(57)【要約】【課題】積層型圧電素子に積層方向に力がかかった場合でも、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体が弓なりに変形したり、座屈することを防止できる、信頼性の高い積層型圧電素子を提供することを目的とする。【解決手段】積層型圧電素子１は、積層型圧電ユニット２を積層方向に積み重ねたユニット積層体６を含む。ユニット同士２，２の境界部分の周囲には、これを包囲するスペーサ５が配置されている。スペーサ５にはケース部材９の内周面９Ｓに当接あるいは近接する当接突出部５２が３箇所設けられており、これにより、ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置決めを行うと共に、圧縮時の弓なりの変形や座屈防止を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、
上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲するケース部材と、
上記ケース部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する
積層型圧電素子。
【請求項２】
請求項１に記載の積層型圧電素子であって、
前記位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットの、または前記ユニット積層体の前記積層直交方向の中心の位置を、前記ケース部材の内周面の軸線に略一致させる形態を有する積層型圧電素子。
【請求項３】
圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体を有する積層型圧電素子であって、
上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に、上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を挿入したとき、
上記包囲部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材、を有する
積層型圧電素子。
【請求項４】
請求項３に記載の積層型圧電素子であって、
前記位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットの、または前記ユニット積層体の前記積層直交方向の中心の位置を、前記包囲部材の軸線に略一致させる形態を有する
積層型圧電素子。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の積層型圧電素子であって、
前記位置規制部材は、
前記積層型圧電ユニットに保持されてなる
積層型圧電素子。
【請求項６】
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、
前記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち前記積層直交方向の周囲を包囲する樹脂包囲部材を備え、
前記位置規制部材は、上記樹脂包囲部材の外周面から露出し、前記包囲部材への当接により、上記積層直交方向の位置を規制する当接部を有する
積層型圧電素子。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、
前記位置規制部材は、
前記ユニット積層体のうち、隣り合う前記積層型圧電ユニット同士の境界の周囲に位置し、上記境界を挟んで隣り合う上記積層型圧電ユニットいずれについても、前記ケース部材または前記包囲部材内における前記積層直交方向の位置を規制する境界部位置規制部材である
積層型圧電素子。
【請求項８】
請求項７に記載の積層型圧電素子であって、
前記境界部位置規制部材は、隣り合う前記積層型圧電ユニットのうち、対向する端部相互の前記積層直交方向の位置を、略一致させる相互位置合わせ部材を兼ねる
積層型圧電素子。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、
前記位置規制部材または前記境界部位置規制部材は、
前記積層型圧電ユニットに装着したときに、上記積層型圧電ユニットを弾性的に把持するユニット把持部を有する
積層型圧電素子。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の積層型圧電素子を用いた燃料噴射装置。
【請求項１１】
圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、
上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲するケース部材と、
上記ケース部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する
積層型圧電素子の製造方法であって、
上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を、上記位置規制部材を装着した形態とする形態形成工程と、
上記位置規制部材を装着した上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を上記ケース部材に挿入する挿入工程と、を含む
積層型圧電素子の製造方法。
【請求項１２】
圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、
上記ユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に上記ユニット積層体を挿入したときに、上記包囲部材内における上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する
積層型圧電素子の製造方法であって、
複数の上記積層型圧電ユニットの端面同士を未硬化の接着材を介して突き合わせて、上記積層型圧電ユニット同士を積み重ねた状態とする積み重ね工程と、
上記接着剤を硬化させて上記積層型圧電ユニットの端面同士を接着し、上記ユニット積層体を形成する接着工程と、を含み、
上記積み重ね工程は、
積み重ねた複数の上記積層型圧電ユニットを上記積層直交方向から取り囲む接着ジグを用い、
上記接着ジグの内周面内における、上記積層型圧電ユニットの上記積層直交方向の位置を、上記位置規制部材で規制しつつ、上記積層型圧電ユニットの同士を積み重ねた状態とする
積層型圧電素子の製造方法。
【請求項１３】
圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、
上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体を、このうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に挿入したときに、上記包囲部材内における上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、
上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体を包囲する樹脂包囲部材と、を有する
積層型圧電素子の製造方法であって、
上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を、上記位置規制部材を装着した形態とする形態形成工程と、
上記樹脂包囲部材で前記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を包囲する樹脂包囲工程と、含み、
上記樹脂包囲工程は、
上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体のうち上記積層直交方向の周囲を取り囲むモールドジグを用い、
上記モールドジグの内周面内における、上記積層型圧電ユニットの上記積層直交方向の位置を、上記位置規制部材で規制しつつ、上記モールドジグの内周面と上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の外周との間に樹脂をモールドして、上記樹脂包囲部材とする
積層型圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型圧電素子、これを用いた燃料噴射装置、及び積層型圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電磁器組成物からなる圧電焼結体層とこれに接する内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを用いた積層型圧電素子、あるいは積層型圧電ユニットを圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねたユニット積層体を用いた積層型圧電素子が知られている（特許文献１参照）。このような積層型圧電素子は、振動や圧力等を検知するセンサとして用いられたり、直流電圧あるいは交流電圧を印加して、変位あるいは振動を生じさせて圧電アクチュエータとして利用されている。この圧電アクチュエータの用途としては、例えば、超音波モータや精密位置決め用アクチュエータ、燃料噴射装置など様々な用途がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６９５６２号公報
【０００４】
特に、大きな変位量や振幅、あるいは大きなセンサ出力を得たい場合には、積層方向に多数の圧電焼結体層及び内部電極層を積層した積層型圧電ユニットや、積層型圧電ユニットを複数積み重ねたユニット積層体を用いた積層型圧電素子を用いることになる。さらには、多数の積層型圧電ユニットを積み重ねたユニット積層体を用いた積層型圧電素子を用いることとなりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような積層型圧電素子では、積層型圧電ユニットあるいはこれを積み重ねたユニット積層体は、積層方向に相対的に長く、積層直交方向の断面積は相対的小さくなりやすい。このよう長細形状となると、積層方向に力がかかった場合、つまりこの積層型圧電素子を圧電アクチュエータあるいはセンサとして機能させた場合に、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体が弓なりに変形し、さらには座屈する虞がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、積層型圧電素子に積層方向に力がかかった場合でも、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体が弓なりに変形したり、座屈することを防止できる、信頼性の高い積層型圧電素子を提供することを目的とする。
さらには、このような積層型圧電素子を用いた信頼性の高い燃料噴射装置を提供することを目的とする。
また、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体の弓なりの変形や座屈を防止した、信頼性の高い積層型圧電素子を容易に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そしてその解決手段は、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲するケース部材と、上記ケース部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する積層型圧電素子である。
【０００８】
前述したように、積層型圧電ユニットあるいはこれを積み重ねたユニット積層体は、積層方向の寸法が大きくなるほど、弓なりの変形が生じやすく、また座屈しやすくなる。特に、積層型圧電素子がケース部材を有している場合において、ケース部材の軸線に対して、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の軸線がずれているときには、弓なりの変形や座屈を生じやすい。なお、座屈する前には、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体が弓なりに変形して、ケース部材との距離が変化する。
