(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧の印加により変位を生ずる圧電体を駆動源として用いる圧電アクチュエータであって，
上記圧電体は，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にあり，
インジェクタの駆動源として用いるよう構成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，上記圧電体は，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造を有するＰＺＴ系酸化物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２において，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲が−４０〜２００℃であ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，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ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５】
請求項２〜４のいずれか１項において，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲が，使用する温度における負の抗電界から４ｋＶ／ｍｍの範囲であ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２において，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲が，−４０℃〜ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度であ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２又は６において，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ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８】
請求項２，６，７のいずれか１項において，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲が０〜４ｋＶ／ｍｍの範囲であることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
電圧の印加により変位を生ずる圧電体を駆動源として利用する圧電アクチュエータを駆動する方法であって，
該圧電アクチュエータは，インジェクタの駆動源として用いるよう構成してあり，
上記圧電体は，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にあるよう構成しておき，
上記圧電体を，上記最低温度以上，上記最低電界以上，上記最大圧縮応力以下という条件下において駆動させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１０】
請求項９において，上記圧電体は，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造を有するＰＺＴ系酸化物であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１１】
請求項１０において，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲が−４０〜２００℃であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項において，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲が，使用する温度における負の抗電界から４ｋＶ／ｍｍの範囲であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１４】
請求項１０において，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲が，−４０℃〜ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度の範囲であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１５】
請求項１０又は１４において，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【請求項１６】
請求項１０，１４，１５のいずれか１項において，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲が，０〜４ｋＶ／ｍｍの範囲であることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，高い電界，高い圧縮応力及び広い温度域において使用する圧電アクチュエータおよびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
圧電体を駆動源とした圧電アクチュエータは，正確な変位量を有するので，例えばインジェクタ等の液体噴射装置の弁体を駆動する駆動源などに利用することが検討されている。
従来の圧電体としては，例えば特開平９−５５５４９号公報に示されているように，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造をしたＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）系酸化物が知られている。
