(57)【要約】      （修正有）【課題】耐久性に優れ、軽量化に適し、安価に製造することが可能なハニカム型圧電／電歪素子を提供する。【解決手段】軸方向に貫通する複数のセル２を、区画形成する隔壁３を有するハニカム構造部１と、セル２の内壁面４に、内壁面４全体を内側から覆うように配設された電極（内部電極）５とを備え、隔壁３が、圧電／電歪体であり、隔壁３を挟んで隣接するセル２，２に配設された電極５，５間に電圧を印加してハニカム構造部１を変形させることが可能なハニカム型圧電／電歪素子。【選択図】図１Ａ
2008166715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
前記セルの内壁面に、内壁面全体を内側から覆うように配設された電極（内部電極）とを備え、
前記隔壁が、圧電／電歪体であり、
前記隔壁を挟んで隣接するセルに配設された前記電極間に電圧を印加してハニカム構造部を変形させることが可能なハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項２】
全ての前記セルに前記内部電極が配設され、前記隔壁を挟んで隣接する全ての前記セル間に電圧を印加することが可能な請求項１に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項３】
前記ハニカム構造部の一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極が接続された一の外部電極と、極性を同じにする残余の内部電極が接続された他の外部電極とを有し、前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である請求項１又は２に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項４】
前記セルの一方の端部に前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記一の外部電極及び他の外部電極が、前記目封止部を介して前記所定の内部電極及び前記残余の内部電極にそれぞれ接続された請求項３に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項５】
前記ハニカム構造部が、一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極が接続された一の外部電極を有し、他方の端面に、極性を同じにする残余の内部電極が接続された他の外部電極を有し、前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である請求項１又は２に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項６】
前記所定の内部電極が配設された前記セルの、前記一の外部電極が配設されている側の端部に、前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記一の外部電極が、前記目封止部を介して前記所定の内部電極に接続され、
前記残余の内部電極が配設された前記セルの、前記他の外部電極が配設されている側の端部に、前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記他の外部電極が、前記目封止部を介して前記残余の内部電極に接続された請求項５に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項７】
前記ハニカム構造部の一方の端面に、
極性を同じにする所定の内部電極のそれぞれに対応する一の外部電極と、極性を同じにする残余の内部電極のそれぞれに対応する他の外部電極とを備えた配線基板が、
前記所定の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続し、前記残余の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続した状態で配設され、
前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である請求項１又は２に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項８】
前記ハニカム構造部の一方の端面に、各内部電極にそれぞれ独立して接続された外部電極を有し、前記外部電極を通じて前記各内部電極にそれぞれ独立して電圧を印加することができる請求項１又は２に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項９】
前記ハニカム構造部の前記外部電極が配設される端面に、前記隔壁に沿って、前記隔壁及び前記内部電極を覆い且つ前記目封止部が露出するように格子状に絶縁保護膜が配設され、
前記外部電極が、前記絶縁保護膜の表面に配設されるとともに、前記格子状の絶縁保護膜の開口部分から露出した前記目封止部に接続された請求項４又は６に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１０】
前記極性を同じにする所定の内部電極と、前記極性を同じにする残余の内部電極とが交互に並ぶように配設された請求項３〜９のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１１】
前記セルの長手方向に垂直な断面形状が、角部を円弧状にした四角形である請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１２】
前記隔壁の厚さが、２０〜５００μｍである請求項１〜１１のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１３】
前記ハニカム構造部が、圧電／電歪材料を主成分とする成形用原料を押出成形したものを焼成して形成したものである請求項１〜１２のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１４】
前記ハニカム構造部が、圧電／電歪材料を主成分とするグリーンシートを積層したものを焼成して形成したものである請求項１〜１３のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【請求項１５】
内部電極の厚さが、０．０５〜５μｍである請求項１〜１４のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハニカム型圧電／電歪素子に関し、更に詳しくは、耐久性に優れ、軽量化に適し、安価に製造することが可能なハニカム型圧電／電歪素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の開閉アクチュエータや精密位置決めアクチュエータとして、高速応答可能な圧電アクチュエータが使用されている。通常、圧電アクチュエータは、発生力が３ｋｇ／ｍｍ２レベルと極めて大きい反面、変位が０．１ｍｍ以下レベルと小さいため、変位を拡大する工夫がなされている。
【０００３】
変位を拡大する工夫を施したアクチュエータとしては、現在、電極を挟んだ薄い圧電板を積み重ねて一体化した、積層型圧電アクチュエータが主流となっている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、渦巻き構造のアクチュエータも提案されている（例えば、特許文献４参照）。これらのうち積層型のアクチュエータは、通常、次のような方法で作製されている。まず、厚さ数１０μｍの生テープ（シート）をドクターブレード法などにより作製し、適当な寸法に切断加工してグリーンシートをつくる。次に、グリーンシートの片面に内部電極用金属ペーストとしてＰｔや、Ａｇ／Ｐｄなど、圧電の焼結温度に耐え得る高耐熱性金属からなる電極ペーストを印刷塗布し、これらを数１００枚積層する。得られた生積層体を、脱バインダを経た後、１０００℃以上で焼成し、焼結させる。これを所望の寸法、形状に切断加工した後、各内部電極を焼結体の側面に設けた外部電極に接続することにより積層型のアクチュエータを得ることができる。
