リニアモーターは優れた出力特性を発揮するため、医療機器、産業オートメーション、パッケージング、半導体製造などの分野で優れた性能を発揮します。さらに、新しいリニアモーターは、初期バージョンのコスト、発熱、そして統合の複雑さといった課題を克服しています。リニアモーターは、コイル（一次側またはフォーサー）と、プラテンまたは二次側と呼ばれる固定プラットフォームで構成されています。様々なサブタイプがありますが、オートメーション分野で最も一般的に使用されるのは、ブラシレス鉄心型リニアモーターと鉄心レス型リニアモーターの2つです。

リニアモーターは一般的に機械式駆動装置よりも優れた性能を発揮します。長さに制限はありません。機械式機構に見られる弾性やバックラッシュがないため、高い精度と再現性が得られ、機械の寿命を通してその状態が維持されます。実際、リニアモーターのメンテナンスが必要なのはガイドベアリングのみで、その他のサブコンポーネントは摩耗しません。

鉄心リニアモーターの優れた点
鉄心リニアモーターは、鉄心の周りに一次コイルを備えています。二次コイルは通常、固定された磁気トラックです。鉄心リニアモーターは、高い連続出力が得られるため、射出成形機、工作機械、プレス機に適しています。ただし、注意すべき点として、鉄心リニアモーターはコギングが発生することがあります。これは、二次コイルが一次コイルを磁気トラック上を移動するにつれて、一次コイルに対する磁力が変化するためです。この原因はデテント力です。メーカーはコギング対策として様々な方法を採用していますが、スムーズなストロークが求められる用途では特に問題となります。

それでも、鉄心型リニアモーターには多くの利点があります。鉄心とステーター磁石間の磁気結合が強いため、高い力密度が得られます。そのため、鉄心型リニアモーターは、同等の鉄心レス型リニアモーターよりも高い出力を発揮します。さらに、鉄心型リニアモーターは、動作中にコイルから発生する熱を鉄心が放出するため、放熱性が高く、コイルと周囲間の熱抵抗を鉄心レス型モーターよりも低減できます。さらに、鉄心型リニアモーターは、フォーサーとステーターが直接対向しているため、容易に組み込むことができます。

素早いストロークを実現する鉄心レスリニアモーター
鉄心レス・リニアモーターは一次側に鉄心を持たないため、より軽量で、よりダイナミックな動きを出力できます。コイルはエポキシ樹脂板に埋め込まれています。ほとんどの鉄心レス・リニアモーターは、U字型のレールの内面に磁石が並んでいます。発熱により、同等の鉄心を持つモーターに比べて推力が低下する可能性がありますが、一部のメーカーは革新的なチャネルと一次側の形状でこの問題に対処しています。

整定時間が短いため、鉄心レスリニアモーターのダイナミクスがさらに向上し、迅速かつ正確な動作が可能になります。一次側と二次側の間に固有の引力がないため、鉄心レスリニアモーターは鉄心モータよりも組み立てが容易です。さらに、支持ベアリングは磁力の影響を受けないため、通常は長寿命です。

リニアモーターは垂直軸や過酷な環境では動作に問題が生じることに注意してください。ブレーキやカウンターウェイトがないと、リニアモーター（本質的に非接触）は電源オフ時に負荷を落下させてしまうからです。

さらに、過酷な環境下では、特に金属部品の加工作業において、埃や削りくずが発生し、リニアモータに付着することがあります。この場合、鉄芯リニアモータ（および磁石を内蔵するトラック）が最も脆弱です。一部のアクチュエータは、鉄芯または鉄芯レスのリニアモータと防塵設計を採用しており、このような環境での動作を可能にしています。防塵設計は、従来リニア軸を保護してきたベローズに伴う問題を解消します。

