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リニアモーター(英: linear motor)とは、軸のない電気モーター(電動機)のこと。一般的なモーターが回転運動をするのに対し、リニアモーターは基本的に直線運動をする。
応用例として磁気浮上式リニアモーターカーが知られるため、浮上技術のことと誤解されやすいが、あくまでも駆動装置である。浮上の有無とは関係なく、また浮上するための装置でもない。 リニアとはモーターが発する運動の方向に由来しており、よく知られた回転式 (英: rotating) のモーターとは異なり、このモーターは直線的な(linear)方向に動力を発する。 ここでいう「直線」とは、端の無い環状ではない、というような意味あいであり、ガイドに沿って曲げることもできる。例えば、扇形に並べて、普通のモーターより圧倒的な薄さで円弧運動を行わせることもでき、ハードディスクのヘッドなどはこの形で使用している。これは水平方向(ステータ⇔ロータに垂直方向)の例だが、垂直方向(ステータ⇔ロータ方向)に曲げることもできる。 原理的には、一周して円環形にして回転運動をさせることもできる。したがって、回転モーターとの本質的な違いは、回転運動か直線運動かではなく、機械的な軸がありトルクを利用するかどうかであるといえる。 リニアモーターには、動作原理により、リニア誘導モーター(LIM[1])、リニア同期モーター(LSM[2])、リニア直流モーター(LDM[3])、リニアステッピングモーターがある。 ローレンツ力を用いた電磁式リニアモーターだけでなく、超音波モーターと同じ作動原理であるピエゾ効果を応用した圧電素子で駆動するリニアモーターも存在する。 同期電動機と同様の原理で作動する。他のリニアモーターよりも効率が高い。二次側も励磁する必要がある。N極とS極を切り替えるタイミングを車上の磁石の極と同期させる必要がある。 誘導電動機と同様の原理で作動する。 アクチュエータ等に使用される[4]。LDMはその構造から,コイル可動形[5]と磁石可動形に細分される。また整流子の有無により整流子式と無整流子式に分類される。整流子式は軌道に交互に+極と-極が配置されており、整流子がその上を通過すると車上の界磁のN極とS極が切り替わる[6]。一方、ブラシレスモーターに相当する無整流子式リニア直流モーターはリニア同期モーターとほぼ同一の構造である。リニア直流モーターは軌道、車上共に界磁を必要とする[7]。 リニア直流モーターの一種で界磁を切り替える為にサイリスタを使用する。二次側が永久磁石ではない場合には励磁する必要がある。効率は比較的高い[8]。 一部の光学機器等の精密機器等に使用される[9]。従来、ズームレンズのオートフォーカスでは鏡胴に形成された円筒カムによってレンズを複雑に前後させる事によって拡大、縮小、焦点をあわせていたが、各レンズをリニアステッピングモーターによって独立して前後に移動させる事により従来の機構が不要になった。 このモーターは現在アクチュエータ等の用途に向けて開発が進められている。リニアステッピングモーターと類似の構造で界磁に希土類磁石を必要としない。高精度の位置決めが可能である[10]。またアクチュエータ以外の用途としてベネズエラのアンデス大学 これもリニアモーターの一種で特定の周波数の振動を印加する事によってアクチュエータがその共振周波数に応じた位置に移動する。印加する周波数を変えると位置も変わる[11]。 静電気によって作動する。従来のローレンツ力による電磁式のリニアモーターよりも効率が低く高電圧を必要とする為、大半は実験的な段階に留まる[12][13]。静電リニアアクチュエータとしても開発中である。 ピエゾ素子によって駆動されるリニアモーター。効率は低いが高精度の制御が可能である。精密機械等に使用される[14]。 界磁(電磁石)が車両にあるリニアモーター。車両に電力を供給する必要があるが、リニア誘導モーターの場合には軌道にコイルを配置する必要が無いので、建設費を地上一次式よりも廉価に抑えられる。1台の磁石で浮上と案内、推進を兼ねる場合もある。
リニアの意味
特徴
回転式モーターに対する利点
軸受や減速機が無く駆動系を小さくできるので、 回転式モーターを置くだけの空間がない場合に使用できる。
回転する車輪(輪軸)を伴わない非接触走行の場合にも適用できる。
回転式モーターに対する欠点
損失が多く消費電力が増える。
地上一次式
減速機が無いため、制動に必要なブレーキ力が大きくなる。
種類
リニア同期モーター
リニア誘導モーター
リニア直流モーター
リニアサイリスタモーター
リニアステッピングモーター
リニアリラクタンスモーター
リニア共振アクチュエータ
リニア静電モーター
リニア圧電モーター
界磁(電磁石)の配置による分類
車上一次式リニアモーター
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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