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    • 专利摘要:
    Es wird ein geschichtetes piezoelektrisches Element mit einer hohen elektrischen Zuverlässigkeit vorgesehen. Das geschichtete piezoelektrische Element (10) hat ein Keramiklaminat (11), das durch abwechselndes Schichten von Keramiklagen (111) und Elektrodenlagen (112) ausgebildet ist, und Seitenelektroden (16), die an seitlichen Flächen (115) des Keramiklaminats (11) gefügt sind und abwechselnd sowie elektrisch mit den Elektrodenlagen (112) verbunden sind. Die Seitenelektroden (16) sind über Elektrodenanschlüsse (17), die sich von den Seitenelektroden erstrecken, mit externen Elektroden (31) zum Zuführen von elektrischer Leistung von einer externen elektrischen Leistungsquelle elektrisch verbunden. Die Elektrodenanschlüsse haben mechanische Kopplungsstrukturen, um das Einfügen der externen Elektroden darin in der axialen Richtung zuzulassen und um die Relativbewegung der externen Elektroden im wesentlichen vertikal zu der axialen Richtung zu begrenzen.
    公开号:DE102004015574A1
    申请号:DE200410015574
    申请日:2004-03-30
    公开日:2004-11-11
    发明作者:Satoshi Kariya Hayashi
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F02M51-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf ein geschichtetes piezoelektrischesElement mit einem Keramiklaminat, das durch abwechselndes Schichtenvon Keramiklagen und Elektrodenlagen ausgebildet wird.
    [0002] Beieinem geschichteten piezoelektrischen Element, das durch abwechselndesSchichten von Keramiklagen und Elektrodenlagen ausgebildet wird, istes möglich,eine Stauchung bei den jeweiligen Keramiklagen zu erzeugen, indemeine elektrische Spannung zwischen den angrenzenden Elektrodenlagenaufgebracht wird.
    [0003] Dementsprechendist es üblich,ein Paar bestehend aus Seitenelektroden einzuordnen, die jeweilsmit den abwechselnden Elektrodenlagen verbunden sind, und zwar ander entsprechenden seitlichen Flächedes geschichteten piezoelektrischen Elementes. Die Elektrodenlagen,die mit einem von dem Paar Seitenelektroden elektrisch verbunden sind,sind nicht mit dem anderen aus dem Paar der Seitenelektroden elektrischverbunden.
    [0004] Beidem vorstehend beschriebenen geschichteten piezoelektrischen Elementist es möglich,eine elektrische Leistung übereine externe Elektrode zuzuführen,um elektrische Leistung von einer externen Leistungsquelle zu denjeweiligen Keramiklagen zuzuführen,indem eine elektrische Spannung zwischen dem Paar der Seitenelektrodenaufgebracht wird (siehe zum Beispiel die Japanische ungeprüfte PatentoffenlegungsschriftJP-10-229227 (Absatz Nummer 0024, Fig. 3).
    [0005] Dasvorstehend beschriebene geschichtete piezoelektrische Element kanneine großeDehnung insgesamt verwirklichen, indem eine Dehnung in den jeweiligenKeramiklagen erzeugt wird.
    [0006] Jedochgibt es bei diesem herkömmlichen geschichtetenpiezoelektrischen Element das folgende Problem. Es treten nämlich elektrischeStörungen wiezum Beispiel Kabelbrüchewahrscheinlich in den Verbindungen zwischen den Seitenelektrodenund den externen Elektroden oder anderen aufgrund der Spannung auf,die durch die Expansion und/oder das Zusammenziehen des geschichtetenpiezoelektrischen Elementes selbst oder durch eine externe Krafthervorgerufen wird.
    [0007] Esist allgemein bekannt, dass eine Vorlast auf das geschichtete piezoelektrischeElement in der Schichtrichtung währenddes Gebrauches aufgebracht werden muss. Auf dieser Tatsache hatder Anmelder herausgefunden, dass die in der Schichtrichtung despiezoelektrischen Elementes aufgebrachte axiale Schwingung durchdie Vorlast begrenzt werden könnte,wenn das piezoelektrische Element eine Kraft wie zum Beispiel eineSchwingung von der Außenseiteaufnimmt, aber die Schwingung vertikal zu der axialen (Schicht-)richtung übt eine übermäßig große Spannungauf die Verbindungen zwischen den Seitenelektroden des piezoelektrischenElementes und den externen Elektroden aus.
    [0008] Wennaußerdemdie externen Elektroden durch Klammern oder Anderem befestigt sindund das geschichtete piezoelektrische Element etc. von der Außenseiteerwärmtwerden, dann wird eine Spannung auf die Verbindungen zwischen denSeitenelektroden und den externen Elektroden aufgrund der Differenzder thermischen Ausdehnung zwischen den Seitenelektroden des geschichtetenpiezoelektrischen Elementes und den externen Elektroden aufgebracht.
    [0009] Insbesonderebesteht bei den geschichteten piezoelektrischen Element, das beieiner Einspritzvorrichtung fürdie Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine eingebaut ist,bei dem die externen Elektroden an die Seitenelektroden gelötet oderabgelötetsind, wenn die Betriebsbedingungen aufgrund der Schwingung und/oderder hohen Temperatur der Kraftmaschine schlecht sind, ein höheres Risikoder Erzeugung von Störungenbei den Verbindungen zwischen den Seitenelektroden und den externenElektroden.
    [0010] Dievorliegende Erfindung wurde zum Lösen der vorstehend genanntenProbleme bei dem Stand der Technik geschaffen, indem ein geschichtetespiezoelektrisches Element mit einer hohen elektrischen Zuverlässigkeitvorgesehen wird.
    [0011] Dievorliegende Erfindung ist ein geschichtetes piezoelektrisches Elementmit einem Keramiklaminat, das durch abwechselndes Schichten vonKeramiklagen und Elektrodenlagen ausgebildet ist; und Seitenelektroden,die jeweils an eine Seitenfläche desKeramiklaminats gefügtsind und abwechselnd sowie elektrisch mit den Elektrodenlagen verbunden sind;wobei jede Seitenelektrode übereinen Elektrodenanschluss, der sich von der Seitenelektrode erstreckt, miteiner externen Elektrode zum Zuführenelektrischer Leistung von einer externen Leistungsquelle elektrischverbunden ist; und es dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanschlüsse einemechanische Kopplungsstruktur aufweisen, um das Einführen derexternen Elektroden darin zu ermöglichen,und zwar in der axialen Richtung des geschichteten piezoelektrischenElementes, und zum Begrenzen der Relativbewegung der externen Elektrodenim wesentlichen vertikal zu der axialen Richtung (ein erster Aspekt).
    [0012] Beidem erfindungsgemäßen geschichteten piezoelektrischenElement sind die Seitenelektroden und die externen Elektroden zumZuführenelektrischer Leistung von einer externen elektrischen Leistungsquellemiteinander überdie Elektrodenanschlüsseelektrisch verbunden, die sich von den Seitenelektroden erstrecken.
    [0013] Beidem geschichteten piezoelektrischen Element sind die Elektrodenanschlüsse nämlich zwischenden Seitenelektroden und den externen Elektroden angeordnet, diewahrscheinlich durch eine Spannung aufgrund einer externen Kraftwie zum Beispiel eine Schwingung von der Außenseite ausgesetzt sind.
    [0014] Daherbesteht ein geringeres Risiko, dass die Spannung aufgrund der externenKraft wie zum Beispiel eine Schwingung eine Einfluss auf die elektrischenVerbindungen zwischen den externen Elektroden und den Seitenelektrodendes geschichteten piezoelektrischen Elementes hat.
    [0015] DesWeiteren hat jeder Elektrodenanschluss zumindest eine mechanischeKopplungsstruktur, die das Einfügender externen Elektrode in selbige ermöglicht, während die Relativbewegung imwesentlichen vertikal zu der axialen Richtung des geschichtetenpiezoelektrischen Elementes begrenzt wird.
    [0016] DerElektrodenanschluss hat nämlicheine Struktur zum Halten der darin eingefügten externen Elektrode, während erdie Relativbewegung der externen Elektrode im wesentlichen vertikalzu der axialen Richtung begrenzt.
    [0017] Wenndie externen Elektroden und die Elektrodenanschlüsse montiert werden und miteinander verbundenwerden, dann ist es dementsprechend möglich, die beiden sicher zuverbinden, währenddie Positionen der externen Elektroden und der Elektrodenanschlüsse miteinanderim Querschnitt des geschichteten piezoelektrischen Elementes übereinstimmen,der entlang einer Ebene verläuft,die vertikal zu der axialen Richtung davon ist, und die optimalePositionsbeziehung zwischen den beiden gewährleisten, die frei von überflüssigen Spannungenin der axialen Richtung ist.
    [0018] Ineinem Zustand, bei dem die externe Elektrode und die Elektrodenanschlüsse miteinander ausschließlich mittelsder mechanischen Kopplungsstrukturen verbunden sind, die bei denElektrodenanschlüssenenthalten sind, ist es möglich,eine Spannung zu reduzieren, die zwischen den Seitenelektroden desgeschichteten piezoelektrischen Elementes und den externen Elektrodenauftreten kann, und eine günstigeelektrische Verbindung zwischen den beiden aufrecht zu erhalten,indem die Relativbewegung zwischen den beiden aufgrund einer externen Kraftwie zum Beispiel eine Schwingung vertikal zu der axialen Richtungbegrenzt wird.
    [0019] Zusätzlich zuder vorstehend beschriebenen Wirkung, dass die Relativbewegung zwischenden externen Elektroden und den Seitenelektroden durch die vorstehendbeschriebene Erfindung begrenzt wird, auch wenn die externen Elektrodenan der Seite der externen elektrischen Leistungsquelle durch Klammernoder Anderem befestigt sind, wird eine Spannung, die in den Verbindungsabschnittender externen Elektroden mit den Seitenelektroden aufgrund der Differenzder thermischen Ausdehnung zwischen dem geschichteten piezoelektrischenElement und den externen Elektroden auftreten kann, durch die Elektrodenanschlüsse absorbiert,und eine gute elektrische Verbindung zwischen den beiden kann ingeeigneter Weise aufrecht erhalten werden.
