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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Piezoelektrik-Bauelement mit mehreren Schichten.
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Eines
von herkömmlichen
Piezoelektrik-Bauelementen mit mehreren Schichten ist ein piezoelektrisches
Stellglied, das beispielsweise in der JP-A-2003-502869 beschrieben
ist. Dieses piezoelektrische Stellglied weist ein Laminat auf, das
aus einem Stapel abwechselnder, mehrerer piezoelektrischer Teile
und mehrerer innerer Elektroden besteht, wobei erste, äußere Elektroden
so vorgesehen sind, dass sie jeweiligen Seitenoberflächen des
Laminats zugewandt sind, und elektrisch an vorbestimmte innere Elektroden
angeschlossen sind, und zweite, äußere Elektroden
außerhalb
der jeweiligen ersten, äußeren Elektroden
vorgesehen sind, und elektrisch an die jeweiligen ersten, äußeren Elektroden
angeschlossen sind. Bei diesem piezoelektrischen Stellglied ist
eine Verbindungsleitung als Klemme an jede zweite, äußere Elektrode
angelötet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
dem voranstehend geschilderten, piezoelektrischen Stellglied treten
allerdings folgende Probleme auf. Da die Verbindungsleitungen als
Klemmen an die jeweiligen zweiten, äußeren Elektroden angelötet sind,
können
die verlöteten
Abschnitte zwischen den Verbindungsleitungen und den zweiten, äußeren Elektroden
im Langzeiteinsatz des piezoelektrischen Stellglieds brechen, was
zu dem Problem führt,
dass das piezoelektrische Stellglied nicht ausreichend verlässlich ist.
Da sich ein Paar von Verbindungsleitungen über die gleiche Breite wie
jener des Laminats und in Richtung des Stapels des Laminats erstreckt,
ist es darüber
hinaus schwierig, eine Einheit des piezoelektrischen Stellglieds
auszubilden, beim Einbau in verschiedene Bauelemente.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehenden Umstände entwickelt,
und ein Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
Piezoelektrik-Bauelements mit mehreren Schichten, das sehr verlässlich ist,
und einfach als Einheit ausgebildet werden kann, wenn es in verschiedene Bauelemente
eingebaut wird.
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Um
den voranstehend geschilderten Vorteil zu erzielen, stellt ein Piezoelektrik-Bauelement
mit mehreren Schichten gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Piezoelektrik-Bauelement mit mehreren Schichten dar,
welches aufweist: ein Laminat, das aus einem Stapel abwechselnder,
mehrerer piezoelektrischer Teile und mehrerer innerer Elektroden
besteht; erste, äußere Elektroden,
die auf Seitenoberflächen
des Laminats so vorgesehen sind, dass sie einander zugewandt sind,
und jeweils elektrisch an vorbestimmte der inneren Elektroden angeschlossen sind;
und zweite, äußere Elektroden,
die außerhalb der
jewei ligen ersten, äußeren Elektroden
vorgesehen sind, wobei jede der zweiten, äußeren Elektroden einstückig ausgebildet
ist, ein Hauptkörperteil aufweist,
das elektrisch und körperlich
mit der entsprechenden ersten, äußeren Elektrode
verbunden ist, und ein Verlängerungsteil,
welches ein Ende aufweist, das in Bezug auf eine Endoberfläche des
Laminats in Stapelrichtung des Laminats vorsteht, wobei zwischen
den zweiten, äußeren Elektroden,
die einander zugewandt sind, die Entfernung zwischen den Verlängerungsteilen
größer ist
als die Entfernung zwischen den Hauptkörperteilen.
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Bei
diesem Piezoelektrik-Bauelement mit mehreren Schichten ist die zweite, äußere Elektrode einstückig ausgebildet,
weist das Hauptkörperteil
auf, das elektrisch und körperlich
mit der ersten, äußeren Elektrode
verbunden ist, und das Verlängerungsteil, das
ein Ende aufweist, das in Bezug auf eine Endoberfläche des
Laminats in Stapelrichtung des Laminats vorsteht. Dies ermöglicht es,
dass das Verlängerungsteil
der zweiten, äußeren Elektrode
als eine Klemme eingesetzt werden kann, wobei, da die zweite, äußere Elektrode
einstückig
ausgebildet ist, bei der zweiten, äußeren Elektrode verhindert
werden kann, dass sie bricht, selbst im Langzeiteinsatz des Piezoelektrik-Bauelements.
