层叠型压电元件、具备其的喷射装置及燃料喷射系统

摘要

本发明提供一种层叠型压电元件、具备其的喷射装置及燃料喷射系统。该层叠型压电元件具备交替地层叠有多个压电体层和多个内部电极的层叠结构，所述层叠结构具备：与所述压电体层及所述内部电极相比刚性低，并与所述压电体层及所述内部电极一体地烧成的低刚性层，还具备：阳极侧及阴极侧的外部电极，其形成于所述层叠结构的侧面，并且与所述内部电极连接，所述外部电极由在以所述层叠结构的侧面中的所述低刚性层的位置为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的多个部分构成。

权利要求

1.一种层叠型压电元件，其具备交替地层叠有多个压电体层和多个内部电极的层叠结构，其特征在于，所述层叠结构具备：与所述压电体层及所述内部电极相比刚性低，并与所述压电体层及所述内部电极一体地烧成的低刚性层，还具备：阳极侧及阴极侧的外部电极，其形成于所述层叠结构的侧面，并且与所述内部电极连接，所述外部电极由在以所述层叠结构的侧面中的所述低刚性层的位置为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的多个部分构成，所述层叠结构还具备配设在所述外部电极的外表面的导电性粘接部件，在所述层叠结构的侧面中，所述导电性粘接部件由在以所述低刚性层的位置为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的多个部分构成。

2.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于，所述低刚性层具有相互隔离的多个金属部。

3.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于，所述低刚性层具有相互隔离的多个陶瓷部。

4.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于，所述层叠结构在层叠方向上具有多个所述低刚性层。

5.一种层叠型压电元件，其具备交替地层叠有多个压电体层和多个内部电极的层叠结构，其特征在于，所述层叠结构具备：与所述压电体层及所述内部电极相比刚性低的低刚性层，所述低刚性层具有低刚性金属层或低刚性陶瓷层，还具备：阳极侧及阴极侧的外部电极，其形成于所述层叠结构的侧面，并且与所述内部电极连接，所述外部电极由在以所述层叠结构的侧面中的所述低刚性层的位置为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的多个部分构成，所述层叠结构还具备配设在所述外部电极的外表面的导电性粘接部件，在所述层叠结构的侧面中，所述导电性粘接部件由在以所述低刚性层的位置为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的多个部分构成。

6.根据权利要求5所述的层叠型压电元件，其特征在于，所述低刚性金属层具有相互隔离的多个金属部。

7.根据权利要求5所述的层叠型压电元件，其特征在于，所述低刚性陶瓷层具有相互隔离的多个陶瓷部。

8.一种喷射装置，其特征在于，

具备：权利要求1所述的层叠型压电元件和喷射孔，利用所述层叠型压电元件的驱动，从所述喷射孔喷出液体。

9.一种燃料喷射系统，其中，具备：

共轨，其蓄积高压燃料；

权利要求8所述的喷射装置，其喷射在所述共轨蓄积的燃料；

压力泵，其向所述共轨供给高压的燃料；

喷射控制单元，其向所述喷射装置赋予驱动信号。

说明书

层叠型压电元件、具备其的喷射装置及燃料喷射系统

技术领域

[0001] 本发明涉及例如在驱动元件(压电促动器)、传感器元件及电路元件中使用的层叠型压电元件。作为驱动元件，例如，可以举出汽车发动机的燃料喷射装置、墨液喷射器之类的液体喷射装置、光学装置之类的精密定位装置、振动防止装置。作为传感器元件，例如，可以举出燃烧压力传感器、碰撞传感器、加速度传感器、负荷传感器、超声波传感器、压敏传感器及偏航传感器。另外，作为电路元件，例如，可以举出压电陀螺、压电开关、压电变压器、压电制动器。

背景技术

[0002] 以往，层叠型压电元件寻求使其进展小型化的同时在大的压力下确保大的变位量。因此，要求能够在施加更高的电场且长时间连续驱动的苛刻的条件下使用。然而，若要确保大的变位量，则伴随压电体的变位，大的应力施加于外部电极。

[0003] 因此，如专利文献1中公开所示，提出了在外部电极的多个部位连接导电体的结构的元件。通过将多个导电体连接于外部电极，即使在外部电极产生了多个裂纹的情况下，也可抑制元件的变位量的降低。

[0004] 专利文献1：特开2000-269562号公报

附图说明

[0005] 图1是表示本发明的第一实施方式的层叠型压电元件的立体图。

[0006] 图2是图1所示的实施方式的II-II剖面图。

[0007] 图3是表示本发明的第二实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

[0008] 图4是表示本发明的第三实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

[0009] 图5是表示本发明的第四实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

[0010] 图6是表示本发明的第五实施方式的层叠型压电元件的、与层叠方向平行的方向的剖面图。

[0011] 图7是与图6所示的实施方式的层叠方向垂直的方向，且包含低刚性层的平面中的剖面图。

[0012] 图8是表示本发明的第六实施方式的层叠型压电元件的、与层叠方向平行的方向的剖面图。

[0013] 图9是与图8所示的实施方式的层叠方向垂直的方向，且包含低刚性层的平面中的剖面图。

[0014] 图10是表示本发明的第七实施方式的层叠型压电元件的、与层叠方向垂直的方向，且包含低刚性层的平面中的剖面图。

[0015] 图11是表示本发明的第八实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

[0016] 图12是表示本发明的第九实施方式的层叠型压电元件的立体图。

[0017] 图13是表示本发明的第十实施方式的层叠型压电元件的立体图。

[0018] 图14是表示本发明的第十一实施方式的层叠型压电元件的与层叠方向平行的方向的剖面图。

[0019] 图15是表示本发明的第十二实施方式的层叠型压电元件的与层叠方向平行的方向的剖面图。

[0020] 图16是表示本发明的一实施方式的喷射装置的剖面图。

[0021] 图17是表示本发明的一实施方式的燃料喷射系统的示意图。

具体实施方式

[0022] 如图1所示，本实施方式的层叠型压电元件1(以下，还称为元件1)具备：多个压电体层3和多个内部电极5交替地层叠的层叠结构7；在层叠结构7的侧面形成，并且连接有内部电极5的阳极侧及阴极侧的外部电极9。另外，层叠结构7具备：与压电体层3及内部电极5相比刚性低，且与压电体层3及内部电极5一体地烧成的低刚性层11，具有由低刚性层11在层叠方向上区分的多个部位。还有，在各部位配设有与阳极侧及阴极侧的外部电极9分别电连接的至少一对通电部13(电力供给部件)。

[0023] 在本实施方式中，低刚性层11是指：与压电体层3及内部电极5相比，层内的结合力及/或与相邻的层的结合力弱的层。因此，在低刚性层11的层内及/或与相邻的层的界面容易产生裂纹。

[0024] 这样，低刚性层11在层叠型压电元件1的制造工序中的极化时、烧成时及层叠型压电元件1的使用时容易断裂。因此，通过使用低刚性层11，能够在层叠结构7的规定的位置产生裂纹。假设在压电体层3产生裂纹的情况下，在相邻的内部电极5之间可能发生电短路。另外，若在内部电极5产生裂纹，则产生未适当施加电压的部位，元件1的变位量可能降低。但是，通过设置如上所述的低刚性层11，能够降低在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。作为结果，能够提供稳定地驱动的可靠性高的层叠型压电元件1。

