JP5285550B2 - 圧電アクチュエータの給電構造、及びヘッドサスペンション - Google Patents

Description

本発明は、基部材及び可動部材の間に積層させて、給電状態に応じて剪断変形する剪断型の圧電素子を設けた圧電アクチュエータに関する。特に、本発明は、前記圧電素子の剪断変形に従って前記可動部材を微少移動させる圧電アクチュエータの給電構造に関する。

近年、情報機器の小型化、精密化が急速に進展してきている。かかる情勢から、微小距離で位置決め制御が可能なマイクロアクチュエータの需要が高まっている。例えば、光学系の焦点補正や傾角制御、インクジェットプリンタ装置、磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータ等の技術分野では、そうしたマイクロアクチュエータの要請が高い。

一方、磁気ディスク装置では、記憶容量を大きくすることが喫緊の課題である。一般に磁気ディスク装置の大容量化は、ディスク１枚あたりの記憶容量を大きくすることで実現される。ディスクの直径を変えずに高記録密度化を実現するには、単位長さあたりのトラック数 (TPＩ : Track Per Ｉnch) を大きくすること、つまり、トラックの幅を狭くすることが必要である。そのため、トラックにおける幅方向の磁気ヘッドの位置決め精度を向上することが必要となる。かかる観点からも、微細領域で高精度の位置決めを実現可能なアクチュエータが望まれる。

こうした要請に応えるために、本願出願人は、ベースプレートと、ベースプレートよりも薄いヒンジ部を備えた連結プレートと、フレキシャが設けられるロードビームと、一対の圧電素子と、などを備えたディスク装置用サスペンション（例えば、特許文献１参照）を提案している。

前記特許文献１に係る技術は、デュアル・アクチュエータ方式と呼ばれる。この方式では、精密位置決め用のアクチュエータとして、通常のボイルコイルモータに加えて、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）よりなる圧電素子を採用している。

この圧電素子は、ロードビームの先端側を、サスペンションにおける幅方向（いわゆるスウェイ方向）に微少駆動する。同方式を用いたヘッドサスペンションによれば、シングル・アクチュエータ方式のものと比較して、磁気ヘッドの位置決めを高精度に行うことができる。

前記特許文献１に記載の前記圧電素子は、変形方向の観点から圧縮型と呼ばれる。これに対し、給電状態に応じて剪断変形する剪断型の圧電素子を、磁気ヘッドの位置決めに用いた圧電アクチュエータも公知である（例えば特許文献２参照）。

こうしたデュアル・アクチュエータ方式を用いたヘッドサスペンションでは、圧電素子への給電をいかにして行うかが問題となる。

このような問題を解決するためのアプローチのひとつとして、剪断型の圧電素子へ給電するために、アクチュエータのベースに一対の配線を形成し、一方の配線は、前記圧電素子の一方の電極とワイヤボンディングで結線接続し、他方の配線は、前記圧電素子の他方の電極とワイヤーボンディングで結線接続するように構成した圧電アクチュエータが開示されている（例えば、特許文献３の図２３参照）。

しかしながら、特許文献３に係るワイヤーボンディング技術では、接合強度を確保しつつワイヤーボンディング処理を施そうとすると、必然的に圧電素子に対して局所的な応力が加わる。このため、圧電素子に割れが生じてしまうおそれがある。割れが生じないように加減してワイヤーボンディング処理を施すと接合強度を稼げない。このため、電気的な接続に係る信頼性を損なうおそれがある。

要するに、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に信頼性を維持した状態で圧電素子への配線作業を遂行することは困難であった。

特開２００２−５０１４０号公報 特開平１０−２９３９７９号公報 特開平１１−３１３６８号公報

解決しようとする問題点は、従来技術では、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に信頼性を維持した状態で遂行することは困難であった点である。

本発明は、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に信頼性を維持した状態で遂行可能な圧電アクチュエータの給電構造を得ること目的として、圧電素子の給電状態に応じた剪断変形に従って基部材に対し可動部材を微少移動させる圧電アクチュエータにおいて、前記基部材は、導電性を有し、前記基部材の接合面に、前記圧電素子の一側の電極面を導通接合し、前記可動部材の接合面に、前記圧電素子の他側の電極面を接合し、前記他側の面電極に、前記可動部材と一体又は別体の導電性の配線接続部の一側面を導通接合し、前記配線接続部の他側面に、配線部材の一側面を接合し、前記配線部材は、前記配線接続部の他側面から順次積層させた導電性基材層、電気絶縁層、及び導体層を有し、前記導電性基材層は、前記配線接続部に接合固定された島状部及び前記配線接続部側から電気的に隔離形成された本体部を備え、前記電気絶縁層に、貫通孔を設け、前記貫通孔に、前記導体層と前記配線接続部とを導通させるための導通部を設けた、ことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、圧電素子への給電は、導体層と配線接続部とを導通させる導通部を介して行われるので、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に信頼性を維持した状態で遂行することができる。

