図3a~図3bには示していない)。
SG<LG×(1+A/B)
D=SG/(1+A/B)
これは、ロータが限界寸法と等しい距離を動く前でもモーションリミッタが動作し得る理由を説明している。例えば、休止位置のストッパ・ギャップ283の幅SGを限界寸法CDと等しくする場合、第1デバイス部と第2デバイス部とのロータ・ステータ・ギャップが、CDより小さい距離Dだけ減少すると、モーションリミッタは接触する。
D=CD/(1+A/B)
モーションリミッタは、当然、すべてのギャップが、限界寸法よりはるかに大きい幅を有するデバイスでも使用することができる。上式は、モーションリミッタがどれくらい早くトリガされるかを示す。
図4a~図4b、図5a~図5bおよび図6a~図6bは、モーションリミッタが2つの長尺レバーの端部に2つのストッパを含むダブルレバーの実施形態を示す。モーションリミッタの動作は、ピンセットの動作に似ており、これらの実施形態は、ピンセットの実施形態と呼ばれてもよい。
SG<LG×(1+A/B)
上式において、AおよびBは、図2aのように定義され、SGは、休止位置のストッパ・ギャップ483の幅であり、LGは、休止位置のレバー・ギャップ482の幅である。
D=SG/(1+A/B)
しかしながら、DとSGの関係は、連結構造体の縦方向の可撓性により、多少この式から外れる。それでもなお、図2を参照して上述した限界寸法に関する同じ潜在的利点を、この構造体でも得ることができる。先の例のように、寸法が限界寸法より明らかに大きい場合でも、図4aのモーションリミッタを使用することができる。
Claims (8)
- 少なくともモーションリミッタ領域において互いに隣接する、第1デバイス部と第2デバイス部とを備え、前記第1デバイス部および前記第2デバイス部のうちの一方は可動ロータであり、前記第1デバイス部および前記第2デバイス部のうちの他方は固定ステータである、微小機械デバイスであって、
前記モーションリミッタ領域において、前記第1デバイス部のエッジは実質的に横方向に延在し、前記第2デバイス部のエッジもまた実質的に前記横方向に延在し、前記第1デバイス部のエッジは、前記モーションリミッタ領域において、前記横方向に直交する縦方向のロータ・ステータ・ギャップだけ前記第2デバイス部のエッジから離れており、
前記微小機械デバイスは、さらに、前記ロータ・ステータ・ギャップを挟んで前記第1デバイス部から前記第2デバイス部まで延在するモーションリミッタを備え、前記モーションリミッタは、第1ストッパを含み、前記微小機械デバイスは、さらに、第1カウンタ構造体を備え、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が制限方向の動きを受けると、前記モーションリミッタは、前記第1デバイス部が前記第2デバイス部と直接物理的接触する前に、前記第1ストッパを前記第1カウンタ構造体と接触させ、
前記モーションリミッタは、前記第1デバイス部のエッジに取り付けられ、かつ前記第2デバイス部に向かって延在する第1取付部分を含み、前記第1取付部分は、第1縦軸上に位置合わせされ、前記モーションリミッタは、さらに、第1長尺レバーを含み、
当該第1長尺レバーの第1側は、前記第1取付部分から実質的に第1側方向に延在し、当該第1長尺レバーの第2側は、前記第1取付部分から実質的に第2側方向に延在し、前記第2側方向は、前記第1側方向と反対であり、前記第1ストッパは、当該第1長尺レバーの第2側に取り付けられており、
前記モーションリミッタは、さらに、前記第2デバイス部のエッジから当該第1長尺レバーの第1側まで延在する連結構造体を含み、前記第1長尺レバーの第1側における前記連結構造体の取付点は、第2縦軸上に位置合わせされており、
前記モーションリミッタは、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1取付部分を中心に前記第1長尺レバーを回動させることによって前記第1ストッパを前記第1カウンタ構造体と接触させる
微小機械デバイス。 - 前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1デバイス部と前記第2デバイス部とは前記デバイス面内で互いに遠ざかり、前記第1カウンタ構造体は、前記第1デバイス部のエッジ上の領域であり、前記モーションリミッタは、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1長尺レバーを前記デバイス面内で回動させる
請求項1に記載の微小機械デバイス。 - 前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1デバイス部と前記第2デバイス部とは前記デバイス面内で互いに近づき、前記第1カウンタ構造体は、前記第2デバイス部のエッジ上の領域であり、前記モーションリミッタは、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1長尺レバーを前記デバイス面内で回動させる
請求項1に記載の微小機械デバイス。 - 前記連結構造体は、第2長尺レバーと、前記第2デバイス部のエッジから前記第1デバイス部に向かって延在する第2取付部分とを含み、縦方向に可撓性を有するばね構造体であり、当該第2長尺レバーの第1側は、前記第2取付部分から実質的に第3側方向に延在し、前記連結構造体は、さらに、前記第2長尺レバーの第1側から前記第1長尺レバーの第1側まで実質的に前記第2縦軸に沿って延在する縦コネクタを含む
請求項1に記載の微小機械デバイス。 - 前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1デバイス部と前記第2デバイス部とは互いに近づき、前記第2デバイス部のエッジは、前記第1カウンタ構造体である
請求項4に記載の微小機械デバイス。 - 前記第2長尺レバーは、さらに、前記第2取付部分から実質的に第4側方向に延在する第2側を有し、前記第4側方向は、前記第3側方向と反対であり、前記モーションリミッタは、さらに、当該第2長尺レバーの第2側に取り付けられ、かつ第3縦軸上に前記第1ストッパと一直線上に並ぶ第2ストッパを含み、前記モーションリミッタは、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第2取付部分を中心に前記デバイス面内で前記第2長尺レバーを回動させる
請求項4に記載の微小機械デバイス。 - 前記第2ストッパは前記第1カウンタ構造体であり、前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1デバイス部と前記第2デバイス部とは互いに近づく
請求項6に記載の微小機械デバイス。 - 前記微小機械デバイスは、さらに、第2カウンタ構造体を備え、前記モーションリミッタは、前記第1デバイス部が前記第2デバイス部と直接物理的接触する前に、前記第2ストッパを前記第2カウンタ構造体と接触させ、
前記ロータである前記第1デバイス部または前記第2デバイス部が前記制限方向の動きを受けると、前記第1デバイス部と前記第2デバイス部とは互いに遠ざかり、前記第1カウンタ構造体は、前記第1デバイス部のエッジ上の領域であり、前記第2カウンタ構造体は、前記第2デバイス部のエッジ上の領域である
請求項6に記載の微小機械デバイス。
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