[0025] 在层叠型压电元件的变位量大的情况下，在外部电极的多个部位有时产生裂纹。在这种情况下，由于长时间的驱动而产生的裂纹，导致电压未施加于层叠结构的局部，变位量可能降低。

[0026] 然而，通过设置低刚性层11，能够在规定的位置产生裂纹，换而言之，预先知道产生裂纹的位置，因此，能够在由低刚性层11沿层叠方向划分的多个部位分别没有浪费地设置与外部电极9电连接的通电部13。

[0027] 在各部位分别配设有通电部13，因此，通过层叠型压电元件1的长时间的使用，即使在多个低刚性层11产生裂纹，而在外部电极9的多个部位引起断裂，也能够向各自的内部电极5稳定地施加电压。这样，能够抑制裂纹的产生引起的层叠型压电元件1的变位量的减少。

[0028] 低刚性层11、压电体层3及内部电极5的刚性例如可以通过沿与层叠方向垂直的方向对元件施加负荷而容易地比较。具体来说，可以通过JIS3点弯曲试验(JIS R 1601)等，从与层叠方向垂直的方向对元件1施加负荷来判断。因为在进行了上述试验时，只要确认元件1在哪个部位断裂即可。所述断裂部位即为元件中刚性最低的部位。

[0029] 本实施方式的层叠型压电元件1具备低刚性层11，因此，若进行JIS3点弯曲试验，则与压电体层3或内部电极5相比，该低刚性层11及/或低刚性层11和压电体层3的界面优先引起断裂。这样，可以通过断裂的部位为压电体层3或内部电极5，或者，低刚性层11或低刚性层11和压电体层3的界面与否来判断低刚性层11的有无。

[0030] 还有，只要确认元件1在哪个部位断裂即可，因此，试片小，不能使用上述JIS3点弯曲试验的情况下，按照该JIS3点弯曲试验，将元件1加工成长方形的方柱来制作试片，并将该试片置于在一定距离配置的两个支点上，向支点之间的中央的一点施加负荷，由此即可判断低刚性层11的有无。

[0031] 低刚性层11通过使用刚性比压电体层3或内部电极5低的材料，或如后所述形成有大量的空隙等，可以使刚性比压电体层3或内部电极5低。

[0032] 另外，在低刚性层通过一体地烧成压电体层及内部电极而形成的情况下，不需要经由具有弹性的导电性粘接部件来层叠多个层叠结构。因此，不需要用导电性粘接部件接合多个压电元件的工序。其结果，能够更简单地制作层叠型压电元件。

[0033] 另外，在本实施方式中，低刚性层11、压电体层3及内部电极5的刚性还可以通过杨氏模量来评价。因为刚性比压电体层3或内部电极5小的低刚性层11与压电体层3或内部电极5相比，杨氏模量小。作为低刚性层11的杨氏模量小的理由，例如，如后所述，可以举出与压电体层3及内部电极5相比形成有大量的空隙的缘故。

[0034] 作为杨氏模量的测定方法，例如，可以使用纳米印压法。作为测定装置，例如可以使用纳米仪器公司制的“纳米印压器II”。在与层叠结构7的层叠方向垂直或平行的剖面中，使低刚性层11、压电体层3或内部电极5露出，并使用上述测定装置测定杨氏模量即可。

[0035] 其次，说明本发明的第二实施方式。

[0036] 如图3所示，层叠型压电元件1具备：多个压电体层3和多个内部电极5交替地层叠的层叠结构7；在层叠结构7的侧面形成，并且，与内部电极5连接的阳极侧及阴极侧的外部电极9(电力供给部件)。另外，层叠结构7具备：与压电体层3及内部电极5相比刚性低，与压电体层3及内部电极5一体地烧成的低刚性层11。进而，外部电极9在层叠结构7的侧面以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。

[0037] 在本实施方式中，低刚性层11是指：与压电体层3及内部电极5相比，刚性低的层。这些的刚性与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，可以通过JIS3点弯曲试验(JIS R 1601)、按照上述JIS3点弯曲试验的试验、或测定杨氏模量来评价。另外，与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，低刚性层11还可以说成与压电体层3及内部电极5相比，层内的结合力及/或与相邻的层的结合力弱的层。因此，在低刚性层11的层内及/或与相邻的层的界面容易产生裂纹。

[0038] 还有，在本实施方式中，在层叠结构7的侧面中，外部电极9在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。外部电极9隔开，换而言之，在外部电极9预先设置有规定的形状的断裂部位，因此，能够减小在低刚性层11产生的裂纹引起的对外部电极9的影响。由此，能够减小外部电极9向预想外的方向产生裂纹的可能性。

[0039] 在层叠结构7的侧面，外部电极9在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。此时，外部电极9的间隙优选低刚性层11的平均厚度的0.1倍～2倍。通过设成0.1倍以上，能够减小在低刚性层11产生的裂纹的影响。另外，通过设成2倍以下，能够向各自的内部电极5稳定地施加规定的电压。

[0040] 还有，通过将通电部13与位于各部位且相互隔开的各自的外部电极9电连接，能够向各自的内部电极5稳定地施加规定的电压。其结果，能够提供稳定驱动的可靠性高的层叠型压电元件1。

[0041] 其次，说明本发明的第三实施方式。

[0042] 如图4所示，层叠型压电元件1具备：多个压电体层3和多个内部电极5交替地层叠的层叠结构7；在层叠结构7的侧面形成，并且与内部电极5连接的阳极侧及阴极侧的外部电极9；在外部电极9的外表面配设的导电性粘接部件15(电力供给部件)。另外，层叠结构7具备：与压电体层3及内部电极5相比刚性低，且与压电体层3及内部电极5一体地烧成的低刚性层11。进而，在层叠结构7的侧面，导电性粘接部件15在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。

[0043] 在本实施方式中，与本发明的第一层叠型元件1相同地，低刚性层11是指与压电体层3及内部电极5相比刚性低的层，可以通过JIS3点弯曲试验(JIS R 1601)、按照上述JIS3点弯曲试验的试验、或测定杨氏模量来评价。另外，与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，低刚性层11与压电体层3及内部电极5相比，层内的结合力及/或与相邻的层的结合力弱的层，因此，在低刚性层11的层内及/或与相邻的层的界面容易产生裂纹。

[0044] 还有，在本实施方式中，在层叠结构7的侧面，导电性粘接部件15在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。导电性粘接部件15隔开，换而言之，在导电性粘接部件15预先设置有规定的形状的断裂部位，因此，即使在低刚性层11产生裂纹，也能够降低导电性粘接部件15向预想外的方向产生裂纹的可能性。

[0045] 在本实施方式中，导电性粘接部件15为了接合外部电极9和通电部13而使用。还有，该导电性粘接部件15有时在外部电极9的外表面以层状形成。这是因为，在层叠结构7的侧面形成导电性粘接部件15的工序变得简单的同时，能够更可靠地接合外部电极9和通电部13。这样，导电性粘接部件15以层状形成的情况下，导电性粘接部件15如上所述地隔开的情况尤其有效。

[0046] 另外，导电性粘接部件15的厚度优选10μm～200μm。在10μm以上的情况下，能够向各自的内部电极5更可靠地施加规定的电压。另外，在200μm以下的情况下，即使由于反复驱动层叠型压电元件1所产生的应力，也难以产生裂纹。

