多層セラミックベンダー

Noliac A/S
多層セラミックベンダー
CMB
株式会社キーストンインターナショナル
277-0042 千葉県柏市逆井 13-27 黒沢ビル 3F
Phone:04-7175-8810
Fax:04-7175-5669
Email: [email protected]
noliac
CMB
Contents
Page
基本情報 ................................................................................... 3
特徴
記述
応用例 ..................................................................................... 4
材料 ........................................................................................ 5
アクチュエーター材質
材質の物理的性質
機械的データ ................................................................................. 6
寸法
特注オプション
製品識別 ..................................................................................... 7
コード
コード例
標準タイプ ................................................................................... 8
アプリケーション情報 ..................................................................... 11 15
マウンティング
外部電極
電気接続
制御指示
ストレイン
ヒステリシス
クリープ
CMB 機能方程式
ダイナミック動作
テストと要求 .................................................................................16
品質保証
テスト方法
寿命テスト
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noliac
CMB
基本情報
特徴
•
•
•
•
•
•
•
•
低電圧駆動
精密ポジショニング
コンパクトサイズ
Large displacement
低消費電力
機械パーツ無し
磁界無し
特注仕様
記述
CMBは、圧電効果を応用したセラ
ミックの多層ベンダーアクシュエ
ーターです。これらは、重ねられ
た非常に薄い圧電材料層と、内蔵
の内部の電極から構成されていま
す。(図-1参照) 内部電極は、コン
ポーネントの後部に達していて、
3個の外部電極に接続されます。
(図-2参照)
この構造は、3 MV/mの高い電界強
度を可能にし、結果として低駆動
電圧でさえ大きいストロークをも
たらします。
さらにCMBは、不利な条件下でも
短い応答時間と素晴らしい性能を
発揮致します。
Fig. 1. Sectional drawing.
Fig. 2. External electrodes.
CMB素子は一体構造素子に見えま
すが、単一のセラミックボディー
上に d31素子を 2枚重ねて結合し
てあります。
d31素子の一方が伸び、他方の素
子が収縮することで素子は湾曲
(ベンヂング)を示します。
(図-3参照)
Fig. 3. CMB bending mode.
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noliac
CMB
応用例
•
•
•
位置決め
- レーザー
- 光学系
- 顕微鏡
- マニュピレーター
データ処理
- プリンター
- データ保存
医用
- マイクロポンプ
- 調剤
•
民生
- カメラ
- ビデオ
•
一般工業用途
- 織機
- 加速センサー
- ショックセンサー
•
Outlet
Outlet
Inlet
Fig. 4. Piezo valve.
その他
- 点字表示器
- 小型バルブ
CMB
Fig. 5. Textile.
CMB
Fig. 6. Laser and optics.
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noliac
CMB
材質
アクチュエーター材質
• Pz26
高いダイナミック動作を必要とする圧電モータ
ー等、発熱の少ないアプリケーションに向いた
オールマイティな PZT材料での中程度のストレ
インを発生します。この材料はまた、高いブロ
ッキング力とバイポーラ運転が可能です。200℃
まで安全に運転することができます。
CMBは、異なったグレードの圧電素子(PZT)と、
エレクトロストラクティブ材料(PMN)で製造され
ます。各材料は、CMBの広い範囲のアプリケーシ
ョンの要求に最適化いたします。
• Pz27
静止、または中程度のダイナミックな応用にて
PZTの材料の中で最も大きなストレイン(押し荷重)
を発生します。温度200℃まで安全に運転できます。
• Es91
非常に低いヒステリシスとクリープを特徴とする
エレクトロストラクティブ PMN材料です。PMNは、
PZT材より 80%大きなヤング係数があります。
ご使用に当たっては、個々の特性の大きな高温度
依存性と、この材料の持つ高い誘電率を熟慮して
下さい。
• Pz29
誘電率が高く、ストレインの大きなPZT材料です。
この材料はPz27と比べると、ヒステリシスやクリ
ープが少ない材料です。
材料の物理的性質
Table 1. Properties of Bulk Materials.
