JP6439422B6 - 圧電アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、圧電アクチュエータに関する。

圧電素子と、圧電素子を支持する支持部材と、を備える圧電アクチュエータが知られている（たとえば、特許文献１，２参照）。特許文献１，２に記載の圧電アクチュエータでは、圧電素子は、一対の主面を有する圧電体と、一方の主面に形成された第一外部電極と、他方の主面に形成された第二外部電極と、第一外部電極に接続されている第一内部電極と、第二外部電極に接続されている第二内部電極と、を有している。ここでは、圧電素子が、その変位を上記支持部材に伝達することにより、ハードディスク装置（ＨＤＤ）の磁気ヘッドが駆動される。

特開２０１１−８６３６２６号公報 国際公開第２０１１／１４５４５３号公報

近年、電子機器では、小型化又は薄型化が進んでいる。それに伴って、電子機器に搭載される圧電素子においても、小型化又は薄型化が求められる。しかしながら、圧電素子が小型化又は薄型化された場合、圧電素子（圧電体）の剛性が低下し、圧電素子の変位が適切に支持部材に伝達され難いという問題点が生じる懼れがある。

以下、圧電素子の変位が適切に支持部材に伝達され難いという上記問題点について、図９及び図１０を参照して、説明する。

図９の（ａ）に示されるように、圧電素子１００は、互いに対向する第一及び第二主面１０１ａ，１０１ｂと、互いに対向すると共に第一及び第二主面１０１ａ，１０１ｂが対向する第一方向Ｄ１に延びる第一及び第二端面１０１ｃ，１０１ｄと、を含む圧電体１０１と、圧電体１０１の外表面に配置されている第一及び第二外部電極１０２，１０３と、圧電体１０１内に配置されていると共に第一外部電極１０２に接続されている内部電極１０４と、を備えている。

第一端面１０１ｃには、第一外部電極１０２が配置され、第二端面１０１ｄには、第二外部電極１０３が配置されている。第一及び第二主面１０１ａ，１０１ｂには、主として第二外部電極１０３が配置されている。また、内部電極１０４は、圧電体１０１における第一方向Ｄ１での中央に配置され、第一及び第二主面１０１ａ，１０１ｂに配置された第二外部電極１０３のそれぞれと対向している。圧電体１０１は、このように対向する内部電極１０４と第二外部電極１０３との間に、これらの電極により圧電的に活性な領域である第一及び第二活性領域１０１１，１０１２を含んでいる。第一及び第二活性領域１０１１，１０１２は、厚さ（第一方向Ｄ１での長さ）がそれぞれ等しい。

図９の（ｂ）に示されるように、圧電体１０１に上記所定の電界が印加されることにより圧電素子１００が駆動されると、圧電素子１００は、第一及び第二端面１０１ｃ，１０１ｄが対向する第二方向Ｄ２に伸長する。第一方向Ｄ１と第二方向Ｄ２とは直交している。圧電素子１００は、詳細には、第一及び第二外部電極１０２，１０３に所定の電界が印加されると、内部電極１０４を介して、第一及第二活性領域１０１１，１０１２のそれぞれに所定の電界が印加される。これにより、第一及第二活性領域１０１１，１０１２のそれぞれが第二方向Ｄ２に伸長する。

圧電素子１００は、図１０の（ａ）に示されるように、圧電アクチュエータ１１０に備えられている。すなわち、圧電アクチュエータ１１０は、圧電素子１００と、圧電素子１００を支持する支持部材１１１と、を備えている。圧電素子１００は、主として第一主面１０１ｂ側が樹脂１１３及び導電性樹脂１１４により支持部材１１１に固定されている。詳細には、圧電素子１００は、第二主面１０１ｂ側から圧電体１０１に作用する拘束力が、第一主面１０１ａ側から圧電体１０１に作用する拘束力より大きい状態で、第二方向Ｄ２における両端部で支持部材１１１に拘束されて支持されている。

上述のように、圧電体１０１に上記所定の電界が印加されることにより圧電素子１００が駆動されると、圧電素子１００は、第二方向Ｄ２に伸長する。このとき、圧電素子１００（圧電体１０１）の剛性が低下していると、図１０の（ｂ）に示されるように、圧電素子１００は、圧電素子１００（圧電体１０１）の変位を支持部材１１１に伝えきれずに、第一主面１０１ａ側が湾曲外側となるように撓む。すなわち、圧電素子１００（圧電体１０１）そのものが撓んで変形する。

圧電素子１００は、上述した状態で支持部材１１１に拘束されて支持されているため、拘束力が小さい第一主面１０１ａ側が湾曲外側となるように撓む。このように、圧電素子１００が変形すると、圧電素子１００の変位は、支持部材１１１に適切に伝達され難くなる。圧電素子１００の剛性は、圧電体１０１の厚さ（第一方向Ｄ１での長さ）が小さくなればなるほど低下し、又、圧電体１０１の幅（第一及び第二方向Ｄ１，Ｄ２に直交する方向での長さ）が狭くなるほど低下する。

そこで、本発明は、圧電素子の変位を適切に伝達させることが可能な圧電アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る圧電アクチュエータは、互いに対向する第一及び第二主面を有する圧電体と、圧電体に第一及び第二主面の対向方向に交互に配置されている極性が異なる複数の電極と、を備える圧電素子と、第二主面側から圧電体に作用する拘束力が第一主面側から圧電体に作用する拘束力より大きい状態で圧電素子を拘束して支持する支持部材と、を備え、圧電体は、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい。

本発明に係る圧電アクチュエータでは、圧電素子は、第二主面側から圧電体に作用する拘束力が第一主面側から圧電体に作用する拘束力より大きい状態で支持部材に拘束されて支持されている。このため、圧電素子が駆動されると、圧電素子は、第一主面側が湾曲外側となるように撓もうとする。ここで、圧電体は、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子が、第一主面側が湾曲外側となるように撓もうとするのが抑制される。この結果、圧電素子の変形が抑制され、圧電素子の変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

