WO2024080279A1 - 圧電素子 - Google Patents

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WO2024080279A1
WO2024080279A1 PCT/JP2023/036764 JP2023036764W WO2024080279A1 WO 2024080279 A1 WO2024080279 A1 WO 2024080279A1 JP 2023036764 W JP2023036764 W JP 2023036764W WO 2024080279 A1 WO2024080279 A1 WO 2024080279A1
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electrode plate
laminate
conductor layer
stacking direction
piezoelectric element
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PCT/JP2023/036764
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良季 田中
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京セラ株式会社
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    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a piezoelectric element.
  • a piezoelectric element that includes a laminate in which piezoelectric bodies and internal electrodes are stacked in multiple layers, a conductor layer located on the side of the laminate and connected to the internal electrodes, and an electrode plate whose width direction is partially joined to the conductor layer via a conductive bonding material (see, for example, Patent Document 1). Also proposed is a piezoelectric element structure in which the conductor layer and the electrode plate are covered by a covering layer located on the side of the laminate (see, for example, Patent Document 2).
  • the piezoelectric element includes a laminate, a conductor layer, an electrode plate, and a covering layer.
  • the laminate is a stack of multiple piezoelectric bodies and internal electrodes.
  • the conductor layer is connected to the internal electrodes and is positioned along the stacking direction of the laminate.
  • the electrode plate is bonded to the conductor layer via a conductive bonding material and is positioned along the stacking direction of the laminate.
  • the covering layer covers the conductor layer and the electrode plate.
  • the electrode plate has multiple slits that extend in a direction intersecting the stacking direction.
  • the piezoelectric element has a first gap between the electrode plate, the conductor layer, and the bonding material.
  • the possibility of peeling off of the electrode plate covered with the coating layer can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a piezoelectric element according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to the first alternative embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to the first alternative embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 2. In FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 2.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate according to another embodiment 3.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate according to another embodiment 4.
  • FIG. 11 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its periphery according to another embodiment 5.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 6.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 6.
  • FIG. 16 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its periphery according to another embodiment 7.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII of FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 8.
  • FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 9.
  • FIG. 19 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 9.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX of FIG. 19.
  • FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 10.
  • FIG. 22 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 11.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate and its surroundings according to another embodiment 12. As shown in FIG.
  • Fig. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a piezoelectric element 1 according to an embodiment.
  • the piezoelectric element 1 includes a laminate 10, a pair of conductor layers 20, a pair of electrode plates 40, and a covering layer 50 (see FIGS. 3 and 4).
  • the pair of conductor layers 20 include conductor layer 20A and conductor layer 20B
  • the pair of electrode plates 40 include electrode plate 40A and electrode plate 40B.
  • the covering layer 50, conductor layer 20B, and electrode plate 40B are omitted from FIG. 1.
  • the laminate 10 has a columnar shape.
  • the laminate 10 is, for example, a square prism (rectangular parallelepiped) with a length of 0.5 (mm) to 10 (mm), a width of 0.5 (mm) to 10 (mm), and a height of 1 (mm) to 100 (mm).
  • the shape of the laminate 10 is not limited to a square prism, and may be a hexagonal prism, an octagonal prism, a cylinder, or the like.
  • the laminate 10 has a piezoelectric body 11, an internal electrode 12, and a planned fracture layer 13.
  • the laminate 10 is constructed by stacking the piezoelectric body 11, the internal electrode 12, and the planned fracture layer 13 in a predetermined order along the stacking direction D.
  • the stacking direction D of the laminate 10 coincides with the longitudinal direction of the laminate 10.
  • the piezoelectric body 11 is made of a piezoelectric material having piezoelectric properties, such as piezoelectric ceramics, for example, a perovskite oxide made of lead zirconate titanate ( PbZrO3 - PbTiO3 ), lithium niobate ( LiNbO3 ), or lithium tantalate ( LiTaO3 ).
  • a piezoelectric material having piezoelectric properties such as piezoelectric ceramics, for example, a perovskite oxide made of lead zirconate titanate ( PbZrO3 - PbTiO3 ), lithium niobate ( LiNbO3 ), or lithium tantalate ( LiTaO3 ).
  • the average particle size of such piezoelectric ceramics is, for example, 1.6 ( ⁇ m) to 2.8 ( ⁇ m).
  • the thickness of the piezoelectric body 11 is, for example, 3 ( ⁇ m) to 250 ( ⁇ m).
  • the internal electrode 12 is made of a conductive material and includes a plurality of first electrodes 12a and a plurality of second electrodes 12b.
  • the first electrodes 12a are electrically connected to a conductor layer 20A disposed on one side surface 10a of the laminate 10.
  • a predetermined positive voltage is applied to the first electrodes 12a via the conductor layer 20A.
  • the second electrode 12b is electrically connected to a conductor layer 20B disposed on the side surface 10b opposite the side surface 10a of the laminate 10.
  • a predetermined negative voltage (or ground voltage) is applied to the second electrode 12b via the conductor layer 20B.
  • the first electrode 12a, the second electrode 12b, and the piezoelectric body 11 are laminated so that the piezoelectric body 11 is disposed between the first electrode 12a and the second electrode 12b. This allows the laminate 10 to apply a drive voltage to the piezoelectric body 11 by the first electrode 12a and the second electrode 12b.
  • the laminate 10 according to the embodiment is composed of an active section formed by alternately stacking multiple piezoelectric bodies 11 and internal electrodes 12, and an inactive section having a piezoelectric body 11 and arranged on both ends of the active section in the stacking direction D.
  • the active portion is a portion that expands or contracts (hereinafter also referred to as expanding or contracting) in the stacking direction D when a drive voltage is applied to the laminate 10 from the outside.
  • the inactive portion is a portion that does not expand or contract even when a drive voltage is applied to the laminate 10 from the outside.
  • the lower end in FIG. 1 is referred to as the base end 10e of the laminate 10
  • the upper end in FIG. 1 is referred to as the tip end 10f of the laminate 10.
  • the base end 10e of the laminate 10 is fixed, and the tip end 10f of the laminate 10 is displaced along the stacking direction D.
  • the material of the internal electrode 12 is, for example, a metal whose main component is silver, silver-palladium, silver-platinum, or copper.
  • the internal electrode 12 can be formed, for example, by co-firing with the piezoelectric body 11.
  • the thickness of the internal electrode 12 is, for example, 0.1 ( ⁇ m) to 5 ( ⁇ m).
  • the planned rupture layer 13 is a layer for relieving stress caused by driving the laminate 10.
  • Examples of the planned rupture layer 13 include a porous metal layer that does not function as an internal electrode 12, or a metal layer that has cracks in it. Note that the planned rupture layer 13 may be omitted in the laminate 10 according to the embodiment.
  • the pair of conductor layers 20 includes conductor layer 20A located on side surface 10a of laminate 10 and conductor layer 20B located on side surface 10b of laminate 10. Conductor layer 20 is disposed across the entire active portion of laminate 10. Conductor layer 20 is positioned along stacking direction D.
  • the material of the conductor layer 20 is, for example, a metal whose main component is silver or copper.
  • the conductor layer 20 can be, for example, a metallized layer made of a sintered body of the above-mentioned metal and glass.
  • the thickness of the conductor layer 20 is, for example, 5 ( ⁇ m) to 500 ( ⁇ m).
  • the pair of electrode plates 40 includes electrode plate 40A and electrode plate 40B, which are electrically connected to the pair of conductor layers 20, respectively. Specifically, electrode plate 40A is electrically connected to conductor layer 20A, and electrode plate 40B is electrically connected to conductor layer 20B.
  • the electrode plate 40 is positioned along the stacking direction D of the laminate 10. A portion of the electrode plate 40 in the width direction intersecting with the stacking direction D is joined to the conductor layer 20 via a conductive bonding material 30.
  • bonding material 30 for example, an epoxy resin or polyimide resin containing a metal powder with high conductivity, such as Ag powder or Cu powder, is used.
  • the material of the electrode plate 40 is, for example, a metal such as copper, iron, stainless steel, or phosphor bronze.
  • the width of the electrode plate 40 is, for example, 0.5 (mm) to 10 (mm), and the thickness of the electrode plate 40 is, for example, 0.01 (mm) to 1.0 (mm).
  • the surface of the electrode plate 40 may be provided with a plating film such as tin plating or silver plating to improve electrical conductivity and thermal conductivity.
  • the coating layer 50 is positioned around the entire side of the laminate 10, including side 10a and side 10b, and covers the conductor layer 20 and the electrode plate 40. By arranging the coating layer 50 on the sides 10a and 10b, it is possible to reduce creeping discharge between the two electrodes that occurs when a high voltage is applied during operation.
  • the coating layer 50 is made of, for example, an insulator.
  • insulators that can be used for the coating layer 50 include fluorine-based resin, silicone resin, epoxy resin, and nylon resin.
  • the covering layer 50 only needs to be located on at least the side surfaces 10a and 10b of the laminate 10 so as to cover the conductor layer 20 and the electrode plate 40, and does not necessarily have to be arranged around the entire side surface.
  • the covering layer 50 may not be arranged on the side surfaces 10c and 10d of the laminate 10, but only on the side surfaces 10a and 10b.
  • Fig. 2 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its periphery according to the embodiment.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Fig. 2.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 2.
  • the covering layer 50 is omitted in Fig. 2.
  • the electrode plate 40 is a plate-shaped member that extends in the stacking direction D of the laminate 10, and a portion of the width direction that intersects with the stacking direction D is joined to the conductor layer 20 via a conductive bonding material 30.
  • the electrode plate 40 has a plurality of slits S.
  • the slits S are cut out to extend, for example, along the width direction of the electrode plate 40 (i.e., the direction intersecting with the stacking direction D).
  • the multiple slits S are cut out alternately from the end faces of both ends located outside the bonding material 30 in the width direction of the electrode plate 40 in a planar view, and are arranged side by side at approximately equal intervals along the stacking direction D.
