专利名称:压电驱动装置以及液体排出装置的制作方法
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,推庄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2006-2"14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;兄,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l被驱动 体被上述主体部移动,第2被驱动体被上述第l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,以及笫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。
在此,优选地是,上述主体部具备根端部以及从该根端部延长的 臂部,并形成平面为大致L字型,上述位移放大部具备从上述主体部 的冲艮端部连续地形成、并且相互平行地配置的第1铰链部和第2铰链 部,与上述第1铰链部连续地形成、安装有上述压电元件的第1端部 的压电元件第1端部安装部,与上述第2铰链部连续地形成、沿着上 述压电元件的长度方向延长到上述压电元件的第2端部一侧的位移 部,从上述位移部朝向压电元件的第2端部一侧形成的第3铰链部, 以及与上述第3铰链部连续地形成、安装有上述压电元件的第2端部 的压电元件第2端部安装部,上述臂部,压电元件,以及位移部大致 平行地配置。
根据这种结构,由于一体地成形位移放大板,所以能够高精度地 设定与压电元件的伸缩相对应的驱动部的位移量。
即,由于压电元件的伸长量非常小,所以当在传递位移的路径中 途存在销或凸轮等时,位移有可能因该部位的「松动J而被吸收。相 对于此,在本发明中,由于用剪丝钳等一体地成形出位移放大板,所 以位移不会被吸收,能够可靠地随着压电元件的伸长使位移放大部仅 位移规定量。
本发明的液体排出装置的特征是,包括上述压电驱动装置,被 上述压电驱动装置的主体部移动的作为被驱动体的第1推压部件,被 上述压电驱动装置的位移放大部移动的作为第2被驱动体的第2推压 部件,由上述第l推压部件和笫2推压部件推压的管。
若是这种液体排出装置,则在未对压电元件外加电压时,成为通 过对主体部施力的施力机构的弹性力,将作为第1被驱动体的第1推 压部件推压在管上,将管封闭,并且,作为第2被驱动体的第2推压
部件不将管压扁的状态,当对压电元件外加电压时,第2推压部件移 动而将管压扁,仅而对压电元件外加电压时,第2推压部件将管压扁 而不能继续移动,所以主体部以及第1推压部件能够在其反作用力的 作用下向离开管的方向移动.
因此,若将第1推压部件以及第2推压部件中的一个作为液体排 出装置的出口阀,将另一个作为液体排出装置的入口阀,则能够将液 体压送到管内,通过切换各阀的开闭实现液体排出动作.例如,若将 第l推压部件作为出口阀,将第2推压部件作为入口阀,则在未对压 电元件外加电压的状态下,维持第1推压部件在施力机构的弹性力作 用下将管压扁,关闭了出口阀的状态,另一方面,维持第2推压部件 打开了入口阀状态。若在该状态下将液体压送到管内,则由于出口阀 是封闭的,所以出口阀的上游側(入口阀一侧)的管鼓起,液体储存 在其中.而且,若对压电元件外加电压使压电元件伸长,则第2推压 部件移动而将管压扁,关闭入口阀,则液体被区分在入口阀以及出口 阀之间鼓出的管内.进而,当持续对压电元件外加电压而使压电元件 伸长时,由于第2推压部件已将管压扁而不能够继续移动,所以主体 部以及第1推压部件克服上述施力机构的弹性力而向与其施力方向相 反的方向移动,被第1推压部件封闭的出口阀被打开。于是,由于因 液体而鼓出的管在自身的弹性力作用下欲恢复到原始的状态,所以其 内部的液体从排出阀排出.
接着,当中止向压电元件外加电压,压电元件缩小到原始的状态 时,第1推压部件在上述施力机构的弹性力作用下将管压扁,出口阀 被关闭。进而,由于第2推压部件恢复到原始的位置,将管打开,入 口阀被打开,
如上所述,由于能够从仅是一个推压部件将管封闭的状态开始, 经由双方的推压部件将管封闭的状态,变化到仅是另一个推压部件将 管封闭的状态,所以通过与压送液体相组合,可以构成即使是微量的 液体也能够排出的液体排出装置。
而且,由于由利用了压电元件的压电驱动装置驱动各推压部件, 所以能够高速驱动,并且能够容易地使液体排出装置小型化及薄型 化。
本发明的液体排出装置的特征是,包括上述压电驱动装置,被
上述压电驱动装置的主体部移动的作为被驱动体的第1推压部件,被
上述压电驱动装置的第1位移放大部移动的作为第2被驱动体的第2 推压部件,被上述压电驱动装置的第2位移放大部移动在作为第3被 驱动体的第3推压部件,由上述第l推压部件,第2推压部件,以及 第3推压部件推压的管或隔膜.
若是这种液体排出装置,则除了被主体部移动的第1推压部件, 由第1压电元件和第1位移放大部的动作移动的第2推压部件之外, 能够设置由第2压电元件和第2位移放大部的动作移动的第3推压部 件,
因此,若将第1推压部件以及第2推压部件中的一个作为推压管 或隔膜进行开闭的出口阀,将另一个作为入口阀,将第3推压部件作 为在入口阀和出口阀之间推压管或隔膜而使由各阀区分的计量空间变 化的计量部件,则能够在关闭了出口阀的状态下打开入口阀,通过计 量部件扩大计量空间而吸入液体。而且,若关闭入口阀,则液体被区 分在区分形成在各阀之间的计量空间内。接着,当打开出口阀,由计 量部件推压管或隔膜,使计量空间变窄时,能够通过从出口阀排出该 变化量的液体而实现液体排出动作。
而且,由于由第3推压部件使计量空间的容积变化而进行液体的 吸入或排出,所以无需加压供给液体,能够将液体排出装置用作管泵 或隔膜泵。
进而,由于由利用了压电元件的压电驱动装置驱动第1~3的各推 压部件,所以能够高速驱动,并且能够容易地使液体排出装置小型化。 进而,由于压电元件或位移放大板能够形成为薄型,所以液体排出装 置自身也能够薄型化,在将多个液体排出装置并列配置在生产线上的 情况下,能够减小各液体排出装置之间的间隔。
图1为表示本发明的第1实施方式的液体排出装置的纵向剖视图.