[0047] 另外，在层叠结构7的侧面中，导电性粘接部件15在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。此时，导电性粘接部件15的间隙优选为低刚性层11的平均厚度的0.1倍～3倍。通过将低刚性层11的厚度设为0.1倍以上，能够减少受到在低刚性层11产生的裂纹的影响。另外，通过设为3倍以下，能够稳定地向各个内部电极5施加规定的电压。

[0048] 导电性粘接部件15只要是电连接阳极侧和阴极侧的各个外部电极9和通电部13即可，不特别限定。因此，作为导电性粘接部件15的材料，具体来说，可以使用焊料、钎料、或导电性树脂。尤其，外部电极9和通电部的接合的耐久性的方面来说，适合的是使用了铅、锡和银的合金的焊料。

[0049] 通过使用如上所述地相互隔离的导电性粘接部件15而将外部电极9和通电部13电连接，其结果，能够向各个内部电极5稳定地施加规定的电压。由此，能够提供稳定地驱动的可靠性高的层叠型压电元件1。

[0050] 其次，说明本发明的第四实施方式。

[0051] 如图5所示，层叠型压电元件1优选外部电极9在层叠结构7的侧面在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。通过使外部电极9及导电性粘接部件15这样隔开，能够抑制在外部电极9及导电性粘接部件15两者产生预想外的裂纹的情况。由此，能够向各个内部电极5更可靠地施加规定的电压。其结果，能够提供耐久性优越，在高电场、高压力下也长时间连续驱动的层叠型压电元件1。

[0052] 另外，优选在低刚性层11的层叠方向的两侧压电体层3分别相邻。在低刚性层11的层叠方向的两侧压电体层3分别相邻时，利用绝缘性高的压电体包夹低刚性层11，因此，能够有效地减少经由在低刚性层11产生的裂纹的电短路的发生。

[0053] 具体来说，在低刚性层11的层叠方向的两侧压电体层3分别相邻，因此，即使在低刚性层11产生裂纹，也能够减小在层叠方向上与低刚性层11相邻的内部电极5露出在裂纹面的可能性。其结果，能够抑制经由在层叠方向上与低刚性层11分别相邻的内部电极5之间及/或内部电极5和外部电极9之间的裂纹的电短路发生的情况。

[0054] 作为低刚性层11的材料，只要是与压电体层3及内部电极5相比刚性低，并能够与压电体层3及内部电极5一体地烧成即可。具体来说，例如，可以举出Cu或Ni之类的单体的金属、或银-铂或银-钯之类的合金。尤其，从具有耐迁移性或耐氧化性，杨氏模量低，廉价的方面来说，优选以银-钯为主成分。

[0055] 另外，低刚性层11如上所述，以金属成分为主成分而形成也可，但例如利用陶瓷等形成也可。

[0056] 其次，说明本发明的第五实施方式。

[0057] 如图6及图7所示，在低刚性层11形成有大量空隙17，该低刚性层11的空隙率比内部电极5及压电体层3高。因此，与压电体层3或内部电极5相比，刚性更低。由此，能够使产生裂纹的部位更可靠地集中于低刚性层11，能够抑制在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。另外，在低刚性层11形成有大量空隙17的情况下，即使由于驱动而在层叠方向上与低刚性层11相邻的层变形，也能够利用该空隙17吸收、缓和应力。因此，能够抑制在相邻的层中的裂纹的产生。

[0058] 另外，低刚性层11优选具有相互隔离的多个金属部19。因为通过这样形成低刚性层11，低刚性层11内的结合力及/或与相邻的层的结合力降低。其结果，能够进一步减小低刚性层11的刚性。

[0059] 具备金属部19的低刚性层11的组成例如可以如下所述地测定。即，首先，以使低刚性层11的金属部19露出的方式截断层叠结构7。然后，采取低刚性层11的一部分。其次，通过进行ICP(电感耦合等离子体)发光分析等化学分析，能够测定低刚性层11的组成。或者，使用EPMA(Electron Probe Micro Analysis)法，测定层叠型压电元件1的截断面也可。另外，在层叠型压电元件1的截断面中，有时不仅含有金属成分，而且还含有空隙及/或陶瓷成分之类的金属以外的成分。在这样的情况下，也能够用SEM(扫描型电子显微镜)或金属显微镜观察低刚性层11。另外，可以利用EPMA法分析低刚性层11。

[0060] 另外，低刚性层11优选无序地配设有大小不同的多个金属部19。在一个低刚性层11内，应力有较大不均的情况下，将低刚性层11形成为上述形状的情况尤其有效。能够减小应力局部地集中于一个低刚性层11内的可能性，能够使应力在一个低刚性层11内的更广的范围内分散。

[0061] 其次，说明本发明的第六实施方式。

[0062] 如图8及图9所示，低刚性层11更优选具有经由空隙17相互隔开的多个金属部19。低刚性层11具有经由空隙17相互隔开的多个金属部19。由此，能够使产生裂纹的部位更可靠地集中于低刚性层11。因此，能够进一步减小在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。另外，通过具有相互隔离的多个金属部19，能够进一步减小经由在低刚性层
11产生的裂纹的电短路的发生的可能性。

[0063] 在此，空隙率是指：在与层叠结构7的层叠方向垂直或平行的剖面中，空隙17的面积相对于层叠结构7的剖面积所占的比例(％)。

[0064] 为了测定空隙率，例如如下所述地进行也可。首先，以使与层叠方向垂直的剖面露出的方式，使用公知的抛光机构，对层叠结构7进行抛光处理。具体来说，例如，作为抛光装置，可以使用凯美特日本(株)公司制台式抛光机KEMET-V-300，用金刚石糊剂进行抛光。对于通过该抛光处理而露出的剖面，例如，利用扫描型电子显微镜(SEM)、光学显微镜、金属显微镜等观察而得到剖面图像。通过对该剖面图像进行图像处理，能够测定内部电极5及低刚性层11的空隙率。

[0065] 具体来说，对于用光学显微镜拍摄的内部电极5及低刚性层11的图像，将空隙部分涂抹为黑色，将空隙以外的部分涂抹为白色。还有，可以求出黑色部分的比率即(黑色部分的面积)/(黑色部分的面积+白色部分的面积)，用百分比表示，由此算出空隙率。另外，在剖面图像为彩色的情况下，转换为灰色标度，分为黑色部分和白色部分即可。此时，需要设定用于二灰度化为黑色部分和白色部分的边界的阈值的情况下，利用图像处理软件或目视来设定边界的阈值而两值化即可。

[0066] 还有，低刚性层11的空隙率优选10％～95％。在10％以上时，能够有效地抑制在低刚性层11产生的裂纹的向压电体层3及/或内部电极5的进展。另外，在95％以下时，能够稳定地保持层叠型压电元件1的外形的尺寸。

[0067] 另外，低刚性层11优选具有相互隔开的多个陶瓷部21。因为陶瓷部21自身依次破损，因此，能够使压电体层3变位而产生的应力分散大广范围中。由此，能够得到具有高的耐久性并且具备高的可靠性的层叠型压电元件1。

[0068] 作为陶瓷部21，具体来说，可以使用钛酸锆酸铅(PbZrO3-PbTiO3)等钙钛矿型氧化物。陶瓷部21的成分可以使用如上所述的EPMA法等分析方法而分析、测定。

