DE10257445A1

DE10257445A1 - Piezoelektrischer Aktuator

Info

Publication number: DE10257445A1
Application number: DE10257445A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Asano; Shinichi Okamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2003-07-24
Also published as: JP3900918B2; JP2003180090A; US7358646B2; US20030107301A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht einen piezoelektrischen Aktuator mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit vor. Bei der vorliegenden Erfindung hat ein piezoelektrisches Element 2 eine Vielzahl piezoelektrische Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung, die abwechselnd aufgeschichtet sind, und zumindest ein Abschnitt seiner Seitenflächen (201) und (202) ist durch ein äußeres Füllharz (25) bedeckt, und das piezoelektrische Element (2) ist in einem abgedichteten Behälter (11) untergebracht, der es von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert und bei dem die Innenatmosphäre (19) durch ein Edelgas ersetzt wurde. Alternativ ist das piezoelektrische Element (2) in einem abgedichteten Behälter (11) untergebracht, der es von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, und das äußere Füllharz (25) weist ein Antioxidationsmittel auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Aktuator zum Gebrauch bei Positioniereinheiten für optische Vorrichtungen, Antriebselemente zur Schwingungsverhinderung, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und dergleichen.

Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik

Bekannte piezoelektrische Aktuatoren verwenden piezoelektrische Elemente, wobei eine Vielzahl piezoelektrische Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung mit einer Laminatstruktur abwechselnd ausgebildet sind.
Bei einem piezoelektrischen Aktuator sind die Seitenflächen des piezoelektrischen Elementes mit einem äußeren Füllharz abgedeckt und in einem abgedichteten Behälter eingeschlossen, damit das piezoelektrische Element nicht durch äußere Einflüsse wie zum Beispiel Feuchtigkeit, Stöße und dergleichen beeinträchtigt wird.
Wie dies zum Beispiel in der geprüften Patentoffenlegungsschrift (Kokoku) Nr. JP-6-28832 offenbart ist, wird durch das Einschließen eines Edelgases in einen abgedichteten Container eine Verschlechterung auf Grund einer Oxidation der Innenelektrodenlage eines piezoelektrischen Elements verhindert und die Zuverlässigkeit wird verbessert. Wie dies außerdem in der ungeprüften Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr.JP-2001-102649 offenbart ist, wird durch das Abdecken der Seitenflächen eines piezoelektrischen Elements mit einem äußeren Füllharz die Feuchtigkeitsbeständigkeit des piezoelektrischen Elements verbessert.
Jedoch ist es mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau schwierig, eine Verschlechterung des piezoelektrischen Elements eines piezoelektrischen Aktuators ausreichend zu verhindern, das unter verschiedenen Umgebungsbedingungen verwendet wird, und daher ist weiterhin ein piezoelektrischer Aktuator erforderlich, der in zuverlässiger Weise gegen schädliche äußere Einflüsse beständig ist und eine ausgezeichnete Lebensdauer aufweist.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme bei dem Stand der Technik gestaltet, und es ist ihre Aufgabe, einen piezoelektrischen Aktuator mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit vorzusehen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrischer Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind, um zumindest ein Abschnitt der Seitenflächen ist durch ein äußeres Füllharz bedeckt, das piezoelektrische Element ist in einem abgedichteten Behälter untergebracht, der ihn von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, und wobei die innere Atmosphäre durch ein Edelgas ersetzt wurde.
Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das mit einem äußeren Füllharz vorgesehene piezoelektrische Element mit einem Edelgas gefüllt und in einem abgedichteten Behälter untergebracht, der es von der Außenluft im wesentlichen isoliert. Wenn das äußere Füllharz mit der Außenluft nicht in direktem Kontakt gelangt, dann ist nur sehr wenig oder überhaupt kein Sauerstoff innerhalb des abgedichteten Behälters und es tritt kaum eine Oxidation des äußeren Füllharzes auf.
Da außerdem die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements durch das äußere Füllharz bedeckt sind, werden Stöße von der Außenseite durch das äußere Füllharz absorbiert, und Risse und Brüche des piezoelektrischen Elements können verhindert werden. Außerdem ist es für die Feuchtigkeit äußerst schwierig, in das piezoelektrische Element von der Außenseite einzutreten und eine Kriechstromentladung an den Seiten des piezoelektrischen Elements wird verhindert. Zusätzlich werden diese Wirkungen von dem äußeren Füllharz unterstützt, das hinsichtlich einer Verschlechterung auf Grund eines Oxidation beständig ist, wodurch das piezoelektrische Element über eine lange Zeitperiode geschützt ist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrischer Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind, und zumindest ein Abschnitt der Seitenflächen ist ein äußeres Füllharz bedeckt, das piezoelektrische Element ist in einem abgedichteten Behälter untergebracht, der es von der äußeren Atmosphäre im wesentlichen isoliert, und das äußere Füllharz weist ein Antioxidationsmittel auf.
Bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein äußeres Füllharz an den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements vorgesehen, welches in einem abgedichteten Behälter untergebracht ist, und dieses äußere Füllharz weist ein Antioxidationsmittel auf. Dementsprechend wird Sauerstoff in dem äußeren Füllharz durch das Antioxidationsmittel aufgefangen, und das äußere Füllharz verschlechtert sich nicht auf Grund des Sauerstoffs.
Da außerdem das piezoelektrische Element in einem abgedichteten Behälter untergebracht ist, kann das Eintreten von Sauerstoff in den abgedichteten Behälter bis zu jenem Maß verhindert werden, dass es durch das Antioxidationsmittel aufgefangen wird.
Da des weiteren die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements durch das äußere Füllharz bedeckt sind, werden Stöße von der Außenseite durch das äußere Füllharz absorbiert, und Risse und Brüche des piezoelektrischen Elements können verhindert werden. Außerdem ist es für die Feuchtigkeit äußerst schwierig, in das piezoelektrische Element von der Außenseite einzutreten, und ein Kriechstrom an den Seiten des piezoelektrischen Elements wird verhindert. Zusätzlich werden diese Wirkungen durch das äußere Füllharz unterstützt, das hinsichtlich einer Verschlechterung auf Grund einer Oxidation beständig ist, wodurch das piezoelektrische Element über eine lange Zeitperiode geschützt ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrischer Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind, und zumindest ein Abschnitt der Seitenflächen ist durch ein äußeres Füllharz bedeckt, das piezoelektrische Element ist in einem abgedichteten Behälter untergebracht, der es von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, wobei die Innenatmosphäre durch ein Edelgas ersetzt wurde, und das äußere Füllharz weist ein Antioxidationsmittel auf.
Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das mit einem äußeren Füllharz versehene piezoelektrische Element mit einem Edelgas gefüllt und in einem abgedichteten Behälter untergebracht, der es von der Außenluft im wesentlichen isoliert. Da das äußere Füllharz mit der Außenluft nicht in einem direkten Kontakt gelangt und so wenig oder überhaupt kein Sauerstoff in dem abgedichteten Behälter vorhanden ist, ist es äußerst unwahrscheinlich, dass überhaupt eine Oxidation in dem äußeren Füllharz auftritt.
Da außerdem das äußere Füllharz ein Antioxidationsmittel aufweist, wird Sauerstoff in dem äußeren Füllharz durch das Antioxidationsmittel aufgefangen, und das äußere Füllharz verschlechtert sich nicht auf Grund des Sauerstoffes.
Da des weiteren die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements durch das äußere Füllharz bedeckt sind, werden Stöße von der Außenseite durch das äußere Füllharz absorbiert, und Risse und Brüche des piezoelektrischen Elements können verhindert werden. Außerdem ist es für die Feuchtigkeit äußerst schwierig, in das piezoelektrische Element von der Außenseite einzutreten, und Kriechströme an den Seiten des piezoelektrischen Elements werden verhindert. Zusätzlich werden diese Wirkungen durch das äußere Füllharz unterstützt, das hinsichtlich einer Verschlechterung auf Grund einer Oxidation beständig ist, wodurch das piezoelektrische Element über eine lange Zeitperiode geschützt ist.
Wie dies vorstehend gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, kann ein piezoelektrischer Aktuator mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit vorgesehen werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht des piezoelektrischen Aktuators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der piezoelektrischen Lage und einer Innenelektrodenlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht einer geschichteten piezoelektrischen Lage und eine Innenelektrodenlage angrenzend an der piezoelektrischen Lage der Fig. 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des piezoelektrischen Elements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht des piezoelektrischen Aktuators unter Verwendung eines mit Harz bedeckten Leitungsdrahtes als eine Außenelektrode gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 6 zeigt eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen Aktuators eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem abgedichteten Behälter, dessen Durchgangsloch durch O- Ringe abgedichtet ist.
Fig. 7 zeigt eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen Aktuators eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem abgedichteten Behälter, dessen Durchgangsloch durch Tüllen abgedichtet ist.
Fig. 8 zeigt eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen Aktuators eines vierten Ausführungsbeispiels mit einem abgedichteten Behälter, einem Spalt zwischen einer oberen Platte, einer unteren Platte und einer Stahleinfassung davon, die durch O-Ringe abgedichtet sind.
