(57)【要約】【課題】側面電極と内部電極との電気導通性に優れた積層型圧電体素子及び、この積層型圧電体素子を利用したインジェクタを提供すること。【解決手段】積層型圧電体素子１は、圧電材料よりなる複数の圧電層１１と、導電性を有する複数の層状の内部電極２１、２２とを交互に積層してなるセラミック積層体１０を有し、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に第１側面電極３１及び第２側面電極３２が設けられ、内部電極２１、２２としては、第１側面電極３１に導通する第１内部電極と、第２側面電極３２に導通する第２内部電極とを交互に配置してなる。各側面電極３１、３２は、接着性を有する樹脂材料中に導電性粒子を分散させた導電性接着剤により形成されており、導電性粒子は、その平均粒子径が、内部電極の積層方向の厚さよりも小さく、かつ、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料よりなる複数の圧電層と、導電性を有する複数の層状の内部電極とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に設けられた第１側面電極及び第２側面電極を介してそれぞれ外部電極が接合されており、上記内部電極としては、上記第１側面電極に導通する第１内部電極と、上記第２側面電極に導通する第２内部電極とを交互に配置してなる積層型圧電体素子において、
上記各側面電極は、接着性を有する樹脂材料中に導電性粒子を分散させた導電性接着剤により形成されており、上記導電性粒子は、その平均粒子径が、上記内部電極の積層方向の厚さよりも小さく、かつ、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項２】
請求項１において、上記導電性粒子は、その平均粒子径が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項３】
請求項１又は２において、１００重量％の導電性接着剤中に、１０重量％以上９０重量％以下の上記導電性粒子が含まれていることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記内部電極の積層方向の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記導電性粒子は、金、銀、銅、錫及び白金のうちの少なくともいずれかよりなることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記セラミック積層体における上記第１側面電極を設けた側面には、上記第２内部電極の外周端部を覆う絶縁部材が露出しており、上記第２側面電極を設けた側面には、上記第１内部電極の外周端部を覆う絶縁部材が露出しており、上記各絶縁部材が、有機材料よりなることを特徴とする積層型圧電体素子。
【請求項７】
圧電アクチュエータの変位を利用して弁体を開閉させ、燃料の噴射制御を行うよう構成されたインジェクタにおいて、上記圧電アクチュエータは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層型圧電体素子を有することを特徴とするインジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的な信頼性の高い優れた品質の積層型圧電体素子及び、この積層型圧電体素子を利用した燃料噴射用のインジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層型圧電体素子としては、例えば、層状の内部電極と圧電層とを交互に積層したセラミック積層体の側面に、一層おきの内部電極とそれぞれ電気的に接続された一対の側面電極を形成したものがある。そして、この積層型圧電体素子は、各側面電極とそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極間に印加される駆動電圧により圧電変位を生じるように構成されている。
【０００３】
外部電極と所定の内部電極とを電気的に接続する上記側面電極としては、例えば、電気的な絶縁性を有する樹脂接着剤中に、銀等の導電性粒子を分散させた導電性接着剤を用いて形成する場合がある（例えば、特許文献１参照。）。さらに、例えば、上記側面電極としては、ガラス基材中に銀粉を分散させた焼成銀より形成したものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０２６４７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７５４８号公報
