CN1203469C - 采用压电元件的致动器和采用这种致动器的磁头定位机构 - Google Patents
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Abstract
一种致动器包括一个厚度预定的切变型压电元件及一个在位于基底件上、分隔开的两个电极上形成的对电极。当在这两个电极之间施加电压时，对电极根据切变型压电元件的极化方向被移动。这样对电极就构成致动器的运转部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用压电元件的致动器和一种采用此种致动器的磁头定位机构。更具体地说，本发明涉及一种能够高精度定位的，采用压电元件的致动器和一种采用这种致动器的磁头定位机构。
背景技术
最近几年，信息设备的精度提高了，并且已经需要一种能够在很小的距离上操作的致动器。例如修正光学系统的焦点或控制光学系统的倾斜角的致动器，或打印机和磁盘机的磁头致动器要求能够高精度地控制它们的操作。
磁盘机是多媒体设备中的一个关键装置，最近几年磁盘机的市场扩展了。已经要求开发和能以较大数量，较高速度处理图象及声音的多媒体设备一起使用的大容量磁盘机。一般通过增大每个磁盘的存储容量来增大磁盘机的容量。但是如果显著增大了存储密度，而不改变磁盘直径，则将显著减小磁道间距。所带来的技术问题是如何精确地定位从记录盘读取数据或向记录盘写入数据的磁头。于是需要一种定位精度高的磁头致动器。
对于普通的磁盘机，已经尝试改善托架之类的可移动件的刚度，从而增大面内模式的主共振频率。但是，增大共振频率的频率具有自身的局限性。即使可显著增大由托架臂的刚性导致的共振频率的频率，也会由支承可移动件的支承座的弹性特征产生共振。这样就难以减小定位误差。
另外，迄今为至，难以增大用于磁盘机定位控制的伺服带宽。
已经提出的一种解决这些问题的方法是在磁头致动器的臂的前端布置一个跟踪磁道的第二致动器。该第二致动器能够和磁头致动器的操作无关地定位位于臂前端的磁头。
例如，未审查的专利申请(Kokai)No.3-69072(JP-A-3-69072)中公开了一种磁头致动器，除了磁盘机的主致动器之外，它还有一个位于臂前端用来定位磁头的子致动器。该子致动器包括两个多层压电元件，每个压电元件由磁头运动平面内的多个压电元件构成，每个压电元件适于沿着厚度方向被移动。压电元件的张缩可在和磁头运动平面相同的方向上精细地移动磁头。
该子致动器以可振动的中心弹簧的形式形成，具有弹簧的功能，具有一个在其两侧各布置一个多层压电元件的薄臂部分。该可振动的中心弹簧由多个垂直于薄臂部分纵向方向，交替向内形成的狭缝构成。可振动的中心弹簧在多层压电元件上施加一个预载，并使得当向多层压电元件施加预载时产生的张缩得到增强。多层压电元件和臂由绝缘材料彼此电绝缘，并从电极末端引出引线，以便通过该引线施加用于多层压电元件的驱动电压。
上述常规装置的缺点是制造多层压电元件困难，需要加工精度高的预载机构，需要用导线或接线材料将多层压电元件的电极引出。这些因素增加了子致动器的成本。
此外，在已审查的专利申请No.2528261中公开了一种磁头定位机构，它包含一个位于臂前端的用于跟踪磁道的定位致动器。该磁头定位机构被安装在耦接板上，该耦接板用来使从磁头致动器托架伸出的存取臂和在其前端安装有磁头的支承弹簧耦接。
在其上布置有磁头定位机构的每个耦接板包括一个固定区，一个可移动区，一个可伸展区，一个折叶部分和一个凹口。在可伸展区的两个面上都形成有凹槽。压电元件被固定在凹槽中。在耦接板作为共用电极的情况下，当从电源向压电元件的外表面施加不同的电压时，位于关于耦接板中心线对称位置的压电元件在相对的方向上同时变形。
但是，具有上述结构的磁头定位机构要求多层压电元件具有很高的制造精度，要求元件具有高的尺寸精度。此外，臂的加工也要求很高的尺寸精度，并且还需要伸展和收缩刚度相当高的耦接板。所带来的问题是为了在磁头定位机构中得到预定的行程，需要相当大的力。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用切变型压电元件，能够高精度定位磁头传感器，并对构件尺寸精度要求不高的致动器及采用这种致动器的磁头定位机构。
根据本发明的第1方面，提供了一种采用单个切变型压电元件的致动器，它包含并列布置在致动器固定端上的两个电极，一个位于这两个电极之上的切变型压电元件，及一个布置在致动器的和切变型压电元件的两个电极相对的自由端表面上的对电极，其中当在这两个电极之间施加电压时，对电极根据压电元件的极化方向在自身平面内被移动。
根据本发明的第2方面，提供了一种第1方面的致动器，其中切变型压电元件的极化方向平行于两个电极并列布置的方向，并且当向两个电极施加电压时，切变型压电元件绕着它的中心部分旋转。
根据本发明的第3方面，提供了一种第1方面的致动器，其中切变型压电元件的极化方向平行于两个电极并列布置的方向，切变型压电元件两个部分的极化方向彼此相反，并且当向两个电极施加电压时，致动器在平行于切变型压电元件极化方向的方向上被移动。
根据本发明的第4方面，提供了一种第1方面的致动器，其中切变型压电元件的极化方向垂直于两个电极并列布置的方向，位于两个电极之上的切变型压电元件的两个部分的极化方向彼此相反，并且当向两个电极施加电压时，致动器在平行于切变型压电元件极化方向的方向上被移动。
根据本发明的第5方面，提供了一种第1到第4方面中的任一致动器，其中切变型压电元件被分割为两个分别放置在两个电极之上的独立部分。
根据本发明的第6方面，提供了一种包含至少一个记录盘，一个磁头，及一个将磁头定位于记录盘上所要求的磁道的磁头致动器的磁盘机，其中在磁头致动器的一部分中采用第1到第5方面中的任一致动器构成磁头定位机构，以便独立于磁头致动器的运动以很小的距离移动磁头，致动器的两个电极布置在磁头致动器存取臂的前端，并且磁头致动器支承弹簧的基座安装在致动器的对电极上面。
根据本发明的第7方面，提供了一种第6方面的致动器，其中两个电极之间的分隔面沿着存取臂的纵向布置。
根据本发明的第8方面，提供了一种第6方面的磁盘机，其中所述两个电极之间的分隔平面沿着垂直于所述存取臂的纵向方向的方向布置。
根据本发明的第9方面，提供了一种采用一个切变型压电元件的致动器，它包含一个在致动器固定端上形成的预定深度的圆孔，两个布置在圆孔内圆周面上，将该内圆周面分为两个横向对称部分的电极，两个位于两个电极的内圆周面上，并适于关于分隔平面对称极化的厚度预定的半圆状切变型压电元件，一个布置在两个半圆状压电元件内圆周面上的对电极，及一个紧固在对电极内圆周面上，并当在两个电极之间施加电压时适于旋转的旋转轴。
根据本发明的第10方面，提供了一种包含至少一个记录盘，一个磁头，及一个将磁头定位于记录盘上所要求的记录磁道的磁头致动器的磁盘机，其中将第9方面的致动器和磁头致动器的一部分一起使用以构成磁头定位机构，以便独立于磁头致动器的运动以很小的距离移动磁头，致动器的固定端被布置在磁头致动器存取臂的前端，并且致动器的可移动部分被安装在磁头致动器支承弹簧的基座上。
根据本发明的第11方面，提供了一种采用一个切变型压电元件的致动器，它包含一个位于致动器固定端上的深度预定的缝状深槽，两个布置在缝状深槽的两个相对内表面上的电极，两个分别位于这两个电极之上、厚度预定的切变型压电元件，及一个固定在这两个切变型压电元件之间的导电可移动板，当在这两个电极和可移动板之间施加电压时，可移动板根据切变型压电元件的极化方向被移动。
根据本发明的第12方面，提供了一种包含至少一个记录盘，一个磁头，及一个将磁头定位于记录盘上所要求的记录磁道的磁头致动器的磁盘机，其中将本发明第11方面的致动器和磁头致动器的一部分一起使用以构成磁头定位机构，以便独立于磁头致动器的运动以很小的距离移动磁头，致动器固定端构成磁头致动器存取臂的前端，并且致动器的可移动板构成磁头致动器支承弹簧的基座。
根据本发明的第13方面，提供了一种包含至少一个记录盘，一个磁头，及一个将磁头定位于记录盘上所要求的记录磁道的磁头致动器的磁盘机，其中将本发明第1到第5方面中的任一致动器和磁头致动器的一部分一起使用以构成磁头定位机构，以便独立于磁头致动器的运动以很小的距离移动磁头，致动器的两个电极被布置在磁头致动器支承弹簧的前端，并且磁头致动器的磁头滑动器被安装在致动器的对电极上。
根据本发明的第14方面，提供了一种第13方面的磁盘机，其中两个电极并列地沿着支承弹簧的纵向方向布置。
根据本发明的第15方面，提供了一种第13方面的致动器，其中两个电极并列地沿着垂直于支承弹簧的纵向的方向布置。
根据本发明的第16方面，提供了一种包含至少一个记录盘，一个磁头，及一个将磁头定位于记录盘上所要求的记录磁道的磁头致动器的磁盘机，其中将本发明第4方面的致动器和磁头致动器的一部分一起使用以构成磁头定位机构，以便独立于磁头致动器的运动以很小的距离移动磁头，致动器的两个电极被布置在磁头滑动器靠近磁头的端面上，并且一个包括磁头致动器磁头的磁头板被布置在致动器的对电极上。
根据本发明的第17方面，提供了一种致动器，它包括一个构成底板的固定件，一个包括多个压电元件的驱动件，及一个布置在驱动件上的可移动件，当在压电元件的两个表面之间施加电压时，致动器将运转，其中将多个极化方向均垂直于其厚度方向，并当向其施加电压时将发生剪切形变的压电元件彼此重叠在一起，并使它们的极化方向交替相对，从而构成驱动件，并在每个压电元件的电极之间施加电压，从而平行于固定件驱动可移动件。
根据本发明的第18方面，提供了一种致动器，它包括两个彼此邻近、平行布置在一个构成底板的固定件上的驱动件，每个驱动件包括一个压电元件，及一个布置在两个驱动件上的可移动件，当向每个压电元件的两侧施加电压时，致动器开始运转，其中每个压电元件的极化方向均垂直于它的厚度方向，并且当向其施加电压时将发生剪切变形，将压电元件大体平行地布置，并使它们的极化方向彼此相反，从而构成驱动件，并在每对电极之间以相同的方向施加电压，从而使可移动件相对于固定件旋转。
根据本发明的第19方面，提供了一种第18方面的致动器，通过一个共用电极，在第一层的各个压电元件上布置了和第一层压电元件数目相同的第二层压电元件，并且第二层压电元件的极化方向分别和第一层压电元件的极化方向平行并且相对，并通过向这些压电元件施加预定的电压，可移动件相对于固定件的旋转量增大。
根据本发明的第20方面，提供一种致动器，它包括一个构成底板的固定件，一个包括一个压电元件的驱动件，及一个布置在驱动件上的可移动件，通过向压电元件的两侧施加电压，使致动器运转，其中驱动件包括单个压电元件，该压电元件具有沿两个平行并且相对的方向极化的不同部分，当向该压电元件施加电压时，该压电元件产生剪切变形，并且当在该压电元件的电极之间施加电压时，可移动件相对于固定件旋转。
根据本发明的第21方面，提供了一种第20方面的致动器，它包括一个构成驱动件的压电元件，及至少一个通过共用电极布置在第一个压电元件之上、极化方向和第一个压电元件极化方向平行并相对的第二压电元件，其中当施加预定的电压时，可移动件相对于固定件的旋转量增大。
根据本发明的第22方面，提供了一种第18、19、20或21方面的致动器，其中施加电压给压电元件靠近固定件的表面的电极的布置对于压电元件的各个极化方向无关。
根据本发明的第23方面，提供了一种第17、19或21方面的致动器，其中重叠在一起的多个压电元件具有一个未被覆盖的部分，并且从覆盖部分暴露出来的电极部分和用于施加电压的引线相连。
根据本发明的第24方面，提供了一种第18到21方面中的任一致动器，其中可移动件包括一个由压电元件直接驱动的基座，及一个从该基座伸出的扩大的覆盖部分，其中在和位于底板上的驱动件的极化方向平行的方向上形成一个将该基座分为两部分的第一槽口。
根据本发明的第25方面，提供了一种第24方面的致动器，其中在可移动件的基座和扩大的覆盖部分之间的边界上形成垂直于第一槽口的第二槽口，在第一槽口的前端和第二槽口的前端之间的部分形成折叶(hinge)。
根据本发明的第26方面，提供了一种致动器，它包括一个构成底板的固定件，一个包括一个压电元件的驱动件，及布置在驱动件上的可移动件，通过向压电元件的两侧面施加电压，致动器开始运转，其中压电元件的极化方向垂直于它的厚度方向，并且当向压电元件施加电压时，该压电元件产生剪切变形，并且当向该压电元件施加电压时，可移动件平行于固定件被驱动。
根据本发明的第27方面，提供了一种第17到26方面中的任一致动器，其中采用溅射在压电元件和电极接触的表面上形成一层电极膜。
根据本发明的第28方面，提供了一种第17到27方面中的任一致动器，其中用于向压电元件接近固定件的一侧和压电元件接近可移动件的一侧施加电压的工具是导电胶。
根据本发明的第29方面，为包括一个记录盘，一个磁头，及一个磁头致动器的磁盘机提供了一种磁头定位机构，其中该磁头致动器包括根据第17到28方面中的任一压电元件，以便和磁头致动器无关地移动磁头，其中固定件构成磁头致动器的磁头臂，并且在其前端安装有磁头的支承弹簧的基座被固定在可移动件的一端。
根据本发明的第30方面，为包括一个记录盘，一个磁头，及一个磁头致动器的磁盘机提供了一种磁头定位机构，其中该磁头致动器包括根据第17或28方面中的任一的磁头致动器，以便和磁头致动器的运动无关地移动磁头，其中固定件构成磁头致动器的存取臂，并且可移动件构成在其前端安装有磁头的支承弹簧。
根据本发明的第31方面，为包括一个记录盘，一个磁头，及一个磁头致动器的磁盘机提供了一种磁头定位机构，该磁头定位机构将第24或25方面的致动器用作磁头致动器的一部分，以便和磁头致动器的运动无关地移动磁头，其中固定件构成磁头致动器的存取臂，施加电压给驱动件的两个电极被并列布置在固定件的前端，驱动件的极化方向相同，并且在其前端安装有磁头的支承弹簧的基座被固定在扩大的覆盖部分的一端。
根据本发明的第32方面，为包括一个记录盘，一个磁头，及一个磁头致动器的磁盘机提供了一种磁头定位机构，该磁头定位机构将第24或25方面的致动器用作磁头致动器的一部分，以便和磁头致动器的运动无关地移动磁头，其中固定件构成磁头致动器的存取臂，施加电压给驱动件的两个电极被并列布置在固定件的前端，驱动件的极化方向相同，并且可移动件构成在其前端安装有所述磁头的支承弹簧。
根据本发明的第1到第5，第9及第11方面，得到一种成本低，精度高的致动器。
根据本发明的第6到第8及第13方面，采用第1到第5方面中的任一种致动器，得到一种成本低，精度高的磁头定位机构。
根据第10方面，采用本发明第9方面的致动器，得到一种成本低，精度高的磁头定位机构。
根据第12方面，采用本发明第11方面的致动器，得到一种成本低，精度高的磁头定位机构。
根据第14和15方面，采用本发明第13方面的致动器，得到一种成本低，精度高的磁头定位机构。
根据第16方面，采用本发明第4方面的致动器，得到一种成本低，精度高的磁头定位机构。
根据第17方面，可平行于固定件移动可移动件，从而得到一种位移大，成本低并且精度高的平行驱动致动器。
根据第18方面，可移动件可相对于固定件旋转，从而得到一种成本低，精度高的旋转致动器。
根据第19方面，可增大可移动件相对于固定件的旋转量。