    [0020] Wiedies vorstehend beschrieben ist, ist das erfindungsgemäße geschichtetepiezoelektrische Element ein Element mit einer hohen elektrischen Zuverlässigkeit,und es kann die günstigeelektrisch Leitfähigkeitzwischen den externen Anschlüssen und denSeitenelektroden füreine lange Zeitperiode in einem stabilen Zustand gewährleisten.
    [0021] Beider vorliegenden Erfindung hat jeder Elektrodenanschluss vorzugsweiseeinen Aufnahmebereich, der mit der externen Elektrode elektrisch verbundenund die Relativbewegung im wesentlichen vertikal zu der axialenRichtung begrenzt, währenddie axiale Bewegung der externen Elektrode zugelassen wird (einzweiter Aspekt).
    [0022] Indiesem Fall ist es möglich,die Relativbewegung im wesentlichen vertikal zu der axialen Richtungzu begrenzen und die externen Elektroden in den Elektrodenanschlüssen sicherzu halten, währenddie Aufnahmebereiche zum Zulassen der axialen Bewegung verwendetwerden, wodurch die zuverlässigeelektrische Verbindung zwischen den beiden weiter verbessert ist.
    [0023] Vorzugsweiseist ein Isolierelement an einer Endfläche des geschichteten piezoelektrischenElementes gefügt,wenn dies in der axialen Richtung betrachtet wird, und die Elektrodenanschlüsse sindin dem Isolierelement angebracht (ein dritter Aspekt).
    [0024] Indiesem Fall ist die elektrische Zuverlässigkeit des geschichtetenpiezoelektrischen Elementes weiter verbessert, da die Elektrodenanschlüsse in demIsolierelement angeordnet sind, das an der axialen Endfläche desgeschichteten piezoelektrischen Elementes gefügt ist, während die Isolierung der Elektrodenanschlüsse in geeigneterWeise und ausreichend gewährleistetwird.
    [0025] Vorzugsweisesind die Elektrodenanschlüssean den Seitenflächendes geschichteten piezoelektrischen Elementes oder an den Seitenflächen einerinaktiven Lage befestigt, die keine piezoelektrische Wirkung aufweistund an einem Ende des geschichteten piezoelektrischen Elementesgeschichtet ist (ein vierter Aspekt).
    [0026] Wenndie Elektrodenanschlüssean den Seitenflächendes geschichteten piezoelektrischen Elementes befestigt sind, dannist es möglich,die axiale Längedes geschichteten piezoelektrischen Elementes zu verkürzen.
    [0027] Wennalternativ die Elektrodenanschlüsse anden Seitenflächender inaktiven Lage des geschichteten piezoelektrischen Elementesbefestigt sind, dann ist es möglich,ein Risiko zu verringern, bei dem die Spannung, die durch die piezoelektrische Versetzungdes geschichteten piezoelektrischen Elementes hervorgerufen wird,auf die Fügeabschnitte zwischenden Elektrodenanschlüssenund den Seitenflächenaufgebracht wird, wodurch Störungenwie zum Beispiel das Lösender Fügungbeseitigt werden.
    [0028] Vorzugsweisehat jeder Elektrodenanschluss einen Aufnahmebereich, in dem einstiftartiges vorderes Ende der externen Elektrode eingefügt ist,und der Aufnahmebereich ist zum Erzeugen einer Druckkraft geeignet,um die externe Elektrode einzuspannen (ein fünfter Aspekt).
    [0029] Indiesem Fall ist es möglich,den Elektrodenanschluss mit der externen Elektrode durch Einfügen derexternen Elektrode in den Aufnahmebereich mechanisch zu koppeln.
    [0030] Wennder Aufnahmebereich und der externe Anschluss mechanisch so miteinandergekoppelt sind, wie dies vorstehend beschrieben ist, dann ist es möglich, dieZuverlässigkeitder elektrischen Verbindung zwischen den beiden zu verbessern undStörungenwie zum Beispiel schlechtere Verbindungen zu beschränken.
    [0031] Diesbezüglich kanndie Druckkraft eine elastische Kraft sein, die durch die elastischeVerformung des Aufnahmebereiches hervorgerufen wird, in dem dieexterne Elektrode eingefügtist.
    [0032] Vorzugsweiseist eine Außenumfangsform einesQuerschnittes der externen Elektroden entlang einer Ebene, die vertikalzu der axialen Richtung davon ist, im wesentlichen gleich einerInnenumfangsform eines Querschnittes des Aufnahmebereiches entlangeiner Ebene, die vertikal zu der axialen Richtung davon ist (einsechster Aspekt).
    [0033] Indiesem Fall ist eine Kontaktflächezwischen der externen Elektrode und dem Aufnahmebereich ausreichendgroß,um in günstigerWeise die elektrische Leitfähigkeitzwischen den beiden aufrecht zu erhalten.
    [0034] Vorzugsweiseist die Querschnittsform des Aufnahmeabschnittes entlang einer Ebenevertikal zu der axialen Richtung davon eine im wesentlichen kreisrundeRingform, eine im wesentlichen halbkreisförmige Ringform, eine im wesentlichenovale Ringform, eine im wesentlichen U-förmige Form, eine im wesentlichenhakenförmigeForm, eine im wesentlichen quadratische Form, eine im wesentlichenhalbquadratische Form oder eine im wesentlichen rechteckige Form(ein siebter Aspekt).
    [0035] Indiesem Fall ist es möglich,die eingefügte externeElektrode durch den Aufnahmebereich mit jener Querschnittsform zuhalten, die zum Einspannen der externen Elektrode geeignet ist.
    [0036] Fallsdie jeweilige Querschnittsform des Aufnahmebereiches an einem Teildes Umfanges davon offen ist, dann ist es möglich, das Einfügen derexternen Elektrode einfach durchzuführen, auch wenn ein Maßfehlervorhanden ist.
    [0037] Vorzugsweiseist die Querschnittsform der externen Elektrode entlang einer Ebene,die vertikal zu der axialen Richtung davon ist, eine im wesentlichenkreisrunde Form, eine im wesentlichen ovale Form, eine im wesentlichenquadratische Form oder eine im wesentlichen rechteckige Form (einachter Aspekt).
    [0038] Indiesem Fall ist es möglich,die Zuverlässigkeitder Kopplungsstruktur zwischen der externen Elektrode und dem Elektrodenanschlusszu verbessern, da die Steifigkeit der externen Elektrode ausreichendhoch ist.
    [0039] Fallsdie externe Elektrode eine im wesentlichen kreisrunde Querschnittsformaufweist, dann ist vorzugsweise insbesondere deren Bearbeitung relativeinfach, wie dies vorstehend beschrieben ist.
    [0040] Fallsdie externe Elektrode zusätzlicheine kreisrunde Querschnittsform aufweist, dann ist es möglich, einebreite Kontaktflächezwischen dem Außenumfangder externen Elektrode und der Fläche des Elektrodenanschlusseszu gewährleisten.
    [0041] Dadurchist es möglich,die erforderliche Genauigkeit zum Formen des Elektrodenanschlusses zureduzieren, der darin die externe Elektrode aufnimmt, wodurch dieBearbeitung des Elektrodenanschlusses vereinfacht ist.
    [0042] Vorzugsweisesind die Elektrodenanschlüsseeinstückigmit den Seitenelektroden (ein neunter Aspekt).
    [0043] Indiesem Fall ist es möglich,die verbundenen Abschnitte zwischen den Seitenelektroden und denElektrodenanschlüssenzu beseitigen, um die Zuverlässigkeitder elektrischen Verbindung zwischen den beiden weiter zu verbessern.
    [0044] Vorzugsweisesind die externen Elektroden und die Elektrodenanschlüsse durchmechanische Kopplungsstrukturen miteinander gekoppelt, und des weiterensind sie zumindest durch eines der folgenden Fügeverfahren aneinander gefügt; Schweißen, Löten, Verstemmen,Hartlötenund Kleben (ein zehnter Aspekt).
    [0045] Indiesem Fall ist es möglich,den besten Fügezustanddadurch zu erhalten, dass die externen Elektroden, die an optimalenPositionen angeordnet sind, an die Elektrodenanschlüsse gefügt werden, während dieoptimale Positionsbeziehung zwischen den beiden aufrecht erhaltenwird, und ohne das eine überflüssige Spannungin der Einfügungsrichtung mittelsder mechanischen Kopplungsstruktur des vorstehend beschriebenenElektrodenanschlusses erzeugt wird.
    [0046] Somitist es möglich,die Zuverlässigkeitder elektrischen Verbindung weiter zu verbessern, da die Kopplungder externen Elektroden mit den Elektrodenanschlüssen noch steifer ist.
    [0047] Vorzugsweisesind die Seitenelektroden wellige Metallplatten, vermaschte Metallplatten,poröse (d.h.schwammartige) Metallplatten, gewebte Metallplatten oder Metallplattenmit einer Vielzahl gestanzter Löcher(ein elfter Aspekt).
    [0048] Indiesem Fall ist es möglich,eine Spannung zu absorbieren, die in der Seitenelektrode aufgrund derpiezoelektrischen Versetzung des geschichteten piezoelektrischenElementes erzeugt werden kann, und zwar durch die Dehnbarkeit derSeitenelektrode.
    [0049] Dadurchbesteht ein geringeres Risiko, dass sich die Seitenelektrode vonder Seitenflächedes geschichteten piezoelektrischen Elementes löst, und es ist möglich, dieZuverlässigkeitder elektrischen Verbindung mit den jeweiligen Elektrodenlagen für eine langeZeitperiode aufrecht zu erhalten.
    [0050] Diesbezüglich istdie vorstehend beschriebene wellige Metallplatte eine Metallplatte,die so gebogen ist, dass eine Spitze und ein Tal abwechselnd in derLängsrichtungvorhanden sind. Die wellige Metallplatte hat eine hohe Dehnbarkeitaufgrund der Expansion und des Zusammenziehens der Intervalle zwischenden angrenzenden Spitzen oder Tälern.
    [0051] Dievermaschte Metallplatte ist eine Metallplatte, in der Maschen ausgebildetsind. Die vermaschte Metallplatte hat eine hohe Dehnbarkeit aufgrundder Verformung der Maschen.
