JP2002202024A - インジェクタ用圧電体素子 - Google Patents
インジェクタ用圧電体素子Info
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- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 消費エネルギーが小さく，高速応答が可能な
インジェクタ用圧電体素子を提供すること。 【解決手段】 インジェクタに内蔵される積層型の圧電
体素子１であって，圧電体素子１の側面には側面電極３
１，３２が配設されている。側面電極３１，３２には外
部との電気的な導通を図る外部電極４が配設されてい
る。外部電極４は，芯材４０とその少なくとも一部を被
覆する金属被覆４２とよりなると共に少なくとも側面電
極３１，３２に接合されている。芯材４０の電気的比抵
抗は５×１０ -6（Ω・ｃｍ）以上，金属被覆４２の電気
的比抵抗は芯材４０の１／２以下である。
インジェクタ用圧電体素子を提供すること。 【解決手段】 インジェクタに内蔵される積層型の圧電
体素子１であって，圧電体素子１の側面には側面電極３
１，３２が配設されている。側面電極３１，３２には外
部との電気的な導通を図る外部電極４が配設されてい
る。外部電極４は，芯材４０とその少なくとも一部を被
覆する金属被覆４２とよりなると共に少なくとも側面電
極３１，３２に接合されている。芯材４０の電気的比抵
抗は５×１０ -6（Ω・ｃｍ）以上，金属被覆４２の電気
的比抵抗は芯材４０の１／２以下である。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，インジェクタの駆動源として用
いられる圧電体素子に関する。
いられる圧電体素子に関する。
【０００２】
【従来技術】自動車の内燃機関等のインジェクタ（燃料
噴射装置）は，例えば，高圧燃料を蓄積したコモンレー
ルに接続された３方弁又は２方弁の弁体を動かすること
により，燃料通路の開閉状態を切り替えてノズルニード
ルに付与される圧力状態を変化させ，ノズルニードルを
開弁状態にすることにより燃料を噴射するよう構成され
ている。
噴射装置）は，例えば，高圧燃料を蓄積したコモンレー
ルに接続された３方弁又は２方弁の弁体を動かすること
により，燃料通路の開閉状態を切り替えてノズルニード
ルに付与される圧力状態を変化させ，ノズルニードルを
開弁状態にすることにより燃料を噴射するよう構成され
ている。
【０００３】そして，上記弁体を動かす駆動源として
は，電磁弁等が一般的に使用されている。これに対し，
上記駆動源をきめ細かく制御して燃料噴射状態の精密な
制御を行うことを目的に，上記駆動源として積層型の圧
電体素子を使用しようとする試みがなされてきた。
は，電磁弁等が一般的に使用されている。これに対し，
上記駆動源をきめ細かく制御して燃料噴射状態の精密な
制御を行うことを目的に，上記駆動源として積層型の圧
電体素子を使用しようとする試みがなされてきた。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，圧電体素子を
駆動源に用いたインジェクタは，未だ実用化には至って
いない。即ち，インジェクタ用の圧電体素子に対して
は，弁を高速で開閉させるために，非常に高い高速応答
性が要求される。そのためインジェクタ用圧電体素子に
は，短時間で充放電が繰り返され，大電流が流れる。そ
れ故，従来から知られている圧電体素子では，消費エネ
ルギーが大きく，制御回路に負担を与えるので，回路構
成が大きくなってしまう。
駆動源に用いたインジェクタは，未だ実用化には至って
いない。即ち，インジェクタ用の圧電体素子に対して
は，弁を高速で開閉させるために，非常に高い高速応答
性が要求される。そのためインジェクタ用圧電体素子に
は，短時間で充放電が繰り返され，大電流が流れる。そ
れ故，従来から知られている圧電体素子では，消費エネ
ルギーが大きく，制御回路に負担を与えるので，回路構
成が大きくなってしまう。
【０００５】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，消費エネルギーが小さく，高速応答が可
能なインジェクタ用圧電体素子を提供しようとするもの
である。
されたもので，消費エネルギーが小さく，高速応答が可
能なインジェクタ用圧電体素子を提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，インジェクタに
内蔵される積層型の圧電体素子であって，該圧電体素子
の側面には側面電極が配設され，該側面電極には外部と
の電気的な導通を図る外部電極が配設されており，該外
部電極は，芯材とその少なくとも一部を被覆する金属被
覆とよりなると共に少なくとも上記側面電極の一部に接
合されており，かつ，上記芯材の電気的比抵抗は５×１
０-6（Ω・ｃｍ）以上，上記金属被覆の電気的比抵抗は
上記芯材の１／２以下であることを特徴とするインジェ
クタ用圧電体素子にある。
内蔵される積層型の圧電体素子であって，該圧電体素子
の側面には側面電極が配設され，該側面電極には外部と
の電気的な導通を図る外部電極が配設されており，該外
部電極は，芯材とその少なくとも一部を被覆する金属被
覆とよりなると共に少なくとも上記側面電極の一部に接
合されており，かつ，上記芯材の電気的比抵抗は５×１
０-6（Ω・ｃｍ）以上，上記金属被覆の電気的比抵抗は
上記芯材の１／２以下であることを特徴とするインジェ
クタ用圧電体素子にある。
【０００７】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては，上記外部電極が上記芯材と上記金属
被覆とよりなると共に，これらの電気的比抵抗が上記特
定の値にある。上記芯材の電気的比抵抗が５×１０
-6（Ω・ｃｍ）未満の場合には，上記金属被覆を設ける
ことなく十分な電気伝導性を確保することができる。こ
れに対し，本発明のように上記芯材の電気的比抵抗が５
×１０-6（Ω・ｃｍ）以上の場合には，十分な電気伝導
性が得られない。この場合には，圧電体素子への通電時
の消費エネルギーが非常に大きくなる。
本発明においては，上記外部電極が上記芯材と上記金属
被覆とよりなると共に，これらの電気的比抵抗が上記特
定の値にある。上記芯材の電気的比抵抗が５×１０
-6（Ω・ｃｍ）未満の場合には，上記金属被覆を設ける
ことなく十分な電気伝導性を確保することができる。こ
れに対し，本発明のように上記芯材の電気的比抵抗が５
×１０-6（Ω・ｃｍ）以上の場合には，十分な電気伝導
性が得られない。この場合には，圧電体素子への通電時
の消費エネルギーが非常に大きくなる。
【０００８】ここで，本発明においては，上記外部電極
の構成を，上記のごとく芯材の少なくとも一部を上記金
属被覆により被覆した構成とする。そして，この金属被
覆の電気的抵抗は上記芯材の１／２以下である。例えば
芯材として電気的比抵抗が５×１０-6（Ω・ｃｍ）のも
のを選択した場合には，上記金属被覆の電気的比抵抗は
２．５×１０-6（Ω・ｃｍ）以下とする。
の構成を，上記のごとく芯材の少なくとも一部を上記金
属被覆により被覆した構成とする。そして，この金属被
覆の電気的抵抗は上記芯材の１／２以下である。例えば
芯材として電気的比抵抗が５×１０-6（Ω・ｃｍ）のも
のを選択した場合には，上記金属被覆の電気的比抵抗は
２．５×１０-6（Ω・ｃｍ）以下とする。
【０００９】これにより，上記金属被覆が上記芯材の電
気的伝導性を補うので，外部電極全体の電気的伝導性が
大幅に向上する。そのため，外部電極の電気抵抗によっ
て消費されるエネルギーを低減させることができ，圧電
体素子全体の消費エネルギーを抑えることができる。そ
して，ひいては，上記圧電体素子を制御する制御回路の
負担が小さくなり，回路構成も小さくすることができ
る。
気的伝導性を補うので，外部電極全体の電気的伝導性が
大幅に向上する。そのため，外部電極の電気抵抗によっ
て消費されるエネルギーを低減させることができ，圧電
体素子全体の消費エネルギーを抑えることができる。そ