複数の電極は、圧電体内に配置されている複数の内部電極を含み、複数の内部電極は、圧電体における第一及び第二主面の対向方向での中央から第二主面までの領域に配置されていてもよい。この場合、中央から第二主面までの領域に、複数の内部電極により圧電的に活性な領域（以下、単に活性領域と称する）が形成されるので、中央から第二主面までの領域の変位量は、中央から第一主面までの領域の変位量よりも大きい。したがって、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

複数の電極は、圧電体内に配置されている複数の内部電極を含み、圧電体における第一及び第二主面の対向方向での中央から第二主面までの領域に配置されている内部電極の数が、圧電体における中央から第一主面までの領域に配置されている内部電極の数よりも多くてもよい。この場合、中央から第二主面までの領域に形成される活性領域の数は、中央から第一主面までの領域に形成される活性領域の数よりも多く、中央から第二主面までの領域では、中央から第一主面までの領域でよりも、厚さの小さい活性領域が形成される。このため、中央から第二主面までの領域の変位量は、中央から第一主面までの領域の変位量よりも大きい。したがって、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子は、圧電体の外表面に配置されている第一外部電極を備え、且つ複数の電極として、圧電体の外表面に配置されている第二外部電極と、圧電体内に配置されていると共に第一外部電極に接続されている内部電極と、を備え、第二外部電極は、第一及び第二主面の対向方向で内部電極と対向するように、第一及び第二主面にそれぞれ配置されている電極部分を含み、圧電体における第二主面に配置されている電極部分と内部電極との間に位置する領域の変位量が、圧電体における第一主面に配置されている電極部分と内部電極との間に位置する領域の変位量よりも大きくてもよい。この場合、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

第二主面に配置されている電極部分と内部電極との間隔が、第一主面に配置されている電極部分と内部電極との間隔よりも小さくてもよい。この場合、第二主面に配置されている電極部分と内部電極との間に形成される活性領域の厚さは、第一主面に配置されている電極部分と内部電極との間に形成される活性領域の厚さよりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、第二主面に配置されている電極部分と内部電極との間に形成される活性領域の変位量は、圧電体における第一主面に配置されている電極部分と内部電極との間に形成される活性領域の変位量よりも大きい。すなわち、各電極間の電界強度は、電極間隔が小さい方が大きいので、第二主面に配置されている電極部分と内部電極との間に位置する領域の変位量は、圧電体における第一主面に配置されている電極部分と内部電極との間に位置する領域の変位量よりも大きい。したがって、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子は、複数の電極として、圧電体の外表面に配置されている第一及び第二外部電極と、圧電体内に配置されていると共に第一外部電極に接続されている第一内部電極と、圧電体内に配置されていると共に第二外部電極に接続されている第二内部電極と、を備え、第一外部電極は、第一主面に配置されている第一電極部分を含み、第二外部電極は、第二主面に配置されている第二電極部分を含み、第一内部電極は、第一及び第二主面の対向方向で第二電極部分と対向するように配置され、第二内部電極は、第一及び第二主面の対向方向で第一電極部分と第一内部電極とに対向するように、第一電極部分と第一内部電極との間に配置されており、圧電体における第二電極部分と第一内部電極との間に位置する領域の変位量が、圧電体における第一電極部分と第二内部電極との間に位置する領域の変位量よりも大きくてもよい。この場合、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

第一及び第二内部電極は、圧電体における第一及び第二主面の対向方向での中央から第二主面までの領域に配置されていてもよい。この場合、圧電体には、三つの活性領域が形成されている。そのうち二つの活性領域のそれぞれは、中央から第二主面までの領域に形成され、残りの一つの活性領域よりも厚さが小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、中央から第二主面までの領域の変位量は、中央から第一主面までの領域の変位量よりも大きい。したがって、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

第二電極部分と第一内部電極との間隔が、第一電極部分と第二内部電極との間隔よりも小さくてもよい。この場合、第二電極部分と第一内部電極との間に位置する領域に形成される活性領域の厚さは、第一電極部分と第二内部電極との間に位置する領域に形成される活性領域の厚さよりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、第二電極部分と第一内部電極との間に形成される活性領域の変位量は、第一電極部分と第二内部電極との間に形成される活性領域の変位量よりも大きい。すなわち、各電極間の電界強度は、電極間隔が小さい方が大きいので、第二電極部分と第一内部電極との間に形成される活性領域の変位量は、第一電極部分と第二内部電極との間に形成される活性領域の変位量よりも大きい。したがって、第二主面側での変位量が第一主面側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

本発明によれば、圧電素子の変位を適切に伝達させることが可能な圧電アクチュエータを提供することができる。

第一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。 第一実施形態に係る圧電素子の動作を説明するための図である。 第一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。 第二実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。 第三実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。 第四実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。 第四実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。 従来の圧電素子の動作を説明するための図である。 従来の圧電アクチュエータの動作を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。

［第一実施形態］
図１及び図２を参照して、第一実施形態に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。第一実施形態は、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、第一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の長手方向）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の幅方向（サスペンション１０の長手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、図２にも示されるように、圧電体４１を備えている。圧電素子４０は、いわゆる積層型圧電素子である。

圧電体４１は、長方形平板状を呈している。圧電体４１は、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂと、第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄと、を含んでいる。第一及び第二主面４１ａ，４１ｂは、第一方向Ｄ１（圧電体４１の厚さ方向）（対向方向）で互いに対向している。第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄは、第二方向Ｄ２（圧電体４１の長手方向）で互いに対向している。第一及び第二端面４１ｃ，４１ｄは、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂを接続するように、第一方向Ｄ１に延びている。

圧電体４１の外形寸法は、たとえば、長手方向長さ１．０ｍｍ、短手方向長さ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。

圧電素子４０は、圧電体４１の外表面に配置されている第一及び第二外部電極４２，４３と、圧電体４１内に配置されている内部電極４４と、を更に備えている。

第一外部電極４２は、第一端面４１ｃに配置された第一端面部分４２ｃと、第一主面４１ａに配置された第一主面部分４２ａと、第二主面４１ｂに配置された第二主面部分４２ｂと、を含んでいる。なお、第一外部電極４２は、少なくとも第一端面部分４２ｃを含んでいればよく、第一及び第二主面部分４２ａ，４２ｂを含んでいなくてもよい。第一外部電極４２の厚さは、２００〜５００ｎｍ程度に設定される。

