本発明は、従来にない新しい態様でヘッドスライダ等の被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置、並びにこれらに用いられる圧電素子を提供することを目的とする。
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、従来にない新しい態様でヘッドスライダ等の被駆動体を駆動させ得るアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置、並びにこれらに用いられる圧電素子を見出した。
すなわち、本発明に係るアクチュエータは、圧電素子と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、その頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を備え、一対の屈曲部材は、その一端が固定端とされ、圧電素子は、一対の屈曲部材のうち少なくとも一方の屈曲部材の他端に変位を伝達し、その屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から少なくとも一方の屈曲部材に変位が伝達されることにより、その屈曲部材の両端を結ぶ基準直線と交差する方向に前記頂部が移動することを特徴とする。
本発明に係るアクチュエータでは、一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、一対の屈曲部材のうち少なくとも一方の屈曲部材の他端が圧電素子によって変位する。そして、圧電素子によって屈曲部材が変位することにより、屈曲部材の頂部が基準直線と交差する方向に移動する。そのため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が、この頂部の移動に伴い変位するようになる。その結果、ヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。また、一端が固定され、他端が圧電素子と接続された屈曲部材を圧電素子によって伸長及び屈曲させているため、端部の変位量に対して頂部の変位量を大きくすることができる。
また、圧電素子が固定される支持体を更に備え、一対の屈曲部材の各一端は、その一端が支持体に固定されることにより、固定端とされることが好ましい。
また、各頂部は、基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置され、基準直線と交差し且つ共に同じ方向に移動することが好ましい。このようにすると、一対の屈曲部材のうち一方が伸長し、他方が屈曲するように各屈曲部材が駆動されるため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が平行移動と共に回転移動するようになり、共振等による振動の影響を受けにくくなる。
また、各頂部は、基準直線に対して共に同じ側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置され、基準直線と交差し且つ共に同じ方向に移動することが好ましい。このようにすると、一対の屈曲部材が共に伸長又は屈曲するように各屈曲部材が駆動されるため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が平行移動するようになる。
また、本発明に係るアクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、その頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を備え、一対の屈曲部材は、その一端が前記支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。なお、本発明及び以下の発明において、「圧電的に活性な」とは「圧電効果(ピエゾ効果)により歪みが生じる」ことを意味し、「圧電的に非活性な」とは「圧電効果により歪みが生じない」ことを意味する。
本発明に係るアクチュエータでは、一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、各頂部が基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置する第1及び第2非活性部を含む積層体を有しており、第1非活性部の内部には第1内部電極が含まれておらず、第2非活性部の内部には第2内部電極が含まれていない。そのため、活性部が共に伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体(活性部)の変位が第1及び第2非活性部によりそれぞれ拘束されて、積層体が略S字状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように略S字状に変形することで、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が屈曲し、他方の屈曲部材が伸長するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。また、一端が固定され、他端が圧電素子に接続された各屈曲部材を圧電素子によって伸長及び屈曲させているため、端部の変位量に対して頂部の変位量を大きくすることができる。さらに、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が伸長し、他方の屈曲部材が屈曲するように各屈曲部材が駆動されるため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が平行移動と共に回転移動するようになり、共振等による振動の影響を受けにくくなる。またさらに、本発明に係るアクチュエータでは、圧電素子を1つのみしか用いていないため、部品点数を少なくすることができると共に、僅かな消費電力で大きな変位を得ることができる。
さらに、本発明に係るアクチュエータは、圧電体層と内部電極とが交互に積層された積層体を有し、その積層体の積層方向と交差する各側面に積層体の変位を拘束する固定基板がそれぞれ設けられ、その各固定基板が、積層体の積層方向から見たときに互いに重ならないように配置された圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、その頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を備え、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