【０００３】
上記のような圧電体には，組成によって正方晶と菱面体晶とがあり，また，これらの結晶相境界（ＭＰＢ（モロフォトロピック・フェイズ・バウンダリー））も存在することがわかっている。ＭＰＢ上においては，誘電率，圧電歪定数等の圧電特性が最大となることも知られている。
【０００４】
そして，上記特開平９−５５５４９号公報には，低温では正方晶と菱面体晶の結晶相境界（ＭＰＢ）近傍で，これより高温では正方晶となるような材料を選定することにより，温度に対する変位や誘電率の温度依存性を小さくすることができるとの記載がある。これによれば，低電界，低圧縮応力下においては，温度特性を改善することができる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかし，近年のアクチュエータには，高い電界，高い圧縮応力及び広い温度域において，変位の変化が小さいことが求められており，上記従来技術のみでは，ニーズを満足することが出来ない。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，温度，電界，圧縮応力という使用条件の範囲が広い場合においても，変位の変化が小さい圧電アクチュエータ及びその駆動方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
第１の発明は，電圧の印加により変位を生ずる圧電体を駆動源として用いる圧電アクチュエータであって，
上記圧電体は，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にあり，
インジェクタの駆動源として用いるよう構成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）。
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータにおいては，上記特定の条件において特定の結晶構造を有する圧電体を駆動源として用いる。すなわち，圧電アクチュエータを使用する温度範囲における最低温度，使用する電界範囲における最低電界，使用する圧縮応力範囲における最大圧縮応力という，３つの特定の条件を備えた状態において，上記圧電体の結晶構造を規定する。
【０００９】
規定する圧電体の結晶構造としては，上記のごとく，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にある結晶構造とする。これにより，上記圧電アクチュエータは，その使用温度，電界，圧縮応力が変化しても，常に圧電体の結晶構造が菱面体晶へ変化することがなく，常に正方晶の状態が維持される。また，上記圧電体においては，正方晶の方が菱面体晶よりも信頼性に優れている。
【００１０】
そのため，上記圧電体は，圧電アクチュエータの温度，電界，圧縮応力という使用条件が変化しても，結晶構造が変化することがなく正方晶のままであり，比較的安定した特性を維持することができる。
また，本発明では，上記３つの特定の条件を備えた状態において，上記圧電体の結晶構造を正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）に近く，しかもＭＰＢよりも実質的に正方晶側にあるように設定する。これにより，使用条件が変化しても，比較的ＭＰＢに近い状態の正方晶が維持され，圧電体の特性を良好な状態に維持することができる。
【００１１】
したがって，本発明によれば，温度，電界，圧縮応力という使用条件の範囲が広い場合においても，変位の変化が小さい圧電アクチュエータを得ることができる。
【００１２】
次に，第２の発明は，電圧の印加により変位を生ずる圧電体を駆動源として利用する圧電アクチュエータを駆動する方法であって，
該圧電アクチュエータは，インジェクタの駆動源として用いるよう構成してあり，
上記圧電体は，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にあるよう構成しておき，
上記圧電体を，上記最低温度以上，上記最低電界以上，上記最大圧縮応力以下という条件下において駆動させることを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法にある（請求項９）。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータの駆動方法においては，上記のごとく，圧電アクチュエータを使用する際の３つの特定の条件を備えた状態において，上記特定の結晶構造を有する圧電体を使用する。そして，上記圧電体を，上記最低温度以上，上記最低電界以上，上記最大圧縮応力以下という条件下において駆動させることにより，圧電体は常に正方晶の結晶構造を維持することができる。
【００１４】
また，使用条件が変化しても，比較的ＭＰＢに近い状態の正方晶が維持され，圧電体の特性を良好な状態に維持することができる。そのため，この駆動方法によれば，温度，電界，圧縮応力という使用条件の範囲が広い場合においても，駆動する圧電体の変位の変化を小さくすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記第１の発明（請求項１）において，上記圧電体は，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造を有するＰＺＴ系酸化物であることが好ましい（請求項２）。
上記ＰＺＴ（ＰｂＺｒxＴｉyＯ3，ｘ＋ｙ＝１，ｘ＞０，ｙ＞０）系材料においては，ＭＰＢにて，誘電率その他の特性が最大の値を示すことが知られている。ＰＺＴ材料の結晶構造はＡＢＯ3型のペロブスカイト型構造をしており，Ａ，Ｂサイトの構成元素の種類及ぴ量，比率によりＭＰＢ近傍の材料とすることができるが，Ｂサイトを構成するＺｒとＴｉのモル比率（Ｚｒ／Ｔｉ比）を調整することが最も一般的である。
【００１６】
