JP6217688B2 - 圧電素子 - Google Patents

Description

本発明は、圧電素子に関する。

スライダ駆動用のアクチュエータとして圧電素子を利用するディスク装置用サスペンションが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の圧電素子は、長方形板状の圧電体と、圧電体の一対の主面上に設けられている一対の外部電極と、を備えている。

特開２００２−１８４１４０号公報

上述の特許文献１に記載の圧電素子では、圧電素子の製造時、圧電素子のサスペンションへの実装時、及びサスペンションの駆動時などにおいて、外部衝撃により、圧電素子に割れ及び欠けといった損傷が生じる懼れがあった。

本発明は、損傷を抑制することが可能な圧電素子を提供することを目的とする。

本発明に係る圧電素子は、略長方形状を呈し、かつ、互いに対向する一対の主面と、一対の主面の長辺方向で互いに対向する一対の端面と、一対の主面の短辺方向で互いに対向する一対の側面と、を有する圧電体と、一対の端面上に設けられている一対の外部電極と、一対の主面上、一対の側面上、及び、一対の主面と一対の側面とを接続している角上に設けられている樹脂と、圧電体内に設けられ、かつ、一対の外部電極のいずれかに接続されている内部電極と、を備える。

本発明に係る圧電素子では、外部電極は一対の端面から引き出され、一対の端面以外の外表面である一対の主面、一対の側面、及び一対の主面と一対の側面とを接続している角は樹脂により覆われて外部衝撃から保護されている。このため、圧電素子の損傷を抑制することができる。

一対の側面上に設けられている樹脂の厚さは、一対の主面上に設けられている樹脂の厚さよりも薄くてもよい。この場合、一対の側面上に設けられている樹脂の厚さが薄いので、圧電体の変形が阻害され難い。これにより、樹脂の厚さが全体的に厚い場合に対して、圧電素子の変位の減少度合いを低く抑えることができる。

一対の外部電極は、一対の端面上に設けられている第一電極部分と、一対の主面上に設けられている第二電極部分と、を有し、樹脂は、第二電極部分を介して一対の主面上に設けられている樹脂部分を有してもよい。この場合、第二電極部分は、樹脂部分に覆われて外部衝撃から保護されている。このため、第二電極部分の損傷を抑制することができる。

本発明によれば、損傷を抑制することが可能な圧電素子を提供することができる。

実施形態に係るサスペンションを示す概略平面図である。 図１に示されたII−II線に沿った断面構成を説明するための図である。 図１に示された圧電素子の斜視図である。 図３に示されたIV−IV線に沿った断面構成を説明するための図である。 図３に示されたＶ−Ｖ線に沿った断面構成を説明するための図である。 実施形態に係るサスペンションの動作を説明するための図である。 樹脂の厚さが全体的に薄い場合について説明するための図である。 樹脂の厚さが全体的に薄い場合について説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本実施形態について詳細に説明する。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。

図１〜図５を参照して、実施形態に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。実施形態は、ＨＤＤ用のサスペンション１０が圧電アクチュエータを含んでいる例である。図１は、実施形態に係るサスペンションを示す概略平面図である。図２は、図１に示されたII−II線に沿った断面構成を説明するための図である。図３は、図１に示された圧電素子の斜視図である。図４は、図３に示されたIV−IV線に沿った断面構成を説明するための図である。図５は、図３に示されたＶ−Ｖ線に沿った断面構成を説明するための図である。

図１に示されたデュアル・アクチュエータ方式のサスペンション１０は、ロードビーム１１と、マイクロアクチュエータ部１２と、ベースプレート１３と、ヒンジ部材１４と、を備えている。

ロードビーム１１は、ばね性を有する金属板からなる。ロードビーム１１の厚さは、たとえば、１００μｍ程度である。ロードビーム１１の先端部には、フレキシャ１５が取付けられている。フレキシャ１５は、ロードビーム１１よりもさらに薄い金属製の薄板ばねからなる。フレキシャ１５の前端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ１６が配置されている。

