JPH03174782A - 積層形圧電アクチュエータ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界によって圧電材料に誘起される伸縮歪を利
用したアク千−エークとして、各種マイクロメカトロニ
クス機器に用いられる積層形圧電アクチュエータ素子関
する。

〔従来の技術〕

近年メカトロニクス機器が急速に発展し、これに伴なっ
て例えばロボットなどを駆動し、微小な変位や発生力を
利用した制御装置として用いられる圧電アクチュエータ
の開発も盛んである。特に厚さ方向に分極された圧電セ
ラミックスをその分極方向が互いに対向するようにスタ
ックとして積み重ね、圧電セラミックスの電界誘起歪を
発生させる積層形圧電アクチュエータ素子は、小さな電
圧によって大きな変位を得ることができるのでその有用
性が注目されている。

この種の積層形圧電アクチュエータ素子（以下積層圧電
素子と略称する）は例えば第９図にその構造を模式断面
図で示したものが知られている。

第９図においてこの積層圧電素子はジルコン酸チタン酸
鉛などのＱ、５　ｍｍ厚の圧電セラミックス板１と、５
μｍ程度の厚さを有する導電性の内部電極層２とが交互
に多数積層された積層体の上下両端面に、内部電極層２
を介して圧電セラミックス板１の厚さの１．１倍以上の
厚さを持ち圧電セラミックス板１と同じ組成の圧電セラ
ミックス板３、およびこれと同じ組成のさらに厚さの大
きい保護層４を設けてあり、各内部電極層２は積層体の
中心軸に関して互いに反対側にあって平行な平面を呈す
る側面端部において、１層おきに機械加工によりあけた
スリットに、縦方向で左右非対称となるように絶縁層５
を充填することにより電気的に絶縁し、さらに平行側面
に露出している各部材を連結４部電極６を取り付け、こ
の電極６により直流電源の極性の異なる端子７，７ａに
電気的に並列に接続した構造となっている。そして直流
電源端子７，７ａに異なる極性の電圧を印加したとき、
圧電セラミックス板１内に生じた電界で圧電セラミック
ス板１に圧電縦効果による伸び歪が積層方向に発生し、
各圧電セラミックス板１の歪が相加されて積層体全体と
してこの積層圧電素子に大きな伸び歪が生ずるのである
。

このような構造の積層圧電素子に圧電セラミックス板３
を用いるのは、積層圧電素子に電界がかけられたとき、
各圧電セラミックス板１は縦方向に伸び横方向は縮み、
保護層４は固定されたままであるから各圧電セラミック
ス板１の伸縮作用によって、この積層圧電素子は第９図
に示した点線のように変形し、圧電セラミックス板１と
保護層４との間に剪断応力集中が起きるので、保護層４
に接する個所には圧電セラミックス板１の１．１倍以上
の厚さを持つ圧電セラミックス板３を配置することによ
り、その応力集中を緩和し解消しようとしているのであ
る。また積層圧電素子には圧電セラミックス板３を用い
る代わりに、圧電セラミックス板１と同じ組成で厚さが
圧電セラミックス板１の約１０倍程度の保護層４のみを
設けた構造のものもある。しかし、いｒれの構造であっ
ても、電圧を印加したとき次のような問題が生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１は電圧印加によって圧電セラミックス板３と保護層
４との間に発生する応力の問題である。

積層圧電素子の大きさが従来の直径５北φ、高さ　５ １５ｍｍ程度のものでは、厚さのより大きな圧電セラミ
ックス板３を挿入することにより、保護層４との間に発
生する剪断応力集中を緩和することはできるとしても、
直径２０ｕ＋φ、高さ７５朋という大きい積層圧電素子
で印加電圧が２００Ｖ以上になると、この剪断応力集中
に起因する素子の不良発生率は４層優以上に達する。こ
れは積層圧電素子が大面積で積層数が増し、印加電圧が
大きくなると電界強度も４．ＯＯＶ／ｍｉと高くなり、
その結果圧室セラミックス板３と保護層４との間Ｉこ発
生する大きな剪断応力集中のために、積層圧電素子に機
械的なりラックを伴ない、絶縁性が破壊されるからであ
る。

第２は積層体に生ずる内部応力のほかに、実負荷による
外力を受けて保護層４自体にクラックを発生するという
問題である。実負荷をかけるとき保護層４に接触する押
さえ具が固定され、積層圧電素子の方のみ伸縮駆動する
ような場合、負荷側の部材との材料強度の相違に起因し
て、保護層４１こクラックを生じ極端な場合は破壊に至
る。

