(57)【要約】【課題】耐久性に優れた圧電アクチュエータを提供すること。【解決手段】圧電セラミック層１５１と内部電極層１５３，１５４とを交互に積層した圧電素子ユニット１５を，積層方向の最も外側の接合面で２つ以上接合し接合部１３を形成してなるユニット圧電体素子１１を有する圧電アクチュエータ１である。上記圧電素子ユニット１５は，上記圧電セラミック層１５１を５０層以下積み重ねてなり，上記接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極層１５３，１５４に挟まれる接合セラミック層１１５は，不活性である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界以下であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界より大きく，かつ上記接合部には，樹脂絶縁層を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は，互いに略同電位の外部電極に接続していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項５】
請求項４において，上記接合部においては，上記圧電素子ユニットの上記接合面同士が部分的に直接接触しており，かつ上記接合部には樹脂層を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記圧電素子ユニットにおいては，該圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項７において，上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニットのヤング率の２倍以上であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項７又は８において，上記バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記接続部材側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１０において，上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニット及び上記ダミーユニットのヤング率の２倍以上であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において，上記ダミーユニットは，上記圧電素子ユニットの上記圧電セラミック層と同じセラミック材料よりなることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１３】
請求項１２において，上記ダミーユニットと上記ユニット圧電体素子との間に，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有しており，該バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記ダミーユニット側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１４】
請求項７〜９のいずれか一項，又は請求項１３において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，かつ上記バッファユニットの積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１５】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１５において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界以下であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１７】
請求項１５において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界より大きく，かつ上記接合部には，樹脂絶縁層を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１８】
請求項１５において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は，互いに略同電位の電極に接続していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１９】
請求項１８において，上記接合部においては，上記圧電素子ユニットの上記接合面同士が部分的に直接接触しており，かつ上記接合部には樹脂層を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２０】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記圧電素子ユニットにおいては，該圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２１】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２２】
請求項２１において，上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニットのヤング率の２倍以上であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２３】
請求項２１又は２２において，上記バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記接続部材側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２４】
圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２５】
請求項２４において，上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニット及び上記ダミーユニットのヤング率の２倍以上であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２６】
請求項２４又は２５において，上記ダミーユニットは，上記圧電素子ユニットの上記圧電セラミック層と同じセラミック材料よりなることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２７】
請求項２６において，上記ダミーユニットと上記ユニット圧電体素子との間に，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有しており，該バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記ダミーユニット側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２８】
請求項２１〜２３のいずれか一項，又は請求項２７において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，かつ上記バッファユニットの積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２９】
請求項２１〜２３のいずれか一項，請求項２７，又は請求項２８において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３０】
請求項１５〜２９のいずれか一項において，上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか一項において，上記圧電素子ユニットにおける積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層の厚みは，上記圧電素子ユニットにおいて上記内部電極に挟まれたセラミック層である駆動セラミック層の厚み以上であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３２】
請求項１〜３１のいずれか一項において，上記圧電セラミック層は，ＰＺＴ系材料よりなることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか一項において，上記圧電アクチュエータは，インジェクタに用いられることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インジェクタ等の駆動源として用いられる圧電アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より，自動車の内燃機関等のインジェクタ（内燃噴射装置）等には，その駆動源として圧電素子を用いることが提案されている。特にインジェクタは，非常に高速な燃料の噴霧を１０8回以上も繰り返す必要があるため，駆動源となる圧電素子には非常に過酷な使用状態が課せられる。したがって，インジェクタ用の圧電素子には，優れた圧電特性のみならず，優れた耐久性が要求される。
【０００３】
このような圧電素子としては，印加電圧に応じて変位する複数の圧電セラミック層と，印加電圧供給用の内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電体が最も有望視されている。この積層型圧電体は，電圧を印加すると内部電極層に挟まれる圧電セラミック層がそれぞれ変位するため，大きな駆動源を生み出すことができるからである。
