(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、および、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスであり、前記基体は１枚の平板を打抜きして形成された平板状の打抜構造体の所定の部位を屈曲して形成されていて、前記各可動部は前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部から所定高さ起立して互いに対向して、前記固定部および前記取付部の前記各側縁部に沿って延びていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記固定部の前端部と前記取付部の後端部間には左右方向に延びるスリット状溝部が介在し、かつ、前記固定部および前記取付部の左右の側縁部と前記各可動部の根元部間には前後方向に延びるスリット状溝部が介在していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記固定部の前端部と前記取付部の後端部間には、左右方向および前後方向に延びる方形状の溝部が介在していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項４】
内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部、および、前記取付部と一体で前記取付部、前記各可動部および前記固定部を包囲する連結部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスであり、前記基体は１枚の平板を打抜きして形成された平板状の打抜構造体の所定の部位を屈曲して形成されていて、前記各可動部は前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部から所定高さ起立して、互いに対向して前記固定部および前記取付部の前記各側縁部に沿って延び、かつ、前記各可動部、前記固定部および前記取付部は前記連結部の中央空間部内に位置していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記連結部の前記中央空間部における前記固定部の後端部側は閉鎖状態にあることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項６】
請求項４に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記連結部の前記中央空間部における前記固定部の後端部側は開放状態にあることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部と前記各可動部の根元部間の連結部は円弧状を呈していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記各可動部は、前後方向の中間部位が他の部位に比較して薄く形成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記各可動部は、上縁から屈曲して延びて前記固定部の表面に当接する補強部を具備していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記各可動部は、後端部から屈曲して内側へ延びて前記固定部の表面に当接する補強部を具備していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記固定部の後端部における前記各可動部間に補強部材が介在していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記固定部は前記各可動部の後端部から後方へも延出していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体を構成する前記取付部は前記各可動部の前端部側から前方へも延出していることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスにおいて、前記基体は、可撓性で屈曲加工の可能な金属製の平板にて構成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイス。
【請求項１５】
内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、および、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスを製造する方法であり、前記基体の形成材料として可撓性で屈曲加工の可能な平板を採用し、前記平板を、前記基体が平面状に展開された形状に打抜き加工して打抜構造体を形成し、前記打抜構造体の所定の部位を屈曲して、前記固定部と、前記固定部の左右の各側縁部から所定高さ起立する前記各可動部と、前記取付部を一体に有する基体を形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、前記打抜構造体は、方形の平板の左右の側部に側縁部に沿って前後方向に延びる一対の直線状の側方溝部と前記両側方溝部を中間部にて互いに連結する左右方向に延びる直線状の中央溝部からなるＨ形状の開口部を有していて、前記平板の前記各側縁部を前記側方溝部に沿って屈曲加工することにより、前記各側縁部を前記各可動部に形成するとともに、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、前記打抜構造体は方形の平板の中央部に方形の開口部を有していて、前記平板の各側縁部を前記開口部の側縁部に沿って屈曲加工することにより、前記平板の前記各側縁部を前記各可動部に形成するとともに、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１８】
内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状取付部、および、前記取付部と一体で前記取付部、前記各可動部および前記固定部を包囲する連結部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスを製造する方法であり、前記基体の形成材料として可撓性で屈曲加工の可能な平板を採用し、前記平板を、前記基体が平面状に展開された形状に打抜き加工して打抜構造体を形成し、前記打抜構造体の所定の部位を屈曲して、前記固定部と、前記固定部の左右の各側縁部から所定高さ起立する前記各可動部と、前記取付部と、前記連結部を一体に有する基体を形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、前記打抜構造体は方形の平板の中央開口部の内部に方形の平板部を有するとともに、前記平板部の左右の側部に側縁部に沿って前後方向に延びる一対の直線状の側方溝部と前記両側方溝部を中間部にて互いに連結する左右方向に延びる直線状の中央溝部からなるＨ形状の開口部を有していて、前記平板部の各側縁部を前記側方溝部に沿って屈曲加工することにより、前記各側縁部を前記各可動部に形成し、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成し、かつ、前記中央開口部の外周の部位を前記連結部に形成することを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【請求項２０】
請求項１５〜１９にいずれか一項に記載の圧電／電歪デバイスの製造方法において、前記打抜構造体の開口部は、前記平板の打抜き加工と同時に打抜きして形成され、または、前記平板の打抜き加工後の穴開け加工にて形成されていることを特徴とする圧電／電歪デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電／電歪デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電／電歪デバイスの一形式として、左右一対の可動部およびこれら両可動部を一端側にて互いに連結する固定部を有する基体と、同基体の前記両可動部の少なくとも一方の側面に配設してなる圧電／電歪素子を具備する形式の圧電／電歪デバイスや、左右一対の可動部、これら両可動部を一端部側にて互いに連結する固定部、および、これら両可動部を他端部側にて互いに連結する取付部を有する基体と、同基体の前記両可動部の少なくとも一方の側面に配設してなる圧電／電歪素子を具備する形式の圧電／電歪デバイスがある（特許文献１を参照）。
【０００３】
当該形式の圧電／電歪デバイスは、圧電／電歪素子の変位動作に起因する可動部の作動機能、または、被検出側から入力される可動部の変位を圧電／電歪素子により検出する検出機能を有するもので、これらの機能を有効に利用して、下記のごとき広い用途に使用されている。
【０００４】
すなわち、当該形式の圧電／電歪デバイスは、各種トランスデューサ、各種アクチュエータ、周波数領域機能品（フィルタ）、トランス、通信用、動力用の振動子や共振子、発振子、ディスクリミネータ等の能動素子、超音波センサ、加速度センサ、角速度センサ、衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ素子、光学機器、精密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度調整の機構に用いられる各種アクチュエータ等に使用される。
【０００５】
ところで、当該形式の圧電／電歪デバイスは、一般には、デバイス原盤を適宜の大きさに切断して形成されるもので、デバイス原盤は、基体原盤の表裏両面に圧電／電歪素子を接着剤を介して接着して構成され、または、これらを一体に形成して構成されている。なお、基体原盤は、複数枚のシートを積層し焼成して構成されている。
【特許文献１】ヨーロッパ特許（ＥＰ１０１７１１６Ａ２）明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、当該形式の圧電／電歪デバイスは、その構成部品の部品点数が多くて、コストが高いとともに組立作業が面倒であり、かつ、各構成部品同士を接着剤を介して接着していることから、各構成部品同士の接着にバラツキが生じて、デバイス特性に影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
また、当該形式の圧電／電歪デバイスを形成するには、デバイス原盤を適宜に切断して多数取りする手段が採られることから、切断して形成された圧電／電歪デバイスは、切断時に発生する塵埃や切削液、さらには、切断時にデバイス原盤を保持するために使われる接着剤やワックス等の有機成分により汚染されていて、圧電／電歪デバイスの洗浄が容易ではない。
【０００８】
また、基体をセラミックスで構成する場合は、セラミックスが割れ易いため、ジルコニア等の硬い材質のセラミックスを採用する必要があり、硬い材料のセラミックスを採用した場合でも、欠損やクラックが発生しないように適切な切断条件を選定する必要がある。また、基体が硬い材料のセラミックスであることから加工し難く、加工処理数を増やすためには、異なる機能の多くの加工装置を使用する等の配慮をする必要がある。
【０００９】
基体を金属材料で構成することも可能であるが、金属材料は切削加工中に摩擦熱で端面が酸化したり、加工端面にバリが残留するため、これらを除去する別工程を追加しなければならない。また、圧電／電歪素子の検査は、デバイス原盤を切断した後でなければできない。