【０００９】
これに対し、本発明の積層型圧電素子では、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の、ケース部材内における積層直交方向の位置を規制する位置規制部材を有している。このため本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材がケース部材に内接して、座屈に至る前に生じる弓なりの変形が規制されるため、弓なりの変形も座屈も生じにくい。かくして、信頼性の高い積層型圧電素子となし得る。
【００１０】
なお、位置規制部材としては、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体に常時当接、あるいは圧接しているもののほか、弓なりの変形が生じた際に積層型圧電ユニット等に当接、あるいは圧接してその位置を規制するように構成されているものでも良い。同様に、この位置規制部材としては、ケース部材の内周面に常時当接、あるいは圧接しているもののほか、弓なりの変形が生じた際にケース部材の内周面に当接、あるいは圧接して位置を規制するように構成されているものでも良い。従って、位置規制部材としては、例えば、ケース部材の内周面に当接するあるいはごく接近する形態とすると共に、積層型圧電ユニットを保持する、これに当接する、あるいはこれにごく接近する形態としたものが挙げられる。
【００１１】
さらに、上記の積層型圧電素子であって、前記位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットの、または前記ユニット積層体の前記積層直交方向の中心の位置を、前記ケース部材の内周面の軸線に略一致させる形態を有する積層型圧電素子とすると良い。
【００１２】
本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材により、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の積層直交方向の中心の位置が、ケース部材の内周面の軸線に略一致するように位置規制される。従って、外部からこの積層型圧電素子にかかる外力を、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体が正対して受けることとなり、さらに弓なりの変形や座屈を生じにくくなる。かくして、信頼性の高い積層型圧電素子とすることができる。
【００１３】
他の解決手段は、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体を有する積層型圧電素子であって、上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に、上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を挿入したとき、上記包囲部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材、を有する積層型圧電素子である。
【００１４】
前述したように、積層型圧電ユニットあるいはこれを積み重ねたユニット積層体は、積層方向の寸法が大きくなるほど、弓なりの変形や座屈を生じやすくなる。
特に、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を包囲部材に挿入した状態で用いるタイプの積層型圧電素子では、包囲部材の軸線に対して、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の軸線がずれているときには、弓なりの変形や座屈を生じやすい。なお、座屈する前には、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体が弓なりに変形して、包囲部材の内周面との距離が変化する。
【００１５】
これに対し、本発明の積層型圧電素子では、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の、包囲部材内における積層直交方向の位置を規制する位置規制部材を有している。このため本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材が包囲部材に内接し、座屈に至る前に生じる弓なりの変形が規制されるため、弓なりの変形も座屈も生じにくい。
【００１６】
なお、包囲部材には、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を包囲して保護するケース部材のほか、燃料噴射装置などの機械部品あるいはその一部であって、本発明の積層型圧電素子を組み込んだときに、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の周囲を包囲する所定形態をなす１または複数の部分からなる部材をも含む。
また、位置規制部材としては、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体に常時当接あるいは圧接しているもののほか、弓なりの変形が生じた際に積層型圧電ユニット等に当接、あるいは圧接してその位置を規制するように構成されているものでも良い。また、同様に、この位置規制部材としては、ケース部材や燃料噴射装置などの機械部品に積層型圧電素子を組み込んだときに、この包囲部材の内周面に常時当接、あるいは圧接しているもののほか、弓なりの変形が生じた際に包囲部材の内周面に当接、あるいは圧接して位置を規制するように構成されているものでも良い。従って、位置規制部材としては、例えば、積層型圧電ユニットを保持する、これに当接する、あるいはこれにごく接近する形態と共に、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を包囲部材内に挿入したときに、包囲部材の内周面に当接するあるいはごく接近する形態としたものが挙げられる。
【００１７】
さらに上記の積層型圧電素子であって、前記位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットの、または前記ユニット積層体の前記積層直交方向の中心の位置を、前記包囲部材の軸線に略一致させる形態を有する積層型圧電素子とすると良い。
【００１８】
本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材により、包囲部材に対する積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の積層直交方向の中心の位置が、包囲部材の軸線に略一致するように位置規制される。従って、外部からこの積層型圧電素子にかかる外力を、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体が正対して受けることとなり、さらに弓なりの変形や座屈を生じにくくなる。かくして、信頼性の高い積層型圧電素子とすることができる。
【００１９】
さらに、請求項３または請求項４に記載の積層型圧電素子であって、前記位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットに保持されてなる積層型圧電素子とすると良い。
【００２０】
本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材は、積層型圧電ユニットに保持されているので、保持している積層型圧電ユニットと包囲部材との位置関係を容易かつ適切に決めることができる。
【００２１】
さらに、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、前記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち前記積層直交方向の周囲を包囲する樹脂包囲部材を備え、前記位置規制部材は、上記樹脂包囲部材の外周面から露出し、前記包囲部材への当接により、上記積層直交方向の位置を規制する当接部を有する積層型圧電素子とすると良い。
【００２２】
一般に、積層型圧電素子のうちの積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を、水分あるいは湿気、油分、外力などから保護するためには、金属等からなるケース部材内にこれらを保持するのが好ましい。しかし、ケース部材を設けると、部品点数が増える上、積層型圧電素子の外形（外径）が大きくなりやすい。そこで、ケース部材を有さない積層型圧電素子を用い、これを装着する機器の一部を包囲部材として利用し、ケース部材に代える場合もある。
しかしながら、このような場合でも、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を、水分あるいは湿気、油分、外力などから保護することが求められる場合は多い。また、積層型圧電素子を機器に装着する場合でも、取扱容易なように外力からの保護が望ましい。
【００２３】
これに対し、本発明の積層型圧電素子では、樹脂包囲部材を備えており、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体を、水分あるいは湿気、油分、外力などから保護することができる。
しかも位置規制部材は、樹脂包囲部材の外周面から露出し、包囲部材への当接により位置を規制する当接部を有するので、樹脂包囲部材の存在に拘わらず、この当接部で包囲部材に対する積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の積層直交方向の位置を規制することが容易且つ確実にできる。
【００２４】
さらに、上述のいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、前記位置規制部材は、前記ユニット積層体のうち、隣り合う前記積層型圧電ユニット同士の境界の周囲に位置し、上記境界を挟んで隣り合う上記積層型圧電ユニットいずれについても、前記ケース部材または前記包囲部材内における前記積層直交方向の位置を規制する境界部位置規制部材である積層型圧電素子とすると良い。
【００２５】
積層型圧電ユニットを積み重ねたユニット積層体においては、積層型圧電ユニット同士の境界部分が最も変形しまた座屈しやすい。
これに対し、本発明の積層型圧電素子では、この積層型圧電ユニット同士の境界部分を境界部位置規制部材で位置規制する。このため、確実にユニット積層体の座屈を防止することができる。また、ユニット積層体に含まれる積層型圧電ユニットそれぞれに位置規制部材を設ける場合などに比して、境界部位置規制部材を用いることで、少ない位置規制部材（境界部位置規制部材）で効果的に座屈を防止できる。
また、少ない位置規制部材で、ケース部材内あるいは包囲部材内でのユニット積層体の積層直交方向の位置決めを適切に行うことができる。
【００２６】
さらに上記の積層型圧電素子であって、前記境界部位置規制部材は、隣り合う前記積層型圧電ユニットのうち、対向する端部相互の前記積層直交方向の位置を、略一致させる相互位置合わせ部材を兼ねる積層型圧電素子とすると良い。
【００２７】
本発明の積層型圧電素子では、境界部位置規制部材が、相互位置合わせ部材を兼ねている。従って、ユニット積層体において、積層型圧電ユニットの端部同士の位置を一致させた状態にすることができるから、積層型圧電ユニット同士で確実に力を伝えることができ、剛性が高く、また変位や発生力の損失が少ない積層型圧電素子とすることができる。
【００２８】
さらにいずれか１項に記載の積層型圧電素子であって、前記位置規制部材または前記境界部位置規制部材は、前記積層型圧電ユニットに装着したときに、上記積層型圧電ユニットを弾性的に把持するユニット把持部を有する積層型圧電素子とすると良い。
【００２９】