【０００４】
一般に，上記積層型圧電体は，セラミックグリーンシートに導電性ペースト材料で電極パターンを印刷し，これを数十枚〜数百枚重ね合わせて圧着して積層体を作製した後，加熱によりバインダーを除去（脱脂）し，続いて焼成することにより得ることができる。
【０００５】
また，上記積層型圧電体においては，該積層型圧電体からより大きな変位を得るために，その積層数を増やす試みがなされている。しかし，積層数を増やすと，安定した製造が難しくなるだけでなく，積層数が百枚近くになると，圧電素子を作動した際に発生する内部応力が増大するためクラックが発生しやすくなり，耐久寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００６】
このような従来の問題を解決するために，まず，セラミックグリーンシートを複数枚積層した積層体サブユニットを作製し，次に，この積層体サブユニット脱脂してサブユニットの脱脂体を作製し，その後，この脱脂体を複数個積み重ねて焼成することにより所望の積層数の積層型圧電体を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら，上記積層型圧電体においては，電圧印加時に各積層体サブユニットの最外層が変形し，上記積層体サブユニットの接合面に損傷が発生するという問題があった。また，上記積層体サブユニット内に大きな応力が発生し，内部にクラックが発生するおそれがあった。
そのため，このような積層型圧電体は，上述のように優れた耐久性を要するインジェクタの駆動源等として，利用することが困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６４−３３９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，耐久性に優れた圧電アクチュエー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】
【００１０】
第１の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の最も外側の接合面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項１）。
【００１１】
上記第１の発明の圧電アクチュエータは，上記のように，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，２つ以上接合してなるユニット圧電体素子を有している。
そのため，上記圧電アクチュエータに電圧を印加すると，上記ユニット圧電体素子が変形し，駆動力を取り出すことができる。そのため，上記圧電アクチュエータは，例えばインジェクタの駆動源等として利用することができる。
【００１２】
また，上記圧電アクチュエータにおいて，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなる。
このように，上記圧電素子ユニットの積層数を５０層以下とすることにより，電圧印加時に発生する応力が抑制される。そのため，電圧印加時に各圧電素子ユニットの内部に生じるクラックの発生を防止することができる。
また，作製時には，５０層以下の積層体を別々に脱脂することが可能となる。そのため，脱脂時間が短縮し，上記圧電セラミック層に最終的にバインダーが残存することもほとんどない。それ故，上記圧電セラミック層が本来有する優れた圧電特性を充分に発揮することができる。
【００１３】
また，上記圧電アクチュエータにおいては，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層が不活性である。
そのため，電圧印加時に，上記ユニット圧電体素子内の各圧電素子ユニットがそれぞれ大きく変形しても，上記接合部に形成される上記接合セラミック層自体は，積極的に変形せず，その変形量は小さい。
それ故，上記圧電アクチュエータの作動時に，上記圧電素子ユニットが接合する上記接合面に，局所的な損傷が発生することを防止することができる。
【００１４】
このように，上記第１の発明によれば，耐久性に優れた圧電アクチュエータを提供することができる。
【００１５】
第２の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記圧電素子ユニットにおいては，該圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項６）。
【００１６】
上記第２の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下である。
そのため，上記圧電素子ユニット同士の接合面に局所的な応力が発生することを抑制することができる。それ故，上記接合部における損傷を防止することができ，上記圧電アクチュエータの耐久性が向上する。
【００１７】
また，上記圧電アクチュエータにおいて，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなる。
このように，上記圧電素子ユニットの積層数を５０層以下とすることにより，上記第１の発明と同様に，電圧印加時に発生する応力が抑制される。そのため，電圧印加時に各圧電素子ユニットの内部に生じるクラックの発生を防止することができる。また，上記第１の発明と同様に，作製時には５０層以下の積層体を別々に脱脂することが可能となるため，脱脂時間が短縮し，最終的に上記圧電セラミック層にバインダーが残存することもほとんどない。
【００１８】
第３の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項７）。
【００１９】
上記第３の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有している。
そのため，上記圧電アクチュエータの変位を例えば外部の金属部材等へ伝達する際のロスを小さくすることができる。
【００２０】
また，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有している。
そのため，上記圧電アクチュエータの内部にクラックが発生することを防止することができる。
【００２１】
すなわち，上記圧電アクチュエータに電圧を印加すると，上記ユニット圧電体素子は，積層方向へ伸び，積層方向と垂直な方向に縮む。一方，上記接続部材は変形しない。そのため，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材とを直接接合させた場合には，上記ユニット圧電体素子の伸縮が妨げられ，その結果内部応力が増大してクラックが発生するおそれがある。
上記のように，上記圧電素子ユニットと上記接続部材との間に上記バッファユニットを介在させることにより，内部応力の増大を抑制し，クラックの発生を抑制することが可能となる。そのため，上記圧電アクチュエータは耐久性に優れたものとなる。
なお，上記変位量の測定は，レーザー変位計及び静電容量式変位計等を用いて測定することができる。
【００２２】
第４の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項１０）。
【００２３】
上記第４の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記第３の発明と同様に，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有している。
そのため，上記第３の発明と同様に，上記圧電アクチュエータの変位を例えば外部の金属部材等へ伝達する際のロスを小さくできる。
【００２４】
また，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有している。
そのため，電圧印加時に上記ユニット圧電素子に生じる内部応力が増大することを抑制し，クラックの発生を防止することができる。
【００２５】
すなわち，上記のように，上記圧電アクチュエータに電圧を印加すると，上記ユニット圧電体素子が積層方向に伸び，積層方向と垂直な方向に縮む。このとき，上記のように，上記接続部材のヤング率が上記ユニット圧電体素子のヤング率よりも大きい場合には，ユニット圧電体素子の伸縮が妨げられることにより内部応力が増大し，クラックが発生するおそれがある。
そこで，上記のように，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを上記接続部材と上記ユニット圧電体素子との間に介在させることにより，クラックの発生を防止することができるのである。そのため，上記圧電アクチュエータは耐久性に優れたものとなる。
【００２６】
第５の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層は，不活性であることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項１５）。
【００２７】
上記第５の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記第１の発明と同様に，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれる接合セラミック層が不活性である。