【００１０】
また、デバイス原盤から切り出したデバイスの洗浄には、汚れが容易に除去し得る超音波洗浄を採用することが好ましいが、超音波洗浄において洗浄効果を挙げるべく強い超音波を使用すると、デバイスにダメージを与えることがあり、圧電／電歪素子が基体から剥離したり破損することもある。このため、超音波洗浄を採用する場合には、デバイスにダメージを与えない弱い超音波を選定する必要があるが、このような洗浄条件を採用する場合には、切断時に付着する汚れを除去するには長時間を要することになる。
【００１１】
圧電／電歪デバイスからの発塵は、例えば、ハードディスクドライブの磁気ヘッドのアクチュエータに圧電／電歪デバイスを使用する場合にドライブの中で発塵すると、その塵が浮上スライダーとメディアのクラッシュの原因となり、データを破壊するおそれがある。また、圧電／電歪デバイス自身に対しても、その塵が圧電／電歪素子の電極に付着してショートを引起こすおそれがある。このため、ハードディスクドライブに対しては勿論のこと、デバイス自身にも高い清浄化度が要求される。
【００１２】
従って、本発明の目的は、当該形式の圧電／電歪デバイスを構成する基体を、１枚の平板を原板とする一体構造とすることにより、上記した各問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、圧電／電歪デバイス、および、圧電／電歪デバイスの製造方法に関するもので、本発明に係る圧電／電歪デバイスは、下記の２種類の形式の圧電／電歪デバイスであり、また、本発明に係る圧電／電歪デバイスの製造方法は、上記した２種類の形式の圧電／電歪デバイスを製造する方法である。
【００１４】
本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスは、内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、および、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る形式の圧電／電歪デバイスである。
【００１５】
しかして、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体は１枚の平板を打抜きして形成された平板状の打抜構造体の所定の部位を屈曲して形成されていて、前記各可動部は前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部から所定高さ起立して互いに対向して、前記固定部および前記取付部の前記各側縁部に沿って延びていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を構成する前記固定部の前端部と前記取付部の後端部間には左右方向に延びるスリット状溝部が介在し、かつ、前記固定部および前記取付部の左右の側縁部と前記各可動部の根元部間には前後方向に延びるスリット状溝部が介在する構成を採ることができる。また、当該圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を構成する前記固定部の前端部と前記取付部の後端部間には、左右方向および前後方向に延びる方形状の溝部が介在する構成を採ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスは、内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部、および、前記取付部と一体で前記取付部、前記各可動部および前記固定部を包囲する連結部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る形式の圧電／電歪デバイスである。
【００１８】
しかして、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体は１枚の平板を打抜きして形成された平板状の打抜構造体の所定の部位を屈曲して形成されていて、前記各可動部は前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部から所定高さ起立して、互いに対向して前記固定部および前記取付部の前記各側縁部に沿って延び、かつ、前記各可動部、前記固定部および前記取付部は前記連結部の中央空間部内に位置していることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記連結部の前記中央空間部における前記固定部の後端部側は閉鎖状態にある構成を採ることができ、また、前記連結部の前記中央空間部における前記固定部の後端部側は開放状態にある構成を採ることができる。
【００２０】
本発明に係るこれらの形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を構成する前記固定部および前記取付部の左右の各側縁部と前記各可動部の根元部間の連結部は円弧状を呈する構成とすることができ、また、前記基体を構成する前記各可動部は、前後方向の中間部位が他の部位に比較して薄く形成される構成を採ることができる。
【００２１】
本発明に係るこれらの形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を構成する前記各可動部を、その上縁から屈曲して延びて前記固定部の表面に当接する補強部を具備する構成とすることができ、また、前記基体を構成する前記各可動部を、その後端部から屈曲して内側へ延びて前記固定部の表面に当接する補強部を具備する構成とすることができ、また、前記基体を構成する前記固定部の後端部における前記各可動部間に補強部材が介在する構成とすることができる。
【００２２】
本発明に係るこれらの形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を構成する前記固定部を、前記各可動部の後端部から後方へ延出する構成とすることができ、前記基体を構成する前記取付部を、前記各可動部の前端部側から前方へ延出する構成とすることができる。
【００２３】
本発明に係るこれらの形式の圧電／電歪デバイスにおいては、前記基体を、可撓性で屈曲加工の可能な金属製の平板にて構成するようにすることができる。
【００２４】
本発明に係る圧電／電歪デバイスの第１の製造方法は、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスを製造する方法であり、当該第１の製造方法は、前記基体の形成材料として可撓性で屈曲加工の可能な平板を採用し、前記平板を、前記基体が平面状に展開された形状に打抜き加工して打抜構造体を形成し、前記打抜構造体の所定の部位を屈曲して、前記固定部と、前記固定部の左右の各側縁部から所定高さ起立する前記各可動部と、前記取付部を一体に有する基体を形成することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明に係る第１の製造方法においては、前記打抜構造体は、方形の平板の左右の側部に側縁部に沿って前後方向に延びる一対の直線状の側方溝部と前記両側方溝部を中間部にて互いに連結する左右方向に延びる直線状の中央溝部からなるＨ形状の開口部を有していて、前記平板の前記各側縁部を前記側方溝部に沿って屈曲加工することにより、前記各側縁部を前記各可動部に形成するとともに、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成するようにすることができる。
【００２６】
また、本発明に係る第１の製造方法においては、前記打抜構造体は方形の平板の中央部に方形の開口部を有していて、前記平板の各側縁部を前記開口部の側縁部に沿って屈曲加工することにより、前記平板の前記各側縁部を前記各可動部に形成するとともに、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成するようにすることができる。
【００２７】
本発明に係る圧電／電歪デバイスの第２の製造方法は、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスを製造する方法であり、当該第２の製造方法は、前記基体の形成材料として可撓性で屈曲加工の可能な平板を採用し、前記平板を、前記基体が平面状に展開された形状に打抜き加工して打抜構造体を形成し、前記打抜構造体の所定の部位を屈曲して、前記固定部と、前記固定部の左右の各側縁部から所定高さ起立する前記各可動部と、前記取付部と、前記連結部を一体に有する基体を形成することを特徴とするものである。
【００２８】
本発明に係る第２の製造方法においては、前記打抜構造体は方形の平板の中央開口部の内部に方形の平板部を有するとともに、前記平板部の左右の側部に側縁部に沿って前後方向に延びる一対の直線状の側方溝部と前記両側方溝部を中間部にて互いに連結する左右方向に延びる直線状の中央溝部からなるＨ形状の開口部を有していて、前記平板部の各側縁部を前記側方溝部に沿って屈曲加工することにより、前記各側縁部を前記各可動部に形成し、前記各側方溝部間の部位を前記固定部および前記取付部に形成し、かつ、前記中央開口部の外周の部位を前記連結部に形成するようにすることができる。
【００２９】
本発明に係るこれらの製造方法においては、前記打抜構造体の開口部を、前記平板の打抜き加工と同時に打抜きして形成し、または、前記平板の打抜き加工後の穴開け加工にて形成するようにすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る圧電／電歪デバイスは、作動原理上、固定部と取付部が可撓性を有する２つの側縁部に緊密に連結されていることが必要とされるなかで、これらが一体成形されているので、作動原理上の最も好ましい形態を具現化している。
【００３１】
例えば、上記した２つまたは３つの要部を金属製として溶着した場合においては、溶着の熱による歪み、材質劣化、焼き鈍し等の熱処理工程での問題を考慮しなければならない。これに対して、本発明に係る各圧電／電歪デバイスを構成する基体のごとく、１枚の平板を成形材料として一体的に成形されているものは、これが金属製であっても、これらの懸念は全くなく、また、一体成形時の加工硬化による連結部の強度の向上も期待することができる。
【００３２】
本発明に係る圧電／電歪デバイスにおいては、部品（例えばハードディスクドライブの磁気ヘッド）と組合わせた場合、部品の高さとデバイスの高さの和が組立後の高さにはならずにこれより低くなるため、コンパクトな構成とし得る利点がある。デバイスの高さでは、可動部の板の厚み分と接着剤の厚み分が部品の高さに加わるが、冒頭で記述した公知のデバイスに比較して組立後の高さを低くできて、省スペース化の効果がある。また、部品を固定部上に接着するのみで簡単に組立ができ、かつ、接着面積を広くとることができるため、接着強度をより強固にし得て、衝撃によっても脱落し難い構造とすることができる利点がある。
【００３３】
本発明に係る圧電／電歪デバイスのうちの第１，第２の圧電／電歪デバイスにおいては、その構造上、取付部および固定部の被接着部品に対する接着部位に、接着剤が入る窪みをプレスにて形成することが容易であり、これにより、接着強度を増加させたり接着剤のはみ出しを抑制することができる。また、部品組立の際に用いる位置決め用の基準位置（穴等）を形成することも容易である。このため、後工程で部品をデバイス上の取付部に組立てたり、固定部をサスペンションのジンバルに取付ける際の組立精度を上げて、歩留まりを一層向上させることができる。デバイスを組立てる前に圧電／電歪素子を予め検査して組立てることで、組立後のデバイスの特性不良を大幅に低減することができる。