ベースプレート１３の基部２０に、円形のボス孔２１が形成されている。ベースプレート１３の基部２０と前端部２２との間には、後述する圧電素子４０を収容可能な大きさの一対の開口部２３が形成されている。一対の開口部２３の間に、ベースプレート１３の前後方向（サスペンション１０の長辺方向）に延びる帯状の連結部２４が設けられている。連結部２４は、ベースプレート１３の短辺方向（サスペンション１０の長辺方向と交差する方向）への所定範囲の撓みが許容されるように構成されている。

ベースプレート１３の基部２０は、図示しないボイスコイルモータによって駆動されるアクチュエータアームの先端部に固定されている。これにより、ベースプレート１３は、ボイスコイルモータによって旋回駆動される。ベースプレート１３は、ステンレス鋼などの金属板からなる。ベースプレート１３の厚さは、たとえば、２００μｍ程度である。本実施形態の場合、ベースプレート１３とヒンジ部材１４とによって、アクチュエータベース２５が構成されている。

ヒンジ部材１４は、基部３０と、ブリッジ部３１と、中間部３２と、一対のヒンジ部３３と、先端部３４と、を有している。基部３０は、ベースプレート１３の基部２０に重ねて固定されている。ブリッジ部３１は、帯状を呈し、ベースプレート１３の連結部２４と対応した位置に形成されている。中間部３２は、ベースプレート１３の前端部２２と対応した位置に形成されている。各ヒンジ部３３は、板厚方向に弾性変形可能な可撓性を有している。先端部３４は、ロードビーム１１に固定されている。ヒンジ部材１４は、ばね性を有する金属板からなる。ヒンジ部材１４の厚さは、たとえば、５０μｍ程度である。

マイクロアクチュエータ部１２には、一対の圧電素子４０が配置されている。各圧電素子４０は、いわゆる積層型圧電素子である。各圧電素子４０は、図２〜図５にも示されるように、圧電体４１と、圧電体４１の外表面上に設けられている第一及び第二外部電極４２，４３と、圧電体４１内に設けられている第一及び第二内部電極４４，４５と、樹脂５０と、を備えている。

圧電体４１は、略長方形板状である。圧電体４１は、略長方形状を呈し、かつ、圧電体４１の厚さ方向（以下、単に「厚さ方向」という）で互いに対向する第一及び第二主面４１ａ，４１ｂと、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂの長辺方向（以下、単に「長辺方向」という）Ｄで互いに対向する第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄと、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂの短辺方向（以下、単に「短辺方向」という）で互いに対向する第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆと、を有している。

圧電体４１の外形寸法は、たとえば、長辺方向Ｄに沿う長さ１．０ｍｍ、短辺方向に沿う長さ０．３ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍである。圧電体４１は、圧電セラミックからなる。圧電セラミックとしては、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ［ＰｂＴｉＯ_３］、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム［ＢａＴｉＯ_３］などが挙げられる。圧電体４１は、たとえば、ＰＺＴなどの圧電セラミック材料で構成されている。

第一外部電極４２は、第一端面４１ｃ上に設けられている電極部分４２ａと、第一主面４１ａ上に設けられている電極部分４２ｂと、を有している。電極部分４２ａと電極部分４２ｂとは一体的に設けられている。第一外部電極４２は、短辺方向から見て、Ｌ字状をなしている。第一外部電極４２の厚さは、たとえば、２００〜５００ｎｍ程度に設定されている。

電極部分４２ａは、第一端面４１ｃの全面を覆っている。電極部分４２ｂは、第一主面４１ａの第一端面４１ｃ側の部分を覆っている。電極部分４２ｂの面積は、第一主面４１ａの面積の、たとえば、８０％である。第一主面４１ａの第二端面４１ｄ側の部分４１ｇは、第一外部電極４２が設けられておらず、第一外部電極４２から露出している。部分４１ｇの長辺方向Ｄに沿う長さは、たとえば、０．２ｍｍである。

