[发明专利]层叠型压电元件、具有其的喷射装置及燃料喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及层叠型压电元件、喷射装置及燃料喷射系统，例如涉及在搭载于汽车发动机的燃料喷射装置、喷墨等液体喷射装置、光学装置等精密定位装置、振动防止装置等的驱动元件(压电致动器)，搭载于燃烧压力传感器、爆震传感器、加速度传感器、载荷传感器、超声波传感器、压敏传感器、偏航率传感器等的传感器元件以及搭载于压电回转仪、压电开关、压电变压器、压电断路器等的电路元件等中使用的层叠型压电元件、具有其的喷射装置及燃料喷射系统。 

迄今以来、层叠型压电元件寻求着在推进小型化的同时，还要在大压力下确保较大的变位量。由此、提出了被施加有更高的电场，并且在长期连续驱动的严格条件下能够使用的结构(例如，专利文献1)。在该专利文献1公开的结构中，在内部电极与层叠体的侧面之间分别设有应力缓和层。 

专利文献1：日本特開2001-156348号公报 

然而，在专利文献1公开的结构中，在内部电极与层叠体的侧面之间分别设置应力缓和层，从而存在结构复杂的问题。 

由此，本发明的目的在于，提供一种能够容易制造，且在高电场、高压力下长期连续驱动的情况下，耐久性优越的层叠型压电元件、使用其的喷射装置及燃料喷射系统。 

为了实现上述目的，本发明所涉及的层叠型压电元件具有将多个压电体层与多个金属层交替层叠而成的层叠结构体，且通过对邻接对置的金属层之间施加电压来驱动，其特征在于，所述层叠结构体的侧面的压电体晶 粒的平均粒径比所述邻接对置的金属层夹持的压电体层的压电体晶粒的平均粒径大。 

另外，本发明所涉及的喷射装置的特征在于，具有上述层叠型压电元件与喷射孔，且构成为通过所述层叠型压电元件的驱动使液体从所述喷射孔喷出。 

进而，本发明所涉及的燃料喷射系统具有：储蓄高压燃料的共轨；喷射储蓄于该共轨的燃料的权利要求10所述的喷射装置；向所述共轨供给高压燃料的压力泵；向所述喷射装置施加驱动信号的喷射控制单元。 

在以上构成的本发明所涉及的层叠型压电元件中，通过使层叠结构体的侧面的压电体晶粒的平均粒径比所述邻接对置的金属层夹持的压电体层的压电体晶粒的平均粒径大这种比较简单的结构，能够获得层叠结构体的侧面的应力缓和效果。 

因而，根据本发明，能够提供一种容易制造、且在高电场、高压力下长期连续驱动的情况下，耐久性优越的层叠型压电元件、使用其的喷射装置及燃料喷射系统。 

图1A为表示本发明的实施方式1所涉及的层叠型压电元件的立体图。 

图1B为图1A的X-X线剖视图。 

图1C为图1A的Y-Y线剖视图。 

图2A为放大示意表示图1B的区域T1及图1C的区域T2的剖视图。 

图2B为放大示意表示图1C的区域T3b的剖视图。 

图2C为放大示意表示图1B的区域T3a的剖视图。 

图3A为表示本发明的实施方式2所涉及的层叠型压电元件的剖视图。 

图3B为放大示意表示图3A的区域T4的剖视图。 

图4A为表示本发明的实施方式3所涉及的层叠型压电元件的剖视图。 

图4B为放大示意表示图4A的区域T5的剖视图。 

图5为表示本发明的一实施方式所涉及的喷射装置的剖视图。 

图6为表示本发明的一实施方式所涉及的燃料喷射系统的概略图。 

附图标号说明 

1层叠型压电元件 

3压电体层 

5内部电极层 

5B低刚性金属层 

7层叠结构体 

9外部电极 

11、11a、11b压电体晶粒 

51金属部 

52空隙。 

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式所涉及的层叠型压电元件进行详细说明。 

实施方式1. 

图1A为表示本实施方式1所涉及的层叠型压电元件的立体图，图1B为图1A的X-X线剖视图，图1C为图1A的Y-Y线剖视图。 

如图1A～图1C所示，本实施方式1的层叠型压电元件1(以下，称为元件1)具有将多个压电体层3与多个内部电极层5交替层叠而成的层叠结构体7、形成于层叠结构体7的侧面的外部电极9。