(57)【要約】【課題】高電界、高圧力下で長期間連続駆動させた場合でも、外部電極と内部電極とが断線することがなく、耐久性に優れた積層型圧電素子及び噴射装置を提供する。【解決手段】圧電体１と内部電極２とを交互に積層してなる柱状積層体１ａと、該柱状積層体１ａの側面に設けられた外部電極４とを具備し、内部電極２の端部に一層おきに柱状積層体１ａの側面から突出する突起状導電性端子５を設け、該突起状導電性端子５間における柱状積層体１ａの側面に、内部電極２端が露出し、内部に樹脂製絶縁体３が充填された凹溝１１を形成し、突起状導電性端子５を、柱状積層体１ａの側面に導電性ペーストを塗布して形成された外部電極４中に埋設してなる。【選択図】図１
2004087730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体と内部電極とを交互に積層してなる柱状積層体と、該柱状積層体の側面に設けられ、前記内部電極が一層おきに交互に電気的に接続された一対の外部電極とを具備してなる積層型圧電素子であって、前記内部電極の端部に一層おきに前記柱状積層体の側面から突出する突起状導電性端子を設け、該突起状導電性端子間における前記柱状積層体の側面に、前記内部電極端が露出し、内部に樹脂製絶縁体が充填された凹溝を形成し、前記突起状導電性端子を、前記柱状積層体の側面に導電性ペーストを塗布して形成された外部電極中に埋設してなることを特徴とする積層型圧電素子。
【請求項２】
突起状導電性端子が、内部電極の端部に拡散接合していることを特徴とする請求項１記載の積層型圧電素子。
【請求項３】
突起状導電性端子が接続される内部電極端部の厚みが、柱状積層体中央部における内部電極の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１又は２記載の積層型圧電素子。
【請求項４】
噴射孔を有する収納容器と、該収納容器内に収容された請求項１乃至３のうちいずれかに記載の積層型圧電素子と、該積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔から液体を噴出させるバルブとを具備してなることを特徴とする噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型圧電素子及び噴射装置に関し、例えば、自動車用燃料噴射装置、光学装置等の精密位置決め装置や振動防止用の駆動素子等に用いられる積層型圧電素子及び噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、積層型圧電素子としては、圧電体と内部電極を交互に積層した積層型圧電アクチュエータが知られている。積層型圧電アクチュエータには、同時焼成タイプと、圧電磁器と内部電極板を交互に積層したスタックタイプとの２種類に分類されており、低電圧化、製造コスト低減の面から考慮すると、同時焼成タイプの積層型圧電アクチュエータが薄層化に対して有利であるために、その優位性を示しつつある。
【０００３】
図４は、従来の積層型圧電アクチュエータを示すもので、このアクチュエータでは、圧電体５１と内部電極５２が交互に積層されて柱状積層体５３が形成され、その積層方向における両端面には不活性層５５が積層されている。内部電極５２は、その一方の端部が左右交互に絶縁体６１で被覆され、その上から帯状外部電極７０が内部電極５２と左右各々一層おきに導通するように形成されている。帯状外部電極７０上には、さらにリード線７６が半田７７により固定されている。
【０００４】
ところで、近年においては、小型の圧電アクチュエータで大きな圧力下において大きな変位量を確保するため、より高い電界を印加し、長期間連続駆動させることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した圧電アクチュエータでは、高電界、高圧力下で長期間連続駆動させた場合、圧電体５１間に形成された内部電極５２と、正極、負極用の外部電極７０との間で剥離が発生し、一部の圧電体５１に電圧供給されなくなり、駆動中に変位特性が変化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、高電界、高圧力下で長期間連続駆動させた場合でも、外部電極と内部電極とが断線することがなく、耐久性に優れた積層型圧電素子及び噴射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層型圧電素子は、圧電体と内部電極とを交互に積層してなる柱状積層体と、該柱状積層体の側面に設けられ、前記内部電極が一層おきに交互に電気的に接続された一対の外部電