專利名稱：采用壓電元件的致動器和采用這種致動器的磁頭定位機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用壓電元件的致動器和一種采用此種致動器的磁頭定位機構(gòu)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠高精度定位的，采用壓電元件的致動器和一種采用這種致動器的磁頭定位機構(gòu)。
背景技術(shù)：
最近幾年，信息設(shè)備的精度提高了，并且已經(jīng)需要一種能夠在很小的距離上操作的致動器。例如修正光學(xué)系統(tǒng)的焦點或控制光學(xué)系統(tǒng)的傾斜角的致動器，或打印機和磁盤機的磁頭致動器要求能夠高精度地控制它們的操作。
磁盤機是多媒體設(shè)備中的一個關(guān)鍵裝置，最近幾年磁盤機的市場擴展了。已經(jīng)要求開發(fā)和能以較大數(shù)量，較高速度處理圖象及聲音的多媒體設(shè)備一起使用的大容量磁盤機。一般通過增大每個磁盤的存儲容量來增大磁盤機的容量。但是如果顯著增大了存儲密度，而不改變磁盤直徑，則將顯著減小磁道間距。所帶來的技術(shù)問題是如何精確地定位從記錄盤讀取數(shù)據(jù)或向記錄盤寫入數(shù)據(jù)的磁頭。于是需要一種定位精度高的磁頭致動器。
對于普通的磁盤機，已經(jīng)嘗試改善托架之類的可移動件的剛度，從而增大面內(nèi)模式的主共振頻率。但是，增大共振頻率的頻率具有自身的局限性。即使可顯著增大由托架臂的剛性導(dǎo)致的共振頻率的頻率，也會由支承可移動件的支承座的彈性特征產(chǎn)生共振。這樣就難以減小定位誤差。
另外，迄今為至，難以增大用于磁盤機定位控制的伺服帶寬。
已經(jīng)提出的一種解決這些問題的方法是在磁頭致動器的臂的前端布置一個跟蹤磁道的第二致動器。該第二致動器能夠和磁頭致動器的操作無關(guān)地定位位于臂前端的磁頭。
例如，未審查的專利申請(Kokai)No.3-69072(JP-A-3-69072)中公開了一種磁頭致動器，除了磁盤機的主致動器之外，它還有一個位于臂前端用來定位磁頭的子致動器。該子致動器包括兩個多層壓電元件，每個壓電元件由磁頭運動平面內(nèi)的多個壓電元件構(gòu)成，每個壓電元件適于沿著厚度方向被移動。壓電元件的張縮可在和磁頭運動平面相同的方向上精細(xì)地移動磁頭。
該子致動器以可振動的中心彈簧的形式形成，具有彈簧的功能，具有一個在其兩側(cè)各布置一個多層壓電元件的薄臂部分。該可振動的中心彈簧由多個垂直于薄臂部分縱向方向，交替向內(nèi)形成的狹縫構(gòu)成?？烧駝拥闹行膹椈稍诙鄬訅弘娫鲜┘右粋€預(yù)載，并使得當(dāng)向多層壓電元件施加預(yù)載時產(chǎn)生的張縮得到增強。多層壓電元件和臂由絕緣材料彼此電絕緣，并從電極末端引出引線，以便通過該引線施加用于多層壓電元件的驅(qū)動電壓。
上述常規(guī)裝置的缺點是制造多層壓電元件困難，需要加工精度高的預(yù)載機構(gòu)，需要用導(dǎo)線或接線材料將多層壓電元件的電極引出。這些因素增加了子致動器的成本。
此外，在已審查的專利申請No.2528261中公開了一種磁頭定位機構(gòu)，它包含一個位于臂前端的用于跟蹤磁道的定位致動器。該磁頭定位機構(gòu)被安裝在耦接板上，該耦接板用來使從磁頭致動器托架伸出的存取臂和在其前端安裝有磁頭的支承彈簧耦接。
在其上布置有磁頭定位機構(gòu)的每個耦接板包括一個固定區(qū)，一個可移動區(qū)，一個可伸展區(qū)，一個折葉部分和一個凹口。在可伸展區(qū)的兩個面上都形成有凹槽。壓電元件被固定在凹槽中。在耦接板作為共用電極的情況下，當(dāng)從電源向壓電元件的外表面施加不同的電壓時，位于關(guān)于耦接板中心線對稱位置的壓電元件在相對的方向上同時變形。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的磁頭定位機構(gòu)要求多層壓電元件具有很高的制造精度，要求元件具有高的尺寸精度。此外，臂的加工也要求很高的尺寸精度，并且還需要伸展和收縮剛度相當(dāng)高的耦接板。所帶來的問題是為了在磁頭定位機構(gòu)中得到預(yù)定的行程，需要相當(dāng)大的力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用切變型壓電元件，能夠高精度定位磁頭傳感器，并對構(gòu)件尺寸精度要求不高的致動器及采用這種致動器的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第1方面，提供了一種采用單個切變型壓電元件的致動器，它包含并列布置在致動器固定端上的兩個電極，一個位于這兩個電極之上的切變型壓電元件，及一個布置在致動器的和切變型壓電元件的兩個電極相對的自由端表面上的對電極，其中當(dāng)在這兩個電極之間施加電壓時，對電極根據(jù)壓電元件的極化方向在自身平面內(nèi)被移動。
根據(jù)本發(fā)明的第2方面，提供了一種第1方面的致動器，其中切變型壓電元件的極化方向平行于兩個電極并列布置的方向，并且當(dāng)向兩個電極施加電壓時，切變型壓電元件繞著它的中心部分旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第3方面，提供了一種第1方面的致動器，其中切變型壓電元件的極化方向平行于兩個電極并列布置的方向，切變型壓電元件兩個部分的極化方向彼此相反，并且當(dāng)向兩個電極施加電壓時，致動器在平行于切變型壓電元件極化方向的方向上被移動。
根據(jù)本發(fā)明的第4方面，提供了一種第1方面的致動器，其中切變型壓電元件的極化方向垂直于兩個電極并列布置的方向，位于兩個電極之上的切變型壓電元件的兩個部分的極化方向彼此相反，并且當(dāng)向兩個電極施加電壓時，致動器在平行于切變型壓電元件極化方向的方向上被移動。
根據(jù)本發(fā)明的第5方面，提供了一種第1到第4方面中的任一致動器，其中切變型壓電元件被分割為兩個分別放置在兩個電極之上的獨立部分。
根據(jù)本發(fā)明的第6方面，提供了一種包含至少一個記錄盤，一個磁頭，及一個將磁頭定位于記錄盤上所要求的磁道的磁頭致動器的磁盤機，其中在磁頭致動器的一部分中采用第1到第5方面中的任一致動器構(gòu)成磁頭定位機構(gòu)，以便獨立于磁頭致動器的運動以很小的距離移動磁頭，致動器的兩個電極布置在磁頭致動器存取臂的前端，并且磁頭致動器支承彈簧的基座安裝在致動器的對電極上面。
根據(jù)本發(fā)明的第7方面，提供了一種第6方面的致動器，其中兩個電極之間的分隔面沿著存取臂的縱向布置。
根據(jù)本發(fā)明的第8方面，提供了一種第6方面的磁盤機，其中所述兩個電極之間的分隔平面沿著垂直于所述存取臂的縱向方向的方向布置。
根據(jù)本發(fā)明的第9方面，提供了一種采用一個切變型壓電元件的致動器，它包含一個在致動器固定端上形成的預(yù)定深度的圓孔，兩個布置在圓孔內(nèi)圓周面上，將該內(nèi)圓周面分為兩個橫向?qū)ΨQ部分的電極，兩個位于兩個電極的內(nèi)圓周面上，并適于關(guān)于分隔平面對稱極化的厚度預(yù)定的半圓狀切變型壓電元件，一個布置在兩個半圓狀壓電元件內(nèi)圓周面上的對電極，及一個緊固在對電極內(nèi)圓周面上，并當(dāng)在兩個電極之間施加電壓時適于旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
根據(jù)本發(fā)明的第10方面，提供了一種包含至少一個記錄盤，一個磁頭，及一個將磁頭定位于記錄盤上所要求的記錄磁道的磁頭致動器的磁盤機，其中將第9方面的致動器和磁頭致動器的一部分一起使用以構(gòu)成磁頭定位機構(gòu)，以便獨立于磁頭致動器的運動以很小的距離移動磁頭，致動器的固定端被布置在磁頭致動器存取臂的前端，并且致動器的可移動部分被安裝在磁頭致動器支承彈簧的基座上。
根據(jù)本發(fā)明的第11方面，提供了一種采用一個切變型壓電元件的致動器，它包含一個位于致動器固定端上的深度預(yù)定的縫狀深槽，兩個布置在縫狀深槽的兩個相對內(nèi)表面上的電極，兩個分別位于這兩個電極之上、厚度預(yù)定的切變型壓電元件，及一個固定在這兩個切變型壓電元件之間的導(dǎo)電可移動板，當(dāng)在這兩個電極和可移動板之間施加電壓時，可移動板根據(jù)切變型壓電元件的極化方向被移動。
根據(jù)本發(fā)明的第12方面，提供了一種包含至少一個記錄盤，一個磁頭，及一個將磁頭定位于記錄盤上所要求的記錄磁道的磁頭致動器的磁盤機，其中將本發(fā)明第11方面的致動器和磁頭致動器的一部分一起使用以構(gòu)成磁頭定位機構(gòu)，以便獨立于磁頭致動器的運動以很小的距離移動磁頭，致動器固定端構(gòu)成磁頭致動器存取臂的前端，并且致動器的可移動板構(gòu)成磁頭致動器支承彈簧的基座。
根據(jù)本發(fā)明的第13方面，提供了一種包含至少一個記錄盤，一個磁頭，及一個將磁頭定位于記錄盤上所要求的記錄磁道的磁頭致動器的磁盤機，其中將本發(fā)明第1到第5方面中的任一致動器和磁頭致動器的一部分一起使用以構(gòu)成磁頭定位機構(gòu)，以便獨立于磁頭致動器的運動以很小的距離移動磁頭，致動器的兩個電極被布置在磁頭致動器支承彈簧的前端，并且磁頭致動器的磁頭滑動器被安裝在致動器的對電極上。
根據(jù)本發(fā)明的第14方面，提供了一種第13方面的磁盤機，其中兩個電極并列地沿著支承彈簧的縱向方向布置。
根據(jù)本發(fā)明的第15方面，提供了一種第13方面的致動器，其中兩個電極并列地沿著垂直于支承彈簧的縱向的方向布置。
根據(jù)本發(fā)明的第16方面，提供了一種包含至少一個記錄盤，一個磁頭，及一個將磁頭定位于記錄盤上所要求的記錄磁道的磁頭致動器的磁盤機，其中將本發(fā)明第4方面的致動器和磁頭致動器的一部分一起使用以構(gòu)成磁頭定位機構(gòu)，以便獨立于磁頭致動器的運動以很小的距離移動磁頭，致動器的兩個電極被布置在磁頭滑動器靠近磁頭的端面上，并且一個包括磁頭致動器磁頭的磁頭板被布置在致動器的對電極上。
根據(jù)本發(fā)明的第17方面，提供了一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件，一個包括多個壓電元件的驅(qū)動件，及一個布置在驅(qū)動件上的可移動件，當(dāng)在壓電元件的兩個表面之間施加電壓時，致動器將運轉(zhuǎn)，其中將多個極化方向均垂直于其厚度方向，并當(dāng)向其施加電壓時將發(fā)生剪切形變的壓電元件彼此重疊在一起，并使它們的極化方向交替相對，從而構(gòu)成驅(qū)動件，并在每個壓電元件的電極之間施加電壓，從而平行于固定件驅(qū)動可移動件。
根據(jù)本發(fā)明的第18方面，提供了一種致動器，它包括兩個彼此鄰近、平行布置在一個構(gòu)成底板的固定件上的驅(qū)動件，每個驅(qū)動件包括一個壓電元件，及一個布置在兩個驅(qū)動件上的可移動件，當(dāng)向每個壓電元件的兩側(cè)施加電壓時，致動器開始運轉(zhuǎn)，其中每個壓電元件的極化方向均垂直于它的厚度方向，并且當(dāng)向其施加電壓時將發(fā)生剪切變形，將壓電元件大體平行地布置，并使它們的極化方向彼此相反，從而構(gòu)成驅(qū)動件，并在每對電極之間以相同的方向施加電壓，從而使可移動件相對于固定件旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第19方面，提供了一種第18方面的致動器，通過一個共用電極，在第一層的各個壓電元件上布置了和第一層壓電元件數(shù)目相同的第二層壓電元件，并且第二層壓電元件的極化方向分別和第一層壓電元件的極化方向平行并且相對，并通過向這些壓電元件施加預(yù)定的電壓，可移動件相對于固定件的旋轉(zhuǎn)量增大。
根據(jù)本發(fā)明的第20方面，提供一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件，一個包括一個壓電元件的驅(qū)動件，及一個布置在驅(qū)動件上的可移動件，通過向壓電元件的兩側(cè)施加電壓，使致動器運轉(zhuǎn)，其中驅(qū)動件包括單個壓電元件，該壓電元件具有沿兩個平行并且相對的方向極化的不同部分，當(dāng)向該壓電元件施加電壓時，該壓電元件產(chǎn)生剪切變形，并且當(dāng)在該壓電元件的電極之間施加電壓時，可移動件相對于固定件旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第21方面，提供了一種第20方面的致動器，它包括一個構(gòu)成驅(qū)動件的壓電元件，及至少一個通過共用電極布置在第一個壓電元件之上、極化方向和第一個壓電元件極化方向平行并相對的第二壓電元件，其中當(dāng)施加預(yù)定的電壓時，可移動件相對于固定件的旋轉(zhuǎn)量增大。
根據(jù)本發(fā)明的第22方面，提供了一種第18、19、20或21方面的致動器，其中施加電壓給壓電元件靠近固定件的表面的電極的布置對于壓電元件的各個極化方向無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的第23方面，提供了一種第17、19或21方面的致動器，其中重疊在一起的多個壓電元件具有一個未被覆蓋的部分，并且從覆蓋部分暴露出來的電極部分和用于施加電壓的引線相連。
根據(jù)本發(fā)明的第24方面，提供了一種第18到21方面中的任一致動器，其中可移動件包括一個由壓電元件直接驅(qū)動的基座，及一個從該基座伸出的擴大的覆蓋部分，其中在和位于底板上的驅(qū)動件的極化方向平行的方向上形成一個將該基座分為兩部分的第一槽口。
根據(jù)本發(fā)明的第25方面，提供了一種第24方面的致動器，其中在可移動件的基座和擴大的覆蓋部分之間的邊界上形成垂直于第一槽口的第二槽口，在第一槽口的前端和第二槽口的前端之間的部分形成折葉(hinge)。
根據(jù)本發(fā)明的第26方面，提供了一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件，一個包括一個壓電元件的驅(qū)動件，及布置在驅(qū)動件上的可移動件，通過向壓電元件的兩側(cè)面施加電壓，致動器開始運轉(zhuǎn)，其中壓電元件的極化方向垂直于它的厚度方向，并且當(dāng)向壓電元件施加電壓時，該壓電元件產(chǎn)生剪切變形，并且當(dāng)向該壓電元件施加電壓時，可移動件平行于固定件被驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的第27方面，提供了一種第17到26方面中的任一致動器，其中采用濺射在壓電元件和電極接觸的表面上形成一層電極膜。
根據(jù)本發(fā)明的第28方面，提供了一種第17到27方面中的任一致動器，其中用于向壓電元件接近固定件的一側(cè)和壓電元件接近可移動件的一側(cè)施加電壓的工具是導(dǎo)電膠。
根據(jù)本發(fā)明的第29方面，為包括一個記錄盤，一個磁頭，及一個磁頭致動器的磁盤機提供了一種磁頭定位機構(gòu)，其中該磁頭致動器包括根據(jù)第17到28方面中的任一壓電元件，以便和磁頭致動器無關(guān)地移動磁頭，其中固定件構(gòu)成磁頭致動器的磁頭臂，并且在其前端安裝有磁頭的支承彈簧的基座被固定在可移動件的一端。
根據(jù)本發(fā)明的第30方面，為包括一個記錄盤，一個磁頭，及一個磁頭致動器的磁盤機提供了一種磁頭定位機構(gòu)，其中該磁頭致動器包括根據(jù)第17或28方面中的任一的磁頭致動器，以便和磁頭致動器的運動無關(guān)地移動磁頭，其中固定件構(gòu)成磁頭致動器的存取臂，并且可移動件構(gòu)成在其前端安裝有磁頭的支承彈簧。
根據(jù)本發(fā)明的第31方面，為包括一個記錄盤，一個磁頭，及一個磁頭致動器的磁盤機提供了一種磁頭定位機構(gòu)，該磁頭定位機構(gòu)將第24或25方面的致動器用作磁頭致動器的一部分，以便和磁頭致動器的運動無關(guān)地移動磁頭，其中固定件構(gòu)成磁頭致動器的存取臂，施加電壓給驅(qū)動件的兩個電極被并列布置在固定件的前端，驅(qū)動件的極化方向相同，并且在其前端安裝有磁頭的支承彈簧的基座被固定在擴大的覆蓋部分的一端。
根據(jù)本發(fā)明的第32方面，為包括一個記錄盤，一個磁頭，及一個磁頭致動器的磁盤機提供了一種磁頭定位機構(gòu)，該磁頭定位機構(gòu)將第24或25方面的致動器用作磁頭致動器的一部分，以便和磁頭致動器的運動無關(guān)地移動磁頭，其中固定件構(gòu)成磁頭致動器的存取臂，施加電壓給驅(qū)動件的兩個電極被并列布置在固定件的前端，驅(qū)動件的極化方向相同，并且可移動件構(gòu)成在其前端安裝有所述磁頭的支承彈簧。
根據(jù)本發(fā)明的第1到第5，第9及第11方面，得到一種成本低，精度高的致動器。
根據(jù)本發(fā)明的第6到第8及第13方面，采用第1到第5方面中的任一種致動器，得到一種成本低，精度高的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)第10方面，采用本發(fā)明第9方面的致動器，得到一種成本低，精度高的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)第12方面，采用本發(fā)明第11方面的致動器，得到一種成本低，精度高的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)第14和15方面，采用本發(fā)明第13方面的致動器，得到一種成本低，精度高的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)第16方面，采用本發(fā)明第4方面的致動器，得到一種成本低，精度高的磁頭定位機構(gòu)。
根據(jù)第17方面，可平行于固定件移動可移動件，從而得到一種位移大，成本低并且精度高的平行驅(qū)動致動器。
根據(jù)第18方面，可移動件可相對于固定件旋轉(zhuǎn)，從而得到一種成本低，精度高的旋轉(zhuǎn)致動器。
根據(jù)第19方面，可增大可移動件相對于固定件的旋轉(zhuǎn)量。
根據(jù)第20方面，可移動件可相對于固定件旋轉(zhuǎn)，從而得到一種由數(shù)目較少的部分構(gòu)成的，成本低并且精度高的旋轉(zhuǎn)致動器。
根據(jù)第21方面，可增大可移動件相對于根據(jù)第20方面的致動器的固定件的旋轉(zhuǎn)量。
根據(jù)第22方面，可移動件可形成一個共用電極，從而不需要和電極之一連接。
根據(jù)第23方面，施加電壓的引線可和根據(jù)第17或19方面的致動器中多個重疊在一起的大小不同的壓電元件的露出部分連接，從而引線可容易地和中間電極連接。