して，ひいては，上記圧電体素子を制御する制御回路の
負担が小さくなり，回路構成も小さくすることができ
る。
【００１０】したがって，本発明によれば，消費エネル
ギーが小さく，高速応答が可能なインジェクタ用圧電体
素子を提供することができる。
ギーが小さく，高速応答が可能なインジェクタ用圧電体
素子を提供することができる。
【００１１】次に，請求項２の発明のように，上記芯材
は引張強さが５００ＭＰａ以上の金属材料であることが
好ましい。即ち，上記芯材としては，圧電体素子の伸縮
に追従するように，ある程度のばね性，即ちある程度高
い弾性限を有する金属材料を用いることが好ましい。そ
して，この場合に引張強さが５００ＭＰａ未満の場合に
は，上記圧電体素子の伸縮に追従する際の耐久性が低く
なるおそれがある。
は引張強さが５００ＭＰａ以上の金属材料であることが
好ましい。即ち，上記芯材としては，圧電体素子の伸縮
に追従するように，ある程度のばね性，即ちある程度高
い弾性限を有する金属材料を用いることが好ましい。そ
して，この場合に引張強さが５００ＭＰａ未満の場合に
は，上記圧電体素子の伸縮に追従する際の耐久性が低く
なるおそれがある。
【００１２】また，請求項３の発明のように，上記芯材
は，ＳＵＳ，ベリリウム銅，リン青銅，洋白のいずれか
であることが好ましい。この場合には，十分なばね性を
有する芯材を得ることができ，外部電極全体の耐久性を
向上させることができる。
は，ＳＵＳ，ベリリウム銅，リン青銅，洋白のいずれか
であることが好ましい。この場合には，十分なばね性を
有する芯材を得ることができ，外部電極全体の耐久性を
向上させることができる。
【００１３】また，請求項４の発明のように，上記金属
被覆は，銀，金，銅のいずれかであることが好ましい。
この場合には，上記金属被覆の電気的比抵抗を非常にが
小さくすることができ，外部電極全体の電気伝導性をよ
り一層向上させることができる。
被覆は，銀，金，銅のいずれかであることが好ましい。
この場合には，上記金属被覆の電気的比抵抗を非常にが
小さくすることができ，外部電極全体の電気伝導性をよ
り一層向上させることができる。
【００１４】また，請求項５の発明のように，上記金属
被覆は，上記芯材の表面積の３０％以上を覆うよう配設
されていることが好ましい。上記金属被覆の被覆割合が
上記芯材の表面積の３０％未満の場合には，金属被覆に
よる外部電極全体の電気抵抗低減効果が小さすぎるとい
う問題がある。
被覆は，上記芯材の表面積の３０％以上を覆うよう配設
されていることが好ましい。上記金属被覆の被覆割合が
上記芯材の表面積の３０％未満の場合には，金属被覆に
よる外部電極全体の電気抵抗低減効果が小さすぎるとい
う問題がある。
【００１５】また，請求項６の発明のように，上記芯材
と上記金属被覆との間には，これらの密着性を向上させ
るための下地材を介在させていることが好ましい。これ
により，上記芯材と上記金属被覆の密着力を向上させる
ことができる。この下地材としては，例えばＮｉメッキ
等を適用することができる。
と上記金属被覆との間には，これらの密着性を向上させ
るための下地材を介在させていることが好ましい。これ
により，上記芯材と上記金属被覆の密着力を向上させる
ことができる。この下地材としては，例えばＮｉメッキ
等を適用することができる。
【００１６】また，請求項７の発明のように，上記側面
電極は銀を含有する導電性接着剤からなり，少なくとも
上記外部電極における上記導電性接着剤との接合面には
上記金属被覆が配設されている構造をとることができ
る。また，請求項８の発明のように，上記側面電極と上
記外部電極とは，銀を含有する導電性接着剤で接合され
ており，少なくとも上記外部電極における上記導電性接
着剤との接合面には上記金属被覆が配設されている構造
をとることもできる。これらの場合には，いずれも，上
記外部電極と上記導電性接着剤との界面での経時劣化に
よる電気抵抗（界面抵抗）の増大を抑制することができ
る。
電極は銀を含有する導電性接着剤からなり，少なくとも
上記外部電極における上記導電性接着剤との接合面には
上記金属被覆が配設されている構造をとることができ
る。また，請求項８の発明のように，上記側面電極と上
記外部電極とは，銀を含有する導電性接着剤で接合され
ており，少なくとも上記外部電極における上記導電性接
着剤との接合面には上記金属被覆が配設されている構造
をとることもできる。これらの場合には，いずれも，上
記外部電極と上記導電性接着剤との界面での経時劣化に
よる電気抵抗（界面抵抗）の増大を抑制することができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかるインジェクタ用圧電体素子
につき，図１〜図４を用いて説明する。本例のインジェ
クタ用圧電体素子１は，図１，図４に示すごとく，イン
ジェクタ５に内蔵される積層型の圧電体素子である。圧
電体素子１の側面１０１，１０２には側面電極３１，３
２がそれぞれ配設され，該側面電極３１，３２には外部
との電気的な導通を図る外部電極４が配設されている。
ここで，上記側面１０１，１０２は，圧電体素子１の伸
縮方向と略平行な面である。
につき，図１〜図４を用いて説明する。本例のインジェ
クタ用圧電体素子１は，図１，図４に示すごとく，イン
ジェクタ５に内蔵される積層型の圧電体素子である。圧
電体素子１の側面１０１，１０２には側面電極３１，３
２がそれぞれ配設され，該側面電極３１，３２には外部
との電気的な導通を図る外部電極４が配設されている。
ここで，上記側面１０１，１０２は，圧電体素子１の伸
縮方向と略平行な面である。
【００１８】外部電極４は，芯材４０とその少なくとも
一部を被覆する金属被覆４２とよりなると共に少なくと
も上記側面電極３１，３２にの一部に接合されている。
そして，上記芯材４０の電気的比抵抗は５×１０-6（Ω
・ｃｍ）以上であり，金属被覆４２の電気的比抵抗は上
記芯材の１／２以下である。以下，これを詳説する。
一部を被覆する金属被覆４２とよりなると共に少なくと
も上記側面電極３１，３２にの一部に接合されている。
そして，上記芯材４０の電気的比抵抗は５×１０-6（Ω
・ｃｍ）以上であり，金属被覆４２の電気的比抵抗は上
記芯材の１／２以下である。以下，これを詳説する。
【００１９】圧電体素子１は，図２，図３に示すごと
く，圧電層１１の層間に内部電極層２１，２２を交互に
正負となるように形成してなる。同図に示すごとく，一
方の内部電極層２１は一方の側面１０１に露出するよう
に配設され，他方の内部電極層２２は他方の側面１０２
に露出するように配設されている。そして，圧電体素子
１の側面１０１，１０２には，露出した内部電極層２
１，２２の端部を導通させるように焼きつけ銀よりなる
側面電極３１，３２をそれぞれ形成した。側面電極３
１，３２を構成する焼きつけ銀は，後述するごとくＡｇ
ペーストを焼きつけることにより作製した電極でＡｇ
（９７％）とガラスフリット成分（３％）という組成で
ある。
く，圧電層１１の層間に内部電極層２１，２２を交互に
正負となるように形成してなる。同図に示すごとく，一
方の内部電極層２１は一方の側面１０１に露出するよう
に配設され，他方の内部電極層２２は他方の側面１０２
に露出するように配設されている。そして，圧電体素子
１の側面１０１，１０２には，露出した内部電極層２
１，２２の端部を導通させるように焼きつけ銀よりなる
側面電極３１，３２をそれぞれ形成した。側面電極３
１，３２を構成する焼きつけ銀は，後述するごとくＡｇ
ペーストを焼きつけることにより作製した電極でＡｇ
（９７％）とガラスフリット成分（３％）という組成で
ある。
【００２０】そして，図１に示すごとく，上記側面電極
３１，３２上に上記外部電極４を半田４９により半田付
けして接合した。本例の外部電極４は，同図に示すごと
く，芯材４０の両面に金属被覆４２を被覆したものであ
る。芯材４０としてはＳＵＳ３０４よりなる厚さ０．０
５ｍｍ，幅２ｍｍ，長さ２０ｍｍの箔を用いた。また金
属被覆４２としては銀を用いた。上記芯材４０の電気的