極とを具備してなる積層型圧電素子であって、前記内部電極の端部に一層おきに前記柱状積層体の側面から突出する突起状導電性端子を設け、該突起状導電性端子間における前記柱状積層体の側面に、前記内部電極端が露出し、内部に樹脂製絶縁体が充填された凹溝を形成し、前記突起状導電性端子を、前記柱状積層体の側面に導電性ペーストを塗布して形成された外部電極中に埋設してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の積層型圧電素子では、内部電極の端部には突起状導電性端子が設けられ、この突起状導電性端子が外部電極中に埋設されているため、突起状導電性端子のアンカー効果により外部電極が内部電極に強固に接合しており、高電界、高圧力下で長期間連続運転させた場合でも、外部電極と内部電極との断線を抑制することができ、耐久性を大幅に向上できる。
【０００９】
また、従来は、内部電極の端部に外部電極を接合しており、外部電極との接合面積が小さく、導電性が低く、接続信頼性も低いものであったが、本発明では、突起状導電性端子を外部電極中に埋設しているため、突起状導電性端子と外部電極との接合面積が大きく、外部電極と内部電極間の導電性を向上でき、しかも外部電極と内部電極との接続信頼性も向上できる。
【００１０】
さらに、柱状積層体の側面には凹溝を形成し、この凹溝内に樹脂製絶縁体を充填し、これにより、内部電極と外部電極との絶縁を確保できるとともに、凹溝内には樹脂製絶縁体が充填されているため、柱状積層体の変形に対して凹溝内の樹脂製絶縁体が追従して変形し、凹溝近傍にクラック等が発生することがなく、また、発生する応力も低減できる。
【００１１】
また、本発明の積層型圧電素子は、突起状導電性端子が、内部電極の端部に拡散接合していることを特徴とする。このような積層型圧電素子では、内部電極の端部に突起状導電性端子をより強固に接合できる。
【００１２】
さらに、本発明の積層型圧電素子は、突起状導電性端子が接続される内部電極端部の厚みが、柱状積層体中央部における内部電極の厚みよりも厚いことを特徴とする。このような構成によれば、内部電極端部と突起状導電性端子との接合部の面積が広くなり、これにより、内部電極と突起状導電性端子の接続を強固にできるため、高電界、高圧力下で長期間連続運転させた場合でも、外部電極と内部電極との断線を抑制することができ、耐久性を大幅に向上できる。
【００１３】
本発明の噴射装置は、噴射孔を有する収納容器と、該収納容器内に収容された上記積層型圧電素子と、該積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔から液体を噴出させるバルブとを具備するものである。
【００１４】
このような噴射装置では、上記したように、積層型圧電素子自体において外部電極と内部電極との断線を抑制でき、耐久性を大幅に向上できるため、噴射装置の耐久性をも向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の積層型圧電アクチュエータからなる積層型圧電素子の一形態を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った縦断面図、（ｃ）は内部電極と外部電極の接合部近傍の拡大図である。
【００１６】
積層型圧電アクチュエータは、図１に示すように、圧電体１と内部電極２とを交互に複数積層してなる四角柱状の柱状積層体１ａの側面において、内部電極２の端部を一層おきに樹脂製絶縁体３で被覆し、樹脂製絶縁体３で被覆していない内部電極２の端部に突起状導電性端子５を設け、該突起状導電性端子５を、柱状積層体１ａの側面に導電性ペーストを塗布して形成してなる外部電極４中に埋設して接合し、各外部電極４にリード線６を接続固定して構成されている。
【００１７】
圧電体１は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（以下ＰＺＴと略す）、或いはチタン酸バリウムＢａＴｉＯ３を主成分とする圧電セラミックス材料等で形成されている。この圧電セラミックスは、その圧電特性を示す圧電歪み定数ｄ３３が高いものが望ましい。
【００１８】
また、圧電体１の厚み、つまり内部電極２間の距離は５０〜２５０μｍが望ましい。これは、積層型圧電アクチュエータは電圧を印加してより大きな変位量を得るために、積層数を増加させる方法がとられるが、上記のような圧電体１の厚みを採用することにより、アクチュエータの小型化、低背化を達成できるとともに、圧電体１の絶縁破壊を防止できるからである。
【００１９】
