TW200423788A - Electro-active actuator - Google Patents
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Description
200423788 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於電活化致動器。更特別的是，其係有關 於電活化材料所包含彎曲與非彎曲（平坦）部分的元件。 【先前技術】 電活化材料為反應於所施加電氣條件而變形或改變它們 尺寸之材料，或反之亦然的反應於所施加機械力而改變它 們的電氣特性。最常所知與最常使用之電活化材料型式為 壓電材料，但其他電活化材料型式包括有電伸縮與壓抗材 料。 如所知已有多種裝置利用電活化材料。最簡單的壓電裝 置為一預極化區段（也就是說預配向），在極化方向施加一活 化弘壓4，壓電材料可在膨脹-收縮模式下活化。 包活化效果為非常的小（例如在1 nm/V之階數），以致在 尺寸之改變方面為相對的小且需要高電壓。因此，更複雜 勺私活化釔構（诸如疊片、單壓電片式或雙壓電片彎件、向 後、’弓曲彎件、起縐摺彎件、盤旋狀或螺旋形設計）已被發展 出以達到較大的位移。 弓件、豐片、管件及其他電活化致動器被應用於廣範之 工私系統中，其範圍由微定位應用與聲波處理至印刷應 用。一般而言，在此等應用所採用之致動器可產生力量及 有效位私，例如移動槓桿或其他力量傳送裝置、活塞或膜 片以準確的置放元件、或啟動相似系統功能。!tb等功能所 採用之致動器-般被設計用以提供所希望之位移或衝程，
O:\89\89497.DOC 200423788 經由此遞送所希望之力至給定負載。 依據設計，電活化致動器可產生旋轉或平移位移或二種 移動之組合。彎曲狀致動器如所知可提供此等位移。 在共同申請之國際公開專利申請案w〇-〇3/〇〇1841說明 一種彎成幾乎管狀之平坦陶瓷彎件樣式的彎曲狀致動器， 以引用的方式併入本文中參考。彎曲狀致動器形成揚聲器 之一部分，其中致動器被安裝在支座且被連結於裝置之外 殼的廣闊區段之區域，該外殼區段作動如同揚聲器之聲音 產生7L件。在此圖示之具體實例中，致動器作用在聲音產 生元件之邊緣，致動為之旋轉位移經由連結器被傳送至聲 曰產生兀件之旋轉位移。在橫切面方面，致動器呈現出如 同圓形或字母c之形狀的一部分。 在D· H. peaixe等人有關感測器與致動器A 1〇〇 (2〇〇2)， 281-286之共同申請國際公開專利申請案冒〇_〇147〇41說明 其他可以具有相較地大平移位移之彎曲狀致動器，以引用 的方式併入本文中參考。此等致動器為捲繞壓電彎件帶片 之螺旋形結構。頃發現諸如雙捲繞或”超級螺旋形，，裝置， 易於在活化長度為公分階數者顯現出具毫米階數之位移。 上述之此等結構為複雜彎曲形狀之陶瓷裝置。材料之易
碎性致使在握取與安裝此等致動器方面，成為一種緩慢與 棘手的工作。 /N 在多種應用中，在相關必須連接與附貼此等致動器之方 式中，其變的在致動器之機械與電氣連接方面需要有結實 的且可以在致動器之内產生應變或位移或施力於系統，且
O:\S9\89497.DOC 200423788 傳二此應、交、移動或力量於所控制之物件。 在一般肩用由 … 中，、、生由複雜程序 結構件。該結構件 H剩兀件繫結於 ^ 件之表面首先被機械加工，產在^ ^ , 槽以裝入需要連接至壓電元件…或多個 採用二種不同環氧 电以另貫施例中，可 …… 乂同時製成二種機械與電氣接點以 導—^加^作之槽。錢㈣代實施方式巾，點1一 ^裱氧樹脂（也就是 』上- 構件之其他區域^ _ “加以形成導電體)且在結 結構件。整個社：件一結構性環氧樹脂，繫結壓電元件於 们、、'°構件可接著被覆一具保護性塗料。 在所有這些步驟中，在 險。這…々 在有傷害與破裂電活化結構之風 之多種二:有關連接壓電裝置於板片、基板與相似者 之=布文件中被指[此包括美國專利申請案第 m2〇7=號…M〇2、4我彻、5,4〇4,〇67、5,622,748與 無論如_，在所知之解決方法的任一者中未包括有關彎 曲狀㈣裝置，特別是諸如參考如上之。型或超級螺旋 形致動益的複雜造形裝置。 、返士上之弓曲狀裝置，提供依據設計所具有之顯著的 旋轉：平移位移。當滿足於多種應用日夺，由顯著之旋轉或 平私私動的偏離，可能限制致動器在某些應用之應用性。 例如’超級螺旋形致動器之位移可能由所希望之直線移動 所偏離且可能包括某些旋轉，其可能限制超級螺旋形裝置 在特疋之技術領域的應用性，諸如揚聲器驅動單元或透鏡 尋達在其中之精確的線性為較佳的需求。類似地，型
O:\S9\89497.DOC 200423788 :曲狀致動器之位移以旋轉為主要的但包括某些平移部 分。在某些應用中，其可能需要修改動作以增 : 移部分。 w A十 【發明内容】 依據本發明之—方面’提供—種具有—f件結構之電、、舌 化致動器，包含數層電活化材料及用於活化電活化材料之 數層電極層，該等電活化材料層之形狀為沿著至少一 部分連續地延伸及至少一大致平 弓 電氣連接於電極層。大致仪^配置有電氣接頭以 依據本發明之另一方面，提供一種電活化致動器，包含 ^有至少-基本上為平坦部分之電活化材料的—固定彎曲 部分’其中該致動11之—彎曲端延伸進人該平坦部分。 蠻、 依據本發明之另—方面，提供—種具有—彎件社構之+ 活化致動器，包含數層電活化材料及用於活化電活化材： 之數層电極層，該等電活化材料層之形狀為沿著至少 曲部分連續地延伸及至少一大致平坦部分。 該平坦部分有助於在製造期間對於致動器之握取且簡化 致動器之安裝，及提供電氣 變致動器之移動，特別m 平坦部分可能改 動^別疋千移與旋轉之相對比例。因此， 本查明可以提供可能附加有複雜曲線之 構，更易於在火焯德、容狀淑祖壯 电成化、.、口 士 _ 4與構裝之操作，且更易於製造。 在具肢貫例之第一種型式中， 弓四邛分為螺旋地彎曲。 此型式之具體實例將在 形捲繞部位之尾端，致動器可==。在此等螺旋 〃有以‘方疋繞圈之軸為中心
O:\89\89497.DOC 423788 的標稱圓形橫切面。平坦 圓形 ,^ 刀心大出方向，較佳的相切於 、少，但在其他具體實例中， 一 —垂μ 1 在角度相切於圓形彎出 S片。在一替代實施例中， 於螺^ Μ π 斤成之平坦部分可在平行 、累方疋繞圈之軸的方向延伸出去。 在特定的較佳具體實例中，致 蠻/ 1、 双動為之螺旋形部分的軸被 ,Μ形成一雙捲繞或超級螺旋形致動器。 ΐ旦部分之長度較# & | 柄如 佺的專於或大於彎曲狀致動器之外 二在曲率改變之處，一標稱外彳<T<可 突 冉外位Τ以界定為由平坦端所 大出之穹曲部分的曲率半徑。 哭在;:項較佳的具體實例中，平坦部分提供用於墨電致動 極的接點。大部分較佳的電氣接點可由垂片之單一 表面製成麵作電極，也就是說電極在裝置之活化期間 1j用，但在極化期間不是必要的。替代的或額外的，電 =接點可經由垂片之外露邊緣所製成。對於這項目的，導 4 =繞者垂片之_部分所捲繞或替代為垂片包括開口或 掩藏著的電極。 在另一具體實财’本發明提供—可詩諸如行動電話 :儘可能的可攜式電氣裝置之揚聲器，其包含一支座，在 其上安裝有一或多個電活化致動器，接著被連接於裝置之 外设的廣闊區段之區域，外殼之該區段作用如同揚聲器之 聲音產生元件，其中該致動器或數個致動器包括—彎曲段 及至少一平坦段。 又 的在具體實例之第二型式中，具有繞著一軸彎曲的—單一 幫曲部分，且配置經活化以繞著軸彎曲，及至少1 _
