WO2001026167A1

WO2001026167A1 - Dispositif piezo-electrique / electrostrictif et procede de fabrication correspondant

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Publication number: WO2001026167A1
Application number: PCT/JP2000/006747
Authority: WO
Inventors: Yukihisa Takeuchi; Kazuyoshi Shibata; Masahiko Namerikawa
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2001-04-12
Also published as: US7245064B2; US20030208892A1; DE60035932D1; US6534899B1; DE60035932T2; US7358647B2; EP1089357A2; EP1148560B1; EP1148560A1; EP1089357B1; US20070228872A1; EP1148560A4; EP1089357A3; US6817072B2; US6933658B2; EP1833102A3; US20050062366A1; US20060006763A1; EP1833102A2

Description

明細書圧電ノ電歪デバイス及びその製造方法技術分野

本発明は、圧電ノ電歪素子の変位動作に基づいて作動する可動部を備えた圧電電歪デバイス、もしくは可動部の変位を圧電ノ電歪素子により検出できる圧電 /電歪デバイス及びその製造方法に関し、詳しくは、強度、耐衝撃性、耐湿性に優れ、効率よく可動部を大きく作動させることができる圧電 Z電歪デバイス及びその製造方法に関する。背景技術

近時、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光路長や位置を調整可能な変位素子が必要とされており、圧電 Z電歪材料（例えば強誘電体等）に電圧を印加したときに惹起される逆圧電効果ゃ電歪効果による変位を利用した変位素子の開発が進められている。

従来、このような変位素子としては、例えば図 5 3に示すように、圧電ノ電歪材料からなる板状体 4 0 0に孔部 4 0 2を設けることにより、固定部 4 0 4と可動部 4 0 6とこれらを支持する梁部 4 0 8とを一体に形成し、更に、梁部 4 0 8 に電極層 4 1 0を設けた圧電ァクチユエ一夕が開示されている（例えば特開平 1 0 - 1 3 6 6 6 5号公報参照）。

前記圧電ァクチユエ一夕においては、電極層 4 1 0に電圧を印加すると、逆圧電効果ゃ電歪効果により、梁部 4 0 8が固定部 4 0 4と可動部 4 0 6とを結ぶ方向に伸縮するため、可動部 4 0 6を板状体 4 0 0の面内において弧状変位又は回転変位させることが可能である。

一方、特開昭 6 3— 6 4 6 4 0号公報には、バイモルフを用いたァクチユエ一夕に関して、そのバイモルフの電極を分割して設け、分割された電極を選択して駆動することにより、高精度な位置決めを高速に行う技術が開示され、この公報 (特に第 4図）には、例えば 2枚のバイモルフを対向させて使用する構造が示されている。

しかしながら、前記圧電ァクチユエ一夕においては、圧電電歪材料の伸縮方向（即ち、板状体 4 0 0の面内方向）の変位をそのまま可動部 4 0 6に伝達していたため、可動部 4 0 6の作動量が小さいという問題があった。

また、圧電ァクチユエ一夕は、すべての部分を脆弱で比較的重い材料である圧電 /電歪材料によって構成しているため、機械的強度が低く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に劣ることに加え、圧電ァクチユエ一夕自体が重く、動作上、有害な振動（例えば、高速作動時の残留振動やノイズ振動）の影響を受けやすいという問題点があった。

前記問題点を解決するために、孔部 4 0 2に柔軟性を有する充填材を充填することが提案されているが、単に充填材を使用しただけでは、逆圧電効果や電歪効果による変位の量が低下することは明らかである。発明の開示

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、デバイスの長寿命化、デバイスのハンドリング性並びに可動部への部品の取付性又はデバイスの固定性を向上させることができ、これにより、相対的に低電圧で可動部を大きく変位することができると共に、デバイス、特に、可動部の変位動作の高速化（高共振周波数化）を達成させることができ、しかも、有害な振動の影響を受け難く、高速応答が可能で、機械的強度が高く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に優れた変位素子、並びに可動部の振動を精度よく検出することが可能なセンサ素子を得ることができる圧電/電歪デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、相対向する一対の金属製の薄板部と、これら薄板部に対して接着剤を介して固着された固定部とを具備し、前記一対の薄板部の先端部に可動部を有し、前記一対の薄板部のうち、少なくとも 1つの薄板部に 1以上の圧電 Z電歪素子が配設された圧電 Z電歪デバイスであって、前記可動部又は固定部のいずれか一方は、互いに対向する端面を有し、前記端面間の距離が前記可動部の長さ以上であることを特徴とする。

この場合、薄板部が金属製であるため、強度ゃ靱性に優れ、急激な変位動作にも対応できる。つまり、本発明においては、使用環境の変動や過酷な使用状態においても十分に対応でき、耐衝撃性に優れ、圧電ノ電歪デバイスの長寿命化、ハンドリング性の向上を図ることができ、しかも、相対的に低電圧で薄板部を大きく変位することができると共に、薄板部の剛性が高く、またァクチユエ一夕膜の膜厚が厚く、剛性が高いため、薄板部の変位動作の高速化（高共振周波数化）を達成させることができる。

前記圧電/電歪素子は膜状であって、前記薄板部に接着剤を介して固着するようにしてもよい。また、前記圧電 Z電歪素子は、圧電 Z電歪層と、該圧電 Z電歪層に形成された一対の電極とを有するように構成してもよい。この場合、圧電ノ電歪素子による振動を薄板部を通じて効率よく可動部又は固定部に伝達することができ、応答性の向上を図ることができる。

特に、前記圧電ノ電歪素子は、前記圧電 Z電歪層と前記一対の電極の複数が積層形態で構成されていることが好ましい。このような構成にすることにより、圧電 Z電歪素子の発生力が増大し、もって大変位が図られると共に、圧電電歪デバイス自体の剛性が増すことで、高共振周波数化が図られ、変位動作の高速化を容易に達成できるという特徴がある。

前記接着剤は、有機樹脂あるいはガラス、ロウ材又は半田を用いることができる。

また、前記可動部又は固定部のいずれか一方に切除部を設け、前記切除部の一部が前記互いに対向する端面を構成するようにしてもよい。この場合、前記互いに対向する端面の間を空隙としてもよいし、前記互いに対向する端面の間に前記可動部又は固定部のいずれか一方の構成部材と同じ部材あるいは異なる複数の部材、例えばガラス、セメント、有機樹脂などが挙げられ、好ましくは有機樹脂、例えばエポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、フエノール系、シリコーン系、テルペン系、キシレン系、スチレン系、メラミン系、メ夕クリル系、ゴム系等もしくはこれらの混合物、共重合体を介在させるようにしてもよい。中でも接合性、取り扱い性、硬さ等の点から、エポキシ系、アクリル系、メ夕クリル系の有機樹脂などを介在させることが好ましい。また、更に硬度を上げる目的で無機材料等のフィラーを混入させることも好ましい。

特に、前記互いに対向する端面の間を空隙とした場合や、前記互いに対向する端面の間に前記可動部又は固定部の構成部材ょりも軽い部材を介在させる、あるいは前記部材でも小さなものにより端面間を接合させることで、可動部又は固定部の軽量化を有効に図ることができるため、可動部又は固定部の変位量を低下させることなく、共振周波数を高めることが可能となる。

また、前記互いに対向する端面の間を空隙とした場合は、一方の端面を含む可動部又は固定部の一部と、他方の端面を含む可動部又は固定部の別の一部とが撓みやすくなり、変形に強くなる。そのため、圧電 Z電歪デバイスのハンドリング性に優れることとなる。

更に、端面間の距離が前記可動部の長さ以上であるため、可動部に他の部品を取り付ける場合に、端面や部品の寸法精度が低くても、これらの寸法精度の影響を抑えやすくなるため、部品の取付性を向上させることができる。ここで、部品を例えば接着剤等によって固着する場合を考えると、物品を両側から挟んで保持することができるため、部品を確実に固着することができる。

更に、物品を両側から挟んで保持することで、物品の高さと可動部の高さが単純に加算されなくなり、物品を含めた全体の高さを低く保つことができる。また、更に、可動部の長さを端面側の距離よりも小さくできることから、部品を接着する接着剤等の物性が有効に作用し、変位を大きくすることができる。

一方、互いに対向する端面を有する固定部とした場合は、この発明に係る圧電電歪デバイスを所定の固定部分に強固に固定することが可能となり、信頼性の向上を図ることができる。

このように、本発明においては、圧電 Z電歪デバイスの軽量化、中でも可動部又は固定部の軽量化を図ることができる。

ところで、圧電 Z電歪デバイスの製造においては、金属製の薄板部に圧電 /電歪素子を接着剤にて固着する際、特に、接着剤の固化段階において、圧電 Z電歪素子及びノ又は薄板部となる部分に内部残留応力が発生することになる。

この状態から、圧電 Z電歪デバイスを作製し、使用すると、圧電 Z電歪素子を構成する圧電/電歪層に所定電界を与えても、可動部において所望の変位を示さない場合がある。これは、圧電電歪層の材料特性及び可動部の変位動作が、圧電ノ電歪素子及び/又は前記薄板部に発生している内部残留応力によって阻害されているからである。

この発明では、可動部又は固定部のいずれか一方に互いに対向する端面を設けるようにしているため、端面間の距離が、前記圧電電歪素子及びノ又は薄板部に発生している内部残留応力によって、例えば縮まることになる。即ち、圧電電歪素子及びノ又は薄板部に生じていた内部残留応力が端面の移動によって解放されることとなる。

更に、この発明では、端面間の距離を広くとるようにしているため、内部残留応力によって端面間の距離が狭まっても、該端面間に他の部品を取り付けるだけの余裕を持たせることができる。

このように、本発明では、可動部の変位動作が前記内部残留応力によって阻害されることがなくなり、ほぼ設計通りの可動部の変位動作を得ることができる。加えて、この内部残留応力の解放によって、圧電ノ電歪デバイスの機械強度の向上も図ることができる。

また、前記一対の薄板部の両内壁と前記可動部の内壁と前記複数の部材の内壁と前記固定部の内壁とにより孔部が形成される場合に、該孔部内に、ゲル状の材料を充填するようにしてもよい。この場合、通常は、充填材の存在によって、可動部の変位動作が制限を受けることになるが、上述の発明は、可動部又は固定部への端面の形成に伴う軽量化や可動部の変位量の増大化を図るようにしているため、前記充填材による可動部の変位動作の制限が打ち消され、充填材の存在による効果、即ち、高共振周波数化や剛性の確保を実現させることができる。

また、本発明においては、端面間に上述した複数の部材を介在させた場合に、前記複数の部材のうち、少なくとも 1つの部材を有機樹脂としてもよい。次に、本発明は、相対向する一対の金属製の薄板部と、これら薄板部に対して接着剤を介して固着された固定部とを具備し、前記一対の薄板部の先端部に可動部を有し、前記一対の薄板部のうち、少なくとも 1つの薄板部に 1以上の圧電ノ電歪素子が配設された圧電ノ電歪デバイスの製造方法であつて、第 1の基体に、後に薄板部となる金属板を固着して第 2の基体を作製する第 1の工程と、前記第 2の基体に対する少なくとも 1回の切除処理によって、互いに対向する端面を有し、かつ、前記端面間の距離が前記可動部の長さ以上とされた前記可動部又は固定部を形成する第 2の工程とを有することを特徴とする。

これにより、互いに対向する端面を有する可動部又は固定部が設けられることとなるため、製造時に圧電 Z電歪素子及び/又は薄板部に発生していた内部残留応力が、端面間の距離が例えば縮まることによって解放されることになり、可動部の変位動作が前記内部残留応力によって阻害されることがない。特に、薄板部として金属を用いているため、強度ゃ靱性に優れ、急激な変位動作にも対応できる。

また、互いに対向する端面を有する可動部又は固定部を設けることによって、可動部又は固定部が軽量化されるため、可動部の変位量を低下させることなく、共振周波数を高めることが可能となる圧電電歪デバイスを効率よく、かつ、容易に製造することができ、高性能の圧電電歪デバイスの量産化を実現させることができる。

しかも、可動部又は固定部が撓みやすくなり、変形に強くなるため、圧電 Z電歪デバイスのハンドリング性に優れることとなり、また、前記互いに対向する端面の存在と、該端面間の距離を広くするようにしているため、可動部に他の部品を取り付ける場合に、端面や部品の寸法精度が低くても、これらの寸法精度の影響を抑えやすくなるため、部品の取付性を向上させることができる。また、部品を挟んで接着する際、変位を向上させることができる。

そして、前記製造方法において、後に薄板部となる前記金属板の外表面に前記圧電 /電歪素子を接着剤を介して固着する工程を有するようにしてもよい。これにより、圧電/電歪デバイスの製造において、特に、金属製の薄板部に圧電ノ電歪素子を接着剤にて固着する際、特に、接着剤の固化段階において、圧電/電歪素子及び Z又は薄板部に発生する内部残留応力を効果的に解放することができるため、圧電 Z電歪デバイスを作製する場合において、圧電ノ電歪デバイスの軽量化、中でも可動部又は固定部の軽量化、圧電電歪デバイスのハンドリング性、並びに可動部への部品の取付性、圧電ノ電歪デバイスの固定性を向上させることができ、これにより、可動部を大きく変位させることができる。

なお、前記第 1の基体に、後に前記薄板部となる金属板を固着する前に、予め前記金属板の外表面に前記圧電 z電歪素子を固着しておくようにしてもよい。そして、前記第 1の基体がセラミック積層体にて構成される場合は、少なくとも窓部を有する 1以上のセラミックグリーンシートを積層焼成して、セラミック積層体を作製するセラミック積層体作製工程と、前記セラミック積層体に後に前記薄板部となる金属板を接着剤を介して固着してハイプリッド積層体を作製するハイブリッド積層体作製工程とを有するようにしてもよい。

この場合、前記セラミック積層体作製工程は、少なくとも互いに対向する端面を有する前記可動部又は固定部を形成するための窓部を有する複数のセラミックグリーンシートを焼成して、前記セラミック積層体を作製するようにしてもよい。また、前記第 1の基体が金属にて構成される場合は、少なくとも窓部を有する 1以上の金属シートを積層して前記第 1の基体を作製する工程を有するようにしてもよいし、前記第 1の基体をバルクの金属部材にて構成するようにしてもよい。なお、前記互いに対向する端面の間に、前記可動部又は固定部の構成部材と異なる複数の部材を介在させる工程を含めるようにしてもよい。この場合、前記複数の部材のうち、少なくとも 1つの部材として有機樹脂を用いることができる。また、前記接着剤として、有機樹脂からなる接着剤やガラス、ロウ材又は半田からなる接着剤を用いることができる。

