JP4967239B2

JP4967239B2 - 積層型圧電素子

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Publication number: JP4967239B2
Application number: JP2005029368A
Authority: JP
Inventors: 誠志佐々木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: JP2006216850A

Description

本発明は、例えば燃料噴射装置等に用いられる積層型圧電素子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。特許文献１に記載の積層型圧電素子は、圧電材料の層と内部電極とが交互に積層されてなる積層体と、この積層体の側面に設けられ、内部電極と電気的に接続された外部電極とを備え、積層体の側面には、積層体の積層方向と交差する方向に沿って延在するスリットが所定の間隔で形成されている。
特開平４−３３７６８２号公報

しかしながら、上記従来技術のように単に積層体の側面にスリットを入れただけでは、自動車エンジン用の燃料噴射装置等といった厳しい環境下で使用される場合には、耐久性の面で不十分であった。具体的には、内部電極に電圧を印加すると、隣り合う異極の内部電極に挟まれる圧電体（圧電活性層）が伸縮することで積層体が変位するが、この積層体の変位が繰り返し行われると、圧電活性層にクラックが入りやすくなり、最悪の場合には素子の絶縁破壊を引き起こすおそれがある。

本発明の目的は、積層体の圧電活性層にクラックが生じることを確実に防止できる積層型圧電素子を提供することである。

本発明は、複数の圧電体と複数の内部電極とを交互に積層してなる積層体と、複数の内部電極のうち同一極の内部電極同士を電気的に接続する外部電極とを備え、内部電極に電圧を印加することにより圧電体が伸縮して積層体が変位する積層型圧電素子であって、積層体の側面には、積層体の積層方向と交差する方向に沿って延在し、積層体が変位するときに積層体に発生する応力を緩和させる応力緩和部が形成されており、応力緩和部は、互いに隣り合う同一極の内部電極に挟ま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、隣り合う異極の内部電極に挟まれている圧電体は、内部電極に電圧を印加した時に伸縮動作が生じる圧電活性層であるが、隣り合う同一極の内部電極に挟まれている圧電体は、内部電極に電圧を印加しても伸縮動作が生じない圧電不活性層である。このため、内部電極に電圧を印加して積層体を変位させたときには、積層体の歪みによって圧電不活性層に応力が集中することになる。このことは、本発明者らが行ったシミュレーションや実験等により明らかにされている。ここで、応力緩和部は、積層体の側面における隣り合う同一極の内部電極に挟まれた圧電不活性層に形成されている。従って、例えば積層体の変位を繰り返し行うことで、積層体に万が一クラックが生じるようなときには、応力緩和部に選択的（優先的）にクラックが入るようになる。これにより、例えば積層型圧電素子が厳しい環境下で使用される場合であっても、積層体の圧電活性層にクラックが生じることを確実に防止できる。

また、積層体の内部における応力緩和部に対応する部位には、フローティング電極が設けられている。フローティング電極とは、内部電極その他と電気的に接続されない電気的に浮いた状態の電極である。この場合には、フローティング電極を挟んで隣り合う圧電体同士の接着力が低下することになるため、積層体の応力緩和部にクラックが生じても、そのクラックはフローティング電極に沿って延びることになる。これにより、クラックが積層体の積層方向に延びることは無いため、積層体の圧電活性層にクラックが生じることを一層確実に防止できる。

本発明によれば、積層体の圧電活性層へのクラックの発生が確実に防止されるので、異極の内部電極同士のショートによる積層型圧電素子の絶縁破壊を回避することができる。これにより、積層型圧電素子の耐久性を向上させることが可能となる。

以下、本発明に係わる積層型圧電素子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斜視図であり、図２は、その積層型圧電素子の側断面図である。各図において、本実施形態の積層型圧電素子１は、例えば自動車に搭載されるエンジンのインジェクタ（燃料噴射装置）に用いられるものである。

積層型圧電素子１は、四角柱状の積層体２を備えている。積層体２は、複数の圧電体３と複数の内部電極４Ａ及び複数の内部電極４Ｂとを積層してなるものである。圧電体３は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を主成分とする圧電セラミック材料で形成されている。内部電極４Ａ，４Ｂは、Ａｇ，Ｐｄを主成分とする導電材料で形成されている。積層型圧電素子１の寸法は、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ×３５ｍｍ程度である。圧電体３の厚さは、１層当たり８０〜１００μｍ程度である。また、圧電体３の積層数は、例えば３００〜５００層程度である。内部電極４Ａ，４Ｂの厚さは、例えば０．５〜５．０μｍ程度である。