実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ）は実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図である。 実施例１の変形例に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ），（Ｂ）は導通部に注目した図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図である。 実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ）は実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。 実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ）は実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。 実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ）は実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う矢視断面図である。 実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、（Ａ）は実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う矢視断面図である。

圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に信頼性を維持した状態で遂行可能にするといった目的を、導体層と配線接続部とを導通させる導通部を介して圧電素子への給電を行う圧電アクチュエータの給電構造によって実現した。

以下、本発明の実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造、及びヘッドサスペンションについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

初めに、実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの概略構成について説明する。

図１は、実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図１（Ａ）は実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図、図２は、実施例１の変形例に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図２（Ａ），（Ｂ）は導通部に注目した図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図である。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、実施例１に係るヘッドサスペンション１１は、本発明の基部材に相当するベースプレート１３と、本発明の可動部材に相当するロードビーム１５と、剪断型の圧電素子１７と、配線部材１９と、を備える。

前記ベースプレート１３は、前記ロードビーム１５を弾性支持する役割を果たす。このベースプレート１３は、例えば、１５０〜２００μｍ程度の板厚の、ステンレス鋼などの金属製薄板からなる。その素材としては、例えば、アルミニウム合金などの軽合金、又は軽合金とステンレス鋼とからなるクラッド材等を用いることもできる。

前記ベースプレート１３には、略円形状のボス孔２１が開設されている。このボス孔２１を介して、前記ベースプレート１３は、キャリッジ側に取り付けられ軸回りに回転駆動可能なアーム側（不図示）に一体又は別体に固着され、ボイスコイルモータ（不図示）によって旋回駆動される。

前記ロードビーム１５は、情報の書き込み、読み取りを行うヘッド部１６に負荷荷重を与える役割を果たす。このロードビーム１５は、例えば、３０〜１５０μｍ程度の板厚の、ばね性を有するステンレス鋼などの金属製薄板からなる。その素材としては、例えば、アルミニウム合金などの軽合金、又は軽合金とステンレス鋼とからなるクラッド材等を用いることもできる。

前記ロードビーム１５は、前記圧電素子１７に接合される基端部１５ａと、ヒンジ部１５ｂと、剛体部１５ｃとを一体に形成してなる。前記基端部１５ａは、導電性の配線接続部１５ａ１を一体に有している。なお、前記基端部１５ａ及び前記ヒンジ部１５ｂは、本発明の”ばね部”に相当する。

前記ロードビーム１５には、その長さ方向中央から後寄りに、略台形状の窓部２３が開設されている。この窓部２３の両側部に、厚み方向に撓むことのできる一対の脚部１５ｂ１，１５ｂ２を有する前記ヒンジ部１５ｂが形成されている。前記窓部２３によって、前記ロードビーム１５の軽量化を図ると同時に、厚み方向の曲げ剛性を下げるようにしている。

前記剪断型の圧電素子１７は、矩形形状に形成されて、給電状態に応じて剪断変形する機能を有する。この圧電素子１７は、導電性を有する前記ベースプレート（基部材）１３及び前記ロードビーム（可動部材）１５の間に積層させて設けられている。

前記ベースプレート１３、前記ロードビーム１５、及び前記圧電素子１７によって、圧電アクチュエータ２５が構成される。この圧電アクチュエータ２５は、前記圧電素子１７の給電状態に応じた剪断変形に従って前記ロードビーム１５の先端側をスウェイ方向に微少移動させる役割を果たす。

ここで、”給電状態に応じた剪断変形”とは、電圧の印加又は開放に応じて剪断変形する概念と、電圧の印加レベルに応じて剪断変形する概念と、の両者を包含する概念である。

前記圧電素子１７は、図１（Ｂ）に示すように、一対の第１及び第２電極板１７ａ，１７ｂの間に、圧電材料部１７ｃを挟んで構成されている。

前記第１及び第２電極板１７ａ，１７ｂは、例えば金（Ａｕ）等の接触抵抗が低い金属材料からなる。

前記圧電材料部１７ｃは、前記第１及び第２電極板１７ａ，１７ｂへの給電状態に応じて剪断変形する機能を担う部分である。この圧電材料部１７ｃは、例えば圧電セラミックス等を素材として形成されている。

本発明の”圧電素子の一側の面電極”に相当する前記第１電極板１７ａは、導電性接着剤層２７を介して、前記ベースプレート１３の先端側の接合面に導通接合されている。同様に、本発明の”圧電素子の他側の面電極”に相当する前記第２電極板１７ｂは、導電性接着剤層２８を介して、前記ロードビーム１５の基端側の接合面に導通接合されている。そして、本発明の”圧電素子の他側の面電極”に相当する前記第２電極板１７ｂは、前記ロードビーム（可動部材）１５と一体の前記配線接続部１５ａ１の一側面に導通接合されている。

