JP2000261057A

JP2000261057A - 変位制御デバイス及びアクチュエータ

Info

Publication number: JP2000261057A
Application number: JP11059505A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Takeuchi; 幸久武内; Koji Kimura; 浩二木村
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: EP1035594A2; JP3880740B2; US6411011B1

Abstract

(57)【要約】【課題】デバイスの一部がヒステリシス様の変位軌跡
を描くように、圧電／電歪素子を用いて駆動する変位制
御デバイスと、光学機器等の各種精密部品等の変位や位
置決め調整、角度調整の機構や、回転モータ、リニア搬
送装置等として好適に用いられる前記変位制御デバイス
を用いたアクチュエータを提供する。【解決手段】連結板２が２枚の振動板３Ａ・３Ｂによ
って挟持され、かつ、連結板２が基板５に形成された凹
部６の底面に接合されると共に、振動板が少なくとも凹
部６の側面と接合されてなる変位制御デバイス３６であ
る。独立した圧電／電歪素子４Ａ・４Ｂを振動板３Ａ・
３Ｂの両方に分配して配設し、連結板２がヒステリシス
様の変位軌跡を描くように圧電素子４Ａ・４Ｂを駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デバイスの一部
がヒステリシス様の変位軌跡を描くように圧電／電歪素
子を用いて駆動する変位制御デバイスと、光学機器や精
密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度
調整の機構や回転モータ、リニア搬送装置等として好適
に用いられる前記デバイスを用いたアクチュエータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学や磁気記録、精密加工等の
分野において、サブミクロンオーダーでの光路長や位置
を調整する変位制御素子やアクチュエータが所望される
ようになってきている。また、微細加工技術を応用し
て、近年、研究開発が盛んに行われているマイクロマシ
ンの中で、モータ等の動力部品は、医療分野において、
極部的な手術等に用いることができる装置部品として注
目を集めている。

【０００３】更に、小型・軽量化が急速に進んだ種々
の電子機器においては、当然に使用される部品が小型化
されており、このような部品の搬送、選別に使用される
搬送機械やパーツフィーダ等についても、部品の形状に
適し、かつ高い精度での駆動が可能な装置が求められる
ようになってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来から、上述した
アクチュエータ等としては電磁モータが広く用いられて
いる。しかしながら、電磁モータによる制御精度はあま
り高いものではない。従って、例えば、変位制御用装置
に用いる場合には、大きな移動を電磁モータによって行
い、より小さい最終的な移動（位置決め）を別の変位機
構を有する素子を用いて行うといった構成が取られる場
合が多い。また、電磁モータには消費電力が大きいとい
う問題点がある。

【０００５】電磁モータに換わる新たな技術として、
例えば、「ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ’９７」の「１９９７
ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅＳｅｎｓｏｒｓａ
ｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓ」の予稿集１０８１〜１０８
４頁には、ＳｉもしくはＮｉのマイクロマシンプロセス
で作製した静電方式のマイクロアクチュエータが紹介さ
れており、これはマイクロマシニングにより形成した複
数の板状電極間に電圧を印加することにより微小変位が
得られるものである。

【０００６】しかし、このアクチュエータにおいて
は、構造上、固有振動数を上げることが難しく、その結
果、高速動作を行った場合に振動が減衰し難いという問
題を内在し、また、マイクロマシニングというプロセス
自体に製造コストの面で問題がある。従って、このよう
なアクチュエータを用いた変位制御装置もまた、駆動精
度やコストの面で、更なる改良が望まれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した各種
のアクチュエータ等の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、低電力でありながら高速
で精密な動作を可能とした変位制御デバイスと、それを
複数用いてなるアクチュエータを提供することにある。

【０００８】即ち、本発明によれば、連結板が２枚の
振動板によって挟持され、かつ、当該連結板が基板に形
成された凹部の底面に接合されると共に、当該振動板が
少なくとも当該凹部の側面と接合されてなる変位制御デ
バイスであって、少なくとも２個の独立した圧電／電歪
素子が、当該振動板の両方に分配して配設され、当該連
結板がヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動され
ることを特徴とする変位制御デバイス、が提供される。
この変位制御デバイスにおいては、連結板の一端に固定
板を接合した構造とすることも好ましい。

【０００９】また、本発明によれば、長手方向におけ
る一端が少なくとも２枚の振動板によって挟持され、か
つ、他端が別の少なくとも２枚の振動板によって挟持さ
れた連結板が、基板に形成された対向する凹部の底面間
に跨設されると共に、当該振動板は少なくとも当該凹部
の側面とも接合され、固定板が当該固定板の長手方向が
当該振動板が当該連結板を挟持する方向と平行になるよ
うに当該連結板に接合されてなる変位制御デバイスであ
って、少なくとも２個の独立した圧電／電歪素子が、少
なくとも当該連結板の一方の端部にある当該連結板を挟
持する少なくとも２枚の振動板の両方に配設され、当該
固定板がヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動さ
れることを特徴とする変位制御デバイス、が提供され
る。

【００１０】このような固定板を必須の構成部品とす
る変位制御デバイスにおいては、固定板と連結板との接
合部に切欠部を形成することも好ましい。また、連結板
を固定板の長手方向に少なくとも２分割すると共に分割
されて形成された少なくとも２枚の連結板に固定板を接
合した構造とすることも好ましい。なお、固定板と連結
板との接合部から固定板の長手方向にかけて、固定板に
ひんじ部を設けることも好ましい。

【００１１】上述した全ての変位制御デバイスにおい
ては、少なくとも連結板と振動板とは互いの側面におい
て接合された構造とすることが好ましく、少なくとも連
結板と振動板並びに基板は、一体的に形成されているこ
とが好ましい。勿論、固定板を配設する場合には、固定
板をも一体的に形成することができる。このような一体
形成は、グリーンシート積層法を用いて作製することが
できる。

【００１２】さて、本発明の変位制御デバイスにおい
ては、駆動に用いる圧電／電歪素子以外に、１個以上の
補助素子として用いられる圧電／電歪素子を配設するこ
とも好ましい。この場合に、駆動用の圧電／電歪素子
と、補助素子とは、必ずしも同じ型のものを用いる必要
はない。また、圧電／電歪素子及び圧電／電歪素子の電
極に導通する電極リードを、樹脂若しくはガラスからな
る絶縁層により被覆すると、耐久性の向上が図られ、好
ましい。このとき樹脂としては、フッ素樹脂若しくはシ
リコーン樹脂が好適に用いられる。更に、絶縁層の表面
上に導電性部材からなるシールド層を形成することも、
駆動特性の向上と安定に寄与し、好ましい。

【００１３】基板、連結板、振動板の材料としては、
完全安定化ジルコニア或いは部分安定化ジルコニアが好
適に用いられる。また、固定板、連結板、振動板の少な
くともいずれかの形状は、レーザ加工若しくは機械加工
によりトリミングして寸法調整することが好ましい。更
に、圧電素子における電極をレーザ加工若しくは機械加
工することにより、圧電素子の有効電極面積を調整する
ことも好ましい。

【００１４】次に、本発明においては、上述した変位
制御デバイスを用いたアクチュエータが提供される。即
ち、独立した２個以上の圧電／電歪素子の駆動によっ
て、連結板若しくは固定板がヒステリシス様の変位軌跡
を描くように駆動される変位制御デバイスを複数用いて
なるアクチュエータであって、当該固定板どうしが当該
固定板の中心線が略平行となるように配設され、及び／
又は当該連結板どうしが当該連結板の中心線が略平行と
なるように配設されてなることを特徴とするアクチュエ
ータ、が提供される。

【００１５】また、本発明によれば、独立した２個以
上の圧電／電歪素子の駆動によって、連結板若しくは固
定板がヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動され
る変位制御デバイスを複数用いてなるアクチュエータで
あって、当該変位制御デバイスを周設してなることを特
徴とするアクチュエータ、もまた提供される。ここで、
複数の変位制御デバイスは、固定板の中心線が互いに交
差するように、又は連結板の中心線が互いに交差するよ
うに、固定板若しくは連結板の先端を、その中心線の交
差する点に向けて配設する構造とすることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の変位制御デバイ
ス（以下、単に「デバイス」という。）と、デバイスを
用いたアクチュエータの実施の形態について、図面を参
照しながら説明する。なお、本発明に係るデバイスは、
以下の説明から明らかとなるように、構成要素である連
結板若しくは固定板が圧電／電歪素子の駆動により、ヒ
ステリシス様の変位軌跡を描くように運動するものであ
るが、この「ヒステリシス様」という意味については、
追って説明することとする。また、本発明に係るアクチ
ュエータとは、複数の変位制御デバイスを構成要素とし
て含むデバイス群を指し、必ずしもアクチュエータが他
の物体を運動させる場合に限定されず、アクチュエータ
自体が自走、回転等の運動を行うものをも含む。