本発明の積層型圧電素子では、位置規制部材あるいは境界部位置規制部材は、ユニット把持部を有している。このため、ユニット把持部で積層型圧電ユニットを把持させることで、容易に位置規制部材あるいは境界部位置規制部材自身を積層型圧電ユニットの適宜の位置に配置することができる。
【００３０】
なお、上記の積層型圧電素子であって、前記ユニット把持部は、一部が切り欠かれた略Ｃ字環状をなし、前記積層型圧電ユニットを取り囲み弾性的に縮径して弾性的に把持するユニット縮径把持部であり、上記ユニット縮径把持部は、両端間隔を弾性的に拡げることで上記積層型圧電ユニットの外側面に積層直交方向から装着可能としてなる積層型圧電素子とするのが好ましい。
【００３１】
この積層型圧電素子では、ユニット把持部はユニット縮径把持部となっている。このため、ユニット縮径把持部の両端間隔を弾性的に拡げることで、積層型圧電ユニットの外側面に積層直交方向から適宜装着可能となるので、積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体の変形や座屈を効果的に防止できる部位に容易に装着することができる。
【００３２】
さらに、他の解決手段は、上記のいずれか１項に記載の積層型圧電素子を用いた燃料噴射装置である。
【００３３】
本発明の燃料噴射装置は、前述のように変形や座屈し難い積層型圧電素子を用いているので、より信頼性の高い燃料噴射装置とすることができる。
【００３４】
さらに他の解決手段は、圧電焼結体層とる内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲するケース部材と、上記ケース部材内における、上記積層型圧電ユニットの、または上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する積層型圧電素子の製造方法であって、上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を、上記位置規制部材を装着した形態とする形態形成工程と、上記位置規制部材を装着した上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を上記ケース部材に挿入する挿入工程と、を含む積層型圧電素子の製造方法である。
【００３５】
本発明の積層型圧電素子の製造方法では、形態形成工程において、予め積層型圧電ユニットをまたはユニット積層体を、位置規制部材を装着した形態とする。そしてその上で、挿入工程において、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体をケース部材に挿入する。このため、ケース部材に対する積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体の積層直交方向の位置が位置規制部材で規制された積層型圧電素子を、容易に形成することができる。
【００３６】
また他の解決手段は、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、上記ユニット積層体のうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に上記ユニット積層体を挿入したときに、上記包囲部材内における上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、を有する積層型圧電素子の製造方法であって、複数の上記積層型圧電ユニットの端面同士を未硬化の接着材を介して突き合わせて、上記積層型圧電ユニット同士を積み重ねた状態とする積み重ね工程と、上記接着剤を硬化させて上記積層型圧電ユニットの端面同士を接着し、上記ユニット積層体を形成する接着工程と、を含み、上記積み重ね工程は、積み重ねた複数の上記積層型圧電ユニットを上記積層直交方向から取り囲む接着ジグを用い、上記接着ジグの内周面内における、上記積層型圧電ユニットの上記積層直交方向の位置を、上記位置規制部材で規制しつつ、上記積層型圧電ユニット同士を積み重ねた状態とする積層型圧電素子の製造方法である。
【００３７】
本発明の積層型圧電素子の製造方法では、ユニット積層体の積み重ね及び接着にあたり、位置規制部材を接着ジグ内における積層直交方向の位置の規制にも用いるので、積層型圧電ユニットを接着ジグの内周面に対し適切な位置に配置することができる。このため、積層型圧電ユニットを容易に、且つ適切に積み重ねてユニット積層体を形成することができる。
【００３８】
なお、接着ジグの内周面形状を、包囲部材（ケース部材を含む）の内周面形状と同形とするとよい。包囲部材における位置規制と同様に、接着ジグ内における積層型圧電ユニットの積層直交方向の位置の規制を行うことができるからである。一方、接着ジグの内周面形状を、包囲部材の内周面形状とは異なる形状としても良く、この場合には、積み重ね工程及び接着工程の際に、位置規制部材で積層型圧電ユニットの積層直交方向の位置を規制できる形態となっていればよい。
【００３９】
さらに他の解決手段は、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニット、または、上記積層型圧電ユニットを上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体と、上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体を、このうち上記積層方向に直交する積層直交方向の周囲を包囲する包囲部材内に挿入したときに、上記包囲部材内における上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体の上記積層直交方向の位置を規制する位置規制部材と、上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体を包囲する樹脂包囲部材と、を有する積層型圧電素子の製造方法であって、上記積層型圧電ユニットをまたは上記ユニット積層体を、上記位置規制部材を装着した形態とする形態形成工程と、上記樹脂包囲部材で前記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を包囲する樹脂包囲工程と、含み、上記樹脂包囲工程は、上記積層型圧電ユニットまたは上記ユニット積層体のうち上記積層直交方向の周囲を取り囲むモールドジグを用い、上記モールドジグの内周面内における、上記積層型圧電ユニットの上記積層直交方向の位置を、上記位置規制部材で規制しつつ、上記モールドジグの内周面と上記積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の外周との間に樹脂をモールドして、上記樹脂包囲部材とする積層型圧電素子の製造方法である。
【００４０】
本発明の積層型圧電素子の製造方法では、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を包囲する樹脂包囲部材を形成する樹脂包囲工程を行うにあたり、位置規制部材をモールドジグ内における積層直交方向の位置の規制にも用いる。このため、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体をモールドジグの内周面に対し適切な位置に配置することができるから、積層型圧電ユニットまたはユニット積層体を樹脂包囲部材内の適切な位置に配置した積層型圧電素子を容易に形成することができる。
【００４１】
なお、モールドジグの内周面形状は、包囲部材（ケース部材を含む）の内周面形状と同形にすることもできる。しかし、樹脂包囲部材を設けた積層型圧電素子を包囲部材内に挿入等する場合に容易性を考慮すると、必ずしも同形でなくとも良く、具体的には、包囲部材の内周面形状よりも小さな外形となるような内周面形状を有するモールドジグとするのが好ましい。一方、このようにした場合には、位置規制部材のうち、包囲部材に当接して積層型圧電ユニットあるいはユニット積層体の積層直交方向の位置を規制する部分（当接部）が、樹脂包囲部材から露出する形態としておくのが好ましい。樹脂包囲部材の存在に拘わらず、この当接部で包囲部材に対する積層型圧電ユニットまたはユニット積層体の積層直交方向の位置を規制することが容易且つ確実にできるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施の形態のうち、ケース付き積層型圧電素子にかかる実施例を図１〜図１２を参照して、また、燃料噴射装置にかかる実施例を図１３，図１４を参照して説明する。
【実施例１】
【００４３】
本実施例１にかかるケース付きの積層型圧電素子１を図１に示す。この積層型圧電素子１は、円筒状のケース部材９内にユニット積層体６を挿入保持したものである。このユニット積層体６は、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）を、後述する積層方向ＳＴに三段に積み重ねたものであり、積層型圧電ユニット２同士の境界部分には、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）が配置されてスペーサ付きユニット積層体６Ｓとなっている。さらにこのスペーサ付きユニット積層体６Ｓは、モールド樹脂８で包囲されてモールド済ユニット積層体７とされている。
【００４４】
積層型圧電ユニット２を三段に積み重ねたユニット積層体６（図８参照）は、後端面６Ｔ２（図１中、下端）において、裏蓋１１に当接している。一方、先端面６Ｔ１（図１中、上端）は、断面凸字状のプッシュロッド１３に当接している。このプッシュロッド１３は、径大のベース部１４と径小のロッド部１５とからなる。このロッド部１５は、表蓋１０のロッド挿通孔１０Ｈを貫通して、この表蓋１０よりも突出している。また、このロッド部１５の周囲には、複数の皿バネ１２が積層されて弾性体を構成しており、表蓋１０とプッシュロッド１３のベース部１４とを離間させ、積層型圧電ユニット２（ユニット積層体６）を積層方向ＳＴに圧縮するようにベース部１４を付勢している。なお、表蓋１０及び裏蓋１１は、円筒状のケース部材９に溶接して固定されている。
【００４５】
後述するように、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）は、それぞれ第１外側ユニット電極２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）及び第２外側ユニット電極２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）を有している（図３参照）。一方、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）は、第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）及び第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）を保持している。そして、第１外側ユニット電極２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）と第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）は、柔軟性のある第１接続リード４３（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ）で互いに接続されている。また、第２外側ユニット電極２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）と第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）とは、柔軟性のある第２接続リード４６（４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ）で互いに接続されている。従って、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、電気的に並列に接続されている。また、第１電極棒４２（４２Ｂ）は外部リード１７に、第２電極棒４５（４５Ｂ）は外部リード１８に接続している。このため、外部リード１７，１８間に電圧を印加することで、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）をそれぞれ伸縮させることができる。上述したように、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは互いに積み重ねられているので、この積層型圧電素子１では、この伸縮の変位が足し合わされて、プッシュロッド１３のロッド部１５の変位として取り出すことができる。