Daher wird die Verlässlichkeit
des Piezoelektrik-Bauelements verbessert. Weiterhin ist zwischen
den zweiten, äußeren Elektroden,
die einander zugewandt sind, die Entfernung zwischen den Verlängerungsteilen
größer als
die Entfernung zwischen den Hauptkörperteilen, wodurch das Piezoelektrik-Bauelement
einfach als eine Einheit ausgebildet werden kann, wenn es in verschiedene
Bauelemente eingebaut wird; wobei beispielsweise eine Platte zum
Anlegen einer Vorbelastung auf einer Endoberfläche des Laminats angeordnet
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des Piezoelektrik-Bauelements
mit mehreren Schichten gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus im Schnitt
des Piezoelektrik-Bauelements mit mehreren Schichten von 1.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
bevorzugte Ausführungsform
des Piezoelektrik-Bauelements mit mehreren Schichten gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachstehend im Einzelnen in Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben. Gleiche oder entsprechende Abschnitte werden mit den
gleichen Bezugszeichen in sämtlichen
Zeichnungen bezeichnet, ohne eine redundante Beschreibung. Bei der
vorliegenden Beschreibung beruhen die Begriffe "oben", "unten", usw. auf den Zuständen, die
in den Zeichnungen dargestellt sind, und zum Zweck der Beschreibung
verwendet werden.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist ein Piezoelektrik-Bauelement 1 mit
mehreren Schichten ein Laminat 2 in Form eines mehreckigen
Prismas auf (nachstehend in Form eines viereckigen Prismas). Das
Laminat 2 weist eine erste Seitenoberfläche 2a und eine zweite
Seitenoberfläche 2b auf, parallel
zur Stapelrichtung des Laminats 2 (nachstehend einfach
als "Stapelrichtung" bezeichnet) auf, und
einander entgegengesetzt.
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Das
Laminat 2 besteht aus einem abwechselnden Stapel aus piezoelektrischen
Teilen 3 und piezoelektrischen Teilen 5, die sandwichartig
zwischen einem piezoelektrischen Teil 7 und ei nem piezoelektrischen
Teil 9 nach oben und unten angeordnet sind. Jedes der piezoelektrischen
Teile 3, 5, 7 und 9 besteht
beispielsweise aus einem piezoelektrischen Keramikmaterial, das
hauptsächlich
aus Bleizirkonattitanat besteht, und die Form einer rechteckigen,
dünnen
Platte aufweist. Die Dicke jedes piezoelektrischen Teils 3, 5 ist
hierbei 50 bis 100 μm.
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Das
Laminat 2 weist erste, innere Elektroden 11 und
zweite, innere Elektroden 13 auf. Jede erste, innere Elektrode 11 ist
auf einer oberen Oberfläche des
piezoelektrischen Teils 3 vorgesehen, und jede zweite,
innere Elektrode 13 ist auf einer oberen Oberfläche des
piezoelektrischen Teils 5, 9 vorgesehen. Jede
der inneren Elektroden 11, 13 besteht aus einem
elektrisch leitfähigen
Material, das beispielsweise hauptsächlich aus Silber und Palladium
besteht, und ist als Muster mittels Siebdruck ausgebildet. Die Dicke
jeder inneren Elektrode 11, 13 beträgt hierbei 0,5
bis 5 μm.
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In
dem Laminat 2 sind die ersten, inneren Elektroden 11 und
die zweiten, inneren Elektroden 13 so gestapelt angeordnet,
dass das piezoelektrische Teil 3, 5 dazwischen
liegt. Dies führt
zur Ausbildung des Laminats 2, bei welchem mehrere piezoelektrische
Teile 3, 5 und mehrere innere Elektroden 11, 13 abwechselnd
aufeinander gestapelt sind.
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Die
ersten, inneren Elektroden 11 sind so ausgebildet, dass
sie von einem Punkt innerhalb der zweiten Seitenoberfläche 2b aus
ausgehen, und in der ersten Seitenoberfläche 2a freiliegen.