【特許文献１】特開平６−１２０５７９号公報
【特許文献２】特開２００２−２６１３３９号公報
【特許文献３】特開２００４−２９７０４２号公報
【特許文献４】特開平１１−１１２０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような積層型アクチュエータにおいては、一般的に各層の周縁部において、電極の形成されない不活性な領域（不活性部）が存在する。この不活性部には、活性部の駆動、変形にともなう引張応力が発生し、クラックが入り易くなる等、耐久性に問題があった。これに対し、全面に電極が形成された構成のものもあるが、側面に露出した内部電極の端縁に、ほぼ全幅にわたって絶縁材料からなる被覆を設ける複雑な工程が必要となっていた（特許文献１参照）。また、各層間の電極をつなぐ外部電極も、アクチュエータの伸縮運動により引っ張り応力がかかり、切断し易くなる等、耐久性に問題があった。このため、金属メッシュを貼る等の複雑な工程が必要となっていた（特許文献２参照）。また、積層型アクチュエータは、圧電体と電極の各層間に発生するせん断応力により、層間剥離などが生じやすいため、適切な予荷重を与えた状態で作動させる工夫をする必要があった（特許文献３参照）。
【０００５】
また、積層型アクチュエータは比重８近くの鉛系圧電材料を用いることが多いため、緻密なバルク構造とした場合には質量が大きくなる傾向があった。質量増を抑えつつ、変位させる面積と、変位量とを両立させるため、円筒状のアクチュエータも提案されているが、素子のアスペクト比が大きくなると、加工コストが高くなる問題があった。
【０００６】
積層型アクチュエータの作製は、通常、非常に多くの工程からなっており、コスト高の原因となっていた。また、積層型アクチュエータは、一般に、その製造過程において、圧電材料と内部電極とを同時焼成するため、電極には、１０００℃以上の耐熱性のある、Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の高価な貴金属を含有した材料を使用する必要があり、コスト高の原因となっていた。
【０００７】
上記積層型アクチュエータの問題点のうち、耐久性の問題を解決するため、渦巻き構造のアクチュエータが提案されている（特許文献４参照）。この渦巻き構造のアクチュエータによれば、圧電磁器層と振動電極とが渦巻状に巻回され略円筒形状を形成しており、耐久性については、積層型よりも有利な構造になるが、質量が大きい点や、製造コストが高い点については改善が見られない。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ、軽量化に適し、安価に製造することが可能なハニカム型圧電／電歪素子を提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、本発明によって以下のハニカム型圧電／電歪素子が提供される。
【００１０】
［１］  軸方向に貫通する複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記セルの内壁面に、内壁面全体を内側から覆うように配設された電極（内部電極）とを備え、前記隔壁が、圧電／電歪体であり、前記隔壁を挟んで隣接するセルに配設された前記電極間に電圧を印加してハニカム構造部を変形させることが可能なハニカム型圧電／電歪素子。
【００１１】
［２］  全ての前記セルに前記内部電極が配設され、前記隔壁を挟んで隣接する全ての前記セル間に電圧を印加することが可能な［１］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１２】
［３］  前記ハニカム構造部の一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極が接続された一の外部電極と、極性を同じにする残余の内部電極が接続された他の外部電極とを有し、前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である［１］又は［２］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１３】
［４］  前記セルの一方の端部に前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記一の外部電極及び他の外部電極が、前記目封止部を介して前記所定の内部電極及び前記残余の内部電極にそれぞれ接続された［３］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１４】
［５］  前記ハニカム構造部が、一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極が接続された一の外部電極を有し、他方の端面に、極性を同じにする残余の内部電極が接続された他の外部電極を有し、前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である［１］又は［２］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１５】
［６］  前記所定の内部電極が配設された前記セルの、前記一の外部電極が配設されている側の端部に、前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記一の外部電極が、前記目封止部を介して前記所定の内部電極に接続され、前記残余の内部電極が配設された前記セルの、前記他の外部電極が配設されている側の端部に、前記内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、前記他の外部電極が、前記目封止部を介して前記残余の内部電極に接続された［５］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１６】
［７］  前記ハニカム構造部の一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極のそれぞれに対応する外部電極と、極性を同じにする残余の内部電極のそれぞれに対応する外部電極とを備えた配線基板が、前記所定の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続し、前記残余の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続した状態で配設され、前記一の外部電極と前記他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である［１］又は［２］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１７】
［８］  前記ハニカム構造部の一方の端面に、各内部電極にそれぞれ独立して接続された外部電極を有し、前記外部電極から前記各内部電極にそれぞれ独立して電圧を印加することができる［１］又は［２］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１８】
［９］  前記ハニカム構造部の前記外部電極が配設される端面に、前記隔壁に沿って、前記隔壁及び前記内部電極を覆い且つ前記目封止部が露出するように格子状に絶縁保護膜が配設され、前記外部電極が、前記絶縁保護膜の表面に配設されるとともに、前記格子状の絶縁保護膜の開口部分から露出した前記目封止部に接続された［４］又は［６］に記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００１９】
［１０］  前記極性を同じにする所定の内部電極と、前記極性を同じにする残余の内部電極とが交互に並ぶように配設された［３］〜［９］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００２０】