そのため，上記第１の発明と同様に，電圧印加時に上記ユニット圧電体素子内の各圧電素子ユニットがそれぞれ大きく変形しても，上記接合部に形成される上記接合セラミック層自体は，積極的に変形せず，その変位量は小さい。それ故，上記圧電アクチュエータの作動時に，上記圧電素子ユニットが接合する上記接合面に，局所的な損傷が発生することを防止することができる。
【００２８】
また，上記第５の発明において，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなる。このように上記圧電素子ユニットの積層数が６層以上の場合には，上記接合セラミック層の変形量が大きくなり，上記接合面への局所的な損傷が起こり易くなる。しかし，上記第５の発明においては，上記のごとく，上記接合セラミック層が不活性であるため，接合面への損傷の発生を抑制することができる。即ち，上記第５の発明のように圧電セラミック層が６層以上の場合には，上記接合セラミック層を不活性にすることによって得られる，損傷の発生を抑制するという効果をより顕著に得ることができる。
その他の効果は，上記第１の発明と同様である。
【００２９】
第６の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記圧電素子ユニットにおいては，該圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項２０）。
【００３０】
上記第６の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記第２の発明と同様に，上記圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下である。
そのため，上記第２の発明と同様に，上記圧電素子ユニット同士の接合面に局所的な応力が発生することを抑制することができる。それ故，上記接合部における損傷を防止することができ，上記圧電アクチュエータの耐久性が向上する。
【００３１】
また，上記第６の発明において，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなる。このように上記圧電素子ユニットの積層数が６層以上の場合には，上記接合セラミック層の変形量が大きくなり，上記接合面への局所的な損傷が起こり易くなる。しかし，上記第６の発明においては，上記のごとく，上記圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であるため，接合面への損傷の発生を抑制することができる。即ち，上記第６の発明のように圧電セラミック層が６層以上の場合には，上記接合面の平行度を０．１ｍｍ以下にすることによって得られる，損傷の発生を抑制するという効果をより顕著に得ることができる。
その他の効果は上記第２の発明と同様である。
【００３２】
第７の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項２１）。
【００３３】
上記第７の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記第３の発明と同様に，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有している。
そのため，上記第３の発明と同様に，上記圧電アクチュエータの変位を例えば外部の金属部材等へ伝達する際のロスを小さくすることができる。
【００３４】
また，上記第３の発明と同様に，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有している。
そのため，上記第３の発明と同様に，上記圧電アクチュエータの内部にクラックが発生することを防止することができる。
【００３５】
また，上記第７の発明において，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなる。このように上記圧電素子ユニットの積層数が６層以上の場合には，上記圧電素子ユニットの積層方向における最も外側のセラミック層である最外セラミック層の変形量が大きくなる。そのため，上記ユニット圧電体素子と例えば上記接続部材のような他の部材とを接合したときに，その接合面に局所的な損傷が発生するおそれがある。しかし，上記第７の発明においては，上記のごとく，上記バッファユニットを介在させているため，接合面への損傷の発生を抑制し，上記圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
その他の効果は，上記第３の発明と同様である。
【００３６】
第８の発明は，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層した圧電素子ユニットを，積層方向の外側の面である接合面で２つ以上接合し接合部を形成してなるユニット圧電体素子を有する圧電アクチュエータにおいて，
上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，
上記ユニット圧電体素子の積層方向の最も端部には，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有し，
上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有していることを特徴とする圧電アクチュエータにある（請求項２４）。
【００３７】
上記第８の発明の圧電アクチュエータにおいては，上記第４の発明と同様に，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有している。
そのため，上記第４の発明と同様に，上記圧電アクチュエータの変位を例えば外部の金属部材等へ伝達する際のロスを小さくできる。
【００３８】
また，上記第４の発明と同様に，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率が小さいダミーユニットを有している。
そのため，上記第４の発明と同様に，電圧印加時に上記ユニット圧電素子に生じる内部応力が増大することを抑制し，クラックの発生を防止することができる。
【００３９】
また，上記第８の発明においては，上記圧電素子ユニットは，圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなる。上述のように，上記圧電素子ユニットの積層数が６層以上の場合には，上記圧電素子ユニットの積層方向における最も外側のセラミック層である最外セラミック層の変形量が大きくなる。そのため，上記ユニット圧電体素子と例えば上記接続部材のような他の部材とを接合したときに，その接合面に局所的な損傷が発生するおそれがある。しかし，上記第８の発明においては，上記のごとく，上記ダミーユニットを介在させているため，接合面への損傷の発生を抑制し，上記圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
その他の効果は，上記第４の発明と同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
上記第１〜第４の発明において，上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなる。
ここで，上記圧電セラミック層の積層数と圧電素子ユニットの内部に発生する応力との関係をシミュレーションにて求めた結果を図２１に示す。
シミュレーションは，有限要素法を用いた圧電解析にて行った。
【００４１】
図２１に示すごとく，一般に上記圧電セラミック層の積層数が多くなるにつれて，ユニット内に発生する応力は大きくなる。特に，５０層を越える場合には，電圧印加時に大きな内部応力が発生する。その結果，上記圧電素子ユニット内にクラックが発生するおそれがある。
【００４２】
また，上記第５〜第８の発明において，上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなる。
圧電セラミック層の積層数が６層未満の場合には，上記圧電素子ユニット一つあたりの変形量が小さくなる。そのため，充分な変位を発生する圧電アクチュエータを得るために，上記圧電素子ユニットをより多く接合させる必要があり，接合後の全長が長くなってしまうだけでなく，上記圧電素子ユニット一つあたりの積層方向の厚さが小さくハンドリングが難しくなり製造工程が煩雑になると共に，製造コストが増加するおそれがある。
【００４３】
次に，上記圧電素子ユニット同士は，接着剤で接合することができる。
このような接着剤としては，例えばシリコーン系，エポキシ系，ウレタン系，又はポリイミド系等の接着剤を用いることができる。
【００４４】
また，上記第１の発明（請求項１）及び上記第５の発明（請求項１５）において，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界以下であることが好ましい（請求項２及び請求項１６）。
この場合には，上記接合セラミック層を実質的に不活性にすることができる。
【００４５】
ここで，上記圧電素子ユニットの抗電界に対する上記接合セラミック層の電界強度と，上記接合セラミック層の圧電定数との関係を実験により求めた結果を図２２に示す。
同図において，横軸は，上記ユニット圧電体素子の抗電界に対する上記接合セラミック層の電界強度｛（接合セラミック層の電界強度）／（ユニット圧電体素子の抗電界）｝を示し，縦軸は接合セラミック層の圧電定数を示す。
【００４６】