【００４６】
ここで、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）について、図３を参照して説明する。この積層型圧電ユニット２は、概略、４つの外側面２１を有する直方体形状をなしている。その４つの外側面２１のうち、対向する取出し電極形成面２１Ａ，２１Ｂには、Ａｇを主体とし直線状に延びた第１外側ユニット電極２４及び第２外側ユニット電極２５が形成されている。
【００４７】
この積層型圧電ユニット２は、図３（ｂ）に示すように、平板状の圧電焼結体層２Ｐと内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）とが、交互に積層された形態を有している。また、内部電極層２ＥＡと内部電極層２ＥＢとは、交互に配置されている。このうち、内部電極層２ＥＢは、取出し電極形成面２１Ｂからは引き下がる一方、取出し電極形成面２１Ａに露出する形態にされており、取出し電極形成面２１Ａに形成された第１外側ユニット電極２４と導通している。これとは逆に、内部電極層２ＥＡは、取出し電極形成面２１Ａからは引き下がる一方、取出し電極形成面２１Ｂに露出する形態にされており、取出し電極形成面２１Ｂに形成された第２外側ユニット電極２５と導通している。
なお、本実施例では、圧電焼結体層２Ｐ及び内部電極層２Ｅが積層された方向（図３中、上下方向）を積層方向ＳＴとし、これに直交する方向（圧電焼結体層２Ｐあるいは内部電極層２Ｅの拡がり方向）を積層直交方向ＶＳと呼ぶこととする。
【００４８】
この積層型圧電ユニット２のうち、圧電焼結体層２Ｐは、公知の圧電セラミックの組成物（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウムなど）のほか、ニオブ酸アルカリ金属を主成分とする圧電磁器組成物など各種の圧電磁器組成物を用いることができる。また、内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）も、公知の導電体（例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ，Ｃｕ，Ｎｉなど）を用いることができる。本実施例では、圧電焼結体層２Ｐにニオブ酸アルカリ金属を主成分とする圧電磁器組成物を用い、内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）にＰｔを用いている。また、圧電焼結体層２Ｐは、その厚さ方向のうち、内部電極層２ＥＡから内部電極層２ＥＢに向かう方向に分極されている。このため、内部電極層２ＥＡを内部電極層２ＥＢに対して相対的に正電位とすることで、圧電焼結体層２Ｐそれぞれを厚さ方向に延ばす（厚さを厚くする）変形が生じる。つまり、第１外側ユニット電極２４を第２外側ユニット電極２５に対して正電位とすることで、積層型圧電ユニット２を積層方向ＳＴに伸張させることができる。
【００４９】
この積層型圧電ユニット２のうち、第１外側ユニット電極２４の外側には、Ｃｕからなるメッシュ状の第１メッシュ導体２６がハンダ付けによって接続されている。なお、この第１メッシュ導体２６には、一端または両端に、第１外側ユニット電極２４に固定されていない自由状態の第１延出部２６Ｅを有している。また同様に、第２外側ユニット電極２５の外側にも、Ｃｕからなるメッシュ状の第２メッシュ導体２７がハンダ付けによって接続されている。この第２メッシュ導体２７にも、一端または両端に、第２外側ユニット電極２５に固定されていない第２延出部２７Ｅを有している。
また、この積層型圧電ユニット２のうち、両側の端部２３，２３は、それぞれ面取りされており、概略、四角錐台の形状とされている。なお、四角錐台の形状とされた両側の端部２３，２３には、内部電極は形成されておらず、電圧を印加しても変形しない不活性層となっている。
【００５０】
ついで、スペーサ５について、図４を参照して説明する。このスペーサ５は、ＰＥＥＫ，ＰＡ等の絶縁性樹脂からなり、ロ字状の環状部５１と、この環状部５１から互いに略１２０度の角度を持って配置され、径方向外方に向けて突出する３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている。
【００５１】
このうち、環状部５１の中央には、略四角孔形状のユニット挿入孔５１Ｈを有している。図１及び図５を参照すると容易に理解できるように、このユニット挿入口５１Ｈに、積層型圧電ユニット２同士の対向する端部２３，２３を挿入することにより、環状部５１が、積層型圧電ユニット２、特に積層型圧電ユニット２同士の境界部分を囲むように配置される。
【００５２】
さらに詳細には、ユニット挿入孔５１Ｈには、両方の開口端に向けて拡径する当接面５３を備えている。このため、図５（ｂ）に示すように、積層型圧電ユニットの端部同士、例えば積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１とを、環状部５１内に挿入し、積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ１とを当接させた状態で、端部２３Ａ２，２３Ｂ１の錐面２３ＳＡ２，２３ＳＢ１がそれぞれ環状部５１の当接面５３に当接する形態とされている。
積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ１とは、接着剤３を介して互いに固定されている。また、端部２３Ａ２，２３Ｂ１の錐面２３ＳＡ２，２３ＳＢ１と、環状部５１の当接面５３とも、それぞれ接着剤３を介して当接固着されている。
【００５３】
このような積層型圧電ユニット２同士の積み重ね、スペーサ５の配置、及び積層型圧電ユニット２やスペーサ５の接着については、接着ジグＡＤを用いて以下のようにして行う。接着ジグＡＤは、図６に示すように、上面ＡＤ１Ｕが平坦なベースＡＤ１と、円柱状の内周面ＡＤ２Ｓを有する略円筒形状の筒部材ＡＤ２と、上述の内周面ＡＤ２Ｓ内に挿入可能な略円柱形状の外形を有する押圧コラムＡＤ３とを含んでいる。
【００５４】
まず、積層型圧電ユニット２同士の積み重ね、及びスペーサ５の配置の工程を以下のようにして行う。即ち、積層型圧電ユニット２Ｃ、スペーサ５Ｂ、積層型圧電ユニット２Ｂ、スペーサ５Ａ、積層型圧電ユニット２Ａをこの順に、接着ジグＡＤの筒部材ＡＤ２内に挿入する。具体的には、まず、筒部材ＡＤ２内に、積層型圧電ユニット２Ｃを挿入し、その図６中下方の端面２２Ｃ２を、ベースＡＤの上面ＡＤ１Ｕに当接させる。さらに、スペーサ５Ｂを挿入し、積層型圧電ユニット２Ｃの図６中上方の端部２３Ｃ１が、スペーサ５Ｂのユニット挿入孔５１ＨＢ内に挿入されるように、積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳ（図６において、上下方向に直交する方向）の位置を調整する。
【００５５】
スペーサ５は、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている（図４参照）。一方、筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、このスペーサ５Ｂを筒部材ＡＤ２内に挿入すると、図７に示すように、３つの突出当接部５２ＡＢ，５２ＢＢ，５２ＣＢが、それぞれ筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、スペーサ５Ｂの積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５Ｂに端部２３Ｃ１が挿入され保持された積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、図７に示すように、積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳの中心２ＸＣ（及びユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、筒部材ＡＤ２の軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２Ｃが積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。特に、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１の積層直交方向ＶＳの中心が、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｃ１が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。なお、積層型圧電ユニット２Ｃの図中上方の端部２３Ｃ１（錐面２３Ｓ、端面２２）には接着剤３を塗布しておく。これにより、端部２３Ｃ１の錐面２３Ｓは、スペーサ５Ｂの当接面５３に接着剤３を介して当接する。
【００５６】
その後、さらに、積層型圧電ユニット２Ｂの図中下方の端部２３Ｂ２が、スペーサ５Ｂのユニット挿入孔５１ＨＢ内に挿入されるように、積層型圧電ユニット２Ｂを筒部材ＡＤ２内に挿入する。なお、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２（錐面２３Ｓ、端面２２）にも接着剤３を塗布しておく。これにより、積層型圧電ユニット２Ｃの端面２２Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ２とが接着剤３を介して当接するとともに、端部２３Ｂ２の錐面２３Ｓも、スペーサ５Ｂの当接面５３に接着剤３を介して当接する。
【００５７】
さらに、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの中心２ＸＢが、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｂ２が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。このようにすることで、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの位置を揃えることもできている。
しかも、本実施例１では、略直方体形状の積層型圧電ユニット２を用い、スペーサ５Ｂの略四角孔形状のユニット挿入孔５１ＨＢ内に、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２とを挿入しているので、積層型圧電ユニット２Ｃと積層型圧電ユニット２Ｂとの間の軸線ＡＸ２の周りの周方向の位置をも揃えることができている。
【００５８】
ついで、スペーサ５Ａを筒部材ＡＤ２内に挿入し、その後、積層型圧電ユニット２Ａを挿入する。これにより、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１の積層直交方向ＶＳの中心も、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｂ１が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。また、積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２の積層直交方向ＶＳの中心も、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ａ２が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。