    [0052] Desweiteren ist die poröseMetallplatte eine Metallplatte, die durch das Auseinanderzieheneines topfreiniger-artigen Elementes aus dünnen Metalldrähten ausgebildetist, die miteinander verwickelt sind. Die poröse Metallplatte hat ein hoheDehnbarkeit aufgrund der Änderungdes Verwicklungsgrades der dünnenMetalldrähte.
    [0053] Diegewebte Metallplatte ist eine Metallplatte, die aus dünnen Metalldrähten gedrehtist. Die gewebte Metallplatte hat eine hohe Dehnbarkeit aufgrundder Verformung von ihren Maschen.
    [0054] DieMetallplatte mit einer Vielzahl gestanzter Löcher ist ein so genanntes Stanzmetall.Diese Platte hat eine hohe Dehnbarkeit aufgrund der elastischen Verformungvon Bereichen mit kleiner Steifigkeit zwischen den Löchern.
    [0055] Vorzugsweisesind die Seitenelektroden an die Elektrodenlagen gefügt, in demsie gelötetoder überein elektrisch leitendes Klebemittel geklebt sind (ein zwölfter Aspekt).
    [0056] Indiesem Fall ist es möglich,die elektrische Verbindung zwischen der Seitenelektrode und den jeweiligenElektrodenlagen oder zwischen der Seitenelektrode und einer filmartigenElektrodenlage in günstigerWeise aufrecht zu erhalten, an die die jeweiligen Elektrodenlagenelektrisch verbunden sind, und zwar über eine lange Zeitperiodedurch die zuverlässigeVerbindung der Seitenelektrode mit der Seitenfläche des geschichteten piezoelektrischen Elementes.
    [0057] Vorzugsweiseist das geschichtete piezoelektrische Element ein Einspritzvorrichtungsantriebselement,das in einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffesin eine Brennkraftmaschine eingebaut ist (ein dreizehnter Aspekt).
    [0058] Indiesem Fall ist die vorliegende Erfindung besonders wirksam, diedie elektrische Zuverlässigkeitverbessert, da das geschichtete piezoelektrische Element in einerrauen Umgebung wie zum Beispiel unter aggressiven Schwingungen oderhoher Temperatur verwendet wird.
    [0059] Dievorliegende Erfindung wird aus der Beschreibung der bevorzugtenAusführungsbeispiele derErfindung nachfolgend zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
    [0060] Zuden Zeichnungen:
    [0061] 1 zeigt Druckschritte zumDrucken des Elektrodenmusters bei einem ersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0062] 2 zeigt Schritte zum Herstelleneines Keramiklaminats durch Schichten bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0063] 3 zeigt eine Schnittansichteiner Laminatstruktur des Keramiklaminats bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0064] 4 zeigt eine Draufsichteines Elektrodenanschlusses bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0065] 5 zeigt eine Vorderansichtdes Elektrodenanschlusses bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0066] 6 zeigt eine seitliche Schnittansichtdes Elektrodenanschlusses bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und stelltdessen Struktur bei dem ersten Ausführungsbeispiel dar;
    [0067] 7 zeigt eine Vorderansichteines Elementes zum Ausbilden einer Seitenelektrode bei dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0068] 8 zeigt eine Vorderansichtder Seitenelektrode bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0069] 9 zeigt eine vergrößerte Ansichteines Teils A in der 8 beidem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0070] 10 zeigt eine seitlicheSchnittansicht einer Struktur eines geschichteten piezoelektrischen Elementesbei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0071] 11 zeigt eine Vorderansichtdes geschichteten piezoelektrischen Elementes bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0072] 12 zeigt eine Draufsichtdes geschichteten piezoelektrischen Elementes bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0073] 13 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur einer Basis bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0074] 14 zeigt eine perspektivischeAnsicht einer Struktur zum Einfügender externen Elektrode in einen Elektrodenanschluss bei dem erstenAusführungsbeispiel,von dem ein Isolierelement und die Basis weggelassen sind;
    [0075] 15 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur des geschichteten piezoelektrischen Elementes beidem ersten Ausführungsbeispiel,nachdem die Basis montiert wurde;
    [0076] 16 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur eines piezoelektrischen Aktuators, bei der das geschichtetepiezoelektrische Element bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingebaut ist;
    [0077] 17 zeigt eine Vorderansichteiner Seitenelektrode bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung;
    [0078] 18 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 1 bei einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung, bei dem eine externe Elektrode in einen Aufnahmebereicheingefügtist;
    [0079] 19 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 2 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexternen Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0080] 20 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 3 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0081] 21 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 4 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0082] 22 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 5 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0083] 23 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 6 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0084] 24 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 7 bei dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0085] 25 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 1 bei einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung, bei dem eine externe Elektrode in eine Aufnahmebereicheingefügtist;
    [0086] 26 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 2 bei dem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;
    [0087] 27 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur Nummer 3 bei dem vierten Ausführungsbeispiel, bei dem eineexterne Elektrode in einen Aufnahmebereich eingefügt ist;und
    [0088] 28 zeigt eine Schnittansichteiner Struktur einer Einspritzvorrichtung bei einem fünften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, bei dem das geschichtete piezoelektrischeElement des ersten Ausführungsbeispielseingebaut ist.
    [0089] Einerfindungsgemäßes geschichtetespiezoelektrisches Element 10 von diesem Ausführungsbeispielwird unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 beschrieben.
    [0090] Wiedies in 10 bis 12 gezeigt ist, hat das geschichtetepiezoelektrische Element 10 von diesem Ausführungsbeispielein Keramiklaminat 11, das durch abwechselndes Schichtenvon Keramiklagen 111 und Elektrodenlagen 112 ausgebildetist, wobei jede Seitenfläche 115 desKeramiklaminats 11 an eine Seitenelektrode 16 gefügt ist,die abwechselnd und elektrisch mit den Elektrodenlagen 112 verbundenist.
    [0091] Wiedies in der 15 gezeigtist, sind bei diesem piezoelektrischen Element 10 jedeSeitenelektrode 16 mit einer externen Elektrode 31 zumZuführenvon Leistung von einer externen Leistungsquelle über einen Elektrodenanschluss 17 elektrisch verbunden,der sich von der Seitenelektrode 16 erstreckt.
    [0092] Diesbezüglich hatder Elektrodenanschluss 17 eine mechanische Kopplungsstruktur,bei der die externe Elektrode 31 in der axialen Richtungeingefügtwerden kann, und die Relativbewegung der externen Elektrode 31 imwesentlichen vertikal zu der axialen Richtung kann verhindert werden.
    [0093] DieEinzelheiten davon werden nachfolgend beschrieben.
    [0094] Wiein dies in den 10 und 11 gezeigt ist, ist das geschichtetepiezoelektrische Element 10 ein Element, bei dem die Keramiklagen 111 abwechselndmit den Elektrodenlagen 112 geschichtet sind, und eineIsolierlage 12 und ein Leitelement 13 sind darangefügt.
    [0095] DasKeramiklaminat 11 wird durch abwechselndes Schichten der30 bis 100 μmdicken Keramiklage 111 und der 1 bis 2 μm dicken Elektrodenlage 112 ausgebildet.
    [0096] Wiedies in den 10 und 11 gezeigt ist, ist das Isolierelement 12 einim wesentlichen säulenartigesElement, das aus einem Isoliermaterial wie zum Beispiel Aluminiumoxidbesteht, und es hat einen Durchmesser, der im wesentlichen gleichdem des Keramiklaminats 11 ist.
    [0097] Inder Nähevon einem Ende des Isolierelementes 12 gegenüber demKeramiklaminat 11 ist eine Nut 123, die sich quer über dasEnde in der Richtung im wesentlichen orthogonal zu der axialen Richtungerstreckt. Ein paar Vorsprünge 125 istan den gegenüberliegendenSeiten der Nut 123 ausgebildet.
    [0098] Gemäß dem geschichtetenpiezoelektrische Element 10 bei diesem Ausführungsbeispielgemäß den 11 und 12 ist das Isolierelement 12 andem Keramiklaminat 11 so gefügt, dass die Nut 123 ander Position mündet,die im wesentlichen der Umfangsposition der Seitenflächen 115 übereinstimmt.
    [0099] Seitenflächen, derenPositionen im wesentlichen mit der Umfangsposition der Seitenflächen 115 übereinstimmen,werden ähnlichwie die Seitenflächen 115 planbearbeitet, sodass Fügebereiche 171 (6) der Elektrodenanschlüsse 17 darangefügt werdenkönnen,die späterbeschrieben werden.
    [0100] DasLeitelement 13 ist ein Element zum Leiten der Antriebskraftgemäß der Versetzungdes geschichteten piezoelektrischen Elementes 10 nach außen.
    [0101] Dasgeschichtete piezoelektrische Element 10 von diesem Ausführungsbeispielist in einer Einfassung 20 so eingebaut, dass ein Endedes Leitelementes 13 mit einer Antriebsplatte 22 derEinfassung 20 in Kontakt ist.
    [0102] Wiedies in den 2 und 3 gezeigt ist, zeigt dasKeramiklaminat 11 eine Teilelektrodenstruktur, die durchSchichten von im wesentlichen runden Blächen 521 ausgebildetwird, die jeweils einen Elektrodenbereich 503 und einenReservebereich 504 aufweisen.
    [0103] Inder seitlichen Flächedes Außenumfanges desKeramiklaminats 11, in der die Elektrodenbereiche 503 abwechselndfrei liegen, wie dies in der 3 gezeigtist, ist ein Paar seitliche Flächen 115, dieeinander entgegengesetzt und parallel zu der axialen Richtung angeordnetsind. Dementsprechend hat ein Querschnitt des Keramiklaminats 11 entlang einerEbene vertikal zu der Schichtrichtung im wesentlichen eine Fassform.
    [0104] Diesbezüglich sollder Querschnitt des Keramiklaminats 11 nicht auf die Fassformbei diesem Ausführungsbeispielbeschränktsein, sondern sie kann eine andere Form wie zum Beispiel eine Poligonformwie zum Beispiel ein Quadrat oder ein Achteck aufweisen.