内部電極４Ａは、積層体２の側面２ａに露出するように形成され、内部電極４Ｂは、積層体２の反対側の側面２ｂに露出するように形成されている。これにより、内部電極４Ａ，４Ｂの一部が互いに重なり合うこととなる。

積層体２は、複数の活性部５と、各活性部５間に設けられた複数の不活性部６とを有している。活性部５では、異極の内部電極４Ａ，４Ｂが圧電体３を介して交互に積層されている。積層体２の積層方向（上下）に隣り合う内部電極４Ａ，４Ｂに挟まれる圧電体３は、内部電極４Ａ，４Ｂに電圧を印加したときに積層体２の積層方向に伸縮する圧電活性層３Ｐを構成している。不活性部６では、同極の内部電極４Ａ，４Ａが圧電体３を介して積層されている。上下に隣り合う内部電極４Ａ，４Ａに挟まれる圧電体３は、内部電極４Ａ，４Ｂに電圧を印加しても伸縮しない圧電不活性層３Ｑを構成している。また、積層体２の下端部には、圧電体３からなるベース部７が設けられ、積層体２の上端部には、圧電体３からなるフタ部８が設けられている。

積層体２の側面２ａ，２ｂには、積層体２の積層方向に対して直交（交差）する方向に延在する複数のスリット（溝部）９が形成されている。これらのスリット９は、圧電体３が積層体２の積層方向に伸縮することで積層体２が変位する時に積層体２に発生する応力を緩和させる応力緩和部であり、不活性部６の圧電体３（圧電不活性層３Ｑ）に形成されている。スリット９は、側面２ａ，２ｂの一方の縁から他方の縁まで延びている。また、スリット９は、内部電極４Ａ，４Ｂが重なり合う領域内まで入り込んでいる。なお、スリット９の長さ（溝深さ）は、例えば側面２ａ，２ｂから０．２ｍｍ程度である。このようなスリット９は積層体２の所定層毎に形成されているので、スリット９の数が多すぎて積層体２の強度等を損なうという事は無い。

積層体２の側面２ａには、各内部電極４Ａと電気的に接続された外部電極１０Ａが設けられ、積層体２の側面２ｂには、各内部電極４Ｂと電気的に接続された外部電極１０Ｂが設けられている。

外部電極１０Ａ，１０Ｂは、各活性部５に対応して設けられた複数の電極部１１と、これらの電極部１１の外側に配置され、積層体２の積層方向に矩形波状に延在する電極部１２とからなっている。電極部１２は、積層体２の積層方向に対して伸縮性（柔軟性）をもつように各電極部１１にスポット的に接合されている。このような構成とすることにより、各内部電極４Ａ同士の電気的接続と各内部電極４Ｂ同士の電気的接続とを確保しつつ、圧電体３の伸縮動作の阻害を抑制することができる。なお、電極部１１，１２同士の接合は、半田付け、溶接、導電性接着剤等により行う。また、電極部１１は、例えばＡｇ、Ａｕ及びＣｕのいずれかを主成分とする導電材料で形成されている。電極部１２は、例えばＣｕ及びその合金、Ｎｉ及びその合金、ベリリウム銅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、外部電極１０Ａ，１０Ｂ間に電圧を印加すると、外部電極１０Ａ，１０Ｂと接続された内部電極４Ａ，４Ｂ間に電圧が印加されることになる。これにより、積層体２における異極の内部電極４Ａ，４Ｂに挟まれた圧電体３（圧電活性層３Ｐ）に電界が生じ、この圧電活性層３Ｐが伸縮し、その結果として積層体２が積層方向に変位するようになる。

次に、上述した積層型圧電素子１を製造する方法について説明する。まず、例えば粉体密度が8000kg/m³のＰＺＴを主成分としたセラミック粉体を用意し、これに有機バインダ及び有機溶剤等を混合したペーストを作製する。そして、例えばドクターブレード法によって、上記ペーストをキャリアフィルム（図示せず）上に塗布することにより、図３に示すように、上記の圧電体３となる矩形状のセラミックグリーンシート１３を形成する。なお、キャリアフィルムとしては、例えば透明ＰＥＴフィルムを用いる。