【００１７】図１（ａ）はデバイス３６の平面図を示
し、図１（ｂ）は、平面図中のＸ軸を含み、平面図（紙
面）に垂直な断面における断面図（以下、このような断
面図を「Ｘ軸における断面図」のように表記する。）を
示している。

【００１８】デバイス３６は、連結板２が２枚の振動
板３Ａ・３Ｂによって挟持され（この挟持方向、即ち連
結板２と振動板３Ａ・３Ｂとの接合の方向を「Ｘ軸方
向」とし、以下同様とする。）、かつ、連結板２が基板
５に形成された凹部６の底面に接合されると共に、振動
板３Ａ・３Ｂが凹部６の側面及び底面と接合された構造
を有している。ここで、連結板２と基板５との接合方向
は好ましくはＸ軸に直交する方向であり、以後この方向
を「Ｙ軸方向」と定義する。そして、独立した圧電／電
歪素子（以下、「圧電素子」という。）４Ａ・４Ｂが、
それぞれ振動板３Ａ・３Ｂの一方の主平面に配設されて
いる。

【００１９】デバイス３６において、振動板３Ａ・３
Ｂは少なくとも凹部６の側面と接合されている必要があ
るが、凹部６の底面とは必ずしも接合される必要はな
い。即ち、振動板３Ａ・３Ｂは、連結板２と凹部６の側
面との間に跨設される形で形成されていても構わない。

【００２０】なお、圧電素子４Ａ・４Ｂには、圧電素
子４Ａ・４Ｂを形成する電極から電極リードが基板５へ
向けて配設されるが、図１の各図では省略されている。
また、「独立した圧電素子」とは、圧電素子そのものが
別体であることのみならず、各圧電素子を別々に独立し
て駆動させることができる意味で用いるものとする。

【００２１】これら連結板２、振動板３、基板５の各
部材の接合は、各部材の側面において好適に行われ、一
体的に形成されていることが好ましい。後述するグリー
ンシート積層法を用いれば、容易に一体成形されたデバ
イス３６を得ることができる。連結板２は振動板３より
も厚く形成されているが、振動板３と同様程度に薄く形
成しても構わない。

【００２２】ここで、連結板とは、圧電素子の駆動に
よって生ずる振動板の変位或いは振動を伝達すると共
に、振動板の変位を拡大する要素をいう。連結板の先端
にはその先端の形状を任意のものとすべく、固定板を接
合することが可能である。つまり、連結板は、固定板等
と基板を連結し、固定板等を変位或いは振動させる役割
をも果たすものであり、デバイス３６においては、連結
板２自体が固定板の役割をも果たしていると考えること
ができる。

【００２３】振動板とは、主平面（表面）に配設した
圧電素子の歪みを屈曲モードの変位或いは振動に変換
し、この変位或いは振動を連結板に伝達する要素をい
う。なお、振動板は、逆に連結板や連結板に接合された
固定板等が変位或いは振動したときに生ずる歪みを圧電
素子に伝達する役割をも果たす。基板とは、可動部（連
結板、振動板、圧電素子、並びに固定板等が配設されて
いる場合には固定板等を含む。）を保持すると共に、駆
動装置や測定装置へ取り付けるための種々の電極端子を
配設し、実際の使用においてハンドリングに供される要
素をいう。

【００２４】前述したように、基板５には、連結板２
及び振動板３Ａ・３Ｂを図１記載の所定の形態に保持す
るための凹部６が形成されているが、この凹部６におけ
る側面（Ｘ軸に垂直な面）と底面（Ｙ軸に垂直な面）
は、必ずしも直交している必要はなく、また、側面と底
面の交差部は曲率を有していてもよい。このような凹部
６は、基板５の外周側面の一部を切り欠いて形成しても
よく、また、基板５内部に四角形状の孔部を形成したと
きの４側面中の３側面を用いるものであってもよい。

【００２５】従って、凹部６は必ずしも連結板２が突
出するＹ軸方向の一方に開口している必要はないが、こ
の場合には、後述するように、デバイス３６において利
用される連結板２の変位軌跡に悪影響を及ぼさないよう
な形状の設定が必要とされる。

【００２６】さて、圧電素子４Ａ・４Ｂの形態として
は、図２に示されるように、振動板８９上に、圧電膜８
６を第１電極８５と第２電極８７とで挟んで層状に形成
した圧電素子８８が代表的であるが、図３に示すような
振動板８９上に圧電膜９０を配し、圧電膜９０上部に第
１電極９１と第２電極９２とが、一定幅の隙間部９３を
形成した櫛型構造を有する圧電素子９４Ａを用いること
もできる。なお、図３における第１電極９１と第２電極
９２は、振動板８９と圧電膜９０の接続面の間に形成さ
れてもかまわない。更に、図４に示すように、櫛型の第
１電極９１と第２電極９２との間に圧電膜９０を埋設す
るようにした圧電素子９４Ｂも好適に用いられる。圧電
素子８８では電界誘起歪みの横効果（ｄ₃₁）を、圧電素
子９４Ａ・９４Ｂでは電界誘起歪みの縦効果（ｄ₃₃）が
好適に用いられる。

【００２７】図３及び図４に示した櫛型電極を有する
圧電素子９４Ａ・９４Ｂを用いる場合には、櫛形電極に
おけるピッチＷを小さくすることで、その歪み量を大き
くすることが可能となる。このような図２〜図４記載の
圧電素子は、後述する本発明のデバイス全てに適用する
ことができる。こうして圧電素子８８等の種々の形態を
有する圧電素子４Ａ・４Ｂに電圧を印加すると、圧電膜
には印加電圧に応じた歪みが発生し、この歪みが振動板
３に伝達され、次に連結板２へと伝達されることによ
り、連結板２に所定の変位が発生する。

【００２８】ここで、デバイス３６の圧電素子４Ａ・
４Ｂとして、共にｄ₃₁を利用する型の圧電素子を配設し
たと仮定して、圧電素子４Ａ・４Ｂに生じた歪みによっ
て連結板２が変位する過程を考察することとする。圧電
素子４Ａ・４Ｂに印加する電圧をそれぞれＶＡ・ＶＢと
し、また、Ｘ軸とＹ軸の両軸に直交する軸をＺ軸とす
る。

【００２９】図５（ａ）〜（ｃ）は、図１（ｂ）に相
当するＺ−Ｘ平面における断面図であり、連結板２の変
位の推移を示す説明図である。また、図５（ｄ）は同じ
くＺ−Ｘ平面上での連結板２の先端面２Ｆの位置の変化
を示す説明図である。先ず、圧電素子４Ｂを駆動せず
に、圧電素子４Ａのみに電圧を印加すると、圧電膜に電
界誘起歪みが生じて、圧電素子４ＡはＸ軸方向に縮む。
こうして、図５（ａ）に示されるように、振動板３Ａに
は、矢印Ｃで表される振動板３Ａの主平面に垂直なＺ軸
方向への屈曲モードの変位が生じる。このとき、振動板
３Ａと連結板２との接合部Ｂ１には、矢印Ｄで示される
矢印Ｃとは反対向きの力が作用する。この矢印Ｄの方向
はＺ軸方向であり、Ｘ軸方向とは直交するために、連結
板２をＸ軸方向へ変位させる成分を含んでおらず、その
ため、電圧印加の瞬間には、連結板２はＸ軸方向には変
位しない。

【００３０】しかし、振動板３Ａに屈曲が生ずると、
接合部Ｂ１に作用する力は、矢印Ｄの向きではなく、図
５（ｂ）に示される矢印Ｅの向きとなって、Ｘ軸方向の
成分（矢印Ｅ_A）が生じるようになる。こうして、矢印
Ｅ_Aの変位成分によって、連結板２がＸ軸方向（図面右
向き）に変位するようになると考えられる。一方、振動
板３Ａは、その３辺が基板５並びに連結板２と接合され
ており、１辺が自由端となっている。このため、振動板
３Ａの屈曲変位が大きくなるに従い、振動板３Ａの自由
端は、矢印Ｄの方向、即ちＺ軸方向（図面上向き）に変
位し、この振動板３ＡのＺ軸方向の変位によって、連結
板２はＺ軸方向へも変位することとなる。

【００３１】つまり、圧電素子４Ａ・４Ｂに駆動電圧
を全く印加しない状態における連結板２の先端面２Ｆの
位置を図５（ｄ）におけるＰ点とすると、圧電素子４Ａ
のみの駆動により、連結板２の先端面２Ｆは、Ｐ点から
Ｑ点へ移動するように変位する。従って、Ｑ点では、圧
電素子４Ａに印加されている電圧がＶＡであり、圧電素
子４Ｂに印加されている電圧が０（ゼロ）の状態にあ
る。このような電圧印加の状態を、以下、（ＶＡ・０）
と記すこととする。