    [0105] Wiedies in der 11 gezeigtist, ist die Seitenelektrode 16 an die jeweilige seitlicheFläche 115 gefügt. JedeSeitenelektrode 16 ist mit den Elektrodenlagen 112 elektrischverbunden, die die Elektrodenbereiche 503 enthalten, diein den abwechselnden Lagen der jeweiligen seitlichen Flächen 115 frei liegen,währenddie Elektrodenlagen 112, die mit einer der Seitenelektroden 16 elektrischverbunden sind, von der anderen Seitenelektrode 16 elektrisch isoliertsind. Ein Ende von den jeweiligen Seitenelektroden 16 istan dem Elektrodenanschluss 17 befestigt, der an die seitlicheFlächedes Isolierelementes 12 durch Verstemmen gefügt ist,wie dies in der 11 gezeigtist.
    [0106] Wiedies in den 8 und 9 gezeigt ist, hat insbesonderedie Seitenelektrode 16 von diesem Ausführungsbeispiel einen vermaschtenBereich 165 (siehe 7)mit einer Masche, der durch eine Vielzahl Einschnitte 169 ander Flächedavon und einem ebenen Endbereich 166 ausgebildet ist.
    [0107] Beidiesem Ausführungsbeispielist die Seitenelektrode 16 an die seitliche Fläche 115 desKeramiklaminats 11 gefügt,währendder vermaschte Bereich 165 an einer seitlichen Fläche deraktiven Keramiklage 11 klebt. Die Seitenelektrode 16 istzum Absorbieren einer Spannung geeignet, die auf eine Fläche aufgebrachtwird, die an die seitliche Fläche 115 gefügt ist,und zwar aufgrund der hohen Dehnbarkeit des vermaschten Bereiches 165.
    [0108] Diesbezüglich solldie Seitenelektrode mit der Dehnbarkeit nicht auf die vermaschteMetallplatte wie bei diesem Ausführungsbeispielbeschränktsein, sondern sie kann eine wellige Metallplatte, eine poröse Metallplatte,eine gewebte Metallplatte, eine Metallplatte oder dergleichen sein,die teilweise Löcher aufweist.
    [0109] Wiein den 4 bis 6 gezeigt ist, ist der Elektrodenanschluss 17 einElement mit dem Fügeabschnitt 171 zumBefestigen des Endbereiches 166 der Seitenelektrode 16 durchVerstemmen, und mit einem Aufnahmebereich 173 zum Aufnehmender stiftartigen externen Elektrode 31, die darin mit einem imwesentlichen kreisrunden Querschnitt eingefügt ist.
    [0110] DerFügebereich 171 isteine im wesentlichen ebene Platte, und er hat eine Rückplatte 176, dieeine größere Breiteals die Seitenelektrode 16 aufweist, und ein Paar bestehendaus einer linken und einer rechten geknickten Platte 174,die so geknickt sind, dass sie der Rückplatte 176 gegenüber liegen,und die mit der Rückplatte über Biegebereich 175 gekoppeltsind, die sich im wesentlichen parallel zu der Einfügungsrichtungder externen Elektrode an entgegen gesetzten Enden der Rückplatte 176 erstrecken.Das Paar geknickte Platten 174 ist so ausgebildet, dassderen Enden gegenüberden Biegebereichen 175 einander zugewandt sind.
    [0111] Wiedies in der 4 gezeigtist, zeigt die Querschnittsform des Aufnahmebereiches 173 im wesentlichenvertikal zu dessen Einfügungsrichtung eineim wesentlichen konstante Form in der Einfügungsrichtung der externenElektrode 31, während eineim wesentlichen gekrümmteForm, entlang des Außenumfangesder externen Elektrode 31 mit einem im wesentlichen kreisrundenQuerschnitt ausgebildet wird.
    [0112] Beidiesem Ausführungsbeispielist die Krümmungdes Aufnahmebereiches 173 über ungefähr 270 Grad ausgebildet, wiedies in der 4 gezeigtist, währendeine Öffnungan einer Position freigelassen ist.
    [0113] EinInnendurchmesser des gekrümmtenAufnahmebereiches 173 ist geringfügig kleiner als ein Außendurchmesserder externen Elektrode 31, wie dies in der 14 gezeigt ist.
    [0114] Wenndie externe Elektrode 31 eingefügt wird, dann wird dementsprechendder Aufnahmebereich 173 elastisch verformt, wodurch derAußenumfangder eingefügtenexternen Elektrode 31 durch die elastische Kraft gedrückt undgehalten wird.
    [0115] Wiedies in den 4 bis 6 gezeigt ist, ist der Elektrodenanschluss 17 vondiesem Ausführungsbeispieldes weiteren mit einem Kopplungsbereich 172 versehen, derzwischen dem Fügebereich 171 unddem Aufnahmebereich 173 angeordnet ist und sich im wesentlichenvertikal zu der Einfügungsrichtungder externen Elektrode 31 erstreckt.
    [0116] Beidiesem Elektrodenanschluss 17 wird die Anordnung des Fügebereiches 171 unddes Aufnahmebereiches 173 im Querschnitt vertikal zu derEinfügungsrichtungdurch den Kopplungsbereich 172 geändert, das heißt der Fügebereich 171 istmit dem Aufnahmebereich 173 verbunden.
    [0117] Wiedies in der 10 gezeigtist, ist es dadurch bei dem geschichteten piezoelektrischen Element 10 vondiesem Ausführungsbeispielmöglich, denFügebereich 171 anden Außenumfangdes Isolierelementes 12 zu befestigen und den Elektrodenanschluss 17 anzuordnen,währendder Aufnahmebereich 173 innerhalb der Nut 123 desIsolierelementes 12 angeordnet wird.
    [0118] Außerdem istdas Kopplungselement 172 in der Richtung im wesentlichenvertikal zu dem Aufnahmebereich 173 zum Aufnehmen der externen Elektrode 31 sogebogen, dass die Spannung absorbiert wird, auch wenn die externeElektrode 31 an der Seite der externen Leistungsquelledurch eine Klammer oder Anderem befestigt ist, wobei die Spannung indem Fügebereichzwischen der externen Elektrode 31 und der Seitenelektrode 16 aufgrundder Differenz der thermischen Ausdehnung zwischen dem geschichtetenpiezoelektrischen Element 10 und der externen Elektrode 31 auftretenkann, wodurch ein geringeres Risiko besteht, dass die Spannung oder Anderesauf den Verbindungsabschnitt zwischen der externen Elektrode 31 unddem Elektrodenanschluss 17 aufgebracht wird.
    [0119] Wiedies in der 13 gezeigtist, sind die externen Elektroden 31 von diesem Ausführungsbeispielan einer Basis 30 mit einer im wesentlichen säulenartigenForm angeordnet, die im wesentlichen koaxial zu dem geschichtetenpiezoelektrischen Element 10 montiert ist.
    [0120] Inder Basis 30 treten die externen Elektroden 31 jeweilsdurch ein paar Durchgangslöcher 130 hindurch,die darin in der axialen Richtung vorgesehen sind, und ein Spaltzwischen dem Durchgangsloch 130 und der externen Elektrode 31 wirddurch eine hermetische Glasdichtung 135 abgedichtet.
    [0121] Wiedies in der 15 gezeigtist, sind das geschichtete piezoelektrische Element 10 unddie Basis 30 gemäß diesemAusführungsbeispielan der selben Achse zusammen montiert, während ein vorstehendes Endedes Vorsprunges 125 des Isolierelementes 12 aneinem axialen Ende der Basis 30 anliegt.
    [0122] Dieexterne Elektrode 31, die so angeordnet ist, dass sie durchdie Basis 30 hindurch tritt, die mit dem so montiertengeschichteten piezoelektrischen Element 10 montiert ist,wird in den Aufnahmebereich 173 des Elektrodenanschlusses 17 (siehe 14) eingefügt, um diemechanische Kopplung zu gewährleisten.
    [0123] Nachdemdie externen Elektroden 31 und die Aufnahmebereiche 173 mechanischmiteinander gekoppelt wurden, werden sie bei diesem Ausführungsbeispieldurch einen Laser-Punktschweißvorgang aneinandergefügt.
    [0124] Alsnächsteswird ein Verfahren zum Herstellen des geschichteten piezoelektrischenElementes bei diesem Ausführungsbeispielbeschrieben.
    [0125] Wiedies in der 11 gezeigtist, hat der Prozess zum Herstellen des geschichteten piezoelektrischenElementes 10 einen Elementausbildungsprozess zum Herstellendes Keramiklaminats 11, einen Anschlussherstellungsprozesszum Herstellen der Elektrodenanschlüsse 17, einen Elektrodenherstellungsprozesszum Herstellen der Seitenelektroden 16 und einen Prozesszum Fügender Seitenelektroden 16 und der Elektrodenanschlüsse 17 andie seitlichen Flächendes geschichteten piezoelektrischen Elementes 10.
    [0126] Einzelheitendavon werden nachfolgend beschrieben.
    [0127] Zunächst wirdder Elementausbildungsprozess zum Herstellen des Keramiklaminats 11 beschrieben.
    [0128] Wenndas Keramiklaminat 11 hergestellt wird, dann wird ein Roh-Blech 500 (siehe 1) aus einem Schlamm für das Roh-Blechim voraus vorbereitet, der ein Material des piezoelektrischen Elementesist.
    [0129] DerSchlamm wird dadurch vorbereitet, dass ein Keramikmaterial für piezoelektrischeKeramiken wie zum Beispiel Bleizirkonattitanat (PZT) in einem organischenLösemittelgelöstwird, nachdem diesem ein Bindemittel und eine äußerst kleine Menge eines Weichmachersund eines Antischaummittels hinzugefügt wurde.
    [0130] Beidiesem Ausführungsbeispielwird der Schlamm auf einen nicht gezeigten Trägerfilm durch ein Rakelverfahrenaufgetragen, um ein 100 μmdickes Roh-Blech 500 zu erzeugen (1). Diesbezüglich können andere Verfahren wie zumBeispiel ein Extrusionsgussverfahren oder andere Verfahren als dasRakelverfahren zum Erzeugen des Roh-Bleches 500 aus demSchlamm übernommenwerden.