図２２より知られるごとく，上記接合セラミック層の電界強度が，上記ユニット圧電体素子の抗電界を越える場合には，上記接合セラミック層の圧電定数が大きくなる。即ち，これは，上記セラミック層が活性になることを示す。そして，この場合には，作動時に上記圧電素子ユニット同士の接合面に損傷が発生し易くなる。
【００４７】
また，上記接合セラミック層の電界強度は，上記ユニット圧電体素子の抗電界の０．８倍以下であることがより好ましい。
この場合には，図２２より知られるごとく，上記接合セラミック層の圧電定数がほとんど０となり，上記接合セラミックは，一層不活性な状態になる。そのため，作動時の損傷をさらに一層防止することができる。
【００４８】
次に，上記抗電界について説明する。
図２３は，上記抗電界（Ｅｃ）の説明図である。同図は，横軸にユニット圧電体素子に付与する電界強度を，縦軸に変位量をとったものである。なお，電界強度は，分極方向と同じ方向をプラス（＋）とし，分極方向と反対方向を（−）とする。
【００４９】
そして，Ａ点からスタートし，まずユニット圧電体素子に分極方向と同じ方向に電界強度を印加し，その値を徐々に高めていく。これにしたがって，ユニット圧電体素子の変位量は増加していく。なお，変位量は，一定電圧を印加した際の積層方向への変位を測定し，このときの積層方向の単位長さあたりの変位をもって変位量とすることができる。この変位量は，レーザー変位計及び静電容量式変位計等を用いて測定することができる。
【００５０】
次に，電界強度がＢ点に達した後，徐々に電界強度を低くする。今度はこの電界強度の低下にしたがって，変位量が減少していく。そして電界強度が０となった後も，連続して分極方向と逆の方向に電界強度を徐々に低下させる。これにしたがって，変位量はさらに減少していく。そして，電界強度がＣ点に至った時点で，突然変位量が増加に転じる。この点の電界強度の絶対値が本発明における抗電界Ｅｃである。
【００５１】
そして，その後，電界強度がＤ点に達した後，再び電界強度を高めていく。これにしたがって，今度は変位量が減少していく。そして，電界強度が０となり，さらに分極方向に電界強度を高めていくと，突然変位量が増加に転じる。このＤ点とＣ点が異なる場合があるため，本発明では分極方向と逆方向に電圧を印加した際の抗電界をＥｃとする。
なお，図２３に示すごとく，その後さらに電界強度を高めることによって，最終的にＢ点とほぼ同じ状態になり，その後は同様な挙動を繰り返す。
【００５２】
上記接合セラミック層の電界強度が，上記ユニット圧電体素子の抗電界よりも大きい場合には，電圧印加時に上記接合セラミック層が変位し，上記接合面に損傷がおこるおそれがある。
【００５３】
次に，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は互いに電位が異なる外部電極に接続しており，かつ上記接合セラミック層の電界強度は，上記圧電素子ユニットの抗電界より大きく，かつ上記接合部には，樹脂絶縁層を有していることが好ましい（請求項３及び請求項１７）。
【００５４】
この場合には，上記樹脂絶縁層により，上記接合セラミック層に印加される実質的な電界強度を抗電界以下にすることができる。そのため，上記接合セラミック層を容易に不活性にすることができる。
上記樹脂絶縁層は，上述したように，例えばシリコーン系，エポキシ系，ウレタン系，又はポリイミド系等の接着剤にて，上記圧電素子ユニットを接合することにより形成することができる。
【００５５】
次に，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層は，互いに略同電位の外部電極に接続していることが好ましい（請求項４及び請求項１８）。
この場合には，上記接合セラミック層に損傷が生じたときにも，接合部に短絡が発生することを防止することができる。また，この場合には，上記接合セラミック層を容易に不活性な状態にすることができる。
【００５６】
また，上記接合部においては，上記圧電素子ユニットの上記接合面同士が部分的に直接接触しており，かつ上記接合部には樹脂層を有していることが好ましい（請求項５及び請求項１９）。
この場合には，上記接合部における変位及び発生力のロスを低減することができる。上記樹脂層は，例えばシリコーン系，エポキシ系，ウレタン系，又はポリイミド系等の接着剤にて，上記圧電素子ユニットを接合することにより形成することができる。
【００５７】
次に，上記第２の発明（請求項６）及び上記第６の発明（請求項２０）において，上記圧電素子ユニットの両端にある上記接合面のうち，一方の接合面に対するもう一方の接合面の平行度は０．１ｍｍ以下である。
ここで，上記接合面の平行度と，上記圧電素子ユニット表面近傍（接合部）に発生する応力との関係を図２４に示す。同図は，横軸に接合面の平行度を，縦軸に圧電素子ユニット表面近傍（接合部）に発生する応力をとったものである。
図２４に示すごとく，一般に上記接合面の平行度が大きくなるにつれて，圧電素子ユニット表面近傍（接合部）内に発生する応力が大きくなる。
同図より知られるごとく，上記接合面の平行度が０．１ｍｍ以下である場合には，ユニット内に発生する応力が非常に小さくなる。そのため，上記接合部の損傷をさらに一層防止することができる。
なお，上記平行度は，ＪＩＳ−Ｂ０６２１−１９８４に規定の方法にしたがって測定することができる。
【００５８】
また，上記第３の発明，第４の発明，第７の発明，及び第８の発明の圧電アクチュエータは，上記のごとく，上記圧電素子ユニットよりもヤング率が大きい接続部材を有している。
このような接続部材としては，例えばアルミナ，炭化珪素，窒化アルミ，窒化珪素等よりなるものがある。
ヤング率は，ＪＩＳ−Ｒ１６０２−１９９５に規定の方法にしたがって測定することができる。ただし，指定の試験サンプル形状が得られない場合は，上記接続部材と上記圧電素子ユニットを同形状で削りだしたサンプルにて，上記のＪＩＳ規格と同等の試験を実施し，比較することができる。
【００５９】
また，上記第３の発明（請求項７）及び第７の発明（請求項２１）の圧電アクチュエータにおいては，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間に，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有している。
上記バッファユニットの圧電セラミック層は，上記圧電素子ユニット内の上記圧電セラミック層と同様の材料を用いて作製することができる。
【００６０】
上記バッファユニットは，上記圧電素子ユニットと同様に圧電セラミック層と，内部電極層とからなる。上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するための具体的な方法としては，例えば上記バッファユニット内の圧電セラミック層の厚みを，上記圧電素子ユニット内の圧電セラミック層よりも大きくすること等によって実現することができる。また，上記圧電素子ユニットよりも圧電定数の小さい圧電材料を用いて上記バッファユニットを作製したり，上記バッファユニットに印加する電圧を，上記圧電素子ユニットに印加する電圧よりも小さくしたりすること等によっても実現できる。
【００６１】
また，上記バッファユニットと上記ユニット圧電体素子とは，樹脂接着剤で接合することができる。上記樹脂接着剤の拘束力は小さいため，この場合にも上記バッファユニットを介在させる効果を充分に得ることができる。
【００６２】
次に，上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニットのヤング率の２倍以上であることが好ましい（請求項８及び請求項２２）。
上記接続部材のヤング率が，上記圧電素子ユニットのヤング率の２倍未満の場合には，上記圧電アクチュエータの変位を外部へ伝達する際に，該圧電アクチュエータと外部の金属部材等との間の変位及び発生力のロスを充分に小さくできないおそれがある。
【００６３】
次に，上記バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記接続部材側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることが好ましい（請求項９及び請求項２３）。
この場合には，上記圧電アクチュエータの内部にクラックが発生することをさらに効果的に防止することができる。
【００６４】
上記のように，上記バッファユニット内の単位長さあたりの変位量を，上記接続部材側で上記ユニット圧電体素子よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側で，該ユニット圧電体素子と略同一にするための具体的な手段としては，例えば次のような方法がある。
【００６５】
即ち，例えば上記バッファユニット内において，該バッファユニット内の圧電セラミック層の厚みを，上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の圧電セラミック層とほぼ同様の厚みにし，上記接続部材側では，上記圧電体素子の圧電セラミック層よりも大きくすること等によって実現することができる。
【００６６】
また，他の方法としては，上記バッファユニットを作製するときに，上記接合部材側の圧電セラミック層には，上記圧電素子ユニットの圧電セラミック層よりも圧電定数の小さい圧電材料を用い，上記ユニット圧電体素子側の圧電セラミック層には，上記圧電素子ユニットの圧電セラミック層と略同一の圧電定数を有する圧電材料を用いてバッファユニットを作製することにより実現できる。さらに，上記バッファユニットの接合部材側に印加する電圧を，上記ユニット圧電体素子側に印加する電圧よりも小さくすることでも実現できる。
