[发明专利]层叠型压电元件、具备其的喷射装置及燃料喷射系统

说明书

技术领域

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

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。

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。

专利文献1：特开2000-269562号公报

附图说明

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。

图2是图1所示的实施方式的II-II剖面图。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

图16是表示本发明的一实施方式的喷射装置的剖面图。

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

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)。

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。

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。

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。

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。