  • the multiple slits S all have approximately the same length.
  • the length of the slits S refers to the length in the cutout direction of the slits S (i.e., the width direction of the electrode plate 40).
  • the lengths of the multiple slits S are set so that the tips overlap when viewed in the stacking direction D.
  • overlapping means that adjacent slits S have areas that face each other when viewed in the stacking direction D.
  • the electrode plate 40 can expand and contract in the stacking direction D in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to the embodiment, the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be reduced.
  • the electrode plate 40 is covered together with the conductor layer 20 by a covering layer 50 (see Figures 3 and 4) located on the side of the laminate 10.
  • the electrode plate 40 and the conductor layer 20 are completely covered with the covering layer 50, when the laminate 10 expands and contracts, a large stress that limits the deformation of the electrode plate 40 is generated in the electrode plate 40.
  • the stress that limits the torsional deformation is concentrated on the end portion of the electrode plate 40 that is located outside the bonding material 30 in the width direction in a planar view. Then, as the stress that limits the deformation is generated in the electrode plate 40 in response to the expansion and contraction of the laminate 10, there is a possibility that the electrode plate 40 will peel off from the laminate 10 or the conductor layer 20.
  • the conductor layer 20 and the electrode plate 40 are covered with a covering layer 50 while leaving a gap G between the conductor layer 20 and the end portion of the electrode plate 40 located outside the bonding material 30 in a planar view.
  • the piezoelectric element 1 has a gap G between the electrode plate 40, the conductor layer 20, and the bonding material 30.
  • a plurality of such gaps G are formed at positions that do not overlap with the plurality of slits S of the electrode plate 40 in a planar view (see Fig. 2).
  • the end portion of the electrode plate 40 located outside the bonding material 30 in a planar view and the conductor layer 20 are positioned opposite each other with each gap G therebetween.
  • the gap G is an example of a first gap.
  • the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be alleviated, thereby reducing the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20.
  • the gap G between one end of the electrode plate 40 located outside the bonding material 30 in a plan view and the conductor layer 20 is separated from the gap G between the other end of the electrode plate 40 and the conductor layer 20. That is, the gap G between one end of the electrode plate 40 and the conductor layer 20 and the gap G between the other end of the electrode plate 40 and the conductor layer 20 are not connected, and are individually closed with the bonding material 30 as a boundary.
  • the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be further alleviated, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be further reduced.
  • the gap G between one end of the electrode plate 40 and the conductor layer 20 and the gap G between the other end of the electrode plate 40 and the conductor layer 20 are positioned at positions offset from each other in the stacking direction D of the laminate 10. This makes it easier for twisting deformation to occur at both ends in the width direction of the electrode plate 40 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to the embodiment, the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be further alleviated, thereby further reducing the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20.
  • the bonding material 30 may be positioned so as to overlap the center portion of the electrode plate 40 in a plan view. This allows the gap G on one end side of the electrode plate 40 divided by the bonding material 30 and the gap G on the other end side to be approximately the same size, and torsional deformation occurs evenly at both ends in the width direction of the electrode plate 40 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to the embodiment, the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be evenly alleviated at both ends in the width direction of the electrode plate 40, thereby further reducing the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20.
  • the bonding material 30 may have an area that overlaps with the slit S of the electrode plate 40 in a plan view. This makes it difficult for the electrode plate 40 to peel off from the bonding material 30 near the slit S of the electrode plate 40.
  • the length of the slit S in the electrode plate 40 is greater than half the width of the electrode plate 40.
  • the position of the tip of the slit S in the cutout direction which is the starting point of the twist that occurs at the end in the width direction of the electrode plate 40, is misaligned with the position of the bonding material 30 located in the center part of the electrode plate 40, making it difficult for the electrode plate 40 to peel off from the bonding material 30.
  • FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 1.
  • FIG. 5 corresponds to a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2
  • FIG. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • the configuration of the covering layer 50 differs from the above-described embodiment.
  • the covering layer 50 has a protruding portion 51.
  • the protruding portion 51 is positioned protruding inward from the end of the electrode plate 40 in the direction intersecting the stacking direction D (i.e., the width direction) and is in contact with the conductor layer 20.
  • the inward side means the side toward the center of the electrode plate 40.
  • the protruding portion 51 is an example of a first protruding portion.
  • the adhesion between the covering layer 50 and the conductor layer 20 is improved compared to when the protrusion 51 is not provided, and therefore the adhesion between the electrode plate 40 covered by the covering layer 50 and the conductor layer 20 is improved. Therefore, according to other embodiment 1, it is possible to reduce the possibility that the electrode plate 40 covered by the covering layer 50 will peel off from the conductor layer 20.
  • the covering layer 50 may have a protruding portion 52.
  • the protruding portion 52 is located protruding inward from the inner wall surface of the slit S in the electrode plate 40 and is in contact with the conductor layer 20.
  • the inner side means the side closer to the center of each electrode plate.
  • the protruding portion 52 is an example of a second protruding portion.
  • the adhesion between the coating layer 50 and the conductor layer 20 is improved compared to when the protrusion 52 is not provided, and therefore the adhesion between the electrode plate 40 covered by the coating layer 50 and the conductor layer 20 is improved. Therefore, according to the alternative embodiment 1, it is possible to reduce the possibility that the electrode plate 40 covered by the coating layer 50 will peel off from the conductor layer 20.
  • ⁇ Another embodiment 2> 7 and 8 are cross-sectional views showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 2.
  • Fig. 7 corresponds to a cross-sectional view taken along line III-III in Fig. 2
  • Fig. 8 corresponds to a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 2.
  • the configuration of the electrode plate 40 differs from that of the alternative embodiment 2 described above.
  • the electrode plate 40 has a protrusion 41 that protrudes in the thickness direction of the electrode plate 40 on the periphery of the end of the electrode plate 40 in the direction intersecting with the stacking direction D (i.e., the width direction).
  • the protrusion 41 is an example of a first protrusion.
  • the strength of both ends of the electrode plate 40 is increased compared to a case in which the protrusion 41 is not provided, and therefore damage to both ends of the electrode plate 40 due to repeated deformation is less likely to occur. Therefore, according to other embodiment 2, the durability of the electrode plate 40 can be improved. Note that, although the protrusion 41 is located on the laminate 10 side and on the opposite side of the laminate 10 in FIG. 7, it may be located only on the laminate 10 side.
  • the thickness of the protruding portion 51 of the coating layer 50 located near the protruding portion 41 is reduced by the thickness of the protruding portion 41, so that the electrode plate 40 can be easily deformed in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to alternative embodiment 2, the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be further alleviated, so that the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be further reduced.
  • the protrusions 41 may extend along the stacking direction D of the laminate 10. This further increases the strength of both ends of the electrode plate 40, making it less likely that damage to both ends of the electrode plate 40 will occur due to repeated deformation. Therefore, according to alternative embodiment 2, the durability of the electrode plate 40 can be further improved.
  • the electrode plate 40 may have a protrusion 42 that protrudes in the thickness direction of the electrode plate 40 on the periphery of the slit S in the electrode plate 40.
  • the protrusion 42 is an example of a second protrusion.
  • the strength of the periphery of the slits S in the electrode plate 40 is increased compared to when the protrusions 42 are not provided, and therefore the periphery of the slits S in the electrode plate 40 is less likely to be damaged due to repeated deformation. Therefore, according to the second alternative embodiment, the durability of the electrode plate 40 can be improved. Note that, although the protrusions 42 are located on the laminate 10 side and the opposite side of the laminate 10 in FIG. 8, they may be located only on the laminate 10 side.
  • the thickness of the protruding portion 52 of the coating layer 50 located near the protruding portion 42 is reduced by the thickness of the protruding portion 42, making it easier to deform the electrode plate 40 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to alternative embodiment 2, the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be further alleviated, thereby further reducing the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20.
  • the protrusions 42 may extend along the longitudinal direction of the slits S. This further increases the strength of the edges of the slits S in the electrode plate 40, making it less likely that damage to the edges of the slits S in the electrode plate 40 will occur due to repeated deformation. Therefore, according to alternative embodiment 2, the durability of the electrode plate 40 can be further improved.
  • the protrusions 41 and 42 can be formed by etching the side of the metal plate 40a (see FIG. 7), which serves as the base material for the electrode plate 40, to form a recess, and then plating the corners located on the periphery of the recess more thickly than the other parts.
  • Fig. 9 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of the electrode plate 40 according to Alternative Embodiment 3.
  • the shape of the electrode plate 40 is different from that of the above-described embodiments.
  • the electrode plate 40 has a plurality of slits S and a plurality of through holes H.
  • the slits S are formed, for example, so as to extend along the width direction of the electrode plate 40 (i.e., the direction intersecting with the stacking direction D) to the end face of one of the ends of the electrode plate 40. Furthermore, the through holes H are formed so as to extend along the same direction as the slits S, but do not extend to the end faces of either end of the electrode plate 40.
  • the multiple slits S are cut alternately from the end faces of both ends of the electrode plate 40 in the width direction, and are arranged side by side at approximately equal intervals along the stacking direction D.
  • the multiple slits S all have approximately the same length.
  • the lengths of the multiple slits S are set so that the tips overlap when viewed in the stacking direction D.
  • the electrode plate 40 by arranging multiple slits S in the electrode plate 40, the electrode plate 40 can expand and contract in the stacking direction D in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to the other embodiment 3, the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be reduced.
  • through holes H are located between slits S that are alternately cut out from the end faces of both ends in the width direction of the electrode plate 40.
  • Such through holes H are arranged at equal intervals with respect to both adjacent slits S, and have a length approximately equal to the length of the slits S.
  • a slit S extending from the end face of one end, a through hole H, and a slit S and a through hole H extending from the end face of the other end are arranged in this order at approximately equal intervals along the stacking direction D.
  • a through hole H is disposed at a location where the tips of a slit S extending from the end face of one end and a slit S extending from the end face of the other end overlap.
