WO2010024276A1 - 積層型圧電素子 - Google Patents

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WO2010024276A1
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piezoelectric element
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multilayer
piezoelectric
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義浩 芦原
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京セラ株式会社
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/503—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane orthogonal to the stacking direction, e.g. polygonal or circular in top view

Definitions

  • the present invention relates to a laminated piezoelectric element used for a drive element (piezoelectric actuator), a sensor element, a circuit element, and the like.
  • the drive element include a fuel injection device for an automobile engine, a liquid injection device such as an ink jet printer head, a precision positioning device such as an optical device, and a vibration prevention device.
  • the sensor element include a combustion pressure sensor, a knock sensor, an acceleration sensor, a load sensor, an ultrasonic sensor, a pressure sensor, and a yaw rate sensor.
  • examples of the circuit element include a piezoelectric gyro, a piezoelectric switch, a piezoelectric transformer, and a piezoelectric breaker.
  • a laminated piezoelectric element formed by alternately laminating piezoelectric layers and internal electrode layers is a driving element that is displaced or vibrated by applying a DC voltage or an AC voltage, or a sensor element that detects vibration or pressure. Or as a circuit element using piezoelectric vibration.
  • a laminated piezoelectric element one using a piezoelectric laminate in which piezoelectric ceramic plates and metal foils having electrode extraction portions are alternately laminated is known (for example, see Patent Document 1). .
  • this laminated piezoelectric element connection electrodes and lead wires are connected to a metal foil in which a part of the electrode lead-out portion is insulated.
  • the side of the laminate is covered with a heat-shrinkable tube together with an insulating agent such as silicone grease, or the whole is placed in a highly sealable container. Is done.
  • a case member that encloses a unit multilayer body in which a plurality of multilayer piezoelectric units in which piezoelectric sintered body layers and internal electrode layers are alternately stacked are stacked in the stacking direction.
  • a multilayer piezoelectric element is known (for example, see Patent Document 2).
  • a separation holding member for fixing the unit laminate is used, and a flexible mold resin is formed around the unit laminate, or the unit laminate is covered with an insulating coating layer and then molded resin is used. Covering is disclosed.
  • piezoelectric materials for the piezoelectric layer, and these piezoelectric materials are generally non-metallic materials and do not cause plastic deformation.
  • brittle fracture is easily caused by driving by generating piezoelectric vibration.
  • the piezoelectric layer is damaged due to stress concentration caused by vibration or impact in actual use as a drive element or sensor element, or due to thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between adjacent members.
  • thermal stress due to a difference in thermal expansion coefficient between adjacent members.
  • the conventional multilayer piezoelectric element is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2.
  • the multilayer piezoelectric element is housed in a case for use, and it is required to fix the case and take out the electrode while maintaining insulation between the case and the multilayer piezoelectric element. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to reduce the occurrence of breakage of the piezoelectric layer without requiring a cushioning member between the laminate and the holder while having a holder.
  • An object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric element having good durability and long-term reliability.
  • the multilayer piezoelectric element of the present invention is a multilayer body in which a plurality of piezoelectric layers and a plurality of plate-like positive electrodes and negative electrodes arranged alternately with the piezoelectric layers interposed therebetween are stacked.
  • An upper holder having a flat plate portion covering the upper surface of the laminate and a side portion extending along the side surface of the laminate; and a flat plate portion covering the lower surface of the laminate and extending along the side surface of the laminate.
  • the lower holder which has a side part was mounted
  • the multilayer piezoelectric element of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the upper holder and the lower holder are made of metal.
  • the upper holder and the lower holder each have a plurality of the side portions in each of the above configurations.
  • the positive electrode and the negative electrode each have a protruding portion protruding on a different side surface of the multilayer body, and the side surface of the upper holder A portion is connected to the protruding portion of one of the plurality of positive electrode and negative electrode, and the side surface portion of the lower holder is the protruding portion of the other of the plurality of positive electrode and negative electrode It is characterized by being connected to.
  • the side surfaces of the upper holder and the lower holder are arranged on adjacent side surfaces of the multilayer body in each of the above configurations.
  • the multilayer piezoelectric element of the present invention is characterized in that, in each of the above configurations, the upper surface and the lower surface of the multilayer body are the piezoelectric layers.
  • the upper surface of the multilayer body is one of the positive electrode and the negative electrode
  • the lower surface of the multilayer body is the positive electrode and the negative electrode. It is one of the other electrodes for the negative electrode.
  • the multilayer body includes an upper holder having a flat plate portion covering the upper surface of the multilayer body and a side surface portion extending along the side surface of the multilayer body, a flat plate portion covering the lower surface of the multilayer body, and Since the lower holder having the side surface portion extending along the side surface of the laminate is mounted, the laminate does not directly contact an external member such as a case member enclosing the element. There is no need to provide a buffer member between the two.
  • the combined structure of the laminate and the upper and lower holders is composed of the upper and lower surfaces of the laminate and the flat plate portions of the upper and lower holders, and there is no need to restrain the laminate at the side portions, so It is not affected or hindered by the holding structure by the upper and lower holders.
  • a piezoelectric element can be used.
  • the multilayer piezoelectric element of the present invention when the upper holder and the lower holder are made of metal, the upper holder and the lower holder are not charged with static electricity, and noise generation from the upper holder and the lower holder is prevented. Furthermore, the strength of the multilayer piezoelectric element as a whole can be increased by the toughness and ductility of the metal material.
  • the plurality of side portions can further reduce the stacking position deviation of the multilayer body. It can be excellent in properties and strength.
  • the positive electrode and the negative electrode each have a protruding portion that protrudes on a different side surface of the multilayer body
  • the side surface portion of the upper holder includes a plurality of positive electrode electrodes and
  • the electrical input to the laminate is made.
  • Output can be performed from holders arranged above and below the laminated body, and the connection structure between the input / output terminals and the laminated piezoelectric element can be separated from the pressure sensitive or driving structure of the laminated body. Therefore, it is possible to obtain a multilayer piezoelectric element having excellent piezoelectric characteristics that is hardly affected by the built-in structure.