さらに、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの位置を揃えることもできている。
しかも、略四角孔形状のユニット挿入孔５１ＨＡ内に、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１と積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２とを挿入しているので、積層型圧電ユニット２Ｂと積層型圧電ユニット２Ａとの間の軸線ＡＸ２の周りの周方向の位置をも揃えることができている。
なお、積層型圧電ユニット２Ｂ，２Ａの端部２３Ｂ１，２３Ａ２（錐面２３Ｓ、端面２２）にもそれぞれ接着剤３を塗布しておき、端面同士及びスペーサ５Ａの当接面５３と接着剤３を介して当接させる。
【００５９】
さらに、筒部材ＡＤ２内に押圧コラムＡＤ３を挿入し、積層型圧電ユニット２Ａの図６中上側の端面２２Ａ１に、下面ＡＤ３Ｄを当接させて、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃに軸線ＡＸ２に沿う押圧力ＦＳを加え、この状態のまま加熱して接着剤３を硬化させる。これにより、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端面同士が互いに接着されるとともに、スペーサ５Ａ，５Ｂの当接面５３と積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端部２３（錐面２３Ｓ）とが接着される。これにより、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃからなるユニット積層体６が出来上がる（図８参照）。
【００６０】
なお、このユニット積層体６には、スペーサ５Ａ，５Ｂも一体的に取り付けられており、スペーサ付きユニット積層体６Ｓとなっている。また、スペーサ５Ａ，５Ｂの電極棒挿通孔５２ＢＨ，５２ＣＨ（図４参照）には、それぞれＳｎメッキを表面に施したＣｕからなる直棒状の第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）あるいは第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）を挿入し保持させる。
【００６１】
この第１電極棒４２及び第２電極棒４５を用いて、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４及び第２外側ユニット電極２５を、それぞれ外部リード１７，１８に接続する。具体的には、図９（ａ）に示すように、外部リード１７を第１電極棒４２Ｂにハンダ付けする。また、外部リード１８を第２電極棒４５Ｂにハンダ付けする。さらに、第１電極棒４２Ｂと第１電極棒４２Ａとを、第１中間リード１９のハンダ付けにより導通させる。同様に、第２電極棒４５Ｂと第２電極棒４５Ａとを、第２中間リード２０のハンダ付けにより導通させる。
【００６２】
一方、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４を、図９（ｂ）に示すように、柔軟性のある第１接続リード４３を介して第１電極棒４２に接続する。具体的には、第１外側ユニット電極２４を覆うようにハンダ付けした第１メッシュ導体２６のうちの第１延出部２６Ｅと、第１電極棒４２とを、第１接続リード４３を介してハンダ付けにより接続する。
同様に、第２外側ユニット電極２５を、柔軟性のある第２接続リード４６を介して第２電極棒４５に接続する。具体的には、第２外側ユニット電極２５を覆うようにハンダ付けした第２メッシュ導体２７のうちの第２延出部２７Ｅと、第２電極棒４５とを、第２接続リード４６を介してハンダ付けにより接続する。
【００６３】
かくして、第１外側ユニット電極２４同士は、図９（ｂ）に示すように、第１接続リード４３、第１電極棒４２、及び第１接続リード４３からなる第１導通路４１を通じて、互いに導通することとなる。また、第２外側ユニット電極２５同士は、第２接続リード４６、第２電極棒４５、及び第２接続リード４６からなる第２導通路４４を通じて、互いに導通することとなる。しかも本実施例では、第１電極棒４２が、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｂに保持されている。また、第２電極棒４５も、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｃに保持されている。このため、確実に、第１導通路４１と第２導通路４４（第１電極棒４２と第２電極棒４５）とを離間して短絡を防止できるほか、他の部材との短絡も防止することができている。
【００６４】
さらに、第１導通路４１は、柔軟な第１接続リード４３を含んでいるから、第１外側ユニット電極２４同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能とされている。同様に、第２導通路４４は、柔軟な第２接続リード４６を含んでいるから、第２外側ユニット電極２５同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能となっている。
このため、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても、このような柔軟性を有する第１導通路４１を介して第１外側ユニット導体２４同士が導通しているので、断線などを生じることがない。同様に、このような第２導電体４４を介して第２外側ユニット導体２５同士が導通しているので断線を生じることがない。
特に、本実施例では、第１メッシュ導体２６に第１延出部２６Ｅを、第２メッシュ導体２７に第２延出部２７Ｅを設けており、この第１，第２延出部２６Ｅ，２７Ｅも柔軟性を有しているから、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても断線を生じることがない。
【００６５】
また、本実施例では、スペーサ５を積層型圧電ユニット２同士の境界を跨ぐようにしてユニット積層体６の外側に位置させている。具体的には、スペーサ５Ａを積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂの境界を跨ぐように位置させている。また、スペーサ５Ｂを積層型圧電ユニット２Ｂ，２Ｃの境界を跨ぐように位置させている。このため、２つの積層型圧電ユニットの第１外側ユニット電極２４同士を、それらの中間の位置で、保持している第１電極棒４２を含む第１導通路４１を介して導通させることができる。このため、第１外側ユニット電極２４同士の導通を短い距離で行うことができるから、コンパクト、低抵抗で第１外側ユニット電極２４同士を導通することができる。
第２外側ユニット電極２５についても同様に、２つの積層型圧電ユニットの第２外側ユニット電極２５同士を、それらの中間の位置で、保持している第２電極棒４５を含む第２導通路４６を介して導通させることができる。このため、第２外側ユニット電極２５同士の導通を短い距離で行うことができるから、コンパクト、低抵抗で第２外側ユニット電極２５同士を導通することができる。
【００６６】
また、本実施例では、スペーサ５が積層型圧電ユニット２に保持されている。このため、スペーサ５自身が保持している第１電極棒４２あるいは第２電極棒４５と積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃとの位置関係は、突出当接部５２Ｂ，５２Ｃに形成した電極棒挿通孔５２ＢＨ，５２ＣＨの位置によって自動的に適切な位置に決めることができる。
【００６７】
ついで、ユニット積層体６（スペーサ付きユニット積層体６Ｓ）の周囲に、柔軟性のあるモールド樹脂８を形成する。具体的には、図１０，図１１に示すように、モールドジグＭＤを用いて樹脂モールドを行う。このモールドジグＭＤは、上面ＭＤ１Ｕが平坦なベースＭＤ１と、このベースＭＤ１の上面ＭＤ１Ｕ上に配置される第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３とを有している。この第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３は、概略、長円を軸線方向に延ばした形状の孔を有する部材を、長円の長径及び軸線に沿って半割した形状を有しており、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓと、第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓとを対向させて配置することで、略長円を軸線方向に延ばした形状の積層体保持孔ＭＤＨが形成される。但し、内周面ＭＤ２Ｓ及び内周面ＭＤ３Ｓには、径方向外側に向けて凹設された位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩが２箇所ずつ形成されている。この位置決め溝ＭＤ２ＳＩとＭＤ３ＳＩとで形成される概略円環状の溝の最大外径は、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円ＣＲとほぼ同径とされている。さらに、第１筒部材ＭＤ２のうち、突出当接部５２Ａの両側に位置する部位は、この突出当接部５２Ａを挟むようにして内部に、具体的には、積層体保持孔ＭＤＨの位置決め溝ＭＤ２ＳＩに突出する２つの突出部ＭＤ２Ｔが設けられている。この突出部ＭＤ２Ｔを設けておくことで、この部分に樹脂モールドが行われないため、後述するように（図１２（ｂ）参照）、外部リード１７，１８をモールド樹脂８の側面に沿わせ、かつ、突出当接部５２Ａの両側にそれぞれ配置する形態に容易にすることができる。
【００６８】
このモールドジグＭＤを用いて、以下のようにして樹脂モールドを行う。即ち、スペーサ付きユニット積層体６ＳをベースＭＤ１の上面ＭＤ１Ｕ上に立てる。ついで、本実施例では、下から積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃとなるように配置する。その上で、第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ２Ｓ及び内周面ＭＤ３Ｓで、このスペーサ付きユニット積層体６Ｓを挟むようにして、第１筒部材ＭＤ２と第２筒部材ＭＤ３とを密着させ、積層体保持孔ＭＤＨを構成する。この際、スペーサ５Ａ，５Ｂの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃがそれぞれ、位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩに嵌るように配置する。
【００６９】
これにより、図１１に示すように、スペーサ５Ａ，５Ｂの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれ位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩに当接、あるいはごく接近した状態に保持される。従って、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３がそれぞれ挿入保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ，２ＸＡ（及びユニット積層体の積層直交方向の中心６Ｘ）が、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓ及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓがなす孔の軸線ＡＸ３にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２（ユニット積層体６，スペーサ付きユニット積層体６Ｓ）が積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。なお、図１０においては図示していないが、外部リード１７，１８は、積層体保持孔ＭＤＨ内から図中上方に飛び出る形態に保持しておく。
