(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射用のインジェクタに内蔵される圧電アクチュエータであって、
圧電素子を収容すると共に軸方向に伸縮する伸縮部を先端に設けたパイプ部と、
該パイプ部の後端側において軸方向に連結しており、上記圧電素子に接続された一対の外部電極と外部から電力を供給する一対の電力供給用ワイヤとの間を電気的に接続する一対のターミナルリードを収容する筒状のハウジング部とを有しており、
該ハウジング部は、その内部において上記一対のターミナルリードをまとめて挿通させると共に、該一対のターミナルリードとの間をシール材よりなるシール部により気密的に封止してなり、かつ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成されていると共に、インジェクタボディに当接する当接面を有しており、
上記シール部は、上記シール材を窒素雰囲気中において処理することにより形成されており、
上記ハウジング部の上記当接面は、上記シール部を形成する際に生じた窒化層を除去する加工を施して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、上記ハウジング部は、上記シール部よりも後方に延設された筒状の延設部を有し、該延設部の内部において上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合してな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２において、上記ハウジング部の上記延設部は、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとの接合部に対向する位置に内外に貫通する開口孔を有す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２又は３において、上記一対の電力供給用ワイヤは、ブッシュガイド部に収容されており、該ブッシュガイド部は、その先端部が上記ハウジング部内に挿入され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、上記ハウジング部の内周面には、凹状又は凸状のハウジング係合部が軸方向に設けられており、上記ブッシュガイド部の外周面には、凸状又は凹状のブッシュガイド係合部が軸方向に設けられており、上記ハウジング係合部と上記ブッシュガイド係合部とは、互いに係合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】
請求項４又は５において、上記ブッシュガイド部の外周面には、外方に突出する突起部が設けられており、該突起部は、上記ハウジング部の上記延設部の上記開口孔に係合していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項３に記載の圧電アクチュエータを製造する方法において、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合するに当たっては、
両者を上記ハウジング部の後端開口部から挿入した一方の接合用電極と上記ハウジング部の上記延設部の上記開口孔から挿入した他方の接合用電極とにより挟持し、上記両者を介して両接合用電極間に電流を流し、上記両者を抵抗溶接により接合することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、上記ターミナルリードは、平板形状であることを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型の圧電素子を備えた圧電アクチュエータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関の燃料噴射用インジェクタに用いられる圧電アクチュエータとしては、金属ベローズ等からなる伸縮部を有する金属等からなるパイプ部内に、電圧を印加することにより駆動（変位）する圧電素子を収納したものが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
例えば、図１４に示すごとく、圧電アクチュエータ９１は、パイプ部９２０に金属製のハウジング部９３０及びシール用部材９３１を連結し、そのハウジング部９３０及びシール用部材９３１の内部に圧電素子９１０の外部電極９１４に接合された一対のターミナルリード９４１を挿通させ、外部からターミナルリード９４１及び外部電極９１４を介して圧電素子９１０に電力を供給することができるよう構成されている。
【０００４】
また、同図に示すごとく、圧電アクチュエータ９１は、内部への燃料の浸入防止や圧電素子９１０に対する湿度対策のために、シール用部材９３１の後端に設けられた二つの挿通孔９３３にターミナルリード９４１を一本ずつ通し、それぞれの挿通孔９３３をシール材よりなるシール部９３２によってシールしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１３７２８２号公報