【０００５】
しかしながら、上記従来の積層型圧電体素子では、次のような問題がある。すなわち、上記の導電性接着剤よりなる側面電極では、内部電極の外周端部と、導電性接着剤に含有される導電性粒子との点接触のみにより電気的な導通が確保されるのみである。そのため、内部電極の層厚が薄くなると内部電極の外周端部と導電性粒子との接触点数を十分に確保できず、内部電極と側面電極との間の電気抵抗が過大になるおそれがある。一方、焼成銀よりなる側面電極は、形成するに当たって８００℃以上の高温加熱が必要であるため、熱応力等、セラミック積層体が受けるダメージが少なくないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、側面電極と内部電極との電気導通性に優れた積層型圧電体素子及び、この積層型圧電体素子を利用したインジェクタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、圧電材料よりなる複数の圧電層と、導電性を有する複数の層状の内部電極とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に設けられた第１側面電極及び第２側面電極を介してそれぞれ外部電極が接合されており、上記内部電極としては、上記第１側面電極に導通する第１内部電極と、上記第２側面電極に導通する第２内部電極とを交互に配置してなる積層型圧電体素子において、
上記各側面電極は、接着性を有する樹脂材料中に導電性粒子を分散させた導電性接着剤により形成されており、上記導電性粒子は、その平均粒子径が、上記内部電極の積層方向の厚さよりも小さく、かつ、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする積層型圧電体素子にある（請求項１）。
【０００８】
上記第１の発明の積層型圧電体素子の上記各側面電極は、接着性を有する樹脂材料中に導電性粒子を分散させた上記導電性接着剤により形成されている。ここで、上記導電性粒子は、上記内部電極の積層方向の厚さよりも平均粒子径が小さく、かつ、その平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【０００９】
このように、上記導電性接着剤では、上記内部電極の積層方向の厚さよりも上記導電性粒子の平均粒子径を小さくしてある。そのため、上記セラミック積層体の側面に露出した内部電極の外周端部に、上記導電性粒子を確実性高く接触させることができる。そのため、上記導電性接着剤によれば、上記内部電極との電気的な接続を確実性高く確保できる。
【００１０】
さらに、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の上記導電性粒子では、いわゆるネッキング現象（ナノメートルオーダーまで微細化され、表面エネルギーが高くなった金属粒子相互間に生じる現象であって、金属粒子をなす金属材料の本来の融点以下の温度で金属粒子同士が溶着、固着する現象をいう。）が生じやすくなる。一般に、このネッキング現象は、１００ｎｍ以下の金属粒子について顕著に発生するからである。そして、このネッキング現象によれば、金属粒子同士の点接触状態を、面接触状態に移行させ得る。
【００１１】
そして、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の導電性粒子を分散させた上記導電性接着剤によれば、上記のネッキング現象を積極的に活用でき、導電性粒子をなす金属材料の本来の融点よりも低い温度で導電性粒子同士あるいは、導電性粒子と内部電極とを溶着させて上記側面電極を形成することができる。そして、導電性粒子のネッキング現象を生じた側面電極では、その内部抵抗を低減できると共に、側面電極と内部電極との間の電気的な接続状態を格段に改善できる。また、上記のネッキング現象を活用して上記各側面電極を形成すれば、電気的な特性に優れた側面電極を形成するのに必要な温度を、上記導電性粒子の本体の融点温度よりも低くできる。それ故、上記積層型圧電体素子に作用する熱ダメージを抑制しながら、電気的特性の優れた積層型圧電体素子を製造できる。
【００１２】