比抵抗値は，７２×１０-6（Ω・ｃｍ）であり，一方，
金属被覆４２の電気的比抵抗は１．６×１０-6（Ω・ｃ
ｍ）である。本例では，芯材４０の表裏面には下地材と
してＮｉメッキを施し，さらにその上に金属被覆４２と
しての銀となる半光沢銀メッキを約５μｍの厚みで施し
た。なお，金属被覆４２は，芯材４０の表面のほぼ全面
を覆っている。
３１，３２上に上記外部電極４を半田４９により半田付
けして接合した。本例の外部電極４は，同図に示すごと
く，芯材４０の両面に金属被覆４２を被覆したものであ
る。芯材４０としてはＳＵＳ３０４よりなる厚さ０．０
５ｍｍ，幅２ｍｍ，長さ２０ｍｍの箔を用いた。また金
属被覆４２としては銀を用いた。上記芯材４０の電気的
比抵抗値は，７２×１０-6（Ω・ｃｍ）であり，一方，
金属被覆４２の電気的比抵抗は１．６×１０-6（Ω・ｃ
ｍ）である。本例では，芯材４０の表裏面には下地材と
してＮｉメッキを施し，さらにその上に金属被覆４２と
しての銀となる半光沢銀メッキを約５μｍの厚みで施し
た。なお，金属被覆４２は，芯材４０の表面のほぼ全面
を覆っている。
【００２１】また，圧電体素子１においては，図２に示
すごとく，積層方向の中央部分を駆動部１１１，これを
挟持するように配置された部分をバッファー部１１２，
さらにこのバッファー部１１２を挟持するように配置さ
れた部分をダミー部１１３とした。
すごとく，積層方向の中央部分を駆動部１１１，これを
挟持するように配置された部分をバッファー部１１２，
さらにこのバッファー部１１２を挟持するように配置さ
れた部分をダミー部１１３とした。
【００２２】この圧電体素子１の製造方法と詳細構造に
ついて説明する。本例の圧電体素子１は広く用いられて
いるグリーンシート法を用いて製造することができる。
グリーンシートは，公知の方法により圧電材料の主原料
となる酸化鉛，酸化ジルコニウム，酸化チタン，酸化ニ
オブ，炭酸ストロンチウム等の粉末を所望の組成となる
ように秤量する。また，鉛の蒸発を考慮して，上記混合
比組成の化学量論比よりも１〜２％リッチになるように
調合する。これを混合機にて乾式混合し，その後８００
〜９５０℃で仮焼する。
ついて説明する。本例の圧電体素子１は広く用いられて
いるグリーンシート法を用いて製造することができる。
グリーンシートは，公知の方法により圧電材料の主原料
となる酸化鉛，酸化ジルコニウム，酸化チタン，酸化ニ
オブ，炭酸ストロンチウム等の粉末を所望の組成となる
ように秤量する。また，鉛の蒸発を考慮して，上記混合
比組成の化学量論比よりも１〜２％リッチになるように
調合する。これを混合機にて乾式混合し，その後８００
〜９５０℃で仮焼する。
【００２３】次いで，仮焼粉に純水，分散剤を加えてス
ラリーとし，パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕
物を乾燥，粉脱脂した後，溶剤，バインダー，可塑剤，
分散剤等を加えてボールミルにより混合する。その後，
このスラリーを真空装置内で攪拌機により攪拌しながら
真空脱泡，粘度調整をする。
ラリーとし，パールミルにより湿式粉砕する。この粉砕
物を乾燥，粉脱脂した後，溶剤，バインダー，可塑剤，
分散剤等を加えてボールミルにより混合する。その後，
このスラリーを真空装置内で攪拌機により攪拌しながら
真空脱泡，粘度調整をする。
【００２４】次いで，スラリーをドクターブレード装置
により一定厚みのグリーンシートに成形する。回収した
グリーンシートはプレス機で打ち抜くか，切断機により
切断し，所定の大きさの矩形体に成形する。グリーンシ
ートは駆動部，バッファー部およびダミー部に共通であ
る。
により一定厚みのグリーンシートに成形する。回収した
グリーンシートはプレス機で打ち抜くか，切断機により
切断し，所定の大きさの矩形体に成形する。グリーンシ
ートは駆動部，バッファー部およびダミー部に共通であ
る。
【００２５】次いで，例えば銀／パラジウム＝７／３の
比率からなる銀およびパラジウムのペースト（以下，Ａ
ｇ／Ｐｄペーストという）により，成形後のグリーンシ
ートの一方の表面にパターンをスクリーン印刷成形す
る。図３（ａ），（ｂ）にパターン印刷後のグリーンシ
ートの一例を示す。なお説明の都合上，実質的に同一部
分には同一の符号を付す。
比率からなる銀およびパラジウムのペースト（以下，Ａ
ｇ／Ｐｄペーストという）により，成形後のグリーンシ
ートの一方の表面にパターンをスクリーン印刷成形す
る。図３（ａ），（ｂ）にパターン印刷後のグリーンシ
ートの一例を示す。なお説明の都合上，実質的に同一部
分には同一の符号を付す。
【００２６】圧電層となるグリーンシート１１の表面に
は，上記Ａｇ／Ｐｄペーストにより，略全面にこれより
もやや小さなパターン２１（２２）を形成し，内部電極
層２１（２２）とする。グリーンシート１１の表面の対
向辺の一方の側には，内部電極層２１（２２）の非形成
部１１９が設けてある。つまり，グリーンシート１１の
対向辺の一方の端部（圧電体素子１の側面１０１あるい
は１０２に相当する部分）には，内部電極層２１（２
２）が到達せず，対向する他方の端部には内部電極層２
１（２２）が到達するようにこれを配置した。尚，内部
電極材料としては，本例の他に，銅，ニッケル，白金，
銀等，あるいはこれらの混合物を用いてもよい。
は，上記Ａｇ／Ｐｄペーストにより，略全面にこれより
もやや小さなパターン２１（２２）を形成し，内部電極
層２１（２２）とする。グリーンシート１１の表面の対
向辺の一方の側には，内部電極層２１（２２）の非形成
部１１９が設けてある。つまり，グリーンシート１１の
対向辺の一方の端部（圧電体素子１の側面１０１あるい
は１０２に相当する部分）には，内部電極層２１（２
２）が到達せず，対向する他方の端部には内部電極層２
１（２２）が到達するようにこれを配置した。尚，内部
電極材料としては，本例の他に，銅，ニッケル，白金，
銀等，あるいはこれらの混合物を用いてもよい。
【００２７】このような内部電極層２１（２２）を形成
したグリーンシート１１は，駆動部１１１，バッファー
部１１２変位量の要求仕様に基づいて所定の積層枚数分
用意する。また，バッファー部１１２，ダミー部１１３
用の内部電極層を印刷していないグリーンシート１２も
必要枚数準備する。
したグリーンシート１１は，駆動部１１１，バッファー
部１１２変位量の要求仕様に基づいて所定の積層枚数分
用意する。また，バッファー部１１２，ダミー部１１３
用の内部電極層を印刷していないグリーンシート１２も
必要枚数準備する。
【００２８】次いで，これらのグリーンシート１１，１
２を重ねる。図３（ｃ）は，グリーンシート１１，１２
の積層状態を示すもので，実質的に圧電体素子１の分解
図となっている。なお，同図は主として駆動部にかかる
部分を示した。内部電極層２１（２２）を形成したグリ
ーンシート１１を重ねる場合には，電極の非形成部１１
９が図中左側と右側に交互に位置するように重ねる。こ
れにより，グリーンシート１１の図中右側の側面１０１
に達して露出する内部電極層２１が一方の極の内部電極
となり，図中左側の側面１０２に達して露出している内
部電極層２２が他方の極の内部電極となる。
２を重ねる。図３（ｃ）は，グリーンシート１１，１２
の積層状態を示すもので，実質的に圧電体素子１の分解
図となっている。なお，同図は主として駆動部にかかる
部分を示した。内部電極層２１（２２）を形成したグリ
ーンシート１１を重ねる場合には，電極の非形成部１１
９が図中左側と右側に交互に位置するように重ねる。こ
れにより，グリーンシート１１の図中右側の側面１０１
に達して露出する内部電極層２１が一方の極の内部電極
となり，図中左側の側面１０２に達して露出している内
部電極層２２が他方の極の内部電極となる。
【００２９】そして，中央の駆動部１１１においては，
図３（ｃ）に示すごとく上記内部電極層２１（２２）を
形成したグリーンシート１１のみを用いて積層し，バッ
ファー部１１２においてグリーンシート１１の間に内部
電極層を形成していないグリーンシート１２を介在させ
て積層し，ダミー部１１３においては内部電極層を形成
