JP2007173320A - 積層型圧電素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及び信頼性に優れた積層型圧電素子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】積層型圧電素子１は、圧電材料よりなる圧電層１１と導電性を有する内部電極層２０とを交互に積層してなるセラミック積層体１０を有し、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に導電性接着剤３３を介して外部電極３４を接合してなる。導電性接着剤３３には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体４が埋設されている。網目体４は、樹脂、セラミック、カーボン、又はガラスのいずれかにより構成されていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、圧電アクチュエータ等に適用される積層型圧電素子及びその製造方法に関する。

近年、自動車の燃費、排気ガス等の環境対策の面から、積層型圧電素子を用いた自動車の燃料噴射用インジェクタの開発が進められている。
積層型圧電素子は、一般に圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有しており、このセラミック積層体の側面に導電性接着剤を介して外部電極が接合されている。そして、内部電極層間に電圧を印加することにより、圧電層に変位が生じて駆動するように構成されている。

このような積層型圧電素子を例えばインジェクタ等に用いた場合、高温雰囲気下で長期間使用するといった使用環境の厳しさにより、従来から様々な問題が生じている。例えば、素子の駆動時、すなわち圧電変位によりセラミック積層体が積層方向に伸縮した際、その側面に配設された導電性接着剤に応力がかかる。そして、この応力が繰り返しかかることによって、導電性接着剤にクラックが発生するという問題がある。これにより、導電性接着剤を介して電気的に導通している内部電極層と外部電極とは、その電気的な導通性（以下、単に導通性という）を確保することができず、通電不良等の不具合が生じるおそれがある。

このような問題を解決すべく、例えば特許文献１では、柱状積層体（セラミック積層体）の側面に、金属よりなる板状導電部材を接合し、両者の間に導電性接着剤を充填してなる積層型圧電素子の構造が開示されている。また、特許文献２では、アクチュエータ本体（セラミック積層体）の側面に設けた導電性接着剤中に、金属薄板又は金属メッシュを埋設してなる積層型圧電アクチュエータの構造が開示されている。上記の文献では、駆動時において、導電性接着剤に生じる応力を緩和することができる。

しかしながら、導電性接着剤としては、一般に主成分となる樹脂材料中に導電性フィラー等を含有させたものを用いる。そのため、樹脂材料を主成分とする導電性接着剤と金属材料よりなる上記の板状導電部材、金属薄板、金属メッシュ等とでは、互いの特性（例えば、比重、熱膨張等）が大きく異なる。これにより、駆動時において、接触している両者の間に応力が生じ、導電性接着剤にクラックが発生するおそれがある。
すなわち、従来の構造では、駆動時において導電性接着剤に生じる応力を緩和し、クラックの発生を抑制する効果が充分であるとは言えなかった。

特開２００３−０８６８５３号公報 特開２００１−２４４５１４号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性及び信頼性に優れた積層型圧電素子及びその製造方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に導電性接着剤を介して外部電極を接合してなる積層型圧電素子において、
上記導電性接着剤には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部が埋設されていることを特徴とする積層型圧電素子にある（請求項１）。

本発明の積層型圧電素子において、上記導電性接着剤には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部が埋設されている。そのため、素子の駆動時、すなわち圧電変位により上記セラミック積層体が積層方向に伸縮した際に、該セラミック積層体の側面に設けられた上記導電性接着剤に生じる応力を、該導電性接着剤に埋設されている網目状を有する上記網目体によって分散・緩和することができる。

また、上記網目体は、非金属材料により構成されている。そして、上記網目体が埋設されている上記導電性接着剤は、一般に主成分となる樹脂材料中に導電性フィラー等を含有させたものを用いる。そのため、非金属材料よりなる上記網目体は、該網目体を金属材料で構成した場合に比べて、駆動時の上記導電性接着剤に対する追従性が高く、上記応力をより効果的に緩和することができる。