本発明に係るアクチュエータでは、一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、各頂部が基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子が積層体の積層方向と交差する各側面に設けられた固定基板を有しており、固定基板が積層体の積層方向から見たときに互いに重ならないように配置されている。そのため、積層体が伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体の変位が各固定基板によりそれぞれ拘束されて、略S字状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように略S字状に変形することで、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が屈曲し、他方の屈曲部材が伸長するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、各頂部同士を連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。また、一端が固定され、他端が圧電素子に接続された各屈曲部材を圧電素子によって伸長及び屈曲させているため、端部の変位量に対して頂部の変位量を大きくすることができる。さらに、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が伸長し、他方の屈曲部材が屈曲するように各屈曲部材が駆動されるため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が平行移動と共に回転移動するようになり、共振等による振動の影響を受けにくくなる。またさらに、本発明に係るアクチュエータでは、圧電素子を1つのみしか用いていないため、部品点数を少なくすることができると共に、僅かな消費電力で大きな変位を得ることができる。
またさらに、本発明に係るアクチュエータは、圧電体層と内部電極とが交互に積層された積層体を有し、その積層体の積層方向と交差する側面の一方に積層体の変位を拘束する拘束手段が配置された圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、その頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を備え、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して共に同じ側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
本発明に係るアクチュエータでは、一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、各頂部が基準直線に対して共に同じ側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子が、積層体の積層方向と交差する側面の一方に配置された拘束手段を有している。そのため、積層体が伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体の変位が拘束手段(例えば、圧電的に非活性な非活性部や固定基板)により拘束されて、積層体が弧状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように弧状に変形することで、一対の屈曲部材が共に伸長又は屈曲するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、各頂部同士を連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。また、一端が固定され、他端が圧電素子に接続された各屈曲部材を圧電素子によって伸長及び屈曲させているため、端部の変位量に対して頂部の変位量を大きくすることができる。さらに、一対の屈曲部材が共に伸長又は屈曲するように駆動されるため、各頂部同士を機械的に連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体が平行移動するようになる。またさらに、本発明に係るアクチュエータでは、圧電素子を1つのみしか用いていないため、部品点数を少なくすることができると共に、僅かな消費電力で大きな変位を得ることができる。
また、圧電素子の中央部分が支持体に固定されていることが好ましい。このようにすると、圧電素子の両端において十分な変位量を確保することができると共に、固定されている圧電素子の中央部分において容易かつ確実に配線を行うことができる。
また、圧電素子の中央部分と支持体とが固定された固定点と、各屈曲部材の各固定端との距離が共に略等しいことが好ましい。このようにすると、固定点及び各固定端によって略二等辺三角形が形成されるから、ヘッドスライダ等の被駆動体を安定に駆動させることが可能なアクチュエータとすることができる。
また、頂部同士が連結部材によって機械的に連結されていることが好ましい。このようにすると、この連結部材にヘッドスライダ等の被駆動体を搭載して各屈曲部材を駆動させることで、被駆動体の変位を制御することができる。
本発明に係るスライダユニットは、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを駆動するアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダが搭載される連結部材によってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
また、本発明に係るスライダユニットは、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを駆動するアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダによってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