していないグリーンシート１２のみを用いて積層する。
これにより，図１，図２に示す構造の積層体となる。
図３（ｃ）に示すごとく上記内部電極層２１（２２）を
形成したグリーンシート１１のみを用いて積層し，バッ
ファー部１１２においてグリーンシート１１の間に内部
電極層を形成していないグリーンシート１２を介在させ
て積層し，ダミー部１１３においては内部電極層を形成
していないグリーンシート１２のみを用いて積層する。
これにより，図１，図２に示す構造の積層体となる。
【００３０】次いで，温水ラバープレス等による熱圧着
後，電気炉により４００〜７００℃のもとで脱脂し，９
００〜１２００℃のもとで焼成する。次いで，上記積層
体の側面に上記Ａｇペーストを塗布，焼き付けることに
より側面電極３１，３２を形成する。なお，本例は焼き
つけ銀より側面電極を構成したが，例えばＡｇ／Ｐｄペ
ーストを焼きつけて形成することもできる。本例の他
に，銅，ニッケル，白金，銀／パラジウム等を用いても
よい。
後，電気炉により４００〜７００℃のもとで脱脂し，９
００〜１２００℃のもとで焼成する。次いで，上記積層
体の側面に上記Ａｇペーストを塗布，焼き付けることに
より側面電極３１，３２を形成する。なお，本例は焼き
つけ銀より側面電極を構成したが，例えばＡｇ／Ｐｄペ
ーストを焼きつけて形成することもできる。本例の他
に，銅，ニッケル，白金，銀／パラジウム等を用いても
よい。
【００３１】図１中右側の側面電極３１は，一方の極の
内部電極層２１が露出している位置に形成し，各内部電
極層２１の導通をとる。同図中左側の他方の側面電極３
２は，他方の極の内部電極層２２が露出している位置に
形成し，各内部電極層２２の導通をとる。
内部電極層２１が露出している位置に形成し，各内部電
極層２１の導通をとる。同図中左側の他方の側面電極３
２は，他方の極の内部電極層２２が露出している位置に
形成し，各内部電極層２２の導通をとる。
【００３２】その後，上記外部電極４を各側面電極３
１，３２上端部分に高温半田を用いて接合した。なお，
外部電極４の接合方法は，半田付けの他に，ろう付け，
固定バンド等による方法で行うことも可能である。さら
に，外部電極４と側面電極３１，３２とを上記のように
部分的に接合してもよいし，全面的に接合してももちろ
んよい。
１，３２上端部分に高温半田を用いて接合した。なお，
外部電極４の接合方法は，半田付けの他に，ろう付け，
固定バンド等による方法で行うことも可能である。さら
に，外部電極４と側面電極３１，３２とを上記のように
部分的に接合してもよいし，全面的に接合してももちろ
んよい。
【００３３】この外部電極４は，上記のごとく，ＳＵＳ
３０４よりなる箔材の表裏面にＮｉメッキよりなる下地
材を形成し，さらにその上に厚み約５μｍの半光沢銀メ
ッキを施したものである。その後，上記積層体に外部電
極４から側面電極３１，３２を介して内部電極層２１，
２２間に直流電圧を印加して圧電層１１を分極し，圧電
体素子１を得る。
３０４よりなる箔材の表裏面にＮｉメッキよりなる下地
材を形成し，さらにその上に厚み約５μｍの半光沢銀メ
ッキを施したものである。その後，上記積層体に外部電
極４から側面電極３１，３２を介して内部電極層２１，
２２間に直流電圧を印加して圧電層１１を分極し，圧電
体素子１を得る。
【００３４】なお，上記ダミー部１１３は，上記のごと
く駆動部１１１に用いた圧電層１１と同じ材質のグリー
ンシート（圧電層）１２を用いることにより，製造材料
の種類が増えないようにして製造コストの低減を図っ
た。そして，圧電体素子１の伸縮方向に略平行な側面１
０１，１０２の全体に，厚さ０．００５ｍｍ以上の絶縁
皮膜を形成した（図示略）。本例では，上記絶縁皮膜と
して，シリコン系樹脂を用いた。
く駆動部１１１に用いた圧電層１１と同じ材質のグリー
ンシート（圧電層）１２を用いることにより，製造材料
の種類が増えないようにして製造コストの低減を図っ
た。そして，圧電体素子１の伸縮方向に略平行な側面１
０１，１０２の全体に，厚さ０．００５ｍｍ以上の絶縁
皮膜を形成した（図示略）。本例では，上記絶縁皮膜と
して，シリコン系樹脂を用いた。
【００３５】次に，上記構成の圧電体素子１を駆動源と
して用いることができるインジェクタの一例について簡
単に説明する。インジェクタ５は，図４に示すごとく，
コモンレール燃料噴射システムにおいて，コモンレール
に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射するた
めに用いられる。同図において，バルブハウジング５５
１は，下端部にシリンダ５５２を設けてノズルニードル
５６を摺動自在に収納している。ノズルニードル５６
は，その先端部がバルブハウジング５５１先端部の噴孔
５５３に当接してこれを閉鎖している。
して用いることができるインジェクタの一例について簡
単に説明する。インジェクタ５は，図４に示すごとく，
コモンレール燃料噴射システムにおいて，コモンレール
に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒に噴射するた
めに用いられる。同図において，バルブハウジング５５
１は，下端部にシリンダ５５２を設けてノズルニードル
５６を摺動自在に収納している。ノズルニードル５６
は，その先端部がバルブハウジング５５１先端部の噴孔
５５３に当接してこれを閉鎖している。
【００３６】シリンダ５５２の上端部には，ノズルニー
ドル５６に閉弁方向の圧力を与える制御室５７が形成し
てあり，該制御室５７内の油圧が増減するのに伴ってノ
ズルニードル５６がシリンダ５５２内を上下動するよう
にしてある。また，制御室５７内にはノズルニードル５
６を閉弁方向に付勢するスプリング５５４が配設されて
いる。ノズルニードル５６は，下半部をやや小径として
シリンダ５５２との間に環状空間を形成し，この環状空
間を高圧通路５５５に連通する燃料溜まり５５６となし
ている。
ドル５６に閉弁方向の圧力を与える制御室５７が形成し
てあり，該制御室５７内の油圧が増減するのに伴ってノ
ズルニードル５６がシリンダ５５２内を上下動するよう
にしてある。また，制御室５７内にはノズルニードル５
６を閉弁方向に付勢するスプリング５５４が配設されて
いる。ノズルニードル５６は，下半部をやや小径として
シリンダ５５２との間に環状空間を形成し，この環状空
間を高圧通路５５５に連通する燃料溜まり５５６となし
ている。
【００３７】バルブハウジング５５１の中間部内には，
制御室５７内の圧力を増減する３方弁５４が設けられて
いる。３方弁５４は，上端部に低圧ポートとしてのドレ
ーンポート５４３を，下端部に高圧ポート５４４を有す
る弁室５４２と，弁室５４２内に配設されてドレーンポ
ート５４３または高圧ポート５４４を開閉するボール状
の弁体５４１を有している。ドレーンポート５４３は低
圧通路たるドレーン通路５５７を介して図示しないシス
テムの低圧部に連通し，高圧ポート５４４は高圧通路５
５５を介して外部の高圧燃料源（コモンレール）に連通
している。
制御室５７内の圧力を増減する３方弁５４が設けられて
いる。３方弁５４は，上端部に低圧ポートとしてのドレ
ーンポート５４３を，下端部に高圧ポート５４４を有す
る弁室５４２と，弁室５４２内に配設されてドレーンポ
ート５４３または高圧ポート５４４を開閉するボール状
の弁体５４１を有している。ドレーンポート５４３は低
圧通路たるドレーン通路５５７を介して図示しないシス
テムの低圧部に連通し，高圧ポート５４４は高圧通路５
５５を介して外部の高圧燃料源（コモンレール）に連通
している。
【００３８】弁体５４１は，バルブハウジング５５１の
上端部内に収容されるピエゾアクチュエータ５８によっ
て駆動される。ピエゾアクチュエータ５８は電圧の印加
により伸縮する上述の圧電体素子１と，その下端面に当
接してシリンダ５８４内を摺動するピエゾピストン５８
２を備え，ピエゾピストン５８２の下端面中央部から下
方に延びるロッド５８３が，高圧ポート５４４内を通過
して弁体５４１に当接している。そして，圧電体素子１
の伸縮に伴ってピエゾピストン５８２が上下動すると，