根据第20方面，可移动件可相对于固定件旋转，从而得到一种由数目较少的部分构成的，成本低并且精度高的旋转致动器。
根据第21方面，可增大可移动件相对于根据第20方面的致动器的固定件的旋转量。
根据第22方面，可移动件可形成一个共用电极，从而不需要和电极之一连接。
根据第23方面，施加电压的引线可和根据第17或19方面的致动器中多个重叠在一起的大小不同的压电元件的露出部分连接，从而引线可容易地和中间电极连接。
根据第24方面，将第一槽口加入根据第18到21方面的任一致动器，以便使压电元件变形更大，从而确保扩大的覆盖部分具有较大的覆盖距离。
根据第25方面，将第二槽口加入根据第24方面的致动器以形成折叶结构，从而确保扩大的覆盖部分具有更大的覆距离。
根据第26方面，得到一种结构简单、基本的致动器。
根据第27和28方面，改变了压电元件和电极之间的接触，从而压电元件高效地张缩。
根据第29到32方面，根据第17到28方面的致动器的固定件构成磁头致动器的存取臂，从而提供一种成本低，生产效率高，构件数目少并且精度高的磁头定位机构。
附图说明
参考附图，根据下面陈述的说明将更清楚地理解本发明，其中：
图1A是表示采用根据本发明的单切变型压电元件的基本结构的装配透视图；
图1B是表示在图1A的致动器装配后的一个运行例子的透视图；
图2A是表示采用根据本发明第1实施例的单切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图2B是表示当施加电压到图2A的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图2C是表示采用根据本发明第2实施例的单切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图2D是表示当施加电压到图2C的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图3A是表示采用根据本发明第3实施例的单切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图3B是表示当施加电压到图3A的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图3C是表示采用根据本发明第4实施例的单切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图3D是表示当施加电压到图3C的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图4A是表示采用根据本发明第5实施例的双切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图4B是表示当施加电压到图4A的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图4C是表示采用根据本发明第6实施例的双切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图4D是表示当施加电压到图4C的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图5A是表示采用根据本发明第7实施例的双切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图5B是表示当施加电压到图5A的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图5C是表示采用根据本发明第8实施例的双切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图5D是表示当施加电压到图5C的致动器时，致动器变形方向的俯视图；
图6A是表示当根据本发明的致动器被用在磁头致动器的存取臂和安装在磁盘机的存取臂上的支承弹簧之间时，根据第一应用的磁头定位机构的基本结构装配透视图；
图6B是表示图6A的磁头定位机构的装配状态的透视图；
图6C是沿图6B中的线C-C得到的剖视图；
图7说明了将根据本发明的致动器安装在磁头致动器的存取臂和安装在磁盘机存取臂上的支承弹簧之间的安装步骤；
图8A到8D是表示根据第一应用的第1实施例的包含本发明第1实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图9A到9D是表示根据第一应用的第2实施例的包含本发明第2实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图10A是表示根据第一应用的第3实施例的包含本发明第3实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图10B是表示根据第一应用的第4实施例的包含本发明第4实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图11A到11D是表示根据第一应用的第5实施例的包含本发明第5实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图12A到12D是表示根据第一应用的第6实施例的包含本发明第6实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图13A是表示根据第一应用的第7实施例的包含本发明第7实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图13B是表示根据第一应用的第8实施例的包含本发明第8实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图14A是表示根据本发明第9实施例的致动器的结构的装配透视图；
图14B是表示根据第一应用的第9实施例，采用图14A的致动器的磁头定位机构的结构及细微移动方向的装配透视图；
图15A是表示根据本发明第10实施例的致动器的结构的装配透视图；
图15B是表示图15A的致动器的装配状态的透视图；
图15C是表示图15B的致动器和一个控制器之间的连接关系的电路图；
图16A是表示根据第二应用的，将根据本发明的致动器用在安装于磁头致动器存取臂上的支承弹簧和磁盘机的磁头滑动器之间的磁头定位机构的基本结构的装配透视图；
图16B是表示图16A的磁头定位机构的装配状态的透视图；
图16C是沿图16B的线D-D得到的局部剖视图；
图17A到17D是表示本发明第二应用中采用本发明第1实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图18A到18D是表示第二应用中采用本发明第2实施例的致动器的磁头定位机构的各种结构的装配透视图；
图19A是表示第二应用中采用本发明第3实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图19B是表示第二应用中采用本发明第4实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图20A到20D是表示第二应用中采用本发明第5实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图21A到21D是表示第二应用中采用本发明第6实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图22A是表示第二应用中采用本发明第7实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图22B是表示第二应用中采用本发明第8实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图23A是表示第二应用中采用本发明第3实施例的致动器的磁头定位机构的结构的装配透视图；
图23B是表示图23A的磁头定位机构的装配状态的透视图；
图24是包括一个子致动器的普通磁头致动器的俯视图；
图25是图24所示子致动器的放大图；
图26是表示在其上安装有另一种普通磁头定位机构的磁盘机的磁头致动器的结构的装配透视图；
图27是对于图26的磁头致动器，放大表示磁头定位机构的局部放大装配透视图；
图28和29是表示图27的压电元件和电源连接例子的线路结构图；
图30A是说明根据本发明的致动器采用的切变型压电元件的极化方向和电压施加方向的图；
图30B说明了当施加电压给图30A所示的压电元件时，图30A所示压电元件产生变形的原理；
图31A是表示装配状态下的根据第11实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图31B是表示装配后，图31A的致动器的运转例子的透视图；
图31C是根据本发明第11实施例的改型的，在其上下表面上形成有电极膜的压电元件的侧视图；
图31D是根据第11实施例的另一种改型的致动器的侧视图；
图32A是表示装配状态下的根据本发明第12实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图32B是表示装配后，图32A的致动器的运转例子的透视图；
图33A是表示装配状态下的根据本发明第13实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图33B是表示装配后，图33A的致动器的运转例子的透视图；
图34A是表示装配状态下的根据本发明第14实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图34B是表示装配后，图34A的致动器的运转例子的透视图；
图34C是表示装配状态下的根据本发明第14实施例的改型的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图35A是表示装配状态下的根据本发明第15实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图35B是表示装配后，图35A的致动器的运转例子的透视图；
图36A是表示装配状态下的根据本发明第16实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图36B是表示装配后，图36A的致动器的运转例子的透视图；
图37A是表示装配状态下的根据本发明第17实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图37B是表示装配后，图37A的致动器的运转例子的透视图；
图38A是表示装配状态下的根据本发明第18实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图38B是表示装配后，图38A的致动器的运转例子的透视图；
图39A是表示装配状态下的根据本发明第19实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图39B是表示装配后，图39A的致动器的运转例子的透视图；
图40A是表示装配状态下的根据本发明第20实施例的采用切变型压电元件的致动器的结构的透视图；
图40B是表示装配后，图40A的致动器的运转例子的透视图；
图41是表示和根据本发明另一实施例的致动器一起使用的隔离物的折叶结构的俯视图；
图42A是单独表示根据本发明第21实施例的致动器的切变型压电元件结构的透视图；
图42B是表示采用图42A的压电元件的致动器的结构的侧视图；
图43A是单独表示根据本发明第22实施例的装配状态下的致动器的切变型压电元件结构的透视图；
图43B是表示采用图43A的压电元件的致动器的结构的侧视图；
图44是包括根据本发明的折叶结构的致动器的俯视图；
图45是不具有根据本发明的折叶结构的致动器的俯视图；
图46A是表示根据本发明的致动器的折叶结构的一个例子的局部俯视图；
图46B表示了图46A的折叶结构的位移灵敏度和折叶中心距离之间的关系；
图47A是表示和根据本发明的致动器的电极连接的引线的一个接线结构例的透视图；
图47B是表示图47A中的底板的结构的俯视图；
图48是具有采用根据本发明的致动器的磁头定位机构的磁头致动器的装配图；
图49是表示装配状态下的，根据第一应用的第11实施例的采用本发明第11实施例的致动器的磁头定位机构的结构的透视图；
图50A是表示装配状态下的，根据第一应用的第12实施例的采用本发明第18实施例的致动器的磁头定位机构的结构的透视图；
图50B是表示装配状态下的，采用根据本发明第18实施例的改型的致动器的磁头定位机构的结构透视图；
图51是表示装配状态下的，图50A和50B的磁头定位机构的改型的结构的透视图；
图52是表示装配状态下的，图51的磁头定位机构的改型的结构的透视图；
图53是表示第一应用的第13实施例的采用根据本发明第21实施例的致动器的磁头定位机构的结构的透视图。
具体实施方式
在说明最佳实施例之前，先来说明具有图24到29所示磁头定位机构的普通磁头致动器。
已建议在普通的磁盘机中，在磁头致动器臂的前端安装一个跟踪磁道的第二致动器。该第二致动器能够精细地移动臂前端的磁头，而和磁头致动器的运动无关。
图24表示了JP-A-3-69072中公开的磁头致动器，其中除了磁盘机100的主致动器110之外，还有一个安装在臂111前端的子致动器120。该子致动器120适于采用两个多层压电元件123缓慢地移动磁头114。子致动器120包括两个多层压电元件，每个压电元件123由多个适于在磁头运动平面内沿其厚度方向移动的压电元件组成。这样可在和磁头在运动平面内的移动方向相同的方向上精细地移动磁头。
此外，子致动器120还包括沿两臂111的伸展方向的两个多层压电元件123。如图25所示，在两个压电元件123之间放入一个可振动中心弹簧121。该可振动中心弹簧121由多个垂直于中心臂122纵向方向，从中心臂两侧向内形成的狭缝124组成。狭缝124使中心臂122起弹簧的作用，并使得当向多层压电元件123施加预载时产生的张缩得到增强。多层压电元件123和臂111由绝缘材料彼此电绝缘，并从电极末端引出引线。通过该引线将驱动电压施加给多层压电元件123。
这一现有技术的问题是多层压电元件123制造困难，需要加工精度高的压力弹簧机构，需要用导线或接线材料将多层压电元件123的电极引出，从而增加了子致动器120的成本。
此外，在已审查的专利申请No.2528261中公开了一种磁头定位机构，它包含一个位于臂前端的用于跟踪磁道的定位致动器。如图26所示，在两个耦接板1的每一个上安装一个这样的磁头定位机构MT，耦接板1用来使从磁头致动器HA的托架5伸出的存取臂2和在其前端安装有磁头4的支承弹簧3耦接。托架5安装在旋转轴6上，并通过将形成于每个耦接板1的背面的突出部16放入形成于存取臂2上的固定孔2a中，使用粘接剂或类似物将耦接板1固定安装在存取臂2上。