[0069] 另外，低刚性层11优选大小不同的多个陶瓷部21无序地配设。在一个低刚性层11内，应力有较大不均的情况下，将低刚性层11形成为上述形状的情况尤其有效。能够减小应力局部地集中于低刚性层11的一部分的可能性，能够使应力分散在更大的范围。

[0070] 进而，低刚性层11更优选具有经由空隙17相互隔开的多个陶瓷部21。因为陶瓷部21自身更易破损，因此，能够使压电体层3变位而产生的应力分散于更广范围中。在这种情况下，低刚性层11的空隙率优选30％～90％。

[0071] 在低刚性层11的空隙率为30％以上时，低刚性层11引起的应力分散的效果变高，能够形成为可靠性高的层叠型压电元件1。进而，空隙率更优选50％以上。在应力向与低刚性层11相接的压电体层3传递时，各个陶瓷部21可以相对于应力大幅度变形。其结果，元件的应力分散的效果进一步变高，能够形成为可靠性尤其高的层叠型压电元件1。

[0072] 另外，在低刚性层11的空隙率为90％以下时，即使长时间使用元件1，也能够抑制元件的尺寸变化的情况，因此，能够稳定地驱动。这是因为，低刚性层11主要由柱状陶瓷部21形成。利用这样的陶瓷部21，支撑与低刚性层11相接的压电体层3彼此。由此，即使在低刚性层11破损的情况下，也不会急剧地破损，而是从应力集中的部位逐渐破损。其结果，在元件驱动控制系中，能够带有余量地进行异常检测，能够利用信号控制系电路从外部细致地控制元件的驱动。

[0073] 还有，在本实施方式中，空隙率如上所述地是指：在与层叠结构7的层叠方向垂直或平行的剖面中，空隙17的面积相对于低刚性层11的剖面积所占的比例(％)。另外，空隙率的测定方法使用上述方法即可。

[0074] 其次，说明本发明的第七实施方式。

[0075] 如图10所示，通过在低刚性层11具备相互隔开的多个金属部19及多个陶瓷部21，能够形成为耐久性优越的层叠型压电元件1。

[0076] 这是因为，针对急剧的应力利用陶瓷部21发挥优越的应力缓和效果，针对时常施加的应力利用金属部19发挥优越的应力缓和效果。其结果，能够应对各种方式的应力，因此，能够得到耐久性非常优越的层叠型压电元件1。

[0077] 进而，低刚性层11优选具备金属部19和陶瓷部21，具有金属部19和陶瓷部21相互接触的部位。在这样形成有低刚性层11时，应力缓和的效果进一步变大。如上所述，金属部19、陶瓷部21在应力缓和的作用效果上分别具有特征。还有因为，在金属部19和陶瓷部21相互接触时，能够使应力缓和的效果上分别具有特征的这些部位成一体发生作用。

[0078] 另外，此时，优选金属部19和陶瓷部21的比率为相同程度。因为效率良好地发挥各自的效果，能够形成为耐久性非常高的层叠型压电元件1。还有，在此的比率是指：将与层叠结构7的层叠方向垂直或平行的剖面中的金属部19和陶瓷部21的各自的面积总计后的比率。

[0079] 另外，优选陶瓷部21利用压电体来形成。通过利用压电体，形成陶瓷部21，能够发挥更高的应力缓和效果。这是因为，通过相互隔离地配设压电体，作为压电体的陶瓷部21的自由度变高。若陶瓷部21的自由度变高，则在应力施加于陶瓷部21时，压电结晶内的离子的配置移动，结晶结构容易根据应力方向而变形。由此，能够得到高的应力缓和效果。

[0080] 另外，优选低刚性层11的厚度为1～20μm。在1μm以上时，低刚性层11容易变形，因此，能够将应力向广范围开放。另外，在20μm以下时，能够使在低刚性层11中发生断裂的位置稳定。

[0081] 另外，优选层叠结构7在层叠方向上具有多个低刚性层11。具体来说，优选每隔5～300层的压电体层3配设低刚性层11。通过在每隔5层以上的压电体层3配设低刚性层11，约束压电体层3的力提高，与压电体层3的接合强度提高。另外，通过在每隔300层以下的压电体层3配设低刚性层11，能够使约束压电体层3的力充分地分散。

[0082] 另外，低刚性层11优选存在有多个，这些在层叠方向上规则地配置。通过规则地配置，能够分散层叠结构7整体的约束力，在低温的长时间驱动中也能够抑制压电变位的变位量的减少，能够稳定地长时间驱动。

[0083] 例如，通过使在各个低刚性层11之间配设的压电体层3为相同数量等，将各个低刚性层11之间形成为恒定的间隔，结构单纯，制造容易的同时，能够抑制在低刚性层11以外产生裂纹的情况。

[0084] 其次，说明本发明的第八实施方式。

[0085] 另外，低刚性层11在层叠结构7的层叠方向上以恒定的间隔配设也可，但如图11所示，从层叠方向的中心朝向两端面逐渐空开间隔地配设也可。应力集中于层叠结构7的中心附近，因此，通过这样配设低刚性层11，能够抑制应力的集中而使其分散。由此，能够抑制在电压施加时产生的层叠结构7的变形。

[0086] 进而，例如，在应力集中的层叠结构7的中心附近以恒定的间隔配设多个低刚性层11，在该低刚性层11以恒定的间隔配设的部位的两端侧逐渐增加低刚性层11的间隔也可。由此，能够制造防止应力的集中而使其分散的同时，另外，变位量大的层叠型压电元件1。

[0087] 其次，说明本发明的第九实施方式。

[0088] 如图12所示，层叠型压电元件1具备：多个压电体层3和多个金属层23交替地层叠的层叠结构7；在层叠结构7的侧面形成的阳极侧及阴极侧的外部电极9。金属层23具有：与阳极侧及阴极侧的外部电极9连接的内部电极5；与压电体层3及内部电极5相比刚性低的低刚性金属层25。另外，层叠结构7具有利用低刚性金属层25在层叠方向上划分的多个部位。还有，在各部位配设有与阳极侧及阴极侧的外部电极9分别电连接的至少一对通电部13(电力供给部件)。

[0089] 在本实施方式中，低刚性金属层25是指：与压电体层3及内部电极5相比刚性低，层内的结合力及/或与相邻的层的结合力弱的层。因此，在低刚性金属层25的层内及/或与相邻的层的界面容易产生裂纹。

[0090] 通过具有这样的低刚性金属层25，能够得到与本发明的第一层叠型压电元件1中的低刚性层11相同的作用效果。即，层叠型压电元件1的制造工序中的极化时或烧成时或用作层叠型压电元件1的期间，低刚性金属层25容易断裂。因此，能够减少在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。其结果，能够提供稳定地驱动的可靠性高的层叠型压电元件1。

[0091] 另外，通过设置低刚性金属层25，与本发明的第一层叠型压电元件1相同地容易预想产生裂纹的位置。因此，能够在由低刚性金属层25沿层叠方向划分的多个部位分别没有浪费地设置与外部电极9电连接的通电部13。

[0092] 这样，在上述各个部位配设有至少一对通电部13，因此，即使在外部电极9的多个部位引起断裂，也能够向各自的内部电极5稳定地施加电压。其结果，能够抑制裂纹的产生引起的层叠型压电元件1的变位量的减少。