通常，ＭＰＢ近傍組成という場合，室温，低電界，無応力下で正方晶と菱面体晶とが共存する組成のことをいい，変位等のＺｒ／Ｔｉ比依存性をグラフ化した場合に，極大値となるＺｒ／Ｔｉ比のプラスマイナス１割以内を意味する。すなわち，変位等が極大値となるＺｒ／Ｔｉ比よりも，Ｚｒ／Ｔｉ比が小さい組成を実質的に正方晶側という。
室温，低電界，無応力下でＭＰＢ近傍となるように材料組成を決定しても，電界や圧縮応力によりＭＰＢ近傍となるＺｒ／Ｔｉ比が変化することが実験により見出された。
【００１７】
本発明では，上記のごとく，使用条件としての温度，電界，圧縮応力を全て考慮に入れ，ＰＺＴの材料組成を決定することで，使用環境条件内で，変位の変化が極めて小さい圧電体が得られ，それを用いた優れた圧電アクチュエータを得ることができる。
【００１８】
また，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲が−４０〜２００℃であることが好ましい（請求項３）。この温度範囲をカバーできれば，圧電アクチュエータの使用範囲を殆ど網羅することができる。−４０℃以上が一般的な圧電アクチュエータの使用温度である。一方，２００℃を超える場合には，ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度に近づいてしまい，変位が低下するという問題がある。
【００１９】
また，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることが好ましい（請求項４）。圧縮応力範囲の最大値は，一般的な使用においては４０ＭＰａで十分である。
【００２０】
また，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲は，使用する温度における負の抗電界から４ｋＶ／ｍｍの範囲であることが好ましい（請求項５）。
ここで，抗電界について簡単に説明すると，分極した圧電体に，分極時とは逆の方向に電界Ｅを印加すると，減極が生じる。そして，分極＝０となるときの負の電界Ｅを負の抗電界Ｅｃと呼ぶ。
【００２１】
そして，このようにして求められる負の抗電界を用いて圧電アクチュエータを使用する電界範囲を示すと，上記のごとく，使用する温度における負の抗電界から４ｋＶ／ｍｍの範囲であることが好ましい。電界範囲が使用する温度における負の抗電界よりも低い場合には，減極により圧電アクチュエータの変位が低下するという問題がある。一方，４ｋＶ／ｍｍを超える場合には，材料の歪みにより発生する応力が大きくなり，例えば一体焼成型圧電アクチュエータの場合には破壊に至る場合もある。
【００２２】
また，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲は，−４０℃〜ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度であることが好ましい（請求項６）。上記のごとく，使用する温度の下限値は−４０℃が一般的である。一方，キュリー温度を超える場合には結晶構造が立方晶となり，変位が激減するという問題がある。
【００２３】
また，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることが好ましい（請求項７）。圧縮応力範囲の最大値は，一般的な使用においては４０ＭＰａで十分である。
【００２４】
また，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲は，０〜４ｋＶ／ｍｍの範囲とすることもできる（請求項８）。この場合，電界範囲が０ｋＶ／ｍｍ以上の条件で使用することにより，減極されることがなくなり，また，駆動中に絶えず分極されるため，ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度付近まで使用することができる。一方，４ｋＶ／ｍｍを超える場合には，上記と同様に，材料の歪みにより発生する応力が大きくなり，例えば一体焼成型圧電アクチュエータの場合には破壊に至る場合もある。
【００２５】
また，上記第２の発明（請求項９）においても，上記圧電体は，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造を有するＰＺＴ系酸化物であることが好ましい（請求項１０）。
そして上記と同様の理由により，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲は，−４０〜２００℃であることが好ましい（請求項１１）。
【００２６】
また，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲は，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることが好ましい（請求項１２）。
また，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲は，上記と同様の理由により，使用する温度における負の抗電界から４ｋＶ／ｍｍの範囲であることが好ましい（請求項１３）。
【００２７】
また，上記圧電アクチュエータを使用する温度範囲は，上記と同様の理由により，−４０℃〜ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度であることが好ましい（請求項１４）。上記のごとく，使用する温度の下限値は−４０℃が一般的である。一方，キュリー温度を超える場合には結晶構造が立方晶となり，変位が激減するという問題がある。
【００２８】
また，上記圧電アクチュエータを使用する圧縮応力範囲が０より大きく４０ＭＰａ以下であることが好ましい（請求項１５）。
圧縮応力範囲の最大値は，一般的な使用においては４０ＭＰａで十分である。
【００２９】