［１１］  前記セルの長手方向に垂直な断面形状が、角部を円弧状にした四角形である［１］〜［１０］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００２１】
［１２］  前記隔壁の厚さが、２０〜５００μｍである［１］〜［１１］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００２２】
［１３］  前記ハニカム構造部が、圧電／電歪材料を主成分とする成形用原料を押出成形したものを焼成して形成したものである［１］〜［１２］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００２３】
［１４］  前記ハニカム構造部が、圧電／電歪材料を主成分とするグリーンシートを積層したものを焼成して形成したものである［１］〜［１３］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【００２４】
［１５］  内部電極の厚さが、０．０５〜５μｍである［１］〜［１４］のいずれかに記載のハニカム型圧電／電歪素子。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のハニカム型圧電／電歪素子によれば、圧電／電歪体からなる隔壁を有するハニカム構造部を備え、隔壁により区画形成されたセルの内壁面に内部電極を備えるため、隔壁を挟んで隣接するセルに配設された内部電極間に電圧を印加すると、その隔壁を、厚さ方向（ｄ３３方向）に伸びるとともに、厚さ方向に垂直な方向（ｄ３１方向）に縮むように変形させることが可能である。このように、隔壁が、その厚さ方向に伸び、厚さ方向に垂直な方向に縮むように変形した場合には、ハニカム型圧電／電歪素子としては、セルの貫通する方向（中心軸方向）に縮み、更にセルの貫通する方向に直交する面内において全体的に縮むことになる。また、隔壁が厚さ方向に伸びることにより、セルの空間が狭くなることになる。このように、内部電極への電圧の印加により、セルの貫通する方向を含めて全体的に縮む動作をする特性を利用して、アクチュエータ等として使用することが可能となる。
【００２６】
本発明のハニカム型圧電／電歪素子は、積層型アクチュエータと比較して、不活性部が少ないため耐久性に優れたものである。また、圧電体と内部電極とが積層されておらず、圧電体が一体構造であるため、積層型で問題となる、アクチュエータの伸縮運動時に層間に発生するせん断応力による層間剥離がなく、予荷重の必要もなく耐久性に優れたものである。
【００２７】
また、本発明のハニカム型圧電／電歪素子は、セルの内壁面に内部電極を配設するため、圧電／電歪体を含むハニカム構造部をまず作製し、その後に内部電極を配設することが可能である。それにより、内部電極を焼成時の高温に曝す必要がなく、Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の高価な貴金属を使用する必要がないため、安価に製造することが可能となる。
【００２８】
また、本発明のハニカム型圧電／電歪素子は、内部に複数のセルの空間を有するため、構造上、軽量化を図ることが可能である。
【００２９】
更に、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の用途は、アクチュエータに限定されず、超音波センサ、加速度センサ、角速度センサ、衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として使用することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００３１】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の一実施形態を模式的に示し、図１Ａは斜視図であり、図１Ｂは図１Ａの「部分Ａ」を切り出して拡大した斜視図である。図１Ａ、図１Ｂに示すように、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、軸方向（中心軸方向）Ｐに貫通する複数のセル２を、区画形成する隔壁３を有するハニカム構造部１と、セル２の内壁面４に、内壁面４全体を内側から覆うように配設された電極（内部電極）５とを備えるものである。セル２の内壁面４は、セル２を形成する隔壁３の表面である。そして、隔壁３は圧電／電歪体であり、隔壁３を挟んで隣接するセル２，２に配設された電極（内部電極）５，５間に電圧を印加してハニカム構造部を変形させることが可能なハニカム型圧電／電歪素子である。
【００３２】
このように、隔壁３が圧電／電歪体からなり、セル２の内壁面４に内部電極５を備えるため、隔壁３を挟んで隣接するセル２，２に配設された内部電極５，５間に電圧を印加すると、その隔壁を、厚さ方向（ｄ３３方向）に伸びると共に厚さ方向に垂直な方向（ｄ３１方向）に縮むように変形させることが可能である。例えば、図１Ｂに示すように、ハニカム型圧電／電歪素子の中心軸方向Ｐにおいては、隔壁３の厚さ方向に垂直な方向に該当するため、隔壁３が、矢印ａ１、ａ２で示される方向に縮むように変形する。また、ハニカム型圧電／電歪素子の中心軸方向Ｐに垂直な面（端面及び断面）における、隔壁３の厚さ方向に垂直な方向においても、隔壁３が、矢印ａ３、ａ４で示される方向、及び矢印ａ５、ａ６で示される方向に縮むように変形する。更に、ハニカム型圧電／電歪素子の中心軸方向Ｐに垂直な面（端面及び断面）における、隔壁３の厚さ方向では、隔壁３が、矢印ａ７、ａ８で示される方向に伸びるように変形する。このように、隔壁３が、その厚さ方向に伸び、厚さ方向に垂直な方向に縮むように変形するため、ハニカム型圧電／電歪素子１００は、セル２の貫通する方向（中心軸方向Ｐ）に縮み、更にセル２の貫通する方向（中心軸方向Ｐ）に直交する面内において全体的に縮む。また、隔壁３は、厚さ方向に伸びるように変形するが、隔壁３の厚さ方向にはセル２の空間が形成されているため、隔壁３の厚さ方向の変形は、セル２の空間を狭めるように作用し、ハニカム型圧電／電歪素子１００の外部形状の変化への寄与は小さい。このように、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、内部電極への電圧の印加により、セルの貫通する方向（中心軸方向Ｐ）を含めて全体的に縮む動作をするため、この特性を利用して、アクチュエータ素子やセンサ素子として使用することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、中心軸方向Ｐに垂直な面（端面及び断面）において、内部電極５が配設されたセル２が面（端面及び断面）全体に配置されているため、積層型アクチュエータと比較して、不活性部が少なく耐久性に優れたものである。また、圧電体（隔壁３（圧電／電歪体））と内部電極５とが積層されておらず、圧電体が一体構造であるため、積層型で問題となる、アクチュエータの伸縮運動時に層間に発生するせん断応力による層間剥離がなく、予荷重の必要もなく耐久性に優れたものである。また、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、セル２の内壁面４に内部電極５を配設するため、圧電／電歪体（隔壁３）を含むハニカム構造部１をまず作製し、その後に内部電極５を配設することが可能である。それにより、内部電極５を、ハニカム構造部１を作製する際の焼成時の高温に曝す必要がなく、Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の高価な貴金属を使用する必要がないため、安価に製造することが可能となる。また、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、内部に複数のセル２の空間を有するため、構造上、軽量化を図ることが可能である。