Fig. 9 zeigt eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen Aktuators eines vierten Ausführungsbeispiels mit einem abgedichteten Behälter, einem Spalt zwischen einer oberen Platte, einer unteren Platte und einer Stahleinfassung davon, die durch einen Dichtungsverbund abgedichtet sind.
Fig. 10 zeigt eine Längsschnittansicht eines piezoelektrischen Aktuators eines sechsten Ausführungsbeispiels mit einem piezoelektrischen Element, das einen doppellagigen Aufbau des äußeren Füllharzes aufweist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bei dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein äußeres Füllharz vorzugsweise an allen Seitenflächen des piezoelektrischen Elements vorgesehen. Wie dies in den vorstehend beschriebenen Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, ist eine Innenelektrodenlage manchmal an den Seitenflächen des piezoelektrischen Elements freiliegend, und durch das Abdecken der Seitenflächen durch das äußere Füllharz kann ein Kriechstrom von der Innenelektrodenlage verhindert werden, die an den Seitenflächen freiliegt. Das äußere Füllharz kann außerdem so vorgesehen sein, dass es die Seitenflächen des piezoelektrischen Elements teilweise bedeckt.
Da es außerdem erforderlich ist, dass das vorstehend beschriebene äußere Füllharz den Bewegungen des piezoelektrischen Elements folgt, das sich in Folge einer elektrischen Erregung ausdehnt und zusammenzieht, ist es vorzugsweise aus einem weichen elastischen Material beschaffen. Des weiteren ist eine Wärmebeständigkeit in Abhängigkeit der Umgebung erforderlich, in der der piezoelektrische Aktuator verwendet wird.
Des weiteren hat der abgedichtete Behälter einen Aufbau, der der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements entspricht, und er kann das piezoelektrische Element von der Außenluft im wesentlichen isolieren. Zusätzlich kann die Luftdichtheit des abgedichteten Behälters unter Verwendung eines Dichtungsverbundes, eines O-Ringes, einer Tülle oder dergleichen verwirklicht werden (siehe Ausführungsbeispiele 1 bis 4).
Außerdem ist der vorstehend genannte abgedichtete Behälter vorzugsweise aus einem Material mit ausgezeichnetem Haltbarkeitscharakteristika geschaffen, wie zum Beispiel einer Wärmebeständigkeit, einer Ölbeständigkeit, einer Oxidationsbeständigkeit und dergleichen, und zwar entsprechend der Umgebung, in der der piezoelektrische Aktuator verwendet wird.
Außerdem besteht bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das äußere Füllharz vorzugsweise aus einer oder mehreren Arten, die aus Silikon, Polyimid, Urethan und Epoxidharz ausgewählt werden.
Da diese Harze wärmebeständig sind, kann ein piezoelektrischer Aktuator mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit erhalten werden.
Zusätzlich ist bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Konzentration des Edelgases in der Innenatmosphäre vorzugsweise 85% oder mehr.
In diesem Fall ist die Sauerstoffmenge in dem abgedichteten Behälter ausreichend klein, und eine Oxidation des äußeren Füllharzes kann noch wirksamer verhindert werden.
Falls die Konzentration des Edelgases weniger als 85% beträgt, dann besteht die Möglichkeit, dass sich ein piezoelektrischer Aktuator mit einem äußeren Füllharz auf Grund einer Oxidation verschlechtert und nicht lange verwendet werden kann, wobei die Verwendung in Umgebungen mit hoher Temperatur schwierig ist, bei der Oxidationsprozesse schnell ablaufen.
Außerdem ist das vollständige Ersetzen der Innenatmosphäre mit einem Edelgas noch eher vorzuziehen.
Des weiteren beträgt bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Sauerstoffkonzentration in der Innenatmosphäre des abgedichteten Behälters vorzugsweise 0,1% oder weniger.
In diesem Fall kann eine Oxidation des äußeren Füllharzes verhindert werden, da die Sauerstoffmenge in der Innenatmosphäre ausreichend klein ist.
Falls die Sauerstoffkonzentration größer als 0,1% beträgt, dann besteht die Möglichkeit, dass sich ein piezoelektrischer Aktuator mit einem äußeren Füllharz auf Grund einer Oxidation verschlechtert und nicht über eine lange Zeit verwendet werden kann, wodurch eine Verwendung in Umgebungen mit hoher Temperatur schwierig ist, in der Oxidationsprozesse schnell ablaufen.
Zusätzlich ist es weiterhin vorzuziehen, dass die Sauerstoffkonzentration der Innenatmosphäre 0 beträgt.
Außerdem besteht bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das äußere Füllharz vorzugsweise aus Silikon, und das Antioxidationsmittel ist vorzugsweise aus einer oder mehreren Arten von Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid und Kohlenstoff ausgewählt.
Silikon hat sowohl eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit als auch eine hohe Elastizität. Folglich kann ein piezoelektrischer Aktuator mit einer ausgezeichnete Wärmebeständigkeit erhalten werden. Da Silikon außerdem der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements folgen kann, wird das Ausdehnen und das Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements nicht behindert.
Da das vorstehend genannte Antioxidationsmittel zusätzlich ein Material ist, das nicht leicht mit dem Silikon reagiert, verschlechtert sich das äußere Füllharz außerdem nur kaum.