【特許文献２】特表２００５−５２１８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電アクチュエータの構造では、パイプ部の後端側にハウジング部及びシール用部材の二つの部材を連結する。また、シール用部材においては、二つの挿通孔を設け、その挿通孔にターミナルリードを一本ずつ通してシールする。そのため、圧電アクチュエータの軸方向及び径方向の大型化が問題となっていた。これにより、従来の圧電アクチュエータは、それ自体を小型化することが困難であった。また、圧電アクチュエータを内蔵するインジェクタ全体の小型化、軽量化、様々な構造（バリエーション）への対応も困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構造で小型化を実現することができる圧電アクチュエータ及びその製造方法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】
【０００８】
本発明は、内燃機関の燃料噴射用のインジェクタに内蔵される圧電アクチュエータであって、
圧電素子を収容すると共に軸方向に伸縮する伸縮部を先端に設けたパイプ部と、
該パイプ部の後端側において軸方向に連結しており、上記圧電素子に接続された一対の外部電極と外部から電力を供給する一対の電力供給用ワイヤとの間を電気的に接続する一対のターミナルリードを収容する筒状のハウジング部とを有しており、
該ハウジング部は、その内部において上記一対のターミナルリードをまとめて挿通させると共に、該一対のターミナルリードとの間をシール材よりなるシール部により気密的に封止してなり、かつ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成されていると共に、インジェクタボディに当接する当接面を有しており、
上記シール部は、上記シール材を窒素雰囲気中において処理することにより形成されており、
上記ハウジング部の上記当接面は、上記シール部を形成する際に生じた窒化層を除去する加工を施して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）。
【０００９】
本発明の圧電アクチュエータは、上記パイプ部の後端側に上記ハウジング部が軸方向に連結している。そして、上記ハウジング部は、その内部において上記一対のターミナルリードを挿通させると共に上記シール部により気密的に封止（シール）してなる。
すなわち、従来のように、上記一対のターミナルリードを挿通させるための部材と上記シール部によってシールするための部材とを別体で構成するのではなく、これらを上記ハウジング部一部材により構成している。そのため、上記パイプ部の後端側に連結される部分の軸方向長さを従来よりも短縮することができる。これにより、上記圧電アクチュエータの軸方向の小型化（全長短縮化）を実現することができる。
【００１０】
また、上記ハウジング部は、筒状を呈しており、その内部において上記一対のターミナルリードをまとめて挿通させると共に上記シール部によりシールしてなる。
すなわち、従来のように、二つの孔を設けて上記ターミナルリードを一本ずつ通し、それぞれの孔をシールするのではなく、上記ハウジング部の内部に設けられた一つの孔に上記ターミナルリードを二本まとめて通し、その孔をシールしている。そのため、上記ハウジング部の外径を従来よりも小さくすることができる。これにより、上記圧電アクチュエータの径方向の小型化を実現することができる。
【００１１】
このように、本発明によれば、簡易な構造で小型化を実現することができる圧電アクチュエータを提供することができる。
また、これによって、圧電アクチュエータを例えば燃料噴射用のインジェクタに内蔵する場合には、インジェクタ全体の小型化、軽量化を実現することができ、様々な構造（バリエーション）にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において、上記ハウジング部は、上記シール部よりも後方に延設された筒状の延設部を有し、該延設部の内部において上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合してなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとの接合部を上記ハウジング部の内部に収容することができる。これにより、上記圧電アクチュエータをさらに軸方向に小型化することができる。
【００１３】
また、上記ハウジング部の上記延設部は、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとの接合部に対向する位置に内外に貫通する開口孔を有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記開口孔を用いて上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合することができる。すなわち、例えば、上記開口孔から接合用の電極を差し込んで抵抗溶接により接合することができる。これにより、上記ハウジング部の内部において、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを容易に接合することができる。また、接合後には、上記開口孔から上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとの接合状態を確認することができる。
