CN101283459A - 层叠型压电元件及使用它的喷射装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在高电场、高压力下长期连续驱动的情况下，外部电极也不会从层叠体表面剥离，持久性优秀的层叠型压电元件及其制造方法与喷射装置。该层叠型压电元件包括：具有多个压电体层(1)与多个金属层(2)，由压电体层(1)与金属层(2)交互层叠而成的层叠体(10)，以及覆盖层叠体(10)的侧面的一部分的外部电极(覆盖部件)(4)，多个金属层(2)中的至少1个金属层(2a)，是与在层叠方向上与该金属层(2a)相邻的两侧的金属层(2b)相比空隙较多的多孔质金属层(2a)，外部电极(4)的一部分，进入到在层叠方向上与该多孔质金属层(2a)相邻的两个的压电体层(1，1)之间。

Description

层叠型压电元件及使用它的喷射装置

技术领域

本发明涉及安装在汽车引擎的燃料喷射装置等中的层叠型压电元件，以及使用它的喷射装置。

背景技术

图28为表示以前的层叠型压电元件的立体图。图29为表示该层叠型压电元件中的层叠体的侧面与外部电极之间的接合部分的放大剖面图。如图28及图29所示，该层叠型压电元件具有层叠体110以及形成在互相相对的一对侧面上的外部电极104构成。

层叠体110由构成其的压电体层101与金属层102交互层叠而成，但金属层102并非形成在压电体层101的整个主面上，而是形成所谓的部分电极构造。也即，该层叠体110中，例如在压电体层101的主面上设有不形成内部电极102的非形成部位。该非形成部位被设为与一对外部电极104交互相邻。通过这样，内部电极102每隔一层在层叠体110的不同侧面露出来，与形成在层叠体110的相对的侧面中的一对外部电极104分别每隔一层相连接。层叠体110的层叠方向中的两端侧层叠有非活性层109。

一般来说，外部电极104通过将含有银等导电材料的导电性料浆涂布在层叠体103的侧面并进行焙烧而形成(例如特开2000-332312号公报、特开2000-31558号公报、特开2005-174974号公报)。

在将该层叠型压电元件用作压电调节器的情况下，还使用焊锡在外部电极104上固定了引线106，通过该引线106在一对外部电极104之间加载给定的电位，驱动层叠型压电元件。特别是近年来，要求小型的层叠型压电元件在大压力下确保大变位量，因此加载更高的电场，对其进行长时间连续驱动。

【专利文献1】日本特开2000-332312号公报

【专利文献2】日本特开2000-31558号公报

【专利文献3】日本特开2005-174974号公报

但是，以前的层叠型压电调节器中，存在以下问题：在高电场、高压力下被长时间连续驱动的情况下，由于层叠体的伸缩，层叠体的侧面与外部电极的接合部中产生应力，导致外部电极的一部分从层叠体的侧面剥离，不再给一部分压电体提供电压，驱动时变位特性发生变化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种即使在高电场、高压力下被长期连续驱动的情况下，其外部电极也不会从层叠体侧面剥离，耐久性优秀的层叠型压电元件以及喷射装置。

本发明的层叠型压电元件及使用它的喷射装置，采用以下构成。

(1)一种层叠型压电元件，具有层叠体与覆盖部件，该层叠体包括多个压电体层与多个金属层，由所述压电体层与所述金属层交互层叠而构成，所述覆盖部件覆盖所述层叠体的侧面的至少一部分，所述多个金属层中的至少一个金属层，是比在层叠方向上与该金属层相邻的两侧金属层空隙多的多孔质金属层，所述覆盖部件的一部分，进入到在层叠方向上与该多孔质金属层相邻的2个压电体层之间。

(2)根据上述(1)中记载的层叠型压电元件，所述覆盖部件是覆盖所述层叠体的侧面的被覆树脂。

(3)根据上述(1)中记载的层叠型压电元件，所述覆盖部件是与所述多个金属层交互连接的一对外部电极。

(4)根据上述(1)中记载的层叠型压电元件，所述覆盖部件是覆盖所述层叠体的侧面的被覆树脂，以及与所述多个金属层交互连接的一对外部电极。

(5)根据上述(3)或(4)中记载的层叠型压电元件，所述外部电极含有导电性材料与玻璃材料，进入到所述两个压电体层之间的外部电极的一部分中的所述玻璃材料的含有量，比该一部分以外的外部电极中的所述玻璃材料的含有量多。

(6)根据上述(3)～(5)中任一项记载的层叠型压电元件，所述外部电极由在垂直于所述层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，这些多个层中与所述层叠体的侧面相邻的层中的所述玻璃材料的含有量，比其他层中的所述玻璃材料的含有量多。

(7)根据上述(3)～(6)中任一项记载的层叠型压电元件，所述外部电极的周边部中，越到周边侧其厚度逐渐变薄，且形成有与所述层叠体的侧面分离的分离部。

(8)根据上述(7)中记载的层叠型压电元件，所述分离部与所述层叠体的侧面之间存在空隙。

(9)根据上述(7)或(8)中记载的层叠型压电元件，所述分离部与所述层叠体的侧面之间的至少一部分中隔有绝缘性树脂。

(10)根据上述(9)中记载的层叠型压电元件，所述绝缘性树脂，隔在所述分离部与所述层叠体的侧面之间的周边侧中。

(11)根据上述(9)中记载的层叠型压电元件，所述绝缘性树脂，填充在所述分离部与所述层叠体的侧面之间。

(12)根据上述(9)～(11)中任一项记载的层叠型压电元件，所述绝缘性树脂是硅树脂。

(13)根据上述(7)～(12)中任一项记载的层叠型压电元件，所述外部电极由在垂直于所述层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，且外侧层的热膨胀系数比内侧层的热膨胀系数大。

(14)根据上述(13)中记载的层叠型压电元件，所述多个层中与所述层叠体的侧面相邻的层，比其他层更向周边侧突出。

(15)根据上述(13)或(14)中记载的层叠型压电元件，所述分离部仅仅由与所述层叠体的侧面相邻的层构成。

(16)根据上述(7)～(15)中任一项记载的层叠型压电元件，所述分离部投影到所述层叠体的侧面上的长度为10μm以上。

(17)根据上述(7)～(16)中任一项记载的层叠型压电元件，将所述外部电极与所述层叠体的侧面相接触的部分和所述分离部之间的边界，与所述分离部的尖端连接起来的直线，与所述层叠体的侧面所形成的角度为1度以上45度以下。

(18)根据上述(7)～(17)中任一项记载的层叠型压电元件，所述分离部的尖端与所述层叠体的侧面之间的距离，为1μm以上50μm以下。

(19)根据上述(1)～(18)中任一项记载的层叠型压电元件，所述多孔质金属层，由在层叠方向上与该多孔质金属层相邻的两个压电体层之间散布的多个部分金属层构成，这些部分金属层彼此分离配置。

(20)根据上述(19)中记载的层叠型压电元件，在层叠方向上与所述多孔质金属层相邻的两侧的金属层是同极的。

(21)根据上述(19)或(20)中记载的层叠型压电元件，所述覆盖部件的一部分进入到相邻的所述部分金属层间。

(22)根据上述(21)中记载的层叠型压电元件，进入到所述部分金属层间的所述覆盖部件的一部分，覆盖了所述部分金属层的表面。

(23)根据上述(1)～(22)中任一项记载的层叠型压电元件，在层叠方向上与所述多孔质金属层相邻的两侧的金属层，是与在层叠方向上和该两侧的金属层相邻的金属层相比，空隙较少的高密度金属层。

(24)根据上述(23)中记载的层叠型压电元件，所述高密度金属层的厚度，比在层叠方向上与这些高密度金属层相邻的金属层的厚度大。

(25)根据上述(1)～(24)中任一项记载的层叠型压电元件，所述层叠体具有多个所述多孔质金属层。

(26)根据上述(25)中记载的层叠型压电元件，所述覆盖部件的一部分，分别进入到设有所述多孔质金属层的各个压电体层之间。

(27)根据上述(25)中记载的层叠型压电元件，所述多个多孔质金属层规则地设置在所述层叠体的层叠方向上，所述覆盖部件的一部分，分别进入到设有所述多孔质金属层的各个压电体层之间。

(28)根据上述(1)～(27)中任一项记载的层叠型压电元件，进入到所述压电体层间的所述覆盖部件的一部分，其层叠方向的厚度t与进入到所述压电体层间的深度D之间，满足D＞0.1t的关系。

(29)一种喷射装置，具有设置了喷出孔的容器，与上述(1)～(28)中任一项所述的层叠型压电元件，通过所述层叠型压电元件的驱动，使得所述容器内填充的液体从所述喷射孔喷出。

(30)一种燃料喷射系统，具有：存储高压燃料的公共管道；

上述(29)中所述的喷射装置，喷射该公共管道中所存储的燃料；向所述公共管道提供高压燃料的压力泵；以及向所述喷射装置提供驱动信号的喷射控制单元。

发明效果

本发明的层叠型压电元件，多个金属层中的至少一个金属层，是比在层叠方向上与该金属层相邻的两侧的金属层空隙多的多孔质金属层，因此在元件的制造过程中，覆盖部件的一部分能够进入到多孔质金属层的空隙中。通过像这样让覆盖部件的一部分进入到在层叠方向上与多孔质金属层相邻的两个压电体层间，能够提高覆盖部件与层叠体的侧面的接合强度。也即，由于覆盖部件的一部分进入到相邻的两个压电体层间的一部分区域中，形成从层叠体的侧面向层叠体中打入了桩子的构造(锚固效果)。通过这样，将覆盖部件与层叠体牢固地接合起来，即使在高电场高压力下长时间连续驱动的情况下，也能够防止覆盖部件从层叠体的侧面剥离。另外，驱动时伸缩变形的层叠体与覆盖部件之间所产生的应力，被基于压力的压电体变形与基于空隙的应力缓和效果所缓和，因此进一步提高了覆盖部件与层叠体的接合可靠性。进而，覆盖部件的一部分进入到与设置有存在很多空隙的多孔质金属层的压电体层间相同的压电体层间，因此处于基于多孔质金属层的空隙的应力缓和效果很容易作用到覆盖部件的一部分上的状态。其结果，覆盖部件的一部分被有效地作用应力缓和效果，驱动时的应力变得很难作用到覆盖部件的一部分上，进一步提高了进入到压电体层间的覆盖部件的一部分与压电体层之间的接合可靠性。通过这样能够得到持久性高的长寿的层叠型压电元件。

在覆盖部件是覆盖层叠体的侧面的被覆树脂时，被覆树脂与层叠体的侧面被牢固地接合。通过这样，即使在高温、高湿、高电场、高压力下被长期连续驱动的情况下，也能够防止被覆树脂从层叠体的侧面剥离。其结果，能够防止环境中的水蒸气从剥离部分进入，在元件表面产生银迁移，金属层间导通，层叠体的功能下降。

在覆盖部件是多个金属层交互连接的一对外部电极时，能够防止一部分金属层与外部电极的连接中断，因此能够防止元件的变位特性降低。

在覆盖部件是覆盖层叠体的侧面的被覆树脂，以及多个金属层交互连接的一对外部电极时，能够得到上述各个效果，同时，由于外部电极被牢固地接合在层叠体的侧面上的被覆树脂所覆盖，因此进一步提高了外部电极的接合强度。

在外部电极含有导电性材料与玻璃材料，进入到两个压电体层之间的外部电极的一部分中的玻璃材料的含有量，比该一部分以外的外部电极中的玻璃材料的含有量多的情况下，具有以下效果。即，在玻璃成分较多的部位中，与该玻璃成分相比，金属成分更容易在压电体层中扩散固溶，因此提高了进入到压电体层间的外部电极的一部分区域和与其接触的压电体层之间的接合强度。结果由于该外部电极的一部分中的锚固效果增高，因此能够进一步提高外部电极的接合强度。

外部电极由在垂直于层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，这些多个层中与层叠体的侧面相邻的层中的玻璃材料的含有量，比其他层中的玻璃材料的含有量多时，由于玻璃成分容易进入相邻的压电体层间，因此能够进一步提高外部电极与层叠体的侧面的接合强度。另外，构成外部电极的多个层中，外侧的层中含有的玻璃成分，比位于层叠体的侧面侧的层中含有的玻璃成分少，由此能够提高外部电极中通过焊接而接合的引线的接合强度。原因是一般来说焊锡对玻璃成分的浸润性较低。

在外部电极的周边部中，越到周边侧其厚度逐渐变薄，且形成有与层叠体的侧面分离的分离部时，该分离部能够吸收外部电极与层叠体的接合边界部分中所产生的应力，因此能够抑制与外部电极相接合的层叠体中产生龟裂。

在分离部与层叠体的侧面之间存在空隙时，分离部能够自由变形，因此能够显著降低外部电极与压电体的接合边界部中产生的应力。

在分离部与层叠体的侧面之间的至少一部分中隔有绝缘性树脂时，能够防止外部电极的周边部与内部电极之间产生边缘面放电，因此能够防止绝缘性降低，确保高可靠性。另外，在绝缘性树脂，隔在分离部与层叠体的侧面之间的周边侧中，或者绝缘性树脂，填充在分离部与层叠体的侧面之间时，能够防止外部电极的周边部与内部电极之间产生边缘面放电。进而，在绝缘性树脂是硅树脂时，能够防止边缘面放电，同时防止压电体的变位，因此能够得到不受压电体的变位的影响的高可靠性。

在外部电极由在垂直于层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，且外侧层的热膨胀系数比内侧层的热膨胀系数大时，或多个层中与层叠体的侧面相邻的层，比其他层更向周边侧突出时，能够容易且有效地形成与层叠体的侧面不接触的分离部，有效地吸收外部电极与压电体的接合边界面中产生的应力。另外，分离部仅仅由与层叠体的侧面相邻的层构成时，能够更加有效地降低外部电极与压电体的接合边界部中产生的应力。