在其上布置有磁头定位机构的每个耦接板包括一个固定区10，一个可移动区11，一个可伸展区12，一个折叶部分13和一个凹口15。如图27所示，可伸展区12的正面和背面上都有凹槽12a。压电元件14被固定在凹槽12a中。
关于耦接板1的中心线对称布置的压电元件14在相对的方向上同时变形。压电元件14沿如图28中的箭头所示的厚度方向被极化。当将耦接板1接地作为共用电极，并从电源8，8’将不同的电压施加到两个压电元件14的外侧表面时，从电源8得到电压的压电元件在和极化方向相对的方向上受到一个电场作用，并纵向伸展，另一方面，从电源8’得到电压的压电元件在和极化方向相同的方向上受到一个电场作用，并纵向收缩。
图29表示了这样一种结构，其中从电源8’将相同的电压施加给那两个压电元件正面和背面的压电元件14的外表面。这种情况下，压电元件14也沿箭头指示的厚度方向被极化。耦接板1被接地作为共用电极。一旦从电源8’将相同的电压施加给两个压电元件14的外表面，则图中左侧的压电元件14在和极化方向相对的方向上受到一个电场作用，从而纵向伸展，而另一方面，图中右侧的压电元件14在和极化方向相同的方向上受到一个电场作用，从而纵向收缩。这样，实现和图28所示结构中相同的操作。
但是，具有上述结构的磁头定位机构要求多层压电元件具有很高的制造精度，要求元件具有高的尺寸精度。同样，臂的加工也要求很高的尺寸精度。此外还必须伸展和收缩刚度相当高的耦接板，所带来的问题是需要相当大的力，从而不能确保适当的行程。
在描述本发明的实施例之前，参考图30A和30B先来说明压电元件24(下文称为切变型压电元件24)的工作原理，当在压电元件24厚度方向两侧布置的电极之间施加一个电压时，压电元件24在垂直于其厚度的方向被极化，并受到剪切变形。如图30A所示，电极22C，22B安装在沿垂直于其厚度方向被极化的压电元件24(沿虚线箭头的方向被极化，下文极化方向由虚线箭头指示)的上下表面上。假定电极22B被接地，电极22C被施加电压V。则切变型压电元件24通过滑动发生变形。当施加电压V给电极22C，而电极22B接地时，切变型压电元件24靠近电极22C的部分从虚线表示的初始位置向左变形，而它的靠近电极22B的部分向右变形，如图30B所示。
在压电元件24靠近电极22B的部分被固定的情况下，压电元件24靠近电极22C的部分沿图30A中虚线箭头指示的方向变形。相反，如果将电极22A接地，施加电压V给电极22B，则压电元件24靠近电极22A的部分沿图30A中实箭头指示的方向变形。下面描述的所有实施例都基于切变形压电元件24的这一工作原理。
现在参考实施例来详细说明本发明。
图1A表示了根据本发明的采用切变型压电元件24的致动器20的基本结构。该图表示了具有单切变压电元件的致动器20的一个例子的分解结构。致动器20具有这样的结构，两个预定形状的电极22、23彼此间隔一定距离被并列布置在固定端21上，预定厚度的层状切变型压电元件24被布置在两个电极22、23之上。一个对电极25被布置在切变型压电元件24的和两个电极22、23相对的自由端的整个表面上。两个电极22、23分别和引线型板26、27连接。
图1B表示了图1A的致动器20装配后的情况。通过在引线型板26、27的前端连接一个电压放大器28和控制器29来控制致动器20。具体地，致动器20具有通过利用放大器28和控制器29在两电极22、23之间施加电压而变形的切变型压电元件24，从而使得对电极25可在同一平面内沿着两点线回路指示的旋转方向移动。
致动器移动的方向取决于根据布置在固定端21上的电极22、23决定的切变型压电元件24的极化方向，或者取决于施加给电极22、23的电压方向。施加给电极22、23的电压方向由控制器29输出的驱动信号的极性决定。鉴于此，下面参考图2到5来说明致动器20的各种实施例和操作例子。
图2A到2D表示了根据本发明第1和第2实施例的致动器的结构例子。根据第1和第2实施例的致动器采用了单个切变型压电元件24。
图2A表示了根据第1实施例的致动器20A的结构，其中切变型压电元件在一个方向被极化。根据第1实施例的致动器20A具有一个位于布置在固定端21的电极22、23上的切变型压电元件24。切变型压电元件24的极化方向和两个电极并列布置的方向平行。
图2B表示了当在图2A所示的第1实施例的致动器20A的两个电极22、23之间施加一个电压时，致动器20A变形的方向。假定在两个电极22、23之间施加一个电压。例如当向电极23施加正电压，向电极22施加负电压时，这种情况可看成是将极化方向不同的两个切变型压电元件24电串连，从而使得布置在两个电极22、23之上的切变型压电元件24的部分在相对方向上被剪切。这种情况下，对电极25沿着两点线回路指示的方向，绕着切变型压电元件24的中心部分旋转。在施加给电极22、23的电压的极性被反转的情况下，对电极25沿着和图2B所示的旋转方向相反的方向旋转。
图2C表示了根据第2实施例的致动器20B的结构，其中切变型压电元件24具有两个极化方向。根据第2实施例的致动器20B也具有一个位于布置在固定端21的电极22、23上的切变型压电元件24。切变型压电元件24的两个部分的极化方向彼此相反，并都平行于两个电极22、23并列布置的方向。对电极25布置在切变型压电元件24上。
图2D表示了当在致动器20B的两个电极22、23之间施加一个电压时，根据图2C所示的第2实施例的致动器20B变形的方向。假定在两个电极22、23之间施加一个电压。例如，假定将一个正电压施加给电极23，将一个负电压施加给电极22。这种情况可看成是将极化方向相同的两个切变型压电元件24电串连，从而使得布置在两个电极22、23之上的切变型压电元件24的两个部分在相同方向上被剪切。这种情况下，对电极25沿着和两点线回路指示的方向平行的方向移动。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，对电极25沿着和图2D所示的方向相反的方向平行移动。
图3A到3D分别表示了根据本发明第3和第4实施例的致动器的结构例子。根据第3和第4实施例的致动器也采用了单个切变型压电元件24。在切变型压电元件24的中心部分形成一个和电极并列布置方向平行的隔离槽241。切变型压电元件24的两个部分的极化方向在隔离槽241的两侧各不相同。
图3A表示了根据第3实施例的致动器20C的结构，其中切变型压电元件24具有两个极化方向。在根据第3实施例的致动器20C中，切变型压电元件24位于布置在固定端21的电极22、23上，切变型压电元件24的两个部分的极化方向在隔离槽241的两侧彼此相背。在包括隔离槽241的切变型压电元件24的整个表面上形成一个对电极25。
图3B表示了当在电极22、23之间施加一个电压时，根据图3A的第3实施例的致动器20C变形的方向。当在两个电极22、23之间施加一个电压时，这种情况可看成是将切变型压电元件24的极化方向相同的两个部分电串连，从而使得布置在两个电极22、23之上的切变型压电元件24的两个部分在相同方向上被剪切。这种情况下，对电极25沿着和两点线回路指示的方向平行的方向移动。如果施加给电极22、23的电压的极性被反转，则对电极25沿着和图3B所示的方向相反的方向平行移动。
图3C表示了根据第4实施例的致动器20D的结构，其中切变型压电元件24具有两个极化方向。在根据第4实施例的致动器20D中，切变型压电元件24位于布置在固定端21的电极22、23上，切变型压电元件24的两个部分的极化方向在隔离槽241的两侧彼此相对。对电极25位于包括隔离槽241的切变型压电元件24的整个表面上。
图3D表示了当在根据图3C的第4实施例的致动器20D的电极22、23之间施加一个电压时，致动器20D变形的方向。当在两个电极22、23之间施加一个电压时，这种情况可看成是将切变型压电元件24的极化方向相同的两个部分电串连。其结果和根据第3实施例的致动器20C相似，对电极25沿着和两点线回路指示的方向平行的方向移动。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，则对电极25沿着和图3D所示的方向相反的方向平行移动。
图4A到4D表示了根据本发明第5和第6实施例的致动器的结构例子。根据第5和第6实施例的致动器都采用了两个切变型压电元件24A、24B。
图4A表示了根据第5实施例的致动器20E的结构，其中切变型压电元件24A、24B的极化方向相同。根据第5实施例的致动器20E具有分别位于固定端21的电极22、23上，并且极化方向和电极22、23的纵向方向相同的切变型压电元件24A、24B。对电极25位于切变型压电元件24A、24B之上。
图4B表示了当在致动器20E的电极22、23之间施加一个电压时，根据本发明第5实施例的致动器20E的变形方向。当在两个电极22、23之间施加一个电压时，例如，当将一个正电压、一个负电压分别施加给电极23、22时，则极化方向不同的切变型压电元件24A、24B被电串联，于是两个电极22、23上的切变型压电元件24A、24B在相对的方向上被剪切。这样，两个电极22、23的对电极25沿两点线回路指示的方向绕着切变型压电元件24A、24B的中心部分旋转。如果施加给电极22、23的电压的极性被反转，则对电极25沿着和图4B所示的旋转方向相反的方向旋转。
图4C表示了根据第6实施例的致动器20F的结构，其中切变型压电元件24A、24B的极化方向彼此相反。在根据第6实施例的致动器20F中，切变型压电元件24A、24B分别位于固定端21的电极22、23上，并且极化方向和电极22、23的纵向方向相同。对电极25位于切变型压电元件24A、24B之上。
图4D表示了当在致动器20F的电极22、23之间施加电压时，根据图4C的第6实施例的致动器20F的变形方向。当在两个电极22、23之间施加一个电压时，或者例如当将一个正电压、一个负电压分别施加给电极23、22时，具有相同极化方向的切变型压电元件24A、24B被电串联，于是置于两个电极22、23上的切变型压电元件24A、24B在相同的方向上被剪切。这样，对电极25沿着平行于两点线回路指示的方向移动。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，则对电极25沿着和图4D所示的方向相反的方向平行移动。
图5A到5D表示了根据本发明第7和第8实施例的致动器。根据第7和第8实施例的致动器也采用了切变形压电元件24A、24B。但是切变型压电元件24A、24B的极化方向和根据第5和第6实施例的致动器中的切变型压电元件24A、24B的极化方向不同。
图5A表示了根据第7实施例的致动器20G的结构，其中切变型压电元件24A、24B具有两个极化方向。在根据第7实施例的致动器20G中，切变型压电元件24A、24B位于布置在固定端21上的电极22、23上，切变型压电元件24A、24B的极化方向沿垂直于电极22、23的方向彼此相背。对电极25位于切变型压电元件24A、24B的整个表面上。
图5B表示了当在致动器20G的电极22、23之间施加电压时，根据图5A的第7实施例的致动器20G的变形方向。当在两个电极22、23之间施加电压时，极化方向相同的切变型压电元件24A、24B被电串联。这样，布置在电极22、23上的切变型压电元件24A、24B在相同方向被剪切。这样，对电极25沿着和两点线回路指示的方向平行的方向移动。当施加给电极22、23的电压极性被反转时，对电极25则沿着和图5B中所示方向平行移动。
图5C表示了根据第8实施例的致动器20H的结构，其中切变型压电元件24具有两个极化方向。在根据第8实施例的致动器20H中，切变型压电元件24A、24B位于固定端21的电极22、23上，切变型压电元件24A、24B具有两个极化方向，并且极化方向沿垂直于电极22、23的方向彼此相对。对电极25位于切变型压电元件24A、24B的整个表面上。
图5D表示了当在致动器20H的电极22、23之间施加一个电压时，根据图5C的第8实施例的致动器20H的变形方向。当在两个电极22、23之间施加一个电压时，具有相同极化方向的切变型压电元件24A、24B被电串联。和根据第7实施例的致动器20G的情况相似，对电极25沿着和两点线回路指示的方向平行的方向移动。当施加给电极22、23的电压极性被反转时，对电极25则沿着和图5D中所示方向相反的方向平行移动。
上面描述的根据本发明的第1到第8实施例的致动器结构简单。正如参考图1B说明的一样，当通过在固定端21形成的引线型板26、27将一个电压施加给电极22、23时，对电极25可根据位于两个电极22、23之上的单个切变型压电元件24或两个切变型压电元件24A、24B的极化方向旋转或平行移动。
将根据本发明具有上述结构的任意一个致动器装入一个磁头致动器中，该磁头致动器具有一个布置在其前端，用来从记录磁盘的信息记录面读取或向该记录面写入数据的磁头。这样就可精确地移动磁头，而和磁头致动器的运动无关。下面来说明这种磁头定位机构的结构。
图6A表示了根据第一应用的磁头定位机构30的基本结构，其中致动器20位于磁盘机的磁头致动器的存取臂2和安装在存取臂2上的一个支承弹簧3之间。图6B表示了图6A的磁头定位机构装配后的情况。
磁头定位机构30包括安装在固定端上的两个电极22、23，固定端构成磁头致动器存取臂2的前端。支承弹簧3的前端有一个磁头4，支承弹簧3的基座通过单切变型压电元件24安装在电极22、23之上。在存取臂2的每一侧安装一个支承弹簧3，如图6B所示。这样，对于每个存取臂2，在磁头定位机构上安装两个支承弹簧3。另外，在存取臂2上形成致动器20的引线型板26、27。
图6C是表示图6B所示磁头定位机构30的详细结构的剖视图。它只表示了磁头定位机构30的上半部。存取臂2上是一层绝缘层31，电极22、23位于绝缘层31之上。切变型压电元件24位于电极22、23之上，切变型压电元件24之上是对电极25。支承弹簧3的基座通过绝缘层32安装在对电极25之上。
图7说明了在磁头致动器的存取臂2和安装在磁盘机的存取臂2之上的支承弹簧3之间安装致动器20的各个步骤。在存取臂2上安装致动器20时，在位于存取臂2上的电极22、23上涂覆焊药33，通过加热将载着支承弹簧3基座的切变型压电元件24安装在焊药33上。
根据本发明第一应用的磁头定位机构30被这样安装在磁头致动器的存取臂2和支承弹簧3之间，使得可精细地移动位于支承弹簧3前端的磁头4，并且移动和磁头致动器的运动无关。磁头4被精细移动的方向根据磁头定位机构30选用前述第1到第8实施例的致动器的不同而不同。参考图8到13，下面来说明根据本发明第一应用的磁头定位机构30的各种实施例及操作例子。
图8A到8D表示了根据本发明第一应用中的第1实施例的磁头定位机构30A的各种结构例子。对磁头定位机构30A来说，根据本发明第1实施例的致动器20A被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图8A所示的结构中，电极22、23并列地、沿着存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的极化方向指向存取臂2的前端。这种情况下，一旦施加电压给电极22、23，则支承弹簧3将被旋转。图8B所示的结构和图8A的唯一区别在于切变型压电元件24的极化方向指向存取臂2的基座。这种情况下，当施加电压给电极22、23时，支承弹簧3也将被旋转。但是旋转方向和图8A所示结构中的旋转方向相反。