なお、導電性粒子の粒径が１００ｎｍを超える場合には、上記のネッキング現象が十分に生じず、内部電極と側面電極との間の電気的な特性を十分に改善できないおそれがある。一方、導電性粒子の粒径を１ｎｍ未満とすると凝集し易くなるため、導電性粒子を上記樹脂材料中に均一性高く分散させることができなくなるおそれがある。
【００１３】
したがって、上記第１の発明の積層型圧電体素子は、一対の側面電極間に印加した駆動電圧を効率良く内部電極に作用でき、圧電効率に優れたものとなる。
【００１４】
第２の発明は、圧電アクチュエータの変位を利用して弁体を開閉させ、燃料の噴射制御を行うよう構成されたインジェクタにおいて、
上記圧電アクチュエータは、上記第１の発明の積層型圧電体素子よりなることを特徴とするインジェクタにある（請求項７）。
【００１５】
上記第２の発明のインジェクタは、上記の優れた品質の積層型圧電体素子を含む圧電アクチュエータを利用したものである。この積層型圧電体素子は、内部電極と側面電極との電気伝導性が良好である。そのため、上記インジェクタは、良好な噴射特性を有するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上記第１の発明においては、上記導電性接着剤を形成する上記樹脂材料としては、エポキシ、フェノール、シリコーン、ポリイミド等を用いることができる。さらに、この樹脂材料中に、上記導電性粒子のほかに、該導電性粒子よりも大径の銀、銅、ニッケル等よりなる金属フィラーを分散させることも良い。この場合には、ネッキング現象により、この金属フィラーの外周に上記導電性粒子を溶着させることができる。また、上記内部電極としては、銀、銅、白金又はそれらの合金を用いることができる。
【００１７】
また、上記導電性粒子は、その平均粒子径が、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記ネッキング現象を一層、顕著に発生させることができ、これにより、上記側面電極と上記内部電極との電気導通性をさらに向上し得ると共に、上記側面電極の内部抵抗をさらに抑制できる。それ故、上記積層型圧電体素子の圧電特性をさらに向上することができる。
【００１８】
また、１００重量％の導電性接着剤中に、１０重量％以上９０重量％以下の上記導電性粒子が含まれていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記導電性粒子の含有比率を適正にすることで、上記導電性接着剤の発揮する接着力と、形成する側面電極と内部電極との電気伝導性とをバランス良く両立させることができる。ここで、導電性粒子の含有比率が１０重量％未満であると、側面電極と内部電極との間の電気導通性や、側面電極の内部抵抗の大きさが十分でなくなるおそれがある。一方、導電性粒子の含有比率が９０重量％を超えると、相対的に上記樹脂材料の含有比率が十分でなくなり、上記導電性接着剤による接着力が十分でなくなるおそれがある。
【００１９】
また、上記内部電極の積層方向の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい（請求項４）。
上記内部電極の層厚が薄くなれば、上記積層型圧電体素子の圧電性能を一層、高めることができる。一方、この場合には、薄膜状の内部電極と側面電極との接触面積が小さくなってしまうため、上記第１の発明の作用効果が特に有効になる。
【００２０】
また、上記導電性粒子は、金、銀、銅、錫及び白金のうちの少なくともいずれかよりなることが好ましい（請求項５）。
上記の金属材料よりなる導電性粒子では、上記のネッキング現象が発生し易い。そのため、導電性粒子のネッキング現象を積極的に活用して、積層型圧電体素子の電気的な特性を改善するという上記第１の発明の作用効果がさらに有効に発揮される。
【００２１】
また、上記セラミック積層体における上記第１側面電極を設けた側面には、上記第２内部電極の外周端部を覆う絶縁部材が露出しており、上記第２側面電極を設けた側面には、上記第１内部電極の外周端部を覆う絶縁部材が露出しており、上記各絶縁部材が、有機材料よりなることが好ましい（請求項６）。
有機材料よりなる上記絶縁部材は、一般に、耐熱性が十分とは言えない。そのため、ネッキング現象を活用することにより、導電性粒子の本体の融点温度よりも低い温度で導電性粒子が溶着した上記側面電極を形成し得るという上記第１の発明の作用効果が特に有効になる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例は、圧電効果を奏する積層型圧電体素子１に関する例である。この内容について図１〜図１１を用いて説明する。