图2为表示上述第1实施方式的压电驱动装置的放大图。
图3为表示上述第1实施方式的泵部的放大图。
图4为从驱动部壳体一侧观察上述第1实施方式的泵壳以及位移
放大板的侧视图。
图5为上述第1实施方式的液体排出装置中驱动部壳体一侧的侧 视图。
图6A为表示上述第1实施方式的流路块的主视图。
图6B为表示上述第1实施方式的流路块的剖视图。
图7为上述第1实施方式的液体排出装置中泵壳一侧的侧视图。
图8为上述第1实施方式的液体排出装置的俯视图。
图9为沿着图1中A-A线的剖枧图。
图IO为表示上述第1实施方式中计量工序的附图。
图11为表示上述第1实施方式中阀切换工序的附图。
图12为表示上述第1实施方式中原点状态的说明图。
图13为表示上述第1实施方式中计量工序的说明图。
图14为表示上述第1实施方式中阀切换工序的说明图。
图15为表示上述第1实施方式中排出工序的说明图。
图16为表示上述第1实施方式中阀切换、吸入工序的说明图。
图17为表示本发明的第2实施方式的纵向剖视图。
图18为本发明的笫2实施方式的侧视图。
图19为沿着图17中B-B线的剖视图。
图20为表示本发明的变形例的纵向剖视图。
图21为表示本发明的其他变形例的纵向剖视图。
图22为表示本发明的其他变形例的纵向剖视图。
具体实施例方式
以下,参照附图对本发明的实施方式加以说明。
图1中示出了本实施方式的液体排出装置1。另外,在以下的说明 中,为了方便,是将图1的上侧作为上方、将下侧作为下方进行说明 的,但液体排出装置1使用时的朝向并不仅限于图1所示那样,既可 以朝向水平方向使用,也可以上下颠倒使用。
液体排出装置1是隔膜泵,具备液体排出装置1的压电驱动装置2 和泵部3。
压电驱动装置2具备驱动部壳体4,螺紋固定在该驱动部壳体4上
的泵壳5,以及驱动装置主体6。
驱动装置主体6具备内置在上述壳体4、 5内的位移放大板IO,施 力机构15,以及固定在位移放大板10上的第1压电元件17和第2压 电元件18,
位移放大板10由高强度钢,不锈钢,殷钢等能够弯曲变形(弹性 变形)的薄板材构成,通过用剪丝钳等将一片板材切断成以下说说明 的规定的形状而制造。
而且,位移放大板IO还如图2所示,通过由安装在泵壳5上的轴 承12支撑设置在位移放大板10上的轴11,配置成相对于壳体4、 5 旋转自如。另外,轴承12由未图示的止动环不脱落地安装在泵壳5上。
位移放大板10具备主体部110,第1位移放大部120,以及第2 位移放大部130。
主体部110具备设置在位移放大板10的上部的根端部111,以及 从该根端部111的一个端部侧(驱动部壳体4 一侧)朝向下方延伸的 臂部112,形成为平面大致为L字型.而且,上述轴ll设置在根端部 111的另一个端部侧(泵壳5 —侧).
第1位移放大部120具备第1铰链部121,第2铰链部122,压电 元件第1端部安装部123,位移部124,第3铰链部125,以及压电元 件第2端部安装部126。
第1铰链部121以及第2铰链部122从根端部111的下表面朝向 下方突出地形成,并且相互平行地配置.
压电元件第1端部安装部123与上述第1铰链部121连续地形成。 在该压电元件第l端部安装部123上安装有第1压电元件17的轴向的 第l端部(上端)。
位移部124与上述第2铰链部122连续地形成,沿着上述第1压 电元件17的长度方向(上下方向)延长到第1压电元件17的第2端 部(下端) 一侧'即,位移部124具备从第2铰链部122朝向下方延 长形成的延长部1241,以及在第1压电元件17的第2端部下方的位置 在水平方向(第1压电元件17 —侧)上延长的连结部1242,如图1 所示,形成为平面形状大致为L字型。
第3铰链部125从上述位移部124的连结部1242朝向第l压电元
件17的第2端部一侧突出地形成。
压电元件第2端部安装部126与上述第3铰链部125连续地形成, 安装有上述第1压电元件17的第2端部一侧。
另外,在安装部126以及第1压电元件17之间夹有隔件127。而 且,由于各铰链部121、 122、 125制成与位移部124等其他部分相比 宽度尺寸较小的窄幅部,所以构成为当作用有应力时能够弹性变形。
第2位移放大部130除了在设置于比第1位移放大部120低一级 的位置上这一点之外,与第l位移放大部120具有相同的结构。
即,第2位移放大部130具备第l铰链部131,第2铰链部132, 压电元件第1端部安装部133,位移部134,第3铰链部135,以及压 电元件第2端部安装部136,各结构与上述第1位移放大部120的第1 铰链部121,第2铰链部122,压电元件第1端部安装部123,位移部 124,第3铰链部125,以及压电元件第2端部安装部126相同。因此, 位移部134也具备延长部1341和连结部1342,形成为平面大致为L 字型。
而且,在第2位移放大部130上,第2压电元件18的第1端部安 装在压电元件第2端部安装部133上,第2压电元件18的第2端部经 由隔件137安装在压电元件第2端部安装部136上。
因此,主体部110的臂部112,第1位移放大部120的位移部124 (延长部1241),第2位移放大部130的位移部134 (延长部1341 ), 笫1压电元件17,以及第2压电元件18分别沿着上下方向配置,并且 相互基本上平行地配置。
另外,在泵壳5的上端设有用于连接驱动控制各压电元件17、 18 的控制装置(省略图示)的连接器8。
施力机构15如图1所示,具备下侧簧盒151,上侧簧盒152,连 结部件153,螺钉弹簧座154,调整弹簧座155,间隔调整螺钉156, 螺旋弹簧157,以及推簧部件158,
下侧簧盒151、上侧簧盒152通过将固定螺钉从上側簧盒152经 由下侧簧盒151拧入驱动部壳体4上等而安装在壳体4上。
连结部件153设置成能够在下侧簧盒151内上下方向滑动移动。 而且,在该连结部件153上形成有卡合槽153A,该卡合槽153A卡合