　６− 本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は大きな形状のものでも電圧印加時に剪断応力集中に
起因する素子の破損や実負荷時における保護層の破損を
生ずることのない積層圧電素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために本発明の積層形圧電アクチ
ュエータ素子は、電圧印加によって積層体に生ずる剪断
応力集中に対しては、圧電セラミックス板の間に埋め込
まれる内部電極層の厚さを１０〜５０μｍとし、同じ厚
さの内部電極層を埋め込んだ圧電セラミックス板からな
る第１の積層領域を積層体の中心部に設け、第１の積層
領域の両端に接しこれより厚い内部電極層を埋め込んだ
圧電セラミックス板からなる第２の積層領域を積層体の
中心部に関して対称位置に設け、同様に順次厚さを増し
た内部電極層を埋め込んだ圧電セラミックス板からなる
ｎ番目の積層領域を積層体の中心部に関して対称位置に
設けて、最も厚い内部電極層を埋め込んだ圧電セラミッ
クス板が積層体端部で保護層と接触するように構成する
。

また実際に負荷をかけたとき、保護層にクラックが入る
問題に対しては、保護層の材料を変え、保護層と圧電セ
ラミックス板との熱膨張係数の差が一５Ｘ１０−６に一
１≦（αｐ−αｐ）≦２．５Ｘ１０　’Ｋ　”〔但しα
ｍは保護層の熱膨張係数、αｐは圧電セラミックス板の
熱膨張係数〕の範囲にあり、保護層と圧電セラミックス
板とのヤング率の差が一６×１０３ｋｆ／ｍｍ３≦（Ｙ
ｍ−Ｙｐ）≦２０Ｘ１０３ｋｆ／ｌｌ１ｌ（但しＹｍは
保護層のヤング率、Ｙｐは圧電セラミックス板のヤング
率〕の範囲にあって、圧縮強度が１０００時／ｍｍ３以
上を持つ保護層を用いて、これを積層体の上下両端部に
接着した構成とする。

〔作用〕

本発明の積層圧電素子は上記のように、上下両端部に厚
さの大きい圧電セラミックス板を備える代わりに圧電セ
ラミック板の間に埋め込まれる内部電極層を従来より厚
く設定し、積層体の中心部から両端部に向かって内部電
極層が段階的に厚くなるように、同じ厚さを持つ内部電
極層同士をグループ分けして積層領域を形成し、それぞ
れの積層領域を積層体の中心部に関して対称位置に配置
して、特に最も厚い内部電極層を持つ圧電セラミックス
板を保護層に接触させて積層体を構成することにより、
直流電圧印加時の電界で発生する剪断応力集中に対して
は、電界強度を低下させることなく応力を各内部電極層
に吸収させ、応力集中を緩和することが可能となるから
、この積層圧電素子を健全な状態に保持する動作回数が
大幅に増し耐久性を著しく向上させることができる。

また、圧電セラミックス板との接続の点のみを考慮して
これと同じ材料の保護層を用いるのではなく、上記の範
囲で熱膨張係数とヤング率を持つ保護層材料を積層体の
上下に取り付けることにより、圧電セラミックス板との
接続と強度の双方を満足することができ、実負荷をかけ
ても、保護層にクラックなどを発生することなく、大き
な変位と発生力を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