[0093] 还有，低刚性金属层25、压电体层3及内部电极5的刚性与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，可以通过JIS3点弯曲试验(JIS R 1601)、按照上述JIS3点弯曲试验的试验、或测定杨氏模量来评价。

[0094] 本实施方式的层叠型压电元件1具备低刚性金属层25，因此，若进行JIS3点弯曲试验，则与压电体层3或内部电极5相比，在该低刚性金属层25或低刚性金属层25和压电体层3的界面优先引起断裂。这样，可以通过断裂的部位为压电体层3或内部电极5，或者低刚性金属层25或低刚性金属层25和压电体层3的界面与否来确认低刚性金属层25的有无。

[0095] 低刚性金属层25通过使用刚性比压电体层3或内部电极5低的材料，或如后所述，形成有大量的空隙17等，能够使刚性比压电体层3或内部电极5低。

[0096] 另外，外部电极9优选在层叠结构7的侧面，在以低刚性金属层25为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。因此，外部电极9在层叠结构7的侧面，在以低刚性金属层25为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开，由此能够防止在外部电极9向预想外的方向产生裂纹的情况的缘故。

[0097] 另外，优选在外部电极9的外表面配设有在以低刚性金属层25为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的导电性粘接部件15。因为通过这样配设导电性粘接部件15，与本发明的第三层叠型压电元件1相同地，为简单的工序，还能够稳定地使外部电极9和通电部13电连接。

[0098] 另外，优选低刚性金属层25具有相互隔开的多个金属部19。因为与低刚性层11相同地，通过这样形成低刚性金属层25，低刚性金属层25内的结合力及/或与相邻的层的结合力降低。因此，能够进一步减小刚性。

[0099] 具备金属部19的低刚性金属层25的组成可以与低刚性层11的测定相同地，使用EPMA(Electron Probe Micro Analysis)法等分析方法来进行分析、测定。

[0100] 作为低刚性金属层25的材料，例如，可以使用Cu、Ni等单体的金属、银-铂或银-钯等合金。尤其，从具有耐迁移性或耐氧化性，杨氏模量低，廉价的方面来说，优选以银-钯为主成分。

[0101] 进而，优选低刚性金属层25具有经由空隙17相互隔离的多个金属部19。因为与低刚性层11相同地，通过低刚性金属层25这样形成，能够进一步减小在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。另外，通过具有经由空隙17相互隔离的多个金属部19，能够有效地减小经由在低刚性金属层25产生的裂纹的电短路的发生。

[0102] 在此，空隙率是指：在与层叠结构7层叠方向垂直或平行的剖面中，空隙17的面积相对于层叠结构7的剖面积所占的比例(％)。为了测定空隙率，如上所述，与低刚性层11的情况相同地进行即可。

[0103] 其次，说明本发明的第十实施方式。

[0104] 如图13所示，层叠型压电元件1具备：多个陶瓷层27和多个内部电极5交替地层叠的层叠结构7；在层叠结构7的侧面形成，并且与内部电极5连接的阳极侧及阴极侧的外部电极9。陶瓷层27具有：压电体层3；与压电体层3及内部电极5相比刚性低的低刚性陶瓷层29。另外，层叠结构7具有：利用低刚性陶瓷层29沿层叠方向划分的多个部位。还有，在各部位配设有与阳极侧及阴极侧的外部电极9分别电连接的至少一对通电部13(电力供给部件)。

[0105] 在本实施方式中，低刚性陶瓷层29是指：与压电体层3及内部电极5相比刚性低，层内的结合力及/或与相邻的层的结合力弱的层。因此，在低刚性陶瓷层29的层内及/或与相邻的层的界面容易产生裂纹。

[0106] 通过具有这样的低刚性陶瓷层29，能够得到与本发明的第一层叠型压电元件1中的低刚性层11相同的效果。这使得层叠型压电元件1的制造工序上的极化时或烧成时，或层叠型压电元件1的使用时，低刚性陶瓷层29容易断裂。因此，能够减少在内部电极5或压电体层3产生裂纹的可能性。其结果，能够提供稳定地驱动的可靠性高的层叠型压电元件1。

[0107] 另外，通过设置低刚性陶瓷层29，与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，容易预先预测产生裂纹的位置。因此，能够在由低刚性陶瓷层29沿层叠方向划分的多个部位分别没有浪费地设置与外部电极9电连接的通电部13。

[0108] 这样，在上述各自的部位配设有至少一对通电部13，因此，即使在外部电极9的多个部位引起断裂，也能够向各自的内部电极5稳定地施加电压。其结果，能够抑制层叠型压电元件1的变位量的减少。

[0109] 还有，低刚性陶瓷层29、压电体层3及内部电极5的刚性与本发明的第一层叠型压电元件1相同地，可以通过JIS3点弯曲试验(JIS R 1601)、按照上述JIS3点弯曲试验的试验、或测定杨氏模量来评价。

[0110] 本实施方式的层叠型压电元件1具备低刚性陶瓷层29，因此，若进行JIS3点弯曲试验，则与压电体层3或内部电极5相比，该低刚性陶瓷层29或低刚性陶瓷层29和压电体层3的界面优先引起断裂。这样，可以通过断裂的部位为压电体层3或内部电极5，或者低刚性陶瓷层29或低刚性陶瓷层29和压电体层3的界面与否来判断低刚性陶瓷层29的有无。

[0111] 低刚性陶瓷层29通过使用刚性比压电体层3或内部电极5低的材料，或如后所述，形成有大量空隙17等，能够使刚性比压电体层3或内部电极5低。

[0112] 另外，在层叠结构7的侧面侧，优选外部电极9在以低刚性陶瓷层29为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开。因为通过外部电极9在层叠结构7的侧面上，在以低刚性陶瓷层29为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开，能够防止在外部电极9向预想外的方向产生裂纹的情况。

[0113] 另外，在外部电极9的外表面中，优选在以低刚性陶瓷层29为基准的层叠方向的一侧和另一侧具备隔开的导电性粘接部件15。因为通过这样形成导电性粘接部件15，与本发明的第三层叠型压电元件1相同地，同时为简单的工序，还能够稳定地电连接外部电极9和通电部13。

[0114] 另外，优选低刚性陶瓷层29具有相互隔开的多个陶瓷部21。因为通过与低刚性层11相同地，低刚性陶瓷层29如此形成，低刚性陶瓷层29内的结合力及/或与相邻的层的结合力降低。因此，能够进一步减小刚性。

[0115] 具备陶瓷部21的低刚性陶瓷层29的组成可以与低刚性层11的测定相同地，使用EPMA(ElectronProbe Micro Analysis)法等分析方法来分析、测定。

[0116] 作为陶瓷部21，例如，可以使用钛酸锆酸铅(PbZrO3-PbTiO3)等钙钛矿型氧化物。

[0117] 进而，优选低刚性陶瓷层29具有经由空隙17相互隔开的多个陶瓷部21。因为与本发明的第一层叠型压电元件1的实施方式之一相同地，陶瓷部21自身更容易破损，因此，能够使由于压电体层3变位而产生的应力分散于更广范围中。在这种情况下，低刚性陶瓷层29的空隙率优选30％～90％。