第二外部電極４３は、第二端面４１ｄ上に設けられている電極部分４３ａと、第二主面４１ｂ上に設けられている電極部分４３ｂと、を有している。電極部分４３ａと電極部分４３ｂとは一体的に設けられている。第二外部電極４３は、短辺方向から見て、Ｌ字状をなしている。第二外部電極４３の厚さは、第一外部電極４２の厚さと同じに設定されている。すなわち、第二外部電極４３の厚さは、たとえば、２００〜５００ｎｍ程度に設定されている。

電極部分４３ａは、第二端面４１ｄの全面を覆っている。電極部分４３ｂは、第二主面４１ｂの第二端面４１ｄ側の部分を覆っている。電極部分４３ｂの面積は、第二主面４１ｂの面積の、たとえば、８０％である。第二主面４１ａの第一端面４１ｃ側の部分４１ｈは、第二外部電極４３が設けられておらず、第二外部電極４３から露出している。部分４１ｈの長辺方向Ｄに沿う長さは、たとえば、０．２ｍｍである。

本実施形態では、第一及び第二外部電極４２，４３は、Ｃｒ／Ｎｉ−Ｃｕ／Ａｕ積層構造（圧電体４１側から順にＣｒ層、Ｎｉ−Ｃｕ合金層、Ａｕ層が積層された構造）とされている。すなわち、第一及び第二外部電極４２，４３は、同じ積層構造を有している。第一及び第二外部電極４２，４３は、スパッタリング法により形成されている。第一及び第二外部電極４２，４３は、スパッタリング法以外の方法（たとえば、焼き付け法、電解めっき法、又は蒸着法など）により形成されていてもよい。第一及び第二外部電極４２，４３は、単層の同じ金属層（Ｃｒ層、Ｎｉ−Ｃｕ合金層、Ａｕ層、又はＮｉ層など）として形成されていてもよい。

第一内部電極４４は、圧電体４１内において、第二内部電極４５よりも第一主面４１ａ側に設けられている。第一内部電極４４は、電極部分４２ｂ及び第二内部電極４５のそれぞれと厚さ方向で対向すると共に、略平行をなしている。第一内部電極４４は、第二外部電極４３に接続されている。より詳細には、第一内部電極４４の第二端面４１ｄ側の端部は、電極部分４３ａに接続されている。第一内部電極４４の第一端面４１ｃ側の端部は、第一端面４１ｃから離間している。第一内部電極４４の第一端面４１ｃ側の端部と第一端面４１ｃとの離間距離は、たとえば、０．２ｍｍである。第一内部電極４４の短辺方向の端部は、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆにおいて露出している。すなわち、第一内部電極４４の短辺方向に沿う長さは、圧電体４１の短辺方向に沿う長さと等しい。

第二内部電極４５は、圧電体４１内において、第一内部電極４４よりも第二主面４１ｂ側に設けられている。第二内部電極４５は、電極部分４３ｂ及び第一内部電極４４のそれぞれと厚さ方向で対向すると共に、略平行をなしている。第二内部電極４５は、第一外部電極４２に接続されている。より詳細には、第二内部電極４５の第一端面４１ｃ側の端部は、電極部分４２ａに接続されている。第二内部電極４５の第二端面４１ｄ側の端部は、第二端面４１ｄから離間している。第二内部電極４５の第二端面４１ｄ側の端部と第二端面４１ｄとの離間距離は、たとえば、０．２ｍｍである。第二内部電極４５の短辺方向の端部は、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆにおいて露出している。すなわち、第二内部電極４５の短辺方向に沿う長さは、圧電体４１の短辺方向に沿う長さと等しい。

