[发明专利]换能器与能量转换模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种换能器(transducer)，特别是涉及一种使用换能器的能量转换模块。

背景技术

换能器是一种能量转换装置，用于将一种能量型态转换为另一种能量型态。常见的换能器例如马达或发电机，其中马达将输入的电能，藉由电磁感应，转换为机械能输出，而发电机则是将输入的机械能转换成电能。

此外，能量转换亦可利用智能材料(smart material)实现。当给予一外部刺激(stimuli)，例如应力、温度、电、磁场、pH、湿度等，会造成智能材料的一或多个性质改变；利用此特性，可达成能量转换的目的。常见的智能材料例如压电材料(piezoelectric material)、电活性聚合物(Electro-Active Polymer，EAP)、形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)、磁致伸缩材料(Magnetostrictive Material)、电致伸缩材料(Electrostrictive Material)等等。

利用智能材料制成的换能器可应用于许多产品，例如定位元件、感应器、喷墨打印机等。以压电材料为例，通常利用其逆压电效应(Converse Piezoelectric Effect)的特性设计换能器；当给予一电场，压电材料会在电场正交方向膨胀或收缩，如此可将电能转换成机械能，反的亦然。

为了提高输出能量或反应(response)值，可将智能材料堆叠或串联。以压电材料为例，多压电晶片(multimorph)具有最大输出能量，双压电晶片(bimorph)次之，单压电晶片(unimorph)最小；然而，使用压电材料愈多，成本也愈高，组装也愈复杂。

再者，传统压电元件的触觉回馈效果及声音输出效果有限，或无法任意调整共振模态；因此，如何创新一种革新的架构，可加强换能器的触觉回馈效果、声音输出效果，或可用以调整共振模态，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种换能器或能量转换模块，可在低成本条件下，提高能量转换效率。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种换能器，包含：一导电层，该导电层的一端为一固定端，另一端为一摆动端，且该导电层具有一开缝，该开缝的开口朝向该摆动端。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的换能器，其中该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域，分别形成一第一作动区与一第二作动区。

前述的换能器，其中该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。

前述的换能器，其中该换能器更包含：一第三智能材料层，位于该导电层下方，且对应于该第一智能材料层；一第三电极层，位于该第三智能材料层下方；一第四智能材料层，位于该导电层下方，且对应于该第四智能材料层；以及一第四电极层，位于该第四智能材料层下方。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种换能器，其包含：一导电层，该导电层的一中央区段为一固定端，两端为两摆动端，且该导电层具有两开缝，该两开缝的开口分别朝向该两摆动端。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的换能器，其还包含：一第一智能材料层，设置于该固定端与该两开缝之间的该导电层上；两第二智能材料层，分别设置于两该开缝与两该摆动端之间的该导电层上；一第一电极层，位于该第一智能材料层上；两第二电极层，分别位于该两第二智能材料层上。

前述的换能器，其中该第一智能材料层与该第二智能材料层所在区域，分别形成两第一作动区与两第二作动区。

前述的换能器，其中该第一智能材料层与该第二智能材料层的材质包含压电材料或电活性聚合物。

前述的换能器，其中该换能器更包含：一第三智能材料层，位于该导电层下方，且对应于该第一智能材料层；一第三电极层，位于该第三智能材料层下方；两第四智能材料层，位于该导电层下方，且分别对应于两该第二智能材料层；以及两第四电极层，分别位于两该第四智能材料层下方。