    [0131] Wiedies in der 1 gezeigtist, wird eine Flächedes Roh-Bleches 500,das eine Laminatfläche 501 wird,mit einer leitenden Ag-Pd-Paste durch Siebdruck beschichtet. DurchBeschichten der Ag-Pd-Paste an der Laminatfläche 501 außer einem Bereichentsprechend deren Außenumfangist es möglich,ein gedrucktes Elektrodenmuster 502 auszubilden, das denElektrodenbereich 503 und den Reservebereich 504 ander Laminatfläche 501 aufweist.
    [0132] Außerdem werdenbei diesem Ausführungsbeispielzwei Arten von gedruckten Elektrodenmustern 502 mit einerSpiegelbild-Beziehung an der Flächedes Roh-Bleches 500 ausgebildet, wie dies in der 1 gezeigt ist, indem diePosition des Reservebereiches 504 bei dem Blechstück 521 miteiner Angrenzenden abgewechselt wird, wenn das Roh-Blech 500 gestanztwird, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist.
    [0133] Wiedies in der 2 gezeigtist, werden danach die Blechstücke 521 jeweilsmit den gedruckten Elektrodenmustern 502 aus dem Roh-Blech 500 gestanztund sequentiell geschichtet.
    [0134] Wiedies in der 2 gezeigtist, werden die Blechstücke 521 mitzwei Arten von gedruckten Elektrodenmustern 502 mit einerSpiegelbild-Beziehung abwechselnd geschichtet, um ein Zwischenlaminat (nichtgezeigt) zu erzeugen, das dann gebrannt wird, damit es zu einemKeramiklaminat 11 (nicht gezeigt) wird.
    [0135] Dannbilden die Elektrodenbereiche 503, die an den Laminatflächen 501 geschichtetsind, geschichtete Elektrodenlagen 112 in dem Keramiklaminat 11,wie die in der 3 gezeigtist. In dem Keramiklaminat 11 legen die jeweiligen Elektrodenlagen 112 abwechselndden Elektrodenbereich 503 an den jeweiligen gegenüberliegendenSeitenflächenfrei, und die Elektrodenlage 112 legt den Elektrodenbereich 503 aneiner seitlichen Flächefrei, die den Reservebereich 504 an der anderen seitlichenFläche freilegt.
    [0136] Wiedies in der 10 gezeigtist, ist das geschichtete piezoelektrische Element 10 beidiesem Ausführungsbeispielein Element, bei dem das Isolierelement 12 an einer vonden Endflächendes Keramiklaminats 11 gefügt ist, und das Leitelement 13 istan deren anderer Endflächegefügt.
    [0137] Diesbezüglich istbei dem geschichteten piezoelektrischen Element 10 vondiesem Ausführungsbeispieldie jeweilige seitliche Fläche,an denen der Elektrodenbereich 503 und der Reservebereich 504 inder Schichtrichtung abwechselnd frei liegt, so plan bearbeitet,dass daraus ein Paar bestehend aus im wesentlichen Planare seitlicheFlächen 115 resultiert (siehe 12).
    [0138] Alsnächsteswird ein Verfahren zum Herstellen des Elektrodenanschlusses 17 beschrieben.
    [0139] Wiedies in den 4 bis 7 gezeigt ist, ist jederElektrodenanschluss 17 bei diesem Ausführungsbeispiel ein Anschluss,der durch Schneiden eines ebenen Metallbleches (nicht gezeigt) wiezum Beispiel aus rostfreiem Stahl mit 0,2 mm Dicke ausgebildet wird,um ein Element mit einer vorbestimmten Form zu erhalten, das danngeeignet gebogen wird.
    [0140] Zunächst wirdeine abgewickelte Form des Elektrodenanschlusses 17 ausdem ebenen Metallblech geschnitten. Dann wird ein erster Pressvorgangan dem Schneidelement mit der abgewickelten Form durchgeführt, umden Aufnahmebereich 173 mit einer im wesentlichen gekrümmten Formauszubilden und um den Kopplungsbereich 172 im wesentlichenorthogonal zu der Einfügungsrichtungdes Aufnahmebereiches 173 zu biegen, wie dies in der 4 bis 7 gezeigt ist.
    [0141] Desweiteren wird ein zweiter Pressvorgang durchgeführt, um den Fügebereich 171 zubiegen, wie dies in den 4 bis 7 gezeigt ist, bei denenTeile, die die geknickten Platten 174 ausbilden, entgegender Seite des Kopplungsbereiches 172 so gebogen werden,dass die Rückplatte 176 dengeknickten Platten 174 zugewandt ist, wobei zwischen denbeiden ein vorbestimmter Spalt ist.
    [0142] Alsnächsteswird ein Verfahren zum Herstellen der Seitenelektrode 16 beschrieben.
    [0143] DieSeitenelektroden 16 bei diesem Ausführungsbeispiel werden dadurchhergestellt, dass ein 0,1 mm dickes Metallplattenelement verarbeitetwird, das zum Beispiel aus rostfreiem Stahl besteht, wie dies inden 8 und 9 gezeigt ist.
    [0144] Beidiesem Ausführungsbeispielwerden zunächstSchnittmuster 161 und 162 von schlitzartigen Einschnitten 169,die in gleichen Intervallen in der Breitenrichtung angeordnet sind,an der Flächedes Metallplattenelementes 160 im wesentlichen in den gleichenIntervallen in der Längsrichtungausgebildet, wie dies in der 7 gezeigtist.
    [0145] DieSchnittmuster 161 und 162 haben zwei Musterarten,bei denen die Schnittpositionen einander umgekehrt sind. Die Schnittmuster 161 und 162 sindin der Längsrichtungdes Metallplattenelementes 160 abwechselnd angeordnet.
    [0146] Wiedies in der 7 gezeigtist, wird bei diesem Ausführungsbeispieldas Schneiden durchgeführt,währendein Endabschnitt des Metallplattenelementes 160 freigelassenwird, um den Endbereich 166 auszubilden.
    [0147] Wiedie in den 8 und 9 gezeigt ist, wird die Seitenelektrode 16 dadurchausgebildet, dass das Metallplattenelement 160, das demSchneidprozess (7) ausgesetztist, in der Längsrichtunggedehnt wird, damit es eine vorbestimmte Länge hat.
    [0148] DieSeitenelektrode 16 hat ein maschenartiges Erscheinungsbildaufgrund der Flächeneinschnitte 169 (siehe 7) und eine hohe Dehnbarkeitin der Längsrichtungaufgrund der Maschenstruktur, wie dies in der 9 gezeigt ist.
    [0149] Alsnächsteswird ein Verfahren zum Fügen derSeitenelektroden 16 und der Elektrodenanschlüsse 17 andas geschichtete piezoelektrische Element 10 beschrieben.
    [0150] Wenndie Seitenelektroden 16 und die Elektrodenanschlüsse 17 andas geschichtete piezoelektrische Element gefügt werden, dann wird jede Seitenelektrode 16 imvoraus an den entsprechenden Elektrodenanschluss 17 gefügt.
    [0151] Zunächst wirdder Endbereich 166 der Seitenelektrode 16 in einenSpalt zwischen der Rückplatte 176 undden geknickten Platten 174 von dem Fügebereich 171 in denElektrodenanschluss 17 eingefügt. Dann wird eine Kompressionslastaufgebracht, um den Spalt zwischen den geknickten Platten 174 undder Rückplatte 176 zureduzieren, sodass der darin eingefügte Endbereich 166 durchVerstemmen befestigt wird.
    [0152] Diesbezüglich können derFügebereich 171 unddie Seitenelektrode 16 durch Löten, Schweißen, durch ein elektrisch leitendesKlebemittel, Hartlöten, Verhauben,die Kombination davon oder dergleichen außer dem Verstemmen wie beidiesem Ausführungsbeispielaneinander gefügtwerden.
    [0153] Wiedies in der 11 gezeigtist, wird danach die Seitenelektrode 16 an die seitlicheFläche 115 desgeschichteten piezoelektrischen Elementes 10 über einelektrisch leitendes Klebemittel gefügt, das ein Kunstharz und Silberpulveraufweist, und der Fügebereich 171 desElektrodenanschlusses 17 wird an den Außenumfang des Isolierelementes 12 gefügt.
    [0154] Wiedies in der 12 gezeigtist, erstreckt sich der Kopplungsbereich 172 des Elektrodenanschlusses 17 vondem Fügebereich 171 nachinnen, wie dies vorstehend beschrieben ist.
    [0155] Dadurchwird bei dem Elektrodenanschluss 17, in den der Fügebereiche 171 anden Außenumfangdes Isolierelementes 12 gefügt ist, der Aufnahmebereich 173 desElektrodenanschlusses 17 in der Nut 123 des Isolierelementes 12 angeordnet.
    [0156] Wiedies in der 15 gezeigtist, werden danach das geschichtete piezoelektrische Element 10 unddie Basis 30 zusammen montiert, während die vorstehenden Endender Vorsprünge 125 desIsolierelementes 12 mit dem Ende der Basis 30 inKontakt gebracht werden.
    [0157] Gleichzeitigdamit werden die externen Elektroden 31, die durch Basis 30 hindurchtreten, in die Aufnahmebereiche 173 der Elektrodenanschlüsse 17 eingefügt (siehe 4). Dadurch werden die externenElektroden 31, die in die Aufnahmebereiche 173 eingefügt sind,durch den Druck fest darin gehalten, der von den Aufnahmebereichen 173 ausgeübt wird, umdadurch die elektrische Verbindung zwischen den beiden zu gewährleisten.
    [0158] Wiedies in der 15 gezeigtist, werden gemäß diesemAusführungsbeispieldes weiteren die externen Elektroden 31 und die Aufnahmebereiche 173 durchden Laser-Punktschweißvorganganeinander gefügt.
