d”的移動端112d”及固定端114d”都不位于軸線L上。
[0173]如圖1lE所示，由于移動端112d”與固定端114d”不位于軸線L上，因此可定義移動端112d”至軸線L的距離為一移動距離dm，定義固定端114d”至軸線L的距離為一固定距離df，定義移動端112d”至固定端114d”的距離為一彈簧長度ds。在本實施例中，固定距離df大于移動距離dm，且彈簧長度ds大于固定距離df。如圖1lE所示折疊彈簧的配置方式，彈簧長度會因質(zhì)量塊10d的轉(zhuǎn)動而改變。進一步來說，本實施例的微機電裝置10d”的作動型態(tài)為前述圖7所示的第五型態(tài)。
[0174]詳細來說，本實施例每一折疊彈簧110d”包含依序相連的多個延展部1100d”、1101d”、1102d”、1103d”。這些延展部 1100(1”、1101(1”、1102(1”、1103(1”的延伸方向平行于軸線L。其中，上述的延伸方向是指延展部1100d”、1101d”、1102d”、1103d”的長邊所延伸的方向(即圖示中的Y軸方向)。并且，支架120d”的寬度Wr大于每一延展部1100d”、1101d”、1102d”、1103d”的寬度Ws。此外，在本實施例中，延展部1101d”、1102d”、1103d”的長度(即Y方向的尺寸)都不相同。這些延展部1101d”、1102d”、1103d”的長度朝接近支架120d”的方向遞增。進一步來說，延展部llOld”的長度小于延展部1102d”的長度，而延展部1102d”的長度又小于延展部1103d”的長度。需注意的是，上述延展部的長度都不相同的特征非用以限定本發(fā)明。舉例來說，在其他實施例當(dāng)中，延展部1101d”、1102d”、1103d”的長度也可以至少二個是相同的。
[0175]本實施例的框架130d為矩形框，但框架130d的外型非用以限定本實施例。每一支架120d”連接至框架130d的環(huán)型內(nèi)側(cè)，使得這些支架120d”、這些折疊彈簧110d”及質(zhì)量塊10d被框架130c所環(huán)繞。并且，本實施例的支架120d”其一端連接于至框架130d，而其另一端連結(jié)折疊彈簧110d”的固定端114d”。此外，框架130d還通過四個彈簧140d而連接于四個固定座150d。
[0176]根據(jù)上述數(shù)個實施例的微機電裝置，旋轉(zhuǎn)元件通過折疊彈簧的伸縮變形而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，而非是現(xiàn)有扭轉(zhuǎn)梁的扭轉(zhuǎn)變形。因此，連接旋轉(zhuǎn)元件的折疊彈簧以及框架的剛性都趨進于與彈簧的寬度的一次方成正比。如此一來，在各種不同彈簧寬度的制作工藝變異下，框架的位移振動時的共振頻率能夠趨近于質(zhì)量塊的旋轉(zhuǎn)時的共振頻率。如此,可提高微機電裝置運用于角速度計時的靈敏度。
[0177]根據(jù)上述數(shù)個實施例的微機電裝置，限制元件通過折疊彈簧而連接至旋轉(zhuǎn)元件。因此，一端連接旋轉(zhuǎn)元件的折疊彈簧，其另一端所連接的支架或固定座或框架或其它元件都可以是本公開中所稱的的限制元件。值得注意的是，支架或固定座或框架若沒有通過折疊彈簧而連接至旋轉(zhuǎn)元件，則這些支架或固定座或框架則非本公開中所稱的的限制元件。
[0178]本發(fā)明所公開的微機電裝置，可利用折疊彈簧連接旋轉(zhuǎn)元件，使旋轉(zhuǎn)元件能依一軸線轉(zhuǎn)動。因此，本發(fā)明所公開的微機電裝置可依據(jù)不同的用途而進行適當(dāng)修改，而適用于各種不同型態(tài)的微機電裝置，例如微機電多軸加速度計、微機電磁力計、微機電鏡面等。當(dāng)這些微機電裝置的尺寸不斷縮小時，這些使用折疊彈簧連接旋轉(zhuǎn)元件的微機電裝置，僅需要調(diào)整延展部的數(shù)量即能使旋轉(zhuǎn)元件依然能在特定的頻率上來回轉(zhuǎn)動。換言之，不需增加折疊彈簧的延展部的長度，即能使旋轉(zhuǎn)元件依然能在特定的頻率上來回轉(zhuǎn)動。
【主權(quán)項】
1.一種微機電裝置，包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件； 其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變。2.如權(quán)利要求1所述的微機電裝置，其中該固定距離小于或等于該移動距離且該彈簧長度小于或等于該移動距離。3.如權(quán)利要求2所述的微機電裝置，其中每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于至少一該延展部的寬度。4.如權(quán)利要求3所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度不相同。5.如權(quán)利要求4所述的微機電裝置，其中每一該延展部的長度都不同，且該些延展部的長度朝遠離該軸線方向遞減。6.如權(quán)利要求4所述的微機電裝置，其中每一該延展部的長度都不同，且該些延展部的長度朝遠離該軸線方向遞增。7.如權(quán)利要求3所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度相同。8.如權(quán)利要求1所述的微機電裝置，其中該至少一限制元件為一框架。9.如權(quán)利要求1所述的微機電裝置，其中該至少一限制元件為一固定座。10.如權(quán)利要求3所述的微機電裝置，另包含一框架，其中該旋轉(zhuǎn)元件設(shè)置于該框架內(nèi)，該至少一支架連接該框架。11.如權(quán)利要求10所述的微機電裝置，其中該支架另包含第一端及第二端，分別連接至該框架，且該第一端及該第二端以該軸線為中心線而對稱配置。12.—種微機電裝置,包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件；其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變，該固定距離小于或等于該移動距離且該彈簧長度大于該移動距離。13.如權(quán)利要求12所述的微機電裝置，其中每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于至少一該延展部的寬度。14.