従って、本発明に係る圧電/電歪デバイス及びその製造方法によれば、各種トランスデューサ、各種ァクチユエ一夕、周波数領域機能部品（フィルタ）、トランス、通信用や動力用の振動子や共振子、発振子、ディスクリミネ一夕等の能動素子のほか、超音波センサや加速度センサ、角速度センサや衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として利用することができ、特に、光学機器、精密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度調整の機構に用いられる各種ァクチユエ一夕に好適に利用することができる。

添付した図面と協同する次の好適な実施の形態例の説明から、上記の目的及び他の目的、特徴及び利点がより明らかになるであろう。図面の簡単な説明

図 1は、第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイスの構成を示す斜視図である。

図 2は、第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイスの第 1の変形例を示す斜視図である。

図 3は、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスの第 2の変形例を示す斜視図である。

図 4は、第 1の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイスの第 3の変形例を示す斜視図である。

図 5は、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスの第 4の変形例を示す斜視図である。

図 6は、第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイスの第 5の変形例を示す斜視図である。

図 7は、第 5の変形例に係る圧電電歪デバイスの他の例を示す斜視図である。図 8は、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスの第 6の変形例を示す斜視図である。

図 9は、第 1の実施の形態に係る圧電/電歪デバイスの第 7の変形例を示す斜視図である。

図 1 0は、圧電電歪素子の他の例を一部省略して示す斜視図である。

図 1 1は、圧電 Z電歪素子の更に他の例を一部省略して示す斜視図である。図 1 2は、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスにおいて、圧電 /電歪素子が共に変位動作を行っていない場合を示す説明図である。図 1 3 Aは、一方の圧電 Z電歪素子に印加される電圧波形を示す波形図である。図 1 3 Bは、他方の圧電電歪素子に印加される電圧波形を示す波形図である。図 1 4は、第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイスにおいて、圧電 Z電歪素子が変位動作を行つた場合を示す説明図である。

図 1 5は、一方の圧電 Z電歪デバイスの可動部に他方の圧電電歪デバイスを固着した場合を示す斜視図である。

図 1 6 Aは、第 1の製造方法において、必要なセラミックグリーンシートの積層過程を示す説明図である。

図 1 6 Bは、セラミックグリーン積層体とした状態を示す説明図である。

図 1 7 Aは、セラミックグリーン積層体を焼成してセラミック積層体とした状態を示す説明図である。

図 1 7 Bは、別体として構成した圧電電歪素子をそれぞれ薄板部となる金属板の表面に接着した状態を示す説明図である。

図 1 8は、第 1の製造方法において、金属板をセラミック積層体に接着してハイブリッド積層体とした状態を示す説明図である。

図 1 9は、ハイブリッド積層体を所定の切断線に沿って切断して、第 1の変形例に係る圧電電歪デバイスを作製した状態を示す説明図である。

図 2 O Aは、第 2の製造方法において、必要なセラミックグリーンシートの積層過程を示す説明図である。

図 2 0 Bは、セラミックグリーン積層体とした状態を示す説明図である。

図 2 1 Aは、セラミックグリーン積層体を焼成してセラミック積層体とした後、孔部に充填材を充填した状態を示す説明図である。

図 2 1 Bは、それぞれ薄板部となる金属板をセラミック積層体に接着してハイプリッド積層体とした状態を示す説明図である。

図 2 2は、別体として構成した圧電/電歪素子をハイプリッド積層体の金属板の表面に接着した状態を示す説明図である。

図 2 3は、ハイブリッド積層体を所定の切断線に沿って切断して、第 1の変形例に係る圧電 Z電歪デバイスを作製した状態を示す説明図である。図 2 4は、第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイスの構成を示す斜視図である。

図 2 5は、第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイスの他の構成を示す斜視図である。

図 2 6は、積層型圧電ノ電歪素子の一構成例を示す拡大図である。

図 2 7は、図 2 6で示す積層型圧電電歪素子の好ましい構成例を示す拡大図である。

図 2 8は、積層型圧電ノ電歪素子の他の構成例を示す拡大図である。

図 2 9は、図 2 8で示す積層型圧電 Z電歪素子の好ましい構成例を示す拡大図である。

図 3 0は、第 2の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスの更に他の構成を示す斜視図である。

図 3 1は、第 2の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスの好ましい寸法関係を示す説明図である。

図 3 2は、第 3の製造方法において、ステンレス板の中央部に矩形状の孔を穿設して矩形の環状構造の基体を作製した状態を示す説明図である。

図 3 3は、第 1のステンレス薄板に接着剤を形成する状態を示す説明図である。図 3 4は、第 1のステンレス薄板に接着剤を介して積層型圧電ノ電歪素子を接着した状態を示す説明図である。

図 3 5は、基体に接着剤を介して第 1及び第 2のステンレス薄板を接着する状態を示す説明図である。

図 3 6は、作製されたデバイス原盤を切断する状態を示す説明図である。

図 3 7は、第 4の製造方法において、ステンレス板の中央部に矩形状の孔を穿設して矩形の環状構造の基体を作製し、更に、該基体に接着剤を介して第 1及び第 2のステンレス薄板を接着する状態を示す説明図である。

図 3 8は、基体に接着剤を介して第 1及び第 2のステンレス薄板を接着した状態を示す説明図である。

図 3 9は、第 1のステンレス薄板に接着剤を形成する状態を示す説明図である図 4 0は、第 1のステンレス薄板に接着剤を介して積層型圧電電歪素子を接着した状態を示す説明図である。

図 4 1は、他の例の基体に接着剤を介して第 1及び第 2のステンレス薄板を接着する状態を示す説明図である。

図 4 2は、第 5の製造方法において、各薄板部のうち、少なくとも固定部が接着される部分に段差を設けた例を示す説明図である。

図 4 3は、第 5の製造方法において、各薄板部のうち、少なくとも固定部が接着される部分に段差を設けない例を示す説明図である。

図 4 4は、第 5の製造方法において、各薄板部に段差を設けない例を示す説明図である。

図 4 5は、第 5の製造方法において、各薄板部のうち、固定部が接着される部分に接着の区画を形成するための突起を設けた例を示す説明図である。

図 4 6は、第 5の製造方法において、固定部を大きくした例を示す説明図である。

図 4 7は、第 1の手法（薄板部に孔を設ける）を示す説明図である。

図 4 8は、第 2の手法（薄板部及び圧電 Z電歪素子の表面を粗くする）を示す説明図である。

図 4 9は、第 3の手法（接着剤のはみ出し部分に曲率を設ける）を示す説明図である。

図 5 0は、第 4の手法（固定部の角部を面取りする）を示す説明図である。図 5 1は、第 5の手法（ばりを外方に向ける）を示す説明図である。

図 5 2は、第 6の手法（薄板部の厚みを変える）を示す説明図である。

図 5 3は、従来例に係る圧電ノ電歪デバイスを示す構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係る圧電電歪デバイス及びその製造方法の実施の形態例を図 1〜図 5 2を参照しながら説明する。

ここで、圧電電歪デバイスは、圧電 Z電歪素子により電気的エネルギと機械的エネルギとを相互に変換する素子を包含する概念である。従って、各種ァクチユエ一夕や振動子等の能動素子、特に、逆圧電効果ゃ電歪効果による変位を利用した変位素子として最も好適に用いられるほか、加速度センサ素子や衝撃センサ素子等の受動素子としても好適に使用され得る。

第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aは、図 1に示すように、全体として長尺の直方体の形状を呈し、その長軸方向のほぼ中央部分に孔部 1 2が設けられた基体 1 4を有する。

基体 1 4は、相対向する一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bと、可動部 2 0と、前記一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 b並びに可動部 2 0を支持する固定部 2 2とを具備し、少なくとも薄板部 1 6 a及び 1 6 bの各一部にそれぞれ圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが形成されている。

なお、前記基体 1 4については、全体をセラミックスもしくは金属を用いて構成されたもののほか、セラミックスと金属の材料で製造されたものを組み合わせたハイブリッド構造としてもよい。また、基体 1 4は、各部を有機樹脂、ガラス等の接着剤で接着してなる構造、ロウ付け、半田付け、共晶接合もしくは溶接等で一体化した金属一体構造等の構成を採用することができる。

この第 1の実施の形態については、基体 1 4のうち、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bが金属製であって、他の可動部 2 0及び固定部 2 2がセラミック製とされたハイブリッド構造となっている。具体的には、金属製の薄板部 1 6 a及び 1 6 bがセラミック製の可動部 2 0と固定部 2 2の各側面に接着剤 2 0 0を介して固着されている。もちろん、薄板部 1 6 a及び 1 6 b、可動部 2 0及び固定部 2 2 を全て金属製にしてもよい。

そして、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bは、後述のとおり別体として圧電 Z 電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを準備して、基体 1 4に有機樹脂、ガラス等の接着剤や、ロウ付け、半田付け、共晶接合等で貼り付けられるほか、膜形成法を用いることにより、前記貼り付けではなく直接基体 1 4に形成されることとなる。第 1 の実施の形態では、薄板部 1 6 a及び 1 6 b上にそれぞれ圧電 Z電歪素子 2 4 a 及び 2 4 bが接着剤 2 0 2を介して固着されて構成されている。また、この圧電ノ電歪デバイス 1 O Aは、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの両内壁と可動部 2 0の内壁 2 0 aと固定部 2 2の内壁 2 2 aにより例えば矩形状の前記孔部 1 2が形成され、前記圧電 Z電歪素子 2 4 a及び Z又は 2 4 bの駆動によって可動部 2 0が変位し、あるいは可動部 2 0の変位を圧電 /電歪素子 2 4 a 及び又は 2 4 bにより検出する構成を有する。

圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bは、圧電 Z電歪層 2 6と、該圧電ノ電歪層 2 6の両側に形成された一対の電極 2 8及び 3 0とを有して構成され、該一対の電極 2 8及び 3 0のうち、一方の電極 2 8が少なくとも一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bに形成されている。

図 1の例では、圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを構成する一対の電極 2 8及び 3 0並びに圧電電歪層 2 6の各先端面がほぼ揃っており、この圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの実質的駆動部分 1 8 (—対の電極 2 8及び 3 0が圧電 Z電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分）が固定部 2 2の外表面の一部から薄板部 1 6 a及び 1 6 bの外表面の一部にかけて連続的に形成されている。特に、この例では、一対の電極 2 8及び 3 0の各先端面が可動部 2 0の内壁 2 0 aよりもわずかに後端寄りに位置されている。もちろん、前記実質的駆動部分 1 8が可動部 2 0 の一部から薄板部 1 6 a及び 1 6 bの一部にかけて位置するように圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを形成するようにしてもよい。

そして、上述の第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aにおいては、図 1に示すように、可動部 2 0に互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bが形成されて構成されている。各端面 3 6 a及び 3 6 bは、可動部 2 0の側面、即ち、素子形成面にほぼ平行な面であって、可動部 2 0の上面から孔部 1 2にかけて互いに分離されている。このとき、例えば図 1 2に示すように、可動部 2 0の中心軸 nから各端面 3 6 a及び 3 6 bまでの距離 D a及び D bをほぼ等しくすることが好ましい。

また、これら端面 3 6 a及び 3 6 bの間には、例えば図 1に示すように、空隙 (空気） 3 8を介在させるようにしてもよいし、図 9に示す第 7の変形例に係る圧電 Z電歪デバイス 1 0 A gや、図 1 2に示すように、これら端面 3 6 a及び 3 6 bの間に前記可動部 2 0の構成部材とは異なる部材、例えば樹脂等からなる部材 4 0を介在させるようにしてもよい。

ところで、第 1の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイス 1 O Aにおいて、一対の電極 2 8及び 3 0への電圧の印加は、各電極 2 8及び 3 0のうち、それぞれ固定部 2 2の両側面（素子形成面）上に形成された端子（パッド） 3 2及び 3 4を通じて行われるようになつている。各端子 3 2及び 3 4の位置は、一方の電極 2 8に対応する端子 3 2が固定部 2 2の後端寄りに形成され、外部空間側の他方の電極 3 0に対応する端子 3 4が固定部 2 2の内壁 2 2 a寄りに形成されている。この場合、圧電電歪デバイス 1 O Aの固定を、端子 3 2及び 3 4が配置された面とは別の面を利用してそれぞれ別個に行うことができ、結果として、圧電 Z 電歪デバイス 1 O Aの固定と、回路と端子 3 2及び 3 4間の電気的接続の双方に高い信頼性を得ることができる。この構成においては、フレキシブルプリント回路（F P Cとも称される）、フレキシブルフラットケーブル（F F Cとも称される）、ワイヤボンディング等によって端子 3 2及び 3 4と回路との電気的接続が行われる。

圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの構成としては、図 1に示す構成のほか、図 2に示す第 1の変形例に係る圧電ノ電歪デバイス 1 0 A aのように、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを構成する一対の電極 2 8及び 3 0の各先端部を揃え、圧電/電歪層 2 6の先端部のみを可動部 2 0側に突出させるようにしてもよく、また、図 3に示す第 2の変形例に係る圧電電歪デバイス 1 O A bのように、一方の電極 2 8と圧電電歪層 2 6の各先端部を揃え、他方の電極 3 0の先端部のみを固定部 2 2寄りに位置させるようにしてもよい。この図 3に示す圧電電歪デバイス 1 0 A bにおいては、可動部 2 0の代わりに固定部 2 2に互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを設けた例を示す。

その他、図 4に示す第 3の変形例に係る圧電/電歪デバイス 1 0 A cのように、一方の電極 2 8及び圧電 /電歪層 2 6の各先端部を可動部 2 0の側面にまで延ばし、他方の電極 3 0の先端部を薄板部 1 6 a及び 1 6 bの長さ方向（Z軸方向）のほぼ中央に位置させるようにしてもよい。上述の例では、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを、 1層構造の圧電電歪層 2 6と一対の電極 2 8及び 3 0で構成するようにしたが、その他、圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを、圧電 Z電歪層 2 6と一対の電極 2 8及び 3 0の複数を積層形態にして構成することも好ましい。