    [0159] Während dieexternen Elektroden 31 und die Aufnahmebereiche 173 durchdie Kombination der vorstehend beschriebenen Einfügungsstrukturund des Laserschweißvorgangesaneinander gefügtwerden, kann diesbezüglichbei diesem Ausführungsbeispielausschließlichdie Einfügungsstrukturverwendet werden. Alternativ könnendie externen Elektroden 31 und die Aufnahmebereiche 173 durchdie Kombination der vorstehend beschriebenen Einfügungsstrukturund eine Fügeeinrichtungwie zum Beispiel Löten,Hartlötenoder Kleben mit einem elektrisch leitenden Klebemittel gekoppeltwerden.
    [0160] Wiedies vorstehend beschrieben ist, werden bei dem geschichteten piezoelektrischenElement 10 die Seitenelektroden 16 mit den externenElektroden 31 zum Zuführenvon elektrischer Leistung von der externen elektrischen Leistungsquelle über dieElektrodenanschlüsse 17 elektrischverbunden, die sich von den Seitenelektroden 16 erstrecken.
    [0161] Dementsprechendbesteht ein geringeres Risiko bei dem geschichteten piezoelektrischenElement 10, dass eine übermäßig große Kraftaufgrund einer externen Schwingung oder anderem auf die Verbindungsabschnittezwischen den externen Elektroden 31 und den Elektrodenanschlüssen 17 aufgebrachtwird.
    [0162] Zusätzlich hatder Elektrodenanschluss 17 eine mechanische Kopplungsstrukturzum Ermöglichender Einfügungder externen Elektrode 31 in der axialen Richtung und außerdem zumBegrenzen der Relativbewegung davon in der Richtung im wesentlichenvertikal zu der axialen Richtung.
    [0163] Außerdem hatder Elektrodenanschluss 17 den Kopplungsbereich 172,der in der Richtung im wesentlichen vertikal zu dem Aufnahmebereich 173 zumAufnehmen der externen Elektrode 31 gebogen ist.
    [0164] Gemäß dem Elektrodenanschluss 17 miteiner derartigen mechanischen Kopplungsstruktur besteht dadurchein geringeres Risiko, dass die elektrischen Störungen bei den Kopplungsbereichenzwischen den Elektrodenanschlüssen 17 undden externen Elektroden 31 auftreten, auch wenn eine übermäßig große externeKraft oder dergleichen aufgrund der Schwingung vertikal zu der Schichtrichtungdes geschichteten piezoelektrischen Elementes 10 daraufaufgebracht wird.
    [0165] Auchwenn eine Spannung aufgebracht wird, die durch die Differenz derthermischen Ausdehnung zwischen dem geschichteten piezoelektrischenElement 10 und den externen Elektroden 31 hervorgerufenwird, besteht außerdemein geringeres Risiko, dass die elektrischen Störungen bei den Kopplungsbereichenzwischen den Elektrodenanschlüssen 17 undden externen Elektroden 31 auftreten.
    [0166] Während dieElektrodenanschlüsse 17 an denAußenumfangdes Isolierelementes 12 bei diesem Ausführungsbeispiel gefügt sind,könnendie Elektrodenanschlüsse 17 alternativan den Außenumfangdes geschichteten piezoelektrischen Elementes gefügt werden.Des weiteren kann eine inaktive Lage, die keine piezoelektrischeWirkung erzeugt, an einem Ende des geschichteten piezoelektrischenElementes angeordnet werden, und die Elektrodenanschlüsse 17 können anden Außenumfang derinaktiven Lage gefügtwerden.
    [0167] Wiedies in der 16 gezeigtist, kann das geschichtete piezoelektrische Element 10 gemäß diesemAusführungsbeispielin einer Aufnahmeeinfassung 20 aufgenommen werden, um einenpiezoelektrischen Aktuator 4 zu bilden.
    [0168] DieAufnahmeeinfassung 20 ist eine becherartige Einfassungeinschließlicheines Röhrenkörperbereiches 24,eines dehnbaren Bereiches 21, der zumindest in einem Teildes Körperbereiches 24 ausgebildetist, und einer Antriebsplatte 22, die an einem Ende desKörperbereiches 24 lasergeschweißt ist.
    [0169] Wiedies in der 16 gezeigtist, ist der dehnbare Bereich 24 der Aufnahmeeinfassung 20 dazugeeignet, sich gemäß der Versetzungdes geschichteten piezoelektrischen Elementes 10 zu dehnenund zusammenzuziehen, das im Inneren der Einfassung aufgenommenist. Die Aufnahmeeinfassung 20 ist dazu geeignet, die Antriebsplatte 22 alseine aktive Fläche 40 despiezoelektrischen Aktuators 4 zu bewegen.
    [0170] Wiedies in der 16 gezeigtist, ist es möglich,einen abgedichteten piezoelektrischen Aktuator 4 dadurchauszubilden, dass das geschichtete piezoelektrische Element 10 indie Aufnahmeeinfassung 20 aufgenommen wird und das dieBasis 30 an das Ende der Aufnahmeeinfassung 20 lasergeschweißt wird.
    [0171] Beidiesem Ausführungsbeispielsind die Seitenelektrode und der Elektrodenanschluss bei dem erstenAusführungsbeispieleinstückigmiteinander ausgebildet.
    [0172] Wiedies in der 17 gezeigtist, hat die Seitenelektrode 18 bei diesem Ausführungsbeispiel einenAnschlussbereich 181 mit im wesentlichen der gleichen Formwie der Elektrodenanschluss 17 bei dem ersten Ausführungsbeispielan einem Ende davon.
    [0173] Undzwar hat die Seitenelektrode 18 bei diesem Ausführungsbeispieleine Form, als sei der verstemmte Abschnitt bei dem Elemente zumKoppeln der Seitenelektrode an den Elektrodenanschluss bei dem erstenAusführungsbeispielweggelassen (siehe 14),sodass beide Elemente einstückigmiteinander ausgebildet sind.
    [0174] Alsnächsteswird ein Verfahren zum Herstellen der Seitenelektrode 18 beidiesem Ausführungsbeispielbeschrieben.
    [0175] Gemäß diesemAusführungsbeispielwird ein Element mit einer abgewickelten Form der Seitenelektrode 18 auseinem Metallplattenelement mit 0,1 mm Dicke wie zum Beispiel rostfreierStahl geschnitten, wie dies in der 17 gezeigtist.
    [0176] Wiedies in der 17 gezeigtist, sind schlitzartige Einschnitte an dem Element vorgesehen, während einEndabschnitt des Metallplattenelementes ohne Einschnitt in der gleichenArt und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel belassen wird,um eine maschenartige Struktur auszubilden.
    [0177] Desweiteren wird ein Drückvorgangim wesentlichen gleich dem ersten Drückvorgang bei dem ersten Ausführungsbeispielan dem einem Endabschnitt durchgeführt, um einen Anschlussbereich 181 miteinem Aufnahmebereich 183 und einem Kopplungsbereich 182 auszubilden,wie dies in der 17 gezeigtist.
    [0178] AndereStrukturen und Funktionsweisen/Wirkungen sind gleich wie bei demersten Ausführungsbeispiel.
    [0179] DiesesAusführungsbeispielberuht auf dem Elektrodenanschluss bei dem ersten Ausführungsbeispiel,währendeine Form des Aufnahmebereiches davon geändert ist. Dieses Ausführungsbeispiel wirdunter Bezugnahme auf die 18 bis 24 beschrieben.
    [0180] Diesbezüglich hatdie in den 22 bis 24 gezeigte externe Elektrode 31 eineim wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
    [0181] Davonzeigen die 18 bis 21 Aufnahmebereiche 173,in die eine externe Elektrode 31 mit einem im wesentlichenrunden Querschnitt einzufügen ist.
    [0182] Andererseitszeigen die 22 bis 24 Aufnahmebereiche 173,in die eine externe Elektrode 31 mit einem im wesentlichenquadratischen Querschnitt in Eingriff zu bringen ist.
    [0183] Die 18 und 22 zeigen Aufnahmebereiche 173,die mit einem gesamten Außenumfangdes Querschnittes einer externen Elektrode 31 in Kontakt zubringen sind.
    [0184] Andererseitszeigen die 19 bis 21, 23 und 24 Aufnahmebereiche 173,die mit einem Teil des Außenumfangsdes Querschnittes einer externen Elektrode 31 in Kontaktzu bringen sind.
    [0185] AndereStrukturen und Funktionsweisen/Wirkungen sind gleich wie bei demersten Ausführungsbeispiel.
    [0186] DiesesAusführungsbeispielberuht auf dem ersten Ausführungsbeispiel,währendeine Form des Aufnahmebereiches des Elektrodenanschlusses und derQuerschnitt der externen Elektrode geändert sind. Dieses Ausführungsbeispielwird unter Bezugnahme auf die 25 bis 27 beschrieben.
    [0187] Die 25 zeigt eine Eingriffsstruktureiner externen Elektrode 31 mit einer im wesentlichen ovalenForm mit einem Aufnahmebereich 173, der eine ovale Ringformaufweist, die zu der externen Elektrode 31 passt.
    [0188] Andererseitszeigt die 26 eine andere Eingriffsstruktureiner externen Elektrode 31 mit einer im wesentlichen rundenForm mit einem Aufnahmebereich 173, der eine ovale Ringformaufweist.
    [0189] Desweiteren zeigt die 27 eineEingriffsstruktur einer externen Elektrode 31 mit einemrechteckigen Querschnitt mit einem Aufnahmebereich 173,der eine rechteckige Form aufweist.
    [0190] Die 25 und 27 zeigen den Aufnahmebereich 173,der geeignet ist, mit einem gesamten Außenumfang des Querschnittesder externen Elektrode 31 in Kontakt zu gelangen.
    [0191] Andererseitszeigt die 26 den Aufnahmebereich 173,der dazu geeignet ist, mit einem Teil des Außenumfanges des Querschnittesder externen Elektrode 31 in Kontakt zu gelangen.
    [0192] AndereStrukturen und Funktionsweisen/Wirkungen sind gleich wie bei demersten Ausführungsbeispiel.
    [0193] DiesesAusführungsbeispielbezieht sich auf eine Einspritzvorrichtung, bei der das geschichtete piezoelektrischeElement 1 des ersten Ausführungsbeispieles eingebautist, wobei dessen Inhalt unter Bezugnahme auf die 28 beschrieben wird.