圧電体１の間には内部電極２が配されているが、この内部電極２は、例えば銀−パラジウム等の金属材料で形成されており、各圧電体１に所定の電圧を印加し、圧電体１に逆圧電効果による変位を起こさせる作用をなす。尚、内部電極２をＣｕで形成すると、電極材料費を低減できる。この場合には、圧電体１として、還元雰囲気で焼成しても圧電特性が低下しない耐還元性の圧電体１を用いる必要がある。
【００２０】
また、突起状導電性端子５が形成される柱状積層体１ａの側面に内部電極２一層おきに深さ３０〜５００μｍ、積層方向の幅３０〜２００μｍの凹溝１１が形成されており、この凹溝１１の底面には内部電極２端が露出している。凹溝１１内にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーンゴム等が充填されて樹脂製絶縁体３が形成されている。凹溝１１内の樹脂製絶縁体３はヤング率が小さいものが望ましく、特には、柱状積層体１ａの変位に対して追従する弾性率が低いシリコーンゴムからなることが望ましい。
【００２１】
突起状導電性端子５と、凹溝１１内の樹脂製絶縁体３とは、外部電極４が形成される柱状積層体１ａの側面に露出した内部電極２の端部に交互に形成されている。
【００２２】
即ち、凹溝１１内に充填された樹脂製絶縁体３により内部電極２の端部が互い違いに一層おきに絶縁され、内部電極２の絶縁されていない他方の端部は、突起状導電性端子５を介して、導電性ペーストを塗布して形成された外部電極４と接合されている。外部電極４は、導電剤とマトリックスからなり、マトリックスとしてはガラスまたは樹脂が用いられる。例えば銀を主成分とする導電材とガラスからなるものや、銀を主成分とする導電材とポリイミド樹脂からなるものが使用できる。
【００２３】
突起状導電性端子５は、内部電極２の端部に拡散接合している。即ち、内部電極２が銀を主成分とし、パラジウムを含有し、突起状導電性端子５が銀を主成分としている場合、内部電極２と突起状導電性端子５の銀が相互に拡散するとともに、内部電極２のパラジウムが突起状導電性端子５に拡散し、これにより突起状導電性端子５が内部電極２の端部に拡散接合している。
【００２４】
柱状積層体１ａの対向する側面には、導電性ペーストを塗布して形成され、銀を主成分とする導電材と、残部がマトリックスとしてガラスまたは樹脂からなる外部電極４が接合しており、この外部電極４中には、突起状導電性端子５が埋設され、これにより外部電極４に内部電極２が一層おきに電気的に接続されている。この銀を主成分とする導電材、残部がマトリックスとしてガラスまたは樹脂からなる外部電極４は、接続されている各内部電極２に圧電体１を逆圧電効果により変位させるに必要な電圧を共通に供給する作用をなす。
【００２５】
外部電極４、突起状導電性端子５の導電材は銀を主成分とするもので、これ以外に、ニッケル、銅、金、アルミニウム等の導電性を備えた金属及びそれらの合金から構成されていても良い。
【００２６】
外部電極４の導電材、突起状導電性端子５は、耐酸化性を有し、ヤング率が低いという点から、銀、若しくは銀主成分の合金が望ましい。
【００２７】
柱状積層体１ａの対向する側面にはそれぞれ外部電極４が突起状導電性端子５を埋設して形成されており、各々の外部電極４には、積層されている内部電極２が一層おきに電気的に接続されている。この外部電極４は、接続されている各内部電極２に圧電体１を逆圧電効果により変位させるに必要な電圧を共通に供給する作用をなす。
【００２８】
突起状導電性端子５の積層方向と同一方向の厚みＢは、図１（ｃ）に示すように、外部電極４と内部電極２との接続部の抵抗を低くし、且つアクチュエータの駆動時に生じる応力を十分に吸収するという点から、１μｍ以上且つ圧電体１厚みの１／２以下であることが望ましい。特には、厚みＢは５〜２５μｍが望ましい。
【００２９】
本発明では、突起状導電性端子５と接続する内部電極２の端部２ａの厚みは、内部電極２の中央部２ｂの厚みよりも厚くされている。この突起状導電性端子５と接続する内部電極２の端部２ａの厚みは、内部電極２と突起状導電性端子５の接続を有効的に強固にするという点から、内部電極２の中央部２ｂの厚みの１．３倍以上であることが望ましい。内部電極２の端部２ａとは、柱状積層体１ａ側面近傍の内部電極をいう。
【００３０】
突起状導電性端子５が形成された柱状積層体１ａの側面において、突起状導電性端子５が形成されていない内部電極２の端部に凹溝１１が形成されていることにより、突起状導電性端子５に接続する内部電極２の端部２ａの厚みを有効的に厚くすることができるため、即ち、後述する突起状導電性端子５が形成される過程において、凹溝１１部が変形し、凹溝１１の外部電極４側の開口幅が積層方向に狭まることにより、突起状導電性端子５が接続される内部電極２の端部２ａを厚くすることができる。
