WO1999013518A1 - Piezoelectric/electrostriction device - Google Patents

Description

明 細 書 圧 デバイス 攝分野

本発明は、 圧 を用いたデバイスに係り、 特に、 エネルギーを機 械的な変位や力あるいは «ι^の機械工ネルギ一に «したり、 その逆の を 行う素子にお、て、 その «特性を向上せしめる圧 m ¾デノ スの構造に関 するものである。 具体的には、 各トランスデューサ、 各種ァクチユエータ、 周波 数領 β能部品（フィルタ） 、 トランス、 通信用や動力用の «ί^«子、 発 信子、 ディスクリミネ一夕、 超音波センサや加速度センサ、 角速度センサ 撃 センサ、 質量センサ等の各種のセンサ、 さらには、 内野研二著「圧 m/eァク チユエ一夕 基礎から応用まで」 （日本ェ 術センター編、 森北出版） に言 のサーボ変位素 ^に用いられるュニモルフ型素子ならびにバイモルフ型素子に 適用されるものであり、 好ましくは光 «器、 精密機^^の各種精娜品等の変 位や位置決め醒、 角度醒の機構に用 られる各種ァクチユエ一夕に好適に採 用される圧 m eデバィスに関する。 背景纖

近年、光学ゃ觀 l 精密加工等の分野において、 サブミクロンオーダーで の m¾や位置を ιβする変位制御素子が所望されるようになってきている。 こ れに応えるものとして、 強誘電 の圧電 /β材料に電界を加えたときに惹起 される逆圧 «果や m«j果に基づくところの変位を禾【！用した素子である圧 m βァクチユエータ等の開発が »られている。

その中で、 ハードディスクに代表される 言 ま 野においては、 近年特に記 憶容量の大容量化が著 、が、 これは書込/読出という言 の改善に加え、 言 ai彔トラック数を増して E彔媒体をより効率よく使用し、 E彔密度自体を増大さ せるという試みがなされていることによる。

この試みはこれまで、 ボイスコイルモータの改良を主に行われてきたが、 新た な漏として、 例えば、 「TRANSDUCER， 97」の「 1997 I nt e rnat i ona l Conf e rence on s o l i d-s t at e

Sens ors and Ac tuat or s」の予稿集 1081— 1084 頁には、 S iもしくは Niのマイクロマシンプロセスて した静€¾~ ^のマイ クロアクチユエータをハードディスク用 ヘッドのトラッキングシステムに適 用する試みが紹介されている。

また、 特開平 10- 136665号公報には、 図 24に示されるような、 圧電 材料から構成される板状体に少なくとも 1つの孔部を設けることにより固 定部 103と可動部 104とこれらを接続する少なくとも 1つの梁部 102とを ΗΦ:的に形成し、 少なくとも 1つの梁部 102の少なくとも に固定部 103 と可動部 104とを結ぶ方向に伸縮が生じるように、 105を設けて変位 ¾4部を構成し、 変位 ½部の ί幡に伴って ¾4する固定部 103に財る可動 部 104の変位が、 板状体の面内における弧状変位または回転変位となるような 圧電ァクチユエ一夕が開示されている。

しかしながら、 従来の主としてボイスコイルモータを用いた まへッドの位置 決め Sffiでは、 さらなる大容量化に応えるべく、 トラック数を増して正確にその トラックをトレースするように、 正確に位置决めすることは困難である。

また、 前述した静電 マイクロアクチユエータを用いた は、 マイクロマ シニングにより形成した複数の板状 m«間に€ を印力 ることにより変位を旦

寸 るものであるが、 構 i 、 «周»を上げることが ϋしく、 その結果、 高 » 作を行った; ^に漏が減衰し難いという問題を内衬る。 また、 変娜里的に、 mff—変位特注の難性に劣るという觀がぁり、 精密な位置合わせの ϋ から みると、 解決課題は多い。 さらに、 マイクロマシニングというプロセス自体、 製 造コストの面で問題がある。

さらに、 特開平 10- 136665号公報開示の圧電ァクチユエ一夕は、 圧電 部がモノモルフ構造をとっていること力ゝら、 おのずと圧電体の みの軸と 圧電ィ«部の主変位の軸とは同軸もしくは平行となり、 このため圧電 部自体 の 位は小さく、 可動部の変位も小さいという問題がある。 また圧電ァクチ ユエータ自体が重く、 しかも特開平 10- 136665号公報中にも記されてい るように、動作上有害な漏、例えほ 速働時の残留漏ゃ漏ノィズに対し ても景耀を受けやすく、孔部に充填材を充填して有 W«iを仰制しな Wiばなら ない がある。 ところが、 このような充 の使用は、可動部の変位に対して 悪^ «を与えるおそれがある。 さらに、圧電ァクチユエ一夕そのものが、機械的 強度に劣る圧 m e材料そのものて 成せざろうを得ないことから、材 度 からくる形状の制約、使用用途の制縛を受け易いという問題もある。 発明の開示

本発明は した圧 m/eデバィスの問題点に鑑みてなされたものであり、 本発明によれば、高速かつ精密に、 そして平面内 ないしは動作が可能な以下 に記^ m 1から第 6の圧 m デバィスが提供される。

即ち、先 1の圧 m デバイスとして、 則面が繊に接合された漏 板の少なくとも一方の平麵上の少なくとも に圧電素子が設けられ、少なく とも 1枚の ¾状の固定板の 則面が、 当該固 の平 βと当該 «J«の平板 面とが互いに！^するように当該 »¾の~^則面に接合されてなることを ί糧と する圧 m m^デバイス、 が提供される。

この第 1の圧 m eデバイスにおいては、 固 ¾¾と« ^との接合面を固定 面とし、 この固定面の中心を垂直に貫通する垂画を中心として、 固 が、 固 定板の側面に垂直力つ垂 Sf由に垂直な方向に振り子状に変位する Θモード変位、 もしくは、 この垂 EI由を中心として、固定板の側面に垂直かつ垂 由に垂直な方 向への揺れが固 の側面に平行な方向の揺れをともないながら振り子状に変位 する øモード変位、の少なくともい かの変位で動^ rる、つまり、圧電素子 によって固 »を瞻し、 ある ま固魏の変腿を検出等することが好まし 、。 また、第 2の圧 m eデバイスとして、固趙と とが互いの側面にお いて接合され、少なくとも一方の平 上の少なくとも に圧電素子を配した m ^ 当該固 と当該i«との接合方向と鼓する方向において、 当該 と互いの側面において接合され、 当 と当該 の少なくとも一 部の側面が、 «に接合されてなることを mとする圧 デバイス、が提 供される。 ここで、 と接合される ¾ の"^の側面とは、 より具体的には、 における振■との接合面に対向する側面をいう。 したがって、固 と«は を介して接合される。 また、 «と接合される « ^の""^の t則面とは、 少なくとも « ^における ¾ ^との接合面に対向する側面、 もしくは、 が直接に固 «と接合される^には、 における固 との接合面に対向 する側面をいう。 そして、 このような もしくは »¾と«との接合の形 態は、 ί鍵する本発明の圧 m/m^テ'バイスに共通するものである。

さらに、第 3の圧 m eデバイスとして、 固 と とが互いの側面に おいて接合され、 2枚の « ^が、 当該固 «と当該 との接合方向と する方向において、 当雪 を赚するように互いの側面において接合され、 少なくとも一方の当該 板の少なくとも一方の平 β上の少なくとも"^に圧 電素子が 設され、 当該 と当該 の少なくとも の側面が、 » に接合されてなることを とする圧 m eデバイス、が提供される。

ここで、第 3の圧 ¾ βデバイスにおいては、一方の m ^の少なくとも一 方の平麵に圧電素子が ϊ£設され、他方の には U b、好ましくは複数の スリットが形成されていると、好ましい。 また、第 2および第 3の圧 m eデ バイスにおいては、固定板の一端に圧電素子が己設された別の■板を互いの側 面において接合し、 この別の漏板に、別の および/または別の固 と さらに別の漏板とを に ほど互いの側面において接合させて、変 を拡大することも好ましい。

次に、第 4の圧 デバイスとして、 ¾ ^と、少なくとも一方の平麵 上の少なくとも に圧電素子を配設した «;«とが、互いに接合されることな く平行に、 固魏とそれぞれの側面において接合され、 当 と当該漏板 の少なくとも の側面が、 «に接合されてなることを«とする圧電 デバ'イス、が提供される。

また、第 5の圧 m eデバイスとして、 2枚の邈§«によって固定板を側面 で接合して赌したものが、纖に設けられた凹部の側部側面の間に隱され、

2枚の «1板が、 当該各 が当該固定板を »する方向と «する方向にお いて、 それぞれ当該各 と当該凹部の聽側面との間に され、少なくと も一方の当該 の少なくとも一方の平 β上の少なくとも"^に圧電素子が 配設されてなることを とする圧 m m^デバイス、 が ίΐί共される。

ここで凹部とは、対向する側面とそれら側面を接続する 側面とカゝらなるも のをいうが、本発明においては、必ずしも聽側面は"^面である機はなく、 鶴側面に窪みを設けたり、 あるいは逆に難部を設ける等、 固«の変位 腿の測定に測定に影響を及ぼさなゝ限りにおいて、種々に开 を すること ができるものをいう。

さらに、第 6の圧 m eデバイスとして、 2枚の によって固定板を側 面で接合して贿したものが、繊に設けられた貫通孔に され、少なくとも 複数の «j板が、 当該各 ¾ «が当該固定板を する方向と する方向にお いて、 当該各 と当 M通孔との間もしくは当該固定板と当∞通孔との間 に^ I殳され、少なくとも 1枚の当該 «ΙΜの少なくとも一方の平 β上の少なく とも"^に圧電素子が ¾己設されてなることをネ«とする圧 m eデバィス、が 提供される。

ここで、第 6の圧 m eデバイスにおいては、各 椒もしくは固趙を介 して対向する各対の漏板において、一方の «¾の少なくとも一方の平漏に 圧電素子が "E設され、他方の漏板には 1 1¾±、好ましくは複数のスリットが形 成されていることが好ましい。

さて、 これら第 2〜第 6の圧 デバイスにおいては、 にスリット もしくはくびれ部を設けると、変 asを拡大することができ、好ましい。 また、 « ^が および纖により形成される凹部に齢され、接合されている構 造とすることも好ましい。 このような構造を得るため、固 と および振