　９− 第１図は本発明の積層圧電素子の構成を示す模式断面図
であり、第９図と共通部分を同一符号で表わしである。

第１図と第９図の比較かられかるように１本発明の積層
圧電素子が構造上従来素子と異なる所は次の点にある。

一つは圧電セラミックス板３を用いていないこと、他は
圧電セラミックス板１の厚さを変えることなく、厚さの
異なる内部電極層２ａと２ｂをそれぞれ同じ厚さ同士の
複数からなるグループとして分は積層体内に配置したこ
とである。第１図では内部電極１ｉ２ａ、２ｂはいずれ
も従来より厚くしてあり、積み重ね方向に置かれた積層
体に対して水平方向中心部に、１０μｍ厚さの内部電極
１ｉ２ａを含む第１の積層領域８を形成し、３０μｍ厚
さの内部電極層２ｂを含む二つの第２の積層領域旦を、
それぞれ第１の積層領域旦の上下に対称位置となるよう
に、厚さの異なる内部電極層２ａ、２ｂの形成された圧
電セラミックス板１を積み重ねて積層体を構成したもの
である。即ち本発明の積層圧電素子は第９図の圧電セラ
ミックス板３を用いる代わりに、各内部−１０− 電極層２を従来より厚くしてその厚さ別にグルブ分けし
、特に保護層４に接着する第２の積層領域９に属する内
部電極層２ｂはその厚さを最も大きくするように定め、
電圧印加時に生ずる剪断応力をこれら内部電極層２ａ、
２ｂにより吸収させるように構成してあり、な力）でも
応力集中部となる保護層４との境界では内部電極層２ｂ
に効果的にその吸収効果を持たせている。

次に第１図に示した本発明の積層圧電素子を製造する手
順についてその概要をのべる。

先ず圧電セラミックス板１を成形、焼結、研磨して直径
２０朋φ、厚さＱ、５ｍｍ　　とした後、この圧電セラ
ミックス板１の上下両面に銀ペーストを塗布して焼き付
ける。銀ペーストはガラスフ１１ノドを数多、銀を６０
〜７０％含むものを使用する。このとき１回に焼き付け
る銀ペーストの厚さは片面で０．０１朋であるから、銀
ペーストの塗布は焼き付は後に得られる内部電極層２ａ
、２ｂの厚さに応じて１回以上繰り返し行ない、内部電
極層２ａとなるものの厚さは１０μｍ、内部電極層２ｂ
となるものの厚さは３０μｍとなるようにする。この状
態でさらに銀ペーストを塗布した後、圧電セラ□ノクス
板１を所定の枚数積層して焼き付けることにより積層体
を得るが、その際厚さ１０．ｃａｍの内部！極層２ａを
持つ圧電セラミックス板１は積層体０中心部に位置する
ように積み重ねて第１の積層領域旦を形成し、さらにこ
の第１の積層領域８の上下両面に、厚さ３０μｍの内部
電極層２ｂを持つ圧電セラミックス板１を重ねて第２の
積層領域９を形成し、積層体の上下両最端部となる個所
には同じく銀ペストを一面に塗布した保護層４を置き、
全体を締め付けて重なり合った銀ペースＩ・同士を焼き
付ける。

次いでこの積層体の二つの平行側面における各内部電極
層２ａ、２ｂの端部に、１層おきに縦方向で左右非対称
となるスＩＩ　ノド加工を眉し、これらス１１ソト（こ
絶縁材料を充填して絶縁層５を形成した後、二つの平行
側面ではそれぞれ各絶縁層５゜各圧電セラミックス板１
．各内部電極層２ａ、２ｂの露出面が同一平面となるよ
うにする。次にこの平行側面にそれぞれ外部電極６を取
り付けることにより第１図と同様の積層圧電素子を得る
ことができる。

第２図は第１図とは異なる積層圧電素子の構成例を示し
た模式断面図であり、内部電極層２ａ。

２ｂに関して１０μｍの厚さを持つ第１の積層領域８．
３０μｍの厚さを持つ第２の積層領域９の外に、さらに
５０μｍ厚の内部電極層２Ｃを持つ第３の積層領域辺を
形成してあり、この内部電極層２Ｃが保護層４に接する
ように構成したものである。

このように本発明の積層圧電素子は、厚さ別に分けた内
部電極層を持つ複数個の積層領域のうちでも厚さの小さ
い内部電極層２ａの属する圧電セラミックス板１を第１
の積層領域８として積層体の中心に配置し、その上下に
対称位置となるように、内部電極層２ａより厚さの大き
い内部電極層２ｂを含む第２の積層領域９．場合によっ
てはさらに厚さを噌した内部電極層２Ｃを持つ第３の積
層領域Ｗを順に重ねてゆくなど、ｎ個の積層領域を設け
ることができる。そして第１図、第２図に３ 示した各積層領域に属する内部電極層例えば２ａ。

２ｂ、２ｃの数は積層体の積層方向の長さを勘案して適
宜決めればよいが、中心部に位置する第１の積層領域及
は内部電極層２ａの数を多くし、中心部から積層体の上
下方向に形成する内部電極層２ｂ、２ｃの数量は段階的
にこれらの数を減らすようにして、第２．第３の積層領
域９，１０　を積み重ねるのが保護層４との境界に生ず
る剪断応力の集中を吸収するのに適している。