Des weiteren besteht bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das äußere Füllharz vorzugsweise aus einer oder mehreren Arten, die aus Polyimid, Urethan und Epoxidharz ausgewählt sind, und das Antioxidationsmittel besteht vorzugsweise aus einer oder mehreren Arten, die aus Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid und Kohlenstoff ausgewählt sind.
Jedes der vorstehend beschriebenen Harze hat sowohl eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit als auch eine hohe Elastizität. Folglich kann ein piezoelektrischer Aktuator mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit erhalten werden, und da das äußere Füllharz der Ausdehnung und dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements folgen kann, werden das Ausdehnen und das Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements nicht behindert.
Da das vorstehend genannte Antioxidationsmittel zusätzlich ein Material ist, das mit irgendeinem der vorstehend genannten Harze kaum reagiert, verschlechtert sich das äußere Füllharz außerdem kaum.
Außerdem beträgt bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die in dem vorstehend genannten äußeren Füllharz enthaltene Antioxidationsmittelmenge vorzugsweise 1 bis 30% bezogen auf das Gewicht. Eine Verschlechterung des äußeren Füllharzes auf Grund einer Oxidation kann dadurch zuverlässig verhindert werden.
Falls diese weniger als 1% bezogen auf das Gewicht beträgt, dann ist die Antioxidationsmittelmenge zu klein, und es könnte daher die Möglichkeit bestehen, dass eine Oxidation des äußeren Füllharzes auftritt. Falls sie über 30% bezogen auf das Gewicht beträgt, dann verringert sich die Elastizität des äußeren Füllharzes, was zu der Möglichkeit von Rissen des äußeren Füllharzes und von Ausfällen des piezoelektrischen Elements oder dergleichen führt, wenn das piezoelektrische Element angetrieben wird.
Bei einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das vorstehend genannte äußere Füllharz vorzugsweise einen doppellagigen Aufbau, wobei die Innenlage ein Epoxidharz ist, und die Außenlange ein Silikon ist, das ein Antioxidationsmittel enthält.
Da die Innenlage aus Epoxidharz besteht, bildet sie eine ausgezeichnete Verbindung mit dem piezoelektrischen Element, und sie hat ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten hinsichtlich dem Ausdehnen und dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements. Da die Außenlage außerdem aus Silikon besteht und ein Antioxidationsmittel enthält, wird sie kaum oxidieren und sich verschlechtern. Da Sauerstoff durch das Antioxidationsmittel der Außenlage zusätzlich inaktiviert wird, oxidiert die Innenlage ebenso wenig.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann als das in dem vorstehend genannten Silikon enthaltene Antioxidationsmittel Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid, Kohlenstoff und dergleichen verwendet werden.
Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das vorstehend beschriebene äußere Füllharz vorzugsweise einen doppellagigen Aufbau, die Innenlage besteht aus Silikon und die Außenlage besteht aus Silikon, welches ein Antioxidationsmittel enthält.
Da die Innenlage aus Silikon besteht, hat sie eine hohe Elastizität, bildet eine ausgezeichnete Verbindung mit dem piezoelektrischen Element und zeigt ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten hinsichtlich dem Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements. Da außerdem die Außenlage aus Silikon besteht und ein Antioxidationsmittel enthält, oxidiert oder verschlechtert sie sich kaum. Da Sauerstoff durch das Antioxidationsmittel der Außenlage zusätzlich inaktiviert wird, oxidiert die Innenlage ebenso wenig.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann als das in dem vorstehend genannten Silikon enthaltene Antioxidationsmittel Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid, Kohlenstoff und dergleichen verwendet werden.
Außerdem kann der piezoelektrische Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Umgebung mit einer Temperatur von 100°C oder mehr für 100 Stunden oder mehr kontinuierlich verwendet werden.
Zusätzlich kann er in jenem Zustand verwendet werden, in dem er Kraftstoffe in einem Kraftstoffkanal ausgesetzt ist, durch den Kraftstoff strömt.
Da er mit diesen Qualitäten versehen ist, kann der piezoelektrische Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Antriebsquelle für Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden, die in Kraftmaschinen von Automobilen oder vielen anderen Fahrzeugarten angebracht sind. Der piezoelektrische Aktuator hat verglichen mit den Aktuatoren gemäß dem Stand der Technik, die durch Elektromagnet-Aktuatoren gebildet sind, eine höhere Ansprechgeschwindigkeit, einen noch genaueren Hub und eine höhere Abgabeleistung, und daher kann eine Wirkung wie zum Beispiel ein geringer Kraftstoffverbrauch, wenig Abgas und hohe Abgabeleistung erzielt werden, wenn er als eine Antriebsquelle für ein Kraftstoffeinspritzsystem verwendet wird.
Der vorstehend genannte Kraftstoff ist häufig eine Verbindung, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht, der mit Wasserstoff und Sauerstoff verbunden ist. Andere Kraftstoffe enthalten Stickstoff, Schwefel, Asche und dergleichen. Insbesondere sind die Kraftstoffe Benzin, Kerosin, Leichtöl, Dieselöl, Alkohol und dergleichen.