続いて、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いて、図４に示すように、上記のスリット５を作り出すための複数対（ここでは４対）のスリット孔１４をグリーンシート１３に形成する。具体的には、グリーンシート１３の所定位置にＮｄ：ＹＡＧレーザの第３次高調波（波長３５５ｎｍ）または第２次高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザ光を照射して、スリット孔１４を形成する。このとき、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの高調波をＱスイッチングにより繰り返し発振させたレーザ光を照射するのが好ましい。この時のレーザ照射条件としては、例えば繰り返し周波数が３０ｋＨｚ、パルス幅が２１０nsec、出力が５Ｗである。これにより、所望形状のスリット孔１４を容易に且つ精度良く加工することができる。なお、このようなスリット孔１４が形成されたグリーンシート１３をスリット付きグリーンシート１５とする。

続いて、スリット付きグリーンシート１５とは異なるグリーンシート１３の上面に、図５に示すように、上記の内部電極４Ａ，４Ｂとなる内部電極パターン１６をスリット孔１４に対応して４つ形成する。具体的には、例えばＡｇ：Ｐｄ＝７：３の比率で構成された導電材料と有機バインダ及び有機溶剤等とを混合したペーストを作製し、例えばスクリーン印刷法により内部電極パターン１６を印刷する。なお、このような内部電極パターン１６が印刷されたグリーンシート１３を電極付きグリーンシート１７とする。

続いて、図３に示すようなグリーンシート１３とスリット付きグリーンシート１５と電極付きグリーンシート１７とを所定の枚数だけ所定の順序で積層することで、上記の活性部５、不活性部６、ベース部７及びフタ部８に相当する部分を有するグリーン積層体を形成する。電極付きグリーンシート１７は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上記の内部電極４Ａとなる内部電極パターン１６を有する電極付きグリーンシート１７Ａと、上記の内部電極４Ｂとなる内部電極パターン１６を有する電極付きグリーンシート１７Ｂとを含んでいる。電極付きグリーンシート１７Ｂは、電極付きグリーンシート１７Ａに対して向きを１８０度反対にした状態で積層される。

このとき、上記の活性部５に相当する部分については、上から電極付きグリーンシート１７Ａ、グリーンシート１３、グリーンシート１３、電極付きグリーンシート１７Ｂ、グリーンシート１３、グリーンシート１３、電極付きグリーンシート１７Ａ…となるように積層する。上記の不活性部６に相当する部分については、上から電極付きグリーンシート１７Ａ、スリット付きグリーンシート１５、グリーンシート１３及び電極付きグリーンシート１７Ａとなるように積層する。上記のベース部７及びフタ部８に相当する部分については、複数枚のグリーンシート１３を積層する。

続いて、そのようにして形成されたグリーン積層体に対し、例えば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、各層のグリーンシート１３，１５，１７Ａ，１７Ｂを圧着させる。そして、圧着後のグリーン積層体を、図６に示す１点鎖線Ｓに沿って所定の寸法に切断することにより、４つのグリーン積層体に分割する。このとき、これらの分割されたグリーン積層体における対向する２つの側面には、スリット孔１４によってスリット（溝部）５が形成されることになる。なお、グリーン積層体の切断は、例えばダイヤモンドブレードにより行う。

続いて、切断後のグリーン積層体をセッターに載せ、当該グリーン積層体の脱脂（脱バインダ）を例えば４００℃前後の温度で１０時間程度行う。その後、脱脂後のグリーン積層体が載置されたセッターを密閉こう鉢内に入れ、当該グリーン積層体の焼成を例えば１１００℃程度の温度で２時間程度行い、焼結体として上記の積層体２を得る。

続いて、積層体２の側面２ａに外部電極１０Ａを形成すると共に、積層体２の側面２ｂに外部電極１０Ｂを形成する。具体的には、まず例えばＡｇを主成分とする導電ペーストを積層体２の側面２ａ，２ｂにスクリーン印刷した後、焼付処理を行うことで、側面２ａ，２ｂにそれぞれ複数の電極部１１を形成する。なお、この電極部１１の形成手法としては、焼付の代わりにスパッタリング法や無電解メッキ法等を用いても良い。そして、波状に延びる電極部１２を、例えば半田付けにより各電極部１１と接合する。なお、電極部１２は、例えばベリリウム銅からなる板材を矩形波形状に加工し、ニッケルめっきとスズめっきとを施すことによって得られる。

