 | この記事は検証のために追加の引用が必要です。 ( 2026年1月) |
ピエゾスイッチ（圧電スイッチの略）は、圧電効果を利用した電気スイッチです。これらのスイッチは堅牢な構造のため、頻繁な使用、風化、放置、破壊行為などにも耐性があります。
手術
圧電効果とは、特定の材料に圧力がかかったときに電荷が発生する現象です。ピエゾスイッチの場合、その力は圧縮圧力となり、（通常は円盤状の）ピエゾ素子がドラムヘッドのようにわずかに曲がります。
スイッチ内の圧電素子によって生成された電荷は、通常、電界効果トランジスタ（FET）などの集積半導体デバイスをオンにするために使用され、スイッチアセンブリの出力をアクティブ、つまり「オン」状態にします。[ 1 ] FETがオンのとき、従来の金属接点ベースのスイッチやリレーと同様に、電流がFETを流れます。電圧パルスがゲート抵抗で消費されると、FETは「オフ」に戻り、通常の高インピーダンス状態に戻ります。
このように、ピエゾスイッチは単一の短い「オン」パルスを生成します。このパルスは、加えられる圧力の大きさに応じて変化します。圧力が高いほど電圧が高くなり、その電圧の消散に時間がかかるためです。コンデンサを用いて電荷を蓄積することで、ゲート回路の時定数を長くし、パルス幅を長くすることができます。回路を追加することで、このパルスをさらに長くしたり、フリップフロップをトグルすることで出力の状態を一定の「オフ」から一定の「オン」に切り替えたりすることができます。
応用
ピエゾスイッチは、従来の機械式スイッチに比べていくつかの利点があります。まず、（大きな）可動部品がなく、フロントプレートとピエゾ素子のわずかな変形（通常数マイクロメートル）のみであることです。つまり、摩擦摩耗がないため、このようなスイッチの寿命は数千万回の動作と見込まれます。もう一つの利点は、環境から完全に遮断できるため、耐候性が高いことです。多くの場合、ステンレス鋼製のハウジングで作られているため、破壊行為や過度の使用による損傷に耐えることができます。