(57)【要約】【課題】デラミネーションやクラック及び絶縁破壊等の発生を抑制でき、耐久性に優れ、信頼性の高いセラミック電子部品及び噴射装置を提供する。【解決手段】複数の圧電体１が積層されるとともに、該圧電体１間における一部領域に内部電極２が介在され、圧電体１及び内部電極２が同時焼成された柱状積層体３を具備するセラミック電子部品であって、圧電体１間に埋設された内部電極２端の断面形状が、柱状積層体８の側面側に凸となる弧状であることを特徴とする。【選択図】図２
2004207633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層が積層されるとともに、該絶縁層間における一部領域に導体が介在され、前記絶縁層及び前記導体が同時焼成された電子部品本体を具備するセラミック電子部品であって、前記絶縁層間に埋設された導体端の断面形状が、前記導体が形成されていない側に向けて凸となる弧状であることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
絶縁層間に埋設された導体端部が、導体中央部よりも厚みが厚い厚肉部であり、該厚肉部端の断面形状が、導体が形成されていない側に向けて凸となる弧状であることを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
厚肉部の幅ａが、導体中央部の厚みｔの１〜１００倍であることを特徴とする請求項２記載のセラミック電子部品。
【請求項４】
厚肉部の最大厚みｂが、導体中央部の厚みｔの１〜５倍であることを特徴とする請求項２又は３記載のセラミック電子部品。
【請求項５】
導体端が、導体中央部の厚みｔの１／２よりも大きい曲率半径を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項６】
積層型圧電素子として機能することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載のセラミック電子部品。
【請求項７】
請求項１乃至５のうちいずれかに記載のセラミック電子部品が積層型圧電素子であり、該積層型圧電素子が収容され、噴射孔を有する収納容器と、前記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、セラミック電子部品及び噴射装置に関するものであり、特に、自動車用燃料噴射弁、印刷装置のインク噴射装置やドットインパクト装置、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セラミック電子部品及び噴射装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、セラミック電子部品として、圧電・電歪効果を利用して大きな変位量を得るために、圧電体と内部電極を交互に積層した積層型圧電素子が提案されている。積層型圧電素子には、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素子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】
同時焼成タイプの積層型圧電素子は、積層型セラミックコンデンサと同様に、従来、圧電材料を含有するグリーンシートと内部電極材料を含有する内部電極パターンが交互に積層された活性部の上下面に、上記グリーンシートを複数積層して形成された不活性部を積層し、これを脱脂、焼成することで積層型圧電素子を作製していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６８１８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の積層型圧電素子では、高電圧で長期間にわたり駆動させると、内部電極端近傍の圧電磁器に応力集中が発生し、駆動時にクラックやデラミネーションが発生し易く、スパークが発生し絶縁破壊し易いという問題があった。
【０００６】
即ち、従来の積層型圧電素子においては、一般に積層型セラミックコンデンサと同様に、一部の内部電極端が活性部の側面に露出していない、いわゆる部分電極構造であるため、活性部内部に埋設されている内部電極端から活性部の側面にわたって、変位を発生しない不活性な部分が存在する。
【０００７】