    [0194] Wiedies in der 28 gezeigtist, wird die Einspritzvorrichtung 6 von diesem Ausführungsbeispielbeschrieben, währendein piezoelektrischer Aktuator 8 verwendet wird, in demdas geschichtete piezoelektrische Element 10 bei dem erstenAusführungsbeispielals eine Leistungsquelle eingebaut ist. Die Einspritzvorrichtung 6 istzum Einspritzen eines mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoffesbei ungefähr180 MPa geeignet, der in einer nicht gezeigten Common-Rail gespeichertist, und zwar in einem Kraftmaschinenzylinder.
    [0195] Wiedies in der 28 gezeigtist, ist die Einspritzvorrichtung 6 einen Baugruppe miteinem Gehäuse 80 mitdem piezoelektrischen Aktuator 8 darin, mit einem Düsengehäuse 60,der einen Einspritzdüsenbereich 61 miteiner Einspritzdüse 65 ausbildet.
    [0196] DasGehäuse 80 hatmit einer im wesentlichen säulenartigenForm hat eine Aussparung 81 mit einem im wesentlichen runden Querschnitt,der von einer Endflächean einer Seite eines Steckers 70 gebohrt ist, während ervon der Mittelachse exzentrisch versetzt ist, einen ersten Zylinder 83 miteinem im wesentlichen runden Querschnitt, der von einer Endfläche einerSeite eines Düsengehäuses 60 gebohrt ist,und einen Kraftstoffzuführungspfad 82,der im wesentlichen an der selben Achse wie die Aussparung 81 vonder letztgenannten Endflächeangrenzend an dem ersten Zylinder 83 und der Aussparung 81 gebohrtist, wie dies in der 28 gezeigtist.
    [0197] Wiedies in der 28 gezeigtist, sind die Aussparung 81 und der erste Zylinder 83 durchein Verbindungsloch 84 miteinander in Verbindung, das vondem Boden der Aussparung 81 im wesentlichen an der selbenAchse gebohrt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Verbindungsloch 84 einenkleineren Durchmesser als die Aussparung 81 und der ersteZylinder 83. Außerdemmündetder Kraftstoffzuführungspfad 82 aneinem Fügebereich 820,der an einem Ende des Gehäuses 80 aneiner Seite des Steckers 70 angeordnet ist, und er istmit der nicht gezeigten Common-Rail über ein Kraftstoffeinführungsrohr 825 verbunden,das in dem Fügebereich 820 angeordnetist.
    [0198] Desweiteren hat ein Fügebereich 880,der an einem hinteren Ende des Gehäuses 80 ausgebildetist, einen Auslasspfad 88, der in einem später beschriebenenDrei-Wege-Ventil 62 gebohrt und mit diesem in Verbindungist, und der Auslasspfad 88 ist mit einem Kraftstoffauslassrohr 885 gekoppelt,das Kraftstoff auslässt.
    [0199] Wiedies in der 28 gezeigtist, hat das Gehäuse 80 denpiezoelektrischen Aktuator 8 innerhalb der Aussparung 81.Ein erster Tauchkolben 830 ist im Inneren des ersten Zylinders 83 untergebracht. Dererste Tauchkolben 830 hat einen Körperbereich 831, derinnerhalb des ersten Zylinders 83 gleitet, und einen Wellenbereich 832,der durch das Verbindungsloch 84 hindurch tritt.
    [0200] Ander Endflächedes Wellenbereiches 832 ist der erste Tauchkolben 830 mitder Antriebsplatte 22 in Kontakt, die die aktive Fläche despiezoelektrischen Aktuators 8 ist, und zwar über eineAntriebskraftübertragungseinheit 85.
    [0201] DieAntriebskraftübertragungseinheit 85 hat eineVorspannstange 853, die mit dem ersten Tauchkolben 830 beziehungsweisedem piezoelektrischen Aktuator 8 an deren entsprechendenaxial gegenüberliegendenEnden in Kontakt ist, eine Schraubenfeder 852 zum Vorspannender Vorspannstange 853 zu dem piezoelektrischen Aktuator 8 undeinen Federsitz 851.
    [0202] DieVorspannstange 853 hat einen Sitzbereich 854,der einen größeren Durchmesserals die Schraubenfeder 852 in der Nähe eines Endes davon an derSeite des piezoelektrischen Aktuators 8 aufweist. Die Vorspannstange 853 wirdzu dem piezoelektrischen Aktuator 8 aufgrund einer Vorspannkraft gedrückt, diedurch die Schraubenfeder 852 auf den Sitzbereich 854 aufgebrachtwird.
    [0203] DerFedersitz 851 ist mit einem Fach im Eingriff, das sichvon der Aussparung 81 zu dem Verbindungsloch 84 erstreckt,um die axiale Position von einem Ende der Schraubenfeder 852 zubegrenzen. In einem mittleren Bereich des Federsitzes 851 istein Durchgangsloch zum Einfügender Vorspannstange 853.
    [0204] DieEinspritzvorrichtung 6 ist zum Aufbringen einer elektrischenSpannung auf die verschiedenen Keramiklagen 111 (siehe 10) des geschichteten piezoelektrischenElementes 1 überdie externen Elektroden 31 (siehe 15) geeignet, die so angeordnet sind,dass sie durch die Basis 30 hindurch treten, indem einevorbestimmte elektrische Spannung auf ein Elektrodenpaar (nichtgezeigt) aufgebracht wird, das in dem Stecker 70 enthaltenist.
    [0205] Wiedies in der 28 gezeigtist, hat das Düsengehäuse 60 einenzweiten Zylinder 63, der an einer Endfläche an einer Seite eines Gehäuses 80 an derselben Achse gebohrt ist, das Drei- Wege-Ventil 62, das mit demKraftstoffzuführungspfad 82 oder demAuslasspfad 88 in Verbindung ist, und den Einspritzdüsenbereich 61.
    [0206] Derzweite Zylinder 63 ist so ausgebildet, dass er mit demersten Zylinder 83 in Verbindung ist, wenn das Düsengehäuse 60 andem Gehäuse 80 montiertist. Bei dem zweiten Zylinder 63 ist ein zweiter Tauchkolben 630 enthalten,der entlang dem Erstgenannten gleitet.
    [0207] Dementsprechendist eine einzige Druckkammer 806 zwischen dem ersten Tauchkolben 830 unddem zweiten Tauchkolben 630 von der ersten Zylinder 83 zudem zweiten Zylinder 63 vorhanden.
    [0208] Wiedies in der 28 gezeigtist, ist bei diesem Ausführungsbeispieldie Druckkammer 806 mit einem Arbeitsfluid gefüllt, sodasssich der zweite Tauchkolben 630 in Übereinstimmung mit der Bewegungdes ersten Tauchkolbens 830 bewegen kann.
    [0209] Diesbezüglich hatder zweite Zylinder 63 einen kleineren Durchmesser alsder erste Zylinder 83. Dadurch wird gemäß der Einspritzvorrichtung 6 bei diesemAusführungsbeispielder Hub des ersten Tauchkolbens 830 verstärkt, umden zweiten Tauchkolben 630 mit einem größeren Hubanzutreiben.
    [0210] Wiedies in der 28 gezeigtist, hat das Drei-Wege-Ventil 62 einen Ventilkörper (nichtgezeigt) zum wahlweise Verbinden des Kraftstoffzuführungspfades 82 oderdes Auslasspfades 88 mit einer Staudruckkammer 610,was späterbeschrieben wird. Der Ventilkörperwird durch eine Hubbewegung des zweiten Tauchkolbens 630 zudem Düsengehäuse 60 betätigt, damitder Auslasspfad 88 mit der Staudruckkammer 610 inVerbindung ist.
    [0211] DerVentilkörperist dazu geeignet, den Kraftstoffzuführungspfad 88 mitder Staudruckkammer 610 zu verbinden, wenn der zweite Tauchkolben 630 ander Seite des Gehäuses 80 angeordnetist.
    [0212] Während dieStaudruckkammer 610 der Einspritzvorrichtung 6 beidiesem Ausführungsbeispiel normalerweiseunter einem hohen Druck gehalten wird, in dem der mit hohen Druckbeaufschlagte Kraftstoff darin eingeführt wird, wird der Innendruck derStaudruckkammer 610 nämlichreduziert, wenn die Staudruckkammer 610 mit dem Auslasspfad 88 durchdie Hubbewegung des zweiten Tauchkolbens 630 zu dem Düsengehäuse 60 inVerbindung ist.
    [0213] Wiedies in der 28 gezeigtist, hat der Einspritzdüsenbereich 61 dieEinspritzdüse 65,die an einem vorderen Ende des Düsengehäuses 60 angeordnetist, eine Düsennadel 615 zum Öffnen/Schließen derEinspritzdüse 65 undeinem Kraftstoffsammelraum 612 zum Speichern des Kraftstoffes,bevor er eingespritzt wird.
    [0214] Wiedies in der 28 gezeigtist, hat die Einspritzdüse 65 einNadelloch 650, das an der selben Achse wie die Mittellinieder Einspritzdüse 65 gebohrtist. Das Nadelloch 650 öffnetsich als eine Öffnungzum Einspritzen des Kraftstoffes an einem vorderen Ende der Einspritzdüse 65.
    [0215] DieDüsennadel 615 istein zweifach abgestuftes Element mit einer im wesentlichen säulenartigenForm mit einem vorderen Ende, das einen kleineren Durchmesser alsder andere Abschnitt aufweist, und er ist in dem Nadelloch 650 soenthalten, dass ein abgestufter Abschnitt 616, dessen Durchmessersich ändert,in dem Kraftstoffsammelraum 612 angeordnet ist. Außerdem istdie Düsennadel 615 zum Öffnen/Schließen der Öffnung andem vorderen Ende der Einspritzdüse 65 durchein kugelartiges spitzen Ende 613 davon geeignet.
    [0216] Wiedies in der 28 gezeigtist, ist an dem anderen Ende von der Düsennadel 615 die Staudruckkammer 610 mitdem Drei-Wege-Ventil 62 in Verbindung.Eine Feder 618, die in der Staudruckkammer 610 angeordnetist, spannt die Düsennadel 615 indie Richtung zum Schließender Öffnungan dem vorderen Ende der Einspritzdüse 65 vor.