对图8C的结构来说，电极22、23被并列、并垂直于存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的极化方向指向电极22、23的前端。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，支承弹簧3也将被旋转地驱动。图8D所示的结构和图8C的唯一区别在于切变型压电元件24的极化方向指向电极22、23的基座。这种情况下，当施加电压给电极22、23时，支承弹簧3也将被旋转驱动，但是旋转方向和图8C所示结构中的旋转方向相反。
图8A到8D说明的致动器20A的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)沿特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图8A到8D所示的致动器20A的驱动方向将被反转。
图9A到9D表示了根据本发明第一应用中的第2实施例的磁头定位机构30B的各种结构例子。磁头定位机构30B将根据本发明第2实施例的致动器20B用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
对图9A所示结构来说，电极22、23并列地、沿存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的一部分的极化方向指向存取臂2的前端，而切变型压电元件24的另一部分的极化方向指向存取臂2的基座。这种情况下，施加电压给电极22、23将沿存取臂2的纵向方向平行移动支承弹簧3。图9B所示结构和图9A的唯一区别在于切变型压电元件24两个部分的极化方向和图9A所示结构中对应部分的极化方向相反。这种情况下，施加电压给电极22、23也将平行地移动支承弹簧3，但是移动方向和图9A所示结构中的移动方向相反。
在图9C所示结构中，电极22、23并列地、垂直于存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的一部分的极化方向指向存取臂2的左端，而切变型压电元件24另一部分的极化方向指向存取臂2的右端。这种情况下，施加电压给电极22、23，将沿着垂直于存取臂2的纵向方向的方向平行移动支承弹簧3。图9D所示结构和图9C的唯一区别在于切变型压电元件24两个部分的极化方向和图9C所示结构中对应部分的极化方向相反。这种情况下，也将沿着垂直于存取臂2的纵向方向的方向平行移动支承弹簧3，但是移动方向和图9C所示结构中的移动方向相反。
图9A到9D说明的致动器20B的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)沿特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图9A到9D所示致动器20B的驱动方向将被反转。
图10A表示了根据本发明第一应用中的第3实施例的磁头定位机构30C的一个结构例子。在磁头定位机构30C中，根据本发明第3实施例的致动器20C被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图10A所示结构中，电极22、23并列地、沿存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，并且切变型压电元件24位于隔离槽241两侧的两部分的极化方向彼此相背。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于存取臂2纵向方向的方向平行移动支承弹簧3。
同样在磁头定位机构30C中，电极22、23也可并列地，并垂直于存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的两部分的极化方向沿着存取臂2的纵向方向。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着存取臂2的纵向方向平行移动支承弹簧3。
图10B表示了根据本发明第一应用中的第4实施例的磁头定位机构30D的一个结构例子。在磁头定位机构30D中，根据本发明第4实施例的致动器20D被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图10B所示结构中，电极22、23并列地、沿着存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，并且切变型压电元件24位于隔离槽241两侧的两部分的极化方向彼此相反。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于存取臂2纵向方向的方向平行移动支承弹簧3，但是移动方向和图10A所示结构中的移动方向相反。
同样在磁头定位机构30D中，电极22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24的两部分的极化方向沿着存取臂2的纵向方向。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着存取臂2的纵向方向平行移动支承弹簧3。
图11A到11D表示了根据本发明第一应用中的第5实施例的磁头定位机构30E的各种结构例子。在磁头定位机构30E中，根据本发明第5实施例的致动器20E被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图11A所示结构中，电极22、23并列地、沿着存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24A、24B位于电极22、23的上面。切变型压电元件24A、24B的极化方向都指向存取臂2的前端。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将旋转驱动支承弹簧3。图11B所示结构和图11A的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向都指向存取臂2的基座。这种情况下，施加电压给电极22、23也将旋转驱动支承弹簧3，但是旋转方向和图11A所示结构中的旋转方向相反。
在图11C所示的结构中，电极22、23并列地、并垂直于存取臂2的纵向方向被布置在存取臂2的前端。切变型压电元件24A、24B的极化方向分别指向电极22、23的前端。这种情况下，施加电压给电极22、23，也将旋转驱动支承弹簧3。图11D所示结构和图11C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向都指向电极22、23的基座。这种情况下，施加电压给电极22、23，也将旋转驱动支承弹簧3，但是旋转方向和图11C所示结构中的旋转方向相反。
图12A到12D表示了根据本发明第一应用中的第6实施例的磁头定位机构30F的各种结构例子。磁头定位机构30F将根据本发明第6实施例的致动器20F用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
对图12A所示的结构来说，电极22、23被并列地、沿着存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24A、24B中的一个的极化方向指向存取臂2的前端，而另一个切变型压电元件的极化方向指向存取臂2的基座。这种情况下，施加电压给电极22、23，将沿着存取臂2的纵向方向平行地移动支承弹簧3。图12B所示结构和图12A所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向和图12A所示结构中对应切变型压电元件的极化方向相反。这种情况下，在电极22、23之间施加电压也将平行地移动支承弹簧3，但是移动方向和图12A所示结构中的移动方向相反。
在图12C所示的结构中，电极22、23被并列地、并垂直于存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24A、24B中的一个的极化方向指向存取臂2的左端，而另一个切变型压电元件的极化方向指向存取臂2的右端。这种情况下，在电极22、23之间施加一个电压，也将沿着垂直于存取臂2的纵向方向的方向平行移动支承弹簧3。图12D所示结构和图12C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向和图12C所示结构中对应切变型压电元件的极化方向相反。这种情况下，支承弹簧3也将沿着垂直于存取臂2的纵向方向的方向被平行移动，但是移动方向和图12C所示结构中的移动方向相反。
图13A表示了根据本发明第一应用中的第7实施例的磁头定位机构30G的一个结构例子。在磁头定位机构30G中，根据本发明第7实施例的致动器20G被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图13A所示结构中，电极22、23被并列地、沿着存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，并且切变型压电元件24A、24B的极化方向垂直于存取臂2的纵向方向，并且彼此相背。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于存取臂2纵向方向的方向平行移动支承弹簧3。
同样在磁头定位机构30G中，电极22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24A、24B的极化方向沿着存取臂2的纵向方向。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着存取臂2的纵向方向平行移动支承弹簧3。
图13B表示了根据本发明第一应用中的第8实施例的磁头定位机构30H的一个结构例子。在磁头定位机构30H中，根据本发明第8实施例的致动器20H被用在磁头致动器的存取臂2的前端和支承弹簧3之间。
在图13B所示结构中，电极22、23被并列地、沿着存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，并且切变型压电元件24A、24B的极化方向垂直于存取臂2的纵向方向，并且彼此相对。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于存取臂2*纵向方向的方向平行移动支承弹簧3，但是移动方向和图13A所示结构中的移动方向相反。
同样在磁头定位机构30H中，电极22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的纵向方向布置在存取臂2的前端，切变型压电元件24A、24B的极化方向沿着存取臂2的纵向方向。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将沿着存取臂2的纵向方向平行移动支承弹簧3。
图14A表示了根据本发明第9实施例的致动器的结构，该图是根据第9实施例的致动器20J的结构分解图。致动器20J包括一个形成于固定端21上的具有预定深度的圆孔19。两个电极22A、23A被布置在圆孔19的内圆周面上，使得内圆周面被分隔成对称的两部分。两个厚度预定的半圆状切变型压电元件24C、24D位于电极22A、23A的内圆周面上。两个半圆状切变型压电元件24C、24D的极化方向和关于分界线对称的圆周方向一致。另外，对电极25A被装配在两个半圆状切变型压电元件24C、24D的内圆周面上。一个旋转轴18被固定到对电极25A的内圆周面上，从而构成根据第9实施例的致动器20J。
引线型板26A、27A和圆孔19的两个对边连接。放大器28和控制器29和引线型板27A的前端连接。在致动器20J中，从控制器29输出的极性预定的驱动信号由放大器28放大，在两个电极22A、23A之间施加一个电压。这样，切变型压电元件24C、24D被变形，从而旋转对电极25A。于是固定在对电极25A上的旋转轴18被旋转驱动。控制器29可输出极性为正和极性为负的驱动信号。通过改变驱动信号的极性，可控制旋转轴18的旋转量和旋转方向。
在图14A中，引线型板26A被接地。但是，也可将引线型板26A和另一个电压放大器连接，从而差速驱动切变型压电元件24C、24D。
图14B表示了在磁头致动器的存取臂2和磁盘机的支承弹簧3之间安装图14A的致动器20J，从而构成根据本发明第一应用中的第9实施例的磁头定位机构30J的方法。在磁头致动器的存取臂2的前端形成构成致动器20J固定端一部分的圆孔19。两个电极22A、23A，切变型压电元件24C、24D和对电极25A被包容在这个圆孔19中。一个从支承弹簧3的基座伸出的凸出部被紧固到25A上，从而形成磁头定位机构30J。
图15A表示了根据本发明第10实施例的致动器20K的结构。固定端21A为平板状，并且在其前端具有一个凹槽21B。在凹槽21B的两个相对面上各布置一个电极。当固定端21A由导电金属材料构成时，就不需要这两个电极。中间夹有可移动板17的两个切变型压电元件24被安装到这两个电极之间。当可移动板17由金属材料构成时，则在切变型压电元件24的更接近可移动板17的端面上不需要电极。
图15B表示了致动器20K装配后的情况。图15C是表示图15B的致动器20K和电压放大器28之间的连接情况的线路结构图。致动器20K的电压放大器28和控制器29被接入到可移动板17和固定端21A之间。通过控制电压之间的电压幅度及施加电压的方向，可按照图15B所示的方式振动可移动板17。
图15C中，固定端21A被接地。但是也可将固定端21A和另一个电压放大器连接，从而差速驱动两个切变型压电元件24。
顺便说明，在假定固定端21A构成磁头致动器的存取臂2，可移动板17构成磁头致动器的支承弹簧3的情况下，致动器20J可被直接用于根据本发明第一应用中的第10实施例的磁头定位机构30K。
上述的根据第一应用中的第1到第10实施例的磁头定位机构30A到30K采用了根据第1到第10实施例的致动器20A到20K，这些磁头定位机构结构简单，定位精度高。这样在具有高的移动精度的情况下，提高了制造和装配效率。
图16A表示了第二应用中的磁头定位机构40的基本结构，其中致动器20被用在安装于磁头致动器存取臂2上的支承弹簧3和安装在磁盘机的支承弹簧3前端的磁头4(实际上，是具有感应磁头或MR磁头的磁头滑动器4A)之间。图16B表示了图16A所示磁头定位机构40装配后的情况。