【００３４】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００を構成するハニカム構造部１の隔壁３は、圧電／電歪体である。圧電／電歪体を構成する圧電／電歪材料としては、電界誘起歪みを起こす材料であれば、特に限定されるものではなく、結晶質でも非晶質でもよく、又、半導体セラミック材料や強誘電体セラミック材料、あるいは反強誘電体セラミック材料でもよい。用途に応じて適宜選択し採用すればよい。また、分極処理が必要な材料であっても必要がない材料であってもよい。
【００３５】
具体的には、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、マグネシウムタングステン酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウムビスマス、チタン酸ビスマスネオジウム（ＢＮＴ）、ニオブ酸ナトリウム、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、銅タングステンバリウム、鉄酸ビスマス、あるいはこれらのうちの２種以上からなる複合酸化物等を挙げることが出来る。また、これらの材料には、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ、銅等の酸化物が固溶されていてもよい。中でも、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛の複合酸化物を主成分として酸化ニッケルを含有してなる材料や、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛の複合酸化物を主成分とする材料が、大きな電界誘起歪が利用出来ることから、好ましい。ここで、主成分とは含有率が５０質量％を超える成分をいう。この場合、ニッケル成分として、酸化物換算で０．０５〜３質量％含有するものが特に好ましい。また、上記材料に、ビスマス酸リチウム、ゲルマニウム酸鉛等を添加した材料は、その圧電／電歪体の低温焼成を実現しつつ高い材料特性を発現出来るので好ましく、特に、上記ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、及びマグネシウムニオブ酸鉛の複合酸化物を主成分として酸化ニッケルを含有してなる材料であって、そのニッケル成分として、酸化物換算で０．０５〜３質量％含有し、且つゲルマニウム酸鉛を０．３〜４質量％添加した材料と；ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、及びニッケルニオブ酸鉛の複合酸化物を主成分とする材料であって、そのニッケル成分として、酸化物換算で０．０５〜３質量％含有し、且つゲルマニウム酸鉛を０．３〜４質量％添加した材料が望ましい。
【００３６】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００を構成するハニカム構造部１は、隔壁３の最外周全体を囲むように外周壁６が配設されている。隔壁３は圧電／電歪体であるが、外周壁６は圧電／電歪体であってもよいし、他のセラミック材料であってもよい。
【００３７】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００の大きさについては特に制限なく、用途によって適宜選択することができる。例えば、内燃機関の燃料噴射弁の開閉アクチュエータに使用する場合には、断面積０．３〜１．５ｍｍ２、長さ３０〜８０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００において、隔壁３の厚さについては特に制限はないが、２０〜５００μｍであることが好ましく、３０〜８０μｍであることが更に好ましく、３０〜５０μｍであることが特に好ましい。また、外周壁６を有する場合には、その厚さは５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００３９】
ハニカムが四角形状の場合、膜厚をＡμｍ、セル寸法をＢμｍとしたとき、Ａ/Ｂは、０．０２〜０．３が好ましく、０．０４〜０．２が更に好ましく、０．０６〜０．１が特に好ましい。また、ハニカム型圧電／電歪素子１００に形成されるセルの数は、１０〜１０００が好ましく、４０〜５００が更に好ましい。
【００４０】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００において、ハニカム構造部１の中心軸に垂直な断面の形状は、図１Ａに示すように四角形であってもよいが、五角形、六角形等の他の多角形であってもよいし、また、円形、楕円形、トラック形状等の他の形状であってもよい。また、セル２の中心軸に垂直（長手方向に垂直）な断面の形状は、図１Ａに示すように四角形であってもよいが、五角形、六角形等の他の多角形であってもよいし、また、角部を円弧状にした四角形等の多角形、円形、楕円形、トラック形状等の他の形状であってもよい。ここで、「角部を円弧状にした四角形」というときは、図２に示すように、セル２の長手方向に垂直な断面形状において、四箇所の角部（頂点に相当する部分）２ａが、円弧状に丸く形成された四角形のことをいう。セルのこの様な形状は、セル内に配設された内部電極の、角部に相当する部分の電界集中を防止できる点で好ましい。図２は、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を構成するハニカム構造部の、中心軸に垂直な断面の一部を拡大した断面図である。
【００４１】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００において、ハニカム構造部１は、圧電／電歪材料を主成分とする成形用原料を押出成形したものを焼成して形成したものであることが好ましい。これにより、ハニカム型圧電／電歪素子１００を、少ない工程で、効率的に作製することができ、製造コストも安価にすることが可能となる。また、ハニカム構造部１を、圧電／電歪材料を主成分とするグリーンシートを積層したものを焼成して形成してもよい。ここで、「圧電／電歪材料を主成分とする」というときは、圧電／電歪材料の、成形原料を構成する粉体成分全体に対する含有率が、５０質量％を超えることをいう。
【００４２】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００において、内部電極５を配設する数及び内部電極５の配置については、少なくとも一の隔壁３が内部電極５，５により挟まれるように配置されれば特に限定されないが、図１Ａに示すように、全てのセル２に内部電極５が配設され、隔壁３を挟んで隣接する全てのセル２間に電圧を印加することが可能になるようにすることが好ましい。そして、内部電極５は、セル２の内壁面全体を覆って筒状に形成されることが好ましい。これにより、全ての隔壁３が、内部電極５に電圧を印加したときに上記所定の方向に変形するため、発生力の大きな圧電／電歪素子とすることが可能となる。図１Ａに示すように全てのセル２に内部電極５が配設され、隔壁３を挟んで隣接する全てのセル２間に電圧を印加するため、極性を同じにする所定の内部電極５ａと、極性を同じにする残余の内部電極５ｂとを交互に配設し、内部電極５ａと内部電極５ｂとの間に電圧を印加するようにすることが好ましい。ここで、内部電極５ａと内部電極５ｂとが交互に並ぶというときは、図１Ａに示すように、端面において縦方向及び横方向に交互に並ぶことをいう。
【００４３】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００において、内部電極５の厚さは特に限定されないが、０．０５〜５μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであることが更に好ましく、０．１〜０．５μｍであることが特に好ましい。０．０５μｍより薄いと、電極の抵抗が高くなり、圧電／電歪体に十分な電界がかからないことがあり、５μｍより厚いと、不活性部として変位の阻害を無視できないことがある。
【００４４】