[0118] 还有，在本实施方式中，空隙率是指：与低刚性层11的情况相同地，在与层叠结构7的层叠方向垂直或平行的剖面中，空隙17的面积相对于低刚性陶瓷层29的面积所占的比例(％)。另外，空隙率的测定方法使用上述所示的方法即可。

[0119] 进而，优选陶瓷部21利用压电体来形成。通过这样利用压电体形成陶瓷部21，能够发挥更高的应力缓和效果。这是因为，通过相互隔离地配设压电体，作为压电体的陶瓷部21的自由度变高。这样，若陶瓷部21的自由度变高，则在应力施加于陶瓷部21时，压电结晶内的离子的配置移动，结晶结构容易根据应力方向而变形。由此，能够得到高的应力缓和效果。

[0120] 压电体层3的厚度优选0.05mm以上。因为通过将压电体层3的厚度设为0.05mm以上，即使高的电压施加于层叠型压电元件1，也能够在相邻的内部电极5之间保持高的绝缘性。由此，能够得到更大的变位量。另外，压电体层3的厚度优选0.25mm以下。通过将压电体层3的厚度设为0.25mm以下，能够实现层叠型压电元件1的小型化。

[0121] 作为压电体层3的材料，只要是具有压电性的陶瓷即可。优选使用压电变形常数d33高的陶瓷。具体来说，例如，可以使用以钛酸锆酸铅Pb(Zr，Ti)O3、或钛酸钡BaTiO3主成分的压电陶瓷材料等。

[0122] 内部电极5的厚度优选1～10μm以上。通过将内部电极5的厚度设为1μm以上，能够稳定地施加规定的电压。另外，内部电极5的厚度优选10μm以下。通过将内部电极5的厚度设为10μm以下，能够更可靠地防止内部电极5的断线。

[0123] 作为内部电极5的材料，例如，可以使用Cu、Ni等单体的金属、银-铂或银-钯等合金。尤其，从具有耐迁移性或耐氧化性，杨氏模量低，廉价的方面来说，优选以银-钯为主成分。

[0124] 在层叠结构7的对置的侧面形成有阳极侧及阴极侧的外部电极9。在阳极侧及阴极侧的外部电极9分别隔一层地交替地电连接有内部电极5或根据情况的低刚性层11。还有，外部电极9只要是内部电极5隔一层地交替地电连接即可，因此，在对置的侧面形成也可，在相邻的侧面形成也可。

[0125] 外部电极9的厚度优选5～100μm。由于5μm以上，能够更稳定地向各自的内部电极5施加规定的电压。另外，在100μm以下的情况下，外部电极9的残留应力变小，因此，外部电极9难以从层叠结构7剥离。

[0126] 另外，作为外部电极9的材质，只要导电性良好即可。例如，可以使用Cu、Ni等金属或这些的合金。尤其，电阻低，容易操作，因此，优选使用银、或以银为主成分的合金。

[0127] 通电部13只要是能够电连接各外部电极9和外部电源的结构即可。例如，如图14所示，通过在外部电极9连接引线13a，形成为通电部13也可。另外，如图15所示，通过在层叠型压电元件1侧面设置金属板13b，形成为通电部13也可。

[0128] 作为通电部13的材质，只要是具有导电性，就不特别限定，但例如，可以使用所谓Cu或Ni的单体的金属或银-铂或银-钯合金等。

[0129] 其次，说明本发明的第十一实施方式及第十二实施方式。

[0130] 如图14、图15所示，优选分别连接在阳极侧外部电极9a连接的多个通电部13和在阴极侧外部电极9b连接的多个通电部13。因为在层叠型压电元件1整体中，通电部13集中为一对，因此，与外部电源的连接变得容易。

[0131] 另外，与阳极侧外部电极9a连接的多个通电部13和与阴极侧外部电极9b连接的多个通电部13分别单独地与外部电源连接也可。在这种情况下，能够分别单独地控制与各个通电部13电连接的内部电极5，因此，能够根据应力的分布，改变施加的电压值，因此，能够抑制应力的集中。

[0132] 另外，作为隔离低刚性层11上的外部电极9及导电性粘接部件15的方法，例如，为不使外部电极9及导电性粘接部件15进入，在低刚性层11上进行抗蚀剂涂敷。尤其，该方法能够容易地隔离低刚性层11上的外部电极9及导电性粘接部件15，因此优选。

[0133] 另外，优选在层叠结构7的层叠方向的两端面形成低活性层31。低活性层31仅在一方的主面侧配置有内部电极5，因此，在另一方的主面侧未配置有内部电极5，因此，即使施加电压，也几乎不发生压电变位。通过形成这样的低活性层31，能够抑制在施加电压时产生的层叠结构7的变形。低活性层31例如可以使用以钛酸钡BaTiO3为主成分的压电陶瓷材料。

[0134] 进而，优选低活性层31通过使用与压电体层3相同的材料，具体来说，层叠多个压电体层3来形成。通过使用与压电体层3相同的材料，不需要另行使用其他材料，从而能够容易地制作。另外，抑制在层叠结构7和低活性层31之间的烧成时或施加电压时产生的变形，能够形成更致密的压电元件1。

[0135] 进而，优选在形成低活性层31的压电体层3的印刷电路基板中添加银-钯等构成内部电极5的金属粉末。或者，优选在层叠形成低活性层31的压电体层3的印刷电路基板时，在印刷电路基板上印刷由银-钯等构成内部电极5的金属粉末及无机化合物、粘合剂和增塑剂构成的浆料。通过这样形成低活性层31，能够使低活性层31和层叠结构7的烧结时的收缩性质及收缩率接近。因此，能够形成更致密的压电元件1。

[0136] 其次，说明本实施方式的层叠型压电元件1的制法。首先，混合以PbZrO3-PbTiO3为主成分的钙钛矿型氧化物的压电陶瓷的煅烧粉末、包括丙烯酸系、丁缩醛系等有机高分子的粘合剂、和DBP(苯二甲酸二丁酯)、DOP(苯二甲酸二辛酯)增塑剂，制作浆料。使用该浆料，利用周知的刮板法或压延辊法的带成形法，制作成为压电体层3的陶瓷印刷电路基板。

[0137] 其次，为了形成内部电极5，在银-钯等的金属粉末中添加混合粘合剂及增塑剂，制作导电性糊剂。使用网板印刷法，在陶瓷印刷电路基板上配设该导电性糊剂，由此形成内部电极5。

[0138] 另外，为了形成具有金属部19的多孔质的低刚性层11，制作在上述导电性糊剂中混入有粘合剂或作为树脂飞散的成分的丙烯酸珠的导电性糊剂。使用网板印刷法，在陶瓷印刷电路基板上配设该导电性糊剂，由此形成低刚性层11。

[0139] 形成空隙17的成分只要是在烧成或脱脂的工序中飞散的成分即可。例如，可以使用作为碳成分的粘合剂或树脂。

[0140] 还有，形成空隙17的方法不限于上述方法。例如，可以通过改变网板的筛孔的度数或图案形状而形成空隙17。

[0141] 具体来说，通过将网板的筛孔尺寸设为15μm以下，可以使通过网板的墨液糊剂的量不充分，使其擦过而制作空隙17。另外，通过使墨液糊剂不通过网板地掩蔽，能够将墨液不通过的部分形成为空隙17。作为形成空隙17的掩蔽的形状，尤其所谓的椭圆和圆形的大致圆形的缓和应力的效果高，因此优选。