【００７０】
その後、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓ及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓがなす積層体保持孔ＭＤＨ内に、硬化後にも柔軟性を有する絶縁性樹脂（例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂）となる未硬化樹脂を流し込み、これを硬化させてモールド樹脂８とする。
【００７１】
これにより、図１２に示す形態のモールド済ユニット積層体７が出来上がる。なお、図１２（ｂ）は、外部リード１７，１８をモールド樹脂８の側面に沿わせて折り曲げた状態を示している。このモールド済ユニット積層体７は、外形が、概略、長円を軸線ＡＸ３方向に延ばした長円柱形状をなしている。一方、この図１２から容易に理解できるように、スペーサ５Ａの３つの突出当接部５２ＡＡ，５２ＢＡ，５２ＣＡ、及び、スペーサ５Ｂの３つの突出当接部５２ＡＢ，５２ＢＢ，５２ＣＢは、モールド樹脂８の長円柱側面８ＴＳから露出している。さらに、突出当接部５２ＡＢは長円柱側面８ＴＳよりも突出している。
【００７２】
また、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（ユニット積層体６）はモールド樹脂８内に埋め込まれ、外力や水分、油分などから保護されている。なお、上記では、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの周囲を直接モールド樹脂８が取り囲む形態としたが、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外側面２１を予め、あるいはユニット積層体６を形成した後に、絶縁コーティング層で被覆してから、モールド樹脂８で覆うようにしても良い。このモールド済ユニット積層体７は、これ自身を単独で積層型圧電素子として利用することもできる（後述する実施例２参照）。
【００７３】
さらに、裏蓋１１を溶接したケース部材９内に、このモールド済ユニット積層体７を挿入し、裏蓋１１に積層型圧電ユニット２Ｃの端面２２Ｃ２（ユニット積層体６の後端面６Ｔ２）を当接させる（図１参照）。外部リード１７，１８をケース部材９の図示しないリード挿通孔を通じて外部に取り出し、このリード挿通孔にゴムブッシュ１６を嵌め込んでシールする。また、プッシュロッド１３のベース部１４を、積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ１（ユニット積層体６の先端面６Ｔ１）に当接させ、ロッド部１５を皿バネ１２に挿通する。さらに、ロッド部１５をロッド挿通孔１０Ｈに挿通した状態で、表蓋１０をケース部材９に溶接して、弾性的に３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（ユニット積層体６）に予備加重を掛けた状態に固定する。このようにして、図１に示す積層型圧電素子１が完成する。
【００７４】
なお、スペーサ５Ａ，５Ｂは、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている（図４参照）。一方、ケース部材９の内周面９Ｓは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、モールド済ユニット積層体７をケース部材９内に挿入すると、図２に示すように、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）の３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれケース部材９の内周面９Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３が挿入され保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ（およびユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ)が、ケース部材９の内周面９Ｓの軸線ＡＸにほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２が積層直交方向ＶＳについて位置決めされる（図２参照）。
【００７５】
一般に、積層型圧電素子が駆動対象に衝突するなどにより自身の軸線方向に大きな衝撃力を受けた場合、積層型圧電ユニット２あるいはユニット積層体６が弓なりに変形し、極端な場合には座屈する虞がある。これに対し、本実施例の積層型圧電素子１では、このような衝撃力を受けた場合にも、このスペーサ５の突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）が、ケース部材９の内周面９Ｓに当接して変形を防ぐため、弓なりの変形及び座屈を防止することができる。このため、信頼性の高い積層型圧電素子１となる。
【００７６】
また、本実施例の積層型圧電素子１において、スペーサ５は、第１電極棒４２を積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した所定位置に保持する離間保持部材としての役割と、ケース部材９内における積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置を規制する位置規制部材としての役割とを兼ねている。このため、別途の部材でこれらを構成する場合に比して、部材の数を低減できている。また、ケース部材９と第１電極棒４２や第２電極棒４５の位置関係をも容易に決定できるので、ケース部材９と第１外側ユニット電極２４や第１導通路４１との間の絶縁、あるいはケース部材９と第２外側ユニット電極２５や第２導通路４４との間の絶縁をも容易に図ることができている。
【実施例２】
【００７７】
ついで、本発明の第２の実施例について説明する。上述の実施例１では、単独でも積層型圧電素子として使用しうるモールド済ユニット積層体７を、ケース部材９内に挿入して使用した積層型圧電素子１を例示した。これに対し、本実施例２では、このモールド済ユニット積層体７（図１２参照）を、積層型圧電素子として使用し、燃料噴射装置１１０の駆動に使用する。従って、モールド済ユニット積層体７の形状や構造、製造方法は、既に実施例１において説明したものと同様であるから説明を省略し、燃料噴射装置１１０について説明する。
【００７８】
図１３に示す燃料噴射装置１１０は、内燃機関の燃焼室内に高圧の燃料を噴射するための装置である。軸線ＡＸ４に沿って延びる略円筒形状の本体部材１１５は、その先端側（図中左側）のノズル保持部１１５Ｎにおいて、ノズル部材１１１を保持している。また、本体部材１１５のうち、円筒状の圧電素子包囲部１１５Ｐ内には、前述のモールド済ユニット積層体７（図１２参照，積層型圧電素子）が挿入、保持されている。さらに詳細には、圧電素子包囲部１１５Ｐ内のうち、先端部分（図中左端部分）には、径大のベース部１１６Ｂと径小のロッド部１１６Ｒとからなるピストン１１６、及びロッド部１１６Ｒに挿通された皿バネ１１８を備えており、ベース部１１６Ｂより先端側（図中左側）に、シリンダ室１１５Ｃを構成している。また、ピストン１１６には、モールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）の後端面６Ｔ２（積層型圧電ユニット２Ｃ端面２２Ｃ２）が当接している。また、圧電素子包囲部１１５Ｐ内に挿入されたモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）の先端面６Ｔ１（積層型圧電ユニット２Ａ端面２２Ａ１）は、圧電素子包囲部１１５Ｐの後端部分に固定された封口板１１９に当接している。このモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）は、皿バネ１１８の弾性力により、常時、圧縮応力が掛かるように付勢されている。また、ピストン１１６のベース部１１６Ｂの周囲には、シール溝１１６Ｍが凹設されており、この中にＯリング１１７が嵌め込まれてシリンダ室１１５Ｃのシールを行っている。
【００７９】
ノズル部材１１１の内部には、ニードル１１２が摺動可能に収納されている。ノズル部材１１１の先端（図中左端）には、噴出口１１１Ｎが開口し、この噴出口１１１Ｎはニードル１１２の先端部１１２Ｓによって開閉可能となっている。またノズル部材１１１のうち後端側（図中右側）には、噴出口１１１Ｎよりも径大の環状室１１１Ｐを備える。この環状室１１１Ｐには、ニードル１１２のピストン部１１２Ｐが、その周囲と環状室１１１Ｐの壁面との間にオリフィス１１４を形成して配置されている。ニードル１１２のピストン部１１２Ｐ内にはバネ保持孔１１２ＰＮが形成されている。このバネ保持孔１１２ＰＮ内には、コイルバネ１１３が挿入保持されて、本体部材１１５のノズル保持部１１５Ｎと圧電素子包囲部１１５Ｐとを区画する仕切壁部１１５Ｗに当接しており、ニードル１１２を先端側（図中左側）に付勢している。
【００８０】
また、本体部材１１５及びノズル部材１１１には、外部と環状室１１１Ｐとを結ぶ燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆが形成されており、この燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆを通じて、高圧に加圧された燃料が、環状室１１１Ｐに供給される。さらに、本体部材１１５の仕切壁部１１５Ｗには、バネ保持孔１１２ＰＮと圧電素子包囲部１１５Ｐとを連通する連通孔１１５Ｔを備えている。従って、環状室１１１Ｐに供給された燃料は、オリフィス１１４を通じて、バネ保持孔１１２ＰＮ、連通孔１１５Ｔ、圧電素子包囲部１１５Ｐのシリンダ室１１５Ｃにも充填される。
【００８１】
積層型圧電素子であるモールド済ユニット積層体７の外部リード線１７，１８は、本体部材１１５のリード挿通孔１１５Ｌを介して外部に取り出されている。この外部リード線１７，１８に電圧を印加すると、モールド済ユニット積層体７が伸長し、シリンダー室１１５Ｃの圧力が高まり、ニードル１１２が先端側に移動して閉弁する。一方、モールド済ユニット積層体７の印加電圧を低下させて収縮させると、シリンダー室１１５Ｃの圧力が低下し、燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆから供給された燃料の圧力により、ニードル１１２のピストン部１１２Ｐが後端側にコイルバネ１１３を圧縮しながら移動するので、開弁してノズル部材１１１の噴出口１１１Ｎから燃料が噴射される。
【００８２】
この燃料噴射装置１１０は、ノズル部材１１１が燃焼室を臨むようにして、内燃機関の燃焼室天井壁に取り付けられ、噴出口１１１Ｎから燃料を燃焼室内に向けて噴出するようにして用いられる。
なお、この燃料噴射装置１１０（モールド済ユニット積層体７）の駆動は、図示しない駆動回路により行われる。具体的には、図示しないコントロールユニットにおいて、内燃機関の吸入空気量や回転数に応じて燃料噴射量を演算し、このコントロールユニットで演算した燃料噴射量に対応するパルス信号をパルス発生器で生成し、このパルス信号に応じた電圧を駆動回路を介して燃料噴射装置１１０（モールド済ユニット積層体７）に印加する。
【００８３】