これにより、素子の繰り返しの駆動においても、上記応力を充分に緩和することができ、該応力に起因する上記導電性接着剤のクラック発生を抑制することができる。そして、上記導電性接着剤を介して電気的に導通している上記内部電極層と上記外部電極とは、その導通性を長期的に確保することができ、通電不良等の不具合の発生を抑制することができる。よって、上記積層型圧電素子は、長期間の使用においても、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

このように、本発明によれば、耐久性及び信頼性に優れた積層型圧電素子を提供することができる。

第２の発明は、圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に導電性接着剤を介して外部電極を接合してなる積層型圧電素子を製造する方法において、
上記圧電層と上記内部電極層とを交互に積層して、上記セラミック積層体を形成する積層体形成工程と、
上記セラミック積層体の側面に、上記導電性接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
上記導電性接着剤に、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部を埋設する網目体配設工程と、
上記導電性接着剤に、上記外部電極を接合する外部電極接合工程とを有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法にある（請求項８）。

本発明の積層型圧電素子の製造方法において、上記網目体配設工程では、上記セラミック積層体の側面に塗布した上記導電性接着剤に、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部を埋設する。これにより、上記セラミック積層体の側面に、上記網目体が埋設された上記導電性接着剤を設けることができる。そして、上記の構成を有する積層型圧電素子は、素子の駆動時、上記セラミック積層体の側面に設けられた上記導電性接着剤に生じる応力を、該導電性接着剤に埋設されている網目状を有する上記網目体によって分散・緩和することができる。
また、上記網目体は、非金属材料により構成されているため、該網目体を金属材料で構成した場合に比べて、駆動時の上記導電性接着剤に対する追従性が高く、上記応力をより効果的に緩和することができる。

これにより、素子の繰り返しの駆動においても、上記応力を充分に緩和することができ、該応力に起因する上記導電性接着剤のクラック発生を抑制することができる。そして、上記導電性接着剤を介して電気的に導通している上記内部電極層と上記外部電極とは、その導通性を長期的に確保することができ、通電不良等の不具合の発生を抑制することができる。よって、上記製造方法により得られる上記積層型圧電素子は、長期間の使用においても、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

このように、本発明の製造方法によれば、耐久性及び信頼性に優れた積層型圧電素子を得ることができる。

上記第１の発明及び上記第２の発明においては、上記導電性接着剤としては、主成分となる樹脂材料中に導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。上記樹脂材料としては、エポキシ、シリコーン、ウレタン、ポリイミド等の各種樹脂を用いることができる。また、上記導電性フィラーとしては、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属フィラーを用いることができる。

また、上記網目体は、該網目体の全体が上記導電性接着剤に埋設されていることがより好ましい。
この場合には、上記網目体による応力緩和効果を充分に得ることができ、上記導電性接着剤のクラック発生をさらに抑制することができる。これにより、上記積層型圧電素子の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

また、上記網目体の網目は、非金属材料よりなる複数の線材を所定の方向に編んだり、巻いたりして形成することができる。この場合の上記線材の径は１５０〜４００μｍ、網目のピッチは３００〜１０００μｍの範囲とすることが好ましい。
なお、上記網目体は、複数の線材を用いて網目状に形成したものでもよいし、網目状のものを一体的に形成したものでもよい。

上記線材の径が１５０μｍ未満の場合には、上記網目体自身の強度が低下するおそれがある。そのため、駆動時において、上記網目体にクラックが発生するおそれがある。一方、４００μｍを超える場合には、上記網目体の柔軟性が低下し、該網目体による応力緩和効果を充分に得ることができないおそれがある。
また、上記網目のピッチが３００μｍ未満の場合には、上記網目体の網目に上記導電性接着剤が充分に入り込まないおそれがある。そのため、上記導電性接着剤に生じる応力を上記網目体によって充分に緩和することができないおそれがある。一方、１０００μｍを超える場合には、上記網目体と上記導電性接着剤との接触部分が減少するため、駆動時の上記導電性接着剤に対する、上記網目体の追従性が低下するおそれがある。これにより、上記導電性接着剤にクラックが発生するおそれが生じる。