在磁头定位机构40中，致动器20的两个电极22、23被布置在由磁头致动器支承弹簧3前端的岛状部分3A构成的固定端上。该岛状部分3A通过两个桥路3B和支承弹簧3的前端连接。在岛状部分3A周围形成孔洞3B、3C。除了电极22、23之外，岛状部分还有四个用来和磁头4电连接的垫片3D。另外在支承弹簧3上布置有和两个电极22、23连接的引线型板26、27及和四个垫片3D连接的引线型板41到44。引线型板26、27通过桥路3B之一和两个电极22、23连接，而引线型板41到44通过另一个桥路3B和四个垫片3D连接。这种情况下，在其前端带有磁头4的磁头滑动器4A通过两个切变型压电元件24A、24B被安装在电极22、23之上。尽管图16A和16B中未表示，四个垫片3D和磁头4(4B)也可用柔性引线之类的柔性连接件连接。
如图16B所示，在存取臂2的两侧各安装一个支承弹簧3，从而为每个存取臂2提供了两个根据第二应用的磁头定位机构40。
图16C是沿图16B中的线D-D得到的剖视图，它表示了磁头定位机构40的详细结构。在支承弹簧3上形成一层绝缘层31，电极22、23被布置在绝缘层31之上。切变型压电元件24A、24B分别位于电极22、23的上面。对电极25被布置在切变型压电元件24A、24B的上面。磁头滑动器4A通过绝缘层32被安装在对电极25之上。
这样，介于磁头致动器的支承弹簧3和磁头滑动器4A之间的磁头定位机构可以精细地移动磁头滑动器4A前端的磁头4，而和磁头致动器的运动无关。顺便说明，磁头4被精细地移动的方向根据磁头定位机构40选用第1到第8实施例的致动器20的不同而不同。鉴于此，参考图17A到22B，下面来说明根据本发明第二应用的磁头定位机构40的各种实施例及操作例子。
图17A到17D表示了根据本发明第二应用中的第1实施例的磁头定位机构40A的各种结构例子。在磁头定位机构40A中，根据本发明第1实施例的致动器20A被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图17A所示的结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24的极化方向指向存取臂2的前端。这种情况下，施加电压给电极22、23，则将旋转地驱动磁头滑动器4A。图17B所示结构和图17A所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24的极化方向指向支承弹簧3的基座。这种情况下，施加电压给电极22、23时，也将旋转地驱动磁头滑动器4A，但是旋转方向和图17A所示结构中的旋转方向相反。
对图17C所示结构来说，电极22、23并列地、并垂直于支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24的极化方向指向电极22、23的前端。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，磁头滑动器4A也将被旋转地驱动。图17D所示结构和图17C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24的极化方向指向电极22、23的基座。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，磁头滑动器4A也将被旋转地驱动，但是旋转方向和图17C所示结构中的旋转方向相反。
图17A到17D说明的致动器20A的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图17A到17D所示的致动器20A的驱动方向将被反转。
图18A到18D表示了根据本发明第二应用中的第2实施例的磁头定位机构40B的各种结构例子。在磁头定位机构40B中，根据本发明第2实施例的致动器20B被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图18A所示的结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24的一部分的极化方向指向支承弹簧3的前端，而切变型压电元件24的另一部分的极化方向指向支承弹簧3的基座。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着出支承弹簧3的纵向方向平行移动磁头滑动器4A。图18B所示结构和图18A所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24两个部分的极化方向和图18A所示结构中对应部分的极化方向相反。这种情况下，施加电压给电极22、23，也将平行地移动磁头滑动器4A，但是移动方向和图18A所示结构中的移动方向相反。
在图18C所示结构中，电极22、23并列地、并垂直于支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24的一部分的极化方向指向岛状部分3A的左端，而切变型压电元件24另一部分的极化方向则指向岛状部分3A的右端。这种情况下，施加电压给电极22、23，也将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行地移动磁头滑动器4A。图18D所示结构和图18C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24两个部分的极化方向和图18C所示结构中对应部分的极化方向相反。这种情况下，施加电压给电极22、23，也将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行地移动磁头滑动器4A，但是移动方向和图18C所示结构中的移动方向相反。
图18A到18D说明的致动器20B的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图18A到18D所示致动器20B的驱动方向将被反转。
图19A表示了根据本发明第二应用中的第3实施例的磁头定位机构40C的一个结构例子。在磁头定位机构40C中，根据本发明第3实施例的致动器20C被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图19A所示结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，并且切变型压电元件24位于隔离槽241两侧的两部分的极化方向彼此相背。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行地移动磁头滑动器4A。
同样在磁头定位机构40C中，电极22、23也可并列地，并垂直于支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24的两部分的极化方向沿着支承弹簧3的纵向方向。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，则将沿着支承弹簧的纵向方向平行移动磁头滑动器4A。
图19B表示了根据本发明第二应用中的第4实施例的磁头定位机构40D的一个结构例子。在磁头定位机构40D中，根据本发明第4实施例的致动器20D被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图19B所示结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24位于隔离槽241两侧的两部分的极化方向彼此相反。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，则将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行移动磁头滑动器4A，但是移动方向和图19A所示结构中的移动方向相反。
同样在磁头定位机构40D中，电极22、23也可并列地，并垂直于存取臂2纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24的两部分的极化方向沿着支承弹簧3的纵向方向。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，则将沿着支承弹簧3的纵向方向平行移动磁头滑动器4A。
图19A和19B说明的致动器20C和20D的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图19A和19B所示致动器20C和20D的驱动方向将被反转。
图20A到20D表示了根据本发明第二应用中的第5实施例的磁头定位机构40E的各种结构例。在磁头定位机构40E中，根据本发明第5实施例的致动器20E被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图20A所示结构中，电极22、23并列地、沿着存取臂2的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24A、24B位于电极22、23上。切变型压电元件24A、24B的极化方向都指向支承弹簧3的前端。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，则将旋转驱动磁头滑动器4A。图20B所示结构和图20A所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向都指向支承弹簧3的基座。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，也将旋转驱动磁头滑动器4A，但是旋转方向和图20A所示结构中的旋转方向相反。
在图20C所示的结构中，电极22、23并列地、并垂直于支承弹簧3的纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24A、24B的极化方向分别指向电极22、23的前端。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，也将旋转驱动磁头滑动器4A。图20D所示结构和图20C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向都分别指向电极22、23的基座。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，也将旋转驱动磁头滑动器4A，但是旋转方向和图20C所示结构中的旋转方向相反。
图20A到20D说明的致动器20E的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图20A到20D所示致动器20E的驱动方向将被反转。
图21A到21D表示了根据本发明第二应用中的第6实施例的磁头定位机构40F的各种结构例子。磁头定位机构40F将根据本发明第6实施例的致动器20F用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
对图21A所示的结构来说，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24A、24B中的一个的极化方向指向支承弹簧3的前端，而另一个切变型压电元件的极化方向则指向支承弹簧3的基座。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着支承弹簧3纵向方向平行移动磁头滑动器4A。图21B所示结构和图21A所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向和图21A所示结构中对应切变型压电元件的极化方向相反。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，也将平行移动磁头滑动器A4，但是移动方向和图21A所示结构中的移动方向相反。
在图21C所示的结构中，电极22、23并列地、并垂直于支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，切变型压电元件24A、24B中的一个的极化方向指向岛状部分3A的左端，而另一个切变型压电元件的极化方向指向岛状部分3A的右端。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，也将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行移动磁头滑动器4A。图21D所示结构和图21C所示结构的唯一区别在于切变型压电元件24A、24B的极化方向和图21C所示结构中对应切变型压电元件的极化方向相反。这种情况下，磁头滑动器4A也将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向被平行移动，但是移动方向和图21C所示结构中的移动方向相反。
图21A到21D说明的致动器20F的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图21A到21D所示致动器20F的驱动方向将被反转。
图22A表示了根据本发明第二应用中的第7实施例的磁头定位机构40G的一个结构例。在磁头定位机构40G中，根据本发明第7实施例的致动器20G被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图22A所示结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24A、24B的极化方向垂直于支承弹簧3的纵向方向，并且彼此相背。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行移动磁头滑动器4A。
同样在磁头定位机构40G中，电极22、23也可并列地，并垂直于支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A上，使得切变型压电元件24A、24B的极化方向沿着支承弹簧3的纵向方向。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着支承弹簧3的纵向方向平行移动磁头滑动器4A。
图22B表示了根据本发明第二应用中的第8实施例的磁头定位机构40H的一个结构例。在磁头定位机构40H中，根据本发明第8实施例的致动器20H被用在磁头致动器的支承弹簧3的前端和磁头滑动器4A之间。
在图22B所示结构中，电极22、23并列地、沿着支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A中，使得切变型压电元件24A、24B的极化方向垂直于支承弹簧3的纵向方向，并且彼此相对。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着垂直于支承弹簧3纵向方向的方向平行移动磁头滑动器4A，但是移动方向和图22A所示结构中的移动方向相反。