O:\89\89497.DOC 200423788 分由軸延伸離開。此型式之具體實例將稱之為Q-型，雖然 不過疋易於參考之用，不能意指關於致動器形狀之任何 限制。 依據本發明之另一方面，提供一種具有一彎件結構之電 活化致動杰，包含數層電活化材料及用於活化電活化材料 之數層電極層，該等電活化材料層之形狀為沿著繞著一軸 f曲之至少—f曲部分連續地延伸，且配置經活化以繞著 軸弓曲，以及沿著至少一大致平坦部分由軸延伸離開。 依據本發明之另一方面，提供一種陶瓷致動器，包含一 第一彎曲段以徑向地延伸進入一第二且基本上平坦段。 在此型式之具體實例中，致動器之彎曲段可具有一中空 圓柱形狀，沿著圓柱之縱轴所延伸之—區段被去除。因此 垂直於彎曲部分之縱軸的橫切面為圓形之一段，或換句話 5兄為C-形。平坦部分亦沿縱軸方向延伸，連接彎曲與平坦 :分之線係—沿縱軸方向之線。因此貫穿致動器之平坦與 弓曲&之垂直橫切面為類似於一平躺之問號或，在下 文中稱之科型致動器。另—選擇為，可具有二個平坦部 分’相似於希臘字母Ω之橫切面。 平坦部分有助於陶瓷致動器之安裝，例如在支座 /ί U . ^ ., 、、、口丹工 或在物件上，所設計之致動器可在其上移動 U何，在所提供具有數個區段之彎曲狀致動器可看 到頜外之優點’其中材料的曲率由向Θ彎曲(内凹)改變成為 平坦或向外彎曲（凸起）。 具體實例之第三型式中，呈右 ^ τ /、有早一彎曲部分及二個由彎
O:\89\89497.DOC 200423788 曲部分之對向端成切線延伸之平坦部分 配置有該電氣接頭用於電氣連接至電極層。〉其中之1 依據本發明之另一方面’提供一種具 活化致動器，包含數層電活化材料及用 牛、，構之電 之數層電極層，該等電活化材料層之形狀二電活化材料 刀連、，，地延伸，及二個平坦部分由彎曲4 線地延伸。 丨刀之對向端成切 依據本發明之另一方面， 一弓形中flPiu z、種陶-瓦致動器，包含以 =間。段相切地延伸進入二個基本直線尾端^ 在下文中Γ之㈣實例可具有相似於字母”U”之造形，其 m於冉之机型，雖然只不過是易於參考之用，不能 思才曰關於致動器形狀之任何限制。 地《i::'由一片諸如”生胚片”之先驅陶究材料所較佳 $』成。無論如何’需要極化或驅動致動器之 至”隔-個，在其鄰接區段之間的邊緣處為不連續的。 更佳的’二個線性區段基本上以完全相同方式被電極化與 極化⑥中央電極與其他區段具有不同的電極化與極化。 在—項較佳具體實例中，彎曲部分之長度大致等於在切 線方向所測量之直線部位的長度總合。所提及之長度為活 化長度’也就是說一區段之電極部分’略去各個區段之其 他純態部分。 依據本發明之另-方面，提供一種製作陶究致動器之方 法’包含準備-個設有-連續中央電極的三層先驅薄片， 以及二個在鄰接電極層之間設有數層先驅電活化材料之不
O:\89\89497.DOC -12- 200423788 連續的外側電極。 不連續電極為較佳的以後續之形成步驟中，以相對應於 在區段間所形成之過渡區域的位置處之非導電間隙戶^ 開，因此被分隔成為二個端部及一個中間區段。“ w 二:!之：項較佳的變體中，在一不連續電極之尾端區 又八$連！X電極之中間區段之間將建立出導電路徑。 、在該方法之另一較佳的具體實例中，先驅薄片 被推麼且接者被乾燥，於高溫中燒結以使材料成為電活化 材料，且賦予致動器所希望之形狀。 依據本發明之另^ 以驅動一聲音產生壯晉，一可‘式裝置中使用致動器 生衣置，較佳的被連接至一板片型 片:致動器為較佳的以一延長尾端區段沿著膜片之一邊緣 所安裝，將對向端安裝在裝置之外殼。 在：體實例之第四型式中，彎曲部分形成一螺旋繞圈配 '工活化以&著螺旋繞圈之軸所胃曲，該螺旋繞圈 經彎曲以具有-個知g _ 有—個相反曲率之區段，相對於在二個區段之 間的點旋轉對稱。 依據本’X明之另—方面，提供一種電活化裝置，其具有 一沿著彎曲副軸伸展之連續的電活化構件，連續的電:化 構件繞著副㈣曲且配置有電極歸化以繞著㈣彎曲， 因此繞著副軸扭轉時伴隨有裝置之一部分的相對位移而脫 彎曲之平面；其中該副軸順著一具有二個相反曲率之區 々曲、泉相對於在二個區段之間的點旋轉對稱。 依據本發明之另一方面，提供一種電活化致動器適於在
O:\S9\89497.DOC -13- ZUU42J/88 一直線移動物件，該致動器具有 F ^ 一群相連接之致動器 區&，母一該等區段具有一繞著^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ $叫稍伸展之電活化材料的 括°^，副軸為永久性-曲且其中電活化材料之結構件包 :具有電極之接續的電活化部位，在活化時繞著副轴彎 2,且該等區段藉由一連接元件所連結，繞著該連接元件 被配置成為旋轉對稱。 此型式之致動n ’在下文巾稱之紅型，耗尸、不過是 易於筝考之用’不能意指關於致動器形狀之任何限制。 〜下文所敘述之具體貫例中，超級螺旋區段具有一繞著 固定彎曲之副軸伸展的電活化材料的結構件，且其中電活 化材料之結構件包括具有電極之接續的電活化部位，當活 ，時繞著副軸弯曲。一種依據本發明之裝置包括至少二個 •幫·曲段，例如以一連接點或區段所連結之二個雙捲繞或超 、及螺紋形區段’副軸之曲率於此由向内弓曲(内凹)變成向外 =曲（凸起）。以數學方式敘述，當應用右手定則沿著副軸由 裝置之一端至另一端以決定曲率之方向時，副轴於此改變 它的曲率符號。 由於％轉對％，由裝置之移動端的直線移動之偏異彼此 相互平衡掉’因此彼此相互抵銷。為有效地完成此，該等 區奴可此大致完全相同且為大致完全相同之控制信號或電 壓所驅動。大致完全相同意即該等裝置具存在有位移對所 施加包壓之特性，以致彼此之直線移動不會相互鎚擊，但 是可以平衡掉位移之其他成分，縱使由於製造容差或相似 情形下之無形的差異或非故意的差別。
O:\89\89497.DOC -14- 200423788 :-項較佳的具體實例中’二，f 形成。在此具體實例之一變$”片所 f ν 义異型中，接合區段為帶片之一 小β，且該裝置因此具有字母”s”之樣式。 替=的，接合區段可能是―連結^件或接合區段，提供 互㈣> π王相同的區段之接點。為達到彼此相 互平衡’可較佳的將-或吝 繞將—戍夕個元全相同區段配置成群組， 二' ”’σ 70件之軸旋轉對稱。此等群組可能是基本 上為兀王相同的電活化區段之二