内部電極５は、室温で固体であって、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金が挙げられる。本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００においては、上述のようにＰｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の高価な貴金属を使用する必要がないため、その他の安価な材料を使用することが可能である。
【００４５】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、図３に示すように、ハニカム構造部１の一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極５ａが接続された一の外部電極７（７ａ）と、極性を同じにする残余の内部電極５ｂが接続された他の外部電極７（７ｂ）とを有し、一の外部電極７ａと他の外部電極７ｂとが電圧を印加するための一対の外部電極７であることが好ましい。また、図４に示すように、ハニカム構造部１が、一方の端面に、極性を同じにする所定の内部電極５ａが接続された一の外部電極（図示せず）を有し、他方の端面に、極性を同じにする残余の内部電極５ｂが接続された他の外部電極７（７ｂ）を有するようにしてもよく、この場合も、一の外部電極と他の外部電極７ｂとが、電圧を印加するための一対の外部電極７である。ここで、図３は、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示し、一方の端面に外部電極が配設された状態を示す斜視図である。図４は、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示し、両端面に外部電極が配設された状態（一方の端面は図示せず）を示す斜視図である。
【００４６】
外部電極７は、極性を同じにする内部電極と接続されれば、その形状は特に限定されないが、ハニカム構造部１の端面に配設された線状（帯状）の電極であることが好ましい。例えば、図３に示すように、極性が異なる内部電極（内部電極５ａと内部電極５ｂ）が交互に並んでいる場合には、内部電極５ａ同士を対角線方向に結んだ線状（帯状）の電極と、ハニカム構造部１の端面の外周に沿うように配置されたエル（Ｌ）字状の電極とを繋いで形成された櫛歯状の電極を外部電極７ａとし、同様に、内部電極５ｂ同士を対角線方向に結ぶ線状（帯状）の電極と、ハニカム構造部１の端面の外周に沿うように（上記外部電極７ａのエル（Ｌ）字状の電極と重ならない位置に）配置されたエル（Ｌ）字状の電極とを繋いで櫛歯状に形成したものを外部電極７ｂとすることが好ましい。これは、外部電極７ａ及び７ｂの両方をハニカム構造部１の一方の端面に配設した場合も、外部電極７ａをハニカム構造部１の一方の端面に配設し、外部電極７ｂを他方の端面に配設した場合も、同様である。また、外部電極７の厚さは、特に限定されるものではなく、０．１〜２０μｍが好ましい。
【００４７】
外部電極７の材質は特に限定されないが、室温で固体であって、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金が挙げられる。
【００４８】
また、外部電極を直接ハニカム構造部に配設するのではなく、基板上に、極性を同じにする所定の内部電極のそれぞれに対応する一の外部電極と、極性を同じにする残余の内部電極のそれぞれに対応する他の外部電極とを形成して配線基板を形成し、その配線基板を、ハニカム構造部の一方の端面に、所定の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続し、残余の内部電極とそれぞれに対応する外部電極とを電気的に接続した状態で接合させてもよい。ここで、上記一の外部電極と他の外部電極とが電圧を印加するための一対の外部電極である。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ハニカム構造部１の端面に配設させたときに各セルと重なる位置に貫通孔３３が形成された基板３１の、貫通孔３３が形成された位置に外部電極が配設されてなる配線基板３５を用いることができる。図９に示すように、接合面３２側（裏面側）外部電極４１ａ，４１ｂと、表面３４側外部電極４２ａ，４２ｂとは、貫通孔３３を通じて連結されている。図８Ａ、図８Ｂ及び図９において、接合面側外部電極４１ａ及び表面側外部電極４２ａが、ハニカム構造部の所定の内部電極に電気的に接続される部分であり、接合面側外部電極４１ｂ及び表面側外部電極４２ｂが、ハニカム構造部の残余の内部電極に電気的に接続される部分である。また、取り出し端子４３ａ，４３ｂに電源等からの配線が接続される。図８Ａは、配線基板３５の接合面３２側からみた平面図であり、図８Ｂは、配線基板３５の表面３４（接合面３２に対して反対側の面）側からみた平面図である。図９は、配線基板３５の接合面に垂直な断面図である。
【００４９】
基板４１は公知の電気配線用の基板を用いることができる。基板４１の厚さは、０．１〜３ｍｍが好ましい。貫通孔３３の大きさは特に限定されないが、ハニカム構造部の対応するセルの断面より小さいことが好ましい。
【００５０】
図１０は、外部電極が配設された配線基板３５をハニカム構造部１に取付けたハニカム型圧電／電歪素子１００の一部を模式的に示す、ハニカム構造部１の軸方向に平行な平面で切断した断面図である。図１０に示すように、ハニカム構造部１と外部電極が配設された配線基板３５とは、ハニカム構造部１のセル２と、それぞれのセル２に対応する配線基板３５の貫通孔３３とが重なるようにして（セル２と貫通孔３３とが連通するようにして）結合されている。ハニカム構造部１と配線基板３５とは接着剤４４によって結合されることが好ましい。接着剤４４としては、エポキシ樹脂系接着剤、配線基板がセラミックスなどの場合はガラス等を用いることができ、エポキシ樹脂系接着剤が好ましい。エポキシ樹脂系接着剤としては、公知のものを用いることができる。接着剤４４は、印刷により配線基板３５に塗布することが好ましい。ハニカム構造部１の所定の内部電極５ａとそれぞれに対応する配線基板３５に配設された外部電極とを電気的に接続し、ハニカム構造部１の残余の内部電極５ｂとそれぞれに対応する配線基板３５に配設された外部電極とを電気的に接続するために、図１０に示すように、導電材４５により外部電極が配設された貫通孔３３及びセル２の端部を満たし、導電材４５を通じて配線基板３５に配設された外部電極とセル２に配設された内部電極とを電気的に接続することが好ましい。導電材４５の、貫通孔３３及びセル２端部への充填状態は、特に限定されず、上記外部電極と内部電極とを電気的に接続できればよい。例えば、図１０に示すように、導電材４５を、貫通孔３３を塞ぎ、セル２の端部に目封止を施す（セル２の端部全体を塞ぐ）ように充填することが好ましい。また、貫通孔３３やセル２の端部を完全には塞がない状態で導電材４５を充填してもよい。導電材４５は、導電性ペーストを貫通孔３３から圧入し、硬化させたものであることが好ましい。導電性ペーストとしては、２００℃以下の乾燥・硬化により使用できる接着剤成分配合の銀ペースト、銅ペースト等を用いることができるが、銀ペーストが好ましい。
【００５１】
本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子は、セルの一方の端部に内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、一の外部電極及び他の外部電極が、目封止部を介して所定の内部電極及び残余の内部電極にそれぞれ接続されたものであることが好ましい。外部電極と内部電極とを接続する場合には、ハニカム構造部の端部に露出した内部電極に外部電極を接続する必要があるが、ハニカム構造部の端部に露出する内部電極の面積は必ずしも大きいものではない。そのため、セルの端部に導電性の目封止部を設け、その目封止部を介して外部電極と内部電極とを接続することにより、目封止部の端面（ハニカム構造部の端部に露出した面）全体を用いて外部電極を接続することが可能となる。目封止部の深さは、特に限定されないが、０．５〜５ｍｍが好ましい。