本例の積層型圧電体素子１は、圧電材料よりなる複数の圧電層１１と、導電性を有する複数の層状の内部電極２１、２２とを交互に積層してなるセラミック積層体１０を有し、該セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に第１側面電極３１及び第２側面電極３２を介してそれぞれ外部電極７が接合されており、上記内部電極２１、２２としては、第１側面電極３１に導通する第１内部電極（以下、適宜第１内部電極２１と記載する。）と、第２側面電極３２に導通する第２内部電極（以下、適宜第２内部電極２２と記載する。）とを交互に配置してなる。
各側面電極３１、３２は、図２に示すごとく、接着性を有する樹脂材料３０１中に導電性粒子３０２を分散させた導電性接着剤３０により形成されている。ここで、導電性粒子３０２は、内部電極２１、２２の積層方向の厚さＷよりも平均粒子径が小さく、かつ、その平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２３】
本例の積層型圧電体素子１は、図１、図４、図５に示すごとく、印加電圧に応じて伸縮する圧電層１１と、該圧電層１１に印加電圧を作用するための層状の内部電極２１、２２とを交互に積層した八角柱形状のセラミック積層体１０を有してなる。そして、その側面のうち一対の側面１０１、１０２には、上記第１側面電極３１、第２側面電極３２をそれぞれ設け、さらにこれら側面電極３１、３２を介して外部電極７を接合してある。本例では、セラミック積層体１０の積層方向の上端と下端には、圧電効果を生じないダミー層１８、１９を設けてある。なお、積層体形状は、本例の八角形状以外にも円柱、３角形、４角柱等であってもよい。又、一対の側面電極３１、３２は、必ずしも対向配置されている必要はない。外部電極７は、セラミック積層体１０上部のみでなく、積層方向の全領域に渡って接合しても良い。
【００２４】
第１内部電極２１は、図１、図８に示すごとく、側面１０１にその外周端部を露出させ、直接第１側面電極３１に接触している。一方、第１内部電極２１は、側面１０１に対向する側面１０２において、第２凹溝部４２の底部４２０に露出し、この第２凹溝部４２に充填した絶縁充填材５によって覆われている。そして、この絶縁充填材５の外周側に接するように上記第２側面電極３２が配設されている。
【００２５】
同様に、第２内部電極２２は、側面１０２にその外周端部を露出させ、直接第２側面電極３２に接触している。一方、第２内部電極２２は、側面１０２に対向する側面１０１において、第１凹溝部４１の底部４１０に露出し、この第１凹溝部４１に充填した絶縁充填材５によって覆われている。そして、この絶縁充填材５の外周側に接するように上記第１側面電極３１が配設されている。
【００２６】
また、各第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２は、図１及び図８に示すごとく、その底部４１０、４２０の底面が、側面１０１、１０２と略平行となるよう設けられ、その溝深さＤは約１００μｍである。また、厚みＬ＝８０μｍの圧電層１１に対して、各第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２の溝幅Ｗ＝８０μｍとした。
【００２７】
そして、各第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２には、ポリイミドよりなる絶縁充填材５を充填している。なお、絶縁充填材５としては、これに代えて、シリコーン、エポキシ、ポリアミドイミド等の材質のものを用いることができる。
【００２８】
また、上記のごとく、上記第１側面電極３１及び第２側面電極３２は、図２に示すごとく、電気絶縁性を有する樹脂材料３０１中に導電性粒子３０２を分散させた導電性接着剤３０より形成した。本例では、樹脂材料３０１として、エポキシを用い、導電性粒子３０２としては、平均粒子径２０ｎｍのＡｇよりなるものを用いた。なお、本例では、１００重量％の導電性接着剤３０に対して、導電性粒子３０２の含有比率を８０重量％とした。導電性粒子３０２の材質としては、本例のＡｇのほか、金、銅、白金等を用いることもできる。
【００２９】
次に、上記構成の積層型圧電体素子１の製造方法につき簡単に説明する。