Pi M ^ SF w ^ 牛、、且或二件組或任何更高 — 區段内部之相平衡的二或多個群組，可被 ^门的工間方位，例如第一平衡群組之平面為垂 直於此寺平衡群組之第二組。 =成之連結元件或接合區段可在所希望之移動方向具 、：f生但在其他方向為剛硬的，此可增加在二個接合區 段之最大可用線性位移。 。 在一特定較佳的具體實例中，所選用繞著副軸之繞圈的 圈數與半控，可使得接合區段與二個未連接尾端被定置在 對向0周位置（相關於較小的圓周）。這方向有助於裝置在諸 如印刷包路板之扁平表面的安裝與使用。 月在揚每為驅動單元或透鏡驅動系統之應用呈 別之優點。 $付 【實施方式】 在:返之具體實例中，所敘述不同致動器之形狀為非活 化狀恶之正常、固定形狀。 圖1 A-D顯示本發明螺旋形具體實例之四種不同的彎曲
O:\S9\89497.DOC -15 - 200423788 狀致動器11。在每一情形中，致動器丨丨具有一配置成諸如 雙壓電片帶片之彎件構造的彎曲部分12，其沿著一軸伸展 且繞著它成螺旋形捲繞。彎曲部分12為繞著螺旋繞圈之軸 所彎曲配置。因此在致動器丨丨活化時，彎曲部分12繞著螺 旋繞圈之軸扭轉。螺旋繞圈本身進一步彎曲成為第二曲 線，例如大約2/3轉圈。此螺旋繞圈為如所知之初級繞圈或 初級螺旋繞圈。次級繞圈可能超過一轉圈且形成一螺旋狀 或第二螺旋繞圈。因此通常稱之為第二曲線或次級螺旋繞 圈。第二曲線在致動器i丨活化時所產生的結果為彎曲部分 12繞著螺旋繞圈之軸扭轉，造成彎曲部分12之尾端的相對 位移脫出第二曲線之平面。 、 事貫上，致動器11為前述之|〇_〇1/47〇41暨感測器與致動 夯A 1〇〇 (2002)，28 1-286所說明之致動器型式，以引用的 方式併入本文中參考。一般而言，在貿〇_〇1/47〇41暨感測器 與致動HA 100 ()，281_286中所敘述與主張之連續構 件所形成之任一種致動器的構造及/或配置的任一特徵，可 被應用於本發明之彎曲部分。 儘管致動器u之彎曲部分12本身為如所知，本發明有助 =致動器在工業產品之安裝與連接。在此項複雜造形致動 型式之已知構造中，銲接薄金屬線於雙壓電片帶片之二 個外侧電極與内側電極以提供電氣接點。撇開麻須且易: 發生錯誤，這項已知方法其本身無法提供^於大量製造， 因為銲點操作必須在高精度之下執行，以防止短路且漏掉 接點。
O:\89\89497.DOC 16- 200423788 無論如何在致動器丨丨中，初級螺旋繞圈的第一繞圈戋轉 圈121(及/或最後繞圈122)被延伸成為一大致扁平端末部分 13，其形成一突出垂片。 端末部分13之延伸方向可予以改變。圖1A顯示之端末部 分13基本上由第一繞圈121成切線地延伸。為了可在板片上 扁平的安裝’端末部分13之傾伏角基本上等於或小於次級 螺旋繞圈之傾伏角。圖示之傾伏角為零，端末垂片Μ與次 級螺旋繞圈為同一平面。 ^ 在圖1B中端末部分13再次由第一繞圈121成切線地延 伸。其方向基本上垂直於次級螺旋繞圈之平面或配置成％ 度加上相對於次級螺旋繞圈之平面的傾伏角。 在圖ic中最初方向為正切地指向之端末部分叫括一彎 曲部分m’其相對於端末13之其餘部位提供任意之指向弓。 在圖id中端末部分13被沿著邊緣彎曲，基本上以平行於 初級螺旋繞圈之軸的方向所延伸。 ； 在圖2中顯示端末部分23之橫切面。遠離尾端之端末部分 23的構造，也就是說在圖2左側所顯示的彎件構造，包含二 層電活化材料，較佳的為壓電材料。加影線部位為導恭且 、包含電極層211、212、213，經排列成極性且活化致二。 攻項¥件構造可連續地延伸進人幻Μ致動心之彎曲部 :12,提供如前所述之彎曲部分的摺彎。彎件構造亦造： 而末4分23在至少-個數量級内的些許彎曲，冑管由於端 末部分23之長度為明顯地小於f曲部分以長度 告 之位移程度為相對地小。 ^
O:\89\S9497.DOC 17 200423788 在立而末4分23之尾端，也就是說顯示在圖2之右侧邊，端 末"卩为23在同第一外侧電極層211之表面236具有彼此相互 離且相對於第一外侧電極層2丨丨所隔離之二個端板2、 233。導電路徑234、235延伸穿過在端板所刺穿或鑽穿之開 口刀別連接二個端板232、233至内侧電極212與第二外侧 包極210。結果，經由在端板23之單一面部23 6所完成的接 觸可以凡成致動器Π之全部電極211、212、213的電氣連 接。 …、曲陶瓷結構附加突出垂片戶斤必須克服之一項困 ’為歸因於在複雜陶究致動器之製造過程中，使用供作 選層之头μ A U， 難 中間層之生胚片的塑性。 為裝配圖iA-D之致動器’可使用市售之塵電錯鈦酸勒 (PZT)顆粒如同起始材料，例如TRS _ (TRS Ce贿ics Pem U S A)。相粒與聚乙烯醇縮丁㈣合劑及環己_在一雙滾 軸轆Μ器中攪拌直到6 士、 之均勻厚度薄片。該材料接 者被捲起且擠出以獲得— κ接英i⑽ 均勻厚度且無缺陷之薄片。該薄 片接著被屢延至所雲I夕后 之尽度，其為最終雙壓電片帶片之 -+。雙壓電片結構以附加 版印刷所產生。此等帶片之==墨水之導電墨水的網 雒壓1 ^ 之—或夕個可接著被貼覆以形成 又&迅片。適當寬度之條片 圓柱成形器上，“卜彳4、片被刀下且被捲繞在第一 條帶接著被放置在第二成形哭 之内…亥寻 半徑。 σσ ，、决疋出次級螺旋繞圈之 第二成形器具有淺溝槽或 戈乍切縫’在其中放置有成層板
O:\89\89497.DOC 18 /88 /88 加上放置在 之定向與長 ,片之尾jr而。淺溝槽或窄切縫之尺寸與定向， 、中之陶瓷條片的長度，決定出最後端末垂片 組裝後之結構接著被乾燥以除去溶劑與塑化劑。在此階 :’由於結構變的足夠堅硬因此不會受其本身之重量而塌 Y可不需要在突出端末使用#架。致動器接著被火燒。 。门達600 C中去除慢乾固著劑階段之後，該材料在1200 c被燒結一小時。 在外侧二個電極與單一内侧電極處銲接電極接點。材料 在120 °c與2.5k Vnnnq之加熱矽樹脂油浴中被極化1〇分 知。在清潔之後，外側二個電極被連接在一起以形成一單 外部電極，其連同中央電極共同產生所需要之對向活化 電磁場。 圖3顯示依據前述製造步驟所製成之致動器在構裝後的 —項範例。彎曲狀致動器31被安裝在板片32之開口上，且 僅懸掛在突出垂片或端末33。該垂片被連接於板片之數個 辞點34處。組裝後構件可藉由三個連接插腳35被安裝在諸 如印刷電路板之較大結構件上。 圖4A顯示Q-型致動器40之立視圖。致動器4〇具有在第一 方向（垂直於圖4A之線A_B)大致均勻的形狀。致動器40包括 第一彎曲段41，其所具有橫切面大致為圓形之一區段。因 此，第一區段41為繞著圓形之中心的標稱軸彎曲，然而精 確的形狀不是必要的且繞著標稱軸可具有其他橫切面的彎 曲形狀。致動器40之配置可在活化時繞著標稱軸彎曲。 O:\89\89497.DOC -19- 200423788 致動器40由第一 f曲段41穿過曲率對向於第一彎曲段41 之第二彎曲段42成為一基本平坦段43,由第一彎曲段41之 標稱軸所延伸離開（較佳的為徑向地）。 &致動“〇具有沿著第一彎曲段41、第二彎曲段u與平坦 =3所連績地延伸之f件構造。