上記の各スライダユニットでは、アクチュエータにおける一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、アクチュエータにおける一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、アクチュエータにおいて、各頂部が基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置する第1及び第2非活性部を含む積層体を有しており、第1非活性部の内部には第1内部電極が含まれておらず、第2非活性部の内部には第2内部電極が含まれていない。そのため、活性部が共に伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体(活性部)の変位が第1及び第2非活性部によりそれぞれ拘束されて、積層体が略S字状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように略S字状に変形することで、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が屈曲し、他方の屈曲部材が伸長するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、連結部材に搭載され、又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダを従来にない新しい態様で駆動させることができる。
本発明に係るサスペンションは、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを駆動するアクチュエータと、アクチュエータが主面に搭載されたスプリングプレートと、スプリングプレートから所定距離だけ離間した状態でスプリングプレートを片持支持するロードビームと、を備え、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダが搭載される連結部材によってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
また、本発明に係るサスペンションは、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを駆動するアクチュエータと、アクチュエータが主面に搭載されたスプリングプレートと、スプリングプレートから所定距離だけ離間した状態でスプリングプレートを片持支持するロードビームと、を備え、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダによってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
上記の各サスペンションでは、アクチュエータにおける一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、アクチュエータにおける一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、アクチュエータにおいて、各頂部が基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置する第1及び第2非活性部を含む積層体を有しており、第1非活性部の内部には第1内部電極が含まれておらず、第2非活性部の内部には第2内部電極が含まれていない。そのため、活性部が共に伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体(活性部)の変位が第1及び第2非活性部によりそれぞれ拘束されて、積層体が略S字状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように略S字状に変形することで、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が屈曲し、他方の屈曲部材が伸長するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、連結部材に搭載され、又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダを従来にない新しい態様で駆動させることができる。
本発明に係るハードディスク装置は、記録媒体と、その記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、そのヘッドスライダを駆動させるアクチュエータとを備えるハードディスク装置であって、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダが搭載される連結部材によってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
また、本発明に係るハードディスク装置は、記録媒体と、その記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、そのヘッドスライダを駆動させるアクチュエータとを備えるハードディスク装置であって、アクチュエータは、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいない圧電素子と、圧電素子が固定される支持体と、それぞれ頂部を有するように屈曲し、ヘッドスライダによってその頂部同士が機械的に連結された一対の屈曲部材と、を有し、一対の屈曲部材は、その一端が支持体に固定されることにより固定端とされると共に、各頂部が各屈曲部材の両端を結ぶ基準直線に対して互いに異なる側に位置するように配され、圧電素子は、一対の屈曲部材の他端に変位を伝達し、各屈曲部材の両端間の距離を変えるように配されており、圧電素子から一対の屈曲部材に変位が伝達されることにより、基準直線と交差し且つ同じ方向に各頂部が移動することを特徴とする。
上記の各ハードディスク装置では、アクチュエータにおける一対の屈曲部材の一端が固定端となっており、アクチュエータにおける一対の圧電素子の他端が圧電素子によってそれぞれ変位する。また、アクチュエータにおいて、各頂部が基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材がそれぞれ配置されている。さらに、アクチュエータの圧電素子が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置する第1及び第2非活性部を含む積層体を有しており、第1非活性部の内部には第1内部電極が含まれておらず、第2非活性部の内部には第2内部電極が含まれていない。そのため、活性部が共に伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体(活性部)の変位が第1及び第2非活性部によりそれぞれ拘束されて、積層体が略S字状に変形するようになる。そして、圧電素子の積層体がこのように略S字状に変形することで、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材が屈曲し、他方の屈曲部材が伸長するように駆動されるから、各屈曲部材の頂部が共に基準直線と交差する方向に移動することとなる。その結果、連結部材に搭載され、又は各頂部同士を機械的に連結するように取り付けられたヘッドスライダを従来にない新しい態様で駆動させることができる。