【００１４】
また、上記一対の電力供給用ワイヤは、ブッシュガイド部に収容されており、該ブッシュガイド部は、その先端部が上記ハウジング部内に挿入されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記ブッシュガイド部の先端部を上記ハウジング部内に挿入することにより、上記圧電アクチュエータをさらに軸方向に小型化することができる。
なお、上記ブッシュガイド部とは、上記電力供給用ワイヤの形状を保持し、該電力供給ワイヤと共に別部材に容易に組み付けるためのものである。例えば、上記圧電アクチュエータをインジェクタに用いる場合には、上記電力供給用ワイヤを収容した上記ブッシュガイド部は、インジェクタ側に組み付けられる。
【００１５】
また、上記ハウジング部の内周面には、凹状又は凸状のハウジング係合部が軸方向に設けられており、上記ブッシュガイド部の外周面には、凸状又は凹状のブッシュガイド係合部が軸方向に設けられており、上記ハウジング係合部と上記ブッシュガイド係合部とは、互いに係合していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記ハウジング部内に挿入される上記ブッシュガイド部の周方向の位置決めを、上記ハウジング係合部と上記ブッシュガイド係合部とを係合させることによって容易に行うことができる。これにより、上記ブッシュガイド部を所望の位置に配設することができ、抜け、ガタ等を防止することができる。
なお、上記ハウジング係合部及びブッシュガイド係合部は、互いに係合し、上記ブッシュガイド部の位置決めをすることができれば、その他の形状を採用することもできる。
【００１６】
また、上記ブッシュガイド部の外周面には、外方に突出する突起部が設けられており、該突起部は、上記ハウジング部の上記延設部の上記開口孔に係合していることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記ハウジング部内に挿入される上記ブッシュガイド部の位置決めを、上記ブッシュガイド部の上記突起部を上記ハウジング部の上記開口孔に係合させることによって容易に行うことができる。これにより、上記ブッシュガイド部を所望の位置に配設することができ、抜け、ガタ等を防止することができる。
また、上記ブッシュガイド部の上記突起部は、上記ハウジング部の上記延設部の上記開口孔に係合し、上記ブッシュガイド部の位置決めをすることができれば、その他の形状を採用することもできる。
【００１７】
また、上記圧電アクチュエータは、内燃機関の燃料噴射用のインジェクタに内蔵されるアクチュエータである。
この場合には、上記圧電アクチュエータの小型化により、上記インジェクタ全体の小型化、軽量化を実現することができる。また、上記インジェクタの様々な構造（バリエーション）に対応することができる。
【００１８】
また、上記ハウジング部は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成されていると共に、インジェクタボディに当接する当接面を有しており、上記シール部は、上記シール材を窒素雰囲気中において処理することにより形成されており、上記ハウジング部の上記当接面は、上記シール部を形成する際に生じた窒化層を除去する加工を施してある。
すなわち、上記シール部を窒化処理によって形成した場合には、上記ハウジング部の表面には窒化層が形成され、非常に硬くなる。そして、上記ハウジング部の上記当接面は、上記インジェクタボディとの接触により磨耗し易くなる。よって、上記当接面に形成された窒化層を除去する加工を施しておくことにより、上記当接面の磨耗を抑制することができる。
【００１９】
また、上記シール部は、ハーメチックシール等により構成することができる。
ハーメチックシールとは、例えば、上記ハウジング部を構成するステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属と上記シール部を構成するガラス材料との熱膨張差による圧縮応力及びガラス濡れによる接着でシールしてなるものである。具体的には、上記ハウジング部と上記一対のターミナルリードとの間にガラス材料を配設し、熱処理を行うことによって両者の間をシールすることができる。
なお、ガラス材料としては、ソーダバリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等を用いることができる。
【００２０】
次に、上記請求項３の圧電アクチュエータを製造する方法において、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合するに当たっては、
両者を上記ハウジング部の後端開口部から挿入した一方の接合用電極と上記ハウジング部の上記延設部の上記開口孔から挿入した他方の接合用電極とにより挟持し、上記両者を介して両接合用電極間に電流を流し、上記両者を抵抗溶接により接合することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法がある（請求項７）。