【００３２】上述した場合とは逆に、圧電素子４Ａに
は電圧を印加せず、圧電素子４Ｂにのみ電圧を印加する
場合を考えると、圧電素子４Ｂの駆動によって連結板２
と振動板３Ｂとの接合部Ｂ２に作用する矢印Ｆで表され
る力は、図５（ｃ）に示されるように、先に図５（ｂ）
に示した圧電素子４Ａのみを駆動した場合の矢印Ｅで表
される力とは、Ｚ軸について対称な方向となる。つま
り、圧電素子４Ｂのみの駆動によって、連結板２の先端
面Ｆは、図５（ｄ）においては、Ｐ点からＳ点へ移動す
るように変位することとなる。このＳ点での電圧印加状
態は、（０・ＶＢ）で表される。

【００３３】従って、連結板２の先端面２ＦがＱ点に
ある状態から、圧電素子４Ａへの電圧印加を維持した状
態において、圧電素子４Ｂに電圧を印加すると、Ｘ軸方
向の変位成分は相殺されて小さくなるものの、Ｚ軸方向
の変位成分は加算されるため、所定電圧（ＶＡ・ＶＢ）
の状態で、Ｘ軸方向への変位量が０で、Ｚ軸方向に最も
大きく変位するＲ点へ移動させることができる。

【００３４】こうして、２個の独立した圧電素子４Ａ
・４Ｂの電圧印加状態を変化させることによって、連結
板２を、その先端面２ＦがＰ点→Ｑ点→Ｒ点→Ｓ点→Ｐ
点へと、ヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動さ
せることが可能となり、勿論、このような経路を逆行さ
せて駆動することもできる。更に、圧電素子４Ａ・４Ｂ
にかける電圧を（ＶＡ／２・ＶＢ／２）とすると、Ｔ点
へ連結板２を変位させることもできる。従って、Ｐ点→
Ｑ点→Ｔ点→Ｓ点→Ｐ点に至る経路で、連結板２を駆動
させることもでき、この場合には、Ｑ点とＳ点との間で
は、Ｚ軸方向の変位量が相対的に変化しない駆動形態と
なる。

【００３５】つまりは、連結板が２枚の振動板３Ａ・
３Ｂによって挟持されている構造において、少なくとも
独立した２個の圧電素子４Ａ・４Ｂを駆動することによ
って、Ｐ・Ｑ・Ｒ・Ｓ点によって囲まれる範囲におい
て、連結板２を任意の経路でヒステリシス様の変位軌跡
を描くように駆動させることができる。なお、図５
（ｄ）においては、Ｐ点〜Ｔ点の各点間の変位軌跡は直
線状で示されているが、前述の通り、圧電素子４Ａ・４
Ｂのそれぞれに印加する電圧を調整することによって、
曲線状或いは略円周状となるように、軌跡を描くこと
も、勿論可能である。

【００３６】こうして、例えば図６に示すように、連
結板２のＸ−Ｙ平面上に物体１０１を置いて、連結板２
の先端面２Ｆを反時計回りに回転するように駆動させる
と、少なくとも連結板２と物体１０１との摩擦によっ
て、物体１０１をＸ軸の負の向き（矢印ＦＦの向き）へ
移動させることができる。なお、連結板２において、連
結板２が物体１０１と接触する部分は、図６に示される
ような断面が矩形のものに代えて、断面が円形のものを
用いることもできる。つまり、連結板２の形状は、矩形
状に限定されるものではない。以上は、圧電素子として
ｄ₃₁を利用する型の素子を用いた場合で説明したが、ｄ
₃₃を利用する型の素子とした場合にも同様にヒステリシ
ス様の変位軌跡を描くように駆動することができる。

【００３７】なお本発明では、連結板２の変位形態と
してヒステリシス様の変位軌跡という語句を用いている
が、これは次のような意味として使用する。一般にヒス
テリシスとは、ある量Ａの変化に伴って他の量Ｂが変化
する場合、Ａの変化の経路によって同じＡに対するＢの
値が異なる現象を言うが、前記Ａを連結板２のＸ軸変位
位置、Ｂを連結板２のＺ軸変位位置と置き換えると、通
常、圧電素子４Ａに電圧を印加した場合、例えば、０〜
ＶＡで電圧を変化させた場合、連結板２のＸ軸変位位置
の変化とＺ軸変位位置の変化との関係は、図５（ｄ）の
Ｐ点からＱ点へ向かう経路で示される。この場合、連結
板２のＸ軸変位位置に対するＺ軸変位位置は一義的に決
まる。

【００３８】しかし、本発明においては、圧電素子４
Ｂへの電圧印加によって、連結板２がＱ点からＲ点へ向
かう経路を採るように駆動することができる。従って、
同じ連結板２のＸ軸変位位置でありながら、Ｚ軸変位位
置は異なる状態となり、Ｘ軸変位位置に対してＺ軸変位
位置は一義的には定まらない。Ｑ点→Ｒ点→Ｓ点→Ｐ点
へと変位する経路は、本デバイスの変位経路（軌跡）の
一例であるが、このような変位形態に対して、本発明で
はヒステリシス様の変位軌跡という語句を使用するもの
である。従って、Ｐ点とＲ点との間の往復変位（Ｚ軸方
向振動）は、連結板２のＸ軸変位位置に対して、Ｚ軸変
位位置が多値の例であり、これもまたヒステリシス様の
変位軌跡と表現することができる。

【００３９】なお、本発明のデバイスを、上述のよう
にヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動させるた
めの圧電素子に実際に印加する電圧は、圧電素子の構造
や圧電膜の圧電特性、１個のデバイス内における各圧電
素子の寸法バラツキ等によって、適宜、好適なヒステリ
シス様の変位軌跡が描かれるように調整する必要があ
る。

【００４０】さて、上述したデバイス３６において
は、連結板２が複数の振動板で挟持されているため、Ｙ
軸周りのねじれ変位が抑制される。また、この場合、Ｚ
軸方向の変位も抑制されるが、Ｘ軸方向の変位量は大き
くなる。また、振動板３Ａ・３Ｂを凹部６の底面とは接
合しない形態とした場合には、Ｙ軸周りのねじれ変位が
生じ易くなるが、Ｚ軸方向の変位量を大きく取ることが
できる。更に、後述するように、連結板２の形状によっ
ても、ヒステリシス様の変位軌跡の形状を制御すること
が可能である。このように、ヒステリシス様の変位軌跡
の形状は、圧電素子に印加する電圧の制御方法によって
変化させることができるが、デバイス自体の構造設計に
よっても、変化させることができる。

【００４１】さて、続いて、デバイス３６と同様に、
上述したヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動す
ることができるデバイスの実施形態を列記しながら説明
する。図７（ａ）の平面図と、平面図中のＸ軸における
断面図（ｂ）に示したデバイス３７は、デバイス３６に
おける振動板３Ａ・３Ｂの両主平面にそれぞれ独立した
圧電素子（４Ａ・４Ｃ）・（４Ｂ・４Ｄ）を配設した形
態を有している。ここで、圧電素子４Ａ〜４Ｄとして、
ｄ₃₁を用いる型のもの、ｄ₃₃を用いる型のものを適宜選
択して配置し、先に図５に示した駆動原理に従って、圧
電素子４Ａ〜４Ｄを駆動をすることにより、圧電素子４
Ａ〜４Ｄの全てを用いた駆動が可能である。例えば、ｄ
₃₁を利用する圧電素子４Ａの駆動によって生じた振動板
３Ａの歪みを更に大きくするように、ｄ₃₃を利用する圧
電素子４Ｃを駆動する形態が挙げられる。

【００４２】一方、デバイス３７においては、デバイ
ス３６と同様に、圧電素子４Ａ・４Ｂを駆動素子として
用い、圧電素子４Ｃ・４Ｄを補助素子として用いること
もできる。ここでの補助素子とは、故障診断用素子、変
位確認／判定用素子、駆動補助用素子等をいい、補助素
子の使用により高精度な連結板の駆動が可能となる。な
お、複数の異なる用途の補助素子を配設することも好ま
しい。

【００４３】図８の平面図は、デバイス３６の連結板
２の先端に固定板１を接合してなるデバイス３８を示し
ている。ここで、固定板とは、連結板の変位を更に拡大
して所定量ほど変位する要素であり、図示された連結板
２のような棒状部材との接触が困難である物体を移動さ
せる場合等に、その物体の形状等に合わせて設計され
る。

【００４４】なお、デバイス３８においては、１枚の
振動板３Ａの一方の主平面にＹ軸方向に分割された２個
の独立した圧電素子４Ａ・４Ｃが形成され、他方の振動
板３Ｂにも同様の形態を有する圧電素子４Ｂ・４Ｄが形
成されている。この場合、固定板１に近い側の圧電素子
４Ａ・４Ｂを駆動素子として用い、凹部６の底面側の圧
電素子４Ｃ・４Ｄを補助素子として用いることが好まし
い。圧電素子の分割は、圧電素子４Ａ・４Ｂを配設した
後に、後述するレーザ加工等により分割加工する方法、
或いは圧電素子４Ａ〜４Ｄを配設する際に最初から２素
子１組として配設する方法のいずれを用いてもよい。こ
のような圧電素子の分割形成と使用方法は、本発明の全
てのデバイスに適用することができる。