例えば図 5に示す第 4の変形例に係る圧電電歪デバイス 1 O A dのように、圧電ノ電歪層 2 6並びに一対の電極 2 8及び 3 0をそれぞれ多層構造とし、一方の電極 2 8と他方の電極 3 0をそれぞれ交互に積層して、これら一方の電極 2 8 と他方の電極 3 0が圧電ノ電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分（実質的駆動部分 1 8 ) が多段構成とされた圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bとしてもよい。この図 5では、圧電 Z電歪層 2 6を 3層構造とし、 1層目の下面（薄板部 1 6 a及び 1 6 bの側面）と 2層目の上面に一方の電極 2 8をそれぞれ分離して形成し、 1 層目の上面と 3層目の上面に他方の電極 3 0をそれぞれ分離して形成し、更に、一方の電極 2 8の各端部にそれぞれ端子 3 2 a及び 3 2 bを設け、他方の電極 3 0の各端部にそれぞれ端子 3 4 a及び 3 4 bを設けた例を示している。

また、図 6に示す第 5の変形例に係る圧電/電歪デバイス 1 O A eのように、圧電ノ電歪層 2 6並びに一対の電極 2 8及び 3 0をそれぞれ多層構造とし、一方の電極 2 8と他方の電極 3 0を断面ほぼ櫛歯状となるようにそれぞれ互い違いに積層し、これら一方の電極 2 8と他方の電極 3 0が圧電/電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分（実質的駆動部分 1 8 ) が多段構成とされた圧電 Z電歪素子 2 4 a 及び 2 4 bとしてもよい。この図 6では、圧電/電歪層 2 6を 3層構造とし、一方の電極 2 8が 1層目の下面（薄板部 1 6 a及び 1 6 bの側面）と 2層目の上面に位置するように櫛歯状に形成し、他方の電極 3 0が 1層目の上面と 3層目の上面に位置するように櫛歯状に形成した例を示している。この構成の場合、一方の電極 2 8同士並びに他方の電極 3 0同士をそれぞれつなぎ共通化することで、図 5の構成と比べて端子 3 2及び 3 4の数を減らすことができるため、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの多層化に伴うサイズの大型化を抑えることができる。また、図 7に示すように、前記第 5の変形例に係る圧電 Z電歪デバイス 1 O A eの他の例において、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを、その先端部が薄板部 1 6 a及び 1 6 b上にとどまるように形成するようにしてもよい。図 7の例では、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの先端部を薄板部の長さ方向ほぼ中央部に位置された例を示す。この場合、可動部 2 0を大きく変位させることができるという利点がある。

また、図 8に示す第 6の変形例に係る圧電 Z電歪デバイス 1 0 A f のように、 2つの多段構成の圧電電歪素子 2 4 a 1及び 2 4 b 1をそれぞれ固定部 2 2と薄板部 1 6 a及び 1 6 bとを跨るように形成し、他の 2つの多段構成の圧電電歪素子 2 4 a 2及び 2 4 b 2をそれぞれ可動部 2 0と薄板部 1 6 a及び 1 6 とを跨るように形成するようにしてもよい。この場合、圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを多段構造にする効果と、可動部 2 0を変位させるための作用点が増えるという効果により、可動部 2 0をきわめて大きく変位させることができ、また、高速応答性にも優れたものになり、好ましい。

また、図 9に示す第 7の変形例に係る圧電電歪デバイス 1 0 A gのように、圧電電歪層 2 6を 2層構造とし、一方の電極 2 8が 1層目の下面（薄板部 1 6 a及び 1 6 bの側面）と 2層目の上面に位置するように櫛歯状に形成し、他方の電極 3 0が 1層目の上面に位置するように形成した多段構成の圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bとしてもよい。この例では、可動部 2 0の端面 3 6 a及び 3 6 b 間に可動部 2 0とは異なる部材が充填されている。

このような圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを多段構造とすることにより、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの発生力が増大し、もって大変位が図られると共に、圧電/電歪デバイス 1 O A自体の剛性が増すことで、高共振周波数化が図られ、変位動作の高速化が容易に達成できる。

なお、段数を多くすれば、駆動力の増大は図られるが、それに伴い消費電力も増えるため、実際に実施する場合には、用途、使用状態に応じて適宜段数等を決めればよい。また、この第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aでは、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを多段構造にして駆動力を上げても、基本的に薄板部 1 6 a及び 1 6 bの幅（Y軸方向の距離）は不変であるため、例えば非常に狭い間隙において使用されるハードディスク用磁気へッドの位置決め、リンギング制御等のァクチユエ一夕に適用する上で非常に好ましいデバイスとなる。また、センサ（例えば加速度センサ）として使用する場合においても、多段構造とすることにより、静電容量が増加し、発生電荷が増加するため、センサが発生する電気信号のレベルが大きくなり、センサの後段に接続される信号処理回路での処理が容易になるという利点がある。

上述の圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bにおいては、一対の電極 2 8及び 3 0 間に圧電電歪層 2 6を介在させたいわゆるサンドィツチ構造で構成した場合を示したが、その他、図 1 0に示すように、少なくとも薄板部 1 6 a及び 1 6 bの側面に形成された圧電 Z電歪層 2 6の一主面に櫛型の一対の電極 2 8及び 3 0を形成するようにしてもよいし、図 1 1に示すように、少なくとも薄板部 1 6 a及び 1 6 bの側面に形成された圧電 Z電歪層 2 6に櫛型の一対の電極 2 8及び 3 0 を埋め込んで形成するようにしてもよい。

図 1 0に示す構造の場合、消費電力を低く抑えることができるという利点があり、図 1 1に示す構造は、歪み、発生力の大きな電界方向の逆圧電効果を効果的に利用できる構造であることから、大変位の発生に有利になる。

具体的には、図 1 0に示す圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bは、圧電ノ電歪層 2 6の一主面に櫛型構造の一対の電極 2 8及び 3 0が形成されてなり、一方の電極 2 8及び他方の電極 3 0が互い違いに一定の幅の間隙 2 9をもって相互に対向する構造を有する。図 1 0では、一対の電極 2 8及び 3 0を圧電 Z電歪層 2 6の一主面に形成した例を示したが、その他、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと圧電電歪層 2 6との間に一対の電極 2 8及び 3 0を形成するようにしてもよいし、圧電ノ電歪層 2 6の一主面並びに薄板部 1 6 a及び 1 6 bと圧電 Z電歪層 2 6との間にそれぞれ櫛型の一対の電極 2 8及び 3 0を形成するようにしてもよい。

一方、図 1 1に示す圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bは、圧電電歪層 2 6に埋め込まれるように、櫛型構造の一対の電極 2 8及び 3 0が形成され、一方の電極 2 8及び他方の電極 3 0が互い違いに一定の幅の間隙 2 9をもって相互に対向する構造を有する。

このような図 1 0及び図 1 1に示すような圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bも第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aに好適に用いることができる。図 1 0及び図 1 1に示す圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bのように、櫛型の一対の電極 2 8及び 3 0を用いる場合は、各電極 2 8及び 3 0の櫛歯のピッチ Dを小さくすることで、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの変位を大きくすることが可能である。

ここで、この第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの動作について説明する。まず、例えば 2つの圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが自然状態、即ち、圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが共に変位動作を行っていない場合は、図 1 2に示すように、圧電/電歪デバイス 1 O Aの長軸（固定部の長軸） mと可動部 2 0の中心軸 nとがほぼ一致している。

この状態から、例えば図 1 3 Aの波形図に示すように、一方の圧電電歪素子 2 4 aにおける一対の電極 2 8及び 3 0に所定のバイアス電位 V bを有するサイン波 W aをかけ、図 1 3 Bに示すように、他方の圧電 Z電歪素子 2 4 bにおける一対の電極 2 8及び 3 0に前記サイン波 W aとはほぼ 1 8 0 ° 位相の異なるサイン波 W bをかける。

そして、一方の圧電電歪素子 2 4 aにおける一対の電極 2 8及び 3 0に対して例えば最大値の電圧が印加された段階においては、一方の圧電電歪素子 2 4 aにおける圧電 Z電歪層 2 6はその主面方向に収縮変位する。これにより、例えば図 1 4に示すように、一方の薄板部 1 6 aに対し、矢印 Aで示すように、該薄板部 1 6 aを例えば右方向に撓ませる方向の応力が発生することから、該一方の薄板部 1 6 aは右方向に橈み、このとき、他方の圧電電歪素子 2 4 bにおける一対の電極 2 8及び 3 0には、電圧は印加されていない状態となるため、他方の薄板部 1 6 bは一方の薄板部 1 6 aの撓みに追従して右方向に橈む。その結果、可動部 2 0は、圧電電歪デバイス 1 O Aの長軸 mに対して例えば右方向に変位する。なお、変位量は、各圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bに印加される電圧の最大値に応じて変化し、例えば最大値が大きくなるほど変位量も大きくなる。特に、圧電 Z電歪層 2 6の構成材料として、高い抗電界を有する圧電 Z電歪材料を適用した場合には、図 1 3 A及び図 1 3 Bの二点鎖線の波形に示すように、最小値のレベルが僅かに負のレベルとなるように、前記バイアス電位を調整するようにしてもよい。この場合、該負のレベルが印加されている圧電電歪素子

(例えば他方の圧電 Z電歪素子 2 4 b ) の駆動によって、例えば他方の薄板部 1 6 bに一方の薄板部 1 6 aの撓み方向と同じ方向の応力が発生し、可動部 2 0の変位量をより大きくすることが可能となる。つまり、図 1 3 A及び図 1 3 Bにおける二点鎖線に示すような波形を使用することで、負のレベルが印加されている圧電ノ電歪素子 2 4 b又は 2 4 aが、変位動作の主体となっている圧電 Z電歪素子 2 4 a又は 2 4 bをサポートとするという機能を持たせることができる。

なお、図 8に示す圧電/電歪デバイス 1 O A f の例では、対角線上に配置された例えば圧電 Z電歪素子 2 4 a 1と圧電電歪素子 2 4 b 2に、図 1 3 Aに示す電圧（サイン波 W a参照）が印加され、他の圧電 Z電歪素子 2 4 a 2と圧電 Z電歪素子 2 4 b 1に、図 1 3 Bに示す電圧（サイン波 W b参照）が印加される。このように、第 1の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイス 1 O Aにおいては、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの微小な変位が薄板部 1 6 a及び 1 6 bの撓みを利用して大きな変位動作に増幅されて、可動部 2 0に伝達することになるため、可動部 2 0は、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの長軸 mに対して大きく変位させることが可能となる。

特に、この第 1の実施の形態では、可動部 2 0に互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを設けるようにしている。この場合、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bの間を空隙 3 8にしたり、前記互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bの間に可動部 2 0の構成部材よりも軽い部材 4 0を介在させることで、可動部 2 0の軽量化を有効に図ることができ、可動部 2 0の変位量を低下させることなく、共振周波数を高めることが可能となる。

ここで、周波数とは、一対の電極 2 8及び 3 0に印加する電圧を交番的に切り換えて、可動部 2 0を左右に変位させたときの電圧波形の周波数を示し、共振周波数とは、所定の正弦波電圧を印加した際に可動部 2 0の変位振幅が最大となる周波数を示す。

また、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 1 O Aにおいては、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bが金属製であって、他の可動部 2 0及び固定部 2 2がセラミック製とされたハイプリッド構造となっており、すべての部分を脆弱で比較的重い材料である圧電 Z電歪材料によって構成する必要がないため、機械的強度が高く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に優れ、動作上、有害な振動（例えば、高速作動時の残留振動やノイズ振動）の影響を受け難いという利点を有する。更に、この第 1の実施の形態においては、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 β bの間を空隙 3 8とした場合、一方の端面 3 6 aを含む可動部 2 0の一部 2 O A と、他方の端面 3 6 bを含む可動部 2 0の別の一部 2 0 Bとが撓みやすくなり、変形に強くなる。そのため、圧電電歪デバイス 1 O Aのハンドリング性に優れることとなる。

また、前記互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bの存在により、可動部 2 0又は固定部 2 2の表面積が大きくなる。従って、図 1に示すように、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する可動部 2 0とした場合は、可動部 2 0に他の部品を取り付ける場合に、その取付面積を大きくとることができ、部品の取付性を向上させることができる。ここで、部品を例えば接着剤等によって固着する場合を考えると、接着剤は可動部 2 0の一主面（部品取付面）のほか端面 3 6 a及び 3 6 bにまで行き渡ることとなるため、接着剤の塗布不足等を解消することが可能となり、部品を確実に固着することができる。

この一例として、図 1 5に、本実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス（一方の圧電ノ電歪デバイス 1 0 A 1 ) の可動部 2 0に別の本実施の形態に係る圧電電歪デバイス（他方の圧電ノ電歪デバイス 1 0 A 2 ) を固着した場合を示す。

一方の圧電ノ電歪デバイス 1 0 A 1は、その固定部 2 2が接着剤 1 2 0を介して基板 1 2 2の表面に固着されている。この一方の圧電/電歪デバイス 1 0 A 1 の可動部 2 0には、他方の圧電/電歪デバイス 1 0 A 2の固定部 2 2が接着剤 1 2 4を介して固着されている。即ち、 2つの圧電 Z電歪デバイス 1 O A 1及び 1 0 A 2が直列に配置された構成となっている。なお、他方の圧電ノ電歪デバイス 1 0 A 2における可動部 2 0の互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 b間には可動部 2 0とは異なる軽量な部材 1 2 6が介在されている。この場合、一方の圧電電歪デバイス 1 O A 1における可動部 2 0の端面 3 6 a及び 3 6 bの間にまで、他方の圧電ノ電歪デバイス 1 0 A 2を固着するための接着剤 1 2 4が行き渡つており、これにより、他方の圧電/電歪デバイス 1 O A 2は一方の圧電ノ電歪デバイス 1 O A 1に対して強固に固着されることになる。また、このように圧電/電歪デバイス 1 0 A 2を接着すれば、接着と同時に端面 3 6 a及び 3 6 b間に可動部 2 0とは異なる軽量な部材（この例では接着剤 1 2 4 ) を介在させることができるため、製造工程が簡略化できるという利点がある。一方、図 3に示すように、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する固定部 2 2とした場合は、前述した可動部 2 0に互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する場合の効果に加え、この第 2の変形例に係る圧電電歪デバイス 1 0 A bを所定の固定部分に強固に固定することが可能となり、信頼性の向上を図ることができる。

また、この第 1の実施の形態においては、一対の電極 2 8及び 3 0が圧電電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分（実質的駆動部分 1 8 ) を固定部 2 2の一部から薄板部 1 6 a及び 1 6 bの一部にかけて連続的に形成するようにしている。実質的駆動部分 1 8を更に可動部 2 0の一部にかけて形成した場合、可動部 2 0の変位動作が前記実質的駆動部分 1 8によって制限され、大きな変位を得ることができなくなるおそれがあるが、この第 1の実施の形態では、前記実質的駆動部分 1 8を可動部 2 0にかけないように形成しているため、可動部 2 0の変位動作が制限されるという不都合が回避され、可動部 2 0の変位量を大きくすることがでさる。