Die Enden der ersten, inneren Elektroden 11 an der Seite
der zweiten Seitenoberfläche 2b sind
daher in einer vorbestimmten Entfernung von der zweiten Seitenoberfläche 2b angeordnet.
Die ersten, inneren Oberflächen 11 liegen
nicht in der zweiten Seitenoberfläche 2b frei.
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Die
zweiten, inneren Elektroden 13 sind so ausgebildet, dass
sie von einem Punkt innerhalb der ersten Seitenoberfläche 2a ausgehen,
und in der zweiten Seitenoberfläche 2b freiliegen.
Die Enden der zweiten, inneren Elektroden 13 an der Seite
der ersten Seitenoberfläche 2a sind
daher um eine vorbestimmte Entfernung von der ersten Seitenoberfläche 2a beabstandet
angeordnet. Die zweiten, inneren Elektroden 13 liegen nicht
in der ersten Seitenoberfläche 2a frei.
Gesehen aus Richtung des Stapels sind die zweiten, inneren Elektroden 13 so
angeordnet, dass ein Teil von ihnen ein Teil der ersten, inneren
Elektroden 11 überlappt.
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Eine äußere Elektrode 21 ist
auf jeder der Seitenoberflächen 2a, 2b des
Laminats 2 vorgesehen. Jede äußere Elektrode 21 besteht
aus einer ersten, äußeren Elektrode 23 und
einer zweiten, äußeren Elektrode 25.
Die erste, äußere Elektrode 23 ist so
ausgebildet, dass sie ein Teil jeder Seitenoberfläche 2a, 2b abdeckt.
Die erste, äußere Elektrode 23 besteht
beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, das hauptsächlich aus
Silber besteht, und zu einem Muster mittels Siebdruck ausgebildet ist.
Die Dicke der ersten, äußeren Elektrode 23 beträgt hierbei
1 bis 40 μm.
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Die
erste, äußere Elektrode 23,
die auf der ersten Seitenoberfläche 2a vorgesehen
ist, ist elektrisch an die ersten, inneren Elektroden 11 angeschlossen,
die in der ersten Seitenoberfläche 2a freiliegen,
auf der ersten Seitenoberfläche 2a.
Die ersten, äußeren Elektroden 23,
die auf der zweiten Seitenoberfläche 2b vorgesehen
sind, sind elektrisch an die zweiten, inneren Elektroden 13 angeschlossen, die
in der zweiten Seitenoberfläche 2b freiliegen,
auf der zweiten Seitenoberfläche 2b.
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Die
zweite, äußere Elektrode 23 besteht
einstückig
aus einem Hauptkörperteil 27,
das so angeordnet ist, dass es die erste, äußere Elektrode 23 überlappt,
einem Verlängerungsteil 29,
das getrennt von der ersten, äußeren Elektrode 23 angeordnet
ist, im Vergleich zum Hauptkörperteil 27,
und oberhalb des Hauptkörperteils 27,
und aus einem Verbindungsteil 31, welches das Hauptkörperteil 27 mit
dem Verlängerungsteil 29 verbindet,
und ist außerhalb
jeder ersten, äußeren Elektrode 23 angeordnet.
Bei einer derartigen Anordnung ist zwischen den zweiten, äußeren Elektroden 25,
die einander zugewandt sind, eine Entfernung D1 zwischen Verlängerungsteilen 29 größer als
eine Entfernung D2 zwischen Hauptkörperteilen 27.
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Die
zweite, äußere Elektrode 25 besteht
beispielsweise aus einem Material, das ausgesucht ist aus Kupfer
und dessen Legierungen, Nickel und dessen Legierungen, elektrisch
leitfähigen
Materialien, wie beispielsweise Edelstahl oder Berylliumkupfer, und
Teilen mit einem Film, der auf eine Oberfläche der elektrisch leitfähigen Materialien
aufplattiert ist, und wird so hergestellt, dass ein Teil in Form
einer flachen Platte gebogen wird, so dass das Verlängerungsteil 29 und
das Verbindungsteil 31 abgewinkelt relativ zum Hauptkörperteil 27 ausgebildet
sind. Die Dicke der zweiten, äußeren Elektrode 25 beträgt hierbei
etwa 150 μm.