在分离部投影到层叠体的侧面上的长度为10μm以上时，将外部电极与层叠体的侧面相接触的部分和分离部之间的边界，与分离部的尖端连接起来的直线，与层叠体的侧面所形成的角度为1度以上45度以下时，或分离部的尖端与层叠体的侧面之间的距离，为1μm以上50μm以下时，能够最有效地降低外部电极与压电体的接合边界部中产生的应力。

在多孔质金属层，由在层叠方向上与该多孔质金属层相邻的两个压电体层之间散布的多个部分金属层构成，这些部分金属层彼此分离配置时，覆盖部件容易进入到散布的部分金属层间，能够提高锚固效果，因此能够进一步提高覆盖部件与层叠体的侧面之间的接合强度。

在层叠方向上与多孔质金属层相邻的两侧的金属层是同极的时，驱动压电元件时，与多孔质金属层相邻的2个压电体层不会变位。通过这样，防止了应力集中在多孔质金属层中，能够提供持久性优秀的层叠型压电元件。另外，本方案中的该多孔质金属层，由处于彼此分离状态的散布的多个部分金属层构成，因此不会作为内部电极起作用。

在覆盖部件的一部分进入到相邻的部分金属层间时，得到了更高的锚固效果，因此能够显著提高覆盖部件与层叠体的侧面的接合强度。另外，在进入到部分金属层间的覆盖部件的一部分，覆盖了部分金属层的表面时，由于部分金属层的表面与覆盖部件的一部分之间的接触面积增加，因此能够进一步提高外部电极的接合强度。

在层叠方向上与多孔质金属层相邻的两侧的金属层，是与在层叠方向上和该两侧的金属层相邻的金属层相比，空隙较少的高密度金属层时，由于该高密度金属层的端部与覆盖部件之间的接触面积增大，因此提高了其接合强度。

特别是在覆盖部件是外部电极时，由于高密度金属层的端部与覆盖部件之间很容易发生导电性材料的扩散。这样，通过基于该扩散的接合(扩散接合)能够提高外部电极的接合强度。也即，设有多孔质金属层的压电体层间，覆盖部件的一部分进入而得到锚固效果，与该多孔质金属层相邻的两侧的金属层与外部电极之间，实现了基于扩散接合的接合强度的提高。如果为了提高外部电极与层叠体的侧面之间的接合强度而过度地配置多孔质金属层，则有时元件的强度会降低，但通过如上将基于多孔质金属层的锚固效果与基于高密度金属层的扩散接合效果组合起来，就能够在提高外部电极的接合强度的同时，抑制元件整体的强度降低。

进而，在高密度金属层的厚度，比在层叠方向上与这些高密度金属层相邻的金属层的厚度大时，能够进一步提高上述接合面积的增大效果与扩散接合的促进效果，因此能够提高覆盖部件，特别是外部电极的接合强度。

在层叠体具有多个多孔质金属层时，这些多孔质金属层能够缓和元件的变位时所产生的应力，因此元件的持久性进一步提高。另外，在覆盖部件的一部分，分别进入到设有多孔质金属层的各个压电体层之间时，覆盖部件的接合强度进一步提高。

在多个多孔质金属层规则地设置在层叠体的层叠方向上，覆盖部件的一部分，分别进入到设有多孔质金属层的各个压电体层之间时，由于覆盖部件对层叠体的侧面的接合强度在层叠方向的整个区域中大致均匀地提高，因此元件的持久性最佳。

在进入到压电体层间的覆盖部件的一部分，其层叠方向的厚度t与进入到压电体层间的深度D之间，满足D＞0.1t的关系时，基于进入到压电体层间的覆盖部件的一部分的锚固效果提高。也即，深度D越大，插入部与压电体层之间的接触面积越大，因此相应地锚固效果提高。

本发明的喷射装置，在设置了喷出孔的存放容易内部存放有上述层叠型压电元件，因此在高电场、高压力下连续使用，也能够发挥出优秀的持久性。

附图说明

图1为表示本发明的第1实施方式的层叠型压电元件的立体图。

图2为图1中的A-A线剖面图(在垂直于金属层的方向上切断而得到的剖面图)。

图3为第1实施方式中的外部电极与层叠体的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

图4为表示第2实施方式的层叠型压电元件的剖面图(在垂直于金属层的方向上切断而得到的剖面图)。

图5为第2实施方式中的外部电极与层叠体的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

图6为放大了第2实施方式的层叠型压电元件中的金属层及其附近的放大剖面图。

图7为放大了第2实施方式中的多孔质金属层及其附近的放大剖面图。

图8为表示第3实施方式的层叠型压电元件的剖面图(在垂直于金属层的方向上切断而得到的剖面图)。

图9为表示第4实施方式的层叠型压电元件的剖面图(在垂直于金属层的方向上切断而得到的剖面图)。

图10为第4实施方式中的外部电极与层叠体的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

图11为表示第5实施方式的层叠型压电元件的放大剖面图。

图12为表示本发明的另一实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

图13为表示第6实施方式的层叠型压电元件中，覆盖被覆树脂(覆盖部件)之前的状态的立体图。

图14为表示覆盖了被覆树脂的第6实施方式的相关层叠型压电元件的立体图。

图15为图14中的A-A线剖面图。

图16为第6实施方式中的层叠型压电元件中被覆树脂与层叠体的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

图17为第6实施方式的层叠型压电元件中，在金属层与压电体层之间的界面处切断了时的剖面图。

图18为表示第7实施方式的层叠型压电元件的剖面图。

图19为第7实施方式中的被覆树脂21与层叠体10的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

图20为第7实施方式的层叠型压电元件中，在金属层与压电体层之间的界面处切断了时的剖面图。

图21为放大了第7实施方式的层叠型压电元件中的金属层及其附近的放大剖面图。

图22为表示第7实施方式的压电体层上的部分金属层的排列状态的立体图。

图23为表示第8实施方式的层叠型压电元件的立体图。

图24为表示图23中的压电体层与外部电极之间的接合状态之一例的放大剖面图。

图25为表示图23中的压电体层与外部电极之间的接合状态之另一例的放大剖面图。

图26为表示本发明的一实施方式的喷射装置的剖面图。

图27为表示本发明的一实施方式的燃料喷射系统的概要图。

图28为表示以前的层叠型压电元件的立体图。

图29为表示以前的层叠型压电元件中的层叠体的侧面与外部电极之间的接合部分的放大剖面图。

图30为以前的层叠型压电元件中的在包括金属层(内部电极层)的平面进行了切断时的剖面图。

图中：1…压电体，2…金属层，2a…金属层，2a’…多孔质金属层，2b…金属层，2c…部分金属层，2d…空隙，2e…高密度金属层，4…外部电极，4a…插入部，4b、4c、4d、4e…构成外部电极的多个层，6…引线，9…非活性层，10…层叠体，31…存放容器，33…喷射孔，35…阀，37…燃料通道，39…气缸，41…活塞，43…压电调节器。

具体实施方式

<层叠型压电元件>

(第1实施方式)

下面对照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。图1为表示本发明的第1实施方式的相关层叠型压电元件的立体图。图2为图1中的A-A线剖面图。图3为本实施方式的外部电极4与层叠体10的侧面之间的接合部分的放大剖面图。

如图1及图2所示，本实施方式的相关层叠型压电元件，具有交互层叠了多个压电体层1与多个金属层2的层叠体10，在该层叠体10的相对的侧面中，接合有每隔一层与金属层2的端部电导通的一对外部电极(覆盖部件)4、4’。外部电极4，4’中，通过焊锡等分别固定有引线6。这些引线6能够与外部的电压供给部(未图示)相连接。通过这样，能够对各个金属层2，分别提供为了让压电体层1因逆压电效应而变位所必要的给定电压。压电体层1之间所设置的金属层2由银—钯等金属材料形成。

如果通过引线6给各个压电体层1加载给定的电压，压电体层1中便产生基于逆压电效应的变位。另外，在层叠体10的层叠方向的两端部，分别设置有多个压电体层所构成的非活性层9，该非活性层9的一方端部侧没有设置金属层2，因此即使加载电压也不会发生变位。

如图2及图3所示，本实施方式的层叠型压电元件的特征在于，在相邻的两个压电体层1间的一部分区域中，形成有使外部电极4(或外部电极4’)的一部分进入的插入部4a。具体的说，插入部4a形成在相邻的两个压电体层1间的区域，且是金属层2a的侧端部E与层叠体10的侧面S之间的区域中。该区域不但形成在图3所示的外部电极4侧，还形成在外部电极4’侧。作为外部电极4的一部分的插入部4a，与层叠体10的侧面S相接合的外部电极4的本体连接。

通过像这样事先使得插入部4a侵入到压电体层1间的一部分区域中，形成从层叠体10的侧面S向层叠体10中打入了桩子的构造，通过所谓的锚固的效果，大幅提高了外部电极4与层叠体10之间的接合强度。通过这样，即使在高电场、高压力下对层叠型压电元件进行长时间驱动的情况下，也能够防止外部电极4从层叠体10的侧面S剥离，因此能够防止因一部分金属层2与外部电极4之间断路，而不再给一部分压电体层1提供电压这种故障，防止驱动中变位特性降低。

另外，因层叠体驱动时伸缩变形而产生的层叠体与覆盖部件之间的界面中的应力，经使得外部电极4(或外部电极4’)的一部分进入的插入部4a，传播给压电体层1。对应于该被传播的应力，与插入部相接的压电体的结晶构造发生变化，应力被吸收。

特别是，在插入部由主要成分是金属的外部电极的一部分构成时，能够得到金属自身变形而缓和应力的效果，同时，由于插入部4a对与其相接触的压电体的压力较大，因此很容易产生压电体的结晶构造变化。

进而，压电体层1与空隙相接触的部分中，没有被加载电压，起到了根据应力压电体能够变形的空间的功能。因此，能够产生新的缓和功能，即因结晶构造变化而新产生的压电体内的应力，能够被与空隙相接的部分所缓和。

进而，通过使插入部4a的尖端分叉侵入到多孔质金属层的部分金属层间，能够提高分散应力的效果，从而能够进一步提高应力缓和效果。通过这样，能够得到一种覆盖部件与层叠体之间的接合的可靠性进一步被提高，且持久性较高的长寿的层叠型压电元件。

插入部4a进入到金属层2a的侧端部E与层叠体10的侧面S之间的区域的深度D，相对于插入部4a的厚度t，最好满足D＞0.1t的关系。特别是，从提高接合强度这一点出发，深度D最好为1μm以上，更加优选5μm以上。在深度D为1μm以上的情况下，能够得到足够的锚固效果，得到外部电极4与层叠体10的侧面S之间的足够的接合强度。

另外，本实施方式中，外部电极4的一部分作为插入部4a‘进入’到压电体层1，1之间，并不意味着外部电极4的一部分以层叠体10的侧面的表面粗糙度的程度的凹凸进入，而是意味着外部电极4的一部分进入到压电体层1，1间的空隙中。

进而，优选插入部4a在层叠体10的层叠方向设有多个，更加优选插入部4a在层叠体10的层叠方向规则地设置。通过像这样在层叠方向规则地设置外部电极4的一部分进入的插入部4a，能够使得外部电极4在层叠体10的层叠方向的整个区域中大致均匀且牢固地接合。

多个插入部4a，优选以层叠体10中的金属层2的整个层数的1/2以下的层数为单位，更加优选以整个层数的1/8以下的层数为单位，进一步优选以整个层数的1/15以下的层数为单位分别设置。假如插入部4a的设置周期是以超过金属层2的总层数的1/2的层数为单位的，则由于插入部4a的数目较少，而有可能导致外部电极4的接合强度在层叠方向的整个区域中变得不均匀。

这里，插入部4a‘规则地设置’这一概念，当然包括多个插入部4a的设置间隔都相同的情况，此外还包括以能够在层叠体10的侧面S中，在层叠方向的整个区域中大致均匀且牢固地接合外部电极4的这种程度，使得各个插入部4a的设置间隔近似的情况。具体的说，插入部4a的设置间隔，相对于各个插入部4a的设置间隔的平均值最好在±20％的范围内，优选在±15％的范围内，更加优选各个设置间隔均一致。

作为规则地设置插入部4a的方法，可以列举出例如以给定的层数(例如每20层等)为单位设置插入部4a的方法。且这种情况下，在金属层2的总层数除以上述给定的层数除不尽的情况下，在层叠体10的两端附近插入部4a的设置可以不按照上述以每给定层数为单位的规则。

另外，希望插入部4a在形成有正极侧外部电极4与负极侧外部电极4的层叠体10的侧面中，正极侧与负极侧交互配置。通过这样，正极侧的外部电极4与负极侧的外部电极4的一部分均等地进入到压电体层1之间，能够使得两侧的外部电极4与层叠体10牢固、平衡性良好地接合。

特别是，如果只重视性能方面，则最好在所有的压电体层1之间设置插入部。这种情况下，由于能够使得外部电极4在层叠方向的整个区域中相对层叠体10的侧面更加牢固地接合，因此即使在以高电场连续高速驱动的情况下，外部电极4也不会从层叠体10的侧面剥离，能够更加可靠地防止驱动中的变位量下降。另外，通过不是在所有的压电体层之间，而是如上所述规则地设置插入部4a，能够平衡地兼顾性能方面与制造成本方面。

