JP2005340387A - 積層型圧電素子及び燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 圧電体層の変位量を増大させることができる積層型圧電素子及び燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】 積層型圧電素子1は、圧電体層3と内部電極層4(電極層4A,4B)とを交互に積層してなる積層体2を備えている。電極層4A,4Bは、その一部領域が圧電体層3を挟んで対向するように交互に積層されている。積層体2の表面には、各電極層4A及び各電極層4Bとそれぞれ電気的に接続された外部電極5A及び外部電極5Bが設けられている。電極層4A,4B同士が重なり合う領域Sは、電極層4A,4B間に電圧を印加した時に圧電体層3に変位を生じさせる圧電活性領域を形成している。各内部電極層4には、積層方向に貫通する複数の孔部が設けられている。これらの孔部は、内部電極層4における少なくとも圧電活性領域Sに対応する領域に多孔状に形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 積層型圧電素子1は、圧電体層3と内部電極層4(電極層4A,4B)とを交互に積層してなる積層体2を備えている。電極層4A,4Bは、その一部領域が圧電体層3を挟んで対向するように交互に積層されている。積層体2の表面には、各電極層4A及び各電極層4Bとそれぞれ電気的に接続された外部電極5A及び外部電極5Bが設けられている。電極層4A,4B同士が重なり合う領域Sは、電極層4A,4B間に電圧を印加した時に圧電体層3に変位を生じさせる圧電活性領域を形成している。各内部電極層4には、積層方向に貫通する複数の孔部が設けられている。これらの孔部は、内部電極層4における少なくとも圧電活性領域Sに対応する領域に多孔状に形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電圧の印加により変位を生じる積層型圧電素子、及びこの積層型圧電素子を備えた燃料噴射装置に関するものである。
従来の積層型圧電素子としては、例えば特許文献1に記載されているものが知られている。この文献に記載の積層型圧電素子は、圧電セラミック材料からなる薄板と導電材料からなる内部電極とを交互に積層して積層体を形成し、この積層体の側面に、内部電極と接続される外部電極を設けてなるものである。このような積層型圧電素子では、外部電極に電圧を印加すると、正負の内部電極間に電界が発生し、薄板が機械的に伸縮して変位を生じる。
特開平7−106654号公報
しかしながら、上記従来技術のように、圧電セラミック材料からなる圧電体層を薄層化した積層型圧電素子では、圧電体層の変位量が十分に得られないという問題があった。特に近年では、積層型圧電素子の小型化・薄型化が進んでいるため、そのような問題が顕著になっている。
本発明の目的は、圧電体層の変位量を増大させることができる積層型圧電素子及び燃料噴射装置を提供することである。
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、電圧の印加に必要な内部電極層が圧電体層の変形(変位)に対して阻害する要因の一つになることを見出した。即ち、導電性金属材料からなる内部電極層は、見かけ上は圧電体層に張り付いた金属板のようになっている。しかも、その内部電極層自体は、直接的には電圧の印加によって変形するものではない。このため、上記従来技術のように内部電極層が真っ平らな場合には、内部電極層に電圧を印加したときに、内部電極層が圧電体層の変形に対して大きな負荷となり、その結果として圧電体層の変位量が抑えられることが分かった。本発明は、そのような知見に基づいて為されたものである。
即ち、本発明は、圧電体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電素子であって、内部電極層は複数有し、複数の内部電極層は、第1電極層と、圧電体層を挟んで第1電極層と対向する領域を有する第2電極層とを含み、第1電極層と第2電極層とが重なり合う領域は、第1電極層と第2電極層との間に電圧を印加した時に圧電体層に変位を生じさせる圧電活性領域を形成しており、複数の内部電極層の少なくとも1つには、積層方向に貫通する孔部が設けられ、孔部は、内部電極層における少なくとも圧電活性領域に対応する領域に形成されていることを特徴とするものである。
