圧電アクチュエータに関するFAQ

圧電アクチュエータの線形運動

CoreMorrow圧電セラミックス/スタック

Q:圧電セラミックにペンキを塗りたいです。それは変位を減らすことができますか?

A:圧電セラミックスと平行な追加材料はいずれも圧電セラミックスに負荷をかけ、その性能を低下させる。しかし、多くの場合、コーティングの剛性は圧電セラミックスの剛性より低くなるため、効果は小さい(<5%)。

Q:圧電セラミックスを油で冷却してもいいですか。

A:はい。いくつかの用途では、圧電セラミックス自体が発生する熱(自己加熱)は非常に大きく、空気または油流で冷却することができます。冷却油は、不純物が電気化学反応を引き起こし、最終的に圧電セラミックスの損傷と故障を引き起こす可能性があるため、清浄な誘電油(絶縁油)でなければならない。また、大きな断面を有する圧電セラミックスでは、表面と内部との間の熱勾配が大きい可能性があるため、許容可能な表面温度を維持するには不十分である可能性があることにも注意してください。CoreMorrow空冷圧電アクチュエータを選択可能で、冷却通気口を備えている。

CoreMorrow冷却圧電アクチュエータの追加

Q:圧電セラミックにトルクをかけてもいいですか。

A:圧電アクチュエータにトルクを加えることはお勧めしません。ナットを介して圧電アクチュエータに予圧力を印加する場合は、予圧トルクが圧電アクチュエータに伝達されないようにしなければならない。1 MPaより大きい剪断力は圧電アクチュエータの中間層の破裂を引き起こす可能性がある。トルク圧電アクチュエータは、トルク問題を解決するためにCoreMorrowを使用することができます。

CoreMorrow耐圧トルク圧電アクチュエータ

Q:圧電セラミックスにどのくらいのプリロードをかけることができますか。

A:圧電セラミックスは0 ~ 80 MPaのプリロードで動作することを提案します。プリロード力の設計では、任意の条件でプリロード力がこの範囲内にあることを確認する必要があります。正常値は10 ~ 20 MPaである。

Q:圧電スタックに負電圧をかけてもいいですか。

A:はい。準静的における圧電セラミックの変位は、一定の負電圧を印加することによって増加することができる。しかし、圧電セラミックスが脱分極されるリスクを回避するためには、室温と空負荷条件下で、N 51とN 57材料に対して、マイナス電圧は-0.7 kV/mmを超えてはならず、N 59材料に対して-0.25 kV/mm、N 46材料に対して-1.5 kV/mmである。高温と高負荷の場合、これらの推奨値を下げる必要がある。

圧電アクチュエータ曲げ運動

CoreMorrow ピエゾ電気折り曲げ機

Q:圧電ベンド機械のパラメータデータにおける共振周波数値を測定することができません。原因は何ですか。

A:第1の共振周波数はより高くなるので、クランプ力は共振周波数に影響を与える。同様に、圧電ベンダの上部に負荷(例えばレンズなど)を印加すると、第1の共振周波数が低下する。

Q:多層圧電セラミックスの内部電極露出をどのように処理しますか?

A:多層圧電セラミックスでは、内部電極が露出している場合、アークを回避するために印加電圧Vmaxを下げる必要がある。露出領域はコーティング処理をしなければならない。安全のために、新しい圧電セラミックスに交換してください。

ピエゾアクチュエータせん断運動

CoreMorrow圧電せん断

Q:圧電せん断機で発生する力については言及していない。その力は何ですか。

A:圧電セラミックスせん断機は剛性が高いため、発生する力を測定することが難しい。これが私たちがパラメータデータに言及していない理由です。力は自由変位と剛性の積によって推定することができる。剛性値はS 55 Eで得られ、S 55 Eの値は4.3 e-11 m ^ 2/Nである。

Q:圧電セラミックスせん断機は高周波で使用できますか?

A:その高剛性と高共振周波数のため、圧電セラミックスせん断機は高速操作(高速応答)に使用することができる。しかし、継続的な高周波使用は問題になる可能性がある。これは、その非線形性が高損失(d 33セラミックスより高い)を意味するため、圧電セラミックス自体に熱が発生するためである。一般的には、2 kHzで数分作業することは問題ではありません。より高い周波数またはより長い継続時間が必要な場合は、印加される動作電圧を低下させなければならず、そうしないと圧電セラミックはゆっくりと偏光解消(偏光損失)する。

Q:圧電セラミックスせん断機の推奨プリロードはいくらですか?

A:d 33圧電セラミックススタックは、慣性力が大きくなり、圧電セラミックス内部に引張応力が発生するため、高周波使用時に予備引張が必要です。せん断型圧電セラミックスでは、慣性力はせん断力であるため、軸方向プリロードの作用は限られている。しかし、場合によっては、剛性を高めるために(ゴム層/ゴム線を圧縮することによって)、または(重心が固定端から離れる場合には)曲げを回避するために、軸方向プリロードは非常に有益である。

Q:圧電セラミックスせん断機に印加できる最大軸方向荷重はどのくらいですか。

A:圧電セラミックスせん断機は通常3.5 MPaの圧力で試験を行う。圧電セラミックスはより高い圧縮力(>50 MPa)に耐えることができるが、実際の使用において、圧電セラミックスせん断片の軸方向荷重は5 MPaを超えてはならないことを提案する。これは、接触表面上の小さな欠陥も応力集中を招き、圧電セラミックスを破壊するためである。高圧が必要な場合は、圧電せん断板の表面と構造の接触面を含む、より平面度の高い接触面を使用することをお勧めします。

Q:圧電セラミックスせん断器に印加できる最大せん断荷重はどれくらいですか。

A:圧電セラミックスは非常に高い負荷に耐えることができる。実際、セラミックスと基板との界面は最大せん断荷重を決定する。運動が摩擦によって伝達される場合、最大荷重は接触面の圧力と静摩擦係数に依存する。例えば、2 MPa圧力×0.2摩擦係数=0.4 MPaであり、5×5 mmのせん断板の最大せん断荷重は約10 Nである。

エポキシ樹脂接着を使用する場合、最大せん断荷重は使用するエポキシ樹脂の強度に依存します。通常、エポキシ樹脂は5 MPaのせん断応力で安全に使用することができ、5×5 mmのせん断板で使用することもできる。その最大せん断荷重は約125 Nである。