また，上記圧電アクチュエータを使用する電界範囲が，０〜４ｋＶ／ｍｍの範囲とすることもできる（請求項１６）。この場合，電界範囲が０ｋＶ／ｍｍ以上の条件で使用することにより，減極されることがなくなり，また，駆動中に絶えず分極されるため，ＰＺＴ系酸化物のキュリー温度付近まで使用することができる。一方，４ｋＶ／ｍｍを超える場合には，上記と同様に，材料の歪みにより発生する応力が大きくなり，例えば一体焼成型圧電アクチュエータの場合には破壊に至る場合もある。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
本例では，上記圧電体としてＰＺＴ系のＡＢＯ3型ペロブスカイト化合物を用いた場合に，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にある状態となる組成を求めた。
【００３１】
まず，ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造のＰＺＴ結晶において，ＡサイトのＰｂ位置をＳｒ＝９ｍｏｌ％置換し，Ｂサイトの（Ｚｒ，Ｔｉ）位置を（Ｙ：１／２，Ｎｂ：１／２）＝１モル％置換し，Ｚｒ／Ｔｉ（モル比）を変更したＰＺＴを作製する。
【００３２】
Ｚｒ／Ｔｉ（モル比）は，４８／５２，４９／５１，５０／５０，５１／４９，５２／４８，５３／４７，５４／４６，５５／４５，５６／４４，５７／４３の１０種類とする。
そして，これらのペロブスカイト組成物にＭｎをＭｎ2Ｏ3換算で０．２ｗｔ％添加してなる材料となるように，原料粉末であるＰｂＯ，ＳｒＣＯ3，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｍｎ2Ｏ3を秤量した。そしてこれらの原料を湿式ボールミル等により混合した後，この混合物を７００〜９００℃で１〜５時間，仮焼成を行なった。
【００３３】
得られた仮焼成物をボールミル等で粉砕し，その後，水，ポリビニルアルコール等の粘着剤を加えてさらに混合し，スプレードライヤ等の装置により造粒した。得られた造粒粉を３００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で加圧成形した後，１０００〜１２００℃で０．５〜４時間，本焼成を行なって圧電体としての焼成体を得た。
【００３４】
得られた各焼成体を，直径１０ｍｍ，厚さ０．２ｍｍの円板に加工し，両端面に，周知の方法で銀等の導電性物質よりなる電極を形成した。
さらにこの円板に２０〜１５０℃の温度で２〜４ｋＶ／ｍｍの電圧を１０〜６０分間印加して分極処理を行なった。
【００３５】
その後，２４時間放置し，０〜４０ＭＰａの圧縮応力，０〜２００Ｖ（１ｋＶ／ｍｍ）のバイアス電圧，０〜２００℃の温度を印加した状態で静電容量を測定した。
ここで，静電容量はインピーダンスアナライザにより周波数１ｋＨｚ（ｓｉｎ波），振幅±１Ｖにて測定した。
測定結果を図１，図２に示す。
【００３６】
図１は，横軸に温度（℃），縦軸にＺｒ（ｍｏｌ％）をとり，圧縮応力は０ＭＰａ一定にしておき，各温度にて，３種類のバイアス電圧を印加した場合に静電容量が極大値となるＺｒのモル％をプロットしたものである。
図２は，横軸に温度（℃），縦軸にＺｒ（ｍｏｌ％）をとり，電圧は０Ｖ一定にしておき，各温度にて，３種類の圧縮応力を負荷した場合に静電容量が極大値となるＺｒのモル％をプロットしたものである。
【００３７】
図１より知られるごとく，バイアス電界を高くすると，ＭＰＢとなるＺｒ量は多い方にシフトする。
また，図２より知られるごとく，圧縮応力が高くなると，ＭＰＢとなるＺｒ量は少ない方にシフトすることがわかった。
【００３８】
また，図１，図２より知られるごとく，圧縮応力，バイアス電界の値に関わらず，温度が高くなると，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）となるＺｒ量は多い方にシフトすることがわかった。
以上のことから，使用条件下で常にＭＰＢより正方晶側（ＭＰＢよりもＺｒモル量が少ない領域）の結晶構造をとるためには，使用する最低温度，最低電圧，最大圧縮応力という条件下でＭＰＢ近傍となる組成にすれば良いことが分かる。
【００３９】
ここで，ＭＰＢよりも正方晶側が良い理由を簡単に説明する。
ＰＺＴ系酸化物よりなる圧電アクチュエータ（以下，適宜ＰＺＴアクチュエータという）を駆動する場合，自己発熱が問題となる。ＰＺＴアクチュエータが変位するのは，逆圧電効果と分域回転効果のためであり，自己発熱の原因となるのは後者である。この分域回転効果が出現し始める電界は上述した抗電界近傍であり，自己発熱抑制のためには，この抗電界がゼロから離れている程好ましい。ＰＺＴが圧電効果を発現するのは，その結晶構造が正方晶か菱面体晶のいずれかである場合であり，一般に正方晶は菱面体晶の約２倍のＥｃを示す。そのため，ＰＺＴの結晶構造としては，常に菱面体晶であるよりも常に正方晶である方が望ましいのである。
【００４０】
（実施例２）
本例では，使用温度が−４０〜２００℃の範囲，圧縮応力範囲が０〜４０ＭＰａの範囲，電界範囲が使用最低温度における０〜４ｋＶ／ｍｍの範囲であることを想定し，これに最適な圧電アクチュエータを作製した。
すなわち，本例の圧電アクチュエータ１は，図３に示すごとく，電圧の印加により変位を生ずる圧電体１１を駆動源として用いる圧電アクチュエータである。上記圧電体１１は，使用する際の最低温度，最低電界，最大圧縮応力という条件下において，結晶構造が，正方晶と菱面体晶との結晶相境界（ＭＰＢ）よりも実質的に正方晶側にある。
【００４１】
上記圧電体１１としては，使用最低温度−４０℃で，使用最低のパイアス電界０ｋＶ／ｍｍを，最大圧縮応力４０ＭＰａ下で印加した状態でＭＰＢ近傍となる組成のＰＺＴを作製して適用した。
上記ＰＺＴは，ＡサイトのＰｂ位置をＳｒ＝９ｍｏｌ％置換し，Ｂサイトの（Ｚｒ，Ｔｉ）位置を（Ｙ：１／２，Ｎｂ：１／２）＝１モル％置換し，Ｚｒ／Ｔｉ（モル比）＝５３／４７としたものである。そして，さらに，これらのペロブスカイト組成物にＭｎをＭｎ2Ｏ3換算で０．２ｗｔ％添加した。
【００４２】