  • the side surfaces of the upper holder and the lower holder when the side surfaces of the upper holder and the lower holder are disposed on the adjacent side surfaces of the multilayer body, the side surfaces may be alternately disposed.
  • the multilayer piezoelectric element of the present invention when the upper surface and the lower surface of the multilayer body are piezoelectric layers, single metal conductors on different pole sides are in contact with both surfaces of all the piezoelectric layers. Since the electrical connection structure is equalized, the structure is uniform and the piezoelectric characteristics are excellent.
  • the upper surface of the multilayer body is one of the positive electrode and the negative electrode
  • the lower surface of the multilayer body is the other of the positive electrode and the negative electrode.
  • the number of stacked piezoelectric layers is reduced, and it is possible to reduce the amount of piezoelectric material used and the labor and cost associated with material fabrication / assembly.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a multilayer piezoelectric element of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer piezoelectric element shown in FIG. 1 in a cross section passing through the side surface of the upper holder and parallel to the stacking direction.
  • the multilayer piezoelectric element 1 of this example includes a plurality of piezoelectric layers 3 and a plurality of plate-like positive electrode electrodes 4 arranged alternately with the piezoelectric layers 3 interposed therebetween.
  • An upper holder 6 having a flat plate portion 6 a covering the upper surface of the multilayer body 2 and a side surface portion 6 b extending along the side surface of the multilayer body 2, and the multilayer body 2 in which the negative electrode 5 is laminated,
  • a flat holder 7a covering the lower surface and a lower holder 7 having a side surface 7b extending along the side surface of the laminate 2 are mounted.
  • the upper holder 6 and the lower holder 7 mounted on the multilayer body 2 in this way are the flat plate portions 6a and 7a on the entire upper and lower surfaces of the multilayer body 2, and the multilayer body 2
  • the side surfaces 6b and 7b hold the side surfaces of the piezoelectric layer 3 as a result of mechanical or electrical input applied to the laminate 2 from the outside.
  • Displacement is not easily affected or hindered by the holding structure composed of the upper holder 6 and the lower holder 7, so that the piezoelectric layer is excellent in piezoelectric characteristics such as sensitivity and driving efficiency and is caused by stress concentration due to the influence of the holding structure.
  • the multilayer piezoelectric element 1 having excellent durability and long-term reliability can be obtained.
  • a plurality of plate-like positive electrode 4 and negative electrode 5 are alternately arranged with the piezoelectric layer 3 interposed therebetween, so that the electrical circuit structure is symmetrical in both the positive and negative electrodes in the laminate 2.
  • the multilayer piezoelectric element 1 that is particularly excellent in sensitivity and driving efficiency with little distortion in the waveform of high-frequency input / output.
  • the upper holder 6 and the lower holder 7 are preferably made of metal.
  • the conductive material such as metal is not charged with static electricity, and the dielectric breakdown of the laminated body 2 due to the electrostatic discharge from the upper holder 6 and the lower holder 7 and the generation of noise in the electrical input / output of the laminated body 2 are prevented. It can be surely prevented.
  • the element strength of the multilayer piezoelectric element 1 can be increased as compared with the case where the upper holder 6 and the lower holder 7 are made of a resin material or the like.
  • the upper holder 6 and the lower holder 7 have a plurality of side surfaces 6b and 7b, respectively. Since the upper holder 6 and the lower holder 7 each have a plurality of side surfaces 6b and 7b, the stacking position shift of the laminate 2 can be more effectively reduced by the plurality of side surfaces 6b and 7b.
  • the multilayer piezoelectric element 1 having excellent characteristics and strength can be obtained.
  • the positive electrode 4 and the negative electrode 5 have projecting portions 4 a and 5 a that project to different side surfaces of the multilayer body 2, and a plurality of side surface portions 6 b of the upper holder 6.
  • the side surface 7b of the lower holder 7 is connected to either one of the positive electrode 4 and the negative electrode 5 and the side surface 7b of the lower holder 7 is the other of the plurality of positive electrodes 4 and negative electrodes 5 It is preferable that it is connected to the part (4a) 5a.
  • the positive electrode 4 and the negative electrode 5 and the upper holder 6 and the lower holder 7 are connected to each other by the protruding portions 4a and 5a and the side surface portions 6b and 7b.
  • Output can be performed from the flat plate portion 6a of the upper holder 6 and the flat plate portion 7a of the lower holder 7 disposed on the upper and lower end surfaces of the multilayer body 2, and the connection structure between the input / output terminals and the multilayer piezoelectric element 1 is achieved. Since the laminated body 2 can be separated from the pressure-sensitive or driving structure, it can have excellent piezoelectric characteristics that are hardly affected by the built-in structure of the laminated piezoelectric element 1.
  • the piezoelectric layer 3 and the upper holder 6 and the lower holder 7 do not interfere with contact. can do. As a result, it has excellent piezoelectric characteristics and can reduce the occurrence of breakage of the piezoelectric layer 3 due to the distortion of the piezoelectric layer 3 due to the contact interference between the laminate 2 and its holding structure, resulting in durability and long-term reliability. An excellent laminated piezoelectric element 1 can be obtained.
  • the side portions 6 b and 7 b of the upper holder 6 and the lower holder 7 are preferably disposed on the adjacent side surfaces of the multilayer body 2.
  • the side part 6b of the upper holder 6 and the side part 7b of the lower holder 7 are alternately arranged on the side surface of the laminated body 2, and the positional deviation of the laminated body 2 can be suppressed with higher accuracy.
  • the multilayer piezoelectric element 1 having excellent piezoelectric characteristics can be obtained.
  • the upper surface of the multilayer body 2 is the positive electrode 4 and the lower surface of the multilayer body 2 is the piezoelectric layer 3.
  • the upper surface and the lower surface of the multilayer body 2 are preferably piezoelectric layers 3.
  • the piezoelectric body layer 3 and the flat plate portions of the upper and lower holders 6 and 7 are in contact with the upper and lower surfaces of the multilayer body, and all the positive electrode 4 and negative electrode 5 constituting the multilayer body 2 are in contact.
  • the upper and lower holders 6 and 7 and the positive electrode 4 and the negative electrode 5 are electrically connected to each other.