なお第２図の構成とする製造方法も第１図の場合と基本
的に同じであり、内部電極層２ｃを有する正常セラミッ
クス板１の積層領域１０をさらに付加するだけであるか
らその説明を省略するが、ただ内部電極層２ｃの厚さは
５０μｍより厚くするのは製造技術上難しく、積層圧電
素子としても変位量と発生力との関係に問題があるので
５０μｍまでとするのがよい。

次に以上のようにして得られる直径２０ｒｒａｔφ、高
さ７５朋の第１図および第２図の積層圧電素子について
、それぞれに直流電圧４００ｖを印加したとき、４ この素子に発生する最大剪断応力を測定して得られた結
果を第３図に示す。第３図は横軸を積層体中心からの距
離とし、縦軸の最大剪断応力との関係を示した線図であ
り、比較のために第９図に示した従来素子の場合も併記
しである。第３図における曲線（イ）は従来素子２曲線
−）は本発明による第１図の素子２曲線（ハ）は同じく
第２図の素子を表わしている。第３図から曲線（ハ）即
ち厚さを５０μｍの内部電極層２Ｃを含む第３の積層領
域１０を形成した積層圧電素子に発生する最大剪断応力
が最も低く、内部電極層の厚さを中心部から順次増した
積層領域の多い方が剪断応力をよく吸収することがわか
る。

第４図は同じく第１図および第２図の積層圧電素子につ
いてそれぞれ駆動したとき、駆動回数と素子の非破損率
との関係を示した線図であり、比較のために従来素子の
場合を併記したものである。

第４図における曲線（イ）は従来素子２曲線（ロ）は本
発明による第１図の素子９曲線（ハ）は同じく第２図の
素子を表わしている。第４図のように曲線（ハ）即ち内
部電極層の厚さ別による積層領域を５個所に設けた第２
図の積層圧電素子では１０７回駆動しても素子は全く破
損を起こすことなく、曲線（ロ）即ち内部電極層の厚さ
別による積層領域を３個所に設けた第１図の積層圧電素
子の非破損率は９０％以上であり、曲線（イ）の従来素
子の非破損率が５０％近くまで低下するのに比べて、本
発明の積層圧電素は駆動時の剪断応力集中対して大きな
吸収効果を持っており、耐久性と信頼性を向上させ、ま
た不良品が低減するので製造歩留まりを高めることがで
きる。

次に保護層４の破損の問題について、従来保護層４は接
続の点のみを考慮して、熱膨張係数を合わせるために圧
電セラミックス板１と同じ材料を用いているが、保護層
４は圧電セラミックス板１のように伸縮作用は必要とせ
ず、また圧電セラミックス板１は元来強度の高いセラミ
ックスではないから、保護層４としては圧電セラミック
ス板１より強度の大きいセラミックスを使用するのがよ
い。したがって、保護層４は熱膨張係数が大きくすれな
い範囲で、その強度を圧電セラミックス板１に対してど
の程度大きくするかを定めることが重要であり、これが
本発明の眼目でもある。

第５図は本発明の積層圧電素子の構成を示す模式断面図
であるが、従来と異なる所は保護層４を圧電セラミック
ス板１に対して熱膨張係数とヤング率の値を定め、圧縮
強度の高い材料を用いたことと、エツジ部の面取りを可
能にしたことであ、る。

第５図の積層圧電素子を製造する方法は、既に述べた方
法と基本的に同じであるからその説明は省略するが、こ
の素子は保護層４の材料としてＡｌ２Ｏ３（９Ｖ％、９
５．４％、９９．５％）、　Ｚ　ｒ　０２　（９１％）
１ＭｇＯ（９７％）、５１３０４（９２％）ｔ　５ｉＣ
（９８％）＋　ＡＩＫマシナブルセラミックス（８ｒ　
０９ＡＩ３２０　ａ　！　Ｍｇ　Ｑなどの複合化合物）
など、を使用した。各材料について括弧内はその純度を
表わす。

保護層４を以上の材料とし、直径２０ｍ１ｎφ、高さ５
５ｍＴＩＬの第５図の積層圧電素子を作製し、保護層４
の接着時における保護層４の熱膨張係数（αゎ）と圧電
セラミックス板１の熱膨張係数（αｐ）との　７− 差（αｐ−αｐ）を横軸とし、縦軸を保護層４の接着後
の良品率として表わした線図を第６図に示す。

