独自の設計のためのコスト効率の高いアプリケーション。

鉄を使わないリニアモーターは、10 年以上にわたって半導体および電子アプリケーションで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」製品とみなされています。しかし、より多くの業界がパッケージング、組み立て、および部品の積み込み用途でボールねじの代替としてリニアモーターを採用するにつれ、特殊な用途向けの高価なソリューションとしてのリニアモーターに対する認識は徐々に変わりつつあります。過去 10 年間でリニア モーター技術のコストは低下しましたが、リニア モーターとボールねじのどちらを選択するかについては、アプリケーションの性能要件と、機械またはシステムの耐用年数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および選択する際に考慮すべき重要なパラメータの一部です。

リニアモーターが優れているところ

リニア モーターは本質的には「展開された」サーボ モーターであり、永久磁石を備えたローターが固定部分 (二次とも呼ばれます) となり、ステーターが可動部分 (一次またはフォーサーとも呼ばれます) となり、コイルがカプセル化されています。エポキシ。リニアモーターの最も認識されている利点は可動部品がないことであり、そのためボールねじ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。位置決め精度におけるもう 1 つの利点は、エンコーダによってもたらされます。ボールねじは通常、位置フィードバックのためにモーターに取り付けられたロータリーエンコーダーを使用しますが、リニアモーターは位置フィードバックのために磁気または光学リニアスケールを使用します。リニアスケールは負荷の位置を測定し、実際の位置をより正確に読み取ります。非常に高精度のアプリケーションの場合、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、再加工または廃棄が必要な部品との違いを意味する可能性があります。

回転リニアモーター

前回の記事では、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。これもリニアモーターが利点を発揮する分野です。リニア モーターの許容移動長は理論的には無制限ですが、システムの他のコンポーネント (リニア ベアリング、ケーブル管理、エンコーダ) 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の最大速度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なサイズに設定されている限り、一般的な定格は最大速度 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、リニア モーターは、長い移動距離と高速度の両方が必要な用途で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、同じ二次部分上でキャリッジ (一次) を独立して駆動できるという利点もあります。これは、包装する材料を包装媒体に挿入する前に圧縮する必要がある一部の包装用途で特に役立ちます (ポリ袋内に包装されたおむつを思い浮かべてください)。

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耐用年数にわたっていくつかの利点をもたらします。まず、リニアモーターには機械的な可動部品が含まれていないため、リニアモーター自体のメンテナンスが必要ありません。定期的な潤滑が必要なのはリニア サポート ベアリングのみであり、現在では多くのベアリングに「長期」潤滑または「生涯潤滑」オプションが提供されています。駆動システムに可動部品がないことで、時間の経過とともに摩耗して交換が必要となる転がり要素、ベアリング軌道、シールがないため、信頼性も向上します。

リニア システムでは、環境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して保護するのが難しい場合があります。ただし、多くの場合、リニア ベアリングが作業環境に対して適切に密閉されている限り、リニア モータはボールねじよりも激しい汚染に耐えることができます。

リニアモーターにとって、より重要な環境要因は温度です。アイアンレスリニアモーターのコイルの封止に使用されるエポキシは熱を容易に放散しないため、モーターと取り付け構造の両方に許容可能な動作温度を維持するために、強制空冷または水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能力の高いエポキシを使用していますが、モーターの熱放散と温度がモーターの利用可能な力に及ぼす影響を確認することが重要です。

より多くの産業やアプリケーションで、長い移動距離、高速、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 システムはこれら 3 つの基準のうち 2 つを満たすことができますが、妥協することなく 3 つすべてを満たせる唯一のテクノロジーはリニア モーターです。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ため、設計者や OEM はリニア モーター技術に精通しており、ベルト、ラック アンド ピニオン、さらにはボールねじと並んで「ニッチ」から主流の地位に移行するのに役立ちます。