2021/04/01

第1部:アクチュエータとは?選び方は?

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目次

1.電動リニアアクチュエーターとは何ですか?どのように機能しますか?

2.電動リニアアクチュエーターの一般的なスタイル

   2.1 パラレルドライブアクチュエーター

   2.2 直角アクチュエーター

   2.3 インラインアクチュエーター

   2.4 ギアモーター

   2.5 デュアルモーター

   2.6 リニアスライドアクチュエーター

   2.7 電動リフティングコラム

3.用途に適した電動リニアアクチュエーターを選択する方法は? 

4.すべてが可変であり、すべてが適応可能

 

電動リニアアクチュエーターとは何ですか?どのように機能しますか?

 

電動リニアアクチュエーターは、ACまたはDC電動モーターの回転運動を線形運動に変換するデバイスです。リニア運動は、モーターを介してアクチュエーターのネジを回転させることによって作成されます。ネジは時計回りまたは反時計回りに回転します。これにより、シャフト(基本的にはネジのナット)が上下に一列に移動し、負荷のプッシュ/プル効果が発生します。

 

機械が負荷を押したり引いたり、上げたり下げたり、大まかに配置したり、回転させたりする場所ならどこでも、電動リニアアクチュエーターを使用することができます。また、電動リニアアクチュエーターは、正確なモーション制御と完全なオペレーター制御により、安全かつクリーンな動きを提供します。これらはエネルギー効率が良く、メンテナンスをほとんどまたはまったく必要としない長い耐用寿命を実現します。 

 

TiMOTIONは、医療、産業、オフィス、および家庭用家具の用途に最適な電動リニアアクチュエーターソリューションを専門としています。

 

電動リニアアクチュエーター向けの多くのコンポーネントとオプションがあります。TiMOTIONは、垂直統合型企業です。お客様の用途のニーズに応じて、これらすべてのコンポーネントを社内でカスタマイズ、設計、製造することができます。当社は、電動アクチュエーター用のスピンドルおよびドライブナットを含むモーター、コンポーネントを製造します。また、社内で行うプラスチック射出成形とプリント基板製造により、高い製品品質と耐久性を保証します。独自のPCボードを構築することで、TiMOTIONは用途内で必要なソフトウェアとさまざまな動きを最適化することができます。この主な例は、複数のリニアアクチュエーターを位置フィードバックと組み合わせて同期運動を生み出すことです。

 

各セクションでは、電動リニアアクチュエーターの基本と、リニアモーションシステムのコンポーネントを購入する際に考慮すべき要素に関連する新しいテーマについて説明します。ホワイトペーパーのこのセクションでは、電動アクチュエーターの一般的なスタイルと、用途に適したアクチュエーターを選択する方法について説明します。次に、リニアアクチュエーターの内部と外部のコンポーネントについて説明します。その後、アクチュエーターに追加できる安全関連のオプションについて説明します。

 

続いて、考慮すべきさまざまなアクチュエーターの負荷と速度の特性、および用途のニーズに合わせてそれらを調整する方法について説明します。アクチュエーターが液体やほこりを保護するために持つことができるIP定格の複数のレベル、およびアクチュエーターに入る潤滑について説明します。最後に、電動リニアモーションシステムで使用されるさまざまな位置フィードバックセンサーについて説明します。

 

電動リニアアクチュエーターの一般的なスタイル

 

TiMOTIONは、お客様の用途のニーズに合わせて、すべて互換的にカスタマイズ可能なさまざまなリニアアクチュエーターを設計および製造しています。電動または電動機械式リニアアクチュエーターの一般的なスタイルには、次のものがあります:

 

パラレルドライブアクチュエーター

モーターはドライブスピンドルに対して平行です。通常、これらのタイプの電動リニアアクチュエーターは、より多くのギア比オプションを備えた平歯車またはスパイラルギアです。パラレルドライブアクチュエーターにより、より広い範囲の負荷と速度に対応することができます。ただし、平歯車を備えたパラレルドライブアクチュエーターは、スパイラルギアやウォームギア駆動のアクチュエーターよりも大きな動作音を発生する可能性があります。

