JP2002293626A - 圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射装置 - Google Patents
圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射装置Info
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- JP2002293626A JP2002293626A JP2001100380A JP2001100380A JP2002293626A JP 2002293626 A JP2002293626 A JP 2002293626A JP 2001100380 A JP2001100380 A JP 2001100380A JP 2001100380 A JP2001100380 A JP 2001100380A JP 2002293626 A JP2002293626 A JP 2002293626A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低温焼成できるとともに、キュリー温度が高
く、しかも圧電歪定数が大きい圧電磁器及び積層型圧電
素子並びに噴射装置を提供する。 【解決手段】Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブ
スカイト型複合酸化物であって、該ペロブスカイト型複
合酸化物のＡサイトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なく
とも１種で１０モル％以下置換するとともに、Ｂサイト
を、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで合計１０モ
ル％以下置換してなる。
く、しかも圧電歪定数が大きい圧電磁器及び積層型圧電
素子並びに噴射装置を提供する。 【解決手段】Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブ
スカイト型複合酸化物であって、該ペロブスカイト型複
合酸化物のＡサイトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なく
とも１種で１０モル％以下置換するとともに、Ｂサイト
を、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで合計１０モ
ル％以下置換してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電磁器及び積層
型圧電素子並びに噴射装置に係わり、例えば、セラミッ
クフィルタ、超音波応用振動子、圧電ブザー、圧電点火
ユニット、超音波モータ、圧電ファン、圧電アクチュエ
ータ、および加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセ
ンサ等に適する圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射
装置に関するものである。
型圧電素子並びに噴射装置に係わり、例えば、セラミッ
クフィルタ、超音波応用振動子、圧電ブザー、圧電点火
ユニット、超音波モータ、圧電ファン、圧電アクチュエ
ータ、および加速度センサ、ノッキングセンサ、ＡＥセ
ンサ等に適する圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射
装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来から、圧電磁器を利用した製品として
は、例えばセラミックフィルタ、超音波応用振動子、圧
電ブザー、圧電点火ユニット、超音波モータ、圧電ファ
ン、圧電アクチュエータ、および加速度センサ、ノッキ
ングセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサが知られてい
る。
は、例えばセラミックフィルタ、超音波応用振動子、圧
電ブザー、圧電点火ユニット、超音波モータ、圧電ファ
ン、圧電アクチュエータ、および加速度センサ、ノッキ
ングセンサ、ＡＥセンサ等の圧電センサが知られてい
る。
【０００３】ここで、圧電アクチュエータは、圧電体が
有する逆圧電効果を利用するものであり、従来より、圧
電磁器と内部電極とを交互積層し圧電縦効果を応用した
積層型圧電アクチュエータが知られている。圧電アクチ
ュエータでは、大きな変位が必要な場合、使用する圧電
磁器としては、圧電歪定数の大きなものが適している。
また、低電圧で大きな変位を得る為に、薄層圧電磁器と
内部電極を交互に積層した同時焼成型のものが種々考案
されている。
有する逆圧電効果を利用するものであり、従来より、圧
電磁器と内部電極とを交互積層し圧電縦効果を応用した
積層型圧電アクチュエータが知られている。圧電アクチ
ュエータでは、大きな変位が必要な場合、使用する圧電
磁器としては、圧電歪定数の大きなものが適している。
また、低電圧で大きな変位を得る為に、薄層圧電磁器と
内部電極を交互に積層した同時焼成型のものが種々考案
されている。
【０００４】同時焼成型の圧電アクチュエータに使用さ
れる圧電磁器は、圧電歪定数が優れていることに加え、
内部電極の材料費を低減するために、焼結温度の低いも
のが求められている。比較的圧電性が大きく、焼結温度
を低下させた材料として、例えば、特開平９−１９４２
５８号公報にＰｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｎ、Ｓ
ｂ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｚｎ、Ｎｂ）Ｏ3系圧電材料が開示され
ている。
れる圧電磁器は、圧電歪定数が優れていることに加え、
内部電極の材料費を低減するために、焼結温度の低いも
のが求められている。比較的圧電性が大きく、焼結温度
を低下させた材料として、例えば、特開平９−１９４２
５８号公報にＰｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｎ、Ｓ
ｂ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｚｎ、Ｎｂ）Ｏ3系圧電材料が開示され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
車載用途など高温雰囲気下での動作が要求される圧電ア
クチュエータに、圧電歪定数の大きなＰｂ（Ｚｒ、Ｔ
ｉ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｎ、Ｓｂ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｚｎ、Ｎｂ）
Ｏ3系圧電材料を用いた場合、キュリー温度が低いた
め、キュリー温度付近で誘電率が急激に変化するという
問題があった。
車載用途など高温雰囲気下での動作が要求される圧電ア