Parameter
T
Relative Dielectric Constant, K33
Units
-
Pz26
1.300
Pz27
1.800
Pz29
2.900
Es91
16.000
Dielectric dissipation factor, tan δ
Curie Temperature, Tc
-
0,003
0,017
0,019
0,080
°C
330
350
235
-
200
125
-
Coupling factor, kp
°C
-
200
0,57
0,59
0,64
-
Coupling factor, kt
-
0,47
0,47
0,52
-
Coupling factor, k31
-
0,33
0,33
0,37
-
Coupling factor, k33
-
0,68
0,70
0,75
Max. recommended working temperature
Charge coefficient, d31
-12
m/V
Charge coefficient, d33
-130x10
-12
m/V
290x10
-12
-170x10
-12
425x10
-3
-11x10
-3
-12
-
-12
-
-3
-
-3
-240x10
575x10
-3
-10x10
-3
Voltage coefficients, g31
Vm/N
-11x10
Voltage coefficients, g33
Vm/N
28x10
27x10
23x10
-
Frequency constant, Np
Hz m
2.230
2.010
1.970
-
Frequency constant, Nt
Hz m
2.040
Density
kg/m
E
Elastic compliance S11
Elastic compliance
Elastic compliance
Elastic compliance
E
S33
D
S11
D
S33
Young modulus
3
2
m /N
2
m /N
2
m /N
1.950
3
7,7x10
-12
13x10
-12
20x10
-12
12x10
2
m /N
11x10
Pa
1.960
3
7,7x10
-12
17x10
-12
23x10
-12
15x10
-12
12x10
4,5x10
10
3
8,0x10
-12
-
-12
-
-12
-
7,5x10
17x10
23x10
15x10
-12
-12
10x10
4,5x10
10
4,7x10
10
3
10
8,2x10
Poisson ratio
-
0,33
0,39
0,34
-
Mechanical Quality factor, QM
-
> 1.000
80
90
-
Ppm/K
-
- 2,5
-
-
Thermal expansion coefficient (multilayer)
特性は標準ディスクを室温にて測定。誘電率は1 kHzで測定。
CMAのヤング率は100μmレイヤー厚にて測定。
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noliac
CMB
機械的データ
寸法
L
W
EW
T
Fig. 7 CMB dimensions.
Table 2. Dimensions; see Fig. 7 – CMB dimensions.
Symbol
Parameter
L
Length
W
Width
T
Thickness
EW
Electrode width
LT
Layer Thickness
* どちらか大きな方
Min.
10
4
0,5
W/4
20
Max.
70
20
3
W/4
200
Tolerance
±0,1 or ±2% *
±0,1 or ±2% *
±0,05
±0,5
±2 or ±5% *
Unit
mm
mm
mm
mm
µm
特注オプション
•
•
•
•
トレランス(公差)の小さな製品はご要望により製造いたします。
円形ベンダーもご要望により製作致します。
外部電極取り付け位置形状はご要望により変更致します。
特注仕様による内部電極構成お受け致します。
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noliac
CMB
製品識別
コード
製品は 9個のコードの組み合わせ合計 30桁の記号で識別されます。
Table 3. Product Identification Codes.
Product
Type
Material
Shape
CMB01
CMB02
S1
S2
H1
E1
A
B
Max.
Third
Second
First
Dimension Dimension Dimension Operating
Voltage
T
W or ID
L or OD
3 digits
3 digits
3 digits
3 digits
Stroke at
Vmax
Max.
Force
5 digits
5 digits
製品タイプ
- CMB01: ダブルサイドベンダー
- CMB02: シングルサイドベンダー
最大駆動電圧 Vmax
この値は通常、多層素子の場合層の厚さの±1.5倍
で定義します。
材質
- S1 : Pz27
- S2 : Pz29
- H1 : Pz26
- E1 : Es91
例 : 030 = ±30V, 100 = ±100V etc.
最大ストローク
最大ストロークは、機械的無負荷室温にて測定。
データの最初の 4桁はメインストロークを表し
5桁目は小数点以下桁を表します。
形状
- A : 四角、長方形
- B : リング、円形
寸法
単位 mm 最初の2桁はメイン寸法を3桁目は小数点
以下を表します。
例 : 078 = 7,8mm, 320 =
32,0mm, 500 = 50,0mm etc.
- 1番目の寸法: 長さ形状Aの場合,
外径形状Bの場合
- 2番目の寸法: 幅形状Aの場合,
内径形状Bの場合
- 3番目の寸法: 厚さ
例 : 00350 = ±35,0µm, 01500 = ±150,0µm,
12000 = ±1200,0µm etc.
