2026-01-15
洗練された産業用ロボットが複雑な組み立て作業を行う様子を想像してみてください。すべての関節の動きが正確に制御されなければなりません。あるいは、頑丈な油圧ショベルが、途方もない力で固い岩をやすやすと打ち砕く様子を想像してみてください。これら一見異なる用途は、その中核に1つの重要なコンポーネント、つまりアクチュエータを共有しています。
アクチュエータは、制御信号を実際の機械的動作に変換する、自動化システムの基本的な要素として機能します。これらは、さまざまな自動化機能を可能にする重要な要素です。この記事では、情報に基づいた選択を行うために、3つの主要なアクチュエータタイプである電気式、油圧式、空気圧式の原理、特性、および用途について説明します。
ドライブとも呼ばれるアクチュエータは、直線運動または回転運動を提供する能力を持つデバイスです。これらは、制御システムからの信号を受信し、それらを機械的運動に変換して負荷を駆動します。通常、電源と駆動ユニットで構成され、アクチュエータは電気、油圧、または圧縮空気などをエネルギー源として利用し、駆動ユニットはこのエネルギーを運動に変換します。
運動タイプに基づいて、アクチュエータは、リニア、ロータリー、または振動に分類できます。これらは、自動車、ロボット工学、産業機械、医療機器など、さまざまな業界で広範囲にわたって使用されており、自動化およびインテリジェントシステムの不可欠なコンポーネントとして機能しています。
市場には主に3種類のアクチュエータがあり、それぞれがさまざまな用途に適した独自の特性を備えています。
電気式アクチュエータは、主に自動車産業および産業機器分野で使用されています。通常、電気モーターとリニアモーションコンポーネント（ボールねじやガイドレールなど）で構成されており、コンポーネントの輸送や位置決めなど、さまざまな機能を容易にします。
他の電源と比較して、電気式アクチュエータは一般的に優れた精度と制御能力を提供し、正確な位置と速度の調整を可能にします。その他の利点としては、低騒音と最小限の振動があり、騒音に敏感な環境に最適です。
電気式アクチュエータは、力発生原理に基づいて、電磁型と非電磁型にさらに分類できます。ソレノイドバルブなどの電磁アクチュエータは磁気吸引を利用し、リニアモーターなどの非電磁型はローレンツ力を利用します。
電気式アクチュエータの利点：
油圧アクチュエータは、密閉された流体の任意の点での圧力変化がシステム全体に均等に伝達されるというパスカルの原理に基づいて動作します。これにより、コンパクトなユニットから大きな力を発生させることができ、フォークリフト、航空機、工作機械、プレスなどで広く使用されています。
その特徴は、比較的小さな寸法から巨大な力を生成し、同時に容易な推力と速度制御を維持できることです。
油圧アクチュエータの利点：
空気圧アクチュエータは、圧縮空気エネルギーを直線運動または回転運動に変換し、シリンダーが典型的な例です。油圧システムと比較して、より低い圧力で動作しますが、資本投資は少なくて済みます。空気を作動媒体として使用することで、クリーンさが重要な環境に適しています。
空気圧アクチュエータの利点：
適切なアクチュエータを選択するには、用途のコンテキスト、速度要件、運動タイプ、最大負荷、設置の利便性、および精度ニーズなど、複数の要素を慎重に検討する必要があります。一般的な選択ガイドラインは次のとおりです。
これらの原則に加えて、追加の要因も考慮に値します。
自動化システムの重要なコンポーネントとして、適切なアクチュエータの選択は、パフォーマンス、費用対効果、および運用上の寿命に大きな影響を与えます。電気式、油圧式、および空気圧式アクチュエータの明確な利点を理解することで、自動化要件に最適な「筋肉」を選択する際に、情報に基づいた意思決定が可能になります。