前記導電性接着剤層２７，２８によって、前記圧電アクチュエータ２５の構成部材である、前記ベースプレート１３、前記ロードビーム１５、及び前記圧電素子１７の物理的な一体化を図ると共に、前記ベースプレート１３と前記第１電極板１７ａとの間、並びに前記第２電極板１７ｂと前記ロードビーム１５の配線接続部１５ａ１との間における電気的な導通関係を確保するようにしている。

前記ロードビーム１５に対面する側の前記第２電極１７ｂに給電するために、前記ロードビーム１５の配線接続部１５ａ１の他側面は、前記配線部材１９の一側面に接合されている。この配線部材１９は、約２０μｍ程度の板厚を有し、前記配線接続部１５ａ１の他側面から、導電性基材層１９ａ、電気絶縁層１９ｂ、及び導体層１９ｃを順次積層させてなる。前記配線部材１９は、前記ベースプレート１３の所定箇所にレーザスポット溶接によって接合固定されている。

前記導電性基材層１９ａは、例えばステンレス等の金属製薄板からなる。この導電性基材層１９ａは、前記配線接続部１５ａ１に接合固定された島状端子部（本発明の”島状部”に相当する）１９ａ１及び前記配線接続部１５ａ１側から電気的に隔離形成された本体部１９ａ２を備える。

前記島状端子部１９ａ１は、前記配線接続部１５ａ１にレーザスポット溶接（溶接部２９参照）によって接合されている。従って、前記本体部１９ａ２は、前記配線接続部１５ａ１とは電気的に隔離されている。

前記電気絶縁層１９ｂは、例えばポリイミド樹脂等の電気絶縁性の良好な素材からなる。この電気絶縁層１９ｂには、円柱形状の貫通孔１９ｂ１が設けられている。前記貫通孔１９ｂ１には、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１とを導通させるための導通部１９ｃ１が設けられている。

前記導体層１９ｃは、例えば銅やニッケル等の電気導電性の良好な素材からなる。

前記貫通孔１９ｂ１は、前記配線部材１９のうち前記電気絶縁層１９ｂの成形時に、この貫通孔１９ｂ１に対応する形状パターンのマスクを適用することによって、通常の成形工程に対して特別な工程を追加することなく設けることができる。

これと同様に、前記導通部１９ｃ１は、前記配線部材１９のうち前記導体層１９ｃの成形時に、前記貫通孔１９ｂ１の肉抜き部分に銅やニッケル等をめっきなどの手段で埋め込み適用することによって、通常の成形工程に対して特別な工程を追加することなく設けることができる。

上述の如く構成された実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造では、前記ベースプレート１３から前記圧電素子１７の前記第１及び第２電極１７ａ，１７ｂを経て前記導体層１９ｃに至る前記圧電素子１７への給電経路は、下記のように形成されている。

すなわち、前記ベースプレート１３から、前記導電性接着剤層２７、前記圧電素子１７の前記第１電極板１７ａ・前記圧電材料部１７ｃ・前記第２電極板１７ｂ、前記導電性接着剤層２８、前記ロードビーム１５の配線接続部１５ａ１、前記島状端子部１９ａ１、及び前記導通部１９ｃ１をそれぞれ経由して、前記導体層１９ｃに至る前記圧電素子１７への給電経路が形成されている。

実施例１では、前記ベースプレート１３を接地すると共に、導体層１９ｃに前記圧電素子１７への剪断変形動作指令信号を与えることによって、前記圧電素子１７の給電状態に応じた剪断変形に従って前記ロードビーム１５の先端側をスウェイ方向に微少移動させるように前記圧電アクチュエータ２５を駆動させることができる。

実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、前記圧電素子１７への給電は、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１とを導通させる前記導通部１９ｃ１を介して行われるので、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に高信頼性及び低コスト性を維持した状態で遂行することができる。

また、前記配線部材１９を、前記導電性基材層１９ａのうち前記島状端子部１９ａ１の部分で、前記ロードビーム１５にレーザスポット溶接等の金属間溶融接合する構成を採用したので、接合強度並びに電気的な導通関係の信頼性を向上することができる。

前記金属間溶融接合は、実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション１１を組み立てる工程のうち、前記配線部材１９を前記ベースプレート１３の適所に金属間溶融接合する通常の溶接工程と同時に実行すればよい。このように構成すれば、従来に比べて特別な工程を追加することなく、前記金属間溶融接合を遂行することができる。