本実施形態では、第一及び第二内部電極４４，４５は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ又はこれらの合金など）からなる。第一及び第二内部電極４４，４５は、たとえば、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。電極部分４２ｂと、第一内部電極４４と、第二内部電極４５と、電極部分４３ｂとは、厚さ方向に沿って、この順に設けられている。これらの電極は、厚さ方向に沿って、極性が交互に異なるように設けられている。

樹脂５０は、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ上、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ上、第一主面４１ａと第一側面４１ｅとを接続している角４１ｓ上、第一主面４１ａと第二側面４１ｆとを接続している角４１ｔ上、第二主面４１ｂと第一側面４１ｅとを接続している角４１ｕ上、及び、第二主面４１ｂと第二側面４１ｆとを接続している角４１ｖ上に一体的に設けられている。

樹脂５０は、第一主面４１ａ上に設けられている樹脂部分５０ａと、第二主面４１ｂ上に設けられている樹脂部分５０ｂと、第一側面４１ｅ上に設けられている樹脂部分５０ｅと、第二側面４１ｆ上に設けられている樹脂部分５０ｆと、角４１ｓ上に設けられている樹脂部分５０ｓと、角４１ｔ上に設けられている樹脂部分５０ｔと、角４１ｕ上に設けられている樹脂部分５０ｕと、角４１ｖ上に設けられている樹脂部分５０ｖと、を有している。樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖは一体化され、それぞれが直接的又は間接的に互いに接続されている。より具体的には、樹脂部分５０ｓは、樹脂部分５０ａと樹脂部分５０ｅとを接続している。樹脂部分５０ｔは、樹脂部分５０ａと樹脂部分５０ｆとを接続している。樹脂部分５０ｕは、樹脂部分５０ｂと樹脂部分５０ｅとを接続している。樹脂部分５０ｖは、樹脂部分５０ｂと樹脂部分５０ｆとを接続している。

樹脂部分５０ａは、第一主面４１ａの全面を覆っている。樹脂部分５０ｂは、第二主面４１ｂの全面を覆っている。樹脂部分５０ｅは、第一側面４１ｅの全面を覆っている。樹脂部分５０ｆは、第二側面４１ｆの全面を覆っている。樹脂部分５０ｓは、角４１ｓの全体を覆っている。樹脂部分５０ｔは、角４１ｔの全体を覆っている。樹脂部分５０ｕは、角４１ｕの全体を覆っている。樹脂部分５０ｖは、角４１ｖの全体を覆っている。

樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖの長辺方向Ｄの両端は、圧電素子４０の長辺方向Ｄの両端と一致している。言い換えると、樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖの第一端面４１ｃ側の表面は、電極部分４２ａの外表面と面一である。また、樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖの第二端面４１ｄ側の表面は、電極部分４３ａの外表面と面一である。即ち、樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖの長辺方向Ｄに沿う両端の表面と、電極部分４２ａ，４３ａの外表面とは、圧電素子４０の長辺方向Ｄに沿う両端の表面をなしている。また、圧電素子４０の長辺方向Ｄに沿う両端の表面において、樹脂部分５０ａ，５０ｂ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｓ〜５０ｖは一体化されている。

樹脂部分５０ａは、電極部分４２ｂを介して第一主面４１ａ上に設けられている樹脂部分５０ａ１と、第一主面４１ａ上に直接設けられている樹脂部分５０ａ２と、を含んでいる。樹脂部分５０ａ２は、第一主面４１ａの部分４１ｇ上に設けられている。また、樹脂部分５０ｂは、電極部分４３ｂを介して第二主面４１ｂ上に設けられている樹脂部分５０ｂ１と、第二主面４１ｂ上に直接設けられている樹脂部分５０ｂ２と、を含んでいる。樹脂部分５０ｂ２は、第二主面４１ｂの部分４１ｈ上に設けられている。

