(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024129954
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】圧電素子のクラック検出方法及びその装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/20 20060101AFI20240920BHJP
H10N 30/20 20230101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G01N27/20 Z
H10N30/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023039381
(22)【出願日】2023-03-14
(71)【出願人】
【識別番号】000175722
【氏名又は名称】サンコール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100154014
【弁理士】
【氏名又は名称】正木 裕士
(74)【代理人】
【識別番号】100154520
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 祐子
(72)【発明者】
【氏名】中川 賢史
【テーマコード（参考）】
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G060AA09
2G060AE04
2G060AF03
2G060AF06
2G060AF07
2G060EA07
2G060EB07
2G060HA02
2G060HC15
2G060KA15
(57)【要約】
【課題】誤検出してしまう可能性を低減させることができる圧電素子のクラック検出装置を提供する。
【解決手段】インピーダンスアナライザ３を用いて、圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加する。そして、電圧の印加による圧電素子２２単体の一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分をインピーダンスアナライザ３にて測定する。そしてさらに、測定した共振周波数でのインピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、圧電素子２２にクラックが発生しているか否かを判定部４３ａにて判定するようにしている。
【選択図】図１
【解決手段】インピーダンスアナライザ３を用いて、圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加する。そして、電圧の印加による圧電素子２２単体の一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分をインピーダンスアナライザ３にて測定する。そしてさらに、測定した共振周波数でのインピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、圧電素子２２にクラックが発生しているか否かを判定部４３ａにて判定するようにしている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電素子に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加するステップと、
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなる圧電素子のクラック検出方法。
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなる圧電素子のクラック検出方法。
【請求項2】
圧電素子に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加すると共に、任意の直流電圧を印加するステップと、
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなる圧電素子のクラック検出方法。
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなる圧電素子のクラック検出方法。
【請求項3】
前記予め設定されている閾値に基づいて前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定するにあたって、前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を複数箇所用いて判定し、これら全ての判定結果を勘案して、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定してなる請求項１又は２に記載の圧電素子のクラック検出方法。
【請求項4】
圧電素子に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段と、を有してなる圧電素子のクラック検出装置。
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段と、を有してなる圧電素子のクラック検出装置。
【請求項5】
圧電素子に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加すると共に、任意の直流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段と、を有してなる圧電素子のクラック検出装置。
前記電圧の印加による前記圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段と、を有してなる圧電素子のクラック検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電素子のクラック検出方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【0002】
圧電素子をアクチュエータとして使用する電子部品一般において、特にＨＤＤサスペンションにおいては、近年の薄型化要求に伴い圧電素子にクラックが生じるリスクが高まってきている。しかしながら、このＨＤＤサスペンションに搭載される圧電素子は小型であり、光学的な観察での検出が困難であるという問題があった。