【００２１】
この製造方法では、上記ターミナルリードと上記電力供給用ワイヤとを接合するに当たっては、上記ハウジング部の後端開口部から挿入した一方の接合用電極と上記開口孔から径方向に挿入した他方の接合用電極とにより、両者を接合部において容易かつ確実に挟持することができる。そのため、上記ハウジング部の内部において、上記両者を抵抗溶接により精度良く接合することができる。
【００２２】
また、上記製造方法において、上記ターミナルリードは、平板形状であることが好ましい（請求項８）。
すなわち、上記ターミナルリードは、一般的に上記電力供給用ワイヤよりも径や厚みが大きい。したがって、上記ターミナルリードを平板形状とすることにより、該ターミナルリードに上記電力供給用ワイヤを接触（密着）させ易くなり、両者の接合を容易に行うことができる。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる圧電アクチュエータ及びその製造方法について、図を用いて説明する。
本例の圧電アクチュエータ１は、図１、図２に示すごとく、自動車等のエンジンの燃料噴射用インジェクタに用いられるものである。
圧電アクチュエータ１は、同図に示すごとく、圧電素子１０を収容すると共に軸方向に伸縮する伸縮部２１を先端に設けたパイプ部２０と、パイプ部２０の後端側において軸方向に連結しており、圧電素子１０に接続された一対の外部電極１４と外部から電力を供給する一対の電力供給用ワイヤ４２との間を電気的に接続する一対のターミナルリード４１を収容する筒状のハウジング部３０とを有する。
そして、ハウジング部３０は、その内部において一対のターミナルリード４１をまとめて挿通させると共に、一対のターミナルリード４１との間をシール材よりなるシール部３２により気密的に封止（シール）してなる。
以下、これを詳説する。
【００２４】
なお、本例の圧電アクチュエータ１においては、パイプ部２０側を先端側、ハウジング部３０側を後端側としている。
【００２５】
図１に示すごとく、圧電素子１０は、圧電材料よりなる圧電層１２と導電性を有する内部電極層１３とを交互に積層してなるセラミック積層体１１を有している。セラミック積層体１１は、断面樽形状を呈しており、相互に対面する一対の電極接合面１１８、１１９を形成してなる。
なお、セラミック積層体１１の断面形状としては、用途等によって円形、四角形、八角形等の様々な形状とすることもできる。
【００２６】
また、セラミック積層体１１の電極接合面１１８、１１９には、それぞれ外部電極１４が設けられている。各外部電極１４は、セラミック積層体１１の積層方向の一層おきの内部電極層１３と電気的に接続しており、かつ、一方の外部電極１４と電気的に接続している内部電極層１３は、他方の外部電極１４に対して電気的に絶縁した状態となっている。すなわち、本例のセラミック積層体１１は、いわゆる電極控え構造（部分電極構造）を有している。
また、外部電極１４の側面外周は、シリコーン樹脂よりなる絶縁樹脂１５でモールドされている。
【００２７】
本例の圧電層１２は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）よりなる圧電セラミックスで構成されている。また、内部電極層１３は、Ａｇ／Ｐｄ合金により構成されている。
また、外部電極１４は、Ａｇフィラーをエポキシ樹脂中に含有させた導電性接着剤に、金属板を加工したメッシュ状のエキスパンドメタルを埋設して構成されている。このエキスパンドメタルは、後述するターミナルリード４１に接合されており、電気的に接続している。
【００２８】
また、同図に示すごとく、セラミック積層体１１の先端面１１１には、アルミナよりなる伝達部材１８が接合されている。伝達部材１８は、圧電素子１０の駆動力をパイプ部２０の駆動板２２に伝達するための部材であり、圧電アクチュエータ１の使用時において、駆動板２２と当接するように構成されている。
また、セラミック積層体１１の後端面１１２には、アルミナよりなる略円柱形状のブロック部材１９が接合されている。
【００２９】
また、パイプ部２０は、有底円筒状を呈している。パイプ部２０は、円筒状を呈する胴部２３と底部をなす駆動板２２とにより構成されている。駆動板２２は、伝達部材１８から伝達された圧電素子１０の駆動力を外部へと伝達するための部材である。胴部２３と駆動板２２とは、レーザー溶接により接合されている。
また、胴部２３の先端側においては、軸方向に伸縮可能な伸縮部２１が伝達部材１８の外周に設けられている。伸縮部２１は、オーステナイト系ステンレスよりなる金属ベローズにより構成されている。
【００３０】
また、図１、図２に示すごとく、ハウジング部３０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）よりなり、円筒状を呈している。ハウジング部３０の内部には、一対のターミナルリード４１を収容するための収容孔３１が軸方向に貫通して設けられている。また、ハウジング部３０の先端部は、パイプ部２０の後端開口部２０２内に挿入されており、溶接により接合されている。また、ハウジング部３０の表面には、圧電アクチュエータ１を内蔵するインジェクタのインジェクタボディに当接する当接面３０３を有している。