Durch einfaches Biegen des Teils in Form einer flachen Platte auf
diese Art und Weise wird ermöglicht,
einstückig
die zweite, äußere Elektrode 25 auszubilden,
welche das Hauptkörperteil 27, das
Verlängerungsteil 29 und
das Verbindungsteil 31 aufweist, ohne Schwierigkeiten.
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Das
Hauptkörperteil 27 weist
erste Abschnitte 27a und zweite Abschnitte 27b auf.
Die ersten Abschnitte 27a erstrecken sich entlang der Richtung des
Stapels, und sind diskontinuierlich in Stapelrichtung angeordnet.
Die zweiten Abschnitte 27b erstrecken sich entlang einer
Richtung, die sich mit der Stapelrichtung schneidet (der Richtung
senkrecht zur Stapelrichtung), und verbinden die ersten Abschnitte 27a miteinander.
Bei dieser Ausbildung ist das Hauptkörperteil 27 so angeordnet,
dass es sich in Form einer Rechteckwelle (also in Form einer Impulswelle)
entlang der Stapelrichtung insgesamt erstreckt.
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Das
Hauptkörperteil 27 ist
elektrisch und körperlich
(also mechanisch) mit der ersten, äußeren Elektrode 23 diskontinuierlich
verbunden, durch Lot 33 an Verbindungen P, die sich auf
den jeweiligen ersten Abschnitten 27a befinden. Der Durchmesser des
Lots 33 beträgt
hierbei etwa 200 μm.
Die erste, äußere Elektrode 23 und
das Hauptkörperteil 27 können durch
Punktschweißen
oder durch einen elektrisch leitfähigen Kleber an jeder Verbindung
P verbunden sein. Die erste, äußere Elektrode 23 und
das Hauptkörperteil 27 können elektrisch
und körperlich diskontinuierlich
an Verbindungen P verbunden sein, die sich auf den jeweiligen, zweiten
Abschnitten 27b befinden.
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Das
Verlängerungsteil 29 erstreckt
sich geradlinig entlang der Stapelrichtung und weist ein oberes
Ende (ein Ende) 29a auf, das in Bezug auf eine obere Oberfläche (eine
Endoberfläche) 2c des
Laminats 2 in Stapelrichtung vorsteht. Das obere Ende 29a des
Verlängerungsteils 29 befindet
sich daher oberhalb der oberen Oberfläche 2c des Laminats 2 in Stapelrichtung.
Ein oberes Ende 27a des Hauptkörperteils 27 und ein
unteres Ende 29b des Verlängerungsteils 29 sind
unterhalb der oberen Oberfläche 2c des
Laminats 2 in Stapelrichtung angeordnet, und das obere
Ende 27a des Hauptkörperteils 27 und
das untere Ende 29b des Verlängerungsteils 29 sind durch
ein Verbindungsteil 31 verbunden, das sich geradlinig in
einer Richtung erstreckt, die sich mit der Stapelrichtung schneidet
(jener Richtung senkrecht zur Stapelrichtung).
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Bei
dem Piezoelektrik-Bauelement 1 mit mehreren Schichten mit
der voranstehend geschilderten Konstruktion wird, unter Verwendung
der Verlängerungsteile 29 des
Paars der zweiten, äußeren Elektroden 25 als
Klemmen, eine Spannung zwischen der ersten, äußeren Elektrode 23,
die auf der ersten Seitenoberfläche 2a vorgesehen
ist, und der ersten, äußeren Elektrode 23 angelegt,
die auf der zweiten Seitenoberfläche 2b vorgesehen
ist, worauf die Spannung zwischen den ersten, inneren Elektroden 11 und
den zweiten, inneren Elektroden 13 angelegt wird. Dies
führt dazu,
dass elektrische Felder in Abschnitten der piezoelektrischen Teile 3, 5 zwischen den
ersten, inneren Elektroden 11 und den zweiten, inneren
Elektroden 13 erzeugt werden, so dass diese Abschnitte
als aktive Teile verstellt werden. Das Piezoelektrik-Bauelement 1 mit
mehreren Schichten dieser Art ist insbesondere zum Steuern einer
Kraftstoffeinspritzung einsetzbar.