本発明に係る圧電素子は、圧電体層と第1及び第2内部電極とが交互に積層され、圧電的に活性な活性部と圧電的に非活性な第1及び第2非活性部を含む積層体を有し、第1及び第2非活性部が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置しており、第1非活性部が内部に第1内部電極を含んでおらず、第2非活性部が内部に第2内部電極を含んでいないことを特徴とする。
本発明に係る圧電素子では、積層体が、互いに離間すると共に積層体の積層方向並びに第1及び第2内部電極の延在方向から見て互いに重ならないように位置する第1及び第2非活性部を含んでいる。そして、第1非活性部の内部には第1内部電極が含まれておらず、第2非活性部の内部には第2内部電極が含まれていない。そのため、活性部が共に伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体(活性部)の変位が第1及び第2非活性部によりそれぞれ拘束されて、積層体が略S字状に変形するようになる。その結果、本発明に係る圧電素子と、それぞれ頂部を形成するように屈曲する一対の屈曲部材とを用いてアクチュエータを作成すると、この圧電素子が略S字形状に変形して、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材を屈曲し、他方の屈曲部材を伸長するように各屈曲部材を駆動させるから、各頂部同士を連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。
また、本発明に係る圧電素子は、圧電体層と内部電極とが交互に積層された積層体を有し、その積層体の積層方向と交差する各側面に積層体の変位を拘束する固定基板がそれぞれ設けられ、その各固定基板が、積層体の積層方向から見たときに互いに重ならないように配置されていることを特徴とする。
本発明に係る圧電素子では、固定基板が、積層体の積層方向と交差する各側面にそれぞれ設けられ、積層体の積層方向から見たときに互いに重ならないように配置されている。そのため、積層体が伸長又は圧縮するように圧電素子を作動させると、積層体の変位が各固定基板によりそれぞれ拘束されて、略S字状に変形するようになる。その結果、本発明に係る圧電素子と、それぞれ頂部を形成するように屈曲する一対の屈曲部材とを用いてアクチュエータを作成すると、この圧電素子が略S字形状に変形して、一対の屈曲部材のうち一方の屈曲部材を屈曲し、他方の屈曲部材を伸長するように各屈曲部材を駆動させるから、各頂部同士を連結する連結部材に搭載され又は各頂部同士を連結するように取り付けられたヘッドスライダ等の被駆動体を従来にない新しい態様で駆動させることができる。
本発明によれば、従来にない新しい態様でヘッドスライダ等の被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置、並びにこれらに用いられる圧電素子を提供することができる。
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは各図の上方向及び下方向に対応したものである。
(第1実施形態)
図1を参照して、第1実施形態に係るハードディスク装置1Aの構成について説明する。図1は、第1〜第4実施形態に係るハードディスク装置を示す概略構成図である。
ハードディスク装置1Aは、図1に示されるように、その筐体10の内部に、記録媒体であるハードディスク12と、ヘッドスライダ(以下、単にスライダと称する)SLを有するヘッドスタックアセンブリ(HSA:Head Stack Assembly)20とを備えている。ハードディスク12は、図示しないスピンドルモータによって回転される。スライダSLは、ハードディスク12から磁気記録情報を読取り、またハードディスク12に磁気記録情報を記録するためのものである。また、ハードディスク装置1Aには、ハードディスク12への情報の記録及び再生等の各種制御を行う制御部14、及びスライダSLをハードディスク12上から退避させておくためのランプ機構16が設けられている。なお、図1では、ハードディスク12からのスライダSLの浮上量を調整するためのスライダレール等の図示を省略している。
ヘッドスタックアセンブリ20は、ボイスコイルモータにより支軸18周りに回動自在に支持されたアクチュエータアーム22と、このアクチュエータアーム22に接続されたサスペンション24とから構成された組立体が、図の奥行き方向に複数個重ねられることで構成されている。そして、このサスペンション24の先端には、ハードディスク12と対向するように、スライダSLが取り付けられている。
次に、図2〜図6を参照して、このハードディスク装置1AにおけるスライダSLの保持状態について説明する。図2は、第1実施形態に係るスライダユニットを示す斜視図である。図3は、第1実施形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。図4は、(a)が第1実施形態に係るアクチュエータの上面図であり、(b)が(a)のB−B線切断部端面図である。図5は、第1実施形態に係る圧電素子を示す斜視図である。図6は、図2のスライダユニットのVI−VI線断面図である。
スライダSLは、略直方体形状を呈しており、幅が1.0mm程度、長さが1.235mm程度、高さが0.3mm程度に設定されている。スライダSLの内部には、ハードディスク12と対向するエアベアリング面(ABS:Air Bearing Surface)Sに露出するように薄膜磁気ヘッドHが形成されている。このスライダSLは、2段階サーボコントロール方式によって位置制御されており、ボイスコイルモータに加えアクチュエータ30によっても位置制御が行われている。アクチュエータ30は、ボイスコイルモータよりも微細にスライダSLの位置制御を行うことのできるデバイスであり、スライダSLをサスペンション24のロードビーム26に対して相対変位させるものである。すなわち、スライダSLを比較的大きく移動させる際はボイスコイルモータによってサスペンション24を回転させ、スライダSLの微少移動を行う際はアクチュエータ30を駆動させる。
このアクチュエータ30は、フレーム32と、底板34と、圧電素子50とによって構成されている。
フレーム32は、略H字状の金属板が加工され、一対の屈曲部材36,38と連結部材40とが一体的に形成されている。各屈曲部材36,38は、頂部36a,38aを形成するようにそれぞれ屈曲されている。各屈曲部材36,38は、頂部36a,38aが各屈曲部材36,38の両端を結ぶ基準直線L1,L2に対して互いに異なる側に位置するように(頂部36aが基準直線L1に対して左側に位置し、頂部38aが基準直線L2に対して右側に位置するように)配置されている(図4(a)参照)。各屈曲部材36,38の先端は、その先端にそれぞれ設けられた各接合しろ36b、38bと底板34とが接合されることで底板34に固定され、固定端となっている。各屈曲部材36,38の基端は、圧電素子50の両端面と接着されることで、圧電素子50と接続されている。連結部材40は、頂部36a,38a同士を機械的に連結するように、各屈曲部材36,38と一体的に構成されており、スライダSLが搭載される搭載面40aを有している。連結部材40の搭載面40aは、所定間隔をもって底板34と離間するように、連結部材40が凸状に折り曲げられて形成されている(図4(b)参照)。このため、屈曲部材36,38の変位によって連結部材40が移動しても、連結部材40と底板34とが接触しないようになっている。
