专利名称：单相单一pzt电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，特别是指一种于上背板上施以不同型态的改变，并藉由参数性改变方式，以获得较佳输出的单相轴推与侧推式高效率超音波致动器。
背景技术：
如图1所示，为常用超音波压电致动器结构，是利用一圆盘形式的压电蜂鸣片1作为驱动主体，其主要是于镍合金材料所组成的金属背板11上，黏上由锆钛酸铅材料所构成的压电(PZT)陶瓷12，并利用分割电极法，将其上方的电极13分割成两组，并藉由两组驱动电路分别驱动该两组电极131、132，当压电陶瓷12输入一超音频弦波电压后，陶瓷本体及附属金属背板11会有高频的伸缩形变现象发生，其能量传递的方式乃以波动型态来传递，其振幅变化约在微米范围，且其振幅可由输入电压大小来控制，故可作为精密的致动装置。而上述结构所形成的缺点为该组成结构及可达成功效实属固定，无法依需要调整改变，因此将会局限其应用领域及在产品上的使用；且因使用电极分割法将电极分割成两组，故需使用两组驱动电路，实不符合经济效益；再者，该压电(PZT)陶瓷材料为锆钛酸铅，并经电极分割处理，故使该压电陶瓷非常脆弱，极易损坏。
由此可见，上述常用物品仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
本案申请人鉴于上述常用超音波致动器所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器。
实用新型内容本实用新型的目的即在于提供一种背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，本实用新型是于上背板上施以不同型态的改变，并藉由参数性改变方式，使结构产生不对称，在电极加上电压后，使得致动器产生一周期性不平衡的切向推力输出，致使设置于螺钉头上方的转子，受到一轴向或侧向拨力而转动，藉由此运作达到超音波致动的目的。
本实用新型的次一目的是在于提供一种背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，可改变输出效能的可变参数，包括在上背板设置缺口、缺口数目、螺钉或缺口加螺钉的方式及角度、缺口的深浅以及缺口的宽窄等。
本实用新型的另一目的是在于提供一种背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，藉由参数改变来提高超音波致动器的输出效能，可方便运用于各种产业领域及产品。
可达成上述实用新型目的的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，是由上背板、压电陶瓷(PZT)、电极、下背板、螺钉及螺母所组成；该压电陶瓷及电极是设置于上、下背板间，上背板、压电陶瓷、电极、下背板均为圆形，并利用螺钉由上背板中心贯穿至下背板，并利用螺母将其固定；上背板质量分布为非对称结构；本实用新型是于上背板上施以不同型态的改变，并藉由参数性改变方式，使结构产生不对称，在电极加上电压后，使得致动器产生一周期性不平衡的切向推力输出，致使设置于螺钉头上方的转子，受到一轴向或侧向拨力而转动。
其中可变参数，包括有在上背板周缘设置缺口、缺口数目、螺钉或缺口加螺钉的方式及设置角度、缺口的深浅以及缺口的宽窄等，形成质量分布为非对称结构。
其中该上背板上的缺口、螺钉或缺口加螺钉以等角度方式设置时，则可将固定螺钉偏心设置，亦可达到达到超音波致动的效果。
本实用新型所提供的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，与其它常用技术相互比较时，更具有下列的优点1、本实用新型的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，具有多种可变参数，来控制致动器的输出效能。
2、本实用新型的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，藉由参数改变来提高超音波致动器的输出效能，可方便运用于各利产业领域及产品。
3、本实用新型的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，为一结构简单成本低廉，且于长时间使用，不易因发热(即高效率)而损坏的超音波致动器。
4、本创作尚可推广至背板及PZT圆盘的直径为可变换，驱动点处的直径为可变换，驱动螺钉(固定螺钉)头可予硬铬处理，以增强耐磨度，以及中心驱动点为轴推或侧推单用，或复合型两用的致动器。
请参阅以下有关本实用新型一较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本实用新型的技术内容及其目的功效；有关该实施例的附图为图1为常用超音波致动器的结构示意图；图2为本实用新型的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的分解图；图3为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的立体图；图4(a)～图4(c)，为该背板具缺口的单向轴推式高效率超音波致动器以(a)缺口、(b)螺钉或(c)缺口加螺钉为参数的结构示意图；
图5(a)～图5(b)为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器以缺口宽窄及深浅为参数的结构示意图(可使转子转动速率达3000rpm以上)；图6为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的实施示意图；以及图7为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的另一实施示意图。