クチュエータに、圧電歪定数の大きなＰｂ（Ｚｒ、Ｔ
ｉ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｍｎ、Ｓｂ）Ｏ3−Ｐｂ（Ｚｎ、Ｎｂ）
Ｏ3系圧電材料を用いた場合、キュリー温度が低いた
め、キュリー温度付近で誘電率が急激に変化するという
問題があった。
【０００６】また、一般に圧電磁器では、圧電歪定数が
大きくなるとキュリー温度が低くなる傾向があるため、
高温用途においては、積層型圧電アクチュエータを構成
する圧電セラミックスにキュリー温度の高いものを用
い、積層数を増加させることによって必要変位量を確保
してきた。しかしながら、安易に積層数によって変位量
を大きくすることは、信頼性の低下、及び製品コストの
増加につながるといった問題があった。
大きくなるとキュリー温度が低くなる傾向があるため、
高温用途においては、積層型圧電アクチュエータを構成
する圧電セラミックスにキュリー温度の高いものを用
い、積層数を増加させることによって必要変位量を確保
してきた。しかしながら、安易に積層数によって変位量
を大きくすることは、信頼性の低下、及び製品コストの
増加につながるといった問題があった。
【０００７】本発明は、低温焼成できるとともに、キュ
リー温度が高く、しかも圧電歪定数が大きい圧電磁器及
び積層型圧電素子並びに噴射装置を提供することを目的
とする。
リー温度が高く、しかも圧電歪定数が大きい圧電磁器及
び積層型圧電素子並びに噴射装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電磁器は、Ｐ
ｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブスカイト型複合
酸化物であって、該ペロブスカイト型複合酸化物のＡサ
イトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種で１０
モル％以下置換するとともに、Ｂサイトを、Ｗと、Ｎｂ
と、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹ
ｂのうち少なくとも１種とで合計１０モル％以下置換し
てなるものである。
ｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブスカイト型複合
酸化物であって、該ペロブスカイト型複合酸化物のＡサ
イトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種で１０
モル％以下置換するとともに、Ｂサイトを、Ｗと、Ｎｂ
と、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹ
ｂのうち少なくとも１種とで合計１０モル％以下置換し
てなるものである。
【０００９】本発明の圧電磁器では、Ｂサイトの一部
を、Ｗと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂ
のうち少なくとも１種とで置換することにより、比較的
少量の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が本来有してい
る高いキュリー温度をほとんど低下させることなく圧電
性を高めることができる。
を、Ｗと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂ
のうち少なくとも１種とで置換することにより、比較的
少量の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が本来有してい
る高いキュリー温度をほとんど低下させることなく圧電
性を高めることができる。
【００１０】また、Ｂサイトの一部をＮｂとＣｒで置換
することにより、１０００℃以下の焼成温度で、金属元
素Ｗ、Ｙｂなどの固溶効果による大きな圧電歪定数と高
いキュリー温度を維持した圧電磁器を得ることが可能と
なる。
することにより、１０００℃以下の焼成温度で、金属元
素Ｗ、Ｙｂなどの固溶効果による大きな圧電歪定数と高
いキュリー温度を維持した圧電磁器を得ることが可能と
なる。
【００１１】さらに、Ａサイトの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂ
ａで総量１０モル％以下置換することにより、高いキュ
リー温度を保持したまま、圧電歪定数を向上させること
ができる。
ａで総量１０モル％以下置換することにより、高いキュ
リー温度を保持したまま、圧電歪定数を向上させること
ができる。
【００１２】また、本発明の圧電磁器は、一般式を、Ｐ
ｂ1-aＭa（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1 /2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ
1-zＴｉz）1-x-yＯ3と表したとき、前記ｘ、ｙ、ｚ、ａ
が、０．０１≦ｘ≦０．０５、０．００５≦ｙ≦０．０
３、０．４８≦ｚ≦０．５０、０．０３≦ａ≦０．１
０、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種の
関係を満足することが望ましい。
ｂ1-aＭa（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1 /2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ
1-zＴｉz）1-x-yＯ3と表したとき、前記ｘ、ｙ、ｚ、ａ
が、０．０１≦ｘ≦０．０５、０．００５≦ｙ≦０．０
３、０．４８≦ｚ≦０．５０、０．０３≦ａ≦０．１
０、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種の
関係を満足することが望ましい。
【００１３】このような圧電磁器では、１０００℃以下
で焼成できるとともに、２７０℃以上のキュリー温度を
得ることができ、しかも高い圧電歪定数を得ることがで
きる。これにより、製品コストが低く、しかも高温での
駆動が可能で、かつ信頼性の高い積層型圧電アクチュエ
ータを実現できる。
で焼成できるとともに、２７０℃以上のキュリー温度を
得ることができ、しかも高い圧電歪定数を得ることがで
きる。これにより、製品コストが低く、しかも高温での
駆動が可能で、かつ信頼性の高い積層型圧電アクチュエ
ータを実現できる。
【００１４】本発明の積層型圧電素子は、圧電体と電極
とを交互に積層してなるとともに、前記圧電体が、上記
圧電磁器からなるとともに、前記電極中の全金属に対す
るＡｇ含有量が９０重量％以上であることを特徴とす
る。このような積層型圧電素子では、圧電磁器が、上記
したように、１０００℃以下で焼成できるため、圧電体
と電極を同時焼成して積層型圧電素子を作製する際に、
電極中の全金属に対するＡｇ含有量を９０重量％以上と
することができ、高価なＰｔ等の貴金属の含有量を低減
でき、安価な積層型圧電素子を得ることができる。