« ^は 1枚の漏アレートから 的に形成されることが好ましく、 は漏 プレートとベースプレートを積層して^:的に形成されていることが好ましい。 なお、凹部とは、繊そのものを凹型とした;^の凹部、 «^ト周の^ Mに切欠 部を設けられた凹部、 あるいは繊内に設けられた貫通孔の を凹部とみなし た の凹部等を指す。

また、 における少なくとも一方の平麵にバネ板が貼合され、 そのパネ 板が もしくはバネ板補強部に接合されていることが好ましい。 このとき、 こ のノくネ板が 剤等を用 ^ ^貼合した構造ではなく、 漏アレートとベースプレ ートとの間に嵌挿されて"^化される中間プレートと ΗΦ:的に形成され、 もしく は漏アレートと ΗΦ的に形成されるパネ板補強部と 的に形成され、 力つ、 ¾ ^とも^:的に形成されていることが好ましい。 なお、 このようなパネ板は、 が複膽あるときは、 識とバネ板が接合された开娥が同じになるよう にすることが好ましい。 また、 パネ板の形状には特に制限はないが、 柱状、 板状 等の単純な开^!犬のものや、 コの «、 H型、 四角 の加工が容易な开 のもの を用いることが、 ィ « 程の簡便さ等の理由から好ましい。 さらに、 パネ板に貼 合され、 かつ、 «の側面に接合される補強板を設けることも好ましく、 ここで、 補強板はノ ネ板および纖と 的に形成されていることが好ましい。

これら第 2〜第 6の圧 m βデノ イスは、 ¾¾¾と «との接合面を固定面 とし、 この固定面の中心を垂直に貫通する垂 Ef由を中心として、 固 が、 固定 板の側面に垂直力つ垂菌由に垂直な方向に振り子状に変位する θモード変位、 も しくは、 この垂 Ef由を中心として «1^の側面に垂直かつ垂 Ef由に垂直な方向へ の揺れが固 の側面に平行な方向の揺れを伴ゝながら振り子状に変位する Φモ ード変位、 の少なくともい 力^)変位を禾丽する上て '子ましい構造である。 さて、 上述した全ての圧 m m デバイスにあっては、 繊内部に形成された 任意开^!犬の貫通孔の側面に、 および/または を接合して形成すると、 取り扱い易く、 破損等も避けられ、 好ましい。 また、 1つの圧電素子を 2分割し、 一方を 用素子として用い、 他方を補助素子として用いると、 位 度を高め ることができ好ましい。 ここでの補助素子とは、 故障診断用素子、 変位確認/判 素子、 屠睡補助用素 ^をいう。 さらに、 圧電素子を少なくとも 2箇所 m± に配設し、 少なくとも 1匿の圧電素子を層隱用素子として用い、 少なくとも 1 麵の他の圧電素子を補助素子として用いると、 馬瞻精度、 位鎌度等が高めら れ、 好ましい。 したがって、

らに 2分割して用いてもよい。

さらに、 この圧電素子および圧電素子の と«に接続する βリードを樹 脂あるいはガラスからなる «コーティング層で 覆することも好ましい。 こう して、 圧電素 分を液縛に浸漬した状態にお ^ ^ても «が織各することなく、 圧 m βデバイスを使用することが可能となる。 ここで、圧 m eデバイス の性能を上げるためには、 «コーティング材としてガラスよりも樹脂を用いる ことが好ましく、化学的安定性に優れたフッ素樹脂が最も霞に用いられ、 フッ 素樹脂よりは化学的安定性に劣るが、 シリコーン樹脂もまた、謹に用いること ができる。 このような «コーティング層を形成した場合、 その表面上に、 さら に導電性部材からなるシールド層を形成すると、夕ト部からの電 濃のノィズの 影響を受け難くなり、好ましい。

した本発明の圧 デバイスを構成する «、固定板、 ¾ϋ、 w 板、パネ板、パネ板補強部、補強板は、安定化ジルコニァあるいは部分安定化ジ ルコニァを用いて Η :的に形成されていることが好ましく、圧電素子の圧 βと しては、 ジルコン聽 チタン膽 マグネシウムニオブ ¾ ^からなる成分を主 成分とする材料が好適に使用される。 また、固 、パネ板、遊癒の形状をレ 一ザ加工ゃ機碰口工によりトリミングして开^ κを謹すると、適用するァクチュ エータ等の によって、都度、好適な形状を得ることができる。 また、 固 の変 の醒も簡単に行うことができる。 また、圧電素子における をレー ザ加工もしくは機撤！！ェして、圧電素子の 極耐を纖することによって も、用途、 スペック等に適した圧電特性を容易に得ることができ、好ましい。 なお、本発明の圧 デバイスを前述した特開平 1 0 - 1 3666 5号公 報言 amの圧電ァクチユエ一夕と比較すると、本発明の圧 m eデバイスは、振 麵を有するュニモルフもしくはバイモルフ型構造であるため、圧電体の ± み の軸と圧電ィ«部（圧電体の歪みにより変位を起こす部分）の ± ^位の軸とは方 向が異なるものであり、 この種を活かして圧電体の歪みを屈曲モードへ駄で き、 したがって、大きな固 の変位が得られるという纖を有する。 また、本 発明の圧電 / デバイスは、機能分化が可能であり、圧電体！^卜の蔵等を機 械的強度、靱性に優れるジルコニァを «分とする材料て '«成し得ることから、 所望の強度を有し、 し力も小型、薄型、 βのデバイスを得ることができる利点 がある。 さらに、変位特注に财る外部からの景權を受け難く、 したがって充填 材等を用 る機がな ^いう をも有する。

なお、本発明において使用する圧電素子、圧 βそして圧電セラミックスの 「圧電 Jには、 「圧電」および「電歪」の双方の意味が含まれる。 図面の簡単な説明

図 1は、本発明の圧 m eデバイスの一実施形態を示し、 （ a )〜（ d〉は それぞれ固 ¾の配置と数を変えた実 態の斜視図である。

図 2は、本発明の圧 m βデバイスに配設される圧電素子の一実 ½ff態を示 す斜視図である。

図 3は、本発明の圧 m eデバイスに配設される圧電素子の別の実施形態を 示す,斜視図である。

図 4は、本発明の圧 m eデバイスに配設される圧電素子のさらに別の実施 形態を示す斜視図である。

図 5は、本発明の圧 m βデバィスの別の実施形態を示し、 （ a )は平面! ¾ であり、 （ b )は モードの説明図であり、 （ c )は φモードの説明図である。 図 6は、本発明の圧 m eデバイスのさらに別の実施形態を示す平面図であ る。

図 7は、本発明の圧 m βデノ イスのさらに別の実施形態を示し、 （ a )は 平面図であり、 （ b )〜（ e )は断面図である。

図 8は、本発明の圧 m 電歪デバイスの に関する説明図である。

図 9は、本発明の圧 m βデバイスのさらに別の実施形態を示し、 ) 、 ( b )は平面図であり、 （ c )は断面図である。

図 1 0は、本発明の圧 m eデバイスのさらに別の実方勝態を示す平面図で ある。

図 1 1は、本発明の圧 m m^デバイスのさらに別の実方膨態を示す平面図て" ある。

図 1 2は、本発明の圧 m βデバイスを応用したァクチユエ一夕の一実方膨 態を示す斜視図である。

図 13は、本発明の圧 m eデバイスのさらに別の実方膨態を示す平面図で ある。

図 1 4は、本発明の圧 « ¾デバイスのさらに別の実！ [勝態を示す平面図で ある。

図 1 5は、本発明の圧 m ¾デバイスのさらに別の実方新態を示す平面図で める。

図 1 6は、本発明の圧 デバイスのさらに別の実 ¾^態を示し、 （a ) は平面図であり、 （ b〉は断面図である。

図 1 7は、本発明の圧 デバイスのさらに別の実¾ ^態を示す平面図で める。

図 1 8は、本発明の圧 デバイスのさらに別の実施形態を示し、 （ a ) は平面図であり、 （ b )〜（ d )は断面図である。

図 1 9は、本発明の圧電 /¾ デバイスのさらに別の実施形態を示す平面図で める。

図 2 0は、本発明の圧 m m デバイスのさらに別の実 態を示す平面図で める。

図 2 1は、本発明の圧 デバイスのさらに別の実方繊態を示し、 （ a ) 〜（ d )および（ ί )は »J¾を 椒に接合した種々の構造を示した平面図で あり、 （ e〉は « ^を固定板に接続した構造を示す平面図である。

図 2 2は、本発明の圧 m ¾デバイスの標に用いられる纖用のグリーン シートの加工例を示す平面図である。

図 2 3は、本発明の圧 デバイスの圧電素子の力旺¾¾の ϋを示^兌 明図である。

図 2 4は、 «の圧 m m^デバイス（圧電ァクチユエータ）の構造の^^を 示す斜視図である。

図 2 5は、本発明の圧 デバイスのさらに別の実施形態を示す平面図て' める。 発明を実施するための最良の形態、

図 1 ( a )は本発明の圧電 Z電歪デバイス 5 0 Aの一実施形態を表す斜視図で あり、圧 デバイス 5 O Aは、 ~^則面が «4 9に接合された «1板 5 1 の一方の平麵上に、第一電極 5 2、圧電膜 5 3、第二 « 5 4力 なる圧電素 子 5 5力設けられ、

6の ~·ι則面が、 固定板 5 6の平 と » 板 5 1の平 βとが互いに！ ^するように 5 1の 則面に接合された？ W を有している。

ここで、 圧電素子 5 5は β¾ 5 1の両平面に設けてもよく、 第一 «# 5 2お よび第二電極 5 4には、 s»m源等に接続するために使用されるリード部（図示 せず）が接続される。 なお、 w m^ 1の側面とは、 圧電素子 5 5が配設される

«J« 5 1の平 βと垂直な平面、 すなわち、 厚み方向の平面をいい、 則面と はその側面のい "f xかをいう。

圧 m βデバイス 5 O Aに示される構造とすることにより、 固 5 6の変 位モードを、 固定板 5 6の主として平 β内における変位モードとすることがで- き、 具体的には、 図 1 ( _a ) 中の固 5 6と «I板 5 1との接合面を固定面と して、 固定板 5 6が、 この固定面の中心を垂直に貫通する垂麵（Y軸） を中心 として、 固 5 6の側面に垂直力つ Y軸に垂直な方向、 すなわち X車 fc ^向に振 り子状に変位する変位モード （以下、 このような変位モードを 「eモード」 と定 義する。 ） 、 Y軸を中心とした X車肪向への振り子状の変位であり、 力つ、 Y軸 カゝら離れるにしたがって固定板 5 6の側面に平行な Z車肪向の揺れの成分が大き くなるように振り子状に変位する変位モード （以下、 このような変位モードを 「 モード」 と定義する） 、 Y車 ί方向への 位モード、 がィ弋表的な変位モー ドとなる。