第一端面部分４２ｃは、第一端面４１ｃの全部を覆うように配置されている。第一主面部分４２ａは、第一主面４１ａの第一端面４１ｃ側を覆うように配置されている。第二方向Ｄ２における第一主面部分４２ａ長さは、たとえば、０．１５ｍｍである。第二主面部分４２ｂは、第二主面４１ｂの第一端面４１ｃ側を覆うように配置されている。第二方向Ｄ２における第二主面部分４２ｂの長さは、たとえば、０．１５ｍｍである。

第二外部電極４３は、第二端面４１ｄに配置された第二端面部分４３ｄと、第一主面４１ａに配置された第一主面部分４３ａ（電極部分）と、第二主面４１ｂに配置された第二主面部分４３ｂ（電極部分）と、を含んでいる。第一及び第二主面部分４３ａ，４３ｂは、第一方向Ｄ１で内部電極４４と対向するように、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂにそれぞれ配置されている。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程度に設定される。

第二端面部分４３ｄは、第二端面４１ｄの全部を覆うように配置されている。第一主面部分４３ａは、第一主面４１ａの第二端面４１ｄ側を覆うように配置されている。第一主面４１ａには、第一主面部分４３ａが第一主面部分４２ａよりも多く配置されている。第二方向Ｄ２における第一主面部分４３ａの長さは、たとえば、０．８ｍｍである。第二主面部分４３ｂは、第二主面４１ｂの第二端面４１ｄ側を覆うように配置されている。第二主面４１ｂには、第二主面部分４３ｂが第二主面部分４２ｂよりも多く配置されている。第二方向Ｄ２における第二主面部分４３ｂの長さは、たとえば、０．８ｍｍである。

第一外部電極４２と第二外部電極４３とは、絶縁されている。第一外部電極４２の第一主面部分４２ａと、第二外部電極４３の第一主面部分４３ａとは離間している。第二方向Ｄ２でのその離間距離は、第一主面４１ａにおいて第一外部電極４２及び第二外部電極４３が配置されていない部分である第一露出部分４１ｅの第二方向Ｄ２での長さに等しく、たとえば、０．０５ｍｍである。第一外部電極４２の第二主面部分４２ｂと、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂとは離間している。第二方向Ｄ２でのその離間距離は、第二主面４１ｂにおいて第一外部電極４２及び第二外部電極４３が配置されていない部分である第二露出部分４１ｆの第二方向Ｄ２での長さに等しく、たとえば、０．０５ｍｍ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）からなる。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。

内部電極４４は、第一外部電極４２に接続されている。より詳細には、内部電極４４の第二方向Ｄ２における一端は、第一端面部分４２ｃに接続されている。内部電極４４の第二方向Ｄ２における他端は、第二端面４１ｄと離間している。第二方向Ｄ２における内部電極４４の他端と第二端面４１ｄとの間の距離は、たとえば、０．２ｍｍである。

内部電極４４は、圧電体４１内において、第二主面４１ｂ側に配置されている。第一及び第二主面４１ａ，４１ｂのそれぞれから等距離にある仮想的な面を中央面Ｃとすると、内部電極４４は、中央面Ｃよりも第二主面４１ｂ側に配置されている。内部電極４４は、第一及び第二主面部分４３ａ，４３ｂそれぞれと対向すると共に略平行をなしている。ここでは、第二外部電極４３の第一及び第二主面部分４３ａ，４３ｂと、内部電極４４とは、圧電体４１に第一方向Ｄ１に交互に配置されている極性が異なる複数の電極をなしている。

本実施形態では、内部電極４４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。内部電極４４は、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。

圧電体４１は、第一及第二活性領域４１１，４１２を含んでいる。第一活性領域４１１は、互いに対向する第二主面部分４３ｂと内部電極４４との間に形成されている。第二活性領域４１２は、互いに対向する第一主面部分４３ａと内部電極４４との間に形成されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１（第二主面部分４３ｂと内部電極４４との間隔）は、第二活性領域４１２の厚さｔ_２（第一主面部分４３ａと内部電極４４との間隔）よりも小さく、ｔ_１＜ｔ_２である。

各圧電素子４０は、圧電素子４０の長手方向が、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、第二方向Ｄ２での一端側において、ヒンジ部材１４の基部３０及びベースプレート１３の基部２０に支持されるように、基部３０及び基部２０に樹脂５０及び導電性樹脂５１を介して固定されている。詳細には、第一外部電極４２の第一端面部分４２ｃが、導電性樹脂５１を介して基部２０に固定されている。また、第二主面部分４２ｂが、導電性樹脂５１を介して基部３０に固定されている。更に、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂの第一端面４１ｃ側の端部と、第二露出部分４１ｆとが、樹脂５０を介して基部３０に固定されている。第一外部電極４２は、導電性樹脂５１により図示しない電気配線に接続されている。導電性樹脂５１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、第二方向Ｄ２での他端側において、ヒンジ部材１４の中間部３２及びベースプレート１３の前端部２２に支持されるように、中間部３２及び前端部２２に導電性樹脂５１を介して固定されている。詳細には、第二外部電極４３の第二端面部分４３ｄが、導電性樹脂５１を介して前端部２２に固定され、第二主面部分４３ｂの第二端面４１ｄ側の端部が、導電性樹脂５１を介して中間部３２に固定されている。第二外部電極４３は、導電性樹脂５１により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、中間部３２、前端部２２、基部３０、及び基部２０により拘束されて支持されている。中間部３２、前端部２２、基部３０、及び基部２０は、圧電素子４０を拘束して支持する支持部材として機能する。すなわち、圧電素子４０は、第二主面４１ｂ側から圧電体４１に作用する拘束力が、第一主面４１ａ側から圧電体４１に作用する拘束力より大きい状態で、第二方向Ｄ２における両端部で支持部材に拘束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３及び図４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３は、本実施形態に係る圧電素子の動作を説明するための図である。図４は、本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３及び図４の各（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３の（ｂ）に示されるように、第一主面４１ａと第二主面４１ｂとが第二方向Ｄ２に伸長する。