  • the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be further reduced.
  • Fig. 10 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 according to Alternative Embodiment 4.
  • Alternative Embodiment 4 shown in Fig. 10 the arrangement of the through holes H is different from that of Alternative Embodiment 3 described above.
  • two or more through holes H are located adjacent to each other between slits S cut alternately from the end faces of both ends in the width direction of the electrode plate 40.
  • a slit S extending from an end face at one end, a through hole H, a through hole H, and a slit S extending from an end face at the other end are arranged in this order at approximately equal intervals along the stacking direction D.
  • the stress generated in the electrode plate 40 due to the expansion and contraction of the laminate 10 can be further alleviated. Therefore, according to the fourth alternative embodiment, the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be further reduced.
  • Fig. 11 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 and its periphery according to another embodiment 5.
  • Fig. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in Fig. 11.
  • Fig. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in Fig. 11.
  • the coating layer 50 is omitted from Figs. 11 to 13.
  • the fifth alternative embodiment shown in Figures 11 to 13 differs from the above-mentioned embodiments in the configuration of the electrode plate 40 and in the fact that a fixing material 60 is newly provided.
  • the electrode plate 40 is a plate-shaped member extending in the stacking direction D of the laminate 10, and has a main body portion 43 joined to the conductor layer 20 via a conductive bonding material 30, and a protruding portion 44 that protrudes from one end 43a of the main body portion 43 in the stacking direction D and faces the laminate 10.
  • the main body 43 has a first portion 431 that contacts the bonding material 30, and a second portion 432 that is located on both sides of the first portion 431 in the width direction (i.e., the direction intersecting the stacking direction D) and faces the conductor layer 20 without contacting the bonding material 30.
  • the main body 43 of the electrode plate 40 has multiple slits S.
  • the slits S are cut out to extend, for example, along the width direction of the main body 43 (i.e., the direction intersecting with the stacking direction D).
  • the multiple slits S are cut alternately from both sides of the main body 43 (i.e., the sides of the pair of second portions 432) and are arranged side by side at approximately equal intervals along the stacking direction D.
  • the multiple slits S all have approximately the same length.
  • the length of the slits S refers to the length in the cutout direction of the slits S (i.e., the width direction of the main body 43).
  • the lengths of the multiple slits S are set so that the tips overlap when viewed in the stacking direction D.
  • overlapping means that adjacent slits S have areas that face each other when viewed in the stacking direction D.
  • the main body 43 of the electrode plate 40 by arranging multiple slits S in the main body 43 of the electrode plate 40, the main body 43 can expand and contract in the stacking direction D in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to the other embodiment 5, the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the laminate 10 or the conductor layer 20 can be reduced.
  • the protruding portion 44 of the electrode plate 40 faces the laminate 10 across a first gap G1 .
  • the piezoelectric element 1 includes a fixing material 60.
  • the fixing material 60 fixes the electrode plate 40 and the laminate 10.
  • the fixing material 60 fixes at least the protruding portion 44 of the electrode plate 40 to the laminate 10.
  • the fixing material 60 according to alternative embodiment 5 does not necessarily have to fix the entire periphery of the protruding portion 44 to the laminate 10. In short, it is sufficient that the fixing material 60 fixes at least a portion of the periphery of the protruding portion 44 to the laminate 10.
  • the fixing material 60 according to the fifth alternative embodiment may be fixed to the laminate 10 along the entire periphery of the protruding portion 44, with a predetermined area surrounded by the periphery of the protruding portion 44 remaining on the protruding portion 44. This allows the predetermined area remaining on the protruding portion 44 to be used as an area for joining a lead terminal that supplies power to the electrode plate 40.
  • the fixing material 60 is made of, for example, an insulating material that is heat resistant and flexible.
  • an insulating material that is heat resistant and flexible.
  • epoxy resin, glass, ceramics, or a composite material of epoxy resin and ceramics is used as the insulating material for the fixing material 60.
  • the ceramic material may be the same as the piezoelectric ceramic that becomes the piezoelectric body 11.
  • the fixing material 60 fixes at least the protruding portion 44 of the electrode plate 40 to the laminate 10 in a state in which the first gap G1 is maintained between the protruding portion 44 and the laminate 10.
  • the piezoelectric element 1 has the first gap G1 between the fixing material 60, the protruding portion 44, and the laminate 10.
  • the protruding portion 44 on the first gap G1 expands and contracts along the stacking direction D, and the stress generated at the end portion (near one end 43a) of the joint portion between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 can be released to the interface between the fixing material 60 and the laminate 10. Therefore, according to the fifth alternative embodiment, the stress generated at the end portion (near one end 43a) of the joint portion between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 due to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D can be dispersed, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the conductor layer 20 can be reduced.
  • Figures 14 and 15 are cross-sectional views showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 6.
  • Figure 14 corresponds to a cross-sectional view taken along line XII-XII in Figure 11
  • Figure 15 corresponds to a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in Figure 11. Note that, for convenience of explanation, the coating layer 50 is omitted in Figures 14 and 15.
  • the configuration of the fixing material 60 differs from Alternative Embodiment 5 described above.
  • the fixing material 60 has a protruding portion 61.
  • the protruding portion 61 is located protruding inward from the periphery of the protruding portion 44 and is in contact with the laminate 10.
  • “inward from the periphery of the protruding portion 44” can also be rephrased as a direction approaching the central axis of the protruding portion 44 (electrode plate 40).
  • the protruding portion 61 is an example of a first protruding portion.
  • the stress generated at the end (near one end 43a) of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 can be efficiently released from the interface between the fixing material 60 and the laminate 10 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to another embodiment 6, the stress generated at the end of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 due to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D can be more efficiently dispersed, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the conductor layer 20 can be further reduced.
  • Fig. 16 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its periphery according to Alternative Embodiment 7.
  • Fig. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII shown in Fig. 16 .
  • the fixing material 60 fixes the main body 43 and the conductor layer 20 to the laminate 10 at one end of the conductor layer 20 located on the one end 43a side of the main body 43.
  • the stress generated at the end (near one end 43a) of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 can be efficiently released by the interface between the fixing material 60 and the laminate 10 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to other embodiment 7, the stress generated at the end of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 due to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D can be more efficiently dispersed, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the conductor layer 20 can be further reduced.
  • ⁇ Other embodiment 8> 18 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 8.
  • Fig. 18 corresponds to a cross-sectional view taken along line XVII-XVII shown in Fig. 16 .
  • the main body 43 has the first portion 431 in contact with the bonding material 30, and the second portions 432 located on both sides of the first portion 431 in the width direction (i.e., the direction intersecting the stacking direction D) and facing the conductor layer 20 without contacting the bonding material 30.
  • the second portions 432 face the conductor layer 20 across the second gap G2 .
  • the configuration of the fixing material 60 differs from alternative embodiment 7 described above.
  • the fixing material 60 has a protruding portion 62.
  • the protruding portion 62 is positioned protruding inward from the side of the second portion 432 and is in contact with the conductor layer 20.
  • the "inward from the side of the second portion 432" can also be rephrased as the direction approaching the central axis of the protrusion 44 (electrode plate 40).
  • the protruding portion 62 is an example of a second protruding portion.
  • the adhesion between the fixing material 60 and the conductor layer 20 is improved compared to when the protrusion 62 is not provided, and therefore the adhesion between the fixing material 60 and the laminate 10 is improved. Therefore, according to another embodiment 8, the possibility that the conductor layer 20 will peel off from the laminate 10 can be reduced.
  • Fig. 19 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 and its surroundings according to Alternative Embodiment 9.
  • Fig. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX shown in Fig. 19 .
  • a coating layer 50 that covers the main body portion 43 and the conductor layer 20 is located on a side surface 10a (an example of a surface that is located along the stacking direction D of the laminate 10) of the laminate 10.
  • a coating layer 50 that covers the main body portion 43 and the conductor layer 20 is also located on a side surface 10b (an example of a surface that is located along the stacking direction D of the laminate 10) of the laminate 10.
  • the coating layer 50 is made of, for example, an insulator.
  • insulators that can be used for the coating layer 50 include fluorine-based resin, silicone resin, epoxy resin, and nylon resin.
  • the end of the covering layer 50 covers the end of the fixing material 60 located on one end 43a side of the main body 43.
  • the stress generated at the end (near one end 43a) of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 can be released to the interface between the fixing material 60 and the laminate 10 and the interface between the coating layer 50 and the laminate 10 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to other embodiment 9, the stress generated at the end of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 due to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D can be more efficiently dispersed, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the conductor layer 20 can be further reduced.
  • ⁇ Other embodiment 10> 21 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 10.
  • Fig. 21 corresponds to a cross-sectional view taken along line XXI-XXI shown in Fig. 19 .
  • the configuration of the coating layer 50 differs from that of the other embodiment 9 described above.
  • the coating layer 50 is located around the entire periphery of the side surfaces, including the side surface 10a, of the laminate 10. That is, the coating layer 50 is located not only on the side surfaces 10a and 10b of the laminate 10, but also on the side surfaces 10c (see FIG. 1) and 10d (see FIG. 1) that are located between the side surfaces 10a and 10b.
  • the stress generated in the coating layer 50 can be dispersed around the entire side surface of the laminate 10 in response to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D.
  • ⁇ Other embodiment 11> 22 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of the electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 11.
  • the laminate 10 is composed of an active portion 10A formed by alternately laminating a plurality of piezoelectric bodies 11 and internal electrodes 12, and an inactive portion 10B disposed on both ends of the active portion in the lamination direction D, which has the piezoelectric body 11 but does not have the internal electrode 12.
  • the electrode plate 40 has a wide portion 45 that is wider than the other portions at least in the protruding portion 44 at a position that overlaps with the inactive portion 10B in a plan view.
  • the fixing material 60 may fix the wide portion 45 to the laminate 10.