また、従来、内部電極は、ＰＶＤ法や、グリーンシート上に電極ペーストを塗布して形成されるため、図１０（ａ）に示すように、圧電体１間に埋設された内部電極２端の断面形状が矩形状となったり、または図１０（ｂ）に示すように鋭角となっており、このような積層型圧電素子では、外部電極を介して内部電極２に交流電圧を印加すると、内部電極２で挟持される圧電体１が伸縮して変位を発生させるが、圧電体１間に埋設された内部電極２端の角部２ａに電荷が集中し、活性体の側面に露出しない内部電極端近傍Ａの圧電磁器において局所的に電界が極めて高くなるという問題があった。
【０００８】
これにより、積層型圧電素子を高電圧で長期間にわたり駆動させると、内部電極端近傍Ａの圧電磁器に応力集中が発生し、クラックやデラミネーションが発生し易く、スパークが発生し絶縁破壊するという問題があった。
【０００９】
本発明は、デラミネーション、クラック及び絶縁破壊等の発生を抑制でき、耐久性に優れ、信頼性の高いセラミック電子部品及び噴射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック電子部品は、複数の絶縁層が積層されるとともに、該絶縁層間における一部領域に導体が介在され、前記絶縁層及び前記導体が同時焼成された電子部品本体を具備するセラミック電子部品であって、前記絶縁層間に埋設された導体端の断面形状が、前記導体が形成されていない側に向けて凸となる弧状であることを特徴とする。
【００１１】
セラミック電子部品の一種である積層型圧電素子で説明すると、一般に、部分電極構造の積層型圧電素子では、駆動させると内部電極（導体）が積層方向に重畳する部分で変位が発生し、重畳しない部分では変位が発生しないため、その境界部で応力集中が生じ、内部電極の積層型圧電素子（セラミック電子部品）内部に存在する端部を起点としてクラックが発生し、素子が破壊し易いことが知られている。
【００１２】
この現象を有限要素法解析によって詳細に調査したところ、積層型圧電素子の内部に存在する内部電極端付近の応力集中は、該内部電極端付近における圧電体への局所的な電界の集中が主要な原因であることが明らかになった。そして、圧電体間に埋設された（積層型圧電素子内部の）内部電極端の断面形状が角張っていると、角の先端で電荷が集中し、該内部電極端近傍の圧電体における電界も局所的に集中する。
【００１３】
従って、本発明のように、圧電体間に埋設された内部電極端の断面形状が、導体が形成されていない（積層型圧電素子の側面）側に凸となる弧状、即ち、積層型圧電素子の内部に存在する内部電極端の断面形状を角が無い滑らかな曲線形状にすることにより、内部電極端での電荷の集中度合いが低下し、これにより内部電極端付近の圧電体における電界が低下するので、該内部電極端付近の圧電体における応力集中を緩和できる。このように応力集中が緩和されるので、積層型圧電素子を高電圧で長期間にわたり駆動させても、クラックやデラミネーション、及び絶縁破壊が発生することがなく、耐久性に優れ、信頼性の高い積層型圧電素子を提供することができる。また、従来より高い電圧を印加出来るので、変位量を大きくすることが出来る。
【００１４】
また、本発明のセラミック電子部品は、絶縁層間に埋設された導体端部が、導体中央部よりも厚みが厚い厚肉部であり、該厚肉部端の断面形状が、導体が形成されていない側に向けて凸となる弧状であることを特徴とする。また、厚肉部の幅ａが、導体中央部の厚みｔの１〜１００倍であることを特徴とする。さらに厚肉部の最大厚みｂが、導体中央部の厚みｔの１〜５倍であることを特徴とする。
また、導体端が、導体中央部の厚みｔの１／２よりも大きい曲率半径を有することを特徴とする。
【００１５】
このようなセラミック電子部品は、積層型圧電素子の内部に存在する内部電極端に発生する電荷の集中がさらに緩和され、該内部電極端付近の圧電体における電界の集中が緩和されるため、該内部電極端付近の圧電体に発生する応力集中が緩和でき、寿命が向上する。
【００１６】
本発明の噴射装置は、上記セラミック電子部品が積層型圧電素子であり、該積層型圧電素子が収容され、噴射孔を有する収納容器と、前記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。このような噴射装置では、積層型圧電素子において駆動時の絶縁破壊やデラミネーションやクラック等を抑制できるため、噴射装置として、耐久性及び信頼性を向上できる。さらに積層型圧電素子の変位量が大きい為、また、従来のソレノイドを用いた噴射装置より発生力が高いため、従来より高性能な燃料噴射装置を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のセラミック電子部品である積層型圧電素子の一形態を示す縦断面図であり、図２は図１の一部を拡大して示す断面図である。また、図３は他の実施形態を示す断面図である。尚、図２、３ではいずれも外部電極の記載は省略した。また、図４は図１の横断面図である。