【００３４】
また、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスにおいては、第１の圧電／電歪デバイスが有する作用効果を奏し得ることは勿論であるが、特に、取付部と一体の連結部を有するもので、当該連結部を、ハードディスクドライブの磁気ヘッド（スライダー）を支持するジンバルとして機能させることができるという大きな利点がある。
【００３５】
本発明に係る圧電／電歪デバイスは、上記した２種類の形式の圧電／電歪デバイスを基本とするもので、これらの基本構造の圧電／電歪デバイスにおいては、いずれの基体も、平板を成形材料（原板）とする一体構造のもので原則的に１個の構成部品で構成されていることから、構成部品は基体と圧電／電歪素子の２種類となり、圧電／電歪デバイスの構成部品を大幅に低減できるとともに、構成部品の組付工数を低減できて、コストを大幅に軽減することができる。
【００３６】
また、本発明に係る各形式の圧電／電歪デバイスにおいては、構成部品の部品点数が極めて少なくて、各構成部品同士の接着部位も極めて少ないことから、各構成部品同士の接着のバラツキが皆無またはほとんどなくて、設定された精度の高いデバイス特性を有するものである。
【００３７】
また、本発明に係る各圧電／電歪デバイスにおいては、その形成にあっては、デバイス原盤を多数の部位にて切断する手段を採ることがなく、デバイス原盤の切断時に発生する塵埃やその他の汚染物による汚染がない。このため、圧電／電歪デバイスを組立てる際に、予め、基体および圧電／電歪素子を洗浄しておけば、形成された圧電／電歪デバイスでは汚染が皆無またはほとんど無くて、圧電／電歪デバイスの洗浄を省略することができ、または、簡単に済ますことができる利点がある。
【００３８】
本発明に係る圧電／電歪デバイスにおいては、第１の形式の圧電／電歪デバイスにあっては本発明に係る第１の製造方法により、第２の形式の圧電／電歪デバイスにあっては本発明に係る第２の製造方法により、それぞれ容易に、かつ、廉価に製造することができる。
【発明の実施の形態】
【００３９】
本発明に係る圧電／電歪デバイスにおける第１の形式の圧電／電歪デバイスは、内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、および、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスである。
【００４０】
また、本発明に係る圧電／電歪デバイスにおける第２の圧電／電歪デバイスは、内側面を互いに対向して前後方向に延びる左右一対の可動部、前記両可動部の後端部と連結し前記後端部から前方に延びる平板状の固定部、前記両可動部の前端部と連結し前記前端部から後方に延び前記固定部とは互いに分離している平板状の取付部、および、前記取付部と一体で前記取付部、前記各可動部および前記固定部を包囲する連結部を有する基体と、前記基体の前記両可動部の外側面に配設した一対の圧電／電歪素子を具備し、制御または検査の対象とする部品を前記取付部上に配置する使用形態を採る圧電／電歪デバイスである。
【００４１】
図１には、上記した第１の圧電／電歪デバイス、および、第２の圧電／電歪デバイスの多数の実施形態（第１の実施形態〜第１０の実施形態）を示している。
【００４２】
図１（ａ）に示す第１圧電／電歪デバイス１０ａは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するもので、図２に示す状態で使用されるものである。第１圧電／電歪デバイス１０ａは、図３および図４に示す方法で形成される。図２に示す矢印ａ線および矢印ｂ線は、本発明に係る圧電／電歪デバイスの方向性を規定するもので、矢印ａ線は圧電／電歪デバイスの前後方向を示し、矢印ｂ線は圧電／電歪デバイスの左右方向を示している。
【００４３】
第１圧電／電歪デバイス１０ａは、基体１１と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなるもので、基体１１は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１１ａ，１１ｂと、両可動部１１ａ，１１ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１１ｃと、両可動部１１ａ，１１ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１１ｄにて構成されている。
【００４４】
基体１１においては、各可動部１１ａ，１１ｂ、固定部１１ｃ、および取付部１１ｄが、Ｈ形状の開口部１１ｅにて分割されている。開口部１１ｅは、左右一対の側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2と、これら両側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2を前後方向の中央部で互いに連結する中央溝部１１ｅ3とからなり、左側の可動部１１ａは、側方溝部１１ｅ1にて同溝部１１ｅ1に沿って屈曲されて、固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに対して直交状態に起立している。同様に、右側の可動部１１ｂは、側方溝部１１ｅ2にて同溝部１１ｅ2に沿って屈曲されて、固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに対して直交状態に起立している。
【００４５】
かかる構成の基体１１には、各可動部１１ａ，１１ｂの外側面に、各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂがエポキシ樹脂等からなる接着剤を介して接着されている。各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂは、圧電／電歪層と電極膜からなる多層体であって、各可動部１１ａ，１１ｂとは同一形状で、所定長さ短く形成されていて、各可動部１１ａ，１１ｂの固定部１１ｃ側の端部に一致して接着されて、各可動部１１ａ，１１ｂの取付部１１ｄ側の端部から所定長さを残した前方の部位まで延びている。
【００４６】
当該基体１１においては、その取付部１１ｄの上面側には、例えば、被制御部品であるハードディスク用の磁気ヘッドＨ（スライダー）が接着されて固定されて、その下面側にてサスペンションのジンバルに接着されて固定される。なお、この場合、磁気ヘッドＨとサスペンションの取付け位置を上記とは逆に、固定部１１ｃに変更することができ、これによってもデバイスの機能は何等変わらない。また、磁気ヘッドＨとサスペンションの取付け位置の固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに対する取付け部位を表裏逆に変更することもでき、これによってもデバイスの機能は何等変わらない。但し、圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂの端子部にコンタクトする外部電極の配線をサスペンション上で逆に配線する必要がある。
【００４７】
しかして、当該圧電／電歪デバイス１０ａを構成する基体１１は、図３（ａ）に示す原板１１Ａを成形材料とするもので、原板１１Ａを同図（ｂ）に示すように屈曲して形成されているものである。原板１１Ａは、可撓性で屈曲加工が可能な平板を打抜き加工してなる打抜構造体であって、基体１１を平面状に展開した形状に形成されている。原板１１Ａを構成する平板は、強度的には金属製であることが好ましい。
【００４８】
平板は、ヤング率が１００ＧＰａ以上の金属製であることが好ましく、鉄系材料としては、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＡＩＳＩ６５３、ＳＵＨ６６０等のオーステナイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４等のフェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０等のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＳＵＳ６３１２、ＡＩＳＩ６３２等のセミオーステナイト系ステンレス鋼、エルマージングステンレス鋼、各種ばね鋼鋼材等を挙げることができる。また、非鉄系材料としては、チタン−ニッケル合金等の超弾性チタン合金、黄銅、白銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ベリリウム銅、リン青銅、ニッケル、ニッケル鉄合金、チタン等を挙げることができる。
【００４９】
原板１１Ａは、平板を打抜き加工に付されて形成されているもので、Ｈ形状の開口部１１ｅを具備している。開口部１１ｅは、平板の打抜き加工時に同時に形成されているもので、原板１１Ａの左右の各側部に前後両端側に延びる一対の直線状の側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2と、これら両側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2をその前後の中間部にて互いに連結する直線状の中央溝部１１ｅ3からなる。
【００５０】
基体１１は、原板１１Ａの左右の各側縁部を、各側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2にて、同溝部１１ｅ1，１１ｅ2の幅の中心をその長手方向に延びる中心線Ｌ1，Ｌ2に沿って直角に屈曲することにより形成されている。原板１１Ａの左右の各側部をこのように屈曲加工することにより、各側方溝部１１ｅ1，１１ｅ2の側縁部位が各可動部１１ａ，１１ｂに形成されているとともに、中央溝部１１ｅ3の後側の部位が固定部１１ｃに形成され、かつ、前側の部位が取付部１１ｄに形成されている。
【００５１】
このように、原板１１Ａによって一体に構成された基体１１には、図４（ａ）に示すように、その各可動部１１ａ，１１ｂの外側面に圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着剤を介して接着されて、同図（ｂ）に示す第１圧電／電歪デバイス１０ａが形成される。形成された第１圧電／電歪デバイス１０ａは、従来のこの種形式の圧電／電歪デバイスと同様に機能するとともに、基体１１が原板１１Ａにて一体的に構成されていることから、下記のごとき作用効果を奏するものである。
【００５２】
すなわち、第１圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、基体１１が１枚の原板１１Ａを成形材料とする一体構造のもので１個の構成部品で構成されていることから、構成部品は基体１１と圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂの２種類となり、圧電／電歪デバイスとしての構成部品を大幅に低減できるとともに、構成部品の組付工数を大幅に低減できて、コストを大幅に軽減することができる。
【００５３】
また、第１圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、構成部品の部品点数が極めて少なくて、各構成部品同士の接着部位も極めて少ないことから、各構成部品同士の接着のバラツキが皆無またはほとんどなくて、設定された精度の高いデバイス特性を有するものとなる。
