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画期的なハイパワー超音波機能材料開発のための新しい自動評価システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10650660
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関山形大学

研究代表者

広瀬 精二  山形大学, 工学部, 教授 (70007201)

研究分担者 高橋 貞行  日本電気, 研究開発グループ, 主席研究員
青柳 学  山形大学, 工学部, 助手 (80231786)
富川 義朗  山形大学, 工学部, 教授 (80007004)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1998年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード圧電振動子 / ハイパワー / 振動損失 / 誘電体損失 / 自動測定
研究概要

本研究は、ハイパワー励振状態での圧電セラミックスの"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して、しかも同時に、コンピュータ制御による自動測定装置により測定し、圧電セラミックスの組成、作製方法による特性の違いを短時間のうちに評価できるシステムを開発しようとするものである。
申請者はこれまでに、振動による内部損失の自動測定システムを開発している。この装置をさらにシステム・アップして、超音波機能材料である圧電セラミックスの"振動による内部損失"だけでなく、"誘電体損失"も同時に測定できる自動測定装置の実現を目標として研究を行った。
平成10、11、12年度と3年に亘って"振動による内部損失"と"誘電体損失"を分離して測定する測定システムの作製を進め、改良を加えたのち、各損失の分離測定を行い、振動振幅依存性を調べた。
研究実施内容と得られた成果について箇条書きにより以下に記す。
1.圧電定数および誘電定数、弾性定数に損失角を導入し、これを考慮してアドミタンスを求め、損失を理論的に分離した。これを基に損失を分離表示した等価回路を導出した。
2.ハイパワーまで対応可能な分離測定回路を作製し正常に作動することを確認した。
3.分離測定した各損失を上記の測定システムにより、振動振幅を大きくしていって測定した。これより、誘電体損失が振動損失に比べ、大振幅では支配的になることが明らかとなった。
4.以上の成果は、新しい優れた圧電材料の開発や、パワー電源への応用の際の圧電トランスの厳密な設計に極めて有用である。
これらの結果を総合して、当初の研究計画がほぼ達成された。
以上の成果は研究発表リストに記載のように国際学会、国内学会において発表を行っている。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (51件)