【００１８】
本発明の積層型圧電素子は、図１に示すように複数の圧電体（絶縁体に相当する）１と複数の内部電極（導体に相当する）２とを交互に積層してなる活性部８と、該活性部８の積層方向両端に設けられた不活性部９とからなる四角柱状の柱状積層体（電子部品本体に相当する）３を有している。
【００１９】
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材料などが使用されるが、これらに限定されるものではなく、圧電性を有するセラミックスであれば何れでも良い。なお、この圧電体材料としては、圧電歪み定数ｄ33が高いものが望ましい。
【００２０】
また、圧電体１の厚み、つまり隣合う内部電極２間の距離は、小型化及び高い電界を印加して変位量を大きくするという点から０．０３〜０．２５ｍｍであることが望ましい。これは、積層型圧電素子は電圧を印加して、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、積層数を増加させた場合に活性部８中の圧電体１の厚みが厚すぎるとアクチュエータの小型化、低背化ができなくなり、一方、活性部８中の圧電体１の厚みが薄すぎると絶縁破壊しやすいからである。
【００２１】
内部電極２は、図４に示すように、圧電体１より面積が小さい矩形状をしており、図１、４に示したように、その一辺が柱状積層体３の対向する側面（外部電極形成面）に一層おきに露出しており、この内部電極２の一辺が露出する柱状積層体３の側面（対向する側面）にそれぞれ外部電極４が形成されている。これにより、それぞれの外部電極４に、内部電極２が一層おきに電気的に交互に接続されている。これらの外部電極４にはリード線１６が半田１７で接続固定されている。
【００２２】
ここで、内部電極２は矩形状に限らず、一部が柱状積層体３の側面に露出していれば良い。また、内部電極２が柱状積層体３の側面に露出する場所は、一層おきに異なる場所に露出すればよく、必ずしも内部電極２が露出する部分が対向する必要は無い。
【００２３】
そして、本発明では、図２、図３、図４に示すように、柱状積層体３の側面に露出している辺以外の辺（柱状積層体３内部に存在する内部電極２の３つの辺、言い換えれば圧電体１間に埋設された内部電極２端）に沿って連続する厚肉部２０が形成されている。厚肉部２０の断面形状は楕円状であり、厚肉部２０の端２０ａの断面形状は、対向する柱状積層体３の側面に向けて凸となる弧状とされている。
【００２４】
言い換えれば、圧電体１間に埋設された内部電極２の端部が、内部電極２中央部よりも厚みが厚い厚肉部２０とされており、この厚肉部２０端の断面形状の外形が弧状とされている。この厚肉部２０の端２０ａは、対向する柱状積層体３の側面側に向けて凸となる（突出する）弧状とされている。
【００２５】
本発明では、柱状積層体３内部に存在する内部電極２の端部に沿って、断面形状が滑らかな曲線である厚肉部２０が形成されており、この厚肉部２０の柱状積層体３の側面側の形状が、柱状積層体３の側面側に向けて凸となる（突出する）弧状とされているため、駆動電圧印加時に内部電極２端部に発生する電荷の集中が抑制され、該内部電極２端付近の圧電体１に発生する、電界集中および応力集中を低減することが可能となり、内部電極２端部からのデラミネーション、クラックや絶縁破壊の発生を防止することが可能となり、高い信頼性を得ることができる。
【００２６】
また、本発明では、図２に示すように、内部電極２の厚肉部２０の幅ａ（内部電極２と同一平面方向の幅）が、内部電極２中央部の厚みｔの１〜１００倍であることが望ましい。これにより、厚肉部２０の端２０ａの曲率半径を大きくでき、電荷の集中を抑制することができる。幅ａは、内部電極２中央部の厚みｔよりも大きいことが望ましく、さらには、２〜２０倍であることが望ましい。
【００２７】
また、図２に示すように、内部電極２の厚肉部２０の最大厚みｂ（積層方向の厚み）が、内部電極２中央部の厚みｔの１〜５倍であることが望ましい。これにより、厚肉部２０の端２０ａの曲率半径を大きくできる。最大厚みｂは、内部電極２中央部の厚みｔよりも大きく、さらには、１．２〜５倍であることが望ましい。
【００２８】