とを交互に積層してなるとともに、前記圧電体が、上記
圧電磁器からなるとともに、前記電極中の全金属に対す
るＡｇ含有量が９０重量％以上であることを特徴とす
る。このような積層型圧電素子では、圧電磁器が、上記
したように、１０００℃以下で焼成できるため、圧電体
と電極を同時焼成して積層型圧電素子を作製する際に、
電極中の全金属に対するＡｇ含有量を９０重量％以上と
することができ、高価なＰｔ等の貴金属の含有量を低減
でき、安価な積層型圧電素子を得ることができる。
【００１５】また、本発明の噴射装置は、噴射孔を有す
る収納容器と、該収納容器内に収容された上記積層型圧
電素子と、該積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔か
ら液体を噴出させるバルブとを具備してなるものであ
る。
る収納容器と、該収納容器内に収容された上記積層型圧
電素子と、該積層型圧電素子の駆動により前記噴射孔か
ら液体を噴出させるバルブとを具備してなるものであ
る。
【００１６】上記したように、積層型圧電素子は、低温
で同時焼成して作製できるため、内部電極中におけるＡ
ｇ含有量を低減して製品コストを削減でき、しかも構成
する圧電磁器の圧電歪定数が大きいため、所望の変位量
を少ない積層数で実現できる。これにより、低コストで
噴射特性の優れた高温雰囲気での使用が可能な噴射装置
を提供できる。
で同時焼成して作製できるため、内部電極中におけるＡ
ｇ含有量を低減して製品コストを削減でき、しかも構成
する圧電磁器の圧電歪定数が大きいため、所望の変位量
を少ない積層数で実現できる。これにより、低コストで
噴射特性の優れた高温雰囲気での使用が可能な噴射装置
を提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の積層型圧電素子で
ある積層型圧電アクチュエータの斜視図を示すもので、
この積層型圧電アクチュエータは、複数の圧電体１と複
数の内部電極２とを交互に積層してなる活性体３ａと、
この活性体３ａの両端面に形成された不活性体３ｂから
なる柱状積層体３の対向する側面において、内部電極２
の端部に１層おきに絶縁体４を形成し、絶縁体４を形成
していない内部電極２の端部を同一の外部電極５に接続
して構成されている。
ある積層型圧電アクチュエータの斜視図を示すもので、
この積層型圧電アクチュエータは、複数の圧電体１と複
数の内部電極２とを交互に積層してなる活性体３ａと、
この活性体３ａの両端面に形成された不活性体３ｂから
なる柱状積層体３の対向する側面において、内部電極２
の端部に１層おきに絶縁体４を形成し、絶縁体４を形成
していない内部電極２の端部を同一の外部電極５に接続
して構成されている。
【００１８】活性体３ａと不活性体３ｂは同時焼成され
て柱状積層体３が形成されており、活性体３ａの圧電体
１と不活性体３ｂは、同一圧電セラミック材料から構成
されることが、焼成時における収縮差を小さくするとい
う点から望ましい。活性体３ａは、変位を発生させる部
分であり、不活性体３ｂは、柱状積層体３を機械的に保
持し、発生する力を外部へ伝達する機能を有する。
て柱状積層体３が形成されており、活性体３ａの圧電体
１と不活性体３ｂは、同一圧電セラミック材料から構成
されることが、焼成時における収縮差を小さくするとい
う点から望ましい。活性体３ａは、変位を発生させる部
分であり、不活性体３ｂは、柱状積層体３を機械的に保
持し、発生する力を外部へ伝達する機能を有する。
【００１９】内部電極２は、同時焼成時には柱状積層体
３の全ての側面に露出しているが、そのうち対向する側
面において、内部電極２端部を含む圧電体１の端部１層
おきに溝が形成され、該溝にガラス、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーンゴム
等の絶縁体４が充填され、これにより、内部電極２の一
方の端部が絶縁されている。
３の全ての側面に露出しているが、そのうち対向する側
面において、内部電極２端部を含む圧電体１の端部１層
おきに溝が形成され、該溝にガラス、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーンゴム
等の絶縁体４が充填され、これにより、内部電極２の一
方の端部が絶縁されている。
【００２０】なお、絶縁体４は低ヤング率の材質、例え
ばシリコーンゴム等が好ましい。このように、内部電極
２は互い違いに１層おきに絶縁され、絶縁されていない
内部電極２の他方の端面は、例えば、予め塗布しておい
た導電性耐熱接着剤５ａに導電性部材５ｂを密着させた
状態で、導電性耐熱接着剤５ａを加熱硬化させることに
より、外部電極５が形成されている。外部電極５の下側
端部にはリード線６が取り付けられている。
ばシリコーンゴム等が好ましい。このように、内部電極
２は互い違いに１層おきに絶縁され、絶縁されていない
内部電極２の他方の端面は、例えば、予め塗布しておい
た導電性耐熱接着剤５ａに導電性部材５ｂを密着させた
状態で、導電性耐熱接着剤５ａを加熱硬化させることに
より、外部電極５が形成されている。外部電極５の下側
端部にはリード線６が取り付けられている。
【００２１】活性体３ａの圧電体１の厚みは０．０５〜
０．２５ｍｍ、内部電極２の厚みは０．００３〜０．０
１ｍｍ、不活性体３ｂの厚みはそれぞれ０．５〜３ｍｍ
とされ、圧電体１、内部電極２の積層数は、所望の特性
を得るためにそれぞれ１００〜４００層とされている。
０．２５ｍｍ、内部電極２の厚みは０．００３〜０．０
１ｍｍ、不活性体３ｂの厚みはそれぞれ０．５〜３ｍｍ
とされ、圧電体１、内部電極２の積層数は、所望の特性
を得るためにそれぞれ１００〜４００層とされている。
【００２２】さらに、内部電極２間の沿面放電を防止
し、大きな電圧を印加するために、柱状積層体３の側面
がシリコーンゴムなどの伸縮性をもつ絶縁物からなる被
覆層（図示せず）で被覆されている。
し、大きな電圧を印加するために、柱状積層体３の側面
がシリコーンゴムなどの伸縮性をもつ絶縁物からなる被
覆層（図示せず）で被覆されている。
【００２３】内部電極２は、全金属に対するＡｇ含有量
が９０重量％以上とされている。内部電極２は、Ａｇ
と、貴金属（Ｐｄ、Ｐｔなど）とからなり、これらの全
金属中に対するＡｇ量が９０重量％以上、言い換えれ
ば、Ｐｄ、Ｐｔなど貴金属の含有量が１０重量％以下と
されている。このように貴金属量を低減できるため、低
コスト化を図ることができる。低コスト化という点か
ら、金属材料としてはＡｇのみからなることが望まし
い。尚、内部電極中には、ガラスを含有していても良
い。
が９０重量％以上とされている。内部電極２は、Ａｇ
と、貴金属（Ｐｄ、Ｐｔなど）とからなり、これらの全
金属中に対するＡｇ量が９０重量％以上、言い換えれ
ば、Ｐｄ、Ｐｔなど貴金属の含有量が１０重量％以下と
されている。このように貴金属量を低減できるため、低
コスト化を図ることができる。低コスト化という点か
ら、金属材料としてはＡｇのみからなることが望まし
い。尚、内部電極中には、ガラスを含有していても良
い。
【００２４】そして、本発明では、圧電体１を構成する
