全てのカテゴリ
閲覧履歴
圧電素子についての概要、用途、原理などをご説明します。また、圧電素子のメーカー14社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。圧電素子関連企業の2024年10月注目ランキングは1位:有限会社メカノトランスフォーマ、2位:株式会社トーキン、3位:株式会社富士セラミックスとなっています。
圧電素子の関連カテゴリ
1987年~1991年昭和電線電纜勤務 高分子材料研究室にて電線の被覆材の研究に従事>1991年~1997年小池国際特許事務所にてパテントエンジニアとして勤務>1997年~2005年GE横河メディカルシステムにて知財部員として勤務>現在、ライターとして活動
圧電素子とは、水晶や石英などの誘電体で起こる圧電効果と逆圧電効果を利用して、微小動作制御や検知などをする受動素子のことです。
動作にギアやモータなどを必要としないシンプルな構造なため、他の微小動作機構素子に比較して小型の素子になります。
圧電素子は、主に工業向けの微小動作の検知および制御する装置に使用されています。例えば、振動計にも使用されており、振動による微小な力変化を圧力として圧電素子にインプットし、圧力を与えられた圧電素子に生じる電圧をアウトプットとして電圧値を得ることで振動の大きさとして数値化する仕組みです。
また、精密な動きが要求される顕微鏡や干渉計のような装置のステージ動作に付随する駆動系としても使用されています。このような駆動系の圧電素子の部材は、ピエゾドライバやピエゾアクチュエータと呼ばれており、圧電素子を複数積層させた積層アクチュエータなども汎用的な部材です。
これらにおいては、圧電素子に微小なパルス電流を加えることで、微小動作を実現しています。このように高応答性と精密な動作制御が必要な場面では、圧電素子が好適です。
圧電素子で用いられる素材には、主に圧電体セラミックスが使用されており、圧電体は結晶内部に電気的な歪みである極性を持っています。
図1に示すように、圧電素子は、圧電体をプラス側の電極とマイナス側の電極で挟み込んだ構造です。
図1. 圧電素子の模式図
電極間に電圧をかけることにより圧電体に圧力がかかり、電圧の大きさに応じて青い矢印のように伸縮して変位し、この変位を駆動力などとして利用しています。なお、その逆で圧電素子を変形させるような圧力をかければ電圧を検知することも可能です。
圧電体内の結晶格子は、図2に示すように、平常時は、雰囲気中のイオンを取り込むことで電気的に安定した状態を保っています。ところが、電圧が加わると図3に示すように容易にそのバランスが崩れ結晶内の極性が変化し、結晶格子自体が矢印で示すような方向に伸縮し、これによる変位が圧電体の変位です。
図2. 圧電体が通常状態の模式図(左) / 圧電体に圧電をかけた状態の模式図(右)
圧電素子ではこの極性を利用し、電気エネルギーを効率的に素子の変形エネルギーへと変化させるため、圧電体を電極で挟んだ構造となっています。この電極間に印加された電圧に対して、圧電体へ圧力がかかり変形します。また、その逆で圧力をかければ電圧を検知することも可能です。
この際の圧電体の変形は、圧電体の持つ結晶格子の電子的な極性を利用した歪み変形のため、高々数ミクロンレベルの変形量となります。そのため、一般的には数ミクロン微小な駆動量しか表現することができないため、さらに大きな駆動量を確保しようとすると複数の圧電素子を合体積層させる必要があります。
圧電素子を設置して動作させる物質の構成が、質量負荷か弾性負荷かによって適切な動作をする圧電素子を見極める必要があります。
特に、バネなどの弾性部材を介して保持された実際に動く構成物の動作を行う場合は弾性負荷条件となり、圧電素子で負荷をかけていくに従ってバネの弾性により圧電素子による力を押し返す力が働き、力の伝わり方が変わるためです。
具体的には、図3に示すように、圧電素子が駆動部材を押圧したときに発生する力をそのまま、実際に動く構成物に伝達する場合を質量負荷といい、圧電素子に電圧がかかった時から青い矢印方向の一定の力が掛かり続けることになります。
図3. 質量負荷の模式図
一方、上述した弾性負荷とは、図4に示すように、青い矢印で示す圧電素子が駆動部材を押圧したときに発生する力をバネなどの弾性部材を介して、実際に動く構成物に伝達する場合です。
圧電素子に電圧がかかった時から赤い矢印で示すバネの抵抗を受けながら押圧することとなり、構成物に加わる力は徐々に大きくなって一定の力に達するがことになります。
図4. 弾性負荷の模式図
そのため、バネなどの弾性部材を介して押圧する場合に、圧電素子が一定の電圧しかできない素子では動作の前半と後半で移動量が異なってしまいます。
また、圧電素子には動かせるストロークが決まっているため、目的の動作が叶うストロークを備えたものを選定することが重要です。
圧電効果をもつ材料にはセラミック系とフィルム系があります。
圧電セラミックス