このような積層型圧電素子においては、内部電極層の第1電極層と第2電極層とが重なり合う圧電活性領域が圧電体層の変形(変位)に関与する領域である。そこで、内部電極層における少なくとも圧電活性領域に対応する領域に孔部を形成することにより、圧電活性領域において内部電極層の表面と圧電体層との接触面積が小さくなる。このため、第1電極層と第2電極層との間に電圧を印加したときに、内部電極層より圧電体層にかかる負荷が低減されるため、圧電体層が変形しやすくなる。これにより、圧電体層の変位量を増大させることができる。
また、圧電体層及び内部電極層は全く異なる材料で形成されるため、例えば圧電体層の変位を伝達したいものに積層型圧電素子を固定させた場合には、圧電体層と内部電極層との密着強度が問題になることがある。このとき、内部電極層における少なくとも圧電活性領域に対応する領域に孔部を形成することにより、内部電極層の上側の圧電体層と内部電極層の下側の圧電体層とが孔部を介して繋がるようになる。従って、圧電体層と内部電極層との層間剥離が生じにくくなり、両者の密着強度が高くなる。これにより、積層型圧電素子の耐久性が向上する。
好ましくは、孔部は、内部電極層における少なくとも圧電活性領域に対応する領域に多孔状に形成されている。これにより、圧電活性領域において内部電極層の表面と圧電体層との接触面積を更に小さくできるので、圧電体層をより変形し易くして、変位量を一層増大させることが可能となる。また、複数の孔部を内部電極層における圧電活性領域に対応する領域に全体的に形成することで、圧電体層が圧電活性領域の全体にわたって変形し易くなるため、圧電体層の変位量の面内均一性を向上させることができる。さらに、内部電極層の上側の圧電体層と内部電極層の下側の圧電体層とが複数の孔部を介して繋がるため、圧電体層と内部電極層とがより十分に密着するようになる。
また、好ましくは、内部電極層は、銅を主成分とする材料で形成されている。銅は展性及び延性に富んだ金属であるため、内部電極層の材料として銅を主成分とするものを使用することにより、圧電体層の変形に効果的に寄与することが可能となる。また、銅は比較的低廉であるため、積層型圧電素子の製作にかかるコストを削減することができる。
また、本発明の燃料噴射装置は、燃料を噴射させるための噴射口を有するボディと、ボディ内に配置され、噴射口を開閉させるバルブと、バルブを駆動する積層型圧電素子とを備え、積層型圧電素子は、圧電体層と内部電極層とを交互に積層してなり、内部電極層は複数有し、複数の内部電極層は、第1電極層と、圧電体層を挟んで第1電極層と対向する領域を有する第2電極層とを含み、第1電極層と第2電極層とが重なり合う領域は、第1電極層と第2電極層との間に電圧を印加した時に圧電体層に変位を生じさせる圧電活性領域を形成しており、複数の内部電極層の少なくとも1つには、積層方向に貫通する孔部が設けられ、孔部は、内部電極層における少なくとも圧電活性領域に対応する領域に形成されていることを特徴とするものである。
このように上記の積層型圧電素子を設けることにより、上述したように圧電体層が変形しやすくなるため、圧電体層の変位量を増大させることができる。これにより、燃料の噴射量を広い範囲で制御することが可能となる。また、上述したように圧電体層と内部電極層との密着強度が高くなるので、積層型圧電素子の耐久性が向上する。これにより、燃料噴射装置の耐久性向上につながる。
本発明によれば、内部電極層による圧電体層の変位の阻害が抑えられるので、積層型圧電素子を小型化・薄型化した場合や、1つの積層型圧電素子内に複数の小さな圧電活性領域がマトリクス状に存在している場合でも、圧電体層の変位量を増大させることができる。また、圧電体層と内部電極層との密着性が良くなるため、積層型圧電素子の寿命を長くすることができる。
以下、本発明に係わる積層型圧電素子及び燃料噴射装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明に係わる積層型圧電素子の一実施形態を示す断面図である。同図において、本実施形態の積層型圧電素子1は、直方体状の積層体2を備えている。積層体2は、圧電体層3と内部電極層4とを交互に積層してなるものである。圧電体層3は18層形成され、内部電極層4は17層形成されている。なお、圧電体層3及び内部電極層4の層数については、特に限定はされない。圧電体層3は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を主成分とした圧電セラミック材料で形成されている。
17層の内部電極層4は、9層の電極層4Aと8層の電極層4Bとで構成されている。電極層4A,4Bは、その一部領域が圧電体層3を挟んで対向するように交互に積層されている。電極層4A,4Bのいずれか一方はプラス電極層を構成し、電極層4A,4Bの他方はマイナス電極層を構成している。電極層4A,4Bは、例えばAg:Pd=7:3の比率で構成された金属材料からなっている。
