(57)【要約】【課題】本発明は電子機器に用いられるアクチュエータ及びこれを用いたスイッチに関するものであり、その駆動領域を増すことを目的とするものである。【解決手段】アクチュエータを構成する両持ち梁の駆動アーム３に設けられる駆動電極部４，５を駆動アーム３の両端側領域６とその中間領域７とに分けて設けたことにより、それぞれ駆動電極部を独立して制御し駆動効率を向上させることができ、結果としてアクチュエータの駆動領域を拡大できるのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が絶縁化された基板と、この基板に対して両端部分が一対の支持部により支持された駆動アームと、前記駆動アームの表面に設けられその振幅方向に対して駆動力を与える駆動電極部とを備え、前記駆動電極部は前記駆動アームの両端側領域とその中間領域とに分けて設けたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
駆動電極部は両端側領域に設けられた外側駆動電極部と中間領域に設けられた内側駆動電極部とから構成され、初期駆動時には前記外側駆動電極部と前記内側駆動電極部の駆動方向を異ならせ、その後前記外側駆動電極部の駆動を維持しつつ前記内側駆動電極部を前記外側駆動電極部と同方向に駆動させることを特徴とした請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
駆動電極部は両端側領域に設けられた外側駆動電極部と中間領域に設けられた内側駆動電極部とから構成され、前記内側駆動電極部に交流電圧を加えて前記中間領域を振動させたことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
少なくとも表面が絶縁化された基板と、この基板の主面に設けられた一対の端子電極と、前記基板の主面に対して両端部分が一対の支持部により支持された駆動アームと、前記駆動アームの表面に設けられその振幅方向に対して駆動力を与える駆動電極部と、前記駆動アームの最大振幅領域でかつ前記端子電極側を向く面に設けられ前記一対の端子電極間を接続する接続電極とを備え、前記駆動アームの両端側領域に設けられた外側駆動電極部と、中間領域に設けられた内側駆動電極部とを備えたことを特徴とするスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられるアクチュエータ及びこれを用いたスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気式微小機械装置（以下、ＭＥＭＳと称す）としてのアクチュエータは、アクチュエータの駆動部となる駆動アームが基板上に支持され、この駆動アームに設けられた駆動電極部（例えば圧電歪みを応用した圧電駆動電極部や静電気吸着を応用した静電駆動電極部）に駆動電圧を印加することで駆動アームの動きを制御することが知られている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１８８０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、このようなＭＥＭＳ式アクチュエータの用途として携帯電話の送受信信号の接続を切り換えるスイッチや、光信号のオン−オフを行うスイッチなどが挙げられるようになり、その駆動領域の拡大が重要視されるようになってきている。
【０００５】
しかしながら、駆動アームにおける駆動領域は駆動アームの振幅により決定するため、その領域を拡大するためには駆動アームを長く設定しなければならず、アクチュエータが大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで本発明はこのような問題を解決し、駆動領域が大きなアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明は、特に、アクチュエータを構成する両持ち梁の駆動アームに設けられる駆動電極部を駆動アームの両端側領域とその中間領域とに分けて設けたのである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成により、駆動アームに対して駆動力を与える駆動電極部が細分化されたことで、それぞれ駆動電極部を独立して制御し駆動効率を向上させることができ、結果としてアクチュエータの駆動領域を拡大できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るアクチュエータの斜視図であり、その基本構成は基板１と、両端が基板１に設けられた一対の支持部２により支持された両持ち梁の駆動アーム３と、この駆動アーム３の両端側領域に設けられた外側駆動電極部４と、駆動アーム３の中間領域に設けられた内側駆動電極部５とから構成されている。
【００１１】
また、駆動アーム３を駆動する外側駆動電極部４および内側駆動電極部５は、特に図示はしていないが、一対の駆動電圧印加用の制御電極で圧電体層を挟み込むことで構成しており、制御電極に駆動電圧を印加することにより圧電体層が伸縮することにより駆動アームが撓むという原理に基づき利用している。
【００１２】
なお、この制御電極に対する電圧印加手段はワイヤボンディングや内層配線などの一般的な接続手段を用いて適宜接続すれば良いものである。また基板１や駆動アーム３の素材としてはシリコンを用いているが、基本的に表面が絶縁性を有するものであれば良く、金属板の表面に絶縁化処理を施したものでも代替え可能である。
【００１３】
そして、駆動アーム３を駆動するにあたっては図１に示すように、支持部２によって支持された駆動アーム３の両端側領域６とその間に位置する中間領域７に外側駆動電極部４と内側駆動電極部５が独立して設けられていることから、外側駆動電極部４においては支持部２により固定された部分に近接して配置されることで駆動時の瞬発性および駆動力が高められ、内側駆動電極部５においては駆動アーム３の最大振幅となる中間領域７においてその駆動制御が可能となり駆動アーム３の駆動効率を向上させることができ、結果としてアクチュエータの駆動領域を拡大できるのである。
【００１４】
また、このアクチュエータの動作としては、まず図２（ａ）の矢印のように外側駆動電極部４と内側駆動電極部５の撓み方向つまり駆動方向を異ならせ、外側駆動電極部４を用いて中間領域７を下方に引き下げるとともに内側駆動電極部５を用いて中間領域７を上方に撓ませた状態とする。次いで図２（ｂ）に矢印で示すよう、外側駆動電極部４の駆動方向を維持しつつ内側駆動電極部５の駆動方向を逆転させることで、破線で示すように外側駆動電極部４の駆動力と併せて内側駆動電極部５の反動により駆動アーム３の振幅をさらに大きくすることができるので、結果としてアクチュエータの最大駆動領域を拡大することができるのである。
【００１５】
なお、内側駆動電極部５に交流電圧を印加することにより、内側駆動電極部５が設けられた中間領域のみを振動させ、外側駆動電極部４の駆動と内側駆動電極部５の振動により、アクチュエータの最大駆動領域を拡大することができるのである。
【００１６】
また、このようなアクチュエータを用いた例としては図３に示されるようなスイッチが挙げられる。このスイッチは基本的には先に述べた図１に示されるアクチュエータの中間領域７に接続電極９を設け、この接続電極９の上下振動を制御することにより基板１の表面に設けられた一対の端子電極１０間の接続−非接続を制御する構成となっている。
【００１７】
そして、このようなスイッチにおいては高周波用途に用いられることが想定されることから、端子電極１０間が非接続状態を保つために接続電極９と端子電極１０間に生じる浮遊容量を小さくすることが重要であり、上述したような作用、効果が特に有効に作用するものである。
【００１８】
また、このようなスイッチにおいては端子電極１０間の接続状態を持続する必要もあることから、図３に示されたスイッチに対してさらに図４に示されるような静電気発生用の静電電極８を基板１の表面と接続電極９の両側に別途設けることで、端子電極１０間の接続状態を駆動アーム３側に設けられた静電電極８と基板１側に設けられた静電電極８との間に生じる静電気力を利用して持続することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明にかかるアクチュエータ及びこれを用いたスイッチは、駆動領域を拡大できるという効果を有し、特に小型でありながら大きな駆動領域が要望される用途において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態におけるアクチュエータの斜視図
【図２】同アクチュエータの駆動状態を示す断面図
【図３】本発明の一実施形態におけるスイッチの斜視図
【図４】本発明の別の実施形態におけるスイッチの斜視図
【符号の説明】
【００２１】
１  基板
２  支持部
３  駆動アーム
４  外側駆動電極部
５  内側駆動電極部
６  両端側領域
７  中間領域
８  静電電極
９  接続電極
１０  端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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