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Hierbei
ist das Piezoelektrik-Bauelement 1 mit mehreren Schichten
so ausgebildet, dass sich das Hauptkörperteil 27 der zweiten, äußeren Elektrode 25 in
Form einer Rechteckwelle entlang der Stapelrichtung erstreckt, und
elektrisch und körperlich mit
der ersten, äußeren Elektrode 23 an
mehreren Verbindungen P verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine
Flexibilität
in Stapelrichtung bei dem Hauptkörperteil 27,
wodurch eine Sperrung der Verstellung in Stapelrichtung des Laminats 2 unterdrückt werden kann,
und ein Bruch des Hauptkörperteils 27 unterdrückt werden
kann, selbst im Langzeiteinsatz des Piezoelektrik-Bauelements 1.
Das Hauptkörperteil 27 muss
nicht auf die Rechteckwellenform eingeschränkt sein, sondern kann jede
Wellenform entlang der Stapelrichtung aufweisen (beispielsweise
eine Dreieckwellenform, eine Sinuswellenform, oder dergleichen),
mit Flexibilität
in Stapelrichtung.
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Weiterhin
bleibt, selbst im Fall eines Bruchs der ersten, äußeren Elektrode 23,
die auf jeder Seitenoberfläche 2a, 2b des
Laminats 2 vorgesehen ist, das Hauptkörperteil 27 der zweiten, äußeren Elektrode 25 elektrisch
und körperlich
mit der ersten, äußeren Elektrode 23 an
mehreren Verbindungen P verbunden, so dass elektrische Leitungswege
zu den ersten, inneren Elektroden 11 und zu den zweiten,
inneren Elektroden 13 sichergestellt werden, ohne eine Beschädigung der
Funktionsweise des Piezoelektrik-Bauelements 1.
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Als
nächstes
wird ein Herstellungsverfahren für
das Piezoelektrik-Bauelement 1 mit mehreren Schichten beschrieben.
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Zuerst
werden ein organisches Bindemittel, ein organisches Lösungsmittel,
usw. mit einem piezoelektrischen Keramikmaterial zusammengemischt, das
hauptsächlich
aus Bleizirkonattitanat besteht, um eine Substratpaste herzustellen,
und wird die Substratpaste dazu verwendet, ungesinterte Platten
für die jeweiligen,
piezoelektrischen Schichten 3, 5, 7 und 9 auszubilden.
Weiterhin wird ein organisches Bindemittel, ein organisches Lösungsmittel
und dergleichen mit einem Metallmaterial gemischt, das aus Silber
und Palladium in einem vorbestimmten Verhältnis (beispielsweise Silber:Palladium
= 7:3) besteht, um eine elektrisch leitfähige Paste zur Ausbildung von Elektrodenmustern
bereitzustellen.
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Dann
wird ein Elektrodenmuster entsprechend der ersten, inneren Elektrode 11 auf
jeder der ungesinterten Platten ausge bildet. Ein Elektrodenmuster
entsprechend der zweiten, inneren Elektrode 13 wird auf
jeder der anderen, ungesinterten Platten ausgebildet. Die Ausbildung
jedes Elektrodenmusters wird mittels Siebdruck durchgeführt, unter
Verwendung der voranstehend geschilderten, elektrisch leitfähigen Paste.
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Dann
werden die ungesinterten Platten mit dem Elektrodenmuster entsprechend
der ersten, inneren Elektrode 11 sowie die ungesinterten
Platten mit dem Elektrodenmuster entsprechend der zweiten, inneren
Elektrode 13 abwechselnd aufeinander gestapelt, und werden
ungesinterte Platten ohne irgendein Elektrodenmuster darüber hinaus
als äußerste Schichten
aufgestapelt, wodurch ein ungesintertes Laminat erzeugt wird. Die
Anzahl an ungesinterten Platten, die aufeinander gestapelt werden,
beträgt
hierbei etwa 350.
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Weiterhin
wird, während
das ungesinterte Laminat auf eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise
etwa 60°C)
erwärmt
wird, es auf einen vorbestimmten Druck gesetzt (beispielsweise etwa 100
MPa) in Stapelrichtung, und dann wird das ungesinterte Laminat in
vorbestimmte Abmessungen geschnitten. Das Schneiden des ungesinterten
Laminats wird beispielsweise mit Hilfe einer Diamantschneidvorrichtung
durchgeführt.