In einer Umgebung mit weniger als 100°C, bei der die Haltbarkeit bei 100°C oder mehr weniger als 10 Stunden beträgt, ist die Haltbarkeit niedrig, und es besteht die Möglichkeit, dass die Verwendung als eine Antriebsquelle in einem Kraftstoffeinspritzsystem problematisch ist.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Der piezoelektrische Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Der piezoelektrische Aktuator 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie er in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, hat ein piezoelektrisches Element 2 mit abwechselnd geschichteten piezoelektrischen Lagen 21 und 22, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen 210 und 220 zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung, sowie ein äußeres Füllharz 25, das die Seitenflächen (Bezugszeichen 201, 202 und dergleichen) des piezoelektrischen Elements vollständig bedeckt, wobei das piezoelektrische Element 2 in einem abgedichteten Behälter 11 untergebracht ist, der es von der Außenluft im wesentlichen isoliert und dessen Innenatmosphäre 19 durch ein Edelgas ersetzt wurde.
Nachfolgend folgt eine genauere Beschreibung.
Bei dem piezoelektrischen Element 2 des piezoelektrischen Aktuators 1, wie dieser in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, sind Innenelektrodenlagen 210 und 220 abwechselnd zwischen dem piezoelektrischen Lagen 21 und 22 so ausgebildet, dass eine positive und eine negative Ladung abwechselnd auf die piezoelektrischen Lagen 21 und 22 aufgebracht werden kann.
Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, hat die Innenelektrodenlage 210 angrenzend an die piezoelektrische Lage 21 einen ausgebildeten Elektrodenabschnitt 211 an der linken Seite der Zeichnung, und die Innenelektrodenlage 220 angrenzend an der piezoelektrischen Lage 22 hat gemäß der Fig. 3 einen ausgebildeten Elektrodenabschnitt 221 an der rechten Seite der Zeichnung.
Eine Innenelektrodenlage 210 ist so angeordnet, dass sie an einer Seitenfläche 201 des piezoelektrischen Elements 2 frei liegt, und die andere Innenelektrodenlage 220 ist so angeordnet, dass sie an der anderen Seitenfläche 202 frei liegt.
Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, haben die Endabschnitte der frei liegenden Innenelektrodenlagen 210 und 220 an den Seitenflächen 201 und 202 des piezoelektrischen Elements 2 jeweils Seitenflächenelektroden 23 und 24, die aus einem edlen Metall wie zum Beispiel Silber oder dergleichen ausgebildet sind, um einen elektrischen Strom zu leiten.
Außenelektroden 231 und 241 mit einem runden Querschnitt sind aus Edelstahlstangen ausgebildet und mit diesen Seitenflächenelektroden 23 und 24 unter Verwendung eines leitenden Verbindungsmittels 230 und 240 aus Epoxidharz verbunden. Außenelektroden 231 und 241 sind mit einer Antriebsquelle verbunden, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
Wie dies außerdem in der Fig. 1 gezeigt ist, sind die Seitenflächen 201 und 202 des piezoelektrischen Elements 2 und alle Seitenflächen, die in den Zeichnungen der Fig. 1 und den folgenden Figuren nicht gezeigt sind, durch ein Tauchverfahren ausgebildet, und sie sind durch das äußere Füllharz 25 bedeckt, das aus Silikon mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,5 mm besteht. Zusätzlich sind ein Abschnitt der Seitenflächenelektroden 23 und 24 sowie ein Abschnitt der Außenelektroden 231 und 241 in dem Innenabschnitt des äußeren Füllharzes 25 eingebettet.
Der abgedichtete Behälter 11, der das vorstehend beschriebene piezoelektrische Element 2 aufnimmt, wird nun beschrieben.
Der abgedichtete Behälter 11 ist aus einer röhrenförmigen Metalleinfassung 12 mit einem runden Querschnitt, einer oberen Platte 14 und einer unteren Platte 13 ausgebildet, wobei die obere Platte 14 und die untere Platte 13 an die Metalleinfassung 12 geschweißt sind, um so eine luftdichte Abdichtung vorzusehen.
Wie dies außerdem in der Fig. 1 gezeigt ist, hat die Metalleinfassung 12 eine Balgstruktur an jenem Abschnitt, der durch das Bezugszeichen 129 bezeichnet ist, damit das Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements 2 nicht behindert wird.
Des weiteren hat die vorstehend beschriebene obere Platte 14 Durchgangslöcher 140 für die Außenelektroden 231 und 241. Die Querschnittsform von diesen Durchgangslöchern 140 ist rund. Zusätzlich ist der Spalt zwischen den Seitenflächen von diesen Durchgangslöchern 140 und den Außenelektroden 231 und 241 durch eine Dichtungsverbindung 151 abgedichtet, die aus einem Silikonharz oder dergleichen besteht.
Darüber hinaus wird beim Anbringen des piezoelektrischen Elements 2 an den abgedichteten Behälter 11 zum Ausbilden des piezoelektrischen Aktuators zunächst die untere Platte 13 an die Metalleinfassung 12 geschweißt, und dann wird das piezoelektrische Element 2 in der Metalleinfassung 12 untergebracht. Dann wird die obere Platte 14 vorübergehend an einer vorbestimmten Position der Metalleinfassung 12 angeordnet, während die Außenelektroden 231 und 241 durch die Durchgangslöcher 140 der oberen Platte 14 eingefügt werden.