さらに、前記島状端子部１９ａ１の隔離形成は、前記導電性基材層１９ａに対して施される通常のエッチング処理工程（エッチング処理部１９ａ３参照）と同時に実行すればよい。このように構成すれば、従来に比べて特別な工程を追加することなく、前記島状端子部１９ａ１の隔離形成を遂行することができる。

そして、前記導通部１９ｃ１は、前述したように、前記配線部材１９のうち前記導体層１９ｃの成形時に、通常の成形工程に対して特別な工程を追加することなく設けることができる。

従って、既存の製造ラインをそのまま流用することによって、製造工程の煩雑化及び製造コストの高騰化を招来することなく、初期の目的を達成することができる。

なお、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１との間を導通接続する導通部は、前記実施例１の態様に代えて、下記変形例の態様で設けてもよい。

実施例１の変形例１では、図２（Ａ）に示すように、前記電気絶縁層１９ｂに設けた円柱形状の貫通孔１９ｂ１に加えて、この貫通孔１９ｂ１と同軸に同一径の貫通孔１９ｃ２を、前記導体層１９ｃに設ける。前記貫通孔１９ｂ１，１９ｃ２の肉抜き部分には、例えば導電性接着剤２０等の導電性部材を埋め込むことによって、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１との間の電気的な導通関係を確保する。

実施例１の変形例２では、図２（Ｂ）に示すように、前記電気絶縁層１９ｂに設けた貫通孔１９ｂ１、及び前記導体層１９ｃに設けた貫通孔１９ｃ２に加えて、これら貫通孔１９ｂ１，１９ｃ２と同軸に同一径の貫通孔１９ａ４を、前記導電性基材層１９ａに設ける。前記貫通孔１９ｂ１，１９ｃ２，１９ａ４の肉抜き部分には、変形例１と同様に、導電性接着剤２０等の導電性部材を埋め込むことによって、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１との間の電気的な導通関係を確保する。

なお、前記貫通孔１９ａ４は、前記貫通孔１９ｂ１，１９ｃ２の内径よりも大径に形成してもよい。要するに、前記導電性接着剤２０等の導電性部材は、前記配線接続部１５ａ１に導通しさえすれば、前記導電性基材層１９ａに導通することを必ずしも要しない。この場合、前記島状端子部１９ａ１は、島状部として前記配線部材１９を前記配線接続部１５ａ１に溶接固定するための機能のみを有し、端子機能は有しない態様を採ることもできる。

前記実施例１の変形例１，２によれば、実施例１とは異なる導通部の設定態様を具現化することができる。

また、実施例１の変形例２によれば、前記導体層１９ｃから前記配線接続部１５ａ１に至るまで延在する導電性接着剤２０によって、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１との間を直接的に導通接続することができる。従って、前記導体層１９ｃと前記配線接続部１５ａ１との間における電気的な導通関係の信頼性を向上することができる。

そして、実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションによれば、圧電素子１７の給電経路の電気的な導通関係が的確に確保されている点で、信頼性の高いヘッドサスペンション製品を得ることができる。

次に、実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図３は、実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図３（Ａ）は実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。

実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション１１と、実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション３１とは、可動部材及びその周辺以外は、基本的な構成要素が共通している。このため、共通する部材間には共通の符号を付し、その重複した説明を省略して、両者の相違点に注目して説明を進める。

実施例１と実施例２との相違点は次の通りである。

すなわち、実施例１に係るヘッドサスペンション１１では、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明の”可動部材”に相当するロードビーム１５の基端部１５ａは、配線接続部１５ａ１を一体に有する。

これに対し、実施例２に係るヘッドサスペンション３１では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、導通プレート３３が設けられている。この導通プレート３３は、本発明の”前記可動部材と別体の導電性の配線接続部”に相当し、配線接続部１５ａ１を一体に有する。前記導通プレート３３は、例えば、５０〜１５０μｍ程度の板厚のステンレス鋼などの金属製薄板からなる。

要するに、実施例２に係るヘッドサスペンション３１では、本発明の”可動部材”に相当するロードビーム１５の基端部１５ａは、配線接続部１５ａ１を別体に有する点が、実施例１とは大きく相違している。

具体的には、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記圧電素子１７の前記第２電極板１７ｂのうち、基端側から約三分の二程度の面積を占める矩形領域は、導電性接着剤層２８を介して、前記導通プレート３３に導通接合されている。前記約三分の二程度の面積を占める矩形領域は、剪断変形の機能上の観点では、全体のうち約三分の一程度の寄与度を有する。

前記導通プレート３３（配線接続部１５ａ１）は、前記導電性基材層１９ａのうち前記島状端子部１９ａ１に積層されてレーザスポット溶接（溶接部２９参照）によって接合されている。そして、前記島状端子部１９ａ１は、前記導通部１９ｃ１を介して、前記導体層１９ｃに導通接続されている。