  • the stress generated at the end (near one end 43a) of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 can be efficiently released by the interface between the fixing material 60 and the laminate 10 in accordance with the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D. Therefore, according to other embodiment 11, the stress generated at the end of the joint between the electrode plate 40 and the conductor layer 20 due to the expansion and contraction of the laminate 10 in the stacking direction D can be more efficiently dispersed, and the possibility of the electrode plate 40 peeling off from the conductor layer 20 can be further reduced.
  • ⁇ Other embodiment 12> 23 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an electrode plate 40 and its surroundings according to another embodiment 12.
  • Fig. 23 corresponds to a cross-sectional view taken along line XXI-XXI shown in Fig. 19.
  • the protrusion 44 is inclined so that the distance between the protrusion 44 and the laminate 10 narrows toward the tip 44a of the protrusion 44. In other words, the protrusion 44 is inclined downward toward the tip 44a of the protrusion 44.
  • a portion of the uncured fixing material 60 is appropriately filled into the gap between the tip 44a of the protrusion 44 and the laminate 10, thereby improving the adhesion strength between the tip 44a of the protrusion 44 and the laminate 10 after the fixing material 60 has hardened.
  • the shape of the through hole H is rectangular in a plan view, but it may be rounded near the end in the width direction of the electrode plate 40. In this case, it is possible to reduce the risk of stress concentrating on the corners and causing cracks during expansion and contraction.
  • a ceramic green sheet that will become the piezoelectric layer (piezoelectric body 11) is prepared. Specifically, a calcined powder of piezoelectric ceramics, a binder having an organic polymer such as an acrylic or butyral-based polymer, and a plasticizer are mixed to prepare a ceramic slurry. Then, a ceramic green sheet is prepared from this ceramic slurry by using a tape molding method such as a well-known doctor blade method or a calendar roll method.
  • any material having piezoelectric properties may be used, and for example, a perovskite oxide having PbZrO 3 -PbTiO 3 may be used.
  • a plasticizer dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), etc. may be used.
  • a conductive paste that will become the internal electrodes 12 is prepared. Specifically, a binder and a plasticizer are added to and mixed with a silver-palladium alloy metal powder to prepare the conductive paste. This conductive paste is printed on the ceramic green sheets using a screen printing method. Next, multiple ceramic green sheets with the conductive paste printed on them are stacked together, and multiple ceramic green sheets with no conductive paste printed on both ends in the stacking direction are stacked together to obtain a laminated molded body. This laminated molded body is subjected to a binder removal process at a predetermined temperature, and then fired at 900 to 1200°C to obtain the laminated body 10.
  • a conductive paste made of silver and glass is applied to the side of the laminate 10 and baked to form the conductor layer 20.
  • the conductive paste is made by adding and mixing a binder, plasticizer, glass powder, etc. to a metal powder made mainly of silver, and the conductive layer 20 can be formed by printing it on the side of the laminate 10 by a method such as screen printing and baking it at 600 to 800°C.
  • the bonding material 30 is applied to the upper surface of the conductor layer 20, and the electrode plate 40 is attached on top of it.
  • the bonding material 30 is then dried at a temperature of 100 to 140°C, and then hardened at a temperature of 180 to 220°C to fix the electrode plate 40 in place.
  • the coating layer 50 is applied to the laminate 10 by a general application method such as dipping, and after a degassing process, the coating layer 50 is cured.
  • a general application method such as dipping
  • the coating layer 50 is cured.
  • minute voids of 0.1 ⁇ m or less may be dispersed within the coating layer 50, no voids G are formed. Therefore, voids G can also be formed by using a highly viscous resin as the coating layer 50 and applying it to a specified position by screen printing. Note that voids G can also be formed, for example, by the following method as another method.
  • a photosensitive coating layer 50 is applied to the laminate 10.
  • a gap G is then provided between the electrode plate 40 and the conductor layer 20, and the coating layer 50 is irradiated with light to harden it before it flows into the gap G.
  • the coating layer 50 is applied twice. Specifically, the coating layer 50 is applied before the bonding material 30 and the electrode plate 40 are fixed. After that, plasma etching or blasting is performed on the area where the electrode plate 40 is to be fixed to expose the conductor layer 20, the bonding material 30 and the electrode plate 40 are fixed, and the coating layer 50 is applied again on the electrode plate 40 to form the gap G.
  • the electrode plate 40 having the convex portions 41 (42) shown in Figures 7 and 8 is fixed to the laminate 10, the gap between the convex portions 41 (42) and the conductor layer 20 is reduced, and the coating layer 50 is applied by screen printing. This makes it difficult for the coating layer 50 to flow into the convex portions 41 (42), and in this state, the coating layer 50 is hardened to form a gap G.
  • the piezoelectric element 1 of this example is produced.
  • the piezoelectric element (e.g., piezoelectric element 1) according to the embodiment includes a laminate (e.g., laminate 10), a conductor layer (e.g., conductor layer 20), an electrode plate (e.g., electrode plate 40), and a covering layer (e.g., covering layer 50).
  • the laminate includes a plurality of piezoelectric bodies (e.g., piezoelectric body 11) and internal electrodes (e.g., internal electrodes 12) stacked on top of each other.
  • the conductor layer is connected to the internal electrodes and is located along the stacking direction (e.g., stacking direction D) of the laminate.
  • the electrode plate is bonded to the conductor layer via a conductive bonding material (e.g., bonding material 30) and is located along the stacking direction of the laminate.
