独自のデザインのためのコスト効率の高いアプリケーション。

鉄心レスリニアモーターは半導体や電子機器の分野で10年以上使用されてきましたが、多くの設計者やOEMからは依然として「ニッチ」製品と見なされています。しかし、特殊な用途向けの高価なソリューションという認識は徐々に変化し、梱包、組立、部品搭載などの用途においてボールねじの代替として採用される業界が増えています。リニアモーター技術のコストは過去10年間で低下していますが、リニアモーターとボールねじのどちらを選択するかは、アプリケーションの性能要件と、機械またはシステムの寿命期間にわたる総所有コストの両方を考慮する必要があります。以下は、ボールねじとリニアモーターを比較・選択する際に考慮すべき重要なパラメータです。

リニアモーターの優れた点

リニア モーターは、本質的には「アンロール」サーボ モーターであり、永久磁石付きのローターが固定部分 (セカンダリとも呼ばれる) になり、ステーターが可動部分 (プライマリまたはフォーサーとも呼ばれる) になり、コイルがエポキシで覆われています。リニア モーターの最もよく知られている利点は可動部分がないことで、これによりボール スクリューよりもはるかに高い位置決め精度と再現性を実現できます。位置決め精度のもう 1 つの利点は、エンコーダーによってもたらされます。ボール スクリューでは通常、位置決めフィードバックにモーターに取り付けられたロータリー エンコーダーが使用されますが、リニア モーターでは位置フィードバックに磁気式または光学式リニア スケールが使用されます。リニア スケールは負荷の位置を測定するため、実際の位置をより正確に読み取ることができます。非常に高精度のアプリケーションでは、このより正確な位置フィードバックが、仕様を満たす部品と、手直しやスクラップが必要な部品との違いを意味する場合があります。

回転リニアモーター

以前の記事では、ボールねじアプリケーションにおける速度と移動距離のトレードオフについて説明しました。これは、リニアモーターが優位性を発揮するもう一つの領域です。リニアモーターの許容移動距離は理論上無制限ですが、システムの他のコンポーネント（リニアベアリング、ケーブルマネジメント、エンコーダなど）が最大移動距離を決定します。同様に、リニアモーターの最大速度と加速度はボールねじよりもはるかに高く、他のシステムコンポーネントがこれらの仕様を満たすように適切にサイズ設定されている限り、標準定格は最大速度10 m/s、加速度10 gです。システムの他のコンポーネントによって課せられる制限にもかかわらず、長い移動距離と高速性の両方が求められるアプリケーションでは、リニアモーターは依然としてボールねじよりも優れた性能を発揮します。また、リニアモーターには、同一の二次側部品上に独立して駆動するキャリッジ（プライマリ）を設置できるという利点もあります。これは、包装材を包装材に挿入する前に圧縮する必要がある包装アプリケーション（ポリ袋に入れられたおむつなど）において特に有用です。

総所有コストの要因

メンテナンスと信頼性は、総所有コスト分析における重要な基準であり、リニアモーターはシステムの寿命全体にわたっていくつかのメリットを提供します。まず、機械的な可動部品がないため、リニアモーター自体のメンテナンスは不要です。定期的な潤滑が必要なのはリニア支持ベアリングのみで、多くのベアリングには「長期」潤滑または「永久潤滑」オプションが用意されています。駆動システムに可動部品がないため、転がり部品、ベアリングレースウェイ、シールなど、時間の経過とともに摩耗して交換が必要になる部品がないため、信頼性も向上します。

あらゆるリニアシステムにおいて、環境への配慮とシールや保護カバーの必要性を考慮することが重要です。リニアモーターも例外ではなく、従来のボールねじアセンブリよりも密閉・保護が困難な場合があります。しかし、多くの場合、リニアベアリングが動作環境に対して適切にシールされている限り、リニアモーターはボールねじよりも過酷な汚染に耐えることができます。

リニアモーターの場合、より重要な環境要因は温度です。鉄心レスリニアモーターのコイルを封止するエポキシは熱を放散しにくいため、モーターと取り付け構造の両方を適切な動作温度に保つために、強制空冷または水冷による冷却が必要になる場合があります。一部のメーカーは放熱性の高いエポキシを使用していますが、モーターの放熱性と温度がモーターの利用可能な力に与える影響を確認することが重要です。

ますます多くの業界やアプリケーションで、長い移動距離、高速性、そして高い位置決め精度が求められています。多くの種類のリニアシステムがこれら3つの基準のうち2つを満たしている一方で、リニアモーターは3つすべてを妥協なく実現できる唯一の技術です。スループットと総所有コストが技術選択の決定要因となるにつれ、設計者やOEMはリニアモーター技術への理解を深め、ベルト、ラック＆ピニオン、さらにはボールねじと並んで、リニアモーター技術を「ニッチ」から主流へと押し上げています。