另外，本实施方式的层叠型压电元件中，形成有插入部4a的压电体层1之间所设置的金属层2a，其主成份最好是从元素周期表的第8～11族金属中选出的至少一种。通过如上设置金属层2a的主成份，能够同时对压电体层1与金属层2进行煅烧，牢固地接合压电体层1与金属层2a的接合界面。另外，即使在压电元件变位而给金属层2a施加了压力的情况下，由于金属层2a自身由伸缩容易的上述金属构成，因此应力不会集中在一点，从而能够提供一种持久性优异的层叠型压电元件。特别是构成金属层2a的金属成分，优选是由从元素周期表第8～10族金属Ni、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru及Os中选出的至少一种以上，与从元素周期表第11族金属Cu、Ag、及Au中选出的至少一种以上所构成的合金。这是近年来合金粉末合成技术中量产性优秀的金属组成。另外，构成金属层2a的金属成分也可以是周期表第11族金属单体。

进而，优选金属层2其主成份是周期表第11族金属，形成有插入部4a的压电元件1之间所配置的金属层2a，与该金属层2a以外的其他金属层2b相比，周期表第11族金属的比率R被设定的较高。通过像这样设置杨氏模量较低的铜、银、金等周期表第11族金属的比率R，能够相对降低金属层2a的杨氏模量。通过这样，金属层2a能够有效地吸收因驱动时层叠体10的伸缩而产生的变形，降低与层叠体10的侧面牢固地接合的外部电极4中，发生因层叠体10的伸缩而产生的应力。因此，即使在高电场、高压力下长时间连续驱动，也能够防止外部电极4的一部分从层叠体10的侧面S剥离，外部电极4断线。

另外，通过让金属层2与外部电极4的主成份相同，在将成为外部电极4的导电性料浆涂覆到层叠体10的侧面并进行过焙烧时，外部电极4与金属层2a的接合部中相同的主成份互相扩散，通过所谓的扩散接合将外部电极4与金属层2a牢固地接合起来。在像这样外部电极4与金属层2a扩散接合的情况下，形成外部电极4与金属层2a相溶的相溶区域。这种情况下，前述‘金属层2a的侧端部E’，表示相溶区域与仅仅是金属层2a的区域之间的边界部分。

压电体层1例如通过以钛酸锆酸铅Pb(Zr、Ti)O₃(以下简称作PZT)，或以钛酸钡BaTiO₃为主成份的压电陶瓷材料等形成。该压电陶瓷优选表示其压电特性的压电形变常数d₃₃较高者。

另外，压电体层1的厚度，也即金属层2间的距离最好为40～250μm。通过这样，即使为了给层叠型压电元件作用电压得到较大的变位量，而增加层叠数，也能够实现层叠型压电元件调节器的小型化、低高度化，同时防止压电体层1的绝缘破坏。

(第2实施方式)

图4为表示本发明的第2实施方式的相关层叠型压电元件的剖面图。图5为第2实施方式中的外部电极4与层叠体10的侧面S之间的接合部分的放大剖面图。如图4及图5所示，第2实施方式的相关层叠型压电元件中，多个金属层2中的几个金属层2a’，与和该金属层2a’相邻的两侧的金属层2b相比，空隙2d较多。为了比较空隙2d的多少，例如可以测定各个金属层的空隙率。本实施方式中，金属层2a’与和该金属层2a’相邻的两侧的金属层2b相比，空隙率较高。以下有时将金属层2a’称作“多孔质金属层2a’”。

图6为放大了第2实施方式中的多孔质金属层2a’及其附近的放大剖面图。如图6所示，该层叠型压电元件中，多孔质金属层2a’由散布在压电体层1之间的多个部分金属层2c(呈岛状分布的多个部分金属层)与空隙2d构成。另外，设有该多孔质金属层2a’的压电体层1之间，形成有使得外部电极4的一部分进入的插入部4a。多孔质金属层2a’具有比相邻两侧的金属层2b多的空隙2d，由此，外部电极4的成分能够较深地侵入到空隙2d多的金属层2a’中，从而能够更加有效地提高外部电极4与层叠体10的接合强度。也即，在将成为外部电极4的导电料浆涂敷在层叠体10的侧面S并进行过焙烧时，在该导电型料浆软化的温度以上，导电型料浆通过毛细管现象侵入到岛状分布的金属层2c中。结果能够形成外部电极4有效地侵入到了金属层2a中的层叠型压电元件。通过这样，外部电极4能够牢固地接合在层叠体10的侧面，即使在高电场、高发生力下被高速、长时间驱动的情况下，也能够防止产生外部电极4的一部分从层叠体10的侧面剥离的这种问题。

另外，本实施方式中，万一驱动电路中流通异常的大电流，发生了外部电极4从层叠体20的侧面S剥离的状况的情况下，也具有以下优点。也即，在外部电极4通过锚固效果进入到了细密的金属层中的情况下，外部电极4的一部分被从层叠体10的侧面S剥离时，与外部电极4紧密接合的细密的金属层有可能也会同时从层叠体10的内部被剥离。因此，被剥离时的应力有时会导致压电体层1中产生裂缝。另外，本实施方式中，使得外部电极4的一部分侵入到空隙2d较多的金属层2a’中，即使万一产生了上述的驱动电路的异常从而流通了大电流的情况下，在外部电极4的一部分进入的金属层2a’的部分中，也只是外部电极4的桩子被拔出，外部电极4的一部分从层叠体10的侧面剥离，因此不会给层叠型压电元件整体带来影响。

这里，为了让外部电极4的一部分有效地进入到压电体层1之间，该金属层2a’的空隙率最好为10～95％，更加优选为40～90％。在空隙率为10％以上的情况下，由于外部电极4的一部分能够有效地进入，因此外部电极4与层叠体10的侧面S的接合能够得到足够的强度。另外，在空隙率为95％以下的情况下，能够防止金属层2a’与设置在其两侧的压电体层1之间的接合强度减弱，从而不会发生煅烧时的剥离等故障。

另外，散布在金属层2a中的部分金属层2c的大小(垂直于层叠方向的方向上的宽度)，最好为1～100μm。在部分金属层2c的大小为1μm以上的情况下，由于该多孔质金属层2a’的厚度不会过于薄，因此外部电极4的一部分能够有效地侵入到该金属层2a中。另外，在部分金属层2c的大小为100μm以下的情况下，层叠体10的伸缩所产生的应力能够被该多孔质金属层2a’分散并吸收，抑制了应力集中于部分金属层2c，能够防止压电体层1中产生龟裂。也即，通过将散布在多孔质金属层2a’中的部分金属层2c的大小设为1～100μm，能够让外部电极的一部分进入到多孔质金属层2a’中，且多孔质金属层2a’能够分散并吸收因层叠体10的伸缩而产生的应力。更加优选散布在多孔质金属层2a’中的部分金属层2c的大小为3～50μm。另外，多孔质金属层2a’的形状可以为大致球形，也可以是其他形状。

另外，在多孔质金属层2a’中散布有多个部分金属层2c的情况下，也可以不电导通，不起到电极的功能。这种情况下，该金属层2a’可以相对于压电体层1部分形成(所谓的部分电极构造)，也可以形成在压电体层1的整个面上。

在比较金属层2a’与金属层2b之间的空隙的多少时，例如使用扫描型电子显微镜(SEM)、金属显微镜、光学显微镜等，观察金属层2a’的剖面以及金属层2b的剖面(平行于层叠方向的剖面或垂直于层叠方向的剖面)得到剖面图像，并评价该剖面图像。该剖面图像中，在金属层2a’与金属层2b的空隙的多少能够明显辨认到差时，可以通过肉眼观察来比较。另外，在通过肉眼观察无法判断金属层2a’与金属层2b的空隙的多少时，可以通过以下的方法来分别测定并比较空隙率。

金属层的空隙率，表示在层叠体10的剖面(垂直或平行于层叠方向的剖面)中，空隙面积相对于金属层整体的面积所占据的比率(％)。测定空隙率的方法大体上可以分为以下两种。第1方法是对通过平行于层叠方向的面切开层叠体10时的剖面进行观察的方法，第2方法是对通过垂直于层叠方向的面切开层叠体10时的剖面进行观察的方法。

通过第1方法测定空隙率时，例如可以如下来进行，首先，通过使用公知的研磨装置对层叠体10进行研磨处理，使得平行于层叠方向的剖面露出来。具体的说，例如使用Kemet Japan(股份公司)生产的桌面研磨机KEMET-V-300作为研磨装置，通过金刚石研磨膏进行研磨。例如用扫描型电子显微镜(SEM)、金属显微镜、光学显微镜等，对通过该研磨处理而露出的剖面进行观察得到剖面图像，并对该剖面图像进行图像处理，通过这样能够测定金属层2a’的空隙率与金属层2b的空隙率。如果举出具体例子，则对于通过光学显微镜所拍摄的金属层2a’或金属层2b的图像，将空隙部分涂成黑色，将空隙以外的部分涂成白色，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)，并通过百分比来表示，由此能够计算出空隙率。例如，在剖面图像为彩色的情况下，变换成灰度级(gray scale)，分成黑色部分与白色部分。此时，在需要设定用来对黑色部分与白色部分进行2灰度化的边界阈值时，可以通过图像处理软件或肉眼观察来设定边界的阈值，并进行2值化。

另外，通过第2方法测定空隙率时，例如可以如下来进行。首先，通过使用公知的研磨装置对层叠体10的层叠方向进行研磨，直到希望测定空隙率的金属层2a’或金属层2b的剖面(垂直于层叠方向的剖面)露出来。具体的说，例如使用Kemet Japan(股份公司)生产的桌面研磨机KEMET-V-300作为研磨装置，通过金刚石研磨膏进行研磨。例如用扫描型电子显微镜(SEM)、金属显微镜、光学显微镜等，对通过该研磨处理而露出的剖面进行观察得到剖面图像，并对该剖面图像进行图像处理，通过这样能够测定金属层2a’的空隙率与金属层2b的空隙率。具体而言，则对于通过光学显微镜所拍摄的金属层2a’或金属层2b的图像，将空隙部分涂成黑色，将空隙以外的部分涂成白色，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)，并通过百分比来表示，由此能够计算出空隙率。例如，在剖面图像为彩色的情况下，变换成灰度级，分成黑色部分与白色部分。此时，在需要设定用来对黑色部分与白色部分进行2灰度化的边界阈值时，可以通过图像处理软件或肉眼观察来设定边界的阈值，并进行2值化。另外，在观察金属层2a’或金属层2b的剖面时，优选研磨到其厚度的约1/2的位置处，对通过这样所露出来的剖面进行观察。但在金属层2a’的厚度或金属层2b的厚度较薄，且厚度的偏差较大的情况下，有时会无法通过研磨处理使得金属层2a’的剖面整体或金属层2b的剖面整体露出来。这种情况下，可以在研磨处理到金属层2a’或金属层2b的一部分露出来时，观察该露出部分并得到剖面图像之后，进一步推进研磨，对除了已观察过的部分之外的其他部分进行观察，多次重复以上操作。只要能够将这样多次操作所得到的观察图像合起来，对金属层2a’或金属层2b的剖面整体进行观察即可。

第2实施方式中，如图7所示，进入到多个部分金属层2c间的外部电极4的一部分即插入部4a，最好覆盖部分金属层2c的表面。通过像这样覆盖部分金属层2c的表面，插入部4a与部分金属层2c的接触面积增加，因此外部电极4与层叠体10的侧面S之间的接合强度进一步提高。

(第3实施方式)

图8是表示本发明的第3实施方式的相关层叠型压电元件的剖面图。如图8所示，该元件中的层叠体10的侧面S中，形成有一对外部电极4，4’，两个压电体层1间的一部分区域中，形成有使一方的外部电极4的一部分进入的插入部4a，在与此相同的压电体层1间的另一部分区域中，形成有使另一方的外部电极4’的一部分进入的插入部4a’。通过这样，能够防止两方的外部电极从层叠体的侧面剥离，因此能够进一步提高元件的持久性。并且，与使一方的外部电极的一部分进入的压电体层间与使另一方的外部电极的一部分进入的压电体层间不同的情况相比，在同一个压电体层间形成两个插入部时，能够降低插入部的形成所必需的制造成本，因此能够低价地制造持久性优秀的元件。

(第4实施方式)

图9为表示本发明的第4实施方式的相关层叠型压电元件的剖面图。图10为本实施方式中的外部电极4与层叠体10的侧面S之间的接合部分的放大剖面图。如图9及图10所示，本实施方式的元件中，多孔质金属层2a’的层叠方向两侧的金属层2e，2e，比在层叠方向上与这些金属层2e相邻的金属层(多孔质金属层2a’及金属层2b)的空隙少。以下有时将金属层2e称作高密度金属层2e。为了在高密度金属层2e、多孔质金属层2a’及金属层2b之间，比较空隙的多少，例如可以测定空隙率。空隙率的测定方法与上述相同。本实施方式中，高密度金属层2e，2e，比在层叠方向上与这些金属层2e，2e相邻的金属层2a’，2b的空隙率低。

通过像这样将高密度金属层2e形成得比其他金属层2a’，2b的空隙率低，由于该高密度金属层的端部与外部电极之间的接合面积增加，因此在其间很容易发生导电性材料的扩散。这样，通过基于该扩散的接合(扩散接合)能够提高外部电极的接合强度。也即，设有多孔质金属层的压电体层间，形成有插入部而得到锚固效果，与该多孔质金属层相邻的两侧的金属层与外部电极之间，实现了基于扩散接合的接合强度的提高。如果为了提高外部电极与层叠体的侧面之间的接合强度而过度地配置多孔质金属层，则有时元件的强度会降低，但通过如上将基于多孔质金属层的锚固效果与基于高密度金属层的扩散接合效果组合起来，就能够在提高外部电极的接合强度的同时，抑制元件整体的强度降低。具体而言，金属层2e的空隙率可以为金属层2b的空隙率的95％以下，优选90％以下。