【００３１】
また、ハウジング部３０は、収容孔３１において一対のターミナルリード４１を収容している。一対のターミナルリード４１は、収容孔３１を貫通するように、収容孔３１に挿通させて収容されている。また、ハウジング部３０は、後端開口部３０２において、一対のターミナルリード４１との間をシール部３２によりシールしてなる。シール部３２は、ソーダバリウムガラスよりなるシール材により構成されている。
【００３２】
また、ハウジング部３０の収容孔３１を貫通するように配設された一対のターミナルリード４１は、その先端部が圧電素子１０の外部電極１４に接合されており、その後端部が電力供給用ワイヤ４２に接合されている。すなわち、ターミナルリード４１は、圧電素子１０の外部電極１４と電力供給用ワイヤ４２との間を電気的に接続している。
【００３３】
次に、上記構成の圧電アクチュエータ１を製造する方法について説明する。
まず、圧電材料となるジルコン酸チタン酸鉛よりなるセラミックス原料粉末を準備し、溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤等を加えてスラリーを作製した。そして、ドクターブレード法により、上記スラリーをキャリアフィルム上に塗布し、一定厚みのグリーンシートを成形した。
なお、グリーンシートの成形方法としては、本例で用いたドクターブレード法以外にも、押出成形法やその他種々の方法を用いることができる。
【００３４】
次いで、図３に示すごとく、上記グリーンシート上において、内部電極層１３を形成する部分にペースト状のＡｇ／Ｐｄ合金よりなる電極材料１３０を塗布した。このとき、電極材料１３０を塗布しない控え部１３１も形成した。
そして、上記グリーンシートから所望の大きさのシート片１２０を切り出し、そのシート片１２０を積層し、中間積層体１１０を作製した。このとき、シート片１２０に形成された控え部１３１の位置が交互となるように、シート片１２０を積層した。
【００３５】
次いで、図４に示すごとく、得られた中間積層体１１０を脱脂した後、９００〜１０００℃で１〜５時間焼成を行った。これにより、圧電層１２と内部電極層１３とを交互に積層してなるセラミック積層体１１を得た。
そして、セラミック積層体１１の電極接合面１１８、１１９に導電性接着剤を塗布した後、塗布した導電性接着剤に一対のエキスパンドメタルを配置し、導電性接着剤を加熱硬化させた。これにより、セラミック積層体１１の電極接合面１１８、１１９に側面電極１４を形成した。
さらに、図示を省略したが、セラミック積層体１１の先端面１１１に伝達部材１８を接合し、後端面１１２にブロック部材１９を接合した。これにより、圧電素子１０を得た。
【００３６】
次いで、図５を参照のごとく、ハウジング部３０の後端開口部３０２に、予め作製しておいたシール部成形体３２０を配置した。シール部成形体３２０は、ソーダバリウムよりなるガラス粉末を所望の形状にプレス成形することにより作製したものである。シール部成形体３２０は、ハウジング部３０の収容孔３１の内径に合致した外径を有する円板状を呈しており、軸方向に貫通する挿通孔３２１が二つ形成されている。
そして、一対のターミナルリード４１を、ハウジング部３０の収容孔３１を貫通するように収容孔３１にまとめて挿通させた。このとき、二本のターミナルリード４１をシール部成形体３２０の二つの挿通孔３２１にそれぞれ一本ずつ通した。
【００３７】
次いで、同図を参照のごとく、シール部成形体３２０及び一対のターミナルリード４１を組み付けたハウジング部３０を電気炉に入れ、窒素雰囲気中において９００〜１０００℃で熱処理した。これにより、ハウジング部３０と一対のターミナルリード４１との間をシール部３２によりシールした。その後、ハウジング部３０を酸洗浄し、乾燥させた。
ここで、本例では、窒化処理に伴ってハウジング部３０の表面（特に当接面３０３）に形成された窒化層（図示略）を研削して除去した。
【００３８】
次いで、同図を参照のごとく、ハウジング部３０の収容孔３１に収容された一対のターミナルリード４１の先端部と圧電素子１０の一対の外部電極１４とを溶接により接合した。
そして、圧電素子１０の側面外周にシリコーン樹脂よりなる絶縁樹脂１５を塗布し、１８０℃、１時間の条件で加熱して硬化させた。これにより、圧電素子１０の外周面１００を絶縁樹脂によりモールドした。
【００３９】
次いで、図５に示すごとく、圧電素子１０及びハウジング部３０をパイプ部２０の後端開口部２０２から収納した。そして、パイプ部２０の後端開口部２０２内にハウジング部３０の先端部を挿入し、溶接により接合した。
そして、一対のターミナルリード４１の後端部と一対の電力供給用ワイヤ４２とを溶接により接合した。
以上により、図１の圧電アクチュエータ１を作製した。
【００４０】
次に、本例の圧電アクチュエータ１における作用効果について説明する。
本例の圧電アクチュエータ１は、パイプ部２０の後端側にハウジング部３０が軸方向に連結している。そして、ハウジング部３０は、その内部において一対のターミナルリード４１を挿通させると共にシール部３２により気密的に封止（シール）してなる。