【００５４】
また、第１圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、その形成にあっては、従来のごとくデバイス原盤を多数の部位にて切断する手段を採ることがなく、デバイス原盤の切断時に発生する塵埃、その他の汚染物の付着に起因する汚染がない。このため、第１圧電／電歪デバイス１０ａの組立てに際して、予め、基体１１および圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを洗浄しておけば、組立てられた圧電／電歪デバイス１０ａは汚染が皆無またはほとんど無くて、第１圧電／電歪デバイス１０ａの洗浄を省略することができ、または、簡単に済ますことができるという大きな利点がある。
【００５５】
図１（ｂ）に示す第２圧電／電歪デバイス１０ｂは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第２圧電／電歪デバイス１０ｂは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは基体の構成をわずかに異にするにすぎないもので、図６（ｂ）に示すように、基体１３と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなり、基体１３は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１３ａ，１３ｂと、両可動部１３ａ，１３ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１３ｃと、両可動部１３ａ，１３ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１３ｄにて構成されている。
【００５６】
基体１３においては、各可動部１３ａ，１３ｂ、固定部１３ｃ、および取付部１３ｄが、Ｈ形状の開口部１３ｅにて分割されていて、かかる構成に関するかぎり、第１圧電／電歪デバイス１０ａの基体１１と同一構成である。
【００５７】
しかして、基体１３においては、各可動部１３ａ，１３ｂの固定部１３ｃおよび取付部１３ｄに対する連結部位である屈曲部１３ａ1，１３ｂ1が、固定部１３ｃ，１３ｄの表面より窪んだ円弧状を呈している。  当該基体１３を構成する原板１３Ａは、図５（ａ）に示すように、基体１１の原板１１Ａと同一のもので、各可動部１３ａ，１３ｂを屈曲形成する際の屈曲形状を異にするものである。すなわち、当該屈曲加工においては、各可動部１３ａ，１３ｂの基部に円弧状の屈曲部１３ａ1，１３ｂ1を形成している。当該基体１３には、図６（ａ）に示すように、各可動部１３ａ，１３ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第２圧電／電歪デバイス１０ｂが形成される。
【００５８】
第２圧電／電歪デバイス１０ｂは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、各可動部１３ａ，１３ｂが円弧状の屈曲部１３ａ1，１３ｂ1を介して、固定部１３ｃおよび取付部１３ｄに連結していることから、各可動部１３ｃ，１３ｄの可動性が向上していて、高いデバイス機能を有するものである。
【００５９】
また、当該第２圧電／電歪デバイス１０ｂにおいては、各可動部１３ａ，１３ｂの固定部１３ｃおよび取付部１３ｄに対する垂直度の精度を出し易くして、煽り方向変位を抑えることができる。また、固定部１３ｃおよび取付部１３ｄに対して、各可動部１３ａ，１３ｂの左右方向の位置が円弧状の屈曲部の曲げ方を変えることで設定することができるため、デバイスの設計の幅を広げることができる。
【００６０】
図１（ｃ）に示す第３圧電／電歪デバイス１０ｃは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第３圧電／電歪デバイス１０ｃは、第２圧電／電歪デバイス１０ｂとは基体の構成のわずかの部位を異にするが、その他の構成は同じである。
【００６１】
しかして、第３圧電／電歪デバイス１０ｃは、図８（ｂ）に示すように、基体１４と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなるもので、基体１４は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１４ａ，１４ｂと、両可動部１４ａ，１４ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１４ｃと、両可動部１４ａ，１４ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１４ｄにて構成されている。
【００６２】
基体１４においては、各可動部１４ａ，１４ｂの前後方向の中間部が、所定長さにわたって薄肉部１４ａ1，１４ｂ1に形成されているが、この点を除いては基体１３と同一に構成されている。また、基体１４の原板１４Ａは、図７（ａ）に示すように、各可動部１４ａ，１４ｂを構成することになる、Ｈ形状の開口部１４ｅの左右の各側部に薄肉部１４ａ1，１４ｂ1を具備するもので、図７（ｂ）に示す２点鎖線Ｌ1，Ｌ2に沿って、基体１３と同様に屈曲加工され、図８（ａ）に示すように、各可動部１４ａ，１４ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第３圧電／電歪デバイス１０ｃが形成される。
【００６３】
第３圧電／電歪デバイス１０ｃは、第２圧電／電歪デバイス１０ｂとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、各可動部１４ａ，１４ｂがその中間部に前後方向に延びる薄肉部１４ａ1，１４ｂ1を具備することから、各可動部１４ａ，１４ｂの可動性が一層高くて、一層高いデバイス機能を有するものである。
【００６４】
なお、原板１４Ａの薄肉部１４ａ1，１４ｂ1を形成する手段としては、化学エッチッング、マイクロブラスト、イオンミリング等により部分的に肉を除去して厚みを薄くする方法や、研削により切削して厚みを薄くする方法等を採ることができる。また、特殊な手段としては、所定長さの穴を開けた板と穴の無い板を重ねて張り合わせして、穴に対応する部位を薄肉部に形成した板を原板として採用することもできる。
【００６５】
図１（ｄ）に示す第４圧電／電歪デバイス１０ｄは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第４圧電／電歪デバイス１０ｄは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは基体の構成のわずかの部位を異にするが、その他の構成は同じである。
【００６６】
第４圧電／電歪デバイス１０ｄは、図１０（ｂ）に示すように、基体１５と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなり、基体１５は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１５ａ，１５ｂと、両可動部１５ａ，１５ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１５ｃと、両可動部１５ａ，１５ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１５ｄと、各可動部１５ａ，１５ｂの後端部側上縁から固定部１５ｃの表面に延びて当接する左右一対の補強部１５ｆ，１５ｇにて構成されている。
【００６７】
基体１５は、各補強部１５ｆ，１５ｇを具備している点を除けば、基体１１と同一に構成されている。また、基体１５の原板１５Ａは、図９（ａ）に示すように打抜き加工されていて、各可動部１５ａ，１５ｂを構成すべき後端部に左方向および右方向に延びる補強部１５ｆ，１５ｇの構成部位を具備していて、図９（ｂ）に示すように２点鎖線Ｌ1，Ｌ2等に沿って屈曲加工され、図１０（ａ）に示すように、各可動部１５ａ，１５ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第４圧電／電歪デバイス１０ｄが形成されている。
【００６８】
第４圧電／電歪デバイス１０ｄは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、各補強部１５ｆ，１５ｇにより固定部１５ｃを補強しているものである。各補強部１５ｆ，１５ｇは、固定部１５ｃ上に接着されているが、その接着手段としては、スポット溶接、圧着、かしめ、半田付け、ロウ付け、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化型樹脂等の接着剤等による接着手段を採用することができる。これらの接着手段のうちでも、スポット溶接が特に好ましい。
【００６９】
図１（ｅ）に示す第５圧電／電歪デバイス１０ｅは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第５圧電／電歪デバイス１０ｅは、第４圧電／電歪デバイス１０ｄとは基体の構成のわずかの部位を異にするもので、その他の構成は同じである。
【００７０】
しかして、第５圧電／電歪デバイス１０ｅは、図１２（ｂ）に示すように、基体１６と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなるもので、基体１６は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１６ａ，１６ｂと、両可動部１６ａ，１６ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１６ｃと、両可動部１６ａ，１６ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１６ｄと、各可動部１６ａ，１６ｂの各端部から内向きにフランジ状に屈曲する補強部１６ｆ，１６ｇにて構成されている。
【００７１】
基体１６は、各補強部１６ｆ，１６ｇの形状が各補強部１５ｆ，１５ｇの形状とは異なる点を除けば、基体１５と同一に構成されている。また、基体１６の原板１６Ａは、図１１（ａ）に示すように打抜き加工されていて、各可動部１６ａ，１６ｂを構成することとなる部位の前後の端部に、前方および後方に所定長さ突出する突出部位を備え、図１１（ａ）に示す２点鎖線Ｌ1，Ｌ2等に沿って同図（ｂ）に示すように屈曲加工され、図１２（ａ）に示すように、各可動部１６ａ，１６ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第５圧電／電歪デバイス１０ｅが形成される。
【００７２】
なお、第５圧電／電歪デバイス１０ｅにおいては、補強部１６ｆ，１６ｇは固定部１６ｃおよび取付部１６ｄとは非接着状態にあるが、固定部１６ｃおよび取付部１６ｄ上に接着することが一層好ましい。接着手段としては、スポット溶接、圧着、かしめ、半田付け、ロウ付け、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化型樹脂等の接着剤等による接着等の手段を採用することができる。これらの接着手段のうちでも、スポット溶接が特に好ましい。
【００７３】
第５圧電／電歪デバイス１０ｅは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、各補強部１６ｆ，１６ｇにより固定部１６ｃおよび取付部１６ｄを補強しているものである。
【００７４】