【0003】
そこで、このような問題を解決すべく、特許文献１に記載の技術が提案されている。この特許文献１に記載の発明は、圧電素子に共振周波数の電圧を印加し、該電圧の印加による一対の電極間の誘電正接を測定し、該測定された共振周波数での誘電正接のピークの大小により圧電素子のクラックを検出するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５４８９９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記の検出方法は、誘電正接を測定していることから、誤検出してしまう可能性があるという問題があった。すなわち、図５に例示するように、誘電正接は、共振周波数付近で急峻に変化するという特徴がある。なお、図５では、誘電正接をＴａｎＤとした際、共振周波数、６．９ＭＨｚ付近で、誘電正接（ＴａｎＤ）は急峻に変化している。
【0006】
この点、詳しく説明すると、誘電正接（ＴａｎＤ）は、インピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊＸとした際、ＴａｎＤ＝Ｒ／－Ｘで表される。そのため、分母Ｘがゼロに近い周波数では、わずかなＸ値の差異が、誘電正接（ＴａｎＤ）に大きく影響することとなる。それゆえ、図５に示すように、誘電正接（ＴａｎＤ）は、共振周波数（図５では、６．９ＭＨｚを例示）付近で急峻に変化することとなる。
【0007】
したがって、測定周波数のわずかなズレによって取得するピーク値が劇的に変わるため、閾値の設定が非常に困難であり、これによって、実施の運用時、誤検出してしまう可能性があるという問題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、誤検出してしまう可能性を低減させることができる圧電素子のクラック検出方法及びその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0010】
請求項１の発明によれば、圧電素子（２２）に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加するステップと、
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなることを特徴としている。
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなることを特徴としている。
【0011】
請求項２の発明によれば、圧電素子（２２）に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加すると共に、任意の直流電圧を印加するステップと、
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなることを特徴としている。
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定するステップと、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するステップと、を含んでなることを特徴としている。
【0012】
請求項３の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の圧電素子のクラック検出方法において、前記予め設定されている閾値に基づいて前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するにあたって、前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を複数箇所用いて判定し、これら全ての判定結果を勘案して、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定してなることを特徴としている。
【0013】
請求項４の発明によれば、圧電素子（２２）に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加する電圧印加手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記測定した前記共振周波数での前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段（判定部４３ａ）と、を有してなることを特徴としている。
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記測定した前記共振周波数での前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段（判定部４３ａ）と、を有してなることを特徴としている。
【0014】
請求項５の発明によれば、圧電素子（２２）に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加すると共に、任意の直流電圧を印加する電圧印加手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段（判定部４３ａ）と、を有してなることを特徴としている。
前記電圧の印加による前記圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定する測定手段（インピーダンスアナライザ３）と、
前記測定した前記インピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、前記圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定する判定手段（判定部４３ａ）と、を有してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【0015】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0016】
請求項１及び４に係る発明によれば、電圧の印加による圧電素子（２２）単体の一対の電極（２２ａ，２２ｂ）間のインピーダンス抵抗成分を測定し、その測定したインピーダンス抵抗成分のピーク値を勘案し、予め設定されている閾値に基づいて、圧電素子（２２）にクラックが発生しているか否かを判定するようにしている。これにより、誤検出してしまう可能性を低減させることができる。