圧電磁器は、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブ
スカイト型複合酸化物であって、該ペロブスカイト型複
合酸化物のＡサイトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なく
とも１種で１０モル％以下置換するとともに、Ｂサイト
を、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで合計１０モ
ル％以下置換してなることを特徴とする。
圧電磁器は、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブ
スカイト型複合酸化物であって、該ペロブスカイト型複
合酸化物のＡサイトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なく
とも１種で１０モル％以下置換するとともに、Ｂサイト
を、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで合計１０モ
ル％以下置換してなることを特徴とする。
【００２５】金属元素ＷとＹ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、ＬｕおよびＹｂからなる群より選ばれる１種の金属
元素の２種を合わせて選択することにより、比較的少量
の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が本来有している高
いキュリー温度をほとんど低下させることなく圧電性を
高めることができる。
ｍ、ＬｕおよびＹｂからなる群より選ばれる１種の金属
元素の２種を合わせて選択することにより、比較的少量
の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が本来有している高
いキュリー温度をほとんど低下させることなく圧電性を
高めることができる。
【００２６】更に、Ｂサイトの一部を金属成分Ｎｂ、お
よびＣｒで少量固溶させることにより、金属元素Ｗ、Ｙ
ｂなどの固溶効果による大きな圧電歪定数と高いキュリ
ー温度を維持した圧電磁器を、１０００℃以下の焼成温
度で得ることができる。
よびＣｒで少量固溶させることにより、金属元素Ｗ、Ｙ
ｂなどの固溶効果による大きな圧電歪定数と高いキュリ
ー温度を維持した圧電磁器を、１０００℃以下の焼成温
度で得ることができる。
【００２７】このとき、Ｂサイトに含まれる副成分の総
量、即ち、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とによる
Ｂサイトの置換量を１０モル％以下とすることが重要で
ある。これにより、キュリー温度を２８０℃以上と非常
に高くすることができる。一方、上記副成分による置換
量が１０モル％よりも多いと、キュリー温度が低下する
からである。特にＢサイトに含まれる副成分の総量とし
て好ましくは、２〜５モル％である。
量、即ち、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とによる
Ｂサイトの置換量を１０モル％以下とすることが重要で
ある。これにより、キュリー温度を２８０℃以上と非常
に高くすることができる。一方、上記副成分による置換
量が１０モル％よりも多いと、キュリー温度が低下する
からである。特にＢサイトに含まれる副成分の総量とし
て好ましくは、２〜５モル％である。
【００２８】また、Ａサイトの一部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａ
からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属元素で１
０モル％以下置換することが重要である。これにより、
高いキュリー温度を保持したまま、更に、圧電歪み定数
を向上させることができる。Ａサイトに含まれる副成分
の量が１０モル％より多くなるとキュリー温度の低下が
大きくなるため、Ａサイトに含まれる副成分の量として
は、１０モル％以下が好ましい。特にＡサイトに含まれ
る副成分量として、キュリー温度向上という点から、４
〜８モル％であることが望ましい。
からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属元素で１
０モル％以下置換することが重要である。これにより、
高いキュリー温度を保持したまま、更に、圧電歪み定数
を向上させることができる。Ａサイトに含まれる副成分
の量が１０モル％より多くなるとキュリー温度の低下が
大きくなるため、Ａサイトに含まれる副成分の量として
は、１０モル％以下が好ましい。特にＡサイトに含まれ
る副成分量として、キュリー温度向上という点から、４
〜８モル％であることが望ましい。
【００２９】本発明の圧電磁器は、一般式を、Ｐｂ1-a
Ｍa（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ 1/2）y（Ｚｒ1-zＴ
ｉz）1-x-yＯ3と表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ａが、０．
０１≦ｘ≦０．０５、０．００５≦ｙ≦０．０３、０．
４８≦ｚ≦０．５０、０．０３≦ａ≦０．１、Ｍは、Ｃ
ａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種の関係を満足す
ることが望ましい。
Ｍa（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ 1/2）y（Ｚｒ1-zＴ
ｉz）1-x-yＯ3と表したとき、ｘ、ｙ、ｚ、ａが、０．
０１≦ｘ≦０．０５、０．００５≦ｙ≦０．０３、０．
４８≦ｚ≦０．５０、０．０３≦ａ≦０．１、Ｍは、Ｃ
ａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種の関係を満足す
ることが望ましい。
【００３０】一般式において、ＡサイトのＣａ、Ｓｒ及
びＢａのうち少なくとも１種による置換量を示すａを
０．０３〜０．１としたのは、この範囲ならば、キュリ
ー温度を高く維持することができるからである。一方、
ａが０．０３より小さくなると圧電歪定数の向上効果が
小さく、０．１よりも大きい場合にはキュリー温度が低
下するからである。ａは、高いキュリー温度を維持し、
圧電歪定数を向上するという点から０．０４〜０．０７
であることが望ましい。
びＢａのうち少なくとも１種による置換量を示すａを
０．０３〜０．１としたのは、この範囲ならば、キュリ
ー温度を高く維持することができるからである。一方、
ａが０．０３より小さくなると圧電歪定数の向上効果が
小さく、０．１よりも大きい場合にはキュリー温度が低
下するからである。ａは、高いキュリー温度を維持し、
圧電歪定数を向上するという点から０．０４〜０．０７
であることが望ましい。