【００３１】
また、凹溝１１は、凹溝１１間の凸状となった圧電体１及び内部電極２の強度を損なうことなく、有効的に凹溝１１が変形して、突起状導電性端子５に接続する内部電極２の端部２ａの厚みを厚くすることができるという点から、深さを５０〜５００μｍ、積層方向の幅を圧電体１厚みの１／３〜２／３にすることが望ましい。
【００３２】
本発明の積層型圧電素子の製法について説明する。まず、柱状積層体１ａを作製する。複数の圧電体１と複数の内部電極２とを交互に積層して成る柱状積層体１ａは、ＰＺＴ等の圧電セラミックスの仮焼粉末と、アクリル系、ブチラール系等の有機高分子から成るバインダーと、ＤＢＰ（フタル酸ジオチル）、ＤＯＰ（フタル酸ジブチル）等の可塑剤とを混合してスラリーを作製し、該スラリーを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成型法により圧電体１となるセラミックグリーンシートを作製する。
【００３３】
次に、銀−パラジウム粉末にバインダー、可塑剤等を添加混合して導電性ペーストを作製し、これを前記各グリーンシートの上面にスクリーン印刷等によって１〜４０μｍの厚みに印刷する。
【００３４】
そして、上面に導電性ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、この積層体について所定の温度で脱バインダーを行った後、９００〜１２００℃で焼成することによって柱状積層体１ａが作製される。
【００３５】
その後、図２（ａ）に示すようにダイシング装置等により柱状積層体１ａの側面に一層おきに凹溝１１を形成する。
【００３６】
その後、凹溝１１間における柱状積層体１ａ側面に露出した内部電極２およびこの内部電極２の近傍の圧電体１表面に、粒径０．１〜１０μｍの銀粉末を５０〜８０体積％と、残部が粒径０．１〜１０μｍでケイ素を主成分とする軟化点が６００〜９５０℃のガラス粉末２０〜５０体積％からなる混合物にバインダーを加えて作製した銀ガラス導電性ペースト２１を、図２（ｂ）に示すように塗布、乾燥し、７００〜９５０℃で熱処理することにより、銀ガラス導電性ペースト２１中のガラスが溶融し、溶融したガラス中に存在する銀成分が内部電極２の端部に集合し、図２（ｃ）に示すように、柱状積層体１ａの側面から突出する突起状導電性端子５が形成されるとともに、銀ガラス導電ペースト中の銀成分が内部電極２の端部２ａに拡散していき、内部電極２の端部２ａの厚みが内部電極２の中央部２ｂの厚みよりも厚くなる。
【００３７】
尚、銀ガラス導電性ペースト２１中のガラス５ａは、突起状導電性端子５の根元部に集合し、突起状導電性端子５を保持することになる。
【００３８】
特に、本発明では、凹溝１１を形成した後に、銀ガラス導電ペースト２１を塗布、熱処理することにより、内部電極２の端部２ａの厚みを内部電極２の中央部２ｂの厚みよりも厚くできる。このように、内部電極２の端部２ａの厚みが大きくなるため、その先端に形成される突起状導電性端子５との接合強度が大きくなる。尚、銀ガラス導電性ペースト２１の熱処理後に凹溝１１を形成し、再度熱処理することによっても内部電極２の端部２ａの厚みを内部電極２の中央部２ｂの厚みよりも厚くできる。
【００３９】
内部電極２の端部２ａと内部電極２の中央部２ｂの厚み比率は、熱処理温度、及び銀ガラス導電性ペースト２１中の銀の含有量を変化させることにより制御することができる。
【００４０】
この突起状導電性端子５は柱状積層体１ａの側面の一部に形成されており、レール状に形成され、その長さは外部電極４の幅とほぼ同一とされている。尚、突起状導電性端子５の長さは、外部電極４の幅よりも短くても良い。
【００４１】
銀ガラス導電性ペースト２１中の銀粉末を５０〜８０体積％、残部のガラス粉末を２０〜５０体積％としたのは、この範囲内とすることにより、突起状導電端子５を構成する銀成分が適量となり、形成される突起状導電性端子５の突出高さｈを高くできるとともに、銀ガラス導電性ペースト２１中の固形分残部であるガラス成分が適量となるため、該銀ガラス導電性ペースト２１の焼き付け時に溶融するガラス成分も適量であり、銀成分が内部電極２端部に容易に集合し、突起状導電性端子５の突出高さｈを高くできる。
【００４２】
その後、突起状導電性端子５が形成された柱状積層体１ａ側面であって、突起状導電性端子５間に、凹溝１１の開口部を遮蔽し、凹溝１１内に後述する銀ガラス導電性ペースト４ｂの浸入を阻止する、例えば、紙等を配置する。粒径０．１〜１０μｍの銀粉末を６０〜９０体積％と残部が粒径０．１〜１０μｍで軟化点が８００〜１０００℃のガラス粉末を１０〜４０体積％からなる混合物にバインダーを加えて作製した銀ガラス導電性ペースト４ｂを、図２（ｄ）に示すように柱状積層体１ａの側面に塗布、乾燥し、５００〜７００℃で焼き付けすることにより、銀とガラスが分散した導電性ペーストにて外部電極４が形成される。尚、紙からなる遮蔽物は焼き付け時に消失する。
