ネジの直径、長さ、またはエンドベアリングの配置。

リニアモーション業界で使用される多くの用語 (例を挙げると「高耐久」、「小型」、「耐食性」) と同様に、「高速」リニア アクチュエータを構成するものを指定する業界標準はありません。それにもかかわらず、メーカーが自社のアクチュエータを高速として分類して販売する際に従う一般的なガイドラインがいくつかあります。これらのガイドラインは通常、駆動機構、アクチュエータのタイプ、さらには主な用途や業界に基づいています。これらの違いを理解することは、アプリケーションで「高速」リニア アクチュエータが必要な場合に、情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

速度は主に駆動機構に依存します

アクチュエータの速度能力の制限要因は通常、駆動機構です。ボールねじと親ねじは、ねじの直径、長さ、およびエンドベアリングの配置の関数であるホイップ傾向によって速度が制限されます。親ねじの設計は滑り接触に基づいており、摩擦により高熱が発生するため、多くの場合、同様のサイズのボールねじよりも最高速度が低くなります。そのため、ねじ技術のうち、ボールねじドライブに基づくアクチュエータは、親ねじドライブに基づくアクチュエータよりも「高速」であるとみなされる可能性が高くなります。

ベルト ドライブまたはラック アンド ピニオン アセンブリに基づくアクチュエータは、適切に張力がかかっている (ベルト ドライブ バージョンの場合) か、予荷重がかかっている (ラック アンド ピニオン バージョンの場合) 場合、通常、ボールねじよりも高い速度を達成できます。スチール強化ベルトを備えたアクチュエータは 10 m/s 以上の速度を達成できますが、ラックアンドピニオン駆動のアクチュエータは通常 5 m/s の速度に達します。

アクチュエータのタイプも最高速度に影響します

高速リニア アクチュエータについて議論する際には、アクチュエータのタイプという別の要素が関係します。 「高速」という名称は、電動シリンダとも呼ばれるスラストロッド型アクチュエータに最もよく適用されます。これは、その主な用途に押し引きや挿入操作が含まれ、通常は非常に短い伸縮時間が必要となるためです。これらのアクチュエータはボールネジまたは親ネジで駆動でき、速度範囲は 0.1 m/s から 1 m/s 以上です。いくつかのメーカーは、最大 2.5 m/s の速度を達成できるベルト駆動のロッド型アクチュエータを提供しています。

スライダまたはキャリッジ タイプのアクチュエータ (ロッドレス アクチュエータとも呼ばれます) は、多くの場合、ロッド タイプのアクチュエータよりもさらに高い速度を達成できます。しかし、主な用途は位置決めと輸送であり、通常は高負荷がかかるため、「高速」として宣伝されることはあまりありません。ロッドレスまたはスライダ タイプのアクチュエータには、リード スクリュー、ボール スクリュー、ラック アンド ピニオン、ベルト、リニア モーターなど、幅広い駆動オプションがあります。

リニア モーターは本質的に最高速度機能を提供し、速度を制限したり、摩擦や熱を発生させたりする機械部品がありません。しかし、リニア アクチュエータに組み込まれる場合、リニア モータ ドライブはガイド機構の速度によって制限されます。同様に、スチール強化ベルトドライブは 12 m/s を超える速度を達成できますが、リニアモーターと同様に、ガイドの最大速度によって制限されます。リニア モーターやベルト ドライブで使用される最も一般的なガイド システムは再循環プロファイル レール ベアリングで、その最大速度は通常最大 5 m/s に達します。アクチュエータの全体速度を 5 m/s 以下に制限します。

ただし、ベルトドライブを再循環プロファイルレールベアリングの代わりにカムローラーガイドと組み合わせると、より高速な速度を達成できます。プリロードされたカム ローラー ガイドと適切に張力がかけられたスチール強化ベルト ドライブを備えたこれらの高速リニア アクチュエーターは、最大 10 m/s の移動速度でレースに勝利します。