ここで、モールド済ユニット積層体７と、本体部材１１５の圧電素子包囲部１１５Ｐとの関係について説明する。実施例１において説明したように、モールド済ユニット積層体７は、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を有するスペーサ５Ａ，５Ｂを備えている（図１２，図４参照）。一方、圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、モールド済ユニット積層体７を圧電素子包囲部１１５Ｐ内に挿入すると、図１４に示すように、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）の３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれ圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、圧電素子包囲部１１５Ｐ内において、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３が挿入され保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ（ユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、圧電素子包囲部１１５Ｐの軸線ＡＸ４にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２が、従って、モールド済ユニット積層体７が、積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。
【００８４】
前述したように、一般に、積層型圧電素子が自身の軸線方向に大きな衝撃力を受けた場合、積層型圧電ユニット２あるいはユニット積層体６が弓なりに変形し、極端な場合には座屈する虞がある。これに対し、本実施例２の燃料噴射装置１１０では、積層型圧電素子であるモールド済ユニット積層体７が大きな衝撃力を受けた場合にも、このスペーサ５の突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）が、圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳに当接して変形を防ぐため、弓なりの変形及び座屈を防止することができる。このため、信頼性の高い燃料噴射装置１１０となる。
【００８５】
さらに、本実施例２の燃料噴射装置１１０では、実施例１と同じモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）を用いている。従って、実施例１と同じく、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４同士は、第１接続リード４３、第１電極棒４２、及び第１接続リード４３からなる第１導通路４１を通じて、互いに導通している（図９（ｂ）参照）。また同様に、第２外側ユニット電極２５同士も、第２接続リード４６、第２電極棒４５、及び第２接続リード４６からなる第２導通路４４を通じて、互いに導通している。しかも、第１電極棒４２が、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｂに保持されている。第２電極棒４５も、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｃに保持されている。このため、確実に、第１導通路４１と第２導通路４４（第１電極棒４２と第２電極棒４５）とを離間して短絡を防止できるほか、他の部材との短絡も防止することができている。
【００８６】
さらに、第１導通路４１は、柔軟な第１接続リード４３を含んでいるから、第１外側ユニット電極２４同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能とされている。同様に、第２導通路４４は、柔軟な第２接続リード４６を含んでいるから、第２外側ユニット電極２５同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能となっている。
このため、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても、このような柔軟性を有する第１導通路４１を介して第１外側ユニット導体２４同士が導通しているので、断線などを生じることがない。同様に、このような第２導電体４４を介して第２外側ユニット導体２５同士が導通しているので断線を生じることがない。
特に、第１メッシュ導体２６に第１延出部２６Ｅ、及び、第２メッシュ導体２７に第２延出部２７Ｅを設けてあるので、この第１，第２延出部２６Ｅ，２７Ｅも柔軟性を有しているから、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても断線を生じることがない。
かくして、モールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）を用いた本実施例２の燃料噴射装置１１０では、積層型圧電素子における短絡や断線の生じにくい、高い信頼性を有するものとなっている。
【００８７】
（変形例１）
ついで、上述の実施例１，２とは異なる形態のスペーサを用いた変形例について説明する。上述の実施例１，２では、積層型圧電ユニット２の周囲と取り囲む形態のスペーサ５を用い、積層型圧電ユニット２同士を接着接続してユニット積層体６を形成する時点で、スペーサ５に積層型圧電ユニット２の端部２３を挿入し、スペーサ５も同時にユニット積層体６に固定した例を示した。これに対し、本変形例１は、スペーサを積層型圧電ユニット２の外側面２１に適時係止できるクリップオンタイプのスペーサを用いた例を示す。従って、用いる積層型圧電ユニットの構造等は実施例１，２と同様であるから、同様な部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００８８】
本変形例１で用いる積層型圧電ユニット２０２（図１５参照）は、詳細構造は図示しないが、実施例１，２で用いた積層型圧電ユニット２と同様、積層方向ＳＴに圧電焼結体層及び内部電極層が積層された構造を有している。但し、略直方体形状であるが、端部が面取りされておらず、また、積層方向ＳＴ方向に延びる稜線部分はＲ面取りがなされている。
【００８９】
一方、スペーサ２５０は、この積層型圧電ユニット２０２に装着した状態で、これを弾性的に把持するユニット把持部２５４を有している。このユニット把持部２５４は、積層型圧電ユニット２０２の周囲の４つの外側面２２１のうち、３つ分以上にわたって架け渡され、一部が切り欠かれた略Ｃ字環状（略コ字状）をなして、積層型圧電ユニット２０２の外側面を取り囲み、弾性的に縮径して積層型圧電ユニット２０２を弾性的に把持する。しかもこのユニット把持部２５４は、両端の切り欠き部２５５同士の間隔を弾性的に拡げることで、積層型圧電ユニット２０２の外側面に積層直交方向ＶＳから装着可能となっている。
【００９０】
しかも、このスペーサ２５０の切り欠き部２５５、及び、ユニット把持部２５４の周方向中央には、約４分の３円柱状あるいは半円柱状の突出当接部２５２が、ユニット把持部２５４から突出するように形成されている。
【００９１】
このため、このスペーサ２５０を用いると、積層型圧電ユニット２０２の外側面２２１に積層直交方向ＶＳから適時、しかも適切な場所に装着可能である。従って、例えば、図１５（ａ）に示すように、２つの積層型圧電ユニット２０２同士の端面２２２，２２２を突き当てた境界部分の周囲に、２つの積層型圧電ユニット２０２に掛かるように装着することができる。これにより、突出当接部２５２に形成した電極棒挿通孔２５２Ｈに、実施例１，２と同様に電極棒を挿通し、これを含む第１，第２導通路を形成することもできる。また、２つの積層型圧電ユニット２０２同士が接着固定されていない場合には、これら相互の位置を揃えることもできる。従って、位置を揃えてから、両者間に介在させた接着剤を硬化させることで、積層型圧電ユニット２０２同士を位置を揃えた状態で、ユニット積層体２６０を形成すること、さらには、スペーサ付きユニット積層体２６０Ｓを形成することもできる。
【００９２】
さらに、このスペーサ２５０は、上述のように突出当接部２５２を三箇所備えている。従って、図１５（ｂ）に示すように、これらに外接する円を、ケース部材９の内周面９Ｓとほぼ同径としておけば、ユニット積層体２６０（スペーサ付きユニット積層体２６０Ｓ）をケース部材９内に挿入すると、スペーサ２５０の３つの突出当接部２５２が、それぞれケース部材９の内周面９Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、スペーサ２５０の積層直交方向ＶＳ（ 図１５（ｂ）において紙面に沿う方向）の位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ２５０に保持された積層型圧電ユニット２０２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２０２の積層直交方向ＶＳの中心２０２Ｘ（およびユニット積層体２６０の積層直交方向の中心２６０Ｘ)が、ケース部材９の内周面９Ｓの軸線ＡＸにほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２０２が積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。
【００９３】
かくして、本変形例１の積層型圧電素子２００では、積層方向ＳＴに大きな衝撃力を受けた場合にも、このスペーサ２５０の突出当接部２５２が、ケース部材９の内周面９Ｓに当接して変形を防ぐ。このため、弓なりの変形及び座屈を防止することができる。かくして、信頼性の高い積層型圧電素子２００となる。
【００９４】
なお、前述の実施例１と同様に、接着ジグＡＤ、あるいはモールドジグＭＤを用いる場合にも、このスペーサ２５０の突出当接部２５２により、接着ジグＡＤの筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓとの積層直交方向ＶＳの位置決めや、モールドジグＭＤの第１，第２筒部材ＭＤ２，ＭＤ３の内周面ＭＤ２Ｓ，ＭＤ３Ｓとの積層直交方向ＶＳの位置決めを行うことができる。
【００９５】
（変形例２，３，４，５）
さらに、図１６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に、変形例と異なる形態のスペーサを用いた変形例（変形例２，３，４，５）を示す。このうち、変形例２は積層型圧電ユニット２０２と同形のものを、変形例３は積層型圧電ユニット４０２として三角柱型のものを、変形例４，５は積層型圧電ユニット５０２として六角柱型のものを使用した例を示す。
【００９６】
本変形例２，３，４，５で用いたスペーサ３５０，４５０，５５０，６５０も、この積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２にそれぞれ装着した状態で、これを弾性的に把持するユニット把持部３５４，４５４，５５４，６５４を有している。このユニット把持部３５４，４５４，５５４，６５４は、それぞれ積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の周囲の大半にわたって架け渡され、一部が切り欠かれた略Ｃ字環状をなして、積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の外側面を取り囲み、弾性的に縮径してこれを弾性的に把持する。しかもこのユニット把持部３５４，４５４，５５４，６５４は、両端の切り欠き部３５５，４５５，５５５，６５５同士の間隔を弾性的に拡げることで、積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の外側面に積層直交方向ＶＳ（図１６の紙面に沿う方向）から装着可能となっている。
【００９７】
しかも、このスペーサ３５０，４５０，５５０，６５０の切り欠き部３５５，４５５，５５５，６５５、及び、ユニット把持部３５４，４５４，５５４，６５４の周方向中央には、約４分の３円柱状あるいは半円柱状の突出当接部３５２，４５２，５５２，６５２が突出するように形成されている。
【００９８】