【００４５】次に、図９（ａ）にはデバイス３９の平
面図を、図９（ｂ）には、平面図中のＸ１軸における断
面図を示す。デバイス３９は、長手方向（Ｙ軸方向）に
おける一端が振動板３Ａ・３Ｂによって挟持され、か
つ、他端が別の２枚の振動板３Ｃ・３Ｄによって挟持さ
れた連結板２が、基板５に形成された対向する凹部６Ａ
・６Ｂの底面間に跨設されると共に、振動板３Ａ〜３Ｄ
が凹部６Ａ・６Ｂの底面及び側面と接合され、固定板１
が、固定板１の長手方向が振動板（３Ａ・３Ｂ）・（３
Ｃ・３Ｄ）が連結板２を挟持する方向（Ｘ軸方向）と平
行になるように連結板２に接合された構造を有してい
る。

【００４６】そして、振動板３Ａ〜３Ｄそれぞれにつ
いて、主平面に独立した圧電素子４Ａ〜４Ｄが配設され
ているが、前述したデバイス３７のように、圧電素子は
振動板３Ａ〜３Ｄの両主平面に配設することもできる。
また、後述するデバイス３９の駆動形態から明らかなよ
うに、連結板２の一端において連結板２を挟持する振動
板３Ａ・３Ｂのみにそれぞれ圧電素子４Ａ・４Ｂを配設
することもできる。但し、このように２個の独立した圧
電素子により駆動した場合には、振動板３Ａ〜３Ｄのそ
れぞれに独立した４個の圧電素子４Ａ〜４Ｄを配設して
駆動させた場合と比較すると、変位の拡大効率という点
では劣るものとなる。

【００４７】なお、振動板３Ａの代わりに、平板面を
平行に対向させた２枚１組の振動板を用い、同様に、振
動板３Ｂについても、２枚１組の振動板を用いて、計４
枚の振動板で連結板を挟持してもよい。振動板３Ｃ・３
Ｄについても同様である。

【００４８】さて、デバイス３９における圧電素子４
Ａ・４Ｂ及び圧電素子４Ｃ・４Ｄの配置形態は、前述し
たデバイス３６における圧電素子４Ａ・４Ｂと同様であ
るから、デバイス３９においては、圧電素子４Ａ〜４Ｄ
の全てをｄ₃₁を利用する型の圧電素子で構成するか、或
いはｄ₃₃を利用する型の圧電素子で構成することが好ま
しい。

【００４９】例えば、圧電素子４Ａ〜４Ｄとして、ｄ
₃₁を利用する型の圧電素子を用いた場合に、先ず、圧電
素子４Ａ・４Ｃのみに電圧を印加すると、圧電素子４Ａ
が連結板２をＸ軸方向に変位させようとする力と、圧電
素子４Ｃが連結板２をＸ軸方向に変位させようとする力
は、互いに逆の向きになるため、固定板１と連結板２の
接合部においては、Ｘ軸とＹ軸の交点近傍を中心とし
て、連結板２を主にＸ−Ｙ平面内において回転させる力
が生ずる。この力によって、固定板１は、Ｘ軸とＹ軸の
交点近傍を中心として、固定板１の先端がＹ軸方向に駆
動するように変位する。

【００５０】つまり、デバイス３９は、圧電素子４Ａ
・４Ｃの撓み変位が、連結板２のＸ軸方向の撓み変位を
生じさせ、更に連結板２の撓み変位が固定板１のＹ軸方
向の回転変位に変換されるという２段階の変位拡大機構
を有するものであり、このとき、固定板１のＸ軸方向長
さ等の設計によって、変位量の拡大が図られる。そして
連結板２に生じたＺ軸方向の変位は、固定板１にも伝達
される。

【００５１】同様に、圧電素子４Ｂ・４Ｄのみに電圧
を印加した場合には、圧電素子４Ａ・４Ｃを駆動させた
場合と比較して、Ｙ軸方向であっても反対の向きに変位
することとなる。

【００５２】こうして、デバイス３９における圧電素
子４Ａ・４Ｂを、前述したデバイス３６における圧電素
子４Ａ・４Ｂと同様に、連結板２がヒステリシス様の変
位軌跡を描くように駆動し、かつ、電圧印加の状態を一
組の圧電素子４Ａ・４Ｃで合わせ、同時に他組の圧電素
子４Ｂ・４Ｄで合わせることによって、固定板１の先端
面の動きをＹ−Ｚ平面上に表したときに、図５（ｄ）と
同様のヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動させ
ることができるようになる。

【００５３】なお、デバイス３９の連結板２と固定板
１との接合部に形成された切欠部９は、上述した連結板
２のＸ軸方向変位の固定板１のＹ軸方向変位への拡大変
換を有効に発現させる役割を果たしており、切欠部９
は、連結板２の幅方向の距離、即ちＸ軸方向の距離を、
固定板１内に至るまでに長く形成することが好ましく、
一方、切欠部１１の幅、即ち切欠部９のＹ軸方向の距離
は短い方が好ましい。

【００５４】次に、図１０に示したデバイス４０は、
連結板２を固定板１の長手方向（Ｘ軸方向）に２分割
し、更に、分割された連結板２のそれぞれを連結板２の
跨設方向（Ｙ軸方向）に２分割した形態を有している。
従って、固定板１は、結果的に４枚の連結板２に横架す
るように、連結板２の片側主平面に接合されている。こ
こで、連結板２と固定板１とが一体的に形成されていて
もよいことは言うまでもなく、連結板２の分割は３分割
以上であっても構わない。本発明におけるこのような固
定板の長手方向（Ｘ軸方向）における連結板の分割と
は、連結板が分割されて間隙が形成された結果、新たに
形成された連結板のＸ軸方向の幅が小さくなる場合に加
えて、連結板のＸ軸方向幅を変化させずに、Ｘ軸方向に
間隙を介して複数並列に配設された形状となる場合をも
含む。

【００５５】デバイス４０においては、圧電素子４Ａ
〜４Ｄは、それぞれ１枚ずつの連結板２を、対応する振
動板３Ａ〜３Ｄを介して駆動する形態となっているため
に、圧電素子４Ａ〜４Ｄの歪みを固定板１に作用させる
ポイント（接合部）を複数取ることができ、デバイス３
９と同様に駆動することにより、効率的に固定板１を駆
動することが可能となる。

【００５６】なお、間隙部１０において、連結板２よ
りも厚みの薄い板状部材を、連結板２間にＸ軸方向に跨
設しても構わない。この場合には、板状部材を跨設しな
い場合と比較すると、固定板１の相対的な変位量は低下
するものの、剛性を高めて、より早い応答速度で固定板
１を動作させることが可能となる。また、間隙部１０は
必ずしも連結板２の全長（Ｙ軸方向長さ）にわたって形
成する必要はなく、一部の範囲であってもその効果は得
られる。

【００５７】図１１には、固定板１の長手方向に分割
されて形成された２枚の連結板２に、固定板１が一体的
に接合され、また、固定板１と連結板２との接合部から
固定板１の長手方向にかけて、固定板１にひんじ部１１
が設けられ、更に固定板１と連結板２との接合部に切欠
部９が形成されたデバイス４１の平面図を示した。ひん
じ部１１は固定板１先端のＹ軸方向への変位駆動を補助
するため、切欠部９と併せて形成することによって、よ
り効果的に大きな変位量を得ることができるようにな
る。このようなひんじ部１１は、前述したデバイス３９
・４０にも形成することができる。

【００５８】次に、前述したデバイス３６を例に、圧
電素子からの電極リードの形成の形態について説明す
る。図１２（ａ）は、デバイス３６に配設した圧電素子
４Ａ・４Ｂに、電極リード２１Ａ〜２１Ｄを設けると共
に、圧電素子４Ａ・４Ｂと電極リード２１Ａ〜２１Ｄに
絶縁層２２を設け、更に絶縁層２２を被覆するようにシ
ールド層２３を形成した一実施形態を示す平面図であ
り、図１２（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれが図１２（ａ）
中のＸ１軸における断面図であって、異なる形態を示し
ている。

【００５９】絶縁層２２は、圧電素子４Ａ・４Ｂの耐
環境特性の向上に有効に機能する。シールド層２３は、
デバイスを高周波数で駆動する場合等に、外部からの電
磁波を遮断して変位精度を良好に確保する他、誤作動や
ノイズの混入を防止する機能を有する。