如權(quán)利要求13所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度不相同。15.—種微機電裝置,包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件；其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變，該固定距離大于該移動距離且該彈簧長度小于或等于該固定距離。16.如權(quán)利要求15所述的微機電裝置，其中每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于至少一該延展部的寬度。17.如權(quán)利要求16所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度不相同。18.—種微機電裝置,包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件；其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變，該固定距離大于該移動距離且該彈簧長度大于該固定距離。19.如權(quán)利要求18所述的微機電裝置，其中每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于至少一該延展部的寬度。20.如權(quán)利要求19所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度不相同。21.—種微機電裝置,包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有一移動端及一固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件；其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變，每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于至少一該延展部的寬度。22.如權(quán)利要求21所述的微機電裝置，其中該至少二該延展部的長度不相同。23.如權(quán)利要求22所述的微機電裝置，其中每一該延展部的長度都不同，且該些延展部的長度朝遠離該軸線方向遞減。24.如權(quán)利要求22所述的微機電裝置，其中每一該延展部的長度都不同，且該些延展部的長度朝遠離該軸線方向遞增。25.—種微機電裝置,包含: 旋轉(zhuǎn)元件，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 至少二折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該旋轉(zhuǎn)元件，該固定端連接該至少一限制元件；其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)動而改變，每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，至少二該延展部的長度不相同。26.如權(quán)利要求25所述的微機電裝置，其中該固定距離小于或等于該移動距離且該彈簧長度小于或等于該移動距離。27.如權(quán)利要求25所述的微機電裝置，該固定距離小于或等于該移動距離且該彈簧長度大于該移動距離。28.如權(quán)利要求25所述的微機電裝置，其中該固定距離大于該移動距離且該彈簧長度小于或等于該固定距離。29.如權(quán)利要求25所述的微機電裝置，其中該固定距離大于該移動距離且該彈簧長度大于該固定距離。30.一種微機電裝置，適于量測一角速度，包含: 質(zhì)量塊，可依一軸線進行轉(zhuǎn)動； 至少一限制元件；以及 多個折疊彈簧，以該軸線為中心線而對稱配置，每一該折疊彈簧具有移動端及固定端，該移動端連接該質(zhì)量塊，該固定端連接該至少一限制元件； 其中，該移動端及該固定端都不位于該軸線上，定義該移動端至該軸線的距離為一移動距離，定義該固定端至該軸線的距離為一固定距離，定義該移動端至該固定端的距離為一彈簧長度，該彈簧長度因該質(zhì)量塊的轉(zhuǎn)動而改變，該固定距離小于或等于該移動距離且該彈簧長度小于或等于該移動距離。31.如權(quán)利要求30所述的微機電裝置，其中每一該折疊彈簧包含依序相連的多個延展部，該些延展部的延伸方向平行于該軸線，該至少一限制元件為一支架且該支架的寬度大于每一該延展部的寬度。32.如權(quán)利要求31所述的微機電裝置，其中至少二該延展部的長度不相同。33.如權(quán)利要求32所述的微機電裝置，其中每一該延展部的長度都不同，且該些延展部的長度朝遠離該軸線方向遞減。34.如權(quán)利要求31所述的微機電裝置，另包含一框架，其中該旋轉(zhuǎn)元件設(shè)置于該框架內(nèi)，該至少一支架連接該框架。35.如權(quán)利要求34所述的微機電裝置，該支架另包含第一端及第二端，分別連接至該框架，且該第一端及該第二端以該軸線為中心線而對稱配置。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有用于旋轉(zhuǎn)元件的折疊彈簧的微機電裝置，利用折疊彈簧即能進行旋轉(zhuǎn)運動，該微機電裝置包含一旋轉(zhuǎn)元件、至少一限制元件以及至少二折疊彈簧。二折疊彈簧以軸線為中心線而對稱配置，每一折疊彈簧具有一移動端及一固定端。移動端連接旋轉(zhuǎn)元件，固定端連接限制元件。由于移動端與固定端不位于軸線上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件依一軸線進行旋轉(zhuǎn)時，折疊彈簧的移動端會跟著旋轉(zhuǎn)且彈簧長度也會因而改變。此種具有用于旋轉(zhuǎn)元件的折疊彈簧的微機電裝置可應(yīng)用于各種具有旋轉(zhuǎn)元件的微機電裝置，例如加速度計、陀螺儀、微鏡面及磁力計等。
【IPC分類】B81B5/00
【公開號】CN104909328
【申請?zhí)枴緾N201410190811
【發(fā)明人】蘇中源, 蔡俊胤, 黃肇達
【申請人】財團法人工業(yè)技術(shù)研究院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年5月7日
【公告號】US20150260517