圧電フィルム
ライター用圧電素子
圧電素子は衝撃を印加すると高電圧の電荷を発生することを利用して、電子ライターやガスコンロの発火部に使用されています。フリント (発火石) は使用するごとにすり減ってしまいますが、電子ライターで使用される圧電素子は破損しない限り半永久的に使用できるため、充てん式ガスライターなどに好適です。
圧電素子使用のスピーカー
圧電素子は、電気信号を印加すると伸び縮みする性質を利用して、発音部品としても使用されます。金属板に圧電セラミックスの薄板を貼り合わせ、広がり振動を利用した振動振幅を得て、大きな音を発することができます。
主に家電のお知らせ音、パソコンのビープ音、時計の電子音、車室内の後退音やオーディオのクリック音などに使用されています。
一部の高級オーディオでは、人の耳にほとんど聞こえないような20kHz付近の音を出すツイータとして圧電スピーカを搭載したものもあり、クラシック音楽などで音の広がりをもたせる効果を生み出すものもあります
圧電アクチュエータ
圧電素子は、電気信号で伸び縮みする性質を生かして、物体を押し引きするためのアクチュエータ (駆動部) としても好適です。インクジェットプリンターの駆動部に使用して高精度なインク吐出機能や、液体を押し出すためのディスペンス機能を実現しています。
圧電素子を使用したアクチュエータは、電磁コイルを使用したアクチュエータに比べて小型にできることがメリットですが、振動振幅ではコイル式に及ばないため、微小で高精度な駆動振幅が要求される用途に限定して使用されています。
参考文献
https://www.matsusada.co.jp/column/whats_piezo.html
https://www.pi-japan.jp/ja/technology/piezo-technology/fundamentals/
http://www.piezoposition.jp/piezo/choose.html
http://www.piezoposition.jp/piezo/choose.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年10月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | 有限会社メカノトランスフォーマ |
16.7%
|
2 | 株式会社トーキン |
12.3%
|
3 | 株式会社富士セラミックス |
10.5%
|
4 | 京セラ株式会社 |
9.3%
|
5 | 本多電子株式会社 |
7.4%
|
6 | ニッコー株式会社 |
6.8%
|
7 | 株式会社タイセー |
6.2%
|
8 | 日本特殊金属株式会社 |
5.6%
|
9 | 株式会社スライブ |
5.6%
|
10 | 林化学工業株式会社 |
4.9%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年10月の圧電素子ページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
設立年の新しい会社
歴史のある会社
製品の閲覧数をもとに算出したランキング
電話番号不要
何社からも電話がかかってくる心配はありません
まとめて見積もり
複数社に何度も同じ内容を記入する必要はありません
返答率96%以上
96%以上の方がメーカーから返答を受け取っています
返答時間が24時間以内の企業の中での注目ランキング
電話番号不要
何社からも電話がかかってくる心配はありません
まとめて見積もり
複数社に何度も同じ内容を記入する必要はありません
返答率96%以上
96%以上の方がメーカーから返答を受け取っています
47 点の製品がみつかりました
株式会社和貴研究所
380人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
5.5時間 返答時間
“ピエゾフィルムシート”は圧電効果を有するプラスチックからつくられた圧電素子です。 PVDF <ポリフッ化ビニリデン> P (VDF-TrFE) <フッ化ビニリデン/三...
4種類の品番
株式会社和貴研究所
360人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
5.5時間 返答時間
“ピエゾフィルムシート”は圧電効果を有するプラスチックからつくられた圧電素子です。 PVDF<ポリフッ化ビニリデン> P (VDF-TrFE) <フッ化ビニリデン/三フ...
6種類の品番
株式会社和貴研究所
420人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
5.5時間 返答時間
“ピエゾフィルムシート”は圧電効果を有するプラスチックからつくられた圧電素子です。 PVDF <ポリフッ化ビニリデン> P (VDF-TrFE) <フッ化ビニリデン/三フ...
