发明名称 双轴向转换器
摘要 本发明是一种用可压变形材料制成的单层双轴转换器。同时亦教示数种制造双轴转换器的方法。此双轴转换器的响应向量系沿起于主轴的径向直线之方向,且其强度随至该轴距离而变化,所以当一电场施加于转换器时便可产生一双轴变形。双轴层状体可为堆叠而成者,其间有共同电极。双轴器可用来在物体层间减少应力。它们也可用来使物体变形或制造泵。
申请公布号 TW225624 申请公布日期 1994.06.21
申请号 TW081104666 申请日期 1992.06.15
申请人 洛克威尔国际公司 发明人 乔登W.卡普
分类号 H03H9/54;H04R9/18 主分类号 H03H9/54
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼之三;恽轶群 台北巿松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1﹒一种转换器,其包含有: 一层可电性变形材料,该材料具有响 应向量、响应表面、基面,及连于该材料 层的电源连接电路,其中该等响应向量绕 一轴呈径向分布,且其中该电源藉该等向 量而转换,且该向量之大小系依至该轴的 径向距离之函数而变,以强制该响应表面 发生双轴变形,并且反之亦然。 2﹒如申请专利范围第1项之转换器,其中该 响应向量之大小系至该轴的径向距离之常 数函数,而该等连接电路的电作用之改变 系至该轴的径向距离之函数。 3﹒如申请专利范围第1项之转换器,其中该 响应向量之大小之改变系至该轴的径向距 离之函数,而该等连接电路的电作用之改 变系至该轴的径向距离之函数。 4﹒如申请专利范围第1项之转换器,其中该 等电源连接电路为一接设于该响应表面之 电极和一接设于该基面的电极。 5﹒如申请专利范围第4项之转换器,其系由 两材料层连接至一共同电极。 6﹒如申请专利范围第5项之转换器,其中该 等响应向量的方向为互逆平行。 7﹒一种引动器(actuator),其主体包含有一 扬升器(lifter)连接于一双轴器(biaxer)。 8﹒如申请专利范围第7项之引动器,其中该 主体有顶端和底端,该主体有多个扬升器 ,一个双轴器连接于顶端,以及一个双轴 器连接于底端。 9﹒一种双轴转换器,其包含有一基座,该基 座有一轴,还有数个连接在该基座的双轴 器单元(biaxer segment)。 10﹒如申请专利范围第9项之双轴转换器, 其中该等双轴器为双轴形态(biaxmorph)。 11﹒如申请专利范围第9项之双轴转换器, 其中该等双轴器单元大小相等,且沿一组 缠绕螺旋臂等间隔分离。 12﹒如申请专利范围第11项之双轴转换器, 其中该等双轴器为双轴形态。 13﹒如申请专利范围第12项之双轴转换器, 其中有一晶圆(wafer)相对于基座连接在 该等双轴形态上。 14﹒如申请专利范围第13项之双轴转换器, 其中该基座具有冷却渠道,供流体通过, 以便从基座除去热量。 15﹒一种可变形物体,其包含有一基座、数 个接于基座的双轴器单元,一可变形物体 接于该等双轴器单元,其中当该等双轴器 被激发(activated)时,该等双轴器会施 予该可变形物体剪切力并使其弯曲。 16﹒如申请专利范围第15项之可变形物体, 其中该等双轴器为双轴形态。 17﹒一种作用如一个泵的双轴转换器装置, 其包含一腔室,该腔室具有内表面、至少 两层双轴器单元、一挠性封件,一吸入阀 和一排出阀, 各层该双轴器单元具有一基面及一响 应表面,其中两双轴器的响应表面连接至 一共同电极,其基面则连接至与该泵腔室 内表面相连的接地电极, 该等双轴器单元间有空间,且具有一 轴,该等双轴器单元则绕该轴分布,各层 在该轴半径末端有一周边, 该挠性封件设于该腔室和层之该周边 ,以提供该流体在该泵中被封闭, 一脉冲式电源,连接于该等共同电极 ,以激发该等双轴器单元, 该等双轴器主要以靠近该等共同电极 之剪切力作为该脉冲式电源的脉冲之响应 ,该剪切力改变该等单元间的空牌体积, 藉而改变该腔室开放空间的体积,使该腔 室的压力改变, 其中,腔室压力减少可导引流体经该 吸入阀进入该腔室,而该腔室压力增加可 经该排出阀将流体排放出去,而能产生一 泵送动作。 18﹒如申请专利范围第17项之双轴转换器装 置,其中该等共同电极加厚,以增加体积 泵行程。 19﹒如申请专利范围第17项之双轴转换器装 置,其进一步包含有一刚性元件,接于各 对相对双轴器的共同电极之间,以增加体 积泵行程。 20﹒如申请专利范围第2项之转换器,其中 该电作用是利用具有螺旋形电阻材料的该 等连接线路而改变。 21﹒如申请专利范围第3项之转换器,其中 该电作用是利用具有螺旋形电阻材料的该 等连接线路而改变。 22﹒如申请专利范围第2项之转换器,其中 该电作用是利用具有随靠近该轴而增加电 阻之材料的该等连接线路而改变。 23﹒如申请专利范围第3项之转换器,其中 该电作用是利用具有随靠近该轴而增加电 阻之材料的该等连接线路而改变。 24﹒如申请专利范围第2项之转换器,其中 该电作用是利用数个成环连接的该等连接 线路而改变,各环系受随靠近该轴而减少 大小的电源而激发。 25﹒如申请专利范围第3项之转换器,其中 该电作用是利用数个成环连接的该等连接 线路而改变,各环系受随靠近该轴而减少 大小的电源而激发。 