底板34は、略三角形状を呈しており、基端側の頂部が略矩形状となるように引き出された導出部34aを有している。底板34の導出部34aは、圧電素子50の中央部分と接着されている。また、アクチュエータ30を後述するジンバル28に設置するため、底板34とジンバル28とが接合されている。なお、第1実施形態に係るアクチュエータ30では、底板34と圧電素子50とが固定された第1固定点P1と、底板34と接合しろ36b,38bとがそれぞれ固定された第2及び第3固定点P2,P3との距離が略等しくなるように設定されており、第1、第2及び第3固定点P1〜P3によって略二等辺三角形T1が形成されている。
圧電素子50は、上述のように、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤で、各屈曲部材36,38の基端及び底板34の導出部34aと接着されている。圧電素子50は、図5に示されるように、第1及び第3内部電極60,64又は第2及び第3内部電極62,64が表面に形成された圧電体層が複数積層された積層体52と、積層体52の表面に形成された外部電極54a,54bとを有している。
積層体52は、圧電的に活性な領域である活性部56と、圧電的に非活性な領域(図5中の斜線領域)である非活性部58a,58bとを含んでいる。非活性部58a,58bは、活性部56を挟んで互いに離間すると共に、積層体52の積層方向及び第1〜第3内部電極60,62,64の延在方向から見て互いに重ならないように配置されている。
外部電極54a,54bは、例えばAgにより構成されている。外部電極54aは、積層体52の一方の端面及び上面を覆うように形成されている。外部電極54bは、積層体52の他方の端面及び下面を覆うように形成されている。圧電素子50の中央部分における外部電極54a,54bには、圧電素子50を駆動させるために、例えば図示しない外部電源に電気的に接続されたフレキシブルプリント回路(FPC:Flexible Printed Circuit)基板等を用いてリード線がはんだ等により接続され、電圧が印加されるようになっている。
積層体52の内部に配置されている第1〜第3内部電極60,62,64は、例えばAg−Pd合金により構成されている。第1内部電極60の一端は、積層体52の一方の端面に引き出され、外部電極54aに接続されている。第1内部電極60のうち積層体52の上部に形成されている第1内部電極60aの他端は、積層体52の他方の端面に露出しておらず、その端面からやや引き込まれた位置にある。一方、第1内部電極60のうち積層体52の下部に形成されている第1内部電極60bの他端は、積層体52の長手方向の中央付近に位置しており、非活性部58aの内部に至らないようになっている。
第2内部電極62の一端は、積層体52の他方の端面に引き出され、外部電極54bに接続されている。第2内部電極62のうち積層体52の下部に形成されている第2内部電極62aの他端は、積層体52の一方の端面に露出しておらず、その端面からやや引き込まれた位置にある。一方、第2内部電極62のうち積層体52の上部に形成されている第2内部電極62bの他端は、積層体52の長手方向の中央付近に位置しており、非活性部58bの内部に至らないようになっている。
第3内部電極64は、外部電極54a,54b、第1内部電極60及び第2内部電極62のいずれにも接続されておらず、積層体52の内部で独立して設けられている。
以上の構成を有する圧電素子50に電圧が印加されると、活性部56が伸長又は圧縮する一方、活性部56と非活性部58a,58bとの接触面において非活性部58a,58bにより活性部56の変位が拘束されるため、積層体52が略S字状に変形することとなる。そのため、圧電素子50の両端に接続されている各屈曲部材36,38は、一端が固定端となっているので、圧電素子50によって変位が伝達されることで、その両端間の距離が変わるようになる。
そして、アクチュエータ30にスライダSLが取り付けられたスライダユニット42は、図2及び図5に示されるように、サスペンション24のロードビーム26に片持支持されたジンバル(スプリングプレート)28上に載置されている。すなわち、スライダユニット42は、アクチュエータ30の底板34とジンバル28とが溶接等によって接合されることで、ジンバル28のタング部28aの載置面28b上に載置されている。ジンバル28におけるタング部28aの裏面28cと、ロードビーム26のジンバル対向面部27とは、所定距離だけ離間した状態で対面している。このジンバル対向面部27のスライダSLに対応する位置には、ジンバル28のタング部28aがロードビーム26方向へ過度に変位しないように規制するためのディンプル(突起)26aが、スライダSLへ向かって突出するように形成されている。
次に、図7を参照して、アクチュエータ30の駆動について説明する。図7は、変位後の第1実施形態に係るアクチュエータを示す上面図である。
アクチュエータ30は、圧電素子50に電圧が印加されていない場合、圧電素子50が変形しないので、図4(a)に示されるような初期状態となっている。そして、圧電素子50に電圧が印加され、圧電素子50が略S字状に変形すると、各屈曲部材36,38に変位が伝達されて各屈曲部材36,38の各基端がそれぞれ変位して、屈曲部材36が屈曲し、屈曲部材38が伸長するようになる。そうすると、各屈曲部材36,38の各頂部36a,38aが、図4(a)に示される初期状態から図7に示される矢印A方向(基準直線L1,L2と交差する方向)に共に移動する。このとき、連結部材40が各頂部36a,38aと同じく矢印A方向に平行移動すると共に初期状態から角度θ1だけ回転移動し、連結部材40の中心点が初期状態の点O1aから変位後の点O1bへと移動することとなる。
このように連結部材40が変位すると、連結部材40の搭載面40aに搭載されているスライダSLが変位する。具体的には、スライダSLの先端の中心位置が、初期状態の点P1から変位後の点Q1まで距離D1だけ移動する。なお、このアクチュエータ30では、図7に示される矢印Aと反対方向についても、上記と同様にスライダSLが駆動される。