さらに、内部電極２の厚肉部２０の端２０ａが、内部電極２中央部の厚みｔの１／２よりも大きい曲率半径を有することが望ましい。これにより、電荷集中が抑制できる。特に曲率半径は内部電極２中央部の厚みｔ以上であることが望ましい。
【００２９】
本発明者は、内部電極２の厚肉部２０の幅ａ、最大厚みｂと、電界集中との関係について、圧電性を考慮した有限要素法により解析した。解析は、内部電極端の断面形状が滑らかな曲線である部分（厚肉部）が、図５（ａ）に示すような半径Ｒの断面円形状であるとして、半径Ｒを変化させて有限要素法解析を行ない、圧電体に発生する電界と応力について求めた結果を図５（ｂ）及び（ｃ）に示す。
【００３０】
有限要素法解析は、以下の条件で行なった。内部電極２は質量比７：３の銀パラジウムとし、厚さｔが２μｍ、圧電体１はチタン酸ジルコン酸鉛とし厚さが８０μｍとした。活性部の圧電体は４００層で、柱状積層体３の形状は５ｍｍ×５ｍｍ×４０ｍｍの柱状とした。図２の断面図における内部電極２端から柱状積層体３側面までの距離Ｌは２００μｍとした。また、分極電圧は２００ボルトで駆動電圧は１５０ボルト、駆動周波数は１００Ｈｚとした。内部電極２の厚肉部２０は、半径Ｒの断面円形とし、即ち、厚みｂ＝２Ｒ、幅ａ＝２Ｒとし、Ｒを１μｍ、３μｍ、５μｍと変化させた。
【００３１】
図５（ｂ）は、厚肉部２０の半径Ｒと、内部電極２端付近の圧電体１において発生する局所的に集中する電界の最大値との関係を示す図である。厚肉部２０の半径Ｒを１μｍから５μｍとすることにより、即ち、内部電極２の厚肉部２０の幅ａと厚みｂが内部電極２の中央部厚さｔの１〜５倍の範囲にすることにより、内部電極が従来形状の場合より、局所的に集中する電界の大きさを緩和できることが判る。
【００３２】
なお、圧電体１の内部電極２に挟まれた部分に発生する電界は、平均的には印加電圧を圧電体の厚さで割った値、本計算例の場合は、
１５０（Ｖ）÷８０（μｍ）＝１．８７５（ｋＶ／ｍｍ）
となり、厚肉部２０の半径Ｒを大きくすればこの値に漸近していき、局所的な電界集中が緩和されるが、内部電極２は一般にパラジウムや金や白金など高価な貴金属を含有するため、出来るだけ使用量を少なくしたいという要望が強いため、厚肉部２０の厚みｂは内部電極２の中央部厚みｔの５倍以下、該内部電極先端部（厚肉部２０）の幅ａは内部電極２の中央部厚みｔの１００倍以下であることが望ましい。
【００３３】
また、図５（ｃ）は、厚肉部２０の半径Ｒと、該内部電極端付近の圧電体１において発生する、局所的に集中する最大主応力の最大値との関係である。内部電極２端のＲ（厚肉部２０の半径Ｒ）を１μｍから５μｍとすることにより、即ち、厚肉部の幅ａと厚みｂが内部電極２の中央部厚みｔの１〜５倍の範囲にすることにより、内部電極２が従来形状の場合より１／２以下と、局所的に集中する応力の大きさを大幅に緩和する事が出来る。従って、積層型圧電素子の寿命を飛躍的に向上することが出来る。
【００３４】
尚、柱状積層体３内部に存在する内部電極２の３つの辺に沿って、連続する断面形状が滑らかな曲線形状である厚肉部２０を形成した例について説明したが、一部分に厚肉部２０が形成されていない部分があっても良い。
【００３５】
また、上記例では、柱状積層体３内部に内部電極２の３つの辺が埋設されている場合について説明したが、２辺が柱状積層体３の外面に露出し、２辺が柱状積層体３内部に存在する場合でも、また、一辺が柱状積層体３内部に存在する場合でも本発明を適用できる。特には、３辺が柱状積層体３内部に存在する場合には効果的である。さらに、内部電極２の形状は矩形状に限定されるものではなく、多角形でもよく、円形でも良く、任意の形状で良い。
【００３６】
また、柱状積層体３の内部電極２端が露出する側面には外部電極４がそれぞれ形成され、これにより、内部電極２は互い違いに１層おきに外部電極４にそれぞれ接続されている。柱状積層体３の外周面にはディッピング等の方法により、シリコーンゴムが被覆されている。
【００３７】
以上のように構成された積層型圧電素子は、以下のプロセスにより製造される。先ず、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3などの圧電体セラミックスの仮焼粉末と、有機高分子からなるバインダと、可塑剤とを混合したスラリーを作製し、スリップキャステイング法により、図６（ａ）に示すように、厚み３０〜２５０μｍのセラミックグリーンシート２９を作製する。
【００３８】