【００５２】
また、一の外部電極をハニカム構造部の一方の端面に配設し、他の外部電極を他方の端面に配設した場合には、所定の内部電極が配設されたセルの、一の外部電極が配設されている側の端部に、内部電極に接触する導電性の目封止部を有し、残余の内部電極が配設されたセルの、他の外部電極が配設されている側の端部に、内部電極に接触する導電性の目封止部を有するようにすることが好ましい。ここで、所定の内部電極が一方の極性を同じくする内部電極であり、残余の内部電極が他方の極性を同じくする内部電極である。
【００５３】
導電性の目封止部の材質は、特に限定されず、室温で固体であって、導電性の金属を含有するものであることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金を挙げることができる。
【００５４】
導電性の目封止部は、セルの孔を完全に塞ぐように配設されてもよいし、セルの孔の一部を塞ぐように配設されてもよい。緻密質でもよいが、多孔質でもよい。多孔質の場合、セルの内部と外部で通気性があるため、外界の圧力変化などに対しての信頼性が高いという利点がある。緻密質の場合、外界の水分など、素子の耐久性に悪影響を及ぼすものを排除できるという利点がある。
【００５５】
図５に示すように、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子１００は、上述のようにセルの端部に目封止部１１を有し、更に、ハニカム構造部１の外部電極７（７ａ，７ｂ）が配設される端面に、隔壁に沿って、隔壁及び内部電極を覆い且つ目封止部１１が露出するように格子状に絶縁保護膜１２が配設されていることが好ましい。そして、外部電極７（７ａ，７ｂ）が、絶縁保護膜１２の表面に配設されるとともに、格子状の絶縁保護膜１２の開口部分１３から露出した目封止部１１に接続されていることが好ましい。図５は、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【００５６】
このように、ハニカム構造部１の端面に、隔壁及び内部電極を覆い且つ目封止部１１が露出するように格子状に絶縁保護膜１２が配設されることにより、外部電極７を、極性を同じにする目封止部のみに接続することがより容易になる。つまり、絶縁保護膜１２を配設していないと、極性を同じにする目封止部のみを外部電極により接続しようとしても、隣接する他の極性の目封止部との距離が近いため、他の極性の目封止部と接触し易い状態となることがある。この様な場合、隔壁及び内部電極を覆うように格子状に絶縁保護膜１２を配設すると、他の極性の目封止部の露出部分が小さくなり極性の異なる外部電極と接触し難くなる。そのため、絶縁保護膜１２は、隔壁及び内部電極だけでなく、その内側の目封止部の端面の外縁部分も覆うことが好ましい。このとき、目封止部の端面の外縁部分が、一辺の長さの２０〜８０％覆われていることが好ましい。
【００５７】
絶縁保護膜１２の材質としては、電気絶縁性の材料であれば特に限定されないが、例えば、ガラス、結晶化ガラス、樹脂等を挙げることができる。
【００５８】
本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態は、ハニカム構造部の一方の端面に、各内部電極にそれぞれ独立して接続された外部電極を有し、外部電極を通じてそれぞれ独立して各内部電極に電圧を印加することができるものである。本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子は、それぞれの内部電極に対して独立して電圧を印加することができる点以外は、上述した、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の一実施形態と同様である。本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子によれば、内部電極毎に電圧印加の制御を行うことができるため、例えば、各セルの並びにおける一の方向に向かって、所定の時間差で順次各内部電極に電圧の印加を行うことにより、図１１に示すように、ハニカム型圧電／電歪素子１００の端面４６が、波打つように変動し、この脈動によりハニカム型圧電／電歪素子１００をポンプとして用いることが可能となる。図１１は、ハニカム型圧電／電歪素子１００の端面４６の部分が波状に変動している状態を説明する側面図である。図１１においては、各セル４７の並びが示されており、各セルが順次伸縮することにより、そのセル４７の並ぶ方向（並びにおける一の方向）に波が形成されている状態を示す。
【００５９】
また、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子によれば、図１２に示すように、端面４６が、その中心部分を中心にして回転する方向に波打つように、各内部電極に電圧を印加することができる。これにより、本実施形態のハニカム型圧電／電歪素子を回転モータとして用いることが可能となる。図１２は、ハニカム型圧電／電歪素子１００の端面４６の部分が、回転するように波打つ状態を説明する斜視図である。
【００６０】
次に、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法について説明する。本発明のハニカム型圧電／電歪素子は、例えば、以下のような方法により製造することができるが、本発明のハニカム型圧電／電歪素子を製造する方法は、以下の方法に限定されることはない。ここでは、図５に示すような、ハニカム構造部１の一方の端面に、目封止部１１、絶縁保護膜１２及び、極性の異なる２つの外部電極７（７ａ，７ｂ）が配設されたハニカム型圧電／電歪素子１００を製造する方法について説明する。
【００６１】
まず、ハニカム構造部１を成形するための坏土を形成する。これは、上述したハニカム構造部１の隔壁３の材料として挙げたものの原料を用い、その原料を混合、混練して坏土を形成するものである。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の粉体原料に、水、有機溶媒等の分散媒、有機バインダ、分散剤等を加えて成形原料とし、これを混練し、粘土状の坏土を形成する。
【００６２】
有機バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６３】
分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６４】
分散媒として有機溶媒を用いる場合には、アルコールなどの有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒としては、たとえば、テルピネオールを用いることができる。この場合、有機バインダとしてポリビニルブチラールを用いることもできる。
【００６５】
成形原料を混練して坏土を調製する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。
【００６６】
次に、得られた坏土を、ハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体を作製する方法としては、特に制限はなく、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形法を用いることができる。中でも、上述のように調製した坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。
【００６７】
また、原料と、バインダを含んだ有機溶媒とを混合したスラリーを作製し、ドクターブレード法等により成形して、図７Ａに示すような、セルを形成するための複数の貫通孔２２を設けたグリーンシート２１を作製し、得られたグリーンシート２１を図７Ｂに示すように、積層することによりハニカム成形体２３を作製してもよい。図７Ａ及び図７Ｂは本発明のハニカム型圧電／電歪素子を構成するハニカム構造部を作製する過程を模式的に示し、図７Ａは、グリーンシートを示す斜視図であり、図７Ｂは、グリーンシートを積層した状態を示す斜視図である。