另外，本实施方式中的高密度金属层2e，2e，形成为与在层叠方向上与这些金属层2e相邻的金属层2a’，2b相比，厚度较大。这样，由于金属层2e比其他的金属层2a’，2b的厚度大，因此该高密度金属层2e的端部与外部电极之间，导电性材料的扩散很容易发生，通过基于该扩散的接合(扩散接合)，能够提高外部电极的接合强度。具体而言，金属层2e的厚度最好为金属层2b的厚度的105％以上，优选为110％以上。

(第5实施方式)

图11是表示本发明的第5实施方式的层叠型压电元件的剖面图。如图11所示，本实施方式中的外部电极4，由在垂直于层叠体10的侧面S的方向上层叠的多个层4b、4c、4d、4e构成。该实施方式中，外部电极4含有导电性材料与玻璃材料，在插入部4a中的玻璃材料的含有量比插入部以外的其他部位(外部电极4的本体)多时，具有以下效果。也即，在玻璃成分较多的部位中，由于该玻璃成分，金属成分更容易在压电体层中扩散固溶，因此提高了插入部和与其接触的压电体层之间的接合强度。结果由于插入部4a中的锚固效果增高，因此能够进一步提高外部电极4对层叠体10的接合强度。

另外，多个层4b-4e中位于层叠体10的侧面S的层4b，与其他层4c-4e相比，玻璃材料的含有量较高。通过这样，由于玻璃成分容易进入相邻的压电体层间，因此能够进一步提高外部电极4与层叠体10的侧面S的接合强度。另外，构成外部电极4的多个层4b-4e中，外侧的层4e中含有的玻璃成分，比位于层叠体10的侧面S侧的层4b中含有的玻璃成分少，由此能够提高外部电极4中通过焊接而接合的引线6的接合强度。原因是一般来说焊锡对玻璃成分的浸润性较低。

另外，上述各实施方式中，列举出了金属层2a(或金属层2a’)的层叠方向上相邻的两侧的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)为同极的情况为例进行了说明。在像这样两侧的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)为同极时，具有以下优点。也即，在金属层2a’由多个部分金属层2c和空隙2d构成，部分电极层2c以彼此绝缘的状态孤立地散布的情况下，金属层2a’没有起到电极的功能。这种情况下，与金属层2a’相邻的压电体层1被同极的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)所夹持，因此即使给外部电极4加载电压，该压电体层1也不会变位。通过这样，能够防止对多个部分金属层2c散布而构成的金属层2a’的应力集中。其结果，即使在高电场、高发生力下高速长时间驱动的情况下，也能够可靠地防止外部电极4的一部分从层叠体10的侧面剥离这种问题。

另外，在金属层2a(或金属层2a’)的层叠方向上相邻的两侧的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)为异极时(例如图12)，具有以下优点。也即，在金属层2a’没有作为电极起作用的情况下，被两侧的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)所夹持的压电体层1的变位量，比被其他的金属层2b，2b所夹持的压电体层1的变位小。在各个压电体层1的厚度相同的情况下，被两侧的金属层2b，2b(或金属层2e，2e)所夹持的压电体层1的变位量，变成被其他的金属层2b，2b所夹持的压电体层的变位量的1/2。因此能够降低作用在外部电极4与金属层2之间的界面上的应力。其结果，即使在高电场、高发生力下高速长时间驱动的情况下，也能够可靠地防止外部电极4的一部分从层叠体10的侧面剥离这种问题的发生。

(制造方法)

接下来对本发明的层叠型压电元件的制造方法进行说明。

本发明的层叠型压电元件，首先将PZT等构成的钙钛矿型(perovskite)氧化物的压电陶瓷的烧制粉末，与丙稀类、丁缩醛类等有机高分子所构成的粘合剂，以及DBP(酞酸二丁脂)、DOP(酞酸二辛酯)等可塑剂混合起来，制作料浆，用该料浆通过公知的刮刀(doctor blade)法或砑光辊(calender roll)法等料带成型法，制造成为压电体层1的陶瓷印刷电路基板。

接下来，在银—钯等构成的金属层2的金属粉末中，添加混合粘合剂、可塑剂等，根据需要还可以添加混合上述压电陶瓷的烧制粉末等，制作成为金属层2的导电性料浆，通过丝网印刷等将其以1～40μm的厚度印刷到上述各个印刷电路基板的上面。另外，通过控制厚度还能够制作任意厚度的金属层2。

接下来，将上面印刷有导电性料浆的印刷电路基板多张层叠起来，以给定的温度对该层叠体进行了脱粘合剂处理后，在900～1200℃下进行煅烧，由此制作出层叠煅烧体。

此时，形成金属层2的导电性料浆中，通过使其事先含有在干燥时接合固定有丙稀颗粒，并在煅烧时挥发的有机物，能够形成具有任意的空隙率的金属层2。也即，通过控制添加给导电性料浆的丙稀颗粒的量，能够控制该金属层2的空隙率。也即，在丙稀颗粒较少的情况下，空隙率减少，反之，在丙稀颗粒较多的情况下，空隙率提高。也即，在形成希望使外部电极4的一部分侵入的金属层2的情况下，可以提高添加到上述导电性料浆中的丙稀颗粒的量，反之，在形成不希望使得外部电极4侵入的金属层2的情况下，可以减少丙稀颗粒的量，或不添加丙稀颗粒。为了降低空隙率，可以减少导电性料浆中的粘合剂的量。

另外，此时，通过在成为非活性层9的印刷电路基板中，添加银—钯等构成金属层2的金属粉末，或在层叠形成非活性层9的印刷电路基板时，将银—钯等构成金属层2的金属粉末与无机化合物以及粘合剂与可塑剂等构成的料浆，印刷到印刷电路基板上，由此能够使得非活性层9与其他部分的烧结时的收缩动作乃至收缩率一致，由此能够形成细密的层叠体10。

另外，层叠体10并不仅限于通过上述制法所制造的，只要能够制造多个压电体层1与多个金属层2交互层叠而构成的层叠体10，则不管通过什么样的制法来形成均可。

接下来，使用公知的平面研削盘等，将所得到的层叠煅烧体研削成给定的形状。

之后，将在以银为主成分的导电剂粉末与玻璃粉末中，添加粘合剂、可塑剂、以及溶剂而制造的银玻璃导电性料浆，通过丝网印刷等印刷到形成外部电极4的层叠体10侧面中。之后，以给定的温度进行干燥、焙烧，由此能够形成外部电极4。这里，从提高与压电体层1之间的接合强度，且有效地侵入到金属层2中的观点出发，上述玻璃成分优选含有氧化铅或氧化硅中的至少一种的软化点为800℃以下的玻璃。另外，除了前述以外，玻璃成分也可以使用石英玻璃、钠钙玻璃、铅碱硅酸玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、铝矽酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铅玻璃等。

例如，作为硼硅酸盐玻璃，可以使用含有40～70％质量比的SiO₂、2～30％质量比的B₂O₃、0～20％质量比的Al₂O₃、总量为0～10％质量比的MgO、CaO、SrO、BaO之类的碱土类金属氧化物、以及0～10％质量比的碱金属氧化物者。另外，上述硼硅酸盐玻璃，还可以含有5～30％质量比的ZnO。ZnO具有降低硼硅酸盐玻璃的作业温度的效果。

另外，作为磷酸盐玻璃，可以使用含有40～80％质量比的P₂O₅、0～30％质量比的Al₂O₃、0～30％质量比的B₂O₃、0～30％质量比的ZnO、0～30％质量比的碱土类金属氧化物、以及0～10％质量比的碱金属氧化物的玻璃。

另外，作为铅玻璃，可以使用含有30～80％质量比的PbO、0～70％质量比的SiO₂、0～20％质量比的Al₂O₃、0～30％质量比的ZnO、0～30％质量比的碱土类金属氧化物、以及0～10％质量比的碱金属氧化物的玻璃。

另外，构成外部电极的导电剂，从具有耐氧化性，杨氏模量低且低价的观点出发，优选以银为主成份。另外，从提高耐电子迁移性这一点出发，可以添加微量的铂或钯。

另外，上述银玻璃导电性料浆的焙烧温度，从使得外部电极4的一部分进入到金属层2中，且提高外部电极4与层叠体10侧面的接合强度的观点出发，优选为该银玻璃导电性料浆中含有的玻璃的软化点以上的温度500～800℃。另外，希望该银玻璃料浆中的玻璃的软化点为500～800℃。

另外，在外部电极4的外面，可以形成埋置有金属的网格或网格状的金属板的导电性粘合剂所构成的导电性辅助部件。这种情况下，通过在外部电极4的外面设置导电性辅助部件，即使在调节器被加载大电流，被高速驱动的情况下，由于大电流能够在导电性辅助部件中流动，降低外部电极4中流动的电流，因此能够防止外部电极4产生局部发热并断线，从而能够大幅提高持久性。

进而，由于在导电性粘合剂中埋置有金属网格或网格状的金属板，因此能够防止上述导电性粘合剂中产生龟裂。

金属网格是编入有金属线的，网格状的金属板是指在金属板中形成孔并设置成网格状。

进而，构成上述导电性辅助部件的导电性粘合剂优选是分散有银粉末的聚亚胺树脂。即，通过使得相对电阻低的银粉末分散在耐热性高的聚亚胺树脂中，能够形成一种即使在高温下使用，电阻值也较低且维持了高接合强度的导电性辅助部件。

更加优选，上述导电性粒子是薄片状或针状等非球形的粒子。这是由于，通过将导电性粒子的形状设为薄片状或针状等非球形的粒子，能够使得该导电性粒子间的络合牢固，进一步提高该导电性粘合剂的剪断强度。

之后，在含有外部电极4的层叠体10的侧面，使用浸渍等方法涂覆硅料膏等构成的被覆树脂，同时通过焊锡等在外部电极4上连接引线6，通过这样完成本发明的层叠型压电元件。

另外，本发明的层叠型压电元件并不仅限于此，在不脱离本发明的要点的范围内，可以进行各种变更。

另外，上述实施方式中，对在层叠体10相对的侧面中形成有外部电极4的例子进行了说明，但本发明中，例如也可以在相邻的侧面中形成一对外部电极4。

(第6实施方式)

以往的层叠型压电调节器那样，仅仅在层叠体的侧面覆盖被覆树脂的情况下，被覆树脂与层叠体侧面以及金属层之间的接合不一定充分。因此在高电场下连续驱动的情况下，由于层叠体的伸缩，层叠体侧面与被覆树脂的接合部中产生应力，有可能会发生被覆树脂从层叠体侧面以及金属层端部剥离，环境中的水蒸气进入到该剥离部中。这种情况下，由于被加载了高电场，因此有可能会产生元件表面发生银迁移，金属层间导通，层叠体的功能降低等问题。

如图30所示，通过蚀刻去除金属层102形成后退部分，如果只在后退部分中填充高分子有机绝缘材料122，由于被蚀刻过的金属层面很平滑，高分子有机绝缘材料122与被覆树脂121的接合强度不充分等原因，而无法防止在高电场下被连续驱动的情况下的被覆树脂的剥离(例如特开平-369277号公报)。

图13为表示本发明的第6实施方式的层叠型压电元件中，覆盖被覆树脂(覆盖部件)之前的状态的立体图。图14为表示覆盖了被覆树脂的第6实施方式的相关层叠型压电元件的立体图。图15为图14中的A-A线剖面图。图16为本实施方式中的被覆树脂与层叠体的侧面之间的接合部分的放大剖面图。图17为本实施方式的层叠型压电元件中，在金属层与压电体层之间的界面处切断了时的剖面图。

如图13～15所示，本实施方式的相关层叠型压电元件，具有多个压电体层1与多个金属层2交互层叠而成的层叠体10，该层叠体10的相对的侧面中，接合有每隔一层与金属层2的端部电导通的一对外部电极4。各个外部电极4中，通过焊锡等连接固定有引线6。该引线6能够与外部的电压供给部(未图示)相连接。该层叠型压电元件中，如图14、15所示，覆盖有将层叠体10的侧面及外部电极4覆盖起来的被覆树脂21。

如图16、17所示，本实施方式的层叠型压电元件的特征在于，被覆树脂21的一部分(内设树脂21a)，进入到了相邻的两个压电体层1间的一部分区域中。具体地说，作为被覆树脂21的一部分的内设21a，进入到相邻的两个压电体层1间的区域中、金属层2a的侧端部E与层叠体10的侧面S之间的区域T中。进入到区域T中的内设树脂21a，与接合在层叠体10的侧面S上的被覆树脂21的本体21b一体化。这里，“一体化”并不仅仅是指内设树脂21a与被覆树脂本体21b相接，还指内设树脂21a与被覆树脂本体21b相连的状态(相结合的状态)。

通过像这样使得被覆树脂21的一部分即内设树脂21a侵入到压电体层1间的区域T中，且设为内设树脂21a与被覆树脂本体21b一体化的状态，形成从层叠体10的侧面S向层叠体10中打入了桩子的构造，通过所谓的锚固的效果，大幅提高了被覆树脂21与层叠体10之间的接合强度。通过这样，即使在高电场、高压力下对层叠型压电元件进行长时间驱动的情况下，也能够防止被覆树脂21从层叠体10的侧面S剥离。

另外，因层叠体驱动时伸缩变形而产生的层叠体与覆盖部件之间的界面中的应力，经进入到了区域T中的内设树脂21a，传播给压电体层1。对应于该被传播的应力，与进入到了区域T中的内设树脂21相接的压电体的结晶构造发生变化，应力被吸收。

特别是，由于内设树脂21a的主成份是树脂，因此不仅仅树脂自身变形从而缓和应力，由于还能够覆盖与内设树脂21a相接的压电体，因此能够吸收压电体的结晶构造变化所引起的体积变化，抑制新应力的发生。