また、上記網目体は、樹脂、セラミック、カーボン、又はガラスのいずれかにより構成されていることが好ましい（請求項２、９）。
この場合には、駆動時の上記導電性接着剤に対する、上記網目体の追従性を充分なものとすることができる。
なお、上記網目体を構成する材料としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエステル、メタ系アラミド等の樹脂、アルミナ、炭化珪素系、窒化珪素系等のセラミック、無アルカリガラス系等のガラスを用いることができる。また、カーボンを用いることもできる。

また、上記網目体は、非金属材料よりなる繊維を編んで構成されていることが好ましい（請求項３、１０）。
この場合には、上記網目体を繊維で構成することにより、該網目体の軽量化を図ることができる。これにより、駆動時の上記導電性接着剤に対する、上記網目体の追従性を効果的に向上させることができる。
なお、上記網目体を構成する繊維としては、樹脂繊維、セラミック繊維、カーボン繊維、ガラス繊維等を用いることができる。

また、上記網目体を構成する繊維は、微細な繊維を束ねてなる繊維集合体であることが好ましい（請求項４、１１）。
この場合には、駆動時の上記導電性接着剤に対する、上記網目体の追従性を向上させることができる。

また、上記網目体を構成する繊維の単糸繊維径は、３〜２０μｍの範囲であることが好ましい。
上記単糸繊維径が３μｍ未満の場合には、所望の径の単糸繊維を製造することが困難となる。一方、２０μｍを超える場合には、上記繊維集合体の柔軟性が低下し、上記網目体による応力緩和効果を充分に得ることができないおそれがある。

また、上記網目体の表面は、導電性材料により被覆されていることが好ましい（請求項５、１２）。
この場合には、上記網目体は、導電性を有するものとなる。そのため、上記外部電極を上記導電性接着剤に接合した場合、上記内部電極層と上記外部電極との間の導通性を、上記導電性接着剤及び導電性を有する上記網目体を介して確保することができる。これにより、上記導電性を向上させることができる。また、上記外部電極を上記網目体に直接接合することにより、上記導電性をより確実に確保することができる。

また、上記導電性材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎの少なくとも１種以上を含んでいることが好ましい（請求項６、１３）。
この場合には、上記内部電極層と上記外部電極との間の導通性を充分に確保することができる。

上記第１の発明においては、上記積層型圧電素子は、インジェクタの駆動源として用いられるインジェクタ用圧電アクチュエータであることが好ましい（請求項７）。
上記インジェクタは、高温雰囲気下という過酷な状態で使用される。そのため、上記の優れた積層型圧電素子をアクチュエータとして用いることにより、耐久性及び信頼性を向上させることができ、インジェクタ全体の性能向上を図ることができる。

（実施例１）
本発明の実施例にかかる積層型圧電素子及びその製造方法について、図１〜図８を用いて説明する。
本例の積層型圧電素子１は、図１に示すごとく、圧電材料よりなる圧電層１１と導電性を有する内部電極層２０とを交互に積層してなるセラミック積層体１０を有し、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に導電性接着剤３３を介して外部電極３４を接合してなる。
また、導電性接着剤３３には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体４が埋設されている。
以下、これを詳説する。

本例の積層型圧電素子１において、セラミック積層体１０は、図２に示すごとく、略円柱状を呈する積層体の外周面に、相互に対面する一対の側面１０１、１０２を形成してなる断面樽形状を呈している。なお、セラミック積層体１０の断面形状としては、本例の樽形に限定されるものではなく、用途、使用状況に合わせて円形、四角形、八角形等の様々な形状に変更可能である。