  • the electrical connection structures for all the piezoelectric layers 3 are equal. Accordingly, all the positive electrode 4 and the negative electrode 5 have a mechanically and electrically uniform structure, and the laminated piezoelectric element 1 having excellent piezoelectric characteristics can be obtained.
  • the upper surface of the multilayer body 2 is one of the positive electrode 4 and the negative electrode 5, and the lower surface of the multilayer body 2 is the positive electrode 4 and the negative electrode 5.
  • the other is also preferable as another form.
  • the number of laminated piezoelectric layers 3 is small in the production of the laminated body 2, and therefore the amount of piezoelectric material used and the labor involved in material production / assembly can be reduced. Moreover, since it can also reduce cost, it will become advantageous when providing the cheap lamination type piezoelectric element 1.
  • a ceramic green sheet made of a piezoelectric material is produced. Specifically, a calcined powder of piezoelectric ceramic, a binder made of an acrylic or butyral organic polymer material, and a plasticizer are mixed to prepare a slurry. Then, using this slurry, a ceramic green sheet is produced by a tape molding method such as a doctor blade method or a calendar roll method.
  • a ceramic green sheet is produced by a tape molding method such as a doctor blade method or a calendar roll method.
  • the piezoelectric ceramic any material having piezoelectric characteristics may be used. For example, a perovskite oxide (PZT) made of PbZrO 3 —PbTiO 3 may be used.
  • the plasticizer DBP (dibutyl phthalate), DOP (diethyl phthalate) or the like can be used.
  • the ceramic green sheet is punched into a desired shape for forming the laminated body 2, debindered at a predetermined temperature, and then fired at a temperature of 900 to 1200 ° C., for example, to form the piezoelectric layer 3.
  • a piezoelectric plate material can be obtained.
  • the piezoelectric material layer 3 may be formed by what kind of manufacturing method.
  • the plate-like positive electrode 4 and the negative electrode 5 are made of, for example, a metal sheet such as a SUS material by an etching method or a punching press method so as to have a desired shape for forming the laminate 2. Produced by molding.
  • polarization treatment is performed on the obtained laminate 2.
  • a DC voltage of 0.1 to 3 kV / mm is applied using the positive electrode 4 and the negative electrode 5 as positive and negative electrodes, respectively.
  • a polarized piezoelectric layer 3 having a polarization pattern in which the polarization direction is the opposite direction for each layer of the piezoelectric layer 3.
  • the laminated body 2 is not limited to the one produced by the above-described manufacturing method, and a plurality of positive electrode electrodes 4 and negative electrodes arranged alternately with the piezoelectric layer 3 and the piezoelectric layer 3 interposed therebetween. Any manufacturing method may be used as long as the laminate 2 including the electrode 5 can be manufactured. Moreover, the shape retention property of the laminated body 2 alone is not essential, and for example, the state may be shifted to assembling with the upper and lower holders in the next process in a state of being assembled in a laminating die, that is, in a temporarily assembled state.
  • the polarization treatment method is not limited to the one treated by the above method, and after polarization in the thickness direction of the piezoelectric layer 3, for example, after the piezoelectric layer 3 is produced by firing.
  • a single plate may be applied with a voltage from above and below to obtain a polarization state, and the layers may be laminated so that the polarization direction is in the opposite direction for each layer of the piezoelectric layer 3.
  • the polarization process may be performed after the assembly of the entire multilayer piezoelectric element 1 in the next step is completed.
  • the upper holder 6 and the lower holder 7 are formed by molding a metal sheet such as SUS material into a shape having portions corresponding to the flat plate portions 6a and 7a and the side surface portions 6b and 7b by a molding method such as an etching method.
  • a molding method such as an etching method.
  • molds by the press molding method etc. to the shape where the side surface parts 6b and 7b extend substantially orthogonally from the flat plate parts 6a and 7a as shown in FIG.
  • the upper holder 6 and the lower holder 7 are not limited to those manufactured by the above-described materials and manufacturing methods, but along the flat plate portions 6 a and 7 a that cover the upper surface of the stacked body 2 and the side surfaces of the stacked body 2. Any material and manufacturing method may be used as long as the upper holder 6 and the lower holder 7 having the extended side portions 6b and 7b and having conductivity or the like can be manufactured as necessary.
  • the laminate 2, the upper holder 6 and the lower holder 7 are assembled.
  • a thermosetting resin is applied to the inside of the side surface parts 6b, 7b of the upper and lower holders 6, 7, it is temporarily assembled in the form shown in FIGS. 1 and 2, and the flat plate parts 6a, 7a is clamped with a vise or the like, and heated at a temperature of 50 to 180 ° C. by an oven or the like to cure the resin so that the form of the multilayer piezoelectric element 1 is maintained. Is obtained.
  • the assembly of the multilayer piezoelectric element 1 does not necessarily need to maintain the assembled state by itself. For example, immediately after temporary assembly, the assembled state is maintained by enclosing it in a desired housing. It may be a thing.
  • a pressure sensor which is a sensor element provided with the multilayer piezoelectric element of the present invention, was produced as follows.
  • a slurry in which a calcined powder of a piezoelectric ceramic mainly composed of lead zirconate titanate (PbZrO 3 -PbTiO 3 ) having an average particle diameter of 0.4 ⁇ m, a binder, and a plasticizer was prepared.
  • a ceramic green sheet to be a piezoelectric layer 3 having a thickness of 100 ⁇ m was prepared by a doctor blade method.
  • After firing at 980 to 1100 ° C. it was cut into a regular hexagonal shape having a diagonal length of 5 mm square by a dicing saw, and a piezoelectric single plate constituting the piezoelectric layer 3 was obtained.
  • the thickness of the piezoelectric layer after firing was 80 ⁇ m.
  • a plate material made of SUS304 having a thickness of 100 ⁇ m is formed into a regular hexagonal shape having a diagonal length of 5 mm by an etching method so that the positive electrode 4 and the negative electrode 5 shown in FIG. was projected into 0.5 mm and formed into protrusions 4a and 5a.
