リニアアクチュエータとは？

線形アクチュエーターとは、非線形エネルギーを線形運動に変換することにより仕事を生み出すデバイスです。 電気モーターから流体、空気圧、熱膨張に至るまで、リニアアクチュエータで使用されるさまざまな種類の一次エネルギー源があります。 アクチュエータの各タイプまたはクラスは、サイズ、出力、電位、および電力要件に基づいて異なるアプリケーションに適しています。 これらには、ドアオープナー、頑丈な機械アクチュエーター、および小型の精密プロセスコントローラーが含まれます。

線形作動を提供するデバイスを使用する驚くべき数のプロセス、機械、および機器があります。 これらは、謙虚なDVDトレイオープナーから、数万ポンドの圧力を発生させることができる巨大な油圧ラムにまで及びます。 これらの不可欠なデバイスの背後にある基本原理は、1つの、典型的には小さな非線形エネルギー源を、増加した大きさの線形運動に変換することです。 リニアアクチュエータには、一般的に使用されるいくつかの一次エネルギー源があります。 それぞれに特定の変換メカニズムがあります。 ほとんどの場合、これらは回転運動または加圧流体入力ですが、ホットワックスアクチュエータなどの使用頻度の低いタイプがいくつかあります。

回転式リニアアクチュエータは通常、モーターを使用して入力エネルギーを供給します。 このアクチュエーターは、モーターの回転エネルギーを直線運動に変換するために、カムまたは親ねじ配置を利用します。 親ねじの例は、幅広い延長長さの可能性を提供するため、一般的な選択肢です。 モーターは、アクチュエータアームに取り付けられたナットを通る粗いねじ付き親ねじを回します。 ナットとアクチュエータの回転が防止され、その結果、親ねじが回転しながら上下に進み、直線運動を提供します。

カム型リニアアクチュエータは、一連のリンケージまたはカム面のスロットを介してアクチュエータアームに接続された偏心カムを利用します。 カムが回転すると、アクチュエータアームが前方に押し出されるか、引き戻されます。 このバリアントは、親ねじアクチュエータほど大きな動作範囲を持ちませんが、非常に正確な入力が可能です。 カムアクチュエータは、多くの場合、高度な制御と精密なプロセス制御に必要な精度の向上を可能にする電子ステッピングモーターを使用します。

油圧および空気圧アクチュエータは、加圧された気体または液体を使用して直線運動を実現し、最大の出力ポテンシャルを備えています。 これらのシステムは、両端にバルブが付いた密閉チューブに含まれるピストンで構成されています。 ピストンは、チューブの一端のシールを通過するアクチュエータロッドに接続されています。 通常、空気または作動油である加圧ガスまたは液体の外部ソースが、バルブの1つを介してシリンダーに導入されます。 流体がピストンの上または下に導入されるかどうかに応じて、アクチュエータは前方または後方に移動します。

線形運動を提供するためにワックスなどの材料の膨張を利用する熱アクチュエータなど、他の多くのあまり使用されないタイプの線形アクチュエータがあります。 他のタイプには、圧電アクチュエータ、磁気アクチュエータ、ラックアンドピニオンアクチュエータが含まれます。 おそらく最も簡単なのは、バーニアの調整に使用されるものと同様の手動ねじタイプです。 このタイプのリニアアクチュエータは、親ねじの種類と同じ原理を使用しますが、通常、より正確な調整のために、より細いねじ山があります。