また、図１、図２に示すごとく、セラミック積層体１０は、上述のごとく、圧電層１１と内部電極層２０とが交互に積層されている。また、積層された内部電極層２０は、端部の一部を一対の側面１０１、１０２に交互に露出している。また一方で、内部電極層２０は、端部の一部を電極控え部１９によってセラミック積層体１０の内方に控えている。つまり、本例のセラミック積層体１０は、いわゆる電極控え構造を有している。また、セラミック積層体１０の積層方向両端には、圧電変位が生じない保護層１２が設けられている。

なお、圧電層１１は、圧電材料であるジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）であり、保護層１２は、圧電層１１と同材料で構成されている。また、内部電極層２０は、Ａｇ／Ｐｄ合金により構成されている。
また、セラミック積層体１０の構造としては、本例の部分電極構造の他、全面電極構造やその他の種々の構造を採用することができる。

また、図１に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２には、それぞれ導電性接着剤３３が配設されている。そして、各導電性接着剤３３には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体４全体が埋設されている。網目体４は、本例のように全体を導電性接着剤３３に埋設することもできるし、一部を埋設する構成とすることもできる。

なお、本例の網目体４は、図８（ａ）に示すごとく、非金属材料よりなる線材４１を網目状に編んで構成されている。網目体４の網目形状は、線材４１を斜め方向に編んだ菱形状を呈している。網目のピッチＰは４００μｍである。
また、線材４１は、アルミナ繊維の微細な単糸を複数本束ねてなる繊維集合体である。この繊維集合体は、束ねた繊維を樹脂等で被覆して、集束させたものである。アルミナ繊維の比重は３．６ｇ／ｃｍ³、単糸繊維径は８μｍである。また、線材４１の径は２００μｍである。
また、網目体４（線材４１）の表面全体は、導電性材料としてのＡｇにより被覆されている。これにより、網目体４自身が導電性を有するものとなっている。

また、図１に示すごとく、導電性接着剤３３に埋設されている網目体４の一方の端部４０１には、外部電極３４としてのリード線が接合されている。外部電極３４は、外部電極３４の一方の端部３４１が網目体４の端部４０１に接触した状態で接合されている。
また、図示を省略したが、セラミック積層体１０の外周面は、全体を覆うように絶縁樹脂であるシリコーン樹脂よりなるモールド材でモールドされている。

また、図１に示すごとく、上記構成の積層型圧電素子１において、内部電極層２０と外部電極３４とは、導電性接着剤３３及び網目体４を介して電気的に導通している。
なお、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に露出した内部電極層２０と導電性接着剤３３との導通性を向上させるために、側面電極を両者の間、すなわち側面１０１、１０２に形成する構成とすることもできる。この場合には、薄膜で導電性を有する側面電極を、側面１０１、１０２に露出した内部電極層２０を覆うように形成する。また、側面電極は、内部電極層２０と同材料を用いることが好ましい。

次に、積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
本例の積層型圧電素子１を製造するに当たっては、積層体形成工程、接着剤塗布工程、網目体配設工程、及び外部電極接合工程を行う。

積層体形成工程は、圧電層１１と内部電極層２０とを交互に積層して、セラミック積層体１０を形成する工程である。
接着剤塗布工程は、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に、導電性接着剤３３を塗布する工程である。
網目体配設工程は、導電性接着剤３３に、非金属材料を網目状に形成してなる網目体４を埋設する工程である。
外部電極接合工程は、導電性接着剤３３に、外部電極３４を接合する工程である。
以下、これを詳説する。

＜積層体形成工程＞
まず、圧電層１１となるグリーンシートを作製する。
圧電材料となるセラミックス原料粉末を準備し、８００〜９５０℃で仮焼する。そして、仮焼粉に純水、分散剤等を加えてスラリー状とし、パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕物を乾燥、粉脱脂した後、溶剤、バインダー、可塑剤、分散剤等を加えてスラリー状とし、ボールミルにより混合する。このスラリーを真空装置内で撹拌機により撹拌しながら真空脱泡、粘度調整を行う。