従って、前記導通プレート３３（配線接続部１５ａ１）は、実施例１と同様に、前記圧電素子１７の前記第２電極板１７ｂと、前記導体層１９ｃとの間を導通接続する役割を果たす。

これに対し、前記圧電素子１７の前記第２電極板１７ｂのうち、先端側から約三分の一程度の面積を占める矩形領域は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、非導電性接着剤層３５を介して、前記ロードビーム１５の基端部１５ａに非導通接合されている。換言すれば、前記配線接続部１５ａ１を別体に備えた可動部材（ロードビーム１５）と前記圧電素子１７との間の接合は、非導電性接着剤層３５を介して行われている。なお、前記約三分の一程度の面積を占める矩形領域は、剪断変形の機能上の観点では、全体のうち約三分の二程度の寄与度を有する。

前記非導電性接着剤層３５を形成する非導電性接着剤としては、公知の非導電性接着剤（導電性接着剤に絶縁性を有するシリカやガラス等の粒子を含有させたものを含む。）を適宜採用することができる。

前記非導電性接着剤層３５が介在することによって、前記ロードビーム１５の基端部１５ａは、前記圧電素子１７の前記第２電極板１７ｂとは電気的に隔離されている。

上述のように構成された実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、実施例１と同様に、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に高信頼性及び低コスト性を維持した状態で遂行することができる。

また、既存の製造ラインをそのまま流用することによって、製造工程の煩雑化及び製造コストの高騰化を招来することなく、初期の目的を達成することができる。

しかも、実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、本発明の”可動部材”に相当するロードビーム１５の基端部１５ａを、前記圧電素子１７の前記第２電極板１７ｂから電気的に隔離するようにしたので、ロードビームの電位設計を行う際の自由度を確保することができる。

そして、実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション３１によれば、実施例１に係るヘッドサスペンション１１と同様に、圧電素子１７の給電経路の電気的な導通関係が的確に確保されている点で、信頼性の高いヘッドサスペンション製品を得ることができる。

なお、実施例１の変形例１，２に係る導通部の構成を、実施例２にそのまま適用してもよい。

次に、実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図４は、実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図４（Ａ）は実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。

実施例１に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション１１と、実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション４１とは、ロードビームの構成以外は、基本的な構成要素が共通している。このため、共通する部材間には共通の符号を付し、その重複した説明を省略して、両者の相違点に注目して説明を進める。

実施例１と実施例２との相違点は次の通りである。

すなわち、実施例１に係るヘッドサスペンション１１では、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記ロードビーム１５は、基端部１５ａと、ヒンジ部１５ｂと、剛体部１５ｃとを一体に形成してなる。

これに対し、実施例３に係るヘッドサスペンション４１では、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、それぞれ別体の、基端部１５ａと、ヒンジ部１５ｂを含むヒンジプレート４７と、剛体部１５ｃとを組み合せることで前記ロードビーム１５を構成している点が、実施例１とは大きく相違している。

具体的には、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、ヒンジプレート４７は、基端部１５ａ及び剛体部１５ｃの間を、一対の脚部１５ｂ１，１５ｂ２を介して架け渡すように位置している。

ヒンジプレート４７の基端側４７ａ１は、基端部１５ａの先端側１５ａ２に、その裏面側から重ね合わされてレーザスポット溶接（溶接部４３参照）によって接合されている。

ヒンジプレート４７の先端側４７ａ２は、剛体部１５ｃの基端側１５ｃ１に、その裏面側から重ね合わされてレーザスポット溶接（溶接部４５参照）によって接合されている。

ヒンジプレート４７は、基端部１５ａ及び剛体部１５ｃと比べて、その板厚を薄肉に形成してもよい。

上述のように構成された実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、実施例１と同様に、圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に高信頼性及び低コスト性を維持した状態で遂行することができる。

また、既存の製造ラインをそのまま流用することによって、製造工程の煩雑化及び製造コストの高騰化を招来することなく、初期の目的を達成することができる。

そして、実施例３に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション４１によれば、実施例１に係るヘッドサスペンション１１と同様に、圧電素子１７の給電経路の電気的な導通関係が的確に確保されている点で、信頼性の高いヘッドサスペンション製品を得ることができる。

なお、実施例１の変形例１，２に係る導通部の構成を、実施例３にそのまま適用してもよい。

また、実施例２に係る分割した可動部材の構成を、実施例３にそのまま適用してもよい。

次に、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図５は、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図５（Ａ）は実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶ−Ｖ線に沿う矢視断面図である。

実施例２に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション３１と、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション５１とは、圧電素子及びその周辺以外は、基本的な構成要素が共通している。このため、共通する部材間には共通の符号を付し、その重複した説明を省略して、両者の相違点に注目して説明を進める。