同样在磁头定位机构40H中，电极22、23也可并列地，并垂直于支承弹簧3纵向方向被布置在支承弹簧3前端的岛状部分3A中，使得切变型压电元件24A、24B的极化方向沿着支承弹簧3的纵向方向。这种情况下，通过施加电压给电极22、23，将沿着支承弹簧3的纵向方向平行移动磁头滑动器4A。
在上述的根据本发明第二应用中的第1到第8实施例的磁头定位机构40A到40H中，只有磁头滑动器4A由根据第1到第8实施例的致动器20A到20H驱动，大部分可移动部分可改善致动器的共振点。
图22A和22B说明的致动器20G和20H的驱动方向是当从电压放大电路(图中未表示)以特定方向将电压施加给电极22、23时的驱动方向的例子。当施加给电极22、23的电压的极性被反转时，图22A和22B所示致动器20G和20H的驱动方向将被反转。
图23A表示了根据本发明第二应用中的第9实施例的磁头定位机构40J的一个结构例。在磁头定位机构40中，根据本发明第3实施例的致动器20H被用在磁头滑动器4A的前端和磁头板4B之间。
在图23A所示结构中，在安装磁头板4B之前，先将电极22、23并列地布置在磁头滑动器4A的端面上，磁头滑动器4A安装在支承弹簧3前端的岛状部分3A中。磁头板4B安装在电极22、23之上，磁头板4B和电极22、23之间插入切变型压电元件24。一个对电极被布置在磁头板4B和切变型压电元件24邻接的整个表面上，但是图中未表示出。这种情况下，切变型压电元件24的两个部分的极化方向垂直于支承弹簧3的纵向方向，并彼此相背。
图23B表示了根据第二应用中的第9实施例的，装配后的磁头定位机构40J的结构。
在磁头定位机构40J中，通过施加电压给电极22、23，将沿着如箭头指示的，垂直于磁头滑动器4A纵向方向的方向平行移动磁头板4B。
上述的根据本发明第二应用中的第1到第9实施例的磁头定位机构40A到40J分别采用了结构简单，控制精度高的致动器20A到20J，因此可以以高的装配效率容易地制造磁头定位机构40A到40J。
如上所述，根据本发明提供了一种元件尺寸精度要求不高，并且采用能够高精度定位的切变型压电元件的致动器。
另外，根据本发明，通过采用一种能够高精度定位，对尺寸精度没有什么要求的致动器，提供了一种结构简单，制造和装配效率高，定位精度高的磁头定位机构。
图31A是表示装配状态下的根据本发明第11实施例的采用切变型压电元件的致动器51的结构的透视图。
如图31A所示，根据第1实施例的致动器51包括一个构成基座的固定件21C，一个布置在固定件21C之上的驱动件80，及一个布置在驱动件80之上的可移动件90。在本实施例中，固定件21C由导电金属材料制成。驱动件80由两个切变型压电元件24和介于这两个切变型压电元件24之间的导电层34构成。构成驱动件80的两个压电元件24的极化方向在虚线指示方向上，即在垂直于压电元件厚度的方向上彼此相对。布置在驱动件80上的可移动件90也由导电金属材料制成。
虽然本实施例中驱动件80由重叠在一起的两个压电元件24构成，但是也可重叠堆放更多的压电元件24。这种情况下，间隔的压电元件的极化方向相同，在每对相邻的压电元件24之间插入一层导电层34。
在图31A所示实施例中，用于向压电元件24施加电压的电极由导电金属材料制成的固定件21C、导电层34以及导电金属材料制成的可移动件90构成。但是，如图31C所示，在压电元件24的上下表面可形成一个用来将电压从电极均匀地施加压电元件24的电极膜38。电极膜38，例如由厚度约为0.2μm的一层铬层38A和一层铂层38B构成。可采用溅射形成电极膜38。
此外，作为图31A所示实施例的改型，导电层34可以是一层导电胶。这样，在压电元件24的上下表面不需要形成电极膜38。另外，导电胶可用在压电元件24和固定件21C之间，及压电元件24和可移动件90之间起连接作用。这种改变的优点是省略了形成电极膜38的步骤。
此外，作为图31A所示实施例的另一种改型，单个压电元件24可被用作驱动件80，如图31D所示。
图31B表示了图31A的致动器51的装配状态。在本实施例中，固定件21C和可移动件90通过放大器28和控制器29连接。驱动件80的导电层34和控制器29被接地。从控制器29输出一个预定极性的驱动信号，并由放大器28放大，以便沿着两个压电元件24的厚度方向施加预定电压，其结果是根据第11实施例的致动器51在两点线回路方向上被变形。施加给致动器51的电压值越高，在组成致动器51的驱动件80中重叠的压电元件24越多，则致动器51的变形量越大。
图31B中，控制器29输出正极性和负极性的两个驱动信号。当从控制器20输出的驱动信号的极性和上述驱动信号的极性相反时，致动器51的变形方向和所示方向相反。如上所述，在根据第11实施例的致动器51中，在使致动器51接近固定件21C的部分固定的同时，将其操作要被控制的元件安装在致动器52接近可移动件90的部分之上。恰当地调节控制器29输出的驱动信号的极性和幅度或者放大器28的放大系数，以控制施加给驱动件80的压电元件24的电压的方向和幅度，从而可以以很小的距离精细地控制该元件的线性运动。另外，当驱动信号为方波信号时，通过频宽比可控制施加给压电元件24的电压幅度。
下面将对增加重叠的压电元件24的数目可增加可移动件90每伏电压的位移(下文称为位移灵敏度)的事实作出说明。
假定λ为切变型压电元件的位移，n为重叠的压电元件的数目，d15为压电元件的切变模式压电常数，V为施加的电压。则位移λ一般可表示为：
λ＝n×d15×V(d15：由所涉及的材料确定的常数)即，位移灵敏度γ为λ/V＝n×d15，它和重叠的压电元件的数目成正比。
下表1表示了一层和两层压电元件的位移灵敏度γ的测量结果。表中指出两层压电元件的位移灵敏度是一层压电元件位移灵敏度的1.8倍。
表1 压电元件层数和位移灵敏度
压电元件层数 位移灵敏度
一个压电元件 0.42nm/V
两个压电元件 0.76nm/V
图32A是表示装配状态下的根据本发明第12实施例的采用切变型压电元件的致动器52结构的透视图。
如图32A所示，根据第12实施例的致动器52包括一个构成基座的固定件21C，一个布置在固定件21C之上的驱动件80，及一个布置在驱动件80之上的可移动件90。在本实施例中，电极22T被布置在固定件21C之上，并由引线型板22P和一个电源(图中未表示出)连接。当固定件21C由非导电材料制成时，电极22T被直接布置在固定件21C上面，而当固定件21C由导电金属材料制成时，电极22T通过一层聚酰亚胺之类的绝缘层被布置在固定件21C上。驱动件80包括彼此平行布置的两个切变型压电元件24。
构成驱动件80的两个压电元件24的极化方向和虚线箭头指示的方向一致，即在垂直于压电元件厚度的方向上彼此相对。在驱动件80上形成的可移动件90由导电金属材料制成。
另外在本实施例中，通过溅射可在两个压电元件24的上下表面分别形成电极膜38，电极膜38包括厚度约为0.2μm的一层铬层38A和一层铂层38B。也可不在压电元件24的上下表面形成电极膜38，而是借助于导电胶将压电元件24和固定件21C，以及将压电元件24和可移动件90连接起来。
图32B表示了装配状态下的致动器52。在本实施例中，固定件21C的电极22T通过引线型板22P及放大器28和控制器29连接。可移动件90和控制器29被接地。控制器29输出一个预定极性的驱动信号，并由放大器28放大，以便沿着两个压电元件24的厚度方向施加预定电压。这样根据第12实施例的致动器52沿着两点线回路指示的方向旋转。旋转量越大，则施加的电压越高。
图32B中，控制器29输出正极性和负极性的两种驱动信号。当从控制器29输出的驱动信号的极性和上面提及驱动信号的极性相反时，则致动器52的变形方向和所示方向相反。对根据第12实施例的致动器52来说，在使接近固定件21C的部分固定的同时，将其操作要被控制的元件安装在致动器52的接近可移动件90的部分之上，恰当地调节控制器29输出的驱动信号的极性和幅度，以控制施加给驱动件80的压电元件24的电压的方向和幅度。这样，可以以很小的距离精细地控制该特定元件的旋转。
图33A是表示装配状态下的根据本发明第13实施例的采用多个切变型压电元件的致动器53结构的透视图。根据第13实施例的致动器53是第2实施例的致动器52的改型。
如图33A所示，第13实施例的致动器53是第12实施例的致动器52的驱动件80的多层变型。具体地说，第13实施例的致动器53和第2实施例的致动器52的唯一区别在于介于固定件21C和可移动件90之间的驱动件80由两层压电元件24构成，这两层压电元件24之间有一层导电层34。
在第13实施例中，刚好位于可移动件90下面的两个压电元件24的极化方向和第12实施例中的压电元件的极化方向相同。这种情况下，布置在固定件21C上的每个压电元件24的极化方向和与其横向以及垂直邻接的压电元件24的极化方向相反。
在本实施例中，和前面的实施例一样，在这四个压电元件24的各个上下表面可溅射形成电极膜38，电极膜38由厚度约为0.2μm的一层铬层38A和一层铂层38B构成。同样，也可不在压电元件24的上下表面形成电极膜38，而是在压电元件24和固定件21C之间，以及压电元件24和可移动件90之间采用导电胶来连接。
图33B表示了装配状态下图33A的致动器53。在本实施例中，固定件21C的电极22T和可移动件90通过放大器28和控制器29连接。导电层34和控制器29被接地。控制器29输出一个预定极性的驱动信号，并由放大器28放大，以便从电极22T和可移动件90沿着四个压电元件24的厚度方向向导电层24施加预定电压。其结果是每一层都按照和第12实施例的致动器52的旋转方向相同的方向旋转。这样根据第13实施例的致动器53沿着两点线回路指示的方向旋转。在施加的电压相同的情况下，致动器53的旋转量约为第12实施例的致动器52旋转量的两倍。
在图33A和33B中，导电层位于并列布置的压电元件24之上。导电层34也可被单独布置在压电元件24的每一层之上。
图34A是表示根据本发明第14实施例的采用单个切变型压电元件的致动器54的结构的透视图。根据第14实施例的致动器54是根据第12实施例的致动器52的改型。
如图34A所示，根据第14实施例的致动器54包含一个代替第12实施例致动器52的驱动件80的两个压电元件24的集成压电元件24。具体地说，根据第14实施例的致动器54和根据第12实施例的致动器52的唯一区别在于固定件21C和可移动件90之间的驱动件80由一个集成压电元件24构成。该集成压电元件24具有沿着两个平行的不同方向被极化的内部部分。极化方向和根据第12实施例的那两个压电元件24的极化方向相同。
同样在本实施例中，在集成压电元件24的上下表面可溅射形成电极膜38。另外，可采用导电胶将各元件彼此连接起来。
图34B表示了装配状态下的图34A的致动器53。在本实施例中，固定件21C的电极22T通过引线型板22P及放大器28和控制器29连接，可移动件90和控制器29被接地。控制器29输出一个预定极性的驱动信号，并由放大器28放大，以便沿着压电元件24的厚度方向施加预定电压。从而使得集成压电元件24被扭转变形。这样根据第14实施例的致动器54沿着两点线回路指示的方向，即沿着和根据第12实施例的致动器52的旋转方向相同的方向旋转。致动器54的旋转量和第12实施例的致动器52的旋转量相同。
图34C表示了根据第14实施例的改型的致动器54’的结构。在该改型中，在第14实施例的致动器54的集成压电元件24和固定件21C之间形成了一个第二集成压电元件24和导电层34。这样加入的第二集成压电元件24的极化方向和上面的集成压电元件24的极化方向相反。
这样，当在电极22T和导电层34之间及在导电层34和可移动件90之间施加预定的电压时，和根据第14实施例的致动器54的旋转量相比，第14实施例改型的致动器54’的旋转量增大了。
图35A是表示装配状态下的根据本发明第15实施例的采用切变型压电元件的致动器55的结构的透视图。根据第15实施例的致动器55是根据第12实施例的致动器52的改型。
如图35A所示，根据第15实施例的致动器55和根据第12实施例的致动器52的区别在于可移动件90包括重叠在那两个刚好位于它下面的压电元件24之上，并由这两个压电元件24直接驱动的根部分93，及从根部分93伸出的扩大的覆盖部分94；在两个根部分93之间形成了一个将两个根部分93彼此分隔开的第一槽口91。第一槽口91的布置方向平行于驱动件80的两个压电元件24的极化方向，根部分93位于驱动器80之上。
同样在本实施例中，也可在那两个压电元件24的各个上下表面分别溅射形成电极膜38。也可以采用导电胶来连接压电元件24和固定件21C，及连接压电元件24和可移动件90，来代替在压电元件24的上下表面形成电极膜38。
图35B表示了装配状态下的图35A的致动器55。本实施例中，固定件21C的电极22T通过引线型板22P及放大器28和控制器29连接，可移动件90和控制器29被接地。当从控制器29输出一个预定极性的驱动信号时，该信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是根据各自的极化方向，两个压电元件24分别在箭头A和B的方向上被移动。则扩大的覆盖部分94沿着箭头C的方向被旋转。
在图35B中，从控制器29中输出正极性和负极性的驱动信号。当从控制器29输出的驱动信号的极性和上面提到情况中的信号极性相反时，则致动器55沿着和箭头C的方向相反的方向旋转。这样，通过控制施加给驱动件80的压电元件24的电压，在致动器55靠近固定件21C的部分固定不动的情况下，根据第15实施例的致动器55可以使安装在扩大的覆盖部分94之上的元件旋转，并可控制它的旋转。这样该特定元件可以以很小的距离在虚线箭头D指示的方向上受控振动。
图36A是表示装配状态下的根据本发明第16实施例的采用切变型压电元件的致动器56的结构的透视图。根据第16实施例的致动器56是根据第13实施例的致动器53的改型。
如图36A所示，根据第16实施例的致动器56和根据第13实施例的致动器53的区别在于在第16实施例中，可移动件90由形成于两个压电元件24之上，并由两个压电元件24直接驱动的根部分93和从根部分93伸出的扩大的覆盖部分94构成；在两个根部分93之间形成了一个将两个根部分93彼此分隔开的第一槽口91；导电层34也由第一槽口91分割成两个部分。第一槽口91沿着和驱动件80的四个压电元件24的极化方向平行的方向形成，根部分93位于驱动件80之上。
同样在本实施例中，也可在四个压电元件24的各个上下表面分别溅射形成前述的电极膜38。也可不在压电元件24的上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图36B表示了装配状态下的图36A的致动器56。本实施例中，固定件21C的电极22T和可移动件90通过放大器28和控制器29连接，控制器29和导电层34被接地。当从控制器29输出一个预定极性的驱动信号时，该信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是根据各自的极化方向，四个压电元件24分别在箭头A、B的方向上被移动。则扩大的覆盖部分94沿着箭头C的方向被旋转。
