リニアモーター

リニアモーターは、直線方向に直線的な力を発生させ、追加の伝達機構を必要とせずに電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、直線運動を行う直接駆動型の電気モーターです。回転するモーターを放射状から切断し、平面状に配置したものと考えることができます。

リニアモーターは、磁気路の設計により、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。鉄心なしリニアモーターは、空心型または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磁石アセンブリを供給しています。リニアモーターの磁石アセンブリは、ヨークプレート上に固定された永久磁石を備えた磁気トラックです。ブラシレスDCロータリーモーターの非巻線型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、鉄積層板と永久磁石間の磁気吸引力により、高い推力を発揮します。開放型構造のため放熱性に優れています。磁石が1列で構造がシンプルなため、通常は安価です。鉄心リニアモーターは、プレス加工、成形加工、PCB穴あけ加工、印刷、速度安定性が求められる用途に適しています。

一次コイルを鋼板積層構造ではなくエポキシ樹脂で封止したコアレスリニアモーターは、非常に滑らかな動作とコギングフリーを実現しています。さらに、軽量で設定時間も短縮されています。コアレスリニアモーターは、高速組立・搬送、スキャニング、非機械式ベアリング、半導体、真空用途に適しています。

可動部品（可動コイルと可動磁石トラック）の異なる2種類のシステムがあります。通常、磁石トラックは固定部品で、コイルを内蔵するフォーサーは可動部品となり、質量が小さいため加速性能が向上します。しかし、可動磁石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、可動フォーサーを備えた表面実装トラックのプレート（フラット型）、対向する2つの平行な磁石トラックの中央にフォーサーを配置したタイプ（Uチャンネル型）、または磁石を内蔵する円筒状のバー上をフォーサーが移動するタイプ（チューブ型）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あります。

鉄心リニアモーターフォーサーの積層板の鉄心（歯）に巻かれた三相電磁コイルで構成されており、鉄心によって出力を増大させることができます。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ます。
鉄なしリニアモーターUチャンネルリニアモータと呼ばれることもあり、巻線は鉄積層板ではなくエポキシ樹脂で固定されます。通常、コイル巻線は三相で、ブラシレス整流方式です。コギングと吸引力がゼロであるため、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、単一のレール上にエポキシ樹脂で固定されています。Uチャンネル鉄心レス設計よりもコストが低く、放熱性に優れています。また、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・アイアンレスフラットモーターは、コイルをアルミニウムベースに取り付けた構造です。一方、スロットレス・アイアンフラットモーターは、コイルを鉄板に取り付けた構造です。鉄板は磁界を誘導し、磁力を増加させる役割を果たし、さらにアルミニウムベースに取り付けられています。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、この設計は鉄板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リニアモータの別の種類です。コイル巻線は通常三相で、ホール効果素子を用いたブラシレス整流方式を採用しています。これらのモータは、鉄製または鉄なしのステータで構成できます。円筒型リニアモータは、円筒形の磁石シャフトをコイルが取り囲んでいます。フォーサーの電流が三相間で調整されると、磁場が生成されます。

ボイスコイルモーターは、非整流型DCリニアモーターとも呼ばれ、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、コイルを流れる電流が永久磁場と相互作用することで、移動力が発生します。