層疊型壓電元件及具備該層疊型壓電元件的壓電致動器、噴射裝置以及燃料噴射系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠抑制在壓電體層與內部電極層之間的界面、內部電極層處產生的微小裂縫的延伸的層疊型壓電元件及具備該層疊型壓電元件的壓電致動器、噴射裝置以及燃料噴射系統。本發明的層疊型壓電元件(1)包括：層疊壓電體層(2)及內部電極層(3)而成的層疊體(4)；以及設于層疊體(4)的側面且經由導電性接合件(5)與內部電極層(3)電連接的外部電極(6)，在外部電極(6)上具有朝向層疊體(4)突出的突起(61)。
【專利說明】層疊型壓電元件及具備該層疊型壓電元件的壓電致動器、噴射裝置以及燃料噴射系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及例如作為壓電驅動元件(壓電致動器)、壓力傳感器元件及壓電電路元件等而使用的層疊型壓電元件及具備該層疊型壓電元件的壓電致動器、噴射裝置以及燃料噴射系統。
【背景技術】
[0002]作為層疊型壓電元件，已知有如下所述的結構，其包括:層疊有壓電體層及內部電極層的層疊體；設于該層疊體的側面且經由導電性接合件與內部電極層電連接的外部電極(參照專利文獻I)。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2005-223014號公報
[0006]發明要解決的課題
[0007]根據層疊型壓電元件的驅動時的伸縮，在壓電體層與內部電極層之間的界面、內部電極層上產生的微小裂縫貫穿導電性接合件而在與外部電極之間的界面上延伸，存在外部電極與導電性接合件之間的電接合無法保持、耐老化性變差這樣的問題。
【發明內容】
[0008]本發明是鑒于上述的問題點而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制在壓電體層與內部電極層之間的界面、內部電極層上產生的微小裂縫的延伸的層疊型壓電元件及具備該層疊型壓電元件的壓電致動器、噴射裝置以及燃料噴射系統。
[0009]解決方案
[0010]本發明的層疊型壓電元件的特征在于，所述層疊型壓電元件包括:層疊壓電體層及內部電極層而成的層疊體；以及設于該層疊體的側面且經由導電性接合件與所述內部電極層電連接的外部電極，在所述外部電極上具有朝向所述層疊體突出的突起。
[0011]另外，本發明提供一種壓電致動器，其特征在于，所述壓電致動器具備:層疊型壓電元件；以及在內部收容該層疊型壓電元件的殼體。
[0012]另外，本發明提供一種噴射裝置，其特征在于，所述噴射裝置具備:具有噴射孔的容器；以及層疊型壓電元件，積蓄于所述容器內的流體在所述層疊型壓電元件的驅動下從所述噴射孔排出。
[0013]另外，本發明提供一種燃料噴射系統，其特征在于，所述燃料噴射系統具備:積蓄高壓燃料的共軌；噴射在該共軌處積蓄的所述高壓燃料的噴射裝置；向所述共軌供給所述高壓燃料的壓力泵；以及向所述噴射裝置給予驅動信號的噴射控制單元。
[0014]發明效果
[0015]根據本發明的層疊型壓電元件，通過在外部電極上具有朝向層疊體突出的突起，從壓電體層與內部電極層之間的界面、內部電極層貫穿導電性接合件向與外部電極之間的界面延伸的裂縫被突起止住，并且利用突起始終確保外部電極與導電性接合件之間導通，因此電接合得以保持且耐老化性提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1中，(a)是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的一例的概要立體圖，(b)是沿著(a)所示的A-A線剖開的剖面的局部放大圖。
[0017]圖2是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的另一例的局部放大立體圖。