  • [文献書誌] S.Hirose,Y.Tomikawa et. al.: "IMPROVED MEASURING METHOD OF DIELECTRIC AND MECHANICAL LOSSES OF PIEZOELECTRIC TRANSDUCER UNDER HIGH-POWER EXCITATION"CIMTEC '98 FLORENCE (ITALY). 1-6 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inoue,S.Hirose et. al.: "Third Order Longitudinal Mode Piezoelectric Ceramic Transformer for High-Voltage Power Inverter"IEICE TRANS.ELECTRON.. E81-C. 1128-1135 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose,N.Takita et. al.: "New Design Method of Piezoelectric transformer Considering High-Power Characteristics of Various Composition Ceramics"1998 IEEE US Sympojium. 1-6 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松本睦幸,広瀬精二: "圧電振動子ハイパワー特性自動測定の高速化に関する研究"USE99第20回超音波シンポジウム. 207-208 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上雅樹,広瀬精二: "圧電振動子のハイパワー励振時における損失の分離測定"日本音響学会秋季発表会. 1113-1114 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 桜井,富川,広瀬 他: "圧電振動子の新しい等価回路の提案"弾性波素子技術150委員会. 17-20 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上武志,広瀬精二: "圧電トランス"日本音響学会誌. 55. 504-511 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広瀬精二,松本睦幸: "圧電振動子ハイパワー特性に関する研究"電気学会技術研究会. MM-00. 19-23 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 村上雅樹,広瀬精二: "ハイパワー励振時における圧電振動子の損失の分離測定"日本音響学会春季講演発表会. 953-954 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose,M.Matsumoto et. al: "HIGH-SPEED REAL TIME MEASUREMENT SYSTEM OF HIGH-POWER PIEZOELECTRIC CHARACTERISTICS"International Conference ACTUATOR 2000. 403-406 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広瀬,藤田,田中: "圧電振動子の定常状態・大振幅励振特性の測定法に関する研究"日本音響学会秋季講演発表会. 901-902 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 広瀬,藤田,浅水: "大振幅励振時における圧電振動子損失の分離測定"弾性波素子技術150委員会. 109-112 (2001)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uchino,S.Hirose: "Loss Mechanisms in Piezoelectrics : How to Measure Different Losses Separately"IEEE TRANSACTIONS ON UFFC. 48. 307-321 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, Y.Tomikawa.et. al.: "IMPROVED MEASURING METHOD OF DIELECTRIC AND MECHANICAL LOSSES OF PIEZOELECTRIC TRANSDUCER UNDER HIGH-POWER EXCITATION"CIMTEC '98 FLORENCE(ITALY). 1-6 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inoue, S.Hirose.et.ai.: "Third Order Longitudinal Mode Piezoelectric Ceramic Transformer for High-Voltage Power Inverter"IEICE TRANS.ELECTRON. E81-C. 1128-1135 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, N.Takita et.al.: "New Design Method of Piezoelectric Transformer Considering High-Power Characteristics of Various Copmposition Ceramics"1998 IEEE US Sympojium. 1-6 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Matsumoto, S.Hirose: "Improvement of the Measuring Speed in the Automatics Measuring System for High Power Characterstics of Piezoelectric Transducer."20th Ultrasonic Symposium Japan USE99. 207-208 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Murakami, S.Hirose: "Method for Measuring Separately Losses of Piezoelectric Transducer under High Power Excitation."Autamn Meeting Acoust.Soc.Japan. 1113-1114 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakurai, S.Hirose.et.al.: "Presentation of the New Equivalent Circuit of Piezoelectric Vibrator"Acoustical Device 150 Technical Committee Japan. 17-20 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inoue, S.Hirose: "Remarkable Progress in Piezoelectric Transformer."Journal Acoust.Soc.Japan. 504-511 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, M.Matsumoto: "Some Improvement of Automatic Measuring System for High Power Characteristics of Piezoelectric Transducer."Tech.Report Elect.Soc.Japan. 19-23 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Murakami, S.Hirose: "Method for Measuring Separateliy Losses of Piezoelectric Transducer under High Power Excitation."Spring Meeting Acoust.Soc.Japan. 953-954 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, M.Matsumoto.et. al: "HIGH-SPEED REAL TIME MEASUREMENT SYSTEM OF HIGH-POWER PIEZOELECTRIC CHARACTERISTICS"Intemational Conference ACTUATOR 2000. 403-406 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, K .Fujita, M.Tanaka: "Study on Measuring Method of Stable-state Piezoelectric Transducer Constants under Vibration Excitation."Autamn Meeting Acoust.Soc.Japan. 901-902 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, K.Fujita.et.al: "Measuring Method of Losses in Piezoelectric Transducer under High Vibration Amplitude"Acoustical Device 150 Technical. Committee Japan. 109-112 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uchino, S.Hirose: "Loss Mechanisms in Piezoelectrics : How to Measure Different Losses Separately"IEEE TRANSACTIONS ON UFFC. 48. 307-321 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, M.Matsumoto, et.al.: "High-Speed Real Time Measurement System of High-Power Piezoelectric Characteristics"International Conference on New Actuators. 403-406 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬,藤田,田中: "圧電振動子の定常状態・大振幅励振特性の測定法に関する研究"日本音響学会秋季研究発表会. 901-902 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田,広瀬,浅水: "大振幅励振時における圧電振動子の損失の分離測定"日本音響学会春季研究発表会. 1025-1026 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose,Y.Tomikawa: "Simultaneous measurement of electrical and mechanical losses of piezoelectric transducer under high-power excitation"UI' 99/wcu99 Denmark). 1-4 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 井上武志、広瀬精二: "圧電トランス"日本音響学会誌. 55・7. 504-511 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原達弘、広瀬精二: "圧電トランスへの応用を目的とした高次幅縦振動の解析"信学技報. US99-40. 25-30 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 松本睦幸、広瀬精二: "圧電振動子ハイパワー特性自動測定の高速化に関する研究"日本音響学会講演論文集. 1055-1056 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 村上雅樹、広瀬精二: "圧電振動子のハイパワー励振時における損失の分離測定"日本音響学会講演論文集. 1113-1114 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原達弘、広瀬精二: "幅方向伸縮振動を利用する圧電トランスに関する研究"日本音響学会講演論文集. 1131-1132 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 松本睦幸、広瀬精二: "圧電振動子ハイパワー特性自動測定の高速化に関する研究"第20回超音波シンポジウム. 207-208 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬、藤原、富川: "圧電トランスへの応用を目的とした高次幅縦振動の解析"日本学術振興会. 107-110 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬精二: "圧電トランス開発のための基礎技術"先端技術シンポジウム. 39-44 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬精二、藤原達弘: "幅縦振動5次共振を利用する低電圧出力圧電トランス"日本音響学会講演論文集. 951-952 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬精二、村上雅樹: "ハイパワー励振時における圧電振動子の損失の分離測定"日本音響学会講演論文集. 953-954 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬精二: "圧電振動子のハイパワー特性に関する研究"マイクロマシン研究会. MM-00. 19-23 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose,Y.Tomikawa et al: "Improved Measuring Method of Dielectric and Mechanical Losses of Piezoelectric Transducer under High-Power Excitation" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P07 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takano,S.Hirose et al: "Characteristics of a Same-Phase Drive Type Ultrasonic Motor Using a Flexural Disk Vibrator" WORLD CERAMIC CONGRESS (FLORENCE,ITALY). SVIII・1-P03 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inoue,S.Hirose et al: "Third Order Longitudinal Piezoelectric Ceramic Transformer for High-Voltage Power Inverter" IEICE TRANS.ELECTRON.E81-C. 1128-1135 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬、滝田: "圧電トランスの動向と展望/新しい設計法" 超音波 TECHNO. 10. 5-9 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 井上、広瀬 他: "長さ縦3次モードを用いたカラーLCDバックライト用圧電トランス-インバータの高効率化、幅狭化に向けて-" 超音波 TECHNO. 10. 22-26 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬、滝田、高橋: "圧電トランスの現状と展望及び新設計法" 平成10年電気学会 電子・情報・システム部門大会講演論文集. 17-22 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 滝田、広瀬: "圧電トランス設計の体系化に関する研究(その1) -圧電材料のハイパワー特性ならびに負荷の容量成分を考慮した場合-" 日本音響学会平成10年度秋季研究発表会 講演論文集. II. 1247-1250 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose,N.Takita et al: "New Design Method of Piezoelectric Transformer Considering High-Power Characteristics of Various Composition Ceramics" IEEE98 Ultrasonic Symp.PBB-1 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 桜井、広瀬 他: "圧電振動子の新しい等価回路の提案" 第61回 弾性波素子技術150委員会 研究会資料. 61. 17-20 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 広瀬、滝田、高橋 他: "圧電材料のハイパワー特性を考慮した圧電トランスの設計" 第61回 弾性波素子技術150委員会 研究会資料. 61. 29-32 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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