在图36B中，从控制器29中输出一个正极性或负极性的驱动信号。当从控制器29输出的驱动信号的极性和上面提到情况中的信号极性相反时，则致动器56沿着和箭头C相反的方向旋转。如上所述，通过控制施加给驱动件80的压电元件24的电压，在致动器56靠近固定件21C的部分固定不动的情况下，根据第16实施例的致动器56可以使安装在扩大的覆盖部分94之上的元件旋转并控制它的旋转。这样该特定元件可以以很小的距离在虚线箭头D指示的方向上受控旋转。这样，第16实施例的扩大的覆盖部分94的旋转量约为第15实施例的扩大的覆盖部分94旋转量的两倍。
图37A是表示根据本发明第17实施例的采用单个切变型压电元件的致动器57的结构的透视图。根据第17实施例的致动器57是根据第14实施例的致动器54的改型。
如图37A所示，根据第17实施例的致动器56和根据第14实施例的致动器54的区别之处在于，可移动件90由在压电元件24之上形成的，并由该压电元件24直接驱动的根部分93，和从根部分93伸出的扩大的覆盖部分94构成；在根部分93之间形成了一个将根部分93彼此分隔开的第一槽口91。第一槽口91沿着和驱动件80的压电元件24的极化方向平行的方向形成，根部分93位于驱动件80之上。
同样在本实施例中，可在压电元件24的上下表面分别溅射形成电极膜38。另外也可不在压电元件24的上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图37B表示了装配状态下的图37A的致动器57。本实施例中，固定件21C的电极22T通过引线型板22P及放大器28和控制器29连接，控制器29和可移动件90被接地。于是从控制器29输出的预定极性的驱动信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是按照极化方向，压电元件24的一部分沿着箭头A的方向，而另一部分沿着箭头B的方向分别被移动。则扩大的覆盖部分94沿着箭头C指示的方向被旋转。
在图37B中，从控制器29中输出一个正极性或负极性的驱动信号。当从控制器29输出的驱动信号的极性和上面提到情况中的信号极性相反时，则致动器57沿着和箭头C相反的方向旋转。这样，假定在致动器57靠近固定件21C的部分被固定的情况下，在扩大的覆盖部分94上安装一个运动要受控的元件，并且假定对驱动件80的压电元件24施加一个控制适当的电压。则可以在虚线箭头D指示的方向上以很小的距离旋转该特定元件。
图38A是表示装配状态下的根据本发明第18实施例的采用切变型压电元件的致动器58的结构的透视图。根据第18实施例的致动器58是根据第15实施例的致动器55的改型。
如图38A所示，根据第18实施例的致动器58和根据第15实施例的致动器55的区别在于，在可移动件90的根部分93和扩大的覆盖部分94之间的边界从可移动件90的两侧边分别向内形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每个第二槽口92的前端之间的部分形成折叶95。
同样在本实施例中，可在压电元件24的各个上下表面分别溅射形成电极膜38。另外也可不在压电元件24的上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图38B表示了装配状态下的图38A的致动器58。第18实施例的致动器58以和第15实施例完全相同的方式通过放大器28和控制器29连接。在根据第18实施例的致动器58中，从控制器29输出的预定极性的驱动信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是根据各自的极化方向，两个压电元件24分别在箭头A和B的方向上被移动。由于折叶95的作用，扩大的覆盖部分94覆盖的距离大于第15实施例的扩大的覆盖部分94覆盖的距离。
在图38B中，从控制器29中输出一个正极性或负极性的驱动信号。当从控制器29输出的驱动信号的极性和上面提到情况中的信号极性相反时，则致动器58沿着和箭头C相反的方向旋转。假定在致动器58靠近固定件21C的部分被固定的情况下，在扩大的覆盖部分94上安装一个运动要受控的元件，并且假定对驱动件80的压电元件24施加一个控制适当的电压。则可以在虚线箭头D指示的方向上以很小的距离振动或旋转该特定元件。
下面参考图44到46B来说明根据第18实施例的折叶95的作用。
图44表示了一个和第18实施例的致动器58类似的，具有折叶结构的致动器AWH。图45表示了一个不具有折叶结构的致动器AHL。图44的致动器AWH的可移动件90具有和第18实施例类似的第一及第二槽口91、92和两个折叶95。压电元件24位于由第一槽口91分隔开的两个根部分93上。扩大的覆盖部分94沿着第一槽口91的轴伸展，并且一个磁头或类似物安装在扩大的覆盖部分94的前端。假定E为该致动器AWH的折叶95之间的距离。另一方面，图45的致动器AHL和图44的致动器AWH相同，只是没有第一和第二槽口91、92。在该致动器AHL中，假定F为两个压电元件24的中心距离。
位移放大率为(致动器位移)÷(压电元件的固有位移)。在折叶结构中，位移放大率取决于折叶的宽度及折叶之间的距离。减小折叶的宽度可得到较大的位移放大率。对于具有如图44所示形成的折叶95的致动器AWH来说，假定按照前述那样移动压电元件24，使扩大的覆盖部分94在图44所示箭头S指示的方向上被振动。则振动中心位于G点，该点是第一槽口91的中心线和第一槽口91的前端的交点。这种情况下，位移放大率可近似地表示为：
位移放大率＝2×(可移动件的长度L)/(折叶的中心距离E)
另一方面，假定不存在折叶，并且按照前述那样移动压电元件24，使扩大的覆盖部分94在图45所示箭头T指示的方向上被振动。则振动中心位于两个压电元件24之间的区域的中心点H上。这种情况下，位移放大率由下式近似地给出：
位移＝2×(可移动件的长度L′)/(压电元件的中心距离F)
压电元件24构成了可移动件90的基座，于是在某种限制下可减小压电元件24的中心距离F。而另一方面，折叶95的中心距离E却不存在这样的限制。于是折叶95的中心距离E可比压电元件24的中心距离F减小得更多。这样存在折叶的情况和不存在折叶的情况相比，可使位移放大率增大得更多。
在不存在折叶95的情况下，由压电元件24的剪切变形导致的线性运动被转换为刚性件(可移动件90)的旋转运动。这样在两个压电元件24之间产生一个阻碍剪切变形的应力，从而使得压电元件24的变形转换为致动器的变形的转换率较低。而另一方面，在存在折叶95的情况下，阻碍压电元件24的剪切变形的应力只作用于折叶95，这样压电元件24的位移可被合理地反映为可移动件的位移。
由于这些原因，提供折叶95可增大可移动件90的位移。
图46B表示了在构成图46A所示的本发明第18实施例的致动器58的折叶95的第一槽口91和第二槽口92的宽度分别为0.2mm和0.3mm的情况下，采用有限元法分析折叶95的中心距离和位移常数(单位电压的位移)之间关系的分析结果。从该图中可看出折叶95的中心距离越小，则位移常数越大。另一方面，当不存在折叶时，图45中的可移动件90的位移常数约为5nm/V。具有折叶的可移动件90的位移常数至少是不具有折叶的可移动件位移常数的六倍。
如上所述，和压电元件24的多层结构类似，可移动件90上具有折叶95可增加采用剪切效应的压电元件的位移。
图39A是表示根据本发明第19实施例的采用切变型压电元件的致动器59的结构的透视图。根据第19实施例的采用切变型压电元件的致动器59是根据第16实施例的采用切变型压电元件的致动器55的改型。
如图39A所示，根据第19实施例的致动器59和根据第16实施例的致动器56的区别在于，在可移动件90的根部分93和扩大的覆盖部分94之间的边界从可移动件90的两侧边分别向内形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每个第二槽口92的前端之间的部分形成折叶95。
同样在本实施例中，可在压电元件24的各个上下表面分别溅射形成电极膜38。另外也可不在压电元件24的上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图39B表示了装配状态下的图39A的致动器59。根据第19实施例，致动器59以和第16实施例完全相同的方式通过放大器28和控制器29连接。对根据第19实施例的致动器59来说，从控制器29输出的预定极性的驱动信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是根据各自的极化方向，两个压电元件24分别在箭头A和B的方向上被移动。由于如上所述的折叶95的作用，扩大的覆盖部分94沿着箭头C的方向覆盖的距离大于第16实施例中扩大的覆盖部分94沿着箭头C的方向覆盖的距离。
图40A是表示装配状态下的根据本发明第20实施例的采用切变型压电元件的致动器60的结构的透视图。根据第20实施例的致动器60是根据第17实施例的致动器57的改型。
如图40A所示，根据第20实施例的致动器60和根据第17实施例的致动器57的区别在于，在可移动件90的根部分93和扩大的覆盖部分94之间的边界从可移动件90的两侧边分别向内形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每个第二槽口92的前端之间的部分上形成折叶95。
同样在本实施例中，可在压电元件24的各个上下表面分别溅射形成电极膜38。另外也可不在压电元件24的上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图40B表示了装配状态下的图40A的致动器60。根据第20实施例的致动器60以和第17实施例完全相同的方式通过放大器28和控制器29连接。对根据第20实施例的致动器60来说，从控制器29输出的预定极性的驱动信号由放大器28放大，从而沿着压电元件24的厚度方向施加一个预定电压。其结果是根据各部分的极化方向，压电元件24在箭头A和B的方向上被移动。本实施例中扩大的覆盖部分94在箭头C的方向覆盖的距离大于第17实施例中扩大的覆盖部分94在箭头C的方向覆盖的距离。
图41表示了根据本发明的第18到20实施例的致动器58到60采用的移动件90的折叶95的另一种结构。和前述实施例中的I形第一槽口91不同，根据本实施例的第一槽口91的前端为T形。这样，第一槽口不限于I形。
图42A、42B表示了根据本发明第21实施例的采用切变型压电元件的致动器61的结构。图42A单独表示了驱动件80的结构。图42B是表示采用图42A的驱动件80的致动器61的结构的侧视图。
如图42A所示，根据第21实施例，驱动件80包括一个正常长度的压电元件24和一个比该压电元件24稍长的压电元件24L。对本实施例的驱动件80来说，压电元件24被置于压电元件24L之上，并且它们的一端被对齐。于是，在驱动件80的另一端，压电元件24L的另一端就超出了压电元件24的另一端。介于压电元件24和24L之间的导电层34被置于较长的压电元件24L之上。这样在驱动件80的另一端导电层34被暴露出来。根据第21实施例，导电层34露出的部分被用作和引线35连接的电极。
于是如图42B所示，根据第21实施例的驱动件80布置在固定件21C之上的致动器61使得导电层34和引线35之间的连接很容易。引线37连接可移动件90和固定件21C。
图43A、43B表示了根据本发明第22实施例的采用切变型压电元件的致动器62的结构。图43A单独表示了驱动件80的结构。图43B是表示采用图43A的驱动件80的致动器62的结构的侧视图。
如图43A所示，根据第22实施例的驱动件80包括两个正常长度的压电元件24和一个比这两个压电元件24稍长的压电元件24L。另外在本实施例的驱动件80中，压电元件24L介于这两个压电元件24之间，并且三个压电元件的一端被对齐。于是，在驱动件80的另一端，压电元件24L的另一端就从两个压电元件24的另一端伸出。介于压电元件24和24L之间的导电层34形成于较长的压电元件24L之上。于是在驱动件80的另一端在压电元件24L的两侧导电层34被暴露出来。根据第22实施例，导电层34露出的部分被用作和引线35、36连接的电极。
于是，如图43B所示，对于通过将驱动件80布置在固定件21C上而装配得到的根据第22实施例的致动器62来说，可以很容易地将导电层34和引线35、36连接起来。在图43B中，接地引线型板22Q被布置在固定件21C之上。该引线型板22Q还和引线37连接。
同样在第21和22实施例中，均可在压电元件24的各个上下表面分别溅射形成电极膜38。另外也可不在压电元件24的各个上下表面上形成电极38膜，而是采用导电胶来连接各个元件。
图47A表示了用导线和根据本实施例的致动器的电极连接的另一种结构例。在上述实施例中，在固定件21C上形成一个引线型板，以便用引线35、36将压电元件24、24L的电极和固定件21C的引线型板及可移动件90连接起来，向压电元件施加电压。但是在本结构例中，电压是借助于FPC(柔性印刷电路)45施加给压电元件24的。图47B表示了当图47A中固定件21C是导体时，固定件21C上的电极22T的结构。这种情况下，在固定件21C上形成一层绝缘层46，电极22T位于绝缘层46之上。
图48表示了第一应用中的磁头定位机构30’的基本结构，磁头定位机构30’包括根据本发明第11到22实施例的致动器51到62中的任意一个致动器，该致动器位于磁头致动器7的存取臂2的前端和带有磁头4的支承弹簧3之间。对于包括第11到22实施例的致动器51到62中的任意一个致动器的磁头定位机构30’来说，固定件21C是磁头致动器7的存取臂2。另外，在其前端装有磁头滑动器4A的支承弹簧3的基座被布置在可移动件90之上。
图49表示了根据第一应用的第11实施例的磁头定位机构30L的结构，磁头定位机构30L包含本发明第11实施例的的致动器51。对于本实施例的磁头定位机构30L来说，和驱动件80的整个底面连接的电极22T及引线型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21C)的前端。驱动件80位于电极22T之上，驱动件80包括在它们之间插入一层导电层34的两个压电元件24，可移动件90位于驱动件80之上，采用焊接或类似的方法将支承弹簧3的基座安装在可移动件90上面。可移动件90由一个引线(图中未表示)和引线型板23P连接。对于本实施例的磁头定位机构30L来说，当在引线型板22P、23P之间施加一个电压时，支承弹簧3被驱动着沿图中的R、L方向细微移动
图50A表示了根据第一应用的第12实施例的磁头定位机构30M的结构，磁头定位机构30M包含本发明第18实施例的的致动器58。在本实施例的磁头定位机构30M中，和驱动件80的整个底面连接的电极22T及引线型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21C)的前端。两个压电元件24基本平行地被布置在电极22T之上，可移动件90被布置在压电元件24上面。可移动件90包括分别布置在那两个压电元件24之上，由第一槽口91分隔开的两个根部分93，及一个通过折叶95和根部分93连接的扩大的覆盖部分94。采用焊接或类似方法将支承弹簧3的基座安装在扩大的覆盖部分94上。可移动件90由引线37和引线型板23P连接。对于本实施例的磁头定位机构来说，当在引线型板22P、23P之间施加一个电压时，则支承弹簧3绕着位于两个折叶95之间的G点沿着C、UC方向以很小的角度被振动。可移动件90最好接地。