なお、 これらの各種の変位モードは、 固 5 6の変位方向がそれぞれ前述し た方向に支配的であることを意味しているものであって、 記された方向！^トの方 向成分を完全に排除しているものではない。 このことは、 以下、 種々の実施の形 態につ ゝて説明する際に、 変位モードにつ 言及する にも同様に言えるこ とである。

ヘッドへの適用を考えると、 ヘッドと言 ΒΙ彔媒体との間隔（ギャップ） を一 定に保つように、 三次元的に変位しないものが好ましいが、 モードもしくは伸 «位モードて"変位する圧 m βデバイス 5 0 Aは、 このような用途に好適な デバイスである。 なお、 »ヘッド トの例えば加 ¾JKセン特に用いる に は、 Ml己モードに加え、 モードも勿 i ij用することができる。 このような各変 位モードの次元と用途との関係は、 ί¾ ^る本発明の圧 m eデバイスの全て の形態、に共通するものである。

図 1 ( b )〜（ d )は、 この圧 デバィス 50 Aのィ働腿を用いた他 の実方膨態を示している。 ここで、図 1 (b)に示した圧 m βデバイス 50 Bは、図 1 (a)における 1枚の固就 56を 2枚ほど平行に Him 51の 面に取り付けたものであり、 このように固 56を複 ¾ί夂配設することも可能 であり、用途に応じて^ ¾を配設 ばよ ^、。

なお、複数の固 56と漏板 51との接合位置は、 «J¾51における基 板 49と H¾«51との接合側面!^トの側面であれば特に限定されない。 また、 少なくとも 1枚の固定板 56が "ffi設されていればよいので、例えば、図 1 ( c ) に示す圧電 デバイス 50 Cのように、固定板 56を、 «ί板 51の側面の うち 51と籠 49との接合側面に垂直な側面にお 、て接合してもよく、 また、図 1 (d)に示す圧 デバイス 50 Dのように対向する一対の側面 に各 1計 2枚の固趙 56を設けてもよい。

した圧 m βデバ'イス 50A〜50Dに酉己設される圧電素子 55の形態 としては、図 2に示 一 m®52、圧電膜 53、第二 tt54力層状に形成さ れた積層型が代表的であるが、図 3に示すような 57上に圧 «58を配 し、圧電膜 58上部に第一 m¾ 59と第二 «60とが、一定幅の隙間部 61を 形成した櫛型構造を有する圧電素子 62 Aを用いることもできる。なお、 図 3に おける第一 m¾59と第二 m«60は、 ϋ1δ«57と圧 8との接続面の間 に形成されてもかまわない。 さらに、図 4に示すように、櫛型の第一 m®59と n 6 oとの間に圧電膜 58を埋設するようにした圧電素子 62Bも に 用いられる。

ここで、図 3および図 4に示した櫛型電極を用いる^には、 ピッチ 63を小 さくすることで、変位を大きくすることが可能となる。 このような図 2〜図 41： 載の圧電素子は、 ί¾»る本発明の圧 デバイス全てに適用することがで きる。

さて、上述した各種の圧 m デバイス 50A〜50Dにあっては、 j i ：にあたって不利であるばかりでなく、固 56に反りや湾曲が生じ、変 位モードの Kが困難となるという不具合が内在し易い。 そこで、図 5 ( a )に 示 造に変 して用いると、 これらの問題が角欲され、好ましい。

図 5 ( a )は本発明の圧 m βデバイスの別の実方 態を示す平面図である。 圧 m βデバイス 30は、固 ¾¾3 1と 3とが互いの側面において接 合され、 ί!»¾3 2が、固 3 1と 3との接合方向である Υ軸方向と 1¾する方向、すなわち X車 W向において»¾3 3と互いの側面において接合 されており、 »«3 2の一方の平 β上に圧電素子 3 5が 1己設され、 m 3

3と ϋ»¾3 2の"^の側面が «3 4側面に接合された構造を有している。 こ こで、圧電素子 3 5は漏板 3 2の両平面に形成してもよく、圧電素子 3 5とし ては、前述した図 2〜図 4 の各觀電素子を用 ことができる。

ここで、 固 £¾3 1と ¾纖3 3および «J板 3 2は、必ずしも同一の厚みを 有することを としない。 これは ί»Τるように、固 3 1の开娥として、 種々選択できることによる。 しかし、固定板 3 1と纖繊3 3ぉょび漏板3 2 は、 "^的に形成することが好ましく、 さらに、 «¾3 3および «1«3 2の 側面は纖 3 4と""^的に形成されることが好ましい。 このような""^造は、 ί»Τるセラミックグリーンシートを用 V た積層 βにより、容易に得ることが できる。

圧 m m^デバイス 3 0においては、 固 3 1が X軸と Y軸の両方に垂直な Z車肪向（図^:ず）に曲がるように変位する曲げモード、 あるいは Y軸を 由 として回転するように変位する軸回転モード、 もしくは固 «3 1が固定板 3 1 の平麵内において Y軸を中心として Y軸とー 度^をなすように X軸方向に 振り子状に変位する^モード、 さらには Y軸を中心とした X車 fc ^向への振り子状 の変位であり、力つ、 Y軸から離れるにしたがって固 S¾3 1の側面に平行な Z 車肪向（図^:ず）の揺れの成分が大きくなるように振り子状に変位する モー ドの少なくともい ¾かの変位モードで 作させることができる。

ここで、上記^モードおよび モードについてさらに詳細に説明する。 図 5

( b )は、 モードを説明するための平面図であり、図 5 ( a )の圧電 Z電歪デ バイス 3 0を図 5 ( a )中の矢視 AA、すなわち、 X軸上 Y車 fc¾T向からみたとき の固 3 1の動きを示している。 ここで、固 ®¾3 1の上部端面 3 1 Fは、変 位していない状態では位置 P 1にあるが、前述の通り、 eモードにおいては、固 ¾3 1は、固定板 3 1の平板面内、すなわち、 X— Y平面内において Y軸を中 心として Y軸と一^度 ^をなすように X車肪向に振り子状に変位する。 このと き、矢視 AAにおいては、固 ¾«3 1の上部端面 3 1 Fの動きは、 X軸上の位置 P 2と位置 P 3との間を往復移 Wる変位として表すことができ、 この変 fi» を モードと定義する。

次に、図 5 ( c )は モードを説明するための平面図であり、図 5 ( b )同様 に、図 5 ( a )中の矢視 AA力ら見たときの固 3 1の動きを示している。 こ こでも固定板 3 1の上部端面 3 1 Fは、漏していない扰態では位置 P 1にある。 前述の通り、 モードにおいては、固定板 3 1は、 Y軸を中心とした X軸方向へ の振り子状の変位であり、力つ、 Y軸から離れるにしたがって固 ¾«3 1の側面 に平行な Z車肪向の揺れの成分が大きくなるように変位する。すなわち、矢視 A Aにおける固 ¾¾3 1の上部端面 3 1 Fの動きは、 Z軸上の一点を中心〇とし、 位置 P 1を通る円弧 S上の位置 P 4と位置 P 5間を往復する変位として表さ れる。 このときの、固 3 1と中心 Oとを結ぶ 1¾泉と Z軸とのなす角が であ り、上記変 fiMiを ^モードと定義する。

さて、圧 デバイス 3 0において、配設された 1つの圧電素子 3 5は、 Y車肪向に 2つの圧電素子 3 5 A · 3 5 Bが形成するように分割して配設しても よい。 また、 «1¾ 3 2の両平 βにそれぞれ 1つ計 2つの圧電素子を配設して も良い。 この 、一方の圧電素子 3 5 Αを辱瞻用素子として使用し、固 3 1に所定の変位を起こさせる目的に使用し、他方の圧電素子 3 5 Bを補助素子、 例えば、所定の変 fiSが得られた力 かを確認する、すなわち唇瞻用圧電素子 3 5 Aに印加される maが何らかの原因で所定の ma値とならなかった に、補 助素子でその変位を検出して、所定の変位となるように層隱用素子 3 5 Aの厚瞻 信号にフィ一ドバックをかけるための変位確認/判 ¾ 素^故障診断用素子、 あるいは唇國助用素子として用いると、 瞻精度、位置精度、検出精度等を向 上させることができ、好ましい。

なお、 1つの圧電素子 3 5の分割形成は、圧電素子 3 5を配設した後にレーザ 力旺等により分割加工する旅、 あるいは圧電素子 3 5を配設する際に最初から 分割して配設する雄のい を用いてもよい。 このような複数の圧電素子の配 設とそれぞれの圧電素子 35の分割および使用 法は、 本発明に係る圧電 z¾ デノ S'ィスの全てに適用することができる。

さて、上述した圧 m eデバイス 30における固 31の平 βの は 図 5 (a) に示すような長方形に限定されるものではなく、 図 6 (a)〜（c〉 の圧 デバイス 30A〜30Cに示されるように、 円形、 三角形、 逆凹型 をはじめ、 多角形や楕円形、 長円,の種々の任意の开 犬のものを用いることが 可能であり、 また、 固 31は、 図 6 (d)の圧電 /βデバイス 30Dに示 されるように、 ¾¾33と Υ軸につ 、て »となるように接合されなくともよ い。 つまり、 固 31の形状は、 本圧電 / デバイスと組み合わせて用いら れる各種センサ、 まヘッド、 その他構成物に合わせて、 任意に選択する ことができる。

次に、 本発明においては、 51癒の一方もしくは両方の平麵にパネ板を貼合 し、 このパネ板がセンサ纖もしくはパネ板補強部に接合された構造も籠に採 用できる。 図 7 (a)は、 前述した圧 m βデバイス 30に角柱状のパネ板 3 8ならびにパネ板補強部 39を配設した実方勝態たる圧 m βデバイス 4 OA の平面図である。 また、 図 7 ( b )〜（ e )は、 パネ板 38およびバネ板補強部 39の配設例を示す Y軸における X車肪向から見た種々の断面図を示している。 バネ板 38は «¾33の少なくとも一方の平 βに接合され、 その幅は図 7 (a) に示されるように ¾§«33よりも狭くともよく、 3の幅と同じ としてもよい。 また、 ««33の両平 ^ffiに同じ材質からなるバネ扳 38を配 設するときにはそれらの鎖尤を同じくすることが好ましいが、 パネ板 38の材質 を 3の ^«て"異ならしめるときには、 各バネ板 38を同 尤とする 機はなく、 各パネ板 38のヤング率等を考慮して、 難籠な开 尤に設定^ 1 ばよい。