ここで、たとえば、第一主面４１ａ上に設けられているとは、第一主面４１ａ上に直接設けられている場合だけでなく、第一主面４１ａ上に他の部材を介して間接的に設けられている場合も含まれる意味である。また、たとえば、第一主面４１ａを覆っているとは、第一主面４１ａに直接接して覆っている場合だけでなく、他の部材を介して、覆っている場合も含まれる意味である。また、角４１ｓ〜４１ｖは、圧電体４１の稜線が含まれる部分であり、面取りされた形状又は丸められた形状であってもよい。なお、稜線とは、多面体の頂点同士を結ぶ線である。

樹脂５０は、一体的に設けられ、圧電体４１の第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の外表面全体を覆っている。言い換えると、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄは、樹脂５０から露出している。また、圧電素子４０は、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の４面が樹脂コーティングされている。

樹脂５０としては、たとえば、パラキシレン系ポリマー（たとえば、パリレン（登録商標））を用いることができる。パリレン（登録商標）は、耐電圧性が高いので、圧電素子４０全体の耐電圧性も向上させることができる。

樹脂部分５０ａ，５０ｂの厚さは、たとえば、１μｍである。樹脂部分５０ｅ，５０ｆの厚さは、たとえば、０．１μｍである。すなわち、樹脂部分５０ｅ，５０ｆの厚さは、樹脂部分５０ａ，５０ｂの厚さよりも薄い。

各圧電素子４０は、長辺方向Ｄが、ベースプレート１３の前後方向（サスペンション１０の軸線方向）に沿うようにして、対応する開口部２３に収容されている。すなわち、各圧電素子４０は、対応する開口部２３に配置されている。

各圧電素子４０は、第一端面４１ｃ側において、基部３０に支持されるように、基部２０及び基部３０に導電性樹脂６０によって固定されている。詳細には、電極部分４２ａが導電性樹脂６０によって基部２０及び基部３０に固定されている。第一外部電極４２は、導電性樹脂６０によって図示しない電気配線に接続されている。導電性樹脂６０は、導電性材料（たとえば、金属粒子など）を含有する樹脂である。

各圧電素子４０は、第二端面４１ｄ側において、中間部３２に支持されるように、前端部２２及び中間部３２に導電性樹脂６０によって固定されている。詳細には、電極部分４３ａが導電性樹脂６０によって前端部２２及び中間部３２に固定されている。第二外部電極４３は、導電性樹脂６０によって図示しない電気配線に接続されている。

圧電素子４０は、上述したように、ヒンジ部材１４の中間部３２及び基部３０に固定されて支持されている。本実施形態においては、サスペンション１０が、圧電素子４０と、支持部材（中間部３２及び基部３０）と、を備える圧電アクチュエータを含むこととなる。

次に、図６を参照して、サスペンション１０（圧電アクチュエータ）の動作について説明する。図６は、実施形態に係るサスペンションの動作を説明するための図である。

図６の（ａ）に示された圧電素子４０では、第一及び第二外部電極４２，４３に電圧が印加されておらず、第一及び第二外部電極４２，４３を通して圧電体４１に電界が印加されていない。第一及び第二外部電極４２，４３に電圧が印加され、第一及び第二外部電極４２，４３を通して圧電体４１に所定の電界が印加されることにより圧電素子４０が駆動されると、圧電素子４０は、図６の（ｂ）に示されるように、駆動方向に伸長する。ここでは、駆動方向は長辺方向Ｄである。

次に、上述した圧電素子４０の製造方法について説明する。

まず、圧電セラミック粉にバインダ及び有機溶剤などの成分を加えてペースト化する。得られたペーストから、たとえば、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを作成する（シート工法）。次に、グリーンシートに電極膜を形成する。電極膜は、例えば、導電性ペーストを用いて形成される。更に、グリーンシートを重ね合わせて積層体とする。次に、グリーンシートの積層体を積層方向にプレス圧着し、圧電体グリーンを得る。