在设于位移放大板10的根端部111上的销113上。
上述螺旋弹簧157配置在螺钉弹簧座154以及调整弹簧座155之 间4而且,螺钉弹簧座154与调整弹簧座155之间的间隔通过由设置 在螺钉弹簧座154下侧的螺母159、螺紋连接在该螺母159上的间隔 调整螺钉156调整螺钉弹簧座154的高度位置而被调整.该间隔调整 螺钉156的下端抵接在上述连结部件153上,
而且,在推簧部件158上安装有平行销158A,另一方面,在上侧 簧盒152上,从上侧簧盒152的上端连续地形成有上述平行销可穿过 的槽.因此, 一边使上述平行销158A穿过上述槽部分一边将推簧部件 158从上側簧盒152的上部一侧插入,之后,通过使推簧部件158旋 转90度,使上述平行销158A卡止在上側簧盒152的上部凸缘上,从 而能够将推簧部件158安装在上侧簧盒152上'
因此,当使推簧部件158从图1的状态开始旋转90度而从上侧簧 盒152上取下时,调整弹簧座155能够向上方移动,由于各弹簧座154、 155之间的间隔扩大,所以解除了由螺旋弹簧157施加在主体部110 上的弹性力。
另一方面,当将推簧部件158如图1那样安装在上側簧盒152上 时,由于各弹簧座154、 155之间的间隔变窄,所以与其间隔相对应的 弹性力通过螺旋弹簧157而经由连结部件153施加在主体部110上。
而且,此时的弹性力是通过转动上述间隔调整螺钉156,使螺钉弹 簧座154上下移动,调整安装了推簧部件158时的各弹簧座154、 155 之间的间隔而进行调整的
根据以上结构的施力机构15,位移放大板10以将轴11作为转动 中心绕图1中顺时针方向旋转的方式受力。
另一方面,在泵壳5上设置有被上述压电驱动装置2驱动的泵部 3。在泵壳5上形成有向壳体5的外部开口的开口部,引导块20插入 该开口部中。该引导块20形成有三个贯通孔,在各贯通孔中分别配置 有筒状的引导部件21、 22、 23。
而且,该引导块20通过经由高度调整螺钉24拧入泵壳5中的螺 钉25被固定。
在各引导部件21、 22、 23中分别穿过有第1~3推压部件31、 32、 33,
各推压部件31、 32、 33具备推压杆311、 321、 331,以及安装在 各推压杆311、 321、 331的端部的推压杆承座312、 322、 332.
而且,各引导部件21、 22、 23以及推压杆承座312、 322、 332 之间分别夹有复位弹簧313、 323、 333.
第1推压部件31通过上述复位弹簧313抵接在位移放大板10的 主体部110上的臂部112的侧面下端部.因此,第1推压部件31与臂 部112、即主体部110的转动联动地进退移动。
而且,第2推压部件32通过上述复位弹簧323抵接在位移放大板 10的第1位移放大部120上的位移部124的侧面下端部。因此,第2 推压部件32与位移部124、即第1位移放大部120的位移联动地进退 移动。
同样,笫3推压部件33通过上述复位弹簧333抵接在位移放大板 10的第2位移放大部130上的位移部134的侧面下端部。因此,第3 推压部件33与位移部134、即第2位移放大部130的位移联动地进退 移动。
另外,施力机构15的螺旋弹簧157的弹簧力大于各复位弹簧313、 323、 333的合计弹簧力,各复位弹簧313、 323、 333不会对施力机构 15的施力产生影响。
另外,虽然臂部112的下端以位移放大板10的轴11为转动中心 转动,但由于其转动角度非常小,并且臂部112的下端离开了轴11, 所以臂部112下端的移动可视为是大致水平方向的移动。而且,推压 杆承座312与臂部112抵接的端面为曲面,相对于臂部112为点接触。
因此,即使臂部112下端的移动轨迹是圆弧状的,第1推压部件 31也沿着引导部件21在水平方向上直线移动。
同样地,虽然各位移部124、 134的下端也以第2铰链部122、 132 为支点圓弧状地移动,但由于其转动角度很小,并且各位移部124、 134 的下端离开第2铰链部122、 132,所以能够视为位移部124、 134下 端的移动基本上是水平方向(与压电元件17、 18伸缩的上下方向正交 的方向)的移动。而且,推压杆承座322、 332与位移部124、 132抵 接的端面为曲面,相对于位移部124、 134为点接触。
因此,即使位移部124、 134下端的移动轨迹是圆弧状的,第2推
压部件32和第3推压部件33也沿着引导部件22、 23在水平方向上直 线移动。
在上述泵壳5上安装有流路块40,该流路块40与上述引导块20 之间夹有隔膜50。
流路块40如图6A和图6B所示,形成为大致长方体状,在与引导 块20对置的面上形成有壳体抵接面41、壳体插入面42、以及凹部形 成面43.壳体插入面42比壳体抵接面41突出地形成,凹部形成面43 比壳体插入面42突出地形成。
在凹部形成面43上形成有在上下方向上以一列排列的三个凹部 431~ 433。进而形成有连通各凹部431~ 433的槽444。另外,在本实 施方式中,由于是通过铣刀加工形成槽444的,所以槽444的底面形 成得比中央的凹部433还深.
而且,在凹部432中开口有与形成在流路块40的上端面上的液体 吸入口 44连通的吸入流路441.另一方面,在凹部431中开口有与形 成在流路块40的下端面上的液体排出口 45连通的排出流路451。
另外,在本实施方式中,如图1所示,在液体吸入口44上安装有 装设装有液体的圆筒的圆筒保持架442。而且,在液体排出口45上安 装有液体排出用的喷嘴452。
进而,在流路块40的与各面41 ~43对置的外周侧的面46上形成 有凹部47,在该凹部47中,如图1所示,配置有推压套筒471以及垫 片472,由止动环(未图示)固定。
而且,在泵壳5上,如图7~9所示,对置地配置并固定有两块側 板60。上述流路块40配置在各侧板60之间。在各侧板60上分别形成 有开口 61.
