技術概要

直線運動は、リニア モーター、リニア アクチュエーター、リニア ローリング ガイドおよびベアリングなどのいくつかのテクノロジーを含むモーション制御の分野です。

リニアモーター — 正確なオプション

従来のリニアモーターは基本的に永久磁石回転モーターを広げて平らに置いたものです。あたかもステーターとローターがラジアル面に沿って切断され、線形推力を提供できるように広げられたかのようです。モーターの固定部分が通電されると、ある種の導電性材料を含む可動部分が動きます。

リニア モーターの利点には、高速性と高速応答時間、高精度と剛性があり、機械的な伝達コンポーネントがないためバックラッシュが排除されることが挙げられます。

欠点としては、リニア モーターは他の従来のソリューションよりも高価になる可能性があります。また、帯域幅の増加や更新レートの向上など、コントローラーの応答性の向上も求められます。また、リニアモーターは通常、ボールネジなどの他のタイプのソリューションほど大きな力を生成できません。もう 1 つの問題は、I2R 損失による加熱である可能性があり、特別な冷却の考慮が必要になる場合があります。

アプリケーションに最適なリニア モーターを選択するには、力と熱の考慮事項、ベアリングの負荷、スペースとクリアランスの考慮事項など、多くの要素が関係します。

初期のリニアモーターは円筒形でした。これらのモーターでは、フォーサーは円筒形の構造で、磁石を収容する円筒形のバーを上下に移動します。 U チャネル タイプのリニア モーターには、プレートの間にフォーサーがあり、互いに対向する 2 つの平行な磁石トラックがあります。フォーサーはベアリング システムによってマグネット トラック内で支持されています。最後に、フラット型リニアモーターがあります。これは、スロットレスアイアンレス、スロットレスアイアン、スロットアイアンの 3 つの異なるタイプのいずれかです。

リニアアクチュエーター — 従来のモーションコンポーネントと統合されたセットアップ

リニアアクチュエータは本質的に直線運動を生成します。場合によっては、主な運動源がモーターなどの非線形または回転である場合があります。この場合、ベルト、プーリー、チェーン、その他の機械コンポーネントなどの他の機械的手段が回転運動を直線運動に変換します。他のタイプのリニア アクチュエータは、流体 (油圧または空気) 圧力などを介して、それ自体で直線運動を生成します。一般的なリニア アクチュエータには、機械式、電気機械式、油圧式、空気圧式、圧電式などがあります。

回転源リニア アクチュエータは通常、電気モーターを使用して入力エネルギーを提供します。このアクチュエータは親ねじを使用してモーターの回転運動を直線運動に変えることができます。

アプリケーションに最適なものは、必要な出力、サイズ、電力要件などの要因によって異なります。リニア アクチュエータを選択する際には、考慮すべき重要な要素がいくつかあります。まず、必要なストロークまたは動作の長さを決定します。次にアクチュエータに必要な力はどれくらいでしょうか？つまり、アクチュエータが動かすために必要な物体の重量はいくらですか?アクチュエータはどのように取り付けられますか?水平または垂直?

リニア アクチュエータは、マテリアル ハンドリング機器やロボット工学などの産業用アプリケーションだけでなく、家電製品やプリンタ ヘッドやスキャナなどのコンピュータ機器などの日常消費者向けアプリケーションの両方で幅広く使用されています。

直動転がり案内 — OEM 設計の柔軟性を実現

リニアローリングガイドはアクチュエータそのものではなく、直線運動をガイドする機械部品であり、ある種の作動装置に接続されたレールやシャフトなどの場合があります。直線運動用途の転がりガイドは、機械の摩擦を軽減するのに役立ちます。最先端の半導体製造装置から大型工作機械や建設機械に至るまで、さまざまな分野で使用されています。

リニア転がり案内には、リニアウェイとリニアローラーウェイ、レール案内システム、ボールスプラインベースのシャフト案内システムなど、さまざまな形式があります。

直動転がり案内装置を選択する際の重要な考慮事項には、荷重、静荷重、ストロークと速度、および必要な精度と精度が含まれます。アプリケーションの要件によっては、事前ロードも必要になる場合があります。ベローズや特殊シールを使用して塵やその他の汚染物質などの環境要因によるリニア ガイド システムの汚染を最小限に抑える方法と同様、潤滑も重要な考慮事項です。