最大発生力
最大発生力能力。最初の4桁は主の発生力を表す。
5桁目は小数点以下を表します。
例 : 00005 = 0,5N, 00012 = 1,2N, 00020 =
2,0N etc.
識別コードの例
A) CMB01, Pz29, square 21mm x 7,8mm, 0,7mm thick, Vmax = ±100V, stroke = ±160µm, force = 1,2N
B) CMB01, Pz29, square 32mm x 7,8mm, 1,3mm thick, Vmax = ±100V, stroke = ±280µm, force = 3,0N
C) CMB01, Pz29, square 50mm x 7,8mm, 1,8mm thick, Vmax = ±100V, stroke = ±550µm, force = 4,0N
Table 4. 識別コードの例
Example
A
B
C
Product
Type
CMB01
CMB01
CMB01
Material
Shape
S2
S2
S2
A
A
A
First
Dim.
210
320
500
Second
Dim.
078
078
078
Third
Dim.
007
013
018
Max.
Voltage
100
100
100
Stroke at
Vmax
01600
02800
05500
Max.
Force
00012
00030
00040
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-
No minimum orders are required if units are on stock
-
-
V
-
°C
°C
+/- 20%
+/- 20%
+/- 20%
+/- 15%
+/- 15%
+/- 0,1
+/- 0,1
+/- 2%
-
Tolerances
Noliac A/S, Hejreskovvej 18, DK-3490 Kvistgaard, Denmark, Phone: +45 4912 5030, Fax.: +45 4912 5031, Mail.: [email protected], Web: www.noliac.com, VAT: 20 076 488
B: By activation each section the bending actuator can move either up or down
Data are specified for room temperature and static operating conditions. Specifications for dynamic operation or higher temperature operation must be determined by experiment.
A: Bending actuators have two active sections
Comments:
Leads:
Operating voltage range
Standard operating temperature range
30 AWG x 20 cm if thickness < 1 mm ; 28 AWG x 20 cm if thickness >= 1 mm
Hz
V
335
N/µm
N
µm
nF
mm
mm
mm
-
Units
+200 or ±100
230
0,0046
2,90
±635
2 x 750
1,8
7,8
50
S1
CMBP9
-
130
0,0019
1,60
±850
2 x 500
1,25
7,8
50
S1
CMBP8
Ag. Three contacts located at rear end of component.
885
0,0003
0,40
±1270
2 x 250
0,7
7,8
50
S1
CMBP7
External electrodes
615
0,0205
4,30
±210
2 x 480
1,8
7,8
32
S1
CMBP6
°C
345
0,0065
2,25
±345
2 x 320
1,25
7,8
32
S1
CMBP5
350
2350
0,0016
0,75
±475
2 x 160
0,7
7,8
32
S1
CMBP4
Curie temperature
1630
0,0647
5,50
±85
2 x 330
1,8
7,8
21
S1
CMBP3
°C
915
0,0308
3,70
±120
2 x 220
1,25
7,8
21
S1
CMBP2
-40 to +150
Unloaded resonance frequency (bending)
0,0062
1,20
Blocking force - Closed loop
Stiffness - Closed loop
±195
0,7
Thickness
Free stroke
7,8
Width
2 x 110
21
Length
Capacitance
S1
CMBP1
Material
Product Type:
Technical Data - Ceramic Multilayer Benders - CMB Plate
B
A
Notes
-40 to +150
7,5
0,41
29
±70
2 x 940
1,25
6
30
S1
CMBR5
10
0,81
39
±48
2 x 1470
1,8
6
30
S1
CMBR6
2,3
0,07
13
±185
2 x 800
0,7
8
40
S1
CMBR7
No minimum orders are required if units are on stock
30 AWG x 20 cm if thickness < 1 mm ; 28 AWG x 20 cm if thickness >= 1 mm
+200 or ±100
4,3
0,34
39
±115
2 x 1740
1,25
8
40
S1
CMBR8
6,0
0,67
56
±83
2 x 2740
1,8
8
40
S1
CMBR9
-
-
V
-
°C
°C
kHz
N/µm
N
µm
nF
mm
mm
mm
-
Units
-
-
V
-
°C
°C
+/- 20%
+/- 20%
+/- 20%
+/- 15%
+/- 15%
+/- 0,1
+/- 3%
+/- 3%
-
Tolerances
Noliac A/S, Hejreskovvej 18, DK-3490 Kvistgaard, Denmark, Phone: +45 4912 5030, Fax.: +45 4912 5031, Mail.: [email protected], Web: www.noliac.com, VAT: 20 076 488
B: By activation each section the bending actuator can move either up or down
Data are specified for room temperature and static operating conditions. Specifications for dynamic operation or higher temperature operation must be determined by experiment.