  • the covering layer covers the conductor layer and the electrode plate.
  • the electrode plate has a plurality of slits (e.g., slits S) extending in a direction (e.g., width direction) intersecting the stacking direction.
  • the piezoelectric element has a first gap (e.g., gap G) between the electrode plate, the conductor layer, and the bonding material. This can reduce the possibility of peeling off of the electrode plate covered with the covering layer.
  • (Appendix 1) a laminate in which a plurality of piezoelectric bodies and internal electrodes are laminated; a conductor layer connected to the internal electrode and positioned along a lamination direction of the laminate; an electrode plate joined to the conductor layer via a conductive bonding material and positioned along the stacking direction of the laminate; a covering layer that covers the conductor layer and the electrode plate; Equipped with The electrode plate has a plurality of slits extending in a direction intersecting the stacking direction, A piezoelectric element having a first gap between the electrode plate, the conductor layer, and the bonding material.
  • (Appendix 2) The piezoelectric element of claim 1, wherein the covering layer has a first protruding portion that is positioned protruding inward from an end of the electrode plate in a direction intersecting the stacking direction and that contacts the conductor layer.
  • Appendix 8 A piezoelectric element as described in any one of Appendices 1 to 7, wherein a gap between one end of the electrode plate located outside the bonding material in a planar view in the width direction and the conductor layer and a gap between the other end of the electrode plate and the conductor layer are separated.
  • Piezoelectric element 10 Laminated body 10a to 10d Side 10e Base end 10f Tip 11 Piezoelectric body 12 Internal electrode 12a First electrode 12b Second electrode 13 Planned fracture layer 20, 20A, 20B Conductive layer 30 Bonding material 40, 40A, 40B Electrode plate 41, 42 Convex portion 50 Covering layer 51, 52 Overhang D Stacking direction G Gap H Through hole S Slit

Landscapes

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

Abstract

圧電素子は、積層体と、導体層と、電極板と、被覆層とを備える。積層体は、圧電体と内部電極とが複数積層されている。導体層は、内部電極に接続され、積層体の積層方向に沿って位置する。電極板は、導電性の接合材を介して導体層に接合され、積層体の積層方向に沿って位置する。被覆層は、導体層および電極板を被覆する。電極板は、積層方向に交わる方向に延びる複数のスリットを有する。圧電素子は、電極板と導体層と接合材との間に第１空隙を有する。

Description

圧電素子
　開示の実施形態は、圧電素子に関する。
　圧電体と内部電極とが複数積層された積層体と、積層体の側面に位置し、内部電極に接続された導体層と、幅方向の一部が導電性の接合材を介して導体層に接合された電極板とを備えた圧電素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、圧電素子において、積層体の側面に位置する被覆層によって導体層および電極板が被覆された構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００８－２１１０５４号公報 特開２００６－４１２７９号公報
　実施形態の一態様による圧電素子は、積層体と、導体層と、電極板と、被覆層とを備える。積層体は、圧電体と内部電極とが複数積層されている。導体層は、内部電極に接続され、積層体の積層方向に沿って位置する。電極板は、導電性の接合材を介して導体層に接合され、積層体の積層方向に沿って位置する。被覆層は、導体層および電極板を被覆する。電極板は、積層方向に交わる方向に延びる複数のスリットを有する。圧電素子は、電極板と導体層と接合材との間に第１空隙を有する。
　実施形態の一態様によれば、被覆層で被覆された電極板の剥離の可能性を低減することができる。
図１は、実施形態に係る圧電素子の全体構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線の矢視断面図である。 図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線の矢視断面図である。 図５は、他の実施形態１に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図６は、他の実施形態１に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図７は、他の実施形態２に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図８は、他の実施形態２に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図９は、他の実施形態３に係る電極板の構成の一例を示す拡大平面図である。 図１０は、他の実施形態４に係る電極板の構成の一例を示す拡大平面図である。 図１１は、他の実施形態５に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。 図１２は、図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線の矢視断面図である。 図１３は、図１１に示すＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線の矢視断面図である。 図１４は、他の実施形態６に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図１５は、他の実施形態６に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図１６は、他の実施形態７に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。 図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の矢視断面図である。 図１８は、他の実施形態８に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図１９は、他の実施形態９に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。 図２０は、図１９に示すＸＸ－ＸＸ線の矢視断面図である。 図２１は、他の実施形態１０に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。 図２２は、他の実施形態１１に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。 図２３は、他の実施形態１２に係る電極板およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する圧電素子の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
＜圧電素子の全体構成＞
　最初に、実施形態に係る圧電素子１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る圧電素子１の全体構成を示す斜視図である。
　図１に示すように、実施形態に係る圧電素子１は、積層体１０と、一対の導体層２０と、一対の電極板４０と、被覆層５０（図３および図４参照）とを備える。なお、一対の導体層２０は導体層２０Ａと導体層２０Ｂとを含み、一対の電極板４０は電極板４０Ａと電極板４０Ｂとを含む。また、図１においては、説明の便宜上、被覆層５０、導体層２０Ｂおよび電極板４０Ｂの図示が省略されている。
　積層体１０は、柱状形状を有する。積層体１０は、たとえば、縦０．５（ｍｍ）～１０（ｍｍ）、横０．５（ｍｍ）～１０（ｍｍ）、高さ１（ｍｍ）～１００（ｍｍ）の四角柱状（直方体状）である。なお、積層体１０の形状は四角柱状に限られず、六角柱状、八角柱状または円柱状などであってもよい。
　積層体１０は、圧電体１１と、内部電極１２と、予定破断層１３とを有する。積層体１０は、圧電体１１と、内部電極１２と、予定破断層１３とを積層方向Ｄに沿って所定の順序で積層して構成される。本開示では、積層体１０の積層方向Ｄが積層体１０の長手方向と一致している。
　圧電体１１は、圧電特性を有する圧電材料で構成され、たとえば、圧電セラミックスで構成される。かかる圧電セラミックスの材質は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３）からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などである。
　かかる圧電セラミックスの平均粒径は、たとえば、１．６（μｍ）～２．８（μｍ）である。また、圧電体１１の厚みは、たとえば、３（μｍ）～２５０（μｍ）である。
　内部電極１２は、導電性材料で構成され、複数の第１電極１２ａと複数の第２電極１２ｂとを含む。第１電極１２ａは、積層体１０の１つの側面１０ａに配置される導体層２０Ａに電気的に接続される。第１電極１２ａには、かかる導体層２０Ａを介して、所定の正電圧が印加される。
　第２電極１２ｂは、積層体１０における側面１０ａとは反対側の側面１０ｂに配置される導体層２０Ｂに電気的に接続される。第２電極１２ｂには、かかる導体層２０Ｂを介して、所定の負電圧（またはグランド電圧）が印加される。
　積層体１０の内部では、第１電極１２ａと第２電極１２ｂとの間に圧電体１１が配置されるように、第１電極１２ａ、第２電極１２ｂおよび圧電体１１が積層される。これにより、積層体１０では、第１電極１２ａおよび第２電極１２ｂによって圧電体１１に駆動電圧を印加することができる。
　そして、実施形態に係る積層体１０は、圧電体１１と内部電極１２とを交互に複数積層して構成される活性部と、かかる活性部における積層方向Ｄの両端側に配置され、圧電体１１を有する不活性部とで構成される。
　活性部は、外部から積層体１０に駆動電圧が印加されることによって、積層方向Ｄに伸長または収縮（以下、伸縮とも呼称する。）する部位である。一方で、不活性部は、外部から積層体１０に駆動電圧が印加された場合でも伸縮しない部位である。
　また、本開示では、図１の下側の端部を積層体１０の基端部１０ｅとし、図１の上側の端部を積層体１０の先端部１０ｆとする。
　そして、実施形態に係る圧電素子１では、積層体１０の基端部１０ｅが固定されるとともに、積層体１０の先端部１０ｆが積層方向Ｄに沿って変位する。
　内部電極１２の材質は、たとえば、銀、銀－パラジウム、銀－白金または銅などを主成分とする金属である。内部電極１２は、たとえば、圧電体１１との同時焼成により形成することができる。内部電極１２の厚みは、たとえば、０．１（μｍ）～５（μｍ）である。
　予定破断層１３は、積層体１０の駆動によって生じる応力を緩和するための層である。予定破断層１３としては、たとえば、内部電極１２として機能しない多孔質な金属層、またはあらかじめ亀裂の入った金属層などが挙げられる。なお、実施形態に係る積層体１０において、予定破断層１３は省略されてもよい。
　一対の導体層２０は、上述したように、積層体１０の側面１０ａに位置する導体層２０Ａと、積層体１０の側面１０ｂに位置する導体層２０Ｂとを含む。導体層２０は、積層体１０の活性部全体に渡るように配置される。導体層２０は、積層方向Ｄに沿って位置している。