 

平歯車を備えたTiMOTIONのパラレルドライブアクチュエーター

TA2P

MA2

MA5

 

スパイラルギアを備えたTiMOTIONのパラレルドライブアクチュエーター 

TA16

TA29

VN1

 

直角または「L」ドライブアクチュエーター

モーターは、ドライブスピンドルに対して垂直に設定されています。通常、これらのタイプの電動リニアアクチュエーターは、ウォームギアで駆動されます。ウォームギア駆動モーターでは、ギア比のオプションが少なくなります。そのため、平歯車駆動モーターよりも効率は劣りますが、低ノイズで動作します。ウォームギア駆動の直角電動リニアアクチュエーターの主な利点の1つには、セルフロック機能の向上があります。TiMOTIONが製造する直角ドライブアクチュエーターのいくつかの例は、TA23TA31TA37、およびTA43モデルで見ることができます。

 

TA23

 

インラインアクチュエーター

電動インラインアクチュエーターは、収縮長さが長くなりますが、より小さなスペースまたはコンパクトなスペースに収まるように明示的に設計されています。インラインアクチュエーターは、通常、モーター、プラネタリギアアセンブリ、駆動スピンドルから構成されています。これらは、通常より高いノイズレベルで動作します。インラインアクチュエーターの例は、JP3およびJP4モデルで見ることができます。

 

JP4

 

ギアモーター

ギアモーターをさまざまな外部スピンドルアセンブリと組み合わせると、経済的で柔軟な設計を行うことができます。コンパクト設計は、通常、ウォームギア駆動で、機械的同期に最適な選択肢です。ギアモーターの例は、TiMOTIONのTGM1TGM2TGM3TGM4TGM5、およびTGM7モデルで見ることができます。

 

TGM3 & TGM5

 

デュアルモーター

デュアルモーターリニアアクチュエーターは、個別にまたは同時に、2つの方向に動きを生成します。また、これらは、通常、より低いノイズレベルで作動するウォームギア駆動モーターです。これらは一般的にユニットあたりのコストが高くなりますが、部品が少ないため、システムの総コストはより経済的になります。この例は、TT1モデルで見ることができます。

 

TT1

 

リニアスライドアクチュエーター

このアクチュエータースタイルは、アウターチューブを使用せずに直線運動を作成します。TA5Pアクチュエーターに見られるように、一般的な家庭用家具(パワーリクライニングチェアやソファなど)のフレームに取り付けられた、アクチュエーターを横切って移動するプラスチック製のスライド機構を利用しています。

 

TA5P

 

電動リフティングコラム

TiMOTIONは、産業、医療、および人間工学の市場に対応するリフティングコラムを製造しています。電動コラムの利点は、リニアアクチュエーターと比較して高度な安定性と曲げ運動を維持しながら、高負荷を垂直に持ち上げることができることです。当社の産業用および医療用コラムは、医療用および肥満者用ベッドや高さ調節可能な産業用ワークステーションなど、作業者と患者の安全が不可欠な用途に向けて設計されています。これらの列の例としては、TL3TL10HTL17TL27、およびTL18ACがあります。

 

当社は、オフィス用エルゴノミックコラムを、お客様の好みに応じて、さまざまな色、形、BIFMA両立性のために2または3ステージで提供しています。(Business and Institutional Furniture Manufacturer's Association(BIFMA)は、家具製品の自主的な安全性と性能基準を促進および維持する非営利の業界団体です。)TiMOTIONのオフィス用エルゴノミックコラムの例は、TL4TL5TL7TL9TL13TL14、およびTL15に見ることができます。

 

TL3 & TL9

 

用途に適した電動リニアアクチュエーターを選択する方法は?