在开口 61中配置有螺紋连接在块体安装螺钉62上的支板63,支 板63制成平面为大致长方形,其短边一侧形成为圆弧状。而且,各侧 板60的开口 61上下错开地形成,在使块体安装螺钉62旋转时,能够 将支板63从开口 61中取出。
块体安装螺钉62的前端构成为能够嵌入上述推压套筒471的孔中。
因此,在将流路块40的壳体插入面42部分插入泵壳5的开口内 的状态下,推压块体安装螺钉62的前端,嵌入套筒471的孔中,使块
体安装螺钉62继续旋转,将支板63配置在各侧板60的开口 61内, 从而能够将流路块40安装在泵壳5上。
相反,使块体安装螺钉62旋转,将支板63从各側板60的开口 61 内取出,将块体安装螺钉62向操作者一侧拉出,从侧板60之间取出, 则能够容易地将流路块40从泵壳5上取出。
隔膜50由能够弹性变形的橡胶(合成橡胶、天然橡胶)等构成, 制成与壳体插入面42相同的平面形状。隔膜50夹在引导块20和流路 块40之间,
特别是,由于比壳体插入面42突出地形成的凹部形成面43与引 导块20之间的间隔最窄,所以隔膜50压接在凹部形成面40上并密 合。
因此,通过改变高度调整隔片24的厚度尺寸,能够调整引导块20 与凹部形成面43之间的间隔,并能够容易地设定隔膜50向凹部形成 面43的密合力。
而且,各推压杆311、 321、 331的前端与上述凹部431~ 433相对 应地形成为球面状,在将各推压杆311、 321、 331向流路块40—侧移 动,推压隔膜50时,隔膜50密合在各凹431~ 433的内表面上。
即,当用推压杆331推压隔膜50时,隔膜50密合在凹部431上, 排出流路451以及槽444之间被封闭而成为不连通的状态。因此,成 为出口阀关闭的状态,
而且,当用推压杆321推压隔膜50时,隔膜50密合在凹部432 上,吸入流路441以及槽444之间被封闭而成为不连通的状态。因此, 成为入口阀关闭的状态。
另外,由于隔膜50因各推压杆311、 321、 331的推压而弹性变形, 所以若解除其推压则恢复到初始状态,即返回离开凹部431 - 433的状 态。
进而,当用推压杆331推压隔膜50时,由凹部433和隔膜50区 分出的计量空间(计量室)的容积减小。因此,凹部433部分的液体 经由槽444移动。
因此,通过使上述各推压部件31、 32、 33动作,能够实现泵的驱动.
在运行开始前、即液体排出装置1的停止状态(原点状态),控 制装置不对压电元件17、 18外加电压。即,控制装置虽对压电元件17、 18外加第1设定值的电压,但由于在本实施方式中第1设定值是电压 值为rOJ ,所以不进行驱动信号的输入。在这种状态下,如图1、 12 所示,各铰链部121、 122、 125、 131、 132、 135不变形。
而且,在这种状态下,位移放大板IO在上述施力机构15的弹性 力作用下以绕图1中的顺时针方向旋转的方式受力,主体部110的臂 部112向顺时针方向移动,从而第1推压部件31推压隔膜50。因此, 隔膜50密合在凹部431上,成为出口阀关闭的状态。
而且,此时,第2推压部件32以及第3推压部件33配置在不推
压隔膜50的位置上,入口阀打开,并且形成在凹部433以及隔膜50
之间的计量室确保了规定的容积。
即,本实施方式的液体排出装置l在未对压电元件17、 18外加电 压的未驱动状态下,成为出口阀因施力机构15的弹性力而关闭,入口 阀打开,能够向计量室供给液体的状态。
接着,控制装置向第l压电元件17外加预先设定的电压。当向第 l压电元件17外加规定的电压时,第l压电元件17仅伸长对应于外加 电压的尺寸。
当第1压电元件17的长度方向尺寸变长时,安装了压电元件17 的安装部123、 126相互离开,但由于各安装部123、 126是经由铰链 部121、 122、 125以及位移部124连结在一起的,所以各铰链部121、 122、 125弹性变形,位移部124以及压电元件17以下端一侧向位移 部124 —侧、即第2推压部件32 —侧移动的方式倾斜.因此,如图10、 13所示,第2推压部件32向隔膜50—侧移动,使隔膜50密合在凹部 43 上,关闭入口阀。
因此,由于成为出口阀以及入口阀均关闭的状态,所以计量室内 的液体也从液体供给一侧以及排出一側区分出.因此,根据计量室的 容积计量液体。
接着,控制装置在对第1压电元件17外加电压的状态下向第2压 电元件18外加规定的电压。于是,第2压电元件18与外加电压相对 应地伸长,随着该动作,各铰链部131、 132、 135弹性变形,位移部
134以及压电元件18以下端一侧向位移部134 —侧、即第3推压部件 33—侧移动的方式倾斜。因此,如图15所示,第3推压部件33向隔 膜50—侧移动,随着该移动,隔膜50以及凹部433之间的计量空间 的容积减小。于是,由于入口阀关闭,仅出口阀打开,所以区分在该 计量空间中的液体经由槽444向凹部431 —侧移动,进而经由排出流 路451、排出口 45从喷嘴452排出'
另外,由于该排出量受计量空间的容积变化、即第3推压部件33 的移动而调整,所以能够通过控制向第2压电元件18外加的电压而容 易地控制。
在规定量的液体排出结束后,首先停止向第1压电元件17外加电 压,压电元件17恢复到原来的长度尺寸。于是,由于位移部124向逆 时针方向移动,所以位移放大板10在施力机构15的弹性力的作用下 相应地向顺时针方向转动。
随着该位移放大板10向顺时针方向转动,如图16所示,第1推 压部件向隔膜50—侧移动进行推压,出口阀关闭。而且,由于在该出 口阀关闭后位移部124也向逆时针方向位移,第2推压部件32向离开 隔膜50的方向移动,所以隔膜50离开凹部432,入口阀打开。因此, 由于出口阀从打开到关闭,入口阀从关闭到打开,所以进行阀的切换。