图50B表示了参考图50A说明的实施例的磁头定位机构30M的改型。图50B所示磁头定位机构和图50A所示磁头定位机构的区别在于，可移动件90同时构成支承弹簧3。由第一和第二槽口91、92之间的折叶95分隔为两个根部分93的支承弹簧3的基座被分别布置在驱动件80的压电元件24上面。本改型的磁头定位机构30N的运动和图50A所示的磁头定位机构30M的完全一样。
图51表示了图50A所示磁头定位机构30M的另一种改型结构。图51所示磁头定位机构和图50A所示磁头定位机构的区别在于存取臂2上的电极的形状及压电元件24的极化方向。图50A的磁头定位机构中，和驱动件80的整个底面连接的电极22T及引线型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21C)的前端。两个极化方向彼此相反的压电元件24彼此基本平行地被布置在电极22T之上，可移动件90位于这两个压电元件24之上。可移动件90的由第一槽口91分隔开的根部分93由引线37和引线型板23P连接。
而在图51所示磁头定位机构中，和驱动件80的压电元件24连接的电极22、23彼此基本平行地位于存取臂2(固定件21C)的前端。两个极化方向相同的压电元件24分别被布置在电极22、23之上。导电的可移动件90位于这两个压电元件24之上。对于本实施例的磁头定位机构30P来说，当在分别和电极22、23连接的引线型板22P、23P之间施加一个电压时，则支承弹簧3绕着位于两个折叶95之间的G点沿着图中的C、UC方向以很小的角度被振动。本实施例不需要引线。
图52表示了参考图51说明的实施例的磁头定位机构30P的改型的磁头定位机构30Q的结构。图52所示磁头定位机构和图51所示磁头定位机构的区别在于可移动件90构成支承弹簧3。构成支承弹簧3的基座，并由介于第一和第二槽口91、92之间的折叶95分隔开的根部分93被分别布置在驱动件80的压电元件24之上。本改型的磁头定位机构30Q的运动和图51所示磁头定位机构30P的运动完全相同。
图53表示了根据第一应用的第13实施例的磁头定位机构30R的结构，磁头定位机构30R包含本发明第21实施例的的致动器61。
对于根据第21实施例的致动器来说，如上所述，驱动件80包括一个正常长度的压电元件24和一个比该压电元件24稍长的压电元件24L。在压电元件24、24L一端对齐的情况下，压电元件24L的另一端超出了压电元件24的另一端。在其前端装有磁头滑动器4A的支承弹簧3的基座被固定在可移动件90上。介于压电元件24和压电元件24L之间的导电层34在压电元件24L的另一端被暴露出来。于是，导电层34暴露出的部分可被用作和引线35连接的电极。于是在根据本实施例的磁头定位机构30R中，可很容易地将导电层34和引线35连接起来。
Claims (24)
1.一种采用至少一个压电元件的致动器，它包含：
两个并列布置在固定端(21)的电极(22、23)；
一个布置在所述两个电极(22、23)之上的切变型压电元件(24)；
以及
一个布置在所述切变型压电元件(24)的和所述两个电极(22、23)相对的自由端表面上的对电极(25)；
其中通过在所述两个电极(22、23)之间施加电压，所述对电极(25)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向在自身平面内被移动。
2.按照权利要求1所述的采用至少一个压电元件的致动器，其中
所述切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在绕着所述切变型压电元件的中心部分旋转的方向上被移动。
3.按照权利要求1所述的采用至少一个压电元件的致动器，其中
所述切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上开始被移动。
4.按照权利要求1所述的采用至少一种压电元件的致动器，其中
所述切变型压电元件的极化方向垂直于所述两个电极被并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述两个电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上被移动。
5.按照权利要求1所述的采用至少一种压电元件的致动器，其中
所述切变型压电元件被分割为两个分别放置在所述两个电极之上的独立部分。
6.一种磁盘机中的磁头定位机构，所述磁盘机包含至少一个记录盘，一个布置在所述记录盘的多个信息记录面的每一个记录面上、用于读取和写入信息的磁头，及一个为将所述磁头定位于所述记录盘上要求的记录磁道，将所述磁头沿着所述记录盘的径向移动的磁头致动器；
所述磁头定位机构使用致动器与所述磁头致动器的一部分，以很小的距离移动所述磁头，并且这种移动和所述磁头致动器的运动无关；
其中所述致动器包含：
两个并列布置在固定端(21)的电极(22、23)，
一个布置在所述两个电极(22、23)之上的切变型压电元件(24)，
以及
一个布置在所述切变型压电元件(24)的和所述两个电极(22、23)相对的自由端表面上的对电极(25)，
其中通过在所述两个电极(22、23)之间施加电压，所述对电极(25)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向在自身平面内被移动；
其中所述致动器的两个电极被布置在所述磁头致动器的前端；并且
所述磁头致动器的支承弹簧的基座被安装在所述致动器的对电极上。
7.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中
所述两个电极之间的分隔平面沿着所述存取臂的纵向布置。
8.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中
所述两个电极之间的分隔平面沿着垂直于所述存取臂的纵向方向的方向布置。
9.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在绕着所述切变型压电元件的中心部分旋转的方向上被移动。
10.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上开始被移动。
11.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向垂直于所述两个电极被并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述两个电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上被移动。
12.按照权利要求6所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件被分割为两个分别放置在所述两个电极之上的独立部分。
13.一种采用至少一个压电元件的致动器，它包含：
一个在固定端(21)上形成的预定深度的圆孔(19)；
对称地布置在所述圆孔(19)的内圆周面上，以便将所述内圆周面分为对称的两部分的两个电极(22A、23A)；
两个厚度预定的，位于所述两个电极(22A、23A)的内圆周面上，并关于所述分隔平面被对称极化的半圆状切变型压电元件(24C、24D)；
一个布置在所述两个半圆状压电元件(24C、24D)内圆周面上的对电极(25A)；及
紧固在所述对电极(25A)的内圆周面上的旋转轴(18)；
其中通过在所述两个电极(22A、23A)之间提供一个电流旋转所述旋转轴(18)。
14.一种磁盘机中的磁头定位机构，所述磁盘机包含至少一个记录盘，一个布置在所述记录盘的多个信息记录面的每一个记录面上，用于读取和写入信息的磁头，及一个为将所述磁头定位于所述记录盘上要求的记录磁道上，将所述磁头沿着所述记录盘的径向移动的磁头致动器；
所述磁头定位机构使用致动器与所述磁头致动器的一部分，以很小的距离移动所述磁头，并且这种移动和所述磁头致动器的运动无关；
其中所述致动器包含：
一个在固定端(21)上形成的预定深度的圆孔(19)，
对称地布置在所述圆孔(19)的内圆周面上，以便将所述内圆周面分为对称的两部分的两个电极(22A、23A)，
两个厚度预定的，位于所述两个电极(22A、23A)的内圆周面上，并关于所述分隔平面被对称极化的半圆状切变型压电元件(24C、24D)，
一个布置在所述两个半圆状压电元件(24C、24D)内圆周面上的对电极(25A)，及
紧固在所述对电极(25A)的内圆周面上的旋转轴(18)；
其中通过在所述两个电极(22A、23A)之间提供一个电流旋转所述旋转轴(18)；
其中所述致动器的固定端被布置在所述磁头致动器的存取臂的前端；
且
所述致动器的可移动部分被安装在所述磁头致动器的支承弹簧的基座上。
15.一种采用至少一个压电元件的致动器，它包含：
一个位于所述致动器的固定端上的深度预定的缝状深槽(21B)；
两个分别位于所述缝状深槽(21B)的两个相对内表面上的电极；
两个分别位于所述两个电极之上，厚度预定的切变型压电元件(24)；
及
一个固定插入到所述两个切变型压电元件(24)之间形成的空间内的导电可移动板(17)；
其中通过在所述两个电极和所述可移动板(17)之间提供电流，所述可移动板(17)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向被移动。
16.一种磁盘机中的磁头定位机构，所述磁盘机包含至少一个记录盘，一个布置在所述记录盘的多个信息记录面的每一个记录面上，用于读取和写入信息的磁头，及一个为将所述磁头定位于所述记录盘上要求的记录磁道上，将所述磁头沿着所述记录盘的径向移动的磁头致动器；
所述磁头定位机构使用致动器与所述磁头致动器的一部分，以很小的距离移动所述磁头，并且这种移动和所述磁头致动器的运动无关；
其中所述致动器包含：
一个位于所述致动器的固定端上的深度预定的缝状深槽(21B)，
两个分别位于所述缝状深槽(21B)的两个相对内表面上的电极，
两个分别位于所述两个电极之上，厚度预定的切变型压电元件(24)，
及
一个固定插入到所述两个切变型压电元件(24)之间形成的空间内的导电可移动板(17)，
其中通过在所述两个电极和所述可移动板(17)之间提供电流，所述可移动板(17)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向被移动；
其中所述致动器的固定端构成所述磁头致动器存取臂的前端；且
所述致动器的可移动板构成所述磁头致动器支承弹簧的基座。
17.一种磁盘机中的磁头定位机构，所述磁盘机包含至少一个记录盘，一个布置在所述记录盘的多个信息记录面的每一个记录面上，用于读取和写入信息的磁头，及一个为将所述磁头定位于所述记录盘上要求的记录磁道上，将所述磁头沿着所述记录盘的径向移动的磁头致动器；
所述磁头定位机构使用致动器与所述磁头致动器的一部分，以很小的距离移动所述磁头，并且这种移动和所述磁头致动器的运动无关；
其中所述包含：
两个并列布置在固定端(21)的电极(22、23)，
一个布置在所述两个电极(22、23)之上的切变型压电元件(24)，
以及
一个布置在所述切变型压电元件(24)的和所述两个电极(22、23)相对的自由端表面上的对电极(25)，
其中通过在所述两个电极(22、23)之间施加电压，所述对电极(25)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向在自身平面内被移动；
其中所述致动器的所述两个电极被布置在所述磁头致动器的支承弹簧的前端上；且所述磁头致动器的磁头滑动器被安装在所述致动器的对电极上。
18.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中
将所述两个电板并列地、沿着所述支承弹簧的纵向方向布置。
19.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中
将所述两个电极并列地、沿着垂直于所述支承弹簧的纵向方向布置。
20.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在绕着所述切变型压电元件的中心部分旋转的方向上被移动。
21.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向平行于所述两个电极并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述对电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上开始被移动。
22.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件的极化方向垂直于所述两个电极被并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述两个电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上被移动。
23.按照权利要求17所述的磁头定位机构，其中所述致动器的切变型压电元件被分割为两个分别放置在所述两个电极之上的独立部分。
24.一种磁盘机中的磁头定位机构，所述磁盘机包含至少一个记录盘，一个布置在所述记录盘的多个信息记录面的每一个记录面上，用于读取和写入信息的磁头，及一个为将所述磁头定位于所述记录盘上要求的记录磁道上，将所述磁头沿着所述记录盘的径向移动的磁头致动器；
所述磁头定位机构使用致动器与所述磁头致动器的一部分，以很小的距离移动所述磁头，并且这种移动和所述磁头致动器的运动无关；
其中所述致动器，它包含：
两个并列布置在固定端(21)的电极(22、23)，
一个布置在所述两个电极(22、23)之上的切变型压电元件(24)，
以及
一个布置在所述切变型压电元件(24)的和所述两个电极(22、23)相对的自由端表面上的对电极(25)，
其中通过在所述两个电极(22、23)之间施加电压，所述对电极(25)根据所述切变型压电元件(24)的极化方向在自身平面内被移动，
其中所述切变型压电元件的极化方向垂直于所述两个电极被并列布置的方向，其中所述切变型压电元件具有位于所述两个电极之上的、极化方向彼此相反的两个部分，而且其中通过向所述两个电极提供电流，使得所述两个电极在平行于所述切变型压电元件极化方向的方向上被移动；
其中所述致动器的所述两个电极被布置在所述磁头滑动器靠近所述磁头的端面上；且
一个包括所述磁头致动器的磁头的磁头板被安装在所述致动器的所述对电极上。
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