逆に、可動部 2 0の一部に圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを形成する場合は、前記実質的駆動部分 1 8が可動部 2 0の一部から薄板部 1 6 a及び 1 6 bの一部にかけて位置させるように形成することが好ましい。これは、実質的駆動部分 1 8が固定部 2 2の一部にまでわたって形成されると、上述したように、可動部 2 0の変位動作が制限されるからである。

次に、第 1の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイス 1 O Aの好ましい構成例について説明する。まず、可動部 2 0の変位動作を確実なものとするために、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの実質的駆動部分 1 8が固定部 2 2もしくは可動部 2 0にかかる距離 gを薄板部 1 6 a及び 1 6 bの厚み dの 1 2以上とすることが好ましい。そして、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの内壁間の距離（X軸方向の距離） aと薄板部 1 6 a及び 1 6 bの幅（Y軸方向の距離） bとの比 a Z bが 0 . 5〜2 0となるように構成する。前記比 a Z bは、好ましくは 1〜1 5とされ、更に好ましくは 1〜1 0とされる。この比 a Z bの規定値は、可動部 2 0の変位量を大きくし、 X—Z平面内での変位を支配的に得られることの発見に基づく規定である。

一方、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの長さ（Z軸方向の距離） eと薄板部 1 6 a及び 1 6 bの内壁間の距離 aとの比 e Z aにおいては、好ましくは 0 . 5〜1 0とされ、更に好ましくは 0 . 5〜5とすることが望ましい。

更に、孔部 1 2にゲル状の材料、例えばシリコンゲルを充填することが好ましレ^ 通常は、充填材の存在によって、可動部 2 0の変位動作が制限を受けることになるが、この第 1の実施の形態では、可動部 2 0への端面 3 6 a及び 3 6 bの形成に伴う軽量化や可動部 2 0の変位量の増大化を図るようにしているため、前記充填材による可動部 2 0の変位動作の制限が打ち消され、充填材の存在による効果、即ち、高共振周波数化や剛性の確保を実現させることができる。

また、可動部 2 0の長さ（Z軸方向の距離） f は、短いことが好ましい。短くすることで軽量化と共振周波数の増大が図られるからである。しかしながら、可動部 2 0の X軸方向の剛性を確保し、その変位を確実なものとするためには、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの厚み dとの比 f Z dを 2以上、好ましくは 5以上とすることが望ましい。

なお、各部の実寸法は、可動部 2 0への部品の取り付けのための接合面積、固定部 2 2を他の部材に取り付けるための接合面積、電極用端子などの取り付けのための接合面積、圧電 Z電歪デバイス 1 O A全体の強度、耐久度、必要な変位量並びに共振周波数、そして、駆動電圧等を考慮して定められることになる。

具体的には、例えば薄板部 1 6 a及び 1 6 bの内壁間の距離 aは、 1 0 0 〜2 0 0 0 z mが好ましく、更に好ましくは 2 0 0 m〜l 6 0 0 i mである。薄板部 16 a及び 16 bの幅 bは、 50 zm〜 2000 mが好ましく、更に好ましくは 100 /m〜500

である。薄板部 16 a及び 16 bの厚み dは、 Y軸方向への変位成分である煽り変位が効果的に抑制できるように、薄板部 16 a及び 16 bの幅 bとの関係において b>dとされ、かつ、 2 ΠΙ〜100 ΠΙ が好ましく、更に好ましくは 10 m〜80 /mである。

薄板部 16 a及び 16 bの長さ eは、 200 zm〜3000 mが好ましく、更に好ましくは 300 //m〜2000 xmである。可動部 20の長さ f は、 50 m〜2000 mが好ましく、更に好ましくは 100 m〜 1000 /zmである。

このような構成にすることにより、 X軸方向の変位に対して Y軸方向の変位が 10%を超えないが、上述の寸法比率と実寸法の範囲で適宜調整を行うことで低電圧駆動が可能で、 Y軸方向への変位成分を 5%以下に抑制できるというきわめて優れた効果を示す。つまり、可動部 20は、実質的に X軸方向という 1軸方向に変位することになり、しかも、高速応答性に優れ、相対的に低電圧で大きな変位を得ることができる。

また、この圧電電歪デバイス 1 OAにおいては、デバイスの形状が従来のような板状（変位方向に直交する方向の厚みが小さい形状）ではなく、可動部 20 と固定部 22が概ね直方体の形状を呈しており、可動部 20と固定部 22の側面が連続するように一対の薄板部 16 a及び 16 bが設けられているため、圧電電歪デバイス 1 OAの Y軸方向の剛性を選択的に高くすることができる。

即ち、この圧電 Z電歪デバイス 1 OAでは、平面内（XZ平面内）における可動部 20の動作のみを選択的に発生させることができ、可動部 20の YZ面内の動作（いわゆる煽り方向の動作）を抑制することができる。

次に、この第 1の実施の形態に係る圧電 /電歪デバイス 1 OAの各構成要素について説明する。

可動部 20は、上述したように、薄板部 16 a及び 16 bの駆動量に基づいて作動する部分であり、圧電電歪デバイス 1 OAの使用目的に応じて種々の部材が取り付けられる。例えば、圧電電歪デバイス 1 OAを変位素子として使用する場合であれば、光シャツ夕の遮蔽板等が取り付けられ、特に、ハードディスクドライブの磁気へッドの位置決めやリンギング抑制機構に使用するのであれば、磁気ヘッド、磁気ヘッドを有するスライダ、スライダを有するサスペンション等の位置決めを必要とする部材が取り付けられる。

固定部 2 2は、上述したように、薄板部 1 6 a及び 1 6 b並びに可動部 2 0を支持する部分であり、例えば前記ハードディスクドライブの磁気へッドの位置決めに利用する場合には、 V CM (ボイスコイルモ一夕）に取り付けられキヤリツジアーム、該キヤリッジアームに取り付けられた固定プレート又はサスペンション等に固定部 2 2を支持固定することにより、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの全体が固定される。また、この固定部 2 2には、図 1に示すように、圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを駆動するための端子 3 2及び 3 4その他の部材が配置される場合もある。

可動部 2 0及び固定部 2 2を構成する材料としては、剛性を有する限りにおいて特に限定されないが、後述するセラミックグリーンシート積層法を適用できるセラミックスを好適に用いることができる。具体的には、安定化ジルコニァ、部分安定化ジルコニァをはじめとするジルコニァ、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化チタンを主成分とする材料等のほか、これらの混合物を主成分とした材料が挙げられるが、機械的強度ゃ靱性が高い点において、ジルコニァ、特に安定化ジルコニァを主成分とする材料と部分安定化ジルコニァを主成分とする材料が好ましい。また、金属材料においては、剛性を有する限り、限定されないが、ステンレス鋼、ニッケル、黄銅、白銅、青銅等が挙げられる。前記安定化ジルコニァ並びに部分安定化ジルコニァにおいては、次のように安定化並びに部分安定化されたものが好ましい。即ち、ジルコニァを安定化並びに部分安定化させる化合物としては、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、及び酸化マグネシウムがあり、少なくともそのうちの 1つの化合物を添加、含有させることにより、ジルコニァは部分的にあるいは完全に安定することになるが、その安定化は、 1種類の化合物の添加のみならず、それら化合物を組み合わせて添加することによつても、目的とするジルコ二ァの安定化は可能である。

なお、それぞれの化合物の添加量としては、酸化ィットリゥムゃ酸化ィッテルビゥムの場合にあっては、 1〜3 0モル％、好ましくは 1 . 5〜1 0モル％、酸化セリウムの場合にあっては、 6〜5 0モル％、好ましくは 8〜2 0モル％、酸化カルシウムや酸化マグネシウムの場合にあっては、 5〜4 0モル％、好ましくは 5〜2 0モル％とすることが望ましいが、その中でも特に酸化イツトリウムを安定化剤として用いることが好ましく、その場合においては、 1 . 5〜 1 0モル％、更に好ましくは 2〜4モル％とすることが望ましい。また、焼結助剤等の添加物としてアルミナ、シリカ、遷移金属酸化物等を 0 . 0 5〜2 0 w t %の範囲で添加することが可能であるが、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの形成手法として、膜形成法による焼成一体化を採用する場合は、アルミナ、マグネシア、遷移金属酸化物等を添加物として添加することも好ましい。

なお、機械的強度と安定した結晶相が得られるように、ジルコエアの平均結晶粒子径を 0 . 0 5〜3 m、好ましくは 0 . 0 5〜1 i mとすることが望ましい。また、上述のように、薄板部 1 6 a及び 1 6 bについては、可動部 2 0並びに固定部 2 2と同様のセラミックスを用いることができるが、好ましくは、実質的に同一の材料を用いて構成することが、接合部分の信頼性、圧電電歪デバイス 1 O Aの強度、製造の煩雑さの低減を図る上で有利である。

薄板部 1 6 a及び 1 6 bは、上述したように、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの変位により駆動する部分である。薄板部 1 6 a及び 1 6 bは、可撓性を有する薄板状の部材であって、表面に配設された圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの伸縮変位を屈曲変位として増幅して、可動部 2 0に伝達する機能を有する。従つて、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの形状や材質は、可撓性を有し、屈曲変形によって破損しない程度の機械的強度を有するものであれば足り、可動部 2 0の応答性、操作性を考慮して適宜選択することができる。

薄板部 1 6 a及び 1 6 bの厚み dは、 2 x m〜 1 0 0 / m程度とすることが好ましく、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bとを合わせた厚みは 7 m〜5 0 0； mとすることが好ましい。電極 2 8及び 3 0の厚みは 0. l〜50 m、圧電 Z電歪層 26の厚みは 3〜300 //mとすることが好ましい。また、薄板部 16 a及び 16 bの幅 bとしては、 50 m〜2000 tm が好適である。

一方、薄板部 16 a及び 16 bの形状や材質は、可撓性を有し、屈曲変形によつて破損しない程度の機械的強度を有するものであれば足り、金属が好ましく採用される。この場合、前述のとおり、可撓性を有し、屈曲変形が可能な金属材料、具体的には、ヤング率 100 GP a以上の金属材料であればよい。

好ましくは、鉄系材料としては、 SUS 301、 SUS 304, A I S I 65 3、 SUH660等のオーステナイト系ステンレス鋼、 SUS 430、 434等のフェライ卜系ステンレス鋼、 SUS410、 S US 630等のマルテンサイト系ステンレス鋼、 SUS 631、 A I S I 632等のセミオーステナイト系等のステンレス鋼、マルエージングステンレス鋼、各種バネ鋼鋼材で構成することが望ましい。また、非鉄系材料としては、チタン一ニッケル合金をはじめとする超弾性チタン合金、黄銅、白銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ベリリウム銅、リン青銅、ニッケル、ニッケル鉄合金、チタン等で構成することが望ましい。

薄板部 16 a及び 16 として、可動部 20や固定部 22と同様に、セラミツクスを用いる場合はジルコニァが好適である。中でも安定化ジルコニァを主成分とする材料と部分安定化ジルコニァを主成分とする材料は、薄肉であっても機械的強度が大きいこと、靱性が高いこと、圧電電歪層 26や電極材との反応性が小さいことから最も好適に用いられる。

圧電ノ電歪素子 24 a及び 24 bは、少なくとも圧電電歪層 26と、該圧電ノ電歪層 26に電界をかけるための一対の電極 28及び 30を有するものであり、ュニモルフ型、バイモルフ型等の圧電ノ電歪素子を用いることができるが、薄板部 16 a及び 16 bと組み合わせたュニモルフ型の方が、発生する変位量の安定性に優れ、軽量化に有利であるため、このような圧電電歪デバイス 1 OAに適している。

例えば、図 1に示すように、一方の電極 28、圧電電歪層 26及び他方の電極 3 0が層状に積層された圧電ノ電歪素子等を好適に用いることができるほか、図 5〜図 9に示すように、多段構成にしてもよい。この場合、電極 2 8及び 3 0 を構成する膜（電極膜）の位置ずれ、即ち、 1層おきの例えば電極 2 8の垂直投影面における面方向の位置ずれが 5 0 m以下となっている。これは電極 3 0も同様である。

前記圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bは、図 1に示すように、圧電電歪デバイス 1 O Aの外面側に形成する方が薄板部 1 6 a及び 1 6 bをより大きく駆動させることができる点で好ましいが、使用形態などに応じて、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの内面側、即ち、孔部 1 2の内壁面に形成してもよく、圧電/電歪デバイス 1 O Aの外面側、内面側の双方に形成してもよい。

圧電 Z電歪層 2 6には、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、ある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。但し、この圧電 Z電歪デバイス 1 O Aをハードディスクドライブの磁気へッドの位置決め等に用いる場合は、可動部 2 0の変位量と駆動電圧又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、抗電界が 1 0 k VZmm以下の材料を用いることが好ましい。具体的な材料としては、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、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチゥムビスマス等を単独であるいは混合物として含有するセラミックスが挙げられる。

特に、高い電気機械結合係数と圧電定数を有し、薄板部 1 6 a及び 1 6 bをセラミックスとし、圧電 Z電歪層 2 6を一体焼成する場合には、薄板部 1 6 a及び 1 6 b (セラミックス）との反応性が小さく、安定した組成のものが得られる点において、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及びマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とする材料、もしくはチタン酸ナトリウムビスマスを主成分とする材料が好適に用いられる。更に、前記材料に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、夕ングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミゥム、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、スズ等の酸化物あるいは最終的に酸化物となる少なくとも 1つの成分を含む化合物等を単独で、もしくは混合したセラミックスを用いてもよい。

例えば、主成分であるジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマグネシゥムニオブ酸鉛に、ランタンやストロンチウムを含有させることにより、抗電界や圧電特性を調整可能となる等の利点を得られる場合がある。

なお、シリカ等のガラス化し易い材料の添加は避けることが望ましい。なぜならば、シリカ等の材料は、圧電 Z電歪層の熱処理時に、圧電 Z電歪材料と反応し易く、その組成を変動させ、圧電特性を劣化させるからである。

一方、圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの一対の電極 2 8及び 3 0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、例えばアルミニゥム、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、タンダステン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体、もしくはこれらの合金が用いられ、更に、これらに圧電 Z電歪層 2 6と同じ材料あるいは違う材料のセラミックスを分散させたサーメット材料を用いてもよい。

圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bにおける電極 2 8及び 3 0の材料選定は、圧電/電歪層 2 6の形成方法に依存して決定される。例えば薄板部 1 6 a及び 1 6 b上に一方の電極 2 8を形成した後、該一方の電極 2 8上に圧電/電歪層 2 6を焼成により形成する場合は、一方の電極 2 8には、圧電 /電歪層 2 6の焼成温度においても変化しない白金、パラジウム、白金—パラジウム合金、銀一パラジゥム合金等の高融点金属を使用する必要があるが、圧電ノ電歪層 2 6を形成した後に、該圧電電歪層 2 6上に形成される最外層に位置する場合の他方の電極 3 0 は、低温で電極形成を行うことができるため、アルミニウム、金、銀等の低融点金属を使用することができる。

前記積層型圧電 Z電歪素子 2 4が薄板部 1 6 a及び 1 6 bに対して接着剤 2 0 2で貼り合わされる場合は、圧電 Z電歪層 2 6と電極 2 8及び 3 0 (電極膜）とは多層に積層されて一体にされた後、一括に焼成されることが好ましく、その際の電極 2 8及び 3 0は白金、パラジウム、それらの合金等の高融点金属を使用する。また、電極 2 8及び 3 0は、高融点金属と圧電電歪材料、あるいは他のセラミックスとの混合物であるサーメットとすることが好ましい。

また、電極 2 8及び 3 0の厚みは、少なからず圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの変位を低下させる要因ともなるため、特に圧電電歪層 2 6の焼成後に形成される電極には、焼成後に緻密でより薄い膜が得られる有機金属ペースト、例えば金レジネートペースト、白金レジネートペースト、銀レジネートペースト等の材料を用いることが好ましい。

次に、第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 1 O Aのいくつかの製造方法を図 1 6 A〜図 2 3を参照しながら説明する。

第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aは、薄板部 1 6 a及び 1 6 bを金属製とし、可動部 2 0及び固定部 2 2の構成材料をセラミックスとしている。従って、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの構成要素として、薄板部 1 6 a及び 1 6 b並びに圧電ノ電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを除く、固定部 2 2及び可動部 2 0 についてはセラミックグリーンシート積層法を用いて製造することが好ましく、一方、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bをはじめとして、各端子 3 2及び 3 4については、薄膜や厚膜等の膜形成手法を用いて製造することが好ましい。

そして、可動部 2 0及び固定部 2 2の側面に対する薄板部 1 6 a及び 1 6 の固着は接着剤 2 0 0による固着が好ましく、薄板部 1 6 a及び 1 6 b上への圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bの固着は接着剤 2 0 2による固着が好ましい。圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの可動部 2 0や固定部 2 2を一体的に成形することが可能なセラミックグリーンシート積層法によれば、各部材の接合部の経時的な状態変化がほとんど生じないため、接合部位の信頼性が高く、かつ、剛性確保に有利な方法である。

この第 1の実施の形態に係る圧電/電歪デバイス 1 O Aでは、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと固定部 2 2との境界部分並びに薄板部 1 6 a及び 1 6 bと可動部 2 0 との境界部分は、変位発現の支点となるため、これら境界部分の信頼性は圧電ノ電歪デバイス 1 O Aの特性を左右する重要なポイントである。

また、以下に示す製造方法は、生産性や成形性に優れるため、所定形状の圧電電歪デバイスを短時間に、かつ、再現性よく得ることができる。

以下、具体的に第 1の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 O Aの第 1の製造方法について説明する。ここで、定義付けをしておく。セラミックグリーンシ一トを積層して得られた積層体をセラミックグリーン積層体 1 5 8 (例えば図 1 6 B参照）と定義し、このセラミックグリーン積層体 1 5 8を焼成して一体化したものをセラミック積層体 1 6 0 (例えば図 1 7 A参照）と定義し、セラミック積層体 1 6 0と金属板を貼り合わせたものをハイブリッド積層体 1 6 2 (図 1 8 参照）と定義し、このハイブリッド積層体 1 6 2から不要な部分を切除して可動部 2 0、薄板部 1 6 a及び 1 6 b並びに固定部 2 2が一体化されたものを基体 1 4 D (図 1 9参照）と定義する。

また、この第 1の製造方法においては、最終的にハイブリッド積層体 1 6 2をチップ単位に切断して、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aを多数個取りするものであるが、説明を簡単にするために、圧電 Z電歪デバイス 1 O Aの 1個取りを主体にして説明する。

まず、ジルコニァ等のセラミック粉末にバインダ、溶剤、分散剤、可塑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、リバースロールコ一夕一法、ドク夕一ブレード法等の方法により、所定の厚みを有するセラミックグリーンシートを作製する。

次に、金型を用いた打抜き加工やレーザ加工等の方法により、セラミックダリーンシートを図 1 6 Aのような種々の形状に加工して、複数枚の基体形成用のセラミックグリーンシート、具体的には、少なくとも後に孔部 1 2を形成する窓部 5 4が形成された複数枚（例えば 4枚）のセラミックグリーンシート 5 0 A〜5 0 Dと、後に孔部 1 2を形成する窓部 5 4と互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する可動部 2 0を形成するための窓部 1 0 0とが連続形成されたセラミツクグリーンシート 1 0 2とを用意する。その後、図 1 6 Bに示すように、セラミックグリーンシート 5 0 A〜5 0 D及び 1 0 2を積層 ·圧着して、セラミックグリーン積層体 1 5 8とする。この積層にあたってはセラミックグリーンシート 1 0 2を中央に位置させて積層する。その後、セラミックグリーン積層体 1 5 8を焼成して、図 1 7 Aに示すように、セラミック積層体 1 6 0を得る。このとき、セラミック積層体 1 6 0には、窓部 5 4及び 1 0 0による孔部 1 3 0が形成されたかたちとなる。

次に、図 1 7 Bに示すように、別体として構成した圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bをそれぞれ薄板部となる金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bの表面にエポキシ系接着剤 2 0 2で接着する。

次に、金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bでセラミック積層体 1 6 0を挟み込むように、かつ、孔部 1 3 0を塞ぐようにして、これら金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bをセラミック積層体 1 6 0にエポキシ系の接着剤 2 0 0で接着し、ハイプリッド積層体 1 6 2 (図 1 8参照）とする。

次に、図 1 8に示すように、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが形成されたハイブリツド積層体 1 6 2のうち、切断線 C l、 C 2、 C 5に沿って切断することにより、ハイブリッド積層体 1 6 2の側部と先端部を切除する。この切除によつて、図 1 9に示すように、基体 1 4 Dのうち、金属板で構成された薄板部 1 6 a 及び 1 6 bに圧電 Z電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが形成され、かつ、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する可動部 2 0が形成された第 1の実施の形態に係る圧電/電歪デバイス 1 O Aを得る。

一方、第 2の製造方法は、まず、図 2 O Aに示すように、少なくとも後に孔部 1 2を形成する窓部 5 4が形成された複数枚（例えば 4枚）のセラミックダリーンシート 5 0 A〜 5 0 Dと、後に孔部 1 2を形成する窓部 5 4と互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する可動部 2 0を形成するための窓部 1 0 0とが連続形成されたセラミックグリーンシート 1 0 2とを用意する。

その後、図 2 0 Bに示すように、セラミックグリーンシート 5 0 A〜 5 0 D及び 1 0 2を積層 '圧着して、セラミックグリーン積層体 1 5 8とする。その後、セラミックグリーン積層体 1 5 8を焼成して、図 2 1 Aに示すように、セラミツク積層体 1 6 0を得る。このとき、セラミック積層体 1 6 0には、窓部 5 4及び

1 0 0による孔部 1 3 0が形成されたかたちとなる。

次に、図 2 1 Bに示すように、金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bでセラミック積層体 1 6 0を挟み込むように、かつ、孔部 1 3 0を塞ぐようにして、これら金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bをセラミック積層体 1 6 0にエポキシ系の接着剤 2 0 0で接着し、ハイブリッド積層体 1 6 2とする。このとき、接着した金属板 1 5 2 A 及び 1 5 2 Bの表面に圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを貼り合わせる際に、十分な接着圧力がかけられるように、図 2 1 Aに示すように、必要に応じて、孔部

1 3 0に充填材 1 6 4を充填する。

充填材 1 6 4は、最終的には除去する必要があるため、溶剤等に溶解しやすく、また、硬い材料であることが好ましく、例えば有機樹脂やワックス、ロウなどが挙げられる。また、アクリル等の有機樹脂にセラミック粉末をフイラ一として混合した材料を採用することもできる。

次に、図 2 1 Bに示すように、ハイブリッド積層体 1 6 2における金属板 1 5 2 A及び 1 5 2 Bの表面に、別体として形成した圧電/電歪素子 2 4 a及び 2 4 bをエポキシ系の接着剤 2 0 2で接着する。別体の圧電/電歪素子 2 4 a及び 2

4 bは、例えばセラミックグリーンシート積層法、印刷多層法により形成することができる。

次に、図 2 2に示すように、圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが形成された八イブリツド積層体 1 6 2のうち、切断線 C l、 C 2、 C 5に沿って切断することにより、ハイブリッド積層体 1 6 2の側部と先端部を切除する。この切除によつて、図 2 3に示すように、基体 1 4 Dのうち、金属板で構成された薄板部 1 6 a 及び 1 6 bに圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bが形成され、かつ、互いに対向する端面 3 6 a及び 3 6 bを有する可動部 2 0が形成された第 1の実施の形態に係る圧電/電歪デバイス 1 O Aを得る。

また、基体部をすベて金属とする場合には、例えば図 1 7 Aにおけるセラミツク積層体 1 6 0に相当する部位を铸造により形成するほか、バルク状部材を研削加工、ワイヤ放電加工、金型打抜き加工、ケミカルエッチングの方法で形成したり、薄板状の金属を積層し、クラッデイング法により形成すればよい。次に、第 2の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイス 1 0 Bについて図 2 4〜図 5 2を参照しながら説明する。

この第 2の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bは、図 2 4に示すように、相対向する一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bと、これら薄板部 1 6 a及び 1 6 bを支持する固定部 2 2とを具備し、前記一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bのうち、一方の薄板部 1 6 aに積層型圧電 Z電歪素子 2 4が配設されて構成されている。なお、積層型圧電/電歪素子 2 4は構造が複雑であるため、図 2 4及び図 2 5において簡略化して図示し、図 2 6〜図 2 9において、その詳細な拡大図を示してある。

一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの各後端部の間には、固定部 2 2が例えば接着剤 2 0 0によって固着され、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの各先端部は開放端となっている。

一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bにおける各先端部の間には、例えば図 2 5に示すように、上述の可動部 2 0、あるいは種々の部材ゃ部品が例えば接着剤 2 0 0 を介して固着される。図 2 5の例では、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bにおける各先端部の間に、固定部 2 2と同一の部材で構成された可動部 2 0を接着剤 2 0 0を介して固着した例を示す。

一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bは、それぞれ金属にて構成され、固定部 2 2や可動部 2 0については、セラミックスもしくは金属を用いて構成される。特に、図 2 4や図 2 5の例では、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bのうち、積層型圧電/ 電歪素子 2 4が形成される一方の薄板部 1 6 aの厚みが他方の薄板部 1 6 bの厚みよりも大とされている。

また、積層型圧電電歪素子 2 4は、薄板部 1 6 aに対して有機樹脂、ガラス、ロウ付け、半田付け、共晶接合等の接着剤 2 0 2で貼り付けられる。即ち、金属製の薄板部 1 6 aに前記積層型圧電/電歪素子 2 4が接着剤 2 0 2を介して固着されることによって、圧電/電歪デバイス 1 0 Bの駆動源であるァクチユエ一夕部 2 0 4が構成されることになる。そして、この圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bは、ァクチユエ一夕部 2 0 4の駆動によって薄板部 1 6 a (図 2 5の例では 1 6 a及び 1 6 b ) における先端部（可動部 2 0が取り付けられた部分）が変位する。あるいは薄板部 1 6 aにおける先端部の変位がァクチユエ一夕部（センサとして使用する場合はドランスデューサ部） 2 0 4を通じて電気的に検出されることになる。この場合、センサとして利用されることになる。

積層型圧電電歪素子 2 4は、例えば図 2 6に示すように、圧電/電歪層 2 6 並びに一対の電極 2 8及び 3 0をそれぞれ多層構造とし、一方の電極 2 8と他方の電極 3 0をそれぞれ交互に積層して、これら一方の電極 2 8と他方の電極 3 0 が圧電ノ電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分が多段構成とされている。

図 2 6では、圧電/電歪層 2 6並びに一対の電極 2 8及び 3 0をそれぞれ多層構造とし、一方の電極 2 8と他方の電極 3 0を断面ほぼ櫛歯状となるようにそれぞれ互い違いに積層し、これら一方の電極 2 8と他方の電極 3 0が圧電電歪層 2 6を間に挟んで重なる部分が多段構成とされている。

詳しくは、前記積層型圧電ノ電歪素子 2 4は、ほぼ直方体形状を呈し、複数の圧電電歪層 2 6と電極膜 2 8及び 3 0から構成されている。そして、各圧電 Z 電歪層 2 6の上下面に接する電極膜 2 8及び 3 0が互い違いに反対の端面 2 0 8 及び 2 0 9にそれぞれ導出され、当該互い違いの反対の端面 2 0 8及び 2 0 9に導出された各電極膜 2 8及び 3 0を電気的に接続する端面電極 2 8 c及び 3 0 c 力最外層の圧電 Z電歪層 2 6の表面に設けられ、かつ、所定距離 D kだけ離れて配置された端子部 2 8 b及び 3 0 bに電気的に接続されている。

前記端子部 2 8 b及び 3 0 b間の所定距離 D kは、 2 0 m以上であることが好ましい。また、圧電ノ電歪層の上下面に接する電極膜 2 8及び 3 0の材質と端面電極 2 8 c及び 3 0 cの材質を異ならせるようにしてもよい。また、少なくとも一方の端子部（図 2 6の例では、端子部 2 8 b ) と該端子部 2 8 bと対応する端面電極 2 8 cとを、これら端子部 2 8 bや端面電極 2 8 cより薄い薄膜の電極膜（外表面電極） 2 8 dで電気的に接続するようにしてもよい。

また、圧電電歪層 2 6の焼成後に形成される表面の電極膜 2 8 d、端面電極 2 8じ及び3 0じ、端子部 2 8 b及び 3 0 bは、圧電 Z電歪層 2 6の焼成前に形成される、あるいは同時に焼成される電極層 2 8及び 3 0よりも薄く、また、耐熱性の低いものとしてもよい。