【００６７】
また，上記第４の発明（請求項１０）及び第８の発明（請求項２４）においては，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記接続部材よりもヤング率の小さいダミーユニットを有している。
ヤング率は，ＪＩＳ−Ｒ１６０２−１９９５に規定の方法にしたがって測定することができる。ただし，指定の試験サンプル形状が得られない場合は，上記接続部材と上記ダミーユニットを同形状で削りだしたサンプルにて，上記のＪＩＳ規格と同等の試験を実施し，比較することができる。
【００６８】
また，上記ダミーユニットと上記ユニット圧電体素子とは，樹脂接着剤で接合することができる。上記樹脂接着剤の拘束力は小さいため，この場合にも上記ダミーユニットを介在させる効果を充分に得ることができる。
【００６９】
また，上記ユニット圧電体素子と上記接続部材との間には，上記バッファーユニットと上記ダミーユニットとの双方を介在させることができる。この場合には，上記ユニット圧電体素子，上記バッファーユニット，上記ダミーユニット，及び上記接続部材との間を上記樹脂接着剤で接合することができる。
【００７０】
上記接続部材のヤング率は，上記圧電素子ユニット及び上記ダミーユニットのヤング率の２倍以上であることが好ましい（請求項１１及び請求項２５）。
上記接続部材のヤング率が，上記圧電素子ユニット及び上記ダミーユニットのヤング率の２倍未満の場合には，上記圧電アクチュエータの変位を外部へ伝達する際に，該圧電アクチュエータと外部の金属部材等との間の変位及び発生力のロスを充分に小さくできないおそれがある。
【００７１】
次に，上記ダミーユニットは，上記圧電素子ユニットの上記圧電セラミック層と同じセラミック材料よりなることが好ましい（請求項１２及び請求項２６）。
この場合には，上記ダミーユニットを容易に作製することができるだけでなく，上記ダミーユニットのヤング率を上記圧電素子ユニットと略同等にできるため，上記接合部材側から上記ダミーユニットにクラックが発生することがあっても，上記圧電素子ユニットへのクラックの進展を効果的に防止することができる。
【００７２】
また，上記ダミーユニットと上記ユニット圧電体素子との間に，圧電セラミック層と内部電極層とを交互に積層してなり，上記ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有しており，該バッファユニットの単位長さあたりの変位量は，上記ダミーユニット側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一であることが好ましい（請求項１３及び請求項２７）。
この場合には，上記圧電アクチュエータの内部にクラックが発生することをさらに効果的に防止することができる。
【００７３】
上記のように，上記バッファユニット内の単位長さあたりの変位量を，上記ダミーユニット側で上記ユニット圧電体素子よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側で，該ユニット圧電体素子と略同一にするための具体的な手段としては，例えば次のような方法がある。
【００７４】
即ち，例えば上記バッファユニット内において，該バッファユニット内の圧電セラミック層の厚みを，上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の圧電セラミック層とほぼ同様の厚みにし，上記ダミーユニット側では，上記圧電体素子の圧電セラミック層よりも大きくすること等によって実現することができる。
【００７５】
また，他の方法としては，上記バッファユニットを作製するときに，上記ダミーユニット側の圧電セラミック層には，上記圧電素子ユニットの圧電セラミック層よりも圧電定数の小さい圧電材料を用い，上記ユニット圧電体素子側の圧電セラミック層には，上記圧電素子ユニットの圧電セラミック層と略同一の圧電定数を有する圧電材料を用いてバッファユニットを作製することにより実現できる。さらに，上記バッファユニットのダミーユニット側に印加する電圧を，上記ユニット圧電体素子側に印加する電圧よりも小さくすることでも実現できる。
【００７６】
また，上記第３及び上記第４の発明において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなり，かつ上記バッファユニットの積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層は，不活性であることが好ましい（請求項１４）。
上記バッファユニット内に発生する応力は，上記圧電素子ユニットと同様，上記圧電セラミック層の積層数が多くなるにつれて大きくなる。特に，５０層を越える場合には，電圧印加時に大きな内部応力が発生するため，上記圧電素子ユニット内にクラックが発生するおそれがある。また，上記積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層が不活性でない場合には，電圧印加時に，上記接合部分を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれるセラミック層が積極的に変形し，バッファユニットと圧電素子ユニット，接続部材若しくはダミーユニットとの接合部分に損傷がおこるおそれがある。
【００７７】
また，上記第７及び第８の発明において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を６層以上積み重ねてなり，かつ上記バッファユニットの積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層は，不活性であることが好ましい（請求項２８）
上記バッファユニットにおける圧電セラミック層の積層数が６層未満の場合には，上記バッファユニット一つあたりの積層方向の厚さが小さいため，ハンドリングが難しくなるくなり，製造工程が煩雑になると共に，製造コストが増加するおそれがある。また，上記バッファユニットの積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層が不活性でない場合，即ち活性である場合には，電圧印加時に，上記接合部分を挟む隣り合う２つの内部電極層に挟まれるセラミック層が積極的に変形し，バッファユニットと圧電素子ユニット，接続部材若しくはダミーユニットとの接合部分に損傷がおこるおそれがある。
【００７８】
また，上記第７及び上記第８の発明において，上記バッファユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなることが好ましい（請求項２９）。
上記バッファユニットの圧電セラミック層が５０層を超える場合には，上記圧電素子ユニットの場合と同様に，上記バッファユニット内に発生する応力が大きくなり，電圧印加時に大きな内部応力が発生するため，上記圧電素子ユニット内にクラックが発生するおそれがある。
【００７９】
次に，上記第５〜第８の発明において，上記圧電素子ユニットは，上記圧電セラミック層を５０層以下積み重ねてなることが好ましい（請求項３０）。
上述のごとく，上記圧電素子ユニットにおける圧電セラミック層の積層数が５０層を越える場合には，電圧印加時に大きな内部応力が発生し，その結果，上記圧電素子ユニット内にクラックが発生するおそれがある。
【００８０】
次に，上記第１〜第８の発明において，上記圧電素子ユニットにおける積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層の厚みは，上記圧電素子ユニットにおいて上記内部電極層に挟まれたセラミック層である駆動セラミック層の厚み以上であることが好ましい（請求項３１）。
この場合には，上記最外セラミック層の変形量を抑制することができるため，上記圧電素子ユニット同士の接合面の損傷をさらに抑えることができる。
【００８１】
また，本発明において，上記圧電セラミック層は，ＰＺＴ系材料よりなることが好ましい（請求項３２）
この場合には，上記ＰＺＴ系材料｛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3系ペロブスカイト構造の酸化物の総称｝が有する優れた圧電体としての特性を生かして，インジェクタ等のアクチュエータとしての性能を向上させることができる。
【００８２】
また，上記内部電極層としては，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｎｉのうちの少なくとも１種を含む金属またはその合金を用いることができる。
【００８３】
また，上記圧電アクチュエータは，インジェクタに用いられることが好ましい（請求項３３）。
この場合には，上記圧電アクチュエータの優れた耐久性を充分に発揮することができる。
【実施例】
【００８４】
（実施例１）
次に，本発明の実施例にかかる，圧電アクチュエータにつき，図１〜図１６を用いて説明する。
本例の圧電アクチュエータ１は，図７に示す，圧電セラミック層１５１と内部電極層１５３，１５４とを交互に積層した圧電素子ユニット１５を，図１〜図３に示すごとく，積層方向の最も外側の面である接合面１５５で，２つ以上接合し接合部１３を形成してなる。そして，上記圧電素子ユニット１５は，上記圧電セラミック層１５１を５０層以下積み重ねてなり，上記接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極層１５３，１５４に挟まれる接合セラミック層１１５は，不活性である。