    [0217] Desweiteren ist der Kraftstoffzuführungspfad 82 zumZuführeneines mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoffes mit dem Kraftstoffsammelraum 612 miteinem im wesentlichen runden Querschnitt in Verbindung, der an demAußenumfangdes abgestuften Abschnittes 616 der Düsennadel 615 ausgebildet ist,wie dies in der 28 gezeigtist. Der mit hohem Druck beaufschlagte Kraftstoff in dem Kraftstoffsammelraum 612 übt einenDruck auf den abgestuften Abschnitt 616 der Düsennadel 615 indie Richtung zum Bewegen der Düsennadel 615 zudem Gehäuse 80 aus.
    [0218] DerBetrieb der Einspritzvorrichtung 6 bei diesem Ausführungsbeispiel,die bei dem Common-Rail-Einspritzsystem für eine nicht gezeigte Dieselkraftmaschineangewendet wird, wird nachfolgend beschrieben.
    [0219] Wennder mit hohem Druck beaufschlagte Kraftstoff bei 180 MPa von derEinspritzdüse 65 in denKraftmaschinenzylinder durch den Betrieb der Einspritzvorrichtung 6 eingespritztwird, dann wird eine vorbestimmte elektrische Spannung auf den piezoelektrischenAktuator 8 aufgebracht, wie dies in der 28 gezeigt ist.
    [0220] DieAusdehnung des piezoelektrischen Aktuators 8 aufgrund deraufgebrachten elektrischen Spannung bewirkt, dass die Vorspannstange 853 der Antriebskraftübertragungseinheit 85 miteiner ersten Betätigungsfläche 100 despiezoelektrischen Aktuators 8 in Kontakt gelangt, um sichzu dem ersten Tauchkolben 830 zu bewegen.
    [0221] Dererste Tauchkolben 830 wird mit der Vorspannstange 853 inKontakt gebracht und bewegt sich in dem ersten Zylinder 83 zuden Düsengehäuse 60.Wenn das Volumen in dem ersten Zylinder 83 durch die Versetzungdes ersten Tauchkolbens 830 reduziert wird, dann strömt das Arbeitsfluidin der Druckkammer 806 in den zweiten Zylinder 63,um den zweiten Tauchkolben 630 zu der Einspritzdüse 65 zubewegen, sodass sich das Volumen in dem zweiten Zylinder 63 vergrößert.
    [0222] Durchden Hub des zweiten Tauchkolbens 630 wird der Ventilkörper desDrei-Wege-Ventils 62 nach unten zu der Einspritzdüse 65 gedrückt, wie diesin der 28 gezeigt ist.Wenn der Ventilkörper nachunten gedrücktwird, dann wird der Kanal von dem Kraftstoffzuführungspfad 82 zu derStaudruckkammer 610 geschlossen, und stattdessen wird der Kanalvon dem Auslasspfad 88 zu der Staudruckkammer 610 geöffnet. Somitwird der Kraftstoff in der Staudruckkammer 610 zu der Außenseitevon dem Kraftstoffauslassrohr 858 durch den Auslasspfad 88 ausgelassen,wodurch der Innendruck der Staudruckkammer 610 reduziertwird.
    [0223] Diezwischen der Staudruckkammer 610 und dem Kraftstoffsammelraum 612 aufgrundder Reduzierung des Innendruckes in der Staudruckkammer 610 erzeugteDruckdifferenz erzeugt eine Kraft zum Hochdrücken der Düsennadel 615 zu demGehäuse 80,wie dies in der 28 gezeigtist. Wenn sich die Düsennadel 615 zudem Gehäuse 80 dadurchbewegt, dann wird die Öffnungan dem vorderen Ende der Einspritzdüse 615 geöffnet, diedurch das spitzen Ende 613 der Düsennadel 615 geschlossenwird. Wenn die Öffnunggeöffnetwird, dann wird mit hohen Druck beaufschlagter Kraftstoff in derKraftstoffsammelkammer 612 in den Kraftmaschinenzylindereingespritzt.
    [0224] Gemäß diesemAusführungsbeispielwerden die an den verschiedenen Kraftmaschinenzylindern angebrachtenEinspritzvorrichtungen 6 diesbezüglich durch eine Kraftmaschinen-ECU(nicht gezeigt) zum Steuern der Kraftmaschine so gesteuert, dassdie Kraftstoffeinspritzung bei einer genauen Zeitgebung wiederholtwird, wie dies vorstehend beschrieben ist.
    [0225] AndereStrukturen und Funktionsweisen/Wirkungen sind gleich wie bei demersten Ausführungsbeispiel.
    [0226] Während dieErfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsbeispielebeschrieben ist, die zum Zwecke der Darstellung ausgewählt wurden,sollte klar sein, dass vielfältigeAbwandlungen durch einen Fachmann geschaffen werden können, ohnedas der Umfang der Erfindung verlassen wird.
    [0227] Eingeschichtetes piezoelektrisches Element mit einer hohen elektrischenZuverlässigkeitwird vorgesehen. Das geschichtete piezoelektrische Element 10 hatein Keramiklaminat 11, das durch abwechselndes Schichtenvon Keramiklagen 111 und Elektrodenlagen 112 ausgebildetwird, und Seitenelektroden 16, die an die seitlichen Flächen 115 desKeramiklaminats 11 gefügtsind und abwechselnd und elektrisch mit den Elektrodenlagen 112 verbundensind. Die Seitenelektroden 16 sind über Elektrodenanschlüsse 17,die sich von den Seitenelektroden erstrecken, mit externen Elektroden 31 zumZuführen elektrischerLeistung von einer externen elektrischen Leistungsquelle elektrischverbunden. Die Elektrodenanschlüssehaben mechanische Kopplungsstrukturen, um das Einfügen derexternen Elektroden darin in der axialen Richtung zuzulassen, undum die Relativbewegung der externen Elektroden im wesentlichen vertikalzu der axialen Richtung zu begrenzen.
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] Geschichtetes piezoelektrisches Element mit: einemKeramiklaminat, das durch abwechselndes Schichten von Keramiklagenund Elektrodenlagen ausgebildet ist; und Seitenelektroden,die jeweils an einer seitlichen Fläche des Keramiklaminats gefügt sindund abwechselnd sowie elektrisch mit den Elektrodenlagen verbundensind; wobei die jeweiligen Seitenelektroden über einenElektrodenanschluss, der sich von der Seitenelektrode erstreckt,mit einer externen Elektrode zum Zuführen von elektrischer Leistungvon einer externen elektrischen Leistungsquelle elektrisch verbundensind; dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanschlüsse mechanischeKopplungsstrukturen aufweisen, um das Einfügen der externen Elektrodendarin in einer axialen Richtung des geschichteten piezoelektrischenElementes zuzulassen und um die Relativbewegung der externen Elektrodenim wesentlichen vertikal zu der axialen Richtung zu begrenzen.
    [2] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Elektrodenanschlüsse einenAufnahmebereich aufweisen, der mit der externen Elektrode elektrischverbunden ist und die Relativbewegung des externen Anschlusses imwesentlichen in der vertikalen Richtung zu der axialen Richtungbegrenzt, während erdie axiale Bewegung der externen Elektrode zulässt.
    [3] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isolierelement an einerEndflächedes geschichteten piezoelektrischen Elementes bei Betrachtung inder axialen Richtung gefügtist, und dass die Elektrodenanschlüsse an dem Isolierelement angebrachtsind.
    [4] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanschlüsse an dieseitlichen Flächendes geschichteten piezoelektrischen Elementes oder an seitlicheFlächeneiner inaktiven Lage befestigt sind, die keine piezoelektrischeWirkung aufweist und an einem Ende des geschichteten piezoelektrischenElementes geschichtet ist.
    [5] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Elektrodenanschlüsse einenAufnahmebereich aufweisen, in dem ein stiftartiges vorderes Endeder externen Elektrode eingefügtist, und dass der Aufnahmebereich zum Erzeugen einer Druckkraftzum Einspannen der externen Elektrode geeignet ist.
    [6] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenumfangsform eines Querschnittesder externen Elektroden entlang einer Ebene vertikal zu der axialenRichtung davon im wesentlichen gleich einer Innenumfangsform einesQuerschnittes des Aufnahmebereiches entlang einer Ebene vertikalzu der axialen Richtung davon ist.
    [7] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß Anspruch5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform desAufnahmebereiches entlang einer Ebene vertikal zu der axialen Richtung davoneine im wesentlichen kreisrunde Ringform, eine im wesentlichen halbkreisförmige Ringform, eineim wesentlichen ovale Ringform, eine im wesentlichen U-förmige Form,eine im wesentlichen hakenartige Form, eine im wesentlichen quadratische Form,eine im wesentlichen halbquadratische Form oder eine im wesentlichenrechteckige Form aufweist.
    [8] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der externen Elektrodenentlang einer Ebene vertikal zu der axialen Richtung davon eineim wesentlichen kreisrunde Form, eine im wesentlichen ovale Form,eine im wesentlichen quadratische Form oder eine im wesentlichenrechteckige Form aufweist.
    [9] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanschlüsse einstückig mitden Seitenelektroden sind.
    [10] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die externen Elektroden unddie Elektrodenanschlüssedurch die mechanischen Kopplungsstrukturen miteinander gekoppeltsind, und dass sie des weiteren zumindest durch eines der folgendenFügeverfahrenaneinander gefügtsind: Schweißen,Löten,Verstemmen, Hartlötenund Kleben.
    [11] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenelektroden welligeMetallplatten, vermaschte Metallplatten, poröse Metallplatten, gewebte Metallplattenoder Metallplatten mit einer Vielzahl gestanzter Löcher sind.
    [12] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenelektroden an dieElektrodenlagen durch Lötenoder Kleben überein elektrisch leitendes Klebemittel gefügt sind.
    [13] Geschichtetes piezoelektrisches Element gemäß einemder Ansprüche1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das geschichtete piezoelektrische Elementein Einspritzvorrichtungsantriebselement ist, das bei einer Einspritzvorrichtungzum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eingebautist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-01-20| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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