第６図のように良品率１００％が、得られる熱膨張係数
の差（αゎ一αｐ）の範囲は一５Ｘ１０　’Ｋ　１≦（
αｍ−α　）≦２．５Ｘ１０−６Ｋ　’である。

第７図はこの積層圧電素子について、印加電圧：４００
ｖ、駆動速度＝１５回／ｓｅｃ　　負荷：約２００ｋｇ
／ｄとして、駆動回数１０７回以上の耐久試験を行ない
、保護層４のヤング率（Ｙｍ）と圧電セラミックス板１
のヤング率（Ｙｐ）との差（ＹｐＹｐ）を横−に、試験
後の素子良品率を縦軸として両者の関係を牟かした線図
である。第７図から良品率１００％が得られるヤング率
の差（Ｙｍ−Ｙｐ）の範囲は、−６Ｘ１０３ｋｒ／ｍｍ
３≦（Ｙｍ−Ｙｐ）≦２０×１０３ｋｑ／ｍｍ３である
ことがわかる。

第６図、第７図の結果を満足するものとして、上記各種
（７）候補材料のうちＡｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，Ｍｇ０Ｊ
ヨヒアシナブルセラミソクスが保護層４として用いるの
に適している。負荷荷重に耐えるためには、１０００１
ｙ／ｍｍ３以上の圧縮強度を必要とするが、これ１８− らの材料は十分にこの値を持っている。また保護層４を
圧電セラミックス板ｌと同じ材料どしたのでは欠けやす
いために、エツジ部を面取りすることができなかったが
、これらり材料を保護層４として用いるときは、エツジ
部の面取りが可能であり、保護層４に生ずるクラックが
上面周辺部から起きやすいことを考慮すれば、この点に
おいても本発明に用いられる保護層４の方が有利である
。

第８図は保護層４ａと保護層４ｂを内部電極層２を介し
て２段に重ねた場合の積層圧電素子の模式断面図を示し
ており、その他の部分は第５園と同じである。これは圧
電セラミックス板１と保護層４ａとの接着性が必ずしも
よくないとき、熱膨張係数およびヤング率がいずれも圧
電セラミックス板１と保護層４ａとの中間０値を持つ材
料の保護層４ｂをまず１３Ｅ亀セラミツクス板１に接着
し、そり上に保護層４ａを接着して保護層４ｂに接続を
より確実にするための中間層としての役割を持たせたも
のである。

第８図の構造を持つ積層圧電素子についても、第５図に
示したものと同様高い耐久性を得ることができる。

〔発明の効果〕

小型の積層圧電素子では内部電極層の厚さが５μｍ程度
であっても、積層体の両端で保護層と接触する部分に大
きな厚さのセラミックス板を設けて、直流電圧の印加に
よる電界強度を下げそのときに発生する剪断的な応力集
中に対処することができたが、積層圧電素子が大型にな
るとその応力集中を緩和することが不可能となり、多く
の不良品が生ずるのを避けられなかったのに対して、本
発明によれば実施例で述べた如く、積層体の両端に大き
な厚さの圧電セラミックス板を設ける代わりに、多数の
圧電セラミックス板の間に埋め込まれる内部電極層を従
来より厚くするとともにその厚さを変えて、同じ厚さの
も同士による積層領域を積層体の中心部に形成し、その
両面に積層体の中心部から長さ方向に向かって中心部と
対称位置となるように、中心部から端部になるにつれて
内部電極層が厚くなる積層領域を複数個積み重ねて積層
体を形成して積層圧電素子を構成したために、大型積層
圧電素子に発生する剪断応力集中をよく吸収することが
可能となり、その結果素子の破損や絶縁不良を起こすこ
となく、耐久性を高めて長期間の寿命を確保することが
できる。

また、大型の積層圧電素子では実際に負荷をかけて電圧
印加するとき、負荷荷重との接触面で保護層にクラック
が入るという問題については、従来圧電セラミックス板
との接続の点のみ考慮してこれと同じ材料の保護層を用
いていたのに対して、本発明では実施例で述べたように
、接続に関与する熱膨張係数を考慮した上で、ヤング率
および圧縮強度の高いセラミックスを保護層として用い
たために、電圧印加を矩形波でマイナス電圧からプラス
電圧まで一挙に印加して高変位、大出力を得るときも、
保護層の破損は勿論なんら素子に不都合を生ずることな
く、大きな駆動速度のもとに高い耐久性と信頼性を保持
し、素子の特性を最大限に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