【００８５】
以下，本例の圧電アクチュエータについて，図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１〜図３に示すごとく，本例の圧電アクチュエータ（試料Ｅ１）１は，２０個の圧電素子ユニット１５を接合部１３において接合してなるユニット圧電体素子１１を有している。各圧電素子ユニット１５は，ＰＺＴ系材料よりなる圧電セラミック層１５１と，Ａｇ及びＰｄよりなる内部電極層１５３，１５４とを交互に積層してなる。図面作成上の便宜のため図中には詳細に示していないが，各圧電素子ユニット１５における，圧電素子として活性な圧電セラミック層１５１の積層数は２０層である。
【００８６】
内部電極層１５３，１５４は，圧電セラミック層１５１の片側の側面だけに到達するように形成されている。また，圧電素子ユニット１５の側面にはこれを挟むように，電位の異なる外部電源に接続された，Ａｇよりなる外部電極５，６が設けられている。そして，内部電極層１５３，１５４は，上記圧電素子ユニット１５の側面において，上記外部電極５，６に，積層方向において交互に電気的に接続されている。したがって，圧電アクチュエータ１内において，隣接する２つの内部電極層１５３，１５４は，互いに電位が異なる外部電極に接続される。
【００８７】
また，図１及び図２に示すごとく，本例の圧電アクチュエータ１は，ユニット圧電体素子１１の積層方向の最も端部に，圧電素子ユニット１５よりもヤング率が大きい，アルミナよりなる接続部材４を有している。そして，ユニット圧電体素子１１と接続部材４との間には，ユニット圧電体素子１１の内部応力を緩和するバッファユニット２と，接続部材４よりもヤング率が小さく電圧を印加しないダミーユニット３とが介在している。バッファユニット２及びダミーユニット３は，圧電素子ユニット１５の圧電セラミック層１５１と同じＰＺＴ系材料よりなっている。
【００８８】
バッファユニット２は，図１，図２，及び図９に示すごとく，圧電セラミック層２５１と内部電極層２５３，２５４とよりなる。そして，バッファユニット２内において，圧電素子として活性な圧電セラミック層２５１の厚みは，ユニット圧電体素子１１側では圧電素子ユニット１５内の圧電セラミック層１５１と略同等であり，接続部材４側では圧電素子ユニット１５内の圧電セラミック層１５１よりも大きい。また，バッファユニット２は，上記の圧電素子ユニットと同様にバッファユニットの側面を挟むように外部電極５，６を有しており，この外部電極５，６は，それぞれ内部電極層２５３，２５４に接続されている。
【００８９】
また，図１及び図２に示すごとく，ダミーユニット３は，圧電素子ユニット１５内の圧電セラミック層１５１及びバッファユニット２内の圧電セラミック層２５１と同様の圧電セラミック層からなるが，圧電素子ユニット１５及びバッファユニット２のように内部電極層を有していない。
【００９０】
次に，本例の圧電アクチュエータの製造方法につき，図１〜図９を用いて説明する。
本例の圧電アクチュエータは，広く用いられているグリーンシート法を用いて製造することができる。このグリーンシートは，以下のようにして準備する。
即ち，まず，公知の方法により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。本例では，最終的な組成がいわゆるＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）となるようにした。また，鉛の蒸発を考慮して，上記の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。そしてこれらの原料を混合機にて乾式混合し，その後８００〜９５０℃で仮焼する。
【００９１】
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攪拌機により攪拌しながら真空脱泡，粘度調整をする。
【００９２】
次いで，スラリーをドクターブレード装置により一定の厚みのグリーンシートに成形する。
回収したグリーンシートはプレス機で打ち抜くか，切断機により切断し，所定の大きさの矩形体に成形する。
【００９３】
次いで，図４に示すごとく，例えば銀／パラジウム＝７／３の比率からなる銀およびパラジウムのペースト（以下，Ａｇ／Ｐｄペーストという）により，成形後のグリーンシート７の一方の表面にパターンをスクリーン印刷形成する。図４は電極パターン印刷後のグリーンシートの一例を示す。
【００９４】
グリーンシート７の表面には，上記Ａｇ／Ｐｄペーストにより，略全面にこれよりもやや小さなパターンを形成し，これを内部電極層１５３（１５４）とした。グリーンシート７の表面の対向辺の一方の側には，内部電極層１５３（１５４）が形成されてない非形成部７５が設けてある。つまり，グリーンシート７の対向辺の一方の端部（圧電アクチュエータの側面に相当する部分）には，内部電極層１５３（１５４）が到達せず，対向する他方の端部には内部電極層１５３（１５４）が到達するようにこれを配置した。
【００９５】
このような内部電極層１５３を形成したグリーンシート７は，ユニット圧電体素子１１及びバッファユニット２の変位量の要求仕様に基づいて所定の積層枚数分用意する。また，内部電極層１５３（１５４）を印刷していないグリーンシート７も必要枚数準備する。
【００９６】
次いで，図５に示すごとく，これらのグリーンシート７を積層した。このとき，非形成部７５が図中左側と右側に交互に位置するように重ねる。
また，図５においては，非形成部７５が図中左側に位置する内部電極層を内部電極層１５３，非形成部７５が右側に位置する内部電極層を内部電極層１５４として表す。
【００９７】
このようにして，内部電極層１５３（１５４）を形成したグリーンシートを２１枚重ね合わせて，さらにその上に内部電極層１５３（１５４）を形成していないグリーンシートを上下に重ねて，図６に示すごとく，合計３０層のグリーンシートよりなる積層体７０を作製した。なお，図６には図面作成の便宜のため，積層数を省略した積層体７０を示してある。
【００９８】
次に，上記積層体７０を熱圧着後，電気炉により温度４００〜７００℃のもとで脱脂し，温度９００〜１２００℃のもとで焼成し，所望の形状に研削した。これにより，グリーンシート７は圧電セラミック層１５１となり，図７に示すごとく，圧電セラミック層１５１と内部電極層１５３，１５４とを交互に積層してなる圧電素子ユニット１５を得た。この圧電素子ユニット１５は，圧電素子として活性な圧電セラミック層を２０層有している。また，上記と同様にして，２０個の圧電素子ユニット１５を作製した。
また，この圧電素子ユニット１５の接合面１５５の平行度を，ＪＩＳ−Ｂ０６２１−１９８４に規定の方法にしたがって測定したところ，後述する表１に示すごとく，平行度は０．０５未満であった。
【００９９】
ここで，圧電素子ユニット１５の接合面の平行度について，図８を用いて説明する。図８は，圧電素子ユニット１５を側面から見た図である。
同図に示すごとく，圧電素子ユニット１５の積層方向の両端には，他の圧電素子ユニットを接合する接合面１５５として，２つの接合面１５５ａ，１５５ｂがある。上記接合面の平行度は，圧電素子ユニット１５の積層方向の両端にある２つの接合面１５５ａ，１５５ｂのうち，一方の接合面１５５ｂ（又は１５５ａ）に対するもう一方の接合面１５５ａ（又は１５５ｂ）の平行度のことである。即ち，図８において，一方の接合面１５５ｂと略平行な線を直線Ａとし，もう一方の接合面１５５ａにおける最も凸となる部分を通り，かつ直線Ａと平行な直線を直線Ａ１とし，接合面１５５ａにおける最も凹となる部分を通り，直線Ａと平行な直線を直線Ａ２とすると，直線Ａ１と直線Ａ２との間の距離Ｘが平行度となる。
【０１００】
次に，上記圧電素子ユニットの作製に用いたものと同様の，内部電極層を形成したグリーンシートを１９枚重ねてバッファユニット用の積層体を作製した。このバッファユニット用の積層体においては，上記圧電アクチュエータの組み立て後に接続部材側となる側の２層分に，内部電極層を形成していないグリーンシートを介在させ，接続部材側の厚みを圧電素子ユニットの圧電セラミック層の２倍となるようにした。また，接続部材側の最も外側には，内部電極層を形成していないグリーンシートをさらに重ねてある。
続いて，バッファユニット用の積層体を，上記と同様にして，熱圧着し，脱脂し，その後焼成して，図８に示すごとく，バッファユニット２を作製した。
【０１０１】
次に，内部電極層を形成していないグリーンシートを２０枚重ねて，ダミーユニット用の積層体を作製した。そして，このダミーユニット用の積層体を，上記と同様にして，熱圧着し，脱脂し，その後焼成してダミーユニット３とした。
また，上記接続部材４は，アルミナ焼結体ブロックを所望の形状に加工することにより作製した。
【０１０２】
次に，上記のようにして作製した圧電素子ユニット１５，バッファユニット２，ダミーユニット３，及び接続部材４を積み重ね，以下のようにして図１〜図３に示す圧電アクチュエータ１を作製した。
具体的には，まず，上記圧電素子ユニット１５及びバッファユニット２の側面を挟むようにＡｇよりなる外部電極５，６を形成した。
【０１０３】
外部電極５は，上記圧電素子ユニット１５及びバッファユニット２において，一方の極の内部電極層１５３又は内部電極層２５３が露出している位置に形成し，各内部電極層１５３又は内部電極層２５３の導通をとる。
外部電極６は，他方の極の内部電極層１５４又は内部電極層２５４が露出している位置に形成し，各内部電極層１５４又は内部電極層２５４の導通をとる。