根據(jù)第24方面，將第一槽口加入根據(jù)第18到21方面的任一致動器，以便使壓電元件變形更大，從而確保擴大的覆蓋部分具有較大的覆蓋距離。
根據(jù)第25方面，將第二槽口加入根據(jù)第24方面的致動器以形成折葉結(jié)構(gòu)，從而確保擴大的覆蓋部分具有更大的覆距離。
根據(jù)第26方面，得到一種結(jié)構(gòu)簡單、基本的致動器。
根據(jù)第27和28方面，改變了壓電元件和電極之間的接觸，從而壓電元件高效地張縮。
根據(jù)第29到32方面，根據(jù)第17到28方面的致動器的固定件構(gòu)成磁頭致動器的存取臂，從而提供一種成本低，生產(chǎn)效率高，構(gòu)件數(shù)目少并且精度高的磁頭定位機構(gòu)。


參考附圖，根據(jù)下面陳述的說明將更清楚地理解本發(fā)明，其中圖1A是表示采用根據(jù)本發(fā)明的單切變型壓電元件的基本結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖1B是表示在圖1A的致動器裝配后的一個運行例子的透視圖；圖2A是表示采用根據(jù)本發(fā)明第1實施例的單切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2B是表示當(dāng)施加電壓到圖2A的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖2C是表示采用根據(jù)本發(fā)明第2實施例的單切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2D是表示當(dāng)施加電壓到圖2C的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖3A是表示采用根據(jù)本發(fā)明第3實施例的單切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3B是表示當(dāng)施加電壓到圖3A的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖3C是表示采用根據(jù)本發(fā)明第4實施例的單切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3D是表示當(dāng)施加電壓到圖3C的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖4A是表示采用根據(jù)本發(fā)明第5實施例的雙切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4B是表示當(dāng)施加電壓到圖4A的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖4C是表示采用根據(jù)本發(fā)明第6實施例的雙切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4D是表示當(dāng)施加電壓到圖4C的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖5A是表示采用根據(jù)本發(fā)明第7實施例的雙切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5B是表示當(dāng)施加電壓到圖5A的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖5C是表示采用根據(jù)本發(fā)明第8實施例的雙切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5D是表示當(dāng)施加電壓到圖5C的致動器時，致動器變形方向的俯視圖；圖6A是表示當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的致動器被用在磁頭致動器的存取臂和安裝在磁盤機的存取臂上的支承彈簧之間時，根據(jù)第一應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)裝配透視圖；圖6B是表示圖6A的磁頭定位機構(gòu)的裝配狀態(tài)的透視圖；圖6C是沿圖6B中的線C-C得到的剖視圖；圖7說明了將根據(jù)本發(fā)明的致動器安裝在磁頭致動器的存取臂和安裝在磁盤機存取臂上的支承彈簧之間的安裝步驟；圖8A到8D是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第1實施例的包含本發(fā)明第1實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖9A到9D是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第2實施例的包含本發(fā)明第2實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖10A是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第3實施例的包含本發(fā)明第3實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖10B是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第4實施例的包含本發(fā)明第4實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖11A到11D是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第5實施例的包含本發(fā)明第5實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖12A到12D是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第6實施例的包含本發(fā)明第6實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖13A是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第7實施例的包含本發(fā)明第7實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖13B是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第8實施例的包含本發(fā)明第8實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖14A是表示根據(jù)本發(fā)明第9實施例的致動器的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖14B是表示根據(jù)第一應(yīng)用的第9實施例，采用圖14A的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及細(xì)微移動方向的裝配透視圖；圖15A是表示根據(jù)本發(fā)明第10實施例的致動器的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖15B是表示圖15A的致動器的裝配狀態(tài)的透視圖；圖15C是表示圖15B的致動器和一個控制器之間的連接關(guān)系的電路圖；圖16A是表示根據(jù)第二應(yīng)用的，將根據(jù)本發(fā)明的致動器用在安裝于磁頭致動器存取臂上的支承彈簧和磁盤機的磁頭滑動器之間的磁頭定位機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖16B是表示圖16A的磁頭定位機構(gòu)的裝配狀態(tài)的透視圖；圖16C是沿圖16B的線D-D得到的局部剖視圖；圖17A到17D是表示本發(fā)明第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第1實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖18A到18D是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第2實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖19A是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第3實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖19B是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第4實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖20A到20D是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第5實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；
圖21A到21D是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第6實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖22A是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第7實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖22B是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第8實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖23A是表示第二應(yīng)用中采用本發(fā)明第3實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖23B是表示圖23A的磁頭定位機構(gòu)的裝配狀態(tài)的透視圖；圖24是包括一個子致動器的普通磁頭致動器的俯視圖；圖25是圖24所示子致動器的放大圖；圖26是表示在其上安裝有另一種普通磁頭定位機構(gòu)的磁盤機的磁頭致動器的結(jié)構(gòu)的裝配透視圖；圖27是對于圖26的磁頭致動器，放大表示磁頭定位機構(gòu)的局部放大裝配透視圖；圖28和29是表示圖27的壓電元件和電源連接例子的線路結(jié)構(gòu)圖；圖30A是說明根據(jù)本發(fā)明的致動器采用的切變型壓電元件的極化方向和電壓施加方向的圖；圖30B說明了當(dāng)施加電壓給圖30A所示的壓電元件時，圖30A所示壓電元件產(chǎn)生變形的原理；圖31A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)第11實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖31B是表示裝配后，圖31A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖31C是根據(jù)本發(fā)明第11實施例的改型的，在其上下表面上形成有電極膜的壓電元件的側(cè)視圖；圖31D是根據(jù)第11實施例的另一種改型的致動器的側(cè)視圖；圖32A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第12實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；
圖32B是表示裝配后，圖32A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖33A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第13實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖33B是表示裝配后，圖33A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖34A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第14實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖34B是表示裝配后，圖34A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖34C是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第14實施例的改型的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖35A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第15實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖35B是表示裝配后，圖35A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖36A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第16實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖36B是表示裝配后，圖36A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖37A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第17實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖37B是表示裝配后，圖37A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖38A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第18實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖38B是表示裝配后，圖38A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖39A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第19實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖39B是表示裝配后，圖39A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖40A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第20實施例的采用切變型壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖40B是表示裝配后，圖40A的致動器的運轉(zhuǎn)例子的透視圖；圖41是表示和根據(jù)本發(fā)明另一實施例的致動器一起使用的隔離物的折葉結(jié)構(gòu)的俯視圖；
圖42A是單獨表示根據(jù)本發(fā)明第21實施例的致動器的切變型壓電元件結(jié)構(gòu)的透視圖；圖42B是表示采用圖42A的壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖43A是單獨表示根據(jù)本發(fā)明第22實施例的裝配狀態(tài)下的致動器的切變型壓電元件結(jié)構(gòu)的透視圖；圖43B是表示采用圖43A的壓電元件的致動器的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖44是包括根據(jù)本發(fā)明的折葉結(jié)構(gòu)的致動器的俯視圖；圖45是不具有根據(jù)本發(fā)明的折葉結(jié)構(gòu)的致動器的俯視圖；圖46A是表示根據(jù)本發(fā)明的致動器的折葉結(jié)構(gòu)的一個例子的局部俯視圖；圖46B表示了圖46A的折葉結(jié)構(gòu)的位移靈敏度和折葉中心距離之間的關(guān)系；圖47A是表示和根據(jù)本發(fā)明的致動器的電極連接的引線的一個接線結(jié)構(gòu)例的透視圖；圖47B是表示圖47A中的底板的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖48是具有采用根據(jù)本發(fā)明的致動器的磁頭定位機構(gòu)的磁頭致動器的裝配圖；圖49是表示裝配狀態(tài)下的，根據(jù)第一應(yīng)用的第11實施例的采用本發(fā)明第11實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖50A是表示裝配狀態(tài)下的，根據(jù)第一應(yīng)用的第12實施例的采用本發(fā)明第18實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖50B是表示裝配狀態(tài)下的，采用根據(jù)本發(fā)明第18實施例的改型的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)透視圖；圖51是表示裝配狀態(tài)下的，圖50A和50B的磁頭定位機構(gòu)的改型的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖52是表示裝配狀態(tài)下的，圖51的磁頭定位機構(gòu)的改型的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖53是表示第一應(yīng)用的第13實施例的采用根據(jù)本發(fā)明第21實施例的致動器的磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實施例方式
在說明最佳實施例之前，先來說明具有圖24到29所示磁頭定位機構(gòu)的普通磁頭致動器。