图中1为压电蜂鸣片，11为金属背板，12为压电陶瓷B，13为电极B，131为电极C，132为电极D，2为致动器，21为上背板，211为缺口，212为螺钉，22为压电陶瓷A，23为电极A，24为下背板，25为固定螺钉，26为螺母，3为基座，4为转子。
具体实施方式
请参阅图2及图3，本实用新型所提供的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的分解图及立体图，由图中可知，本实用新型的背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器2，由上背板21、压电陶瓷A(PZT)22、电极A23、下背板24、固定螺钉25及螺母26所组成；将该压电陶瓷A22及电极A23，设置于上、下背板21，24间，并利用固定螺丝25由上背板21中心贯穿至下背板24，并利用螺母26将其固定；本实用新型是于上背板21上施以不同型态的改变，并藉由参数性改变方式，使结构产生不对称，在电极A23加上电压后，使得致动器2产生一周期性不平衡的切向推力输出，致使致动器2达到超音波致动的效果，并可使转子转动速率达3000rpm以上。
请参阅图4(a)～图4(c)，为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器以4(a)缺口、4(b)螺钉或4(c)缺口加螺钉为参数的结构示意图，由图中可知，本实用新型的背板具开口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，可于上背板21的中心点以90-120-150(亦可为100-120-140或110-120-130)的角度，向外缘延伸设置三个缺口211、三颗螺钉212或三个缺口211加上三颗螺钉212；藉由缺口211、螺钉212或缺口211加螺钉212的设置方式及角度的不同作为参数改变，以达到控制致动器2输出效能。
请参阅图5(a)～图5(b)，为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器以缺口宽窄及深浅为参数的结构示意图，由图中可知，本实用新型单相轴推式超音波致动器2，亦可藉由缺口211的宽窄及深浅作为参数改变，以达到控制致动器2输出效能。
请参阅图6，为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的实施示意图，由图中可知，本实用新型的背板具开口的单向轴推式高效率超音波致动器2，可设置于一基座3上，藉由上背板21的参数性设计方式(包括在上背板设置缺口、缺口数目、螺钉或缺口加螺钉的方式及角度、缺口的深浅以及缺口的宽窄)，使结构产生不对称，在电极加上电压后，使得致动器2产生一不平衡的轴向推力，该推力是以周期性的频率输出，致使设置于固定螺钉25上方的转子4，受到一侧向拨力而转动；本实用新型的最佳实例，乃于上背板以90-120-150的角度，利用三个缺口形态设置，将可达到最佳输出效果。
请参阅图7，为该背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器的另一实施示意图，由图中可知，当上背板21上的三个缺口211(亦可为螺钉或缺口加螺钉)以120-120-120的角度设计时，则可将固定螺钉25偏心设置，亦可达到达到超音波致动的效果。
上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求1.一种单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，其特征在于由上背板、压电陶瓷、电极、下背板、固定螺钉及螺母组成；该压电陶瓷及电极是设置于上、下背板间；上背板、压电陶瓷、电极、下背板均为圆形，并利用固定螺钉由上背板中心穿至下背板，并利用螺母将其固定；上背板质量分布为非对称结构。
2.按权利要求1所述的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率起音波致动器，其特征在于所述质量分布为非对称结构是指在上背板周缘设置缺口、螺钉或缺口加螺钉。
3.按权利要求1所述的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率起音波致动器，其特征在于；固定螺钉偏离上背板中心穿至下背板，形成偏心结构。
4.按权利要求1所述的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率起音波致动器，其特征在于固守螺钉头具有硬铬处理的增强耐磨层。
专利摘要一种背板具缺口的单相单一PZT电极轴推与侧推式高效率超音波致动器，是由上背板、压电陶瓷(PZT)、电极、下背板、螺钉及螺母所组成；该压电陶瓷及电极，设置于上、下背板间，并利用螺栓由上背板中心贯穿至下背板，并利用螺母将其固定；本实用新型是于上背板上施以不同形态的改变，并藉由参数性改变方式，使结构产生不对称，在电极加上电压后，使得致动器产生一周期性不平衡的切向推力输出，致使设置于螺钉头上方的转子，受到一轴向或侧向拨力而转动，藉由此运作达到超音波致动的目的。本实用新型尚可推广至背板及PZT圆盘的直径为可变换，驱动点处的直径为可变换，驱动螺钉头可予硬铬处理，以增强耐磨度，以及中心螺钉头驱动点为轴推或侧推单用，或复合型两用的致动器。
文档编号H02N2/10GK2631119SQ03214119
公开日2004年8月4日 申请日期2003年8月6日 优先权日2003年8月6日
发明者欧阳敏盛, 陈瑞凯 申请人:陈瑞凯