A: Bending actuators have two active sections
Comments:
Leads:
Operating voltage range
Ag. Three contacts located on the edges of the outer diameter.
4,6
0,10
11
±108
2 x 470
0,7
6
30
S1
CMBR4
External electrodes
23
1,10
22
±20
2 x 670
1,8
4
20
S1
CMBR3
350
16
0,57
16
±28
2 x 400
1,25
4
20
S1
CMBR2
Curie temperature
Standard operating temperature range
8,7
Unloaded resonance frequency (bending)
9
0,19
Blocking force - Closed loop
Stiffness - Closed loop
±47
0,7
Thickness
Free stroke
4
Inner diameter
2 x 180
20
Outer diameter
Capacitance
S1
CMBR1
Material
Product Type:
Technical Data - Ceramic Multilayer Benders - CMB Ring
B
A
Notes
noliac
CMB
標準タイプ
表 5の標準製品は常に在庫があります。他のすべての CMBは顧客特注仕様になります。前回の製造で残った
製品に付いては在庫として維持し、次回の注文時に即納致します。在庫リストは要求に応じて供給いたします。
ストローク、Fmax、およびfresは見積値であり、
12ページの公式を参照してください。許容範囲
±15%は考慮して下さい。
500
Stroke (± µm)
400
カタログ性能は、ベンダーの片端だけを固定し
た場合のみ有効です。しかし、両端でベンダー
を固定した使い方をすることができます。この
場合ストロークは、表5に示すようにおよそカ
タログ性能の25%になります。そして、発生力
と共振周波数は、規定の値を4倍した値になり
ます。
300
200
100
B4
B5
B6
0
0
1
2
3
4
5
Force (N)
標準タイプのベンダーで、片端を固定した場合
ストロークと発生力の特性を図8-10で示します。
±で示したストロークは、上向き、または下向
きのモードで指定されたストロークレベルを得
ることができることを示します。
Fig. 9 Stroke versus force, B4 – B6 benders.
1400
1200
Stroke (± µm)
1000
ブロッキング力は、ベンダーを最初の位置、す
なわちゼロストロークにおける位置に戻すのに
必要な力です。
800
600
400
200
200
B7
B8
B9
0
0
Stroke (± µm)
150
1
2
3
Force (N)
Fig. 10 Stroke versus force, B7 – B9 benders.
100
50
B2
B1
B3
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Force (N)
Fig. 8 Stroke versus force, B1 – B3 benders.
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noliac
CMB
アプリケーション情報
このセクションでは、圧電多層ベンダーにする
関する基礎的な情報とさまざまな側面を提供す
ることを目的としています。
追加情報が必要ででしたら、何なりとお申し付
け下さい。以下のアプリケーション情報を提供
いたします：
•
•
•
•
•
•
•
•
•
マウンティング
外部電極
電気接続
制御方法
ストレイン
ヒステリシス
クリープ
CMB 機能方程式
ダイナミック動作
マウンティング
CMBは、機械的なクランプ固定か接着剤で取り付け
る事が出来ます。(図-11)CMBは、上下を機械固
定しないで、表面にも小さい変化が持っている
よう配慮して下さい。このような理由で適度の
力、指定されたブロッキング力のおよそ 5倍ほ
どで機械的な固定をするべきです。
3,0
0,5
Mounting by mechanical clamping
Epoxy
glue
3,5
Mounting with glue
Fig. 11 Mounting of CMB’s. Dimensions in mm.
ピエゾセラミックの接着にはエポキシ系接着剤
が最適ですが、他にいくつかの代替接着剤があ
ります。あなたのアプリケーションで適切な接
着剤のサポートを必要とする場合はご連絡下さい。
外部電極
プラス電極は黒点でマークされます。(図-12)
標準品として、外部電極は CMBの後部で銀でス
クリーン印刷されています。他の材料、例えば、
銀/パラジウム、または金はご要求に応じて製作
致します。
Fig. 12 External electrodes.