 

適切な電動アクチュエーターを選択することは、自動化プロジェクトを成功させるために不可欠です。さまざまな用途で使用される多くのアクチュエーターモデル(パラレル、L字型、またはインラインモーター)があります。プロジェクトのニーズはそれぞれ異なります。適切なアクチュエーターを選択するために、用途とその技術的制約(速度、負荷、デューティサイクル、使用可能なスペース、環境など)を考慮してください。

 

1.必要な負荷を定義する

サポートする負荷は、アクチュエーターの選択を決定する要素であり、そのさまざまなコンポーネント(モーター、ナット、スピンドル、ギア、ボールベアリングなど)を定義します。

アクチュエーターが動作する方向(プル、プッシュ、垂直または水平方向の動き)と長さを定義することが重要です。また、アクチュエーターのインナーチューブとアウターチューブの直径にも依存します。これらすべての要因は、負荷を持ち上げるアクチュエーターの能力に影響を与え、その強度に影響を与えます。

 

2.必要な速度を定義する

必要な速度は、アクチュエーターを選択する際の基本的なパラメーターです。

すべてのメカニズムまたは材料が高速と互換性があるわけではありません。高負荷での高速は、アクチュエーターの早期摩耗を引き起こし、その寿命に影響を与える可能性があります。したがって、各デバイスには、材料の損傷からデバイスを保護するために超えてはならない速度と負荷があります。この速度は、とりわけ、ピッチとモーターの特性に依存します。

 

3.デューティサイクルを定義する

デューティサイクルは、デバイスのオン時間とオフ時間の比率を定義し、用途ごとに大きく異なります。デューティサイクルは、アクチュエーター、その材料、およびそのメカニズムを決定するために不可欠です。これは、機器に最適な寿命を与え、機械部品の摩耗や過熱の可能性を制限するのに役立ちます。 

たとえば平歯車を装備したパラレルモーターを備えた電動アクチュエーターは、より高いデューティサイクルに耐え、より多くのサイクル数に対応します。

 

4.使用可能なスペースを定義する

システムの使用可能なスペースも、アクチュエーターの選択に関連します。

負荷、ストローク、速度に加えて、アクチュエーターが制限されたスペースで動作する必要があるかどうか、および用途への統合を可能にするためのスペース制限があるかどうかを考慮する必要があります。

 

たとえば、インライン電動アクチュエーターは、モーターがスピンドルと位置合わせされているため、よりコンパクトであり、狭い設置スペースに最適です。アクチュエーターの取り付け寸法は、取り付け構成(インライン、L字型、またはパラレルモーター)によって異なります。

 

5.環境を定義する

機器が動作する環境は、適切な電動アクチュエーターを選択するための重要なパラメーターです。

 

考慮すべき質問:機器は屋内または屋外で動作しますか?ほこり、固形汚染物質、または湿気にさらされていませんか?洗剤による集中的な洗浄や高圧洗浄に耐える必要がありますか?環境要件に応じて、使用される材料と侵入保護(IP)定格は異なります。静かな操作が必要ですか?たとえば、プラスチック製ウォームギアを備えたL字型電動アクチュエーターは、より静かな動きを提供し、医療機器や家庭用機器に最適です。

 

すべてが可変であり、すべてが適応可能

 

電動アクチュエーターの選択は、多くのパラメーターに依存します。用途の要件を満たすリニアアクチュエーターを選択することが重要です。すべての用途には、適切な電動アクチュエーターを選択するために満たす必要のある要件リストが含まれています。予算もプロジェクト計画の要素です。いくつかの避けられない技術的制約は、より大きな予算を必要とします。重要なことは、これらすべてのパラメーターを評価して、最適なデバイスを作成することです。

 

これが、電動リニアアクチュエーターとそれらのリニアモーションシステムへの組み込みについての理解と基盤を深めるのに役立つことを願っています。次に、電動リニアアクチュエーターの内外の重要なコンポーネントを確認します。さらに質問がある場合、および/または次の用途についてサポートが必要な場合は、当社のグローバルチームにお問い合わせください。当社は、お客様のアクチュエーターのニーズに対する質の高い解決策を提供し、お客様と提携することに特化しています。TiMOTIONが喜んでお手伝いいたします。

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