[发明专利]层叠型压电元件、使用它的喷射装置和燃料喷射系统、层叠型压电元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及层叠型压电元件和喷射装置、层叠型压电元件的制造方法。

背景技术

从以往，已知具有通过内部电极层叠多个压电体层的层叠体，在该层叠体的侧面形成一对外部电极的层叠型压电元件。一般，层叠型压电元件(以下有时也只称作“元件”)成为不在压电体层的主面整体形成内部电极，即所谓的部分电极构造。该部分电极构造的内部电极每隔一层在层叠体的不同侧面露出，每隔一层与一对外部电极连接。

在具有部分电极构造的元件中，如果比较印刷内部电极的部分和未印刷内部电极的部分，烧成时的压电体层的收缩率不同。因此，在烧成后，在元件中会产生残余应力。为了减少残余应力，例如在专利文献1、2中提出在未印刷内部电极的部分形成收缩率调整层(虚设电极)，来谋求残余应力的减少。

专利文献1：特开平8-242023号公报

专利文献2：特开2001-102646号公报

发明内容

近年，要求在高温、高湿的环境下确保大的移位量、且能长时间连续驱动。因此，尝试对元件施加高的电场，取得大的移位量，并且进行长时间连续驱动。在这样的高温、高湿、高电场、高压力下进行了长时间连续驱动时，如专利文献1、2中记载的元件那样，只形成虚设电极，抑制龟裂的发生的效果是不充分的。

本发明者为了解决所述课题，锐意进行研究，作为结果，在设置了内部电极、与该内部电极隔离且电绝缘的虚设电极、该虚设电极与该内部电极之间的绝缘部的层叠型压电元件中，与由金属构成的内部电极和虚设电极相接触的压电体层、与和它们之间的绝缘部相接触的压电体层在烧成时的烧结行为中产生差异，所以注意到该烧结行为的差异成为元件的残余应力的发生原因之一。本发明者发现在通过压电体层与绝缘部在层叠方向相对置的位置上形成比内部电极孔隙更多的多孔质部，从而降低元件的残余应力，而且发现还能缓和在驱动时在元件上作用的应力的新的事实，而完成了本发明。

即本发明的层叠型压电元件具有经由内部电极层叠了多个压电体层的层叠体，在层叠方向上相邻的压电体层之间并列设置所述内部电极、与该内部电极隔离且电绝缘的虚设电极、该虚设电极与该内部电极之间的绝缘部，其特征在于，在经由所述压电体层与所述绝缘部在层叠方向相对置的位置上形成了与所述内部电极相比空隙更多的多孔质部。

优选所述多孔质部形成在经由所述压电体层与所述内部电极、所述虚设电极以及所述绝缘部在层叠方向相对置的位置上。

优选所述多孔质部分别形成在通过所述压电体层与所述绝缘部在层叠方向两侧相对置的位置上。

优选所述层叠体在其侧面具有一对外部电极，所述虚设电极与外部电极电连接，该外部电极不同于与该虚设电极位于相同的压电体层之间的内部电极电连接的外部电极。

所述层叠体在其侧面可以具有一对外部电极、且所述虚设电极与所述外部电极电绝缘。

本发明的其他层叠型压电元件具有经由内部电极层叠多个压电体层的层叠体，其特征在于，所述层叠体在层叠体的层叠方向上相邻的内部电极之间，具有与该内部电极相比空隙更多的多孔质部，在该多孔质部和所述相邻的内部电极的至少一方之间，具有与这些内部电极隔离且电绝缘的虚设电极。

优选所述虚设电极由在彼此隔离且电绝缘状态下存在的多个虚设部构成。

优选所述多孔质部是由金属构成的金属部和由陶瓷构成的陶瓷部的至少一方在相邻的2个压电体层之间经由空隙散布多个而形成。

优选多个所述金属部在彼此隔离而电绝缘的状态下散布。

优选所述层叠体具有多个所述多孔质部，这些多孔质部在所述层叠体的层叠方向上规则地配置。

经由所述压电体层与所述多孔质部在层叠方向两侧相邻的内部电极可以是同极。此外，经由所述压电体层与所述多孔质部在层叠方向两侧相邻的内部电极是也可以是不同极。

本发明的喷射装置的特征在于，具有：包含喷出孔的容器；和上述的任意一项中记载的层叠型压电元件，构成为通过所述层叠型压电元件的驱动，从所述喷射孔喷出在所述容器内所填充的液体。

本发明的燃料喷射系统具有：存储高压燃料的高压共轨；喷射在该高压共轨中存储的燃料的所述喷射装置；向所述高压共轨供给高压的燃料的压力泵；和向所述喷射装置提供驱动信号的喷射控制单元。