　導体層２０の材質は、たとえば、銀または銅などを主成分とする金属である。導体層２０には、たとえば、上記の金属とガラスとの焼結体からなるメタライズ層を用いることができる。導体層２０の厚みは、たとえば、５（μｍ）～５００（μｍ）である。
　一対の電極板４０は、電極板４０Ａと電極板４０Ｂとを含み、一対の導体層２０にそれぞれ電気的に接続される。具体的には、電極板４０Ａは、導体層２０Ａに電気的に接続され、電極板４０Ｂは、導体層２０Ｂに電気的に接続される。
　電極板４０は、積層体１０の積層方向Ｄに沿って位置している。電極板４０は、積層方向Ｄと交差する幅方向の一部が導電性の接合材３０を介して導体層２０に接合される。かかる接合材３０としては、たとえば、Ａｇ粉末やＣｕ粉末などの高い導電性を有する金属粉末を含んだエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などが用いられる。
　電極板４０の材質は、たとえば、銅、鉄、ステンレス、リン青銅などの金属である。電極板４０の幅は、たとえば、０．５（ｍｍ）～１０（ｍｍ）であり、電極板４０の厚みは、たとえば、０．０１（ｍｍ）～１．０（ｍｍ）である。電極板４０の表面には、電気伝導性や熱伝導性を向上させるため、スズめっきまたは銀めっきなどのめっき膜が施されていてもよい。
　被覆層５０は、積層体１０の側面１０ａおよび側面１０ｂを含む側面全周に位置し、導体層２０および電極板４０を被覆する。かかる被覆層５０を側面１０ａ、１０ｂに配置することにより、駆動時に高電圧をかけた際に発生する両極間での沿面放電を低減することができる。
　被覆層５０は、たとえば、絶縁体で構成される。この被覆層５０となる絶縁体としては、たとえば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂などが用いられる。
　なお、被覆層５０は、導体層２０および電極板４０を被覆するように、少なくとも積層体１０の側面１０ａ、１０ｂに位置していればよく、必ずしも側面全周に配置されなくてもよい。たとえば、被覆層５０は、積層体１０の側面１０ｃ、１０ｄに配置されず、側面１０ａ、１０ｂのみに配置されてもよい。
＜電極板および被覆層の構成＞
　つづいて、実施形態に係る電極板４０および被覆層５０の詳細な構成について、図２～図４を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線の矢視断面図である。図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線の矢視断面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、被覆層５０の図示が省略されている。
　上述したように、電極板４０は、積層体１０の積層方向Ｄに延びる板状部材であり、積層方向Ｄと交差する幅方向の一部が導電性の接合材３０を介して導体層２０に接合される。
　そして、図２に示すように、実施形態では、電極板４０は、複数のスリットＳを有する。かかるスリットＳは、たとえば、電極板４０の幅方向（すなわち、積層方向Ｄと交差する方向）に沿って延びるように切り欠かれる。
　複数のスリットＳは、電極板４０の幅方向における接合材３０よりも平面視で外側に位置する両方の端部の端面から交互に切り欠かれるとともに、積層方向Ｄに沿って略均等な間隔で並んで配置される。また、複数のスリットＳは、すべて略等しい長さを有する。なお、スリットＳの長さとは、スリットＳの切り欠き方向（すなわち、電極板４０の幅方向）における長さのことである。
　さらに、複数のスリットＳでは、積層方向Ｄに見て先端同士が重なり合うように長さが設定される。ここで、重なり合うとは、積層方向Ｄに見た場合において、互いに隣接するスリットＳ同士が互いに対向する領域を有することを意味している。
　実施形態では、電極板４０に複数のスリットＳを配置することにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０を積層方向Ｄに伸縮させることができる。したがって、実施形態によれば、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性を低減することができる。
　一方で、電極板４０は、積層体１０の側面に位置する被覆層５０（図３および図４参照）によって導体層２０とともに被覆されている。
　仮に、電極板４０および導体層２０の周囲が被覆層５０で完全に被覆された場合、積層体１０が伸縮した際に、電極板４０の変形を制限する大きな応力が電極板４０に発生する。特に、電極板４０の幅方向の接合材３０よりも平面視で外側に位置する端部に対して捻りの変形を制限する応力が集中する。そして、積層体１０の伸縮に追従して、電極板４０に変形を制限する応力が発生することにより、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性がある。
　そこで、実施形態では、図３および図４に示すように、電極板４０の幅方向の接合材３０よりも平面視で外側に位置する端部と導体層２０との間の空隙Ｇが残された状態で導体層２０および電極板４０を被覆層５０で被覆することとした。言い換えると、実施形態では、圧電素子１が、電極板４０と導体層２０と接合材３０との間に空隙Ｇを有することとした。かかる空隙Ｇは、電極板４０の複数のスリットＳとは平面視で重ならない位置に複数形成されている（図２参照）。電極板４０の幅方向の接合材３０よりも平面視で外側に位置する端部と、導体層２０とは、各空隙Ｇを挟んで互いに向かい合って位置している。空隙Ｇは、第１空隙の一例である。
　実施形態では、かかる空隙Ｇが残された状態で導体層２０および電極板４０を被覆層５０で被覆することにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０の幅方向の端部に捻りの変形が生じ、電極板４０を変形しやすくすることができる。したがって、実施形態によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力を緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性を低減することができる。
　また、実施形態では、図２および図３に示すように、電極板４０の幅方向の接合材３０よりも平面視で外側に位置する一方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇと、電極板４０の他方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇとは、分断されている。すなわち、電極板４０の一方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇと、電極板４０の他方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇとは繋がっておらず、接合材３０を境界として個別に閉じている。電極板４０の一方の端部側の空隙Ｇと他方の端部側の空隙Ｇとを分断することにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０の幅方向の両方の端部に捻りの変形をより生じやすくすることができる。したがって、実施形態によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力をより緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
　また、実施形態では、図２に示すように、電極板４０の一方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇと、電極板４０の他方の端部と導体層２０との間の空隙Ｇとは、積層体１０の積層方向Ｄに互いにずれた位置に位置している。これにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０の幅方向の両方の端部に捻りの変形をより生じやすくすることができる。したがって、実施形態によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力をより緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
　また、実施形態では、図２に示すように、接合材３０が、平面視で電極板４０の中央部分と重なって位置してもよい。これにより、接合材３０を介して分断された電極板４０の一方の端部側の空隙Ｇおよび他方の端部側の空隙Ｇを略同一のサイズとすることができ、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０の幅方向の両方の端部に捻りの変形が均等に生じる。したがって、実施形態によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力を電極板４０の幅方向の両方の端部で均等に緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
　また、実施形態では、図２に示すように、接合材３０が、平面視で電極板４０のスリットＳと重なり合う領域を有していてもよい。これにより、電極板４０のスリットＳ付近において接合材３０から電極板４０が剥離しにくくなる。
　また、実施形態では、電極板４０のスリットＳの長さが、電極板４０の幅の半分よりも大きい。これにより、電極板４０の幅方向の端部に生じる捻りの起点となるスリットＳの切り欠き方向の先端の位置と、電極板４０の中央部分に位置する接合材３０の位置とがずれるので、接合材３０から電極板４０が剥離しにくくなる。
＜他の実施形態１＞
　つづいて、各種の他の実施形態について、図５～図２３を参照しながら説明する。なお、以下に示す各種の他の実施形態では、実施形態と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略することがある。
　図５および図６は、他の実施形態１に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図５は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線の矢視断面図に相当し、図６は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線の矢視断面図に相当する。
　図５および図６に示す他の実施形態１では、被覆層５０の構成が上述の実施形態と異なる。具体的には、他の実施形態１では、図５に示すように、被覆層５０が、張出部５１を有する。張出部５１は、積層方向Ｄに交わる方向（つまり、幅方向）における電極板４０の端部よりも内側に張り出して位置し、導体層２０と接している。ここで、内側とは、電極板４０の中心側に向かう側のことを意味している。張出部５１は、第１張出部の一例である。
　他の実施形態１では、被覆層５０に張出部５１を設けることにより、張出部５１を設けない場合と比べて、被覆層５０と導体層２０との密着力が向上するため、被覆層５０で被覆される電極板４０と導体層２０との密着力が向上する。したがって、他の実施形態１によれば、被覆層５０で被覆される電極板４０が導体層２０から剥離する可能性を低減することができる。
　また、他の実施形態１では、図６に示すように、被覆層５０が、張出部５２を有していてもよい。張出部５２は、電極板４０におけるスリットＳの内壁面よりも内側に張り出して位置し、導体層２０と接している。ここで、内側とは、各々の電極板の中央部に近づく側のことを意味している。張出部５２は、第２張出部の一例である。
　被覆層５０に張出部５２を設けることにより、張出部５２を設けない場合と比べて、被覆層５０と導体層２０との密着力が向上するため、被覆層５０で被覆される電極板４０と導体層２０との密着力が向上する。したがって、他の実施形態１によれば、被覆層５０で被覆される電極板４０が導体層２０から剥離する可能性を低減することができる。
＜他の実施形態２＞
　図７および図８は、他の実施形態２に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図７は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線の矢視断面図に相当し、図８は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線の矢視断面図に相当する。
　図７および図８に示す他の実施形態２では、電極板４０の構成が上述の他の実施形態２と異なる。具体的には、他の実施形態２では、図７に示すように、電極板４０が、積層方向Ｄに交わる方向（つまり、幅方向）における電極板４０の端部の周縁に、電極板４０の厚み方向に隆起する凸部４１を有する。凸部４１は、第１凸部の一例である。
　他の実施形態２では、電極板４０に凸部４１を設けることにより、凸部４１を設けない場合と比べて、電極板４０における両方の端部の強度が増大するため、繰り返しの変形に起因した電極板４０における両方の端部の損傷が生じにくくなる。したがって、他の実施形態２によれば、電極板４０の耐久性を向上させることができる。なお、図７では、凸部４１は、積層体１０側及び積層体１０の反対側にそれぞれ位置している構造であるが、積層体１０側にのみ位置していてもよい。
　また、他の実施形態２では、凸部４１付近に位置する被覆層５０の張出部５１の厚みが凸部４１の厚み分だけ薄くなるため、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０を変形しやすくすることができる。したがって、他の実施形態２によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力をより緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
　また、他の実施形態２では、凸部４１が、積層体１０の積層方向Ｄに沿って延びていてもよい。これにより、電極板４０における両方の端部の強度がより増大するため、繰り返しの変形に起因した電極板４０における両方の端部の損傷がより生じにくくなる。したがって、他の実施形態２によれば、電極板４０の耐久性をより向上させることができる。
　また、他の実施形態２では、図８に示すように、電極板４０が、電極板４０におけるスリットＳの周縁に、電極板４０の厚み方向に隆起する凸部４２を有していてもよい。凸部４２は、第２凸部の一例である。