已建議在普通的磁盤機中，在磁頭致動器臂的前端安裝一個跟蹤磁道的第二致動器。該第二致動器能夠精細(xì)地移動臂前端的磁頭，而和磁頭致動器的運動無關(guān)。
圖24表示了JP-A-3-69072中公開的磁頭致動器，其中除了磁盤機100的主致動器110之外，還有一個安裝在臂111前端的子致動器120。該子致動器120適于采用兩個多層壓電元件123緩慢地移動磁頭114。子致動器120包括兩個多層壓電元件，每個壓電元件123由多個適于在磁頭運動平面內(nèi)沿其厚度方向移動的壓電元件組成。這樣可在和磁頭在運動平面內(nèi)的移動方向相同的方向上精細(xì)地移動磁頭。
此外，子致動器120還包括沿兩臂111的伸展方向的兩個多層壓電元件123。如圖25所示，在兩個壓電元件123之間放入一個可振動中心彈簧121。該可振動中心彈簧121由多個垂直于中心臂122縱向方向，從中心臂兩側(cè)向內(nèi)形成的狹縫124組成。狹縫124使中心臂122起彈簧的作用，并使得當(dāng)向多層壓電元件123施加預(yù)載時產(chǎn)生的張縮得到增強。多層壓電元件123和臂111由絕緣材料彼此電絕緣，并從電極末端引出引線。通過該引線將驅(qū)動電壓施加給多層壓電元件123。
這一現(xiàn)有技術(shù)的問題是多層壓電元件123制造困難，需要加工精度高的壓力彈簧機構(gòu)，需要用導(dǎo)線或接線材料將多層壓電元件123的電極引出，從而增加了子致動器120的成本。
此外，在已審查的專利申請No.2528261中公開了一種磁頭定位機構(gòu)，它包含一個位于臂前端的用于跟蹤磁道的定位致動器。如圖26所示，在兩個耦接板1的每一個上安裝一個這樣的磁頭定位機構(gòu)MT，耦接板1用來使從磁頭致動器HA的托架5伸出的存取臂2和在其前端安裝有磁頭4的支承彈簧3耦接。托架5安裝在旋轉(zhuǎn)軸6上，并通過將形成于每個耦接板1的背面的突出部16放入形成于存取臂2上的固定孔2a中，使用粘接劑或類似物將耦接板1固定安裝在存取臂2上。
在其上布置有磁頭定位機構(gòu)的每個耦接板包括一個固定區(qū)10，一個可移動區(qū)11，一個可伸展區(qū)12，一個折葉部分13和一個凹口15。如圖27所示，可伸展區(qū)12的正面和背面上都有凹槽12a。壓電元件14被固定在凹槽12a中。
關(guān)于耦接板1的中心線對稱布置的壓電元件14在相對的方向上同時變形。壓電元件14沿如圖28中的箭頭所示的厚度方向被極化。當(dāng)將耦接板1接地作為共用電極，并從電源8，8’將不同的電壓施加到兩個壓電元件14的外側(cè)表面時，從電源8得到電壓的壓電元件在和極化方向相對的方向上受到一個電場作用，并縱向伸展，另一方面，從電源8’得到電壓的壓電元件在和極化方向相同的方向上受到一個電場作用，并縱向收縮。
圖29表示了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中從電源8’將相同的電壓施加給那兩個壓電元件正面和背面的壓電元件14的外表面。這種情況下，壓電元件14也沿箭頭指示的厚度方向被極化。耦接板1被接地作為共用電極。一旦從電源8’將相同的電壓施加給兩個壓電元件14的外表面，則圖中左側(cè)的壓電元件14在和極化方向相對的方向上受到一個電場作用，從而縱向伸展，而另一方面，圖中右側(cè)的壓電元件14在和極化方向相同的方向上受到一個電場作用，從而縱向收縮。這樣，實現(xiàn)和圖28所示結(jié)構(gòu)中相同的操作。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的磁頭定位機構(gòu)要求多層壓電元件具有很高的制造精度，要求元件具有高的尺寸精度。同樣，臂的加工也要求很高的尺寸精度。此外還必須伸展和收縮剛度相當(dāng)高的耦接板，所帶來的問題是需要相當(dāng)大的力，從而不能確保適當(dāng)?shù)男谐獭?br> 在描述本發(fā)明的實施例之前，參考圖30A和30B先來說明壓電元件24(下文稱為切變型壓電元件24)的工作原理，當(dāng)在壓電元件24厚度方向兩側(cè)布置的電極之間施加一個電壓時，壓電元件24在垂直于其厚度的方向被極化，并受到剪切變形。如圖30A所示，電極22C，22B安裝在沿垂直于其厚度方向被極化的壓電元件24(沿虛線箭頭的方向被極化，下文極化方向由虛線箭頭指示)的上下表面上。假定電極22B被接地，電極22C被施加電壓V。則切變型壓電元件24通過滑動發(fā)生變形。當(dāng)施加電壓V給電極22C，而電極22B接地時，切變型壓電元件24靠近電極22C的部分從虛線表示的初始位置向左變形，而它的靠近電極22B的部分向右變形，如圖30B所示。
在壓電元件24靠近電極22B的部分被固定的情況下，壓電元件24靠近電極22C的部分沿圖30A中虛線箭頭指示的方向變形。相反，如果將電極22A接地，施加電壓V給電極22B，則壓電元件24靠近電極22A的部分沿圖30A中實箭頭指示的方向變形。下面描述的所有實施例都基于切變形壓電元件24的這一工作原理。
現(xiàn)在參考實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1A表示了根據(jù)本發(fā)明的采用切變型壓電元件24的致動器20的基本結(jié)構(gòu)。該圖表示了具有單切變壓電元件的致動器20的一個例子的分解結(jié)構(gòu)。致動器20具有這樣的結(jié)構(gòu)，兩個預(yù)定形狀的電極22、23彼此間隔一定距離被并列布置在固定端21上，預(yù)定厚度的層狀切變型壓電元件24被布置在兩個電極22、23之上。一個對電極25被布置在切變型壓電元件24的和兩個電極22、23相對的自由端的整個表面上。兩個電極22、23分別和引線型板26、27連接。
圖1B表示了圖1A的致動器20裝配后的情況。通過在引線型板26、27的前端連接一個電壓放大器28和控制器29來控制致動器20。具體地，致動器20具有通過利用放大器28和控制器29在兩電極22、23之間施加電壓而變形的切變型壓電元件24，從而使得對電極25可在同一平面內(nèi)沿著兩點線回路指示的旋轉(zhuǎn)方向移動。
致動器移動的方向取決于根據(jù)布置在固定端21上的電極22、23決定的切變型壓電元件24的極化方向，或者取決于施加給電極22、23的電壓方向。施加給電極22、23的電壓方向由控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性決定。鑒于此，下面參考圖2到5來說明致動器20的各種實施例和操作例子。
圖2A到2D表示了根據(jù)本發(fā)明第1和第2實施例的致動器的結(jié)構(gòu)例子。根據(jù)第1和第2實施例的致動器采用了單個切變型壓電元件24。
圖2A表示了根據(jù)第1實施例的致動器20A的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件在一個方向被極化。根據(jù)第1實施例的致動器20A具有一個位于布置在固定端21的電極22、23上的切變型壓電元件24。切變型壓電元件24的極化方向和兩個電極并列布置的方向平行。
圖2B表示了當(dāng)在圖2A所示的第1實施例的致動器20A的兩個電極22、23之間施加一個電壓時，致動器20A變形的方向。假定在兩個電極22、23之間施加一個電壓。例如當(dāng)向電極23施加正電壓，向電極22施加負(fù)電壓時，這種情況可看成是將極化方向不同的兩個切變型壓電元件24電串連，從而使得布置在兩個電極22、23之上的切變型壓電元件24的部分在相對方向上被剪切。這種情況下，對電極25沿著兩點線回路指示的方向，繞著切變型壓電元件24的中心部分旋轉(zhuǎn)。在施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)的情況下，對電極25沿著和圖2B所示的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
圖2C表示了根據(jù)第2實施例的致動器20B的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24具有兩個極化方向。根據(jù)第2實施例的致動器20B也具有一個位于布置在固定端21的電極22、23上的切變型壓電元件24。切變型壓電元件24的兩個部分的極化方向彼此相反，并都平行于兩個電極22、23并列布置的方向。對電極25布置在切變型壓電元件24上。
圖2D表示了當(dāng)在致動器20B的兩個電極22、23之間施加一個電壓時，根據(jù)圖2C所示的第2實施例的致動器20B變形的方向。假定在兩個電極22、23之間施加一個電壓。例如，假定將一個正電壓施加給電極23，將一個負(fù)電壓施加給電極22。這種情況可看成是將極化方向相同的兩個切變型壓電元件24電串連，從而使得布置在兩個電極22、23之上的切變型壓電元件24的兩個部分在相同方向上被剪切。這種情況下，對電極25沿著和兩點線回路指示的方向平行的方向移動。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，對電極25沿著和圖2D所示的方向相反的方向平行移動。
圖3A到3D分別表示了根據(jù)本發(fā)明第3和第4實施例的致動器的結(jié)構(gòu)例子。根據(jù)第3和第4實施例的致動器也采用了單個切變型壓電元件24。在切變型壓電元件24的中心部分形成一個和電極并列布置方向平行的隔離槽241。切變型壓電元件24的兩個部分的極化方向在隔離槽241的兩側(cè)各不相同。
圖3A表示了根據(jù)第3實施例的致動器20C的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24具有兩個極化方向。在根據(jù)第3實施例的致動器20C中，切變型壓電元件24位于布置在固定端21的電極22、23上，切變型壓電元件24的兩個部分的極化方向在隔離槽241的兩側(cè)彼此相背。在包括隔離槽241的切變型壓電元件24的整個表面上形成一個對電極25。
圖3B表示了當(dāng)在電極22、23之間施加一個電壓時，根據(jù)圖3A的第3實施例的致動器20C變形的方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加一個電壓時，這種情況可看成是將切變型壓電元件24的極化方向相同的兩個部分電串連，從而使得布置在兩個電極22、23之上的切變型壓電元件24的兩個部分在相同方向上被剪切。這種情況下，對電極25沿著和兩點線回路指示的方向平行的方向移動。如果施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)，則對電極25沿著和圖3B所示的方向相反的方向平行移動。
圖3C表示了根據(jù)第4實施例的致動器20D的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24具有兩個極化方向。在根據(jù)第4實施例的致動器20D中，切變型壓電元件24位于布置在固定端21的電極22、23上，切變型壓電元件24的兩個部分的極化方向在隔離槽241的兩側(cè)彼此相對。對電極25位于包括隔離槽241的切變型壓電元件24的整個表面上。
圖3D表示了當(dāng)在根據(jù)圖3C的第4實施例的致動器20D的電極22、23之間施加一個電壓時，致動器20D變形的方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加一個電壓時，這種情況可看成是將切變型壓電元件24的極化方向相同的兩個部分電串連。其結(jié)果和根據(jù)第3實施例的致動器20C相似，對電極25沿著和兩點線回路指示的方向平行的方向移動。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，則對電極25沿著和圖3D所示的方向相反的方向平行移動。
圖4A到4D表示了根據(jù)本發(fā)明第5和第6實施例的致動器的結(jié)構(gòu)例子。根據(jù)第5和第6實施例的致動器都采用了兩個切變型壓電元件24A、24B。
圖4A表示了根據(jù)第5實施例的致動器20E的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24A、24B的極化方向相同。根據(jù)第5實施例的致動器20E具有分別位于固定端21的電極22、23上，并且極化方向和電極22、23的縱向方向相同的切變型壓電元件24A、24B。對電極25位于切變型壓電元件24A、24B之上。
圖4B表示了當(dāng)在致動器20E的電極22、23之間施加一個電壓時，根據(jù)本發(fā)明第5實施例的致動器20E的變形方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加一個電壓時，例如，當(dāng)將一個正電壓、一個負(fù)電壓分別施加給電極23、22時，則極化方向不同的切變型壓電元件24A、24B被電串聯(lián)，于是兩個電極22、23上的切變型壓電元件24A、24B在相對的方向上被剪切。這樣，兩個電極22、23的對電極25沿兩點線回路指示的方向繞著切變型壓電元件24A、24B的中心部分旋轉(zhuǎn)。如果施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)，則對電極25沿著和圖4B所示的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
圖4C表示了根據(jù)第6實施例的致動器20F的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24A、24B的極化方向彼此相反。在根據(jù)第6實施例的致動器20F中，切變型壓電元件24A、24B分別位于固定端21的電極22、23上，并且極化方向和電極22、23的縱向方向相同。對電極25位于切變型壓電元件24A、24B之上。
圖4D表示了當(dāng)在致動器20F的電極22、23之間施加電壓時，根據(jù)圖4C的第6實施例的致動器20F的變形方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加一個電壓時，或者例如當(dāng)將一個正電壓、一個負(fù)電壓分別施加給電極23、22時，具有相同極化方向的切變型壓電元件24A、24B被電串聯(lián)，于是置于兩個電極22、23上的切變型壓電元件24A、24B在相同的方向上被剪切。這樣，對電極25沿著平行于兩點線回路指示的方向移動。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，則對電極25沿著和圖4D所示的方向相反的方向平行移動。
圖5A到5D表示了根據(jù)本發(fā)明第7和第8實施例的致動器。根據(jù)第7和第8實施例的致動器也采用了切變形壓電元件24A、24B。但是切變型壓電元件24A、24B的極化方向和根據(jù)第5和第6實施例的致動器中的切變型壓電元件24A、24B的極化方向不同。
圖5A表示了根據(jù)第7實施例的致動器20G的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24A、24B具有兩個極化方向。在根據(jù)第7實施例的致動器20G中，切變型壓電元件24A、24B位于布置在固定端21上的電極22、23上，切變型壓電元件24A、24B的極化方向沿垂直于電極22、23的方向彼此相背。對電極25位于切變型壓電元件24A、24B的整個表面上。
圖5B表示了當(dāng)在致動器20G的電極22、23之間施加電壓時，根據(jù)圖5A的第7實施例的致動器20G的變形方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加電壓時，極化方向相同的切變型壓電元件24A、24B被電串聯(lián)。這樣，布置在電極22、23上的切變型壓電元件24A、24B在相同方向被剪切。這樣，對電極25沿著和兩點線回路指示的方向平行的方向移動。當(dāng)施加給電極22、23的電壓極性被反轉(zhuǎn)時，對電極25則沿著和圖5B中所示方向平行移動。
圖5C表示了根據(jù)第8實施例的致動器20H的結(jié)構(gòu)，其中切變型壓電元件24具有兩個極化方向。在根據(jù)第8實施例的致動器20H中，切變型壓電元件24A、24B位于固定端21的電極22、23上，切變型壓電元件24A、24B具有兩個極化方向，并且極化方向沿垂直于電極22、23的方向彼此相對。對電極25位于切變型壓電元件24A、24B的整個表面上。
圖5D表示了當(dāng)在致動器20H的電極22、23之間施加一個電壓時，根據(jù)圖5C的第8實施例的致動器20H的變形方向。當(dāng)在兩個電極22、23之間施加一個電壓時，具有相同極化方向的切變型壓電元件24A、24B被電串聯(lián)。和根據(jù)第7實施例的致動器20G的情況相似，對電極25沿著和兩點線回路指示的方向平行的方向移動。當(dāng)施加給電極22、23的電壓極性被反轉(zhuǎn)時，對電極25則沿著和圖5D中所示方向相反的方向平行移動。
上面描述的根據(jù)本發(fā)明的第1到第8實施例的致動器結(jié)構(gòu)簡單。正如參考圖1B說明的一樣，當(dāng)通過在固定端21形成的引線型板26、27將一個電壓施加給電極22、23時，對電極25可根據(jù)位于兩個電極22、23之上的單個切變型壓電元件24或兩個切變型壓電元件24A、24B的極化方向旋轉(zhuǎn)或平行移動。
將根據(jù)本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的任意一個致動器裝入一個磁頭致動器中，該磁頭致動器具有一個布置在其前端，用來從記錄磁盤的信息記錄面讀取或向該記錄面寫入數(shù)據(jù)的磁頭。這樣就可精確地移動磁頭，而和磁頭致動器的運動無關(guān)。下面來說明這種磁頭定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
圖6A表示了根據(jù)第一應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)30的基本結(jié)構(gòu)，其中致動器20位于磁盤機的磁頭致動器的存取臂2和安裝在存取臂2上的一個支承彈簧3之間。圖6B表示了圖6A的磁頭定位機構(gòu)裝配后的情況。
磁頭定位機構(gòu)30包括安裝在固定端上的兩個電極22、23，固定端構(gòu)成磁頭致動器存取臂2的前端。支承彈簧3的前端有一個磁頭4，支承彈簧3的基座通過單切變型壓電元件24安裝在電極22、23之上。在存取臂2的每一側(cè)安裝一個支承彈簧3，如圖6B所示。這樣，對于每個存取臂2，在磁頭定位機構(gòu)上安裝兩個支承彈簧3。另外，在存取臂2上形成致動器20的引線型板26、27。