そして、図３に示すごとく、ドクターブレード法により、上記スラリーをキャリアフィルム１１９上に塗布し、一定厚みのグリーンシート１１０を成形する。図３では、長尺のグリーンシート１１０の一部分を示してある。
なお、本例では、圧電材料となるセラミックス原料としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた。また、グリーンシート１１０の成形方法としては、本例で用いたドクターブレード法以外にも、押出成形法やその他種々の方法を用いることができる。

次に、図３に示すごとく、成形したグリーンシート１１０の打ち抜き領域５０において、内部電極層２０となる電極材料２００をスクリーン印刷する。そして、電極材料２００を印刷した部分と他の部分との高さを略一致させるため、電極材料２００が印刷されていない部分に、電極材料２００と同じ厚みでスペーサ層１１１をスクリーン印刷する。さらに、印刷した電極材料２００及びスペーサ層１１１の上に、グリーンシート１１０を積層する際の接着効果を高めるための接着層１１２をスクリーン印刷する。

なお、ここでいう打ち抜き領域５０とは、後の工程においてグリーンシート１１０を打ち抜く領域のことである。また、本例の打ち抜き領域５０は、樽形状を呈しているが、例えば円形、四角形、八角形等、作製するセラミック積層体１０の形状に合わせて変更することができる。
また、本例では、後述する打ち抜き積層装置によるグリーンシート１１０の打ち抜きと積層とを効率よく進めるため、予め長尺のグリーンシート１１０の長手方向に、側面に露出する電極材料２００の端部２０１の向きが交互に逆向きになるように印刷を施しておく（図３参照）。

また、電極材料２００としては、Ａｇ／Ｐｄ合金のペーストを用いた。これ以外にも、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の単体、Ｃｕ／Ｎｉ等の合金を用いることができる。
また、スペーサ層１１１及び接着層１１２としては、グリーンシート１１０と同材料のペーストを用いた。

次に、グリーンシート１１０の打ち抜きと積層とを同時に進行できるよう構成されている打ち抜き積層装置（図示略）を用いて、グリーンシート１１０の打ち抜きと積層とを並行して行う。まず、印刷を施したグリーンシート１１０をキャリアフィルム１１９ごと上記打ち抜き積層装置にセットし、グリーンシート１１０の打ち抜き領域５０を打ち抜く。これにより、図４に示すごとく、シート片５１を得る。

なお、上記打ち抜き積層装置としては、例えばグリーンシート１１０を打ち抜くためのトムソン刃等を備えた打ち抜き手段と、打ち抜いたグリーンシート１１０（シート片５１）を積層して積層体を形成し、それを保持する積層体保持手段とを有するものを用いることができる。

次に、図５に示すごとく、得られたシート片５１を、側面に露出している電極材料２００の端部２０１の向きが交互になるようにして積層する。このとき、シート片５１の積層方向両端には、圧電変位が生じない部分である保護層１２となる保護層形成用シート１２０を積層しておく。保護層形成用シート１２０は、グリーンシート１１０と同材料のものである。これにより、中間積層体１００を得る。

次に、中間積層体１００に対して、脱脂を行う。加熱条件は、８０時間かけて徐々に５００℃まで加熱し、５時間保持する。これにより、中間積層体１００に含まれているバインダー等の有機成分を除去する。そして、脱脂後の中間積層体１００に対して、最高温度１０６５℃で２時間焼成を行う。これにより、図２に示すごとく、セラミック積層体１０を得る。

セラミック積層体１０は、図２に示すごとく、グリーンシート１１０により形成された圧電層１１と電極材料２００により形成された内部電極層２０とを交互に積層してなる。また、接着層１１２は、圧電層１１の一部となっており、スペーサ層１１１は、内部電極層２０の端部を内方に控えた部分である電極控え部１９となっている。また、セラミック積層体１０の積層方向両端には、保護層形成用シート１２０により保護層１２が形成されている。