  • a plate material made of SUS304 having a thickness of 100 ⁇ m was formed by etching so as to have a shape capable of constituting the upper holder 6 and the lower holder 7 shown in FIG. Further, bending was performed by a press molding machine, and the upper holder 6 and the lower holder 7 shown in FIG. 1 were produced.
  • the flat plate portions 6a and 7a have a regular hexagonal shape with a diagonal length of 5 mm, and the side portions have a rectangular shape with a length of 1 mm extending from one side thereof.
  • the five piezoelectric layers 3, the three positive electrodes 4 and the negative electrodes 5, and the protrusions 4 a and 5 a of the positive electrode 4 and the negative electrode 5 are opposed to the laminate 2. Arranged so as to be positioned on the side surface and laminated alternately to produce a laminate 2. Next, the upper holder 6 and the lower holder 7 are attached to the laminate 2 such that the side portions 6b and 7b are located on the opposite sides of the laminate 2, and the side portion 6b of the upper holder 6 and the positive electrode are used. The projecting portion 4a of the electrode 4 is connected, the side surface portion 7b of the lower holder 7 and the projecting portion 5a of the negative electrode 5 are connected, and the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.
  • the upper surface of the laminate 2 is the positive electrode 4 and the lower surface is the piezoelectric layer 3.
  • the upper surface of the laminate 2 is the positive electrode 4.
  • the lower surface is the negative electrode 5.
  • a DC voltage equivalent to 2.5 kV / mm is applied between the flat plate portion 6 a of the upper holder 6 and the flat plate portion 7 a of the lower holder 7 to polarize the piezoelectric layer 3, and the sample of the embodiment of the present invention Got.
  • a conventional multilayer piezoelectric element 11 having a configuration as schematically shown in a sectional view in FIG. 3 was produced as follows.
  • a ceramic green sheet to be the piezoelectric layer 13 was produced by the same method as the ceramic green sheet to be the piezoelectric layer 3 in the present invention.
  • a binder was added to the silver-palladium alloy to prepare a conductive paste to be the positive electrode 14, the negative electrode 15, the positive electrode 16, and the negative electrode 17.
  • this conductive paste was printed on one surface of the ceramic green sheet in a pattern of the positive electrode internal electrode 14 and the negative electrode internal electrode 15 by screen printing, respectively.
  • a strip-like pattern having a width of 5 mm is provided with an interval of 1 mm in width. The print pattern was repeated.
  • this ceramic green sheet laminate was cut so as to have the laminate structure shown in FIG. 3, and fired at 980 to 1100 ° C. to obtain a laminate.
  • the sample of the multilayer piezoelectric element 1 which is an embodiment of the present invention and the sample of the multilayer piezoelectric element 11 which is a comparative example, obtained as described above, are housings using SUS304, alumina and polytetrafluoroethylene material, respectively.
  • the pressure sensor using the multilayer piezoelectric element 1 of the example and the pressure sensor using the multilayer piezoelectric element 11 of the comparative example were obtained.
