リニアアクチュエータとロータリーアクチュエータの違いは何ですか?

May 05, 2023

出力動作の性質に応じて、アクチュエータは線形と回転に分類できます。 これらはそれぞれ、望ましい結果を実現するのに役立つさまざまなバージョンと構成で利用できます。

Peter Jacob 氏、マーケティング担当シニア ディレクター | CNCマスター

アクチュエーターは、エネルギーを物理的な動きに変換する機械要素です。 このエネルギー源には、いくつか例を挙げると、電気、空気圧、油圧、または機械的な力が考えられます。 これらは、卓上​​ CNC ミル、さまざまなタイプのバルブ、さらには自動ブラインドでも聞いたことがあるかもしれません。 出力動作の性質に応じて、アクチュエータは線形と回転に分類できます。 これらはそれぞれ、望ましい結果を実現するのに役立つさまざまなバージョンと構成で利用できます。

次のセクションでこれを詳しく調べてみましょう。

ソース

名前が示すように、リニア アクチュエータはオブジェクトを直線に沿って、通常は前後に移動させます。 ベルトとプーリー、ラックとピニオン、またはボールねじ機構を使用して、電気モーターの動きを回転運動から直線運動に変換します。 一定の直線距離を移動して停止するように設計されています。

ピストンの上下運動は、リニアアクチュエーターの動作を表します。

リニア アクチュエータには次の機能があります。

高い再現性と位置決め精度

取り付け、統合、操作が簡単

メンテナンスが少ない、または不要

過酷な悪天候や環境に耐えることができます

コンパクト設計で信頼性とフェイルプルーフ動作を実現

堅牢性を維持

リニアアクチュエータは通常、荷物を押したり、引いたり、持ち上げたり、下げたり、位置決めしたり、回転させる必要がある用途に使用されます。 このような動きは、次の業界でよく必要となります。

食品加工および包装

自動車

マテリアルハンドリング

ファクトリーオートメーション

防衛

航空宇宙

医薬品および医療機器

クリーンエネルギー

印刷

ソース

ロータリー アクチュエータは、取り付けられた機器の速度、位置、回転を制御するシャフトを介してエネルギーを回転運動に変換します。 これらは、連続回転モーター、断続的な供給、混合、スクリュークランプ、反転、およびダンプ動作を提供します。 加えられる力の方向が回転軸から離れているため、結果として生じる運動は移動距離によって制限されず、そのため使用上の柔軟性が高まります。

電気モーターはロータリー アクチュエーターの典型的な例です。 電気信号によってモーターのステーターに磁界が発生し、この入力に応じてローターが回転します。

ロータリ アクチュエータには次の機能があります。

コンパクトな構成でも高トルク

全角回転時一定トルク

さまざまな径に対応

バックラッシゼロの中空軸

保持トルクが前進駆動トルクの2倍になるため、出力が2倍になります。

メンテナンスはほとんどまたは不要

90 度から完全な 360 度まで、あらゆる角度の回転が実現可能

ロータリー アクチュエータは、回転動作と対応するトルクを利用して動作を容易にするさまざまな用途に使用されます。 その結果、ロータリー アクチュエータは次の用途に使用されます。

医療機器

レーダーと監視システム

ロボット工学

フライトシミュレーター

半導体産業

特殊機械の製作

防衛

リニアアクチュエータとロータリーアクチュエータの最も明確な違いの 1 つは、動作の方向です。 リニアアクチュエータは直線的に動き、通常は前後に動きます。 対照的に、ロータリー アクチュエータは、中点を基準として角度単位で、つまり円に沿って動きます。

ただし、最も単純な形式では、リニア アクチュエータはロータリー アクチュエータの拡張であることをここで指摘する価値があります。 これらには、回転運動を直線運動に変換する追加の運動コンバーターが含まれています。 上で述べたように、ボールねじ、ローラーねじ、ベルトとプーリー、ラックとピニオンは、回転運動を対応する線形運動に変換します。

リニアアクチュエータとロータリーアクチュエータのその他のいくつかの違いを以下に概説します。

リニア アクチュエータはプッシュプル動作を実現し、ロータリー アクチュエータはローリング動作を補助します。

リニア アクチュエータの場合、CNC ミルのアーム ツールの端は、定規のような線上の 2 点間をスライドします。 ロータリーアクチュエーターの場合、アームツールの先端は円を描きます。

リニア アクチュエータは、モーターとギア軸のネジ山で構成されます。 ロータリー アクチュエータには、固定バリアと中心シャフトを備えた中空の円筒形チャンバーが含まれています。

リニアアクチュエータの出力動作は出力軸と一致しています。 ロータリアクチュエータの場合、出力動作はシャフトに対して垂直になります。

直線運動を得ることが最も一般的な設計機能の 1 つであるため、リニア アクチュエータはコンパクトな構造と設計になっています。

ロータリー アクチュエータは角度のある経路をたどり、移動距離は無限であり、連続的な回転動作を繰り返すことができます。 対照的に、リニア アクチュエータは限られた距離しか移動せず、停止します。

リニアアクチュエータのモーション変換の使用は、セットアップの帯域幅と応答性に影響します。 これは、翻訳中にある程度のトレードオフが発生するためです。

リニアアクチュエータは、ロータリーアクチュエータのように回転角度を計算する必要がないため、取り付けが容易です。

2 つの違いと影響を理解したので、どちらかを選択する際に、より賢明な決定を下すことができます。 場合によっては、リニア アクチュエータとロータリー アクチュエータを組み合わせたものがある場合があります。 たとえば、卓上フライス盤のドリルビットは、ドリルが回転運動している間、トップダウンの動きを行います。

課題と提案された解決策が、最終的にアクチュエータの選択を決定します。

ピーター・ジェイコブスについて

Peter Jacobs は、CNC Masters のマーケティング担当シニア ディレクターです。 彼は製造プロセスに積極的に関与しており、CNC 加工、3D プリンティング、ラピッド ツーリング、射出成形、金属鋳造、および製造全般に関する洞察をさまざまなブログに定期的に投稿しています。

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