最後に、例えば温度１２０℃の環境下で、圧電体３の厚みに対する電界強度が２ｋＶ／ｍｍとなるように所定の電圧を例えば３分間印加することにより、分極処理を行う。これにより、積層型圧電素子１が完成する。

ところで、上述した積層型圧電素子１の製造方法のように、複数種類のグリーンシートを積層してグリーン積層体を形成した後、そのグリーン積層体を一体焼成して積層体を形成する場合には、積層型圧電素子を比較的簡単に製造できるため、大量生産に有利である。また、複数枚の焼成済みグリーンシートを接着により積み重ねて積層体を作る場合と異なり、接着層による積層体の変位ロスが生じることは無いので、積層体の変位量を増大させることができる。しかし、積層数が多い積層体を一体焼成で作る場合には、積層型圧電素子が長期間にわたって使用されると、積層体の変位の繰り返しにより積層体に微細なクラックが発生しやすくなる。特に本実施形態のように、エンジン用のインジェクタといった厳しい環境の条件下で積層型圧電素子が使用される場合には、そのようなクラックの発生がより顕著になる。ここで、積層体の圧電活性領域にクラックが発生すると、異極の電極同士が電気的にショートして素子が故障することがある。

これに対し本実施形態においては、積層体２の変位時に積層体２にかかる応力を緩和させるスリット９を積層体２の側面２ａ，２ｂに有している。そして、スリット９を挟んで対向する隣り合う２つの内部電極は、同一極の内部電極４Ａとなっている。つまり、スリット９は、変位に寄与しない圧電不活性層３Ｑに形成されている。このため、内部電極４Ａ，４Ｂ間に電圧を印加することで、各圧電活性層３Ｐが伸縮して積層体２が積層方向に変位し、積層体２の歪みが発生したときには、圧電不活性層３Ｑに積極的に応力が集中するようになる。

従って、例えば積層体２を繰り返し変位させることにより、積層体の側面２ａ，２ｂから積層体２の内部に至る微細クラックが生じざるを得ない場合には、微細クラックは選択的（優先的）にスリット９を起点として圧電不活性層３Ｑのみに入ることになる。このため、積層体２の積層数が多い場合であっても、圧電活性層３Ｐにはクラックが発生せず、圧電活性層３Ｐが守られる。よって、異極の内部電極４Ａ，４Ｂ同士の電気的ショートが防止され、積層型圧電素子１の絶縁破壊が回避される。これにより、積層型圧電素子１の駆動耐久性を向上させることができる。

図７は、本発明に係わる積層型圧電素子の他の実施形態を示す側断面図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の積層型圧電素子２０は積層体２を有し、この積層体２の内部におけるスリット９に対応する部位には、内部電極４Ａ，４Ｂと電気的に接続されない浮いた状態のダミー電極（フローティング電極）２１が形成されている。ダミー電極２１は、積層体２の側面２ａに形成されたスリット９から積層体２の側面２ｂに形成されたスリット９まで延びている。ダミー電極２１は、内部電極４Ａ，４Ｂと同じ導電材料で形成されている。ダミー電極２１の厚さは、例えば内部電極４Ａ，４Ｂと同等である。

このような積層型圧電素子２０を製造する場合には、上述したスリット付きグリーンシート１５（図４参照）を形成した後、図８に示すように、上記のダミー電極２１となるダミー電極パターン２２を同じグリーンシート１３の上面に形成する。このダミー電極パターン２２の形成方法は、上述した内部電極パターン１６の形成方法と同様である。このとき、ダミー電極パターン２２は、スリット付きグリーンシート１５における各対（４対）の２つのスリット孔１４間の領域に形成される。なお、このようなスリット孔１４及びダミー電極パターン２２が形成されたグリーンシート１３をスリット・電極付きグリーンシート２３とする。

その後、グリーンシート１３（図３参照）、電極付きグリーンシート１７（図５参照）及びスリット・電極付きグリーンシート２３を所定の枚数だけ所定の順序で積層することで、グリーン積層体を形成する。そして、上述した実施形態と同様にして、グリーン積層体のプレス、切断、脱バインダ、焼成、外部電極の形成、分極処理を実施することにより、積層体２の内部にダミー電極２１を有する積層型圧電素子２０が得られる。