詳細には、第一及び第二外部電極４２，４３に所定の電界が印加されると、内部電極４４を介して、第一及第二活性領域４１１，４１２のそれぞれに所定の電界が印加される。これにより、第一及第二活性領域４１１，４１２のそれぞれが第二方向Ｄ２に伸長する。第一及び第二活性領域４１１，４１２そのものの第二方向Ｄ２での変位量は、厚さｔ_１，ｔ_２に反比例する。

第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第二活性領域４１２の厚さｔ_２よりも小さい。すなわち、ｔ_１＜ｔ_２であるため、第一活性領域４１１そのものの第二方向Ｄ２での変位量は、第二活性領域４１２そのものの第二方向Ｄ２での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子４０そのものは、第二方向Ｄ２に伸長する際に、第二主面４１ｂ側における変位量が第一主面４１ａ側における変位量より大きくなり、図３の（ｂ）に示されるように、第二主面４１ｂ側が湾曲外側となるように撓む。

上述したように、圧電素子４０は、第二主面４１ｂ側から圧電体４１に作用する拘束力が、第一主面４１ａ側から圧電体４１に作用する拘束力より大きい状態で、第二方向Ｄ２における両端部で支持部材に拘束されて支持されている。このため、圧電素子４０は、支持部材に拘束されて支持されている状態では、圧電体４１における第二主面４１ｂ側の領域は、同じく圧電体４１における第一主面４１ａ側の領域よりも変位が阻害され易い。したがって、圧電素子４０は、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとする。しかしながら、圧電素子４０そのものが、上述したように、第二主面４１ｂ側が湾曲外側となるように撓もうとすることから、図４の（ｂ）に示されるように、第一主面４１ａ側が湾曲外側となる撓みが抑制されることとなる。

以上のことから、本実施形態においては、圧電素子４０の撓み変形が抑制され、圧電素子４０の変位（伸長方向での変位）を適切に支持部材に伝達させることができる。

以上説明したように、本実施形態では、サスペンション１０において、圧電素子４０は、第二主面４１ｂ側から圧電体４１に作用する拘束力が第一主面４１ａ側から圧電体４１に作用する拘束力より大きい状態で支持部材に拘束されて支持されている。このため、圧電素子４０が駆動されると、圧電素子４０は、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとする。ここで、圧電体４１は、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子４０が、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとするのが抑制される。この結果、圧電素子４０の変形が抑制され、圧電素子４０の変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０は、圧電体４１の外表面に配置されている第一及び第二外部電極４２，４３と、圧電体４１内に配置されていると共に第一外部電極４２に接続されている内部電極４４と、を備えている。第二外部電極４３は、第一方向Ｄ１で内部電極４４と対向するように、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂにそれぞれ配置されている第一及び第二主面部分４３ａ，４３ｂを含んでいる。第二主面部分４３ｂと内部電極４４との間隔は、第一主面部分４３ａと内部電極４４との間隔よりも小さい。すなわち、第二主面部分４３ｂと内部電極４４との間に形成される第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第一主面部分４３ａと内部電極４４との間に形成される第二活性領域４１２の厚さｔ_２よりも小さい。

活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きい。したがって、第一活性領域４１１の変位量は、第二活性領域４１２の変位量よりも大きい。この結果、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０が撓み変形した場合、圧電素子４０が支持部材から剥離しやすくなる。本実施形態では、圧電素子４０の撓み変形が抑制されるので、このような剥離の発生を抑制することができる。

［第二実施形態］
図５（ａ）を参照して、第二実施形態に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図５（ａ）は、第二実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。

図５（ａ）に示されるように、第二実施形態に係る圧電素子４０Ａは、主に、第一外部電極４２、第二外部電極４３及び内部電極４４の構成の点で、第一実施形態に係る圧電素子４０と相違している。以下、相違点を中心に説明する。

圧電素子４０Ａでは、第一主面４１ａには、第一主面部分４２ａが第一主面部分４３ａよりも多く配置されている。すなわち、圧電素子４０では、第一主面４１ａは主に第一主面部分４３ａにより覆われているのに対し、圧電素子４０Ａでは、第一主面４１ａは主に第一主面部分４２ａにより覆われている点で、圧電素子４０と圧電素子４０Ａとは相違している。なお、第一外部電極４２は、第二主面部分４２ｂを含んでいなくてもよく、第二外部電極４３は、第一主面部分４３ａを含んでいなくてもよい。

圧電素子４０Ａでは、内部電極４４は、第一方向Ｄ１で互いに対向する第一及び第二内部電極４４１，４４２を含んでいる。第一及び第二内部電極４４１，４４２は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数よりも多い。ここでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されて内部電極４４の数は２であり、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数は０である。

第一及び第二内部電極４４１，４４２は、圧電体４１内において、第二主面４１ｂ側からその順に配置されている。第一内部電極４４１は、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂと対向している。第二内部電極４４２は、第一外部電極４２の第一主面部分４２ａと対向している。第一内部電極４４１は、第二内部電極４４２と第二主面部分４２ｂとの中間位置に配置されている。第一内部電極４４１、第二内部電極４４２、第一主面部分４２ａ、及び第二主面部分４３ｂのそれぞれは、互いに略平行をなしている。ここでは、第一外部電極４２の第一主面部分４２ａ（第一電極部分）と、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂ（第二電極部分）と、第一及び第二内部電極４４１，４４２とは、圧電体４１に第一方向Ｄ１に交互に配置されている極性が異なる複数の電極をなしている。