  • a repeated load test in which a repeated load of 50 to 250 N (amplitude is 100 N and vibration frequency is 50 Hz) is applied with a material testing machine for 1000 hours.

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

　【課題】　ホルダを有しながら積層体との間に緩衝部材を必要とせず、圧電体層の破損の発生を低減し、良好な耐久性および長期信頼性を有する積層型圧電素子を提供する。 　【解決手段】　複数の圧電体層３と、圧電体層３を間に挟んで交互に配置された平板状の複数の正極用電極４および負極用電極５とが積層されてなる積層体２に、積層体２の上面を覆う平板部６ａおよび積層体２の側面に沿って延びた側面部６ｂを有する上ホルダ６と、積層体２の下面を覆う平板部７ａおよび積層体２の側面に沿って延びた側面部７ｂを有する下ホルダ７とを装着した積層型圧電素子１である。積層体２と上下ホルダ６，７との間に緩衝部材を設ける必要はなく、積層体２に生じる変位・変形が妨げられることがほとんどないため、微弱な振動や圧力に対する感度等の圧電特性に優れ、耐久性および長期信頼性にも優れたものとすることができる。

Description

積層型圧電素子
　本発明は、駆動素子（圧電アクチュエータ）、センサ素子および回路素子等に用いられる積層型圧電素子に関する。駆動素子としては、例えば、自動車エンジンの燃料噴射装置，インクジェットプリンタヘッドのような液体噴射装置，光学装置のような精密位置決め装置，振動防止装置等が挙げられる。また、センサ素子としては、例えば、燃焼圧センサ，ノックセンサ，加速度センサ，荷重センサ，超音波センサ，感圧センサおよびヨーレートセンサ等が挙げられる。さらに、回路素子としては、例えば、圧電ジャイロ，圧電スイッチ，圧電トランスおよび圧電ブレーカ等が挙げられる。
　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は、直流電圧や交流電圧を印加して変位させたり振動させたりする駆動素子として、または振動や圧力を検出するセンサ素子として、あるいは圧電振動を利用した回路素子として利用されている。
　このような積層型圧電素子として、圧電セラミック板と電極取り出し部を有する金属箔とを交互に積層してなる圧電積層体を用いたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この積層型圧電素子では、連絡電極の接続やリード線の接続が電極取り出し部の一部が絶縁処理された金属箔に行なわれている。また、使用に当たって全体の絶縁性を保つために、積層体の側面にシリコーングリース等の絶縁剤とともに熱収縮チューブ等で被覆したり、全体をシール性の高い容器内に配置したりするなどの処理が行なわれる。
　また、同様の積層型圧電素子として、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体を、包囲するケース部材を有する積層型圧電素子が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。このケース部材としては、ユニット積層体固定用の離間保持部材を用い、ユニット積層体の周囲に柔軟性のあるモールド樹脂を形成する、あるいはユニット積層体を絶縁コーティング層で被覆してからモールド樹脂で覆うことが開示されている。
特開平８－23126号公報 特開2006－303445号公報
　しかしながら従来の積層型圧電素子では、圧電体層の圧電材料として圧電セラミックスや水晶等が提案されており、これらの圧電材料は、一般に非金属材であって塑性変形を起こさないため、靭性および延性に乏しく、圧電振動を発生させて駆動することによって脆性破壊を起こしやすいという課題があった。その結果、駆動素子やセンサ素子としての実使用状態における振動、あるいは衝撃に伴って発生する応力集中、あるいは隣接する部材との熱膨張率差に起因する熱応力等により、圧電体層が破損しやすく、十分な耐久性および長期信頼性を得ることが難しいという課題があった。
　また、積層型圧電素子を用いた駆動素子やセンサ素子は、圧電素子が変形することによってその機能が発現するものであることから、従来の積層型圧電素子では、特許文献１および特許文献２に開示されているように、使用に当たっては積層型圧電素子をケースに収納し、このケースと積層型圧電素子との絶縁性を保ちながら、ケースへの固定および電極取り出しを行なうことが求められていた。
　しかしながら、これら従来の積層型圧電素子では、積層体の周囲に絶縁材を配置したり固定用の部材を用いたりして、緩衝部材を介してケースや外装樹脂内に積層体を配置する必要があることから、積層体の微弱な振動が抑制され、例えば微弱な圧力でも感知するような高感度なセンサ素子となりにくいという課題があった。このため、積層体との間に緩衝部材のないホルダを有する積層型圧電素子が求められていた。また、そのようなホルダを有しながら耐久性が高い積層型圧電素子が望まれていた。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホルダを有しながら積層体との間に緩衝部材を必要とせず、圧電体層の破損の発生を低減し、実使用状態における良好な耐久性および長期信頼性を有する積層型圧電素子を提供することにある。
　本発明の積層型圧電素子は、複数の圧電体層と、該圧電体層を間に挟んで交互に配置された平板状の複数の正極用電極および負極用電極とが積層されてなる積層体に、該積層体の上面を覆う平板部および前記積層体の側面に沿って延びた側面部を有する上ホルダと、前記積層体の下面を覆う平板部および前記積層体の側面に沿って延びた側面部を有する下ホルダとを装着したことを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記構成において、前記上ホルダおよび前記下ホルダが金属からなることを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記各構成において、前記上ホルダおよび前記下ホルダはそれぞれ複数の前記側面部を有することを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記各構成において、前記正極用電極および前記負極用電極はそれぞれ前記積層体の異なる側面に突出する突出部を有しており、前記上ホルダの前記側面部は前記複数の正極用電極および負極用電極のいずれか一方の前記突出部と接続され、前記下ホルダの前記側面部は前記複数の正極用電極および負極用電極のいずれか他方の前記突出部と接続されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記各構成において、前記上ホルダおよび前記下ホルダの前記側面部が前記積層体の隣り合う側面に配置されていることを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記各構成において、前記積層体の上面および下面は前記圧電体層であることを特徴とするものである。
　また、本発明の積層型圧電素子は、上記各構成において、前記積層体の上面は前記正極用電極および前記負極用電極のいずれか一方であり、前記積層体の下面は前記正極用電極および前記負極用電極のいずれか他方であることを特徴とするものである。