これと一体のロッド５８３が上下動し，これに伴い，弁
体５４１が，ドレーンポート５４３に至るテーパ状のシ
ート面５４３ａまたは高圧ポート５４４に至るテーパ状
のシート面５４４ａに当接して，これらポート５４３，
５４４を選択的に閉鎖する。
上端部内に収容されるピエゾアクチュエータ５８によっ
て駆動される。ピエゾアクチュエータ５８は電圧の印加
により伸縮する上述の圧電体素子１と，その下端面に当
接してシリンダ５８４内を摺動するピエゾピストン５８
２を備え，ピエゾピストン５８２の下端面中央部から下
方に延びるロッド５８３が，高圧ポート５４４内を通過
して弁体５４１に当接している。そして，圧電体素子１
の伸縮に伴ってピエゾピストン５８２が上下動すると，
これと一体のロッド５８３が上下動し，これに伴い，弁
体５４１が，ドレーンポート５４３に至るテーパ状のシ
ート面５４３ａまたは高圧ポート５４４に至るテーパ状
のシート面５４４ａに当接して，これらポート５４３，
５４４を選択的に閉鎖する。
【００３９】なお，ピエゾピストン５８２下方のシリン
ダ５８４内には，皿バネ５８５が配設されて，ピエゾピ
ストン５８２を介して圧電体素子１を上方（収縮方向）
に付勢している。また，圧電体素子１の上端面には，電
圧印加用のリード線５８６が接統されている。これが上
記２つの外部電極４に電気的に接続されている。
ダ５８４内には，皿バネ５８５が配設されて，ピエゾピ
ストン５８２を介して圧電体素子１を上方（収縮方向）
に付勢している。また，圧電体素子１の上端面には，電
圧印加用のリード線５８６が接統されている。これが上
記２つの外部電極４に電気的に接続されている。
【００４０】制御室５７の上端面と弁室５４２の側部の
間には，メインオリフィス５６１が設けられ，このメイ
ンオリフィス５６１によって，制御室５７は弁室５４２
と常時連通している。すなわち，制御室５７は，弁体５
４１のシート位置に応じて，ドレーン通路５５７または
高圧通路５５５に選択的に導通し，ノズルニードル５６
に作用する油圧力を増減する。
間には，メインオリフィス５６１が設けられ，このメイ
ンオリフィス５６１によって，制御室５７は弁室５４２
と常時連通している。すなわち，制御室５７は，弁体５
４１のシート位置に応じて，ドレーン通路５５７または
高圧通路５５５に選択的に導通し，ノズルニードル５６
に作用する油圧力を増減する。
【００４１】一方，制御室５７は，側面に開口するサブ
オリフィス５６２によって，高圧通路５５５と常時連通
しており，高圧通路５５５から継続的に高圧燃料を導入
するようにしてある。本例では，このサブオリフィス５
６２の作用で，ノズルニードル５６に加わる制御室５７
の油圧の降下速度を小さくし，上昇速度を大きくするこ
とができる。好ましくは，サブオリフィス５６２の径を
メインオリフィス５６１の径と同程度ないしそれ以下に
設定するのがよい。
オリフィス５６２によって，高圧通路５５５と常時連通
しており，高圧通路５５５から継続的に高圧燃料を導入
するようにしてある。本例では，このサブオリフィス５
６２の作用で，ノズルニードル５６に加わる制御室５７
の油圧の降下速度を小さくし，上昇速度を大きくするこ
とができる。好ましくは，サブオリフィス５６２の径を
メインオリフィス５６１の径と同程度ないしそれ以下に
設定するのがよい。
【００４２】上記構成のインジェクタ５の作動を簡単に
説明する。図５に示す状態では，３方弁５４の弁体５４
１が上方のシート面５４３ａに当接してドレーンポート
５４３を閉鎖し，高圧ポート５４４を開放している。制
御室５７は，メインオリフィス５６１およびサブオリフ
ィス５６２を介して高圧通路５５５と導通しており，ノ
ズルニードル５６は，制御室５７内の油圧力とスプリン
グ５５４の付勢力を受けて，噴孔５５３を閉鎖してい
る。
説明する。図５に示す状態では，３方弁５４の弁体５４
１が上方のシート面５４３ａに当接してドレーンポート
５４３を閉鎖し，高圧ポート５４４を開放している。制
御室５７は，メインオリフィス５６１およびサブオリフ
ィス５６２を介して高圧通路５５５と導通しており，ノ
ズルニードル５６は，制御室５７内の油圧力とスプリン
グ５５４の付勢力を受けて，噴孔５５３を閉鎖してい
る。
【００４３】この状態から，ノズルニードル５６を開弁
させる時には，ピエゾアクチュエータ５８の圧電体素子
１にリード線５８６を介して電圧を印加し，圧電体素子
５１を皿バネ５５５のバネ力に抗して伸長させる。する
と，ピエゾピストン５８２のロッド５８３が，ドレーン
ポート５４３に至る上方のシート面５４３ａに当接して
いた弁体５４１を押し下げてドレーンポート５４３を開
放し，次いで，弁体５４１を下方のシート面５４４ａに
当接させて高圧ポート５４４を閉鎖する。これにより，
制御室５７が低圧通路５５７に導通し，メインオリフィ
ス５６１および弁室５４２を経て燃料が流出することに
より，制御室５７の油圧が降下する。
させる時には，ピエゾアクチュエータ５８の圧電体素子
１にリード線５８６を介して電圧を印加し，圧電体素子
５１を皿バネ５５５のバネ力に抗して伸長させる。する
と，ピエゾピストン５８２のロッド５８３が，ドレーン
ポート５４３に至る上方のシート面５４３ａに当接して
いた弁体５４１を押し下げてドレーンポート５４３を開
放し，次いで，弁体５４１を下方のシート面５４４ａに
当接させて高圧ポート５４４を閉鎖する。これにより，
制御室５７が低圧通路５５７に導通し，メインオリフィ
ス５６１および弁室５４２を経て燃料が流出することに
より，制御室５７の油圧が降下する。
【００４４】次に，ノズルニードル５６を閉弁させる時
には，ピエゾアクチュエータ５８の圧電体素子１に印加
する電圧を低下させる。これに伴い，圧電体素子１が収
縮して，ピエゾピストン５８２が皿バネ５５５のバネ力
によって上昇し，弁体５４１に高圧ポート５４４の上向
きの油圧力が作用する。そして，弁体５４１が下方のシ
ート面５４４ａから離れて高圧ポート５４４を開放し，
さらに，上方のシート面５４３ａに当接してドレーンポ
ート５４３を閉鎖する。これにより，制御室５７が弁室
５４２を介して高圧通路５５５に導通し，メインオリフ
ィス５６１を経て流入する高圧燃料により，制御室５７
内の油圧が上昇する。
には，ピエゾアクチュエータ５８の圧電体素子１に印加
する電圧を低下させる。これに伴い，圧電体素子１が収
縮して，ピエゾピストン５８２が皿バネ５５５のバネ力
によって上昇し，弁体５４１に高圧ポート５４４の上向
きの油圧力が作用する。そして，弁体５４１が下方のシ
ート面５４４ａから離れて高圧ポート５４４を開放し，
さらに，上方のシート面５４３ａに当接してドレーンポ
ート５４３を閉鎖する。これにより，制御室５７が弁室
５４２を介して高圧通路５５５に導通し，メインオリフ
ィス５６１を経て流入する高圧燃料により，制御室５７
内の油圧が上昇する。
【００４５】制御室５７がサブオリフィス５６２を介し
て高圧通路５５５と常に導通しているため，制御室５７
には，メインオリフィス５６１とサブオリフィス５６２
の両方から高圧燃料が流入することになる。従って，制
御室５７の油圧が急上昇し，制御室５７の油圧力とスプ
リング５５４の付勢力の総和が燃料溜まり５５６の油圧
力を上回るとノズルニードル５６が急降下する。これに
より，ノズルニードル５６を速やかに閉弁させて，燃料
噴射を停止することができる。
て高圧通路５５５と常に導通しているため，制御室５７
には，メインオリフィス５６１とサブオリフィス５６２
の両方から高圧燃料が流入することになる。従って，制
御室５７の油圧が急上昇し，制御室５７の油圧力とスプ
リング５５４の付勢力の総和が燃料溜まり５５６の油圧
力を上回るとノズルニードル５６が急降下する。これに
より，ノズルニードル５６を速やかに閉弁させて，燃料
噴射を停止することができる。
【００４６】本例の作用につき説明する。本例において
は，上記外部電極４が芯材４０と金属被覆４２とよりな
ると共に，これらの電気的比抵抗が上記特定の値にあ
る。即ち，上記のごとく，芯材４０の電気的比抵抗値
は，７２×１０-6（Ω・ｃｍ）であって５×１０-6（Ω