[0018]圖3中，(a)是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的一例的概要立體圖，(b)是沿著(a)所示的B-B線剖開的剖面的局部放大圖。
[0019]圖4中，(a)是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的另一例的局部放大立體圖，(b)是從層疊體側觀察(a)所示的外部電極的說明圖。
[0020]圖5中，(a)是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的另一例的局部放大立體圖，(b)是(a)所示的外部電極的概要立體圖。
[0021]圖6是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的另一例的局部放大剖視圖。
[0022]圖7是示出本發明的壓電致動器的實施方式的一例的概要剖視圖
[0023]圖8是示出本發明的噴射裝置的實施方式的一例的概要剖視圖。
[0024]圖9是示出本發明的燃料噴射系統的實施方式的一例的概要圖。
【具體實施方式】
[0025]參照附圖對本發明的層疊型壓電元件的實施方式的例子進行詳細說明。
[0026]圖1(a)是示出本發明的層疊型壓電元件的實施方式的一例的概要立體圖，(b)是沿著(a)所示的A-A線剖開的剖面的局部放大圖。圖1所示的層疊型壓電元件I的特征在于，包括:層疊有壓電體層2及內部電極層3的層疊體4 ;以及設于層疊體4的側面且經由導電性接合件5與內部電極層3電連接的外部電極6,在外部電極6上具有朝向層疊體4突出的突起61。
[0027]構成層疊型壓電元件I的層疊體4通過層疊壓電體層2及內部電極層3而成，具有例如壓電體層2及內部電極層3交替層疊有多個而成的活性部和由設置在活性部的層疊方向兩端的壓電體層2構成的非活性部,例如形成為縱0.5?10mm、橫0.5?10mm、高度I?10mm的長方體狀。
[0028]構成層疊體4的壓電體層2由具有壓電特性的陶瓷形成，作為上述的陶瓷，例如能夠使用由鋯鈦酸鉛(PbZrO3-PbT13)構成的鈣鈦礦型氧化物、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)等。該壓電體層2的厚度為例如3?250 μ m。
[0029]構成層疊體4的內部電極層3與形成壓電體層2的陶瓷同時燒制而形成，并與壓電體層2交替層疊而從上下夾持壓電體層2，通過配置正極及負極，向其之間所夾持的壓電體層2施加驅動電壓。作為其形成材料，能夠使用例如以與壓電陶瓷反應的反應性低的銀-鈀合金為主要成分的導體、或包含銅、鉬等在內的導體。在圖1所示的例子中，正極及負極(或接地極)分別向層疊體的對置的一對側面相互不同地導出，并經由導電性接合件5與外部電極6電連接。該內部電極層3的厚度為例如0.1?5μπι。
[0030]在層疊體4的側面以與內部電極層3電連接的方式隔著導電性接合件5設有外部電極6。
[0031 ] 作為在此使用的導電性接合件5，例如優選由導電性粘合劑形成，該導電粘合劑由包含Ag粉末、Cu粉末等導電性良好的金屬粉末在內的環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂構成。導電性接合件5形成為例如5?500 μ m的厚度。
[0032]另外，外部電極6是由銅、鐵、不銹鋼、磷青銅等金屬構成的板狀體，形成為例如長度20?80mm、寬度0.5?10mm、厚度0.01?1.0mm。作為外部電極6,除了圖1所不那樣的單純的平板狀的構件以外，作為緩和因層疊體4的伸縮產生的應力的效果較高的形狀，舉出例如加工為在寬度方向上出現狹縫的形狀、網眼狀的金屬板等。在圖3所示的例子中，在寬度方向上出現狹縫62且在狹縫62間設有沿著寬度方向延伸的形狀的孔63。此外，夕卜部電極6也可以是比上述的長度長且從層疊體4的端面延伸突出那樣的長度。