図１（ｆ）に示す第６圧電／電歪デバイス１０ｆは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第６圧電／電歪デバイス１０ｆは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは基体に補強部材を付加した点で異なるが、その他の構成は同じである。
【００７５】
しかして、第６圧電／電歪デバイス１０ｆは、図１４（ｂ）に示すように、基体１７と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなるもので、基体１７は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１７ａ，１７ｂと、両可動部１７ａ，１７ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１７ｃと、両可動部１７ａ，１７ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１７ｄと、各可動部１７ａ，１７ｂの後端部側間に介装されて固定部１７ｃの表面に接着された板状の補強部材１７ｆにて構成されている。
【００７６】
基体１７の原板１７Ａは、図１３（ａ）に示すように、基板１１の原板１１Ａと同一形状のもので、図１３（ｂ）に示すように、２点鎖線Ｌ1，Ｌ2に沿って屈曲加工され、図１４（ａ）に示すように、両可動部１７ａ，１７ｂの一端部側間にて補強部材１７ｆを固定部１７ｃの表面に接着し、かつ、各可動部１７ａ，１７ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第６圧電／電歪デバイス１０ｆが形成される。第６圧電／電歪デバイス１０ｆは、第４圧電／電歪デバイス１０ｄとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものである。
【００７７】
図１（ｇ）に示す第７圧電／電歪デバイス１０ｇは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第７圧電／電歪デバイス１０ｇは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは基体の固定部および取付部の形状が異なるが、その他の構成は同じである。
【００７８】
第７圧電／電歪デバイス１０ｇは、図１６（ｂ）に示すように、基体１８と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなる。基体１８は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１８ａ，１８ｂと、両可動部１８ａ，１８ｂを後端部側にて互いに連結する平板状の固定部１８ｃと、両可動部１８ａ，１８ｂを前端部側にて互いに連結する平板状の取付部１８ｄにて構成されている。固定部１８ｃは、両可動部１８ａ，１８ｂの後端部側から後方へ所定長さ突出し、かつ、取付部１８ｄは、両可動部１８ａ，１８ｂの前端部側から前方へ所定長さ突出している。従って、固定部１８ｃおよび取付部１８ｄは、第１圧電／電歪デバイス１０ａの基体１１における固定部１１ｃおよび取付部１１ｄより拡大されていて、大きな面積を確保している。
【００７９】
基体１８は、固定部１８ｃおよび取付部１８ｄの面積が拡大されている点を除けば、基体１１と同一に構成されている。また、基体１８の原板１８Ａは、図１５（ａ）に示すように、固定部１８ｃを構成することとなる部位から後方へ所定長さ突出する部位を備え、また、取付部１８ｄを構成することとなる部位から前方へ所定長さ突出する部位を備えていて、図１５（ｂ）に示すように２点鎖線Ｌ1，Ｌ2に沿って屈曲加工され、図１６（ａ）に示すように、各可動部１８ａ，１８ｂの外側面に各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂを接着することにより、第７圧電／電歪デバイス１０ｇが形成される。
【００８０】
第７圧電／電歪デバイス１０ｇは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、固定部１８ｃおよび取付部１８ｄを拡大して、サスペンションのジンバルへの接着面積の拡大、および、ハードディスクドライブの磁気ヘッド等の被制御部品に対する接着面積の拡大を図ることができる。
【００８１】
図１（ｈ）に示す第８圧電／電歪デバイス１０ｈは、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属するものである。第８圧電／電歪デバイス１０ｈは、第１圧電／電歪デバイス１０ａとは基体の構成を大きく異にするものである。
【００８２】
しかして、第８圧電／電歪デバイス１０ｈは、図１８（ｂ）に示すように、基体１９と一対の圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂからなるもので、基体１９は、細幅で長尺の板状の左右一対の可動部１９ａ，１９ｂと、両可動部１９ａ，１９ｂを後端部側にて互いに連結する平板状で細幅の固定部１９ｃと、両可動部１９ａ，１９ｂを前端部側にて互いに連結する平板状で細幅の取付部１９ｄにて構成されている。
【００８３】
当該基体１９の原板１９Ａは、図１７（ａ）に示すように、平板を打抜き加工して略正方形の開口部１９ｅを形成されているものである。基体１９は、原板１９Ａの左右の各側部を、開口部１９ｅの各開口縁部にて、同図（ｂ）に示すように、同開口縁部に沿って前後方向に延びる中心線Ｌ1，Ｌ2に沿って直角に屈曲することにより形成されている。原板１９Ａの左右の各側部をこのように屈曲加工することにより、各開口縁部の側縁部位が各可動部１９ａ，１９ｂに形成されているとともに、両開口縁部の側縁部位間が固定部１９ｃおよび取付部１９ｄに形成されている。
【００８４】
このように、原板１９Ａにて一体に構成された基体ｑ９には、図１８（ａ）に示すように、その各可動部１９ａ，１９ｂの外側面に圧電／電歪素子１９ａ，１９ｂを接着剤を介して接着されて、同図（ｂ）に示す圧電／電歪デバイス１０ｈが形成される。組立てられた圧電／電歪デバイス１０ｈは、従来のこの種形式の圧電／電歪デバイスと同様に機能するものであるが、基体１９が１枚の原板１９Ａによって一体的に構成されていることから、第１圧電／電歪デバイス１０ａと略同様の作用効果を奏するものである。
【００８５】
当該第８圧電／電歪デバイス１０ｈは、固定部１９ｃおよび取付部１９ｄが小さくてアクチュエータや被制御部品に対する接着面積が小さいが、たとえば、スポット溶接のように小さい接着面積で部品を強固に接合できる手段を採ることができる場合には、大きい固定部や取付部は余計な錘（質量）として作用することになる。当該第８圧電／電歪デバイス１０ｈは、この点で他の圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｇとは相違し、余計な質量が無い分、共振周波数を高く設定することができて、アクチュエータの動作を高速化することができる利点がある。
【００８６】
上記した各実施形態に係る圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈにおいては、各基体１１，１３〜１９を形成する原板として採用している打抜構造体では、各開口部１１ｅ，１３ｅ〜１９ｅを、打抜き加工時に同時に打抜いて形成しているが、これらの原板の各開口部１１ｅ，１３ｅ〜１９ｅについては、所定形状に打抜かれた原板を打抜き手段以外の手段、例えば、レーザー加工、放電加工、ドリル加工、超音波加工、エッチング等の穴開け加工手段にて形成するようにすることができる。これらの穴開け加工手段においては、エッチング以外の手段では、穴加工端面にバリが発生する場合があるが、バリはエッチング処理やブラスト処理にて簡単に除去することができる。
【００８７】
また、各圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈの基体１１，１３〜１９を構成する可動部１１ａ，１１ｂ…の折曲げ角度は、固定部１１ｃ…および取付部１１ｄ…に対してほぼ垂直とすることが好ましく、交差角度は９０±１０度、好ましくは９０±５度、より好ましくは９０±１度とする。可動部１１ａ，１１ｂ…の折曲げ角度が９０度からずれると、煽り方向の変位が大きくなる。なお、上記した符号…は、対応する部位の他の符号を省略したことを意味するもので、記載を簡略にするため使用している。
【００８８】
屈曲加工されて形成された基体１１，１３〜１９については、洗剤、有機溶剤等を使用する超音波洗浄に付すことが好ましい。超音波洗浄においては、パワーを強くしても基体が破壊するようなことがないため、パワーの強い超音波洗浄により汚れを簡単に除去することができる。
【００８９】
また、各圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈでは、基体と圧電／電歪素子をそれぞれ別体に形成して、各圧電／電歪素子を基体の可動部に接着することにより構成しているが、本発明に係る圧電／電歪デバイスにおいては、基体に形成する前の原板の可動部となる部位、または、基体の可動部に、圧電／電歪層および電極をスパッタ、ＣＶＤ、ＭＢＥ等の手段で成膜したり、ゾルゲル法にて成膜することにより、圧電／電歪素子を基体に直接形成するようにすることができる。
【００９０】
上記した各実施形態に係る圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈを構成する圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂは、圧電／電歪層とこれに電界を印加するための一対の電極を備えるもので、ユニモルフ型、バイモルフ型等の圧電／電歪素子である。なかでも、ユニモルフ型の圧電／電歪素子は、派生する変位の安定性に優れ、かつ、軽量化にとって有利であることから、圧電／電歪デバイスの構成部品として適している。
【００９１】
図１９および図２０には、本発明に係る圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈを構成する圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂ、および、後述する本発明に係る圧電／電歪デバイス２０ａ，２０ｂを構成する圧電／電歪素子２２ａ，２２ｂに好適に採用される数例の圧電／電歪素子３１〜３４を示している。
【００９２】
図１９（ａ）に示す圧電／電歪素子３１は、圧電／電歪層が１層である１層構造のもので、圧電／電歪層３１ａ、上下一対の第１，第２電極３１ｂ，３１ｃ、および、一対の端子３１ｄ，３１ｅにて構成されている。同図（ｂ）に示す圧電／電歪素子３２は、圧電／電歪層が２層である２層構造のもので、圧電／電歪層３２ａ，３２ｂ、両圧電／電歪層３２ａ，３２ｂ間に介在する第１電極３２ｃ、両圧電／電歪層３２ａ，３２ｂの外側面を包囲する第２電極３２ｄ、および、一対の端子３２ｅ，３２ｆにて構成されている。
【００９３】
また、図２０に示す圧電／電歪素子３３，３４は、圧電／電歪層が４層である４層構造のものである。同図（ａ）に示す圧電／電歪素子３３は、圧電／電歪層３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、これらの両圧電／電歪層間に介在し包囲する第１，第２電極３３ｅ，３３ｆ、および、一対の端子３３ｇ，３３ｈにて構成されている。また、同図（ｂ）に示す圧電／電歪素子３４は、圧電／電歪素子３３とは端子の配設部位を異にするもので、圧電／電歪層３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、これらの両圧電／電歪層間に介在し包囲する第１，第２電極３４ｅ，３４ｆ、および、一対の端子３４ｇ，３４ｈにて構成されている。