積層体2の一側面には、各電極層4Aと電気的に接続された外部電極5Aが設けられている。この外部電極5Aは、積層体2の上面及び下面まで延在している。積層体2の他側面には、各電極層4Bと電気的に接続された外部電極5Bが設けられている。この外部電極5Bは、積層体2の上面まで延在している。各外部電極5A,5Bには、電圧印加用のリード線(図示せず)が接続されている。外部電極5A,5Bは、例えばAu等で形成されている。
このような積層型圧電素子1において、電極層4A,4B同士が重なり合う領域Sは、外部電極5A,5B間つまり電極層4A,4B間に電圧を印加した時に圧電体層3に変位を生じさせる圧電活性領域を形成している。積層型圧電素子体1の寸法は、例えば縦5.5mm×横0.75mm×厚み0.55mmである。そして、圧電活性領域Sの長さは、例えば3mmであり、圧電活性領域Sの幅は、例えば積層型圧電素子体1の横寸法と同じ(0.75mm)である。また、圧電活性領域Sにおける圧電体層3の1層当たりの厚みは、最上層及び最下層を除いては25μm程度であり、最上層及び最下層では50μm程度である。電極層4A,4Bの厚みは、2μm程度である。
各内部電極層4(電極層4A,4B)には、図2に示すように、内部電極層4の積層方向に貫通する複数の孔部6が設けられている。これらの孔部6は、内部電極層4における圧電活性領域Sに対応する領域のみに多孔状に形成しても良いし、或いは内部電極層4の全体にわたって多孔状に形成しても良い。孔部6は、内部電極層4に多孔状に形成するのであれば、円形状、矩形状、メッシュ状、ストライプ状など何でも構わない。また、各孔部6の形状や寸法等は、図2に示す通りランダムであっても良いし、均等であっても良い。
このように内部電極層4に複数の孔部6を設けることにより、内部電極層4の表面における圧電活性領域Sに対応する領域において、圧電体層3を覆う(圧電体層3と接触する)面積が小さくなる。このため、内部電極層4が圧電体層3を抑え込む力が弱まるので、内部電極層4(電極層4A,4B)間に電圧を印加したときに、内部電極層4が圧電体層3に追従して容易に変形(伸縮)するようになる。これにより、内部電極層4より圧電体層3に加わる重量負荷が低減されるため、内部電極層4による圧電体層3の変位量の阻害が防止される。
このとき、複数の孔部6は、内部電極層4における圧電活性領域Sに対応する領域に全体的に形成されているので、圧電活性領域Sの全体において、内部電極層4より圧電体層3に加わる重量負荷が低減される。これにより、圧電体層3の変位量の面内バラツキが低減される。
また、内部電極層4の上側の圧電体層3と内部電極層4の下側の圧電体層3とが複数の孔部6を介して繋がるようになる。つまり、各孔部6は、圧電体層3同士を繋ぐためのアンカー効果を発揮させるものとなっている。これにより、圧電体層3と内部電極層4との層間剥離が生じにくくなり、両者の密着性が向上する。
ここで、圧電活性領域Sにおいて内部電極層4の表面が圧電体層3を覆っている割合(以下、内部電極被覆率という)は、60〜90%であるのが好ましく、65〜85%であるのがより好ましい。内部電極被覆率とは、具体的には、内部電極層4の表面における圧電活性領域Sに対応する領域について、孔部6が全く無いと仮定した時の面積S0と、当該面積S0から孔部6の総面積を減じて得られた面積Sとの比率(S/S0)を表したものである。上記のような内部電極被覆率とすることにより、内部電極層4の被覆による圧電体層3の変位の阻害を十分に抑えることができると共に、圧電体層3の変位に必要な内部電極層4の有効面積が小さくなり過ぎて、逆に圧電体層3の変位を損なってしまうことを確実に防止できる。
また、孔部6の寸法としては、最大開口長L(図2参照)の平均値が10μm以下であるのが好ましく、1〜7μm以下であるのが特に好ましい。これにより、例えば積層型圧電素子1に細い桁加工(例えば、巾50〜100μm)を施す場合に、桁加工後に内部電極層4の連続性が損なわれて導通不良を起こしてしまうことを回避できる。
次に、上述した積層型圧電素子1を製作する手順について説明する。まず、圧電体層3を形成するグリーンシートを成形する。
具体的には、圧電体層3を構成するセラミック材料として、例えば下記組成のPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を主成分とした圧電セラミック粉体を用意する。なお、圧電セラミック粉体は、下記組成となるように酸化物・炭酸塩等の出発原料を秤量後混合し、その後900℃程度で2時間程度の仮焼成を行い、仮焼成後に粉剤して微粉化したものを用いる。これに有機バインダ・有機溶剤等を混合したペーストを作製し、PETフィルムをキャリアフィルムとしてシート成形する。