【００３１】また、Ａサイトの置換は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａのうちＳｒとＢａの組合せが望ましい。
ａのうちＳｒとＢａの組合せが望ましい。
【００３２】さらに、Ｂサイトの、Ｗと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種に
よる置換量を示すｘは、０．０１〜０．０５であること
が望ましい。これにより、高いキュリー温度を維持した
状態で圧電性を高めることができるが、置換量ｘが、
０．０１よりも小さい場合には焼成温度が高くなる傾向
があり、また、０．０５より置換量が多いときにはキュ
リー温度が低下する傾向がある。Ｂサイトの、Ｗと、Ｙ
等による置換量ｘは、焼成温度を低下し、高いキュリー
温度を維持するという点から、０．０１〜０．０３であ
ることが望ましい。
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種に
よる置換量を示すｘは、０．０１〜０．０５であること
が望ましい。これにより、高いキュリー温度を維持した
状態で圧電性を高めることができるが、置換量ｘが、
０．０１よりも小さい場合には焼成温度が高くなる傾向
があり、また、０．０５より置換量が多いときにはキュ
リー温度が低下する傾向がある。Ｂサイトの、Ｗと、Ｙ
等による置換量ｘは、焼成温度を低下し、高いキュリー
温度を維持するという点から、０．０１〜０．０３であ
ることが望ましい。
【００３３】ＢサイトのＹ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、
Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種による置換は、圧電
歪定数の向上という点から、Ｙ、Ｙｂが望ましく、特に
は、Ｙｂが望ましい。
Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種による置換は、圧電
歪定数の向上という点から、Ｙ、Ｙｂが望ましく、特に
は、Ｙｂが望ましい。
【００３４】また、Ｂサイトの（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）によ
る置換量を示すｙが０．００５〜０．０３を満足するこ
とにより、大きな圧電歪定数と高いキュリー温度を維持
した圧電磁器を、１０００℃以下の焼成温度で得ること
ができるが、ｙが０．００５よりも小さい場合には、低
温焼成化の効果が小さく、一方、ｙが０．０３よりも大
きい場合には、他成分との組み合わせによってはキュリ
ー温度の低下が大きくなってしまうからである。ｙは、
０．０１〜０．０２であることが望ましい。
る置換量を示すｙが０．００５〜０．０３を満足するこ
とにより、大きな圧電歪定数と高いキュリー温度を維持
した圧電磁器を、１０００℃以下の焼成温度で得ること
ができるが、ｙが０．００５よりも小さい場合には、低
温焼成化の効果が小さく、一方、ｙが０．０３よりも大
きい場合には、他成分との組み合わせによってはキュリ
ー温度の低下が大きくなってしまうからである。ｙは、
０．０１〜０．０２であることが望ましい。
【００３５】ＴｉによるＺｒの置換量を示すｚは、０．
４８≦ｚ≦０．５の範囲内に優れた圧電歪定数を示す組
成領域が存在する。一方、ｚが０．４８よりも小さい場
合、あるいは０．５よりも大きい場合には、圧電歪定数
が小さくなる傾向がある。
４８≦ｚ≦０．５の範囲内に優れた圧電歪定数を示す組
成領域が存在する。一方、ｚが０．４８よりも小さい場
合、あるいは０．５よりも大きい場合には、圧電歪定数
が小さくなる傾向がある。
【００３６】以上のように構成された同時焼成型の積層
圧電アクチュエータは、以下のプロセスにより製造され
る。先ず、原料粉末として高純度のＰｂＯ、ＺｒＯ2、
ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、ＢａＣＯ3、Ｓ
ｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＹｂ2Ｏ3などの各原料粉末を
所定量秤量し、ボールミル等で１０〜２４時間湿式混合
し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、８００〜
９００℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボール
ミル等で粒度分布がＤ50で０．５±０．２μｍ、Ｄ90で
０．８μｍ未満となるように湿式粉砕する。
圧電アクチュエータは、以下のプロセスにより製造され
る。先ず、原料粉末として高純度のＰｂＯ、ＺｒＯ2、
ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、ＢａＣＯ3、Ｓ
ｒＣＯ3、ＣａＣＯ3およびＹｂ2Ｏ3などの各原料粉末を
所定量秤量し、ボールミル等で１０〜２４時間湿式混合
し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、８００〜
９００℃で１〜３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボール
ミル等で粒度分布がＤ50で０．５±０．２μｍ、Ｄ90で
０．８μｍ未満となるように湿式粉砕する。
【００３７】得られた粉砕原料と有機高分子からなるバ
インダーと、可塑剤とを混合したスラリーを作製し、ス
リップキャステイング法によりセラミックグリーンシー
トを作製する。
インダーと、可塑剤とを混合したスラリーを作製し、ス
リップキャステイング法によりセラミックグリーンシー
トを作製する。
【００３８】このグリーンシートの片面に、Ａｇ含有量
が９０重量％以上のＡｇ／Ｐｔ導電性ペーストをスクリ
ーン印刷法により印刷する。この導電性ペーストを乾燥
させた後、導電性ペーストが塗布された複数のグリーン
シートを所定の枚数だけ積層し、この積層体の積層方向
の両端部に、導電性ペーストが塗布されていないグリー
ンシートを積層する。
が９０重量％以上のＡｇ／Ｐｔ導電性ペーストをスクリ
ーン印刷法により印刷する。この導電性ペーストを乾燥
させた後、導電性ペーストが塗布された複数のグリーン
シートを所定の枚数だけ積層し、この積層体の積層方向
の両端部に、導電性ペーストが塗布されていないグリー
ンシートを積層する。
【００３９】次に、この積層体を５０〜２００℃で加熱
を行いながら加圧を行い、積層体を一体化する。一体化
された積層体は所定の大きさに切断された後、４００〜
８００℃で５〜４０時間、脱バインダが行われ、１００
０℃以下で本焼成が行われ、柱状積層体となる積層焼結
体を得る。この柱状積層体の側面には、内部電極２の端
部が露出している。
を行いながら加圧を行い、積層体を一体化する。一体化
された積層体は所定の大きさに切断された後、４００〜
８００℃で５〜４０時間、脱バインダが行われ、１００
０℃以下で本焼成が行われ、柱状積層体となる積層焼結
体を得る。この柱状積層体の側面には、内部電極２の端
部が露出している。
【００４０】その後、該柱状積層体の２つの側面におい