次に、図７に示すような型３１を用いてプレスして、図６（ｂ）に示すように、グリーンシート２９上であって、内部電極２先端部（厚肉部２０）が位置する部分に凹部３３を形成する。型３１は、図７に示したように、グリーンシート２９に凹部３３を形成するように、凸部３１ａが形成されている。
【００３９】
次に、図６（ｃ）に示すように、グリーンシート２９の上面に、内部電極２となる銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷法により１〜１０μｍの厚みに印刷し、内部電極パターン３５を形成する。尚、内部電極の主成分は、銀に限定されるものではなく、金、白金、パラジウム、銅、Ｎｉでも良い。
【００４０】
次に内部電極パターン３５の外周囲に、柱状積層体３の側面に露出する辺を除いて、再度スクリーン印刷法により導電性ペーストを印刷し、内部電極パターン３５の外周囲に、幅が最初に印刷した内部電極パターン３５の厚みの１〜１００倍、厚みが最初に印刷した内部電極パターン３５の厚みの１〜５倍の厚肉部パターン３７を形成し、これにより、図８に示すような内部電極パターン３５と厚肉部パターン３７が形成され、内部電極パターン３５の中央部の厚みより、厚肉部パターン３７の導電性ペーストの厚みが高くなる。
【００４１】
なお、上記例では内部電極パターン３５の周辺部に厚肉部パターン３７を作製するために、２回スクリーン印刷を行なう方法を用いたが、スクリーンのレジストの厚みを通常より厚くすることにより、１回の印刷で内部電極パターンと、その周辺部に厚肉部パターンを形成することもできる。
【００４２】
次に、図７に示す型３１を用いて、厚肉部パターンが位置する部分に凹部３３が下面に形成されたグリーンシート２９を、図６（ｃ）で作製された、内部電極パターン３５が印刷されたグリーンシート上に、図６（ｄ）（ｅ）に示すように、凹部３３同士の位置が合致するように積層し、積層されたグリーンシート２９の凹部３３内に厚肉部パターン３７の内部電極ペーストを充填するように加圧する。
【００４３】
なお、この工程では、図６（ｃ）で作製された、内部電極パターン３５が印刷されたグリーンシート上に、凹部３３が形成されていないグリーンシートを積層してもよく、そうすれば、凹部３３同士の位置合わせが不要となり、製作が容易になる。この場合、最終的に作製される内部電極の厚肉部パターンの形状は、図３に示すようになる。
【００４４】
この後、図６（ｂ）〜（ｅ）の工程を繰り返して、グリーンシート２９と内部電極パターン３５を所定の枚数だけ積層し、この積層体の上下面に、導電性ペーストが印刷されていないグリーンシート２９を複数積層し、積層成形体を作製する。尚、導電性ペーストが印刷されていないグリーンシートを複数積層し、次に内部電極パターン３５とグリーンシート２９を所定の枚数だけ交互となるように、図６で示した製法で積層し、この次に導電性ペーストが印刷されていないグリーンシートを複数積層して、積層成形体を作製しても良い。
【００４５】
次に、この積層成形体を金型内に配置し５０〜２００℃で加熱を行いながら加圧を行い、積層成形体を一体化する。ここで、断面形状が曲線形状である内部電極２の厚肉部２０の厚みｂと幅ａは、加圧時の圧力を変化させることで調節することができる。
【００４６】
一体化された積層体は所定の大きさに切断された後、３００〜８００℃で５〜４０時間、脱バインダが行われ、９００〜１２００℃で２〜５時間で本焼成が行われ、柱状積層体３を得る。この柱状積層体３は、図１に示すように、対向する側面に内部電極２の一辺が交互に露出している。また、柱状積層体３内部に存在する内部電極２の厚肉部２０の断面形状は弧状となっている。
【００４７】
つぎに、柱状積層体３の内部電極２の端部が露出した側面に熱硬化性の導電性接着剤を塗布し、この導電性接着剤を熱硬化させることにより、外部電極４を形成する。これにより、内部電極２は互い違いに１層おきに外部電極４にそれぞれ接続される。
【００４８】
また、外部電極４には、銀を主成分とする銀ガラスペーストを塗布し５００〜９００℃で熱処理することにより外部電極４を形成してもよい。
【００４９】
この後、外部電極４にリード線１６を半田１７で接続し、柱状積層体３の外周面に真空脱泡によるディッピング等の方法により、外装樹脂を被覆した後、圧電体の厚さ１ｍｍ当たり０．１〜５ｋＶの分極電圧を印加し、分極処理することで、最終的な積層型圧電素子を得る。
【００５０】