(Pb0.96 Sr0.04)[Zr0.53 Ti0.47]O3+主成分1mol当たり0.5重量%のNb2O5
(Pb0.96 Sr0.04)[Zr0.53 Ti0.47]O3+主成分1mol当たり0.5重量%のNb2O5
続いて、そのようにして形成されたグリーンシート上に、内部電極層4を形成する内部電極パターンを印刷する。具体的には、例えばAg:Pd=7:3の比率で構成された金属材料と有機バインダ・有機溶剤等とを混合したペーストを作製し、スクリーン印刷法によりグリーンシート上に内部電極パターンを形成する。このとき、後述する焼成後に積層型圧電素子が複数切り出せるように、内部電極パターンを設計する。また、焼成によって複数の孔部6を有する内部電極層4が形成されるように、内部電極パターンを設計する。
ここで、内部電極層4に形成される孔部6の数、形状、寸法等は、以下の手法によって制御可能である。即ち、一つの手法としては、使用する内部電極パターン印刷用のスクリーン印刷版に、所望の数、形状、寸法等をもった孔部を予め入れておく。他の手法としては、内部電極ペーストを形成する金属粉体の粒子径を変えたり、内部電極ペースト中に含まれる金属含有量を変えたり、あるいは内部電極ペーストに予め混合するセラミック材料粉(上記組成と同じもの)の粒子径や量を変えても良い。内部電極パターンを形成する金属材料の収縮率は、圧電体層を形成するセラミックの収縮率よりも大きい。このため、焼成時に、内部電極パターンの収縮挙動により内部電極パターンに複数の孔部が形成されることがある。これを利用して、上記のように内部電極ペーストを形成する材料の量などを調整することにより、焼成時に内部電極パターンの収縮挙動が変化するため、焼成後における内部電極層4の各孔部6の状態を変えることが可能となる。
続いて、内部電極パターンが印刷された後のグリーンシートを所定の枚数だけ積層する。そして、その積層されたグリーンシート体の上面及び下面に、内部電極パターンが印刷されていないグリーンシートを重ねる。このような内部電極パターンの無いグリーンシートを載せるのは、後述する焼成後に素子を研磨して所定の厚みに合わせるためである。
続いて、積層後のグリーンシート体に対し、60℃程度の熱を加えながら100MPa程度の圧力でプレス加工を行い、グリーンシート体の各層を圧着させる。これにより、圧電体層3と内部電極層4とが交互に積層された積層体2が完成する。
そして、その積層体2をセッターに載せ、積層体2の脱脂(脱バインダ)を400℃程度の大気雰囲気中にて10時間程度行う。その後、積層体2が載置されたセッターを密閉炉内に入れ、積層体2の焼成を1100℃程度の大気中にて2時間程度行い、焼結体を得る。
続いて、焼成後の積層体2に研磨加工を施し、積層体2を所定の厚みにする。そして、積層体2の縦横寸法が所定長となるように積層体2を切断する。その後、積層体2をマスクに詰めてスパッタリングを行い、積層体2の表面にAu製の外部電極5A,5Bを形成する。
その後、温度100℃程度の環境下で、内部電極層4に75Vdcの電圧を3分間程度印加することにより、圧電体層3の分極処理を行う。以上により、図1に示すような積層型圧電素子1が得られる。
次に、上記のような積層型圧電素子1に関して実際に行った各種評価について説明する。
まず、レーザードップラー振動計を用いて、積層型圧電素子1の圧電歪定数d31方向の変位評価を行った(図3参照)。具体的には、積層型圧電素子1における圧電活性領域Sの反対側の側面を固定台11に固定した状態で、25VP−Pの2kHzのサイン波を外部電極5A,5B間に印加する。そして、固定台11と反対側から積層型圧電素子1にレーザーを照射し、その時の積層型圧電素子1の振動速度をレーザードップラー振動計(図示せず)で計測し、その振動速度を積分して変位に換算した。
内部電極被覆率を様々変えたサンプルについて、変位量を各10個ずつ測定して求め、グラフ化したものを図4に示す。なお、グラフにおける変位量の値は、各10個の変位量の平均値である。
図4の結果から明らかなように、サンプルの変位量は、内部電極被覆率が60〜90%の場合に良好であり、特に内部電極被覆率が65〜85%の場合に最も高い値が得られている。なお、図4のグラフでは示されていないが、内部電極被覆率が90%を越えた場合(例えば95%)でも、内部電極被覆率が100%(内部電極層4に全く孔部6が無い状態)の場合に比べて大きな変位量が得られた。