第一内部電極４４１の第二方向Ｄ２における一端は、第一端面部分４２ｃに接続されている。第一内部電極４４１の第二方向Ｄ２における他端は、第二端面４１ｄと離間している。第二内部電極４４２の第二方向Ｄ２における一端は、第二端面部分４３ｄに接続されている。第二内部電極４４２の第二方向Ｄ２における他端は、第一端面４１ｃと離間している。

圧電素子４０Ａでは、圧電体４１は、第一〜第三活性領域４１１〜４１３を含んでいる。第一活性領域４１１は、互いに対向する第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に形成されている。第二活性領域４１２は、互いに対向する第一内部電極４４１と第二内部電極４４２との間に形成されている。第三活性領域４１３は、互いに対向する第二内部電極４４２と第一主面部分４２ａとの間に形成されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１及び第二活性領域４１２の厚さｔ_２は等しく、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。すなわち、ｔ_１＝ｔ_２＜ｔ_３である。

以上のように構成された第二実施形態においても、圧電体４１は、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子４０Ａが、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとするのが抑制される。この結果、圧電素子４０Ａの変形が抑制され、圧電素子４０Ａの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０Ａは、第一及び第二内部電極４４１，４４２を含み、第一及び第二内部電極４４１，４４２は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。このため、圧電体４１は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、少なくとも第一及び第二活性領域４１１，４１２を含み、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域では、第三活性領域４１３を含んでいる。第一及び第二活性領域４１１，４１２の厚さｔ_１，ｔ_２は、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域の変位量は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域の変位量よりも大きくなる。したがって、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ａでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。このため、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域よりも多くの活性領域を含んでいる。したがって、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域でよりも、厚さの小さい活性領域が形成される。この結果、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ａでは、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に配置されている領域の変位量が、第二内部電極４４２と第一主面部分４２ａとの間に配置されている領域の変位量よりも大きい。このため、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ａでは、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間隔が、第一主面部分４２ａと第二内部電極４４２との間隔よりも小さい。このため、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に形成される第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第一主面部分４２ａと第二内部電極４４２との間に形成される第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に位置する領域の変位量は、第一主面部分４２ａと第二内部電極４４２との間に位置する領域の変位量よりも大きくなる。この結果、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ａでは、内部電極４４が第一及び第二内部電極４４１，４４２を含むので、圧電体４１内における内部電極４４の配置を多様化させることができる。この結果、第一〜第三活性領域４１１〜４１３の厚さｔ_１〜ｔ_３を多様化させ、圧電体４１の変位量をより細かく調整することができる。

続いて、図５（ｂ）〜図５（ｄ）を参照して、第二実施形態の変形例に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図５（ｂ）は、第二実施形態の第一変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図５（ｃ）は、第二実施形態の第二変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図５（ｄ）は、第二実施形態の第三変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示されるように、第二実施形態の第一〜三変形例に係る圧電素子４０Ｂ〜４０Ｄのそれぞれは、主に、内部電極４４の配置の点で、第二実施形態に係る圧電素子４０Ａと相違している。

圧電素子４０Ｂでは、第一内部電極４４１は、第二内部電極４４２と第二主面部分４３ｂとの中間位置よりも第二内部電極４４２側に配置されている。第二活性領域４１２の厚さｔ_２は、第一活性領域４１１の厚さｔ_１よりも小さく、第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。すなわち、ｔ_３＞ｔ_１＞ｔ_２である。

このように第二実施形態の第一変形例では、第二実施形態と同様に、第一及び第二内部電極４４１，４４２が中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。また、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。また、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間隔が、第一主面部分４２ａと第二内部電極４４２との間隔よりも小さい。よって、圧電素子４０Ｂの撓み変形が抑制され、圧電素子４０Ｂの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０Ｃでは、第二内部電極４４２は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さく、第二活性領域４１２の厚さｔ_２及び第三活性領域４１３の厚さｔ_３は等しい。すなわち、ｔ_２＝ｔ_３＞ｔ_１である。

また、圧電素子４０Ｄでは、第二内部電極４４２は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１は、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さく、第三活性領域４１３の厚さｔ_３は、第二活性領域４１２の厚さｔ_２よりも小さい。すなわち、ｔ_２＞ｔ_３＞ｔ_１である。

このように第二実施形態の第二及び第三変形例では、第二実施形態と同様に、第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間隔が、第一主面部分４２ａと第二内部電極４４２との間隔よりも小さい。よって、圧電素子４０Ｃ，４０Ｄの撓み変形が抑制され、圧電素子４０Ｃ，４０Ｄの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

［第三実施形態］
図６（ａ）を参照して、第三実施形態に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図６（ａ）は、第三実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。

図６（ａ）に示されるように、第三実施形態に係る圧電素子４０Ｅは、主に、内部電極４４の構成の点で、第一実施形態に係る圧電素子４０と相違している。以下、相違点を中心に説明する。

圧電素子４０Ｅでは、内部電極４４は、第一〜第三内部電極４４１〜４４３を含んでいる。第一〜第三内部電極４４１〜４４３は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されて内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数よりも多い。ここでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されて内部電極４４の数は３であり、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数は０である。

第一〜第三内部電極４４１〜４４３は、圧電体４１内において、第二主面４１ｂ側からその順に配置されている。第一内部電極４４１は、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂと対向している。第二内部電極４４２は、第一内部電極４４１及び第三内部電極４４３のそれぞれと対向している。第三内部電極４４３は、第二内部電極４４２及び第二外部電極４３の第一主面部分４３ａのそれぞれと対向している。第一及び第二内部電極４４１，４４２のそれぞれは、第三内部電極４４３と第二主面部分４３ｂとの間を三等分する位置に配置されている。第一〜第三内部電極４４１〜４４３、第一主面部分４３ａ、及び第二主面部分４３ｂのそれぞれは、互いに略平行をなしている。ここでは、第二外部電極４３の第一及び第二主面部分４３ａ，４３ｂと、第一〜第三内部電極４４１〜４４３とは、圧電体４１に第一方向Ｄ１に交互に配置されている極性が異なる複数の電極をなしている。