一体型リニアモーターアクチュエータを選ぶべきタイミング
リニアモーターアクチュエータのダイレクトドライブ特性は、様々な産業用途において生産性とシステムダイナミクスを向上させます。一部のリニアモーターベースのアクチュエータには、位置フィードバック用のエンコーダも搭載されており、ベルトやボールねじベースのシステムと比較してもリニアモーターの使いやすさが向上しています。これらのアクチュエータの中には、リニアモーター、ガイド、光学式（または磁気式）エンコーダを緊密に統合し、電力密度をさらに高めているものもあります。

一部のアクチュエータのエンコーダは水平に設置されるため、外部からの衝撃による位置の影響を受けません。このような配置では、230V入力で最大速度6m/秒、加速度60m/秒2まで動作可能です。2メートルを超える移動距離のモジュールも可能です。標準製品には通常、位置フィードバック用の磁気式エンコーダが搭載されていますが、より高い精度が必要な場合は光学式エンコーダもご利用いただけます。その他のオプションとして、マルチスライダ構成や、XYおよびガントリーシステム全体もご用意しています。

従来のボールねじモジュールと比較して、リニアモーターベースのアクチュエータは、直接駆動のため、様々な推力出力条件下においても優れた精度と速度を実現します。また、緊密な統合により生産性と信頼性も向上します。このようなアクチュエータの中には、リニアモーター本体、ベース、そして位置フィードバック用のアルミ製スライダーと光学式スケールを支える幅広のリニアガイドで構成されるものもあります。鉄芯レスのリニアモーターの場合は、アルミ製スライダーと組み合わせることで、軽量設計でありながら高速加速を実現できます。

一部の小型リニアモーターアクチュエータには、環境に優しい潤滑のために潤滑パッドを内蔵したスライダーが搭載されています。ランナーブロックの端部には密閉型グリースインジェクターが装備されており、鋼球の循環によってレースウェイに潤滑油を供給します。オプションの潤滑パッドを追加することで潤滑性能が向上し、特に短いストロークの軸では、メンテナンスの手間を軽減しながら長期間の動作が可能になります。

一部のアクチュエータに内蔵されているコアレスリニアモーターはコギングがないため、低速でも高速でも軸は安定した動きを維持できます。一部の設計では、光学式リニアエンコーダを使用した場合の繰り返し精度は2mmです。一部のアクチュエータは、ストロークが152～1,490mm、真直度が6～30mmの製品もご用意しています。

特殊な例:クリーンルームアプリケーション
短いストロークと高いサイクルレートのアプリケーションに特に適した最後の選択肢は、可動部品が磁石とレールであるリニアモーターアクチュエータです。このアクチュエータでは、可動ケーブルによる断線の問題や、粉塵の多い環境の問題はありません。実際、アクチュエータは真空環境やクリーンルームでも良好に動作します。これは、コイルが固定されているため、熱が取り付け構造に容易に放散されるためです。このようなリニアモーターアクチュエータの中には、連続出力で94.2Nまたは188.3N、ピーク出力で242.1Nまたは484.2Nを出力するものがあり、バージョンに応じて3.5A、7A、または14Aの連続電流に対応します。ストロークは最大430mmです。

リニアモーターステージを指定するパラメータ
リニア モーターに基づくアクチュエータまたはステージを指定する場合は、設計のモーション プロファイルの各部分について次の基準を考慮してください。

• 既知の動作条件は何ですか?
• 荷物の質量、システム質量、有効ストローク、移動時間、滞留時間はどれくらいですか?
• 駆動条件、最大出力電圧、連続電流、ピーク電流はどれくらいですか?
• セットアップにはどのようなエンコーダ解像度が必要ですか？アナログとデジタルのどちらが良いでしょうか？
• アクチュエータまたはステージはどのような作業環境で動作しますか？室温はどのくらいですか？機械は真空状態またはクリーンルーム状態にさらされますか？
• アプリケーションの動作精度と位置決め精度に関する要件は何ですか?
• リニアモーターアクチュエータまたはステージは、荷物を水平、垂直、または斜めに移動しますか？セットアップは壁に取り付けますか？スペースの制約はありますか？

これらの質問に答えることで、設計エンジニアは特定の機械に最も適したリニアモーターの反復を特定できるようになります。