[0033]需要說明的是，如圖1及圖2所示，外部電極6可以經由導電性接合件5直接接合于層疊體4的沿著層疊方向的側面，如圖3所示，也可以是在層疊體4的側面設有與內部電極層3電連接的導體層7的情況下，外部電極6經由導電性接合件5與導體層7的表面接入口 ο
[0034]在圖3所示的情況下，設于層疊體4的側面且與內部電極層3電連接的一對導體層7通過例如涂敷由銀和玻璃構成的糊并燒結而形成，與層疊體4的側面接合，并與向層疊體4的對置的側面彼此不同地導出的內部電極層3分別電連接。該導體層7的厚度為例如5 ?500 μ m0
[0035]而且，外部電極6具有朝向層疊體4突出的突起61。
[0036]根據該結構，在層疊型壓電元件I驅動時，在層疊體4的內部產生的微小裂縫在將要貫穿導電性接合件5而延伸至與外部電極6之間的界面時，被位于其路線的中途的突起61阻止，因此能夠抑制裂縫的延伸。另外，通過突起61始終確保外部電極6與導電性接合件5之間導通。因而，與外部電極6之間的電接合得以確保，耐老化性提高。
[0037]需要說明的是，突起61的突出量(長度)為至少0.0lmm即可，相對于導電性接合件5的厚度為10%以上的突出量即可。另外，作為突起61的形狀，可以舉出:剖面形狀朝向前端變細的形狀(例如剖面呈V字狀等)；相反地、剖面形狀朝向前端變粗的形狀；錨形狀(例如剖面呈L字狀等)等，對于咬入后述的導體層7這點而言，剖面形狀優選為朝向前端變細的形狀(例如剖面呈V字狀等)，對于錨效果這點而言，還能夠優選采用相反地剖面形狀朝向前端變粗的形狀、錨形狀(例如剖面呈L字狀等)等。
[0038]在此，如圖2所示，優選突起61沿著與層疊方向垂直的外部電極6的寬度方向延伸。在此，沿著寬度方向延伸是指，成為在寬度方向上細長的形狀。根據該結構，遮擋層疊方向的裂縫的延伸的區域沿著寬度方向延伸，能夠更有效地抑制層疊方向的裂縫的延伸。另夕卜，能夠進一步增大始終確保導通的區域。
[0039]另外，如圖4所示，優選的是，外部電極6具有從寬度方向的兩端朝向中央部交替設置的多條狹縫62及沿著寬度方向延伸的多個孔63的至少一方，在狹縫62或孔63的周緣具有突起。
[0040]根據該結構，能夠進一步抑制朝向狹縫62或孔63貫穿導電性接合件5的裂縫將要沿著層疊方向延伸。
[0041]尤其是如圖4所示，優選突起61從狹縫62或孔63中的外部電極6的寬度方向的端部連續至端部。例如，能夠應用于狹縫62及孔63從正面(與側面垂直的方向)觀察呈矩形的情況等。根據該結構，能夠完全遮擋朝向狹縫62或孔63貫穿導電性接合件5的裂縫將要沿著層疊方向延伸。
[0042]另外，如圖5(b)所示，優選突起61在寬度方向的端部處突出的長度比在寬度方向的中央部處突出的長度長，根據該結構，以較長突出的突起61為起點而相對于驅動時的層疊體4的伸縮的隨著性提高，由此能夠保持外部電極6與導電性接合件5之間的接合強度。
[0043]另外，如圖5(a)所示，在層疊體4的側面設有與內部電極層3電連接的導體層7的情況下，即在層疊體的側面4與導電性接合件5之間設有導體層7的情況下，優選突起61在寬度方向的端部處咬入導體層7。通過使突起61穿透導電性接合件5而咬入至導體層7，隨著驅動時的層疊體4的伸縮，導體層7與外部電極6同時移動，由此電接合的可靠性進一步提聞。
[0044]寬度方向的端部處的突起61的突出量(長度)為至少0.05mm即可，對穿透導電性接合件5而突出至導體層7的厚度的80%的位置為止是有效的。
[0045]另外，并不限于寬度方向的端部，在其他部位處，突起61也可以穿透導電性接合件5而咬入至導體層7。例如，在寬度方向的中央部處，突起61也可以穿透導電性接合件5而咬入至導體層7。另外，突起61可以在寬度方向的整個區域內咬入導體層，由此，能夠進一步提高電接合的可靠性。