て、内部電極２端部を含む圧電体１の端部に該２側面に
おいて互い違いになるように、１層おきに深さ５０〜１
５０μｍ、積層方向の幅５０〜１００μｍの溝を形成
し、該溝にシリコーンゴム等の絶縁体を充填する。以上
のように、内部電極は互い違いに１層おきに絶縁され、
交互に同一の外部電極に接続される。
て、内部電極２端部を含む圧電体１の端部に該２側面に
おいて互い違いになるように、１層おきに深さ５０〜１
５０μｍ、積層方向の幅５０〜１００μｍの溝を形成
し、該溝にシリコーンゴム等の絶縁体を充填する。以上
のように、内部電極は互い違いに１層おきに絶縁され、
交互に同一の外部電極に接続される。
【００４１】この後、正極用外部電極、負極用外部電極
にリード線を接続し、アクチュエータの外周面にデイッ
ピング等の方法により、シリコーンゴムを被覆した後、
３ｋＶ／ｍｍの分極電界を印加し、分極処理すること
で、最終的な積層型圧電アクチュエータを得る。
にリード線を接続し、アクチュエータの外周面にデイッ
ピング等の方法により、シリコーンゴムを被覆した後、
３ｋＶ／ｍｍの分極電界を印加し、分極処理すること
で、最終的な積層型圧電アクチュエータを得る。
【００４２】なお、本発明の積層型圧電アクチュエータ
は、四角柱、六角柱、円柱等、どのような柱体であって
も構わないが、切断の容易性から四角柱状が望ましい。
は、四角柱、六角柱、円柱等、どのような柱体であって
も構わないが、切断の容易性から四角柱状が望ましい。
【００４３】本発明の圧電体を構成する圧電磁器は、ペ
ロブスカイト型結晶を主結晶相とするもので、異相は殆
ど存在しないことが望ましい。また、Ａｇ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｓ、Ｃｌ、Ｅｕ、Ｋ、Ｐ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ等が不
可避不純物として混入する場合もあるが、特性上問題な
い。
ロブスカイト型結晶を主結晶相とするもので、異相は殆
ど存在しないことが望ましい。また、Ａｇ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｓ、Ｃｌ、Ｅｕ、Ｋ、Ｐ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓｉ等が不
可避不純物として混入する場合もあるが、特性上問題な
い。
【００４４】また、Ｂサイトに固溶させるＷ、Ｎｂ、Ｃ
ｒ以外の副成分は、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ
およびＹｂからなる群より選ばれた金属元素であれば、
特に１種類に限定されるものでなく、複合して選択して
も同様の効果が得られる。
ｒ以外の副成分は、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ
およびＹｂからなる群より選ばれた金属元素であれば、
特に１種類に限定されるものでなく、複合して選択して
も同様の効果が得られる。
【００４５】また、本発明の圧電磁器におけるペロブス
カイト結晶相のＡサイトとＢサイトの原子数比（Ａ／Ｂ
比）は、０．９８〜１．０２の範囲であれば、特性調整
の為に変更しても問題ない。
カイト結晶相のＡサイトとＢサイトの原子数比（Ａ／Ｂ
比）は、０．９８〜１．０２の範囲であれば、特性調整
の為に変更しても問題ない。
【００４６】図２は、本発明の噴射装置を示すもので、
図において符号３１は収納容器を示している。この収納
容器３１の一端には噴射孔３３が設けられ、また収納容
器３１内には、噴射孔３３を開閉することができるニー
ドルバルブ３５が収容されている。
図において符号３１は収納容器を示している。この収納
容器３１の一端には噴射孔３３が設けられ、また収納容
器３１内には、噴射孔３３を開閉することができるニー
ドルバルブ３５が収容されている。
【００４７】噴射孔３３には燃料通路３７が連通可能に
設けられ、この燃料通路３７は外部の燃料供給源に連結
され、燃料通路３７に常時一定の高圧で燃料が供給され
ている。従って、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を開
放すると、燃料通路３７に供給されていた燃料が一定の
高圧で内燃機関の図示しない燃料室内に噴出されるよう
に形成されている。
設けられ、この燃料通路３７は外部の燃料供給源に連結
され、燃料通路３７に常時一定の高圧で燃料が供給され
ている。従って、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を開
放すると、燃料通路３７に供給されていた燃料が一定の
高圧で内燃機関の図示しない燃料室内に噴出されるよう
に形成されている。
【００４８】また、ニードルバルブ３５の上端部は直径
が大きくなっており、収納容器３１に形成されたシリン
ダ３９と摺動可能なピストン４１を有している。そし
て、収納容器３１内には、上記した圧電アクチュエータ
４３が収納されている。
が大きくなっており、収納容器３１に形成されたシリン
ダ３９と摺動可能なピストン４１を有している。そし
て、収納容器３１内には、上記した圧電アクチュエータ
４３が収納されている。
【００４９】このような噴射装置では、圧電アクチュエ
ータ４３が電圧を印加されて伸長すると、ピストン４１
が押圧され、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を閉塞
し、燃料の供給が停止される。また、電圧の印加が停止
されると圧電アクチュエータ４３が収縮し、皿バネ４５
がピストン４１を押し返し、噴射孔３３が燃料通路３７
と連通して燃料の噴射が行われるようになっている。
ータ４３が電圧を印加されて伸長すると、ピストン４１
が押圧され、ニードルバルブ３５が噴射孔３３を閉塞
し、燃料の供給が停止される。また、電圧の印加が停止
されると圧電アクチュエータ４３が収縮し、皿バネ４５
がピストン４１を押し返し、噴射孔３３が燃料通路３７
と連通して燃料の噴射が行われるようになっている。
【００５０】
【実施例】原料粉末として高純度のＰｂＯ、ＺｒＯ2、
ＴｉＯ2、ＢａＣＯ3、ＳｒＣｏ3、ＣａＣＯ3、ＷＯ3、
Ｙｂ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔ
ｍ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＣｒ2Ｏ3の各原料粉
末を所定量秤量し、ボールミルで２０時間湿式混合し
た。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、９００℃
で３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで湿式粉
砕し脱水、乾燥して粉砕原料を得た。
ＴｉＯ2、ＢａＣＯ3、ＳｒＣｏ3、ＣａＣＯ3、ＷＯ3、
