[实用新型]压电致动器、操纵装置以及操纵装置系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及对细胞等微小的对象物进行操作的压电致动器、操纵装置(マニピュレ一タ，机械手)以及操纵装置系统。

背景技术

公知有在生物科技领域中如一边用显微镜观察一边将精子、DNA溶液注入卵、细胞等那样对细胞等微小的对象物进行操作的操纵装置（例如，参照专利文献1）。专利文献2公开了一种显微镜装置，为了容易地将玻璃毛细管等操作针的针尖设置在标本的目标位置附近，该显微镜装置使用具有操作针的电动操纵装置而以电动的方式进行对焦，切换对焦和操纵装置驱动之间的联动、非联动来驱动操作针，从而设置操作针。

在专利文献3、4中记载有操纵装置，为了能够进行玻璃毛细管等的稳定的微小移动，该操纵装置使用具有压电元件的压电致动器来对该玻璃毛细管等施加冲击载荷，对卵细胞等进行穿孔。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－325836号公报

专利文献2：日本特开2006－23487号公报

专利文献3：日本特公平06－98582号公报

专利文献4：日本特开2003－1574号公报

在专利文献3所记载的操纵装置中，压电致动器仅被固定在用于安装玻璃毛细管等的吸管保持构件，并未固定于操纵装置。在这样的构成中，在驱动操纵装置时吸管保持构件有可能脱落等。另外，在专利文献3的操纵装置中，存在如下问题：上述吸管保持构件由利用摩擦力来保持吸管保持构件整体中的微小的部分的抵接构件固定，操纵装置的动作性能、响应性被该摩擦力的大小左右。

在专利文献4所记载的操纵装置中，吸管保持构件与压电致动器未同轴地配置，吸管保持构件的轴与压电致动器的轴成为扭曲的关系。另外，压电致动器的驱动轴与吸管保持构件分开。因此，玻璃毛细管在上述驱动轴的轴向以外的方向也容易引起振动。并且，用拉伸弹簧对压电元件施加预压，因此，从预压调整这一点出发难以获得较高的响应性。

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型的目的在于提供具有较高的响应性的压电致动器、操纵装置、操纵装置系统。另外，本实用新型的目的在于提供抑制了压电致动器的驱动轴的轴向以外的方向的振动的压电致动器、操纵装置、操纵装置系统。

为了达到上述目的，本实用新型的压电致动器利用压电元件对用于操作微小对象物的毛细管进行微动驱动，其特征在于，该压电致动器包括：吸管保持构件，其用于安装所述毛细管，并对外周实施了螺纹加工；外壳，其具有与所述吸管保持构件同轴的内周面；至少两个滚动轴承，其将所述吸管保持构件以能够旋转的方式支承于所述外壳；压电元件，其与所述吸管保持构件同轴地配置；盖，其固定于所述外壳，沿着轴向固定所述压电元件；和内圈隔离部件，其配置在所述两个滚动轴承的内圈之间。

另外，本实用新型的另一压电致动器利用压电元件对用于操作微小对象物的毛细管进行微动驱动，其特征在于，该压电致动器包括：吸管保持构件，其安装有所述毛细管；外壳，其具有与所述吸管保持构件同轴的内周面；至少两个滚动轴承，其将所述吸管保持构件支承于所述外壳；压电元件，其与所述吸管保持构件同轴地配置；盖，其固定于所述外壳，沿着轴向固定所述压电元件；和内圈隔离部件，其配置在所述两个滚动轴承的内圈之间。

另外，优选具有介于两个滚动轴承的内圈与所述吸管保持构件的外周面之间的空心构件。

采用上述构成，作为驱动轴的吸管保持构件和压电元件同轴地配置，因此，能够抑制压电致动器的驱动轴的轴向以外的方向的振动。

另外，优选所述吸管保持构件的外周被实施螺纹加工，所述两个滚动轴承被与所述吸管保持构件的外周螺纹连接的两个锁定螺母沿着轴向固定。

另外，优选所述空心构件的一端的外周面被实施螺纹加工，锁定螺母与该螺纹加工部分螺纹连接而在轴向上固定滚动轴承。

另外，优选还具有固定构件，该固定构件设于所述空心构件的另一端而将所述吸管保持构件固定于所述空心构件。

另外，优选所述压电元件被所述滚动轴承施加有预压。在该情况下，使用滚动轴承作为具有较高的刚性的弹簧部件，能够获得较高的响应性。

另外，优选在所述滚动轴承与所述压电元件之间具有与所述吸管保持构件同轴地配置的隔离件。

另外，优选所述毛细管由多个支承构件以多个点支承。

本实用新型的操纵装置，其特征在于，该操纵装置具有上述的压电致动器。