[0046]此外，即便在從寬度方向的端部到端部不連續的突起61的情況下，突起61咬入至導體層7即可，由此，外部電極6與導體層7之間的電接合得以確保，耐老化性提高。
[0047]另外，如圖6所示，導電性接合件5是通過將金屬顆粒51分散到樹脂5之中而成的，優選突起61的至少表面的金屬成分包含于金屬顆粒51。例如,通過電鍍而在突起61的表面設有由銀構成的厚度為I?15 μ m的被膜，作為金屬顆粒51舉出含有銀成分為50?90%的結構。
[0048]需要說明的是，除了銀以外，也同樣能夠使用金、銅、鎳等。
[0049]通過使與位于突起61的至少表面的金屬成分相同的金屬成分包含于金屬顆粒51，能夠減小因熱膨脹引起的突起61的表面與金屬顆粒51之間的偏差，并且能夠提高外部電極6與導電性接合件5之間的接合強度。
[0050]接下來，對本實施方式的層疊型壓電元件I的制造方法進行說明。
[0051]首先，制作成為壓電體層2的陶瓷印刷電路基板。具體來說，將壓電陶瓷的臨時燒結粉末、由丙烯酸類、丁縮醛系等有機高分子構成的粘合劑、可塑劑混合而制作陶瓷漿料。然后，通過使用刮片法、砑光輥法等帶成形法，使用該陶瓷漿料而制作陶瓷印刷電路基板。作為壓電陶瓷，只要是具有壓電特性的材料即可，例如，能夠使用由鋯鈦酸鉛(PbZrO3-PbT13)構成的鈣鈦礦型氧化物等。另外，作為可塑劑，能夠使用鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)等。
[0052]接下來，制作成為內部電極層3的導電性糊。具體來說，通過向銀-鈀合金的金屬粉末添加粘合劑及可塑劑并混合而制作導電性糊。使用絲網印刷法而以內部電極層3的圖案將該導電性糊涂敷于上述的陶瓷印刷電路基板上。此外，層疊多張印刷有該導電性糊的陶瓷印刷電路基板，在以規定的溫度進行了脫粘合劑處理之后，以900?1200°C的溫度進行燒制，使用平面磨削盤等而實施磨削處理，以便成為規定的形狀，由此制作具備交替層疊的壓電體層2及內部電極層3的層疊體4。
[0053]需要說明的是，層疊體4并不限于通過上述的制造方法來制作，只要能夠制作層疊多個壓電體層2與內部電極層3而成的層疊體4，也可以通過任何制造方法來制作。
[0054]之后，根據需要，混合以銀為主要成分的導電性顆粒和玻璃，通過絲網印刷法等將添加粘合劑、可塑劑及溶劑而制作的含銀玻璃導電性糊以導體層的圖案印刷于層疊體的側面，之后進行干燥，之后以650?750°C的溫度進行燒結處理，從而形成導體層7。
[0055]接下來，經由導電性接合件5將外部電極6與層疊體4的側面接合。需要說明的是，在導體層7形成于層疊體4的側面的情況下，在導體層7的表面接合外部電極6。
[0056]導電性接合件5使用由包含Ag粉末、Cu粉末等導電性良好的金屬粉末在內的環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂構成的粘合劑、焊劑等，能夠通過絲網印刷、分配方式來控制并形成為規定的厚度、寬度。
[0057]外部電極6由銅、鐵、不銹鋼、磷青銅等的金屬平板構成，例如，能夠使用具有與突起61對應的形狀的模具，在利用模具形成穿孔后或在形成穿孔的同時在金屬平板形成突起。另外，例如由加工為期望形狀的陰陽一對的模具進行穿孔而形成，此時通過調整一對模具的間隙，還能夠在規定位置形成突起61。此外，也可以是利用模具暫時穿孔之后的基于銼削加工的形成、基于焊接的形成。
[0058]之后，向分別與一對層疊體的側面4 ( 一對導體層7的表面)連接的外部電極6施加0.1?3kV/mm的直流電場，對構成層疊體4的壓電體層2進行極化，由此層疊型壓電元件I完成。該層疊型壓電元件I通過經由外部電極6將導體層7與外部的電源連接，并向壓電體層2施加電壓，由此能夠通過逆壓電效果使各壓電體層2較大地位移。由此，例如能夠作為向發動機噴射供給燃料的汽車用燃料噴射閥而發揮功能。