＜接着剤塗布工程＞
次に、図６に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１に、導電性接着剤３３を塗布する。
なお、本例の導電性接着剤３３としては、樹脂材料としてのエポキシ樹脂中に導電性フィラーとしてのＡｇよりなる金属フィラーを分散させたものを用いた。

＜網目体配設工程＞
次に、同図に示すごとく、導電性接着剤３３に、非金属材料よりなる線材４１を網目状に編んで構成された網目体４を埋設する。線材４１は、上述したように、微細な単糸のセラミック繊維であるアルミナ繊維を束ねた繊維集合体よりなる。このとき、網目体４全体を導電性接着剤３３中に埋設する（図１参照）。

＜外部電極接合工程＞
次に、同図に示すごとく、外部電極３４の端部３４１を導電性接着剤３３に埋め込むように配置する。このとき、導電性接着剤３３に埋設した網目体４の端部４０１と外部電極３４の端部３４１とが接触するように配置する（図１参照）。

さらに、同図に示すごとく、外部電極３４の接合強度を補強するため、外部電極３４の端部３４１を配置した部分に、その部分を覆うように導電性接着剤３３を塗布する（図１参照）。そして、導電性接着剤３３を加熱硬化させ、外部電極３４を接合する。
なお、図６は、セラミック積層体１０の側面１０１に、導電性接着剤３３及び網目体４を配設し、外部電極３４を接合する工程を示す概念図である。

次に、セラミック積層体１０の側面１０２にも、上述した側面１０１と同様の工程を行う。以上により、図７に示すごとく、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に、導電性接着剤３３及び網目体４を配設し、外部電極３４を接合する。
最後に、図示を省略するが、セラミック積層体１０の側面全周をモールド材によりモールドする。これにより、図１の積層型圧電素子１を完成させる。

次に、本例の積層型圧電素子１における作用効果について説明する。
本例の積層型圧電素子１において、導電性接着剤３３には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体４が埋設されている。そのため、素子の駆動時、すなわち圧電変位によりセラミック積層体１０が積層方向に伸縮した際に、セラミック積層体１０の側面１０１、１０２に設けられた導電性接着剤３３に生じる応力を、導電性接着剤３３に埋設されている網目状を有する網目体４によって分散・緩和することができる。

また、網目体４は、非金属材料により構成されている。そして、網目体４が埋設されている導電性接着剤３３は、主成分となる樹脂材料中に導電性フィラーを含有させたものである。そのため、非金属よりなる網目体４は、網目体４を金属材料で構成した場合に比べて、駆動時の導電性接着剤３３に対する追従性が高く、上記応力をより効果的に緩和することができる。

これにより、素子の繰り返しの駆動においても、上記応力を充分に緩和することができ、該応力に起因する導電性接着剤３３のクラック発生を抑制することができる。そして、導電性接着剤３３を介して電気的に導通している内部電極層２０と外部電極３４とは、その導通性を長期的に確保することができ、通電不良等の不具合の発生を抑制することができる。よって、積層型圧電素子１は、長期間の使用においても、優れた耐久性及び信頼性を有するものとなる。

また、本例では、網目体４は、網目体４の全体が導電性接着剤３３に埋設されている。そのため、網目体４による応力緩和効果を充分に得ることができ、導電性接着剤３３のクラック発生をさらに抑制することができる。これにより、積層型圧電素子１の耐久性及び信頼性を向上させることができる。

また、網目体４は、非金属であるアルミナ繊維により構成されている。そのため、駆動時の導電性接着剤３３に対する、網目体４の追従性を充分なものとすることができる。
また、網目体４は、微細な単糸のアルミナ繊維を束ねた繊維集合体である線材４１を網目状に編んで構成されている。網目体４を繊維で構成することにより、網目体４の軽量化を図ることができる。これにより、駆動時の導電性接着剤３３に対する、網目体４の追従性を効果的に向上させることができる。また、網目体４は繊維集合体であるため、網目体４による応力緩和効果をより一層発揮することができる。