また、精密荷重測定装置を用いて、積層型圧電素子1における圧電体層3と内部電極層4との層間強度の評価を行った(図5参照)。具体的には、まず内部電極被覆率がそれぞれ80%、95%である2つのサンプル12を、上述した積層型圧電素子1の製作手順とほぼ同様の手順により作製した。各サンプル12の寸法は、2mm×2mm×0.4mmである。また、各サンプル12は、内部電極層13が1層であると共に外部電極が設けられていない構造となっている。このようなサンプル12の上下面を1対の金属板(SUS製の治具)15で挟むように接着剤で貼り付け、その状態で金属板15を引っ張り、内部電極層13と圧電体層14との層間が剥離する荷重を精密荷重測定装置(図示せず)で測定した。
各サンプルについて、10個測定し、その平均値を求めたところ、内部電極被覆率が80%のサンプルでは、層間が剥離する荷重が30MPaであったのに対し、内部電極被覆率が95%のサンプルでは、17MPaであった。つまり、内部電極被覆率が80%の場合には、内部電極被覆率が95%の場合に比べて倍近い層間強度が得られた。
以上のように本実施形態の積層型圧電素子1によれば、内部電極層4に複数の孔部6を形成したので、内部電極層4による圧電体層3への負荷重量が低減され、圧電体層3が変形しやすくなる。これにより、圧電体層3を薄層化した場合でも、圧電体層3の変位量を増大させることができる。また、圧電体層3と内部電極層4との密着強度が高くなるため、積層型圧電素子1の耐久性を向上させることができる。
なお、上記の積層型圧電素子1では、Ag及びPdを含む金属で内部電極層4を形成したが、内部電極層4を構成する金属材料としては、Ag、Pd、Pt、Auのいずれか1種または複数種類を含有したものであれば良く、或いは卑金属のCu(銅)を主成分とするものであっても良い。特にCuは比較的手に入りやすく且つ低廉であるため、Cuを主成分とする金属材料で内部電極層4を形成すれば、積層型圧電素子1の低コスト化を図りつつ、圧電体層3の変位量を増大させることが可能となる。
このようなCu製の内部電極層4を有する積層型圧電素子1を製作する場合は、グリーンシートを成形する際、圧電体層3を形成するセラミック材料として、例えば下記組成のPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を主成分とした圧電セラミック粉体を使用する。グリーンシートの成形工程の手順は、上述した積層型圧電素子1の製作手順と同様である。
(Pb0.955 Sr0.04)[(Zn1/3 Nb2/3)0.1 Zr0.47 Ti0.43]O3
+主成分1mol当たり0.1重量%のSb2O3
+主成分1mol当たり0.1重量%のNiO
+主成分1mol当たり0.002重量%のMnO
(Pb0.955 Sr0.04)[(Zn1/3 Nb2/3)0.1 Zr0.47 Ti0.43]O3
+主成分1mol当たり0.1重量%のSb2O3
+主成分1mol当たり0.1重量%のNiO
+主成分1mol当たり0.002重量%のMnO
このようなセラミック材料からなるグリーンシート上に内部電極パターンを印刷するときは、内部電極パターンの金属材料としてCu粉末を用いる。内部電極パターンの印刷工程の手順は、上述した積層型圧電素子1の製作手順と同様である。
また、内部電極パターンが印刷されたグリーンシートを複数枚積層し、更にプレス加工を行って積層体を完成させた後、積層体の脱脂を行う工程では、積層体をセッターに載せ、窒素ガスと水素ガスを用いて、酸素分圧を4×10−15atm程度に調整し、本雰囲気中で600℃程度にて25時間程度の処理を行う。その後の焼成工程では、積層体が載置されたセッターを密閉炉内に入れ、窒素ガスと水素ガスを用いて、酸素分圧を2×10−8atm程度に調整し、950℃程度にて3時間程度の焼成を行う。
このような積層体の脱脂及び焼成工程において、窒素ガスと水素ガスを用いて酸素分圧を調整するのは、内部電極層4を形成する材料の主成分であるCuが酸化しないようにする為である。なお、他の工程については、上述した積層型圧電素子1の製作手順と同様である。
図6は、上記の積層型圧電素子1を備えた燃料噴射装置を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の燃料噴射装置20は、自動車エンジン等の内燃機関に用いられるものである。
燃料噴射装置20はボディ21を有し、このボディ21の先端部には、燃料を噴射させるための噴射口22が設けられている。ボディ21の内部には、噴射口22と連通する燃料通路23と、噴射口22を開閉させるニードルバルブ24とが配設されている。燃料通路23は、外部の燃料供給源(図示せず)と接続されている。ニードルバルブ24は、ボディ21に形成された空間25内を摺動自在なピストン26を有している。また、空間25内には、ピストン26に固着された上記の積層型圧電素子1が配設されている。