続いて、得られた圧電体グリーンに脱バインダ処理を施した後、焼成し、圧電体基板を得る。次に、圧電体基板の各主面上に電極膜を形成する。各電極膜は、印刷法、スパッタリング法又は蒸着法などにより形成される。以上の工程により、圧電体基板及び電極膜を備える圧電素子基板が得られる。

次に、圧電素子基板に分極処理を行う。分極処理では、たとえば、１００℃の温度下で、電界強度２ｋＶ／ｍｍの電圧を５分間程度印加する。続いて、分極処理後の圧電素子基板を製品形状に切断する。切断処理は、たとえば、分極処理後の圧電素子基板をカット用フィルムに貼り付けて行う。これにより、樹脂５０が設けられる前の状態の圧電素子が個片化された状態で得られる。

続いて、圧電素子の外表面に樹脂５０を設ける。たとえば、切断後、圧電素子の第二主面４１ｂ側をカット用フィルムに貼り付けたまま、パリレン（登録商標）の蒸着を行うことにより、まず、圧電素子の第二主面４１ｂ側以外の外表面上に樹脂５０を設ける。次に、カット用フィルムを圧電素子の第一主面４１ａ側に貼り換えて、同様にパリレン（登録商標）の蒸着を行い、圧電素子の第二主面４１ｂ上にも樹脂５０を設ける。蒸着によれば、樹脂５０を薄く設けることができる。

次に、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ上の樹脂５０を取り除く。たとえば、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄにプラズマエッチングを施すことにより、樹脂５０を取り除き、第一及び第二外部電極４２，４３を露出させる。以上により、樹脂５０が第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の外表面上に設けられている圧電素子４０が得られる。

以上説明したように、本実施形態では、サスペンション１０は、圧電素子４０と、支持部材と、を備えている。圧電素子４０では、第一及び第二外部電極４２，４３は第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄから引き出されている。第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の外表面である第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ、角４１ｓ〜４１ｖは、樹脂５０により覆われて保護されている。このため、圧電素子４０の製造時、サスペンション１０への実装時、及びサスペンション１０の駆動時などにおいて、圧電素子４０では、樹脂５０を備えていない圧電素子に比べて、損傷を抑制することができる。

特に、圧電体４１は、脆性材料からなるため、外部衝撃により割れ及び欠けが生じ易く、また、パーティクルが生じ易い。本実施形態では、圧電体４１は、外部に露出していないので、割れ、欠け、及びパーティクルの発生が抑制される。

上述のように、樹脂５０が設けられていることにより、圧電素子４０の損傷を抑制するという本実施形態の効果が得られる。また、樹脂５０の厚さが厚い程、その効果が高くなる。しかしながら、樹脂５０の厚さが厚い程、圧電体４１の変形（振動）が阻害され易くなる。圧電体４１は、圧電体４１の体積を維持したまま変位しようとするため、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ側では伸びるように変形しようとする代わりに、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ側並びに第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ側では縮むように変形しようとする。

したがって、仮に、樹脂５０の厚さが全体的に厚い場合、即ち、樹脂５０の厚さが全体的に樹脂部分５０ａ，５０ｂの厚さと同程度である場合、圧電体４１の第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ側並びに第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ側の変形が阻害されるのに伴って、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ側の変形も阻害される。この結果、圧電素子の変位が減少する。

これに対して、圧電素子４０では、樹脂部分５０ｅ，５０ｆの厚さは、樹脂部分５０ａ，５０ｂの厚さよりも薄い。このため、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ側において圧電体４１の変形（振動）が阻害され難い。このように圧電素子４０では、変形の阻害が抑制され、圧電素子４０の変位の減少度合いを低く抑えることができる。したがって、圧電素子４０によれば、圧電アクチュエータの駆動量の減少度合いを低く抑えることができる。

