リニアモーター

リニアモーターは、直線運動という形で電気エネルギーを機械エネルギーに変換する直接駆動型の電動モーターで、余分な伝達機構を必要としません。回転するモーターを半径方向から切り離し、平らに広げたようなものだと考えてください。

磁気経路の設計により、リニアモーターは鉄心型と鉄心なし型の2種類に大別されます。鉄心型リニアモーターは、フラット型リニアモーターと呼ばれることもあります。鉄心なし型リニアモーターは、空芯型またはUチャンネル型リニアモーターとも呼ばれます。HGTは、リニアモーターの二次部品であるマグネットアセンブリを提供しています。リニアモーターのマグネットアセンブリは、ヨークプレートに固定された永久磁石を備えた磁気トラックです。これは、ブラシレスDC回転モーターの展開されたローターと考えることができます。

鉄心リニアモーターは、鉄板と永久磁石間の磁気引力により、高い推力を発揮します。開放構造のため放熱性に優れ、磁石が1列に配置され、構造もシンプルなため、一般的に安価です。鉄心リニアモーターは、プレス加工、成形、プリント基板の穴あけ加工、印刷、速度安定化などの用途に適しています。

一次コイルを鋼板積層ではなくエポキシ樹脂で封入した鉄心レスリニアモーターは、滑らかな動作とコギングのないスムーズな動きを実現します。さらに、軽量で設定時間も短縮されます。鉄心レスリニアモーターは、高速組立・搬送、スキャン、非機械式ベアリング、半導体、真空用途に適しています。

可動部（可動コイルと可動マグネットトラック）が異なるため、2種類のシステムがあります。一般的には、マグネットトラックが固定部で、コイルを含むフォースが可動部となり、質量が小さいため加速が大きくなります。しかし、可動マグネットモーターはより高い精度を実現できます。リニアモーターの形状は、可動フォースを備えた表面実装トラックのプレート（フラットリニアモーター）、フォースを中央に配置した2つの平行マグネットトラック（Uチャンネルリニアモーター）、またはマグネットを内蔵した円筒形バー上をフォースが移動するタイプ（チューブ型リニアモーター）などがあります。具体的な構成は、動作条件と特定の用途によって異なります。いくつかのタイプが採用されています。

鉄心リニアモーターフォーサーの積層板の鉄芯（歯）に巻き付けられた三相電磁コイルで構成されており、鉄芯によって出力力を高めることができる。しかし、フォーサーとトラックの間にはコギング力と吸引力も発生し、推力とベアリング寿命に影響を与える。
鉄心レスリニアモーターこれらはU字型リニアモーターと呼ばれることもあり、巻線は鉄板積層ではなくエポキシ樹脂で固定されています。一般的に、コイル巻線は三相で、ブラシレス整流方式を採用しています。コギングがなく吸引力も強いため、ベアリングの寿命は延びますが、出力は小さくなります。

スロットレスリニアモーター鉄心モーターと鉄心レスモーターの設計要素を組み合わせたものです。バックアイアン付きの三相コイルは、単一のトラック上にエポキシ樹脂で固定されています。U字型鉄心レス設計よりも低コストで放熱性に優れ、鉄心設計よりも吸引力が低く、コギングも少なくなっています。

スロットレス・鉄心レスのフラットモーターは、アルミベースにコイルを取り付けた構造です。一方、スロットレス・鉄心フラットモーターは、磁場を方向付けて力を増大させる鉄板にコイルを取り付け、さらにアルミベースに取り付けた構造です。鉄板を含む構造では吸引力とコギング力が発生しますが、この設計は鉄心レス設計よりも大きな力を生み出します。

管状リニアモーターは、もう1つのタイプのリニアモーターです。コイル巻線は通常3相で、ホール効果素子を使用したブラシレス整流方式を採用しており、鉄製または鉄心のないステータで構成できます。管状リニアモーターは、円筒形の磁石シャフトを囲むコイルを備えています。3相間の電流を調整すると、磁場が発生します。

ボイスコイルモーター（非整流DCリニアモーターとも呼ばれる）は、可動コイルまたは可動磁石を備えた単相管状リニアモーターです。永久磁石とコイルで構成されており、コイルを流れる電流が永久磁場と相互作用することで、駆動力が発生します。