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noliac
CMB
アプリケーション情報
電気接続
外部電極への電気の接続は、機械的な接触、は
んだ付け、または電気伝導性接着剤で接ぐこと
により達成することができます。
電気伝導性接着剤は電気接続に適しています。
数多くのメーカーと製品があります。あなたの
アプリケーションに、適切な伝導性接着剤の選
択サポートが必要な場合は、我々に連絡してく
ださい。
機械的な接続をアレンジ、例えば銅のスプリン
グによる外部電極への接続、をすることが出来
ます。電極の酸化による電気的な接触不良を防
ぐ目的で、外部電極にはを金メッキ使用するこ
とをお勧め致します。
制御方法
CMBの外部電極への直接半田付は、素晴らしい
接触を達成します。使用する半田には、2∼4%
の銀を含む低融点Sn/Pb半田を使用するのを勧
めます。半田付け温度は250∼300℃で、半田
時間が2秒を超えないよう注意して下さい。
半田付けする前に、CMBの外部電極を徹底的に
クリーンニングすることをお勧め致します。
ガラスブラシは、非常に役立ちます。半田と
ガラスブラシはご要望に応じてます。要求に応
じて、半田付けされたリード線付きのCMBもご
用意出来ます。
•
CMBは以下の方法で制御出来ます：
•
差動電圧による制御：(図-13参照)
このモードでは、上向き、下向きのベン
ディング制御をすることが出来ます。
単一電源電圧制御：(図-14)このモードで
は、片側だけのベンディング制御しか出
来ません。すなわち、ベンディングは黒点
側を上にした場合下方向になります。
CMBの制御電圧は、差動電圧制御の場合±30V
∼±300V、単一電源電圧制御の場合60V∼600V
の範囲で設計されます。
+ 100 V
Vin ± 100 V
- 100 V
Fig. 13 Differential voltage control, ±100V.
Vin 0 V to 200 V
0V
Fig. 14 Single side voltage control, +200V.
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noliac
CMB
アプリケーション情報
ストレイン
CMBには通常、不活性な上下層、すなわち、40∼
100μmの厚さの不活性な材料層があります。(図-15)
多層セラミックの実際のセラミックの層の厚さは、
最大ストレインに大きく影響を及ぼします。理由
は、不活性層である電極層の数が増せば増すほど
クランピング効果が増し、一枚の層の厚みの減少
とともにコンポーネントのストレインの減少が起
こるからです。(図-17)データは、最大電界強度
3MV/mでの値です。
Inactive
0,25
Active
0,20
Strain (%)
Inactive
Pz29
Pz27
0,15
Es91
Pz26
0,10
Fig. 15 Active and inactive parts of CMB.
0,05
積層枚数は、活性層の厚さと一枚の層の厚さから
算出することが出来ます。内部電極は通常、2∼3
μmの厚さがあり、層の厚さに含まれています。
CMBは通常、層の数が偶数でなければなりません。
0,00
0
50
100
150
200
250
Ceramic Layer Thickness (Micrometers)
Fig. 17 Strain, d33, versus layer thickness.
CMBのストレインの最適化をするために、可能な最
も厚い層が選ばれるべきであり、すなわち、層の厚
さは用意可能な電源に関連するべきです。
表-6にいくつかの例を示します。
例：
一枚の層の厚さが 70μmで1.8mmのCMBは：
アクティブ層の厚さ：(1.800-2x70)=1.660μm
層の数: 1.660μm/70μm = 24 枚
表-6 CMBのレイアー層の種類
一枚の層の厚さが 20μmで1.0mmのCMBは：
アクティブ層の厚さ：(1.000-2x40)=920μm
層の数: 920μm/20μm = 46 枚
異なったの材料で出来たアクチュエーターの代表
的なストレインレベルを図-16で示します。d31の
ストレイン値は、対応するd33のストレイン値の
35%で見積もることが出来ます。
Available power
supply
± 30 V
± 50 V
± 100 V
± 150 V
Ceramic layer
thickness
20µm
33µm
67µm
100µm
Hysteresis
0,5
圧電材料は充放電サイクルにおいて、ストレインが
同じ軌跡を通らない、いわゆる機械的なシステリシ
スを示します。(図-16)
ヒステリシスは、2の軌跡の最大の差によって割られ
た最大ストレインで表されます。
表-7は、異なった材料のアクチュエーターの機械的
なヒステリシスを示します。
Es91
Strain (%)
0,4
Pz29
0,3
Pz27
0,2
Pz26
0,1
0,0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Field Strength (MV/m)
Fig. 16 Strain, d33, different actuator materials.