該彎件構造可能同前述具 體實例之螺旋形的蠻#播、生y ^ θ 弓件構造，特別是平坦段43具有同圖3 頭示之配置。 致動器40可能是以數層電極層所隔開之多層陶莞鈦酸錘 酉夂錯或其他電活化材料所形成的多層式 片層之數目由製造程序所決定，瓦可士 一 此4 鉛)層至多於十個。 -固陶t (鈦酸錯酸 該帶片可以依據前述之所熟知製造技術生產。在其 片狀態，其被切下且方；裔火Μ 曰一 §的成形器上被推壓以賦予圖4Α 頭示之樣式。接莫酷g ^ 者f片在尚溫（6〇〇至120(TC)被火燒且婷 、、、。。可在燒結之後施加外側電極。在極化步驟 = ,、 衣在基座上。此等製造步驟本身為如所 ° ’且視之為為熟習該項技術者所習知之範圍内。 圖圖：顯圖4A之致動器4°的線AB之㈣^ ° 5 &41為凸起，而第二區段43為基本平坦 在二個區段之間，存在有曲率由凸起改變成為内凹之—位 42。致動器之凸起與内 ° I视Μ屋綠0形反應出 對應之主要曲率半徑幻與尺 太卜你田丄 夕層贡片組成之致動器，基 本上作用如同一彎件’在圖仞中以箭頭標示不同 之不同部位。當第一彎曲ρ 向 弟弓曲奴41基本上以圓周移動時，平扭
O:\89\89497.DOC -20 - 200423788 4刀43與中間内凹部位42向上移動。致動器之末端川的組 合移動以箭頭44所標示。其基本上為-種垂直移動，此移 動相較於諸如WO_〇3/_4!之c_形致動器的已知致動器， 在不受歡迎的切線方向具有較小的分量。w〇_〇3/〇〇i84i之 已知c-形致動器的旋轉位移為相似於第一彎曲段41之移 動，無論如何在新穎致動器40之情形中，其為内凹區段42 所部分抵鎖，造成末端411之_種改良或,,純”垂直位移。平 j部分43可輕易地被安裝在扁平面且以電氣接頭連接致動 器至電子驅動電路與電源供應器。 圖5之範例顯示前述範例之一變體，其改良處為平坦段^ 包括二個垂片或導出531。換句話說，—矩形區段由平坦部 刀5曰3被切下，因此減少致動器5〇所必須應用之活化材料的 數量’同時保持在此文中所敘述新賴致動器設計之優點。 因此，致動器之其他元件51、52及它們的移動為基本上完 全相同於前述圖4B圖示之此等部分。 —二個垂片531提供充份之足夠大的區域以安裝致動器在 扁平表面上’以及提供電氣接頭以連接致動H至電子驅 動電路與電源供應器。 @ θ:於某些應用，以第二平坦部分終止致動器之末端可能 疋有用的且有利的。；士丁s_ 丁 攻項弟二平坦部分雖然未能明顯的有 助於位移，但可能有助於將致動器之末端（移動 可移動物件之上，諸如揚聲器膜片。 衣在一 在圖6中，顯示類似之致動器6〇。除凸起區段61外，盘二 述範例共用平坦段63與中間部位62,致動器6。在其末：
O:\S9\S9497.DOC -21 - 200423788 有平坦部分64。 圖7頒不使用圖4之致動器供作驅動單元7〇以驅動在諸如 行動電話之移動裝置的外殼75内之矩形膜片74。膜片材料 =珀斯佩克斯PerspexTM(多亞甲基異丁烯酸）。膜片74在外 a又之凹槽内，以背平於外殼7 5之外表所安裝。 —在外成75與膜片74之間的間隙，藉由圖7β顯示之適型墊 圈76所猎封，其為圖7八沿著線ab顯示之透視圖的橫切面。 圈6可防止灰塵或濕氣之進入。墊圈由一種多孔的氨基 卸酉夂酉日基底密封材料之聚氨酯泡珠材料（tm)所製成。致動 杰7〇在矩形膜片之一較短側邊處，橋接在外殼75與膜片74 =間的間隙。致動器之平坦部分73被安裝在外殼上，同時 弓曲口Ρ分71橫跨密封間隙。致動器之末端711被上膠在膜片 材料74上。 ' 當施加一操作電壓於致動器70，位移驅動膜片74之邊 、、彖其接者產生可聽覺聲音。 在致動器70與外殼75之間的較大接觸區域結合有致動器 文良式位移可產生較高之聲音強度，及相較於諸如在 、 〇〇 1841所敘述之已知裝置，可改良如揚聲器之裝置 的性能。就致動器70而言為適於驅動諸如行動電話、個人 數位輔助ϋ或膝上型電腦之可攜式裝置的揚聲器。 圖8Α顯示一種U-型致動器8〇之透視圖、圖W顯示其橫切 面視圖、及圖8B顯示底部的俯視圖。致動器8〇包括一凸起 弓士曲或拱形中間區段81。中間區段81之二端在切線方向連 、’地延伸成為二個基本平坦段82、83。致動器⑽具有一彎
O:\89\89497.DOC -22- 200423788 件構造，其沿著平坦段82、彎曲段80及平坦段83連續地延 伸。這項寫、件構造包含二層電活化材料，較佳的為壓電材 料。例如，致動器80可能是以數層電極層所隔開之多層陶 瓷鈦酸鍅酸鉛的多層式陶瓷帶片801所製成。外侧（可外視） 電極802以間隙803在不同區段之轉換區域之間所分割。藉 由這項電極分割之配置以及將敘述如下之電活化材料的極 化每平坦段82、83之配置為經活化可相對於彎曲段8〇 以面對面方式彎曲。 形成致動器之底面的平坦段83具有更多接點。接點8〇4 分別提供導電槽（經由填滿）805至中央電極8〇6以及面對面 之外側電極802。因此，在接點804供作電極之電氣連接的 端點時，接點804與電極802在同一表自。當採用表面安裝 =安裝致動器在諸如印刷電路板（請參照圖ι〇)之支座結構 時’將接點804設在底部面是有利的。 圖9顯示在施加適當電壓於電極時將造成u—型致動㈣ 之變形。以實線畫出未活化之致動器，且以虛線描纷致能 之致動^其應該注意的是，所晝之變形量為不成比例的。 在活化時，c型中央區段91之尾端執行旋轉移動時，繞著 它的曲率中心具有些微之收縮’如箭頭Μ、％所標示。外 : 申之直線區段如傳統彎件般彎曲。致動器之末端 96所標^在如_編物吻㈣，如箭頭
O:\89\89497.DOC -23- 200423788 酸酷所製成。其位於外殼之導槽之内，以齊平於它的外表 所安裝。 在外殼105與膜片1〇4之間的間隙藉由適型墊圈1〇6所密 封。墊圈106可防止灰塵或濕氣之進入。墊圈由一種多孔的 氨基鉀酸酯基底密封材料之聚氨酯泡沫材料（TM)所製成。 致動器100藉由底部直列區段的第一末端1〇7以表面安裝 在印刷電路板101上，印刷電路板載有驅動電子、電源供應 器與其他電子電路。致動器100之頂端直列區段的尾端108 經由墊片元件102被連接於膜片104之邊緣。該連接可以傳 送力里，使得刼作中致動器100之垂直移動驅動膜片J 04 之邊緣，其接著產生可聽聲音。 直列區段之有效長度為此等區段安裝有或連接於墊片元 件或支座之長度所部分地決定。該等區段之此等部分變的 太堅硬以致不能變形成為一彎件。當考慮一區段之活化長 度’必須扣掉這些部分。 、㈣交於諸如在W〇_G3/_41所敘述之6知裝置，新賴構 造提供一種改良的聲音品質。 、，新穎致動态可依據蚰述之已知技術所製造之陶瓷帶片材 料斤製成兒極為使用白金或銀墨水以網版印刷在薄片 上。可使用一特定之電極配置圖，以有助於製造與安裝新 穎致動器。這項配置圖如圖u所示，其所圖緣之致動器的 外層、中央與内層電極層設有二個欽酸錯酸錯層（同圖8所 示）0 位於致動$上《外側電極iii與内側電極⑴二者將形成
