ソレノイドアクチュエータとは
ソレノイドとは電磁力を利用して、機械運動を実現するデバイスです。
構造や動作が単純で機械負荷を直接駆動でき、装置全体を小さくシンプルにすることができます。動作は回転系 (回転ソレノイド) と直線系 (直動ソレノイド) があります。ほかの駆動系にくらべて高速性、応答性が優れています。
使用する電流により直流ソレノイドと交流ソレノイドがあります。交流ソレノイドは直流ソレノイドに比べて動ける範囲(ストローク)が広いメリットがある反面、騒音が大きいことや安全性への不安から近年は直流ソレノイドが多く使われています。
ソレノイドアクチュエータの使用用途
ソレノイドアクチュエータは装置を小型化したい場合や高速で繰り返し運動をさせたい時によく使われます。
回転系ソレノイドアクチュエータはドアなどのロック機構やロール紙のカッター、光学機器で使用される光学シャッター駆動、バタフライバルブの駆動部や通路切り替えようフラッグの駆動で使用されています。
直動系ソレノイドアクチュエータはダイアフラムポンプの駆動やカードリーダのローラを動かす機構、摩擦ブレーキ、エアバルブなどの電磁弁や流量調整機構などで使用されています。
ソレノイドアクチュエータの原理
ソレノイドは、電磁石がコイルに通電したときのみ磁石としての性質を示すことを利用して可動する機構部品の一つです。ソレノイドは磁性体で作られた可動磁極があり、鉄心として固定磁極およびその周りにコイルを配置します。コイルに通電したときに固定磁極と可動磁極は吸着し、コイルの電流を遮断すると吸着力は消えて復帰する動きにより直線往復駆動を実現します。回転の場合は吸着力を回転方向への力に変換しています。
ソレノイドアクチュエータの特徴は、コイルに通電するだけで動作し、モータのようにドライバなどの制御装置が不要で簡単に動かすことができる点にあります。また回転させる場合は、モータはエンドレス動かすことができ、電圧調整により速度を変えるなどで簡単に制御できますが、ソレノイドは限られた範囲のみ回転し、回転速度は制御することが困難です。しかし、ソレノイドは直接負荷を駆動できるため、高速性、高応答性に優れています。