【００４３】
即ち、導電性ペースト４ｂの焼き付けは、突起状導電性端子５を形成した銀ガラス導電性ペースト２１中のガラスは勿論、導電性ペースト４ｂ中のガラス成分が軟化する温度以下で焼き付けを行うことにより、突起状導電性端子５を覆う導電性ペースト４ｂの膜が形成され、該導電性ペースト４ｂにより突起状導電性端子５同士が連結される。
【００４４】
その後、シリコーンゴム溶液に柱状積層体１ａを浸漬し、真空引きすることにより凹溝１１内にシリコーンゴムからなる樹脂製絶縁体３を充填し、外部電極４にリード線６を接続することにより本発明の積層型圧電素子が完成する。
【００４５】
そして、リード線６を介して一対の外部電極４に０．１〜３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加し、柱状積層体１ａを分極処理することによって、製品としての積層型圧電アクチュエータが完成し、リード線６を外部の電圧供給部に接続し、リード線６及び外部電極４を介して内部電極２に電圧を印加させれば、各圧電体１は逆圧電効果によって大きく変位し、これによって例えばエンジンに燃料を噴射供給する自動車用燃料噴射弁として機能する。
【００４６】
また、本発明では、外部電極４に導電性補助部材を形成しても良い。外部電極４に導電性補助部材を設けることによりアクチュエータに大電流を投入し、高速で駆動させる場合においても、大電流を導電性補助部材に流すことができ、外部電極４に流れる電流を低減できることから、外部電極４が局所発熱を起こし断線することを防ぐことができ、耐久性を大幅に向上させることができる。
【００４７】
なお、導電性補助部材はアクチュエータの伸縮に追従し、駆動中に該導電性補助部材の断線を防ぐ点、および、外部電極４にクラックが生じるのを防ぐという点から、金属等のメッシュ若しくはメッシュ状の金属板が好ましく、前記導電性補助部材を外部電極４に埋設しても良い。
【００４８】
さらに、外部電極４は高温で駆動させる場合においても劣化しないという点から、高耐熱を有するポリイミド樹脂に導電剤を分散させたものを使用できる。
【００４９】
本発明の積層型圧電素子はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００５０】
例えば、上記例では、柱状積層体１ａの対向する側面に外部電極４を形成した例について説明したが、本発明では、例えば隣設する側面に外部電極を形成してもよい。
【００５１】
図３は、本発明の噴射装置を示すもので、図において符号３１は収納容器を示している。この収納容器３１の一端には噴射孔３３が設けられ、また収納容器３１内には、噴射孔３３を開閉することができるニードルバルブ３５が収容されている。
【００５２】
噴射孔３３には燃料通路３７が連通可能に設けられ、この燃料通路３７は外部の燃料供給源に連結され、燃料通路３７に常時一定の高圧で燃料が供給されている。従って、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を開放すると、燃料通路３７に供給されていた燃料が一定の高圧で内燃機関の図示しない燃料室内に噴出されるように形成されている。
【００５３】
また、ニードルバルブ３５の上端部は直径が大きくなっており、収納容器３１に形成されたシリンダ３９と摺動可能なピストン４１となっている。そして、収納容器３１内には、上記した圧電アクチュエータ４３が収納されている。
【００５４】
このような噴射装置では、圧電アクチュエータ４３が電圧を印加されて伸長すると、ピストン４１が押圧され、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を閉塞し、燃料の供給が停止される。また、電圧の印加が停止されると圧電アクチュエータ４３が収縮し、皿バネ４５がピストン４１を押し返し、噴射孔３３が燃料通路３７と連通して燃料の噴射が行われるようになっている。
【００５５】
【実施例】
まず、柱状積層体を作製した。圧電体は厚み１５０μｍのＰＺＴで形成し、内部電極は厚み３μｍの銀−パラジウム合金によって形成し、圧電体及び内部電極の各々の積層数は３００層とした。
【００５６】