O:\S9\89497.DOC -24- 由外側可外視之電極，由線114所分割產生之區段為相對應 ;在成ασ致動$所看到的區段。中央電極112為連續的但是 包Ϊ ^小的切料區域丨15。跨層之電氣接點將於較後之階段 2貫穿（採用導孔填滿）或跨過區域115之外側邊緣（採用= 電性墨水或銲劑）所製成。所採用之電極樣式與切料區域使 -可連接電極，使得在__不連續電極！ i i之尾端區段至其他 =連續電極U3的t間區段之間可繞過連續電極ιΐ2建二電 氣導電路彳至。 口此在圖8所顯示之成品致動器，由外侧可外視電極之 尾端區段同内側可外視電極之中間區段位於相同之位能， 且内側可外視電極之尾端區段同外側可外視電極之中間區 段位於相同位能。在此構造中，未連接中央電極於外侧電 極之任何區段。 或夕個印刷薄片接著被堆疊以形成一最後雙壓電片帶 片。雙壓電片帶片（”生胚片”）仍然是塑性可變形。 圖12顯示該新穎致動器之進一步處理步驟。在圖12所示 之形成步驟中，生胚片12〇被放置在成形器或壓模（圖HA) 之移動部件123與靜止部件124之間。移動部件123接著被推 壓向下進入靜止部件124之開口，因此迫使帶片成為所希望 之形狀（圖12B)。在其最後位置（圖12C)，移動部件124推壓 帶片完全地進入U-型模。 其應注意的是，移動部件123之沿著模底部區段的外侧輪 靡相匹配於靜止部件124之内側輪廓，其基本上相對應於成 品致動器之彎曲中央區段。無論如何在此區段之上方，移
O:\89\89497.DOC -25- 200423788 動部件之橫切面由模124之壁面所漸縮下去，田 口此有助於不 需要推壓帶片脫開它的最後位置或模以移出移動部件。 該帶片可留在成形器被乾燥且接著由它所移出。接著將 該帶片在高溫（600至1200。〇被火燒及燒結。可在燒結步驟 之後施加外侧電極。 在極化步驟中（如圖8所示），直列區段在對向於中央區段 的極化方向被極化。 在極化之後，致動器備便以被安裝在支座上，及施加驅 動電壓在諸如中央電極處。 圖13顯示前述WO-0147041暨感測器與致動器A 1〇〇 (2002)，28 1-286所說明之已知致動器no型式。如前所述， 如所知之致動器130包含電活化構件132，具有一諸如雙壓 電片帶片131之彎件構造，其沿著且繞著稱之為副軸133之 軸133延伸且成螺旋形地彎曲。副軸133為標稱且在圖13中 以虛線說明。副軸133成彎曲狀，例如在圖π中為沿著圓形 的一段。電活化元件132之配置經活化繞著副軸133彎曲， 且因此繞著副軸133而伴隨有扭轉。 副軸本身為彎曲狀，如圖13所示為沿著圓形之一段，大 約全轉圈之3/4。此第二曲線的軸134稱之為主軸134，以小 虛線圓圈加上中央實心點所顯示，以更有助於說明與圖 示。繞著副轴133之曲線可稱之為初級繞圈或初級螺旋繞 圈。繞著主軸134之曲線可稱之為次級繞圈，可能超過一轉 圈且形成一盤旋或次級螺旋繞圈。 由於繞著主軸13 4彎曲的結果，敘述如上之經活化的扭轉
O:\89\89497.DOC -26- 200423788 伴隨有電活化構件132之二個尾端136、137的相對位移而脫 開曲、泉之平面4寸別的是，假設底座安裝或近端⑴被固定 於固定支座135時，末端136平行於主軸134移動且因此垂直 的於紙張平面。 由於末端136的位移代表帶片13 j繞著副軸133的極小旋 Ir與弓曲位移之加總所造成的移動，其不會意外於它的移 動在直線移動意義方面不是完全的線性，&包含較小的旋 轉部分及非必要的（由軸偏離）平移。此等相對於直線之偏離 在多種應用中是可被接受m以諸如軸承之另項機械 束件所限制。 以下將敘述S-型具體實例。此等具體實例以連接一或多 個致動器成為基本上為完全相同致動器區段之平衡用二件 組、三件組、四件組等成為一種結構配置，以改進圖13所 示已知致動器13〇之直線移動，使得已知致動器之至少某些 非線性移動被平衡掉，且因此由組合致動器之自由端的移 動中予以減少或除去。 由於壓電陶瓷帶片是由原料顆粒配方進行多種製造步 驟，包括帶片壓鑄、電極、捲繞、火燒與極化，其皆可^ 潛在性的在單一致動器之間導入變異與不均勻性，因此由 單一連續帶片製造致動器區段將是具優點的平衡用組件。 因此，依據本發明之致動器的第一項範例，平衡用二件組 由一電活化陶瓷材料之連續帶片所形成。 圖14顯示之S_型致動器14〇包含一電活化構件ΐ4ι，具有 諸如雙壓電片帶片彎件之構造，沿著且繞著一副軸伸展及
O:\89\89497.DOC -27- 200423788 成螺旋形地彎曲，副轴彎曲成為二個區段142、143。副轴 在每一區段142、143具有相反曲率，使得在對於二個區段 142、143之間的點具有旋轉對稱。因此，以一小接合區段 144連結區段142、143，接合區段144為電活化構件改變曲 率之部位。每一區段丨42、丨43大致著沿圓形之一段延伸。 此對於敘述如後之平衡操作將是最佳的形狀，雖然其他的 :線可能是足夠的。每一區段142、⑷具有前述已知致動 器13〇之同樣的構造，除了電活化構件141在區段142、143 之間為連續的。；般而言，由1〇_〇1/47〇41暨感測器與致動 的A 1〇〇 (2002)::’ 281 _286所說明與主張之連續構件形成之 任一致動器的構造及/或配置的任一特性（以引用的方式併 入本文中參考），可被應用於電活化構件之區段142、143。 #二個區段142、143包括雙壓電片帶片141之彎曲部分，繞 耆稱之為副軸之第一軸螺旋捲繞。螺旋形捲繞部位進一步 被捲繞成為一大約為2/3完整轉圈之繞圈。 恶响如何第一區段142被向内彎曲，因此賦予第一區段之 内凹曲率。在接合區段144中位於螺旋捲繞帶片形成致動器 第區奴143的部位，在副軸向外彎曲之前其曲率減少且 趨近於0。 圖1 4之衣置呈現有相對於接合區段之對稱性，其可形容 為”占對_冉。因&可任意的卩定第一區段為内凹及第二區段 為凸起。無論如何，重要的是應注意曲率由一區段至另一 區1又改、交它的符號或方向。可使用所謂之右手定則賦予曲 、^或方向，依據此以卷曲之手指代表裝置，拇指定
O:\89\89497.DOC -28- 200423788 出它的方向。應用此定則於此裝置由一端至另一端之每一 點丄在通過接合區段之後的方向反轉。圖14分別顯示第— 與第二區段142、143之相對應主軸145、146，以_虛_ 形之點標示離開紙張平面之方向及—虛線圓形之十字標示 相反方向。 ’ 對於致動器之每一區段的初級繞圈數目為6。帶片厚度為 1.2 _。其寬度為5.5 _。初級螺旋繞圈之外徑為5 _， 及0.75轉圈之次級螺旋繞圈的外徑為⑼麵。每一區段包括 —額外的半圈，其構成致動器之接合區段144。帶片具有135 PC:N:、線性壓電常數。此等雙壓電片帶片裝置可以 電壓信號所驅動至〇.5 mm之最大位移。在一具有請壓電材 料活化層之裝置’可以15”之驅動電壓獲得同樣的位移。 接合區段丨44之扁平隆起部位被定置在沿著圓周的對向 1立置（相對於次級螺旋繞圈）至二個第一與第二區段之尾端 :分。此外，在由二個區段142、143所構成之單一彎曲部 分的尾端’電活化元件14()連續地延伸成為平坦部分⑷。 電活化構件141具有沿著由二個區段14 2、14 3所構成之彎 P刀所連、..員地伸展之彎件構造以及二個平坦部分1。彎 ^構造可能是同前述具體實例之螺旋形構造的相同彎件構 造’圖3顯示—特別配置。平坦部分147之一配置有用以完 成包氣連接至圖3顯示且如前所述之電極層的接頭。 這項接合區段144與平坦部分147之配置有助於安裝由致 動器140所驅動或活化之物件。 由於電活化構件141之曲#，區段142、⑷經活化所發生