このため、このスペーサ３５０，４５０，５５０，６５０を用いた本変形例２，３，４，５においても、スペーサ２５０と同じく、積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の外側面に積層直交方向ＶＳから適時、しかも適切な場所に装着可能である。また、積層型圧電ユニットの境界部分を跨ぐように配置することで、電極棒挿通孔３５２Ｈ，４５２Ｈ，５５２Ｈ，６５２Ｈに電極棒を挿通して、第１，第２導通路を形成することもできる。また、２つの積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２同士の相互の位置を揃えることもできる。また同様に、積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２同士を位置を揃えた状態で、ユニット積層体２６０，４６０，５６０を形成することもできる。
【００９９】
さらに、このスペーサ３５０，４５０，５５０，６５０も、上述のように突出当接部３５２，４５２，５５２，６５２を三箇所備えているので、図１６（ａ）等に示すように、これらに外接する円を、ケース部材９の内周面９Ｓとほぼ同径としておけば、ユニット積層体２６０，４６０，５６０をケース部材９内に挿入すると、スペーサ３５０，４５０，５５０，６５０の３つの突出当接部３５２，４５２，５５２，６５２が、それぞれケース部材９の内周面９Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置できる。これにより、スペーサ３５０，４５０，５５０，６５０の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定され、これに保持された積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２０２，４０２，５０２の中心２０２Ｘ，４０２Ｘ，５０２Ｘ（およびユニット積層体２６０，４６０，５６０の中心２６０Ｘ，４６０Ｘ，５６０Ｘ)が、ケース部材９の軸線ＡＸにほぼ一致するように位置決めされる。
【０１００】
かくして、本変形例２，３，４，５の積層型圧電素子３００，４００，５００，６００でも、積層方向ＳＴに大きな衝撃力を受けた場合に、スペーサ３５０，４５０，５５０，６５０で弓なりの変形を防ぎ、さらには座屈を防止することができ、信頼性の高い積層型圧電素子３００，４００，５００，６００となる。
接着あるいは樹脂モールドにおいて、接着ジグＡＤの筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓとの積層直交方向ＶＳの位置決めや、モールドジグＭＤの第１，第２筒部材ＭＤ２，ＭＤ３の内周面ＭＤ２Ｓ，ＭＤ３Ｓとの積層直交方向ＶＳの位置決めを行うことができるのも同様である。
【０１０１】
以上において、本発明を実施例１，２及び変形例１〜５に即して説明したが、本発明は上述の実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、前述の実施例１，２では、積層型圧電ユニット２同士の境界部分の周囲にスペーサ５を配置して、１つのスペーサで２つの積層型圧電ユニット２の端部２３の積層直交方向ＶＳの位置決めを行った。しかし、スペーサの環状部を積層型圧電ユニット２に挿通して、あるいは変形例２等のように把持させて、１つのスペーサで１つの積層型圧電ユニットの積層直交方向の位置決めを行っても良い。
また、実施例１等では、スペーサに当接突出部を３箇所設けた例を示した。しかし、スペーサには、ケース部材などの形状を考慮して、位置決めを行い、あるいは、弓なりの変形や座屈を防止するのに適した数の当接突出部を設ければ良い。
【０１０２】
さらに、実施例１，２等では、積層型圧電ユニット２を３段積み重ねてユニット積層体６とし、これを用いて積層型圧電素子を構成した例を示した。しかし、積層型圧電素子を単一の積層型圧電ユニットで構成するようにしても良い。この場合にも、積層型圧電ユニットを挿通した１または複数のスペーサを用いて、ケース部材やモールドジグなどとの積層直交方向の位置決めを行い、また、大きな衝撃力が掛かった場合の弓なりの変形や座屈を防止することができる。
【０１０３】
また、前述の実施例１，２や変形例１等では、円筒形のケース部材９や接着ジグＡＤ（筒部材ＡＤ２）、モールドジグＭＤを用いた。しかし、他の形態、例えば四角筒などのケース部材を用いる場合でも、ケース部材の内周面形状に適合するこれに接するあるいは十分近づく突出当接部を有するスペーサを用いることで、積層型圧電ユニットやユニット積層体の積層直交方向の位置決めを行うことができ、また、これに大きな衝撃力が掛かった場合の弓なりの変形や座屈を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施例１にかかるケース付き積層型圧電素子の内部構造を示す縦断面図である。
【図２】ケース部材と積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示す、図１におけるＰ−Ｐ’矢視断面図である。
【図３】実施例１，２の積層型圧電素子に用いる積層型圧電ユニットを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部構造を示す縦断面図である。
【図４】実施例１，２の積層型圧電素子に用いるスペーサを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】（ａ）は、実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、積層型圧電ユニットを積み重ねる積み重ね工程、及び接着を行う接着工程を経てユニット積層体を製造する様子を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は接続部分について拡大して示す部分破断断面図である。
【図６】実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、積み重ね工程及び接着工程において、スペーサと接着ジグとの関係を模式的に示す説明図である。
【図７】接着ジグと積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＲ−Ｒ’矢視断面図である。
【図８】実施例１，２にかかる積層型圧電素子に用いるスペーサ付きユニット積層体の斜視図である。
【図９】実施例１，２にかかる積層型圧電素子に用いるユニット積層体において、（ａ）は各々の積層型圧電ユニットの電極棒同士の接続の様子を示す斜視図、（ｂ）は各々の積層型圧電ユニットの電極と電極棒との接続の様子を模式的に示す説明図である。
【図１０】実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、モールド工程におけるユニット積層体（積層型圧電ユニット）及びスペーサとモールドジグとの関係を模式的に示す説明図である。
【図１１】モールドジグと積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＳ−Ｓ’矢視断面図である。
【図１２】実施例１，２にかかる積層型圧電素子（樹脂モールドされたユニット積層体）の斜視図であり、（ａ）は外部リードを延ばした状態、（ｂ）は外部リードを屈曲させてモールド樹脂に沿わせた状態を示す。
【図１３】実施例２にかかる積層型圧電素子を装着した燃料噴射装置の構造を示す説明図である。
【図１４】燃料噴射装置における圧電素子保持部と積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＴ−Ｔ’矢視断面図である。
【図１５】変形例１にかかり、（ａ）はユニット積層体における積層型圧電ユニットの境界部に他の形態のスペーサを適用した場合の様子を模式的に示す説明図、（ｂ）は、積層型圧電ユニットとスペーサとケース部材（接着ジグ、モールドジグ）との関係を模式的に示す断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は、他の変形例２〜６にかかる他の形態のスペーサと、積層型圧電ユニット及びケース部材（接着ジグ、モールドジグ）との関係を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２００，３００，４００，５００，６００  積層型圧電素子
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２０２，４０２，５０２，６０２  積層型圧電ユニット２Ｘ，２ＸＡ，２ＸＢ，２ＸＣ，２０２Ｘ，４０２Ｘ，５０２Ｘ  （積層型圧電ユニットの積層直交方向の）中心
２Ｐ  圧電焼結体層
２Ｅ，２ＥＡ，２ＥＢ  内部電極層
２１，２２１  （積層型圧電ユニットの）外側面
２２，２２Ａ１，２２Ａ２，２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｃ１，２２Ｃ２，２２２  端面（境界）
２３，２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ｂ１，２３Ｂ２，２３Ｃ１  端部
２３Ｓ，２３ＳＡ２，２３ＳＢ１  錐面
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ  第１外側ユニット電極
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ  第２外側ユニット電極
３  接着剤
ＳＴ  積層方向
ＶＳ  積層直交方向
４１，４１Ａ，４１Ｂ  第１導通路
４２，４２Ａ，４２Ｂ  第１電極棒（第１離間導通部）
４４，４４Ａ，４４Ｂ  第２導通路
４５，４５Ａ，４５Ｂ  第２電極棒（第２離間導通部）
５，５Ａ，５Ｂ，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０  スペーサ（離間保持部材、位置規制部材、境界部位置規制部材、相互位置合わせ部材）
５２，５２Ａ，５２ＡＡ，５２ＡＢ，５２Ｂ，５２ＢＡ，５２ＢＢ，５２Ｃ，５２ＣＡ，５２ＣＢ，２５２，３５２，４５２，５５２，６５２  突出当接部（当接部）
５２ＢＨ，５２ＣＨ，２５２Ｈ，３５２Ｈ，４５２Ｈ，５５２Ｈ，６５２Ｈ  電極棒挿通孔
５３（積層型圧電ユニットの端部の錐面との）当接面
２５４，３５４，４５４，５５４，６５４  ユニット把持部（ユニット縮径把持部）
２５５，３５５，４５５，５５５，６５５  切り欠き部
６，２６０，４６０，５６０  ユニット積層体
６Ｘ，２６０Ｘ，４６０Ｘ，５６０Ｘ  （ユニット積層体の積層直交方向の）中心
６Ｔ１  先端面
６Ｔ２  後端面
６Ｓ，２６０Ｓ  スペーサ付きユニット積層体
７  モールド済ユニット積層体（積層型圧電素子）
８  モールド樹脂（樹脂包囲部材）
８ＴＳ  長円柱側面
９  ケース部材
９Ｓ  （ケース部材の）内周面
ＡＸ  （ケース部材の内周面の）軸線
１１０  燃料噴射装置
１１１  ノズル部材
１１２  ニードル
１１５  本体部材
１１５Ｐ  圧電素子包囲部（包囲部材）
ＡＸ４  （圧電素子包囲部の内周面の）軸線
１１５ＰＳ  （圧電素子包囲部の）内周面
ＡＤ  接着ジグ
ＡＤ２  筒部材
ＡＤ２Ｓ  （筒部材の）内周面
ＡＸ２  （筒部材の内周面の）軸線
ＭＤ  モールドジグ
ＭＤ２  第１筒部材
ＭＤ２Ｓ  （第１筒部材の）内周面
ＭＤ２ＳＩ  （第１筒部材の内周面の）位置決め溝
ＭＤ３  第２筒部材
ＭＤ３Ｄ  （第２筒部材の）内周面
ＭＤ３ＳＩ  （第２筒部材の内周面の）位置決め溝
ＭＤＨ  第１筒部材、第２筒部材の内周面で構成される積層体保持孔
ＡＸ３  （第１筒部材及び第２筒部材の内周面の）軸線
【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】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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