【0017】
請求項２及び５に係る発明によれば、上記請求項１及び４の作用効果に加え、任意の直流電圧をさらに印加しているから、閾値の設定がより容易となり、誤検出してしまう可能性をより低減させることができる。
【0018】
請求項３に係る発明によれば、誤検出してしまう可能性をさらに低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態に係る圧電素子のクラック検出装置を示す概略構成図である。
【図2】同実施形態に係る圧電素子の共振周波数での一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定した際の波形図である。
【図5】同実施形態に係る圧電素子の共振周波数での一対の電極間の誘電正接を測定した際の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の一実施形態に係る圧電素子のクラック検出装置を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。
【0021】
＜圧電素子のクラック検出装置の概略説明＞
図１に示す圧電素子のクラック検出装置１は、圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定することによって、圧電素子のクラックを検出することができるものである。この点、具体的に説明すると、図１に示す圧電素子のクラック検出装置１は、被測定対象物であるＨＤＤサスペンション２と、インピーダンスアナライザ３と、判定装置４と、で主に構成されている。以下、各構成について詳しく説明することとする。
図１に示す圧電素子のクラック検出装置１は、圧電素子単体の一対の電極間のインピーダンス抵抗成分を測定することによって、圧電素子のクラックを検出することができるものである。この点、具体的に説明すると、図１に示す圧電素子のクラック検出装置１は、被測定対象物であるＨＤＤサスペンション２と、インピーダンスアナライザ３と、判定装置４と、で主に構成されている。以下、各構成について詳しく説明することとする。
【0022】
＜ＨＤＤサスペンションの説明＞
ＨＤＤサスペンション２は、従来と同様の構成からなるもので、図１に示すように、被駆動部材としてのロードビーム２０と、基部としてのベースプレート２１と、圧電素子２２と、を主に備えている。このロードビーム２０は、図１に示す先端側（図示左側）のヘッド部２３に負荷荷重を与えるもので、例えば、ばね性を有するステンレス鋼等の金属製薄板にて形成されている。そして、このようなロードビーム２０には、図１に示すように、配線部材としてのフレキシャ２４が取り付けられている。
ＨＤＤサスペンション２は、従来と同様の構成からなるもので、図１に示すように、被駆動部材としてのロードビーム２０と、基部としてのベースプレート２１と、圧電素子２２と、を主に備えている。このロードビーム２０は、図１に示す先端側（図示左側）のヘッド部２３に負荷荷重を与えるもので、例えば、ばね性を有するステンレス鋼等の金属製薄板にて形成されている。そして、このようなロードビーム２０には、図１に示すように、配線部材としてのフレキシャ２４が取り付けられている。
【0023】
フレキシャ２４は、図１に示すように、ばね性を有する薄いステンレス鋼圧延板等の導電性薄板２４ａに、電気絶縁層を介して配線パターン２５が形成されているものである。この配線パターン２５は、信号伝送用の配線部及び給電用の配線部からなっており、この配線パターン２５の両端には、図１に示すように、端子部２６ａ，２６ｂが設けられている。
【0024】
一方、図１に示すように、フレキシャ２４の先端側（図示左側）には、ヘッド部２３が設けられており、このヘッド部２３には、圧電素子２２が支持されている。そして、この圧電素子２２は、配線パターン２５の一端側（図示左側）の端子部２６ａに導通接続されている。
【0025】
他方、図１に示すように、ロードビーム２０の基端側（図示右側）は、ベースプレート２１に支持されている。このベースプレート２１は、図１に示すように、略円形状のボス部２１ａが設けられており、このボス部２１ａを介して、ベースプレート２１は、図示しないキャリッジ側に取り付けられ、ボイスコイルモータによって旋回駆動されるようになっている。
【0026】
圧電素子２２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミックスからなり、図１に示すように、一対の電極２２ａ，２２ｂを備えている。そして、本実施形態においては、この圧電素子２２単体の一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を測定することにより、圧電素子２２のクラックの有無を検出しようとするものである。
【0027】
かくして、上記のように構成される被測定対象物であるＨＤＤサスペンション２は、測定にあたり、図１に示すように、断面視横長矩形状の測定テーブル５に設置されている。そして、図１に示すように、この測定テーブル５の下面には、断面視横長矩形状の絶縁材６が設けられており、この絶縁材６の下面には、断面視横長矩形状の設備装置の土台７が設けられている。
【0028】
＜インピーダンスアナライザの説明＞
インピーダンスアナライザ３は、上記説明した圧電素子２２単体の一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を測定することができるものである。具体的には、図１に示すように、インピーダンスアナライザ３には、測定信号出力側に２本の第１測定ケーブル３０が接続され、測定信号受信側に２本の第２測定ケーブル３１が接続されている。そして、この第１測定ケーブル３０及び第２測定ケーブル３１は、上記説明した配線パターン２５の他端側（図示右側）の端子部２６ｂに接続されている。これにより、第１測定ケーブル３０を介して、インピーダンスアナライザ３から設定に応じた周波数の測定電圧を被測定対象物であるＨＤＤサスペンション２に印加できることとなる。かくして、このようにすれば、インピーダンスアナライザ３によって、上記説明した圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加できることとなる。