O:\89\89497.DOC -29- 200423788 之扭轉將伴隨有接合區段！ 44相對 τ野％ —個彎曲段142、143 之相對尾端部分147的相對位移。在# .,^ ^夕任使用上，尾端部分147 破連結於一物件且接合區段14 一 攸逆、、、口於另一物件以驅動 们物件之相對位移’諸如在圖 一 y 顯不之下列配置中其圖 不一揚聲器之構造。 圖U顯示圖Η之致動器140正驅動一擴圓形圓錐體15〇。 该0錐體為揚聲器系統之聲音產生裝置或膜片。圓錐體之 接合盤1 5 1經由四個主赶1 $ ^4 叉狂1ί)2被連接於致動器之安裝板片 U5。致動器140位於安裝板片155上之二個扁平安裝柱 (圖式中僅顯不其一）。在其中心’圓錐體MO之接合區段 144舆頂153被連接。可替代為安裝點可能是反轉的，使用 中央連接段以安裝致動哭名 〜 文衣双動W在固疋的底座之上且所連接物件 被移至致動器之一端或二端。 在操作中，圖15所示之裝置經由在2〇沿至2〇他之聲音 頻率範圍之内以頻率所調變之高達+/_6〇〇 V的峰值電壓所 驅動。 义可採用如所知之製造超級螺旋形裝置（請參照圖η)且如 )斤述之衣作步驟製作出如圖"或】5顯示之致動器。對於 s-型致動！ ’第二成形器所具有8_型溝槽之深度為初級螺 旋繞圈之直徑階數。 在本發明之其他範例中，新穎致動器16〇以圖。所圖示之 二個本身如所知之致動器，採用諸如金屬或塑膠之異型材 料（非壓電性）的連接元件或中繼段所連接組裝。在圖^中， 連接元件為鋼製彎片163。所設計彎片在側向為不易彎曲
O:\89\89497.DOC -30- 200423788 的，同日守在垂直方向（離開圖16A之紙張面）為較具伸縮性。 致動為進―步包括將二個3/4轉圈的超級螺旋形致動器 ⑹、以黏膠或黏合劑或其他適當的連接技術將它們 相對應的末端繫結至連接元件163。 、，在此構造中’致動器可呈現有—較大的位移，即使在較 前述之範例使用較小的力量時。 在圖16B顯示之裝置16〇附加有二個彎曲向上之致動器區 段161、162。位移造成連接元件163彎曲。在應用中，當此 等彎曲作用不是所希望時，f曲部分可被替代為堅硬的橋 接二件’在二個致動器之間的接合線可附加或或未附加较 接器，或在接合部分的中心設有單一鉸接器。 如圖16所示之構型可被伸展成多轉圈區段，其中每一致 動器在被連接之前可繞著它的主軸具有數個轉圈。 在一替代實施例，二個致動器區段可被巢串。圖Η顯示 每一區段171、172之自由端被定置在其他區段之内側圓周 之内，因此提供新穎致動器一種更為緊密的構造。圖17之 兀件與結構在其他方面為完全相同於圖16所示者，因此未 於此詳細敘述。 在其他變體中具有多於二個致動器區段，其連接方式以 保持在不希望存在有位移之間所需要的平衡性。圖丨8中顯 示此等致動器之一種可能的構型。該致動器結合致動器區 丰又1 8 1、1 82之二個平衡二件組，以中央交叉形狀中繼段或 連接元件1 8 3所連接。圖1 8顯示之元件與結構在其他方面為 完全相同於圖16所示者，因此未於此詳細敘述。
O:\89\89497.DOC -31 - 200423788 在其他變體中具有三個致動器區段，其連接方式以保持 在不希差存在有位移之間的所需要的平衡。圖1 9中顯示此 寺致動器之一種可能的構型。該致動器190結合三個致動器 區奴19卜192、193，以中央交叉形狀中繼段或連接元件194 所連接。只要將致動器區段對於中央連接元件所對稱地設 置，可達到所預期之抵銷非直線移動，在此範例中沿著徑 向位置彼此隔開12〇度。 很明顯❸更複雜之平衡致動器區&的群組可被配置以形 成新穎之致動器。且數個致動器之群組可個被配置在不同 的方向平面，使得直線移動（向量）之方向為在每一群組内之 致動器區段所產生之移動的總合。 【圖式簡單說明】 本！X月這二與其他方面將在參考下列圖式之非限制性範 例更為明確，其中： 圖1A為本發明螺旋形致動器之具體實例的透視圖； 圖1B為本發明螺旋形致動器之另_具體實例的透視圖； 圖⑴為本發明螺旋形致動器之另一具體實例的透視圖； 圖m為本發明螺旋形致動器之另_具體實例的透視圖’· 圖2為圖1A至1D之致會7哭x=y ^之致動裔的千坦尾端部分之橫切面的概 要圖且圖示彎件構造； 圖3為安裝在電路板之本於 私吩败I不^明螺％形致動器之具體實例 的透視圖； 圖4A為依據本發明Q_型致動器之範例的頂端透視圖； 圖4B顯示貫穿圖4A之致動器的橫切面視圖； O:\89\89497.DOC • 32 - 200423788 在其他變體中具有三個致動器區段，其連接方式以保持 不希主存在有位移之間的所需要的平衡。圖19中顯示此 等致動益之一種可能的構型。該致動器190結合三個致動器 區奴19卜192、193，以中央交又形狀中繼段或連接元件194 斤連接/、要將致動器區段對於中央連接元件所對稱地設 置可達到所預期之抵銷非直線移動，在此範例中沿著徑 向位置彼此隔開12〇度。 很明顯的更複雜之平衡致動器區段的群組可被配置以形 成新穎之致動器。且數個致動器之群組可個被配置在不同 的方向平面，使得直線移動（向量）之方向為在每一群組内之 致動器區段所產生之移動的總合。 【圖式簡單說明】 本發明這些與其他方面將在參考下列圖式之非限制性範 例更為明確，其中： 圖1A為本發明螺旋形致動器之具體實例的透視圖； 圖1B為本發明螺旋形致動器之另—具體實例的透視圖 圖1C為本發明螺旋形致勤哭 级勤之另一具體實例的透視圖 圖1D為本發明螺旋形致勤哭 疋办欸勁杰之另一具體實例的透視圖 圖2為圖1Α至1D之致動器的平 要圖且圖示彎件構造； 坦尾端部分之橫切面的概 螺旋形致動器之具體實例 圖3為安裝在電路板之本發明 的透視圖； 圖4 Α為依據本發明型致動 圖4B顯不貝穿圖4A之致動哭 $之範例的頂端透視圖； 的橫切面視圖； O:\89\89497.DOC -32 - 200423788 圖5為Q-型致動器之一項變異型的頂端透視圖； 圖6為Q-型致動器之另一變異型的頂端透視圖； 圖7A、B圖示以圖4A顯示之致動器所驅動之揚聲器； 圖8A為依據本發明u_型致動器之範例的頂端透視圖； 圖8B為圖8A致動器之底部面的俯視圖； 圖8C顯示貫穿圖8A之致動器的橫切面視圖； 圖9顯示圖8之致動器的彎曲變形； 圖10圖不以圖8顯示之致動器所驅動之揚聲器； 圖11為依據本發明之仏型致動器的製造過程所使用之電 極配置圖； 圖12A_C為圖示依據本發明之U-型致動器的製造過程所 使用之帶片的形成過程； 圖13為如所知之雙層捲繞致動器的透視圖； 圖14顯示依據本發明之s_型致動器的範例； 圖15顯示使用圖14之範例供作中央安裝揚聲器圓錐體之 驅動單元； 圖16A、b顯示依據本發明之一項s_型致動㈣另 例； ' 圖17顯示依據本發明之一項S_型致動器的另一範例； 圖18顯示依據本發明之一項致動器的另一範例；及 圖19顯示依據本發明之一項致動器的另—範例。 【圖式代表符號說明】 1 1致動器 12彎曲部分
