层叠型压电元件及其制造方法、及喷射装置及燃料喷射系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够在高电压及高压力下长期连续驱动的耐久性高的层叠型压电元件和其制造方法、及喷射装置及燃料喷射系统。所述层叠型压电元件为具有具备多个内部电极层和隔着内部电极层层叠的多个压电体层的层叠结构体的层叠型压电元件，层叠结构体中的与内部电极层平行的剖面的剖面积中层叠方向的两端部侧比层叠方向的中央部小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及层叠型压电元件及其制造方法、及喷射装置及燃料喷射系统。
技术介绍
从以往开始，知道有具备多个压电体层隔着内部电极层层叠的层叠结构体，在该 层叠结构体的侧面形成有一对外部电极的层叠型压电元件(以下，还有时简称为“元件”)。 通常，元件具备内部电极层之间对置的对置部；相对于该对置部，位于层叠方向两端侧的 非对置部。若向元件施加电压，则对置部驱动，非对置部不驱动，因此，应力容易施加于这些 的边界附近。因此，公开有以通过将非对置部的弹性模量设为比对置部的弹性模量小，降低 在边界附近产生的应力为目的的元件(专利文献1)。专利文献1特开2001-94164号公报然而，近年来，正在要求能够在高电压及高压力下长期连续驱动的元件，期望进一 步的耐久性的提高。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供能够在高电压及高压力下长期连续驱动的耐久性高 的层叠型压电元件和其制造方法、及喷射装置及燃料喷射系统。本专利技术的层叠型压电元件，其具有具备多个内部电极层和隔着所述内部电极层 层叠的多个压电体层的层叠结构体，在所述层叠结构体中的与所述内部电极层平行的剖面 的剖面积中，层叠方向的两端部侧比层叠方向的中央部小。根据本专利技术的层叠型压电元件可知，具有能够降低在对置部、和非对置部的边界 附近产生的应力的效果。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的层叠型压电元件的侧面图。图2是图1所示的层叠型压电元件的俯视图。图3是表示本专利技术的一实施方式的制造方法中的研磨工序的概略图。图4是表示本专利技术的其他实施方式的制造方法中的研磨工序的概略图。图5是表示本专利技术的一实施方式的喷射装置的概略图。图6是表示本专利技术的一实施方式的燃料喷射系统的概略图。图中11_压电体层；13-内部电极层；15-层叠结构体；17-外部电极；19-对置 部；21-非对置部；20-剖面积减少部。具体实施例方式〈层叠型压电元件〉以下，参照附图，详细地说明本专利技术的一实施方式的层叠型压电元件。图1是表示本实施方式的层叠型压电元件的侧面图，图2是图1所示的层叠型压电元件的俯视图。 该层叠型压电元件1具有压电体层11和内部电极层13以多个交替地层叠的层叠结构体 15。在层叠结构体15的侧面形成有一对外部电极17 (负极的外部电极17a、正极的外部电 极17b)。层叠结构体15具备内部电极层13之间对置的对置部19 ；相对于该对置部19， 位于层叠方向的两端部侧的非对置部21。该对置部19是夹在对置的内部电极层13的压电体层11分别相应于施加于两侧 的内部电极层13的电压而伸缩，改变元件的层叠方向的长度的驱动部。相对于此，非对置部21由于不存在将压电体层11夹在中间而从两侧施加电压的 内部电极层13，因此，是压电体部不自身变位的非驱动部。从而，在本实施方式中，非对置部21以尽量不阻碍对置部19的伸缩，且减小在与 对置部19的边界产生的应力的方式构成为容易变形的形状。在该元件中，层叠结构体15中的与内部电极层13平行的剖面的剖面积而言，层叠 方向的两端部侧比层叠方向的中央部小。由此，能够减小在对置部、和非对置部的边界附近 产生的应力。其理由如下，即通过将接近在电压施加时，不自身驱动的非对置部的两端部 侧的剖面积设为比以往小，约束对置部的驱动引起的变形的力弱。还有，在本说明书中，将层叠结构体15中的与内部电极层13平行的剖面称为横截 面。另外，在本实施方式中，作为更优选的实施方式，非对置部21具有；横截面的剖面 积随着朝向层叠方向的两端而变小的剖面积减少部20。通过这样在非对置部21中逐渐减 小剖面积，在层叠结构体15不形成大的台阶，因此，能够抑制应力集中于层叠结构体15的 一部分的情况。还有，在图1所示的方式中，形成从对置部19和非对置部21的边界开始剖面积逐 渐减小的剖面积减少部20，在对置部19中，使剖面积(与内部电极层13平行的剖面的剖面 积)大致恒定，但剖面积减少部20横跨对置部19和非对置部21形成也可。即，在本专利技术 中，就层叠结构体15中的与内部电极层13平行的剖面的剖面积来说，在位于层叠方向的两 端部侧的非对置部21中，比层叠方向的中央部(对置部的中央部)小即可。