【００６０】シールド層２３の配設の形態としては、
図１２（ｂ）に示されるように、基板５を挟み込むよう
に形成する形態の他、図１２（ｃ）に示されるように、
基板５上の配線部分のみを囲う形態や、図１２（ｄ）に
示すように、配線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１２（ｂ）、（ｃ）に示
すような配線部分全体をシールドする形態が好ましい。
なお、図１２（ａ）においては、基板５に設けられたス
ルーホール２４を用いて基板５の各面に形成されたシー
ルド層２３の導通を確保しているが、基板５の側面を利
用してこの導通を図ってもよい。これら、絶縁層２２及
びシールド層２３の形成に好適に用いられる材料の詳細
については、デバイスの構成材料について後述する際に
併せて説明する。

【００６１】次に、本発明のデバイスに用いられる材
料について説明する。基板、固定板、連結板、振動板
は、接着剤を使用せずに、圧電素子と一体的に形成しう
る絶縁体、誘電体であればよく、セラミックスが好適に
用いられ、例えば、酸化物であれば完全安定化ジルコニ
ア、部分安定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア等
が、非酸化物であれば窒化珪素等を挙げることができ
る。このうち、完全安定ジルコニアと部分安定化ジルコ
ニアは、薄板においても機械的強度が大きいこと、靭性
が高いこと、圧電膜や電極材との反応性が小さいことか
ら最も好適に採用される。なお、これら基板等の材料と
して、完全安定化ジルコニア若しくは部分安定化ジルコ
ニアを使用する場合には、少なくとも振動板には、アル
ミナあるいはチタニア等の添加物を含有させて構成する
と好ましい。

【００６２】また、セラミックスを用いた場合には、
後述するグリーンシート積層法を用いて、デバイスを一
体的に成形することができるため、各部の接合部の信頼
性の確保や製造工程の簡略化等の見地から好ましい。

【００６３】なお、本発明のデバイスにおける固定板
の厚みや形状には制限がなく、使用用途に応じて適宜設
計されることは既に述べたが、基板の厚みも操作性を考
慮して適宜決められ、必ずしも板状である必要もない。
これに対し、振動板の厚みは３〜２０μｍ程度とするこ
とが好ましく、振動板と圧電素子を合わせた厚みは１５
〜６０μｍとすることが好ましい。また、連結板の厚み
は２０〜６００μｍ、幅３０〜５００μｍが好適であ
り、連結板のアスペクト比（幅（Ｘ軸方向長さ）／厚み
方向（Ｚ軸方向）長さ））は、０．１〜１５の範囲とす
ることが好ましいが、特にＸ−Ｙ平面内の変位をより支
配的なものとする為には、０．１〜７の範囲とすること
が好ましい。

【００６４】圧電素子における圧電膜としては、膜状
に形成された圧電セラミックスが好適に用いられるが、
電歪セラミックスや強誘電体セラミックス、或いは反強
誘電体セラミックスを用いることも可能である。また、
分極処理が必要な材料、必要でない材料のいずれであっ
てもよい。但し、磁気記録ヘッド等に用いる場合には、
固定板の変位量と駆動電圧若しくは出力電圧とのリニア
リティが重要とされるため、歪み履歴の小さい材料を用
いることが好ましく、従って、坑電界としては、１０ｋ
Ｖ／ｍｍ以下の材料を用いることが好ましい。

【００６５】具体的な圧電セラミックスとしては、ジ
ルコン酸鉛、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、マグネシウムタンタル酸鉛、チタ
ン酸バリウム等や、これらのいずれ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、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマグネ
シウムニオブ酸鉛からなる成分を主成分とする材料が好
適に用いられるが、これは、このような材料が高い電気
機械結合係数と圧電定数を有すること、圧電膜の焼結時
における基板（セラミック基板）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。

【００６６】更に、上記圧電セラミックスに、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、セリウム、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、若しくはこれらいずれかの組み合
わせ又は他の化合物を、適宜添加したセラミックスを用
いてもよい。例えば、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマ
グネシウムニオブ酸鉛を主成分とし、これにランタンや
ストロンチウムを含有させ、坑電界や圧電特性を調整し
て用いることもまた好ましい。

【００６７】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で構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
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
単体あるいはこれらのいずれかを組み合わせた合金が用
いられ、更に、これらに圧電膜あるいは振動板と同じ材
料を分散させたサーメット材料を用いてもよい。

【００６８】圧電素子における電極の材料選定は、圧
電膜の形成方法に依存して決定される。例えば、振動板
上に第１電極を形成した後、第１電極上に圧電膜を焼成
により形成する場合には、第１電極には圧電膜の焼成温
度においても変化しない白金等の高融点金属を使用する
必要があるが、圧電膜を形成した後に圧電膜上に形成さ
れる第２電極は、低温で電極形成を行うことができるの
で、アルミニウム等の低融点金属を使用することができ
る。

【００６９】また、圧電素子を一体焼成して形成する
こともできるが、この場合には、第１電極及び第２電極
の両方を圧電膜の焼成温度に耐える高融点金属としなけ
ればならない。一方、図３に示した圧電素子９４Ａのよ
うに、圧電膜９０上に第１・第２電極９１・９２を形成
する場合には、双方を同じ低融点金属を用いて形成する
ことができる。このように、第１電極及び第２電極は、
圧電膜の焼成温度に代表される圧電膜の形成温度、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。なお、電極リードは、圧電素子における電極と同時
に形成することが可能であり、また、振動板上の電極リ
ードは圧電素子と同時に形成しておき、その後に基板上
の電極リードを、スパッタ法、スクリーン印刷法等、種
々の方法を用いて形成してもよい。

【００７０】続いて、圧電素子並びに電極リード上に
形成する絶縁層の材料としては、絶縁性のガラス若しく
は樹脂が用いられるが、変位を阻害しないようにしてデ
バイスの性能を上げるためには、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、例えば、四フッ化エチレン樹脂系テフロン（デュポ
ン（株）製のテフロンＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・
六フッ化プロピレン共重合体樹脂系テフロン（テフロン
ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニ
ルエーテル共重合体樹脂系テフロン（テフロンＰＦ
Ａ）、ＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合テフロン等が好適に用いら
れる。

【００７１】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（中でも熱硬化
型のシリコーン樹脂）も好適に用いられる他、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、圧電素子並びにその近傍と、電極リード並
びにその近傍とで異なる材料を用いて、絶縁層を形成す
ることも好ましい。更に、絶縁性樹脂に無機・有機充填
材を添加し、振動板等の剛性を調整することも好まし
い。

【００７２】絶縁層を形成した場合に、絶縁層上に形
成されるシー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好適に用いられる
が、他にも上述した圧電素子における電極等に用いられ
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。

【００７３】続いて、本発明のデバイスの作製方法に
ついて、前述したデバイス３９を例に説明する。本発明
のデバイスは、連結板や固定板等の複数の部材から構成
されているため、別体で準備された種々の材料からなる
部品をそれぞれ接合して作製することが可能である。し
かし、この場合、生産性が高いものではなく、接合部に
おける破損等が生じやすいことから、信頼性の面で問題
がある。そこで、本発明においてはセラミックス粉末を
原料としたグリーンシート積層法が好適に採用される。

【００７４】グリーンシート積層法においては、先
ず、材料であるジルコニア等のセラミックス粉末にバイ
ンダ、溶剤、分散剤等を添加混合してスラリーを作製
し、これを脱泡処理後、リバースロールコーター法、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グ
リーンシート若しくはグリーンテープを作製する。次
に、グリーンシートを金型を用いた打ち抜き（パンチン
グ）等の方法により、図１３に示すような種々のグリー
ンシート部材（以下、「シート部材」という。）を作製
する。

【００７５】シート部材５１は、焼成後に、基板５、
連結板２、固定板１並びに振動板３Ａ〜３Ｄとなる部材
であり、この時点ではそれらの形状が不明確な一枚板の
状態となっている。これは、前述したように、振動板３
Ａ〜３Ｄは、３〜２０μｍと薄く形成することが好まし
いことから、グリーンシートの状態でこれら各部材の形
状を形成するよりも、焼成後に、レーザ加工等により、
不要な部分を切り落とす方が、形状精度が良好に保た
れ、好ましいことによる。

【００７６】シート部材５２は、基板５となる他、固
定板１と連結板２の厚みを振動板３Ａ〜３Ｄよりも厚く
形成するための部材であって、基準孔５４、窓部５５、
固定板１、連結板２が形成されている。固定板１と連結
板２の接合部には、切欠部１１を形成しておくことがで
きる。このシート部材５２を１枚以上の所定数ほど積層
して、所望する固定板１並びに連結板２の厚みを得る。
なお、固定板１を連結板２よりも薄く形成する場合に
は、シート部材５２から固定板１となる部分のみを削除
したシート部材を作製し、これを積層すればよい。基準
孔５４と窓部５５を形成したシート部材５３は、基板５
となる部材である。１枚以上の所定枚数ほど積層するこ
とで、所望する厚みを得ることができる。