以上のように、本第1実施形態では、アクチュエータ30において、各屈曲部材36,38の先端が底板34を介してジンバル28に固定されており、各屈曲部材36,38の各基端が圧電素子50によってそれぞれ変位する。また、屈曲部材36の頂部36aが基準直線L1に対して左側に位置し、屈曲部材38の頂部38aが基準直線L2に対して右側に位置するように、各屈曲部材36,38がそれぞれ配置されている。さらに、圧電素子50において、積層体52が、互いに離間すると共に積層体52の積層方向及び第1〜第3内部電極60,62,64の延在方向から見て互いに重ならないように位置する非活性部58a,58bを含んでおり、第1内部電極60bが非活性部58aの内部に至らず、第2内部電極62bが非活性部58bの内部に至らないようになっている。そのため、圧電素子50は、電圧が印加されることで、活性部56が伸長又は圧縮する一方、非活性部58a,58bによって活性部56の変位が拘束されるので、略S字状に変形することとなる。そして、圧電素子50の積層体52がこのように略S字状に変形することで、屈曲部材36が屈曲し且つ屈曲部材38が伸長するように各屈曲部材36,38が駆動されるから、各屈曲部材36,38の各頂部36a,38aが図7に示される矢印A方向に共に移動することとなる。その結果、連結部材40の搭載面40aに搭載されたスライダSLを従来にない新しい態様で駆動させることができることとなる。
また、本第1実施形態では、先端が底板34に固定され、基端が圧電素子50の両端とそれぞれ接続された各屈曲部材36,38を、圧電素子50によってそれぞれ伸長及び屈曲させている。そのため、各屈曲部材36,38の端部の変位量に対して、各頂部36a,38aの変位量を大きくすることができる。
また、本第1実施形態では、屈曲部材36が伸長し、屈曲部材38が屈曲するように各屈曲部材36,38が駆動される。そのため、連結部材40の搭載面40aに搭載されたスライダSLが平行移動すると共に回転移動するので、スライダSLが共振等による振動の影響を受けにくくなる。
また、本第1実施形態では、スライダSLの駆動源として圧電素子50を1つしか用いていないため、部品点数を少なくすることができると共に、僅かな消費電力で大きな変位を得ることが可能となる。
また、本第1実施形態では、圧電素子50の中央部分と底板34の導出部34aとが固定されている。そのため、圧電素子50の両端において十分な変位量を確保することができると共に、固定されている圧電素子50の中央部分において容易かつ確実に配線を行うことができる。
また、本第1実施形態では、第1、第2及び第3固定点P1〜P3によって略二等辺三角形T1が形成されているため、スライダSLを安定に駆動させることが可能なアクチュエータとすることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るハードディスク装置1Bについて説明する。第2実施形態に係るハードディスク装置1Bでは、アクチュエータ130の構成が、上述の第1実施形態に係るアクチュエータ30と相違する。以下では、これらの相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
図8及び図9を参照して、アクチュエータ130の構成について説明する。図8は、第2実施形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。図9は、(a)が第2実施形態に係るアクチュエータの上面図であり、(b)が(a)のB−B線切断部端面図である。
アクチュエータ130は、フレーム132と、圧電素子50とによって構成されている。フレーム132は、略M字状の金属板が加工され、一対の屈曲部材134,136と底板138とが一体的に形成されている。各屈曲部材134,136は、頂部134a,136aを形成するようにそれぞれ屈曲されている。各屈曲部材134,136は、頂部134a、136aが各屈曲部材134,136の両端を結ぶ基準直線L101,L102に対して互いに異なる側に位置するように(頂部134aが基準直線L101に対して左側に位置し、頂部38aが基準直線L102に対して右側に位置するように)配置されている(図9(a)参照)。各屈曲部材134,136の先端は、底板138の先端側における各角とそれぞれ機械的に連結されており、底板138を介してジンバル28に固定されている。各屈曲部材134,136の基端は、圧電素子50の両端面と接着されることで、圧電素子50と接続されている。なお、第2実施形態においては、各屈曲部材134,136の各頂部134a,136a同士を連結するようにスライダSLが取り付けられており、スライダSLが所定間隔をもって底板138と離間している(図9(b)参照)。
底板138は、略三角形状を呈しており、基端側の頂部が略矩形状となるように引き出された導出部138aを有している。底板138の導出部138aは、圧電素子50の中央部分と接着されている。また、アクチュエータ130をジンバル28に設置するため、底板138とジンバル28とが接合されている。なお、第2実施形態に係るアクチュエータ130では、底板138と圧電素子50とが固定された第1固定点P101と、各屈曲部材134,136の先端がそれぞれ底板138を介してジンバル28と固定された第2及び第3固定点P102,P103との距離が略等しくなるように設定されており、第1、第2及び第3固定点P101〜P103によって略二等辺三角形T2が形成されている。
第2実施形態に係るアクチュエータ130は、圧電素子50によって第1実施形態に係るアクチュエータ30と同様に駆動される。すなわち、図9(a)に示されるアクチュエータ130の初期状態から、圧電素子50に電圧が印加されて圧電素子50が略S字状に変形すると、各屈曲部材134,136の各頂部134a,136aが図10に示される矢印A方向(基準直線L101,L102と交差する方向)に共に移動する。このとき、スライダSLが各頂部134a,136aと同じく矢印A方向に平行移動すると共に初期状態から角度θ2だけ回転移動し、スライダSLの中心点が初期状態の点O2aから変位後の点O2bへと移動することとなる。そして、これに伴い、スライダSLの先端の中心位置が、初期状態の点P2から変位後の点Q2へと距離D2だけ移動する。
以上のように、本第2実施形態に係るアクチュエータ130は、第1実施形態に係るアクチュエータ30と同じ作用効果を奏する。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係るハードディスク装置1Cについて説明する。第3実施形態に係るハードディスク装置1Cでは、アクチュエータ230の構成が、上述の第1及び第2実施形態に係るアクチュエータ30,130と相違する。以下では、これらの相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
図11及び図12を参照して、アクチュエータ230の構成について説明する。図11は、第3実施形態に係るアクチュエータの分解斜視図である。図12は、(a)が第3実施形態に係るアクチュエータの上面図であり、(b)が(a)のB−B線切断部端面図である。