[0059]接下來，對本發明的壓電致動器的實施方式的例子進行說明。圖7是示出本發明的壓電致動器的實施方式的一例的概要剖視圖。
[0060]如圖7所示，本例的壓電致動器11通過將層疊型壓電元件I收容于殼體13而成。
[0061]具體來說，殼體13由上端堵塞且下端開口的殼體主體15和以堵塞殼體主體15的開口的方式安裝于殼體主體15的蓋構件17構成，以使層疊型壓電元件I的兩端面分別與殼體13的上端內壁及下端內壁抵接的方式，將層疊型壓電元件I與例如非活性氣體一并封入收容于殼體13的內部。
[0062]殼體主體15及蓋構件17由SUS304、SUS316L等金屬材料形成。殼體主體15為上端堵塞且下端開口的筒狀體，且能夠在層疊體7的層疊方向上伸縮地成為例如波紋管(蛇腹)形狀。另外，蓋構件17以堵塞殼體主體15的開口的方式形成為例如板狀。在蓋構件17上形成有兩個能夠供外部導線構件8插入的貫通孔，使外部導線構件8穿過貫通孔而使外部電極6與外部電導通。而且，向貫通孔的間隙填充軟質玻璃等，固定該外部導線構件8，并且防止外部空氣的侵入。
[0063]根據本例的壓電致動器11，能夠長期穩定地驅動。
[0064]接下來，對本發明的噴射裝置的實施方式的例子進行說明。圖8是示出本發明的噴射裝置的實施方式的一例的概要剖視圖。
[0065]如圖8所示，本例的噴射裝置19將上述例子的層疊型壓電元件I收納于在一端具有噴射孔21的收納容器(容器)23的內部。
[0066]在收納容器23內配置有能夠對噴射孔21進行開閉的針閥25。將流體通路27以根據針閥25的動作而能夠與噴射孔21連通的方式進行配置。該流體通路27與外部的流體供給源連結，且始終以高壓向流體通路27供給流體。因此，當針閥25打開噴射孔21時，向流體通路27供給的流體從噴射孔21向外部或鄰接的容器、例如內燃機的燃料室(未圖示)排出。
[0067]針閥25的上端部的內徑變大，成為能夠與形成于收納容器23的工作缸29滑動的活塞31。而且，在收納容器23內，上述例子的層疊型壓電元件I與活塞31相接地被收納。
[0068]在上述的噴射裝置19中，當層疊型壓電元件I被施加電壓而伸長時，活塞31被按壓，針閥25關閉與噴射孔21連通的流體通路27，流體的供給停止。另外，當停止電壓的施加時，層疊型壓電元件I收縮，盤形彈簧33將活塞31推回去，流體通路27打開而使噴射孔21與流體通路27連通，從噴射孔21進行流體的噴射。
[0069]需要說明的是，也可以是通過向層疊型壓電元件I施加電壓而打開流體通路27，通過停止電壓的施加而關閉流體通路27。
[0070]另外，本例的噴射裝置19也可以構成為:包括具有噴射孔21的容器23以及上述例子的層疊型壓電元件1，在層疊型壓電元件I的驅動下使填充于容器23內的流體從噴射孔21排出。即，層疊型壓電元件I不一定需要位于容器23的內部，只要在層疊型壓電元件I的驅動下向容器23的內部施加用于控制流體的噴射的壓力即可。需要說明的是，在本例的噴射裝置19中，作為流體，除燃料、墨水等以外，還包含導電性糊等各種液體及氣體。通過使用本例的噴射裝置19，能夠長期地穩定控制流體的流量及噴出時機。
[0071]若將采用了上述例子的層疊型壓電元件I的本例的噴射裝置19應用于內燃機，與現有的噴射裝置相比，能夠在更長期間內向發動機等內燃機的燃燒室高精度地噴射燃料。
[0072]接下來，對本發明的燃料噴射系統的實施方式的例子進行說明。圖9是示出本發明的燃料噴射系統的實施方式的一例的概要圖。
[0073]如圖9所示，本例的燃料噴射系統35具備:積蓄作為高壓流體的高壓燃料的共軌37 ;噴射積蓄于該共軌37的高壓流體的多個上述的例子的噴射裝置19 ;向共軌37供給高壓流體的壓力泵39 ;向噴射裝置19給予驅動信號的噴射控制單元41。