このようなパネ板 38は原則的に ¾«34とも接合されるが、 このとき 33cm34との接合位置により、 パネ板補強部 39の酉己設の 'ffiの有無が 判断される。 すなわち、 図 7 (b) · (c ) に示すように、 パネ板 38が直接に 繊 34に接合できるような位置に纖識 33が接合されている:^には、 繊 34がバネ板補強部 39の機能を兼ねるためにパネ板補強部 39を別織ける必 要はない。 また、 このときパネ板 38は連 33の一方の平 βにのみ配設し てもよい。

し力しながら、図 7 (d)に示されるように、 «¾33が«34の に 接合されている には、パネ板 38 Aについては纖 34がパネ板補強部 39 の機能を兼ねるが、パネ板 38 Bについてはバネ板 388を¾#する部位として パネ板補強部 39を設けることが好ましい。なお、図 7 (e)に示すように、連

2¾に接合されている^であっても、 «ι 2に接合する ことができるバネ板 38Aのみを設け、バネ板 38 Bを設けない には、バネ 板補強部 39は ではない。

このようなパネ板 38を設けることにより、 3の機械的強度が高めら れる。 また、 ¾椒 33の両平栖にパネ板 38を設けた:^には、圧電素子 3 5により固 ¾31を変位させるときに、邀 33とノ ネ板 38カら構成され る部分の重心点を変位させることができるため、 固 31が モードに変位し やすくなり、 ヘッド用等の用途として好ましいものとなる。 また、圧 ¾ 電 歪デバイスの剛性を上げ、高速応 性を向上させる効果もある。

つまり、図 7 (c) 、 (d)中の X軸上 Y車肪向から見た断面図をそれぞれ ΙίΙ 8 (a) . (b)に示すが、図 8 (a)においては、圧電素子 35は、バネ板 3 8八とバネ板388ぉょび¾¾¾33の中心〇を X車肪向に変位させることがで きるために、固 31が X軸方向、つまり モードにおいて変位し易くなる。 これに対し、図 8 (b)においては、バネ板 38 Aとノ S'ネ板 38 Bおよび纖繊 33の中心 0が纖椒 33上にないために、バネ板 38 A自体の有する剛性に起 因して、 回転モードが抑制されているにも力 わらず、圧電素子 35による X軸 方向の隱カ（矢印 は、 中心 0に対して回転力（矢印 S₂) として加わり、 軸回転モードの変位が生じ易くなる。

このようにバネ板 38を設けたナ には、 さらに図 9に示す圧 m βデバイ ス 40Bのように、パネ板 38に貼合され、かつ、 ¾¾34の側面に接合される ような補強板 41を設けることも好ましい。なお、図 9 (a) 、 （b〉は、圧電 デバイス 40 Bを それぞれの面からみた平面図を示し、図 9 ( c )は、 図 9 ( b ) 中の X軸における Y車肪向から見た断面図を示したものである。 ここ で、 補強板 4 1は »¾3 3に取り付けられたパネ板 3 8 Αに貼合され、 力つ、 繊 3 4の能に切り欠かれた側面に接合されている。 さらに、 補強板 4 1はバ ォ、板 3 8および «3 4とー 的に形成されていることが好ましい。

なお、 上述したパネ板は、 が構成部材として使用されている本発明に係 る全ての圧 テ ィスに適用されるものであることはいうまでもない。 ま た、 このパネ板は、 ί¾ ^る本発明の圧電 Ζβデバイスの «方法に記される ように、 «Jプレートとベースアレートとの間に嵌挿されて" ィ匕される中間プ レートと^:的に形成され、 もしくは、 漏プレートと 的に形成されるバネ 板補強部と ΗΦ的に形成され、 さらに、 各邂 とも 的に形成されているこ とが好ましい。

次に、 図 1 0 ( a )〜（ d ) に本発明の圧 デバィスのさらに別の実 ¾ 形態を示す。 図 1 0 ( a )は、 圧 デバイス 1 1 Aの平面図および平面図 の破線 A Aにおける断面図である。 圧 デバイス 1 1 Aにおいては、 板 3 3にパネ板 3 8が貼合され、 固 ¾«3 1は、 この 3 3とノ ネ板3 8と を Y車 fc ^向に延長した开^ Kを有している。 したがって、 固 3 1と »«3 3 およびパネ板 3 8との境界は明確ではない。 このような固 «3 1と纖繊3 3 およびパネ板 3 8とを ィ匕した構造は、 図 1 0 ( b )〜（ d ) に示した圧 m デバイス 1 1 B〜1 I Dについても同様であり、 以下、 固 3 6と称 することとする。 «固趙 3 6の开^ I犬をこのような厚みが厚く、 細長い开^!犬と することにより、 曲げモードゃ軸回転モードといった変位モードの を抑制で きるようになる。

図 1 0 ( b ) に示した圧 m デバイス 1 1 Bにおいては§吉固 3 6に くびれ部 3 7力設けられており、 また、 図 1 0 ( c ) に示した圧 m βデバィ ス 1 1 Cにおいては、 避吉固餓 3 6にスリット 4 8が設けられている。 これら くびれ部 3 7および/またはスリッ卜 4 8の形成により、 纖吉固定板 3 6の剛性 が低下し、 ^吉固定板 3 6先 での変 fiSをより駄することができる。 さら に、 図 1 0 ( d ) に示した圧 m βデバ'イス 1 1 Dのように、 連結固定板 3 6 の先端則、 好ましくは、 «1«3 2と ¾吉固定板 3 6との接 分より先 ¾ί則に スリット 4 8を設けると、圧 m m^デバイスの謝 注を大きく変化させること なく、圧電 /βデバイス 1 1 D自体の β化が図れ、好ましい。

図 1 1 ( a )は、 J ^した ¾吉固 3 6の开^ I犬を異ならしめた圧 m βデ ノ イス 1 2 Aを示す平面図および平面図中の驢 AAにおける断面図である。圧 m βデバイス 1 2 Aにおける雄固定板 3 6は、 その平麵におけるタト周部 を中心部よりも厚肉に形成している。 このような ¾吉固 3 6の开 尤は、圧電 /¾デバイス 1 1 Aにおける ¾吉固 3 6の中央部分を薄くした構造とみな すことができるが、 肉厚の薄い藤固魏の平麵に、所定のコの字囊のバネ 板 3 8を貼合することにより得ることができる。圧 m βデバイス 1 2 Aは、 デバイス自体を ィ匕しつつも、ねじれに対して強固であり、位置決め速度の向 上（変 fiS制御性の向上） 、変位（移動）繊の精度の向上等が図られる。なお、 図 1 1 ( b )の平面図に示す圧電 デバイス 1 2 Βのように、圧電 /βデ バイス 1 2 の 吉固餓 3 6のバネ板 3 8のない部分（コの字开^ I犬のバネ板 3 8の内側中空部分）にスリット 4 8を設けた形態とすることも可能であり、変位 量の が図られる。

図 2 5は、上述した邂き固餓 3 6を用いたさらに別の圧 m/βデバイス 1 2 Cを示す平面図であり、固 の一端に圧電素子が 設された別の β板を互 いの側面において接合し、 この別の に、別の および/または別の固 定板とさらに別の «!J«とを に ほど互いの側面において接合させた実 施形態を示している。

すなわち、圧 デバイス 1 2 Cは、 «3 4の側面に第一の »板 3 2 Aと第一の雖固 3 6 Aが接合され、第一の通固 «3 δ Aの解放側（通 常の固 の配設側）の側面に第二の漏板 3 2 Bが接合され、 この第二の攝 板 3 2 Bに、順^ ^二の 吉固定板 3 6 B .第三の »«3 2 C、第三の灘固 定板 3 6 Cが側面において接合された構造を有している。 こうして、第一から第 三の に配設された圧電素子 3 5 A〜3 5 Cを唇瞻させることにより、第三 の纖 3 6 Cの図 2 5中 X車肪向への変 iigを大きくすることが可能となる。 このような構造は、一対の «1板と避吉固定板、例えば、第二の «1^3 2 B と第二の ¾吉固 3 6 Bカゝらなるュニッ卜を逐タ»吉した構造とも言うことが できる。 したがって、 所定の変腿を得るためには、 このユニット数を適宜籠 な数に決めればよい。

次に、 図 1 2に した圧 デバイス 1 1 Aを用いたァクチユエ一夕 2 6の Uを示す斜視図を示す。 圧 m/m^デバイス 1 1 Aは、 スライダ 2 7等の 部材に固定治具 29等を用いて強固に固定される。 圧 m βデバイス 1 1 Aの 吉固 ¾¾3 6の先端には、 mへッド 1 3カ¾り付けられており、 圧電素子 3 5を尾,させることにより、 所定の変 fifiほど へッドを移動させることがで きる。 なお、 スライダ 2 7等の被固定部材と圧 デバイス 1 1 Aとを、 固 定治具 2 9を用いず、 のグリーンシートを加工して、 各部材" 化した形態 とすることも可能である。

また、 図 1 3は、 圧 デバイス 1 1 Aを S¾3 4内に 2 «配設した実 方膨態を示しており、 2 «に配設された圧€ βデバイス 1 1 Αを同じ用途 或いは異なる用途に同時に使用することも可能であるし、 一方を他方の故障時の 予備のデノ イスとして配設しておくといつた用途にも用いることができる。 なお、 このように本発明の圧 m βデバィスは、 1枚の の中に複数ほど設けるこ とが可能であり、 その配設位置は図 1 3に示す横並列位置に限定されるものでは ない。

