[发明专利]层叠型压电元件及具备该压电元件的喷射装置以及燃料喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用了将压电体层和内部电极层交替层叠而成的层叠体的层叠型压电元件、及具备该层叠型压电元件的喷射装置、以及燃料喷射系统。

背景技术

层叠型压电元件具备：将多个压电体层及配设在这些压电体层之间的多个内部电极层交替层叠而成的层叠体；在将内部电极层引出的层叠体的侧面上形成的外部电极。

在该层叠型压电元件的制造方法中，在烧成后成为压电体层的陶瓷生片上印刷成为内部电极层的导电性糊剂，将涂敷有该导电性糊剂的陶瓷生片层叠多层而制作层叠成形体，对该层叠成形体进行烧成而制作层叠体，沿着与层叠方向平行的方向或任意方向对该层叠体的侧面进行研磨加工而修整了外形后，利用喷砂等消除研磨伤而对产品形状进行高精度的精加工，并且，在该层叠体的侧面，以与所引出的内部电极层连接的方式形成外部电极。因此，实施了研磨加工的层叠型压电元件的层叠体的侧面的表面粗糙度变得一致。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-251150号公报

近年来，要求层叠型压电元件在恶劣条件下、具体而言在高电压下及高压力下能够长期连续驱动，并希望进一步提高耐久性。相对于此，像以往的层叠型压电元件那样仅使层叠体的侧面的表面粗糙度均匀一致的话，由于层叠体的中央部为活性区域，因此在驱动时比作为非活性区域的端部容易延伸，而在驱动时的层叠体侧面的变形程度上，中央部也比端部大，从而容易在中央部应力集中。并且，一旦在层叠体的侧面的中央部形成伤痕，则会以该伤痕为起点而裂纹不断进展，因此存在难以长期稳定地连续驱动层叠型压电元件这一问题点。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术中的问题点而作出，其目的在于提供一种通过控制层叠型压电元件的层叠体侧面的表面粗糙度而有效地抑制层叠体中裂纹的进展，从而提高耐久性的层叠型压电元件。而且，提供一种具备该层叠型压电元件而提高了耐久性的喷射装置及燃料喷射系统。

本发明的层叠型压电元件包括：将压电体层及内部电极层交替层叠多个而成的柱状层叠体；与该柱状层叠体的侧面接合，且分别与所述内部电极层连接的一对外部电极，所述层叠型压电元件的特征在于，在所述柱状层叠体的侧面中，所述层叠体的层叠方向的中央部的表面粗糙度比端部的表面粗糙度粗糙。

另外，本发明的层叠型压电元件的特征在于，在上述结构中，所述柱状层叠体具有位于层叠方向的所述中央部且所述压电体层由所述内部电极层夹持的活性区域、及位于所述端部且所述压电体层未由所述内部电极层夹持的非活性区域，在所述柱状层叠体的侧面中，所述活性区域的表面粗糙度比所述非活性区域的表面粗糙度粗糙。

另外，本发明的层叠型压电元件的特征在于，在上述结构中，在所述柱状层叠体的所述中央部的侧面存在有与所述压电体层及所述内部电极层平行的方向的筋状的加工痕。

另外，本发明的层叠型压电元件的特征在于，在上述结构中，所述柱状层叠体的侧面被树脂从所述中央部覆盖至所述端部。

本发明的喷射装置的特征在于，包括具有喷出孔的容器、及上述任一种的本发明的层叠型压电元件，填充在所述容器内的液体在所述层叠型压电元件的驱动下从所述喷射孔喷出。

本发明的燃料喷射系统的特征在于，具备：蓄积高压燃料的共轨；对蓄积在该共轨中的所述高压燃料进行喷射的上述本发明的喷射装置；向所述共轨供给所述高压燃料的压力泵；向所述喷射装置提供驱动信号的喷射控制单元。

[发明效果]

根据本发明的层叠型压电元件，由于包括将压电体层及内部电极层交替层叠多个而成的柱状层叠体、及与该柱状层叠体的侧面接合且分别与所述内部电极层连接的一对外部电极，在所述柱状层叠体的侧面中，所述柱状层叠体的层叠方向的中央部的表面粗糙度比端部的表面粗糙度粗糙，因此，在柱状层叠体的侧面中，中央部研磨加工得粗糙，端部研磨加工得细致，就柱状层叠体的侧面而言，表面上的凹凸部的压电粒子未被紧固，因此具有在应力下容易变形且在层叠型压电元件的驱动时容易延伸的特点，从而能够缓和柱状层叠体的侧面上的应力，提高层叠型压电元件的耐久性。

另外，根据本发明的层叠型压电元件，具有位于层叠方向的中央部且压电体层由内部电极层夹持的活性区域、及位于端部且压电体层未由内部电极层夹持的非活性区域，在柱状层叠体的侧面中，活性区域的表面粗糙度比非活性区域的表面粗糙度粗糙，此时，由于驱动时发生变形的活性区域的侧面上的凹凸的尺寸大于非活性区域的侧面上的凹凸的尺寸，因此，能够缓和与驱动相伴的位于层叠体侧面的层叠方向中央部处的活性区域的应力，从而能够提高耐久性。