[0074]噴射控制單元41基于外部信息或來自外部的信號而控制高壓流體的噴射的量及時機。例如，若是在發動機的燃料噴射中使用本例的燃料噴射系統35的情況，則能夠利用傳感器等感知發動機的燃燒室內的狀況并且控制燃料噴射的量及時機。壓力泵39實現以高壓將流體燃料從燃料箱43向共軌37供給的作用。例如在發動機的燃料噴射系統35的情況下，以1000?2000氣壓(約1lMPa?約203MPa)、優選為1500?1700氣壓(約152MPa?約172MPa)的高壓向共軌37送入流體燃料。在共軌37中，積蓄從壓力泵39送來的高壓燃料，并適當地送入噴射裝置19。噴射裝置19以上述方式將一定的流體從噴射孔21向外部或鄰接的容器噴射。例如，在噴射供給燃料的對象為發動機的情況下，將高壓燃料從噴射孔21呈霧狀向發動機的燃燒室內噴射。
[0075]根據本例的燃料噴射系統35，能夠長期穩定地進行高壓燃料的期望噴射。
[0076]需要說明的是，本發明并不限于上述的實施方式的例子，當然能夠在不脫離本發明的主旨的范圍內進行各種變更。例如，在上述的例子中，層疊型壓電元件I中的外部電極6在層疊體4的對置的兩個側面各形成有一個，可以將兩個外部電極6形成于層疊體4的相鄰的側面，也可以形成于層疊體4的相同的側面。另外，層疊體4的與層疊方向正交的方向上的剖面的形狀除了作為上述實施方式的例子的四邊形以外，也可以是六邊形、八邊形等多邊形、圓形狀或者組合直線與圓弧的形狀。
[0077]實施例
[0078]以下，準備本例的層疊型壓電元件與比較例的層疊型壓電元件而進行實驗。
[0079]具備本例的層疊型壓電元件的壓電致動器以如下方式制作。首先，制作將以平均粒徑為0.4μ m的鋯鈦酸鉛(PbZrO3-PbT13)為主要成分的壓電陶瓷的臨時燒結粉末、粘合劑及可塑劑混合而成的陶瓷漿料。使用該陶瓷漿料而利用刮片法來制作成為厚度50 μ m的壓電體層的陶瓷印刷電路基板。
[0080]接下來，向銀-鈀合金添加粘合劑而制作成為內部電極層的導電性糊。
[0081]接下來，利用絲網印刷法向陶瓷印刷電路基板的單面印刷成為內部電極層的導電性糊，并將200張印刷有導電性糊的陶瓷印刷電路基板層疊起來。另外，以200張印刷有成為內部電極層的導電性糊的陶瓷印刷電路基板為中心，在其上下層疊有合計15張未印刷成為內部電極層的導電性糊的陶瓷印刷電路基板。
[0082]然后，以980?1100°C燒制，使用平面磨削盤而磨削為5mm見方的形狀而獲得層疊體。接下來，利用絲網印刷法向層疊體的沿著層疊方向的側面的導體層的形成部印刷向銀和玻璃混合粘合劑而成的導電性糊，并以700°C進行燒結處理，從而形成有導體層。
[0083]接下來，利用分配器將Ag粉末與聚酰亞胺樹脂設為混合糊狀而成的導電性接合件涂敷在導體層的表面，并將外部電極載置于層疊體的表面上而使導電性接合件固化，由此進行固定。
[0084]在此，本例的外部電極是在對寬度為1.5mm且厚度為0.1mm的磷青銅的平板實施了厚度為I?15ym的鍍銀之后，利用在寬度方向上設有多個矩形的狹縫的陰陽一對模具進行穿孔而形成的。然后，通過調整穿孔模具的間隙，在狹縫的周緣部、即與寬度方向平行的端部到端部,設為形成有高度0.0lmm的連續突起的外部電極。
[0085]與此相對，作為比較例的外部電極，對寬度為1.5mm且厚度為0.1mm的磷青銅的平板實施厚度為I?15 μ m的鍍銀。
[0086]在經由通過焊接與外部電極接合的導線構件向外部電極施加15分鐘的3kV/mm的直流電場以對上述的層疊型壓電元件進行了極化處理之后，當施加了 160V的直流電壓時，在層疊體的層疊方向上獲得了 30 μ m的位移量。
[0087]此外，在30°C、90%的濕度內，以150Hz的頻率施加OV?+160V的交流電壓而進行了連續驅動的耐老化性試驗時，在比較例的層疊型壓電元件中，在IX 14次的連續驅動下，裂縫延伸到外部電極與導電性接合件的界面且驅動位移量降低。與此相對，本例的層疊型壓電元件即便連續驅動IX17次以上也能夠抑制裂縫延伸，從而能夠確認穩定的驅動。
[0088]根據以上的結果，根據本發明，能夠實現長期的耐老化性優異的層疊型壓電元件。