アクチュエータ230は、フレーム232と、底板234と、圧電素子50とによって構成されている。
フレーム232は、所定形状の金属板が加工され、一対の屈曲部材236,238と第1連結部材240及び第2連結部材242とが一体的に形成されている。各屈曲部材236,238は、頂部236a,238aを形成するようにそれぞれ屈曲されている。各屈曲部材236,238は、各頂部236a,238aが各屈曲部材236,238の両端を結ぶ基準直線L201,L202に対して互いに異なる側に位置するように(頂部236aが基準直線L201に対して左側に位置し、頂部238aが基準直線L202に対して右側に位置するように)配置されている(図12(a)参照)。各屈曲部材236,238の先端は、第2連結部材242と一体となっている。各屈曲部材236,238の基端は、圧電素子50の両端面と接着されることで、圧電素子50と接続されている。第1連結部材240は、頂部236a,238a同士を機械的に連結するように、各屈曲部材236,238と一体的に構成されており、スライダSLが搭載される搭載面240aを有している。第1連結部材240の搭載面240aは、所定間隔をもって底板234と離間するように、第1連結部材240が凸状に折り曲げられて形成されている(図12(b)参照)。第2連結部材242は、各屈曲部材236,238の先端同士を機械的に連結するように、各屈曲部材236,238と一体的に構成されている。また、第2連結部材242は、溶接等によって底板234の先端側と接合されている。
底板234は、略矩形状を呈しており、基端側が引き出された略矩形状の導出部234aを有している。底板234の導出部234aは、圧電素子50の中央部分と接着されている。また、アクチュエータ230をジンバル28に設置するため、底板234とジンバル28とが接合されている。なお、第3実施形態に係るアクチュエータ230では、底板234と圧電素子50とが固定された第1固定点P201と、各屈曲部材236,238の先端がそれぞれ底板234を介してジンバル28と固定された第2及び第3固定点P202,P203との距離が略等しくなるように設定されており、第1、第2及び第3固定点P201〜P203によって略二等辺三角形T3が形成されている。
第3実施形態に係るアクチュエータ230は、圧電素子50によって第1及び第2実施形態に係るアクチュエータ30,130と同様に駆動される。すなわち、図12(a)に示されるアクチュエータ230の初期状態から、圧電素子50に電圧が印加されて圧電素子50が略S字状に変形すると、各屈曲部材236,238に変位が伝達されて各屈曲部材236,238の各基端がそれぞれ変位して、各屈曲部材236,238の各頂部236a,238aが図13に示される矢印A方向(基準直線L201,L202と交差する方向)に共に移動する。このとき、スライダSLが各頂部236a,238aと同じく矢印A方向に平行移動すると共に初期状態から角度θ3だけ回転移動し、スライダSLの中心点が初期状態の点O3aから変位後の点O3bへと移動することとなる。そして、これに伴い、スライダSLの先端の中心位置が、初期状態の点P3から変位後の点Q3へと距離D3だけ移動する。
以上のように、本第3実施形態に係るアクチュエータ230は、第1及び第2実施形態に係るアクチュエータ30,130と同じ作用効果を奏する。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係るハードディスク装置1Dについて説明する。第4実施形態に係るハードディスク装置1Dでは、圧電素子350を含めたアクチュエータ330の構成及び動作が、上述の第1〜第3実施形態に係るアクチュエータ30,130,230と相違する。以下では、これらの相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
図14を参照して、アクチュエータ330の構成について説明する。図14は、(a)が第4実施形態に係るアクチュエータの上面図であり、(b)が(a)のB−B線切断部端面図である。
アクチュエータ330は、フレーム332と、底板334と、圧電素子350とによって構成されている。
フレーム332は、略H字状の金属板が加工され、一対の屈曲部材336,338と連結部材340とが一体的に形成されている。各屈曲部材336,338は、頂部336a,338aを形成するようにそれぞれ屈曲されている。各屈曲部材336,338は、各頂部336a,338aが各屈曲部材336,338の両端を結ぶ基準直線L301,L302に対して共に同じ側(右側)に位置するように配置されている(図14参照)。各屈曲部材336,338の基端は、圧電素子350の両端面と接着されることで、圧電素子350と接続されている。連結部材340は、頂部336a,338a同士を機械的に連結するように、各屈曲部材336,338と一体的に構成されており、スライダSLが搭載される搭載面340aを有している。連結部材340の搭載面340aは、所定間隔をもって底板334と離間するように、連結部材340が凸状に折り曲げられて形成されている(図14(b)参照)。
底板334は、略三角形状を呈しており、基端側の頂部が略矩形状となるように引き出された導出部334aを有している。底板334の導出部334aは、圧電素子350の中央部分と接着されている。また、アクチュエータ330をジンバル28に設置するため、底板334とジンバル328とが接合されている。なお、第4実施形態に係るアクチュエータ330では、底板334と圧電素子350とが固定された第1固定点P301と、底板334と接合しろ336b,338bとがそれぞれ固定された第2及び第3固定点P302,P303との距離が略等しくなるように設定されており、第1、第2及び第3固定点P301〜P303によって略二等辺三角形T4が形成されている。
圧電素子350は、図15に示されるように、圧電体層354と内部電極356とが交互に積層された積層体352と、積層体352の表面に形成された外部電極358とを有している。積層体352では、内部電極356同士が圧電体層354を挟んで隣り合っている領域が、圧電的に活性な活性部360となっている。また、積層体352には、積層体352の積層方向と交差する側面の一方に、圧電的に非活性な領域である非活性部362が配置されている。そのため、圧電素子350に電圧が印加されると、活性部360が伸長又は圧縮する一方、活性部360と非活性部362との接合面において非活性部362により活性部360の変位が拘束されるため、積層体352が弧状に変形することとなる。