　電極板４０に凸部４２を設けることにより、凸部４２を設けない場合と比べて、電極板４０におけるスリットＳの周縁の強度が増大するため、繰り返しの変形に起因した電極板４０におけるスリットＳの周縁の損傷が生じにくくなる。したがって、他の実施形態２によれば、電極板４０の耐久性を向上させることができる。なお、図８では、凸部４２は、積層体１０側及び積層体１０の反対側にそれぞれ位置している構造であるが、積層体１０側にのみ位置していてもよい。
　また、他の実施形態２では、凸部４２付近に位置する被覆層５０の張出部５２の厚みが凸部４２の厚み分だけ薄くなるため、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０を変形しやすくすることができる。したがって、他の実施形態２によれば、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力をより緩和することができるため、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
　また、他の実施形態２では、凸部４２が、スリットＳの長手方向に沿って延びていてもよい。これにより、電極板４０におけるスリットＳの周縁の強度がより増大するため、繰り返しの変形に起因した電極板４０におけるスリットＳの周縁の損傷がより生じにくくなる。したがって、他の実施形態２によれば、電極板４０の耐久性をより向上させることができる。
　なお、凸部４１、４２の形成は、電極板４０の基材となる金属板４０ａ（図７参照）の側面にエッチングを施して凹部を形成し、その後、凹部の周縁に位置する角部に他の部位よりも厚くめっきを施すことにより、実現することができる。
＜他の実施形態３＞
　図９は、他の実施形態３に係る電極板４０の構成の一例を示す拡大平面図である。図９に示す他の実施形態３では、電極板４０の形状が上述の実施形態と異なる。具体的には、他の実施形態３では、電極板４０が、複数のスリットＳと、複数の貫通孔Ｈとを有する。
　かかるスリットＳは、たとえば、電極板４０の幅方向（すなわち、積層方向Ｄと交差する方向）に沿って、電極板４０のいずれか一方の端部の端面まで延びるように形成される。また、貫通孔Ｈは、かかるスリットＳと同じ方向に沿って延びるように形成される一方で、電極板４０の両方の端部の端面までは延びていない。
　複数のスリットＳは、電極板４０の幅方向における両方の端部の端面から交互に切り欠かれるとともに、積層方向Ｄに沿って略均等な間隔で並んで配置される。複数のスリットＳは、すべて略等しい長さを有する。複数のスリットＳでは、積層方向Ｄに見て先端同士が重なり合うように長さが設定される。
　他の実施形態３では、電極板４０に複数のスリットＳを配置することにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０を積層方向Ｄに伸縮させることができる。したがって、他の実施形態３によれば、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性を低減することができる。
　さらに、他の実施形態３では、電極板４０において、幅方向の両方の端部の端面から交互に切り欠かれるスリットＳ同士の間に、貫通孔Ｈが位置している。かかる貫通孔Ｈは、隣接する両方のスリットＳに対して等間隔となる位置に配置され、スリットＳの長さと略等しい長さを有する。
　すなわち、他の実施形態３では、図９に示すように、電極板４０において、一方の端部の端面から延びるスリットＳ、貫通孔Ｈ、他方の端部の端面から延びるスリットＳおよび貫通孔Ｈが、この順番に積層方向Ｄに沿って略均等な間隔で並んで配置されている。
　そして、他の実施形態３では、一方の端部の端面から延びるスリットＳと他方の端部の端面から延びるスリットＳとの先端同士が重なり合っている部位に、貫通孔Ｈが配置される。
　これにより、一方の端部の端面から延びるスリットＳと他方の端部の端面から延びるスリットＳとの間で発生する応力を分散させることができることから、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力を緩和することができる。したがって、他の実施形態３によれば、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態４＞
　図１０は、他の実施形態４に係る電極板４０の構成の一例を示す拡大平面図である。図１０に示す他の実施形態４では、貫通孔Ｈの配置が上述の他の実施形態３と異なる。
　具体的には、他の実施形態４では、電極板４０において、幅方向の両方の端部の端面から交互に切り欠かれるスリットＳ同士の間に、２以上の貫通孔Ｈが互いに隣接して位置している。
　たとえば、図１０に示すように、電極板４０において、一方の端部の端面から延びるスリットＳ、貫通孔Ｈ、貫通孔Ｈおよび他方の端部の端面から延びるスリットＳが、この順番に積層方向Ｄに沿って略均等な間隔で並んで配置されている。
　このように、電極板４０において幅方向の両方の端部の端面から交互に切り欠かれるスリットＳ同士の間に２以上の貫通孔Ｈを互いに隣接して配置することにより、積層体１０の伸縮に起因して電極板４０に発生する応力をより緩和することができる。したがって、他の実施形態４によれば、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態５＞
　図１１は、他の実施形態５に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。図１２は、図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線の矢視断面図である。図１３は、図１１に示すＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線の矢視断面図である。なお、図１１～図１３においては、説明の便宜上、被覆層５０の図示が省略されている。
　図１１～図１３に示す他の実施形態５では、電極板４０の構成、並びに、固定材６０が新たに設けられる点が上述の実施形態と異なる。具体的には、他の実施形態５では、図１１に示すように、電極板４０は、積層体１０の積層方向Ｄに延びる板状部材であり、導体層２０に導電性の接合材３０を介して接合された本体部４３と、本体部４３の一端４３ａから積層方向Ｄに突出し、積層体１０と対向する突出部４４とを有する。
　本体部４３は、接合材３０に接する第１部分４３１と、第１部分４３１の幅方向（すなわち、積層方向Ｄと交差する方向）の両側に位置し、接合材３０に接することなく導体層２０と対向する第２部分４３２とを有する。
　そして、図１１に示すように、他の実施形態５では、電極板４０の本体部４３が、複数のスリットＳを有する。かかるスリットＳは、たとえば、本体部４３の幅方向（すなわち、積層方向Ｄと交差する方向）に沿って延びるように切り欠かれる。
　複数のスリットＳは、本体部４３における両方の側部（つまり、一対の第２部分４３２の側部）から交互に切り欠かれるとともに、積層方向Ｄに沿って略均等な間隔で並んで配置される。また、複数のスリットＳは、すべて略等しい長さを有する。なお、スリットＳの長さとは、スリットＳの切り欠き方向（すなわち、本体部４３の幅方向）における長さのことである。
　さらに、複数のスリットＳでは、積層方向Ｄに見て先端同士が重なり合うように長さが設定される。ここで、重なり合うとは、積層方向Ｄに見た場合において、互いに隣接するスリットＳ同士が互いに対向する領域を有することを意味している。
　他の実施形態５では、電極板４０の本体部４３に複数のスリットＳを配置することにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、本体部４３を積層方向Ｄに伸縮させることができる。したがって、他の実施形態５によれば、積層体１０または導体層２０から電極板４０が剥離する可能性を低減することができる。
　電極板４０の突出部４４は、第１空隙Ｇ１を挟んで積層体１０と対向している。
　また、他の実施形態５に係る圧電素子１は、固定材６０を備える。固定材６０は、電極板４０と積層体１０とを固定する。たとえば、固定材６０は、電極板４０の少なくとも突出部４４を積層体１０に固定する。
　なお、他の実施形態５に係る固定材６０は、必ずしも突出部４４の周縁の全周を積層体１０に固定していなくてもよい。要するに、固定材６０は、突出部４４の周縁の少なくとも一部が積層体１０に固定されていればよい。
　また、他の実施形態５に係る固定材６０は、突出部４４の周縁によって囲まれる所定領域が突出部４４に残された状態で突出部４４の周縁の全周を積層体１０に固定してもよい。これにより、突出部４４に残された所定領域を電極板４０への給電を行うリード端子を接合するための領域として用いることができる。
　固定材６０は、たとえば、耐熱性および柔軟性を有する絶縁材料で構成される。この固定材６０となる絶縁材料としては、たとえば、エポキシ樹脂、ガラス、セラミックスまたはエポキシ樹脂とセラミックスの複合材料などが用いられる。固定材６０となる絶縁材料として、セラミックスまたはエポキシ樹脂とセラミックスの複合材料が用いられる場合、セラミックスの材質は、圧電体１１となる圧電セラミックスと同様の材質であってもよい。
　ここで、図１２および図１３に示すように、他の実施形態５では、固定材６０が、電極板４０の少なくとも突出部４４を突出部４４と積層体１０との間の第１空隙Ｇ１が維持された状態で積層体１０に固定する。言い換えると、他の実施形態５では、圧電素子１は、固定材６０と突出部４４と積層体１０との間に第１空隙Ｇ１を有している。
　これにより、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、第１空隙Ｇ１上の突出部４４に積層方向Ｄに沿った伸縮が生じ、電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を固定材６０と積層体１０との界面に逃がすことができる。したがって、他の実施形態５によれば、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に起因して電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を分散させることができ、導体層２０から電極板４０が剥離する可能性を低減することができる。
＜他の実施形態６＞
　図１４および図１５は、他の実施形態６に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図１４は、図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線の矢視断面図に相当し、図１５は、図１１に示すＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線の矢視断面図に相当する。なお、図１４および図１５においては、説明の便宜上、被覆層５０の図示が省略されている。
　図１４および図１５に示す他の実施形態６では、固定材６０の構成が上述の他の実施形態５と異なる。具体的には、他の実施形態６では、固定材６０が、張出部６１を有する。張出部６１は、突出部４４の周縁よりも内側に張り出して位置し、積層体１０に接している。ここで、突出部４４の周縁よりも内側とは、突出部４４（電極板４０）の中心軸に近づく方向と言い換えることもできる。張出部６１は、第１張出部の一例である。
　他の実施形態６では、固定材６０に張出部６１を設けることで、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を固定材６０と積層体１０との界面により効率的に逃がすことができる。したがって、他の実施形態６によれば、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に起因して電極板４０と導体層２０との接合部位の端部に発生する応力をより効率的に分散させることができ、導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態７＞
　図１６は、他の実施形態７に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の矢視断面図である。
　図１６および図１７に示すように、他の実施形態７では、固定材６０は、本体部４３の一端４３ａ側に位置する導体層２０の一端において、本体部４３および導体層２０を積層体１０に固定する。
　これにより、他の実施形態７では、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を固定材６０と積層体１０との界面により効率的に逃がすことができる。したがって、他の実施形態７によれば、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に起因して電極板４０と導体層２０との接合部位の端部に発生する応力をより効率的に分散させることができ、導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態８＞
　図１８は、他の実施形態８に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図１８は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の矢視断面図に相当する。
　上述したように、本体部４３は、接合材３０に接する第１部分４３１と、第１部分４３１の幅方向（すなわち、積層方向Ｄと交差する方向）の両側に位置し、接合材３０に接することなく導体層２０と対向する第２部分４３２とを有する。そして、第２部分４３２は、第２空隙Ｇ２を挟んで導体層２０と対向している。
　図１８に示す他の実施形態８では、固定材６０の構成が上述の他の実施形態７と異なる。具体的には、他の実施形態８では、固定材６０が、張出部６２を有する。張出部６２は、第２部分４３２の側部よりも内側に張り出して位置し、導体層２０に接している。ここで、第２部分４３２の側部よりも内側とは、突出部４４（電極板４０）の中心軸に近づく方向と言い換えることもできる。張出部６２は、第２張出部の一例である。
　他の実施形態８では、固定材６０に張出部６２を設けることにより、張出部６２を設けない場合と比べて、固定材６０と導体層２０との密着力が向上するため、固定材６０と積層体１０との密着力が向上する。したがって、他の実施形態８によれば、導体層２０が積層体１０から剥離する可能性を低減することができる。