・ｃｍ）よりも大幅に大きい比抵抗値を有している。そ
のため，芯材４０だけの構成の外部電極を用いた場合に
は，通電時の消費エネルギーが非常に大きくなってしま
う。
は，上記外部電極４が芯材４０と金属被覆４２とよりな
ると共に，これらの電気的比抵抗が上記特定の値にあ
る。即ち，上記のごとく，芯材４０の電気的比抵抗値
は，７２×１０-6（Ω・ｃｍ）であって５×１０-6（Ω
・ｃｍ）よりも大幅に大きい比抵抗値を有している。そ
のため，芯材４０だけの構成の外部電極を用いた場合に
は，通電時の消費エネルギーが非常に大きくなってしま
う。
【００４７】一方，金属被覆４２は，その電気的比抵抗
が１．６×１０-6（Ω・ｃｍ）であり，十分な電気伝導
性を有している。そのため，この金属被覆４２を上記芯
材４０に被覆することによって，芯材４０の電気的伝導
性を補うので，外部電極４全体の電気的伝導性が大幅に
向上する。そのため，外部電極４の電気抵抗によって消
費されるエネルギーを低減させることができ，圧電体素
子１全体の消費エネルギーを抑えることができる。
が１．６×１０-6（Ω・ｃｍ）であり，十分な電気伝導
性を有している。そのため，この金属被覆４２を上記芯
材４０に被覆することによって，芯材４０の電気的伝導
性を補うので，外部電極４全体の電気的伝導性が大幅に
向上する。そのため，外部電極４の電気抵抗によって消
費されるエネルギーを低減させることができ，圧電体素
子１全体の消費エネルギーを抑えることができる。
【００４８】本例では，上記インジェクタ５を用いて上
記作用を定量的に測定した。即ち，上記圧電体素子１の
他に，金属被覆４２を有さず芯材４０だけで構成した外
部電極を用いた比較用の圧電体素子を準備した。そし
て，圧電体素子１及び比較用の圧電素子を順次上記イン
ジェクタ５に搭載し，同条件でインジェクタ５を作動さ
せ，１回の燃料噴射に使用した，外部電極部での消費エ
ネルギーを測定・算出した。
記作用を定量的に測定した。即ち，上記圧電体素子１の
他に，金属被覆４２を有さず芯材４０だけで構成した外
部電極を用いた比較用の圧電体素子を準備した。そし
て，圧電体素子１及び比較用の圧電素子を順次上記イン
ジェクタ５に搭載し，同条件でインジェクタ５を作動さ
せ，１回の燃料噴射に使用した，外部電極部での消費エ
ネルギーを測定・算出した。
【００４９】その結果，比較のもの，即ち外部電極がＳ
ＵＳ３０４だけよりなり，電気的比抵抗が７２×１０-6
（Ω・ｃｍ）の場合には，消費エネルギーが７．２ｍＪ
であった。一方，本例の圧電体素子１，即ち外部電極が
ＳＵＳ３０４の表面に，１．６×１０-6（Ω・ｃｍ）の
銀メッキよりなる金属被覆を有する場合には，消費エネ
ルギーが０．６ｍＪとなった。実に，１／１０以下に消
費エネルギーが低減された。
ＵＳ３０４だけよりなり，電気的比抵抗が７２×１０-6
（Ω・ｃｍ）の場合には，消費エネルギーが７．２ｍＪ
であった。一方，本例の圧電体素子１，即ち外部電極が
ＳＵＳ３０４の表面に，１．６×１０-6（Ω・ｃｍ）の
銀メッキよりなる金属被覆を有する場合には，消費エネ
ルギーが０．６ｍＪとなった。実に，１／１０以下に消
費エネルギーが低減された。
【００５０】この結果から知られるように，インジェク
タ５に本例の圧電体素子１を用いれば，圧電体素子を制
御する制御回路の負担が小さくなり，回路構成も小さく
することができる。その結果，上記圧電体素子１を用い
たインジェクタ５は，消費エネルギーを小さく抑え，か
つ，高速応答性に優れた実用可能なインジェクタとな
る。
タ５に本例の圧電体素子１を用いれば，圧電体素子を制
御する制御回路の負担が小さくなり，回路構成も小さく
することができる。その結果，上記圧電体素子１を用い
たインジェクタ５は，消費エネルギーを小さく抑え，か
つ，高速応答性に優れた実用可能なインジェクタとな
る。
【００５１】さらに，本例においては，上記芯材４０と
してＳＵＳ３０４を用いているので，その引張強さが５
００ＭＰａ以上であると共にある程度のばね性を有して
いる。そのため，圧電体素子１の伸縮に追従する際の耐
久性を向上させることができる。さらに，本例では，上
記のごとく芯材４０と金属被覆４２との間に，これらの
密着性を向上させるための下地材を介在させている。こ
れにより，上記芯材と上記金属被覆の密着力を向上させ
ることができ，より一層圧電体素子１の耐久性を向上さ
せることができる。
してＳＵＳ３０４を用いているので，その引張強さが５
００ＭＰａ以上であると共にある程度のばね性を有して
いる。そのため，圧電体素子１の伸縮に追従する際の耐
久性を向上させることができる。さらに，本例では，上
記のごとく芯材４０と金属被覆４２との間に，これらの
密着性を向上させるための下地材を介在させている。こ
れにより，上記芯材と上記金属被覆の密着力を向上させ
ることができ，より一層圧電体素子１の耐久性を向上さ
せることができる。
【００５２】実施形態例２ 本例は，図５，図６に示すごとく，実施形態例１におけ
る外部電極４の構成及びその配設方法を変更した例であ
る。その他の構造は実施形態例１と同様である。本例の
外部電極４は，同図に示すごとく，芯材４０の片面，即
ち側面電極３１，３２側に位置する面のみに金属被覆４
２を施したものを用いた。
る外部電極４の構成及びその配設方法を変更した例であ
る。その他の構造は実施形態例１と同様である。本例の
外部電極４は，同図に示すごとく，芯材４０の片面，即
ち側面電極３１，３２側に位置する面のみに金属被覆４
２を施したものを用いた。
【００５３】芯材４０としては，幅２ｍｍ，厚さ０．０
５ｍｍのベリリウム銅箔を用いた。そして，芯材４０の
片面に直接，金属被覆４２としての銀メッキを施した。
この金属被覆４２も実施形態例１と同じ半光沢銀メッキ
である。
５ｍｍのベリリウム銅箔を用いた。そして，芯材４０の
片面に直接，金属被覆４２としての銀メッキを施した。
この金属被覆４２も実施形態例１と同じ半光沢銀メッキ
である。
【００５４】そして，本例では，上記外部電極４を銀を
含有する導電性接着剤３５を用いて接合した。即ち，上
記側面電極３１，３２の上に上記導電性接着剤３５を塗
布し，これを介して上記外部電極４を接合した。導電性
接着剤３５としては，Ａｇ８０％，エポキシ系樹脂２０
％よりなる樹脂銀を用いた。
含有する導電性接着剤３５を用いて接合した。即ち，上
記側面電極３１，３２の上に上記導電性接着剤３５を塗
布し，これを介して上記外部電極４を接合した。導電性
接着剤３５としては，Ａｇ８０％，エポキシ系樹脂２０
％よりなる樹脂銀を用いた。
【００５５】この場合には，上記導電性接着剤３５に外
部電極４上に形成された銀メッキが接合するので，側面
電極３１，３２と芯材４０又は金属被覆４２との界面で
の経時劣化による電気抵抗（界面抵抗）の増大を抑制す
ることができる。それ故，さらに圧電体素子１の耐久性
を向上させることができる。その他は実施形態例１と同
様の作用効果が得られる。尚，本例では，導電性接着剤
を用い，側面電極に外部電極を接合する例について記載
したが，側面電極を導電性接着剤で形成し，外部電極を
接続してもよい。
部電極４上に形成された銀メッキが接合するので，側面
電極３１，３２と芯材４０又は金属被覆４２との界面で
の経時劣化による電気抵抗（界面抵抗）の増大を抑制す
ることができる。それ故，さらに圧電体素子１の耐久性
を向上させることができる。その他は実施形態例１と同
様の作用効果が得られる。尚，本例では，導電性接着剤
を用い，側面電極に外部電極を接合する例について記載
したが，側面電極を導電性接着剤で形成し，外部電極を
接続してもよい。
【００５６】実施形態例３ 本例は，図７に示すごとく，実施形態例２における導電
性接着剤３５の配設状態を変更した例である。即ち，同
図に示すごとく，圧電層１１の伸縮方向において部分的
に導電性接着剤３５を配設し，これに外部電極４を接合
した。その他は実施形態例２と同様である。この場合に
は，圧電体素子１の伸縮により導電性接着剤３５に付与
される応力を緩和することができ，導電性接着剤３５の
亀裂等を抑制することができる。