インピーダンスアナライザ３は、上記説明した圧電素子２２単体の一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を測定することができるものである。具体的には、図１に示すように、インピーダンスアナライザ３には、測定信号出力側に２本の第１測定ケーブル３０が接続され、測定信号受信側に２本の第２測定ケーブル３１が接続されている。そして、この第１測定ケーブル３０及び第２測定ケーブル３１は、上記説明した配線パターン２５の他端側（図示右側）の端子部２６ｂに接続されている。これにより、第１測定ケーブル３０を介して、インピーダンスアナライザ３から設定に応じた周波数の測定電圧を被測定対象物であるＨＤＤサスペンション２に印加できることとなる。かくして、このようにすれば、インピーダンスアナライザ３によって、上記説明した圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加できることとなる。
【0029】
ところで、上記のように圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧が印加された際、インピーダンスアナライザ３は、第２測定ケーブル３１を介して、圧電素子２２の共振周波数での一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を受信し測定できるようになっている。そして、このインピーダンス抵抗成分の測定値は、図１に示す判定装置４に出力されるようになっている。なお、インピーダンスアナライザ３には、図１に示すようにグランドケーブル３２が接続されており、このグランドケーブル３２は、土台７に接続されている。
【0030】
＜判定装置の説明＞
判定装置４は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等で構成されてなるもので、図１に示すように、ＣＰＵ４０と、所定データを判定装置４に入力することができる入力部４１と、判定装置４外に所定データを出力することができる出力部４２と、所定のアプリケーションプログラム等を格納した書込み可能なフラッシュＲＯＭ等からなるＲＯＭ４３と、作業領域やバッファメモリ等として機能するＲＡＭ４４と、ハードディスク等からなる記憶部４５と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなる表示部４６と、で構成されている。
判定装置４は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等で構成されてなるもので、図１に示すように、ＣＰＵ４０と、所定データを判定装置４に入力することができる入力部４１と、判定装置４外に所定データを出力することができる出力部４２と、所定のアプリケーションプログラム等を格納した書込み可能なフラッシュＲＯＭ等からなるＲＯＭ４３と、作業領域やバッファメモリ等として機能するＲＡＭ４４と、ハードディスク等からなる記憶部４５と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなる表示部４６と、で構成されている。
【0031】
かくして、このように構成される判定装置４は、ＲＯＭ４３内に所定のアプリケーションプログラムが格納されていることから、機能ブロックとしての判定部４３ａが備えられている。この判定部４３ａは、インピーダンスアナライザ３によって測定されたインピーダンス抵抗成分の測定値が、記憶部４５内に予め記憶されている閾値以上か否かによって圧電素子２２にクラックが発生しているか否かを判定するものである。なお、この点、圧電素子のクラック検出装置１の使用例を説明することで、詳しく説明することとする。
【0032】
＜圧電素子のクラック検出装置の使用例の説明＞
かくして、このように構成される圧電素子のクラック検出装置１は、まず閾値を設定する。具体的には、複数のＨＤＤサスペンション２に対して、上記説明したように、インピーダンスアナライザ３を用いて、圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加し、圧電素子２２の共振周波数での一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を受信し測定する。これにより、図２に示すような波形を得ることができる。具体的には、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、２５０Ω付近）となっている波形Ｒ１グループと、そうなっていない波形Ｒ２グループとで、明確な差異が生じている。この共振周波数、７．６ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、２５０Ω付近）となっている波形Ｒ１グループは、圧電素子２２が良品である（クラックが発生していない）ことを示している。そのため、明確な差異が生じていることから、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近でのインピーダンス抵抗成分の閾値を、例えば、１６０Ωと設定しておくことができる。なお、この閾値は、図１に示す判定装置４の入力部４１を用いて入力すると、ＣＰＵ４０にて、記憶部４５に記憶されることとなる。
かくして、このように構成される圧電素子のクラック検出装置１は、まず閾値を設定する。具体的には、複数のＨＤＤサスペンション２に対して、上記説明したように、インピーダンスアナライザ３を用いて、圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加し、圧電素子２２の共振周波数での一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を受信し測定する。これにより、図２に示すような波形を得ることができる。具体的には、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、２５０Ω付近）となっている波形Ｒ１グループと、そうなっていない波形Ｒ２グループとで、明確な差異が生じている。この共振周波数、７．６ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、２５０Ω付近）となっている波形Ｒ１グループは、圧電素子２２が良品である（クラックが発生していない）ことを示している。そのため、明確な差異が生じていることから、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近でのインピーダンス抵抗成分の閾値を、例えば、１６０Ωと設定しておくことができる。なお、この閾値は、図１に示す判定装置４の入力部４１を用いて入力すると、ＣＰＵ４０にて、記憶部４５に記憶されることとなる。