以上のように構成された積層型圧電素子では、断面形状が弧状である内部電極２の厚肉部２０が形成されているため、外部電極４に数１０〜数１００ボルトの高電圧を印加し、駆動させた場合においても、内部電極２の厚肉部２０に発生する電荷の集中が緩和され、該内部電極２端付近の圧電体１で発生する電界集中や応力集中が低減されるため、該内部電極２端付近を起点とする絶縁破壊やデラミネーションやクラックの発生を抑制することができ、高信頼性を備えたアクチュエータを提供することができる。
【００５１】
なお、本発明の積層型圧電素子は、四角柱、六角柱、円柱等、どのような柱体であっても構わないが、切断の容易性から四角柱状が望ましい。
【００５２】
また、図９は本発明の積層型圧電素子を用いた噴射装置を示すもので、図において符号５１は収納容器を示している。この収納容器５１の一端には噴射孔５３が設けられ、また収納容器５１内には、噴射孔５３を開閉することができるニードルバルブ５５が収容されている。
【００５３】
噴射孔５３には燃料通路５７が連通可能に設けられ、この燃料通路５７は外部の燃料供給源に連結され、燃料通路５７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５５が噴射孔５３を開放すると、燃料通路５７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。
【００５４】
また、ニードルバルブ５５の上端部は直径が大きくなっており、収納容器５１に形成されたシリンダ５９と摺動可能なピストン６１となっている。そして、収納容器５１内には、上記した積層型圧電素子６３が収納されている。
【００５５】
このような噴射装置では、積層型圧電素子６３が電圧を印加されて伸長すると、ピストン６１が押圧され、ニードルバルブ５５が噴射孔５３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積層型圧電素子６３が収縮し、皿バネ６５がピストン６１を押し返し、噴射孔５３が燃料通路５７と連通して燃料の噴射が行われるようになっている。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のセラミック電子部品では、積層型圧電素子の内部に存在する内部電極端の断面形状を弧状とすることにより、駆動時に内部電極端付近の圧電体で発生する、局所的な電界集中及び応力集中を低減することが可能となり、絶縁破壊やクラックやデラミネーションの発生を防止することができ、高信頼性を備えた積層型圧電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型圧電素子を示す縦断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】内部電極端に、下側のみ突出する厚肉部が形成された柱状積層体の他の形態を示す縦断面図である。
【図４】図１の横断面図である。
【図５】（ａ）は有限要素法解析に用いた内部電極の厚肉部及びその近傍を示す断面図、（ｂ）は、厚肉部（内部電極端）の半径Ｒと、該内部電極端付近の圧電体において発生する電界の最大値との関係を示すグラフ、（ｃ）は、厚肉部（内部電極端）の半径Ｒと、該内部電極端付近の圧電体において発生する最大主応力との関係を示すグラフである。
【図６】積層型圧電素子の製造工程を示す工程図である。
【図７】内部電極の厚肉部を作製するための型を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】グリーンシート上に内部電極パターン及び厚肉部パターンを形成した状態を示す平面図である。
【図９】本発明の噴射装置を示す説明図である。
【図１０】従来の積層型圧電素子の内部電極先端形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・圧電体（絶縁体）
２・・・内部電極（導体）
３・・・柱状積層体（電子部品本体）
２０・・・厚肉部
ａ・・・厚肉部の幅
ｂ・・・厚肉部の厚さ
【図１】
2004207633.tif 000003
【図２】
2004207633.tif 000004
【図３】
2004207633.tif 000005
【図４】
2004207633.tif 000006
【図５】
2004207633.tif 000007
【図６】
2004207633.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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