圖6C是表示圖6B所示磁頭定位機構(gòu)30的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的剖視圖。它只表示了磁頭定位機構(gòu)30的上半部。存取臂2上是一層絕緣層31，電極22、23位于絕緣層31之上。切變型壓電元件24位于電極22、23之上，切變型壓電元件24之上是對電極25。支承彈簧3的基座通過絕緣層32安裝在對電極25之上。
圖7說明了在磁頭致動器的存取臂2和安裝在磁盤機的存取臂2之上的支承彈簧3之間安裝致動器20的各個步驟。在存取臂2上安裝致動器20時，在位于存取臂2上的電極22、23上涂覆焊藥33，通過加熱將載著支承彈簧3基座的切變型壓電元件24安裝在焊藥33上。
根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)30被這樣安裝在磁頭致動器的存取臂2和支承彈簧3之間，使得可精細(xì)地移動位于支承彈簧3前端的磁頭4，并且移動和磁頭致動器的運動無關(guān)。磁頭4被精細(xì)移動的方向根據(jù)磁頭定位機構(gòu)30選用前述第1到第8實施例的致動器的不同而不同。參考圖8到13，下面來說明根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)30的各種實施例及操作例子。
圖8A到8D表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第1實施例的磁頭定位機構(gòu)30A的各種結(jié)構(gòu)例子。對磁頭定位機構(gòu)30A來說，根據(jù)本發(fā)明第1實施例的致動器20A被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖8A所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的極化方向指向存取臂2的前端。這種情況下，一旦施加電壓給電極22、23，則支承彈簧3將被旋轉(zhuǎn)。圖8B所示的結(jié)構(gòu)和圖8A的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24的極化方向指向存取臂2的基座。這種情況下，當(dāng)施加電壓給電極22、23時，支承彈簧3也將被旋轉(zhuǎn)。但是旋轉(zhuǎn)方向和圖8A所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
對圖8C的結(jié)構(gòu)來說，電極22、23被并列、并垂直于存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的極化方向指向電極22、23的前端。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，支承彈簧3也將被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。圖8D所示的結(jié)構(gòu)和圖8C的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24的極化方向指向電極22、23的基座。這種情況下，當(dāng)施加電壓給電極22、23時，支承彈簧3也將被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖8C所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
圖8A到8D說明的致動器20A的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)沿特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖8A到8D所示的致動器20A的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖9A到9D表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第2實施例的磁頭定位機構(gòu)30B的各種結(jié)構(gòu)例子。磁頭定位機構(gòu)30B將根據(jù)本發(fā)明第2實施例的致動器20B用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
對圖9A所示結(jié)構(gòu)來說，電極22、23并列地、沿存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的一部分的極化方向指向存取臂2的前端，而切變型壓電元件24的另一部分的極化方向指向存取臂2的基座。這種情況下，施加電壓給電極22、23將沿存取臂2的縱向方向平行移動支承彈簧3。圖9B所示結(jié)構(gòu)和圖9A的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24兩個部分的極化方向和圖9A所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)部分的極化方向相反。這種情況下，施加電壓給電極22、23也將平行地移動支承彈簧3，但是移動方向和圖9A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
在圖9C所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、垂直于存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的一部分的極化方向指向存取臂2的左端，而切變型壓電元件24另一部分的極化方向指向存取臂2的右端。這種情況下，施加電壓給電極22、23，將沿著垂直于存取臂2的縱向方向的方向平行移動支承彈簧3。圖9D所示結(jié)構(gòu)和圖9C的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24兩個部分的極化方向和圖9C所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)部分的極化方向相反。這種情況下，也將沿著垂直于存取臂2的縱向方向的方向平行移動支承彈簧3，但是移動方向和圖9C所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
圖9A到9D說明的致動器20B的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)沿特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖9A到9D所示致動器20B的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖10A表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第3實施例的磁頭定位機構(gòu)30C的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)30C中，根據(jù)本發(fā)明第3實施例的致動器20C被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖10A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，并且切變型壓電元件24位于隔離槽241兩側(cè)的兩部分的極化方向彼此相背。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于存取臂2縱向方向的方向平行移動支承彈簧3。
同樣在磁頭定位機構(gòu)30C中，電極22、23也可并列地，并垂直于存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的兩部分的極化方向沿著存取臂2的縱向方向。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著存取臂2的縱向方向平行移動支承彈簧3。
圖10B表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第4實施例的磁頭定位機構(gòu)30D的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)30D中，根據(jù)本發(fā)明第4實施例的致動器20D被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖10B所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，并且切變型壓電元件24位于隔離槽241兩側(cè)的兩部分的極化方向彼此相反。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于存取臂2縱向方向的方向平行移動支承彈簧3，但是移動方向和圖10A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
同樣在磁頭定位機構(gòu)30D中，電極22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24的兩部分的極化方向沿著存取臂2的縱向方向。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著存取臂2的縱向方向平行移動支承彈簧3。
圖11A到11D表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第5實施例的磁頭定位機構(gòu)30E的各種結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)30E中，根據(jù)本發(fā)明第5實施例的致動器20E被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖11A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24A、24B位于電極22、23的上面。切變型壓電元件24A、24B的極化方向都指向存取臂2的前端。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支承彈簧3。圖11B所示結(jié)構(gòu)和圖11A的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向都指向存取臂2的基座。這種情況下，施加電壓給電極22、23也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支承彈簧3，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖11A所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
在圖11C所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、并垂直于存取臂2的縱向方向被布置在存取臂2的前端。切變型壓電元件24A、24B的極化方向分別指向電極22、23的前端。這種情況下，施加電壓給電極22、23，也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支承彈簧3。圖11D所示結(jié)構(gòu)和圖11C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向都指向電極22、23的基座。這種情況下，施加電壓給電極22、23，也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支承彈簧3，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖11C所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
圖12A到12D表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第6實施例的磁頭定位機構(gòu)30F的各種結(jié)構(gòu)例子。磁頭定位機構(gòu)30F將根據(jù)本發(fā)明第6實施例的致動器20F用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
對圖12A所示的結(jié)構(gòu)來說，電極22、23被并列地、沿著存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24A、24B中的一個的極化方向指向存取臂2的前端，而另一個切變型壓電元件的極化方向指向存取臂2的基座。這種情況下，施加電壓給電極22、23，將沿著存取臂2的縱向方向平行地移動支承彈簧3。圖12B所示結(jié)構(gòu)和圖12A所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向和圖12A所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)切變型壓電元件的極化方向相反。這種情況下，在電極22、23之間施加電壓也將平行地移動支承彈簧3，但是移動方向和圖12A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
在圖12C所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23被并列地、并垂直于存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24A、24B中的一個的極化方向指向存取臂2的左端，而另一個切變型壓電元件的極化方向指向存取臂2的右端。這種情況下，在電極22、23之間施加一個電壓，也將沿著垂直于存取臂2的縱向方向的方向平行移動支承彈簧3。圖12D所示結(jié)構(gòu)和圖12C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向和圖12C所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)切變型壓電元件的極化方向相反。這種情況下，支承彈簧3也將沿著垂直于存取臂2的縱向方向的方向被平行移動，但是移動方向和圖12C所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
圖13A表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第7實施例的磁頭定位機構(gòu)30G的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)30G中，根據(jù)本發(fā)明第7實施例的致動器20G被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖13A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23被并列地、沿著存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，并且切變型壓電元件24A、24B的極化方向垂直于存取臂2的縱向方向，并且彼此相背。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于存取臂2縱向方向的方向平行移動支承彈簧3。
同樣在磁頭定位機構(gòu)30G中，電極22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24A、24B的極化方向沿著存取臂2的縱向方向。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著存取臂2的縱向方向平行移動支承彈簧3。
圖13B表示了根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第8實施例的磁頭定位機構(gòu)30H的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)30H中，根據(jù)本發(fā)明第8實施例的致動器20H被用在磁頭致動器的存取臂2的前端和支承彈簧3之間。
在圖13B所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23被并列地、沿著存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，并且切變型壓電元件24A、24B的極化方向垂直于存取臂2的縱向方向，并且彼此相對。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于存取臂2★縱向方向的方向平行移動支承彈簧3，但是移動方向和圖13A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
同樣在磁頭定位機構(gòu)30H中，電極22、23也可被并列地，并垂直于存取臂2的縱向方向布置在存取臂2的前端，切變型壓電元件24A、24B的極化方向沿著存取臂2的縱向方向。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將沿著存取臂2的縱向方向平行移動支承彈簧3。
圖14A表示了根據(jù)本發(fā)明第9實施例的致動器的結(jié)構(gòu)，該圖是根據(jù)第9實施例的致動器20J的結(jié)構(gòu)分解圖。致動器20J包括一個形成于固定端21上的具有預(yù)定深度的圓孔19。兩個電極22A、23A被布置在圓孔19的內(nèi)圓周面上，使得內(nèi)圓周面被分隔成對稱的兩部分。兩個厚度預(yù)定的半圓狀切變型壓電元件24C、24D位于電極22A、23A的內(nèi)圓周面上。兩個半圓狀切變型壓電元件24C、24D的極化方向和關(guān)于分界線對稱的圓周方向一致。另外，對電極25A被裝配在兩個半圓狀切變型壓電元件24C、24D的內(nèi)圓周面上。一個旋轉(zhuǎn)軸18被固定到對電極25A的內(nèi)圓周面上，從而構(gòu)成根據(jù)第9實施例的致動器20J。