この組成のＰＺＴを，実施例１と同様の工程により，直径１０ｍｍ，厚さ０．２ｍｍの板状に加工した。
そして，図３に示すごとく，このＰＺＴよりなる圧電体１１と，内部電極層２１，２２とを交互に積層してなるセラミック積層体１０と，その側面に配設された側面電極３および外部電極４とよりなる圧電アクチュエータ１を作製した。具体的な作製方法は種々の方法を取ることができる。そして，本例では，圧電体１１の形状が樽形形状となる構造を採用した。これを試料Ｅ２とする。
【００４３】
本例では，比較のために，温度２０℃，低電界，無応力下でＭＰＢ近傍となる組成のＰＺＴ及びこれを用いて上記と同様に組み上げた積層型の圧電アクチュエータを準備した（試料Ｃ１とする）。試料Ｃ１におけるＰＺＴの具体的組成は，Ｐｂの位置をＳｒ＝９ｍｏ１％置換し，Ｂサイトの（Ｚｒ，Ｔｉ）位置を（Ｙ：１／２，Ｎｂ１／２）＝１モル％置換し，Ｚｒ／Ｔｉ（モル比）＝５１．５／４８．５とし，さらに，これらのペロブスカイト組成物にＭｎをＭｎ2Ｏ3換算で０．２ｗｔ％添加下ものである。
【００４４】
次に，本例では，上記試料Ｅ２，試料Ｃ１について，−４０℃〜１６５℃の温度値囲，圧縮応力：４０ＭＰａ，電界：０〜２ｋＶ／ｍｍ，周波数：０．１Ｈｚにおける変位を測定した。
その結果を図４に示す。同図は，横軸に温度（℃），縦軸に変位（μｍ）を取ったものである。
【００４５】
同図より知られるごとく，本発明の実施例である試料Ｅ２は，比較例である試料Ｃ１の場合に比べて，温度変化があっても変位の変化が少なく，温度特性が平坦化して良好となることがわかった。
【００４６】
（実施例３）
本例は，実施例２における圧電アクチュエータ１を適用可能なインジェクタについて説明する。
本例で示すインジェクタ５は，図５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５は，同図に示すごとく，駆動部としての上記圧電アクチュエータ１が収容される上部ハウジング５２と，その下端に固定され，内部に噴射ノズル部５４が形成される下部ハウジング５３を有している。
【００４７】
上部ハウジング５２は略円柱状で，中心軸に対し偏心する縦穴５２１内に，圧電アクチュエータ１が挿通固定されている。
縦穴５２１の側方には，高圧燃料通路５２２が平行に設けられ，その上端部は，上部ハウジング５２上側部に突出する燃料導入管５２３内を経て外部のコモンレール（図略）に連通している。
【００４８】
上部ハウジング５２上側部には，また，ドレーン通路５２４に連通する燃料導出管５２５が突設し，燃料導出管５２５から流出する燃料は，燃料タンク（図略）へ戻される。
ドレーン通路５２４は，縦穴５２１と圧電アクチュエータ１との間の隙間５０を経由し，さらに，この隙間５０から上下ハウジング５２，５３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５５１に連通してしる。
【００４９】
噴射ノズル部５４は，ピストンボデー５３１内を上下方向に摺動するノズルニードル５４１と，ノズルニードル５４１によって開閉されて燃料溜まり５４２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５４３を備えている。燃料溜まり５４２は，ノズルニードル５４１の中間部周りに設けられ，上記高圧燃料通路５２２の下端部がここに開口している。ノズルニードル５４１は，燃料溜まり５４２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５４４から閉弁方向の燃料圧を受けており，背圧室５４４の圧力が降下すると，ノズルニードル５４１がリフトして，噴孔５４３が開放され，燃料噴射がなされる。
【００５０】
背圧室５４４の圧力は３方弁５５１によって増減される。３方弁５５１は，背圧室５４４と高圧燃料通路５２２，またはドレーン通路５２４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５２２またはドレーン通路５２４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５５２，油圧室５５３，小径ピストン５５４を介して，駆動される。
【００５１】
このような構造のインジェクタ５は，ディーゼルエンジンを備えた自動車等に配設され，広い温度域において使用される。また，このインジェクタ５における圧電アクチュエータ１の変位精度はディーゼルエンジンの性能に大きく影響するので，どの温度域においても正確であることが望まれている。
これに対し，上記実施例２の圧電アクチュエータ１は，インジェクタ用として最適であり，優れた特性を発揮し，インジェクタ５の性能向上に大きく貢献することができる。
【００５２】
なお，実施例２，３においては，断面が樽形の圧電アクチュエータを示したが，図６に示すごとく，断面形状を八角形とすることももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，温度とバイアス電圧を変化させた場合のＭＰＢにおけるＺｒ量を示す説明図。
【図２】実施例１における，温度と圧縮応力を変化させた場合のＭＰＢにおけるＺｒ量を示す説明図。
【図３】実施例２における，圧電アクチュエータの構造を示す説明図。
【図４】実施例２における，温度に対する変位の変化を示す説明図。
【図５】実施例３における，インジェクタの構造を示す説明図。
【図６】実施例２，３における圧電アクチュエータの形状を変更した例を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．圧電アクチュエータ，
１１．．．圧電体，
２１，２２．．．内部電極層，
３．．．側面電極，
【図１】
0003879591.tif 000002
【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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