进而，压电体层1与空隙相接的部分中，压电体根据周围的环境气体的氧气浓度及湿度而被氧化还原，在层叠型压电元件的长时间使用中，压电特性有可能会变化，通过内设树脂21能够抑制使用环境的影响。通过这样，压电体的应力缓和功能的持久性高，覆盖部件与层叠体之间的接合的可靠性被进一步提高，从而得到了长寿的层叠型压电元件。

被覆树脂21的一部分即区域T内的内设树脂21b进入到金属层2a的侧端部E与层叠体10的侧面S之间的区域T的深度D，从提高接合强度这一点出发，深度D最好为1μm以上，更加优选5μm以上。在深度D为1μm以上的情况下，能够得到足够的锚固效果，得到被覆树脂21与层叠体10的侧面S之间的足够的接合强度。

进而，优选被覆树脂21的一部分所进入的压电体层1间的区域T存在多个，这些区域T在压电体层1的层叠方向规则地设置。通过像这样在层叠方向规则地设置内设树脂21a进入的区域T，能够使得被覆树脂21在层叠体10的层叠方向的整个区域中大致均匀且牢固地接合。

多个区域T，优选以层叠体10中的金属层2的整个层数的1/2以下的层数为单位，更加优选以整个层数的1/8以下的层数为单位，进一步优选以整个层数的1/15以下的层数为单位分别设置。假如区域T的设置周期是以超过金属层2的总层数的1/2的层数为单位的，则由于区域T的数目较少，而有可能导致被覆树脂21的接合强度在层叠方向的整个区域中变得不均匀。另外，区域T优选在层叠体10的层叠方向上大致规则地设置，但层叠方向的两端部附近可以排除层叠体10的中央附近的规则性。

这里，区域T‘规则地设置’这一概念，当然包括多个区域T的设置间隔都相同的情况，此外还包括以能够在层叠体10的侧面中，在层叠方向的整个区域中大致均匀且牢固地接合被覆树脂21的这种程度，使得各个区域T的设置间隔近似的情况。具体的说，区域T的设置间隔，相对于各个区域T的设置间隔的平均值最好在±20％的范围内，优选在±15％的范围内，更加优选各个设置间隔均一致。

另外，金属层2a所进入的两个区域T间，存在金属层2a以外的其他金属层2b，该金属层最好存在有多个，更加优选成为正极的金属层2b与成为负极的金属层2b的层数相同。通过这样，位于正极侧的被覆树脂21与位于负极侧的被覆树脂21均等地进入到金属层2a中，从而能够将位于正极侧的被覆树脂21与位于负极侧的被覆树脂21牢固且平衡性良好地接合在层叠体10上。

另外，本实施方式的层叠型压电元件中，被覆树脂21的一部分即内设树脂21a所进入的压电体层1之间所存在的金属层2a，其主成份最好是从元素周期表的第8～11族金属中选出的至少一种。通过如上设置金属层2a的主成份，能够同时对压电体层1与金属层2进行煅烧，牢固地接合压电体层1与金属层2a的接合界面。另外，即使在压电元件变位而给金属层2a施加了压力的情况下，由于金属层2a自身由伸缩容易的上述金属构成，因此应力不会集中在一点，从而能够提供一种持久性优异的层叠型压电元件。特别是构成金属层2a的金属成分，优选是由从元素周期表第8～10族金属Ni、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru及Os中选出的至少一种以上，与从元素周期表第11族金属Cu、Ag、及Au中选出的至少一种以上所构成的合金。这是近年来合金粉末合成技术中量产性优秀的金属组成。另外，构成金属层2a的金属成分也可以是周期表第11族金属单体。

进而，优选金属层2其主成份是周期表第11族金属，内设树脂21a所进入的压电元件1之间所存在的金属层2a，与该金属层2a以外的其他金属层2b相比，周期表第11族金属的比率R被设定的较高。通过这样能够同时煅烧压电体层1与金属层2a、2b、另外，在杨氏模量较低的铜、银、金等周期表第11族金属的比率这一点上，使得金属层2a比金属层2b的高，由此能够相对降低与内设树脂21a所进入的区域T相邻的金属层2a的杨氏模量。通过这样，金属层2a能够有效地吸收因驱动时层叠体10的伸缩而产生的变形，降低与层叠体10的侧面牢固地接合的被覆树脂21中，发生因层叠体10的伸缩而产生的应力。因此，即使在高电场、高压力下长时间连续驱动，也能够防止被覆树脂21的一部分从层叠体10的侧面S剥离这种故障的发生。

被覆树脂21优选从硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氟类树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯树脂、尼龙树脂、以及聚脂树脂所构成的群中选出的至少一种。内设树脂21a也优选含有从上述树脂中选出的至少一种。

压电体层1例如通过以钛酸锆酸铅Pb(Zr、Ti)O₃(以下简称作PZT)，或以钛酸钡BaTiO₃为主成份的压电陶瓷材料等形成。该压电陶瓷优选表示其压电特性的压电形变常数d₃₃较高者。

另外，压电体层1的厚度，也即金属层2间的距离最好为40～250μm。通过这样，即使为了给层叠型压电元件作用电压得到较大的变位量，而增加层叠数，也能够实现层叠型压电元件调节器的小型化、低高度化，同时防止压电体层1的绝缘破坏。

(第7实施方式)

图18为表示本发明的第7实施方式的相关层叠型压电元件的剖面图。图19为第7实施方式中的被覆树脂21与层叠体10的侧面之间的接合部分的放大剖面图。如图18及图19所示，第7实施方式的相关层叠型压电元件的特征在于，多个金属层2中的几个金属层2a’，与和该金属层2a’相邻的两侧的金属层2b相比，空隙2d的比率(空隙率)较高，是该空隙2d的一部分中有被覆树脂21的一部分(内设树脂21a)进入的多孔质金属层2a’。这样，一部分多孔质金属层2a’由部分金属层2c与空隙2d构成，该多孔质金属层2a’具有比相邻两侧的金属层2b多的空隙2d，使得被覆树脂21的成分能够深入到空隙2d较多的多孔质金属层2a’中，更加有效地提高被覆树脂21与层叠体10的接合强度。另外，本实施方式中“空隙”是指压电体层1间的区域中，不存在构成金属层的金属的部分。因此，即使在内设树脂21a进入到了该空隙中情况下，为了表述方便，也将该部分称作空隙。

这里，为了让被覆树脂21的一部分有效地进入到压电体层1之间，该多孔质金属层2a’的空隙率最好为10～95％，更加优选为40～90％。在空隙率为10％以上的情况下，由于被覆树脂21的一部分能够有效地进入，因此被覆树脂21与层叠体10的侧面S的接合能够得到足够的强度。通过这样，能够防止驱动时被覆树脂21从层叠体10的侧面剥离。另外，在空隙率为90％以下的情况下，能够防止金属层2a’与设置在其两侧的压电体层1之间的接合强度减弱，从而不会发生煅烧时的剥离等故障。另外，空隙率是通过百分比来表示的，在平行于多孔质金属层2a’的层叠方向的剖面中观察时，相对于观察区域中的多孔质金属层2a’整体的面积，空隙(void)的占据比率。另外，关于金属层2a及金属层2b的空隙率也与上述相同。

图20为第7实施方式的层叠型压电元件中，在金属层与压电体层之间的界面处切断了时的剖面图。图21为放大了第7实施方式的层叠型压电元件中的金属层及其附近的放大剖面图。图22为表示第7实施方式的压电体层上的部分金属层的排列状态的立体图。如图20～22所示，第7实施方式的相关层叠型压电元件中，金属层2a’最好由散布的多个部分金属层2c(呈岛状分布的多个部分金属层)构成。另外，该散布的多个部分金属层2c间的一部分中，被覆树脂21的一部分进入。这样，在将被覆树脂21涂敷在层叠体10的侧面上时，被覆树脂21通过毛细管现象侵入到岛状分布的金属层2c中。结果能够形成被覆树脂21有效地侵入到了多孔质金属层2a’中的层叠型压电元件。通过这样，被覆树脂21能够牢固地接合在层叠体10的侧面，即使在高电场、高发生力下被高速、长时间驱动的情况下，也能够防止产生被覆树脂21从层叠体10的侧面剥离的这种问颗。

这里，处于散布有上述多个部分金属层2c的状态的多孔质金属层2a’的金属填充率，最好为5～55％，更加优选为10～40％。这是由于，在金属填充率为5％以上的情况下，能够防止该金属层2a’与和其相邻的压电体层1的接合强度减弱。另外，在金属填充率为55％以下的情况下，该金属层2a’很容易变为多个金属散布的状态，即所谓的岛状分布，在涂覆被覆树脂21时容易产生毛细管现象。因此能够使得被覆树脂21的一部分有效地进入到金属层2a’中。也即，通过将该金属填充率设为5～55％，能够将该金属层2a与压电体层1的接合强度维持的较高，且在涂覆被覆树脂21使其与层叠体10的侧面接合时，被覆树脂21通过毛细管现象能够有效地侵入到金属层2a中，从而能够提高层叠体10的侧面与金属层2a的接合强度。另外，金属填充率是在平行于该金属层2a’的层叠方向的剖面中观察的情况下，金属层2a’的任意剖面中金属组成物所占比率，通过百分比来表示。

另外，散布在金属层2a’中的部分金属层2c的大小，最好为1～100μm。在散布在金属层2a’中的部分金属层2c的大小为1μm以上的情况下，能够防止该多孔质金属层2a’的厚度变得过于薄，被覆树脂21的一部分能够有效地侵入到该金属层2a中。另外，在部分金属层2c的大小为100μm以下的情况下，层叠体10的伸缩所产生的应力能够被该金属层2a’分散并吸收，抑制了应力集中于该金属组成物。通过这样，能够防止压电体层1中产生龟裂等问题的发生。也即，通过将散布在金属层2a中的部分金属层2c的大小设为1～100μm，能够让被覆树脂21的一部分进入到金属层2a中，且金属层2a能够分散并吸收因层叠体10的伸缩而产生的应力。更加优选散布在金属层2a’中的部分金属层2c的大小为3～50μm。另外，金属层2a’的形状可以为大致球形，也可以是其他形状。

另外，在被覆树脂21的一部分即内设树脂21a所侵入的金属层2a’中散布有多个部分金属层2c的情况下，也可以不电导通，不起到电极的功能。这种情况下，该金属层2a’可以相对于压电体层1部分形成(所谓的部分电极构造)，也可以形成在压电体层1的整个面上。

另外，本发明并不仅限于上述实施方式那样的内设树脂是被覆树脂的一部分的情况，内设树脂还可以由与被覆树脂不同的成分构成。但如果从内设树脂与被覆树脂的接合强度的观点出发来判断，则内设树脂最好是与被覆树脂相同的成分，更加优选是被覆树脂的一部分。

(制造方法)

接下来对本发明的层叠型压电元件的制造方法进行说明。

本发明的层叠型压电元件，首先将PbZrO₃-PbTiO₃等构成的钙钛矿型氧化物的压电陶瓷的烧制粉末，与丙稀类、丁缩醛类等有机高分子所构成的粘合剂，以及DBP(酞酸二丁脂)、DOP(酞酸二辛酯)等可塑剂混合起来，制作料浆，用该料浆通过公知的刮刀(doctor blade)法或砑光辊(calender roll)法等料带成型法，制造成为压电体层1的陶瓷印刷电路基板。

接下来，在银—钯等构成的金属层2的金属粉末中，添加混合粘合剂、可塑剂等，根据需要还可以添加混合上述压电陶瓷的辅助性烧制的粉末等，制作成为金属层2的导电性料浆，通过丝网印刷等将其以1～40μm的厚度印刷到上述各个印刷电路基板的上面。

接下来，将上面印刷有导电性料浆的印刷电路基板多张层叠起来，以给定的温度对该层叠体进行了脱粘合剂处理后，在900～1200℃下进行煅烧，由此制作出层叠煅烧体。

此时，形成金属层2的导电性料浆中，通过使其事先含有在干燥时接合固定有丙稀颗粒，并在煅烧时挥发的有机物，能够形成具有任意的空隙率的金属层2。也即，通过控制添加给导电性料浆的丙稀颗粒的量，能够控制该金属层2的空隙率。也即，在丙稀颗粒较少的情况下，空隙率减少，反之，在丙稀颗粒较多的情况下，空隙率提高。也即，在形成希望使被覆树脂21的一部分侵入的多孔质金属层2a’的情况下，可以提高添加到上述导电性料浆中的丙稀颗粒的量，反之，在形成不希望使得被覆树脂21侵入的金属层2的情况下，可以减少丙稀颗粒的量，或不添加丙稀颗粒。

另外，此时，通过在成为非活性层9的印刷电路基板中，添加银—钯等构成金属层2的金属粉末，或在层叠形成非活性层9的印刷电路基板时，将银—钯等构成金属层2的金属粉末与无机化合物以及粘合剂、可塑剂等构成的料浆，印刷到印刷电路基板上，由此能够使得非活性层9与其他部分的烧结时的收缩动作乃至收缩率一致，从而能够形成细密的层叠体10。

另外，层叠体10并不仅限于通过上述制法所制造的，只要能够制造多个压电体层1与多个金属层2交互层叠而构成的层叠体10，则不管通过什么样的制法来形成均可。

接下来，通过与上述相同的方法形成外部电极4。这里，作为玻璃成分、构成外部电极的导电剂，能够采用与上述相同的例示。银玻璃导电性料浆的焙烧温度优选与上述相同的温度范围。进而，可以在外部电极4的外面，形成与上述相同的埋置有金属网格或网格状金属板的导电性粘合剂所构成的导电性辅助部件。