このような積層型圧電素子２０では、積層体２の内部におけるスリット９の形成部位にダミー電極２１が設けられているので、ダミー電極２１を挟んで上下の圧電体３同士の接着力が低下する。このため、積層体２にクラックが発生せざるを得ない場合には、クラックはより選択的（積極的）にスリット９に入りやすくなる。このとき、スリット９にクラックが入ったとしても、そのクラックはダミー電極２１と圧電体３との界面に沿って横方向に延びることになる。従って、積層体２の積層方向に延びるクラックが圧電活性層３Ｐに生じることが確実に防止される。これにより、積層型圧電素子２０の駆動耐久性を向上させることができる。

図９は、本発明に係わる積層型圧電素子の更に他の実施形態を示す側断面図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態の積層型圧電素子３０は積層体２を有し、この積層体２の内部におけるスリット９に対応する部位には、圧電体３よりも強度の低い低強度層３１が形成されている。低強度層３１は、積層体２の側面２ａに形成されたスリット９から積層体２の側面２ｂに形成されたスリット９まで延びている。低強度層３１は、圧電体３を形成する圧電セラミック材料と同一組成のセラミック材料で形成されている。低強度層３１の厚さは、例えば内部電極４Ａ，４Ｂと同等である。

このような積層型圧電素子３０を製造する場合には、上述したスリット付きグリーンシート１５（図４参照）を形成した後、図１０に示すように、上記の低強度層３１となる補助層３２を同じグリーンシート１３の上面に形成する。

具体的には、上述したグリーンシート１３の形成方法と同様に、ＰＺＴを主成分としたセラミック粉体に有機バインダ及び有機溶剤等を混合したペーストを作製する。そして、そのペーストをスクリーン印刷することにより、スリット付きグリーンシート１５の上面に補助層３２を形成する。この時にセラミック粉体に対する有機バインダの量の比率を、グリーンシート１３を形成するセラミック粉体に対する有機バインダの量の比率よりも大きくする。なお、補助層３２は、スリット付きグリーンシート１５における各対（４対）の２つのスリット孔１４間の領域に形成される。なお、このようなスリット孔１４及び補助層３２が形成されたグリーンシート１３をスリット・補助層付きグリーンシート３３とする。

その後、グリーンシート１３（図３参照）、電極付きグリーンシート１７（図５参照）及びスリット・補助層付きグリーンシート３３を所定の枚数だけ所定の順序で積層することで、グリーン積層体を形成する。そして、上述した実施形態と同様にして、グリーン積層体のプレス、切断、脱バインダを行う。

続いて、上述した実施形態と同様の条件で、グリーン積層体の焼成を行い、焼結体としての積層体２を得る。このとき、上述したように、補助層３２を形成するセラミック材料に対する有機バインダの量の比率を、グリーンシート１３を形成するセラミック材料に対する有機バインダの量の比率よりも大きくしてあるので、補助層３２には空孔が形成されやすくなる。このため、補助層３２は、圧電体３よりも密度（強度）の低い低強度層３１となる。ここで、補助層３２はグリーンシート１３と同じ組成のＰＺＴを主成分とするセラミック材料で形成されているため、補助層３２とグリーンシート１３との収縮率の違いによる影響は殆ど無く、低強度層３１が全体的にきれいに焼け上がるように形成される。

その後、上述した実施形態と同様にして、外部電極の形成及び分極処理を実施することにより、積層体２の内部に低強度層３１を有する積層型圧電素子３０が得られる。

このような積層型圧電素子３０では、積層体２の内部におけるスリット９の形成部位に低強度層３１が形成されているので、積層体２に万が一クラックが発生するような場合には、クラックがより積極的にスリット９に入りやすくなる。このとき、スリット９にクラックが入ったとしても、そのクラックは低強度層３１に沿って横方向に延びることになる。従って、積層体２の積層方向に延びるクラックが圧電活性層３Ｐに生じることが確実に防止されるため、積層型圧電素子３０の駆動耐久性を向上させることが可能となる。