【0033】
かくして、このように閾値を設定しておけば、判定部４３ａは、インピーダンスアナライザ３によって測定されたインピーダンス抵抗成分の測定値が、記憶部４５内に予め記憶されている閾値（本実施形態においては、１６０Ω）以上か否かを判定する。そして、閾値以上であれば、圧電素子２２にクラックが発生していないと判定し、閾値以上でなければ、圧電素子２２にクラックが発生していると判定する。これにより、従来技術と同様、光学的な観察をせずとも、圧電素子のクラックを検出することができる。
【0034】
さらには、上記説明してきたように、本実施形態においては、一対の電極２２ａ，２２ｂ間のインピーダンス抵抗成分を測定することにより、圧電素子２２のクラックの有無を検出するようにしている。これにより、図２に示すように、共振周波数でのインピーダンス抵抗成分のピーク値が明らかに異なるため、閾値の設定が容易となる。それゆえ、実施の運用時、誤検出してしまう可能性を低減させることができる。
【0035】
したがって、本実施形態によれば、誤検出してしまう可能性を低減させることができる。
【0036】
ところで、圧電素子２２に発生するクラックは割れ方によって、図２とは異なる図３のような波形となる可能性がある。すなわち、図３に示すように、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近でのインピーダンス抵抗成分のピーク値が、上記設定した閾値の１６０Ω付近となっている波形Ｒ２グループが存在している。そのため、このままでは、圧電素子２２にクラックが発生しているにもかかわらず、クラックが発生していないと判定され、誤検出してしまう可能性がある。
【0037】
そこで、本実施形態においては、さらに誤検出してしまう可能性を低減させるため、複数箇所に閾値を設定し、その設定されたすべての閾値以上であれば、圧電素子２２にクラックが発生していないと判定するようにしている。この点、具体的に説明すると、図３に示す四角枠Ａで囲んだ拡大部分が図４（ａ）に示すものである。この際、共振周波数、２．０ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、７５Ω付近）となっている波形Ｒ１グループと、そうなっていない波形Ｒ２グループとで、明確な差異が生じている。そのため、共振周波数、２．０ＭＨｚ付近でのインピーダンス抵抗成分の閾値を、例えば、６５Ωと設定しておくことができる。なお、この閾値は、図１に示す判定装置４の入力部４１用いて入力すると、ＣＰＵ４０にて、記憶部４５に記憶されることとなる。
【0038】
一方、図３に示す四角枠Ｂで囲んだ拡大部分が図４（ｂ）に示すものである。この際、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近で、インピーダンス抵抗成分がピーク値（図示では、２５０Ω付近）となっている波形Ｒ１グループと、そうなっていない波形Ｒ２グループとで、明確な差異が生じている。そのため、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近でのインピーダンス抵抗成分の閾値を、例えば、２００Ωと設定しておくことができる。なお、この閾値は、図１に示す判定装置４の入力部４１用いて入力すると、ＣＰＵ４０にて、記憶部４５に記憶されることとなる。
【0039】
かくして、判定部４３ａは、インピーダンスアナライザ３によって測定されたインピーダンス抵抗成分の測定値が、共振周波数、２．０ＭＨｚ付近での閾値（６５Ω）以上であり、且つ、共振周波数、７．６ＭＨｚ付近での閾値（２００Ω）以上であるかで、圧電素子２２にクラックが発生していないと判定する一方で、何れも満たさなければ、圧電素子２２にクラックが発生していると判定する。これにより、圧電素子２２に発生するクラックの割れ方によって生じる波形に差異が生じたとしても、誤検出してしまう可能性をさらに低減させることができる。
【0040】
＜変形例の説明＞
なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0041】
例えば、本実施形態においては、インピーダンスアナライザ３によって、圧電素子２２に単数又は複数の共振周波数の電圧を印加する例を示したが、それに限らず、インピーダンスアナライザ３によって、単数又は複数の共振周波数の電圧を印加すると共に、任意の直流電圧を圧電素子２２に印加しても良い。このようにすれば、任意の直流電圧を圧電素子２２に印加したことにより、単数又は複数の共振周波数の電圧を印加するだけに比べ印加する電圧が高くなるから、インピーダンス抵抗成分のピーク値がより鋭くなる。そのため、閾値の設定がより容易となる。それゆえ、誤検出してしまう可能性をより低減させることができる。
【0042】
また、本実施形態においては、ＨＤＤサスペンション２を例示して説明したが、それに限らず、どのような圧電素子にも適用可能である。
【0043】
【0044】
また、本実施形態においては、インピーダンスアナライザ３によって測定されたインピーダンス抵抗成分の測定値が、記憶部４５内に予め記憶されている閾値以上か否かによって圧電素子２２にクラックが発生しているか否かを判定する例を示したが、それに限らず、インピーダンスアナライザ３によって測定されたインピーダンス抵抗成分の測定値が、記憶部４５内に予め記憶されている閾値以下か否かによって圧電素子２２にクラックが発生しているか否かを判定するようにしても良い。
【符号の説明】
【0045】
１ 圧電素子のクラック検出装置
２ ＨＤＤサスペンション
２２ 圧電素子
２２ａ，２２ｂ 電極
３ インピーダンスアナライザ（電圧印加手段、測定手段）
４ 判定装置
４３ａ 判定部（判定手段）
２ ＨＤＤサスペンション
２２ 圧電素子
２２ａ，２２ｂ 電極
３ インピーダンスアナライザ（電圧印加手段、測定手段）
４ 判定装置
４３ａ 判定部（判定手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