まず、圧電材料となるセラミックグリーンシートを焼成して上記圧電層１１を得る圧電層焼成工程を行う。
本例では、上記圧電層１１としてＰＺＴを採用すべく、次のようにグリーンシートを作製した。まず、圧電材料の主原料となる酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、炭酸ストロンチウム等の粉末を所望の組成となるように秤量する。また、鉛の蒸発を考慮して、上記混合比組成の化学量論比よりも１〜２％リッチになるように調合する。これを混合機にて乾式混合し、その後８００〜９５０℃で仮焼する。
【００３０】
次いで、仮焼粉に純水、分散剤を加えてスラリーとし、パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕物を乾燥、粉脱脂した後、溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤等を加えてボールミルにより混合する。その後、このスラリーを真空装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調整をする。
【００３１】
次いで、スラリーをドクターブレード装置により一定厚みのグリーンシートに成形する。そして、このグリーンシートをプレス機で打ち抜くか、切断機により切断することにより、７ｍｍ角の四角形のシート片を得た。なお、得ようとする積層型圧電体素子の形状に応じて、四角形、楕円形、樽型などのシート片を成形することも可能である。
【００３２】
次に、このグリーンシートを脱脂処理した後に、焼成して圧電層１１を得る。脱脂処理は、グリーンシートを電気炉により４００〜７００℃の温度に所定時間保持することにより行った。また、焼成処理は、グリーンシートを９００〜１２００℃の温度に所定時間保持して行った。このようにして、本例では厚みが８０μｍであり、主にＰｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3系のペロブスカイト構造の酸化物であるＰＺＴよりなる焼成済みの圧電層１１を、一層ずつ別々に形成した。
【００３３】
次に、図３に示すごとく、得られた圧電層１１と、層状の電極材料２０とを交互に積層して積層体を作製する積層体作製工程を行った。
本例では、上記電極材料２０として、厚さ５μｍの銅箔を用いた。また、銅箔の形状は、図３に示すごとく、７ｍｍ角の四角形とし、圧電層１１と同じにした。そして、圧電層１１と電極材料２０とを交互に積層し、圧電層１１の積層数が２５０層となるように積層体を作製した。また、この積層体の積層方向の上下端には、電極材料２０を介設せずに圧電層１１を積層して、ダミー層１８、１９を形成した。
【００３４】
次に、上記積層体にその積層方向から約３ＭＰａの荷重を加えた状態で炉内に配置し、その炉内雰囲気を１×１０-2Ｐａの真空度まで真空引きした後、炉内の圧力が１０Ｐａに維持されるよう不活性ガスとしてのＮ2ガスを炉内に導入した。そして、温度９６０℃に１０分間保持することにより、上記電極材料２０よりなる内部電極２１、２２と圧電層１１とを接合する加熱接合工程を実施した。
【００３５】
これにより、図４に示すごとく、４つの側面１０１〜１０４を有し、これらの側面全面に端部を露出させた内部電極２１、２２を有する略四角柱形状のセラミック積層体１０が得られる。
次に、図５に示すごとく、上記四角柱形状の角部を平面研削し、新たに４つの側面１０５〜１０８を設け、略八角柱形状のセラミック積層体１０を成形する。
【００３６】
次に、図６に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１に露出した第２内部電極２２の端部に沿ってレーザを照射して溝加工を行い第１凹溝部４１を形成した。また同様に、セラミック積層体１０の側面１０２に露出した第１内部電極２１の端部に沿ってレーザを照射して溝加工を行い第２凹溝部４２を形成した。本例では、上記レーザとしてＣＯ2レーザを用い、ガルバノ光学スキャナーを用いてレーザスポットを走査して各凹溝部４１、４２を加工した。なお、この溝加工は、レーザ照射による加工法に代えて、砥石による研削やショットブラスト等を利用して行うこともできる。なお、本例では、第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２の断面形状は、上述したごとく、溝深さＤ＝１００μｍ、溝幅Ｗ＝８０μｍ（図１参照。）とした。
【００３７】