その後，外部電極５，６を形成した圧電素子ユニット１５の内部電極層１５３，１５４及びバッファユニット２の内部電極層２５３，２５４に，外部電極５，６から直流電圧を印加して，分極した。
【０１０４】
次に，図１〜図３に示すごとく，上記のようにして分極を施した２０個の圧電素子ユニット１５を接合面１５５で積み重ね，その両端にバッファユニット２を重ね，さらにその両端にダミーユニット３，またさらにその両端に接続部材４を積み重ねた。このとき，図３に示すごとく，接合部１３を挟む隣り合う二つの内部電極層１５３，１５４が互いに反対の側面に到達するように積み重ねた。
このようにして，図１〜図３に示すごとく圧電アクチュエータ１を作製した。これを試料Ｅ１とする。
【０１０５】
試料Ｅ１の圧電アクチュエータ１においては，接合セラミック層１１５の電界強度は実質０であった。即ちこれはユニット圧電体素子の抗電界以下である。接合セラミック層の電界強度及びユニット圧電体素子の抗電界は，上述の方法により，算出した。
【０１０６】
また，本例では，上記圧電素子ユニット１５をシリコン系の樹脂接着剤で接合し，図１３に示すごとく，接合部１３に樹脂絶縁層１３５を形成してなる圧電アクチュエータ１を作製し，これを試料Ｅ２とした。
試料Ｅ２は，接合部１３に樹脂絶縁層１３５を有する以外は，試料Ｅ１と同様である。
【０１０７】
さらに，本例では，圧電素子ユニット内における圧電素子として活性な圧電セラミック層の積層数，樹脂絶縁層の有無，圧電素子ユニットの接合面の平行度，ダミーユニット及びバッファユニットの有無を変えて，試料Ｅ１と同様の方法により圧電アクチュエータを作製し，これらを試料Ｅ３〜Ｅ１９及び試料Ｃ１とした。その詳細は後述する表１に示す。
【０１０８】
次に，上記試料Ｅ１〜Ｅ１９及び試料Ｃ１に電圧を印加し，各試料の耐久性を以下のようにして調べた。
まず，試料Ｅ１〜Ｅ１９及び試料Ｃ１をそれぞれ１０個ずつ準備し，負電圧をかけない正電圧駆動により，２×１０8回作動試験を実施し，作動中にショートが発生した試料の個数を測定し，いずれにもショートが発生しなかった場合を○，一部にのみショートが発生した場合を△，すべてにショートが発生した場合を×として判定した。また，上記試料Ｅ２及びＥ７〜Ｅ１２については，ショートが起こるまでの作動回数を測定した。
その結果を表１に示す。
【０１０９】
【表１】
2004274029.tif 000003
【０１１０】
表１より知られるごとく，試料Ｅ１〜Ｅ１９においては，圧電素子ユニットの抗電界に対する接合セラミック層の電界強度が１．０以下であり接合セラミック層が不活性であること，樹脂絶縁層を有しており接合セラミック層が不活性であること，接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であること，ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していること，及び接続部材よりもヤング率の小さいダミーユニットを有していることという条件のうち，少なくとも１つの条件を満たしている。そして，このような圧電アクチュエータは，ショートをほとんど生じることなく２×１０8回以上作動することができ，耐久性に優れていた。そのため，特にインジェクタ等の用途に適している。
一方，表１より知られるごとく，上記の条件のいずれをも満たしていない試料Ｃ１は，２×１０8回の作動中に，１０個の試料のすべてにショートを発生した。
【０１１１】
また，試料Ｅ１〜試料Ｅ１４及び試料１７〜試料１９において，上記圧電素子ユニットは，５０層以下の圧電セラミック層からなっている。そのため，電圧印加時に発生する応力が抑制され，上記圧電素子ユニット内のクラックの発生を効果的に抑制することができる。
また，試料Ｅ１〜試料Ｅ１７及び試料１９においては，上記圧電素子ユニットは，６層以上の圧電セラミック層からなっている。このように上記圧電素子ユニットの積層数が６層以上の場合には，上記接合セラミック層や上記圧電素子ユニットの積層方向における最も外側のセラミック層である最外セラミック層の変形量が大きくなる。そのため，圧電素子ユニット同士の接合面や，上記ユニット圧電体素子と例えば上記接続部材のような他の部材との接合面に，局所的な損傷が発生するおそれがある。しかし，試料Ｅ１〜試料Ｅ１７及び試料１９においては，圧電素子ユニットの抗電界に対する接合セラミック層の電界強度が１．０以下であり接合セラミック層が不活性であること，樹脂絶縁層を有しており接合セラミック層が不活性であること，接合面の平行度が０．１ｍｍ以下であること，ユニット圧電体素子の内部応力を緩和するバッファユニットを有していること，及び接続部材よりもヤング率の小さいダミーユニットを有していることという条件のうち，少なくとも１つの条件を満たしている。そのため，接合面の損傷を抑制することができ，表１に示すごとく耐久性に優れていた。
【０１１２】
また，表１より知られるごとく，試料Ｅ２，試料Ｅ７，試料Ｅ１０，及び試料Ｅ１１を比較すると，同じ条件では平行度が小さいほど最短ショート作動回数が大きくなり，より耐久性に優れることがわかる。
また，試料Ｅ８，試料Ｅ９，及び試料Ｅ１２を比較すると，同じ条件ではダミーユニットやバッファユニットを形成した方がより最短ショート作動回数が大きくなり，より耐久性に優れることがわかる。
【０１１３】
また，上記試料Ｅ１〜Ｅ８，試料Ｅ１０及び試料Ｅ１１，及び試料Ｅ１３〜試料Ｅ１９の圧電アクチュエータはバッファユニットを有しており，図９に示すごとく，このバッファユニット２は，ユニット圧電体素子１１側では上記圧電素子ユニット内の圧電セラミック層と略同等の厚さの圧電セラミック層２５１を有し，接続部材４側では圧電素子ユニット内の圧電セラミック層よりも厚みが２倍の圧電セラミック層を有している。
したがって，上記バッファユニット２の単位長さあたりの変位量は，上記接続部材側では，上記圧電素子ユニットの単位長さあたりの変位量よりも小さく，かつ上記ユニット圧電体素子側では，該ユニット圧電体素子の単位長さあたりの変位量と略同一になる。そのため，上記圧電アクチュエータの内部にクラックが発生することをさらに効果的に防止することができる。
【０１１４】
上記のように，本例においては，上記バッファユニットとして図９に示すごとく，接続部材側の圧電セラミック層２５１の厚みを２倍にしたものを用いた。これ以外にも，圧電セラミック層２５１の構成を例えば図１０〜図１２に示すような構成にしたバッファユニット２を用いることもできる。
【０１１５】
即ち，図１０に示すバッファユニット２においては，ユニット圧電体素子側では上記圧電素子ユニット内の圧電セラミック層と略同等の厚さの圧電セラミック層２５１を有し，圧電素子として活性な圧電セラミック層２５１の厚みを接合部材側の２層分だけ，ユニット圧電体素子側よりも大きくしている。そして，この２層のうち接続部材側の最も外側の１層をユニット圧電素子側の圧電セラミック層の厚みの２倍にし，もう一方をユニット圧電素子側の圧電セラミック層の厚みの１．５倍にしたものである。
【０１１６】
また，図１１に示すバッファユニット２は，ユニット圧電体素子側では上記圧電素子ユニット内の圧電セラミック層と略同等の厚さの圧電セラミック層２５１を有し，接続部材側では，圧電素子として不活性でかつユニット圧電素子側の圧電セラミック層よりも厚みの大きな圧電セラミック層２５１を有したものである。
【０１１７】
また，図１２に示すバッファユニット２においては，ユニット圧電体素子側では上記圧電素子ユニット内の圧電セラミック層と略同等の厚さの圧電セラミック層２５１を有し，圧電素子として活性な圧電セラミック層２５１の厚みを接合部材側の２層分だけ，ユニット圧電体素子側の圧電セラミック層２５１の厚みの２倍にすると共に，さらに接続部材側の最も外側には，圧電素子として不活性でユニット圧電素子側の圧電セラミック層２５１よりも厚みの大きな圧電セラミック層２５１を有するものである。
【０１１８】
また，本例の圧電アクチュエータ１における圧電セラミック層１５１及び該圧電セラミック層１５１に形成された内部電極層１５３，１５４の形状を図１４に示す。
【０１１９】
図１４に示すごとく，圧電セラミック層１５１は，４つの面取り部１５９を有し，断面略８角形の形状を有している。圧電セラミック層１５１に形成された内部電極層１５３，１５４は，外部電極５，６が形成された対向辺のうち，一方の端部には到達せず，非形成部７５が形成されている。もう一方の端部及び外部電極５，６が形成されていない対向辺の端部には，内部電極層１５３及び内部電極層１５４がそれぞれ露出した電極露出部１５７，１５８を有している。
【０１２０】
本例においては，図１４に示す形状の内部電極層１５３，１５４を形成したが，内部電極層１５３，１５４は，その形状を変更して形成することができる。そして，本例の圧電アクチュエータ（試料Ｅ１〜試料Ｅ１２）は，圧電セラミック層及び内部電極層の形状には依存せず，これらを変えても同等の効果を得ることができる。
【０１２１】
また，本例においては，上記のように圧電セラミック層に非形成部が形成されるように，所謂部分電極構造の内部電極層を形成したが，図１５に示すごとく，圧電セラミック層１５１の一方の表面の全体を覆うように形成した所謂全面電極構造の内部電極層１５２を形成することもできる。
この場合には，内部電極層１５２と外部電極５又は外部電極６とが接続する部分のいずれか一方に，絶縁部材８を形成することにより，上記部分電極構造の内部電極層の場合と同様に，圧電素子ユニット内において隣り合う二つの内部電極層１５２を電位の異なる外部電極５，６に交互に接続させることができる。
【０１２２】
ここで，図１６に，上記全面電極構造の内部電極層１５２を有する圧電アクチュエータ１の接合部１３付近の断面図を示す。