以上のように、本第4実施形態では、アクチュエータ30において、各屈曲部材336,338の先端が底板334を介してジンバル28に固定されており、各屈曲部材336,338の各基端が圧電素子350によってそれぞれ変位する。また、各屈曲部材336,338の各頂部336a,338aが基準直線L301,L302に対して共に右側に位置するように、各屈曲部材336,338が配置されている。さらに、圧電素子350において、積層体352の積層方向と交差する側面の一方に、圧電的に非活性な領域である非活性部362が配置されている。そのため、圧電素子350は、非活性部362により活性部360の変位が拘束され、電圧が印加されることで弧状に変形することとなる。そして、圧電素子350の積層体352がこのように弧状に変形することで、各屈曲部材336,338が伸長又は屈曲するから、各屈曲部材336,338の各頂部336a,338aが共に図16に示される矢印A方向に移動することとなる。その結果、連結部材340の搭載面340aに搭載されたスライダSLを従来にない新しい態様で駆動させることができることとなる。
また、本第4実施形態では、先端が底板334と固定され、基端が圧電素子350の両端とそれぞれ接続された各屈曲部材336,338を、圧電素子350によってそれぞれ伸長及び屈曲させている。そのため、各屈曲部材336,338の端部の変位量に対して、各頂部336a,338aの変位量を大きくすることができる。
また、本第4実施形態では、各屈曲部材336,338が共に伸長又は屈曲するように駆動される。そのため、連結部材340の搭載面340aに搭載されたスライダSLが平行移動するようになる。
また、本第4実施形態では、スライダSLの駆動源として圧電素子350を1つしか用いていないため、部品点数を少なくすることができると共に、僅かな消費電力で大きな変位を得ることが可能となる。
また、本第4実施形態では、圧電素子350の中央部分と底板334の導出部334aとが固定されている。そのため、圧電素子350の両端において十分な変位量を確保することができると共に、固定されている圧電素子350の中央部分において容易かつ確実に配線を行うことができる。
また、本第4実施形態では、第1、第2及び第3固定点P301〜P303によって略二等辺三角形T4が形成されているため、スライダSLを安定に駆動させることが可能なアクチュエータとすることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、第1〜第3実施形態に係るアクチュエータ30,130,230では圧電素子50を用いていたが、図17に示されるような圧電素子450を用いてもよい。圧電素子450は、具体的には、圧電体層454と内部電極456とが交互に積層された積層体452と、積層体452の表面に形成された一対の外部電極458と、一対の固定基板460a,460bとを有している。各固定基板460a,460bは、積層体452の積層方向と交差する各側面にそれぞれ設けられており、積層体452の積層方向から見たときに互いに重ならないようになっている。そのため、圧電素子450に電圧が印加されると、積層体452が伸長又は圧縮する一方、積層体452と固定基板460a,460bとの接合面において積層体452の変位が拘束されるため、積層体452が略S字状に変形することとなる。
また、第1〜第3実施形態では頂部36a,134a,236aが基準直線L1,L101,L201に対して右側に位置し、頂部38a,136a,238aが基準直線L2,L102,L202に対して左側に位置するように屈曲部材36,134,236及び屈曲部材38,136,238が配置されていたが、各頂部がそれぞれの基準直線に対して互いに異なる側に位置するように各屈曲部材が配置されていればよい。具体的には、頂部36a,134a,236aが基準直線L1,L101,L201に対して左側に位置し、頂部38a,136a,238aが基準直線L2,L102,L202に対して右側に位置するように屈曲部材36,134,236及び屈曲部材38,136,238が配置されていてもよい。
また、第4実施形態に係るアクチュエータ330では圧電素子350を用いていたが、図18に示されるような圧電素子550を用いてもよい。圧電素子550は、具体的には、圧電体層554と内部電極556とが交互に積層された積層体552と、積層体552の表面に形成された一対の外部電極558と、固定基板560とを有している。固定基板560は、積層体552の積層方向と交差する側面の一方に配置されている。そのため、圧電素子550に電圧が印加されると、積層体552が伸長又は圧縮する一方、積層体552と固定基板560との接合面において積層体552の変位が拘束されるため、積層体552が弧状に変形することとなる。
また、第4実施形態では各頂部336a,338aが各基準直線L301,L302に対して共に右側に位置するように各屈曲部材336,338が配置されていたが、各頂部336a,338aが各基準直線L301,L302に対して共に左側に位置するように各屈曲部材336,338が配置されていてもよい。
また、上記の各実施形態においては1つの圧電素子を用いてアクチュエータを駆動させていたが、圧電素子を各屈曲部材に一つずつ割り当てることにより、複数の圧電素子を用いてアクチュエータを駆動させてもよい。このとき、圧電素子は、各屈曲部材の基端又は先端のいずれに接続されていてもよい。
また、上記の各実施形態においては金属板を加工することによりフレーム32,132,232,332を形成していたが、単結晶シリコン基板をエッチング等することによりフレームを形成してもよい。
また、上記の各実施形態においては底板34,138,234,334をジンバル28と接合することにより、アクチュエータ30,130,230,330をジンバル28に設置していたが、フレーム32,132,232,332が底板34,138,234,334を有さず、フレーム32,132,232,332を直接ジンバル28と接合することにより、アクチュエータ30,130,230,330をジンバル28に設置してもよい。
また、上記の各実施形態においてはアクチュエータ30,130,230,330を薄膜磁気ヘッドHが形成されたスライダSLの駆動に適用したが、スライダSLだけでなく種々の被駆動体の駆動に適用することができる。
1A〜1D…ハードディスク装置、12…ハードディスク、24…サスペンション、26…ロードビーム、28…ジンバル(スプリングプレート)、30,130,230,330…アクチュエータ、36,38,134,136,236,238,336,338…屈曲部材、36a,38a,134a,136a,236a,238a,336a,338a…頂部、34,138,234.334…底板、40,240,340…(第1)連結部材、42…スライダユニット、50,350,450,550…圧電素子、52,352,452,552…積層体、L1,L2,L101,L102,L201,L202,L301,L302…基準直線、SL…ヘッドスライダ。