次に、 図 1 4に本発明の圧 m βデバイスのさらに別の実施形態を示す平面 図を示す。 前述した圧 デバイス 3 0等は、 ¾»Μ3 2と «3 4とが 1 辺でのみ接合された構造を有していたが、 圧 m βデバイス 4 2においては、 w .2 1と «2とが 2辺て '妾合されており、 1辺が纖 2 0と接合されて いる。 このような構造とすることで、 ¾嫌2 0および/またはバネ板 1 8の屈 曲を抑制でき、 固 ^ l 9に^モードの変位を起こし易くすることができる。 図 1 5は、本発明のさらに別の実]！繊態を示す圧 m βデバイス 4 3 A〜 4 3 Cの平面図である。 先ず、 図 1 5 ( a ) に示す圧 デバイス 4 3 Aは、 m2 0と固 1 9とが互いの側面において接合され、 2枚の ί¾¾« 2 1 A • 2 1 Bが、 固 ¾¾ 1 9と 0との接合方向と！^する方向において、 連 0を»するようにして ¾¾2 0と互いの側面において接合され、 さら に 1 A · 2 1 Bが、 図 1 4に示した Hi&«2 1と同様に 2とも接 合されて 3辺て '¾^·固定された構造を有しており、固定板 19の曲げモードや 軸回転モードといった三次元的な変位モードが抑えられている。なお、 ^mm

21 A · 21 Bは、 、ずしも ¾¾2の凹部の Jg¾において «2と接合されなけ ればならないものではない。

圧 デバ'イス 43 Aにおいては、振動板 21 A · 21 Bの両平板面に 4 つの圧電素子 25A〜25Dが 設されている。 これらを固 19の隱用素 ^補助素子にそれぞれ «：割り当てることにより、 より高精度な変位制御が可 能となる。

次に、図 15 (b)に示す圧 ^/ デバイス 43 Bにおいては、

デバイス 43 Aにおける圧電素子 25A〜25Dの少なくとも一つ、例えば、圧 電素子 25 C · 25 Dの少なくとも一方向を前記 3辺»の繊 2側の 1辺もし くは 2辺に重ねる構造としている。 この場合の圧電素子 25C、 25Dは、特に 変 の検出や故障診断といった測 の補助素子として使用すると、高精度な 測定が可能となり、好ましい。 なお、 このように圧電素子 25A〜25Dの配設 位置をずらした であっても、圧電素子 25A〜25Dは、 0および ノ ネ板を設けたナ のそのノ ネ板には重ならな ^ ようにすることが機である。 ここで、圧 デバイス 43A · 43 Bの 20にバネ板を貼合した においては、圧 電歪デバイス 40Bのようにパネ板補強部あるいは補強 板を設けることが可能である。 この^、例えば、補強板は «f¾21 A · 21 Bおよび^ « 20と 2との接合辺たる 2の 3辺にお V て接合されるよ うに形成すればよい。

次に、図 15 (c)に示した圧 ¾ βデバイス 43 Cは、圧 m βテ'バイ ス 43 Aにおける避練 20の;^方向中央部にスリット 48を設けた実方勝態 を示したものである。 スリット 48は空洞であり、 »¾19の変 fiSを し、 また、 レモード、 レ ζモードでの変位ないしは漏を起こり易くする機能を有す る。

ここで、 レモードとは «¾19が、 X車肪向に揺れるように変位するモード をいうが、 ^モードと比較すると、 ^モードは X— Υ平面内での振り子状変位で あって Υ軸方向成分を有するが、 レモードは X— Υ平面内での X車 fc ^向での一軸 方向変位が支配的であって、 Y軸方向成分をほとんど持たない点で相射る。 ま た、 レ zモードはレモードでの変位態様において、 漏板 19が Y軸から離れる にしたがって Z車肪向（X軸と Y軸の双方に垂直な方向） に大きく変位するモー ドをいい、 モードと比較すると、 やはり Y車肪向成分をほとんど有しない点て モードと区別される。

このような変位形態から、 レモード、 レ zモードは静的な変位制御には用いる ことは困難であるが、 の動的な変位や外的応力によって生ずる変位に対し ては用いることができる。

さて、 圧 ¾^デパ'ィス43 〜43(：のょぅに、 を挟持するように して «J板を 2箇所に設ける^には、 図 16 (a)の平面図に示されるように、

A · 21 Bの長さ と N₂ならびに幅 Miと M₂とを変えて、 一方の ®¾を広く取ることで固 ¾19の瞻カを上げ、 一方を狭く取ることで変位モ ニタ等の補助素子として に用いることができるようになる。 また、

21 A · 21 Bの幅 Miと M₂を変えることにより、 図 16 (a)の X軸における Y車肪向から見た断面図である図 16 (b)に示されるように、 圧電素子 25^ • 25 Bと漏板 21 A ' 21 Bとで袂定される «J¾21 A · 21 Bの屈曲変 位 «； (図 16 (b)中の矢印 G)の固有 をそれぞれ f f ₂と変え、 例 えば、 一方を尾 gift用素子、 ffii方を補助素子とすることにより、 変位精度、 度を上げることができる。 なお、 固有漏数 f iと f ₂のい T Lか小さい方の圧電 素子を碧豳用素子して用い、 大きい方の圧電素子を故障診断用等の補助素子とし て用いることが好ましい

図 15あるいは図 16に示した圧 デバイス 43A〜43C等のように、 纖繊を挟持するようにして を 2箇所に設けた;^には、 さらに、 図 17 に示すように、 一方の «J¾、 例えば、 1 Bに圧電素子 25 C - 25D の少なくとも 1つを設け、 他方の «1¾21 Aにおいて、 lM 1八と ¾謙 20との接合方向に垂直な方向に 11^0:、 好ましくは複数のスリツ卜 28が形成 されている構造とすることもまた、 好ましい。 このような構造とすることで、 回 転や漏を抑えることができ、 Θモードでの変位を優位とすることができるよう になる。 次に、 図 18 ( a )は、 図 15 ( a )記載の圧 βデバイス 43 Αの形態 を、 センサ «2の貫通孔 14に形成した実方 態である圧 m βデバイス 4 3Dの平面図を示しており、 図 18 (b)〜（d)は、 図 18 (a)中の ¾ϋΑ Αにおける断面図を示している。 圧 デバイス 43Dにおいては、 2個の 圧電素子 25A · 25 Cが 設されており、 圧電素子 25 A · 25 Cにはそれぞ れ «リード 9 · 10が設けられている。 そして圧電素子 25Α· 25Cおよび 電極リード 9 · 10を覆うように垂コーティング層 65が形成されている。 こ の«コーティング層 65は、 固 ¾¾19ゃ圧電素子 25A · 25Cを液 囲 気や力 显雰囲気等で使用する の圧電素子 25A - 25 Cや電極リード 9 · 1 0の »を^力に防止する機能を有する。

また、 圧 デバイス 43Dには、 牵觸コーティング層 65を覆うように、 導電性部材からなるシールド層 66が形成されており、 シールド層 66はスルー ホール 67を通じて «2の丽に形成されている。 シールド層 66は、 圧 βデノ スを高周«で動作させる^ ^や高周波の «1を検出する^等に、 夕ト部からの電磁波を遮断して変位精度を良好に確保する他、 誤働やノイズの混 人を防止する機能を有する。

このシールド層 66の配設の形態としては、 図 18 (b)に示されるように、 » 2を挟み込むように形成する形態、の他、 図 18 (c)に示されるように、 基 板 2上の配線部分のみを囲う形態や、 図 18 (d)に示すように、 酉 泉部分を上 部片側のみでシールドする形態が挙げられるが、 中でも、 図 18 (b)、 (c) に示すような酉 泉部分全体をシールドする形態が好ましい。 なお、 図 18 (a) においては、 スルーホール 67を用いて基板 2の各面に形成されたシールド層 6 6が導通しているが、 ¾¾2の側面を利用してこの導通を図ってもよい。 これら、 βコーティング層 65およびシールド層 66の形成に βに用いられる材料の 詳細については、 圧 m βデバイスの構成材料について ί¾»る際、 併せて説 明することとする。

図 19は、 本発明のさらに別の圧 デバイスの実方妍態を示す平面図で あり、 図 19 (a)に示す圧 « eデバイス 44 Aは、 »¾20と圧電素子 25を配設した «J^21とが、 互いに接合されることなく平行に、 固定板 19 とそれぞれ側面において接合され、 .i 9が纖 2に接合されることなく、

0および β板 21が の側面に接合された構造を有している。振 籠 21は 0としての機能をも有する。 これに対し、図 1 9 (b )に示 した圧電 / デバ'イス 44 Bは、 2枚の振動板 2 1 A · 2 1 Bを^ ¾20の 両側に配し、 «1^21 A · 21 Bのそれぞれに圧電素子 25 A · 25 Bを配 設した構造を有している。

このような圧電 デバイス 44A · 44 Bにおいては、固定板 1 9の変位 は、固定板 1 9の平板面内て"起こりやすくなるため、 モードでの変位、測定に 適し、固定板 1 9の回転や »が抑えられる。 また、圧電素子 25が ¾ ^する歪 みが «ί¾21を介して直接固 1 9に作用するため、 もしくはその逆の作用 により、位■度やセンシング感 が高くなる利点がある。

続いて、 図 20 (a)〜（c )は、本発明のさらに別の圧 デバイスの 実½ ^態を示す平面図である。先ず、 図 20 (a)に示す圧 デバイス 4 5 Aは、固 ¾¾72が 2枚の 4A · 74 Bにより贿されるようにして 互いの側面において接合され、各^！椒 74 A · 74 Bの側面が繊 70の凹部 76の側面に鶴殳され、 2枚の «1^73 A · 73 Bが各 4 A · 74 B が固 72を »する方向、すなわち Y車 fc ^向と e¾する方向においてそれぞ れ各 4 A . 74 Bと凹部 76の底部側面に鶴殳され、 さらに «1¾7 3A - 73 Bの 讀上に圧電素子 75A · 75 Bがそれぞれ配設された構造 を有している。 このような構造とすることで、固 72の曲げが抑制される禾 lj 点がある。

なお、凹部 76は、先に図 18に示した纖 2に設けられた貫通孔 1 4の側面 であっても良いし、纖 70のタト周側面の を切り欠いて形成されてもよい。 また、固定板 72の形状は長方形に限定されず、図 6に示した任意开娥の固 を採用することができる。

図 20 (b)に示される圧 デバイス 45 Bは、固 72を、 ίϋ&¾ 73Α · 738から遠ざけるょぅにして各避繊74八 ' 74 Βとの接合したも のであり、変位量の拡大に効果がある。 このように、固定板 72の配設位置は任 意に選択できる。 また、図 20 (c )に示される圧 m βデバイス 45 Cは、