＜他の実施形態９＞
　図１９は、他の実施形態９に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。図２０は、図１９に示すＸＸ－ＸＸ線の矢視断面図である。
　図１９に示すように、他の実施形態９では、本体部４３および導体層２０を被覆する被覆層５０が積層体１０の側面（積層体１０の積層方向Ｄに沿って位置する面の一例）１０ａに位置している。また、図１９には図示されていないが、積層体１０の側面（積層体１０の積層方向Ｄに沿って位置する面の一例）１０ｂにも本体部４３および導体層２０を被覆する被覆層５０が位置している。かかる被覆層５０を側面１０ａ、１０ｂに配置することにより、本体部４３および導体層２０を保護することができる。
　被覆層５０は、たとえば、絶縁体で構成される。この被覆層５０となる絶縁体としては、たとえば、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂などが用いられる。
　そして、他の実施形態９では、図１９および図２０に示すように、被覆層５０の端部は、本体部４３の一端４３ａ側に位置する固定材６０の端部を被覆している。
　これにより、他の実施形態９では、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を固定材６０と積層体１０との界面および被覆層５０と積層体１０との界面に逃がすことができる。したがって、他の実施形態９によれば、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に起因して電極板４０と導体層２０との接合部位の端部に発生する応力をより効率的に分散させることができ、導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態１０＞
　図２１は、他の実施形態１０に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図２１は、図１９に示すＸＸＩ－ＸＸＩ線の矢視断面図に相当する。
　図２１に示す他の実施形態１０では、被覆層５０の構成が、上述した他の実施形態９と異なる。具体的には、他の実施形態１０では、被覆層５０が、積層体１０の側面１０ａを含む側面全周に位置している。すなわち、被覆層５０は、積層体１０の側面１０ａ、側面１０ｂだけでなく、側面１０ａと側面１０ｂとの間に位置する側面１０ｃ（図１参照）および側面１０ｄ（図１参照）にも配置されている。
　これにより、他の実施形態１０では、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、被覆層５０に発生する応力を積層体１０の側面全周に分散することができる。
＜他の実施形態１１＞
　図２２は、他の実施形態１１に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す拡大平面図である。上述したように、積層体１０は、圧電体１１と内部電極１２とを交互に複数積層して構成される活性部１０Ａと、かかる活性部における積層方向Ｄの両端側に配置され、圧電体１１を有しかつ内部電極１２を有さない不活性部１０Ｂとで構成される。
　図２２に示すように、他の実施形態１１では、電極板４０が、少なくとも突出部４４において平面視で不活性部１０Ｂと重なる位置に、他の部分よりも幅が大きい幅広部分４５を有している。そして、他の実施形態１１では、固定材６０が、幅広部分４５を積層体１０に固定してもよい。
　これにより、他の実施形態１１では、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に追従して、電極板４０と導体層２０との接合部位の端部（一端４３ａ付近）に発生する応力を固定材６０と積層体１０との界面により効率的に逃がすことができる。したがって、他の実施形態１１によれば、積層体１０の積層方向Ｄへの伸縮に起因して電極板４０と導体層２０との接合部位の端部に発生する応力をより効率的に分散させることができ、導体層２０から電極板４０が剥離する可能性をより低減することができる。
＜他の実施形態１２＞
　図２３は、他の実施形態１２に係る電極板４０およびその周辺の構成の一例を示す断面図である。図２３は、図１９に示すＸＸＩ－ＸＸＩ線の矢視断面図に相当する。
　図２３に示す他の実施形態１２では、突出部４４が、突出部４４と積層体１０との間隔が突出部４４の先端４４ａに向かって狭くなるように傾斜している。言い換えると、突出部４４は、突出部４４の先端４４ａに向かって下り傾斜である。
　これにより、他の実施形態１２では、未硬化状態の固定材６０の一部が突出部４４の先端４４ａと積層体１０との間の隙間に適度に充填されることから、固定材６０の硬化後における突出部４４の先端４４ａと積層体１０との間の密着強度を向上させることができる。
＜その他＞
　また、図９および図１０において、貫通孔Ｈの形状は、平面視で長方形であるが、電極板４０の幅方向の端部付近において丸みを帯びた形状であってもよい。このとき、伸縮時に、角部に応力が集中し、クラックが生じるおそれを低減できる。
＜圧電素子の製造方法＞
　次に、本実施形態の圧電素子１の一例の製造方法について説明する。まず、圧電体層（圧電体１１）と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を有するバインダーと、可塑剤とを混合してセラミックスラリーを作製する。そして、周知のドクターブレード法、カレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、このセラミックスラリーから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を有するペロブスカイト型酸化物などを用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）などを用いることができる。
　次に、内部電極１２となる導電性ペーストを作製する。具体的には、銀－パラジウム合金の金属粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって、導電性ペーストを作製する。この導電性ペーストを上記のセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷法を用いて印刷する。次に、導電性ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを複数枚積層するとともに積層方向の両端部に導電性ペーストが印刷されていないセラミックグリーンシートを複数枚積層して積層成形体を得る。この積層成形体を所定の温度で脱バインダー処理した後、９００～１２００℃で焼成することによって積層体１０が得られる。
　その後、積層体１０の側面に、銀とガラスからなる導電性ペーストを塗布し、焼き付けて導体層２０を形成する。導電性ペーストは、主に銀からなる金属粉末にバインダー、可塑剤、ガラス粉末等を添加混合してなるものであり、積層体１０の側面にスクリーン印刷法等によって印刷して６００～８００℃で焼成することにより導体層２０を形成することができる。
　次に、導体層２０の上面に、接合材３０を塗布し、この上に電極板４０を貼り合わせた後、接合材３０を１００～１４０℃の温度で乾燥させ、その後１８０～２２０℃の温度で硬化させて、電極板４０を固定する。
　その後、ディッピングなどによる一般的な塗布方法によって、被覆層５０を積層体１０に塗布し、脱泡処理を行ったのち、被覆層５０を硬化させると、被覆層５０内に、０．１μｍ以下の微小なボイドが分散される可能性があるが、空隙Ｇは形成されない。そこで、粘度の高い樹脂を被覆層５０として用いて、スクリーン印刷で所定の位置に塗布することで、空隙Ｇを形成することもできる。なお、例えば、他の方法として以下の方法でも、空隙Ｇを形成できる。
　感光性を有する被覆層５０を積層体１０に塗布する。その後、電極板４０と導体層２０との間に空隙Ｇを設け、被覆層５０が空隙Ｇに流れ込む前に、光を照射させて硬化させる。以上の方法により、本例の圧電素子１が作製される。
　また、被覆層５０を２度塗布する方法もある。具体的には、接合材３０および電極板４０を固定させる前に、被覆層５０を塗布する。その後、電極板４０を固定する予定の箇所に、プラズマエッチングやブラスト処理をして導体層２０を露出させた後に、接合材３０および電極板４０を固定し、さらに、電極板４０の上に再度、被覆層５０を塗布することで、空隙Ｇを形成する。
　また、図７および図８に記載されている凸部４１（４２）を有する電極板４０を積層体１０に固定させて、凸部４１（４２）と導体層２０との間隔を小さくし、スクリーン印刷によって被覆層５０を塗布する。これにより、被覆層５０が凸部４１（４２）に流れ込みにくくなり、その状態で、被覆層５０を硬化させることで、空隙Ｇが形成される。以上の方法により、本例の圧電素子１が作製される。
　以上のように、実施形態に係る圧電素子（例えば、圧電素子１）は、積層体（例えば、積層体１０）と、導体層（例えば、導体層２０）と、電極板（例えば、電極板４０）と、被覆層（例えば、被覆層５０）とを備える。積層体は、圧電体（例えば、圧電体１１）と内部電極（例えば、内部電極１２）とが複数積層されている。導体層は、内部電極に接続され、積層体の積層方向（例えば、積層方向Ｄ）に沿って位置する。電極板は、導電性の接合材（例えば、接合材３０）を介して導体層に接合され、積層体の積層方向に沿って位置する。被覆層は、導体層および電極板を被覆する。電極板は、積層方向に交わる方向（例えば、幅方向）に延びる複数のスリット（例えば、スリットＳ）を有する。圧電素子は、電極板と導体層と接合材との間に第１空隙（例えば、空隙Ｇ）を有する。これにより、被覆層で被覆された電極板の剥離の可能性を低減することができる。
　なお、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
　圧電体と内部電極とが複数積層された積層体と、
　前記内部電極に接続され、前記積層体の積層方向に沿って位置する導体層と、
　導電性の接合材を介して前記導体層に接合され、前記積層体の積層方向に沿って位置する電極板と、
　前記導体層および前記電極板を被覆する被覆層と、
　を備え、
　前記電極板は、前記積層方向に交わる方向に延びる複数のスリットを有し、
　前記電極板と前記導体層と前記接合材との間に第１空隙を有する、圧電素子。
（付記２）
　前記被覆層は、前記積層方向に交わる方向における前記電極板の端部よりも内側に張り出して位置し、前記導体層と接する第１張出部を有する、付記１に記載の圧電素子。
（付記３）
　前記電極板は、前記積層方向に交わる方向における前記電極板の端部の周縁に、前記電極板の厚み方向に隆起する第１凸部を有する、付記１又は２に記載の圧電素子。
（付記４）
　前記第１凸部は、前記積層体の積層方向に沿って延びている、付記３に記載の圧電素子。
（付記５）
　前記被覆層は、前記電極板における前記スリットの内壁面よりも内側に張り出して位置し、前記導体層と接する第２張出部を有する、付記１～４のいずれか一つに記載の圧電素子。
（付記６）
　前記電極板は、前記スリットの周縁に、前記電極板の厚み方向に隆起する第２凸部を有する、付記１～５のいずれか一つに記載の圧電素子。
（付記７）
　前記第２凸部は、前記スリットの長手方向に沿って延びている、付記６に記載の圧電素子。
（付記８）
　前記電極板の幅方向の前記接合材よりも平面視で外側に位置する一方の端部と前記導体層との間の空隙と、前記電極板の他方の端部と前記導体層との間の空隙とは、分断されている、付記１～７のいずれか一つに記載の圧電素子。
（付記９）
　前記電極板は、互いに隣接する前記スリット同士の間に位置する貫通孔を有する、付記１～８のいずれか一つに記載の圧電素子。
　さらなる効果や他の実施形態は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１　圧電素子
１０　積層体
１０ａ～１０ｄ　側面
１０ｅ　基端部
１０ｆ　先端部
１１　圧電体
１２　内部電極
１２ａ　第１電極
１２ｂ　第２電極
１３　予定破断層
２０，２０Ａ，２０Ｂ　導体層
３０　接合材
４０，４０Ａ，４０Ｂ　電極板
４１，４２　凸部
５０　被覆層
５１，５２　張出部
Ｄ　積層方向
Ｇ　空隙
Ｈ　貫通孔
Ｓ　スリット

Claims (9)

  1. 　圧電体と内部電極とが複数積層された積層体と、
    　前記内部電極に接続され、前記積層体の積層方向に沿って位置する導体層と、
    　導電性の接合材を介して前記導体層に接合され、前記積層体の積層方向に沿って位置する電極板と、
    　前記導体層および前記電極板を被覆する被覆層と、
    　を備え、
    　前記電極板は、前記積層方向に交わる方向に延びる複数のスリットを有し、
    　前記電極板と前記導体層と前記接合材との間に第１空隙を有する、圧電素子。
  2. 　前記被覆層は、前記積層方向に交わる方向における前記電極板の端部よりも内側に張り出して位置し、前記導体層と接する第１張出部を有する、請求項１に記載の圧電素子。
  3. 　前記電極板は、前記積層方向に交わる方向における前記電極板の端部の周縁に、前記電極板の厚み方向に隆起する第１凸部を有する、請求項１又は２に記載の圧電素子。
  4. 　前記第１凸部は、前記積層体の積層方向に沿って延びている、請求項３に記載の圧電素子。
  5. 　前記被覆層は、前記電極板における前記スリットの内壁面よりも内側に張り出して位置し、前記導体層と接する第２張出部を有する、請求項１～４のいずれか一つに記載の圧電素子。
  6. 　前記電極板は、前記スリットの周縁に、前記電極板の厚み方向に隆起する第２凸部を有する、請求項１～５のいずれか一つに記載の圧電素子。
  7. 　前記第２凸部は、前記スリットの長手方向に沿って延びている、請求項６に記載の圧電素子。
  8. 　前記電極板の幅方向の前記接合材よりも平面視で外側に位置する一方の端部と前記導体層との間の空隙と、前記電極板の他方の端部と前記導体層との間の空隙とは、分断されている、請求項１～７のいずれか一つに記載の圧電素子。
  9. 　前記電極板は、互いに隣接する前記スリット同士の間に位置する貫通孔を有する、請求項１～８のいずれか一つに記載の圧電素子。
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