また、網目体４を構成する線材４１の径は２００μｍであり、網目体４の網目のピッチＰは４００μｍである。そのため、網目体４自身の強度を充分に確保することができる。また、駆動時の導電性接着剤３３に対する、網目体４の追従性を向上させる効果を充分に発揮することができる。

また、網目体４の表面は、導電性材料としてのＡｇにより被覆されている。そのため、網目体４は、導電性を有するものとなる。これにより、内部電極層２０と外部電極３４との間の導通性を、導電性接着剤３３及び網目体４を介して確保することができ、上記導電性を向上させることができる。また、本例のように、外部電極３４を網目体４に直接接合することにより、上記導電性をより確実なものとすることができる。もちろん、外部電極３４を導電性接着剤３３に接合した場合でも、上記導電性を充分に確保することができる。

このように、本例によれば、耐久性及び信頼性に優れた積層型圧電素子及びその製造方法を提供することができる。

なお、本例では、網目体４を構成する材料としてアルミナを用いたが、これ以外にも、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエステル、メタ系アラミド等の樹脂や、炭化珪素系、窒化珪素系等のセラミックや、無アルカリガラス系等のガラスを用いることができる。また、カーボンを用いることができる。
また、網目体４を構成する材料の形状としては、繊維を束ねてなる繊維集合体を用いたが、その他の形状のものを用いることもできる。

また、網目体４の網目形状としては、本例の図８（ａ）のように、線材４１を斜め方向に編んだ菱形状としてもよいし、図８（ｂ）のように、縦横に編んだ四角形状とすることもできる。また、これ以外にも、円形、三角形、六角形等、様々な網目形状とすることができる。
また、網目体４としては、図８（ｃ）のように、線材４１を編んで円筒状に形成した網目体４を平らにしたものや、図８（ｄ）のように、線材４１を巻き網のように巻いて形成したものを用いることもできる。
また、網目体４は、本例のように複数の線材４１を網目状に編んで形成したものでもよいし、網目状のものを一体的に形成したものでもよい。

（実施例２）
本例は、実施例１の積層型圧電素子１をインジェクタの圧電アクチュエータとして用いた例である。
本例のインジェクタ６は、図９に示すごとく、ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムに適用したものである。
このインジェクタ６は、同図に示すごとく、駆動部としての積層型圧電素子１が収容される上部ハウジング６２と、その下端に固定され、内部に噴射ノズル部６４が形成される下部ハウジング６３を有している。

上部ハウジング６２は略円柱状で、中心軸に対し偏心する縦穴６２１内に、積層型圧電素子１が挿通固定されている。
縦穴６２１の側方には、高圧燃料通路６２２が平行に設けられ、その上端部は、上部ハウジング６２上側部に突出する燃料導入管６２３内を経て外部のコモンレール（図示略）に連通している。

上部ハウジング６２上側部には、また、ドレーン通路６２４に連通する燃料導出管６２５が突設し、燃料導出管６２５から流出する燃料は、燃料タンク（図示略）へ戻される。
ドレーン通路６２４は、縦穴６２１と駆動部（積層型圧電素子）１との間の隙間６０を経由し、さらに、この隙間６０から上下ハウジング６２、６３内を下方に延びる図示しない通路によって後述する３方弁６５１に連通してしる。

噴射ノズル部６４は、ピストンボデー６３１内を上下方向に摺動するノズルニードル６４１と、ノズルニードル６４１によって開閉されて燃料溜まり６４２から供給される高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射する噴孔６４３を備えている。燃料溜まり６４２は、ノズルニードル６４１の中間部周りに設けられ、上記高圧燃料通路６２２の下端部がここに開口している。ノズルニードル６４１は、燃料溜まり６４２から開弁方向の燃料圧を受けるとともに、上端面に面して設けた背圧室６４４から閉弁方向の燃料圧を受けており、背圧室６４４の圧力が降下すると、ノズルニードル６４１がリフトして、噴孔６４３が開放され、燃料噴射がなされる。