性接着剤３５の配設状態を変更した例である。即ち，同
図に示すごとく，圧電層１１の伸縮方向において部分的
に導電性接着剤３５を配設し，これに外部電極４を接合
した。その他は実施形態例２と同様である。この場合に
は，圧電体素子１の伸縮により導電性接着剤３５に付与
される応力を緩和することができ，導電性接着剤３５の
亀裂等を抑制することができる。
【００５７】実施形態例４ 本例は，図８に示すごとく，外部電極４として線材を用
いた圧電体素子１について説明する。即ち，同図に示す
ごとく，本例では，外部電極４として，線径がφ０．３
ｍｍの材質ＳＵＳ３０４よりなる芯材の表面全体に，実
施形態例１，２と同じ銀メッキよりなる金属被覆４２を
施したものを用いた。その他は実施形態例２と同様であ
る。この場合には，外部電極４の占める面積を小さくす
ることができ，よりコンパクトな圧電体素子を得ること
ができる。
いた圧電体素子１について説明する。即ち，同図に示す
ごとく，本例では，外部電極４として，線径がφ０．３
ｍｍの材質ＳＵＳ３０４よりなる芯材の表面全体に，実
施形態例１，２と同じ銀メッキよりなる金属被覆４２を
施したものを用いた。その他は実施形態例２と同様であ
る。この場合には，外部電極４の占める面積を小さくす
ることができ，よりコンパクトな圧電体素子を得ること
ができる。
【００５８】実施形態例５ 本例は，図９に示すごとく，上記外部電極４として波状
の線材を用いた例である。即ち，実施形態例４と同様の
構成の線材を波状にした外部電極４を用い，これを導電
性接着剤３５上において左右方向に波形が位置するよう
に配置して接合した。その他は実施形態例４と同様であ
る。この場合，外部電極４に対して，形状面から柔軟性
を持たせることができる。このため，圧電体素子１の伸
縮に対して，外部電極４が容易に伸縮するため，発生す
る応力が緩和され，亀裂の発生等をさらに抑制できる。
の線材を用いた例である。即ち，実施形態例４と同様の
構成の線材を波状にした外部電極４を用い，これを導電
性接着剤３５上において左右方向に波形が位置するよう
に配置して接合した。その他は実施形態例４と同様であ
る。この場合，外部電極４に対して，形状面から柔軟性
を持たせることができる。このため，圧電体素子１の伸
縮に対して，外部電極４が容易に伸縮するため，発生す
る応力が緩和され，亀裂の発生等をさらに抑制できる。
【００５９】実施形態例６ 本例は，図１０に示すごとく，スリット４９付きの外部
電極４を採用した例である。即ち，実施形態例２と同様
の芯材４０と金属被覆４２よりなる板状の外部電極４の
左右において，交互にスリット４９を設けた。そして，
これを導電性接着剤３５により側面電極３１，３２上に
接合した。その他は実施形態例２と同様である。
電極４を採用した例である。即ち，実施形態例２と同様
の芯材４０と金属被覆４２よりなる板状の外部電極４の
左右において，交互にスリット４９を設けた。そして，
これを導電性接着剤３５により側面電極３１，３２上に
接合した。その他は実施形態例２と同様である。
【００６０】この場合には，スリット４９を設けること
により外部電極４に形状面から柔軟性を持たせることが
できる。これにより，圧電体素子１の伸長時の応力を緩
和することができ，亀裂の発生等を抑制することができ
る。
により外部電極４に形状面から柔軟性を持たせることが
できる。これにより，圧電体素子１の伸長時の応力を緩
和することができ，亀裂の発生等を抑制することができ
る。
【００６１】実施形態例７ 本例は，図１１に示すごとく，断面波形の板状の外部電
極４を採用した例である。即ち，実施形態例２と同様の
芯材４０と金属被覆４２よりなる板状の外部電極４を，
山部４７と谷部４８を交互に設けた波状に成形して用い
た。そして，これを導電性接着剤３５により側面電極３
１，３２上に接合した。また，外部電極４と側面電極３
１，３２との間においては，導電性接着剤３５を隙間な
く充填している。また導電性接着剤３５の配設幅は，外
部電極４の幅と略等しくした。その他は実施形態例２と
同様である。
極４を採用した例である。即ち，実施形態例２と同様の
芯材４０と金属被覆４２よりなる板状の外部電極４を，
山部４７と谷部４８を交互に設けた波状に成形して用い
た。そして，これを導電性接着剤３５により側面電極３
１，３２上に接合した。また，外部電極４と側面電極３
１，３２との間においては，導電性接着剤３５を隙間な
く充填している。また導電性接着剤３５の配設幅は，外
部電極４の幅と略等しくした。その他は実施形態例２と
同様である。
【００６２】この場合にも，外部電極４に形状面から柔
軟性を持たせることができ，圧電体素子１の伸長時の応
力を緩和することができるため，亀裂の発生等を抑制す
ることができる。また，導電性接着剤３５を隙間なく充
填することで，外部電極４と側面電極３１，３２との接
合を確実にできる。
軟性を持たせることができ，圧電体素子１の伸長時の応
力を緩和することができるため，亀裂の発生等を抑制す
ることができる。また，導電性接着剤３５を隙間なく充
填することで，外部電極４と側面電極３１，３２との接
合を確実にできる。
【００６３】なお，図１２に示すごとく，外部電極４の
山部４７において，圧電体素子の伸縮方向と直交する方
向にスリット４９を設けることもできる。この場合に
は，更に外部電極４に柔軟性を持たせることができる。
山部４７において，圧電体素子の伸縮方向と直交する方
向にスリット４９を設けることもできる。この場合に
は，更に外部電極４に柔軟性を持たせることができる。
【００６４】実施形態例８ 本例は図１３に示すごとく，斜めに設けたスリット４９
付きの外部電極４を採用した例である。即ち，本例で
は，実施形態例２と同様の芯材４０と金属被覆４２より
なる板状の外部電極４の左右において，交互に斜めにス
リット４９を設けた。そして，これを上記スリットの間
に位置するように斜めに配した導電性接着剤３５により
側面電極３１，３２上に接合した。その他は実施形態例
２と同様である。この場合にも，上記と同様の作用効果
を得ることができる。
付きの外部電極４を採用した例である。即ち，本例で
は，実施形態例２と同様の芯材４０と金属被覆４２より
なる板状の外部電極４の左右において，交互に斜めにス
リット４９を設けた。そして，これを上記スリットの間
に位置するように斜めに配した導電性接着剤３５により
側面電極３１，３２上に接合した。その他は実施形態例
２と同様である。この場合にも，上記と同様の作用効果
を得ることができる。
【００６５】実施形態例９ 本例は図１４に示すごとく，実施形態例７における波状
の外部電極４において，その山部４７と谷部４８を斜め
に配置した外部電極を用いた例である。そして，本例で
は，斜めの谷部４８に沿って導電性接着剤３５を配置し
て外部電極４を接合した。その他は，実施形態例２と同
様である。この場合にも，上記と同様の作用効果が得ら
れる。
の外部電極４において，その山部４７と谷部４８を斜め
に配置した外部電極を用いた例である。そして，本例で
は，斜めの谷部４８に沿って導電性接着剤３５を配置し
て外部電極４を接合した。その他は，実施形態例２と同
様である。この場合にも，上記と同様の作用効果が得ら
れる。
【図１】実施形態例１における，圧電体素子の構成を示
す断面説明図。
す断面説明図。
【図２】実施形態例１における，圧電体素子の積層体の
斜視図。
斜視図。
【図３】実施形態例１における，（ａ），（ｂ）一枚の
圧電層と内部電極層の平面図，（ｃ）圧電層と内部電極
層との積層状態を示す斜視展開図。
圧電層と内部電極層の平面図，（ｃ）圧電層と内部電極
層との積層状態を示す斜視展開図。
【図４】実施形態例１における，インジェクタの断面説
明図。
明図。
【図５】実施形態例２における，圧電体素子の構成を示
す断面説明図。
す断面説明図。
【図６】実施形態例２における，圧電体素子の斜視図。
【図７】実施形態例３における，圧電体素子の斜視図。
【図８】実施形態例４における，圧電体素子の斜視図。
【図９】実施形態例５における，圧電体素子の斜視図。
【図１０】実施形態例６における，圧電体素子の斜視