表-7 材料によるヒステリシスの違い
Material
Pz27
Pz29
Pz26
Es91
Hysteresis (%)
19
13
20
4
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noliac
CMB
アプリケーション情報
クリープ
s = 1,06 ×
圧電材料はクリープ効果を示します。材料は、
しばらくの間拡張し続けます。
同様に放電周期では、材料はすぐに初期レベルに
対応する位置に戻りません。
T2
Ta2,5 × W
Fbl = 7,9 ×
T × Lf
異なった材料で出来たアクチュエーターのクリー
プ効果は、図-18で比較されます。そこでは、100%
のストレインに達するまでの時間が示されています。
1,00
Relative Strain (%)
L2f × Ta
f rsn = 0,4 × 10 6 ×
0,95
0,90
Es91 - First line from top
Pz29 - Second line from top
Pz27 - Third line from top
Pz26 - Fourth line from top
0,85
T
L2f
[mm]
[N ]
[Hz ]
式は、準静的な応用における性能を示します。
±15%の許容範囲を考慮に入れる必要がありま
す。
0,80
0
20
40
60
80
100
120
140
Time (Seconds)
Fig. 18 Creep effect of actuator materials.
上の式における定数は、セラミック層の厚さ、
材料、およびカバー層の厚さにより変更して下さ
い。特別なCMB要求のための計算を必要とする場合
は連絡して下さい。
CMB 機能方程式
CMBのベンディング量 s、ブロッキング力 Fbl、
および共振周波数、frsnはいくつかのパラメター
に依存しています:
•
•
•
•
•
•
•
•
CMB のフリーレングス Lf
CMBの厚み, T
CMBの幅, W
CMBのアクティブ厚み、Ta
カバー層の厚み, Tc
セラミック層の厚み, Tlt
印可電圧, V
材質
以下の式を使用することでPz29の材料に基づく、
±100V駆動のために設計したCMBの最大ベンディ
ング量、ブロッキング力、共振周波数を計算する
ことが出来ます。
F
bl,
rsn, of CMB’s are
T
s
Lf
L
Fig. 19 Application example.
s, Lf, とT : 図-19参照
T, W, Lf, と Ta は単位mm
Ta = T – 2xTc
代表的なクランプ長: L - L f = 3,5mm
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noliac
CMB
アプリケーション情報
ダイナミック動作のための材料の選択は、最大
ストロークと最大運転温度のとのバランスです。
ここでおもしろい比較を図-22で示します。
2つの材料、ハードドーピング圧電素子(Pz26)、
およびソフトドーピング圧電素子(Pz27)を、同
じ振幅レベル、0.12%で比較した結果があります。
2つの材料を比較した場合、同じ振幅で同じ動作
温度になるようにすると、ハードドーピング圧
電素子は2倍の周波数で動作する事が可能なこと
が分かります。
ハードドーピング圧電素子で作られたCMBの静
電容量は、ソフトドーピング圧電素子のCMBと比
べて30∼50%小さくなります。これは、ダイナミ
ックな応用には、ハードドーピング圧電素子で
作られたCMBの方がより適しています。
ダイナミックモードでの運転は、CMBの静電容
は非常に重要になります。
圧電素子の静電容量が大きくなると、通常これ
を駆動するエレクトロニクスのコストは増加し
ます。
100
A
Temperature (°C)
ダイナミック動作において、材料の違いによるア
クチュエーターのふるまいを比較するために、断
面が 7mm x 7mm、長さ 40mmのピエゾスタックを
使って多くのテストを行いました。テストは室温
にて自然冷却にて実行されました。
温度均衡に達した後アクチュエーターの温度はス
タックの表面で測定されました。ハードドーピン
グ圧電素子(Pz26)と、ソフトドーピング圧電素子
(Pz27)の動作周波数と温度上昇・電界強度との
関係を図-20 -21に示します。
(その他の材料のデータは、ご要求に応じます。)
同じ電界強度と温度レベル条件で比較した場合、
ハードドーピング圧電素子は他方に比べ 6∼10倍
高い周波数動作することが出来ることが見て取れ
ます。
さらに、ハードドーピング圧電素子は、強電界
(±1、5MV/m)バイポーラモードで駆動すること
が出来、DCオフセット電圧のを必要としません。
A: 3 MV/m
B: 2 MV/m
C: 1 MV/m
B
80
60
C
40
20
10
100
1000
10000
Frequency (Hz)
Fig. 20 Dynamic operation, Pz26.