【００６８】
次に、得られたハニカム成形体を乾燥させて、ハニカム乾燥体を作製することが好ましい。乾燥の方法も特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。中でも、成形体全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。
【００６９】
次に、得られたハニカム乾燥体を本焼成する前に仮焼して仮焼体を作製してもよい。「仮焼」とは、ハニカム成形体中の有機物（有機バインダ、分散剤等）を燃焼させて除去する操作を意味する。仮焼温度は２００〜８００℃程度とすればよい。仮焼時間としては特に制限はないが、通常は、１０〜１００時間程度である。
【００７０】
次に、得られた仮焼体を焼成（本焼成）することによって、図６Ａに示すようなハニカム構造部１を得ることができる。「本焼成」とは、仮焼体中の成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するための操作を意味する。焼成条件（温度・時間）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。図６Ａ〜図６Ｅは、本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【００７１】
次に、図６Ｂに示すように、ハニカム構造部１のセル２の内壁面４に、内壁面４全体を覆うように内部電極５を配設する。内部電極５の配設箇所は内壁面４全体であることが好ましいが、内壁面４の一部であってもよい。内部電極５としては、上述した銀、銅等の材料を使用することができる。内部電極５の配設方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で配設することができる。まず、内部電極５の材料となる金属を粉末状にし、アルコールなどの溶媒や有機バインダ等を加えてスラリーとする。スラリー濃度としては、５０〜８０質量％が好ましい。また、スラリーの粘度としては、０．０５〜５０Ｐａ・ｓが好ましい。そして、そのスラリーにハニカム構造部１を浸漬してセル２の内壁面４にスラリーを付着させ、その後、６００〜９００℃で加熱することにより、内壁面４全体を覆うように膜状の内部電極５を配設してもよい。この場合、スラリーをセル２の内壁面４に付着させるときに、隔壁側から吸引することにより、セル２の内壁面４に効率的にスラリーを付着させることが好ましい。また、ハニカム構造部１の外周や、端面の隔壁部分にマスクを施し、セルの内壁面以外の部分にスラリーが付着しないようにしてもよい。
【００７２】
上記方法のほか、メッキ、スパッタリングなども用いられる。隣接するセル２の内壁面４に配設された内部電極５が導通しないように、端面をかるく研磨し、隔壁の端面にセラミックス部分が露出するようにすることが好ましい。
【００７３】
次に、図６Ｃに示すように、内部電極５を配設したハニカム構造部１の一方の端面に目封止部１１を配設することが好ましい。目封止部１１を配設する方法は特に限定されないが、例えば、ハニカム構造部の一方の端部に極性の異なる２つの外部電極を配設する場合には、まず、上記目封止部に使用する金属原料の粉末、水またはアルコールなどの有機溶媒、及び有機バインダを含む目封止スラリー（又は、目封止ペースト）を、貯留容器に貯留しておく。スラリー濃度としては、５０〜９０質量％が好ましい。また、スラリーの粘度としては、５〜５０００Ｐａ・ｓが好ましい。そして、上記内部電極５を配設したハニカム構造部１の一方の端部を、貯留容器中に浸漬して、セル２の開口部に目封止スラリーを充填して目封止部１１を形成する。また、ハニカム構造部の一方の端部に一の外部電極を配設し、他方の端部に極性の異なる他の外部電極を配設する場合には、それぞれの端部におけるセルのなかで、外部電極を接続しない内部電極が配設されているセルにマスクを施し、両端部のセル２の開口部に、上記方法で目封止スラリーを充填して、目封止部１１を形成することが好ましい。目封止部を配設する深さは、特に限定されないが、０．５〜５ｍｍが好ましい。また、ハニカム構造部の一方の端部に一の外部電極を配設し、他方の端部に極性の異なる他の外部電極を配設する場合には、作業性を向上させる観点より、上記マスクを施すことなく、ハニカム構造部の両端部の全てのセルの開口部に目封止部１１を配設してもよい。
【００７４】
次に、図６Ｄに示すように、ハニカム構造部１の目封止部１１を配設した端面に、隔壁３（図６Ｃ参照）に沿って、隔壁３（図６Ｃ参照）及び内部電極５（図６Ｃ参照）を覆い且つ目封止部１１が露出するように格子状に絶縁保護膜１２を配設することが好ましい。絶縁保護膜１２の配設方法は、特に限定されないが、上記電気絶縁性を有する材料を、ハニカム構造部１の端面に印刷することにより配設することが好ましい。他の方法としては、打抜きシート接着、筆塗り、メッキ、スパッタリングを挙げることができる。
【００７５】
次に、図６Ｅに示すように、外部電極７（７ａ，７ｂ）を絶縁保護膜１２の表面に配設し、開口部分１３から露出する極性の同じ目封止部１１に接続し、ハニカム型圧電／電歪素子１００とすることが好ましい。ここで、「極性の同じ目封止部」というときは、極性の同じ内部電極に接触する目封止部をいう。外部電極７（７ａ，７ｂ）の配設方法は、特に限定されないが、上記外部電極７の材料として使用できる材料を、ハニカム構造部１の端面における絶縁保護膜１２の表面及び極性の同じ目封止部の表面に印刷することにより配設することが好ましい。他の方法としては、打抜きシート接着、筆塗り、メッキ、スパッタリングを挙げることができる。図６Ｅに示すハニカム型圧電／電歪素子においては、極性の異なる目封止部（内部電極）が、交互に配設されている。また、外部電極７（７ａ，７ｂ）の一方をハニカム構造部の一方の端部に配設し、他方をハニカム構造部の他方の端部に配設する場合にも、同様に、所定の位置に印刷等により配設することが好ましい。
【００７６】
図６Ｅに示すように、一のハニカム構造部に一対の外部電極を配設してハニカム型圧電／電歪素子としてもよいが、複数のハニカム構造部を切り出すことが可能なハニカム構造体を作製し、そのハニカム構造体の端面に図６Ｅに示すような一対の外部電極を複数個所（複数対）形成し、その後に、そのハニカム構造体を切断して、一対の外部電極が配設されたハニカム型圧電／電歪素子を、複数個作製してもよい。また、上記ハニカム構造体を作製した後に、複数のハニカム構造部を切り出して、その後に内部電極、目封止部、絶縁保護膜、外部電極を配設してもよい。また、ハニカム構造部は、ハニカム型圧電／電歪素子の製造工程において、適宜、加工を施しても良い。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１）
（成形原料の調製）
ＰＭＮ（マグネシウムニオブ酸鉛）１５モル％、ＰＴ（チタン酸鉛）４５モル％、ＰＺ（ジルコン酸鉛）４０モル％の成分比からなる主成分に対し、この粉末原料１００質量部に対してＮｉＯ（酸化ニッケル）０．５質量部が添加されたセラミック合成粉末原料（圧電粉）を得た。得られた圧電粉の平均粒径は０．５μｍであった。平均粒子径は、大塚電子（株）製、ダイナミック光散乱光度計ＤＳＬ７０００を用いて測定した。これにバインダとしてメチルセルロースを配合し、可塑剤としてエチレングリコールを配合し、更に水を適宜配合して粘土状の成形原料を得た。
【００７９】
（成形）
得られた成形原料を押し出し成形することによりハニカム成形体を得た。口金寸法は、壁厚５０μｍ、４００μｍピッチのハニカム形状とした。口金の面積はおよそ１０×１０ｍｍ（セル数は２５×２５）とした。得られたハニカム成形体を、長さ４０ｍｍ程度に切断した。
【００８０】
（焼成）
得られたハニカム成形体を、大気中６００℃で５時間脱脂した後、密閉された鞘の中で１２５０℃×２時間焼成した。このとき、１０×１０×８ｃｍの鞘の中に上記圧電粉と同じ組成からなる圧電粉５ｇを底に敷き、蓋をして密閉状態で焼成した。得られたハニカムは緻密に焼結し、壁厚４０μｍ、３２０μｍピッチのハニカム状焼結体（ハニカム構造部）が得られた。