すなわち、従来（図１４参照）のように、一対のターミナルリードを挿通させるための部材とシール部によってシールするための部材とを別体で構成するのではなく、これらをハウジング部３０一部材により構成している。そのため、パイプ部３０の後端側に連結される部分の軸方向長さを従来よりも短縮することができる。これにより、圧電アクチュエータ１の軸方向の小型化（全長短縮化）を実現することができる。
【００４１】
また、ハウジング部３０は、筒状を呈しており、その内部において一対のターミナルリード４１をまとめて挿通させると共にシール部３２によりシールしてなる。
すなわち、従来（図１４参照）のように、二つの孔を設けてターミナルリードを一本ずつ通し、それぞれの孔をシールするのではなく、ハウジング部３０の内部に設けられた一つの孔（収容孔３１）にターミナルリード４１を二本まとめて通し、その孔（収容孔３１）をシールしている。そのため、ハウジング部３０の外径を従来よりも小さくすることができる。これにより、圧電アクチュエータ１の径方向の小型化を実現することができる。
【００４２】
また、本例では、ハウジング部３０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）により構成されており、シール部３２は、シール材を窒素雰囲気中において処理することにより形成されている。そして、ハウジング部３０の当接面３０３は、シール部３２を形成する際に生じた窒化層を除去する加工を施してある。すなわち、ハウジング部３０の当接面３０３に形成された窒化層を削っておく。そのため、ハウジング部３０の表面が窒化層によって非常に硬くなり、インジェクタボディとの接触により磨耗し易くなることを抑制することができる。
【００４３】
このように、本例によれば、簡易な構造で小型化を実現することができる圧電アクチュエータ１を提供することができる。
また、これによって、圧電アクチュエータ１を内蔵するインジェクタ全体の小型化、軽量化を実現することができ、様々な構造（バリエーション）にも対応することができる。
【００４４】
なお、本例の圧電アクチュエータ１は、パイプ部２０の伸縮部２３として金属ベローズを用いたベローズ型の圧電アクチュエータであるが、パイプ部の伸縮部としてダイヤフラムを用いたダイヤフラム型の圧電アクチュエータとした場合であっても、本例と同様の作用効果が得られる。
【００４５】
（実施例２）
本例は、圧電アクチュエータにおけるハウジング部の構成を変更した例である
本例では、図６、図７に示すごとく、ハウジング部３０は、シール部３２よりも後方に延設された筒状の延設部３３を有する。ハウジング部３０は、延設部３３の内部においてターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合してなる。また、延設部３３は、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２との接合部４３に対向する位置に、内外に貫通する二つの開口孔３３１を有する。
その他は、実施例１と同様の構成である。
【００４６】
次に、本例の圧電アクチュエータ１の製造方法について説明する。
本例では、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合するに当たっては、まず、図８、図９に示すごとく、ハウジング部３０の後端開口部３０２から第１接合用電極７１を挿入し、一対のターミナルリード４１間に配置した。そして、ハウジング部３０の延設部３３の二つの開口孔３３１からそれぞれ第２接合用電極７２を径方向に挿入した。これにより、ターミナルリード４１及び電力供給用ワイヤ４２を第１接合用電極７１と第２接合用電極７２とにより挟持した。
【００４７】
次いで、同図に示すごとく、ターミナルリード４１及び電力供給用ワイヤ４２を介して、第１接合用電極７１と第２接合用電極７２との間に電流を流した。これにより、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合部４３において抵抗溶接により接合した。
その他は、実施例１と同様の製造方法である。
【００４８】
次に、本例の圧電アクチュエータ１における作用効果を説明する。
本例の圧電アクチュエータ１において、ハウジング部３０は、シール部３２よりも後方に延設された筒状の延設部３３を有し、延設部３３の内部においてターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合してなる。そのため、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２との接合部４３をハウジング部３０の内部に収容することができる。これにより、圧電アクチュエータ１をさらに軸方向に小型化することができる。
【００４９】
また、ハウジング部３０の延設部３３は、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２との接合部４３に対向する位置に、内外に貫通する開口孔３３１を有する。そのため、開口孔３３１を用いてターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合することができる。すなわち、本例のように、開口孔３３１から接合用電極（第２接合用電極７２）を差し込んで抵抗溶接により接合することができる。これにより、ハウジング部３０の内部において、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを容易に接合することができる。また、接合後には、開口孔３３１からターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２との接合状態を確認することができる（図７参照）。