背圧室６４４の圧力は３方弁６５１によって増減される。３方弁６５１は、背圧室６４４と高圧燃料通路６２２、またはドレーン通路６２４と選択的に連通させる構成である。ここでは、高圧燃料通路６２２またはドレーン通路６２４へ連通するポートを開閉するボール状の弁体を有している。この弁体は、上記駆動部１により、その下方に配設される大径ピストン６５２、油圧室６５３、小径ピストン６５４を介して、駆動される。

そして、本例においては、上記構成のインジェクタ６における駆動源として、実施例１の積層型圧電素子１を用いている。この積層型圧電素子１は、上記のごとく、優れた耐久性・信頼性を有するものである。そのため、インジェクタ６全体の性能向上を図ることができる。

実施例１における、積層型圧電素子の構造を示す説明図。 実施例１における、セラミック積層体の全体構造を示す説明図。 実施例１における、グリーンシートに印刷を施す工程を示す説明図。 実施例１における、シート片を示す説明図。 実施例１における、中間積層体を形成する工程を示す説明図。 実施例１における、セラミック積層体の側面に施す工程を示す説明図。 実施例１における、セラミック積層体の側面に導電性接着剤、網目体、及び外部電極を配設した状態を示す説明図。 実施例１における、（ａ）〜（ｄ）網目体の網目形状の例を示す説明図。 実施例２における、インジェクタの構造を示す説明図。

符号の説明

１ 積層型圧電素子
１０ セラミック積層体
１０１、１０２ 側面（セラミック積層体の側面）
１１ 圧電層
２０ 内部電極層
３３ 導電性接着剤
３４ 外部電極
４ 網目体
６ インジェクタ

Claims (13)

1. 圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に導電性接着剤を介して外部電極を接合してなる積層型圧電素子において、
   上記導電性接着剤には、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部が埋設されていることを特徴とする積層型圧電素子。
2. 請求項１において、上記網目体は、樹脂、セラミック、カーボン、又はガラスのいずれかにより構成されていることを特徴とする積層型圧電素子。
3. 請求項１又は２において、上記網目体は、非金属材料よりなる繊維を編んで構成されていることを特徴とする積層型圧電素子。
4. 請求項３において、上記網目体を構成する繊維は、微細な繊維を束ねてなる繊維集合体であることを特徴とする積層型圧電素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記網目体の表面は、導電性材料により被覆されていることを特徴とする積層型圧電素子。
6. 請求項５において、上記導電性材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎの少なくとも１種以上を含んでいることを特徴とする積層型圧電素子。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、上記積層型圧電素子は、インジェクタの駆動源として用いられるインジェクタ用圧電アクチュエータであることを特徴とする積層型圧電素子。
8. 圧電材料よりなる圧電層と導電性を有する内部電極層とを交互に積層してなるセラミック積層体を有し、該セラミック積層体の側面に導電性接着剤を介して外部電極を接合してなる積層型圧電素子を製造する方法において、
   上記圧電層と上記内部電極層とを交互に積層して、上記セラミック積層体を形成する積層体形成工程と、
   上記セラミック積層体の側面に、上記導電性接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
   上記導電性接着剤に、非金属材料を網目状に形成してなる網目体の少なくとも一部を埋設する網目体配設工程と、
   上記導電性接着剤に、上記外部電極を接合する外部電極接合工程とを有することを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
9. 請求項８において、上記網目体は、樹脂、セラミック、カーボン、又はガラスのいずれかにより構成されていることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
10. 請求項８又は９において、上記網目体は、非金属材料よりなる繊維を編んで構成されていることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
11. 請求項１０において、上記網目体を構成する繊維は、微細な繊維を束ねてなる繊維集合体であることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項において、上記網目体の表面は、導電性材料により被覆されていることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。
13. 請求項１２において、上記導電性材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎの少なくとも１種以上を含んでいることを特徴とする積層型圧電素子の製造方法。

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