之后，通过焊锡等将引线6接合到外部电极4上，使用浸渍等方法将硅料膏等构成的被覆树脂涂覆在含有外部电极4的层叠体10的侧面，通过这样完成本发明的层叠型压电元件。这里，为了让被覆树脂21利用毛细管现象有效地进入到相邻的压电体层1间的一部分区域，最好如上所述，让金属层由散布的多个部分金属层构成，进而可以在进行过浸渍等后进行真空吸引。更为理想的是，通过降低被覆树脂21的浸渍前的粘度，能够使得毛细管现象容易发生，被覆树脂21能够进入到上述区域中。通过这样的制造方法，能够得到覆盖层叠体的侧面的被覆树脂21的一部分进入到区域T中成为内设树脂21a，且该内设树脂21a与被覆树脂本体21b一体化的状态。

另外，本发明的层叠型压电元件并不仅限于此，在不脱离本发明的要点的范围内，可以进行各种变更。另外，上述实施方式中，对在层叠体10相对的侧面中形成有外部电极4的例子进行了说明，但本发明中，例如也可以在相邻的侧面中形成一对外部电极4。

(第8实施方式)

图23为表示第8实施方式的相关层叠型压电元件的立体图。图24为表示图23中的压电体层与外部电极之间的接合状态的放大剖面图。

如图23所示，本实施方式的层叠型压电元件，具有交互层叠了多个压电体层1与多个内部电极12的层叠体10，在该层叠体10的层叠方向的两端侧，层叠有由压电体所形成的非活性层9。层叠体10的相对的侧面中，设有一对外部电极15(一方的外部电极未图示)。另外，各个内部电极不是形成在压电体层1的整个主面上的，而是形成所谓的部分电极构造。该部分电极构造的多个内部电极12，按照每隔一层从层叠体10的相对的侧面分别露出来的方式配置。通过这样，内部电极12每隔一层与一对外部电极15电连接。一对外部电极15也可以形成在相邻的侧面上。外部电极15的材质，可以使用电阻低且容易处理的银或以银为主成分的合金。

另外，如图24所示，本实施方式的层叠型压电元件中，外部电极15的周边部15a越到周边侧其厚度越薄，且形成有与层叠体10的侧面分离(不接触)的分离部16。这样的层叠型压电元件，能够避免因外部电极15与层叠体10的热膨胀差或变位差，而在外部电极15与层叠体10的接合边界部分中产生应力集中，从而能够显著降低与外部电极15相接合的层叠体10自身产生龟裂的可能性，提高层叠型压电元件的持久性。

为了让外部电极15的周边部15a形成为越到周边侧其厚度越薄，可以适度调整对外部电极15进行丝网印刷时的粘度，将外部电极15的周边部15a在层叠体10上薄且宽地形成。另外，作为其他方法，还可以在按照使得外部电极15的周边部15a的厚度一定的方式进行过印刷后，实施切削等加工，使得周边部15a的厚度渐次变薄。

如果像这样让外部电极15的周边部15a形成为越到周边侧其厚度越薄，便会在该倾斜的外部电极15中产生基于煅烧收缩或热膨胀差的内部变形，外部电极15的周边部15a自然地从层叠体10的侧面剥离，由此形成外部电极15与层叠体10的侧面之间的分离部16。另外，作为其他的方法，为了积极地形成外部电极15与层叠体10的侧面之间的分离部16，可以预先在希望成为分离部16的层叠体10上，印刷与外部电极15的反应性低的钼等分离型材。作为再一种方法，可以如后所述将外部电极15多层重叠，利用其热膨胀差，由此形成分离部16。

与此相对，在外部电极15的周边部15a的厚度一定，没有形成与层叠体10的侧面之间的分离部16的情况下，会产生如下的故障。也即，在层叠体10中烧制外部电极15时相互的热膨胀差所引起的残留应力，集中作用到接合边界部中，由于外部电极15与层叠体10的变位差，导致外部电极15与层叠体10的接合边界部分中产生了极大的应力。由此，与外部电极15相接合的层叠体会产生从该边界部分开始的龟裂，有时会渐渐发展成横断层叠体10的龟裂。

另外，本发明的层叠型压电元件中，可以在分离部16与层叠体10的侧面之间设置空隙。通过存在有空隙，能够显著降低外部电极15与层叠体10的接合边界部分中产生的应力。这里，为了在分离部16与层叠体10的侧面之间设置空隙，如果如前所述，形成为外部电极15的周边部15a越向着周边侧其厚度越薄便可，即，使外部电极15的周边部15a越向着周边侧其厚度越薄，便会在该倾斜的外部电极15中产生基于煅烧收缩或热膨胀差等的内部变形，从而能够得到外部电极15的周边部15a自然地从层叠体10的侧面剥离的这种空隙。当然，如后所述将外部电极15多层层叠，利用热膨胀差，能够更加可靠地形成空隙。

另外，如图25所示，分离部16与层叠体10的侧面之间的至少一部分中，可以隔有绝缘性树脂17。通过这样，即使在给层叠型压电元件加载了高电压时，也能够确保良好的绝缘性。特别是，绝缘性树脂17最好隔在分离部16与层叠体10的侧面之间的周边侧(外部电极15的周边侧)。通过这样，即使在给层叠型压电元件加载了200V以上的高电压时，也能够确保良好的绝缘性。进而，还优选绝缘性树脂17还填充到设置在分离部16与层叠体10的侧面之间的空隙中。通过这样，能够确保极高的绝缘性，不会发生边缘面放电，能够防止绝缘降低，确保高可靠性。

另外，绝缘性树脂17的材质还可以采用硅树脂。硅树脂对层叠体10的接合牢固，且富耐热性，经年变化也较少，弹性率低，因此对层叠型压电元件的变位的追踪性高。因此，能够确保高绝缘性，防止边缘面放电，同时不会妨碍层叠体10的变位，从而能够得到高可靠性。另外，硅树脂中有脱醋酸型与脱氧型等通过变更固化反应而得到的各种类型，但最好使用不会发生固化时的气体副产品的脱醇树脂。另外，由于用于200V以上的高电场的时候较多，所以最好使用不含硅氧烷的高分子型硅树脂。进而，在分离部16与层叠体10的侧面之间或周边侧，特别是分离部16与层叠体的侧面之间所设置的空隙部分中，填充硅树脂的方法，可以使用真空装置等进行泡沫消除以及真空含浸，简单而可靠地填充。

外部电极15可以由多种电极材料层叠而成。通过这样，外部电极15中有可能发生内部变形，使得外部电极15的周边部15a自然地从层叠体10的侧面剥离。此时的多层的电极材料，如果采用彼此有细微的不同的组成，则内部变形容易发生，但即使是相同的组成，通过变更其焙烧温度，也能够产生内部变形。

另外，优选多个电极材料中，外层侧的热膨胀系数比内层侧的大。通过这样，能够在内层侧的外部电极15中产生应力，越到周边侧其厚度越薄的外部电极15的周边部15a被剥离，形成与层叠体10的侧面不接触的分离部16。

相反，在内层侧的热膨胀系数比外层侧大的情况下，即使发生内部应力，也会有使得周边部15a很难剥离的压缩应力发生作用，很难形成与层叠体10的侧面不接触的分离部16，从而不理想。

另外，优选使得最内层的电极材料比其他电极材料更向周边侧突出。2层以上的多个电极材料所构成的外部电极15中产生的内部应力，在层叠边界部分中变得最大，但如果此时事先使得最内层的电极材料比其他电极材料更向周边侧突出，突出的最内层的电极材料的周边部15a便被剥离，能够形成与层叠体的侧面不接触的分离部16，非常理想。

另外，在外层侧的电极材料比其他电极材料更向周边侧突出的情况下，虽然发生内部应力，但由于形成为外层侧的电极材料将其他电极材料覆盖起来，由此周边部15a变得很难被剥离，很难形成与层叠体10的侧面不接触的分离部16，从而不理想。

特别是，分离部16可以仅仅是最内层的电极材料151。通过这样，能够利用最内层的电极材料151的向周边侧突出的部分被剥离这一点，良好地形成与层叠体10的侧面不接触的分离部16。

进而，优选让分离部16投影到层叠体10的侧面上时的长度L为10μm以上。通过这样，能够避免在外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力集中，与外部电极15相接合的层叠体10自身不会产生龟裂，从而能够提高层叠型压电元件的持久性。如果分离部16投影到层叠体10的侧面上时的长度L不满10μm，外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力集中就会增大，与外部电极15相接合的层叠体10自身很容易产生龟裂，从而不理想。另外，在分离部16投影到层叠体10的侧面上时的长度L为500μm以上而变得过大时，外部电极15本身强度降低，使得外部电极15容易剥离，也不理想。

另外，将外部电极15与层叠体10的侧面相接触的部分和分离部16之间的边界，与分离部16的尖端连接起来的直线，与上述层叠体的侧面所形成的角度θ，优选为1度以上45度以下。通过这样，外部电极15的周边部15a越到周边侧其厚度越薄，能够避免外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力集中，同时在倾斜的外部电极15中会发生煅烧收缩或热膨胀差所引起的内部变形，从而能够得到外部电极15的周边部15a自然地从层叠体10的侧面剥离的这种空隙。在角度θ不满1度的情况下，得到外部电极15的周边部15a越到周边侧其厚度越薄的这种厚度有可能会变得困难。另外，在该角度θ超过了45度的情况下，外部电极15与层叠体10的接合边界部很容易被牢固地接合起来，外部电极15与层叠体10的接合边界部中有可能会发生高应力集中。

进而，分离部16的尖端与层叠体10的侧面之间的距离H优选为1μm以上50μm以下。如果像这样适当地保持距离H，则不但能够将外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力最大程度地降低，还能够在分离部16与层叠体10的侧面之间填充绝缘性树脂17，从而能够确保极高的绝缘性。在距离H处于上述范围内时，还不会发生边缘面放电，能够确保高可靠性。如果距离H不满1μm，则很难充分地填充绝缘性树脂17，从而不理想。另外，如果距离H超过了50μm，则外部电极15本身的强度降低，树脂填充时外部电极15变得容易剥离，因此不理想。

优选外部电极15层叠有多个电极材料151，152，…，多个电极材料中，外层侧的热膨胀系数比内层侧的热膨胀系数大，另外最内层的电极材料151比其他电极材料152，…更向周边侧突出。通过这样，能够良好地形成与层叠体10的侧面不接触的分离部16，吸收外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力。

另外，还可以让分离部16仅仅是最内层的电极材料151，分离部16投影到层叠体10的侧面上时的长度L为10μm以上，将外部电极15与层叠体10的侧面相接触的部分和分离部16之间的边界，与分离部16的尖端连接起来的直线，与层叠体10的侧面所形成的角度θ，为1度以上45度以下，分离部16的尖端与层叠体10的侧面之间的距离H为1μm以上50μm以下。通过这样，能够最大程度地降低外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生的应力。

接下来，对本发明的层叠型压电元件的制法进行说明。首先将PbZrO₃-PbTiO₃等构成的钙钛矿型氧化物的压电陶瓷的辅助性烧制的粉末，与丙稀类、丁缩醛类等有机高分子所构成的粘合剂，以及DBP(酞酸二丁脂)、DOP(酞酸二辛酯)等可塑剂混合起来，制作料浆，用该料浆通过公知的刮刀法或砑光辊法等料带成型法，制造成为压电体11的陶瓷印刷电路基板。

接下来，在银—钯等构成的内部电极12的金属粉末中，添加混合粘合剂、可塑剂等，制作导电性料浆，通过丝网印刷等将其以1～40μm的厚度印刷到上述各个印刷电路基板的上面。通过变更粘合剂以及可塑剂与金属粉末的比、变更丝网的网格度数、变更形成丝网的图案的抗蚀剂厚度，能够变更内部电极12的厚度以及内部电极中的空隙等。接下来，将印刷有导电性料浆的印刷电路基板多张层叠起来，进行了脱粘合剂处理后，在900～1200℃下进行煅烧，由此制作出层叠体10。此时，通过在成为非活性层9的部分的印刷电路基板中，添加银—钯等构成内部电极12的金属粉末，或在层叠形成非活性层9的部分的印刷电路基板时，将银—钯等构成金属层2的金属粉末与无机化合物以及粘合剂、可塑剂等构成的料浆，印刷到印刷电路基板上，由此能够使得非活性层9与其他部分的烧结时的收缩动作乃至收缩率一致，从而能够形成细密的层叠体10。另外，层叠体10并不仅限于通过上述制法所制造的，只要能够制造多个压电体层1与多个内部电极12交互层叠而构成的层叠体10，则也可以通过其他制法来形成。

接下来，按照能够与在层叠型压电元件的侧面露出端部的内部电极12导通的方式，形成外部电极15。该外部电极15，能够在玻璃粉末中添加粘合剂而制作出银剥离导电性料浆，并对其进行印刷焙烧而得到。这里，必须印刷为使得外部电极15的周边部15a越到周边侧其厚度越薄，为此可以适度调整丝网印刷外部电极15时的粘度，使得外部电极15的周边部15a在层叠体10上形成的薄且宽。

这里举出一个具体例子，在平均粒径为2μm的薄片状的银粉末，与剩余部分以平均粒径2μm的硅为主成分且软化点为640℃的非结晶的玻璃粉末的混合物中，添加约为银粉末与玻璃粉末的合计质量的8％的粘合剂，充分混合而得到银玻璃导电性料浆，添加溶剂，并进行调整使得粘度为200d·Pa·s左右之后，丝网印刷到层叠体10上的给定位置上。之后，对银玻璃导电性料浆进行焙烧。为了有效地形成颈部，使得银玻璃导电性料浆中的银与内部电极12扩散接合，且外部电极15中有效地留有空隙，该焙烧温度最好为500～800℃。如果像这样让外部电极15的周边部15a形成为越到周边侧其厚度越薄，便会在该倾斜的外部电极15中产生基于煅烧收缩或热膨胀差的内部变形，外部电极15的周边部15a自然地从层叠体10的侧面剥离，由此形成外部电极15与层叠体10的侧面之间的分离部16。