O:\89\S9497.DOC -33 - 200423788 1 3致動器 1 3端末 23端末 3 1致動器 32板片 3 3端末 3 4銲點 3 5連接插腳 4 0致動器 4 1第一區段 4 1第一彎曲段 42内凹區段 42部位 42中間内凹部位 42第二彎曲段 4 3平坦段 4 3平坦部分 43第二區段 44箭頭 5 0致動器 5 1元件 52元件 5 3平坦段 6 0致動器 6 1凸起區段 O:\89\S9497.DOC -34 200423788 62中間區段 6 3平坦段 64平坦部分 7 0驅動單元 7 0致動器 7 1彎曲部分 7 3平坦部分 7 4膜片材料 74膜片 75外殼 76墊圈 80彎曲段 8 0致動器 8 1中間區段 8 2平坦段 8 3平坦段 9 0 U型致動器 9 1 c型中央區段 9 2直線區段 93直線區段 94箭頭 95箭頭 96箭頭 1 0 0致動器 1 0 0驅動單元 O:\S9\89497.DOC -35 200423788 1 0 1印刷電路板 102墊片元件 104膜片 1 0 5 外殼 106墊圈 107末端 1 0 8尾端 1 1 1 電極 1 1 2 電極 1 1 3 電極 114 線 1 1 5 區域 1 2 0未加工膠帶 1 2 1轉圈 1 2 1第一繞圈 122最後繞圈 123移動部件 124部件 124模 1 3 0致動器 131雙壓電片帶片 1 3 2 電活化構件 133 軸 134轴 135固定支座 O:\89\89497.DOC -36 200423788 136 末 137 近 140致 140 電 141 雙 141 電 142 區 143 區 144接 145 主 146 主 147 平 150 圓 151接 152支 153 頂 155安 156 平 160裝 160 致 161 致 162 致 163 鋼 163 連 171 區 端 端 動器 活化構件 壓電片帶片 活化構件 段 段 合區段 轴 軸 坦部分 錐體 合盤 柱 裝板片 坦安裝柱 置 動器 動器 動器 製彎片 接元件 段 O:\89\89497.DOC -37- 200423788 1 7 2 區段 1 8 0致動器 1 8 1、1 8 2致動器區段 1 9 0致動器 1 9 1致動器 192致動器 1 9 3 致動器 2 1 1 電極層 2 1 2 電極 2 1 3 電極 232端板 2 3 3端板 2 3 4 導電路徑 2 3 5 導電路徑 2 3 6表面 4 0 1多層陶瓷基片 4 1 1 末端 53 1垂片 53 1 導出 7 1 1 末端 8 0 1多層陶瓷基片 8 0 2 電極 8 0 3 間隙 8 0 4接點 8 0 5 導電槽 O:\89\89497.DOC -38 200423788 8 0 6中央電極 9 2 1 末端 9 3 1 末端
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Claims (1)
- 200423788 拾、申請專利範圍： 丨.一種具有彎件構造之電活化致動器， 料及用於活化電活化材料之數層：活化材 料層之形狀為沿著至少—彎曲部八H亥寺電活化材 分連弓曲*刀及至少—大致平坦部 於電極層。 刀-有电乳接頭以電氣連接 2·如申請專利範圍第丄項之電活化致動器 八其彡士 丄田， 、〒由该麵、曲部 刀形成-螺旋繞圈，其配置經活化以 彎曲。 累^繞圈之轴 3. 4. 如申請專利範圍第2項之電活化致動器 形成之該螺旋繞圈為其本身之彎曲。 如申明專利範圍第丨項之電活化致動器 由該彎曲部分成切線地延伸。 其中由彎曲部分 其中該平坦部分 5. 6. 9. 如申明專利範圍第1項之電活化致動器 之長度等於或大於彎曲部分之外徑。 士申明專利範圍第丨項之電活化致動器 與該平坦部分位於相同表面。 如申明專利範圍第i項之電活化致動器 料為一 ·陶竞材料。 如申請專利範圍第1項之電活化致動器 口 F刀被配置如同一突出垂片。 其中該平坦部分 其中該電氣接頭 其中該電活化材 其中該大致平坦 料/、弓件結構之電活化致動器，包含數層電活化材 用於活化電活化材料之數層電極層，該等電活化材 a之形狀為沿著至少-彎曲部分及至少-大致平坦部 O:\89\89497.DOC 分連續地延伸。 10·—種製作如申 法，該方法包八專電活化致動器的方 準備一 i JL 木加工狀態之陶瓷帶片； 放置t亥帶^ g 該平坦部分彳目t具有支^料坦部分之區段，且保持 形器，及姆於該致動器之固定、彎曲部分之方向的成 二成开V ^之内乾燥該帶片以降低該帶片之可塑性。 11 ·如申請糞剎f㈤ 〜J 3 I王 J靶圍第1項之電活化致動器，包含_ 部分繞著一缸h 匕3 早一育曲 冑轴言曲，其配置經活化以繞著該軸彎曲，及 ^ 平坦部分由該軸延伸離開。 其中該彎曲部 12·如申請專利範圍第11項之電活化致動器 刀八有平行於該軸之大致均勻形狀。 其中該平坦部 13·如申請專利範圍第11項之電活化致動器 分由該軸徑向地延伸離開。 i4.=申請專利範圍第n項之電活化致動器，其中該彎曲部 刀具有 垂直於該軸之橫切面，該軸大致為一圓幵彡之 段。 ”、、 K如申請專利範圍第u項之電活化致動器’其中該數種層 電活化材料被成形以由第一次述及之彎曲部分沿著一具 有曲率反向於該第一彎曲部分之曲率的一第二彎曲部分 連續地延伸至該直列部分。 16.如申請專利範圍第u項之電活化致動器，其中該電活化 材料為一陶瓷材料。 O:\89\89497.DOC -2 - 200423788 料，具有¥件構造之電活化致動器，包含數層電活化村 料用於活化电活化材料之數層電極層，該等電活化材 ::之形狀為沿著-彎曲部分及至少-大致平坦部分連 #上之伸，忒芎曲部分繞著一轴彎曲且配置經活化以繞 者该車由彎曲，該卜 ,〇 V —大致平坦部分由該軸延伸離開。 is·—種陶瓷致勳哭，A人 ^ σσ L έ 一第一彎曲段徑向地延伸進入〆 弟二且基本平坦段。 '申巧專利範圍第18項之陶瓷致動器，具有一向内弓曲 之早、驾、曲段，其具有延伸進入平坦段之一短小向外弓 曲部分。 J门汴7 20·如申請專利範圍第18 8心啕尤致動态，由一壓電材料之 連績薄片所形成。 21 · 一種用於可聽聲咅之娱岸 , ^ 耳a之杨荦益，包含一安裝在一支座結構 之發琴兀件’以及如申請專利範圍第11至20項任-項 2至少-致動器，該致動器以—近端邊緣被安裝在該 务聋兀件上’及一末端邊緣被安裝在i亥支座結構上。 