１− 第１図は内部電極層の配置Ｉこついて本発明の積層形圧
電アクチュエータ素子の要部構成を示す模式断面図、第
２図は内部電極層の配置について第１図とは異なる構成
例の本発明の積層形圧電アクチュエーク素子を示す模式
断面図、第３図は第１図、第２図および従来の積層形圧
電アクチュエータ素子の比較で示した素子中心部から端
部までの距離と素子に発生する最大剪断応力との関係線
図。 第４図は同じく第１図、第２図および従来の積層形圧電
アクチュエータ素子の比較で示した駆動回数と非破損率
との関係線図、第５図は保護層の材料を変えた本発明の
積層形圧電アクチュエータ素子の要部構成を示す模式断
面図、第６図は第５図の積層形圧電アクチュエータ素子
の保護層と圧電セラミックス板との熱膨張係数の差に対
する保護層接続時の素子不良率の関係線図、第７図は同
じく保護層と圧電セラミックス板とのヤング率の差に対
する耐久試験後の素子不良率の関係線図、第８図は保護
層を２段Ｉこ重ねた本発明の積層形圧電アクチュエータ
素子の要部構成を示す模式断面図。 ２− 第９図は従来の積層形圧電ア〃チュエータ素子の要部構
成を示す模式断面図である。 １．３：圧電セラミックス板、２，２ａ、２ｂ。 ２ｃ；内部電極層、４，４ａ、４ｂ：保護層、５：絶縁
層、６：外部電極、７，７ａ：直流電源端子、旦：第１
の積層領域、旦：第２の積層領域、−２３− 第 ２ 図 （ｃｍ） 積層１杉圧電７クナユエータ素子の中１ｕ力＼、リ　の
　石巨離 第 図 第 図 第 ８ 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）積層された複数個の圧電セラミックス板の間にそれ
   ぞれ埋め込まれた同径の内部電極層を有し上下両端に内
   部電極層を介して保護層を設けた積層体と、この積層体
   の二つの平行な平面を呈する側面とそれぞれ同一平面を
   もつように内部電極層側端部で交互に形成された絶縁層
   を含む二つの平行側面の双方に接続され、内部電極層と
   一層おきに電気的な導通を可能とする二つの外部電極と
   を備えた積層形圧電アクチュエータ素子であって、圧電
   セラミックス板の間に埋め込まれる内部電極層の厚さを
   １０〜５０μｍとし、積層体の中心部の積層領域の内部
   電極層よりその外側の積層領域ほど内部電極層の厚さを
   厚くし、最も厚い内部電極層を埋め込んだ圧電セラミッ
   クス板が積層体端部で保護層と接触することを特徴とす
   る積層形圧電アクチュエータ素子。 ２）積層された複数個の圧電セラミックス板の間にそれ
   ぞれ埋め込まれた同径の内部電極層を有し上下両端に内
   部電極層を介して保護層を設けた積層体と、この積層体
   の二つの平行な平面を呈する側面とそれぞれ同一平面を
   もつように内部電極層側端部で交互に形成された絶縁層
   を含む二つの平行側面の双方に接続され、内部電極層と
   一層おきに電気的な導通を可能とする二つの外部電極と
   を備えた積層形圧電アクチュエータ素子であって、保護
   層の熱膨張係数（α＿ｍ）と圧電セラミックス板の熱膨
   張係数（α＿ｐ）との差（α＿ｍ−α＿ｐ）が−５×１
   ０＾−＾６Ｋ＾−＾１≦（α＿ｍ−α＿ｐ）≦２．５×
   １０＾−＾６＾Ｋ＾−＾１の範囲，保護層のヤング率（
   Ｙ＿ｍ）と圧電セラミックス板のヤング率（Ｙ＿ｐ）と
   の差（Ｙ＿ｍ−Ｙ＿ｐ）が−６×１０＾３ｋｇ／ｍｍ＾
   ３≦（Ｙ＿ｍ−Ｙ＿ｐ）≦２０×１０＾３ｋｇ／ｍｍ＾
   ３の範囲にあり、かつ保護層が１０００のｋｇ／ｍｍ＾
   ３以上の圧縮強度を有することを特徴とする積層形圧電
   アクチュエータ素子。