この図 2 6では、圧電 Z電歪層 2 6を 5層構造とし、一方の電極 2 8を 1層目の上面と 3層目の上面と 5層目の上面に位置するように櫛歯状に形成し、他方の電極 3 0を 2層目の上面と 4層目の上面に位置するように櫛歯状に形成した例を示している。

また、図 2 8では、圧電電歪層 2 6を同じく 5層構造とし、一方の電極 2 8 を 1層目の上面と 3層目の上面と 5層目の上面に位置するように櫛歯状に形成し、他方の電極 3 0を 1層目の下面と 2層目の上面と 4層目の上面に位置するように櫛歯状に形成した例を示している。

これらの構成の場合、一方の電極 2 8同士並びに他方の電極 3 0同士をそれぞれつなぎ共通化することで、端子の数の増加を抑制することができるため、積層型圧電電歪素子 2 4を用いたことによるサイズの大型化を抑えることができる。このように積層型圧電 Z電歪素子 2 4を用いることにより、ァクチユエ一夕部 2 0 4の駆動力が増大し、もって大変位が図られると共に、圧電 Z電歪デバイス 1 0 B自体の剛性が増すことで、高共振周波数化が図られ、変位動作の高速化が容易に達成できる。

なお、段数を多くすれば、ァクチユエ一夕部 2 0 4の駆動力の増大は図られるが、それに伴い消費電力も増えるため、実施する場合には、用途、使用状態に応じて適宜段数等を決めればよい。また、この第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 0 Bでは、積層型圧電電歪素子 2 4を用いることによって、ァクチユエ一夕部 2 0 4の駆動力を上げても、基本的に薄板部 1 6 a及び 1 6 bの幅 (Y軸方向の距離）は不変であるため、例えば非常に狭い間隙において使用されるハードディスク用磁気ヘッドの位置決め、リンギング制御等のァクチユエ一夕に適用する上で非常に好ましいデバイスとなる。

ここで、薄板部 1 6 aに対する積層型圧電 Z電歪素子 2 4の形成位置に関しては、前記積層型圧電電歪素子 2 4を構成する多層体の先端 2 0 8が、平面的に少なくとも固定部 2 2を含まない位置（図 2 5の例では、可動部 2 0と固定部 2 2との間に形成される孔に含まれる位置）で、前記積層型圧電電歪素子 2 4を構成する多層体の後端 2 0 9が、平面的に少なくとも固定部 2 2を含む位置であつて、電極 2 8の端部 2 8 aは平面的に少なくとも固定部 2 2を含む位置であつて、電極 3 0の端部 3 0 aは平面的に固定部 2 2を含まない位置（図 2 5の例では、同じく可動部 2 0と固定部 2 2との間に形成される孔に含まれる位置）に形成されることが好ましい。

なお、一対の電極 2 8及び 3 0への電圧の印加は、 5層目の圧電/電歪層 2 6 上に形成された各電極 2 8及び 3 0の端部（以下、端子部 2 8 b及び 3 0 bと記す）を通じて行われるようになつている。各端子部 2 8 b及び 3 0 bは電気的に絶縁できる程度に離間して形成されている。

端子部 2 8 a及び 3 0 bの所定間隔 D kは、 2 0 m以上が好ましく、更に、端子部 2 8 b及び 3 0 bの厚みが 1 m〜 3 0 mの場合は、 m以上が好ましい。また、端子部 2 8 b及び 3 0 bは、内部電極 2 8及び 3 0と同じ材質であっても異なる材質であっても構わない。例えば、圧電ノ電歪層 2 6と同時焼成する場合は、同じ材質とし、別焼成では異なる材質とすればよい。

端面電極 2 8 c及び 3 0 cは、内部電極 2 8及び 3 0並びに圧電電歪層 2 6 の焼成後、これらの端面を研削、研磨等して内部電極と端面電極との電気的接続することが好ましい。端面電極 2 8 c及び 3 0 cの材質も内部電極 2 8及び 3 0 と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、内部電極 2 8及び 3 0 を白金ペースト、外表面電極 2 8 dを金レジネート、端面電極 2 8 c及び 3 0 c 並びに端子部 2 8 b及び 3 0 bには金ペーストを利用することが好ましいが、上述した第 1の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイスとほぼ同じ構成をとることもできる。

この場合、圧電電歪デバイス 1 0 Bの固定を、端子部 2 8 b及び 3 0 bが配置された面とは別の面を利用してそれぞれ別個に行うことができ、結果として、圧電電歪デバイス 1 0 Bの固定と、回路と端子部 2 8 b及び 3 0 b間の電気的接続の双方に高い信頼性を得ることができる。この構成においては、フレキシブルプリント回路、フレキシブルフラットケーブル、ワイヤボンディング等によつて端子部 2 8 b及び 3 0 bと回路との電気的接続が行われる。

このように、第 2の実施の形態に係る圧電 /電歪デバイス 1 0 Bにおいては、ァクチユエ一夕部 2 0 4を、金属製の薄板部 1 6 a上に接着剤 2 0 2を介して積層型圧電電歪素子 2 4を固着させて構成するようにしているため、積層型圧電ノ電歪素子 2 4の平面上の面積を広げなくても薄板部 1 6 a (及び 1 6 b ) を大きく変位させることができ、しかも、薄板部 1 6 a (及び 1 6 b ) が金属製であるため、強度ゃ靱性に優れ、急激な変位動作にも対応できる。

つまり、この第 2の実施の形態では、使用環境の変動や過酷な使用状態においても十分に対応でき、耐衝撃性に優れ、圧電ノ電歪デバイス 1 0 Bの長寿命化、八ンドリング性の向上を図ることができ、しかも、相対的に低電圧で薄板部 1 6 a (及び 1 6 b ) を大きく変位することができると共に、薄板部 1 6 a (及び 1 6 b ) の剛性が高く、またァクチユエ一夕部 2 0 4の膜厚が厚く、剛性が高いため、薄板部 1 6 a (及び 1 6 b ) の変位動作の高速化（高共振周波数化）を達成させることができる。

通常、薄板部 1 6 aと、歪み変形する圧電電歪素子 2 4とを組み合わせたァクチユエ一夕部 2 0 4について、これを高速に駆動するにはァクチユエ一夕部 2 0 4の剛性を高めることが必要であり、大きな変位を得るにはァクチユエ一夕部 2 0 4の剛性を低めることが必要である。

しかし、この第 2の実施の形態に係る圧電/電歪デバイス 1 0 Bにおいては、ァクチユエ一夕部 2 0 4を構成する薄板部 1 6 a及び 1 6 bを対向させて一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bとし、この一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの各後端部の間に固定部 2 2を接着剤 2 0 0により固着し、圧電/電歪素子 2 4を多段構造とし、当該圧電ノ電歪素子 2 4の位置及び構成部材の材質、大きさを適宜選択して、圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bを構成するようにしたので、上述のような相反する特性を両立させることが可能となり、前記一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の間に固定部 2 2と実質的に同程度の大きさの物体が介在する場合の構造体の最小共振周波数が 2 0 k H z以上であって、前記物体と固定部 2 2との相対変位量が、前記共振周波数の 1ノ4以下の周波数で実体的な印加電圧 3 O Vで 0 . 5 m以上とすることが可能となる。

その結果、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bを大きく変位させることができると共に、圧電ノ電歪デバイス 1 0 B、特に、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの変位動作の高速化（高共振周波数化）を達成させることができる。

また、この第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 0 Bにおいては、圧電ノ電歪素子 2 4の微小な変位が薄板部 1 6 a及び 1 6 bの撓みを利用して大きな変位動作に増幅されて、可動部 2 0に伝達することになるため、可動部 2 0は、圧電/電歪デバイス 1 0 Bの長軸 m (図 1 4参照）に対して大きく変位させることが可能となる。

また、この第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 0 Bにおいては、すベての部分を脆弱で比較的重い材料である圧電電歪材料によって構成する必要がないため、機械的強度が高く、ハンドリング性、耐衝撃性、耐湿性に優れ、動作上、有害な振動（例えば、高速作動時の残留振動やノイズ振動）の影響を受け難いという利点を有する。

また、図 2 4に示すように、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの先端部を開放端としているため、この圧電電歪デバイス 1 0 Bに種々の部材ゃ部品を取り付ける場合に、前記一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの先端部を利用することができ、これら先端部で部材ゃ部品を挟み込むようにして取り付けることができる。この場合、部材ゃ部品の取付面積を大きくとることができ、部品の取付性を向上させることができる。しかも、取り付けられる部材ゃ部品が一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 b内に含まれる形になるため、部材ゃ部品を取り付けた後の圧電電歪デバイスの Y方向の大きさを小さくすることができ、小型化において有利となる。もちろん、図 2 5に示すように、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bにおける各先端部の間に可動部 2 0を固着した場合は、可動部 2 0の一主面に種々の部材ゃ部品が例えば接着剤を介して固着されることになる。

また、この第 2の実施の形態においては、前記積層型圧電 Z電歪素子 2 4を構成する多層体の先端 2 0 8が平面的に少なくとも固定部 2 2を含まない位置で、前記多層体の後端 2 0 9が、平面的に少なくとも固定部 2 2を含む位置であって、電極 2 8の端部 2 8 aは平面的に少なくとも固定部 2 2を含む位置であって、電極 3 0の端部 3 0 aは平面的に固定部 2 2を含まない位置に形成するようにしている。

例えば一対の電極 2 8及び 3 0の各端部を、可動部 2 0に含まれる位置に形成した場合、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの変位動作が積層型圧電 Z電歪素子 2 4によって制限され、大きな変位を得ることができなくなるおそれがあるが、この第 2の実施の形態では、上述の位置関係としているため、可動部 2 0の変位動作が制限されるという不都合が回避され、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bの変位量を大きくすることができる。

次に、第 2の実施の形態に係る圧電/電歪デバイス 1 0 Bの好ましい構成例について説明する。好ましい構成例については、上述した第 1の実施の形態に係る圧電ノ電歪デバイス 1 O Aとほぼ同じであるため、この第 2の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bに特有の好ましい構成例のみ説明する。

まず、この第 2の実施の形態に係る圧電電歪デバイス 1 0 Bにおいては、該圧電ノ電歪デバイス 1 0 Bの形状が従来のような板状ではなく、可動部 2 0を設けた場合、可動部 2 0と固定部 2 2が直方体の形状を呈しており、可動部 2 0と固定部 2 2の側面が連続するように一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bが設けられて、矩形の環状構造となっているため、圧電/電歪デバイス 1 0 Bの Y軸方向の剛性を選択的に高くすることができる。

即ち、この圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bでは、平面内（X Z平面内）における可動部 2 0の動作のみを選択的に発生させることができ、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 13の丫2面内の動作（いわゆる煽り方向の動作）を抑制することができる。薄板部 1 6 a及び 1 6 bは金属であることが望ましく、固定部 2 2や可動部 2 0は異種材料であってもよいが、金属であることがより好ましい。薄板部 1 6 a 及び 1 6 bと固定部 2 2、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと可動部 2 0とは、有機樹脂、ロウ材、半田等で接着してもよいが、金属間で拡散接合あるいは溶接させた一体構造がより好ましい。更に、冷間圧延加工された金属を利用すると、転位が多く存在することから高強度であり、更に望ましい。

また、この第 2の実施の形態では、一方の薄板部 1 6 aのみに積層型圧電電歪素子 2 4を形成するようにしたので、図 3 0に示すように、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bにそれぞれ積層型圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを形成したもの (変形例）と比して安価に作製することができる。更に、この第 2の実施の形態では、可動部 2 0を固着した状態で見た場合、積層型圧電 Z電歪素子 2 4が形成された厚みの大きい薄板部 1 6 aが直接変位し、これに連動して積層型圧電電歪素子 2 4が形成されていない厚みの薄い薄板部 1 6 bが変位することになるため、より大きく変位させることができる。

また、薄板部 1 6 aへの積層型圧電ノ電歪素子 2 4の形成は、薄板部 1 6 aに積層型圧電電歪素子 2 4を有機樹脂、ロウ材、半田等で接着させることにより実現させることができるが、低温で接着させる場合は、有機樹脂が望ましく、高温で接着させてもよい場合は、ロウ材、半田、ガラス等が好ましい。しかし、薄板部 1 6 aと積層型圧電ノ電歪素子 2 4と接着剤 2 0 2は、一般に熱膨張率が異なることが多いため、積層型圧電/電歪素子 2 4に熱膨張率の差による応力を生じさせないようにするために、接着温度は低いことが望ましい。有機樹脂であれば、概ね 1 8 0で以下の温度で接着が可能であるため、好ましく採用される。更に好ましくは、室温硬化型の接着剤を用いることが望ましい。また、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと圧電/電歪素子 2 4との固定が、固定部 2 2、可動部 2 0と薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの固定後あるいは同時固定の場合、固定部 2 2あるいは可動部 2 0が開放型の構造であれば、異種材料間に発生する歪みを効果的に低減することができる。

積層型圧電 Z電歪素子 2 4に熱応力を及ぼさないようにするために、積層型圧電 Z電歪素子 2 4と薄板部 1 6 aとの接着は、有機樹脂で行い、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと固定部 2 2や可動部 2 0の固定は別工程にすることが好ましい。また、図 3 1に示すように、圧電電歪素子 2 4の一部が固定部 2 2に位置する場合において、一対の薄板部 1 6 a及び 1 6 bにおける可動部 2 0との境界部分と固定部 2 2との境界部分との間の最短距離を L a、可動部 2 0と薄板部 1 6 aとの境界部分から積層型圧電ノ電歪素子 2 4の一対の電極 2 8及び 3 0におけるいずれかの端部 2 8 a又は 3 0 aまでの距離のうち、最も短い距離を L bとしたとき、（1— L b ZL a ) が 0 . 4以上であることが好ましく、 0 . 5〜0 . 8がより好ましい。 0 . 4以下の場合は、変位を大きくとれない。 0 . 5〜0 . 8の場合は、変位と共振周波数の両立が達成しやすいが、この場合、一方の薄板部 1 6 aにのみ積層型圧電 Z電歪素子 2 4が形成された構造のものがより適している。これは、圧電ノ電歪素子 2 4の一部が可動部 2 0に位置する場合においても同様である。

積層型圧電 Z電歪素子 2 4の総厚は、 4 0 /x m以上とすることが好ましい。 4 0 m未満であると、積層型圧電電歪素子 2 4を薄板部 1 6 aに接着することが困難である。また、前記総厚は 1 8 0 m以下が望ましい。 1 8 0 mを超過すると、圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bの小型化が困難となる。