図１６に示すごとく，内部電極層１５２は，互いに異なる電位の外部電極５又は外部電極６のいずれか一方にだけ接続されるように，外部電極５又は外部電極６と接続する部分のいずれか一方において，絶縁部材８を有している。
この絶縁部材８は，外部電極５，６と内部電極層１５２との電気的な接続を遮断する。そのため，圧電素子ユニット１５内において隣り合う二つの内部電極層１５２は，互いに異なる電位の外部電極５又は外部電極６に接続される。その結果，先述の部分電極構造の内部電極層を有する圧電アクチュエータと同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
（実施例２）
本例は，上記接合部を挟む隣り合う２つの内部電極層が，互いに略同電位である電極に接続する圧電アクチュエータを作製する例である。
本例の圧電アクチュエータにおいては，図１７に示すごとく，接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極層１５４が，略同電位の電極に接続している。その他は，実施例１の試料Ｅ１と同様である。
【０１２４】
本例の圧電アクチュエータ１の作製に当たっては，まず，実施例１と同様にして，図７に示す，圧電素子ユニット１５を２０個準備した。
また，実施例１の試料Ｅ１と同様にして，バッファユニット，ダミーユニット，及び接続部材を準備した。
次に，圧電素子ユニット及びバッファユニットに実施例１の試料Ｅ１と同様にして外部電極５，６を形成し，さらに実施例１の試料Ｅ１と同様にして分極を施した。続いて，外部電極５，６を形成した２０個の圧電素子ユニット１５を接合面で積み重ね，さらに実施例１の試料Ｅ１と同様にして，その両端にバッファユニット，ダミーユニット，接続部材を積み重ねた。このとき，圧電素子ユニット１５は，図１７に示すごとく，接合部１３を挟む隣り合う二つの内部電極層１５３が同じ側面に到達するように積み重ねた。圧電素子ユニット１５同士は，シリコーン系の樹脂接着剤を用いて接合させた。
このようにして，圧電アクチュエータ１を作製した。
【０１２５】
本例の圧電アクチュエータ１においては，図１７に示すごとく，接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極層１５４が同じ外部電極６に接続されている。
そのため，電圧が印加されると，接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極１５４には同じ電界が印加される。そのため，上記接合セラミック層１１５は，電圧印加時においてもほとんど変位せず，不活性な状態になる。また，この場合には，接合セラミック層１１５に損傷が生じたときにも，接合部１３に短絡が発生することを防止することができる。
【０１２６】
また，図１８に示すごとく，接合部１３においては，圧電素子ユニット１５の接合面同士が部分的に直接接触しており，かつ接合部１３には樹脂層１３８が形成されていた。そのため，接合部１３における変位のロス及び発生する応力のロスを低減することができる。なお，本例においては，樹脂層１３８をシリコーン系の接着剤，即ち電気絶縁性のものを用いて形成したが，本例においては上記のごとく，接合部１３を挟む隣り合う２つの内部電極１５４が互いに略同電位である電極に接続しているため，必ずしも電気絶縁性のものを用いる必要はない。
【０１２７】
（実施例３）
本例は，上記圧電素子ユニットにおける最外セラミック層の厚みが，上記駆動セラミック層の厚みよりも大きくなるように構成した圧電アクチュエータを作製する例である。
本例の圧電アクチュエータにおいては，図１９に示すごとく，圧電素子ユニット１５における積層方向の最も外側のセラミック層である最外セラミック層１５６の厚みが，上記圧電素子ユニットにおける上記内部電極に挟まれたセラミック層である駆動セラミック層１５１の厚みよりも大きい。その他は，実施例１の試料Ｅ１と同様である。
【０１２８】
本例の圧電アクチュエータ１の作製に当たっては，まず，実施例１と同様にして，圧電素子ユニット１５を２０個準備した。このとき，本例においては，図２０に示すごとく，圧電素子ユニット１５として，その最外セラミック層１５６の厚みが，圧電素子ユニット１５における駆動セラミック層１５１の厚みよりも大きいものを準備した。
また，実施例１の試料Ｅ１と同様にして，バッファユニット，ダミーユニット，及び接続部材を準備した。
次に，圧電素子ユニット及びバッファユニットに実施例１の試料Ｅ１と同様にして外部電極を形成し，さらに実施例１の試料Ｅ１と同様にして分極を施した。続いて，外部電極を形成した２０個の圧電素子ユニット１５を接合面で積み重ね，さらに実施例１の試料Ｅ１と同様にして，その両端にバッファユニット，ダミーユニット，接続部材を積み重ねた。このようにして，圧電アクチュエータを作製した。
【０１２９】
本例の圧電アクチュエータにおいては，図１９に示すごとく，最外セラミック層１５６の厚みが，駆動セラミック層１５１の厚みよりも大きい。そのため，最外セラミック層１５６の変形量を抑制することができ，圧電素子ユニット１５同士の接合面の損傷をさらに抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施例１にかかる，圧電アクチュエータを示す分解説明図。
【図２】実施例１にかかる，圧電アクチュエータをその積層方向と平行な面で切断したときの断面図。
【図３】図２に示す圧電アクチュエータの接合部付近の様子を示す拡大図。
【図４】実施例１にかかる，セラミックグリーンシートに内部電極層を印刷した状態を示す説明図。
【図５】実施例１にかかる，内部電極層を形成したグリーンシートを積層する様子を示す説明図。
【図６】実施例１にかかる，積層体を示す説明図。
【図７】実施例１にかかる，圧電素子ユニットを示す斜視説明図。
【図８】実施例１にかかる，圧電素子ユニットの接合面の平行度に関する説明図。
【図９】実施例１にかかる，バッファユニット内の圧電セラミック層の積層形態を示す第一説明図。
【図１０】実施例１にかかる，バッファユニット内の圧電セラミック層の積層形態を示す第二説明図。
【図１１】実施例１にかかる，バッファユニット内の圧電セラミック層の積層形態を示す第三説明図。
【図１２】実施例１にかかる，バッファユニット内の圧電セラミック層の積層形態を示す第四説明図。
【図１３】実施例１にかかる，接合部に樹脂絶縁層を有する圧電アクチュエータの接合部付近の様子を示す説明図。
【図１４】実施例１にかかる，圧電セラミック層に形成された内部電極層の形状を示す説明図。
【図１５】実施例１にかかる，圧電セラミック層に形成された全面電極構造の内部電極層を示す説明図。
【図１６】実施例１にかかる，全面電極構造の内部電極層を有する圧電アクチュエータの接合部付近の様子を示す断面説明図。
【図１７】実施例２にかかる，接合部を挟む隣り合う二つの内部電極が正負が同じ電極に接続している圧電アクチュエータの，接合部付近の様子を示す説明図。
【図１８】実施例２にかかる，圧電素子ユニットの接合部における部分拡大図。
【図１９】実施例３にかかる，最外セラミック層の厚みを大きくなるように構成した圧電アクチュエータの接合部付近の様子を示す拡大説明図。
【図２０】実施例３にかかる，圧電素子ユニットを示す斜視説明図。
【図２１】圧電セラミック層の積層数と圧電素子ユニットの内部に発生する応力との関係を示す説明図。
【図２２】ユニット圧電体素子の抗電界に対する接合セラミック層の電界強度と，接合セラミック層の圧電定数との関係を示す説明図。
【図２３】ユニット圧電素子の電界強度と変位量の関係を示す説明図。
【図２４】圧電素子ユニットの接合面の平行度と内部応力との関係を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３１】
１  圧電アクチュエータ
１１  ユニット圧電体素子
１１５  接合セラミック層
１３  接合部
１５  圧電素子ユニット
１５１  圧電セラミック層
１５３，１５４  内部電極層
２  バッファユニット
３  ダミーユニット
４  接続部材
５，６  外部電極
【図１】
2004274029.tif 000004
【図２】
2004274029.tif 000005
【図３】
2004274029.tif 000006
【図４】
2004274029.tif 000007
【図５】
2004274029.tif 000008
【図６】
2004274029.tif 000009
【図７】
2004274029.tif 000010
【図８】
2004274029.tif 000011
【図９】
2004274029.tif 000012
【図１０】
2004274029.tif 000013
【図１１】
2004274029.tif 000014
【図１２】
2004274029.tif 000015
【図１３】
2004274029.tif 000016
【図１４】
2004274029.tif 000017
【図１５】
2004274029.tif 000018
【図１６】
2004274029.tif 000019
【図１７】
2004274029.tif 000020
【図１８】
2004274029.tif 000021
【図１９】
2004274029.tif 000022
【図２０】
2004274029.tif 000023
【図２１】
2004274029.tif 000024
【図２２】
2004274029.tif 000025
【図２３】
2004274029.tif 000026
【図２４】
2004274029.tif 000027