[0089]附圖標記說明:
[0090]1:層疊體壓電元件
[0091]2:壓電體層
[0092]3:內部電極層
[0093]4:層疊體
[0094]5:導電性接合件
[0095]6:外部電極
[0096]61:突起
[0097]7:導體層
[0098]11:壓電致動器
[0099]13:殼體
[0100]15:殼體主體
[0101]17:蓋構件
[0102]8:外部導線構件
[0103]19:噴射裝置
[0104]21:噴射孔
[0105]23:收納容器(容器)
[0106]25:針閥
[0107]27:流體通路
[0108]29:工作缸
[0109]31:活塞
[0110]33:盤形彈簧
[0111]35:燃料噴射系統
[0112]37:共軌
[0113]39:壓力泵
[0114]41:噴射控制單元
[0115]43:燃料箱
【權利要求】
1.一種層疊型壓電元件，其特征在于， 所述層疊型壓電元件包括:層疊壓電體層及內部電極層而成的層疊體；以及設于該層疊體的側面且經由導電性接合件與所述內部電極層電連接的外部電極，在所述外部電極上具有朝向所述層疊體突出的突起。
2.根據權利要求1所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 所述突起沿著與層疊方向垂直的所述外部電極的寬度方向延伸。
3.根據權利要求1或2所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 所述外部電極具有從所述寬度方向的兩端朝向中央交替設置的多條狹縫及沿著所述寬度方向延伸的多個孔中的至少一方，在所述狹縫或所述孔的周緣具有所述突起。
4.根據權利要求3所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 所述突起從所述狹縫或所述孔中的所述寬度方向的端部到端部進行連續。
5.根據權利要求4所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 所述突起在所述寬度方向上的端部突出的長度比在所述寬度方向上的中央部突出的長度長。
6.根據權利要求5所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 在所述層疊體的側面上設有與所述內部電極層電連接的導體層，所述突起在所述寬度方向上的端部處咬入所述導體層。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 在所述層疊體的側面上設有與所述內部電極層電連接的導體層，所述突起咬入所述導體層。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的層疊型壓電元件，其特征在于， 所述導電性接合件通過將金屬顆粒分散到樹脂之中而成，所述突起的至少表面的金屬成分包含于所述金屬顆粒。
9.一種壓電致動器，其特征在于， 所述壓電致動器具備:權利要求1至8中任一項所述的層疊型壓電元件；以及在內部收容該層疊型壓電元件的殼體。
10.一種噴射裝置，其特征在于， 所述噴射裝置具備:具有噴射孔的容器；以及權利要求1至8中任一項所述的層疊型壓電元件，積蓄于所述容器內的流體在所述層疊型壓電元件的驅動下從所述噴射孔排出。
11.一種燃料噴射系統，其特征在于， 所述燃料噴射系統具備:積蓄高壓燃料的共軌；噴射在該共軌處積蓄的所述高壓燃料的權利要求10所述的噴射裝置；向所述共軌供給所述高壓燃料的壓力泵；以及向所述噴射裝置給予驅動信號的噴射控制單元。
【文檔編號】H01L41/047GK104247065SQ201380019353
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年8月10日 優先權日:2012年8月10日
【發明者】川村浩二 申請人:京瓷株式會社