実施例２と実施例４との相違点は次の通りである。

すなわち、実施例２に係るヘッドサスペンション３１では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記圧電素子１７はひとつである。

これに対し、実施例４に係るヘッドサスペンション５１では、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、一対の第１及び第２圧電素子５３，５５を備える点が、実施例１とは大きく相違している。

具体的には、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記第１及び第２圧電素子５３，５５は、前記可動部材の微小移動の方向に一対並設されている。前記第１及び第２圧電素子５３，５５は、長さ、幅、高さの寸法が同一に形成され、幅方向の中央に間隔をおいて設けられている。

前記第１圧電素子５３は、実施例１と同様に、図５（Ｂ）に示すように、第１及び第２電極板５３ａ，５３ｂの間に、圧電材料部５３ｃを挟んで構成されている。

前記第２圧電素子５５は、実施例１と同様に、第３及び第４電極板５５ａ，５５ｂ（後述の図６（Ｂ）参照）の間に、圧電材料部５５ｃ（後述の図６（Ｂ）参照）を挟んで構成されている。

前記ロードビーム１５に対面する側の前記第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂに給電するために、実施例４に係るヘッドサスペンション５１の給電構造は、下記のように構成されている。

前記第１及び第２圧電素子５３，５５の第１及び第３電極板５３ａ，５５ａの各々は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、導電性接着剤層２７を介して、前記ベースプレート１３の先端側の接合面にそれぞれ導通接合されている。

前記第１及び第２圧電素子５３，５５の第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂのうち、基端側から約三分の二程度を占める各矩形領域は、導電性接着剤層２８を介して、一対の導通プレート３３ａ，３３ｂ（図５（Ｂ）及び後述の図６（Ｂ）参照）にそれぞれ導通接合されている。

前記一対の各導通プレート（配線接続部１５ａ１ａ，１５ａ１ｂ）３３ａ，３３ｂには、前記導電性基材層１９ａのうち、一対の島状端子部１９ａ５ａ，１９ａ５ｂの各部分がそれぞれ積層されてレーザスポット溶接（溶接部２９ａ，２９ｂ参照）によって接合されている。

前記一対の各島状端子部１９ａ５ａ，１９ａ５ｂは、導通部１９ｃ３ａ，１９ｃ３ｂをそれぞれ介して、前記導体層１９ｃのうち対応する導線１９ｃ３ｂ，１９ｃ４ｂに導通接続されている。

従って、前記各導通プレート（配線接続部１５ａ１ａ，１５ａ１ｂ）３３ａ，３３ｂは、実施例２と同様に、前記第１圧電素子５３の第２電極板５３ｂと、前記導線１９ｃ３ｂとの間、または前記第２圧電素子５５の第４電極板５５ｂと、前記導線１９ｃ４ｂとの間をそれぞれ導通接続する役割を果たす。

これに対し、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂのうち、基端側から約三分の二程度を占める各矩形領域は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、非導電性接着剤層３５を介して、前記ロードビーム１５の基端部１５ａにそれぞれ非導通接合されている。すなわち、前記配線接続部１５ａ１ａ，１５ａ１ｂを別体に備えた可動部材（ロードビーム１５）と前記第１及び第２圧電素子５３，５５との間の接合は、非導電性接着剤層３５を介して行われている。

前記非導電性接着剤層３５が介在することによって、前記ロードビーム１５の基端部１５ａは、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂとは電気的に隔離されている。

上述のように構成された実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、前記可動部材の微小移動の方向に一対並設された圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に高信頼性及び低コスト性を維持した状態で遂行することができる。

また、既存の製造ラインをそのまま流用することによって、製造工程の煩雑化及び製造コストの高騰化を招来することなく、初期の目的を達成することができる。

しかも、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、本発明の”可動部材”に相当するロードビーム１５の基端部１５ａを、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂから電気的に隔離するようにしたので、ロードビームの電位設計を行う際の自由度を確保することができる。

これに伴って、前記第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂへの給電を独立して行うことができる。このため、前記ベースプレート１３を接地すると共に、前記導体層１９ｃの導線１９ｃ３ｂ，１９ｃ４ｂをそれぞれ経由して、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の前記第２及び第４電極板５３ｂ，５５ｂに対し、相互に独立した給電信号（剪断変形動作指令信号）を与えることができる。

これによって、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の給電状態に応じた剪断変形に従って前記ロードビーム１５の先端側をスウェイ方向に微少移動させるように前記圧電アクチュエータ２５を駆動させることができる。

従って、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、前記第１及び第２圧電素子５３，５５に対し、給電状態に応じた剪断変形動作指令を行う際の自由度を確保することができる。