26﹒一种制造层状材料的方法,该层状材料 的响应向量系绕一轴而呈径向变化之分布 ,该方法包含利用绕一垂直于该层状材料 表面的轴而以一角度积存材料,得到径向 分布响应向量,而制出层状材料的方法, 其中可以至该轴距离为函数的方法来控制 积存速率和角度。 27﹒如申请专利范围第26项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为径向而形成双轴器。 28﹒如申请专利范围第26项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为环状而形成扭动器(twister)。 29﹒一种制造层状材料的方法,该层状材料 的响应向量系绕一轴而呈径向变化之分布 ,该方法包含利用均匀分布响应向量制出 层状材料的方法,然后令该层状材料接受 一辐射源,该辐射源之强度系随至该轴距 离而变,该辐射针对至该轴距离而调整该 等响应向量的大小至所需的程度。 30﹒如申请专利范围第27项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为径向而形成双轴器。 31﹒如申请专利范围第29项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为环状而形成扭动器。 32﹒一种制造层状材料的方法,该层状材料 的响应向量系绕一轴而呈径向变化之分布 ,该方法包含利用均匀分布响应向量制出 层状材料的方法,然后将该层状材料置于 一电场,该电场之强度为至该轴距离的函 数,该电场针对至该轴距离而调整该等响 应向量的大小至所需的程度。 33﹒如申请专利范围第32项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该层状材料有一 周界、一上表面、一底表面,该电场系藉 一门把型电极产生,该门把电极周围为半 导体材料所围绕,该半导体被置于邻近该 层状材料的上表面和底表面,且延伸出一 靠近该层状材料周界的环状接地导电材料。 34﹒如申请专利范围第33项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为径向而形成双轴器。 35﹒一种制造层状材料的方法,该层状材料 的响应向量系绕一轴而呈径向变化之分布 ,该方法包含利用均匀分布响应向量制出 层状材料的方法,然后将该层状材料置于 一径向热梯度,其温度变化为至该轴距离 的函数,该温度针对至该轴距离而调整该 等响应向量的大小至所需的程度。 36﹒如申请专利范围第35项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该层状物系置于 一热槽上,且有一热源施加于该轴。 37﹒如申请专利范围第36项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为径向而形成双轴器。 38﹒如申请专利范围第36项的制造层状材料 方法,该层状材料的响应向量系绕一轴而 呈径向变化之分布,其中该等响应向量的 方向为环状而形成扭动器。图示简单说明: 第l图是本发明较佳转换器实施例的 静态假想透视图,共被称为双轴器 (biaxer),具有鹌换器主体预定排列之响 应向量。 第3图是响应向量大小与第l图双轴 器轴心距离的变化关系图。 第3图是第l图双轴器的部份剖视, 共显示由施加电讯所引起的变形行程。 第4图是本发明较佳转换器实施例的 静止部份虚线透视图,称为双轴形态 (biaxmorph),由相邻之双轴器所组成。 第5图是一受限制的双轴形态的受激 (activated)透视图,其产生一回应于所 施电讯的变形行程。 第6图透视性地绘出一目由双轴形态 之变形行程,其具有因施加电讯所造成的 双轴向与弧曲表面变形。 第7图透视性地绘出在一基座上的双 轴形态组。 第8图为一包含双轴形态和厚度型部 份的复合转换器,其末端之截面图。 第9图为一自由压电转换器的垂直变 形(translation)及双轴向表面变形行程 第10图为第9图转换器在共各端分别 连接一刚性元件时的静止位置。 第ll图为第9图转换器的垂直位移行 程(translation stroke)及本体变形。 第12图绘出在第9图转换器上下两端 的刚性元件与其层叠体TM间置入两双轴形 态时的静态示意图。 第13图绘示第12图转换器所得之第9 图转换器的全部变形行程。 第14图为晶圆规格连体回圈的截面图 ,共连接在冷却基座上,中间为双轴形态 单元(segmont)。 第15图绘出晶圆膨胀的调节示意图。 第16图绘出晶圆收缩的调节示意图。 第17图是以独立电性定址 (addressed)双轴形态单元连接的可变形 面镜之截面图。 第18图为双轴器组的流体运送实施例 之吸入截面图。 第l9图为第l9图实施例排放时之截面 图。 第20图图示制造双轴器的方法。 第21图绘示以非均匀电讯激发一均匀 径向感应双轴器的方法。 度电场强度的方法所用的装置实施例之截 面图。 第23图描绘谓整一均匀径向感应物体 制成双轴器的热梯度法。
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