次に、図７に示すごとく、第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２内に、ディスペンサーを用いて、ポリイミドよりなる絶縁充填材５を供給した後、真空引きすることにより、第１凹溝部４１及び第２凹溝部４２の内周面に対して隙間なく絶縁充填材５を充填した。これ以外の塗布方法としては、スクリーン印刷、メタルマスク印刷等も可能である。
【００３８】
次に、セラミック積層体の側面１０１、１０２に、上記導電性接着剤３０を印刷（本例では、メタルマスク法により印刷。）し、その上に外部電極７を配設した。その後、温度１５０℃に６０分間保持して熱硬化させた。本例では、これにより、導電性粒子３０２にネッキング現象を生じさせてある。そのため、本例の積層型圧電体素子１では、第１側面電極３１と各第１内部電極２１との間の電気的導通及び、第２側面電極３２と各第２内部電極２２との間の電気的導通が確実性高く、良好に実現される。図１に示す積層型圧電体素子は、以上の手順により作製したものである。
【００３９】
次に、本例の積層型圧電体素子１における作用効果につき説明する。
以上のように、本例の積層型圧電体素子１における各側面電極３１、３２は、上記のごとく、エポキシよりなる樹脂材料３０１に、銀よりなる導電性粒子３０２を分散させた導電性接着剤３０により形成されている。ここで、この導電性粒子３０２は、その平均粒子径が、内部電極２１、２２の積層方向の厚さｔ＝５μｍよりも小さく、２０ｎｍである。
【００４０】
上記導電性粒子３０２の平均粒子径が上記のように十分に小さいと、いわゆるネッキング現象により、導電性粒子３０２同士あるいは、導電性粒子３０２と内部電極２１、２２とが溶着される。本例ではネッキング現象を積極的に活用することで、導電性粒子３０２をなすＡｇの融点（９５０℃）よりも低い１５０℃で導電性粒子３０２の溶着を生じさせて各側面電極３１、３２を形成した。これにより、凹溝部４１、４２に充填した絶縁充填材５など、セラミック積層体１０に熱的な損傷が生じるおそれを抑制して、側面電極３１、３２を形成することができる。
【００４１】
本例の側面電極３１、３２では、その内部で、導電性粒子３０２同士が溶着しており、電気伝導率に優れている。また、この側面電極３１（３２）と内部電極２１（２２）との接触界面あるいは、側面電極３１、３２と外部電極７との接触界面では、銅よりなる内部電極２１、２２の端部表面あるいは、外部電極７の表面に導電性粒子３０２が溶着している。そのため、側面電極３１（３２）と内部電極２１（２２）との間及び、側面電極３１、３２と外部電極７との間は、確実性高く電気的に接続される。また、銅よりなる内部電極２１、２２の表面に、側面電極３１、３２中の導電性粒子３０２が溶着した本例の積層型圧電素子１では、内部電極２１（２２）の外周端部における側面電極３１（３２）との接触面が酸化等するおそれが少ない。それ故、生産加工時や、使用時において積層型圧電体素子１が加熱されても、上記接触面が酸化等するおそれがなく、内部電極２１（２２）と側面電極３１（３２）との電気的な接触状態が安定的に維持される。
【００４２】
図９には、積層型圧電素子１における側面電極３１（３２）と内部電極２１（２２）との間の電気抵抗の大きさである接続抵抗値について、本例の積層型圧電体素子１と従来の積層型圧電体素子とを比較した例である。従来の積層型圧電体素子における側面電極は、本例と同様、エポキシよりなる樹脂材料中に、銀よりなる導電性粒子を分散させた導電性接着剤を用い、本例と同様の形成温度である１５０℃下で硬化させたものである。但し、従来の積層型圧電体素子における導電性粒子３０２の平均粒子径は、本例の導電性粒子３０２の平均粒子径２０ｎｍよりも大きい５μｍである。
【００４３】
図９から知られるように、本例の積層型圧電体素子１では、従来のものと比べて、内部電極と側面電極との接続抵抗値が格段に改善されている。この理由は、従来の積層型圧電体素子に用いた大径の導電性粒子が、上記の形成温度下ではネッキング現象を生じにくく、側面電極内部で分散しているのみという点にある。それ故、従来の積層型圧電体素子では、内部電極の外周端部に、導電性粒子が点接触しているのみであるため、接続抵抗値が高くなっている。一方、本例の積層型圧電体素子１では、内部電極２１（２２）の外周端部に、側面電極３１（３２）の導電性粒子３０２が溶着しているため、接続抵抗値が低くなっている。
【００４４】
