Q8:ピエゾアクチュエータの共振周波数について

2020年6月30日

Q8:共振周波数とはピエゾアクチュエータ、ピエゾステージがもつ固有の振動数です。
この共振周波数付近で振動させると、振動が増幅され想定外の動きをする可能性があります。

当社で取扱っているピエゾ素子は積層圧電アクチュエータです。
積層圧電アクチュエータは薄い層を積み重ねて作られているので、
共振周波数付近で振動させると振動が増幅され、
ストローク以上の変位が起こり剥離して故障する可能性があります。
一般的に使用の目安として、駆動可能な周波数は1/3~1/5程度が勧められています。
その為、単純に「カタログ値の共振周波数」=「駆動可能な周波数」とはなりません。

また、当社ピエゾアクチュエータ、ピエゾステージのカタログに記載されている共振周波数は
下記図1の様な片側固定、無負荷の場合となります。
図1

図2の様に質量(ワーク、負荷)を取付けた場合、取付けた質量(ワーク、負荷)の重さにより
共振周波数が悪くなる傾向になります。
図2

共振周波数の計算値は下記の式で求められます。
ただし、あくまでも計算値となり実際の共振周波数と異なる場合がありますので、参考程度の数値としてください。

計算式
f₀:共振周波数(kHz) Ⅿ₀:質量(㎏)k:ピエゾスティフネス(N/㎛)
共振周波数 f₀=1/(2π)√(k/M₀)

他にもピエゾアクチュエータについての詳細な説明が記載されている資料「トータル技術資料」がございますので、
ご興味がございましたらご覧ください。

ご使用方法についてご検討されていましたら、お気軽にご相談ください。
ご質問をお待ちしております。

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