而且,控制装置与上述出口阀关闭的时刻相对应地停止向第2压 电元件18外加电压.于是,第2压电元件18也恢复到原来的长度尺 寸,随着位移部134向逆时针方向位移,第3推压部件33向离开隔膜 50的方向移动。于是,被第3推压部件33推压的隔膜50离开凹部433, 计量空间的容积扩大。此时,如上所述,由于入口阀也已从关闭切换 到打开,所以随着第3推压部件33的移动,液体从液体吸入口 44吸 入到凹部433部分、即计量空间内。
而且,各部件恢复到图1或图2所示的原点位置。
通过重复上述的动作,逐次排出规定量的液体。而且,液体的排 出量能够由笫2压电元件18的伸长量、即外加电压值高精度地控制。
另外,为了取消向各压电元件17、 18外加电压,只要将用于对压 电元件17、 18外加电压的端子彼此短路进行》丈电即可。
另外,在对第1压电元件17外加电压,位移放大板10向逆时针
方向移动时,既可以对第2压电元件18外加电压,也可以不外加电压。 若不外加电压,则第3推压部件33也与第1推压部件31同样,向离 开隔膜50的方向移动.因此,在对第2压电元件18外加电压,使第3 推压部件33向隔膜50 —侧移动而排出液体时,存在排出稍稍延迟的 可能性。
因此,为了不延迟地排出液体,可控制成在对第1压电元件17外 加电压,位移放大板10向逆时针方向移动时,对第2压电元件外加电 压,使第3推压部件33以仅抵消随着位移放大板10的转动而产生的 第3推压部件33的移动量的方式向隔膜50 —侧移动,将第3推压部 件33相对于隔膜50的位置保持一定。
而且,在通过第3推压部件33的移动而结束了液体排出时,控制 向第1压电元件17外加电压,缩小第1压电元件17的长度,位移放 大板10在施力机构15的弹性力的作用下向顺时针方向转动,移动第1 推压部件31,出口阀也同时关闭。
进而,在上述说明中,如图14所示,在进行了阀的切换后,对第 2压电元件18外加电压,移动第3推压部件33,进行液体排出,通过 外加在第2压电元件18上的电压值控制第3推压部件33的移动量, 从而调整了排出量。
相对于此,也可以通过调整从对第1压电元件17外加电压开始到 对第2压电元件18外加电压为止的时间(时刻)来调整液体的排出量。
即,当在对第1压电元件17外加电压,第2推压部件32开始移 动之后,对第2压电元件18外加电压,使第3推压部件33移动时, 在入口阀被第2推压部件32关闭之前,第3推压部件33推压隔膜50, 计量空间的容积减小。因此,从对第1压电元件17外加电压开始到对 第2压电元件18外加电压为止的时间越短,在入口阀关闭时区分在各 阀之间的液体的量则越少。因此,能够通过这些电压外加的时刻来调 整液体的排出量。
另外,在这种情况下,在入口阀关闭,而代之以出口阀打开时, 计量空间部分的隔膜50被上述第3推压部件33推压。因此,计量空 间内的液体立即经由排出流路451、排出口 45而从喷嘴452排出。因 此,通过出口阀关闭时的负压,能够防止液体从喷嘴452被吸回,
为了改变经由液体排出装置1供给的液体的种类,或者一日的作
业结束的情况等清洗液体的流路的情况下,使块体安装螺钉62旋转, 将支板63从各侧板60的开口 61内取出,并将流路块40以及隔膜50 从泵壳5上卸下即可。在本实施方式中,由于与液体接触的只是流路 块40和隔膜50,所以若将其卸下进行清洗,则无需分解其他部件,能 够容易地进行維护作业。
在更换隔膜50的情况下也能够通过同样的作业容易地进行。进 而,在更换成厚度尺寸不同的隔膜50的情况下,也能够通过适当更换 上述高度调整隔片24等,调整引导块20与流路块40之间的间隔而容 易地进行。
根据本实施方式,具有以下的效果。
(1) 由于利用压电元件17、 18驱动隔膜50从而排出液体,所以 能够使液体排出装置1小型、轻量、薄型化.即,与采用了伺服马达、 螺线管、凸轮等驱动机构的情况相比,能够容易地使液体排出装置1 小型、轻量、薄型化.
因此,在各种制品的生产线上,在将本实施方式的液体排出装置1 用于粘接剂或各种软骨等的排出时,能够安装在机器人的机械手上, 高速、高加速度地驱动,实现生产线的生产节拍的缩短,有助于生产 率的提高。进而,即使在并列配置多台液体排出装置1的情况下,也 能够减小其配置空间.
(2) 由于压电元件17、 18能够高速驱动,所以能够在例如一秒 钟以内完成10~ 100次以上的排出动作,与气缸驱动相比,能够高速 地实现液体排出动作。进而,由于压电元件17、 18与气缸驱动相比产 生的力大,所以即使喷嘴452较细,阻力增加,也能够喷出地排出液 体.因此,即使是例如0. Ol微升的水也能够很好地喷射,能够实现稳 定的动作。
除此之外,由于各推压部件31、 32、 33的动作能够通过对各压电 元件17、 18的电压控制而进行控制,所以在向第2压电元件18外加 电压的排出工序结束时,容易实现以下的控制,控制向第1压电元件 17外加电压,施力机构15进行的第1推压部件31的移动也同时进行, 关闭出口阀的动作也同时进行。而且,若进行这种控制,则能够良好 的进行排出液体的切液,顺利地喷出液体,能够提高排出量的精度, 并且能够实现稳定的排出动作,即使是超微量的液体也能够排出。
(3) 排出液的液量能够通过排出工序中用外加在第2压电元件18 上的电压值调整第3推压部件33的移动量而容易地设定改变。因此, 即使在排出动作中,也能够自动地调整每一次排出动作的排出量。因 此,例如在将多个电子零件安装在基板上的工序中,为了在各电子零 件的安装部位涂敷不同液量的粘接剂而改变向基板排出的液体的量的 情况下,或者在多个制品混合输送的生产线上必须按照每一个制品改 变液体的排出量的情况下也能够容易地对应,能够提供使用方便的液 体排出装置1。
(4) 通过两个压电元件17、 18的动作,控制第2推压部件32、 笫3推压部件33的驱动,并且通过施力机构15将支撑压电元件17、 18的位移放大板10向顺时针方向施力,使第l推压部件31向隔膜50 一侧移动,同时在第2推压部件32推压隔膜50后也使压电元件17伸 长,从而使位移放大板IO克服施力机构15的弹性力向逆时针方向转 动,第1推压部件31向离开隔膜50的方向移动,控制第1推压部件 31的驱动.