100
A
Temperature (°C)
CMBはしばしばダイナミック動作で使用されます。
しかしながら、動作周波数や冷却の状態によって
は、駆動電圧振幅をVmax以下に減少させるのが必
要があるかもしれません。通常、最大の条件、電圧振幅、および周波数は特定のアプリケーション
のために設計されなければなりません。
ナル”の営業技術と”ノリアック株式会社”に
ご相談下さい。
B
A: 3 MV/m
B: 2 MV/m
C: 1 MV/m
C
80
60
40
20
10
100
1000
10000
Frequency (Hz)
Fig. 21 Dynamic operation, Pz27.
100
Pz27
Temperature (°C)
ダイナミック動作
Pz26
80
60
40
20
0
50
100
150
200
250
Frequency (Hz)
特に薄いセラミックで構成する積層タイプの CMB
は、非常に大きなキャパシタンスがあります。
これら理由で、動作電圧とキャパシタンスの最も
バランスの良い配分で CMBのを設計するのは、最
適のセラミック素材と層の厚さを選ぶ事が重要で
す。貴社の要望をを満たす特注 CMBの事なら、経
験豊富な ”株式会社キーストンインターナショ
Fig. 22 Comparison at equal vibration amplitude.
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noliac
CMB
テストと要求
品質保証
ノリアック社の多層ピエゾセラミック製品は、一貫して高品質の規格を満たし生産されます。弊社の品質規
格は、個々の製造工程後に主要なパラメターを管理する事で達成されています。異常が観察された場合、す
ぐに適正な修正処置が取られます。原料と、この原料を加工する時のプロセス・パラメータは常に完全な追
随性を維持しています。国際基準に準拠した、製品のクオリティーコントロールが実行されたいます。：
ISO 2859-1974(E)、AQLレベル0.65%
テスト手順
多層セラミック製品は、生産の工程の中と出荷の前最終的ににテストされます。表-8に示されるテストと要
件は、標準的に実行されます。追加試験と要件は、顧客と協議の上決定し行います。
表-8 テストと要件
テスト項目方法
サンプリング
要件
機械的損傷目視 100% 損傷が無いこと
外形検査目視 100% 汚れカラーミス
6ページの表-2参照
外形寸法マイクロメーターによる AQL 0,65%
外形寸法のチェック
外部電極のハンダの
ハンダの容易さ：2個所
参照 CMBによる電極
ハンダ良好損傷無し
容易さ
材料のバッチテスト
外部電極支持
最低剥がれ力 > 35N
線を参照電極にハンダ
付けし引っ張り試験
(DOD-STD-1376A)
変位量最大駆動電圧印加時
静電容量
1kHz; 1,0Vrms
参照 CMBによる電極
AQL 0,65%
規定値の ±10%
誘電損失
1kHz; 1,0Vrms
AQL 0,65%
規定値の ±10%
絶縁抵抗
ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽｽﾍﾟｸﾄﾗﾑ 50Vdc, 60sec.
Impedance scan 100Hz
10kHz; 1,0Vrms
AQL 0,65%
Ri > 100MΩ
AQL 0,65% 異常値を検出しない事
(内部損傷を示します)
材料のバッチテスト
AQL 0,65%
規定変位量の±10%
条件:温度 21-25℃ 湿度50-60%RH
寿命のテスト
寿命テストと加速寿命テストは、参照材料で常に実行されています。このデータは要求に応じて提供可能
です。追加項目テストは顧客との協議の上決定し行います。
•
•
•
強電界及び高温下での絶縁抵抗 (データの提供可能)
強電界下でのダイナミックモード耐久試験 (データの提供可能)
湿度テスト, 高湿度の下で DC負荷試験 (データは近い将来提供可能)
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