【００７７】これらのシート部材５１〜５３を、この
順番で基準孔５４を利用して位置決めを行いながら積層
して、熱圧着等の方法により一体化し、積層体を作製す
る。そしてその後、１２００℃〜１６００℃の温度で焼
成を行うが、ここで、シート部材５１の最終的に振動板
３Ａ〜３Ｄが形成される位置に、予め圧電素子４Ａ〜４
Ｄを形成しておき、積層体と一体焼成することも好まし
い。

【００７８】このような積層体と圧電素子の同時焼成
による圧電素子４Ａ〜４Ｄの配設方法としては、金型を
用いたプレス成形法又はスラリー原料を用いたテープ成
形法等によって圧電膜を成形し、この焼成前の圧電膜を
シート部材５１に熱圧着で積層し、同時に焼結して基板
と圧電膜とを同時に作製する方法が挙げられる。但し、
この場合には、後述する膜形成法を用いて、基板あるい
は圧電膜に予め電極を形成しておく必要がある。

【００７９】圧電膜の焼成温度は、これを構成する材
料によって適宜定められるが、一般には、８００℃〜１
４００℃であり、好ましくは１０００℃〜１４００℃で
ある。この場合、圧電膜の組成を制御するために、圧電
膜の材料の蒸発源の存在下に雰囲気調整して焼結するこ
とが好ましい。そして、特に後述する焼成後の基板を用
いる場合に圧電膜の焼成応力を緩和し、より高い材料特
性を引き出すための前記雰囲気調整は、焼成後の圧電膜
を電子顕微鏡等で観察し、成分の分布をモニタすること
で制御することが好ましい。

【００８０】例えば、本発明で好適に採用される圧電
セラミックスであるジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマグ
ネシウムニオブ酸鉛からなる成分を主成分とする材料の
ように、ジルコン酸鉛を含有する材料を使用する場合に
は、焼成した圧電膜においてジルコニウム成分が偏析す
るように雰囲気を調整し、焼成することが好ましい。更
に好ましくは、圧電膜表面にはジルコニウム成分の偏析
が認められ、圧電膜内部ではその偏析がほとんど認めら
れないような雰囲気とすることが望ましい。このような
成分分布を有する圧電膜は、偏析のない圧電膜と比較す
ると、振動特性に優れ、即ち振動振幅が大きく、また、
ジルコニウム成分の偏析によって焼成応力が緩和されて
いるので、圧電粉末の本来有する材料特性が大きく低下
することなく、維持される特徴を有する。

【００８１】従って、本発明のデバイスでは、このよ
うな圧電膜となるように圧電素子を形成することが最も
好ましい。また、前記圧電膜組成にするとともに、圧電
膜焼成後、デバイスの各部材、例えば連結板、基板等
に、圧電材料の成分、特に前記酸化チタンを含む圧電材
料の場合には酸化チタンが含有されるように雰囲気焼成
することも好ましい。そして、圧電膜の焼成と基板との
焼成を同時に行う場合には、両者の焼成条件をマッチン
グすることが必要である。

【００８２】また、焼結後の積層体における振動板形
成位置に、スクリーン印刷法、ディッピング法、塗布
法、電気泳動法等の厚膜形成法、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、化
学気相蒸着法（ＣＶＤ）、メッ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
ン印刷法やディッピング法、塗布法、電気泳動法等によ
る厚膜形成法が好適に採用される。これは、これらの手
法は、平均粒径０．０１〜５μｍ、好ましくは０．０５
〜３μｍの圧電セラミックスの粒子を主成分とするペー
ストやスラリー、又はサスペンションやエマルション、
ゾル等を用いて圧電膜を形成することができ、良好な圧
電作動特性が得られるからである。また、特に電気泳動
法は、膜を高い密度で、かつ、高い形状精度で形成でき
ることをはじめ、技術文献「「ＤＥＮＫＩＫＡＧＡＫ
Ｕ」、５３，Ｎｏ．１（１９８５）ｐ６３〜６８、安斎
和夫著」に記載されているような特徴を有する。従っ
て、要求精度や信頼性等を考慮して、適宜、手法を選択
して用いるとよい。

【００８３】例えば、作製した積層体を所定条件にて
焼成した後、焼成後のシート部材５１の表面の所定位置
に第１電極を印刷、焼成し、次いで圧電膜を印刷、焼成
し、更に第２電極を印刷、焼成して圧電素子を配設する
ことができ、続いて形成された圧電素子における電極を
測定装置に接続するための電極リードを印刷、焼成す
る。ここで、例えば、第１電極として白金（Ｐｔ）を、
圧電膜としてはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を、第
２電極としては金（Ａｕ）を、更に電極リードとして銀
（Ａｇ）等の材料を使用すると、焼成工程における焼成
温度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焼結が
起こらず、電極材等の剥離や凝集といった不具合の発生
を回避することが可能となる。

【００８４】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電極リードを逐次印刷して、一
回で一体焼成することも可能であり、一方、圧電膜を形
成した後に低温で各電極等を設けることもできる。ま
た、圧電素子の各部材と電極リードはスパッタ法や蒸着
法等の薄膜法によって形成してもかまわず、この場合に
は、必ずしも熱処理を必要としない。

【００８５】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、接着剤を用いることなく圧電素子と
振動板とを一体的に接合、配設することができ、信頼
性、再現性を確保し、集積化を容易とすることができ
る。ここで、更に圧電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ー法、あるいはレーザ加工法、
又はスライシング、超音波加工等の機械加工法を用いる
ことができる。

【００８６】このようにして、圧電素子や電極リード
が形成された焼成後の積層体の所定位置に振動板や固定
板、連結板、また必要に応じて切欠部を形成する。ここ
で、ＹＡＧレーザの第４次高調波を用いた加工により、
焼結後のシート部材５１の不要な部分を切り出し加工し
て除去することが好ましい。こうして、図９に示した形
状の振動板３Ａ〜３Ｄ、固定板１、連結板２を有するデ
バイス３９が得られる。なお、基板５に相当する部分で
あって、不要な部分を前記レーザ加工やダイシングによ
って除去しても構わない。

【００８７】また、主にシート部材５２により形成さ
れた固定板１、連結板２の形状や、シート部材５１によ
り形成された振動板３Ａ〜３Ｄ等の形状を、このような
加工時に調整することで、形状のばらつきを小さくする
と共に、変位量や駆動特性の調整を行うことも好まし
い。

【００８８】更に、図２に示した圧電素子８８を、図
１４に示すように、第２電極８７を上部電極、第１電極
８５を下部電極として、その中間に圧電膜８６を形成し
た圧電素子８８を一度配設した後、上部電極をＹＡＧ第
４次高調波レーザ、機械加工等によりトリミングして圧
電素子の有効電極面積を調整し、デバイスのインピーダ
ンス等の電気特性を調整し、所定の変位特性を得ること
も好ましい。なお、圧電素子８８の構造が、図３或いは
図４に示されるような櫛型構造である場合には、一方の
あるいは両方の電極の一部をトリミングすればよい。

【００８９】このような加工においては、上記のＹＡ
Ｇ第４次高調波レーザを用いた加工以外にも、ＹＡＧレ
ーザ及びＹＡＧレーザの第２次又は第３次高調波、エキ
シマレーザ、ＣＯ₂レーザ等によるレーザ加工、電子ビ
ーム加工、ダイシング（機械加工）など、デバイスの大
きさと形状に適した種々の加工方法を適用することがで
きる。

【００９０】なお、本発明のデバイスは、上述したグ
リーンシートを用いた作製方法の他に、成形型を用いた
加圧成形法や鋳込成形法、射出成形法等を用いて作製す
ることもできる。これらの場合においても、焼成前後に
おいて、切削や研削加工、レーザ加工、パンチングによ
る打ち抜き、あるいは超音波加工等の機械加工により加
工が施され、所定形状とされる。

【００９１】こうして作製されたデバイス３９におけ
る圧電素子４Ａ〜４Ｄ並びに並びに電極リード上に形成
する絶縁層は、ガラス若しくは樹脂を用いて、スクリー
ン印刷法、塗布法、スプレー法等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た場合に
は、デバイス自体をガラスの軟化温度程度まで昇温する
必要があり、また硬度が大きいので変位若しくは振動を
阻害するおそれがあるが、樹脂は柔らかく、しかも乾燥
程度の処理で済むことから、樹脂を用いることが好まし
い。

【００９２】なお、絶縁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場合に
は、下地のセラミックスとの密着性を改善する目的で、
使用する樹脂とセラミックスとの種類に応じたプライマ
ー層を形成し、その上に絶縁層を形成することが好まし
い。

【００９３】次に、絶縁層上に形成されるシールド層
の形成は、絶縁層が樹脂からなる場合には、焼成処理を
行うことが困難なため、種々の金属材料を用いる場合に
は、スパッタ法等の加熱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
いる場合には、スクリーン印刷法、塗布法等を好適に用
いることができる。なお、絶縁層をガラスで形成した場
合には、ガラスが流動しない温度以下で、導体ペースト
をスクリーン印刷等し、焼成することも可能である。