このような燃料噴射装置20において、ニードルバルブ24により噴射口22が開いている状態では、燃料通路23に供給されている燃料が噴射口22から内燃機関の燃焼室(図示せず)内に噴出される。積層型圧電素子1に電圧が印加されることで、積層型圧電素子1が伸張すると、ニードルバルブ24のピストン26がバネ27に抗して押圧され、ニードルバルブ24が噴射口22を閉じ、燃料の噴出が停止する。
ここで、積層型圧電素子1は、上述したように大きな変位量を有している。従って、積層型圧電素子1の伸張量を調整することにより、燃料の噴射量を多くすることもできるし、少なくすることもできる。つまり、燃料の噴射量を広い範囲で制御することが可能となる。
また、積層型圧電素子1は、上述したように圧電体層3と内部電極層4との密着強度が高くなっている。このため、積層型圧電素子1の伸縮によってニードルバルブ24が動いたときに、積層型圧電素子1がニードルバルブ24の引っ張り応力に負けて、圧電体層3と内部電極層4とが剥がれてしまうことは無い。従って、燃料噴射装置20の耐久性が向上する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の積層型圧電素子1では、内部電極層4に孔部6を多孔状に形成したが、内部電極層4に形成される孔部6の数は1つであっても良い。また、全ての内部電極層4に孔部6を形成したが、少なくとも1つの内部電極層4に孔部6を形成しても良い。
また、上記実施形態の積層型圧電素子1では、複数の電極層4A同士を外部電極5Aで接続し、複数の電極層4B同士を外部電極5Bで接続する構成としたが、そのような外部電極5A,5Bの代わりに、圧電体層3の内部に、電極層4A同士を接続するためのスルーホールと電極層4B同士を接続するためのスルーホールとを設けてもよい。
さらに、上記実施形態は、積層型圧電素子1を燃料噴射装置20に備えたものであるが、本発明の積層型圧電素子は、燃料噴射装置以外の装置、例えばマイクロポンプ等にも適用可能である。
1…積層型圧電素子、3…圧電体層、4…内部電極層、4A…電極層(第1電極層)、4B…電極層(第2電極層)、6…孔部、20…燃料噴射装置、21…ボディ、22…噴射口、23…ニードルバルブ、S…圧電活性領域。
Claims (4)
- 圧電体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電素子であって、
前記内部電極層は複数有し、前記複数の内部電極層は、第1電極層と、前記圧電体層を挟んで前記第1電極層と対向する領域を有する第2電極層とを含み、
前記第1電極層と前記第2電極層とが重なり合う領域は、前記第1電極層と前記第2電極層との間に電圧を印加した時に前記圧電体層に変位を生じさせる圧電活性領域を形成しており、
前記複数の内部電極層の少なくとも1つには、積層方向に貫通する孔部が設けられ、
前記孔部は、前記内部電極層における少なくとも前記圧電活性領域に対応する領域に形成されていることを特徴とする積層型圧電素子。 - 前記孔部は、前記内部電極層における少なくとも前記圧電活性領域に対応する領域に多孔状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の積層型圧電素子。
- 前記内部電極層は、銅を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の積層型圧電素子。
- 燃料を噴射させるための噴射口を有するボディと、
前記ボディ内に配置され、前記噴射口を開閉させるバルブと、
前記バルブを駆動する積層型圧電素子とを備え、
前記積層型圧電素子は、圧電体層と内部電極層とを交互に積層してなり、
前記内部電極層は複数有し、前記複数の内部電極層は、第1電極層と、前記圧電体層を挟んで前記第1電極層と対向する領域を有する第2電極層とを含み、
前記第1電極層と前記第2電極層とが重なり合う領域は、前記第1電極層と前記第2電極層との間に電圧を印加した時に前記圧電体層に変位を生じさせる圧電活性領域を形成しており、
前記複数の内部電極層の少なくとも1つには、積層方向に貫通する孔部が設けられ、
前記孔部は、前記内部電極層における少なくとも前記圧電活性領域に対応する領域に形成されていることを特徴とする燃料噴射装置。
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