そして、実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション５１によれば、実施例２に係るヘッドサスペンション３１と同様に、圧電素子の給電経路の電気的な導通関係が的確に確保されている点で、信頼性の高いヘッドサスペンション製品を得ることができる。

なお、実施例１の変形例１，２に係る導通部の構成を、実施例４にそのまま適用してもよい。

また、実施例２に係る分割した可動部材の構成を、実施例４にそのまま適用してもよい。

さらに、実施例３に係るロードビームの構成を、実施例４にそのまま適用してもよい。

次に、実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図６は、実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造の説明図であり、図６（Ａ）は実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンションの平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿う矢視断面図である。

実施例４に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション５１と、実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション６１とは、前記配線部材１９とフレキシャ６３とが一体に設けられている以外は、基本的な構成要素が共通している。このため、共通する部材間には共通の符号を付し、その重複した説明を省略して、両者の相違点に注目して説明を進める。

実施例４と実施例５との相違点は次の通りである。

すなわち、実施例４に係るヘッドサスペンション５１では、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、配線部材１９は、前記第１及び第２圧電素子５３，５５の先端側から、同圧電素子５３，５５の長さに対して約三分の一程度基端側の部位まで延設されている。

これに対し、実施例５係るヘッドサスペンション６１では、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記配線部材１９と前記フレキシャ６３とは、一体に設けられ、かつ、前記フレキシャ６３は、前記ロードビーム１５の先端に向けて延設されている点が、実施例４とは大きく相違している。

前記フレキシャ６３は、ヘッド部１６への書き込み用及び読み取り用の配線（導体層１９ｃ）を有すると共に、該ヘッド部１６を支持して前記ロードビーム１５の剛体部１５ｃにレーザスポット溶接によって接合固定されている。

前記フレキシャ６３は、前記剛体部１５ｃの側面から、導電性基材層６３ａ、電気絶縁層６３ｂ、及び導体層６３ｃを順次積層させてなる。前記導電性基材層６３ａは前記配線部材１９の前記導電性基材層１９ａに、前記電気絶縁層６３ｂは前記配線部材１９の前記電気絶縁層１９ｂに、前記導体層６３ｃは前記配線部材１９の前記導体層１９ｃに、それぞれ一体に接続されている。

上述のように構成された実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造によれば、前記可動部材の微小移動の方向に一対並設された圧電素子への配線作業を、圧電素子の損壊を未然に防止すると共に高信頼性及び低コスト性を維持した状態で遂行することができる。

また、既存の製造ラインをそのまま流用することによって、製造工程の煩雑化及び製造コストの高騰化を招来することなく、初期の目的を達成することができる。

しかも、本実施例５では、前記配線部材１９と前記フレキシャ６３とが一体に設けられているので、それぞれを別体に設ける場合と比較して、部品点数を削減することができると共に、製造工程の簡素化に寄与することができる。

そして、実施例５に係る圧電アクチュエータの給電構造を適用したヘッドサスペンション６１によれば、実施例４に係るヘッドサスペンション５１と同様に、圧電素子１７の給電経路の電気的な導通関係が的確に確保されている点で、信頼性の高いヘッドサスペンション製品を得ることができる。

なお、実施例１の変形例１，２に係る導通部の構成を、本実施例５にそのまま適用してもよい。

また、実施例２に係る分割した可動部材の構成を、本実施例５にそのまま適用してもよい。

さらに、実施例３に係るロードビームの構成を、本実施例５にそのまま適用してもよい。

そして、上述とは逆に、本実施例５に係る配線部材１９とフレキシャ６３との一体化の構成を、実施例１〜３にそのまま適用してもよい。

［その他］
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは技術思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う圧電アクチュエータの給電構造、及びヘッドサスペンションもまた、本発明における技術的範囲の射程に包含されるものである。

すなわち、例えば、本発明の実施例１等において、前記圧電素子１７の側から、導電性基材層１９ａ、電気絶縁層１９ｂ、及び導体層１９ｃを順次積層させてなる配線部材１９を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。具体的には、例えば、前記配線部材１９の周囲全面にわたり、必要に応じて、ポリイミド樹脂等の絶縁素材をコーティングしたものも、本発明の技術的範囲の射程に包含される。これは、前記フレキシャ６３においても同様である。

最後に、本発明の実施例１において、前記第１電極板１７ａを、導電性接着剤層２７を介して、前記ベースプレート１３の先端側に導通接合すると共に、前記第２電極板１７ｂを、導電性接着剤層２８を介して、前記ロードビーム１５の基端側に導通接合する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。具体的には、例えば、前記導電性接着剤層２７，２８に代えて、非導電性接着剤層を介在させた接着時において接着対象となる導電性部材同士を圧着接合して、これら導電性部材間の電気的な短絡によって導通状態を確保するように構成してもよい。