Danach werden die obere Platte 14 und die Metalleinfassung 12 zugeschweißt, und die Innenatmosphäre 19 der Metalleinfassung 12 (anders gesagt des abgedichteten Behälters 11) wird durch Stickstoffgas mittels eines Verfahrens zum Extrahieren der Luft durch eine Unterdruckpumpe aus den Spalten zwischen den Durchgangslöchern 140 und den Außenelektroden 231 und 241 ersetzt, und dann wird Stickstoffgas eingeführt. Danach wird eine Dichtungsverbindung 151 in die Spalte zwischen den Durchgangslöchern 140 und den Außenelektroden 231 und 241 eingefügt.
Dadurch wurde das Innere des abgedichteten Behälters 11 durch das Stickstoffgas ersetzt, das ein Edelgas ist, und es wird ein piezoelektrischer Aktuator 1 erhalten, dessen piezoelektrisches Element 2 in eine Innenatmosphäre 19 untergebracht ist, die von der Außenluft mittels des Schweißvorgangs und der Abdichtungsverbindung 151 im wesentlichen isoliert ist.
Der nachfolgend beschriebene Haltbarkeitstest wurde mit dem piezoelektrischen Aktuator 1 durchgeführt, der den Aufbau gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel aufweist.
Der piezoelektrische Aktuator 1 wurde auf eine Temperatur von 100°C gehalten, und eine elektrische Spannung wurde auf den Außenelektroden 231 und 241 aufgebracht, um das piezoelektrische Element 2 für 100 Stunden so anzutreiben, dass der Hubfaktor in der Schichtrichtung 0,01% betrug.
Ein Kriechstrom wurde weder vor noch nach dem Haltbarkeitstest in dem piezoelektrischen Element 2 erzeugt. Außerdem trat keine Oxidationsverschlechterung des äußeren Füllharzes 25 auf. Des weiteren betrug die prozentuale Bruchdehnung des äußeren Füllharzes 25 180% vor dem Haltbarkeitstest und 170% nach dem Haltbarkeitstest.
Im Vergleich dazu wurde ein piezoelektrischer Aktuator mit dem gleichen Aufbau wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aber ohne einem abgedichteten Spalt zwischen der Metalleinfassung und der oberen Platte und ohne einen abgedichteten Spalt zwischen den Durchgangslöchern der oberen Platte und den Außenelektroden vorbereitet, und der gleiche Haltbarkeitstest wurde durchgeführt.
Das Ergebnis bestand in einer Oxidationsverschlechterung des äußeren Füllharzes und einer prozentualen Bruchdehnung, die von 180% vor dem Test auf 120% nach dem Test abfiel. Außerdem trat in Folge der Verschlechterung des äußeren Füllharzes ein Problem dahingehend auf, dass ein Abschnitt des äußeren Füllharzes von dem piezoelektrischen Element abgeschält wurde.
Des weiteren wurde ein piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element vorbereitet, das in dem abgedichteten Behälter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel untergebracht ist, aber ohne dem äußeren Füllharz, und der gleiche Haltbarkeitstest wurde durchgeführt. Als Ergebnis trat ein Kriechstrom 0,5 Stunden nach dem Start des Testes auf, und das Antreiben des piezoelektrischen Elements wurde unmöglich.
Anders gesagt konnte der piezoelektrische Aktuator nicht länger als solcher dienen.
Der Betrieb des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels wird nun beschrieben.
Der piezoelektrische Aktuator 1 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat ein piezoelektrisches Element 2, das mit einem äußeren Füllharz 25 versehen ist und mit einem Edelgas gefüllt ist, und es ist in einem abgedichteten Behälter 11untergebracht, der es von der Außenluft im wesentlichen isoliert. Da das äußere Füllharz 25 mit der Außenluft nicht in einem direkten Kontakt gelangt, und da kein oder äußerst wenig Sauerstoff innerhalb des abgedichteten Behälters 25 vorhanden ist, kann eine Oxidationsverschlechterung des äußeren Füllharzes 25 kaum auftreten.
Da außerdem alle Seitenflächen des piezoelektrischen Elements 2 durch das äußere Füllharz 25 bedeckt sind, werden Stöße von der Außenseite durch das äußere Füllharz absorbiert und Risse und Brüche des piezoelektrischen Elements können verhindert werden. Außerdem ist es für Feuchtigkeit äußerst schwierig, in das piezoelektrische Element 2 von der Außenseite einzutreten, sodass ein Kriechstrom an den Seiten des piezoelektrischen Elements 2 verhindert wird. Zusätzlich werden diese Wirkungen von dem äußeren Füllharz 25 unterstützt, das hinsichtlich einer Verschlechterung auf Grund einer Oxidation beständig ist, wodurch das piezoelektrische Element über eine lange Zeitperiode geschützt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass der piezoelektrische Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung Wirkungen erzielt, die mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit verknüpft sind.
Auch wenn die Außenelektroden gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel aus Edelstahlstangen ausgebildet sind, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist, können außerdem harzbeschichtete Leitungsdrähte (verseilte Kabel) 232 und 242 als die Außenelektroden verwendet werden. Auch wenn Spalte zwischen den verseilten Kabeln innerhalb der Harzabdeckung vorhanden sind, da der Umfang des Harzüberzugs, der harzbeschichteten Leitungsdrähte 232 und 242 in den Durchgangslöchern 140 der oberen Platte 14 angeordnet ist, ist der abgedichtete Behälter 11 von der Außenluft im wesentlichen isoliert, da er mit einem Dichtungsmittel 152 abgedichtet ist.