第一及び第三内部電極４４１，４４３のそれぞれは、第二方向Ｄ２における一端が、第一外部電極４２の第一端面部分４２ｃと接続され、第二方向Ｄ２における他端が、第二端面４１ｄと離間している。第二内部電極４４２は、第二方向Ｄ２における一端が、第二端面４１ｄにおいて第二外部電極４３の第二端面部分４３ｄと接続され、第二方向Ｄ２における他端が、第一端面４１ｃと離間している。

圧電素子４０Ｅでは、圧電体４１は、第一〜第四活性領域４１１〜４１４を含んでいる。第一活性領域４１１は、互いに対向する第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に形成されている。第二活性領域４１２は、互いに対向する第一内部電極４４１と第二内部電極４４２との間に形成されている。第三活性領域４１３は、互いに対向する第二内部電極４４２と第三内部電極４４３との間に形成されている。第四活性領域４１４は、互いに対向する第三内部電極４４３と第一主面部分４３ａとの間に形成されている。第一〜第三活性領域４１１〜４１３の厚さｔ_１〜ｔ_３は互いに等しく、第四活性領域４１４の厚さｔ_４よりも小さい。すなわち、ｔ_４＞ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_３である。

以上のように構成された第三実施形態においても、圧電体４１は、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子４０Ｅが、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとするのが抑制される。この結果、圧電素子４０Ｅの変形が抑制され、圧電素子４０Ｅの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０Ｅは、第一〜第三内部電極４４１〜４４３を含み、第一〜第三内部電極４４１〜４４３は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。このため、圧電体４１は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、少なくとも第一〜第三活性領域４１１〜４１３を含み、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域では、第四活性領域４１４を含んでいる。第一〜第三活性領域４１１〜４１３の厚さｔ_１〜ｔ_３は、第四活性領域４１４の厚さｔ_４よりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域の変位量は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域の変位量よりも大きくなる。したがって、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ｅでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。このため、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域よりも多くの活性領域を含んでいる。したがって、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域でよりも、厚さの小さい活性領域が形成される。この結果、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ｅでは、内部電極４４が第一〜第三内部電極４４１〜４４３を含むので、圧電体４１内における内部電極４４の配置を多様化させることができる。この結果、第一〜第四活性領域４１１〜４１４の厚さｔ_１〜ｔ_４を多様化させ、圧電体４１の変位量をより細かく調整することができる。

続いて、図６（ｂ）及び図６（ｃ）を参照して、第三実施形態の変形例に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図６（ｂ）は、第三実施形態の第一変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図６（ｃ）は、第三実施形態の第二変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示されるように、第三実施形態の第一及び第二変形例に係る圧電素子４０Ｆ，４０Ｇのそれぞれは、主に、内部電極４４の配置の点で、第三実施形態に係る圧電素子４０Ｅと相違している。

圧電素子４０Ｆでは、第三内部電極４４３は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置されている。第一内部電極４４１と第三内部電極４４３とは、中央面Ｃに対して互いに線対称をなす位置に配置されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１、第二活性領域４１２の厚さｔ_２、及び第四活性領域４１４の厚さｔ_４は互いに等しく、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。すなわち、ｔ_３＞ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_４である。

また、圧電素子４０Ｇでは、第三内部電極４４３は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置されている。第二及び第三内部電極４４２，４４３のそれぞれは、第一主面部分４３ａと第一内部電極４４１との間を三等分する位置に配置されている。第二活性領域４１２の厚さｔ_２、第三活性領域４１３の厚さｔ_３、及び第四活性領域４１４の厚さｔ_４は、互いに等しく、第一活性領域４１１の厚さｔ_１よりも大きい。すなわち、ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_４＞ｔ_１である。

このように第三実施形態の第一及び第二変形例では、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。よって、圧電素子４０Ｆ，４０Ｇの撓み変形が抑制され、圧電素子４０Ｆ，４０Ｇの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

［第四実施形態］
図７（ａ）を参照して、第四実施形態に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図７（ａ）は、第四実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。

図７（ａ）に示されるように、第四実施形態に係る圧電素子４０Ｈは、主に、第一外部電極４２、第二外部電極４３及び内部電極４４の構成の点で、第一実施形態に係る圧電素子４０と相違している。以下、相違点を中心に説明する。

圧電素子４０Ｈでは、第一主面４１ａには、第一主面部分４２ａが第一主面部分４３ａよりも多く配置されている。すなわち、圧電素子４０では、第一主面４１ａは主に第一主面部分４３ａにより覆われているのに対し、圧電素子４０Ｈでは、第一主面４１ａは主に第一主面部分４２ａにより覆われている点で、圧電素子４０と圧電素子４０Ｈとは相違している。なお、第一外部電極４２は、第二主面部分４２ｂを含んでいなくてもよく、第二外部電極４３は、第一主面部分４３ａを含んでいなくてもよい。

圧電素子４０Ｈでは、内部電極４４は、第一〜第四内部電極４４１〜４４４を含んでいる。第一〜第四内部電極４４１〜４４４は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されて内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数よりも多い。ここでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されて内部電極４４の数は４であり、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されて内部電極４４の数は０である。

第一〜第四内部電極４４１〜４４４は、圧電体４１内において、第二主面４１ｂ側からその順に配置されている。第一内部電極４４１は、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂと対向している。第二内部電極４４２は、第一内部電極４４１及び第三内部電極４４３のそれぞれと対向している。第三内部電極４４３は、第二内部電極４４２及び第四内部電極４４４のそれぞれと対向している。第四内部電極４４４は、第三内部電極４４３及び第一外部電極４２の第一主面部分４２ａのそれぞれと対向している。第一〜第三内部電極４４１〜４４３のそれぞれは、第四内部電極４４４と第二主面部分４３ｂとの間を四等分する位置に配置されている。第一〜第四内部電極４４１〜４４４、第一主面部分４２ａ、及び第二主面部分４３ｂのそれぞれは、互いに略平行をなしている。ここでは、第一外部電極４２の第一主面部分４２ａと、第二外部電極４３の第二主面部分４３ｂと、第一〜第四内部電極４４１〜４４４とは、圧電体４１に第一方向Ｄ１に交互に配置されている極性が異なる複数の電極をなしている。