【００９４】
これらの各圧電／電歪素子３１〜３４は、各圧電／電歪デバイスの圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂや、圧電／電歪素子２２ａ，２２ｂの用途に応じて適宜採用されるものである。
【００９５】
各圧電／電歪素子３１〜３４を構成する圧電／電歪層には圧電セラミックスが用いられるが、電歪セラミックス、強誘電セラミックス、反強誘電セラミックス等を用いることも可能である。但し、圧電／電歪デバイスをハードディスクドライブの磁気ヘッド位置決め等に使用する場合には、取付部の変位量と駆動電圧または出力電圧とのリニアリティが重要であることから、歪み履歴の小さい材料を用いることが好ましい。抗電界が１０ｋＶ／ｍｍ以下の材料を用いることが好ましい。
【００９６】
圧電／電歪層を形成するための材料としては、具体的には、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス等の単独、または、これらの適宜の混合物等を挙げることができる。特に、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料、または、チタン酸ナトリウムビスマスを主成分とする材料が好適である。
【００９７】
圧電／電歪層を形成するための材料には、適宜の材料を添加して、圧電／電歪層の特性を調整することができる。添加材としては、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セシウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ等の酸化物、または、最終的に酸化物となる材料の単独、もしくは、これらの適宜の混合物等を挙げることができる。
【００９８】
例えば、主成分であるジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛等に、ランタンやストロンチウムを含有させることにより、抗電界や圧電特性を調整し得る利点がある。なお、シリカ等のガラス化し易い材料の添加は避けるべきである。何故ならば、シリカ等のガラス化し易い材料は、圧電／電歪層の熱処理時に圧電／電歪層と反応し易く、その組成を変化させて圧電特性を劣化させるからである。
【００９９】
各圧電／電歪素子３１〜３４を構成する電極は、室温で固体であって、導電性に優れた金属材料で形成されることが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属の単体、または、これら金属の合金等を挙げることができる。また、これらの金属材料に圧電／電歪層と同じ材料または異なる材料のセラミックスを分散させてなるサーメット材料を用いることもできる。
【０１００】
各圧電／電歪素子３１〜３４は、圧電／電歪層と各電極を互いに積層した状態で、一体的に焼成することにより形成することが好ましい。この場合には、電極としては、白金、パラジウム、またはこれらの合金等の高融点金属材料からなるもの、高融点金属材料と圧電／電歪層の形成材料や他のセラミックス材料との混合物であるサーメット材料からなる電極を採用することが好ましい。電極の厚みは、圧電／電歪素子の変位に影響を及ぼす要因になることから、極力薄い薄膜状であることが好ましい。このため、圧電／電歪層と一体に焼成されて形成される電極が極力薄い薄膜状となるためには、電極を形成する材料は金属ペースト、例えば金レジネートペースト、白金レジネートペースト、銀レジネートペースト等の形態で使用することが好ましい。
【０１０１】
各圧電／電歪素子３１〜３４の厚みは、各実施形態の圧電／電歪デバイスの圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂ、２２ａ，２２ｂとして使用する場合には、４０μｍ〜１８０μｍの範囲が好ましい。厚みが４０μｍ未満である場合には、取扱い中に破損し易く、また、厚みが１８０μｍを越える場合には、デバイスの小型化が困難となる。また、圧電／電歪素子は、圧電／電歪素子３３，３４のごとく多層構造とすることによりその出力を増加させて、デバイスの変位の拡大を図ることができる。また、圧電／電歪素子を多層構造とすることにより、デバイスの剛性が向上することから、デバイスの共振周波数が高くなって、デバイスの変位動作を高速化できる利点がある。
【０１０２】
各圧電／電歪素子３１〜３４は、圧電／電歪層と電極を印刷またはテープ成形により積層して焼成してなる大面積の原板を、ダイサー、スライサー、ワイヤーソウ等により所定寸法に多数個切出す手段で作成される。圧電／電歪素子３１〜３４は、公知のセラミックス基体に比較して薄くて硬度が低いため、原板の切削速度を速く設定できて高速で大量に加工処理できる。
【０１０３】
各圧電／電歪素子３１〜３４は、単純な板状構造であって取扱いが容易であり、また、表面積が小さいため汚れの付着量が少なくて汚れを除去し易い。但し、圧電／電歪素子は、セラミックス材料を主体とすることから、超音波洗浄では、適切な洗浄条件を設定する必要がある。原板から切出された圧電／電歪素子においては、ＵＳ洗浄で精密洗浄した後、大気中、１００℃〜１０００℃で熱処理することにより、セラミックス材料の微細な気孔に入り込んでいる水分と有機物を完全に除去するようにすることが好ましい。
【０１０４】
各実施形態に係る圧電／電歪デバイス１０ａ〜１０ｈ，２０ａ，２０ｂを構成する圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂ、２２ａ，２２ｂとして、各圧電／電歪素子３１〜３４を採用する場合、各圧電／電歪素子３１〜３４の基体に対する接着手段としては、エポキシ樹脂、ＵＶ樹脂、ホットメルト接着剤等の樹脂系接着剤や、ガラス、セメント、半田、ロウ材等の無機系の接着剤を使用することが好ましく、また、樹脂系接着剤に金属粉末やセラミックス粉末を混合したものを使用することもできる。接着剤の硬度はショアＤで８０以上が好ましい。
【０１０５】
なお、基体における圧電／電歪素子が接着される表面の部位には、予め、ブラスト、エッチング、めっき等の粗面加工を施しておくことが好ましい。接着部位の表面粗さをＲａ＝０．１μｍ〜５μｍ程度にすることにより、接着面積を広げて接着強度を向上させることができる。この場合、圧電／電歪素子側の接着部位の表面も粗い方が好ましい。電極を基体とは導通させたくない場合には、最下層の圧電／電歪層の表面に電極を配置しないようにする。
【０１０６】
接着剤として、半田、ロウ材を用いる場合には、濡れ性をよくするために、圧電／電歪素子の表面に金属材料の電極層を配置することが好ましい。接着剤の厚みは、１μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。接着剤の厚みは、薄い方がデバイスの変位および共振特性のばらつきを減らす点、および省スペース化の点で好ましいが、接着強度、変位、共振等の特性を確保するためには、採用する接着剤毎に最適の厚みを設定するようにする。
【０１０７】
基体に圧電／電歪素子を接着する際には、圧電／電歪素子の電極が基体の固定部側となるようにして、圧電／電歪素子が固定部の屈曲位置に完全にかかるように接着する。圧電／電歪素子は、基体の固定部側の端部と一致させて接着することが好ましいが、圧電／電歪素子の端子と外部端子との接続を容易にするために、圧電／電歪素子を基体の端部から外方へ突出させて接着してもよい。但し、圧電／電歪素子は、金属製である基体に比較して破損し易いので、取扱いに注意が必要である。
【０１０８】
図２１は、本発明に係る第１の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属する第１圧電／電歪デバイス１０ａにおいて、各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂとして圧電／電歪素子３４を採用した例を示している。以下では、当該実施形態の第１圧電／電歪デバイス１０ａを本発明に係る圧電／電歪デバイスの基本構成を有する代表例として、本発明に係る圧電／電歪デバイスの構成、動作、作用効果等を、当該第１圧電／電歪デバイス１０ａに基づいて詳細に説明する。
【０１０９】
当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいて、圧電／電歪素子３４の一部が基体１１の固定部１１ｃに位置する場合、図２２に示すように、一対の可動部１１ａ，１１ｂにおける取付部１１ｄとの境界部と固定部１１ｃとの境界部間の最短距離をＬａとし、取付部１１ｄと可動部１２ａ，１２ｂとの境界部分から圧電／電歪素子３４の各電極３４ｅ，３４ｆのいずれかの端部までの短い方の距離をＬｂとするとき、（１−Ｌｂ／Ｌａ）が０．４以上であることが好ましく、一層好ましくは０．５〜０．８である。この値が０．４未満である場合には、デバイスの変位を大きくとれない。この値が０．５〜０．８である場合には、デバイスの変位と共振の両立を達成し易い。この場合、可動部１２ａ，１２ｂの一方にのみ、圧電／電歪素子３４を接着する構成を採ることもでき、より好ましい実施形態ということができる。なお、圧電／電歪素子３４の一部が取付部１１ｄの一部に位置する場合も同様である。
【０１１０】
当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいて、両圧電／電歪素子３４の各電極３４ｅ，３４ｆへの電圧の印加は、各端子３４ｇ，３４ｈを通して行われる。各端子３４ｇ，３４ｈの位置は、一方の電極３４ｅに対する端子３４ｇが固定部１１ｃの後ろよりに形成され、他方の電極３４ｈに対する端子３４ｈは固定部１１ｃの内壁よりに形成されている。いずれかの端子３４ｇ，３４ｈは、基体１１と導通させることで、基体１１のアースと共有させて省略することができる。接着する圧電／電歪素子３４の幅は、基体１１の接着部（可動部１１ａ，１１ｂの接着部位）の幅と同一である必要はなく、異なっていてもデバイスの機能上何等問題はない。
【０１１１】
当該圧電／電歪デバイス１０ａは、例えば、基体１１を板厚４０μｍのＳＵＳ３０４で形成されて、全長１．９ｍｍ、全幅１．５ｍｍの大きさに形成される。圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂとして採用している圧電／電歪素子３４は、ＰＺＴを使用した４層構造体であって、圧電／電歪層３４ａ〜３４ｄの１層の厚みが１５μｍ、各電極３４ｅ，３４ｆは３μｍの白金、各端子３４ｇ，３４ｈは金ペーストからなる薄膜である。各圧電／電歪素子３４は、１液の熱硬化エポキシ樹脂接着剤で各可動部１１ａ，１１ｂの外側面に接着される。
【０１１２】
このような大きさに構成した当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、圧電／電歪素子３４を駆動電圧２０±２０Ｖの１ｋＨｚの正弦波で駆動させた場合の取付部１１ｄの変位を測定したところ、±１．５μｍであった。また、正弦波電圧±０．５Ｖとして周波数を掃引して変位の最大値を示す共振周波数を測定したところ、４５ｋＨｚであった。
【０１１３】
次に、本発明に係る圧電／電歪デバイスの動作を、上記した第１圧電／電歪デバイス１０ａに基づいて説明する。
【０１１４】