また、図７及び図８に示される圧電素子４０Ａ，４０Ｂのように、樹脂５０の厚さが全体的に薄い場合、即ち、樹脂５０の厚さが全体的に樹脂部分５０ｅ，５０ｆの厚さと同程度である場合も、樹脂５０を備えていない圧電素子よりも、損傷を抑制することができる。しかしながら、樹脂５０の厚さが薄いことによって、たとえば、図７に示される圧電素子４０Ａのように、外部衝撃による欠け及び割れが発生する場合がある。また、たとえば、図８に示される圧電素子４０Ｂのように、第二主面４１ｂと第二端面４１ｄとを接続している端部が欠け、それに伴い、第二外部電極４３が切れる場合がある。この場合、電極部分４３ａと電極部分４３ｂとの導通が取れないため、圧電体４１のうち、電極部分４３ｂと第二内部電極４５との間に位置する領域が圧電的に非活性な領域となり、圧電体４１の変位が低下する懼れがある。

これに対して、圧電素子４０では、特に外部衝撃を受け易い第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ上に設けられている樹脂部分５０ａ，５０ｂの厚さが厚いので、外部衝撃による欠け及び割れが抑制される。また、第一及び第二外部電極４２，４３が切れることによる圧電体４１の変位の低下が抑制される。

第一外部電極４２は、第一端面４１ｃ上に設けられている電極部分４２ａと、第一主面４１ａ上に設けられている電極部分４２ｂと、を有し、樹脂５０は、電極部分４２ｂを介して第一主面４１ａ上に設けられている樹脂部分５０ａ１を含んでいる。また、第二外部電極４３は、第二端面４１ｄ上に設けられている電極部分４３ａと、第二主面４１ｂ上に設けられている電極部分４３ｂと、を有し、樹脂５０は、電極部分４３ｂを介して第二主面４１ｂ上に設けられている樹脂部分５０ｂ１を含んでいる。このように、電極部分４２ｂ，４３ｂは、樹脂部分５０ａ１，５０ｂ１に覆われて外部衝撃から保護されている。このため、電極部分４２ｂ，４３ｂの損傷を抑制することができる。電極部分４２ｂ，４３ｂが損傷されると、圧電体４１において圧電的に活性な領域の占める割合が減る懼れがある。したがって、電極部分４２ｂ，４３ｂが、樹脂部分５０ａ１，５０ｂ１に覆われていない場合に対して、圧電素子４０の変位を向上させることができる。

また、圧電素子４０では、樹脂５０が設けられていることにより、第一及び第二外部電極４２，４３の短絡（ショートパス）が生じ難い。すなわち、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ上に樹脂５０が設けられているため、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ上では、第一外部電極４２及びこれに導通する部分（以下、単に、第一外部電極４２という）と、第二外部電極４３及びこれに導通する部分（以下、単に、第二外部電極４３という）とは、露出していない。第一外部電極４２は第一端面４１ｃ上で露出しており、第二外部電極４３は第二端面４１ｄ上で露出している。したがって、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ間の距離が、両電極の露出した部分のなす距離（電極間距離）となる。このように、圧電素子４０では、電極間距離が長いため、短絡が生じ難い。

特に、第二主面４１ｂ上に両電極の露出した部分が存在すると、気中放電による短絡が生じ易いが、圧電素子４０では、第二主面４１ｂは樹脂５０により完全に覆われているため、気中放電による短絡も抑制することができる。

また、樹脂５０として、耐電圧性が高いパリレン（登録商標）を用いることにより、圧電素子４０全体の耐電圧性も向上することができる。このように、圧電素子４０では、両電極間の短絡が抑制されるとともに、耐電圧性が向上するので、信頼性が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

たとえば、樹脂５０の厚さは、全体的に均一の厚さであってもよい。また、樹脂５０は、必ずしも第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の外表面の全てを覆っていなくてもよく、たとえば、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ以外の外表面の一部が樹脂５０から露出していてもよい。また、樹脂５０は、必ずしも一体的に設けられている必要はなく、２つ以上に分かれて設けられていてもよい。第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ、並びに角４１ｓ〜４１ｖのそれぞれに対して、部分的にでも樹脂５０が設けられていることにより、樹脂５０が設けられていない場合に対して、外部衝撃に対する圧電体４１の保護機能を向上させることができる。