引線型板26A、27A和圓孔19的兩個對邊連接。放大器28和控制器29和引線型板27A的前端連接。在致動器20J中，從控制器29輸出的極性預(yù)定的驅(qū)動信號由放大器28放大，在兩個電極22A、23A之間施加一個電壓。這樣，切變型壓電元件24C、24D被變形，從而旋轉(zhuǎn)對電極25A。于是固定在對電極25A上的旋轉(zhuǎn)軸18被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。控制器29可輸出極性為正和極性為負(fù)的驅(qū)動信號。通過改變驅(qū)動信號的極性，可控制旋轉(zhuǎn)軸18的旋轉(zhuǎn)量和旋轉(zhuǎn)方向。
在圖14A中，引線型板26A被接地。但是，也可將引線型板26A和另一個電壓放大器連接，從而差速驅(qū)動切變型壓電元件24C、24D。
圖14B表示了在磁頭致動器的存取臂2和磁盤機的支承彈簧3之間安裝圖14A的致動器20J，從而構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第9實施例的磁頭定位機構(gòu)30J的方法。在磁頭致動器的存取臂2的前端形成構(gòu)成致動器20J固定端一部分的圓孔19。兩個電極22A、23A，切變型壓電元件24C、24D和對電極25A被包容在這個圓孔19中。一個從支承彈簧3的基座伸出的凸出部被緊固到25A上，從而形成磁頭定位機構(gòu)30J。
圖15A表示了根據(jù)本發(fā)明第10實施例的致動器20K的結(jié)構(gòu)。固定端21A為平板狀，并且在其前端具有一個凹槽21B。在凹槽21B的兩個相對面上各布置一個電極。當(dāng)固定端21A由導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成時，就不需要這兩個電極。中間夾有可移動板17的兩個切變型壓電元件24被安裝到這兩個電極之間。當(dāng)可移動板17由金屬材料構(gòu)成時，則在切變型壓電元件24的更接近可移動板17的端面上不需要電極。
圖15B表示了致動器20K裝配后的情況。圖15C是表示圖15B的致動器20K和電壓放大器28之間的連接情況的線路結(jié)構(gòu)圖。致動器20K的電壓放大器28和控制器29被接入到可移動板17和固定端21A之間。通過控制電壓之間的電壓幅度及施加電壓的方向，可按照圖15B所示的方式振動可移動板17。
圖15C中，固定端21A被接地。但是也可將固定端21A和另一個電壓放大器連接，從而差速驅(qū)動兩個切變型壓電元件24。
順便說明，在假定固定端21A構(gòu)成磁頭致動器的存取臂2，可移動板17構(gòu)成磁頭致動器的支承彈簧3的情況下，致動器20J可被直接用于根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用中的第10實施例的磁頭定位機構(gòu)30K。
上述的根據(jù)第一應(yīng)用中的第1到第10實施例的磁頭定位機構(gòu)30A到30K采用了根據(jù)第1到第10實施例的致動器20A到20K，這些磁頭定位機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高。這樣在具有高的移動精度的情況下，提高了制造和裝配效率。
圖16A表示了第二應(yīng)用中的磁頭定位機構(gòu)40的基本結(jié)構(gòu)，其中致動器20被用在安裝于磁頭致動器存取臂2上的支承彈簧3和安裝在磁盤機的支承彈簧3前端的磁頭4(實際上，是具有感應(yīng)磁頭或MR磁頭的磁頭滑動器4A)之間。圖16B表示了圖16A所示磁頭定位機構(gòu)40裝配后的情況。
在磁頭定位機構(gòu)40中，致動器20的兩個電極22、23被布置在由磁頭致動器支承彈簧3前端的島狀部分3A構(gòu)成的固定端上。該島狀部分3A通過兩個橋路3B和支承彈簧3的前端連接。在島狀部分3A周圍形成孔洞3B、3C。除了電極22、23之外，島狀部分還有四個用來和磁頭4電連接的墊片3D。另外在支承彈簧3上布置有和兩個電極22、23連接的引線型板26、27及和四個墊片3D連接的引線型板41到44。引線型板26、27通過橋路3B之一和兩個電極22、23連接，而引線型板41到44通過另一個橋路3B和四個墊片3D連接。這種情況下，在其前端帶有磁頭4的磁頭滑動器4A通過兩個切變型壓電元件24A、24B被安裝在電極22、23之上。盡管圖16A和16B中未表示，四個墊片3D和磁頭4(4B)也可用柔性引線之類的柔性連接件連接。
如圖16B所示，在存取臂2的兩側(cè)各安裝一個支承彈簧3，從而為每個存取臂2提供了兩個根據(jù)第二應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)40。
圖16C是沿圖16B中的線D-D得到的剖視圖，它表示了磁頭定位機構(gòu)40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在支承彈簧3上形成一層絕緣層31，電極22、23被布置在絕緣層31之上。切變型壓電元件24A、24B分別位于電極22、23的上面。對電極25被布置在切變型壓電元件24A、24B的上面。磁頭滑動器4A通過絕緣層32被安裝在對電極25之上。
這樣，介于磁頭致動器的支承彈簧3和磁頭滑動器4A之間的磁頭定位機構(gòu)可以精細(xì)地移動磁頭滑動器4A前端的磁頭4，而和磁頭致動器的運動無關(guān)。順便說明，磁頭4被精細(xì)地移動的方向根據(jù)磁頭定位機構(gòu)40選用第1到第8實施例的致動器20的不同而不同。鑒于此，參考圖17A到22B，下面來說明根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用的磁頭定位機構(gòu)40的各種實施例及操作例子。
圖17A到17D表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第1實施例的磁頭定位機構(gòu)40A的各種結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)40A中，根據(jù)本發(fā)明第1實施例的致動器20A被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖17A所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24的極化方向指向存取臂2的前端。這種情況下，施加電壓給電極22、23，則將旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動磁頭滑動器4A。圖17B所示結(jié)構(gòu)和圖17A所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24的極化方向指向支承彈簧3的基座。這種情況下，施加電壓給電極22、23時，也將旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動磁頭滑動器4A，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖17A所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
對圖17C所示結(jié)構(gòu)來說，電極22、23并列地、并垂直于支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24的極化方向指向電極22、23的前端。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，磁頭滑動器4A也將被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。圖17D所示結(jié)構(gòu)和圖17C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24的極化方向指向電極22、23的基座。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，磁頭滑動器4A也將被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖17C所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
圖17A到17D說明的致動器20A的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖17A到17D所示的致動器20A的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖18A到18D表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第2實施例的磁頭定位機構(gòu)40B的各種結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)40B中，根據(jù)本發(fā)明第2實施例的致動器20B被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖18A所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24的一部分的極化方向指向支承彈簧3的前端，而切變型壓電元件24的另一部分的極化方向指向支承彈簧3的基座。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著出支承彈簧3的縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。圖18B所示結(jié)構(gòu)和圖18A所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24兩個部分的極化方向和圖18A所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)部分的極化方向相反。這種情況下，施加電壓給電極22、23，也將平行地移動磁頭滑動器4A，但是移動方向和圖18A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
在圖18C所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、并垂直于支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24的一部分的極化方向指向島狀部分3A的左端，而切變型壓電元件24另一部分的極化方向則指向島狀部分3A的右端。這種情況下，施加電壓給電極22、23，也將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行地移動磁頭滑動器4A。圖18D所示結(jié)構(gòu)和圖18C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24兩個部分的極化方向和圖18C所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)部分的極化方向相反。這種情況下，施加電壓給電極22、23，也將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行地移動磁頭滑動器4A，但是移動方向和圖18C所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
圖18A到18D說明的致動器20B的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖18A到18D所示致動器20B的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖19A表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第3實施例的磁頭定位機構(gòu)40C的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)40C中，根據(jù)本發(fā)明第3實施例的致動器20C被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖19A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，并且切變型壓電元件24位于隔離槽241兩側(cè)的兩部分的極化方向彼此相背。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行地移動磁頭滑動器4A。
同樣在磁頭定位機構(gòu)40C中，電極22、23也可并列地，并垂直于支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24的兩部分的極化方向沿著支承彈簧3的縱向方向。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，則將沿著支承彈簧的縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。
圖19B表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第4實施例的磁頭定位機構(gòu)40D的一個結(jié)構(gòu)例子。在磁頭定位機構(gòu)40D中，根據(jù)本發(fā)明第4實施例的致動器20D被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖19B所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24位于隔離槽241兩側(cè)的兩部分的極化方向彼此相反。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，則將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行移動磁頭滑動器4A，但是移動方向和圖19A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
同樣在磁頭定位機構(gòu)40D中，電極22、23也可并列地，并垂直于存取臂2縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24的兩部分的極化方向沿著支承彈簧3的縱向方向。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，則將沿著支承彈簧3的縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。
圖19A和19B說明的致動器20C和20D的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖19A和19B所示致動器20C和20D的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖20A到20D表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第5實施例的磁頭定位機構(gòu)40E的各種結(jié)構(gòu)例。在磁頭定位機構(gòu)40E中，根據(jù)本發(fā)明第5實施例的致動器20E被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖20A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著存取臂2的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24A、24B位于電極22、23上。切變型壓電元件24A、24B的極化方向都指向支承彈簧3的前端。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，則將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁頭滑動器4A。圖20B所示結(jié)構(gòu)和圖20A所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向都指向支承彈簧3的基座。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁頭滑動器4A，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖20A所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
在圖20C所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、并垂直于支承彈簧3的縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24A、24B的極化方向分別指向電極22、23的前端。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁頭滑動器4A。圖20D所示結(jié)構(gòu)和圖20C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向都分別指向電極22、23的基座。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，也將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁頭滑動器4A，但是旋轉(zhuǎn)方向和圖20C所示結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)方向相反。
圖20A到20D說明的致動器20E的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖20A到20D所示致動器20E的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖21A到21D表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第6實施例的磁頭定位機構(gòu)40F的各種結(jié)構(gòu)例子。磁頭定位機構(gòu)40F將根據(jù)本發(fā)明第6實施例的致動器20F用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