Zweites Ausführungsbeispiel

Ein piezoelektrischer Aktuator 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, aber er hat einen anderen Aufbau zum Abdichten der Durchgangslöcher 140 der oberen Platte 14.
Wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist, sind die Durchgangslöcher 140 ringartig, und O-Ringe sind darin eingepasst. Alles andere ist ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da der abgedichtete Behälter 11 einen O-Ringaufbau aufweist, ist der abgedichtete Behälter 11 von der Außenluft weiterhin im wesentlichen abgedichtet. Somit tritt eine Oxidation des äußeren Füllharzes 25 weiterhin kaum auf.

Drittes Ausführungsbeispiel

Der piezoelektrische Aktuator 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, aber der Aufbau zum Abdichten der Durchgangslöcher 140 der oberen Platte 14 ist anders.
Wie dies in der Fig. 7 gezeigt ist, sind die Durchgangslöcher 140 ringartig, und Tüllen 254 sind darin eingefügt. Alles andere ist gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da der abgedichtete Behälter 11 einen Tüllenaufbau aufweist, ist der abgedichtete Behälter 11 von der Außenluft weiterhin im wesentlichen isoliert. Somit tritt eine Oxidation des äußeren Füllharzes 25 weiterhin kaum auf.

Viertes Ausführungsbeispiel

Ein piezoelektrischer Aktuator 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel, aber gemäß der Fig. 8 hat er einen Aufbau, bei dem das piezoelektrische Element 2 in einem abgedichteten Behälter 11 mit O-Ringen 135 und 145 untergebracht ist, die zwischen der oberen und der unteren Platte 14 und 13 und der Metalleinfassung 12 angeordnet sind.
Wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist, hat der vorstehend beschriebene abgedichtete Behälter 11 die obere Platte 14 und die untere Platte 13, die an der Metalleinfassung 12 durch O- Ringe 135 und 145 befestigt sind. Infolgedessen ist er so aufgebaut, dass die obere Platte 14 oder die untere Platte 13 sich zusammen mit dem Ausdehnen und dem Zusammenziehen des Aktuators bewegen kann. Alles andere ist gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Durch den O-Ring-Aufbau des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels, bei dem der Zwischenraum zwischen der oberen und der unteren Platte 14 und 13 und der Metalleinfassung 12 abgedichtet ist, ist der abgedichtete Behälter 11 von der Außenluft weiterhin im wesentlichen isoliert, und eine Oxidation des äußeren Füllharzes 25 tritt kaum auf.
Wie dies außerdem in der Fig. 9 gezeigt ist, wird anstelle der O-Ringe 135 und 145 eine Dichtungsverbindung (Verbindungslösung) 136 und 146 zum Verbinden der oberen und der unteren Platte 14 und 13 und der Metalleinfassung 12 verwendet, wodurch ein abgedichteter Behälter 11 ausgebildet ist, der von der Außenluft im wesentlichen isoliert ist, und das Oxidieren des äußeren Füllharzes 25 tritt kaum auf.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Der piezoelektrische Aktuator 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat den gleichen Aufbau wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, aber ein äußeres Füllharz, das ein Antioxidationsmittel enthält, wird als das äußere Füllharz verwendet.
Das äußere Füllharz des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels besteht aus 80% Silikon bezogen auf das Gewicht und aus 20% Eisenoxidpulver bezogen auf das Gewicht. Außerdem ist das Eisenoxidpulver innerhalb des Silikons dispergiert. Zusätzlich ist das Eisenoxid bivalent. Alles andere ist gleich wie bei dem piezoelektrischen Aktuatoraufbau des ersten Ausführungsbeispiels, außer dass das Innere des abgedichteten Behälters normalerweise mit Luft gefüllt ist.
Außerdem wurde der gleiche Haltbarkeitstest wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem piezoelektrischen Aktuator des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels durchgeführt. Im Ergebnis trat eine Oxidationsverschlechterung des äußeren Füllharzes nicht auf, und die prozentuale Bruchdehnung des äußeren Füllharzes betrug 180% vor dem Haltbarkeitstest und blieb bei 180% nach dem Haltbarkeitstest.
Anders gesagt bricht der Sauerstoff die Hauptketten des Silikons, verschlechtert das Silikon und reduziert die Elastizität des äußeren Füllharzes, falls ein piezoelektrischer Aktuator gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, bei dem Sauerstoff innerhalb des abgedichteten Behälters mit dem Silikon in Kontakt gelangt.
Wenn jedoch Eisenoxid in dem äußeren Füllharz wie bei dem piezoelektrischen Aktuator gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel enthalten ist, dann tritt das Brechen der Hauptketten des Silikons nicht auf, da die Sauerstoffradikale durch das Eisenoxid absorbiert werden. Auf diese Art und Weise kann eine Verschlechterung des äußeren Füllharzes verhindert werden, da das Antioxidationsmittel den Sauerstoff veredelt.
Die anderweitigen Wirkungen sind gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Außerdem kann die Atmosphäre des vorstehend beschriebenen abgedichteten Behälters durch ein Edelgas ersetzt werden, wie zum Beispiel Stickstoff oder dergleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Des weiteren kann als das vorstehend beschriebene äußere Füllharz ein Polyimid oder Kohlenstoffpulver als ein Antioxidationsmittel verwendet werden.
Beide piezoelektrische Aktuatoren, bei denen der gleiche Haltbarkeitstest gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt wurden, zeigten im wesentlichen kein Auftreten einer Oxidationsverschlechterung des äußeren Füllharzes, und die prozentuale Bruchdehnung sowohl vor als auch nach dem Test betrug 110%, was keine wesentliche Änderung ist.