次に、外部電極形成面に露出した内部電極の端部近傍に、内部電極一層おきに深さ１５０μｍ、幅７５μｍの凹溝をダイシング装置により形成した。その後、凹溝間における内部電極およびこの内部電極の近傍の圧電体表面に、平均粒径５μｍの銀粉末を６０体積％と、残部が平均粒径５μｍでケイ素を主成分とする軟化点が７５０℃のガラス粉末４０体積％からなる混合物にバインダーを加えて作製した銀ガラス導電性ペーストを塗布、乾燥した。その後、大気中９００℃で熱処理することにより、柱状積層体の側面から突出する突起状導電性端子を形成した。
【００５７】
次に、凹溝の開口部に遮蔽物として紙を配置し、凹溝内に銀ガラス導電性ペーストが浸入しないようにした後、突起状導電性端子が形成された柱状積層体側面に平均粒径３μｍの銀粉末を８５体積％と残部が粒径５μｍで軟化点が８５０℃のガラス粉末を１５体積％からなる混合物にバインダーを加えて作製した銀ガラス導電性ペーストを塗布、乾燥し、６５０℃で焼き付けすることにより、銀とガラスが分散した導電性ペーストにて外部電極を形成した。
【００５８】
なお、突起状導電性端子には、銀とパラジウムが分散していた。また、このときの、突起状導電性端子の高さｈは平均で２０μｍで、該突起状導電性端子に接続する部分の内部電極２の端部２ａの厚みは５μｍ、柱状積層体中央部の内部電極２の厚みは２μｍであった。
【００５９】
その後、凹溝に樹脂製絶縁体としてシリコーンゴムを真空引きすることにより充填した。さらに、外部電極にリード線を接続し、正極及び負極の外部電極にリード線を介して３ｋＶ／ｍｍの直流電界を１５分間印加して分極処理を行い、図１に示すような積層型圧電アクチュエータを作製した。
【００６０】
得られた積層型圧電アクチュエータに１５０Ｖの直流電圧を印加した結果、積層方向に４０μｍの変位量が得られた。さらに、このアクチュエータに室温で０〜＋１５０Ｖの交流電圧を１２０Ｈｚの周波数にて印加し駆動試験を行った結果、１×１０９サイクルまで駆動したところ４０μｍの変位量が得られ、外部電極の異常は見られなかった。
【００６１】
一方、比較例として、内部電極の一方の端部を左右交互にガラスからなる絶縁体で被覆し、その上から上記した銀ガラス導電性ペーストを塗布して７００℃で熱処理を行い、外部電極が内部電極と左右各々一層おきに導通した図４に示すアクチュエータを作製し、上記と同様の試験を行ったところ、駆動試験で１×１０５サイクルで外部電極にスパークが発生した。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の積層型圧電素子によれば、内部電極の端部には突起状導電性端子が設けられ、この突起状導電性端子が外部電極中に埋設されているため、突起状導電性端子のアンカー効果により外部電極が内部電極に強固に接合しており、高電界、高圧力下で長期間連続運転させた場合でも、外部電極と内部電極との断線を抑制することができ、耐久性を大幅に向上できる。また、突起状導電性端子と外部電極との接合面積が大きく、外部電極と内部電極間の導電性を向上でき、しかも外部電極と内部電極との接続信頼性も向上できる。
【００６３】
さらに、柱状積層体の側面には凹溝を形成し、この凹溝内に樹脂製絶縁体を充填し、これにより、内部電極と外部電極との絶縁を確保できるとともに、凹溝内には樹脂製絶縁体が充填されているため、柱状積層体の変形に対して凹溝内の樹脂製絶縁体が追従して変形し、凹溝近傍にクラック等が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型圧電素子を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った縦断面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の積層型圧電素子の製法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の噴射装置を示す断面図である。
【図４】従来の積層型圧電アクチュエータの縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・圧電体
１ａ・・・柱状積層体
２・・・内部電極
２ａ・・・内部電極の端部
２ｂ・・・内部電極の中央部
３・・・樹脂製絶縁体
４・・・外部電極
５・・・突起状導電性端子
１１・・・凹溝
３１・・・収納容器
３３・・・噴射孔
３５・・・バルブ
４３・・・圧電アクチュエータ
【図１】
2004087730.tif 000003
【図２】
2004087730.tif 000004
【図３】
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【図４】
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