SA ' 73Bは、図 1 4に示した ϋ»¾21と同様に、各 4 A · 75Bと纖 70によって 3辺て 固定された実方繊態を示している。 これらの圧 デバ'イス 45A〜45Cは、各遍§¾74A · 74Bと基 板 70との接合面を固定面として、 固 72が、 その固定面の中心を垂直に貫 通する垂麵である Y軸を中心として、 固就 72の側面に垂直力つ Y軸に垂直 な方向である X軸方向に振り子状に変位する モード、 もしくは、固 ¾72が、 Y軸を中心として X車防向への揺れが固定板 72の側面に平行な方向である Z軸 方向（図示せず）の揺れをともないながら振り子状に変位する^モード、 もしく は、図 20 (a)中の矢印 Kで示されるような Y軸を中心として X車肪向に変位 するモード （以下、 このような変位のモードを「 モード」と定義する。 ）、 あ るいは、固 72の平 β内における回転モード、 の少なくともい f¾Xかの変 位モードで、変位制御や変腿測定を行う上て '子ましい構造であり、特に、 モ 一ドで安定した変位を得ることができる。

次に、図 21 ( a〉〜（ f )の平面図に示林発明のさらに別の実方腿態であ る圧電 / デバイス 46A〜46Fにおいては、固定板 72が 2枚の連結板 7 4 A · 74 Bにより挟持されるようにして互いの側面において接合され、各邀吉 板 74 A · 74 Bの側面が、貫通孔を有する 70の貫通孔 7 1の側面に 殳 され、少なくとも複数の ここでは漏板 73A〜73Dが各 «¾74 A · 74 Bが固餓 72を膽する方向と鼓する方向において、各避嫌 74 A · 74 Bと貫通孔 7 1との側面もしくは固趙 72と貫通孔 71との側面に跨 設された構造を有している。なお、圧電素子 75A〜75Dは、

73 Dの少なくとも 1枚の少なくとも一方の平 «上の少なくとも に、任意 に配設されている。

圧 デバイス 46 A〜46 Fのそれぞれについてみてみると、 まず、圧 デバイス 46 Aにおいては、図 20に示した圧 デバイス 45 A 〜45Cの構造と比較して、固 72の Y軸回りの回転が、 mmiSA - 7 3Bにより抑制される。 また、 ¾ι¾73Α · 73Βに図 17と同様のスリット 28を設けると、固定板 72は矢印 Κ方向へ変位しやすくなり、つまり モード の変位が得やすくなる。 圧電ン ¾ デバイス 46 Bは、 図 21 (a)における各 »板 73 A〜73 D 全てにおいて、 同一方向の面に、 圧電素子 75A〜75 Dを配設したものである。 これらを尾瞻用素子として用いることにより、 固 72の K方向への変 fiSを 増大させることができる。 なお、 圧電素子 75A〜75Dは、 ¾Ιδ¾73Α〜 73 Dの ®に設けてもよく、 同方向に配設された圧電素子を補助素子として用 いることも好ましい。

圧 m βデバイス 46Cは、 図 21 (a) 、 （b)における «1^73 A〜 730の¾«70と対向する 1辺が «70と接合されるように形成されている 実施形態を示している。 このような構造とすると、 図 14に示した構造で得られ る効果を図 21 ( a ) 、 (b)の効果に付与することができるようになる。

圧 ¾ ¾^デバイス 46Dは、 固 ¾¾72の中心である X軸と Y軸の交点につ いて点 称な位置にある «1¾73 B · 73 Cにそれぞれ圧電素子 75B · 75 Cを酉己設したものである。 ここでの固 72の変位モードとしては、 X軸と Y 軸の交 を中心とした 方向（図 21 (d)中の矢印の方向）への変位が支配的 である変位モードを利用することができる。 この変位モードは剛体モードである ため、 β板 73Α· 73Dは必ずしも形成しなくともよく、 また、 1»板73 Α - 73Dを形成した^には、 «1¾73Α· 73 Dにスリット 28あるいは 圧電素子 73 A · 73Dを設けても良い。

圧 デバイス 46 Eは、 固 72に 73 A〜 73 Dを接合させ たものであり、 圧電素子 75A〜75Dの配置^態は、 図 21 (b)の^と同 様である。 このような構造としても、 モードでの固定板 72の変位を起こし、 あるいは測定することが可能である。 さらに、 圧 デバイス 46Fは、 各 3¾S«74A - 74 Bの一方の幅を広くし、 他方の幅を狭くすることで、 モー ドと Φモードで変位しゃす V ^構造を有している。

このように、 本発明の圧 m βデバイスにおいては、 種々の麟尤を選択する ことができるが、 圧 デバイスの ί懷に使用される材料については、 個々 において異なるところはない。 そこで、 次に、 本発明の圧 m βデバイスを構 成する材料やその綱 について説明する。 纖、 固趙、 m m.)、 mm.パネ板、 ノ ネ板補強部、 補強板は、 にはセラミックからなることが 好ましく、 例えば、 安定化もしくは部分安定化されたジノレコニァ、 ァノレミナ、 マ グネシァ、 窒化珪素等を用いることができる。 このうち、 安定化もしくは部分安 定化ジルコニァは、 籠においても機械的強度が大きいこと、靭性が" ¾いこと、 圧¾^ 極材との反応性が小さいことから最も に採用される。

なお、 これら繊等の材料として、 編己安定化もしくは部分安定化ジルコニァ を使用する には、 少なくとも、 にアルミナあるいはチタニア等の織 U 物を含有させて構成すると好ましい。

纖を構成する漏アレート、 中間プレート、 ベースプレート、 および固^、 m (連結固趙） 、 ノ ネ板、 mm. ノ ネ板補強部、 補強板の^ ¾素につい ては、 必ずしも同一の材料から構成される はなく、設計に応じて前述した各 種セラミック材料を組み合わせて用いることが可能であるが、 好ましくは、 同一 の材料系のものを用いて Η :的に構成することが、各部の接合部の信頼性の確保 や MI程の簡略化等の見地から好ましい。

但し、 パネ板を避繊の両平 βに形成する には、 圧電素子が ϊ己設される 面側に形成されるバネ板については、 圧電素子と同じ構造を有するものをバネ板 として形成して用いることもできる。 この には、 ノ ネ板を圧電素子と同時に 形成することができるので、 好ましい。 しカゝし、 バネ板として形成 された圧電素子については、 圧電素子の電極は、 としては用いない。

本発明の圧 m m^デノくィスにおける固 «の厚み^!犬には制限がなく、 使 用用途に応じて ¾!：設計されることは既に述べたが、 の厚みもまた、 操作性 を考慮して 決められる。 これに対し、 «1^の厚みは 3〜2 0〃m¾Kとす ることが好ましく、 β«と圧電素子を合わせた厚みは 1 5〜6 0〃mとするこ とが好ましい。 また、 ノ ネ板を設ける には、 避 の片面あるいは に貼 合するい "ftlの:^であっても、 il謙とパネ板との合計の厚みが 2 0〜3 0 0 ju m ^幅 3 0〜5 0 0〃mが好適であり、 バネ板のァスぺクト比（幅/厚み）は、 0 . 4〜5 0の範囲とすること力 子ましい。 なお、 バネ板補強部を とする場 合のノくネ板補強部の厚みは、 そのノ ネ板補強部に接合されるノ ネ板の厚みと同じ とすることが好ましい。

次に、 圧電素子における圧謹としては、 臓に形成された圧電セラミックス が Biに用いられるが、 セラミックスあるいは強 体セラミックスであつ てもよい。 また、 分 »ί里が機な材料でも、 でない材料であってもよい。 但し、 彔ヘッド等に用いる には、 固 «の変 と もしくは出力 TOとのリニアリティが重要とされるため、 歪み の小さ V ^材料を用 ^こと が好ましく、 したがって、 ¾^界としては、 1 O kVZmm以下の材料を用いる ことが好ましい。

具体的には、 圧電膜に用いるセラミックスとしては、 ジルコン^^、 チタン酸 鉛、 マグネシウムニオブ酸鉛、 ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、 マンガン ニオブ ¾r口、、 アンチモンスズ¾|口、、 マンガンタングステン^^、 コバルトニオブ 聽 チタン酸バリウム等や、 これらのい^ Xかを組み合わせた成分を含有する セラミックスが挙げられる。 このうち、 本発明においては、 ジルコン とチタ ン膨 ftおよびマグネシウムニオブ職ゾ口からなる成分を«分とする材料が籠に 用いられるが、 これは、 このような材料が、高い 機機き合係数と圧電«を 有すること、圧 βの;^吉時における 部材との反応性が小さく、 所定の組成 のものを安定に形成することができること等の理由による。

さらに、 電セラミックスに、 ランタン、 力/レシゥム、 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、 ¾|ft、 ニッケノレ、 マンガン、 セ リウム、 カドミウム、 クロム、 コノ ノレ卜、 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、 もしくはこれらい かの組み合 わせ、 または他の化^勿を菌、 翻 Πしたセラミックスを用いてもよい。 例えば、 ジルコン聽 βとチタン膨およびマグネシウムニオブ ¾ ^を^ ¾分とし、 これに ランタンゃスト口ンチウムを含有させ、 坑電界や圧電特性を醒して用 t ^ること もまた好ましい。

一方、 圧電素子の電極は、 室温で固体であり、 導電性に優れた金属て ϋ成され ていることが好ましく、 例えば、 アルミニウム、 チタン、 クロム、 鉄、 コパ'ルト、 ニッケル、 銅、 ΦΙί 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、 鉛等の金属単体あ るいはこれらのい かを組み合わせた合金が用いられ、 さらに、 これらに圧電 膜ある t、は «J¾と同じ材料を分散させたサーメット材料を用 、てもよい。 なお、実際の電極の材料選定は、圧 の形成雄に游して決定される。例 えば、漏社に第一電極を形成した後、第一電祉に圧電膜を舰により形成 する には、第一 m¾には圧電膜の焼成 においても変化しない白金等の高 si 金属を使用する があるが、圧 ¾を形成した後に圧 に形成される 第二 は、低温で ^mw成を行うことができるので、 アルミニゥム等の低亂 金属を使用することができる。