[0142] 进而，通过改变粘合剂及增塑剂和金属粉末的比率、网板的筛孔的度数、或形成网板的图案的抗蚀剂厚度，能够改变低刚性层11的厚度、或低刚性层11中的空隙17的形状或空隙率等。

[0143] 另外，在内部电极5由银-钯构成时，使用与成为内部电极5的导电性糊剂相比银-钯的银比率高的导电性糊剂，由此能够在不经过复杂的工序的情况下形成低刚性层11。这是因为，若在形成低刚性层11的位置配设上述银比率高的导电性糊剂，利用同时烧成形成层叠结构7，则银从银比率高的导电性糊剂扩散。通过银扩散而形成空隙。其结果，上述银比率高的导电性糊剂成为与压电体层3或内部电极5相比刚性低的低刚性层11。

[0144] 还有，在各印刷电路基板的上表面利用网板印刷等，以1～40μm的厚度印刷成为这样制作的低刚性层11的导电性糊剂。

[0145] 另外，为了形成具有陶瓷部21的多孔质的低刚性层11，制作与上述陶瓷印刷电路基板相比，更多地混入有粘合剂及/或作为树脂飞散的成分的丙烯酸珠的陶瓷糊剂即可。通过使用网板印刷法，在陶瓷印刷电路基板上配设这样的陶瓷糊剂，能够形成具有陶瓷部
21的低刚性层11。

[0146] 还有，层叠多个印刷有导电性糊剂的印刷电路基板，并进行脱粘合剂。此时，为了有效地形成低刚性层11中的空隙17，优选在比飞散的成分的Tg温度高的温度下脱脂。

[0147] 另外，脱粘合剂的温度优选200～800℃。通过将脱粘合剂的温度设为200℃以上，防止层叠结构7自身过度地变软的情况，因此，形成空隙17的低刚性层11不易变形。因此，容易控制空隙17的面积或形状。另外，通过设为800℃以下，粘合剂容易飞散，碳不易残留在元件自身。因此，压电体层3的变位特性稳定。

[0148] 进而，通过在比脱粘合剂的温度高的温度下烧成，制作层叠结构7。作为烧成温度，优选900～1200℃。通过烧成温度为900℃以上，能够进一步促进压电体层3的烧结，因此，抑制对变位特性的影响。另外，通过设为1200℃以下，抑制低刚性层11的熔解或分解，因此，能够保持低刚性层11。由此，能够使空隙17的形成进一步稳定。另外，为了有效地形成低刚性层11中的空隙17，优选在比飞散的成分的Tg温度高的温度下保持。

[0149] 还有，层叠结构7不限定于利用上述制法制作的层叠结构，只要能够制作多个压电体层3和多个内部电极5交替地层叠而成的层叠结构7即可。

[0150] 然后，为了在层叠结构7的侧面中位于低刚性层11侧方的部分不形成外部电极9及/或导电性粘接部件15，进行抗蚀剂涂敷。还有，为了得到与露出在层叠结构7的侧面的内部电极5的导通，形成外部电极9。该外部电极9可以通过在玻璃粉末中添加粘合剂，制作银玻璃导电性糊剂，印刷、烧接该导电性糊剂而得到。

[0151] 烧接的温度优选500～800℃。因为通过使银玻璃导电性糊剂中的银和内部电极5扩散接合，能够更可靠地形成颈部。另外，还能够使外部电极9中的空隙有效地残留。

[0152] 还有，外部电极9如上所述地可以通过涂敷导电性糊剂，烧成而制作，但还可以利用贴附金属板的方法来形成。

[0153] 其次，在含有包含硅酮橡胶的外装树脂的树脂溶液中浸渍形成有外部电极9的层叠结构7。进而，对硅酮树脂溶液进行真空脱气，使硅酮树脂与层叠结构7的外周侧面的凹凸部密接。然后，从硅酮树脂溶液捞起层叠结构7。由此，在层叠结构7的侧面涂敷硅酮树脂。

[0154] 还有，作为通电部13，将引线13a利用导电性粘接部件15等与外部电极9连接。

[0155] 通过经由引线13a向一对外部电极9施加0.1～3kV/mm的直流电压，极化处理层叠结构7。这样，完成本实施方式的层叠型压电元件1。通过将引线13a与外部的电压供给部(未图示)连接，经由作为通电部13的引线13a及外部电极9向内部电极5施加电压，能够利用反压电效应，使各压电体层3大幅度变位。由此，例如，能够使其作为向发动机喷射供给燃料的汽车用燃料喷射阀来发挥功能。

[0156] 进而，在导电性粘接部件15中埋设金属的筛孔或筛孔状金属板构成的导电性辅助部件(未图示)也可。通过在导电性粘接部件15埋设上述导电性辅助部件，即使在以高速驱动元件的情况下，也能够使大电流流过导电性辅助部件。因此，能够抑制过度的电流流过外部电极9。由此，能够有效地防止外部电极9引起局部放热而断线的情况，能够大幅度提高耐久性。

[0157] 另外，在导电性粘接部件15中埋设有金属的筛孔或筛孔状金属板时，能够减小在导电性粘接部件15产生龟裂的可能性。还有，作为金属的筛孔，例如，可以举出编入金属线的筛孔。另外，作为筛孔状金属板，例如，可以举出在金属板形成孔，形成为筛孔状的金属板。

[0158] 其次，说明本发明的一实施方式的喷射装置。

[0159] 如图16所示，在喷射装置33中，在一端具有喷射孔35的收容容器37的内部收容有以上述实施方式为代表的层叠型压电元件1。在收容容器37的内部配设有能够开闭喷射孔35的针形阀39。在喷射孔35配设有燃料通路41，该燃料通路41能够根据针形阀39的活动而连通。该燃料通路41与外部的燃料供给源连结，向燃料通路41时常以一定的高压供给燃料。从而，若针形阀39开放喷射孔35，则供给于燃料通路41的燃料以一定的高压向内燃机的燃料室内喷出。

[0160] 另外，针形阀39的上端部的内径变大，并配置有能够与在收容容器37形成的汽缸43滑动移动的活塞45。还有，在收容容器37内收容有上述层叠型压电元件1。

[0161] 在这样的喷射装置33中，若层叠型压电元件1被施加电压而伸长，则活塞45被按压，针形阀39闭塞喷射孔35，停止燃料的供给。另外，若电压的施加停止，则层叠型压电元件1收缩，盘簧47推回活塞45，喷射孔35与燃料通路41连通，进行燃料的喷射。

[0162] 另外，本实施方式的喷射装置33具备：具有喷射孔35的容器、层叠型压电元件1，利用层叠型压电元件1的驱动，从喷射孔35喷出在容器内填充的液体也可。即，层叠型压电元件1未必一定在容器的内部，利用层叠型压电元件1的驱动，向容器的内部施加压力也可。还有，在本实施方式中，液体除了燃料、墨液等之外，还包括导电性糊剂等各种液态流体。

[0163] 其次，说明本发明的一实施方式的燃料喷射系统49。

[0164] 如图17所示，燃料喷射系统49具备：蓄积高压燃料的共轨51；喷射在该共轨51蓄积的燃料的多个上述喷射装置33；向共轨51供给高压的燃料的压力泵53；向喷射装置33赋予驱动信号的喷射控制单元55。