また、特に、圧電体４１の長辺方向Ｄの端部（すなわち、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄと第一及び第二主面４１ａ，４１ｂとを接続している各角、並びに、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄと第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆとを接続している各角）が欠けることを抑制するため、樹脂５０は、これらの端部近傍に設けられてもよい。言い換えると、樹脂５０は、電極部分４２ａ，４３ａの外表面と面一となる部分を有するように、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂ上と、第一及び第二側面４１ｅ，４１ｆ上に設けられてもよい。逆に、樹脂５０は、長辺方向Ｄの中央部には設けられてなくてもよい。これにより、長辺方向Ｄの端部が欠け、第一及び第二外部電極４２，４３が切れることを抑制すると共に、圧電体４１の変形が阻害され難くなる。また、樹脂５０は、長辺方向Ｄの端部近傍に厚く設けられると共に、長辺方向Ｄの中央部には薄く設けられてもよい。

また、内部電極は２つに限られず、１つ以上であればよい。第一及び第二外部電極４２，４３は第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄから引き出されればよく、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄ上の一部に樹脂５０が設けられていてもよい。また、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄの全面が電極部分４２ａ，４３ａにより覆われていなくてもよい。

圧電素子４０〜４０Ｂでは、ヒンジ部材１４の中間部３２及び基部３０と、ベースプレート１３の前端部２２及び基部２０とが支持部材として機能しているが、これに加えて、たとえば、ベースプレート１３の連結部２４が支持部材として機能してもよい。また、たとえば、ヒンジ部材１４の中間部３２及び基部３０のみが支持部材として機能してもよい。

本発明は、ＨＤＤ用のサスペンション１０のマイクロアクチュエータ部１２以外の圧電アクチュエータに用いることができる。

１０…サスペンション、１１…ロードビーム、１２…マイクロアクチュエータ部、１３…ベースプレート、１４…ヒンジ部材、２５…アクチュエータベース、３０…基部、３２…中間部、４０，４０Ａ，４０Ｂ…圧電素子、４１…圧電体、４１ａ…第一主面、４１ｂ…第二主面、４１ｃ…第一端面、４１ｄ…第二端面、４１ｅ…第一側面、４１ｆ…第二側面、４１ｓ〜４１ｖ…角、４２…第一外部電極、４２ａ…電極部分、４２ｂ…電極部分、４３…第二外部電極、４３ａ…電極部分、４３ｂ…電極部分、４４…第一内部電極、４５…第二内部電極、５０…樹脂、５０ａ１，５０ｂ１…樹脂部分。

Claims (2)

1. 略長方形状を呈し、かつ、互いに対向する一対の主面と、前記一対の主面の長辺方向で互いに対向する一対の端面と、前記一対の主面の短辺方向で互いに対向する一対の側面と、を有する圧電体と、
   前記一対の端面上に設けられている一対の外部電極と、
   前記一対の主面上、前記一対の側面上、及び、前記一対の主面と前記一対の側面とを接続している角上に設けられている樹脂と、
   前記圧電体内に設けられ、かつ、前記一対の外部電極のいずれかに接続されている内部電極と、を備え、
   前記一対の側面上に設けられている前記樹脂の厚さは、前記一対の主面上に設けられている前記樹脂の厚さよりも薄い、
   圧電素子。
2. 前記一対の外部電極は、前記一対の端面上に設けられている第一電極部分と、前記一対の主面上に設けられている第二電極部分と、を有し、
   前記樹脂は、前記第二電極部分を介して前記一対の主面上に設けられている樹脂部分を有する、
   請求項１に記載の圧電素子。

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