　本発明の積層型圧電素子によれば、積層体に、積層体の上面を覆う平板部および積層体の側面に沿って延びた側面部を有する上ホルダと、積層体の下面を覆う平板部および積層体の側面に沿って延びた側面部を有する下ホルダとを装着したことから、積層体が素子を封入するケース部材などの外部部材に直接接触することがないので、積層体とこれら上下ホルダとの間に緩衝部材を設ける必要がない。また、積層体および上下ホルダの組み合わせ構造は積層体上下面と上下ホルダの平板部で構成され、側面部での積層体の拘束が不要なので、積層体に生じる変位・変形が積層体の保持部材である上下ホルダによる保持構造の影響を受けたり、妨げられたりすることがなくなる。
　従って、微弱な振動や圧力に対する感度等の圧電特性に優れ、かつ保持構造に起因して発生する応力集中による積層体の破壊が発生することも少なく、耐久性および長期信頼性に優れた積層型圧電素子とすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子によれば、上ホルダおよび下ホルダが金属からなるときには、上ホルダおよび下ホルダが静電気を帯びることがなく、また上ホルダおよび下ホルダからのノイズ発生を防止することができ、さらには金属材料の靱性、延性により積層型圧電素子全体としての強度を高めることができる。
　さらに、本発明の積層型圧電素子によれば、上ホルダおよび下ホルダがそれぞれ複数の側面部を有するときには、これら複数の側面部によって積層体の積層位置ずれをより低減することができるため、圧電特性および強度に優れたものとすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子によれば、正極用電極および負極用電極はそれぞれ積層体の異なる側面に突出する突出部を有しており、上ホルダの側面部は複数の正極用電極および負極用電極のいずれか一方の突出部と接続され、下ホルダの側面部は複数の正極用電極および負極用電極のいずれか他方の突出部と接続されているときには、積層体に対する電気的な入出力を積層体の上下に配置されたホルダから行なうことができるようになり、入出力端子と積層型圧電素子との接続構造を積層体の感圧または駆動構造から分離された状態とすることができ、組込み構造の影響をほとんど受けない圧電特性に優れた積層型圧電素子とすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子によれば、上ホルダおよび下ホルダの側面部が積層体の隣り合う側面に配置されているときには、それぞれの側面部が交互に配置された構造とすることができ、積層体の位置ずれをより高い精度で抑えることができるとともに、対称性の高い構造となることから圧電特性にも優れたものとすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子によれば、積層体の上面および下面が圧電体層であるときには、全ての圧電体層の両面に対して各々異なる極側の単一の金属導体が接触した状態となり電気的接続構造が等しくなるので、均一な構造となって圧電特性に優れたものとすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子によれば、積層体の上面は正極用電極および負極用電極のいずれか一方であり、積層体の下面は正極用電極および負極用電極のいずれか他方であるときには、圧電体層の積層数が少なくなり、圧電体材料の使用量および材料製作・組立てに伴う手間やコストを低減することが可能となる。
本発明の積層型圧電素子の実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明の積層型圧電素子の実施の形態の一例を示す断面図である。 従来の積層型圧電素子の例の概略構成を示す断面図である。
　以下、本発明の積層型圧電素子について図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の積層型圧電素子の実施の形態の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す積層型圧電素子の、上ホルダの側面部を通る、積層方向に平行な断面における断面図である。
　図１および図２に示すように、本例の積層型圧電素子１は、複数の圧電体層３と、圧電体層３を挟んで交互に配置された平板状の複数の正極用電極４および負極用電極５とが積層されてなる積層体２に、積層体２の上面を覆う平板部６ａおよび積層体２の側面に沿って延びた側面部６ｂを有する上ホルダ６と、積層体２の下面を覆う平板部７ａおよび積層体２の側面に沿って延びた側面部７ｂを有する下ホルダ７とを装着したことを特徴とするものである。
　本例の積層型圧電素子１によれば、このように積層体２に装着された上ホルダ６および下ホルダ７が積層体２の上面および下面の全面を平板部６ａ，７ａで、積層体２の側面を側面部６ｂ，７ｂで保持する構造となっていることにより、積層体２に外部から印加される機械的入力または電気的入力の結果として圧電体層３に発生する機械的変動（変形，変位）が、上ホルダ６および下ホルダ７からなる保持構造による影響や阻害を受けにくいため、感度や駆動効率等の圧電特性に優れ、かつ保持構造の影響による応力集中に起因する圧電体層３の破壊が少なく、その結果、耐久性および長期信頼性に優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　また、平板状の複数の正極用電極４および負極用電極５が圧電体層３を間に挟んで交互に配置されることにより、積層体２において正負両極とも電気的な回路構造が対称な形態となり、特に高周波入出力の波形の歪みが少ない、感度や駆動効率に優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　本発明の積層型圧電素子１において、上ホルダ６および下ホルダ７は金属からなることが好ましい。これにより、金属のような導電性材料は静電気を帯びることがなく、上ホルダ６および下ホルダ７からの静電気の放電による積層体２の絶縁破壊や積層体２の電気的入出力におけるノイズ発生を確実に防止することができる。併せて金属材料の靱性、粘性により、上ホルダ６および下ホルダ７が樹脂材料等からなる場合と比較して積層型圧電素子１の素子強度を高くすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子１において、上ホルダ６および下ホルダ７はそれぞれ複数の側面部６ｂ，７ｂを有することが好ましい。上ホルダ６および下ホルダ７がそれぞれ複数の側面部６ｂ，７ｂを有することにより、これら複数の側面部６ｂ，７ｂによって積層体２の積層位置ずれをより効果的に低減することができるため、圧電特性および強度に優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子１において、正極用電極４および負極用電極５はそれぞれ積層体２の異なる側面に突出する突出部４ａ，５ａを有し、上ホルダ６の側面部６ｂが複数の正極用電極４および負極用電極５のいずれか一方の突出部４ａ（５ａ）と接続され、下ホルダ７の側面部７ｂが複数の正極用電極４および負極用電極５のいずれか他方の突出部（４ａ）５ａと接続されていることが好ましい。
　このように、正極用電極４および負極用電極５と上ホルダ６および下ホルダ７とが突出部４ａ，５ａと側面部６ｂ，７ｂとで接続されることにより、積層体２に対する電気的な入出力を積層体２の上下端面に配置された上ホルダ６の平板部６ａおよび下ホルダ７の平板部７ａから行なうことができるようになり、入出力端子と積層型圧電素子１との接続構造を積層体２の感圧または駆動構造から分離された状態にすることができるので、積層型圧電素子１の組込み構造の影響をほとんど受けない圧電特性に優れたものとすることができる。