Sechstes Ausführungsbeispiel

Der piezoelektrische Aktuator 1 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat gemäß der Fig. 10 einen doppellagigen Aufbau des äußeren Füllharzes 25, wobei die Innenlage 252 ein Epoxidharz ist und wobei die Außenlage 251 ein Silikon ist, das Eisenoxid als ein Antioxidationsmittel enthält. Der anderweitige Aufbau ist gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Da die Innenlage 252 aus Epoxidharz ausgebildet ist, ist der Elastizitätsmodul klein, die Haftung des piezoelektrischen Elements 2 ist ausgezeichnet und das Ansprechverhalten hinsichtlich dem Ausdehnen und dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements ist auch ausgezeichnet. Da die Außenlage 251 ein Silikon einschließlich eines Antioxidationsmittels ist, kann sie sich kaum auf Grund einer Oxidation verschlechtern. Des weiteren kann die Oxidationsverschlechterung der Innenlage verhindert werden, da der Sauerstoff durch das Antioxidationsmittel der Außenlage 251 veredelt wird.
Wenn die Innenlage 252 außerdem aus Silikon ausgebildet ist, und die Außenlage 251 aus Silikon einschließlich eines Eisenoxids als ein Antioxidationsmittel ausgebildet ist, dann können die gleichen Wirkungen gemäß der vorstehenden Beschreibung erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung sieht einen piezoelektrischen Aktuator mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit vor. Bei der vorliegenden Erfindung hat ein piezoelektrisches Element 2 eine Vielzahl piezoelektrischer Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung, die abwechselnd aufgeschichtet sind, und zumindest ein Abschnitt der Seitenflächen 201 und 202 davon ist durch ein äußeres Füllharz 25 bedeckt, das piezoelektrische Element 2 ist in einem abgedichteten Behälter 11 untergebracht, der es von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert und bei dem die Innenatmosphäre 19 durch ein Edelgas ersetzt wurde. Alternativ ist das piezoelektrische Element 2 in einem abgedichteten Behälter 11 untergebracht, der es von der Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, und das äußere Füllharz 25 weist ein Antioxidationsmittel auf.

Claims

1. Piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrische Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind, und bei dem zumindest ein Abschnitt seiner Seitenflächen durch ein äußeres Füllharz bedeckt ist, wobei:
das piezoelektrische Element in einem abgedichteten Behälter untergebracht ist, der es von einer Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, und bei dem eine Innenatmosphäre durch ein Edelgas ersetzt wurde.

2. Piezoelektrischer Aktuator gemäß Anspruch 1, wobei das äußere Füllharz aus einer oder mehrerer Arten besteht, die aus Silikon, Polyimid, Urethan und Epoxidharz ausgewählt sind.

3. Piezoelektrischer Aktuator gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Konzentration des Edelgases in der Innenatmosphäre des abgedichteten Behälters 85% oder mehr beträgt.

4. Piezoelektrischer Aktuator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sauerstoffkonzentration in der Innenatmosphäre des abgedichteten Behälters 0,1% oder weniger beträgt.

5. Piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrische Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind und zumindest ein Abschnitt seiner Seitenflächen durch ein äußeres Füllharz bedeckt ist, wobei:
das piezoelektrische Element in einem abgedichteten Behälters untergebracht ist, der es von einer Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert; und
das äußere Füllharz ein Antioxidationsmittel aufweist.

6. Piezoelektrischer Aktuator gemäß Anspruch 5, wobei das äußere Füllharz aus Silikon besteht und das Antioxidationsmittel aus einer oder mehreren Arten besteht, die aus Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid und Kohlenstoff ausgewählt sind.

7. Piezoelektrischer Aktuator gemäß Anspruch 5, wobei das äußere Füllharz aus einer oder mehreren Arten besteht, die aus Polyimid, Urethan und Epoxidharz ausgewählt sind, und das Antioxidationsmittel aus einer oder mehreren Arten besteht, die aus Eisenoxid, Ceroxid, Titanoxid und Kohlenstoff ausgewählt sind.

8. Piezoelektrischer Aktuator gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Menge des Antioxidationsmittels in dem äußeren Füllharz 1 bis 30% bezogen auf das Gewicht beträgt.

9. Piezoelektrischer Aktuator mit einem piezoelektrischen Element, bei dem eine Vielzahl piezoelektrische Lagen, die sich gemäß einer aufgebrachten elektrischen Spannung ausdehnen, und Innenelektrodenlagen zum Zuführen einer aufzubringenden elektrischen Spannung abwechselnd aufgeschichtet sind und zumindest ein Abschnitt seiner Seitenflächen durch ein äußeres Füllharz bedeckt ist, wobei:
das piezoelektrische Element in einem abgedichteten Behälters untergebracht ist, der es von einer Außenatmosphäre im wesentlichen isoliert, und dessen Innenatmosphäre durch ein Edelgas ersetzt wurde; und
das äußere Füllharz ein Antioxidationsmittel aufweist.

10. Piezoelektrischer Aktuator gemäß Anspruch 9, wobei das äußere Füllharz eine doppellagige Struktur aufweist, wobei eine Innenlage aus Epoxidharz besteht und eine Außenlage aus Silikon einschließlich eines Antioxidationsmittels besteht.

11. Piezoelektrischer Aktuator gemäß Anspruch 9, wobei das äußere Füllharz eine doppellagige Struktur aufweist, wobei eine Innenlage aus Silikon besteht und eine Außenlage aus Silikon einschließlich eines Antioxidationsmittels besteht.

12. Piezoelektrischer Aktuator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, der für 100 Stunden fortlaufend einer Umgebung mit einer Temperatur von 100°C ausgesetzt ist.

13. Piezoelektrischer Aktuator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, der in einem Zustand angeordnet ist, bei dem er einen Kraftstoff in einem Kraftstoffkanal ausgesetzt ist, durch den der Kraftstoff strömt.