なお、本例では、全面電極構造の積層型圧電体素子１の例を説明したが、これに代えて、本例の側面電極３１、３２を有する部分電極構造の積層型圧電体素子を形成することもできる。さらに、本例では、内部電極２１、２２の端部を、凹溝部４１、４２の底部４１０、４２０に露出させると共にこの凹溝部４１、４２に絶縁部材５を充填したが、これに代えて、図１０に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に絶縁部材５１を盛り付けるように形成することもできる。
【００４５】
なお、本例では、上記導電性粒子３０２としては、銀よりなる粒子を用いたが、これに代えて、銅、金、ニッケル、白金等よりなる粒子を採用することもできる。さらになお、本例では、特に内部電極２１、２２として銅を用いたが、一般的に使用されている銀又は銀−パラジウム合金を含む内部電極であってもよく、他にも、金、白金等を用いることもできる。
【００４６】
さらになお、図１１に示すごとく、エポキシよりなる樹脂材料３０１中に、平均粒子径５μｍの導電性フィラー３０３と、平均粒子径２０ｎｍの導電性粒子３０２を分散させた導電性接着剤３０を用いて側面電極３１、３２を形成することもできる。この場合には、導電性接着剤３０中に、導電性粒子３０２よりも大径の導電性フィラー３０３を含有させることで、導電性粒子３０２による導電性フィラー３０３及び内部電極２１、２２との融着（溶着）による抵抗安定化や、導電性粒子３０２の含有量低減によるコストダウン等の作用効果が得られる。なお、導電性フィラー３０３としては、銀、銅、錫及びこれらの合金等を用いることができる。
【００４７】
（実施例２）
本例は、実施例１の導電性接着剤を基にして、導電性粒子３０２をメッキしたメッキフィラー３０５を含有させた例である。この内容について、図１２を用いて説明する。
本例で用いる導電性接着剤３０は、平均粒子径５μｍの導電性フィラー３０３の外周に平均粒子径２０ｎｍの導電性粒子３０２を付着させたメッキフィラー３０５を含有している。そして、導電性接着剤３０は、このメッキフィラー３０５を、エポキシよりなる樹脂材料３０１中に分散したものである。なお、本例では、導電性粒子３０２としては、銀よりなる粒子を用い、導電性フィラー３０３としても銀よりなるものを用いた。
【００４８】
本例のメッキフィラー３０５は、例えば、次の手順によって得ることができる。導電性フィラー３０３を混入させた金属塩溶液（本例では、硝酸銀。）を準備し、この金属溶液中に還元剤を入れて銀を析出させる。そうすると、析出銀が導電性フィラー３０３の外周面に付着して、上記のメッキフィラー３０５が得られる。この手順によれば、導電性フィラー３０３の外周面に、平均粒子径５μｍの導電性粒子３０２を効率良く付着させることができる。
【００４９】
そして、この導電性接着剤３０よりなる側面電極３１、３２では、熱硬化処理中に、メッキフィラー３０５の外周の導電性粒子３０２にネッキング現象を生じる。そして、メッキフィラー３０５同士が、ネッキング現象を生じた導電性粒子３０２を介して相互に溶着する。さらに、メッキフィラー３０５が、ネッキング現象を生じた導電性粒子３０２を介して、内部電極２１、２２の外周端部あるいは、外部電極に溶着する。
【００５０】
そのため、メッキフィラー３０５同士が相互に溶着していると共に、メッキフィラー３０５が内部電極２１、２２等に溶着した本例の側面電極３１、３２では、内部抵抗が十分に抑制されていると共に、内部電極２１、２２との間の電気的導通が十分に確保されている。したがって、上記側面電極３１、３２を有する本例の積層型圧電体素子１は、優れた電気的特性を有するものとなる。
なお、その他の構成及び作用効果は、実施例１と同様である。
【００５１】
（実施例３）
本例は、実施例１の積層型圧電体素子１をインジェクタ６の圧電アクチュエータとして用いた例である。このインジェクタ６は、ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムに用いるものである。
このインジェクタ６は、図１３に示すごとく、駆動部としての上記積層型圧電体素子１が収容される上部ハウジング６２と、その下端に固定され、内部に噴射ノズル部６４が形成される下部ハウジング６３を有している。
【００５２】
上部ハウジング６２は略円柱状で、中心軸に対し偏心する縦穴６２１内に、積層型圧電体素子１が挿通固定されている。
縦穴６２１の側方には、高圧燃料通路６２２が平行に設けられ、その上端部は、上部ハウジング６２上側部に突出する燃料導入管６２３内を経て外部のコモンレール（図略）に連通している。
