[发明专利]压电驱动装置以及液体排出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将压电元件作为驱动源的压电驱动装置，和采用该压电驱动装置的液体排出装置。

背景技术

采用隔膜或管的隔膜泵、管泵通过使隔膜或管为合成树脂制等而不会对输送的液体产生损坏，能够进行装入了各种填充物的液体的排出，具有无需采用防止漏液的密封材料，可以是液体不触及金属的结构等优点，广泛应用在化学·药品、半导体、印刷等领域。

这种泵是通过驱动多个推压杆相对于隔膜或管依次往返运动而推压隔膜或管，或者通过解除该推压而重复液体的吸入、计量、排出动作，从而排出液体。而且，推压杆的驱动公知的有采用气缸的驱动装置，但为了与气缸相比能够高速驱动，所以也利用通过马达旋转的凸轮的驱动装置(参照文献：特开2006-29314号公报)。

上述凸轮驱动方式与气缸驱动相比虽然能够高速驱动，但难以紧凑地构成，存在泵大型化的问题。特别是，在LED等各种制品的生产线上，也存在将泵安装在生产机器人的机械手的前端上，一边使其移动一边排出液体的情况，虽然要求尽可能紧凑、轻量的泵，但存在凸轮驱动难以满足这种愿望的问题。

因此，不仅上述隔膜泵或管泵的驱动源，作为各种设备的驱动源，一直期望着能够高速地往返驱动推压杆那样的被驱动体，并且能够紧凑、轻量地构成的驱动装置。  

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能够高速地驱动被驱动体，并且能够紧凑、轻量地构成的驱动装置，以及利用该驱动装置的液体排出装置。

本发明的压电驱动装置包括壳体和能够相对于上述壳体移动地设置的驱动装置主体，其中，上述驱动装置主体具备位移放大板、施力机构、以及安装在上述位移放大板上的压电元件，上述位移放大板具备相对于上述壳体转动自如或者滑动移动自如地安装、并且由上述施力机构施力的主体部，以及在对上述压电元件外加电压、压电元件伸长时扩大其位移、相对于上述主体部在与压电元件的伸长方向正交的方向上位移的位移放大部，在未对上述压电元件外加电压的状态下，第1被驱动体被由上述施力机构施力的主体部移动，当电压外加在上述压电元件上时，第2被驱动体被上述位移放大部移动，当从第2被驱动体抵接在对象物上的状态开始进一步对压电元件外加电压、使位移放大部的位移扩大时，主体部以及第1被驱动体克服上述施力机构的弹性力，向与在上述施力机构的弹性力作用下移动的方向相反的方向移动。

在本发明中，由于利用压电元件驱动被驱动体，所以能够小型、轻量化到与利用气缸的情况同等的程度，与采用伺服马达、螺线管、凸轮等的情况相比，能够容易地使驱动装置小型化。

除此之外，由于被主体部移动的第1被驱动体利用对主体部施力的施力机构，和使位移放大部位移、使第2被驱动体移动的压电元件而能够往返移动，所以在使两个被移动体移动的情况下，除了主体部之外设置一个压电元件以及位移放大部即可。因此，与按照每一个被驱动体设置压电元件进行驱动的情况相比，能够减少压电元件的数量，在这一点上也能够紧凑地构成驱动装置，并且能够降低成本。

而且，由于压电元件能够高速驱动，所以与气缸驱动相比，能够高速地驱动被驱动体。

进而，由于压电元件与气缸驱动相比产生的力较大，所以能够可靠地驱动被驱动体。

除此之外，由于压电元件的位移量容易通过施加在压电元件上的电压调整，所以还能够高精度并容易地调整被驱动体的移动量。

而且，由于经由位移放大部使被驱动体移动，所以即使在压电元件的伸长量较小的情况下，也能够扩大其位移量，与压电元件的位移量相比，能够大幅度增加被驱动体的移动量。

在此，优选地是，上述压电元件具备第1压电元件以及第2压电元件，上述位移放大部具备随着上述第1压电元件的伸长而相对于上述主体部向与第1压电元件伸长的方向正交的方向位移的第1位移放大部，以及随着上述第2压电元件的伸长而相对于上述主体部向与第2压电元件伸长的方向正交的方向位移的第2位移放大部，第1被驱动体被上述主体部移动，第2被驱动体被上述第1位移放大部移动，第3被驱动体被上述第2位移放大部移动。

在本发明中，由于除了主体部之外，还设置第1和第2两个压电元件，以及第1和第2两个位移放大部，所以能够使第1～3这三个被驱动体移动。因此，与使两个被驱动体移动的压电驱动装置相比，能够进行更复杂的动作。