對圖21A所示的結(jié)構(gòu)來說，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24A、24B中的一個的極化方向指向支承彈簧3的前端，而另一個切變型壓電元件的極化方向則指向支承彈簧3的基座。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著支承彈簧3縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。圖21B所示結(jié)構(gòu)和圖21A所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向和圖21A所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)切變型壓電元件的極化方向相反。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，也將平行移動磁頭滑動器A4，但是移動方向和圖21A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
在圖21C所示的結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、并垂直于支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，切變型壓電元件24A、24B中的一個的極化方向指向島狀部分3A的左端，而另一個切變型壓電元件的極化方向指向島狀部分3A的右端。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，也將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行移動磁頭滑動器4A。圖21D所示結(jié)構(gòu)和圖21C所示結(jié)構(gòu)的唯一區(qū)別在于切變型壓電元件24A、24B的極化方向和圖21C所示結(jié)構(gòu)中對應(yīng)切變型壓電元件的極化方向相反。這種情況下，磁頭滑動器4A也將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向被平行移動，但是移動方向和圖21C所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
圖21A到21D說明的致動器20F的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖21A到21D所示致動器20F的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖22A表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第7實施例的磁頭定位機構(gòu)40G的一個結(jié)構(gòu)例。在磁頭定位機構(gòu)40G中，根據(jù)本發(fā)明第7實施例的致動器20G被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖22A所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24A、24B的極化方向垂直于支承彈簧3的縱向方向，并且彼此相背。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行移動磁頭滑動器4A。
同樣在磁頭定位機構(gòu)40G中，電極22、23也可并列地，并垂直于支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A上，使得切變型壓電元件24A、24B的極化方向沿著支承彈簧3的縱向方向。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著支承彈簧3的縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。
圖22B表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第8實施例的磁頭定位機構(gòu)40H的一個結(jié)構(gòu)例。在磁頭定位機構(gòu)40H中，根據(jù)本發(fā)明第8實施例的致動器20H被用在磁頭致動器的支承彈簧3的前端和磁頭滑動器4A之間。
在圖22B所示結(jié)構(gòu)中，電極22、23并列地、沿著支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A中，使得切變型壓電元件24A、24B的極化方向垂直于支承彈簧3的縱向方向，并且彼此相對。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著垂直于支承彈簧3縱向方向的方向平行移動磁頭滑動器4A，但是移動方向和圖22A所示結(jié)構(gòu)中的移動方向相反。
同樣在磁頭定位機構(gòu)40H中，電極22、23也可并列地，并垂直于支承彈簧3縱向方向被布置在支承彈簧3前端的島狀部分3A中，使得切變型壓電元件24A、24B的極化方向沿著支承彈簧3的縱向方向。這種情況下，通過施加電壓給電極22、23，將沿著支承彈簧3的縱向方向平行移動磁頭滑動器4A。
在上述的根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第1到第8實施例的磁頭定位機構(gòu)40A到40H中，只有磁頭滑動器4A由根據(jù)第1到第8實施例的致動器20A到20H驅(qū)動，大部分可移動部分可改善致動器的共振點。
圖22A和22B說明的致動器20G和20H的驅(qū)動方向是當(dāng)從電壓放大電路(圖中未表示)以特定方向?qū)㈦妷菏┘咏o電極22、23時的驅(qū)動方向的例子。當(dāng)施加給電極22、23的電壓的極性被反轉(zhuǎn)時，圖22A和22B所示致動器20G和20H的驅(qū)動方向?qū)⒈环崔D(zhuǎn)。
圖23A表示了根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第9實施例的磁頭定位機構(gòu)40J的一個結(jié)構(gòu)例。在磁頭定位機構(gòu)40中，根據(jù)本發(fā)明第3實施例的致動器20H被用在磁頭滑動器4A的前端和磁頭板4B之間。
在圖23A所示結(jié)構(gòu)中，在安裝磁頭板4B之前，先將電極22、23并列地布置在磁頭滑動器4A的端面上，磁頭滑動器4A安裝在支承彈簧3前端的島狀部分3A中。磁頭板4B安裝在電極22、23之上，磁頭板4B和電極22、23之間插入切變型壓電元件24。一個對電極被布置在磁頭板4B和切變型壓電元件24鄰接的整個表面上，但是圖中未表示出。這種情況下，切變型壓電元件24的兩個部分的極化方向垂直于支承彈簧3的縱向方向，并彼此相背。
圖23B表示了根據(jù)第二應(yīng)用中的第9實施例的，裝配后的磁頭定位機構(gòu)40J的結(jié)構(gòu)。
在磁頭定位機構(gòu)40J中，通過施加電壓給電極22、23，將沿著如箭頭指示的，垂直于磁頭滑動器4A縱向方向的方向平行移動磁頭板4B。
上述的根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用中的第1到第9實施例的磁頭定位機構(gòu)40A到40J分別采用了結(jié)構(gòu)簡單，控制精度高的致動器20A到20J，因此可以以高的裝配效率容易地制造磁頭定位機構(gòu)40A到40J。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明提供了一種元件尺寸精度要求不高，并且采用能夠高精度定位的切變型壓電元件的致動器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過采用一種能夠高精度定位，對尺寸精度沒有什么要求的致動器，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，制造和裝配效率高，定位精度高的磁頭定位機構(gòu)。
圖31A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第11實施例的采用切變型壓電元件的致動器51的結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖31A所示，根據(jù)第1實施例的致動器51包括一個構(gòu)成基座的固定件21C，一個布置在固定件21C之上的驅(qū)動件80，及一個布置在驅(qū)動件80之上的可移動件90。在本實施例中，固定件21C由導(dǎo)電金屬材料制成。驅(qū)動件80由兩個切變型壓電元件24和介于這兩個切變型壓電元件24之間的導(dǎo)電層34構(gòu)成。構(gòu)成驅(qū)動件80的兩個壓電元件24的極化方向在虛線指示方向上，即在垂直于壓電元件厚度的方向上彼此相對。布置在驅(qū)動件80上的可移動件90也由導(dǎo)電金屬材料制成。
雖然本實施例中驅(qū)動件80由重疊在一起的兩個壓電元件24構(gòu)成，但是也可重疊堆放更多的壓電元件24。這種情況下，間隔的壓電元件的極化方向相同，在每對相鄰的壓電元件24之間插入一層導(dǎo)電層34。
在圖31A所示實施例中，用于向壓電元件24施加電壓的電極由導(dǎo)電金屬材料制成的固定件21C、導(dǎo)電層34以及導(dǎo)電金屬材料制成的可移動件90構(gòu)成。但是，如圖31C所示，在壓電元件24的上下表面可形成一個用來將電壓從電極均勻地施加壓電元件24的電極膜38。電極膜38，例如由厚度約為0.2μm的一層鉻層38A和一層鉑層38B構(gòu)成。可采用濺射形成電極膜38。
此外，作為圖31A所示實施例的改型，導(dǎo)電層34可以是一層導(dǎo)電膠。這樣，在壓電元件24的上下表面不需要形成電極膜38。另外，導(dǎo)電膠可用在壓電元件24和固定件21C之間，及壓電元件24和可移動件90之間起連接作用。這種改變的優(yōu)點是省略了形成電極膜38的步驟。
此外，作為圖31A所示實施例的另一種改型，單個壓電元件24可被用作驅(qū)動件80，如圖31D所示。
圖31B表示了圖31A的致動器51的裝配狀態(tài)。在本實施例中，固定件21C和可移動件90通過放大器28和控制器29連接。驅(qū)動件80的導(dǎo)電層34和控制器29被接地。從控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號，并由放大器28放大，以便沿著兩個壓電元件24的厚度方向施加預(yù)定電壓，其結(jié)果是根據(jù)第11實施例的致動器51在兩點線回路方向上被變形。施加給致動器51的電壓值越高，在組成致動器51的驅(qū)動件80中重疊的壓電元件24越多，則致動器51的變形量越大。
圖31B中，控制器29輸出正極性和負(fù)極性的兩個驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器20輸出的驅(qū)動信號的極性和上述驅(qū)動信號的極性相反時，致動器51的變形方向和所示方向相反。如上所述，在根據(jù)第11實施例的致動器51中，在使致動器51接近固定件21C的部分固定的同時，將其操作要被控制的元件安裝在致動器52接近可移動件90的部分之上。恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和幅度或者放大器28的放大系數(shù)，以控制施加給驅(qū)動件80的壓電元件24的電壓的方向和幅度，從而可以以很小的距離精細(xì)地控制該元件的線性運動。另外，當(dāng)驅(qū)動信號為方波信號時，通過頻寬比可控制施加給壓電元件24的電壓幅度。
下面將對增加重疊的壓電元件24的數(shù)目可增加可移動件90每伏電壓的位移(下文稱為位移靈敏度)的事實作出說明。
假定λ為切變型壓電元件的位移，n為重疊的壓電元件的數(shù)目，d15為壓電元件的切變模式壓電常數(shù)，V為施加的電壓。則位移λ一般可表示為λ＝n×d15×V(d15由所涉及的材料確定的常數(shù))即，位移靈敏度γ為λ/V＝n×d15，它和重疊的壓電元件的數(shù)目成正比。
下表1表示了一層和兩層壓電元件的位移靈敏度γ的測量結(jié)果。表中指出兩層壓電元件的位移靈敏度是一層壓電元件位移靈敏度的1.8倍。
表1 壓電元件層數(shù)和位移靈敏度壓電元件層數(shù) 位移靈敏度一個壓電元件 0.42nm/V兩個壓電元件 0.76nm/V圖32A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第12實施例的采用切變型壓電元件的致動器52結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖32A所示，根據(jù)第12實施例的致動器52包括一個構(gòu)成基座的固定件21C，一個布置在固定件21C之上的驅(qū)動件80，及一個布置在驅(qū)動件80之上的可移動件90。在本實施例中，電極22T被布置在固定件21C之上，并由引線型板22P和一個電源(圖中未表示出)連接。當(dāng)固定件21C由非導(dǎo)電材料制成時，電極22T被直接布置在固定件21C上面，而當(dāng)固定件21C由導(dǎo)電金屬材料制成時，電極22T通過一層聚酰亞胺之類的絕緣層被布置在固定件21C上。驅(qū)動件80包括彼此平行布置的兩個切變型壓電元件24。
構(gòu)成驅(qū)動件80的兩個壓電元件24的極化方向和虛線箭頭指示的方向一致，即在垂直于壓電元件厚度的方向上彼此相對。在驅(qū)動件80上形成的可移動件90由導(dǎo)電金屬材料制成。
另外在本實施例中，通過濺射可在兩個壓電元件24的上下表面分別形成電極膜38，電極膜38包括厚度約為0.2μm的一層鉻層38A和一層鉑層38B。也可不在壓電元件24的上下表面形成電極膜38，而是借助于導(dǎo)電膠將壓電元件24和固定件21C，以及將壓電元件24和可移動件90連接起來。
圖32B表示了裝配狀態(tài)下的致動器52。在本實施例中，固定件21C的電極22T通過引線型板22P及放大器28和控制器29連接?？梢苿蛹?0和控制器29被接地。控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號，并由放大器28放大，以便沿著兩個壓電元件24的厚度方向施加預(yù)定電壓。這樣根據(jù)第12實施例的致動器52沿著兩點線回路指示的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)量越大，則施加的電壓越高。
圖32B中，控制器29輸出正極性和負(fù)極性的兩種驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和上面提及驅(qū)動信號的極性相反時，則致動器52的變形方向和所示方向相反。對根據(jù)第12實施例的致動器52來說，在使接近固定件21C的部分固定的同時，將其操作要被控制的元件安裝在致動器52的接近可移動件90的部分之上，恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和幅度，以控制施加給驅(qū)動件80的壓電元件24的電壓的方向和幅度。這樣，可以以很小的距離精細(xì)地控制該特定元件的旋轉(zhuǎn)。
圖33A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第13實施例的采用多個切變型壓電元件的致動器53結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第13實施例的致動器53是第2實施例的致動器52的改型。
如圖33A所示，第13實施例的致動器53是第12實施例的致動器52的驅(qū)動件80的多層變型。具體地說，第13實施例的致動器53和第2實施例的致動器52的唯一區(qū)別在于介于固定件21 C和可移動件90之間的驅(qū)動件80由兩層壓電元件24構(gòu)成，這兩層壓電元件24之間有一層導(dǎo)電層34。
在第13實施例中，剛好位于可移動件90下面的兩個壓電元件24的極化方向和第12實施例中的壓電元件的極化方向相同。這種情況下，布置在固定件21C上的每個壓電元件24的極化方向和與其橫向以及垂直鄰接的壓電元件24的極化方向相反。
在本實施例中，和前面的實施例一樣，在這四個壓電元件24的各個上下表面可濺射形成電極膜38，電極膜38由厚度約為0.2μm的一層鉻層38A和一層鉑層38B構(gòu)成。同樣，也可不在壓電元件24的上下表面形成電極膜38，而是在壓電元件24和固定件21C之間，以及壓電元件24和可移動件90之間采用導(dǎo)電膠來連接。
圖33B表示了裝配狀態(tài)下圖33A的致動器53。在本實施例中，固定件21C的電極22T和可移動件90通過放大器28和控制器29連接。導(dǎo)電層34和控制器29被接地。控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號，并由放大器28放大，以便從電極22T和可移動件90沿著四個壓電元件24的厚度方向向?qū)щ妼?4施加預(yù)定電壓。其結(jié)果是每一層都按照和第12實施例的致動器52的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。這樣根據(jù)第13實施例的致動器53沿著兩點線回路指示的方向旋轉(zhuǎn)。在施加的電壓相同的情況下，致動器53的旋轉(zhuǎn)量約為第12實施例的致動器52旋轉(zhuǎn)量的兩倍。
在圖33A和33B中，導(dǎo)電層位于并列布置的壓電元件24之上。導(dǎo)電層34也可被單獨布置在壓電元件24的每一層之上。
圖34A是表示根據(jù)本發(fā)明第14實施例的采用單個切變型壓電元件的致動器54的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第14實施例的致動器54是根據(jù)第12實施例的致動器52的改型。
如圖34A所示，根據(jù)第14實施例的致動器54包含一個代替第12實施例致動器52的驅(qū)動件80的兩個壓電元件24的集成壓電元件24。具體地說，根據(jù)第14實施例的致動器54和根據(jù)第12實施例的致動器52的唯一區(qū)別在于固定件21C和可移動件90之間的驅(qū)動件80由一個集成壓電元件24構(gòu)成。該集成壓電元件24具有沿著兩個平行的不同方向被極化的內(nèi)部部分。極化方向和根據(jù)第12實施例的那兩個壓電元件24的極化方向相同。