図。
図。
【図１１】実施形態例７における，圧電体素子の斜視
図。
図。
【図１２】実施形態例７における，別例の圧電体素子の
斜視図。
斜視図。
【図１３】実施形態例８における，圧電体素子の斜視
図。
図。
【図１４】実施形態例９における，圧電体素子の斜視
図。
図。
１．．．圧電体素子， １１．．．圧電層， ２１，２２．．．内部電極層， ３１．．．側面電極， ３２．．．第２側面電極層， ４１．．．接合部材， ４３．．．金属部材，
Claims (8)
- 【請求項１】 インジェクタに内蔵される積層型の圧電
体素子であって，該圧電体素子の側面には側面電極が配
設され，該側面電極には外部との電気的な導通を図る外
部電極が配設されており，該外部電極は，芯材とその少
なくとも一部を被覆する金属被覆とよりなると共に少な
くとも上記側面電極の一部に接合されており，かつ，上
記芯材の電気的比抵抗は５×１０-6（Ω・ｃｍ）以上，
上記金属被覆の電気的比抵抗は上記芯材の１／２以下で
あることを特徴とするインジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項２】 請求項１において，上記芯材は引張強さ
が５００ＭＰａ以上の金属材料であることを特徴とする
インジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記芯材は，
ＳＵＳ，ベリリウム銅，リン青銅，洋白のいずれかであ
ることを特徴とするインジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
上記金属被覆は，銀，金，銅のいずれかであることを特
徴とするインジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において，
上記金属被覆は，上記芯材の表面積の３０％以上を覆う
よう配設されていることを特徴とするインジェクタ用圧
電体素子。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項において，
上記芯材と上記金属被覆との間には，これらの密着性を
向上させるための下地材を介在させていることを特徴と
するインジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項において，
上記側面電極は銀を含有する導電性接着剤からなり，少
なくとも上記外部電極における上記導電性接着剤との接
合面には上記金属被覆が配設されていることを特徴とす
るインジェクタ用圧電体素子。 - 【請求項８】 請求項１〜６のいずれか１項において，
上記側面電極と上記外部電極とは銀を含有する導電性接
着剤で接合されており，少なくとも上記外部電極におけ
る上記導電性接着剤との接合面には，上記金属被覆が配
設されていることを特徴とするインジェクタ用圧電体素
子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000400203A JP4158338B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-12-28 | インジェクタ用圧電体素子 |
| JP2001154212A JP2002061551A (ja) | 2000-06-06 | 2001-05-23 | インジェクタ用圧電体素子 |
| EP01113734A EP1162671B1 (en) | 2000-06-06 | 2001-06-05 | Piezoelectric device for injector |
| EP07117655A EP1895606A3 (en) | 2000-06-06 | 2001-06-05 | Piezoelectric device for injector |
| DE60140920T DE60140920D1 (de) | 2000-06-06 | 2001-06-05 | Piezoelektrisches Bauelement für eine Einspritzvorrichtung |
| US09/873,294 US6663015B2 (en) | 2000-06-06 | 2001-06-05 | Piezoelectric device for injector |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP2000169524 | 2000-06-06 | ||
| JP2000400203A JP4158338B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-12-28 | インジェクタ用圧電体素子 |
| JP2001154212A JP2002061551A (ja) | 2000-06-06 | 2001-05-23 | インジェクタ用圧電体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002202024A true JP2002202024A (ja) | 2002-07-19 |
| JP4158338B2 JP4158338B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=27343638
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000400203A Expired - Fee Related JP4158338B2 (ja) | 2000-06-06 | 2000-12-28 | インジェクタ用圧電体素子 |
| JP2001154212A Pending JP2002061551A (ja) | 2000-06-06 | 2001-05-23 | インジェクタ用圧電体素子 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001154212A Pending JP2002061551A (ja) | 2000-06-06 | 2001-05-23 | インジェクタ用圧電体素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6663015B2 (ja) |
| EP (2) | EP1895606A3 (ja) |
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| DE (1) | DE60140920D1 (ja) |
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| JP2012500486A (ja) * | 2008-08-18 | 2012-01-05 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 多層型ピエゾアクチュエータ |
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| WO2012115230A1 (ja) | 2011-02-24 | 2012-08-30 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| JP2013012600A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子 |
| WO2014021324A1 (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム |
| WO2014069452A1 (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-08 | 京セラ株式会社 | 積層型圧電素子およびこれを備えた圧電アクチュエータ、噴射装置ならびに燃料噴射システム |
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