这样,在本实施方式中,仅通过设计成位移放大板10在施力机构 15的作用下相对于壳体4、 5转动自如,并且使第1推压部件31在行 程的中途推压隔膜50,利用其反作用力,控制两个压电元件17、 18 的驱动,即能够控制三个部件(第1-3推压部件31、 32、 33)的驱 动。因此,不会像由三个压电元件驱动三个部件的情况那样产生压电 元件的配置或驱动控制复杂的问题,还能够降低液体排出装置1的制 造成本。
除此之外,由于在压电元件17、 18因外加电压而伸长时,压电元 件17、 18自身也与位移部124、 134—起倾斜,所以能够使第l移动 放大部120、第2位移放大部130的结构非常简单,制造也容易,并且 能够降低成本。
(5) 由于位移放大板10以轴11为中心转动,所以与滑动移动的
情况相比,能够容易提高定位精度,并能够提高组装性,
(6) 由于一体地成形出固定压电元件17、 18的位移放大板10, 所以能够高精度地设定与各压电元件17、 18的伸缩相对应的位移部 124、 134的位移量。因此,能够高精度地设定各第1-3推压部件31、
32、 33的移动量,即使是微量的液体,也能够高精度地排出。
(7) 由于设定成在使各压电元件17、 18的外加电压为r()J时, 液体排出装置1为原点状态(停止状态),所以在动作停止中,压电 元件17、 18不会因发热而温度上升。因此,能够防止压电元件17、 18 受到温度变化的影响而其位移量产生偏差,能够提高压电元件17、 18 的位移量的精度、即液体排出量的精度。
(8) 在本实施方式中,由于液体的排出量仅由第3推压部件33 的行程设定,所以即使因外气温度等原因壳体4、 5等膨胀,排出量的 精度也不会受其影响,即使是微量的液体,也能够排出高精度的液量.
(9) 虽然在高速排出高粘度的液体时要以高压挤出液体,但由于 采用压电元件17、 18的机械的驱动力作为驱动源,所以与将气缸作为 驱动源的情况相比,驱动力提高,能够高速排出液体.
而且,由于是从离开基板等被附着物的上方排出液体,所以通过 在液体排出装置1的外部设置红外线等传感器,能够确认是否进行了 排出。
由于在液体排出装置1上不设置检验阀,所以能够将液体加压输 送。因此,即使是粘度高的液体,向液体排出装置1内的供给也容易。
(10) 进而,由于在未对压电元件17、 18外加电压的情况下,由 施力机构15的弹性力对位移放大板10施力,由第l推压部件31推压, 使隔膜50密合在凹部431上,所以出口阀被施力机构15的弹簧力关 闭。因此,即使隔膜50的厚度尺寸存在偏差,凹部形成面43的位置 稍有变化,由于上述施力机构15 —直施力到隔膜50抵接在凹部形成 面43上,所以能够确实地关闭出口阀。
即,出口阀能够制成在不外加电压时阀关闭的常闭型的阀。而且, 阀关闭时隔膜50向凹部形成面43的抵接力也仅由施力机构15的弹簧 力设定,能够稳定地维持出口阀的关闭状态。
(11) 而且,由于仅通过施力机构15的弹簧力即能够设定将隔膜 50;推压在凹部形成面43上的力,所以虽然在例如为了清洗而取下隔膜 50或流路块40并再次安装时,存在其安装位置有微小的不同的情况, 但即使是这种微小的差异,由于隔膜50被施力机构15推压在凹部形 成面43上,所以能够使隔膜50的推压力基本上一定,在这一点上也 能够稳定地关闭出口阀。因此,隔膜50的更换作业也能够容易地进行。
特别是,由于接触液体的部分的隔膜50是消耗品,必须要有更换作业,
但由于其作业容易进行,所以维护性也得到提高。
(12 )由于与液体接触的仅是流路块40和隔膜5 0,所以若将其取 下清洗,则无需分解壳体4、 5内部,清洗等维护作业也能够容易地进 行。
而且,由于采用块体安装螺钉62将流路块40推压在泵壳5上进 行安装,所以通过旋转块体安装螺钉62,将支板63从侧板60上取下, 从而取出流路块40或隔膜50即可,能够更容易地进行维护作业。
(13) 只要不对压电元件17、 18外加电压使其伸长,则施力机构 15的弹性力就不会施加在位移放大板10的各铰链部121、 122、 125、 131、 132、 135,或者压电元件17、 18上,能够减轻施力机构15的弹 性力施加在铰链部121、 122、 125、 131、 132、 135,或者压电元件17、 18上所产生的影响。
(14) 在出口阀关闭的状态下,笫2推压部件32伸长,推压隔膜 50,入口阀关闭后,出口阀被笫1推压部件31打开,相反,在入口阀 关闭的状态下,第2推压部件32缩小,出口阀关闭后,入口阀被第2 推压部件32打开。因此,必定是一个阀关闭的状态,液体吸入口 44 与液体排出口 15不会直接连通,能够可靠地实现泵动作.
以下,参照图17~19对本发明的第2实施方式加以说明。另外, 在以下的各实施方式中,对于与上述各实施方式相同或同样结构赋予 相同的附图标记,省略或简略其说明。
第2实施方式的液体排出装置1B是采用管710取代隔膜50的管 泵。而且,用于推压管70的第1 ~ 3推压部件31B~ 33B、位移放大板 IOB、施力机构15B的结构或形状存在与上述第1实施方式不同的部 分,但其动作与上述第1实施方式相同。
位移;故大板10B具有与上述位移放大板10基本上相同的结构。但 是,第1铰链部121B、 131B与第1实施方式的第1铰链部121、 131 相比接近第2铰链部122、 132设置,第3铰链部125B、 135B与笫1 实施方式的第3铰链部125、 135相比离开位移部124B、 134B设置。
因此,即使在压电元件17、 18伸长相同尺寸的情况下,由于上述 铰链部的位置关系,第2实施方式的位移部124B、 134B以及压电元件
17、 18倾斜角度大,第2、第3推压部件32B、 33B的移动量也相应地 增大。
而且,在臂部112B以及各位移部124B、 134B上,抵接在第1 - 3 推压部件31B~ 33B上的部分制成圆弧状的凹部。
另一方面,推压管70的第1 3推压部件31B-33B具备推杆315、 325、 335,推管部件316、 326、 336,连接推杆315、 325、 335和推 管部件316、 326、 336的连接杆317、 327、 337,弹簧座318、 328、 338,以及配置在推杆315、 325、 335和弹簧座318、 328、 338之间 的复位弹簧319、 329、 339,
在此,推管部件316、 326、 336形成为板状,能够可靠地推压管70。
而且,在推杆315、 325、 335上,抵接在臂部112B以及各位移部 124B、 134B上的部分形成配置臂部112B、位移部124B、 134B的槽, 该槽的底面形成为圓孤状,抵接在上述臂部112B以及各位移部124B、 134B的凹部上。
而且,在泵壳5B上固定有一对管安装板71,在该管安装板71上 由安装螺钉73固定有承管块体72。夹着该承管块体72配置一对管组 件74,管70穿过其中。
进而,施力机构15由簧盒151B,连结部件153B,调整弹簧座 155B,螺旋弹黃157,推簧部件158B构成。
在这种施力机构15中,通过转动螺紋连接在簧盒151B内的推簧 部件158B来调整其轴向的位置,能够调整连结部件153B和调整弹簧 座155B之间的间隔,并调整螺旋弹簧157产生的弹性力.