積層型圧電/電歪素子 2 4のうち、薄板部 1 6 aと接する部分は、接着剤 2 0 2としてロウ材ゃ半田層等の金属を利用する場合、図 2 8や図 2 9に示すように、濡れ性の関係から最下層に電極膜が存在することが好ましい。図 2 8や図 2 9では、他方の電極 3 0を構成する電極膜を配置した状態を示す。

また、図 2 6や図 2 8に示す積層型圧電/電歪素子 2 4を薄板部 1 6 aにロウ材ゃ半田層等の金属層を介して接着する場合は、図 2 7や図 2 9に示すように、積層型圧電 Z電歪素子 2 4の下面うち、少なくとも一方の電極 2 8が存在する角部を面取りすることが好ましい。これは、一対の電極 2 8及び 3 0が金属層及び薄板部 1 6 aを通じて短絡するのを防止するためである。図 2 7は、一対の電極 2 8及び 3 0が存在する 2つの角部を面取りした例を示し、図 2 9は一方の電極 2 8が存在する角部を面取りした例を示す。

薄板部 1 6 aに積層型圧電/電歪素子 2 4を接着するための接着剤 2 0 2や薄板部 1 6 a及び 1 6 bを固定部 2 2等に接着するための接着剤 2 0 0としては、エポキシ、イソシァネート系のような 2液型の反応性接着剤、シァノアクリレート系等の瞬間接着剤、エチレン一酢酸ビニル共重合体等のホットメル卜接着剤等でよいが、特に、薄板部 1 6 aに積層型圧電電歪素子 2 4を接着するための接着剤 202としては、硬度がショァ Dで 80以上のものが好ましい。

また、薄板部 16 a及び 16 bと圧電ノ電歪素子 24 (24 a及び 24 b) とを接着する接着剤 202としては、金属、セラミックス等のフイラ一を含有した有機接着剤とすることが望ましい。この場合、接着剤 202の厚みは、 100 ^ m以下の厚みにすることが望ましい。フィラーを含有させることで、実質的な樹脂分の厚みが小さくなることと、接着剤の硬度を高く保つことができるからである。

接着剤 200及び 202としては、上述の有機接着剤のほか、無機接着剤でもよく、この無機接着剤としては、ガラス、セメント、半田、ロウ材等がある。一方、薄板部 16 a及び 16 bの形状や材質は、可撓性を有し、屈曲変形によつて破損しない程度の機械的強度を有するものであれば足り、金属が好ましく採用される。この場合、前述のとおり、可撓性を有し、屈曲変形が可能な金属材料、具体的には、ヤング率 100 GP a以上の金属材料であればよい。

好ましくは、鉄系材料としては、 SUS 301、 SUS 304、 A I S I 65 3、 SUH660等のオーステナイト系ステンレス鋼、 SUS 430、 434等のフェライト系ステンレス鋼、 SUS410、 SUS 630等のマルテンサイト系ステンレス鋼、 SUS 631、 A I S I 632等のセミオ一ステナイト系等のステンレス鋼、マルエージングステンレス鋼、各種バネ鋼鋼材で構成することが望ましい。また、非鉄系材料としては、チタン—ニッケル合金をはじめとする超弾性チタン合金、黄銅、白銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ベリリウム銅、リン青銅、ニッケル、ニッケル鉄合金、チタン等で構成することが望ましい。

次に、第 2の実施の形態に係る圧電 Z電歪デバイス 10Bを作製するためのいくつかの製造方法を図 32〜図 40を参照しながら説明する。

第 3の製造方法は、まず、図 32に示すように、縦 1. 6mmX横 l OmmX 厚み 9mmのステンレス板 250の中央部に縦 1 mmX横 8 mmの矩形状の孔 252を穿設して、該孔 252の両側にそれぞれ支持部 254及び 256が配された矩形の環状構造を有する基体 258を作製する。その後、図 33に示すように、縦 1. 6mmx横 1 Ommx厚み 0. 05mm の第 1のステンレス薄板 260と、縦 1. 6mmX横 1 OmmX厚み 0. 02m mの第 2のステンレス薄板 262 (図 35参照）を用意する。

その後、図 33に示すように、第 1のステンレス薄板 260の上面のうち、積層型圧電ノ電歪素子 24が形成される部分に接着剤 202 (例えばエポキシ樹脂製接着剤）をスクリーン印刷によって形成する。その後、図 34に示すように、第 1のステンレス薄板 260に接着剤 202を介して積層型圧電 Z電歪素子 24 を接着する。

その後、図 35に示すように、基体 258の各支持部 254及び 256上に接着剤 200 (例えばエポキシ樹脂製接着剤）をスクリーン印刷によって形成する。その後、各支持部 254及び 256の一方の面上に接着剤 200を介して、すでに前記積層型圧電電歪素子 24が形成されている第 1のステンレス薄板 26 0を接着し、各支持部 254及び 256の他方の面上に接着剤 200を介して第 2のステンレス薄板 262を接着し、更に、これら第 1及び第 2のステンレス薄板 260及び 262を基体 258を挟む方向に加圧して、図 36に示すデバイス原盤 270を作製する。なお、加圧力は 0. 1〜10 kg f /cm²である。

その後、図 36に示すように、デバイス原盤 270を切断線 272の部分で切断して、図 25に示すような、個々の圧電 Z電歪デバイス 10 Bに分離する。この切断処理は、線径 0. lmm、間隔 0. 2mmのワイヤソーを使って行った。ワイヤソーを使用することにより、それぞれ材料が異なるにも拘わらず、圧電ノ電歪素子 24の幅と薄板部 16 aの幅並びに接着剤 200及び 202の幅をほぼ同一に規定することができる。

次に、第 4の製造方法は、図 37に示すように、縦 1. 6mmx横 l OmmX 厚み 9mmのステンレス板 250の中央部に縦 1 mmX横 8 mmの矩形状の孔 252を穿設して、該孔 252の両側にそれぞれ支持部 254及び 256が配された矩形の環状構造を有する基体 258を作製する。

その後、基体 258の各支持部 254及び 256上に接着剤 200 (例えばェポキシ樹脂製接着剤）をスクリーン印刷によって形成する。その後、図 38に示すように、各支持部 254及び 256の一方の面上に接着剤 200を介して縦 1. 6mmx横 1 Ommx厚み 0. 05mmの第 1のステンレス薄板 260を接着し、各支持部 254及び 256の他方の面上に接着剤 20 0を介して縦 1. 6mmx横 1 OmmX厚み 0. 02 mmの第 2のステンレス薄板 262を接着し、更に、これら第 1及び第 2のステンレス薄板 260及び 26 2を基体 258を挟む方向に加圧する。なお、加圧力は 0. l〜10kg fZc m²である。

その後、第 1のステンレス薄板 260の上面のうち、積層型圧電 Z電歪素子 2 4が形成される部分に接着剤 202 (例えばエポキシ樹脂製接着剤）をスクリ一ン印刷によって形成する。

その後、図 40に示すように、第 1のステンレス薄板 260に接着剤 202を介して積層型圧電ノ電歪素子 24を接着してデバイス原盤 270を作製する。その後、図 36に示すように、デバイス原盤 270を切断線 272の部分で切断して、図 25に示すような、個々の圧電ノ電歪デバイス 10 Bに分離する。これら第 3及び第 4の製造方法にて作製された圧電 Z電歪デバイス 10Bの一部（例えば固定部 22) を固定し、積層型圧電 Z電歪素子 24の一対の電極 28 及び 30間にバイアス電圧 15 V、正弦波電圧 ± 15 Vを印加して、可動部 20 の変位を測定したところ、 ±1. 2 mであった。また、正弦波電圧土 0. 5V として、周波数を掃引して変位の最大を示す最低共振周波数を測定したところ、 50 kHzであった。

上述の第 3及び第 4の製造方法では、基体 258の構成として、後に可動部 2 0となる支持部 254と後に固定部 22となる支持部 256を有する矩形の環状構造としたが、その他、図 41に示すように、孔 252を広くし、第 1及び第 2 のステンレス薄板 260及び 262を支持する枠状の部分 254 a (少なくとも後に可動部 20が介在する部分の厚みを実質的に規定する部分）と後に固定部 2 2となる支持部 256を有する矩形の環状構造としてもよい。

この場合、基体 258を第 1及び第 2のステンレス薄板 260及び 262で挟むように接着剤 200を介して固着して図 36に示すものと同様のデバイス原盤 2 7 0を作製し、更に、図 3 6で示すような切断線 2 7 2に沿って切断することにより、例えば図 4 4に示すように、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの先端部間に可動部 2 0が存在しない圧電/電歪デバイスを作製することができる。

また、その他の製造方法としては、例えば図 4 4に示すように、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの後端部間にそれぞれ接着剤 2 0 0と固定部 2 2を配置し、二点鎖線で示すように、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの先端部間にそれぞれ接着剤 2 0 0 と可動部 2 0並びに加圧用スぺ一サ 3 1 0を配置し、その後、例えば各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの両側から加圧することによって、各薄板部 1 6 a及び 1 6 の後端部間に固定部 2 2が接着剤 2 0 0を介して固着され、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの先端部にそれぞれ接着剤 2 0 0を介して可動部 2 0が固着される。この場合、加圧用スぺ一サ 3 1 0は、可動部 2 0に対して接着剤等で固着されていないため、切断線 2 7 2に沿った切断後は、簡単に取り外すことができる。なお、固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの間に、厚み（固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの間の距離）を調整するため、可動部 2 0とほぼ同じ厚みの第 2の固定部（図示せず）をその両側に接着剤 2 0 0を介して固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの間に固定してもよい。

次に、上述した第 3及び第 4の製造方法とは異なる第 5の製造方法について図 4 2〜図 4 6を参照しながら説明する。

この第 5の製造方法は、上述した第 3及び第 4の製造方法と同様に、第 1のステンレス薄板 2 6 0と第 2のステンレス薄板 2 6 2に、支持部 2 5 4及び 2 5 6 を接着してデバイス原盤 2 7 0を作製し、その後、個々の圧電電歪デバイス 1 0 Bに分離する場合にも適用できるし、薄板部 1 6 a及び 1 6 bに積層型圧電電歪素子 2 4 a及び 2 4 bを形成してなる各ァクチユエ一夕部 2 0 4に分離形成された単位を、同様に分離して用意された固定部 2 2 (及び適宜に可動部 2 0 ) と固着することで圧電 Z電歪デバイス 1 0 Bを作製する場合にも適用できる。以下の説明では、後に固定部 2 2となる支持部 2 5 6並びに固定部 2 2を便宜的に「固定部 2 2」と記し、後に薄板部 1 6 a及び 1 6 bとなる第 1及び第 2のステンレス薄板 2 6 0及び 2 6 2並びに薄板部 1 6 a及び 1 6 bを便宜的に「薄板部 1 6 a及び 1 6 b」と記す。

そして、図 4 2に示すように、固定部 2 2に接着剤 2 0 0を介して薄板部 1 6 a及び 1 6 bを接着する際に、流動性のある接着剤を用いる場合は、接着剤 2 0 0の形成場所を規定するために、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bに段差 2 8 0 a m及び 2 8 0 b mを設けることが好ましい。もちろん、粘性の高い接着剤を用いる場合は、このような段差を設ける必要はない。また、この例では、各薄板部 1 6 a 及び 1 6 bの開放端の間に図示しない物体を接着する際に、流動性のある接着剤を使用することを想定して、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の互いに対向する面にも段差 2 8 0 a n及び 2 8 0 b nを設けるようにしている。なお、段差 2 8 0 a m及び 2 8 0 a n並びに 2 8 0 b m及び 2 8 0 b nは、板状物の積層によつて形成してもよい。

図 4 3は、固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの接着に用いる接着剤 2 0 0として粘性の高い接着剤を用いた場合であって、少なくとも前記固定部 2 2 が接着される部分に上述のような段差 2 8 0 a m及び 2 8 0 b mを設けない例を示す。

図 4 4は、固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの接着に用いる接着剤 2 0 0として共に粘性の高い接着剤を用いた場合を示し、上述のような段差 2 8 0 a m及び 2 8 0 b mを設けていない構造を示す。また、この例では、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の間に図示しない物体を接着する際に、粘性の高い接着剤を使用することを想定して、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の互いに対向する面にも段差 2 8 0 a n及び 2 8 0 b nを設けないようにしている。

図 4 5は、固定部 2 2と各薄板部 1 6 a及び 1 6 bとの接着に用いる接着剤 2 0 0を流動性の高い接着剤とした場合であって、特に、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bに接着剤 2 0 0の形成領域を区画するための突起 2 8 2 a m及び 2 8 2 b mを設けた例を示す。また、この例では、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の間に図示しない物体を接着する際に、流動性のある接着剤を使用することを想定して、各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの開放端の互いに対向する面にも突起 2 8 2 a n及び 2 8 2 b nを設けるようにしている。図 46に示すように、図 42に示す例において、固定部 22の大きさ、特に、薄板部 16 a及び 16 bの段差 280と対向する面の面積を段差 280 am及び 280 bmの面積よりも大きくするようにしてもよい。これにより、例えば薄板部 16 a及び 16 bのうち、実質的な駆動部分（段差 280 am及び 280 an 間の部分並びに 280 bm及び 280 b n間の部分）を、段差 280 am及び 2 80 bmによって規定することができる。図 42に示すように、固定部 22における各薄板部 16 a及び 16 bの段差 280 am及び 280 bmと対向する面の面積を段差 280 am及び 280 bmの面積とほぼ同じにした場合は、固定部 2 2と段差 280 am及び 280 bmとの大きさのばらつきが前記実質的駆動部分の長さに影響するおそれがある。なお、図 46では、固定部 22を薄板部 16 a 及び 16 bの開放端の方向に向けて大きくさせた例を示したが、前記方向とは反対方向に向けて大きくするようにしてもよい。

図 42〜図 46では、段差 280 am、 280 bm, 280 an及び 280 b nや突起 282 am、 282 bm, 282 a n及び 282 b nと、薄板部 16 a 及び 16 bとが一体化しているが、適宜加工した板を図 19や図 23と同様に、接着剤を介して積層して設けてもよい。一体化して設ける場合は、板部材をエツチングゃ切削等で薄くすることによって薄板部 16 a及び 16 bを形成すると同時に前記段差 280 am、 280 bm、 280 a n及び 280 b nや突起 282 am、 282 bm, 282 a n及び 282 b nを一体的に設けることができる。なお、上述の例では、接着剤 200及び 202の形成をスクリーン印刷により行った例を示したが、その他、デッビング、デイスペンザ、転写等を用いることができる。