　さらに、正極用電極４および負極用電極５にそれぞれ積層体２の側面に突出する突出部４ａ，５ａを設けることにより、圧電体層３と上ホルダ６および下ホルダ７とが接触干渉しない構造とすることができる。その結果、圧電特性に優れ、かつ積層体２とその保持構造との接触干渉に伴う圧電体層３の歪みに起因する圧電体層３の破壊の発生を低減でき、耐久性および長期信頼性に優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子１において、上ホルダ６および下ホルダ７の側面部６ｂ，７ｂは、積層体２の隣り合う側面に配置されていることが好ましい。これにより、上ホルダ６の側面部６ｂと下ホルダ７の側面部７ｂとが積層体２の側面に交互に配置された構造となり、積層体２の位置ずれをより高い精度で抑えることができ、また機械的および電気的に対称性の高い構造となることから、圧電特性にも優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　また、図１および図２に示す本例の積層型圧電素子１は、積層体２の上面が正極用電極４であり、積層体２の下面が圧電体層３である構成であるが、本発明の積層型圧電素子１において、積層体２の上面および下面は圧電体層３であることが好ましい。このような構成とすると、積層体の上下面とも圧電体層３と上下ホルダ６，７の平板部とが接触した状態となり、積層体２を構成するすべての正極用電極４および負極用電極５の両面が積層体２を構成する圧電体層３のうち１層とそれぞれ接触する構造となり、さらに上ホルダ６および下ホルダ７と正極用電極４および負極用電極５とが電気的に接続される場合は、全ての圧電体層３に対する電気的接続構造が等しくなる。これにより、全ての正極用電極４および負極用電極５が機械的および電気的に均一な構造となり、圧電特性に優れた積層型圧電素子１とすることができる。
　また、本発明の積層型圧電素子１において、積層体２の上面は正極用電極４および負極用電極５のいずれか一方であり、積層体２の下面は正極用電極４および負極用電極５のいずれか他方であることも、他の形態として好ましい。このような積層型圧電素子１では、積層体２の作製において圧電体層３の積層数が少なく、従って圧電体材料の使用量および材料製作・組立てに伴う手間が低減できる。また、それによりコストを低減することもできるため、安価な積層型圧電素子１を提供する上で有利になる。
　次に、本発明の積層型圧電素子１の製造方法について説明する。
　＜圧電体層３の作製＞
　まず、圧電材料からなるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、圧電セラミックスの仮焼粉末とアクリル系，ブチラール系等の有機高分子材料からなるバインダーと可塑剤とを混合してスラリーを作製する。そしてこのスラリーを用いて、ドクターブレード法やカレンダーロール法等のテープ成型法により、セラミックグリーンシートを作製する。圧電セラミックスとしては圧電特性を有するものであればよく、例えば、ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３からなるペロブスカイト型酸化物（ＰＺＴ）等を用いることができる。また、可塑剤としてはＤＢＰ（フタル酸ジブチル），ＤＯＰ（フタル酸ジオチル）等を用いることができる。
　次に、このセラミックグリーンシートを積層体２となるための所望の形状に打ち抜き、所定の温度で脱バインダーを行なった後、例えば900～1200℃の温度で焼成することによって圧電体層３となる圧電体板材を得ることができる。
　なお、上記は圧電体層３に圧電性セラミックスを使用する場合であるが、圧電性を有する材料が作製できれば、圧電体層３はどのような製法によって形成されてもよい。
　＜正極用電極４および負極用電極５の作製＞
　平板状の正極用電極４および負極用電極５は、具体的には、例えばＳＵＳ材等の金属シートを、積層体２となるための所望の形状となるよう、エッチング法あるいは打ち抜きプレス法等により成型加工することで作製する。
　＜積層体２の作製（分極処理を含む）＞
　作製した圧電体層３ならびに正極用電極４および負極用電極５を、例えば図１および図２に示すような所望の向きおよび層数で積層する。これらの積層時には、位置ずれを防ぐために、圧電体層３や正極用電極４・負極用電極５の外形に断面形状を合わせたダイス等を用いる。
　次に、得られた積層体２に分極処理を施す。正極用電極４および負極用電極５をそれぞれ正負の極板として0.1～３ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加する。これにより、分極方向が圧電体層３の１層ごとに反対の方向を向いた分極パターンを有する、分極済みの圧電体層３を得ることができる。
　なお、積層体２は、上記の製法によって作製されるものに限定されるものではなく、圧電体層３と圧電体層３を間に挟んで交互に配置された複数の正極用電極４および負極用電極５とからなる積層体２を作製できれば、どのような製法によって作製されてもよい。また、積層体２単独での形状保持性は必須ではなく、例えば積層用ダイスに組み込んだ状態、すなわち仮組みの状態で次工程の上下ホルダとの組立てに移行してもよい。
　また、分極処理の方法も上記の方法によって処理されるものに限定されるものではなく、圧電体層３の厚さ方向に分極させることができれば、例えば、圧電体層３を焼成により作製した後、単板の状態で上下から電圧を印加して分極状態とし、分極方向が圧電体層３の１層ごとに反対の方向を向くように積層してもよい。あるいは、次工程の積層型圧電素子１全体の組立終了後に分極処理を行なっても構わない。
　＜上ホルダ６，下ホルダ７の作製および積層型圧電素子１の組立て＞
　上ホルダ６および下ホルダ７は、まず例えばＳＵＳ材等の金属シートを、平板部６ａ，７ａおよび側面部６ｂ，７ｂに相当する部位を有する形状に、エッチング法等の成型法で成型する。次に、プレス成型法等により、図１，２に示すような、平板部６ａ，７ａから側面部６ｂ，７ｂがほぼ直交して延びる形状へと成形する。
　なお、上ホルダ６および下ホルダ７は、上記の材料および製法により作製されるものに限定されるものではなく、積層体２の上面を覆う平板部６ａ，７ａおよび積層体２の側面に沿って延びた側面部６ｂ，７ｂを有し、必要に応じて導電性等を有する上ホルダ６および下ホルダ７を作製できれば、どのような材料および製法によって作製してもよい。
　次に、積層体２と上ホルダ６および下ホルダ７とを組み立てる。例えば、上下ホルダ６，７の側面部６ｂ，７ｂの内側に熱硬化性樹脂を塗布した後、図１および図２に示すような形態に仮組みし、上下ホルダ６，７の平板部６ａ，７ａをバイス等でクランプした状態でオーブン等により50～180℃の温度で加熱して樹脂を硬化させて、積層型圧電素子１の形態が保持された状態とすることによって、積層型圧電素子１が得られる。
　このとき、正極用電極４および負極用電極５と上ホルダ６および下ホルダ７とを電気的に接続したい場合は、突出部４ａ，５ａと側面部６ｂ，７ｂとを接続するのが好適であるが、その他の部位間で電気的に接続してもよい。突出部４ａ，５ａと側面部６ｂ，７ｂとの接続や、その他の部位間での電気的な接続には、Ａｇ等の導電性粉末を混合した導電性樹脂を用いたり、当接させた部位でスポット溶接等により結合したりしてもよい。
　なお、積層型圧電素子１の組立体は、必ずしもそれ自体が単独で組立状態を維持している必要はなく、例えば、仮組み後、直ちに所望のハウジングに封入することで、組立状態が維持されるものでもあってもよい。
　本発明の積層型圧電素子を備えたセンサ素子である圧力センサを、以下のようにして作製した。
