負荷、精度、速度、移動。

プロジェクトの開発フェーズで直線運動部品を選択することは、何十年もの間、設計者やアプリケーションエンジニアにとって悩みの種でした。特に、直線アクチュエータのような複雑なサブアセンブリの場合、その傾向は顕著です。直線アクチュエータが機械全体の設計に与える影響について少し考えてみましょう。まず、アクチュエータでは、ガイドと駆動部がユニットに一体化して結合されています。そのため、ガイドと駆動部の選択が適切であることが不可欠です。また、アクチュエータは機械全体のサイズにも大きな影響を与えます。たとえば、アクチュエータ上の負荷の位置を変更すると、大きなモーメント負荷が発生し、シングルガイド設計からデュアルガイド設計への要件変更が必要になる場合があります。その結果、アクチュエータの全体幅が実質的に 2 倍または 3 倍になり、機械のサイズも大きくなります。

性能要件の概算に基づいてアクチュエータを選択することは、最小限のアプリケーション情報に基づいてリニアガイドやドライブを選択するよりもリスクが高いと言えるでしょう。しかしながら、設計者やエンジニアが、すべてのアプリケーション基準が確定する前に、アプリケーションに最適なシステムの妥当な見積もりを必要とする状況は、非常によくあります。

適切なサイズ設定を行うには、アプリケーション要件を十分に理解する必要がありますが、初期設計とコスト見積に適した一般的なソリューションは、通常、4 つの主要な基準に基づいて確立できます。

負荷

搬送すべき荷重と、システムに対するその荷重の向きは、リニアアクチュエータを選択する上で最も重要な基準の一つです。ベアリングのほぼ真上に取り付けられる軽荷重であれば、循環式プロファイルドレールベアリング、リニアブッシングとシャフト、さらには滑り軸受など、ほぼあらゆるガイド技術で対応できます。しかし、荷重が重く、発生するモーメント（ピッチ、ロール、ヨー）が大きくなるほど、適切な寿命と最小限のたわみを確保するために、ガイド機構はより堅牢である必要があります。

正確さ

位置決め精度と再現性の要件を理解することで、駆動機構の選定を絞り込むことができます。低精度のポイントツーポイント位置決めは、空気圧駆動やベルトとプーリーのシステムで実現できますが、シングルミクロン単位の位置決め精度と再現性には、ボールねじ、あるいはリニアモーターが必要になります。負荷は複数の駆動技術で対応できる場合が多いですが、これらの選択肢を選ぶ上で、再現性が決定的な要因となることがよくあります。

スピード

動作中の平均速度と最大速度も、駆動機構の選択に役立ちます。例えば、ボールねじアセンブリの最高速度は1m/sとされていますが、より高速化する方法もあります。一方、ベルトは10m/sまで容易に移動できます。また、リニアモーター駆動の最高速度は、主に支持ガイド機構によって制限されます。駆動部とガイド部の両方において、加速度も重要な要素となります。

旅行

必要な移動距離が決定的な基準となることはあまりありませんが、選択したリニアアクチュエータの種類がストローク長の仕様を満たしていることを再度確認することが重要です。特にボールねじとリードねじは移動距離が限られています。繰り返しになりますが、ねじ駆動装置の最大長さは3メートルが目安です。ねじはこれより長いものもご用意していますが、長さが長くなるにつれて、ねじの臨界速度により最高速度が低下します。

これらの4つの基準は、適切なリニアアクチュエータの大まかな見積もりを提供しますが、完全なサイジングと選定プロセスを実行するには、多くのアプリケーションパラメータを特定し、考慮する必要があります。設計者やエンジニアがサイジングに必要な重要な情報を収集できるよう、いくつかのメーカーがシンプルな頭字語を用意しています。