【００８１】
（内部電極の形成）
得られたハニカム焼結体（ハニカム構造部）を、低粘性な銀（Ａｇ）スラリー（粘度：０．０５〜０．１Ｐａ・ｓ）に完全に浸漬し、セル壁面にコーティングした。乾燥後、ベルト炉を用いて７００℃で熱処理することで、セルの内壁面に銀（Ａｇ）の内部電極を形成した。得られたサンプルを、セル数が２０×２０となるように切り出した。
【００８２】
（目封止部）
一方の端面に、高粘度の銀（Ａｇ）ペースト（粘度：３００〜５００Ｐａ・ｓ）を、深さ２ｍｍ程度まで浸漬し、乾燥、焼成することで、目封止部を形成した。銀ペーストは、銀粉末にテルピネオール及びポリビニルブチラールを添加したものを使用した。また、隣接するセルの内壁面に配設された銀（Ａｇ）の内部電極が導通しないように、端面をかるく研磨し、隔壁の端面にセラミックス部が露出するようにした。さらに、もう一方の端面を、素子長（中心軸方向長さ）が３２ｍｍとなるように切断した。
【００８３】
（絶縁保護膜）
目封止部を形成した端面に格子状の絶縁保護膜を配設した。絶縁保護膜の形成には絶縁用ガラスペーストを用いた。絶縁用ガラスペーストを、隔壁の端面及び内部電極の端部を覆うように、隔壁と同じピッチ幅でハニカム構造部の端面に印刷した。このとき、ライン幅を２００μｍとし、各セルに配設された銀（Ａｇ）の目封止部の端面が、１５０×１５０μｍ程度露出するようにした。
【００８４】
（外部電極）
ハニカム構造部の上記目封止部及び絶縁保護膜を配設した端面に、対角線方向に各ラインがのびるように、櫛歯状に一対の銀（Ａｇ）の外部電極を印刷形成し、隔壁を挟んで隣接するセルに電圧がかかるように配線して、ハニカム型圧電／電歪素子を得た。さらに、各外部電極にリード線を配線した。
【００８５】
（特性評価）
一対の外部電極に２００Ｖの電圧を印加した時の変位量をレーザー変位計にて測ったところ、中心軸方向に４５μｍの変位（収縮変形量）が確認された。発生力（ブロッキングフォース）を見積もったところ、１０００Ｎ（ニュートン）程度であった。同程度のサイズ、電気容量からなる積層アクチュエータと同程度の変位を確保できた。また、１億サイクル後も素子破壊や特性劣化が認められなかった。
【００８６】
（実施例２）
（成形原料の調製〜内部電極の形成）
成形原料の調製から内部電極の形成までは、実施例１と同様にして、内部電極を形成したハニカム焼結体（ハニカム構造部）を作製した。
【００８７】
（配線基板）
図８Ａ、図８Ｂ及び図９に示す配線基板を作製した。基板としてガラスエポキシ基板を用い、基板に直径０．１５ｍｍの貫通孔を０．３２ｍｍ間隔で２０×２０箇所形成した。そして、貫通孔内で連結するように、接合面側外部電極、表面側外部電極及び取り出し端子を形成した。外部電極及び取り出し端子は、銅プリント基板のエッチングによるパターン形成、ドリルによる貫通孔の形成、貫通孔内の銅メッキの方法で形成した。
【００８８】
（ハニカム焼結体と配線基板との接合）
ハニカム焼結体と配線基板とを、内部電極と外部電極とが電気的に接続されるように接合して、ハニカム型圧電／電歪素子を得た。具体的には、配線基板にエポキシ樹脂系接着剤を印刷により塗布した。図１０に示すように、ハニカム焼結体（ハニカム構造部１）と配線基板３５とをエポキシ樹脂系接着剤によって接合した。その後、銀ペーストを貫通孔３３から注射器により圧入し、銀ペーストを貫通孔及びセル端部に充填することにより外部電極と内部電極とを電気的に接続させた。さらに、取り出し端子にリード線を配線した。
【００８９】
（特性評価）
一対の外部電極に２００Ｖの電圧を印加した時の変位量をレーザー変位計にて測ったところ、実施例１の場合と同様の結果を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の開閉アクチュエータや精密位置決めアクチュエータ等のアクチュエータ素子として、また、超音波センサ、加速度センサ、角速度センサ、衝撃センサ、質量センサ等の各種センサ用のセンサ素子として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１Ａ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの部分Ａを切り出して拡大した斜視図である。
【図２】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を構成するハニカム構造部の、中心軸に垂直な断面の一部を模式的に示した拡大断面図である。
【図３】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示し、一方の端面に外部電極が配設された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示し、両端面に外部電極が配設された状態（一方の端面は図示せず）を示す斜視図である。
【図５】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図６Ａ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【図６Ｂ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【図６Ｃ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【図６Ｄ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【図６Ｅ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の製造方法の一実施形態における、製造過程を模式的に示し、ハニカム構造部の一方の端面側から見た正面図である。
【図７Ａ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子を構成するハニカム構造部を作製する過程におけるグリーンシートを模式的に示す斜視図である。
【図７Ｂ】本発明のハニカム型圧電／電歪素子を構成するハニカム構造部を作製する過程における、グリーンシートを積層した状態を模式的に示す斜視図である。
【図８Ａ】配線基板を接合面側からみた平面図である。
【図８Ｂ】配線基板を表面側からみた平面図である。
【図９】配線基板の接合面に垂直な断面図である。
【図１０】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態の一部を模式的に示し、ハニカム構造部の軸方向に平行な平面で切断した断面図である。
【図１１】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態の端面部分が波状に変動している状態を説明する側面図である。
【図１２】本発明のハニカム型圧電／電歪素子の他の実施形態の端面部分が、回転するように波打つ状態を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１：ハニカム構造部、２：セル、２ａ：角部、３：隔壁、４：内壁面、５，５ａ，５ｂ：内部電極、６：外周壁、７，７ａ，７ｂ：外部電極、１１：目封止部、１２：絶縁保護膜、１３：開口部分、２１：グリーンシート、２２：貫通孔、２３：ハニカム成形体、３１：基板、３２：接合面、３３：貫通孔、３４：表面、３５：配線基板、４１ａ，４１ｂ：接合面側外部電極、４２ａ，４２ｂ：表面側外部電極、４３ａ，４３ｂ：取り出し端子、４４：接着剤、４５：導電材、４６：端面、４７：セル、１００：ハニカム型圧電／電歪素子、Ａ：部分、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，ａ７，ａ８：矢印。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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