【００５０】
また、本例の製造方法において、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合するに当たっては、両者をハウジング部３０の後端開口部３０２から挿入した第１接合用電極７１とハウジング部３０の延設部３３の開口孔３３１から挿入した第２接合用電極７２とにより挟持し、両者を介して両接合用電極７１、７２間に電流を流し、両者を抵抗溶接により接合する。
そのため、第１接合用電極７１と開口孔３３１から径方向に挿入した第２接合用電極７２とにより、ターミナルリード４１と電力供給用ワイヤ４２とを接合部４３において容易かつ確実に挟持することができる。そのため、ハウジング部３０の内部において、両者を抵抗溶接により精度良く接合することができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例３）
本例は、圧電アクチュエータにおけるハウジング部周辺の構成をさらに詳しく説明した例である
本例では、図１０に示すごとく、ハウジング部３０の後端側には、一対の電力供給用ワイヤ４２を収容するためのブッシュガイド部５０が連結されている。ブッシュガイド部５０の内部には、一対の電力供給用ワイヤ４２をそれぞれ１本ずつ収容するための二つの収容孔５１が設けられている。
【００５２】
そして、ブッシュガイド部５０は、二つの収容孔５１において、一対の電力供給用ワイヤ４２を収容している。一対の電力供給用ワイヤ４２は、収容孔５１に一本ずつ挿通させて収容されている。また、ブッシュガイド部５０は、その先端部がハウジング部３０内に挿入されている。
【００５３】
また、図１１、図１２に示すごとく、ハウジング部３０の内周面３００には、凹状のハウジング係合部３４が軸方向に設けられている。ハウジング係合部３４は、延設部３３の開口孔３３１の両側に一つずつ合計四つ設けられている。
また、ブッシュガイド部５０の外周面５００には、凸状のブッシュガイド係合部５４が軸方向に設けられている。ブッシュガイド係合部５４は、ハウジング部３０のハウジング係合部３４に対向する位置にそれぞれ一つずつ合計四つ設けられている。
そして、ハウジング係合部３４とブッシュガイド係合部５４とは、ハウジング部３０及びブッシュガイド部５０が周方向に移動しないように、互いに係合している。
【００５４】
また、同図に示すごとく、ブッシュガイド部５０の外周面５００には、凸状の突起部５５が軸方向に設けられている。突起部５５は、ハウジング部３０の開口孔３３１に対向する位置に二つずつ合計四つ設けられている。開口孔３３１に対向する位置にある二つの突起部５５は、ブッシュガイド部５０が軸方向及び周方向に移動しないように、その対向する開口孔３３１に係合している。
その他は、実施例２と同様の構成である。
【００５５】
次に、本例の圧電アクチュエータ１における作用効果を説明する。
本例の圧電アクチュエータ１において、一対の電力供給用ワイヤ４２は、ブッシュガイド部５０に収容されており、ブッシュガイド部５０は、その先端部がハウジング部３０内に挿入されている。すなわち、ブッシュガイド部５０の先端部をハウジング部３０内に挿入することにより、圧電アクチュエータ１をさらに軸方向に小型化することができる。
【００５６】
また、ハウジング部３０の内周面３００には、凹状のハウジング係合部３４が軸方向に設けられており、ブッシュガイド部５０の外周面５００には、凸状のブッシュガイド係合部５４が軸方向に設けられている。そして、ハウジング係合部３４とブッシュガイド係合部５４とは、互いに係合している。そのため、ハウジング部３０内に挿入されるブッシュガイド部５０の周方向の位置決めを、ハウジング係合部３４とブッシュガイド係合部５４とを係合させることによって容易に行うことができる。これにより、ブッシュガイド部５０を所望の位置に配設することができ、抜け、ガタ等を防止することができる。
【００５７】
また、ブッシュガイド部５０の外周面５００には、外方に突出する突起部５５が設けられている。そして、突起部５５は、ハウジング部３０の延設部３３の開口孔３３１に係合している。そのため、ハウジング部３０内に挿入されるブッシュガイド部５０の軸方向及び周方向の位置決めを、ブッシュガイド部５０の突起部５５をハウジング部３０の開口孔３３１に係合させることによって容易に行うことができる。これにより、ブッシュガイド部５０を所望の位置に配設することができ、抜け、ガタ等を防止することができる。
その他は、実施例２と同様の作用効果を有する。
【００５８】
なお、本例では、ハウジング部３０に凹状のハウジング係合部３４が設けられており、ブッシュガイド部５０に凸状のブッシュガイド係合部５４が設けられているが、これに代えて、ハウジング部３０に凸状のハウジング係合部３４を設け、ブッシュガイド部５０に凹状のブッシュガイド係合部５４を設けることもできる。