[0165] 喷射控制单元55用传感器等感测发动机的燃烧室内的状况的同时，控制燃料喷射的量或时序。压力泵53起到以1000～2000大气压左右，优选以1500～1700大气压左右，从燃料罐57向共轨51送入燃料的作用。在共轨51中蓄积从压力泵67送过来的燃料，适当地送入喷射装置33。喷射装置33如上所述地从喷射孔35向燃烧室内以雾状喷射少量的燃料。

[0166] 还有，本发明涉及层叠型压电元件1、喷射装置33、及燃料喷射系统49，但不限定于上述实施例，例如，除了汽车发动机的燃料喷射装置、墨液喷射器之类的液体喷射装置、光学装置等精密定位装置、振动防止装置等上搭载的驱动元件(压电促动器)、燃烧压传感器、碰撞传感器、加速度传感器、负荷传感器、超声波传感器、压敏传感器、偏航传感器等上搭载的传感器元件、压电陀螺、压电开关、压电变压器、压电制动器等上搭载的电路元件以外，只要是使用压电特性的元件，就可以实施。

[0167] 另外，本发明的不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更也无妨。

[0168] 实施例

[0169] (实施例1)

[0170] 如下所述地制作具备本发明的层叠型压电元件的层叠型压电促动器。

[0171] 首先，制作混合了含有平均粒径为0.4μm的钛酸锆酸铅(PbZrO3-PbTiO3)的压电陶瓷的煅烧粉末、粘合剂、及增塑剂的浆料。使用该浆料，利用刮板法，制作成为厚度150μm的压电体层3的陶瓷印刷电路基板。

[0172] 在该陶瓷印刷电路基板的一面利用网板印刷法形成了向银-钯合金中添加了粘合剂的成为内部电极5的导电性糊剂。将印刷有该导电性糊剂的片层叠300张。还有，在980～1100℃下烧成层叠的陶瓷印刷电路基板，得到层叠烧成体。

[0173] 此时，在试料编号2中，为了形成低刚性层11，对每个上述陶瓷印刷电路基板20层，代替成为内部电极5的导电性糊剂，使成为低刚性层11的导电性糊剂成为厚度4μm地进行印刷。

[0174] 在此，成为低刚性层11的导电性糊剂是向银-钯合金中添加并混合平均粒径0.5μm的丙烯酸珠，相对于银-钯合金100体积％成为200体积％地，进而，向该混合物中添加粘合剂而制作。然后，用平面磨削盘磨削得到的层叠烧成体，得到层叠结构7。

[0175] 其次，通过混合平均粒径2μm的银粉末、含有平均粒径2μm的硅的软化点为650℃的玻璃粉末及粘合剂，制作银玻璃导电性糊剂。将该银玻璃导电性糊剂以30μm的厚度网板印刷于形成层叠结构7侧面的外部电极9的部分。通过在700℃下烧接30分钟在侧面印刷有银玻璃导电性糊剂的层叠结构7，制作具备外部电极9的层叠结构7。

[0176] 进而，作为导电性粘接部件15，使用包括铅、锡和银的焊料。在印刷该焊料时，涂敷降低与低刚性层11的润湿性的抗蚀剂。这样，通过涂敷抗蚀剂，制作焊料在层叠结构7的侧面以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的试料(试料编号2)。

[0177] 然后，在外部电极9连接引线13a，进行极化处理。作为极化处理，经由引线13a，向正极及负极的外部电极9施加3kV/mm的直流电场15分钟。在此，在试料编号1中，如图16所示，仅在层叠结构7的一端侧配设一对引线13a。在试料编号2中，在利用低刚性层11沿层叠方向划分的多个部位分别配设一对引线13a。

[0178] 如上所述，制作具备本发明的层叠型压电元件1的压电促动器。向得到的层叠型压电促动器施加200V的直流电压的结果，在层叠方向上得到变位量40μm。

[0179] 进而，在室温下将0～+200V的交流电压以150Hz的频率向该层叠型压电促动器4
施加，进行使其连续驱动至1×10 次的试验。得到的结果示出在表1中。

[0180] [表1]

[0181]试料编号 初始的变位量 1×104次驱动后的变位量
1 40μm 15μm
2 40μm 30μm

[0182] 如表1所示，在试料编号1及2中，初始的变位量均相同地为40μm。但是，在1×104次的连续驱动后，试料编号1的变位量降低至15μm，相对于此，试料编号2的变位量只降低至30μm，从而可知，压电促动器的连续驱动后的变位量的维持大幅度提高。

[0183] (实施例2)

[0184] 通过与实施例1相等的方法，得到层叠结构7。其次，在层叠结构7的侧面中位于低刚性层11的侧方的部分涂敷降低润湿性的抗蚀剂。然后，混合平均粒径2μm的银粉末和含有平均粒径2μm的硅并且软化点为650℃的玻璃粉末。进而，通过向该混合物中添加粘合剂，制作银玻璃导电性糊剂。以30μm的厚度，将该银玻璃导电性糊剂网板印刷于层叠结构7侧面的形成外部电极9的部分。

[0185] 进而，在700℃下将印刷有该银玻璃导电性糊剂的层叠结构7进行烧接30分钟。由此，制作在层叠结构7的侧面中，外部电极9在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的试料(试料编号3)。

[0186] 另外，作为导电性粘接部件15，印刷包括铅、锡、和银的焊料时，将降低与低刚性层11的润湿性的抗蚀剂涂敷于层叠结构7的侧面中位于低刚性层11的侧方的部分。由此，制作在层叠结构7的侧面中焊料在以低刚性层11为基准的层叠方向的一侧和另一侧隔开的试料(试料编号4)。

[0187] 还有，在试料编号3及4中，使用与试料编号2相同地添加了丙烯酸珠的导电性糊剂，形成低刚性层11。试料编号3及试料编号4中的低刚性层11为金属部19散布的形状。另外，经调查该低刚性层11的空隙率的结果为约80％。

[0188] 然后，在以低刚性层11为基准，在层叠方向的一侧和另一侧隔开的外部电极9分别连接一对引线13a。进而，经由引线13a，将3kV/mm的直流电场向正极及负极的外部电极9施加15分钟，进行极化处理。这样，分别制作使用了图3(试料编号3)、图4(试料编号4)所示的层叠型压电元件1的压电促动器。

[0189] 对得到的层叠型压电促动器施加200V的直流电压的结果，在层叠方向上得到变位量40μm。进而，在室温下将0～+200V的交流电压以150Hz的频率向该层叠型压电促动器施加，进行使其连续驱动至1×104次的试验。得到的结果示出在表2中。

[0190] [表2]

[0191]试料编号 初始的变位量 1×104次驱动后的变位量
3 40μm 35μm
4 40μm 40μm

[0192] 如表2所示，就初始的变位量来说，试料编号3的层叠型压电促动器和试料编号4的层叠型压电促动器均为40μm。在连续驱动试验后，试料编号3的层叠型压电元件1的变位量为35μm。这样，在试料编号3的层叠型压电元件1中，变位量的降低抑制至5μm，从而可知，即使在长期的连续驱动的情况下，也以高的水平维持变位量。进而，在试料编号4的层叠型压电元件1中，连续驱动后的变位量为40μm，完全没有降低。