即使在这种结构的液体排出装置1B中,通过施力机构15的弹性 力以及压电元件17、 18的动作,也能够使各第1~3推压部件31B~ 33B进退移动,并能够依次推压管70而实现液体排出。
例如,若设定成由第1推压部件31B开闭出口阀,由第2推压部 件32B开闭入口阀,由第3推压部件33B推压各阀之间的管、即计量 室,则能够以与上述第1实施方式相同的动作依次排出液体。
在这种第2实施方式的液体排出装置1B中,也能够起到与上述第 1实施方式的液体排出装置1同样的作用和效果。
另外,本发明并不仅限于上述第1、第2实施方式的结构,能够实
现本发明的目的的范围内的变形也包含在本发明中.
例如,在上述第1、第2实施方式中,将位移放大板IO、 IOB配置 成以轴ll转动自如,但也可以设成能够滑动移动。例如,如图20所 示,在作为隔膜泵的液体排出装置1C中,可以设置引导位移放大板IO 的导轨80,并且在壳体4和位移放大板10之间,作为将位移放大板 10向隔膜50 —侧施力的施力机构设置弹簧81。即使在这种液体排出 装置1C中,在未对压电元件17、 18外加电压的状态下,位移放大板 10在弹簧81的弹性力的作用下向隔膜50移动,能够由第l推压部件 31推压隔膜50,成为关闭出口阀的状态。而且,在压电元件17上外 加了电压的情况下,在与位移部124的位移相对应地移动的第2推压 部件32推压隔膜50,从而入口阀关闭后,由于位移放大板10在压电 元件17进一步伸长的反作用力的作用下克服上述弹簧81的弹性力而 向离开隔膜50的方向移动,所以能够使第1推压部件31向离开隔膜 50的方向移动,打开入口阀。而且,在这种状态下,若对第2压电元 件18外加电压使其伸长,则能够由第3推压部件33推压隔膜50而排 出液体,因此,能够以与上述第1实施方式相同的动作进行液体排出, 并能够起到与第1实施方式相同的作用和效果.
而且,在上述第2实施方式的液体排出装置1B中,虽然设置两个 压电元件17、 18,使三个推压部件31B-33B动作,但在采用管的感 情况下,不设置笫3推压部件33B也能够进行液体排出动作,即,如 图21所示,作为液体排出装置1D,构成为不设置第2压电元件18和 第2位移放大部130,而通过一个压电元件17、位移放大部120、主 体部IIO驱动两个推压部件31B、 32B。
在这种液体排出装置1D中,若将第1推压部件31B和第2推压部 件32B中的一个作为液体排出装置1D的出口阀,将另 一个作为液体排 出装置1D的入口阀,则能够将液体压送到管70内,通过切换各阀的 开闭实现液体排出动作。
例如,若将第1推压部件31B作为出口阀,将第2推压部件32B 作为入口阀,则在未对压电元件17外加电压的状态下,在施力机构15B 的弹性力的作用下,维持第1推压部件31B将管压扁,出口阀被封闭 的状态,另一方面,维持第2推压部件32B将入口阀打开的状态.若 在该状态下将液体压送到管70内,则由于出口阀被封闭,所以出口阀
的上游一侧(入口阀一侧)的管70鼓起,液体存在其中,而且,若对 压电元件17外加电压,^使压电元件17伸长,移动第2推压部件32B 将管70压扁,关闭入口阀,则液体被区分在入口阀以及出口阀之间鼓 起—管70内。进而,当继续向压电元件17外加电压,使压电元件17 伸长时,由于第2推压部件32B已将管压扁而不能够继续移动,所以 主体部110以及第1推压部件31B克服上述施力机构15B的弹性力向 与其施力方向相反的方向移动,被第1推压部件31B封闭的出口阀打 开,于是,由于因液体而鼓出的管70在自身的弹性力作用下欲恢复到 原始的状态,所以其内部的液体从排出阀排出。
接着,当终止向压电元件17外加电压,压电元件缩小到原始的状 态时,在上述施力机构15B的弹性力作用下,第1推压部件31B将管 70压扁,出口阀关闭.进而,由于第2推压部件32B恢复到原始的位 置,所以打开管70,入口阀打开.因此,在液体排出装置1D中,使两 个推压部件31B、 32B动作也能够实现液体排出动作。
进而,隔膜泵或管泵等液体排出装置1、 1B、 1C、 1D中的位移放 大板,施力机构,推压部件,流路块等的形状、结构等并不仅限于上 述实施方式。在实施中可以适当设定.