接下来，将形成有外部电极15的层叠体10浸渍到硅树脂溶液中，同时对硅树脂溶液进行真空脱气，通过这样，在层叠体10的沟内部填充硅树脂，之后从硅树脂溶液中捞出层叠体10，在层叠体10的侧面中涂敷硅树脂。这样，在分离部16与层叠体10的侧面间所设置的空隙中也能够填充硅树脂。之后，使得硅树脂硬化，由此完成本发明的层叠型压电元件。

本发明的层叠型压电元件并不仅限于此，在不脱离本发明的要点的范围内，可以进行各种变更。另外，上述实施方式中，对在层叠体10相对的侧面中形成有外部电极15的例子进行了说明，但本发明中，例如也可以在相邻的侧面中形成一对外部电极15。

另外，本发明中，外部电极的接合可靠性最高的，是外部电极的一部分与被覆树脂的一部分均从层叠体的侧面进入到压电体层间的内部，且外部电极的周边部越到周边侧其厚度越薄，同时具有与层叠体的侧面分离(不接触)的分离部的形态。通过这样，能够将上述各个效果相乘组合起来，得到非常优秀的外部电极的接合可靠性。

<喷射装置>

图26为表示本发明的一实施方式的喷射装置的概要剖面图。如图26所示，本实施方式的相关喷射装置，在一端具有喷射孔33的存放容器31的内部，存放有上述实施方式所代表的本发明的层叠型压电元件。存放容器31内，设有能够开闭喷射孔33的针阀(needle valve)35。喷射孔33中，燃料通道37被设为能够对应于针阀35的动作而连通。该燃料通道37与外部的燃料供给源相连接，常时以一定的高压向燃料通道37提供燃料。因此，如果针阀35打开喷射孔33，提供给燃料通道37的燃料便以一定的高压喷出到未图示的内燃机的燃料室内。

另外，针阀35的上端部设有内径增大，能够在形成在存放容器31中的气缸39中滑动的活塞41。存放容器31内，存放有具备上述层叠型压电元件的压电调节器43。

这样的喷射装置中，如果压电调节器43被加载电压而伸长，活塞41便被推压，针阀35塞住喷射孔33，停止燃料的供给。另外，如果停止电压的加载，压电调节器43便收缩，弹簧45压回活塞41，喷射孔33与燃料通道37连通，进行燃料的喷射。

另外，本发明的喷射装置包括具有喷出孔的容器，以及上述层叠型压电元件，通过层叠型压电元件的驱动使得容器内所填充的液体从喷射孔喷出。也即，元件不一定要位于容器内部，可以通过层叠型压电元件的驱动，给容器的内部加载压力。另外，本发明中，液体除了燃料、墨水等之外，还包括各种液体流体(导电性料浆等)。

另外，本发明关于层叠型压电元件以及喷射装置，但并不仅限于上述实施例，例如还可以应用于汽车引擎的燃料喷射装置、喷墨器等的液体喷射装置、光学装置等的精密定位装置、安装在振动防止装置等中的驱动元件(压电调节器)、以及安装在燃烧压力传感器、爆震传感器(knock sensor)、加速度传感器、荷重传感器、超声波传感器、感压传感器、偏航率(yaw rate)传感器等中的传感器元件，以及安装在压电陀螺仪、压电开关、压电变压器、压电断路器等中的电路元件等。另外，除此之外只要是使用压电特性的元件，就能够应用本发明。

<燃料喷射系统>

图27为表示本发明的一实施方式的相关燃料喷射系统的概要图。如图27所示，本实施方式的相关燃料喷射系统51具有：存储高压燃料的公共管道(common rail)52、喷射该公共管道52中所存储的燃料的多个上述喷射装置53、向公共管道52提供高压燃料的压力泵54、以及向喷射装置53提供驱动信号的喷射控制单元55。

喷射控制单元55一边通过传感器等对引擎的燃烧室内的状况进行感知，一边控制燃料喷射的量与时序。压力泵54的作用是从燃料储室56将燃料加压到1000～2000气压左右，理想的是1500～1700气压左右，并输入到公共管道52中。公共管道54中存储从压力泵54送来的燃料，并适当输送给喷射装置53。喷射装置53如上所述，从喷射孔33将少量的燃料以雾状喷射到燃烧室内。

实施例1

如下制作本发明的层叠型压电元件所构成的层叠型压电调节器。首先，制作混合有以平均粒径为0.4μm的以钛酸锆酸铅PZT为主成份的压电陶瓷的辅助性烧制的粉末、粘合剂、以及可塑剂的料浆，通过刮刀法制造成为厚150μm的压电体层1的陶瓷印刷电路基板。

在该陶瓷印刷电路基板的单面，通过丝网印刷法形成在银—钯合金中添加有粘合剂的导电性料浆，将印刷有该导电性料浆的薄片层叠300张，在980～1100℃下进行煅烧得到层叠煅烧体。接下来，通过平面研削盘将所得到的层叠煅烧体研削成给定的形状，得到层叠体10。

接下来，将在平均粒径为2μm的银粉末，与剩余部分以平均粒径2μm的硅为主成分且软化点为650℃的玻璃粉末的混合物中，添加粘合剂而制造的银玻璃导电性料浆，通过丝网印刷以约30μm的厚度形成到层叠体10侧面的外部电极4形成面上，在700℃下进行30分钟的焙烧，由此形成外部电极4。

这里，试料编号1中，在压电体层1间形成有使得外部电极4的一部分进入的插入部4a，在试料编号2中，没有形成插入部。试料编号1中，形成有插入部4a的压电体层1间的金属层2a，如下来形成。也即，使用在银—钯合金中，添加相对于银—钯合金100％体积为200％体积的平均粒径为0.5μm的丙烯颗粒，进而加入粘合剂调制而成的导电性料浆，在陶瓷印刷电路基板的单面上印刷厚4μm的该导电性料浆。另外，没有形成插入部的压电体层1间的金属层2b中，印刷厚4μm的在没有添加丙烯颗粒的银—钯合金中加入了粘合剂的导电性料浆。另外，试料1中，将印刷有用来形成金属层2a的导电性料浆(添加了丙烯颗粒)的薄片，与印刷有用来形成其他金属层2b的导电性料浆(没有添加丙烯颗粒)的薄片，以1层对20层的比率层叠起来。添加有丙烯颗粒的导电性料浆所形成的金属层2a的侧端部与层叠体10的侧面之间的区域中，形成有外部电极4的一部分平均以20μm的深度侵入的插入部4a。金属层2a的空隙率A平均为80％，其他金属层2b的空隙率B平均为20％。另外，金属层2a为金属组成物(部分金属层)散布而成的岛状分布。

之后，在外部电极4中连接引线，经由引线对正极与负极的外部电极4加载15分钟的3kV/mm的直流电场，进行极化处理，制造出使用了图1所示的层叠型压电元件的压电调节器。给所得到的层叠型压电调节器加载160V的直流电压，在层叠方向得到40μm的变位量。进而，在室温下以150Hz的频率对该层叠型压电调节器加载0～+160V的交流电压，进行连续驱动到1×10⁹次的实验。所得到的结果如表1所示。

[表1]

试料编号	外部电极的接合状态	深度D	初始的变位量	1×109次驱动后的变位量
					1	有插入部	20μm	40μm	40μm
2	无插入部	-	40μm	30μm

如表1所示，本发明的层叠型压电调节器(试料编号1)中，得到了与连续驱动之前相同的变位量40μm，另外，外部电极4中没有发现异常。另外，本发明的权利要求外的试料编号2，由于外部电极的一部分没有进入到金属层中，因此1×10⁹次驱动后，变位量降低到30μm。这是由于，试料编号2没有形成插入部(外部电极的一部分没有进入到金属层中)，因此外部电极与层叠体侧面的接合强度弱，外部电极的一部分从层叠体侧面剥离，一部分的内部电极与外部电极间产生了断线。结果，由于不再给一部分压电体提供电压，因此变位量降低。

实施例2

制造除了插入部4a的进入深度D、形成有插入部4a的压电体层间的金属层2a的空隙率A、其他金属层2b的空隙率B、金属层2a的构造、金属层2a的配置状态、以及构成金属层的Ag的含有率如表1进行了变化以外，均与实施例1相同的层叠型压电元件。另外，所有的试料中，将初始的变位量都设为一定(40μm)，因此在金属层2a没有起到电极功能(不导通)的试料中，考虑到金属层2a的层数，通过增加导通的金属层2b的层叠，来调整变位特性。评价结果如表2所示。

[表2]

试料编号	插入部的有无	插入部的进入深度D	金属层2a的空隙率A(％)	金属层2a的构造	金属层2b的空隙率B(％)	金属层2a的配置状态	周期表第11族金属的比率R1※ 5	初始的变位量	1×109次驱动后的变位量
										1	有	20μm	80	多孔质金属层①※1	20	规则※3	1.2	40μm	40μm
3	有	5μm	40	多孔质金属层②※2	40	不规则※4	1	40μm	40μm
										4	有	5μm	40	多孔质金属层②※2	20	不规则※4	1	40μm	40μm
5	有	20μm	80	多孔质金属层①※1	20	不规则※4	1	40μm	40μm
										6	有	20μm	80	多孔质金属层	20	规则※3	1	40μm	40μm

				①※1
										7	有	1μm	80	多孔质金属层①※1	20	规则※3	1	40μm	40μm

※1多孔质金属层①：由以彼此绝缘的状态散布的多个部分金属层构成的多孔质金属层，不作为电极起作用。

※2多孔质金属层②：虽然是多孔质金属层，但同时是空隙较多的独立气孔，因此作为电极起作用。

※3以其他金属层20层对金属层2a一层的比率进行层叠。

※4以其他金属层10层对金属层2a一层的比率层叠而成的部分，与以其他金属层30层对金属层2a一层的比率层叠而成的部分彼此交互混合在一起。

※5比率R1＝(金属层2a中含有的Ag的含有率)/(金属层2b中含有的Ag的含有率)

根据表2，作为本发明的层叠型压电调节器的试料编号1、3、4、5、6、7，即使在1×10⁹次连续驱动后，也得到了与连续驱动前相同的变位量，是一种具备高可靠性的压电调节器。

实施例3

制造除了金属层2a的层叠方向两侧的金属层2e的空隙率E、金属层2e与其他金属层的厚度、金属层2a的层叠方向两侧的金属层2e的极性(正极或负极)等进行了变化以外，均与实施例1相同的层叠型压电元件。另外，所有的试料中，将初始的变位量都设为一定(40μm)，因此因金属层2e的极性不同而引起的变位特性的差，能够通过增减金属层2b的层数来调整。另外进行除了通过将驱动电压提高了40V作为0～200V的交流电压，来加速实验以外，均与实施例1相同的连续驱动实验，所得到的结果如表3所示。

[表3]

※1多孔质金属层①：由以彼此绝缘的状态散布的多个部分金属层构成的多孔质金属层，不作为电极起作用。

※2以其他金属层20层对金属层2a一层的比率进行层叠。

※3比率R1＝(金属层2a中含有的Ag的含有率)/(金属层2b中含有的Ag的含有率)

根据表3，作为本发明的层叠型压电调节器的试料编号1、8、9，得到了驱动后的变位量的改善效果，是一种具备高可靠性的压电调节器。

实施例4

制造如图11所示，4个层4b、4c、4d、4e所构成的外部电极4形成在层叠体的侧面，如表4所示，除了对外部电极中的玻璃材料的含有量等进行了各种变更之外，其他均与实施例1相同的层叠型压电元件。另外，所有的试料中，将初始的变位量都设为一定(40μm)，因此在金属层2a不作为电极起作用(不导通)的试料中，考虑金属层2a的层数，通过增加导通的金属层2b的层叠来调整变位特性。另外进行除了通过将驱动电压提高了40V作为0～200V的交流电压，来加速实验以外，均与实施例1相同的连续驱动实验，所得到的结果如表4所示。

[表4]

※1多孔质金属层①：由以彼此绝缘的状态散布的多个部分金属层构成的多孔质金属层，不作为电极起作用。

※2多孔质金属层②：虽然是多孔质金属层，但同时是空隙较多的独立气孔，因此作为电极起作用。

※3以其他金属层20层对金属层2a一层的比率进行层叠。

※4以其他金属层10层对金属层2a一层的比率层叠而成的部分，与以其他金属层30层对金属层2a一层的比率层叠而成的部分彼此交互混合在一起。

※5比率R2＝(金属层2a中含有的Ag的含有率)/(金属层2a的层叠发现两侧的金属层中含有的Ag的含有率)

※6S侧是指构成外部电极的多个层中的位于层叠体的侧面一侧的层

外侧是指构成外部电极的多个层中位于最外侧的层。

根据表4，作为本发明的层叠型压电调节器的试料编号3～10，得到了驱动后的变位量的改善效果，是一种具备高可靠性的压电调节器。

实施例5

首先，制作混合有以平均粒径为0.4μm的以钛酸锆酸铅PZT为主成份的压电陶瓷的烧制粉末、粘合剂、以及可塑剂的料浆，通过刮刀法制造成为厚150μm的压电体层1的陶瓷印刷电路基板。

在该陶瓷印刷电路基板的单面，通过丝网印刷法形成在银—钯合金中添加有粘合剂的导电性料浆，将印刷有该导电性料浆的薄片层叠300张，在980～1100℃下进行煅烧得到层叠煅烧体。

此时，在形成使得被覆树脂21侵入的多孔质金属层2a的部分中，通过在银—钯合金中，添加相对于银—钯合金100％体积为200％体积的平均粒径为0.5μm的丙烯颗粒，进而加入粘合剂调制而成的导电性料浆，印刷到厚4μm。另外，在形成不让被覆树脂21侵入的其他金属层2b的部分中，印刷厚4μm的在没有添加丙烯颗粒的银—钯合金中加入了粘合剂的导电性料浆。

不让被覆树脂21侵入的金属层2b与让被覆树脂21侵入的多孔质金属层2a’的比率，设为20∶1。也即，将印刷了金属层2b用导电性料浆的印刷电路基板层叠20层之后，层叠1层印刷了多孔质金属层2a’用导电性料浆的印刷电路基板，按照该顺序规则地层叠各个印刷电路基板。

接下来，通过平面研削盘将所得到的层叠煅烧体研削成给定的形状，得到层叠体10。接下来，将在平均粒径为2μm的银粉末，与剩余部分以平均粒径2μm的硅为主成分且软化点为650℃的玻璃粉末的混合物中，添加粘合剂而制造的银玻璃导电性料浆，通过丝网印刷以约30μm的厚度形成到层叠体10侧面的外部电极4形成面上，在700℃下进行30分钟的焙烧，由此形成外部电极4。

之后，在外部电极4中连接了引线后，对元件外周的硅树脂进行基于浸渍的真空除泡，形成了被覆树脂21.