また、圧電素子を ΗΦ:焼成して形成することもできるが、 この には、第一 msおよび第二 の両方を圧電膜の に耐える高 a^、金属としな〖 ば ならない。一方、図 3に示したように、圧 mi 58上に第一および第二電極 59 • 60を形成する には、双方を同じ低！^金属を用いて形成することができ る。 このように、第一電極および第二電極は、圧電膜の焼成 に代表される圧 ¾の形成温度、圧電素子の構造に依存して、適宜好適なものを選択すればよい。 続いて、圧電素子ならびに «リード上に形成する «コーティング層の材料 としては、 »ttのガラスもしくは樹脂が用いられるが、変位を阻害しないよう にして、圧 m デバイスの性能を上げるためには、 «コーティング材とし てガラスよりも樹脂を用いることが好ましく、ィ匕学的安定性に優れたフッ素樹脂、 例えば、 四フッ化工チレン樹脂系テフロン（デュポン（株）製のテフロン PT F E ) 、 四フッ化工チレン ·六フッ化プロピレン共重合体樹脂系テフロン（テフ口 ン F E P ) 、 四フッ化工チレン ·パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体 ¾f 脂系テフロン（テフロン P F A )、 PT F E/P F A複合テフロン等が好適に用 いられる。 また、 これらのフッ素樹脂よりも耐食性、耐候性等に劣るが、 シリコ ーン樹脂（中でも ィ のシリコーン樹脂） も霞に用いられる他、エポキシ 樹脂、 アクリル樹脂等も目的に応じて使用することができる。なお、圧電素子な らびにその近傍と、 «リードならびにその近傍とで、 それぞれ異なる材料を用 いて、 觸コーティング層を形成することも好ましい。 さらに、 »注樹脂に無 機 · を 口し、 等の剛性を ΐβすることも好ましい。

隱コーティング層を形成した に、騰コーティング層上に形成されるシ 一ルド層の材料としては、金、銀、銅、 ニッケル、 アルミニウム等の種々の金属 が籠に用いられるが、他にも した圧電素子における «等に用いられる全 ての金属材料を用いることができる。 また、金属粉末を樹脂と混合してなる導電 性ペーストを用いることもできる。

次に、本発明の圧 m m デバイスの機方法について説明する。纖、固定 板、邀繊、 吉固 、 m .,バネ板の材料としての、 ジルコニァ等のセラ ミックス粉末にバインダ、灘 L分散剤等を ¾ πί昆合してスラリーを «し、 こ れを脱泡処理後、 リバースロールコ一ター法、 ドクターブレード法等の方法によ り所定の厚みを有する振動プレー卜用、 中間プレート用およびベースプレート用 のそれぞれのグリーンシートあるいはグリーンテープを «する。なお、バネ板 1 8を設けない ^には、 中間アレートを設けなくともよいが、 この^には、 の機械的強度を保っために、 中間ァレートの厚み分ほどベースアレートを厚 くする、つまり、 中間プレート用グリーンシートは腿しないが、 その分、ベー スプレート用グリーンシートの厚みを厚くするとよい。

次に、 それぞれのグリーンシート等を金型あるいはレーザ等を用いて、例えば、 図 2 2に示すように、 中間プレート用グリーンシート 1 7には貫通孔 1 4とバネ 板 1 8を形成し、ベースプレート用グリーンシート 1 5には貫通孔 1 4が形成さ れるように、所定形状に打ち抜きカ旺し、機した漏プレート用グリーンシー ト 3、 中間プレート用グリーンシート 1 7およびべ一スプレート用グリーンシー ト 1 5をこれらの順序で少なくとも各 1枚 積層、 «により^:化して纖 をィ«する。 ここで、 これらのグリーンシート 3 - 1 5 - 1 7等の積層を行うに 際して、積層位 fii夬めのために各グリーンシート 3 · 1 5 · 1 7には予め孔部 8 が形成される。

なお、振動プレート用グリーンシート 3についても、貫通孔 1 4や振動板 2 i 等をグリーンの 態で形成することは可能であるが、 "^に、漏プレート用グ リーンシート 3は 3〜2 0〃mと薄 L、ために、 βプレー卜用グリーンシート 3 内に形成する «J板等の M後の平坦性、寸法精度等を確保するためには、 « するレーザ加工等で «の形成および圧電素子の配設後に所 ©F^Kとすることが 好ましい。

漏プレート用グリーンシート 3上の ίϋδ¾2 1が形成される部分に圧電素子 を配設する雄としては、金型を用いたアレス β法またはスラリー原料を用い たテープ成开辦によって圧電膜を βし、 この焼成前の圧 TOを漏プレート 用グリーンシート 3上の漏板が形成される部分に熟 JE着で犢層し、 同時に雌 して «と圧 ¾とを同時に «する方法がある。 但し、 この^には、 «は ί»Τる膜形成法を用 、て、 繊ぁる ^、は圧 TOに予め形成しておく颜がぁる。

mc m ii. これを構成する材料によって M¾められるが、 ^に は、 8 0 0 °C〜1 4 0 CTCであり、 好ましくは 1 0 0 0。C〜1 4 0 0°Cである。 この^、 圧電膜の «を制御するために、 圧 «の材料の蒸発源の 化に焼 結することが好ましい。 なお、 圧電膜の焼成と »との焼成を同時に行う に は、 両者の « ^件をマツチングすることが当然に となる◊

一方、 膜形成法を用いた場合には、 吉した基阪における «I板形成位置に、 スクリーン印刷法、 デイツビング法、 の厚膜形成法、 イオンビーム法、 スパッタリング法、 真空蒸着、 イオンプレーティング法、 ィ匕学気相蒸着法 ( C V D ) 、 メツキ等の各種薄膜形成法により、 圧電素子を配設することができる。 こ のうち、 本発明においては、 圧電膜を形成するにあたり、 スクリーン印刷 デ イツビング法、 による厚膜形成法が に採用される。 これは、 これら の手法は、 平均粒径 0 . 0 l〜5〃m、 好ましくは 0 . 0 5〜3〃mの圧電セラ ミックスの粒子を ±β¾分とするペーストやスラリーを用いて圧«を形成するこ とができ、 良好な圧電ィ憎特性が得られる。

例えば、 ィ«した を所 件にて焼成した後、 «；プレートの表面の所定 位置に第一 «を印刷、 焼成し、 次いで圧電 J膜を印刷、 焼成し、 さらに第二 « を印刷、 焼成して圧電素子を配設する。 そして形成された各 «を測定装置に接 続するための «リードを印刷、 ' «する。 ここで、 例えば、第一 として白 金（P t ) を、 圧 «としてはジルコン酸チタン膨¾ ( P Z T ) を、 第二 «と しては金（A u ) を、 さらに電極リードとして銀（A g )等の材料を使用すると、 «D1程における! «¾JKが逐次低くなるように設定されるので、 ある焼成段階 において、 それより以前に焼成された材料の再爆吉が起こらず、 w ^m ^ といつた不具合の »を回 ることが可能となる。

なお、適当な材料を選択することにより、 圧電素子の各部材と «リードを逐 次印刷して、 一回で 'ΗΦ^滅することも可能であり、一方、 圧 βを形成した後 に低温で各 等を設けることもできる。 また、 圧電素子の各部材と リード はスノヽ。ッタ¾ ^蒸着 の薄膜法によって形成してもカゝまわず、 この には、 必ずしも »里を としない。

こうして圧電素子を膜形成法によって形成することにより、 ί»剤を用いるこ となく圧電素子と «ί^とを^^的に接合、 配設することができ、 信頼性、 性を確保し、 s«化を容易とすることができる。 ここで、 さらに圧 ¾1膜を適当な パターンに形成してもよく、 その形成方法としては、 例えば、 スクリーン印刷法 やフォトリソグラフィ一法、 あるいはレーザ加工法、 またはスライシング、 超音

¾¾旺等の機嫌 U工法を用 V ことができる。

次に、 ィ懷された纖の所定位置に攝板ゃ固定板を形成する。 ここで、 YA Gレーザの第 4次高調波を用いた加工により、 振動プレート用グリーンシート 3 を切り出し加工して除去することが好ましい。 こうして、 例えば、 図 1 8に示さ れるような固定板や «J板と 、つた と ΗΦ:的に接合される部位を残しながら 貫通子し 1 4を形成することができ、 このとき、 固 や 等の开^ Kを Ιβす ることで、 変 を Ιβすることが可能である。

さらに、 図 2 3に示すように、 第一電極 2 2を上部 «、 第二 «2 4を下部 電極として、 その中間に圧 β2 3を形成した圧電素子 2 5を一度配設した後、 上部 «を Y AG第 4次高調波レーザ、 機嫌旺等により^ ¾して圧電素子の有

¾m極面積を調整して、 圧 デバイスのィンピーダンス等の mm特' [4を調 整し、所定の変位特注を得ることができるようになる。 なお、 圧電素子 2 5の構 造が、 図 3あるいは図 4に示されるような櫛型構造である; ^には、 一方のある は両方の の "^を除去 ばよ ^、。

このような力ロェにおいては、 上記の Y AG第 4次高調波レーザを用いた力 Π 1¾ 夕卜にも、 YAGレーザおよび YAGレーザの第 2次または第 3次高調波、 エキシ マレーザ、 C O ₂レーザ等によるレーザ加工、 電子ビーム加工、 ダイシング加工 (機嫌 Uェ）など、 の大きさと形状に適した種々の力 U ^法を適用するこ とができる。

なお、 本発明の圧 m βデバイスは、 ±¾βしたグリーンシートを用いた謹 雄の他に、 成腿を用いた力 D圧成形法^!込 β法、 射出«濃を用いて作 製することもできる。 これらのナ においても、 前後において、 W削や翻 加工、 レーザ加工、 アレス力ロェによる打ち抜き、 あるいは超音 ¾¾ェ等の機勵 ΰ ェによりカロェが施され、 所定开 尤とされる。

こうして傾された圧 m βデバイスにおける圧電素子ならびに リード 上に形成する «コーティング層は、 ガラスもしくは樹脂を用いて、 スクリーン 印刷法、 塗布法、 スプレー によって形成することができる。 ここで、 材料と してガラスを用いるナ には、 圧 m eデノ イス自体をガラスの軟化

まで昇温する機があり、 また硬度が大きいので変位もしくは漏を阻害するお それがあるが、 樹脂は柔らかく、 しカゝも乾燥 の腿て 1斉むことから、 樹脂を 用いることが好ましい。 なお、 «コーティング層として用いられる樹脂として、 フッ素樹脂あるいはシリコーン樹脂が好適に用いられる旨は既に述べたが、 これ らの樹脂を用いる ¾ ^には、 下地のセラミックスとの密嘈性を改善する目的で、 使用する樹脂とセラミックスとの »に応じたプライマー層を形成し、 その上に «コーティング層を形成することが好ましい。