【００９４】以上、本発明の変位制御デバイスの実施
の形態、構成材料、作製方法について説明してきたが、
本発明によれば、更に上述した種々のデバイスを用いた
アクチュエータもまた提供される。図１５の平面図に示
したアクチュエータ６１は、複数（図１５の場合には、
合計８個）のデバイス３９を、それぞれの固定板１の中
心線（Ｙ軸）が略平行となるように、また、各固定板１
のＸ−Ｙ平面が、静止状態において同一平面を形成する
ように配設された構造を有している。そして、各固定板
１の先端部分と接触するように、搬送物６９が載置され
ている。

【００９５】アクチュエータ６１において、Ｚ−Ｘ平
面について対称な位置にあるデバイス３９どうし、例え
ば、デバイス３９Ａ・３９Ｅを、固定板１の先端部が、
Ｚ−Ｘ平面について対称なヒステリシス様の変位軌跡を
描くように駆動すると、先に図６に示した原理に基づ
き、搬送物６９にはＸ軸方向へ移動する力が作用する。
Ｘ軸方向のどちらの向きに搬送物６９を移動させるかに
よって、ヒステリシス様の変位軌跡が描かれる向きを設
定すればよい。デバイス３９Ｂ〜３９Ｄはデバイス３９
Ａと同等のヒステリシス様の変位軌跡を描くように、ま
た、デバイス３９Ｆ〜３９Ｈはデバイス３９Ｅと同等の
ヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動すること
で、アクチュエータ６１は、リニアなモータ、搬送機等
として使用することができる。

【００９６】なお、デバイス３９Ａ〜３９Ｄは基板５
Ａに、デバイス３９Ｅ〜３９Ｈは基板５Ｂに、それぞれ
一体的に形成されている。このような構造を有するアク
チュエータは、上述したグリーンシート積層法を用いる
ことにより、容易に作製することができるが、勿論、各
デバイス３９Ａ〜３９Ｈを別体で作製し、所定の位置に
配設してアクチュエータ６１を構成しても構わない。ア
クチュエータ６１を構成するデバイスは、デバイス３９
に限定されるものではないことはいうまでもない。

【００９７】次に、図１６には、８個のデバイス３９
Ａ〜３９Ｈを、１個の基板５を共有して、固定板１の先
端が基板５の外側に向かうように、かつ、各固定板１の
中心線（Ｙ軸）が平行となるように配設したアクチュエ
ータ６２の斜視図（ａ）及び斜視図中の線ＡＡを通るＺ
−Ｘ平面における断面図（ｂ）を示す。

【００９８】前述したアクチュエータ６１と同様に各
デバイス３９Ａ〜３９Ｈを駆動する場合には、アクチュ
エータ６２は、リニアに自走する部品として使用するこ
とができる。なお、図１６（ｂ）に示されるように、ア
クチュエータ６２は、静止状態において基板５が接地
し、各固定板１が接地面から離れた状態に状態にある。
この高低差ｈを固定板１のＺ軸方向の変位量未満とする
ことで、高低差ｈがクラッチとして働く。つまり、固定
板１のＺ軸方向の変位量が高低差ｈを越えたときに、ア
クチュエータ６２はそれ自体が移動するように動作する
ことが可能となるが、固定板１のＺ軸方向の変位量が高
低差ｈ以下であるときには、自走することができない。

【００９９】次に、図１７（ａ）には、図１記載のデ
バイス３６を２個（デバイス３６Ａ・３６Ｂ）使用した
アクチュエータ６４の平面図を示す。また、図１７
（ｂ）は、図１７（ａ）中のＹ軸における断面図である
が、図１７（ｂ）においては、デバイス３６Ａ・３６Ｂ
における振動板３Ａ・３Ｂ及び圧電素子４Ａ・４Ｂの位
置を明確とするため、Ｙ軸上にはないこれらの部材の位
置をも付記している。

【０１００】図１７（ａ）、（ｂ）においては、デバ
イス３６Ａ・３６Ｂ毎にはＸ軸、Ｙ軸を設けず、図示さ
れるようなＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系を設定し、各軸の交点
を原点Ｏとする。このとき、アクチュエータ６４は、デ
バイス３６Ａ・３６Ｂを、原点Ｏについて点対称となる
位置に配設した構造となっており、デバイス３６Ａ・３
６Ｂの各固定板１に接するように、アクチュェータ６４
の中央部には、軸芯６７によって回転中心が定められた
回転体６８が配置されている。ここでは、軸針６７の回
転中心とアクチュエータの点対称中心（原点Ｏ）が一致
するように配設されている。

【０１０１】デバイス３６Ａ・３６Ｂの連結板２が、
前記図５（ｄ）に記載されるＰ点、Ｒ点の往復運動、即
ちＺ軸方向変位を生ずるように、所定の信号（電圧）を
各デバイス３６Ａ・３６Ｂに加えることによって、回転
体６８を一定方向に回転させるモータとするができる。
このとき、一定方向の回転となるように、連結板２と回
転体６８との接触は、所定角度を有して行われる。また
図１７（ａ）、（ｂ）では、点対称の位置にある１組の
デバイスで構成されているが、更に点対称の位置にある
別の１組のデバイスを配設して、各組ごとに回転体６８
と各連結板２との接触角を正負反対とすれば、一定方向
の回転のみではなく、双方向への回転運動が得られるよ
うになり好ましい。

【０１０２】一方、連結板２の変位形態を前述のＺ軸
方向の変位から、図５（ｄ）においてＰ点→Ｑ点→Ｒ点
→Ｓ点→Ｐ点のような回転軌跡となるように駆動するこ
とにより、回転体６８に回転運動を惹起させることがで
きる。この場合には、連結板２の直接的な回転運動を回
転体６８に伝達できる方式となるので、前記したＺ軸方
向変位を用いて回転させる場合と比較して、高トルクで
高速回転が可能であるほか、駆動信号の変更により１組
のデバイスのみで、回転方向を両方向にとることができ
る特徴があり、好ましい。

【０１０３】続いて、図１８（ａ）は、デバイス３９
を周設してなるアクチュエータ６３の平面図であり、図
１８（ｂ）は平面図中のＸ軸における断面図を示してい
る。ここで、アクチュエータ６３においては、各デバイ
ス３９Ａ〜３９Ｆについては、Ｘ軸及びＹ軸を設定しな
いこととし、アクチュエータ６３自体に、図１８（ａ）
に示されるＸ−Ｙ−Ｚ軸を定義する。

【０１０４】アクチュエータ６３においては、各固定
板１の中心線（固定板の長さ方向を示す線）が互いに交
差するように、かつ、各固定板１の先端が中心線の交差
する点（Ｘ軸とＹ軸の交点）へ向かうように、各デバイ
ス３９Ａ〜３９Ｅが配設されている。そして、各固定板
１に接するように、アクチュエータ６２の中央部には、
軸芯６７によって回転中心が定められた回転体６８が配
置されている。

【０１０５】デバイス３９Ａ〜３９Ｅの全てを、各固
定板１から回転体６８を一方向に回転させる向きへ力が
伝達されるようなヒステリシスを描くように駆動するこ
とにより、回転体６８に回転運動を惹起させることが可
能である。また、固定板１がヒステリシスを描く向きを
反転させることによって、回転方向の反転も容易に、し
かも高速に行うことができる。このように、アクチュエ
ータ６３は、モータとして好適に使用することができ
る。

【０１０６】なお、アクチュエータ６３では、前述し
たアクチュエータ６４と比較して、駆動部位を多く取れ
るために、更に高トルク化が図れる利点がある。また、
アクチュエータ６４と同様に、Ｚ軸方向変位を用いる方
式での回転体６８の駆動も、勿論可能である。

【０１０７】ところで、アクチュエータ６２のよう
に、自走させることができたように、円板状の基板を用
いて、その円板状基板から、固定板の中心線どうしが交
差するように、かつ固定板の先端が、例えば、外側へ放
射状に突出するように、デバイス３９を円板状基板へ配
設することによって、自らが回転するアクチュエータと
して用いることもできる。この場合、円板状基板には、
回転中心を定めるための軸芯を設けることが好ましい。
このような自走回転アクチュエータは、圧電素子への電
圧印加方法を考えると、回転モータとしては用いること
は難いが、微小な角度変位を制御するアクチュエータと
しては、十分に用いることができる。

【０１０８】上述した本発明に係るアクチュエータの
動作速度は、圧電素子への印加する電圧の周波数や電圧
値を制御することによって、容易に行うことができ、静
止や反転の動作性能にも優れた特性を有する。

【０１０９】以上、本発明の変位制御デバイス及びこ
れを用いたアクチュエータの実施の形態について詳述し
てきたが、本発明がこれらの実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、
当業者の通常の知識に基づき、種々の変更、修正、改良
が加え得るものであることが理解されるべきである。