第一及び第三内部電極４４１，４４３のそれぞれは、第二方向Ｄ２における一端が、第一外部電極４２の第一端面部分４２ｃと接続され、第二方向Ｄ２における他端が、第二端面４１ｄと離間している。第二及び第四内部電極４４２，４４４は、第二方向Ｄ２における一端が、第二端面４１ｄにおいて第二外部電極４３の第二端面部分４３ｄと接続され、第二方向Ｄ２における他端が、第一端面４１ｃと離間している。

圧電素子４０Ｈでは、圧電体４１は、第一〜第五活性領域４１１〜４１５を含んでいる。第一活性領域４１１は、互いに対向する第二主面部分４３ｂと第一内部電極４４１との間に形成されている。第二活性領域４１２は、互いに対向する第一内部電極４４１と第二内部電極４４２との間に形成されている。第三活性領域４１３は、互いに対向する第二内部電極４４２と第二主面部分４２ｂとの間に形成されている。第四活性領域４１４は、互いに対向する第三内部電極４４３と第四内部電極４４４との間に形成されている。第五活性領域４１５は、互いに対向する第四内部電極４４４と第一主面部分４２ａとの間に形成されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１、第二活性領域４１２の厚さｔ_２、第三活性領域４１３の厚さｔ_３、及び第四活性領域４１４の厚さｔ_４は互いに等しく、第五活性領域４１５の厚さｔ_５よりも小さい。すなわち、ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_４＜ｔ_５である。

以上のように構成された第四実施形態においても、圧電体４１は、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい。したがって、圧電素子４０Ｈが、第一主面４１ａ側が湾曲外側となるように撓もうとするのが抑制される。この結果、圧電素子４０Ｈの変形が抑制され、圧電素子４０Ｈの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０Ｈは、第一〜第四内部電極４４１〜４４４を含み、第一〜第四内部電極４４１〜４４４は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。このため、圧電体４１は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、少なくとも第一〜第四活性領域４１１〜４１４を含み、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域では、第五活性領域４１５を含んでいる。第一〜第四活性領域４１１〜４１４の厚さｔ_１〜ｔ_４は、第五活性領域４１５の厚さｔ_５よりも小さい。活性領域の変位量は、活性領域の厚さが小さい方が大きいので、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域の変位量は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域の変位量よりも大きくなる。したがって、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ｈでは、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。このため、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域よりも多くの活性領域を含んでいる。したがって、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域では、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域でよりも、厚さの小さい活性領域が形成される。この結果、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

続いて、図７（ｂ）、図７（ｃ）、及び図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照して、第四実施形態の変形例に係る圧電アクチュエータの構成を説明する。図７（ｂ）は、第四実施形態の第一変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図７（ｃ）は、第四実施形態の第二変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図８（ａ）は、第四実施形態の第三変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図８（ｂ）は、第四実施形態の第四変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図であり、図８（ｃ）は、第四実施形態の第五変形例に係る圧電素子の断面構成を説明するための図である。図７（ｂ）、図７（ｃ）、及び図８（ａ）〜図８（ｃ）に示されるように、第四実施形態の第一〜第五変形例に係る圧電素子４０Ｉ〜４０Ｍのそれぞれは、主に、内部電極４４の配置の点で、第四実施形態に係る圧電素子４０Ｈと相違している。

圧電素子４０Ｉでは、第一内部電極４４１は、中央面Ｃ上に配置されている。第一〜第三内部電極４４１〜４４３のそれぞれは、第四内部電極４４４と第二主面部分４３ｂとの間を四等分する位置に配置されている。第二活性領域４１２の厚さｔ_２、第三活性領域４１３の厚さｔ_３、及び第四活性領域４１４の厚さｔ_４は、互いに等しく、第一活性領域４１１の厚さｔ_１よりも大きく、且つ第五活性領域４１５の厚さｔ_５よりも小さい。すなわち、ｔ_５＞ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_４＞ｔ_１である。

このように第四実施形態の第一変形例では、第一〜第四内部電極４４１〜４４４は、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている。また、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。したがって、第二主面４１ｂ側での変位量が第一主面４１ａ側での変位量よりも大きい構成を容易に実現できる。

圧電素子４０Ｊでは、第四内部電極４４４は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置されている。第一内部電極４４１と第四内部電極４４４とは、中央面Ｃに対して線対称をなす位置に配置されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１、第二活性領域４１２の厚さｔ_２、第三活性領域４１３の厚さｔ_３、及び第五活性領域４１５の厚さｔ_５は互いに等しく、第四活性領域４１４の厚さｔ_４よりも小さい。すなわち、ｔ_４＞ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_５である。

また、圧電素子４０Ｋでは、第四内部電極４４４は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置され、第三内部電極４４３は、中央面Ｃ上に配置されている。第二内部電極４４２と第四内部電極４４４とは、中央面Ｃに対して互いに線対称をなす位置に配置されている。第一及び第二活性領域４１１，４１２の厚さｔ_１，ｔ_２は互いに等しく、第三及び第四活性領域４１３，４１４の厚さｔ_３，ｔ_４は互いに等しい。また、第五活性領域４１５の厚さｔ_５は、第一活性領域４１１の厚さｔ_１よりも大きく、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。すなわち、ｔ_１＝ｔ_２＜ｔ_５＜ｔ_３＝ｔ_４である。

また、圧電素子４０Ｌでは、第四内部電極４４１は、中央面Ｃよりも第一主面４１ａ側の領域に配置され、第三内部電極４４３は、中央面Ｃ上に配置されている。第一内部電極４４１と第四内部電極４４４とは、中央面Ｃに対して線対称をなす位置に配置されている。第一活性領域４１１の厚さｔ_１、第二活性領域４１２の厚さｔ_２、及び第五活性領域４１５の厚さｔ_５は互いに等しく、第三活性領域４１３の厚さｔ_３よりも小さい。また、第三活性領域４１３の厚さｔ_３は、第四活性領域４１４の厚さｔ_４よりも小さい。すなわち、ｔ_４＞ｔ_３＞ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_５である。