次に、 絶縁コーティング層上に形成されるシールド層の形成は、 繊コーティ ング層が樹脂からなる には、 焼 里を行うことが困難なため、 種々の金属 材料を用いる には、 スパッタ¾ ^の力 [^を要しない方法を用いて行われ、一 方、 金属粉末と樹脂からなる導電性ペーストを用いる^ rには、 スクリーン印刷 法、 を に用いることができる。 なお、 «コーティング層をガラス て "形成したナ^には、 ガラスが しない ¾ ^以下で、 金属ペーストをスクリー ン印刷等し、 焼成することも可育である。

以上、 本発明の圧 m 電歪デバイスの形態、 材料、 製法について、詳述してき たが、本発明が上言 施の形態に限定されるものでないことはいうまでもなく、 本発明には上記の実施形態の他にも、 本発明の趣旨を逸脱しな 顺りにおいて、 当 の知識に基づいて種々の β、 修正、改良等を加え得るものであることが ί磨されるべきである。

J«±の利用可能性

本発明の圧 m eデバイスは、 構造が簡単であり 4 化、 β化が容易であ るとともに、夕ト部からの有 の影響を受け難く、 さらに、 圧電素子を用い ることで、 静的変位のみならず、 動的変位のい^ Xに対しても高精度な制御が可 能であるという を有する。 また、 簡便な により、 «に ί«するこ とができる利点がある。 さらに、 構成材料の選択の許容範囲が広く、 目的に応じ て都度 な材料を使用することができる利点もある。 したがって、各種のァク チユエータゃセンサに組み込んだ に高精度な制御、 測定が可能となり、 また、 4 化、軽量化にも寄与するという優れた効果を奏する。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 則面が »に接合された の少なくとも一方の平 β上の少なくとも に圧電素子が設けられ、

少なくとも 1枚の 状の固 «の^則面が、 当該固 の平 βと当該 «I 板の平 βとが互いに！^するように当該 の ^則面に接合されてなること を とする圧 デバイス。

2 . 当該固 と当該 との接合面を固定面とし、 当該固定面の中心を垂直 に貫通する垂 E?由を中心として、

当該固定板が、 当該固定板の側面に垂直力つ当該垂 III由に垂直な方向に振り子 状に変位する モード変位、 もしくは、 当該垂 SI由を中心として当該固定板の側 面に垂直、 力つ当該垂 S$由に垂直な方向への揺れが当該固 の側面に平行な方 向の揺れをともな ^ながら振り子状に変位する モード変位、 の少なくともいす

イス。

3. 固定板と遊椒とが互いの側面において接合され、

少なくとも一方の平願上の少なくとも に圧電素子を配した «ί が、 当 im .と当該 との接合方向と s¾する方向において、 当言 と互 、 の側面において接合され、

当言« と当該 »J板の少なくとも の側面が、 «に接合されてなるこ とを觀とする圧 ¾ βデノ ィス。

4 . 固趙と とが互いの側面において接合され、

2枚の »j«が、 当該固定板と当 i« との接合方向と «する方向にお t て、 当該 を挟持するように互 ゝの側面にお て接合され、

少なくとも一方の当該 β板の少なくとも一方の平 β上の少なくとも"^に 圧電素子が ¾設され、

当言 嫌と当該 ««J¾の少なくとも"^の側面が、 薩に接合されてなる ことを ¾とする圧 ¾ m ^デバ'イス。

5 . 当該一方の の少なくとも一方の平画に当 S電素子が ¾設され、 当 該他方の に 1 ^JLLのスリットが形成されていることを置とする請求の範 囲第 4項記載の圧 « デノ、'ィス◊

6 . 当該固 «の一端に、少なくとも一方の平麵の少なくとも "^に圧 «子 が 設された別の «1¾を、互いの側面において接合し、 当識 IJの に、別 の および/または別の固 とさらに別の とを に ほど互 、の側面にお V、て接合させてなることを特徴とする請求の範囲第 3〜 5項の、ず れカ一項に amの圧 ¾ デノ ィス。

7 . 避 と、少なくとも一方の平画上の少なくとも に圧電素子を配設 ί た ¾iiJ¾とが、互いに接合されることなく平行に、固 とそれぞれの側面にお いて接合され、

当言 ¾i吉板と当該 »板の少なくとも の側面が、 «に接合されてなるこ とを とする圧 m eデノ ィス。

8 . 2枚の によって固趙を側面て'寸妾合して賺したものが、繊に設け られた凹部の側部側面の間に され、

2枚の振 が、 当該各 が当該固 を»する方向と e¾する方向に お ゝて、 それぞれ当該各 と当該凹部の 側面との間に され、 少なくとも一方の当該漏板の少なくとも一方の平画上の少なくとも^ Pに 圧電素子が ΐ己設されてなることを«とする圧 m m デバ'イス。

9 . 2枚の によって固定板を側面で寸妾合して TOしたものが、蓮に設け られた貫通孔に され、

少なくとも複数の漏板が、 当該各 ¾Wが当該固定板を»する方向と] する方向において、 当該各 と当 M通孔との間もしくは当該固 と当該 貫通孔との間に され、

少なくとも 1枚の当該 の少なくとも一方の平 β上の少なくとも"^に 圧電素子が 設されてなることを特徴とする圧 m eデバイス。

1 0 . 当該各 もしくは当該固 を介して対向する各対の当該名 « に おいて、

当該一方の β ^の少なくとも一方の平 βに当言 ¾1電素子が 設され、 当該 他方の βί板に 1 Oilのスリットが形成されていることを«とする請求の範囲 第 8項または第 9項 Ι¾の圧 m eデノ ィス。

1 1 . 当該 ¾¾¾にスリットもしくはくびれ部を設けたことを mとする請求の 範囲第 3〜ι 0項のい カ 項に ¾aの圧 m eデバイス。

1 2. 当該 «J¾が、 当該 および当該 により形成される凹部に^^さ れ、接合されていることをネ纖とする請求の範囲第 3〜1 1項のい 力 項に 隱の圧電 /βデバイス。

1 3. 当該固趙と当該各殲繊および当該 «KJ«が、 1枚の漏プレートか ら ΗΦ的に形成され、 当該纖が当該漏プレートとベースアレートを積層して ^：的に形成されてなることをネ«とする請求の範囲第 3〜 1 2項の 、ずれカ 項に ¾の圧電 /電歪デノ ス。

1 4. 当該 ί¾ ^における少なくとも一方の平 βにパネ板が貼合され、 当該バ ネ板が当該雄もしくはバネ板補強部に接合されてなることを ¾とする請求の 範囲第 3〜ι 3項のい 力 項に言^の圧 m βデバイス。

1 5. 当該パネ板が当該漏アレートと当該ベースプレートとの間に嵌挿されて 化される中間フ。レートと"^的に形成され、 もしくは当該 »フ。レートとー 体的に形成されるバネ板補強部と"^的に形成され、 力つ、 当該各邀淑と ΗΦ 的に形成されてなることを觀とする請求の範囲第 1 4項言 の圧 m βデバ イス。

1 6 . 当該バネ板に貼合され、 かつ、 当該纖の側面に接合された補強板を有す ることを特徴とする言青求の範囲第 1 3項または第 1 4項雪 B«の圧 デバィ ス。

1 7. 当該補強板が、 当該パネ板および当該 «と "^的に形成されてなること を特徴とする請求の範囲第 1 6項 E«の圧 デバイス。

1 8. 当該 と当該 との接合面を固定面とし、 当該固定面の中心を垂直 に貫通する垂 SI由を中心として、

当該固定板が、 当該固定板の側面に垂直、 かつ、 当該垂 Ef由に垂直な方向に & り子状に変位する モード変位、 もしくは、 当該垂 EI由を中心として、 当該 «J 板の側面に垂直かつ当該垂直軸に垂直な方向への揺れが当該固定板の側面に平行 な方向の揺れを伴いながら振り子状に変位する モード変位、 の少なくともいず れかの変位て '«Η ることを觀とする請求の範囲第 3〜 17項の ゝ "fxカー項 に言 amの圧 m βデバイス。

19. 当該繊内部に形成された任意制尤の貫通孔の側面に、 当該 ϋ«および

/または当言 を接合してなることを«とする請求の範囲第 1〜 18項の カー項に記載の圧 テ ィス。

20. 1つの当 ff電素子を 2分割し、 一方を馬隱用素子として用い、 他方を補 助素子として用いることを糧とする請求の範囲第 1〜 19項のい f¾l力 項に 記載の圧電 /βデバイス。

21. 当該圧電素子を少なくとも 2«1¾±に配設し、 少なくとも 1 »の当該 圧電素子を碧睡用素子として用い、 少なくとも 1 «の当 iffi電素子を補助素子 として用 ^ることを特徴とする請求の範囲第 1〜 20項の "f l力—項に の 圧 m eデバイス。

22. 当雷 ¾ΐ«素子および当言証電素子の電極に導通する霱極リードが、 樹脂も しくはガラスからなる βコーティング層により被覆されてなることを特徴とす る請求の範囲第 1〜21項のい" mカー項に記載の圧 デバイス。

23. 当該樹脂がフッ素樹脂もしくはシリコーン樹脂であることをキ«とする請 求の範囲第 22項記載の圧 m βテソ ィス◊

24. 当 ,騰コーティング層の表面上に、 さらに導電性部材からなるシールド 層が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 22項または第 23項 Ε¾の 圧 デバイス。

25. 当該 ¾¾、 当該固 、 当 当該 »¾、 当該パネ板、 当該パ 板補強部および当言鍾強板が、 安定化ジルコニァぁる、、は部分安定化ジルコニァ からなることをネ«とする請求の範囲第 1〜24項のい 力 項に言 の圧電

/ ^デバイス。

26. 当言証電素子における圧 eが、 ジルコン廳 チタン 口、、 マグネシゥ ムニオブ ¾|βからなる成分を主成分とする材料からなることを纖とする請求の 範囲第 1〜 25項の f¾力 項に言 の圧 デノ ィス。

27. 当該固 、 当該靡 、 当該漏板もしくは当該パネ板の少なくともい

"T かの形状が、 レーザ加工もしくは機撤 Πェによりトリミングしてす法醒さ れたものであることを特徴とする請求の範囲第 1〜2 6項のい^ i力 項に言 の圧 デバイス。

2 8 . 当該圧電素子における電極がレーザ加工もしくは機撤 Π1され、 当言班電 素子の の謹されたものであることを觀とする請求の範囲第 1〜 2 7項の、 カー項に の圧 デノ ィス。