而且,在上述实施方式中,通过由施力机构15、 15B施力的第1 推压部件31、 31B开闭出口阀,通过由压电元件17移动的第2推压部 件32、 32B开闭入口阀,但也可以相反,构成为由第1推压部件31、 31B开闭入口阀,由第2推压部件32、 32B开闭出口阀'
而且,在上述各实施方式中,在位移部124、 134上设置第3铰链 部125、 135以及压电元件第2端部安装部126、 136,将压电元件17、 18经由隔件127、 137安装在该安装部123、 126上。相对于此,也可 以如图22所示,不设置第3铰链部125、 135,而将压电元件17、 18 经由隔件127、 137安装在位移部124A、 134A上。即4吏在这种结构中, 由于形成有第l铰链部121、 131,第2铰链部122、 132,所以当压电 元件17、 18伸长时,铰链部121、 122、 131、 132弹性变形,位移部 124A、 134A以及压电元件17、 18倾斜,各推压部件31A - 33A向隔膜 50—侧移动。
进而,如图22所示,在泵壳5和引导块20A之间配置螺旋弹簧 241,通过该螺旋弹簧241的弹性力使隔膜50密合在凹部形成面43
上.在这种情况下,能够通过螺旋弹簧241的弹性力,容易地设定使 隔膜50密合在凹部形成面43上的力。而且,即使隔膜50的厚度尺寸 存在偏差,也能够由螺旋弹簧241吸收该偏差,使隔膜50可靠地密合 在凹部形成面43上。
而且,在上述实施方式中,推压杆311、 321、 331的长度不同, 但也可以如图22所示,采用相同长度的推压杆。在这种情况下,能够 使第1~3推压部件31A、 32A、 33A的尺寸以及形状相同,减少零件种 类。
进而,在上述实施方式中,使推压部件31、 32直接抵接在臂部 112、位移部134上,但并不仅限于这种结构。例如,也可以如图22 所示,在臂部112A、位移部134A上安装帽部件141,使推压部件3U、 32A直接抵接在该帽部件141上。即,帽部件141由笫1端部开口、 第2端部封闭的筒状部件构成.而且,在将粘接剂142填充到帽部件 141内部,将形成在臂部112A、位移部134A上的插入部143插入帽部 件141的内部,调整帽部件141的位置.在图22中,在位移部124A 以及帽部件141上调整帽部件141的位置,以使抵接在推压部件31A、 32A、 33A上的各面对齐,并用粘接剂142固定。若是这种结构,则即 使在位移放大板10的臂部112A,位移部124A、 134A的尺寸精度低的 情况下,也能够通过调整帽部件141的安装位置,防止与位移部124A 以及帽部件141抵接的推压部件31A、 32A、 33A的位置偏离。
在上述实施方式中,各压电元件17、 18通过外加电压值控制,但 例如也可以设定成在位移放大板10、 10B的位移部分设置应变规,或 者设置检测推压部件的位置的传感器等,检测驱动状态,基于该检测 值进行反馈控制.
而且,本发明的液体排出装置可以组装在电子零件的制造装置中 加以利用。即,电子零件的制造装置由上述液体排出装置,对该液体 排出装置供给液体的液体供给机构,以及控制上述液体排出装置的驱 动机构的控制装置,将从上述液体供给机构供给液体经由上述液体排 出装置从喷嘴452排出,从而制造电子零件。
在这种电子零件的制造装置中,由于采用了能够高精度移送极微 量的液体的上述液体排出装置,所以能够高精度地从上述喷嘴452排 出极微量的液体。
进而,本发明的压电驱动装置不仅可以用作上述液体排出装置的 驱动源,也可以用作各种机械的驱动源。即,压电驱动装置能够广泛 地用作驱动多个被驱动体的驱动源。特别是,在一个被驱动体在施力 机构的弹性力的作用下移动,同时另一个驱动体随着压电元件的伸长 而移动,抵接在对象物上时,由于在其反作用力的作用下向与上述施 力机构的施力方向相反的方向移动,所以特别适合于交互地驱动各被 驱动体那样的驱动源。而且,由于压电驱动装置采用压电元件,并且 通过位移放大机构能够确保某种程度的位移量,所以适合于小型设备 的驱动源。
权利要求
1.一种压电驱动装置,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,其特征是,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。
2. 如权利要求l所述的压电驱动装置,其特征是, 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 主体部向与笫l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。
3. 如权利要求1或2所述的压电驱动装置,其特征是, 上述主体部具备根端部以及从该根端部延长的臂部,并形成平面为大致L字型,上述位移放大部具备从上述主体部的根端部连续地形成、并且相 互平行地配置的第1铰链部和第2铰链部,与上述第1铰链部连续地 形成、安装有上述压电元件的笫1端部的压电元件第1端部安装部, 与上述第2铰链部连续地形成、沿着上述压电元件的长度方向延长到 上述压电元件的笫2端部一侧的位移部,从上述位移部朝向压电元件 的第2端部一侧形成的第3铰链部,以及与上述笫3铰链部连续地形 成、安装有上述压电元件的第2端部的压电元件第2端部安装部, 上述臂部,压电元件,以及位移部大致平行地配置,
4. 如权利要求1或2所述的压电驱动装置,其特征是, 上述主体部具备根端部以及从该根端部延长的臂部,并形成平面为大致L字型,上述位移放大部具备从上述主体部的根端部连续地形成、并且相 互平行地配置的第1铰链部和第2铰链部,与上述第1铰链部连续地 形成、安装有上述压电元件的第1端部的压电元件第1端部安装部, 以及与上述第2铰链部连续地形成、沿着上述压电元件的长度方向延 长到上述压电元件的第2端部一侧、安装有上述压电元件的第2端部 的位移部,上述臂部,压电元件,以及位移部大致平行地配置.
5. —种液体排出装置,其特征是,包括 权利要求1所述的压电驱动装置,被上述压电驱动装置的主体部移动的作为被驱动体的笫1推压部件,被上述压电驱动装置的位移放大部移动的作为第2被驱动体的第 2推压部件,由上述第l推压部件和第2推压部件推压的管。
6. —种液体排出装置,其特征是,包括 权利要求2所述的压电驱动装置,被上述压电驱动装置的主体部移动的作为被驱动体的第1推压部件,被上述压电驱动装置的第1位移放大部移动的作为第2被驱动体 的第2推压部件,被上述压电驱动装置的第2位移放大部移动的作为第3被驱动体 的第3推压部件,由上述第1推压部件,第2推压部件,以及第3推压部件推压的 管或隔膜。
全文摘要
本发明的压电驱动装置(2)包括壳体(4、5)和驱动装置主体(6)。驱动装置主体具备位移放大板(10),施力机构(15),压电元件(17、18)。位移放大板具备由施力机构(15)施力而转动的主体部(110),扩大压电元件(17、18)伸长时的位移、相对于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(120)。在未对压电元件外加电压的状态下,第1被驱动体(31)被由施力机构施力的主体部移动。当电压外加在压电元件(17)上时,第2被驱动体(32)被位移放大部(120)移动。当从被驱动体(32)抵接在对象物上的状态开始进一步对压电元件(17)外加电压、使位移放大部的位移扩大时,主体部(110)和被驱动体(31)克服上述弹性力,向与施力的方向相反的方向移动。
文档编号F04B43/04GK101113726SQ20071011019
公开日2008年1月30日 申请日期2007年6月18日 优先权日2006年7月28日
发明者小川健二 申请人:纽伯格有限会社