Dies führt
dazu, dass die ersten, inneren Elektroden 11 in der ersten
Seitenoberfläche 2a freiliegen,
und die zweiten, inneren Elektroden 13 in der zweiten Seitenoberfläche 2b freiliegen.
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Dann
wird das ungesinterte Laminat entgast (also von Bindemittel befreit)
auf einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise etwa 400°C), und dann
auf einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise etwa 1100°C) über eine
vorbe stimmte Zeit (beispielsweise etwa 2 Stunden) geglüht, wodurch das
Laminat 2 erhalten wird.
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Dann
wird Siebdruck mit einer elektrisch leitfähigen Paste, die hauptsächlich aus
Silber besteht, auf jeder der Seitenoberflächen 2a, 2b des
Laminats 2 durchgeführt,
und dann wird das Laminat bei einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise
etwa 700°C)
geglüht,
um die ersten, äußeren Elektroden 23 auszubilden.
Auch Sputtern, stromloses Plattieren, und dergleichen können dazu
eingesetzt werden, um die ersten, äußeren Elektroden 23 auszubilden.
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Dann
werden die zweiten, äußeren Elektroden 25,
die getrennt hergestellt wurden, mit den ersten, äußeren Elektroden 23 an
jeder der Verbindungen P durch Löten
verbunden. Die zweiten, äußeren Elektroden 25 werden
beispielsweise durch Zinnplattierung eines Plattenmaterials aus
Edelstahl, einer Nickellegierung, oder dergleichen hergestellt,
und nachfolgendes Bearbeiten des Plattenmaterials zu der Form, wie
sie voranstehend beschrieben wurde.
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Schließlich wird
ein Polarisationsvorgang (beispielsweise Anlegen eines elektrischen
Felds mit einer Intensität
von 2 kV/mm in einer Umgebung auf einer Temperatur von 120°C über drei
Minuten) durchgeführt,
um das Piezoelektrik-Bauelement 1 mit mehreren Schichten
zu erhalten.
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Bei
dem Piezoelektrik-Bauelement 1 mit mehreren Schichten ist,
wie voranstehend geschildert, die zweite, äußere Elektrode 25 einstückig ausgebildet,
einschließlich
des Hauptkörperteils 27,
das elektrisch und körperlich
mit der ersten, äußeren Elektrode 23 verbunden
ist, und des Verlängerungsteils 29,
bei welchem das obere Ende 29a in Bezug auf die obere Oberfläche 2c des
Laminats 2 in Stapelrichtung vorsteht. Dies ermöglicht es,
das Verlängerungsteil 29 der
zweiten, äußeren Elektrode 25 als Klemme
einzusetzen. Da die zweite, äußere Elektrode 25 einstückig ausgebildet
ist, kann bei der zweiten, äußeren Elektrode 25 verhindert
werden, dass sie bricht, selbst im Langzeiteinsatz des Piezoelektrik-Bauelements 1.
Daher wird die Verlässlichkeit
des Piezoelektrik-Bauelements 1 vergrößert.
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Da
das Hauptkörperteil 27,
das elektrisch und körperlich
mit der ersten, äußeren Elektrode 23 verbunden
ist, und das Verlängerungsteil 29,
das als Klemme einsetzbar ist, einstückig über das Verbindungsteil 31 ausgebildet
sind, kann die Anzahl an Teilen verringert werden, verglichen mit
einer Anordnung, bei welcher ein Leiterstift oder dergleichen elektrisch
als eine Klemme an die zweite, äußere Elektrode
angeschlossen ist. Weiterhin schaltet die vorliegende Erfindung
das Erfordernis des Positionierens zum elektrischen Anschluss des
Leiterstifts oder dergleichen als Klemme an die zweite, äußere Elektrode
aus.