22. 如申請專利範圍第21 一 、、爾耳裔，具有一或多個適型密 封兀件繞著該發聲元件的邊緣。 23. 如:請專利範圍第21項之揚聲器，其中具有末端邊緣之 该弟一平坦段被安裝在支座結構之—部分上，同時具有 近端邊緣之第…彎曲段被安裝在發聲元件上，使得气彎 曲段橋接在介於該發聲元件與該支座結構件之間的;;間 隙。 24. 如申請專利範圍第21項之揚聲器，其中該支座結構件與 O:\89\89497.DOC 200423788 耳元件為一可攜式資料處理或通信裝置之外殼 件0 25.如申請專利範圍第21項之揚聲器，其中該第二平坦段在 縱軸方向延伸成為一矩形。 26·如申請專利範圍第21項之揚聲器，其中該第二平坦段終 止於一或多個平坦段。 27·^^請專利範圍第丨項之電活化致動器，包含一單一彎曲 邛刀及一個由該彎曲部分之對向端所相切延伸之平坦部 分，至少其中之一配置有電氣連接於電極層之該電氣 頭。 寻 28. 如申晴專利範圍第27項之電活化致動器，其中 平坦部分為大致彼此相互平行。 29. 如申請專利範圍第27項之電活化致動器，其中該等直列 部分為每一配置經活化以由彎曲部分相對面彎曲。 3〇.如申請專利範圍第27項之電活化致動器，其中該等直列 部分為每一者在相對於彎曲部分被極化之方向被極化。 31. -種具有彎件構造之電活化致動器，包含數層電活化材 料及用於活化電活化材料之數層電極層，該等電活化材 料層之形狀為沿著一彎曲部分及二個由彎曲部分之相對 尾端所切線地延伸之平坦部分連續地延伸。 32· -種陶究致動器，包含—弓形中間段成切線地延伸進入 二個基本直列尾端區段。 33. 一種用於可聽聲音之揚聲器，包含一安褒在一支座結構 上之發聲元件，以及如申請專利範圍第27至32項任一項 O:\S9\89497.DOC -4- ^423788 中之至乂 致動态，該致動器被連接至該發聲元件與一 支座，其中該發聲元件被連接至該等平坦部分之—的一 尾端部分，且該致動器係藉由其他平坦部分之〜尸山立 分被連接於該支座而安裝。 毛、邛 具有一或多個適型密 其中該發聲元件為一 其中該支座結構件與 3 4 如申凊專利範圍第3 3項之揚聲器 封元件繞著該發聲元件的邊緣。 3 5·如申請專利範圍第33項之揚聲器 平坦或略微彎曲的透明面板。 36·如申請專利範圍第33項之揚聲器 :广件為-可攜式資料處理或通信裝置之外：:: 37· 一種製作如申請專利範圍第27或32項之致動器的 該方法包含·· J万法， 製造先驅材料之可變形薄片； 施加一第 堆疊該等薄片使得至少一第 豐以形成一層雙遷電片帶片，· 第二、一第三電極在薄片上； 第 與第三電極重 推塵該雙麼電片帶片成為致動器之形狀，及 燒結該成型帶片， 其中三個電極之二個在 n ^ 在相對應於致動器之鄰接區段之 間的區域位置具有間隙， 區域。 一们电極之一為連續跨過該 38·如申請專利範圍第37項之方法， « * ^ ^ 進一步包含極化對向於 弓h之致動器的直列部分的步驟。 O:\89\89497.DOC 423788 申明專利範圍弟1項之電活化致動器，其中該彎曲部分 成螺方疋繞圈，其配置經活化以繞著螺旋繞圈之軸彎 7，該螺旋繞圈為本身彎曲以具有相反曲率之二個區 奴，相對於在二個區段之間的點旋轉對稱。 40.如申請專利範圍第39項之電活化致動器，包含一單一彎 曲部分。 41·如中請專利範圍第40項之電活化致動器、，包括一該平坦 邛/刀，其配置有用以電氣連接至位於該彎曲部分之一端 的數個電極層之電氣接頭。 42· t申睛專利範圍第41項之電活化致動器，包括在彎曲部 分之另一端的一另項大致平坦部分。 43. 如申請專利範圍第42項之電活化致動器 部分之另-端的該另項平坦部分，配置有電氣連接^ 極層之電氣接頭。 44. 如申請專利範圍第42項之電活化致動器，其中該致動器 在該二個區段之間的該點處被安裝於一第—物件，及以 該第-次述及平坦部分與該另項平坦部分被安裝於一第 二物件。 具中該相反曲 4 5 ·如申請專利範圍第3 9項之電活化致動器 率之二個區段大致為一圓形之區段。 队-種電活化裝置，具有一沿著.彎曲副軸延伸之連… 活化構件，料續的電活化構件繞著_ f曲魏置= 電極經活化以繞著副軸彎曲’因此繞著副軸扭轉時伴隨 有裝置之-部分的相對位移而脫開彎曲之平面，其中= O:\89\89497.DOC -6 - 200423788 Μ軸順著一具有二個相反曲率之區段的曲線，相對於在 二個區段之間的點旋轉對稱。 47. 如申請專利範圍第46項之電活化致㈣，其中該連續的 電活化構件繞著一螺旋繞圈之副軸彎曲。 48. :申請專利範圍第46項之電活化致動器，其中該副軸順 著一曲線，該曲線在二個區段之間的該點具有一單一曲 率改變。 49·如申請專利範圍第46項之電活化致動器，其中該致動器 在該二個區段之間的該點處被安裝於一第一物件，及在 该二個區段之對向端被安裝於一第二物件。 5〇·如申請專利範圍第46項之電活化致動器，其中該相反曲 率之二個區段大致為一圓形之區段。 51. 一種電活化致動器，適於在一直線移動物件，該致動器 具有至少一群相連接之致動器區段，每一該等區段具有 一繞著一副軸延伸之電活化材料的結構件，該副軸為固 定地彎曲且其中電活化材料之結構件包括接續的電活化 部位，該等電活化部位具有電極在活化時繞著副軸彎 曲’且該等區段藉由一連接元件所連結，且繞著該連接 元件被配置成為旋轉對稱。 52·如申請專利範圍第5 1項之電活化致動器，其中在每一群 組内之數個致動器區段，在活化時彼此平行移動，同時 在其他方向相抵消。 53·如申請專利範圍第51項之電活化致動器，其中在每—群 組内之數個致動器區段基本上為完全相同的。 O:\89\89497.DOC 200423788 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 如申請專利範圍第51項之電活化致動器，其中每一群組 G § 連續的電活化元件沿著且繞著副軸延伸與彎曲。 如申請專利範圍第54項之電活化致動器，其中該連續的 笔活化元件繞著副軸彎曲如同一螺旋繞圈。 如申請專利範圍第5 1項之電活化致動器，具有以接合區 段連結之至少二個相反曲率的致動器區段。 如申請專利範圍第56項之電活化致動器，其中該等二個 相反曲率之致動為區段為由電活化陶变材料之一連續的 帶片所形成。 如申清專利範圍第57項之電活化致動器，其中該等二個 致動為區段與接合區段係由電活化陶瓷材料之一連續的 帶片所形成。 如申清專利範圍第5丨項之電活化致動器，其中該接合區 段包含一異型材料。 如申睛專利範圍第59項之電活化致動器，其中該接合區 段在除了在一個方向以外可適應為相對不易彎曲的。 如申請專利範圍第51項之電活化致動器，其中在一群組 内之全部致動器區段可適應為接收基本上完全相同的活 化信號。 O:\89\89497.DOC
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