１１ 実施例１のヘッドサスペンション
１３ ベースプレート（基部材）
１５ ロードビーム（可動部材）
１５ａ 基端部（ばね部）
１５ａ１ 配線接続部
１５ｂ ヒンジ部（ばね部）
１５ｃ 剛体部
１６ ヘッド部
１７ 剪断型の圧電素子
１７ａ 第１電極板（一側の面電極）
１７ｂ 第２電極板（他側の面電極）
１７ｃ 圧電材料部
１９ 配線部材
１９ａ 導電性基材層
１９ａ１ 島状端子部（島状部）
１９ａ２ 本体部
１９ｂ 電気絶縁層
１９ｂ１ 貫通孔
１９ｃ 導体層
１９ｃ１ 導通部
２５ 圧電アクチュエータ
２７，２８ 導電性接着剤層
２９ 溶接部
３１ 実施例２のヘッドサスペンション
３３ 導通プレート（配線接続部）
３５ 非導電性接着剤層
４１ 実施例３のヘッドサスペンション
５１ 実施例４のヘッドサスペンション
５３，５５ 第１及び第２圧電素子
６１ 実施例５のヘッドサスペンション
６３ フレキシャ

Claims (7)

1. 圧電素子の給電状態に応じた剪断変形に従って基部材に対し可動部材を微少移動させる圧電アクチュエータにおいて、
   前記基部材は、導電性を有し、
   前記基部材の接合面に、前記圧電素子の一側の電極面を導通接合し、
   前記可動部材の接合面に、前記圧電素子の他側の電極面を接合し、
   前記他側の面電極に、前記可動部材と一体又は別体の導電性の配線接続部の一側面を導通接合し、
   前記配線接続部の他側面に、配線部材の一側面を接合し、
   前記配線部材は、前記配線接続部の他側面から順次積層させた導電性基材層、電気絶縁層、及び導体層を有し、
   前記導電性基材層は、前記配線接続部に接合固定された島状部及び前記配線接続部側から電気的に隔離形成された本体部を備え、
   前記電気絶縁層に、貫通孔を設け、
   前記貫通孔に、前記導体層と前記配線接続部とを導通させるための導通部を設けた、
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの給電構造。
2. 請求項１記載の圧電アクチュエータの給電構造であって、
   前記基部材と前記圧電素子との間の導通接合、並びに前記一体の可動部材及び配線接続部と前記圧電素子との間の接合は、接着剤層を介して行った、
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの給電構造。
3. 請求項２記載の圧電アクチュエータの給電構造であって、
   前記接着剤層は、導電性接着剤層である、
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの給電構造。
4. 請求項１記載の圧電アクチュエータの給電構造であって、
   前記配線接続部を別体に備えた可動部材と前記圧電素子との間の接合は、非導電性接着剤層を介して行った、
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの給電構造。
5. 請求項４記載の圧電アクチュエータの給電構造であって、
   前記圧電素子は、前記可動部材の微小移動の方向に一対並設された、
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの給電構造。
6. キャリッジ側に取り付けられ軸回りに旋回駆動可能なアーム側に一体又は別体のベースプレートと、
   ばね部及び剛体部を含み情報の書き込み、読み取りを行う先端側のヘッド部に負荷荷重を与えるロードビームと、
   前記ヘッド部への書き込み用及び読み取り用の配線を有すると共に該ヘッド部を支持して前記剛体部に設けられたフレキシャとを備え、
   前記ばね部が一体又は別体の可動部材及び圧電素子を介して前記ベースプレートに支持され、
   前記圧電素子の給電状態に応じた剪断変形に従って前記ベースプレート側に対し前記ロードビームの先端側をスウェイ方向へ微少移動させるヘッドサスペンションであって、
   前記ベースプレートは、導電性を有し、
   前記ベースプレートの接合面に、前記圧電素子の一側の電極面を導通接合し、
   前記可動部材の接合面に、前記圧電素子の他側の電極面を接合し、
   前記他側の面電極に、前記可動部材と一体又は別体の導電性の配線接続部の一側面を導通接合し、
   前記配線接続部の他側面に、配線部材の一側面を接合し、
   前記配線部材は、前記配線接続部の他側面から順次積層させた導電性基材層、電気絶縁層、及び導体層を有し、
   前記導電性基材層は、前記配線接続部に接合固定された島状部及び前記配線接続部側から電気的に隔離形成された本体部を備え、
   前記電気絶縁層に、貫通孔を設け、
   前記貫通孔に、前記導体層と前記配線接続部とを導通させるための導通部を設けた、
   ことを特徴とするヘッドサスペンション。
7. 請求項６記載のヘッドサスペンションであって、
   前記フレキシャと前記配線部材とは、一体に設けられた、
   ことを特徴とするヘッドサスペンション。