このように第四実施形態の第二〜四変形例では、中央面Ｃから第二主面４１ｂまでの領域に配置されている内部電極４４の数は、中央面Ｃから第一主面４１ａまでの領域に配置されている内部電極４４の数よりも多い。よって、圧電素子４０Ｊ〜４０Ｌの撓み変形が抑制され、圧電素子４０Ｊ〜４０Ｌの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

圧電素子４０Ｍでは、第二〜第四内部電極４４２〜４４４は、第一主面部分４２ａと第一内部電極４４１との間を四等分する位置に配置されている。第二〜第五活性領域４１２〜４１５の厚さｔ_２〜ｔ_５は互いに等しく、第一活性領域４１１の厚さｔ_１よりも大きい。すなわち、ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_４＝ｔ_５＞ｔ_１である。

このように第四実施形態の第五変形例では、第一活性領域４１１の厚さｔ_１のみが小さくなっている。第一活性領域４１１は、第二主面４１ｂを含む位置に配置されている。よって、圧電素子４０Ｍの撓み変形が抑制され、圧電素子４０Ｍの変位を適切に支持部材に伝達させることができる。

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。

内部電極４４は、五つ以上の内部電極を含んでいてもよい。内部電極４４が、二つ以上の内部電極を含んでいる場合、第一又は第二主面４１ａ，４１ｂには、必ずしも第一及び第二外部電極４２，４３が配置されていなくてもよい。また、内部電極４４が、三つ以上の内部電極を含んでいる場合、第一及び第二主面４１ａ，４１ｂには、必ずしも第一及び第二外部電極４２，４３が配置されていなくてもよい。

ヒンジ部材１４の基部３０及び中間部３２と、ベースプレート１３の基部２０及び前端部２２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等が支持部材として機能してもよい。また、ヒンジ部材１４の基部３０及び中間部３２のみが支持部材として機能していてもよい。

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、２０…基部、２２…前端部、２５…アクチュエータベース、３０…基部、３２…中間部、４０，４０Ａ〜４０Ｍ…圧電素子、４１…圧電体、４１ａ…第一主面、４１ｂ…第二主面、４２…第一外部電極、４２ａ…第一主面部分（電極、電極部分、第一電極部分）、４３…第二外部電極、４３ａ…第一主面部分（電極、電極部分）、４３ｂ…第二主面部分（電極、電極部分、第二電極部分）、４４…内部電極、４４１…第一内部電極、４４２…第二内部電極、Ｃ…中央面、Ｄ１…第一方向（第一及び第二主面の対向方向）。

Claims (8)

1. 互いに対向する第一及び第二主面を有する圧電体と、前記圧電体に前記第一及び第二主面の対向方向に交互に配置されている極性が異なる複数の電極と、を備える圧電素子と、
   前記第二主面側から前記圧電体に作用する拘束力が前記第一主面側から前記圧電体に作用する拘束力より大きい状態で前記圧電素子の両端部を拘束して支持する一対の支持部材と、を備え、
   前記圧電体は、前記第二主面側での変位量が前記第一主面側での変位量よりも大きく、
   前記一対の支持部材のそれぞれは、前記第二主面と対向している、圧電アクチュエータ。
2. 前記複数の電極は、前記圧電体内に配置されている複数の内部電極を含み、
   前記複数の内部電極は、前記圧電体における前記第一及び第二主面の対向方向での中央から前記第二主面までの領域に配置されている、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
3. 前記複数の電極は、前記圧電体内に配置されている複数の内部電極を含み、
   前記圧電体における前記第一及び第二主面の対向方向での中央から前記第二主面までの領域に配置されている内部電極の数が、前記圧電体における前記中央から前記第一主面までの領域に配置されている内部電極の数よりも多い、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
4. 前記圧電素子は、前記圧電体の外表面に配置されている第一外部電極を備え、且つ前記複数の電極として、前記圧電体の外表面に配置されている第二外部電極と、前記圧電体内に配置されていると共に前記第一外部電極に接続されている内部電極と、を備え、
   前記第二外部電極は、前記第一及び第二主面の対向方向で前記内部電極と対向するように、前記第一及び第二主面にそれぞれ配置されている電極部分を含み、
   前記圧電体における前記第二主面に配置されている前記電極部分と前記内部電極との間に位置する領域の変位量が、前記圧電体における前記第一主面に配置されている前記電極部分と前記内部電極との間に位置する領域の変位量よりも大きい、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
5. 前記第二主面に配置されている前記電極部分と前記内部電極との間隔が、前記第一主面に配置されている前記電極部分と前記内部電極との間隔よりも小さい、請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
6. 前記圧電素子は、前記複数の電極として、前記圧電体の外表面に配置されている第一及び第二外部電極と、前記圧電体内に配置されていると共に前記第一外部電極に接続されている第一内部電極と、前記圧電体内に配置されていると共に前記第二外部電極に接続されている第二内部電極と、を備え、
   前記第一外部電極は、前記第一主面に配置されている第一電極部分を含み、
   前記第二外部電極は、前記第二主面に配置されている第二電極部分を含み、
   前記第一内部電極は、前記第一及び第二主面の対向方向で前記第二電極部分と対向するように配置され、
   前記第二内部電極は、前記第一及び第二主面の対向方向で前記第一電極部分と前記第一内部電極とに対向するように、前記第一電極部分と前記第一内部電極との間に配置されており、
   前記圧電体における前記第二電極部分と前記第一内部電極との間に位置する領域の変位量が、前記圧電体における前記第一電極部分と前記第二内部電極との間に位置する領域の変位量よりも大きい、請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
7. 前記第一及び第二内部電極は、前記圧電体における前記第一及び第二主面の対向方向での中央から前記第二主面までの領域に配置されている、請求項６に記載の圧電アクチュエータ。
8. 前記第二電極部分と前記第一内部電極との間隔が、前記第一電極部分と前記第二内部電極との間隔よりも小さい、請求項６に記載の圧電アクチュエータ。

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