Ｙｂ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、Ｄｙ2Ｏ3、Ｈｏ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｔ
ｍ2Ｏ3、Ｌｕ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5およびＣｒ2Ｏ3の各原料粉
末を所定量秤量し、ボールミルで２０時間湿式混合し
た。次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、９００℃
で３時間仮焼し、当該仮焼物を再びボールミルで湿式粉
砕し脱水、乾燥して粉砕原料を得た。
【００５１】次いで、その粉砕原料に有機バインダー
（ＰＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１５０
０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力でプレス成形し円柱形状の成形
体を得た。更に、これらの成形体をＭｇＯ等からなる容
器内に密閉し、大気中１０００℃で２時間の条件で焼成
した。
（ＰＶＡ）を混合し、造粒した。得られた粉末を１５０
０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力でプレス成形し円柱形状の成形
体を得た。更に、これらの成形体をＭｇＯ等からなる容
器内に密閉し、大気中１０００℃で２時間の条件で焼成
した。
【００５２】得られた円柱形状の焼結体の両主面にＡｇ
ペーストを焼付けることにより電極を形成し、８０℃の
シリコンオイル中で２ｋＶ／ｍｍの直流電界を３０分間
印加して分極処理した後、インピーダンスアナライザー
を用いた共振・反共振法による測定によって得られた測
定値を用い、日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ−６
１００に基づいて圧電歪定数ｄ33を評価した。また、比
誘電率の温度特性から比誘電率が極大値となる温度をキ
ュリー温度とした。
ペーストを焼付けることにより電極を形成し、８０℃の
シリコンオイル中で２ｋＶ／ｍｍの直流電界を３０分間
印加して分極処理した後、インピーダンスアナライザー
を用いた共振・反共振法による測定によって得られた測
定値を用い、日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ−６
１００に基づいて圧電歪定数ｄ33を評価した。また、比
誘電率の温度特性から比誘電率が極大値となる温度をキ
ュリー温度とした。
【００５３】尚、表１では、組成式を、Ｐｂ0.9 25Ｂａ
0.04Ｓｒ0.03（Ｒ2/3Ｗ1/3）0.015（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y
（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）1- yＯ3と固定し、希土類元素Ｒの
元素、ｙを変化させたときの圧電歪定数ｄ33、磁器密
度、キュリー温度を求め、記載した。
0.04Ｓｒ0.03（Ｒ2/3Ｗ1/3）0.015（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y
（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）1- yＯ3と固定し、希土類元素Ｒの
元素、ｙを変化させたときの圧電歪定数ｄ33、磁器密
度、キュリー温度を求め、記載した。
【００５４】また、表２では、組成式を、Ｐｂ0.96Ｂａ
0.04（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ1- z
Ｔｉz）1- x - yＯ3と固定し、ｘ、ｙ、ｚを変化させたと
きの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュリー温度を求め、
記載した。
0.04（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ1- z
Ｔｉz）1- x - yＯ3と固定し、ｘ、ｙ、ｚを変化させたと
きの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュリー温度を求め、
記載した。
【００５５】表３では、組成式を、Ｐｂ1-e-f-gＢａeＳ
ｒfＣａg（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）0.015（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）
0.02（Ｚｒ1- zＴｉz）0.965Ｏ3と固定し、ｅ、ｆ、ｇ、
ｚを変化させたときの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュ
リー温度を求め、記載した。
ｒfＣａg（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）0.015（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）
0.02（Ｚｒ1- zＴｉz）0.965Ｏ3と固定し、ｅ、ｆ、ｇ、
ｚを変化させたときの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュ
リー温度を求め、記載した。
【００５６】表４では、組成式を、Ｐｂ0.93Ｂａ0.04Ｓ
ｒ0.03（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ
1-zＴｉz）1-x-yＯ3と固定し、ｘ、ｙ、ｚを変化させた
ときの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュリー温度を求
め、記載した。
ｒ0.03（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y（Ｚｒ
1-zＴｉz）1-x-yＯ3と固定し、ｘ、ｙ、ｚを変化させた
ときの圧電歪定数ｄ33、磁器密度、キュリー温度を求
め、記載した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】表１から、（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）を含まない
試料Ｎｏ．１の場合には、１０００℃での焼成では磁器
密度が低く、圧電歪定数ｄ33が低いことが判る。これに
対して、本発明の実施例では、磁器密度が７．４ｇ／ｃ
ｍ3以上であり、圧電歪定数ｄ33が５００ｐＣ／Ｎ以
上、キュリー温度が２９５℃以上であることが判る。ま
た、希土類元素の中でもＹｂが最も特性が良好であるこ
とが判る。
試料Ｎｏ．１の場合には、１０００℃での焼成では磁器
密度が低く、圧電歪定数ｄ33が低いことが判る。これに
対して、本発明の実施例では、磁器密度が７．４ｇ／ｃ
ｍ3以上であり、圧電歪定数ｄ33が５００ｐＣ／Ｎ以