【００５３】
上部ハウジング６２上側部には、また、ドレーン通路６２４に連通する燃料導出管６２５が突設し、燃料導出管６２５から流出する燃料は、燃料タンク（図略）へ戻される。
ドレーン通路６２４は、縦穴６２１と駆動部（圧電体素子）１との間の隙間６０を経由し、さらに、この隙間６０から上下ハウジング６２、６３内を下方に延びる図示しない通路によって後述する三方弁６５１に連通してしる。
【００５４】
噴射ノズル部６４は、ピストンボデー６３１内を上下方向に摺動するノズルニードル６４１と、ノズルニードル６４１によって開閉されて燃料溜まり６４２から供給される高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射する噴孔６４３を備えている。燃料溜まり６４２は、ノズルニードル６４１の中間部周りに設けられ、上記高圧燃料通路６２２の下端部がここに開口している。ノズルニードル６４１は、燃料溜まり６４２から開弁方向の燃料圧を受けるとともに、上端面に面して設けた背圧室６４４から閉弁方向の燃料圧を受けており、背圧室６４４の圧力が降下すると、ノズルニードル６４１がリフトして、噴孔６４３が開放され、燃料噴射がなされる。
【００５５】
背圧室６４４の圧力は三方弁６５１によって増減される。三方弁６５１は、背圧室６４４と高圧燃料通路６２２、またはドレーン通路６２４と選択的に連通させる構成である。ここでは、高圧燃料通路６２２またはドレーン通路６２４へ連通するポートを開閉するボール状の弁体を有している。この弁体は、上記駆動部１により、その下方に配設される大径ピストン６５２、油圧室６５３、小径ピストン６５４を介して、駆動される。
【００５６】
そして、本例においては、上記構成のインジェクタ６における駆動源として、実施例１で示した上記積層型圧電体素子１を用いている。この積層型圧電体素子１は、上記のごとく、内部電極層２１、２２と側面電極３１、３２との間の絶縁構造の信頼性が高く、耐久性に優れたものである。そのため、高温雰囲気下という過酷な状態で使用されるインジェクタ６においても、作動時のクラックの発生を抑制することができ、耐久性を向上させることができ、インジェクタ６全体の性能向上及び信頼性向上を図ることができる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例１における、積層型圧電体素子の構造を示す説明図。
【図２】実施例１における、内部電極と側面電極との接触状態を示す説明図（（Ｂ）は、（Ａ）におけるＡ部分を拡大した図。）。
【図３】実施例１における、セラミック積層体の積層順序を示す説明図。
【図４】実施例１における、四角柱形状のセラミック積層体を示す説明図。
【図５】実施例１における、八角柱形状のセラミック積層体を示す説明図。
【図６】実施例１における、第１凹溝部及び第２凹溝部を形成した状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、第１凹溝部及び第２凹溝部に絶縁充填材を充填した状態を示す説明図。
【図８】実施例１における、積層型圧電体素子の積層方向に直交する断面を示す説明図。
【図９】実施例１における、内部電極と側面電極との接続抵抗値を示すグラフ。
【図１０】実施例１における、その他の積層型圧電体素子の構造を示す説明図。
【図１１】実施例１における、その他の側面電極と内部電極との接触状態を示す説明図。
【図１２】実施例２における、側面電極と内部電極との接触状態を示す説明図。
【図１３】実施例３における、インジェクタの構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１  積層型圧電体素子
１０  セラミック積層体
１１  圧電層
２１  第１内部電極
２２  第２内部電極
３０  導電性接着剤
３０１  樹脂材料
３０２  導電性粒子
３０３  導電性フィラー
３０５  メッキフィラー
３１  第１側面電極
３２  第２側面電極
４１  第１凹溝部
４２  第２凹溝部
５  絶縁充填材
６  インジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006005314.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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