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GUIDE / PIEZO-ACTUATOR

ピエゾアクチュエータとは?積層型・予圧ケース型・変位拡大型・ステージ型の違いと、変位量・発生力・駆動電圧・価格の選び方

電圧をかけると伸び縮みする圧電素子のピエゾアクチュエータ(圧電アクチュエータ)について、4つの種類の違い、変位量と発生力の関係、駆動電圧と共振周波数、引く力への備え、寿命と保管、値段を、メーカーの公式資料をもとにまとめました。

2026年11月5日更新

この記事の答え

ピエゾアクチュエータは、電圧をかけると伸び縮みする圧電素子で、物を細かく動かしたり押したりする部品です。圧電アクチュエータ・積層圧電素子とも呼びます。作りで、素子そのものの積層型・金属ケースに予圧をかけた予圧ケース型・てこで動きを大きくする変位拡大型・ガイドと一体のステージ型に分かれます。選ぶときは「何μm動かすか」「どれだけの力で押すか」「引く力がかかるか」の3つを先に決めます。

ピエゾアクチュエータとは

ピエゾアクチュエータは、圧電縦効果で電気エネルギーを変位や力に変えるセラミック素子です。薄い圧電素子を数10枚以上積み重ねて、低い電圧で大きな変位と力を出します。半導体装置や光学機器の位置決め、バルブやポンプの駆動、加振に使います。

比較ページには、自社で作るか自社グループのブランドで売る日本の会社のピエゾアクチュエータを、各社の代表の型の単位で載せています。モーターで動く電動アクチュエータ、ブザーやセンサの圧電素子、ドライバ単体は載せていません。

4つの種類

  • 積層型(素子):素子そのものを使います。小さく、力が大きく、応答が速い型です。例はトーキンの AE0505D16DF と、富士セラミックスの SA0707-150-16M ⁠⁠です
  • 予圧ケース型:金属ケースに入れ、予圧をかけています。引く力を受けられ、ねじやフランジで留められます。例はトーキンの ASB170C801FD0LF と、PIジャパンの P-840.20 ⁠⁠です
  • 変位拡大型:てこやフレクシャーで動きを大きくします。例はメカノトランスフォーマのメカトランス MTA02S600F2 と、ソーラボジャパンの APF705 ⁠⁠⁠です
  • ステージ一体型:弾性ヒンジのガイドと素子を一つにして、台を真っすぐ動かします。例はメステックの MHS-F4 ⁠⁠です

変位量と発生力

  • 積層素子だけの変位は、数μmから40μm程度です
  • トーキンの AE0505D16DF は17.4μmで850N、富士セラミックスの SA0707-150-16M は16μmで1900Nを出します
  • 変位拡大型は、メカトランス MTA02S600F2 が600μmで2N、ソーラボの APF705 が560μmで、引く力は25Nです
  • 動きを大きくすると、力と共振周波数は下がります
  • 発生力は、最大の電圧をかけたときに伸びを0に押さえ込む力のことです

駆動電圧と応答

  • トーキンと富士セラミックスの積層型は、最大150Vで動かします
  • PIジャパンの P-840.20 は0〜100V、ソーラボの APF705 は-30〜150V、メステックの MHS-F4 は-10〜150Vです
  • トーキンの AEシリーズは、自己共振周波数の1/3程度まで駆動でき、数十kHzまで応答します
  • 共振周波数は、AE0505D16DF が69kHz、P-840.20 が14kHz、APF705 が315Hzです
  • 駆動には、専用のピエゾドライバを別に用意します

使うときに気をつけること

  • 曲げ・引張・ねじり・偏荷重は避けます。引く力がかかるなら、予圧ケース型にします
  • PIジャパンの P-840.20 は、押す力1000Nに加えて引く力50Nまで受けられます
  • 湿気に弱いので、トーキンは-5〜+40℃・40%R.H.以下での保管を求めています
  • トーキンの ASBシリーズは、85℃・100Vの条件でMTTF 36,000時間です
  • 精度が要るなら、メステックの MHS-F の末尾C の型のように、変位センサ付きで閉ループにします

値段

  • 値段を公式に出しているのは、メカノトランスフォーマとソーラボジャパンです
  • メカトランス MTA02S600F2 は148,500円(税別)、ソーラボの APF705 は115,743円(定価・税抜)⁠で⁠⁠⁠⁠す
  • トーキン・富士セラミックス・PIジャパン・メステックは、見積で値段を出します
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