当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいて、各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂ（３４）に電圧が印加されていない非作動時には図２２に示す状態にあり、圧電／電歪デバイス１０ａの長軸ｍ（固定部１１ｃの長軸）と取付部１１ｄの中心軸ｎとはほぼ一致している。この状態で、例えば、図２３（ａ）の波形図に示すように、一方の圧電／電歪素子１２ｂにおける一対の電極３４ｅ，３４ｆに所定のバイアス電位Ｖｂを有するサイン波Ｗｂをかけ、同図（ｂ）に示すように、他方の圧電／電歪素子１２ａにおける一対の電極３４ｅ，３４ｆに、前記サイン波Ｗｂとはほぼ１８０度位相の異なるサイン波Ｗａをかける。
【０１１５】
しかして、一方の圧電／電歪素子１２ｂにおける一対の電極３４ｅ，３４ｆに対して、例えば、最大値の電圧が印加された段階では、一方の圧電／電歪素子１２ｂにおける圧電／電歪層３４ａ〜３４ｄは、その主面方向に収縮変位する。
【０１１６】
これにより、当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、例えば図２４に示すように、一方の可動部１１ｂに対して図示右方向（矢印Ａ方向）に撓ませる応力が発生することから、可動部１１ｂは同方向に撓む。この場合、他方の圧電／電歪素子１２ａにおける一対の電極３４ｅ，３４ｆは、電圧が印加されない状態になるため、他方の可動部１１ａは一方の可動部１１ｂの撓みに追従して、可動部１１ｂと同方向へ撓む。この結果、両可動部１１ａ，１１ｂは、圧電／電歪デバイス１０ａの長軸ｍに対して、図示右方向へ変位する。この変位の変位量は、各圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂに対する印加電圧の最大値に応じて変化する。電圧の最大値が大きくなるほど、変位量は大きくなる。
【０１１７】
特に、圧電／電歪素子３４を構成する圧電／電歪層３４ａ〜３４ｄの構成材料として、高い抗電界を有する圧電／電歪材料を採用した場合には、図２３（ａ），（ｂ）の２点鎖線の波形に示すように、最小値のレベルがわずかに負のレベルとなるように、前記バイアス電位を調整するようにしてもよい。この場合、負のレベルのバイアス電位が印加されている圧電／電歪素子、例えば、他方の圧電／電歪素子１２ａの駆動によって、例えば、他方の可動部１１ａに一方の可動部１１ｂの撓み方向と同方向の応力が発生し、取付部１１ｄの変位量をより大きくすることが可能となる。換言すれば、図２７（ａ），（ｂ）における２点鎖線で示す波形を使用することにより、負のレベルのバイアス電位が印加されている圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂは、変位動作の主体となっている圧電／電歪素子１２ｂ，１２ａをサポートするという機能を持たせることができる。
【０１１８】
このように、当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂの微小な変位が、両可動部１１ａ，１１ｂの撓みを利用して大きな変位動作に増幅されて両可動部１１ａ，１１ｂに伝達されることになるため、取付部１１ｄは、圧電／電歪デバイス１０ａの長軸ｍに対して大きく変位させることが可能となる。
【０１１９】
当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、その機能を一層確実に発揮させるためには、下記のごとく配慮することが好ましい。すなわち、取付部１１ｄの変位動作を確実なものとするために、圧電／電歪素子１２ａ，１２ｂの実質的駆動部分Ｌｃが固定部１１ｃまたは取付部１１ｄにかかる距離Ｌｄを、可動部１１ａ，１１ｂの厚みｂの１／２以上とすることが好ましい。また、可動部１１ａ，１１ｂの内壁間の距離ｃ（Ｘ軸方向の距離）と可動部１１ａ，１１ｂの幅ｄ（Ｙ軸方向の距離）との比ｃ／ｄが０．５〜２０となるように構成する。当該比ｃ／ｄは、好ましくは１〜１５であり、さらに好ましくは１〜１０である。当該比ｃ／ｄの規定値は、取付部１１ｄの変位量を大きくし、Ｘ軸−Ｚ軸平面内での変位を支配的に得られることを知得したことに基づく規定である。
【０１２０】
全長ｅ0の可動部１１ａ，１１ｂにおける実質的な可動長さｅ（Ｚ軸方向の距離）と、可動部１１ａ，１１ｂの内壁間の距離ｃとの比ｅ／ｃは、好ましくは０．５〜１０であり、さらに好ましくは０．５〜５である。取付部１１ｄと可動部１１ａ，１１ｂとの連結部の長さｆ1（Ｚ軸方向の距離）、固定部１１ｃと可動部１１ａ，１１ｂとの連結部の長さｆ2（Ｚ軸方向の距離）は、短いことが好ましい。取付部１１ｄを短くすることにより、デバイスの軽量化と共振周波数の増大を図ることができる。しかしながら、取付部１１ｄのＸ軸方向の剛性を確保して、その変位を確実なものとするには、可動部１１ａ，１１ｂの厚みｂとの比ｆ1／ｂ，ｆ2／ｂを２以上、好ましくは５以上とすることが好ましい。また、基体１１の屈曲位置Ｌ1から可動部１２ａまでの距離ｅ1ｘ、Ｌ1から固定部１１ｃまたは取付部１１ｄまでの距離ｅ1ｙは、（ｅ1ｘ／ｂ）＞１、（ｅ1ｙ／ｂ）＞１であって、それぞれ２以上であることが好ましい。
【０１２１】
当該圧電／電歪デバイス１０ａの各部位の実寸法は、部品を取付けるための取付部１１ｄの接着面積、固定部１１ｃを他の部材へ取付けるための接着面積、電極用の端子等の取付けのための接着面積、デバイス全体の強度、耐久性、必要な変位量および共振性、駆動電圧等を考慮して設定することが肝要である。
【０１２２】
具体的には、例えば、可動部１１ａ，１１ｂの内壁間の距離ｃは、好ましくは１００μｍ〜２０００μｍ、さらに好ましくは２００μｍ〜１６００μｍである。可動部１１ａ，１１ｂの幅ｄは、好ましくは５０μｍ〜２０００μｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜５００μｍである。可動部１１ａ，１１ｂの厚みｂは、Ｙ軸方向への変位成分である煽り変位が効果的に抑制できるように、可動部１１ａ，１１ｂの幅ｄとの関係がｄ＞ｂであって、好ましくは２μｍ〜３００μｍ、さらに好ましくは１０μｍ〜８０μｍである。
【０１２３】
可動部１１ａ，１１ｂにおける実質的な可動長さｅは、好ましくは２００μｍ〜３０００μｍ、さらに好ましくは３００μｍ〜２０００μｍである。取付部１１ｄと可動部１１ａ，１１ｂとの連結長さｆ1、固定部１１ｃと可動部１１ａ，１１ｂとの連結長さｆ2は、好ましくは５０μｍ〜２０００μｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜１０００μｍである。
【０１２４】
基体１１の屈曲位置Ｌ1から可動部１２ａまでの距離ｅ1ｘは、好ましくは１μｍ〜３００μｍ、さらの好ましくは５μｍ〜８０μｍである。また、基体１１の屈曲位置Ｌ1から固定部１１ｃまたは取付部１１ｄまでの距離ｅ1ｙは、好ましくは１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５μｍ〜５００μｍである。なお、基体１１の屈曲位置Ｌ2から可動部１２ａまでの距離（距離ｅ1ｘに対応する距離）、および、基体１１の屈曲位置Ｌ2から固定部１１ｃまたは取付部１１ｄまでの距離（距離ｅ1ｙに対応する距離）は、距離ｅ1ｘおよび距離ｅ1ｙと同様である。
【０１２５】
当該圧電／電歪デバイス１０ａをこのように構成することにより、Ｘ軸方向の変位に対するＹ軸方向の変位を１０％を超えないようにすることができるが、上記した寸法比率と実寸法の範囲内で適宜設定することにより低電圧での駆動が可能であり、Ｘ軸方向の変位に対するＹ軸方向の変位を５％以下に抑制し得るという優れた効果を奏する。換言すれば、取付部１１ｄは、実質的にＸ軸方向の１軸方向に変位することになって、高速応答性に優れ、低電圧で大きな変位が得られるという優れた特性を有する。
【０１２６】
また、当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、その主要構成部材である基体１１が特有の形状を呈していて、可動部１１ａ，１１ｂが固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに対してほぼ直交状態にあって、リブのごとく機能するため、デバイスのＹ軸方向の剛性を高く設定することができる。このため、当該圧電／電歪デバイス１０ａにおいては、取付部１１ｄの動作を平面内（Ｘ軸−Ｚ軸平面内）のみに選択的に発生させることができて、取付部１１ｄのＹ軸−Ｚ軸平面内での動作、所謂、煽り方向の動作を抑制することができる。
【０１２７】
なお、本発明に係るデバイスにおいては、基体の固定部と取付部の形状を工夫することにより、ハードディスクドライブのサスペンションのジンバルと、デバイスの基体を一体化することも可能である。
【０１２８】
なお、図２５および図２６には、第１圧電／電歪デバイス１０ａの２つの変形例を示している。これらの両変形例に係る圧電／電歪デバイス１０ａ1，１０ａ2は、基本的には、第１圧電／電歪デバイス１０ａと同一構成であるが、圧電／電歪デバイス１０ａ1においては、基体１１の固定部１１ｃおよび取付部１１ｄのほぼ中央部に、円形状の窪み部１１ｃ1，１１ｄ1がプレス成形にて形成されており、また、圧電／電歪デバイス１０ａ2においては、基体１１の固定部１１ｃおよび取付部１１ｄのほぼ中央部に、円形状の貫通穴１１ｃ2，１１ｄ2が打ち抜き加工にて形成されている。
【０１２９】
圧電／電歪デバイス１０ａ1においては、基体１１の固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに設けた窪み部１１ｃ1，１１ｄ1は、固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに取付けられる部品を接着するための接着剤を収容すべく機能するもので、窪み部１１ｃ1，１１ｄ1に収容された接着剤により部品に対する接着強度を増加させることができるとともに、接着剤の接着部位からのはみ出しを防止することができる。
【０１３０】
また、圧電／電歪デバイス１０ａ2においては、基体１１の固定部１１ｃおよび取付部１１ｄに設けた貫通穴１１ｃ2，１１ｄ2は、固定部１１ｃおよび取付部１１ｄへの部品の組立（接着）の際の位置決め基準として機能するもので、後工程での組立精度を向上させて、製品の歩留まりを向上させることができる。
【０１３１】
図１（ｉ），（ｊ）に示す第９圧電／電歪デバイス２０ａ、第１０圧電／電歪デバイス２０ｂは、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスの範疇に属する圧電／電歪デバイスである。これらの各圧電／電歪デバイス２０ａ，２０ｂは、図２７および図２９に示すように、左右一対の可動部、これら両可動部を後端部側にて互いに連結する固定部、これら両可動部を前端部側にて互いに連結して前記固定部とは互いに分離している取付部、および、取付部と一体で取付部、各可動部および固定部を包囲する連結部を有する基体と、同基体の両可動部の少なくとも一方の側面に配設した圧電／電歪素子を具備することを基本構成とするものであり、他の各実施形態に係る圧電／電歪デバイスとは、基体の構成を大きく異にするものである。
【０１３２】
図２７に示す第９圧電／電歪デバイス２０ａを構成する基体２１は、左右一対の可動部２１ａ，２１ｂ、両可動部２１ａ，２１ｂを後端部側にて互いに連結する固定部２１ｃ、両可動部２１ａ，２１ｂを前端部側にて互いに連結する取付部２１ｄ、および、取付部２１ｄと一体の連結部２１ｅを具備している。