同樣在本實施例中，在集成壓電元件24的上下表面可濺射形成電極膜38。另外，可采用導(dǎo)電膠將各元件彼此連接起來。
圖34B表示了裝配狀態(tài)下的圖34A的致動器53。在本實施例中，固定件21C的電極22T通過引線型板22P及放大器28和控制器29連接，可移動件90和控制器29被接地。控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號，并由放大器28放大，以便沿著壓電元件24的厚度方向施加預(yù)定電壓。從而使得集成壓電元件24被扭轉(zhuǎn)變形。這樣根據(jù)第14實施例的致動器54沿著兩點線回路指示的方向，即沿著和根據(jù)第12實施例的致動器52的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。致動器54的旋轉(zhuǎn)量和第12實施例的致動器52的旋轉(zhuǎn)量相同。
圖34C表示了根據(jù)第14實施例的改型的致動器54’的結(jié)構(gòu)。在該改型中，在第14實施例的致動器54的集成壓電元件24和固定件21C之間形成了一個第二集成壓電元件24和導(dǎo)電層34。這樣加入的第二集成壓電元件24的極化方向和上面的集成壓電元件24的極化方向相反。
這樣，當(dāng)在電極22T和導(dǎo)電層34之間及在導(dǎo)電層34和可移動件90之間施加預(yù)定的電壓時，和根據(jù)第14實施例的致動器54的旋轉(zhuǎn)量相比，第14實施例改型的致動器54’的旋轉(zhuǎn)量增大了。
圖35A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第15實施例的采用切變型壓電元件的致動器55的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第15實施例的致動器55是根據(jù)第12實施例的致動器52的改型。
如圖35A所示，根據(jù)第15實施例的致動器55和根據(jù)第12實施例的致動器52的區(qū)別在于可移動件90包括重疊在那兩個剛好位于它下面的壓電元件24之上，并由這兩個壓電元件24直接驅(qū)動的根部分93，及從根部分93伸出的擴大的覆蓋部分94；在兩個根部分93之間形成了一個將兩個根部分93彼此分隔開的第一槽口91。第一槽口91的布置方向平行于驅(qū)動件80的兩個壓電元件24的極化方向，根部分93位于驅(qū)動器80之上。
同樣在本實施例中，也可在那兩個壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成電極膜38。也可以采用導(dǎo)電膠來連接壓電元件24和固定件21C，及連接壓電元件24和可移動件90，來代替在壓電元件24的上下表面形成電極膜38。
圖35B表示了裝配狀態(tài)下的圖35A的致動器55。本實施例中，固定件21C的電極22T通過引線型板22P及放大器28和控制器29連接，可移動件90和控制器29被接地。當(dāng)從控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號時，該信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是根據(jù)各自的極化方向，兩個壓電元件24分別在箭頭A和B的方向上被移動。則擴大的覆蓋部分94沿著箭頭C的方向被旋轉(zhuǎn)。
在圖35B中，從控制器29中輸出正極性和負(fù)極性的驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和上面提到情況中的信號極性相反時，則致動器55沿著和箭頭C的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。這樣，通過控制施加給驅(qū)動件80的壓電元件24的電壓，在致動器55靠近固定件21C的部分固定不動的情況下，根據(jù)第15實施例的致動器55可以使安裝在擴大的覆蓋部分94之上的元件旋轉(zhuǎn)，并可控制它的旋轉(zhuǎn)。這樣該特定元件可以以很小的距離在虛線箭頭D指示的方向上受控振動。
圖36A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第16實施例的采用切變型壓電元件的致動器56的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第16實施例的致動器56是根據(jù)第13實施例的致動器53的改型。
如圖36A所示，根據(jù)第16實施例的致動器56和根據(jù)第13實施例的致動器53的區(qū)別在于在第16實施例中，可移動件90由形成于兩個壓電元件24之上，并由兩個壓電元件24直接驅(qū)動的根部分93和從根部分93伸出的擴大的覆蓋部分94構(gòu)成；在兩個根部分93之間形成了一個將兩個根部分93彼此分隔開的第一槽口91；導(dǎo)電層34也由第一槽口91分割成兩個部分。第一槽口91沿著和驅(qū)動件80的四個壓電元件24的極化方向平行的方向形成，根部分93位于驅(qū)動件80之上。
同樣在本實施例中，也可在四個壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成前述的電極膜38。也可不在壓電元件24的上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖36B表示了裝配狀態(tài)下的圖36A的致動器56。本實施例中，固定件21C的電極22T和可移動件90通過放大器28和控制器29連接，控制器29和導(dǎo)電層34被接地。當(dāng)從控制器29輸出一個預(yù)定極性的驅(qū)動信號時，該信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是根據(jù)各自的極化方向，四個壓電元件24分別在箭頭A、B的方向上被移動。則擴大的覆蓋部分94沿著箭頭C的方向被旋轉(zhuǎn)。
在圖36B中，從控制器29中輸出一個正極性或負(fù)極性的驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和上面提到情況中的信號極性相反時，則致動器56沿著和箭頭C相反的方向旋轉(zhuǎn)。如上所述，通過控制施加給驅(qū)動件80的壓電元件24的電壓，在致動器56靠近固定件21C的部分固定不動的情況下，根據(jù)第16實施例的致動器56可以使安裝在擴大的覆蓋部分94之上的元件旋轉(zhuǎn)并控制它的旋轉(zhuǎn)。這樣該特定元件可以以很小的距離在虛線箭頭D指示的方向上受控旋轉(zhuǎn)。這樣，第16實施例的擴大的覆蓋部分94的旋轉(zhuǎn)量約為第15實施例的擴大的覆蓋部分94旋轉(zhuǎn)量的兩倍。
圖37A是表示根據(jù)本發(fā)明第17實施例的采用單個切變型壓電元件的致動器57的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第17實施例的致動器57是根據(jù)第14實施例的致動器54的改型。
如圖37A所示，根據(jù)第17實施例的致動器56和根據(jù)第14實施例的致動器54的區(qū)別之處在于，可移動件90由在壓電元件24之上形成的，并由該壓電元件24直接驅(qū)動的根部分93，和從根部分93伸出的擴大的覆蓋部分94構(gòu)成；在根部分93之間形成了一個將根部分93彼此分隔開的第一槽口91。第一槽口91沿著和驅(qū)動件80的壓電元件24的極化方向平行的方向形成，根部分93位于驅(qū)動件80之上。
同樣在本實施例中，可在壓電元件24的上下表面分別濺射形成電極膜38。另外也可不在壓電元件24的上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖37B表示了裝配狀態(tài)下的圖37A的致動器57。本實施例中，固定件21C的電極22T通過引線型板22P及放大器28和控制器29連接，控制器29和可移動件90被接地。于是從控制器29輸出的預(yù)定極性的驅(qū)動信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是按照極化方向，壓電元件24的一部分沿著箭頭A的方向，而另一部分沿著箭頭B的方向分別被移動。則擴大的覆蓋部分94沿著箭頭C指示的方向被旋轉(zhuǎn)。
在圖37B中，從控制器29中輸出一個正極性或負(fù)極性的驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和上面提到情況中的信號極性相反時，則致動器57沿著和箭頭C相反的方向旋轉(zhuǎn)。這樣，假定在致動器57靠近固定件21 C的部分被固定的情況下，在擴大的覆蓋部分94上安裝一個運動要受控的元件，并且假定對驅(qū)動件80的壓電元件24施加一個控制適當(dāng)?shù)碾妷?。則可以在虛線箭頭D指示的方向上以很小的距離旋轉(zhuǎn)該特定元件。
圖38A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第18實施例的采用切變型壓電元件的致動器58的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第18實施例的致動器58是根據(jù)第15實施例的致動器55的改型。
如圖38A所示，根據(jù)第18實施例的致動器58和根據(jù)第1 5實施例的致動器55的區(qū)別在于，在可移動件90的根部分93和擴大的覆蓋部分94之間的邊界從可移動件90的兩側(cè)邊分別向內(nèi)形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每個第二槽口92的前端之間的部分形成折葉95。
同樣在本實施例中，可在壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成電極膜38。另外也可不在壓電元件24的上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖38B表示了裝配狀態(tài)下的圖38A的致動器58。第1 8實施例的致動器58以和第15實施例完全相同的方式通過放大器28和控制器29連接。在根據(jù)第18實施例的致動器58中，從控制器29輸出的預(yù)定極性的驅(qū)動信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是根據(jù)各自的極化方向，兩個壓電元件24分別在箭頭A和B的方向上被移動。由于折葉95的作用，擴大的覆蓋部分94覆蓋的距離大于第15實施例的擴大的覆蓋部分94覆蓋的距離。
在圖38B中，從控制器29中輸出一個正極性或負(fù)極性的驅(qū)動信號。當(dāng)從控制器29輸出的驅(qū)動信號的極性和上面提到情況中的信號極性相反時，則致動器58沿著和箭頭C相反的方向旋轉(zhuǎn)。假定在致動器58靠近固定件21C的部分被固定的情況下，在擴大的覆蓋部分94上安裝一個運動要受控的元件，并且假定對驅(qū)動件80的壓電元件24施加一個控制適當(dāng)?shù)碾妷骸t可以在虛線箭頭D指示的方向上以很小的距離振動或旋轉(zhuǎn)該特定元件。
下面參考圖44到46B來說明根據(jù)第18實施例的折葉95的作用。
圖44表示了一個和第18實施例的致動器58類似的，具有折葉結(jié)構(gòu)的致動器AWH。圖45表示了一個不具有折葉結(jié)構(gòu)的致動器AHL。圖44的致動器AWH的可移動件90具有和第18實施例類似的第一及第二槽口91、92和兩個折葉95。壓電元件24位于由第一槽口91分隔開的兩個根部分93上。擴大的覆蓋部分94沿著第一槽口91的軸伸展，并且一個磁頭或類似物安裝在擴大的覆蓋部分94的前端。假定E為該致動器AWH的折葉95之間的距離。另一方面，圖45的致動器AHL和圖44的致動器AWH相同，只是沒有第一和第二槽口91、92。在該致動器AHL中，假定F為兩個壓電元件24的中心距離。
位移放大率為(致動器位移)÷(壓電元件的固有位移)。在折葉結(jié)構(gòu)中，位移放大率取決于折葉的寬度及折葉之間的距離。減小折葉的寬度可得到較大的位移放大率。對于具有如圖44所示形成的折葉95的致動器AWH來說，假定按照前述那樣移動壓電元件24，使擴大的覆蓋部分94在圖44所示箭頭S指示的方向上被振動。則振動中心位于G點，該點是第一槽口91的中心線和第一槽口91的前端的交點。這種情況下，位移放大率可近似地表示為位移放大率＝2×(可移動件的長度L)/(折葉的中心距離E)另一方面，假定不存在折葉，并且按照前述那樣移動壓電元件24，使擴大的覆蓋部分94在圖45所示箭頭T指示的方向上被振動。則振動中心位于兩個壓電元件24之間的區(qū)域的中心點H上。這種情況下，位移放大率由下式近似地給出位移＝2×(可移動件的長度L′)/(壓電元件的中心距離F)壓電元件24構(gòu)成了可移動件90的基座，于是在某種限制下可減小壓電元件24的中心距離F。而另一方面，折葉95的中心距離E卻不存在這樣的限制。于是折葉95的中心距離E可比壓電元件24的中心距離F減小得更多。這樣存在折葉的情況和不存在折葉的情況相比，可使位移放大率增大得更多。
在不存在折葉95的情況下，由壓電元件24的剪切變形導(dǎo)致的線性運動被轉(zhuǎn)換為剛性件(可移動件90)的旋轉(zhuǎn)運動。這樣在兩個壓電元件24之間產(chǎn)生一個阻礙剪切變形的應(yīng)力，從而使得壓電元件24的變形轉(zhuǎn)換為致動器的變形的轉(zhuǎn)換率較低。而另一方面，在存在折葉95的情況下，阻礙壓電元件24的剪切變形的應(yīng)力只作用于折葉95，這樣壓電元件24的位移可被合理地反映為可移動件的位移。
由于這些原因，提供折葉95可增大可移動件90的位移。
圖46B表示了在構(gòu)成圖46A所示的本發(fā)明第18實施例的致動器58的折葉95的第一槽口91和第二槽口92的寬度分別為0.2mm和0.3mm的情況下，采用有限元法分析折葉95的中心距離和位移常數(shù)(單位電壓的位移)之間關(guān)系的分析結(jié)果。從該圖中可看出折葉95的中心距離越小，則位移常數(shù)越大。另一方面，當(dāng)不存在折葉時，圖45中的可移動件90的位移常數(shù)約為5nm/V。具有折葉的可移動件90的位移常數(shù)至少是不具有折葉的可移動件位移常數(shù)的六倍。
如上所述，和壓電元件24的多層結(jié)構(gòu)類似，可移動件90上具有折葉95可增加采用剪切效應(yīng)的壓電元件的位移。
圖39A是表示根據(jù)本發(fā)明第19實施例的采用切變型壓電元件的致動器59的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第19實施例的采用切變型壓電元件的致動器59是根據(jù)第16實施例的采用切變型壓電元件的致動器55的改型。
如圖39A所示，根據(jù)第19實施例的致動器59和根據(jù)第16實施例的致動器56的區(qū)別在于，在可移動件90的根部分93和擴大的覆蓋部分94之間的邊界從可移動件90的兩側(cè)邊分別向內(nèi)形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每個第二槽口92的前端之間的部分形成折葉95。
同樣在本實施例中，可在壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成電極膜38。另外也可不在壓電元件24的上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖39B表示了裝配狀態(tài)下的圖39A的致動器59。根據(jù)第19實施例，致動器59以和第16實施例完全相同的方式通過放大器28和控制器29連接。對根據(jù)第19實施例的致動器59來說，從控制器29輸出的預(yù)定極性的驅(qū)動信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是根據(jù)各自的極化方向，兩個壓電元件24分別在箭頭A和B的方向上被移動。由于如上所述的折葉95的作用，擴大的覆蓋部分94沿著箭頭C的方向覆蓋的距離大于第16實施例中擴大的覆蓋部分94沿著箭頭C的方向覆蓋的距離。
圖40A是表示裝配狀態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明第20實施例的采用切變型壓電元件的致動器60的結(jié)構(gòu)的透視圖。根據(jù)第20實施例的致動器60是根據(jù)第17實施例的致動器57的改型。
如圖40A所示，根據(jù)第20實施例的致動器60和根據(jù)第17實施例的致動器57的區(qū)別在于，在可移動件90的根部分93和擴大的覆蓋部分94之間的邊界從可移動件90的兩側(cè)邊分別向內(nèi)形成垂直于第一槽口91的第二槽口92。在第一槽口91的前端和每個第二槽口92的前端之間的部分上形成折葉95。
同樣在本實施例中，可在壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成電極膜38。另外也可不在壓電元件24的上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖40B表示了裝配狀態(tài)下的圖40A的致動器60。根據(jù)第20實施例的致動器60以和第17實施例完全相同的方式通過放大器28和控制器29連接。對根據(jù)第20實施例的致動器60來說，從控制器29輸出的預(yù)定極性的驅(qū)動信號由放大器28放大，從而沿著壓電元件24的厚度方向施加一個預(yù)定電壓。其結(jié)果是根據(jù)各部分的極化方向，壓電元件24在箭頭A和B的方向上被移動。本實施例中擴大的覆蓋部分94在箭頭C的方向覆蓋的距離大于第1 7實施例中擴大的覆蓋部分94在箭頭C的方向覆蓋的距離。
圖41表示了根據(jù)本發(fā)明的第18到20實施例的致動器58到60采用的移動件90的折葉95的另一種結(jié)構(gòu)。和前述實施例中的I形第一槽口91不同，根據(jù)本實施例的第一槽口91的前端為T形。這樣，第一槽口不限于I形。
圖42A、42B表示了根據(jù)本發(fā)明第21實施例的采用切變型壓電元件的致動器61的結(jié)構(gòu)。圖42A單獨表示了驅(qū)動件80的結(jié)構(gòu)。圖42B是表示采用圖42A的驅(qū)動件80的致動器61的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
