[发明专利]位移变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及位移变换装置。更详细而言，本发明涉及可使用所谓的帕斯卡原理将位移放大或缩小的装置。

背景技术

作为可进行kHz这种程度的动作频率的高速响应的元件，有压电元件及超磁致伸缩元件。这些元件虽然响应高速但存在其可动范围(行程)微小至微米程度这样的问题。

因此，在将这种元件用作执行机构时，可考虑通过使用机械方面的“杠杆”将位移放大，由此将位移放大至实用方面足够的程度的方法。

但是，在将高速的动作元件与机械方面的位移放大机构组合时，由于放大机构所具有的机械方面的共振特性，所以多数情况下作为系统整体的响应速度延迟至0.01秒左右，这成为用于进行设计的大的制约因素。

于是，提案有使用根据液体的帕斯卡原理的位移放大机构(例如参照下述专利文献1)。在该位移放大机构中，从动部分的面积s相对于驱动部分的面积S的比率(s/S)越小，则越能够提高位移的放大率。为了使位移放大，原理上需要s/S＜1。另外，通过将s/S设为比1大，也可以实现位移的缩小。

当利用这样的位移放大机构时，可以同时满足高位移放大率和高速响应。

专利文献1：国际公开WO2003/102636号公报

但是，在使用了帕斯卡原理的位移放大机构中，作为用于将驱动部分的位移传递到从动部分的介质，使用液体。液体通常具有伴随温度变化的体积变动(膨胀或收缩)大的特性。

因此，在现有的位移变换机构中，因温度变化带来的体积变动，导致驱动面或从动面的位移发生变化。即，现有的位移变换机构因温度变化而导致位移发生变化，因此存在被传递的位移的精度变差的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的状况而作出的。本发明的目的在于提供使用帕斯卡原理且难以受温度变化的影响的位移放大装置。

本发明具备下述任一方面所记载的结构。

(第一方面发明)

一种位移变换装置，其特征在于，具备主体和介质，所述主体具备用于将所述介质收纳于内部的收纳空间，所述介质被收纳于所述收纳空间的内部，而且，所述介质具备：具有正的热膨胀率的流动体和具有负的热膨胀率的活动体，所述活动体根据所述流动体的移动而位移，而且，所述介质具备第一活动面和第二活动面，所述第一活动面构成所述介质的表面的一部分，所述第二活动面构成所述介质的表面的另一部分，所述第二活动面的面积比所述第一活动面的面积大，所述第一活动面及所述第二活动面中的一方的位移经由所述介质向所述第一活动面及所述第二活动面中的另一方传递。

根据本发明，例如在介质的温度上升的情况下，可以通过活动体的收缩带来的体积变化来补偿流动体的热膨胀带来的体积变化。

另外，由于构成为使活动体根据流动体的移动而位移，因此，活动体难以阻碍流动体的移动。因此，本发明中，能够防止介质的位移传递功能劣化，并且能够进行使用了帕斯卡原理的位移传递。

本发明中，通过驱动具有大面积的第二活动面并取出具有小面积的第一活动面的位移，可以得到位移放大作用。相反，通过驱动具有小面积的第一活动面并取出具有大面积的第二活动面的位移，可以缩小位移。

(第二方面发明)

在第一方面发明所述的位移变换装置的基础上，其特征在于，所述活动体由具有负的热膨胀率的多个粒状体构成。

通过将活动体设为粒状体，活动体自身也具备高流动性。因此，本发明中，即使增大作为活动体整体的体积(合计的体积)，也可以将介质的位移传递功能的降低抑制得低。于是，在本发明中，可以使活动体相对于流动体的体积比增大，其结果是，可以扩展能够进行体积补偿的温度范围。在此，粒状包含粉状的意思。

(第三方面发明)

在第一方面发明或第二方面发明所述的位移变换装置的基础上，其特征在于，还具备第一活动膜和第二活动膜，所述第一活动膜与所述第一活动面邻接配置，所述第二活动膜与所述第二活动面邻接配置。

可以使用第一活动膜及第二活动膜中的一方输入位移，且使用第一活动膜及第二活动膜中的另一方将位移取出到外部。因此，这些膜优选相对于主体能够整体或部分地位移。另外，通过设置这些膜，也可以期待相对介质的密封效果。另外，这些膜不需要与介质直接相接，可以隔着某些媒介物邻接。但是，并非必须使用这些活动膜。例如也可以使使用活塞和缸体的位移输入/输出机构的活塞与活动面直接接触。

(第四方面发明)

在第一方面发明～第三方面发明中任一方面所述的位移变换装置的基础上，其特征在于，所述流动体由具有正的热膨胀率的液体构成。