なお、低強度層３１の形成手法としては、低強度層３１を形成するセラミック粉体及びグリーンシート１３を形成するセラミック粉体に対する有機バインダの量の比率を変える方法には限定されない。例えば、低強度層３１の材料として、圧電体３の材料と同一組成系で且つ圧電体３の材料よりも焼結温度の高いＰＺＴを主成分とするセラミック材料を使用しても良い。ＰＺＴの焼結温度を高くするには、ＰＺＴの組成自体を変えても良いし、圧電体３を形成するＰＺＴよりも粉体（粒子）の大きなＰＺＴを用いても良い。また、低強度層３１の材料として、圧電体３の材料と異なる組成系のセラミック材料を使用しても勿論構わない。

以上、本発明に係わる積層型圧電素子の好適な実施形態について説明してきたが、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、上記実施形態では、グリーンシート１３にスリット孔１４を形成した後、これを含む複数枚のグリーンシート１３を積層してなるグリーン積層体を切断して焼成することにより、積層体２の側面２ａ，２ｂにスリット９を形成するようにしたが、スリット９の形成方法としては、特にこれには限られない。例えば、グリーン積層体の焼成後に、ダイサー等を用いた機械的方法により積層体２にスリット９を形成したり、あるいはグリーンシート１３の上面にカーボンペーストを塗布しておき、グリーン積層体の焼成時にカーボンペーストを飛散（蒸発）させることにより、積層体２にスリット９を形成しても良い。

また、上記実施形態では、積層体２の側面２ａ，２ｂに応力緩和部としてのスリット（溝部）９を設ける構成としたが、応力緩和部は、必ずしも完全な空間をもったスリット９である必要はなく、例えば圧電体３に比べて密度が粗であるポーラス状の層であっても良い。

さらに、上記実施形態では、積層体２の側面２ａ，２ｂに複数の電極部１１を積層方向に並設する構成としたが、積層方向に延びる長尺状の電極部をそれぞれ設けても良い。この場合、積層体２におけるスリット９の形成位置にクラックが生じることで、万が一長尺状の電極部が切断されたとしても、その電極部には波状の電極部１２が接合されているので、内部電極４Ａと外部電極１０Ａとの電気的接続及び内部電極４Ｂと外部電極１０Ｂとの電気的接続は確保されたままとなる。また、波状の電極部１２を用いる代わりに、各電極部１１同士をリード線でつないでも良い。

また、上記実施形態では、積層体２の形状を四角柱状としたが、他の多角柱形状や円柱形状であっても良い。また、積層体２の側面において外部電極１０Ａ，１０Ｂを設ける位置としては、互いに接触しない位置であれば良い。

本発明に係わる積層型圧電素子の一実施形態を示す斜視図である。図１に示した積層型圧電素子の側断面図である。図１に示した積層体の形成に使用されるグリーンシートの平面図である。図３に示したグリーンシートにスリット孔を形成した状態の平面図である。図３に示したグリーンシートに内部電極パターンを形成した状態の平面図である。図４及び図５に示したグリーンシートを積層してグリーン積層体を形成した後の各グリーンシートの切断位置を示す図である。本発明に係わる積層型圧電素子の他の実施形態を示す側断面図である。図７に示した積層体の形成に使用されるグリーンシートにスリット孔及びダミー電極パターンを形成した状態を示す平面図である。本発明に係わる積層型圧電素子の更に他の実施形態を示す側断面図である。図９に示した積層体の形成に使用されるグリーンシートにスリット孔及び補助層を形成した状態を示す平面図である。

符号の説明

１…積層型圧電素子、２…積層体、３…圧電体、４Ａ，４Ｂ…内部電極、９…スリット（応力緩和部）、１０Ａ，１０Ｂ…外部電極、１１…電極部（第１電極部）、１２…電極部（第２電極部）、２０…積層型圧電素子、２１…ダミー電極（フローティング電極）、３０…積層型圧電素子、３１…低強度層。

Claims

複数の圧電体と複数の内部電極とを交互に積層してなる積層体と、前記複数の内部電極のうち同一極の内部電極同士を電気的に接続する外部電極とを備え、前記内部電極に電圧を印加することにより前記圧電体が伸縮して前記積層体が変位する積層型圧電素子であって、
前記積層体の側面には、前記積層体の積層方向と交差する方向に沿って延在し、前記積層体が変位するときに前記積層体に発生する応力を緩和させる応力緩和部が形成されており、
前記応力緩和部は、互いに隣り合う同一極の前記内部電極に挟まれており、
前記積層体の内部における前記応力緩和部に対応する部位には、フローティング電極が設けられていることを特徴とする積層型圧電素子。