【０１３３】
当該基体２１は、第７圧電／電歪デバイス１０ｇを構成する基体１８に連結部が付加されている形状のものであって、基体２１の連結部２１ｅは、中央部に方形の開口部２１ｆ1を有する平板状を呈していて、開口部２４ｆ1内に、可動部２１ａ，２１ｂ、固定部２１ｃおよび取付部２１ｄが一体の状態で位置している。当該連結部２１ｅにおいては、基体２１の主要構成部位を包囲していて、連結部２１ｅの両側縁部２１ｅ1，２１ｅ2がバネ機能を有している。
【０１３４】
基体２１の原板２１Ａは、図２８（ａ）に示すように、連結部２１ｅを構成することとなる方形状の開口部２１ｆ1と、可動部２１ａ，２１ｂ、固定部２１ｃおよび取付部２１ｄを一体に構成することとなる門形状の開口部２４ｆ2を有するもので、同図（ａ）に示す２点鎖線Ｌ1，Ｌ2に沿って屈曲加工することにより、同図（ｂ）に示す基体２１が形成される。このように形成された基体２１には、各可動部２１ａ，２１ｂの外側面に各圧電／電歪素子２２ａ，２２ｂを接着することにより、図２７に示す第９圧電／電歪デバイス２０ａが形成される。
【０１３５】
当該第９圧電／電歪デバイス２０ａは、第７圧電／電歪デバイス１０ｇとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、バネ機能を有する連結部２１ｅを一体に具備していることから、当該連結部２１ｅを、ハードディスクドライブを構成するサスペンションのジンバルとして機能させることができる。換言すれば、当該基体２１は、ジンバルの機能を併せて有するものである。
【０１３６】
図２９に示す第１０圧電／電歪デバイス２０ｂを構成する基体２３は、左右一対の可動部２３ａ，２３ｂ、両可動部２３ａ，２３ｂを後端部側にて互いに連結する固定部２３ｃ、両可動部２３ａ，２３ｂを前端部側にて互いに連結する取付部２３ｄ、および、取付部２３ｄと一体の連結部２３ｅを具備している。
【０１３７】
当該基体２３は、第７圧電／電歪デバイス１０ｇを構成する基体１８に連結部が付加されている形状のものであって、基体２３の連結部２３ｅは、中央部に門形状の開口部２３ｆ1を有するとともに、先端部側に後端側が開放された方形状の開口部２３ｆ2を有する平板状を呈していて、開口部２３ｆ2内に、可動部２３ａ，２３ｂ、固定部２３ｃおよび取付部２３ｄが一体の状態で位置している。当該連結部２３ｅにおいては、基体２３の主要構成部位を包囲していて、連結部２３ｅの外側の両側縁部２３ｅ1，２３ｅ2、および、内側の両側縁部２３ｅ3，２３ｅ4がバネ機能を有している。
【０１３８】
基体２３の原板２３Ａは、図３０（ａ）に示すように、連結部２３ｅを構成することとなる門形状の開口部２３ｆ1および方形状の開口部２３ｆ2と、可動部２３ａ，２３ｂ、固定部２３ｃおよび取付部２３ｄを一体に構成することとなる門形状の開口部２３ｆ3を有するもので、同図（ａ）に示す２点鎖線Ｌ1，Ｌ2に沿って屈曲加工することにより、同図（ｂ）に示す基体２３が形成される。このように形成された基体２３には、各可動部２３ａ，２３ｂの外側面に各圧電／電歪素子２２ａ，２２ｂを接着することにより、図２９に示す第１０圧電／電歪デバイス２０ｂが形成される。
【０１３９】
当該第１０圧電／電歪デバイス２０ｂは、第７圧電／電歪デバイス１０ｇとは同一の機能を有するとともに、略同様の作用効果を奏するものであるが、特に、バネ機能を有する連結部２３ｅを一体に具備していることから、当該連結部２３ｅを、ハードディスクドライブを構成するサスペンションのジンバルとして機能させることができる。換言すれば、当該基体２３は、ジンバルの機能を併せて有するものである。また、当該１０圧電／電歪デバイス２０ｂにおいては、第９圧電／電歪デバイス２０ａに比較してより高いバネ機能を有することから、ジンバルの機能をより的確に発揮し得る。
【０１４０】
図３１は、本発明に係る第２の形式の圧電／電歪デバイスである第９圧電／電歪デバイス２０ａを搭載したハードディスクドライブ４０を示している。当該ハードディスクドライブ４０は、サスペンションを備えた公知のもので、ベース４１上にはボイスコイル４２およびマグネット４３を備えていて、ベース４１上に設けたアーム４４に、第９圧電／電歪デバイス２０ａを搭載したサスペンション４５が取付けられている。なお、符号４６は磁気ディスクを示す。
【０１４１】
しかして、当該第９圧電／電歪デバイス２０ａは、図３２に示すように、基体２１の固定部２１ｃ上に磁気ヘッド４７（スライダー）を接着剤を介して固定されていて、基体２１の連結部２１ｅにおける取付部２１ｄ側の裏面側にて、サスペンション４５の裏面側に、スポット溶接等の手段で固定されている。当該第１９圧電／電歪デバイス２０ａのこのような取付構造では、基体２１の連結部２１ａが従来のジンバルの機能を有していて、当該第９圧電／電歪デバイス２０ａのサスペンション４５への搭載には、従来のジンバルの使用を省略できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明に係る圧電／電歪デバイスである第１圧電／電歪デバイス〜第１０圧電／電歪デバイスを示す斜視図（ａ）〜（ｊ）である
【図２】本発明に係る第１圧電／電歪デバイスの被制御部品を搭載した状態の斜視図である。
【図３】第１圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図４】第１圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図５】本発明に係る第２圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図６】第２圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図７】本発明に係る第３圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図８】第３圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図９】本発明に係る第４圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図１０】第４圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図１１】本発明に係る第５圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図１２】第５圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図１３】本発明に係る第６圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図１４】第６圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図１５】本発明に係る第７圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図１６】第７圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図１７】本発明に係る第８圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図１８】第８圧電／電歪デバイスを組立てる状態を示す斜視図（ａ）、および、組立てられた圧電／電歪デバイスの斜視図（ｂ）である。
【図１９】本発明に係る圧電／電歪デバイスを構成する圧電／電歪素子に採用される２例の各圧電／電歪素子の斜視図（ａ），（ｂ）である。
【図２０】本発明に係る圧電／電歪デバイスを構成する圧電／電歪素子に採用される他の２例の各圧電／電歪素子の斜視図（ａ），（ｂ）である。
【図２１】圧電／電歪素子として図２０（ｂ）に示す圧電／電歪素子を採用してなる第１圧電／電歪デバイスの斜視図である。
【図２２】同圧電／電歪デバイスの非作動状態の平面図である。
【図２３】同圧電／電歪デバイスの各圧電／電歪素子に印加される電圧の波形図である（ａ），（ｂ）である。
【図２４】同圧電／電歪デバイスの作動状態の平面図である。
【図２５】本発明に係る第１圧電／電歪デバイスの第１の変形例を示す斜視図である。
【図２６】本発明に係る第１圧電／電歪デバイスの第２の変形例を示す斜視図である。
【図２７】本発明に係る第９圧電／電歪デバイスの斜視図である。
【図２８】第９圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図２９】本発明に係る第１０圧電／電歪デバイスの斜視図である。
【図３０】第１０圧電／電歪デバイスを構成する基体の原板の斜視図（ａ）、および、同原板を屈曲加工して形成された基体の斜視図（ｂ）である。
【図３１】第９圧電／電歪デバイスを搭載したハードディスクドライブの斜視図である。
【図３２】第９圧電／電歪デバイスを搭載したサスペンションの平面図（ａ）、および、同側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０ａ〜１０ｈ、１０ａ1，１０ａ2…圧電／電歪デバイス、１１…基体、１１Ａ…原板、１１ａ，１１ｂ…可動部、１１ｃ…固定部、１１ｄ…取付部、１１ｃ1，１１ｄ1…窪み部、１１ｃ2，１１ｄ2…貫通穴、１１ｅ…開口部、１１ｅ1，１１ｅ2…側方溝部、１１ｅ3…中央溝部、１２ａ，１２ｂ…圧電／電歪素子、１３…基体、１３Ａ…原板、１３ａ，１３ｂ…可動部、１３ａ1，１３ｂ1…円弧状の屈曲部、１３ｃ…固定部、１３ｄ…取付部、１３ｅ…開口部、１４…基体、１４Ａ…原板、１４ａ，１４ｂ…可動部、１４ａ1，１４ｂ1…薄肉部、１４ｃ…固定部、１４ｄ…取付部、１４ｅ…開口部、１５…基体、１５Ａ…原板、１５ａ，１５ｂ…可動部、１５ｃ…固定部、１５ｄ…取付部、１５ｅ…開口部、１５ｆ，１５ｇ…補強部、１６…基体、１６Ａ…原板、１６ａ，１６ｂ…可動部、１６ｃ…固定部、１６ｄ…取付部、１６ｅ…開口部、１６ｆ，１６ｇ…補強部、１７…基体、１７Ａ…原板、１７ａ，１７ｂ…可動部、１７ｃ…固定部、１７ｄ…取付部、１７ｅ…開口部、１７ｆ…補強部材、１８…基体、１８Ａ…原板、１８ａ，１８ｂ…可動部、１８ｃ…固定部、１８ｄ…取付部、１８ｅ…開口部、１９…基体、１９ａ，１９ｂ…可動部、１９ｃ…固定部、１９ｄ…取付部、１９ｅ…開口部、２０ａ，２０ｂ…圧電／電歪デバイス、２１…基体、２１Ａ…原板、２１ａ，２１ｂ…可動部、２１ｃ…固定部、２１ｄ…取付部、２１ｅ…連結部、２１ｅ1，２１ｅ2…側縁部、２１ｆ1，２１ｆ2…開口部、２２ａ，２２ｂ…圧電／電歪素子、
２３…基体、２３Ａ…原板、２３ａ，２３ｂ…可動部、２３ｃ…固定部、２３ｄ…取付部、２３ｅ…連結部、２３ｅ1，２３ｅ2，２３ｅ3，２３ｅ4…側縁部、２３ｆ1，２３ｆ2，２３f3…開口部、３１，３２，３３，３４…圧電／電歪素子、３１ａ、３２ａ，３２ｂ、３３ａ〜３３ｄ、３４ａ〜３４ｄ…圧電／電歪層、３１ｂ，３１ｃ、３２ｃ，３２ｄ、３３ｅ，３３ｆ、３４ｅ，３４ｆ…電極、３１ｄ，３１ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３３ｇ，３３ｈ、３４ｇ，３４ｈ…端子。４０…ハードディスクドライブ、４１…ベース、４２…ボイスコイル、４３…マグネット、４４…アーム、４５…サスペンション、４６…磁気ディスク、４７…磁気ヘッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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