上、キュリー温度が２９５℃以上であることが判る。ま
た、希土類元素の中でもＹｂが最も特性が良好であるこ
とが判る。
【００６２】また、表２から、Ｂサイトの副成分（Ｙｂ
2/3Ｗ1/3）、（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）による置換量の合計が
１０モル％以下の場合には、キュリー温度が２９０℃以
上と高いが、１０モル％よりも多くなると、キュリー温
度が低下することが判る。
2/3Ｗ1/3）、（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）による置換量の合計が
１０モル％以下の場合には、キュリー温度が２９０℃以
上と高いが、１０モル％よりも多くなると、キュリー温
度が低下することが判る。
【００６３】さらに、表３から、ＡサイトのＣａ、Ｓ
ｒ、Ｂａによる置換量が１０モル％以下の場合には、キ
ュリー温度が２８０℃以上と高く圧電歪定数ｄ33も４８
５ｐＣ／Ｎ以上と大きいが、１０モル％を越えると、キ
ュリー温度が低下することが判る。
ｒ、Ｂａによる置換量が１０モル％以下の場合には、キ
ュリー温度が２８０℃以上と高く圧電歪定数ｄ33も４８
５ｐＣ／Ｎ以上と大きいが、１０モル％を越えると、キ
ュリー温度が低下することが判る。
【００６４】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｂ
サイトの一部を、Ｗと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、
Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで置換することに
より、比較的少量の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が
本来有している高いキュリー温度を大きく低下させるこ
となく圧電性を高めることができ、また、Ｂサイトの一
部をＮｂとＣｒで置換することにより、１０００℃以下
の焼成温度で金属元素Ｗ、Ｙｂなどの固溶によって得ら
れる材料の大きな圧電歪定数と高いキュリー温度を維持
した圧電磁器を得ることができ、さらに、Ａサイトの一
部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａで総量１０モル％以下置換するこ
とにより、高いキュリー温度を保持したまま、更に圧電
歪み定数を向上させることができる。従って、本発明に
よれば、圧電歪定数が大きくキュリー温度の高い圧電磁
器を１０００℃以下の焼成温度で得ることができ、高信
頼性、低コスト及び高温での駆動が可能な積層型圧電素
子を実現できる。
サイトの一部を、Ｗと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、
Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで置換することに
より、比較的少量の固溶量で、ジルコン酸チタン酸鉛が
本来有している高いキュリー温度を大きく低下させるこ
となく圧電性を高めることができ、また、Ｂサイトの一
部をＮｂとＣｒで置換することにより、１０００℃以下
の焼成温度で金属元素Ｗ、Ｙｂなどの固溶によって得ら
れる材料の大きな圧電歪定数と高いキュリー温度を維持
した圧電磁器を得ることができ、さらに、Ａサイトの一
部をＣａ、Ｓｒ、Ｂａで総量１０モル％以下置換するこ
とにより、高いキュリー温度を保持したまま、更に圧電
歪み定数を向上させることができる。従って、本発明に
よれば、圧電歪定数が大きくキュリー温度の高い圧電磁
器を１０００℃以下の焼成温度で得ることができ、高信
頼性、低コスト及び高温での駆動が可能な積層型圧電素
子を実現できる。
【図１】本発明の積層型圧電アクチュエータを示す斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の噴射装置の説明図である。
１・・・圧電体 ２・・・内部電極 ３１・・・収納容器 ３３・・・噴射孔 ３５・・・バルブ ４３・・・圧電アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ｆ
Claims (4)
- 【請求項１】Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを主成分とするペロブ
スカイト型複合酸化物であって、該ペロブスカイト型複
合酸化物のＡサイトをＣａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なく
とも１種で１０モル％以下置換するとともに、Ｂサイト
を、Ｗと、Ｎｂと、Ｃｒと、Ｙ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ及びＹｂのうち少なくとも１種とで合計１０モ
ル％以下置換してなることを特徴とする圧電磁器。 - 【請求項２】一般式を、 Ｐｂ1-aＭa（Ｙｂ2/3Ｗ1/3）x（Ｃｒ1/2Ｎｂ1/2）y（Ｚ
ｒ1-zＴｉz）1-x-yＯ3 と表したとき、前記ｘ、ｙ、ｚ、ａが、 ０．０１ ≦ｘ≦０．０５ ０．００５≦ｙ≦０．０３ ０．４８ ≦ｚ≦０．５０ ０．０３ ≦ａ≦０．１０ Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうち少なくとも１種の関係
を満足することを特徴とする請求項１記載の圧電磁器。 - 【請求項３】圧電体と電極とを交互に積層してなるとと
もに、前記圧電体が、請求項１又は２記載の圧電磁器か
らなるとともに、前記電極中の全金属に対するＡｇ含有
量が９０重量％以上であることを特徴とする積層型圧電
素子。 - 【請求項４】噴射孔を有する収納容器と、該収納容器内
に収容された請求項３記載の積層型圧電素子と、該積層
型圧電素子の駆動により前記噴射孔から液体を噴出させ
るバルブとを具備してなることを特徴とする噴射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100380A JP4688330B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100380A JP4688330B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 圧電磁器及び積層型圧電素子並びに噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4688330B2 JP4688330B2 (ja) | 2011-05-25 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006041281A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子およびこれを用いた噴射装置 |
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