次に、例えば薄板部 16 aと積層型圧電電歪素子 24との間に介在する接着剤 202並びに各薄板部 16 a及び 16 bと固定部 22との間に介在する接着剤 200に関する様々な構成例について図 47〜図 52を参照しながら説明する。まず、図 47に示す第 1の手法においては、薄板部 16 aに多数の孔 290を設け、これら孔 290が設けられた部分に接着剤 202を介して積層型圧電/電歪素子 24を接着するようにする。この場合、孔 290内に接着剤 202が入り込むことから、接着面積が実質的に大きくなると共に、接着剤 202の厚みを薄くすることが可能となる。前記接着剤 202の厚みとしては、積層型圧電 Z電歪素子 24の総厚の 5%以下であって、薄板部 16 aと接着剤 202の熱膨張率の差による熱ストレスを吸収できる程度の厚み以上であることが好ましい。

孔 290の径としては、 5 m〜 100 mが好ましく、その配列パターンはマトリクス状でもよいし、千鳥配列でもよい。もちろん、複数の孔 290を 1列に配列させてもよい。孔 290の配列ピッチとしては、 10 111〜200 111が好ましい。また、孔 290の代わりに凹部（穴）であってもよい。この場合、穴の径は、 5 m〜 100 imが好ましく、その配列パターンはマトリクス状でもよいし、千鳥配列でもよい。穴の配列ピッチとしては、 10 ^m〜200 rr^ 好ましい。特に、凹部（穴）の場合は、例えば平面矩形状とし、その開口面積を圧電 Z電歪素子 24の薄板部 16 aに対する投影面積よりも僅かに小さくするようにしてもよい。なお、薄板部 16 aに孔 290や穴を形成する手法としては、例えばエッチングやレーザ加工、打抜き、ドリル加工、放電加工、超音波加工等を採用することができる。

図 48に示す第 2の手法においては、薄板部 16 aのうち、積層型圧電電歪素子 24が形成される部分の表面 292を、ブラス卜処理、エッチング処理あるいはめつき処理によって粗くする。この場合、積層型圧電/電歪素子 24の下面 294も粗くする。これにより、接着面積が実質的に大きくなるため、接着剤 2 02の厚みを薄くすることが可能となる。

図 48では、薄板部 16 aの表面と圧電 Z電歪素子 24の下面（薄板部 16 a と対向する面）を粗くした例を示したが、接着剤 202との接着力が小さい方の面を粗くすればよく、例えば薄板部 16 aの表面のみを粗くしただけでも十分に効果がある。表面粗さとしては、例えば中心線平均粗さでみたとき、 Ra = 0. 1 zm〜5 /mが好ましく、より好ましくは、 0. 3 zm〜 2 zmである。図 49に示す第 3の手法においては、接着剤 200のはみ出し形状、特に、固定部 22の内壁 22 aへの接着剤 200のはみ出し形状に曲率 296を持たせるようにする。この場合、曲率半径を 0. 05mm以上とし、はみ出し形状が直線状になる、あるいは直線部分を含むようにすることが好ましい。接着剤 2 0 0の前記はみ出し部分に対する曲率 2 9 6の形成は、接着剤 2 0 0の硬化前に例えば円筒状の心材を、薄板部 1 6 a及び 1 6 bと固定部 2 2の内壁 2 2 aにて形成される空間に揷通させることで実現させることができる。実際には、接着剤 2 0 0 の物性、塗布量によって制御し、少なくともはみ出し形状が凸状にならないようにする。

これにより、固定部 2 2の内壁 2 2 aや各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの内壁も接着面として利用されることから、接着面積が大きくなり、接着強度を大きくすることができる。また、固定部 2 2の内壁 2 2 aと各薄板部 1 6 a及び 1 6 bの内壁との接合部分（角部）への応力集中を効果的に分散させることができる。

図 5 0に示す第 4の手法は、固定部 2 2の内壁 2 2 aにおける角部をそれぞれ面取りしてテーパ面 2 9 8とすることである。面取りの角度や曲率半径を適宜調整することにより、接着剤 2 0 0のはみ出し量を安定化することができ、接着強度の局部的なばらつきを抑制することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

前記角部を面取りする方法としては、例えば、組立前において、支持部 2 5 6 の前記角部となる部分に対して事前に研削 ·研磨を行ってテーパ面 2 9 8としておくことが好ましい。もちろん、組立後において、前記面取りを行ってもよい。この場合は、レーザ加工や超音波加工、サンドブラスト等が好ましく採用される。図 5 1に示す第 5の手法は、例えば薄板部 1 6 a及び 1 6 bを作製する際に、通常、打抜き加工を行うが、この場合、ばり 3 0 0が発生することになる。発生したばり 3 0 0を組立前に除去するようにしてもよいが、そのまま残すようにしてもよい。その場合、発生するばり 3 0 0の方向をハンドリングや各部材の接着方向、接着剤の量に対する制御の容易さ等を考慮して規定することが好ましい。図 5 1の例では、薄板部 1 6 a及び 1 6 bのばり 3 0 0を外方に向けた状態を示す。

図 5 2に示す第 6の手法は、上述したように、一方の薄板部 1 6 aの厚みを、他方の薄板部 1 6 bの厚みよりも大きくする。そして、ァクチユエ一夕部 2 0 4 として使用する場合には、一方の薄板部 1 6 a上に積層型圧電電歪素子 2 4を形成することが好ましい。センサとして使用する場合においても一方の薄板部 1 6 a上に積層型圧電ノ電歪素子 2 4を形成することが好ましい。

なお、その他の手法としては、例えば積層型圧電 Z電歪素子 2 4を薄板部 1 6 a及び 1 6 bに接着剤 2 0 2を介して接着する際に、積層型圧電電歪素子 2 4 の下面に例えば Z r 0₂層を下地層として介在させるようにしてもよい。

また、ステンレス薄板 2 6 0及び 2 6 2 (図 3 3等参照）を薄板部 1 6 a及び 1 6 bとして使用する場合は、薄板部 1 6 a及び 1 6 bの長手方向とステンレス薄板 2 6 0及び 2 6 2の冷間圧延方向とがほぼ一致するようにすることが好ましい。

なお、積層型圧電電歪素子 2 を構成する庄電ノ電歪層 2 6は、 3層〜 1 0 層ほど積層することが好ましい。

上述した圧電/電歪デバイス 1 O A及び 1 0 Bによれば、各種トランスデューサ、各種ァクチユエ一夕、周波数領域機能部品（フィルタ）、トランス、通信用や動力用の振動子や共振子、発振子、ディスクリミネ一夕等の能動素子のほか、超音波センサや加速度センサ、角速度センサや衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として利用することができ、特に、光学機器、精密機器等の各種精密部品等の変位や位置決め調整、角度調整の機構に用いられる各種ァクチユエ一夕に好適に利用することができる。

なお、この発明に係る圧電電歪デバイス及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims

請求の範囲

1. 相対向する一対の金属製の薄板部（16a, 16b)と、これら薄板部（lea.lSb) に対して接着剤（200)を介して固着された固定部（22)とを具備し、

前記一対の薄板部（ 16a, 16b)の先端部に可動部（ 20 )を有し、

前記一対の薄板部（16a, 16b)のうち、少なくとも 1つの薄板部（16a, 16b)に

1以上の圧電電歪素子（24a, 24b)が配設された圧電 Z電歪デバイスであって、前記可動部（20)又は固定部（22)のいずれか一方は、互いに対向する端面

(36a, 36b)を有し、

前記端面（36a, 36b)間の距離が前記可動部（20)の長さ以上であることを特徴とする圧電 Z電歪デバイス。

2. 請求項 1記載の圧電 Z電歪デバイスにおいて、

前記圧電ノ電歪素子（ 24a, 24D)は膜状であって、前記薄板部（ 16a, 16b)に接着剤（202)を介して固着されていることを特徴とする圧電電歪デバイス。

3. 請求項 2記載の圧電電歪デバイスにおいて、

前記圧電 Z電歪素子（24a, 24b)は、

圧電 Z電歪層（ 26 )と、該圧電電歪層（ 26 )に形成された一対の電極（ 28 ,30) とを有することを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

4. 請求項 3記載の圧電電歪デバイスにおいて、

前記圧電ノ電歪素子（ 24a, ²4b)は、

前記圧電/電歪層（ 26 )と前記一対の電極（28,30)の複数が積層形態で構成されていることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

5. 請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の圧電 Z電歪デバイスにおいて、

前記接着剤（200,202)が有機樹脂からなることを特徴とする圧電/電歪デバイス。

6. 請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の圧電ノ電歪デバイスにおいて、

前記接着剤（200, 202)がガラス、ロウ材又は半田からなることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

7. 請求項 1〜 6のいずれか 1項に記載の圧電 Z電歪デバイスにおいて、

前記可動部（20)又は固定部（22)のいずれか一方に切除部を有し、

前記切除部の一部が前記互いに対向する端面（36a, 36b)を構成することを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

8. 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載の圧電/電歪デバイスにおいて、

前記互いに対向する端面（36a, 36b)の間に空隙（38)が形成されていることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

9. 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載の圧電電歪デバイスにおいて、

前記互いに対向する端面（36a, 36b)の間に前記可動部（20)又は固定部（22) のいずれか一方の構成部材と同じ部材（40)あるいは異なる複数の部材（40)が介在され、

前記部材（40)における前記端面（36a, 36b)と対向する面の面積が前記端面 (36a, 36b)の面積とほぼ同じであることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

10. 請求項 9記載の圧電電歪デバイスにおいて、

前記複数の部材（40)のうち、少なくとも 1つの部材が有機樹脂であることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

1 1. 請求項 9又は 10記載の圧電ノ電歪デバイスにおいて、

前記一対の薄板部（16a, 16b)の両内壁と前記可動部（20)の内壁（20a)と前記複数の部材（40)の内壁と前記固定部（22)の内壁（20a)とにより形成された孔部 (12)内に、ゲル状の材料が充填されていることを特徴とする圧電電歪デバイス。

12. 請求項 1〜1 1のいずれか 1項に記載の圧電 Z電歪デバイスにおいて、前記可動部（20)と前記固定部（22)は、セラミックグリーン積層体（58)を焼成することによって一体化し、更に不要な部分を切除してなるセラミック基体 (14D)で構成されていることを特徴とする圧電ノ電歪デバイス。

13. 請求項 1〜12のいずれか 1項に記載の圧電/電歪デバイスにおいて、製造時に前記薄板部（16a, 16b)及び Z又は前記圧電 Z電歪素子（24a, 24b)に生じていた内部残留応力が、前記互いに対向する端面（36a, 36b)が形成されることによつて解放された構造を有することを特徴とする圧電 Z電歪デバイス。

1 4. 相対向する一対の金属製の薄板部（16a, 16b)と、これら薄板部 (16a, 16b)に対して接着剤（200)を介して固着された固定部（22)とを具備し、前記一対の薄板部（16a, 16b)の先端部に可動部（20)を有し、

1以上の圧電ノ電歪素子（24a, 24b)が配設された圧電電歪デバイスの製造方法であって、

第 1の基体（160)に、後に薄板部（163,161))となる金属板（1⁵² ,15²8)を固着して第 2の基体（162)を作製する第 1の工程と、

前記第 2の基体（162)に対する少なくとも 1回の切除処理によって、互いに対向する端面（36a, 36b)を有し、かつ、前記端面（36a, 36b)間の距離が前記可動部（20)の長さ以上とされた前記可動部（20)又は固定部（22)を形成する第 2の工程とを有することを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

15. 請求項 14記載の圧電 Z電歪デバイスの製造方法において、

後に薄板部（ 16a, 16b)となる前記金属板（152A, 152B)の外表面に前記圧電/ 電歪素子（24a, 24b)を接着剤（202)を介して固着する工程を有することを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

16. 請求項 15記載の圧電 /電歪デバイスの製造方法において、

前記第 1の基体（160)に、後に前記薄板部（16a, 16b)となる前記金属板 (152A,152B)を固着する前に、予め前記金属板（ 152A, 152B)の外表面に前記圧電電歪素子（24a, 24b)を固着しておくことを特徴とする圧電電歪デバイスの製造方法。

17. 請求項 14〜16のいずれか 1項に記載の圧電ノ電歪デバイスの製造方法において、

前記第 1の基体（160)がセラミック積層体（160)にて構成されるものであって、少なくとも窓部（54)を有する 1以上のセラミックグリーンシート（50A〜 50D)を積層焼成して、セラミック積層体（ 160)を作製するセラミック積層体作製工程と、

前記セラミック積層体（160)に後に前記薄板部（16a,16b)となる金属板 (152A,152B)を接着剤（200)を介して固着してハイプリッド積層体（16²)を作製するハイプリッド積層体作製工程とを有することを特徴とする圧電ノ電歪デバイスの製造方法。

18. 請求項 17記載の圧電ノ電歪デバイスの製造方法において、

前記セラミック積層体作製工程は、

少なくとも互いに対向する端面（36a, 36b)を有する前記可動部（20)又は固定部（22)を形成するための窓部（100)を有する複数のセラミックグリーンシート (102)を焼成して、前記セラミック積層体（160)を作製することを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

19. 請求項 14〜16のいずれか 1項に記載の圧電 /電歪デバイスの製造方法において、

前記第 1の基体（160)が金属にて構成されるものであって、

少なくとも窓部（54)を有する 1以上の金属シ一トを積層して前記第 1の基体 ( 160 )を作製する工程を有することを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

20. 請求項 14〜16のいずれか 1項に記載の圧電 Z電歪デバイスの製造方法において、

前記第 1の基体（ 160 )がバルクの金属部材にて構成されていることを特徴とする圧電ノ電歪デバイスの製造方法。

21. 請求項 14〜20のいずれか 1項に記載の圧電電歪デバイスの製造方法において、

前記互いに対向する端面（36a, 36b)の間に、前記可動部（20)又は固定部 (22)の構成部材と異なる複数の部材（40)を介在させる工程を有することを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

22. 請求項 21記載の圧電ノ電歪デバイスの製造方法において、

前記複数の部材（40)のうち、少なくとも 1つの部材として有機樹脂を用いることを特徴とする圧電 Z電歪デバイスの製造方法。

23. 請求項 14〜 22のいずれか 1項に記載の圧電 Z電歪デバイスの製造方法において、

前記接着剤（200, 202)として、有機樹脂からなる接着剤を用いることを特徴とする圧電ノ電歪デバイスの製造方法。

24. 請求項 14〜 22のいずれか 1項に記載の圧電 /電歪デバイスの製造方法において、

前記接着剤（200, 202)として、ガラス、ロウ材又は半田からなる接着剤を用いることを特徴とする圧電電歪デバイスの製造方法。