「モーター」と聞くと、多くの人がまず思い浮かべるのは回転するものでしょう。しかし、モーターにはリニアモーターなど、様々な形態があります。

リニアモーターは1940年代後半、マンチェスター大学のエリック・レイスウェイト博士によって発明されました。当初は低加速の装置として開発されましたが、現代では自動化によって極めて高速な走行が可能になりました。この技術は、磁気浮上式輸送の基盤にもなりました。

工事

回転モーターとは異なり、リニアモーターにはステーター内で回転するローターはなく、代わりにトラックに沿って前後に移動するキャリッジがあります。

リニアモーターの構造は、回転式三相モーターと同じですが、開いて平らになっています。リニアモーター用のサーボドライブの構成は、回転式モーター用のドライブの構成と同じです。

リニアモーターは、極性が交互に変化する永久磁石と、三相コイルを備えた可動キャリッジで構成されています。これらのコイルに流れる電流の方向によって、N相またはS相が磁化され、モーターの軌道に沿ってそれぞれ引っ張ったり押し出したりします。

リニアアクチュエータと比較したアプリケーション

リニアモーターは、直線運動制御を実現する唯一の方法ではありません。多くの場合、回転モーターとボールねじ、またはリニアアクチュエーターを使用することで、同じ動作を実現できます。ボールねじとリニアアクチュエーターは、一般的にリニアモーターよりもはるかに安価であるため、次のような疑問が生じるかもしれません。

ボールねじやリニアアクチュエータの代わりにリニアモーターを使用するのはなぜですか?

簡潔な答え：リニアモーターは高速動作、加速、そして非常に高い精度を要求します。ボールねじとリニアアクチュエータは、高い推力と低コストを要求します。

長い答え：ご覧の通り、リニアモーターはブラシレスロータリーモーターと同じ構造ですが、平面になっています。アプリケーションで使用する際、負荷は永久磁石に沿って移動するキャリッジに取り付けられます。ギアがないため、ダイレクトドライブシステムとなり、バックラッシュがなく、驚異的な応答性と速度を実現します。欠点は、磁力の強さとモーターコイルに伝達できる電力量によって力が制限されることです。

一方、ボールねじとリニアアクチュエータは、回転運動を直線運動に変換する機械式ギアシステムに接続された回転モーターを使用します。ギアシステムを使用しているため、リニアモーターよりもはるかに大きな力を発生させることができます。ボールねじのリードが短いほど大きな力を発生できますが、速度は低下します。また、これらのシステムの多くではバックラッシュに対処する必要があり、精度が低下します。

リニア モーターは、工業用 3D プリンターなど、回転モーターや機械式アクチュエーターでは実現できない速度と精度が求められるダイレクト ドライブ アプリケーションで使用されます。ボール スクリューやリニア アクチュエーターでは、その速度と加速度は実現できない可能性があります。