其次，说明本实施方式的元件的制造方法。本实施方式的制造方法具备使层叠结 构体15中与内部电极层13平行的剖面的剖面积中层叠方向的两端部侧比层叠方向的中央 部小地研磨后述的层叠结构体15的侧面的工序。首先，例如，混合钛酸锆酸铅(PZT)的粉末、包括丙烯酸系、丁缩醛系等有机高分 子的粘合剂、和DBP (酞酸二丁基酯)、DOP (酞酸二辛基酯)等增塑剂，制作浆料。接着，对 于该浆料，使用刮板法、压延辊法等带模塑法，制作陶瓷印刷电路板。接着，制作内部电极层 13用金属糊剂。该金属糊剂是向主要包括银钯的金属粉末中添加混合粘合剂(粘着剤)、 增塑剂等而得到。在陶瓷印刷电路板的一面，利用网板印刷等，将该金属糊剂以内部电极层 的形状印刷。其次，通过将印刷有金属糊剂的印刷电路板成为图1、2所示的结构地层叠并干燥 而得到层叠成形体。在该层叠结构体的层叠方向的两端侧层叠多个未印刷有金属糊剂的陶 瓷印刷电路板。层叠了多个未印刷有该金属糊剂的陶瓷印刷电路板的部分在烧成后成为非对置部21。该层叠成形体可以根据需要来裁断，形成为期望的形态。接着，在规定的温度下 将层叠成形体脱粘合剂处理后，在900 1150°C下烧成，由此得到层叠结构体15。其次，将该层叠结构体15的侧面研磨。图3是表示该研磨工序的概略图。如图3 所示，在层叠结构体15中，利用保持件61a、61b分别保持其两端面15a、15b。此时，层叠结 构体15的两端面15a、15b朝向层叠结构体15的中央部侧而被加压。该夹紧压力F设定为 以使层叠结构体15的两端部侧(成为非对置部21的部分)的剖面积在与层叠方向垂直的 方向上扩大的程度大的压力。这样扩大了层叠结构体15的两端侧的剖面积的状态下，使研磨砂轮63与层叠结 构体15中的多个侧面中一个面接触，进行研磨。若一个侧面的研磨结束，则使层叠结构体 15旋转90度，将接下来的侧面同样研磨。对于所有的侧面进行该作业。由此，得到层叠方 向的两端侧的剖面积小于层叠方向的中央的层叠结构体15。在层叠结构体15的端面中的维氏硬度Hv为20 50GPa时，优选以lOMPa以上且 lOOMPa以下的夹紧压力F保持层叠结构体15。另外，保持件65a、65b中的保持面的维氏硬 度Hv优选1 20GPa。通过夹紧压力F为lOMPa以上，有效地扩大层叠结构体15的两端侧 的剖面积。另外，通过夹紧压力F为lOOMPa以下，能够抑制层叠结构体15的过度的变形。 在调节层叠结构体15的两端部侧的剖面积时，调节夹紧压力F。另外，通过在侧面的研磨 中，改变夹紧压力F，改变剖面积的扩大程度，能够将两端部侧的形状设计为各种形状。图4是表示本专利技术的其他实施方式的制造方法中的研磨工序的概略图。如图4所 示，在层叠结构体15中，利用保持件65a、65b，分别保持其两端面15a、15b。此时，层叠结构 体15在其中央部比层叠方向的两端侧向一方向(从图中D所示的研磨砂轮67远离的方 向)突出而弯曲的状态下保持层叠结构体15。通过以这样的状态保持，层叠结构体15的侧 面的研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠型压电元件，其特征在于，具有：具备多个内部电极层和隔着所述内部电极层层叠的多个压电体层的层叠结构体，所述层叠结构体中的与所述内部电极层平行的剖面的剖面积在层叠方向的两端部侧小于层叠方向的中央部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-27 2007-306226一种层叠型压电元件，其特征在于，具有具备多个内部电极层和隔着所述内部电极层层叠的多个压电体层的层叠结构体，所述层叠结构体中的与所述内部电极层平行的剖面的剖面积在层叠方向的两端部侧小于层叠方向的中央部。2.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其中，具有所述剖面积随着朝向层叠方向的两端而变小的剖面积减少部。3.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，所述层叠结构体具有所述内部电极层之间对置的对置部；和相对于该对置部位于层 叠方向两端侧的非对置部，所述剖面积减少部存在于所述非对置部。4.一种层叠型压电元件的制造方法，其特征在于，该层叠型压电元件具有具备多个 内部电极层和隔着所述内部电极层层叠的多个压电体层的层叠结构体，所述方法包括研磨所述层叠结构体的侧面的工序，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐多哲郎，佐藤政宏，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]