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Das
Piezoelektrik-Bauelement mit mehreren Schichten wird als eine Einheit
auf folgende Art und Weise ausgebildet, um eine Vorbelastung auf
das Laminat 2 auszuüben,
wenn es in verschiedene Bauelemente, wie beispielsweise Kraftstoffinjektoren,
eingebaut wird. Hierbei wird, wie in 2 gezeigt,
eine Kopfplatte 35 aus Metall auf die obere Oberfläche 2c des
Laminats 2 aufgesetzt, und wird eine untere Platte 37 aus
Metall auf die untere Oberfläche 2d des
Laminats 2 aufgesetzt. Die Kopfplatte 35 und die
untere Platte 37 werden miteinander durch ein Kupplungsteil 39 mit
Zylinderform verbunden, um eine Zusammendrückkraft in Stapelrichtung auszuüben. Bei
dieser Ausbildung des Piezoelektrik-Bauelements 1 mit mehreren Schichten
wird, da zwischen den gegenüberliegenden,
zweiten äußeren Elektroden 25 die Entfernung
D1 zwischen den Verlängerungsteilen 29 größer ist
als die Entfernung D2 zwischen den Hauptkörperteilen 27, bei
den Verlängerungsteilen 29 verhindert,
dass sie ein Hindernis beim Anordnen der Kopfplatte 35 auf
die obere Oberfläche 2c des
Laminats 2 werden, und dies erleichtert die Ausbildung des
Piezoelektrik-Bauelements 1 beim Einbau in verschiedene
Bauelemente.
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Weiterhin
sind das obere Ende 27a des Hauptkörperteils 27 und das
untere Ende 29b des Verlängerungsteils 29 unterhalb
der oberen Oberfläche 2c des
Laminats 2 in Stapelrichtung angeordnet, und sind das obere
Ende 27a des Hauptkörperteils 27 und
das untere Ende 29b des Verlängerungsteils 29 durch
das Verbindungsteil 31 verbunden, das sich geradlinig entlang
jener Richtung erstreckt, welche sich mit der Stapelrichtung schneidet.
Aus diesem Grund kann ein Kurzschluss zwischen der Kopfplatte 35,
die auf der oberen Oberfläche 2c des
Laminats 2 angeordnet ist, und der zweiten, äußeren Elektrode 25 während der
Ausbildung der Einheit des Piezoelektrik-Bauelements 1 mit
mehreren Schichten verhindert werden, wie voranstehend beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf die voranstehend geschilderte
Ausführungsform
beschränkt.
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So
ist beispielsweise die Form des Laminats 2 nicht auf die
Form eines mehreckigen Prismas beschränkt, sondern kann auch die
Form einer zylinderförmigen
Säule aufweisen.
In einem Fall, in welchem das Laminat 2 die Form einer
zylindrischen Säule aufweist,
können
die äußeren Elektroden 21 in
irgendwelchen Bereichen auf der Seitenoberfläche vorgesehen sein, so weit
sie einander gegenüberliegen.
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Die
ersten, inneren Elektroden 11 können in der zweiten Seitenoberfläche 2b freiliegen,
wenn sie elektrisch gegenüber
der äußeren Elektrode 21 isoliert
sind, die auf der zweiten Seitenoberfläche 2b vorgesehen
ist. Entsprechend können
die zweiten, inneren Elektroden 13 in der ersten Seitenoberfläche 2a freiliegen,
wenn sie elektrisch gegenüber
der äußeren Elektrode 21 isoliert
sind, die auf der ersten Seitenoberfläche 2a vorgesehen
ist.
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Die
zweite, äußere Elektrode 25 weist
das Hauptkörperteil 27 und
das Verlängerungsteil 29 auf, hergestellt
durch Biegen eines Teils in Form einer flachen Platte zu einer abgebogenen
Form, kann jedoch so ausgebildet sein, dass das Hauptkörperteil 27 und
das Verlängerungsteil 29 so
hergestellt werden, dass das Teil in Form einer flachen Platte gekrümmt wird.
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Das
Verlängerungsteil 29 der
zweiten, äußeren Elektrode 25 kann
mit einem Verbinder als Klemme versehen sein.
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Das
Piezoelektrik-Bauelement mit mehreren Schichten gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine hohe Verlässlichkeit
auf, und erleichtert die Ausbildung einer Einheit, wenn es in verschiedene
Bauelemente eingebaut wird.