如圖42A所示，根據(jù)第21實施例，驅(qū)動件80包括一個正常長度的壓電元件24和一個比該壓電元件24稍長的壓電元件24L。對本實施例的驅(qū)動件80來說，壓電元件24被置于壓電元件24L之上，并且它們的一端被對齊。于是，在驅(qū)動件80的另一端，壓電元件24L的另一端就超出了壓電元件24的另一端。介于壓電元件24和24L之間的導(dǎo)電層34被置于較長的壓電元件24L之上。這樣在驅(qū)動件80的另一端導(dǎo)電層34被暴露出來。根據(jù)第21實施例，導(dǎo)電層34露出的部分被用作和引線35連接的電極。
于是如圖42B所示，根據(jù)第21實施例的驅(qū)動件80布置在固定件21C之上的致動器61使得導(dǎo)電層34和引線35之間的連接很容易。引線37連接可移動件90和固定件21C。
圖43A、43B表示了根據(jù)本發(fā)明第22實施例的采用切變型壓電元件的致動器62的結(jié)構(gòu)。圖43A單獨表示了驅(qū)動件80的結(jié)構(gòu)。圖43B是表示采用圖43A的驅(qū)動件80的致動器62的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
如圖43A所示，根據(jù)第22實施例的驅(qū)動件80包括兩個正常長度的壓電元件24和一個比這兩個壓電元件24稍長的壓電元件24L。另外在本實施例的驅(qū)動件80中，壓電元件24L介于這兩個壓電元件24之間，并且三個壓電元件的一端被對齊。于是，在驅(qū)動件80的另一端，壓電元件24L的另一端就從兩個壓電元件24的另一端伸出。介于壓電元件24和24L之間的導(dǎo)電層34形成于較長的壓電元件24L之上。于是在驅(qū)動件80的另一端在壓電元件24L的兩側(cè)導(dǎo)電層34被暴露出來。根據(jù)第22實施例，導(dǎo)電層34露出的部分被用作和引線35、36連接的電極。
于是，如圖43B所示，對于通過將驅(qū)動件80布置在固定件21C上而裝配得到的根據(jù)第22實施例的致動器62來說，可以很容易地將導(dǎo)電層34和引線35、36連接起來。在圖43B中，接地引線型板22Q被布置在固定件21C之上。該引線型板22Q還和引線37連接。
同樣在第21和22實施例中，均可在壓電元件24的各個上下表面分別濺射形成電極膜38。另外也可不在壓電元件24的各個上下表面上形成電極38膜，而是采用導(dǎo)電膠來連接各個元件。
圖47A表示了用導(dǎo)線和根據(jù)本實施例的致動器的電極連接的另一種結(jié)構(gòu)例。在上述實施例中，在固定件21C上形成一個引線型板，以便用引線35、36將壓電元件24、24L的電極和固定件21C的引線型板及可移動件90連接起來，向壓電元件施加電壓。但是在本結(jié)構(gòu)例中，電壓是借助于FPC(柔性印刷電路)45施加給壓電元件24的。圖47B表示了當(dāng)圖47A中固定件21C是導(dǎo)體時， 固定件21C上的電極22T的結(jié)構(gòu)。這種情況下，在固定件21C上形成一層絕緣層46，電極22T位于絕緣層46之上。
圖48表示了第一應(yīng)用中的磁頭定位機構(gòu)30’的基本結(jié)構(gòu)，磁頭定位機構(gòu)30’包括根據(jù)本發(fā)明第11到22實施例的致動器51到62中的任意一個致動器，該致動器位于磁頭致動器7的存取臂2的前端和帶有磁頭4的支承彈簧3之間。對于包括第11到22實施例的致動器51到62中的任意一個致動器的磁頭定位機構(gòu)30’來說，固定件21C是磁頭致動器7的存取臂2。另外，在其前端裝有磁頭滑動器4A的支承彈簧3的基座被布置在可移動件90之上。
圖49表示了根據(jù)第一應(yīng)用的第11實施例的磁頭定位機構(gòu)30L的結(jié)構(gòu)，磁頭定位機構(gòu)30L包含本發(fā)明第11實施例的的致動器51。對于本實施例的磁頭定位機構(gòu)30L來說，和驅(qū)動件80的整個底面連接的電極22T及引線型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21C)的前端。驅(qū)動件80位于電極22T之上，驅(qū)動件80包括在它們之間插入一層導(dǎo)電層34的兩個壓電元件24，可移動件90位于驅(qū)動件80之上，采用焊接或類似的方法將支承彈簧3的基座安裝在可移動件90上面?？梢苿蛹?0由一個引線(圖中未表示)和引線型板23P連接。對于本實施例的磁頭定位機構(gòu)30L來說，當(dāng)在引線型板22P、23P之間施加一個電壓時，支承彈簧3被驅(qū)動著沿圖中的R、L方向細(xì)微移動圖50A表示了根據(jù)第一應(yīng)用的第12實施例的磁頭定位機構(gòu)30M的結(jié)構(gòu)，磁頭定位機構(gòu)30M包含本發(fā)明第18實施例的的致動器58。在本實施例的磁頭定位機構(gòu)30M中，和驅(qū)動件80的整個底面連接的電極22T及引線型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21C)的前端。兩個壓電元件24基本平行地被布置在電極22T之上，可移動件90被布置在壓電元件24上面?？梢苿蛹?0包括分別布置在那兩個壓電元件24之上，由第一槽口91分隔開的兩個根部分93，及一個通過折葉95和根部分93連接的擴大的覆蓋部分94。采用焊接或類似方法將支承彈簧3的基座安裝在擴大的覆蓋部分94上?？梢苿蛹?0由引線37和引線型板23P連接。對于本實施例的磁頭定位機構(gòu)來說，當(dāng)在引線型板22P、23P之間施加一個電壓時，則支承彈簧3繞著位于兩個折葉95之間的G點沿著C、UC方向以很小的角度被振動?？梢苿蛹?0最好接地。
圖50B表示了參考圖50A說明的實施例的磁頭定位機構(gòu)30M的改型。圖50B所示磁頭定位機構(gòu)和圖50A所示磁頭定位機構(gòu)的區(qū)別在于，可移動件90同時構(gòu)成支承彈簧3。由第一和第二槽口91、92之間的折葉95分隔為兩個根部分93的支承彈簧3的基座被分別布置在驅(qū)動件80的壓電元件24上面。本改型的磁頭定位機構(gòu)30N的運動和圖50A所示的磁頭定位機構(gòu)30M的完全一樣。
圖51表示了圖50A所示磁頭定位機構(gòu)30M的另一種改型結(jié)構(gòu)。圖51所示磁頭定位機構(gòu)和圖50A所示磁頭定位機構(gòu)的區(qū)別在于存取臂2上的電極的形狀及壓電元件24的極化方向。圖50A的磁頭定位機構(gòu)中，和驅(qū)動件80的整個底面連接的電極22T及引線型板22P、23P都位于存取臂2(固定件21 C)的前端。兩個極化方向彼此相反的壓電元件24彼此基本平行地被布置在電極22T之上，可移動件90位于這兩個壓電元件24之上?？梢苿蛹?0的由第一槽口91分隔開的根部分93由引線37和引線型板23P連接。
而在圖51所示磁頭定位機構(gòu)中，和驅(qū)動件80的壓電元件24連接的電極22、23彼此基本平行地位于存取臂2(固定件21C)的前端。兩個極化方向相同的壓電元件24分別被布置在電極22、23之上。導(dǎo)電的可移動件90位于這兩個壓電元件24之上。對于本實施例的磁頭定位機構(gòu)30P來說，當(dāng)在分別和電極22、23連接的引線型板22P、23P之間施加一個電壓時，則支承彈簧3繞著位于兩個折葉95之間的G點沿著圖中的C、UC方向以很小的角度被振動。本實施例不需要引線。
圖52表示了參考圖51說明的實施例的磁頭定位機構(gòu)30P的改型的磁頭定位機構(gòu)30Q的結(jié)構(gòu)。圖52所示磁頭定位機構(gòu)和圖51所示磁頭定位機構(gòu)的區(qū)別在于可移動件90構(gòu)成支承彈簧3。構(gòu)成支承彈簧3的基座，并由介于第一和第二槽口91、92之間的折葉95分隔開的根部分93被分別布置在驅(qū)動件80的壓電元件24之上。本改型的磁頭定位機構(gòu)30Q的運動和圖51所示磁頭定位機構(gòu)30P的運動完全相同。
圖53表示了根據(jù)第一應(yīng)用的第13實施例的磁頭定位機構(gòu)30R的結(jié)構(gòu)，磁頭定位機構(gòu)30R包含本發(fā)明第21實施例的的致動器61。
對于根據(jù)第21實施例的致動器來說，如上所述，驅(qū)動件80包括一個正常長度的壓電元件24和一個比該壓電元件24稍長的壓電元件24L。在壓電元件24、24L一端對齊的情況下，壓電元件24L的另一端超出了壓電元件24的另一端。在其前端裝有磁頭滑動器4A的支承彈簧3的基座被固定在可移動件90上。介于壓電元件24和壓電元件24L之間的導(dǎo)電層34在壓電元件24L的另一端被暴露出來。于是，導(dǎo)電層34暴露出的部分可被用作和引線35連接的電極。于是在根據(jù)本實施例的磁頭定位機構(gòu)30R中，可很容易地將導(dǎo)電層34和引線35連接起來。
權(quán)利要求
1.一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件(21C)，一個包括多個布置在所述固定件(21C)上面的壓電元件(24)的驅(qū)動件(80)，及一個布置在所述驅(qū)動件(80)上面的可移動件(90)，通過在所述壓電元件(24)靠近所述固定件(21C)的表面和所述壓電元件(24)靠近所述可移動件的表面之間施加一個電壓，使所述致動器運轉(zhuǎn)，其中所述壓電元件(24)的極化方向垂直于它們的厚度方向，并且當(dāng)在布置于所述壓電元件的所述兩個表面上的電極之間施加一個電壓時，所述壓電元件(24)適于剪切變形；其中所述驅(qū)動件(80)的多個所述壓電元件(24)彼此重疊在一起，它們的極化方向交替相對，而且在每對鄰接的所述壓電元件(24)之間插入一個共用電極(34)；且其中當(dāng)在所述壓電元件的所述電極之間施加一個電壓時，所述可移動件(90)沿著平行于所述固定件(21C)的方向被驅(qū)動。
2.一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件(21C)，兩個彼此鄰近、平行地布置在所述固定件(21C)上的驅(qū)動件(80)，每個所述驅(qū)動件包括一個壓電元件(24)，及一個布置在所述兩個驅(qū)動件(80)上面的可移動件(90)，當(dāng)在所述壓電元件(24)靠近所述固定件(21C)的表面和所述壓電元件(24)靠近所述可移動件(90)的表面之間施加一個電壓時，所述致動器開始運轉(zhuǎn)，其中所述壓電元件(24)的極化方向垂直于它們的厚度方向，并且當(dāng)在布置于所述壓電元件的所述兩個表面上的電極之間施加電壓時，所述壓電元件(24)適于剪切變形；其中所述驅(qū)動件(80)的所述壓電元件(24)被基本彼此平行地布置，并且極化方向彼此相反；且其中當(dāng)在所述兩個壓電元件(24)的每一個的電極之間以相同的方向施加電壓時，所述可移動件(90)相對于所述固定件(21C)被旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求2所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中至少一層的兩個壓電元件的極化方向分別和下一層的兩個壓電元件的極化方向平行并且相對，所述兩個壓電元件被分別布置在所述下一層的所述兩個壓電元件上面，從而通過一個共用電極構(gòu)成所述驅(qū)動件；并且其中通過沿著使所述各層的壓電元件都在相同的方向上變形的方向，在構(gòu)成所述每層的所述每個壓電元件的電極之間施加電壓，使所述可移動件相對于所述固定件的旋轉(zhuǎn)量增大。
4.一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件(21C)，包括一個布置在所述固定件(21C)上面的壓電元件(24)的驅(qū)動件(80)，及一個布置在所述驅(qū)動件(80)上面的可移動件(90)，通過在所述壓電元件(24)靠近所述固定件(21C)的表面和所述壓電元件(24)靠近所述可移動件(90)的表面之間施加電壓，使所述致動器運轉(zhuǎn)，其中所述壓電元件(24)在垂直于它的厚度方向的，平行并且相對方向上被極化，并且當(dāng)在布置在所述壓電元件(24)的所述兩個表面上的電極之間施加電壓時，所述壓電元件(24)適于剪切變形；其中所述驅(qū)動件(80)包括所述單個壓電元件；且其中當(dāng)在所述壓電元件的電極之間施加電壓時，所述可移動件(90)相對于所述固定件(21C)被旋轉(zhuǎn)。
5.按照權(quán)利要求4所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中所述驅(qū)動件至少包括第二層單壓電元件，所述第二層單壓電元件的極化方向分別和所述第一層的所述單壓電元件的極化方向平行并相對，并且通過一個共用電極被放置在所述第一層的所述單壓電元件之上；并且其中通過沿著使所述各層的壓電元件都在相同的方向上變形的方向，在構(gòu)成所述每層壓電元件的所述每個壓電元件的電極之間施加電壓，使所述可移動件相對于所述固定件的旋轉(zhuǎn)量增大。
6.按照權(quán)利要求2到5的任一項所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中施加電壓給所述壓電元件靠近所述固定件的表面的電極的布置與所述壓電元件的每個極化方向無關(guān)。
7.按照權(quán)利要求1、3和5的任一項所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中在各層形成的所述多個壓電元件具有一個未被互相覆蓋的部分，并且用于施加電壓的引線和布置在所述部分并暴露出來的電極相連。
8.按照權(quán)利要求2到5的任一項所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中所述可移動件至少包括一個由所述壓電元件直接驅(qū)動的根部分及一個從所述根部分伸出的擴大的覆蓋部分；其中所述根部分在將所述根部分分隔為兩部分的位置具有第一槽口；并且其中所述第一槽口沿著和所述根部分上形成的所述驅(qū)動件的極化方向平行的方向形成。
9.按照權(quán)利要求8所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中在所述可移動件的所述根部分和所述擴大的覆蓋部分之間的邊界形成一對垂直于所述第一槽口的第二槽口，以及在所述第一槽口的前端和每個所述第二槽口的前端之間夾入的所述可移動件部分形成折葉結(jié)構(gòu)。
10.一種致動器，它包括一個構(gòu)成底板的固定件(21C)，包括一個布置在所述固定件(21C)上面的壓電元件(24)的驅(qū)動件(80)，及布置在所述驅(qū)動件(80)上面的可移動件(90)，當(dāng)在所述壓電元件(24)靠近所述固定件(21C)的部分的表面和所述壓電元件(24)靠近所述可移動件(90)的部分的表面之間施加電壓時，所述致動器開始運轉(zhuǎn)，其中所述壓電元件(24)的極化方向垂直于它的厚度方向，并且當(dāng)在布置在所述壓電元件(24)的所述兩個表面上的電極之間施加電壓時，所述壓電元件(24)適于剪切變形，從而使得當(dāng)在所述壓電元件的電極之間施加電壓時，所述可移動件(90)將平行于所述固定件(21C)被驅(qū)動。
11.按照權(quán)利要求1到10的任一項所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中采用濺射在所述壓電元件和所述電極接觸的表面上形成一層電極膜。
12.按照權(quán)利要求1到11的任一項所述的包括至少一個壓電元件的致動器其中用于在所述壓電元件接近所述固定件的部分的表面和所述壓電元件接近所述可移動件的部分的表面之間施加電壓的工具是導(dǎo)電膠。
13.一種磁盤機中的磁頭定位機構(gòu)，所述磁盤機具有至少一個記錄盤，一個從記錄盤讀取信息或向記錄盤寫入信息的磁頭，及一個用于在所述記錄盤上移動所述磁頭的磁頭致動器，所述磁頭定位機構(gòu)包括一個采用按照權(quán)利要求1到12的任一項所述的壓電元件，作為所述磁頭致動器一部分的致動器，以便和所述磁頭致動器的運動無關(guān)地移動所述磁頭其中所述固定件構(gòu)成所述磁頭致動器的存取臂；并且其中在其前端安裝有所述磁頭的支承彈簧的基座被固定在所述可移動件的一端。
14.一種磁盤機中的磁頭定位機構(gòu)，所述磁盤機具有至少一個記錄盤，一個從記錄盤讀取信息或向記錄盤寫入信息的磁頭，及一個用于在所述記錄盤上移動所述磁頭的磁頭致動器，所述磁頭定位機構(gòu)包括一個采用按照權(quán)利要求1到12的任一項所述的壓電元件，作為所述磁頭致動器一部分的致動器，以便和所述磁頭致動器的運動無關(guān)地移動所述磁頭其中所述固定件構(gòu)成所述磁頭致動器的存取臂；并且其中所述可移動件構(gòu)成在其前端安裝有所述磁頭的支承彈簧。
15.一種磁盤機中的磁頭定位機構(gòu)，所述磁盤機具有至少一個記錄盤，一個從記錄盤讀取信息或向記錄盤寫入信息的磁頭，及一個用于在所述記錄盤上移動所述磁頭的磁頭致動器，所述磁頭定位機構(gòu)包括一個包含按照權(quán)利要求8或9所述的壓電元件，作為所述磁頭致動器一部分的致動器，以便和所述磁頭致動器的運動無關(guān)地移動所述磁頭其中所述固定件構(gòu)成所述磁頭致動器的存取臂；其中施加電壓給所述驅(qū)動件的兩個電極被并列布置在所述固定件的前端；其中所述驅(qū)動件的不同部分的極化方向相同；并且其中在其前端安裝有所述磁頭的支承彈簧的基座被固定在所述擴大的覆蓋部分的一端。
16.一種磁盤機中的磁頭定位機構(gòu)，所述磁盤機具有至少一個記錄盤，一個從記錄盤讀取信息或向記錄盤寫入信息的磁頭，及一個用于在所述記錄盤上移動所述磁頭的磁頭致動器，所述磁頭定位機構(gòu)包括一個包含按照權(quán)利要求8或9所述的壓電元件，作為所述磁頭致動器一部分的致動器，以便和所述磁頭致動器的運動無關(guān)地移動所述磁頭其中所述固定件構(gòu)成所述磁頭致動器的存取臂；其中施加電壓給所述驅(qū)動件的兩個電極被并列布置在所述固定件的前端；其中所述驅(qū)動件的不同部分的極化方向相同；并且其中所述可移動件構(gòu)成在其前端安裝有所述磁頭的支承彈簧。
全文摘要
一種致動器包括一個厚度預(yù)定的切變型壓電元件及一個在位于基底件上、分隔開的兩個電極上形成的對電極。當(dāng)在這兩個電極之間施加電壓時，對電極根據(jù)切變型壓電元件的極化方向被移動。這樣對電極就構(gòu)成致動器的運轉(zhuǎn)部分。
文檔編號G11B21/02GK1523577SQ20041000187
公開日2004年8月25日 申請日期1998年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月17日
發(fā)明者小金澤新治, 公平徹, 山田朋良, 植松幸弘, 野口忠良, 中野壽, 阪本竜馬, 井上淳一, 鈴木徹也, 一, 也, 弘, 良, 馬 申請人:富士通株式會社, 富士電氣化學(xué)株式會社