此时，添加有丙烯颗粒的导电性料浆所形成的多孔质金属层2a’的侧端部与所述层叠体10的侧面之间的区域中，被覆树脂21的一部分(内设树脂21a)平均以10μm的深度侵入。进而，多孔质金属层2a’的空隙率平均为80％，其他金属层2b的空隙率平均为10％。另外，多孔质金属层2a’为金属组成物构成的部分金属层散布而成的岛状分布。

之后，经由引线对正极与负极的外部电极4加载15分钟的3kV/mm的直流电场，进行极化处理，制造出使用了图13所示的层叠型压电元件的压电调节器(试料编号10)。

另一方面，制造除了不使用印刷有金属层2a用导电性料浆的印刷电路基板，而只层叠有都是印刷有金属层2b用导电性料浆的印刷电路基板的层叠体之外，都与上述相同的压电调节器(试料编号11)。该调节器中，被覆树脂没有进入到压电体层间的一部分区域中。

给上述所得到的各层叠型压电调节器加载160V的直流电压，得到绝电阻30MΩ。进而，在温度85℃，湿度85％RH下，以100Hz的频率对该层叠型压电调节器加载0～+160V的交流电压，进行连续驱动到1×10⁹次的实验。所得到的结果如表5所示。

[表5]

试料编号

被覆树脂的状态

初始的绝缘电阻

1×109次驱动后

			的绝缘电阻
				10	被覆树脂的一部分进入到压电体层间	30MΩ	30MΩ
11	被覆树脂的一部分没有进入到压电体层间	30MΩ	1MΩ以下

如表5所示，本发明的层叠型压电调节器(试料编号10)中，得到了与连续的驱动前相同的绝缘电阻30MΩ，另外，被覆树脂中没有发现异常。另外，本发明的权利要求之外的试料编号11的被覆树脂的一部分(内设树脂)没有进入到金属层中的层叠型压电调节器中，初始的绝缘电阻与本发明的层叠型压电调节器相同，但1×10⁹次驱动后，硅树脂的一部分存在烧损痕迹，且绝缘电阻降低到1MΩ以下。认为是试料编号11的层叠型压电调节器中，被覆树脂的一部分(内设树脂)没有进入到金属层中，因此被覆树脂与层叠体的侧面的接合强度弱，结果，被覆树脂的一部分从层叠体侧面剥离，环境中的水分进入到剥离后的部分中，该水分使得绝缘电阻降低。

实施例6

接下来，制造除了对被覆树脂21的一部分(内设树脂)所进入的金属层2a的状态进行了变更之外，都与实施例5相同的层叠型压电调节器。另外，被覆树脂21的一部分(内设树脂)所进入的金属层2a不导通的试料编号的层叠型压电元件中，考虑到该不导通的金属层2a的层数，而增加了导通的没有被被覆树脂21侵入的金属层2b的层叠。表6中示出了评价结果。

另外，表6中的“空隙率A”，表示被覆树脂的一部分进入的金属层的空隙率。表6中的“空隙率B”，表示在层叠方向上与被覆树脂的一部分进入的金属层相邻的两侧的金属层的空隙率。表6中的“金属层的状态”，表示被覆树脂的一部分所进入的金属层是否由多个散布的部分金属层构成，“○”的试料表示由部分金属层构成，“-”的试料表示不存在部分金属层。表6中的“金属层的配置状态”，是指被覆树脂的一部分所进入金属层是否在层叠方向上被规则地设置，“-”的试料表示该金属层被随机设置。表6中的“11族金属的比率”，表示构成被覆树脂的一部分所进入的金属层的周期表第11族金属，与构成与该金属层相邻的两侧的金属层的周期表第11族金属的比率(被覆树脂的一部分进入的金属层/两侧的金属层)。

[表6]

试料编号	被覆树脂的一部分进入压电体层间	金属层的空隙率A(％)	金属层的空隙率B(％)	金属层的状态	金属层的配置状态	11族金属的比率	初始的绝缘电阻	1×109次驱动后的绝缘电阻
									10	○	80	20	○	每20层配置	1.2	30MΩ	30MΩ
12	○	40	40	-	-	1	30MΩ	30MΩ
									13	○	40	20	-	-	1	30MΩ	30MΩ
14	○	80	20	○	-	1	30MΩ	30MΩ
									15	○	80	20	○	-	1	30MΩ	30MΩ
16	○	80	20	○	每20层配置	1	30MΩ	30MΩ

根据表6，作为本发明的层叠型压电调节器的试料编号10、12、13、14、15、16，即使在被连续驱动了1×10⁹次的情况下，也得到了与连续的驱动前相同的绝缘电阻，是一种具备高可靠性的压电调节器。

实施例7

首先，制作混合有以平均粒径为0.4μm的以钛酸锆酸铅PZT为主成份的压电陶瓷的辅助性烧制的粉末、粘合剂、以及可塑剂的料浆，通过刮刀法制造成为厚150μm的压电体层1的陶瓷印刷电路基板。

将银—钯合金(银95％质量比-钯5％质量比)中添加有粘合剂的导电性料浆，通过丝网印刷法印刷在该陶瓷印刷电路基板的单面而形成的薄片层叠300张进行煅烧。煅烧在保持为800℃后，以1000℃进行煅烧，研磨成一边为8mm，长100mm的形状。

接下来，制作在平均粒径为2μm的银粉末，与剩余部分以平均粒径2μm的硅为主成分且软化点为640℃的非结晶玻璃粉末的混合物中，添加粘合剂，并对银粉末与玻璃粉末的混合量、粘度进行了各种各样的变更的银玻璃导电性料浆，丝网印刷后进行焙烧。进而再次准备银玻璃导电性料浆，对已经制造完毕的内层侧电极，细微变更了位置后，再次丝网印刷银玻璃导电性料浆后，作为外设电极进行焙烧，重复以上操作，制造多个电极材料构成的外部电极15。

之后，在外部电极15中连接引线，经由引线对正极与负极的外部电极15加载15分钟的3kV/mm的直流电场，进行极化处理，制造出使用了层叠型压电元件的压电调节器。

给所得到的层叠型压电调节器加载170V的直流电压，所有的压电调节器中，在层叠方向得到变位量。

进而，在室温下以150Hz的频率对该层叠型压电调节器加载0～+170V的交流电压，进行连续驱动到1×10⁹次的实验。

所得到的结果如表7所示。另外，表7中的长度L是指将分离部投影到层叠体的侧面时的长度，角度θ表示将外部电极与层叠体的侧面相接触的部分和分离部之间的边界，与分离部的尖端连接起来的直线，与层叠体的侧面所形成的角度，距离H表示分离部的尖端与层叠体的侧面之间的距离。

[表7]

根据该表7，如作为比较例的试料编号23所示，在外部电极15的周边部15a的厚度一定，没有形成与层叠体的侧面之间的分离部16的情况下，外部电极15与层叠体10的接合边界部中产生大应力。由此，与外部电极15相接合的层叠体10，其边界部中产生龟裂，渐渐发展成横断层叠体10的龟裂，电绝缘性恶化到1×10¹⁰Ωcm以下。

与此相对，本发明的实施例的试料编号17～22，即使被连续驱动了1×10⁹次后，元件变位量也没有变化，具有作为压电调节器所必须的实效变位量，电绝缘性也良好地保持在1×10¹²Ωcm以上，能够制造出具备优秀的持久性的压电调节器。

特别是试料No.19～22，即使被连续驱动了1×10⁹次后，元件变位量也高达60μm以上，是一种可靠性优秀的层叠型压电元件。

Claims (30)

1.一种层叠型压电元件，具有层叠体与覆盖部件，该层叠体包括多个压电体层与多个金属层，由所述压电体层与所述金属层交互层叠而构成，所述覆盖部件覆盖所述层叠体的侧面的至少一部分，

所述多个金属层中的至少一个金属层，是比在层叠方向上与该金属层相邻的两侧金属层空隙多的多孔质金属层，所述覆盖部件的一部分，进入到在层叠方向上与该多孔质金属层相邻的2个压电体层之间。

2.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述覆盖部件是覆盖所述层叠体的侧面的被覆树脂。

3.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述覆盖部件是与所述多个金属层交互连接的一对外部电极。

4.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述覆盖部件是覆盖所述层叠体的侧面的被覆树脂，以及与所述多个金属层交互连接的一对外部电极。

5.根据权利要求3或4所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述外部电极含有导电性材料与玻璃材料，进入到所述两个压电体层之间的外部电极的一部分中的所述玻璃材料的含有量，比该一部分以外的外部电极中的所述玻璃材料的含有量多。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述外部电极由在垂直于所述层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，这些多个层中与所述层叠体的侧面相邻的层中的所述玻璃材料的含有量，比其他层中的所述玻璃材料的含有量多。

7.根据权利要求3～6中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述外部电极的周边部中，越到周边侧其厚度逐渐变薄，且形成有与所述层叠体的侧面分离的分离部。

8.根据权利要求7所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述分离部与所述层叠体的侧面之间存在空隙。

9.根据权利要求7或8所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述分离部与所述层叠体的侧面之间的至少一部分中隔有绝缘性树脂。

10.根据权利要求9所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述绝缘性树脂，隔在所述分离部与所述层叠体的侧面之间的周边侧中。

11.根据权利要求9所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述绝缘性树脂，填充在所述分离部与所述层叠体的侧面之间。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述绝缘性树脂是硅树脂。

13.根据权利要求7～12中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述外部电极由在垂直于所述层叠体的侧面的方向上层叠的多个层构成，且外侧层的热膨胀系数比内侧层的热膨胀系数大。

14.根据权利要求13所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述多个层中与所述层叠体的侧面相邻的层，比其他层更向周边侧突出。

15.根据权利要求13或14所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述分离部仅仅由与所述层叠体的侧面相邻的层构成。

16.根据权利要求7～15中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述分离部投影到所述层叠体的侧面上的长度为10μm以上。

17.根据权利要求7～16中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

将所述外部电极与所述层叠体的侧面相接触的部分和所述分离部之间的边界，与所述分离部的尖端连接起来的直线，与所述层叠体的侧面所形成的角度为1度以上45度以下。

18.根据权利要求7～17中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述分离部的尖端与所述层叠体的侧面之间的距离，为1μm以上50μm以下。

19.根据权利要求1～18中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述多孔质金属层，由在层叠方向上与该多孔质金属层相邻的两个压电体层之间散布的多个部分金属层构成，这些部分金属层彼此分离配置。

20.根据权利要求19所述的层叠型压电元件，其特征在于：

在层叠方向上与所述多孔质金属层相邻的两侧的金属层是同极的。

21.根据权利要求19或20所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述覆盖部件的一部分进入到相邻的所述部分金属层间。

22.根据权利要求21所述的层叠型压电元件，其特征在于：

进入到所述部分金属层间的所述覆盖部件的一部分，覆盖了所述部分金属层的表面。

23.根据权利要求1～22中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

在层叠方向上与所述多孔质金属层相邻的两侧的金属层，是与在层叠方向上和该两侧的金属层相邻的金属层相比，空隙较少的高密度金属层。

24.根据权利要求23所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述高密度金属层的厚度，比在层叠方向上与这些高密度金属层相邻的金属层的厚度大。

25.根据权利要求1～24中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述层叠体具有多个所述多孔质金属层。

26.根据权利要求25所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述覆盖部件的一部分，分别进入到设有所述多孔质金属层的各个压电体层之间。

27.根据权利要求25所述的层叠型压电元件，其特征在于：

所述多个多孔质金属层规则地设置在所述层叠体的层叠方向上，所述覆盖部件的一部分，分别进入到设有所述多孔质金属层的各个压电体层之间。

28.根据权利要求1～27中任一项所述的层叠型压电元件，其特征在于：

进入到所述压电体层间的所述覆盖部件的一部分，其层叠方向的厚度t与进入到所述压电体层间的深度D之间，满足D＞0.1t的关系。

29.一种喷射装置，具有设置了喷出孔的容器，与权利要求1～28中任一项所述的层叠型压电元件，通过所述层叠型压电元件的驱动，使得所述容器内填充的液体从所述喷射孔喷出。

30.一种燃料喷射系统，具有：

存储高压燃料的公共管道；

权利要求29中所述的喷射装置，喷射该公共管道中所存储的燃料；

向所述公共管道提供高压燃料的压力泵；以及

向所述喷射装置提供驱动信号的喷射控制单元。

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