【０１１０】

【発明の効果】本発明の変位制御デバイスは、構造が
簡単であり小型化、軽量化が容易であるとともに、省電
力で変位効率が高く、しかも外部からの有害振動等の影
響を受け難い特徴を有する。これにより、変位制御デバ
イス自体をセンサやアクチュエータ自体として用いるこ
とが可能であるとともに、複数の変位制御デバイスから
なるアクチュエータは、制動性に優れたリニアモータや
回転モータ、位置制御アクチュエータ等として用いるこ
とができる。また、グリーンシート積層法といった簡便
で、設計の許容範囲の広い製造方法を用いることによ
り、一体構造として信頼性を高めつつ、安価に作製する
ことができる効果を有する。更に、構成材料の選択の許
容範囲が広く、目的に応じて都度好適な材料を使用する
ことができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変位制御デバイスの一実施形態を示
す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図２】本発明の変位制御デバイスに配設される圧電
素子の一実施の形態を示す斜視図である。

【図３】本発明の変位制御デバイスに配設される圧電
素子の別の実施の形態を示す斜視図である。

【図４】本発明の変位制御デバイスに配設される圧電
素子の更に別の実施形態を示す斜視図である。

【図５】本発明の変位制御デバイスの駆動形態の説明
図である。

【図６】本発明の変位制御デバイスの駆動による他物
体への力の伝達を示す模式図である。

【図７】本発明の変位制御デバイスの別の実施形態を
示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図８】本発明の変位制御デバイスの更に別の実施形
態を示す平面図である。

【図９】本発明の変位制御デバイスの更に別の実施形
態を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

【図１０】本発明の変位制御デバイスの更に別の実施
形態を示す平面図である。

【図１１】本発明の変位制御デバイスの更に別の実施
形態を示す平面図である。

【図１２】本発明の変位制御デバイスの電極等の保護
形態を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）〜（ｄ）であ
る。

【図１３】本発明の変位制御デバイスの作製に用いら
れるシート部材の形状例を示す平面図である。

【図１４】本発明の変位制御デバイスにおける圧電素
子の加工方法の一例を示す説明図である。

【図１５】本発明の変位制御デバイスを用いたアクチ
ュエータの一実施形態を示す平面図である。

【図１６】本発明の変位制御デバイスを用いたアクチ
ュエータの別の実施形態を示す斜視図（ａ）及び断面図
（ｂ）である。

【図１７】本発明の変位制御デバイスを用いたアクチ
ュエータの更に別の実施形態を示す平面図（ａ）及び断
面図（ｂ）である。

【図１８】本発明の変位制御デバイスを用いたアクチ
ュエータの更に別の実施形態を示す平面図（ａ）及び断
面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１…固定板、２…連結板、２Ｆ…連結板の先端面、３Ａ
〜３Ｄ…振動板、４Ａ〜４Ｄ…圧電素子、５・５Ａ・５
Ｂ…基板、６・６Ａ・６Ｂ…凹部、９…切欠部、１０…
間隙部、１１…ひんじ部、２１Ａ〜２１Ｄ…電極リー
ド、２２…絶縁層、２３…シールド層、３６〜４１…変
位制御デバイス、３６Ａ・３６Ｂ、３９Ａ〜３９Ｈ…変
位制御デバイス、５１〜５３…シート部材、５４…基準
孔、５５…窓部、６１〜６４…アクチュエータ、６７…
軸芯、６８…回転体、６９…搬送物、８５…第１電極、
８６…圧電膜、８７…第２電極、８８…圧電素子、８９
…振動板、９０…圧電膜、９１…第１電極、９２…第２
電極、９３…隙間部、９４Ａ・９４Ｂ…圧電素子、１０
１…物体。

フロントページの続きＦターム(参考） 5H303 AA06 AA20 AA30 BB02 BB07 DD14 5H680 AA19 BB02 BB10 BB20 BC10 CC02 CC07 DD01 DD24 DD34 DD35 DD40 FF09 FF17 GG01 GG02 GG11 GG16 GG21 GG25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連結板が２枚の振動板によって挟持さ
れ、かつ、当該連結板が基板に形成された凹部の底面に
接合されると共に、当該振動板が少なくとも当該凹部の
側面と接合されてなる変位制御デバイスであって、少なくとも２個の独立した圧電／電歪素子が、当該振動
板の両方に分配して配設され、当該連結板がヒステリシ
ス様の変位軌跡を描くように駆動されることを特徴とす
る変位制御デバイス。
【請求項２】当該連結板の一端に固定板が接合されて
なることを特徴とする請求項１記載の変位制御デバイ
ス。
【請求項３】長手方向における一端が少なくとも２枚
の振動板によって挟持され、かつ、他端が別の少なくと
も２枚の振動板によって挟持された連結板が、基板に形
成された対向する凹部の底面間に跨設されると共に、当
該振動板は少なくとも当該凹部の側面とも接合され、固
定板が当該固定板の長手方向が当該振動板が当該連結板
を挟持する方向と平行になるように当該連結板に接合さ
れてなる変位制御デバイスであって、少なくとも２個の独立した圧電／電歪素子が、少なくと
も当該連結板の一方の端部にある当該連結板を挟持する
少なくとも２枚の振動板の両方に配設され、当該固定板
がヒステリシス様の変位軌跡を描くように駆動されるこ
とを特徴とする変位制御デバイス。
【請求項４】当該固定板と当該連結板との接合部に切
欠部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の
変位制御デバイス。
【請求項５】当該連結板が当該固定板の長手方向に少
なくとも２分割されると共に分割されて形成された少な
くとも２枚の連結板に当該固定板が接合されてなること
を特徴とする請求項３又は４記載の変位制御デバイス。
【請求項６】当該固定板と当該連結板との接合部から
当該固定板の長手方向にかけて、当該固定板にひんじ部
が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいず
れか一項に記載の変位制御デバイス。
【請求項７】少なくとも当該連結板と当該振動板が、
互いの側面において接合されていることを特徴とする請
求項１〜６のいずれか一項に記載の変位制御デバイス。
【請求項８】少なくとも当該連結板と当該振動板並び
に当該基板が、一体的に形成されていることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれか一項に記載の変位制御デバイ
ス。
【請求項９】少なくとも連結板と振動板並びに基板が
グリーンシート積層法を用いて作製されていることを特
徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の変位制御
デバイス。
【請求項１０】駆動に用いる当該圧電／電歪素子以外
に、１個以上の補助素子として用いられる圧電／電歪素
子を配設してなることを特徴とする請求項１〜９のいず
れか一項に記載の変位制御デバイス。
【請求項１１】当該圧電／電歪素子及び当該圧電／電
歪素子の電極に導通する電極リードが、樹脂若しくはガ
ラスからなる絶縁層により被覆されてなることを特徴と
する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の変位制御デ
バイス。
【請求項１２】当該樹脂がフッ素樹脂若しくはシリコ
ーン樹脂であることを特徴とする請求項１１記載の変位
制御デバイス。
【請求項１３】当該絶縁層の表面上に、更に導電性部
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
る請求項１１又は１２記載の変位制御デバイス。
【請求項１４】少なくとも当該基板、当該連結板、当
該振動板が、完全安定化ジルコニア或いは部分安定化ジ
ルコニアからなることを特徴とする請求項１〜１３のい
ずれか一項に記載の変位制御デバイス。
【請求項１５】当該固定板、当該連結板、当該振動板
の少なくともいずれかの形状が、レーザ加工若しくは機
械加工によりトリミングして寸法調整されたものである
ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載
の変位制御デバイス。
【請求項１６】当該圧電素子における電極がレーザ加
工若しくは機械加工されて、当該圧電素子の有効電極面
積が調整されたものであることを特徴とする請求項１〜
１５のいずれか一項に記載の変位制御デバイス。
【請求項１７】独立した２個以上の圧電／電歪素子の
駆動によって、連結板若しくは固定板がヒステリシス様
の変位軌跡を描くように駆動される変位制御デバイスを
複数用いてなるアクチュエータであって、当該固定板どうしが当該固定板の中心線が略平行となる
ように配設され、及び／又は当該連結板どうしが当該連
結板の中心線が略平行となるように配設されてなること
を特徴とするアクチュエータ。
【請求項１８】独立した２個以上の圧電／電歪素子の
駆動によって、連結板若しくは固定板がヒステリシス様
の変位軌跡を描くように駆動される変位制御デバイスを
複数用いてなるアクチュエータであって、当該変位制御デバイスを周設してなることを特徴とする
アクチュエータ。
【請求項１９】複数の当該変位制御デバイスが、当該
固定板の中心線が互いに交差するように、又は当該連結
板の中心線が互いに交差するように、当該固定板若しく
は当該連結板の先端が当該中心線の交差する点に向けて
配設されてなることを特徴とする請求項１８記載のアク
チュエータ。