　まず、平均粒径が0.4μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３）を主成分とする圧電セラミックスの仮焼粉末とバインダーと可塑剤とを混合したスラリーを作製した。このスラリーを用いてドクターブレード法により厚み100μｍの圧電体層３となるセラミックグリーンシートを作製した。そして、980～1100℃で焼成した後、ダイシングソーにより対角長が５ｍｍ角の正六角形状に切断し、圧電体層３を構成する圧電体単板を得た。焼成後の圧電体層の厚さは80μｍであった。
　また、厚さが100μｍのＳＵＳ304からなる板材を、図１に示す正極用電極４および負極用電極５を構成できるよう、エッチング法により対角長が５ｍｍの正六角形状であり、その１つの辺を0.5ｍｍ突出させて突出部４ａ，５ａとした形状に加工した。
　また、厚さが100μｍのＳＵＳ304からなる板材を、図１に示す上ホルダ６および下ホルダ７を構成できる形状となるよう、エッチング加工により成形した。さらに、プレス成型機により曲げ加工を施し、図１に示す上ホルダ６および下ホルダ７を作製した。それぞれ平板部６ａ，７ａの形状は対角長が５ｍｍの正六角形状とし、側面部はその１つの辺から延びる長さが１ｍｍの長方形状とした。
　そして、５層の圧電体層３と、各３枚の正極用電極４および負極用電極５とを、正極用電極４および負極用電極５の突出部４ａ，５ａがそれぞれ積層体２の対向する側面に位置するように配置し、交互に積層して積層体２を作製した。次に、この積層体２に上ホルダ６および下ホルダ７を互いの側面部６ｂ，７ｂが積層体２の対向する側面に位置するように装着して、上ホルダ６の側面部６ｂと正極用電極４の突出部４ａとを接続し、下ホルダ７の側面部７ｂと負極用電極５の突出部５ａとを接続して、図１および図２に示すような構成とした。なお、図１および図２に示す例では、積層体２の上面が正極用電極４であり、下面が圧電体層３であるが、本実施例では、積層体２の上面が正極用電極４であり、下面が負極用電極５である構成とした。最後に、上ホルダ６の平板部６ａおよび下ホルダ７の平板部７ａ間に2.5ｋＶ／ｍｍ相当の直流電圧を印加して、圧電体層３に分極処理を施し、本発明の実施例の試料を得た。
　また、本発明の比較例の試料として、図３に断面図で概略構成を示すような構成の従来の積層型圧電素子11を以下のように作製した。
　まず、圧電体層13となるセラミックグリーンシートを本発明における圧電体層３となるセラミックグリーンシートと同じ方法で作製した。
　また、銀－パラジウム合金にバインダーを加えて、正極用内部電極14，負極用内部電極15，正極用外部電極16および負極用外部電極17となる導電性ペーストを作製した。
　次に、セラミックグリーンシートの片面に、この導電性ペーストをスクリーン印刷法によりそれぞれ正極用内部電極14および負極用内部電極15のパターンに印刷した。その際、積層体内に図３における正極用内部電極14の右側および負極用内部電極15の左側に電極層の存在しない部分を形成するため、幅５ｍｍの帯状のパターンを幅１ｍｍの間隔をあけて繰り返す印刷パターンとした。
　その上で、それらセラミックグリーンシートを、正極用内部電極14および負極用内部電極15が図３に示すように形成されるよう、帯状パターンの反復方向に適宜ずらしながら５枚積層した。そして、図３に示す積層構造となるようにこのセラミックグリーンシート積層体を切断し、980～1100℃で焼成することにより積層体を得た。
　得られた積層体を、平面研削盤を用いて所定の形状に研削した後、外部電極16，17を形成するように積層体の側面に導電性ペーストを印刷して、700℃にて焼付けを行なった。なお、焼成および焼付け後の各内部電極層および各外部電極の厚さを実測したところ、それぞれ15μｍであった。最後に、外部電極16，17を介して2.5ｋＶ／ｍｍ相当の直流電圧を印加し、従来の積層型圧電素子11を得た。
　以上のようにして得られた本発明の実施例である積層型圧電素子１の試料および比較例である積層型圧電素子11の試料を、それぞれＳＵＳ304およびアルミナならびにポリテトラフルオロエチレン材を用いたハウジングに封入し、実施例の積層型圧電素子１を用いた圧力センサおよび比較例の積層型圧電素子11を用いた圧力センサを得た。
　これら圧力センサについて、材料試験機にて300Ｎを印加し、正負電極とチャージアンプとを接続し、出力電圧から感度を計測した。
　また、耐久試験として、材料試験機にて50～250Ｎ（振幅が100Ｎで振動数が50Ｈｚ）の繰り返し荷重を印加する繰り返し荷重試験を、それぞれ1000時間行なった。
　その結果、感度については、実施例および比較例の両試料とも約10000ｐＣ／ＭＰａの出力を得た。しかしながら、繰り返し荷重試験においては、1000時間後に感度測定を行なったところ、比較例の積層型圧電素子11を用いた圧力センサでは出力が得られなかった。これについて、ハウジングから積層型圧電素子11を取り出して断面を観察したところ、図３に示すように、正極用内部電極14および負極用内部電極15の導体層エッジ部からクラック18が発生していた。これに対して、実施例の積層型圧電素子１を用いた圧力センサでは、1000時間後も試験前と同じ出力を得た。これにより、本発明の積層型圧電素子１は、耐久性および長期信頼性に優れたものであることが確認できた。
１・・・積層型圧電素子
２・・・積層体
３・・・圧電体層
４・・・正極用電極
　４ａ・・・突出部
５・・・負極用電極
　５ａ・・・突出部
６・・・上ホルダ
　６ａ・・・平板部
　６ｂ・・・側面部
７・・・下ホルダ
　７ａ・・・平板部
　７ｂ・・・側面部

Claims (7)

  1. 　複数の圧電体層と、該圧電体層を間に挟んで交互に配置された平板状の複数の正極用電極および負極用電極とが積層されてなる積層体に、該積層体の上面を覆う平板部および前記積層体の側面に沿って延びた側面部を有する上ホルダと、前記積層体の下面を覆う平板部および前記積層体の側面に沿って延びた側面部を有する下ホルダとを装着したことを特徴とする積層型圧電素子。
  2. 　前記上ホルダおよび前記下ホルダが金属からなることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電素子。
  3. 　前記上ホルダおよび前記下ホルダはそれぞれ複数の前記側面部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型圧電素子。
  4. 　前記正極用電極および前記負極用電極はそれぞれ前記積層体の異なる側面に突出する突出部を有しており、前記上ホルダの前記側面部は前記複数の正極用電極および負極用電極のいずれか一方の前記突出部と接続され、前記下ホルダの前記側面部は前記複数の正極用電極および負極用電極のいずれか他方の前記突出部と接続されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の積層型圧電素子。
  5. 　前記上ホルダおよび前記下ホルダの前記側面部が前記積層体の隣り合う側面に配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の積層型圧電素子。
  6. 　前記積層体の上面および下面は前記圧電体層であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の積層型圧電素子。
  7. 　前記積層体の上面は前記正極用電極および前記負極用電極のいずれか一方であり、前記積層体の下面は前記正極用電極および前記負極用電極のいずれか他方であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の積層型圧電素子。
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