【００５９】
また、ハウジング係合部３４及びブッシュガイド係合部５４は、互いに係合し、ハウジング部３０及びブッシュガイド部５０の周方向位置を決めることができれば、その他の形状を採用することもできる。
また、ブッシュガイド部５０の突起部５５も、ハウジング部３０の開口孔３３１に係合し、ブッシュガイド部５０の位置を決めることができれば、その他の形状を採用することもできる。
【００６０】
（実施例４）
本例は、実施例１〜３の圧電アクチュエータ１をインジェクタ６に用いた例である。
本例のインジェクタ６は、図１３に示すごとく、ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムに適用したものである。
このインジェクタ６は、同図に示すごとく、駆動部としての圧電アクチュエータ１が収容される上部ハウジング６２と、その下端に固定され、内部に噴射ノズル部６４が形成される下部ハウジング６３を有している。
【００６１】
上部ハウジング６２は略円柱状で、中心軸に対し偏心する縦穴６２１内に、積層型圧電素子１が挿通固定されている。
縦穴６２１の側方には、高圧燃料通路６２２が平行に設けられ、その上端部は、上部ハウジング６２上側部に突出する燃料導入管６２３内を経て外部のコモンレール（図示略）に連通している。
【００６２】
上部ハウジング６２上側部には、また、ドレーン通路６２４に連通する燃料導出管６２５が突設し、燃料導出管６２５から流出する燃料は、燃料タンク（図示略）へ戻される。
ドレーン通路６２４は、縦穴６２１と駆動部となる圧電アクチュエータ１との間の隙間６０を経由し、さらに、この隙間６０から上下ハウジング６２、６３内を下方に延びる図示しない通路によって後述する３方弁６５１に連通してしる。
【００６３】
噴射ノズル部６４は、ピストンボデー６３１内を上下方向に摺動するノズルニードル６４１と、ノズルニードル６４１によって開閉されて燃料溜まり６４２から供給される高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射する噴孔６４３を備えている。燃料溜まり６４２は、ノズルニードル６４１の中間部周りに設けられ、上記高圧燃料通路６２２の下端部がここに開口している。ノズルニードル６４１は、燃料溜まり６４２から開弁方向の燃料圧を受けるとともに、上端面に面して設けた背圧室６４４から閉弁方向の燃料圧を受けており、背圧室６４４の圧力が降下すると、ノズルニードル６４１がリフトして、噴孔６４３が開放され、燃料噴射がなされる。
【００６４】
背圧室６４４の圧力は３方弁６５１によって増減される。３方弁６５１は、背圧室６４４と高圧燃料通路６２２、またはドレーン通路６２４と選択的に連通させる構成である。ここでは、高圧燃料通路６２２またはドレーン通路６２４へ連通するポートを開閉するボール状の弁体を有している。この弁体は、上記駆動部１により、その下方に配設される大径ピストン６５２、油圧室６５３、小径ピストン６５４を介して、駆動される。
【００６５】
そして、本例においては、上記構成のインジェクタ６における駆動源として、実施例１〜３の圧電アクチュエータ１を用いている。この圧電アクチュエータ１は、上記のごとく、簡易な構造で小型化を実現することができるものである。そのため、インジェクタ６全体の小型化、軽量化を実現することができる。また、インジェクタ６の様々な構造（バリエーション）に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１における、圧電アクチュエータの構造を示す説明図。
【図２】実施例１における、ハウジング部の構造を示す説明図。
【図３】実施例１における、シート片を積層する工程を示す説明図。
【図４】実施例１における、圧電素子を示す説明図。
【図５】実施例１における、圧電素子及びハウジングをパイプ部に収納する工程を示す説明図。
【図６】実施例２における、ハウジング部の構造を示す説明図。
【図７】図６をＡ方向から見た説明図。
【図８】実施例３における、ターミナルリードと電力供給用ワイヤとを接合する工程を示す説明図。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面を示す説明図。
【図１０】実施例３における、ハウジング部及びブッシュガイド部の構造を示す説明図。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面を示す説明図。
【図１２】図１０をＤ方向から見た説明図。
【図１３】実施例４における、インジェクタの構造を示す説明図。
【図１４】従来における、圧電アクチュエータの構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００６７】
１  圧電アクチュエータ
１０  圧電素子
１４  外部電極
２０  パイプ部
２１  伸縮部
３０  ハウジング部
３２  シール部
４１  ターミナルリード
４２  電力供給用ワイヤ
【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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