3種類の品番
株式会社和貴研究所
280人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
5.5時間 返答時間
“ピエゾフィルムシート”は圧電効果を有するプラスチックからつくられた圧電素子です。 PVDF <ポリフッ化ビニリデン> P (VDF-TrFE) <フッ化ビニリデン/三...
4種類の品番
ホッティンガー・ブリュエル・ケアー(HBK)
240人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
23.2時間 返答時間
振動トランスデューサには、加速度ピックアップ、フォーストランスデューサ、インピーダンスヘッド、インパクトハンマ、タコプローブ、振動校正器、ケーブル...
ホッティンガー・ブリュエル・ケアー(HBK)
130人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
23.2時間 返答時間
■圧電式ひずみセンサCST/300:広い計測範囲を持つ高感度センサ 圧電式ひずみセンサCST/300は300μm/mまでの非常に広い測定範囲で歪みを正確に計測します。極め...
コーンズ テクノロジー株式会社
210人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
14.9時間 返答時間
5kΩまで対応可能なクリスタルの採用で、液体の粘性計測、金属腐食、酸化物生成/分解、界面活性剤の吸着/脱着、伝導性ポリマーフィルムの酸化還元プロセス研究...
ピーアイ・ジャパン株式会社
470人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
26.5時間 返答時間
指定されたバージョンの迅速な可用性 ■特徴 ・用途に合わせたピエゾ材料 ・全面コンタクト電極 ・2週間以内にお届け可能 ・在庫から直接入手可能な大量 概...
10種類の品番
株式会社オーバル
330人以上が見ています
最新の閲覧: 6時間前
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
23.0時間 返答時間
本器は、各種補正演算、レンジや各種係数を呼出し、設定、変更、自己診断やループチェックのできるインテリジェント機能を搭載。さらに、通信より、各パラメ...
8種類の品番
株式会社トーキン
200人以上が見ています
最新の閲覧: 28分前
100.0% 返答率
130.1時間 返答時間
■概要 トーキンの高性能セラミック材NEPEC® N-61 の使用と独自の機構設計により、大きな振動速度とその安定性を実現。強力な超音波の生成が必要なあらゆる場...
3種類の品番
ニッコー株式会社
50人以上が見ています
返信の比較的早い企業
100.0% 返答率
23.8時間 返答時間
■概要 セラウェーブ®は圧電体グリーンシートに導体印刷を行い、積層・焼成した圧電素子です。電圧の制御により、微細な伸縮変化による振動を発生するため、高...
二松電気株式会社
60人以上が見ています
最新の閲覧: 7時間前
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
0.2時間 返答時間
Unictron Technologies Corporation (ユニクトロン) は、1988年に設立された台湾のアンテナ、圧電セラミック素子のメーカーです。アンテナは、放射周波数の回...
エコーテック株式会社
10人以上が見ています
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
2.5時間 返答時間
■圧電高分子膜 圧電高分子膜P (VDF-TrFE) は、重合体の溶解体または溶液から作製した膜に分極処理することで得られます。 ■特徴 ・音響インピーダンスが、4....
エコーテック株式会社
20人以上が見ています
返信のとても早い企業
100.0% 返答率
2.5時間 返答時間
■圧電薄膜ZnO 圧電薄膜は、サファイアや石英などの媒体に、スパッタ法により酸化亜鉛 (ZnO) をC軸配向させることで得られます。 ■特徴 スパッタ法により薄膜...
Metoreeに登録されている圧電素子が含まれるカタログ一覧です。無料で各社カタログを一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。
カタログを企業ごとに探す
カタログを種類ごとに探す
メカノトランスフォーマ(MTC)は常にさまざまな分野でパートナーの方々と協力し、 新たな方向性を探ります。MTCでは、アクチュエータの設計・試作から大量生...
2023年9月30日
The PDm200 is a high-performance power supplyand linear amplifier module for driving piezoelectricactuators. The output voltage range can beswitche...
2023年10月9日
The PDUS210 is a complete solution for driving and analysing ultrasonic actuators up to 210 Watts.Functions include high-speed resonance tracking o...
2023年10月9日
PX200 Power AmplifierThe PX200 is a low-noise high-current linear amplifier for driving piezoelectric actuators and otherloads. The output voltage ...
2023年10月9日
トーキンのランジュバン型振動子は、強力な超音波の生成が必要なあらゆる場所で使用されています。トーキンの高性能セラミック材NEPEC® N-61 の使用と独自の...
2022年2月1日
カスタム対応可能です。ご要望の周波数・形状・電極などは、カタログをご参照いただきお問い合わせください。
2022年2月1日