アクチュエータ

IT用語辞典バイナリ

アクチュエータ

【英】actuator

アクチュエータとは、入力されたエネルギーを物理的な運動へと変換する機構のことである。コンピュータの関連では特にハードディスクの磁気ヘッド部分を動作させる機構を指すことが多い。

アクチュエータは元来「動作させるもの」という意味の英語であり、モーターやシリンダーなどで広く採用されている。一般的にアクチュエータといえば、電気エネルギーを運動に変換する装置を指すが、油圧や空気圧、磁力などを運動量へ変換するアクチュエータなども多く存在する。光エネルギーを運動へと変換する光アクチュエータなども開発が進められている。アクチュエータは家電や航空機産業、人工筋肉の研究などに広く用いられている。

外部記憶装置のほかの用語一覧

HDD：	アクティブパーティション  アクチュエータ  エクステント  ウィンチェスターディスク  Fusion Drive  GMRヘッド  HDD

>>HDDカテゴリの他の用語

ウィキペディア

アクチュエータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/01/22 06:14 UTC 版)

アクチュエータ（英: actuator）は、入力されたエネルギーもしくはコンピュータが出力した電気信号を、物理的運動に変換する、機械・電気回路を構成する機械要素である。能動的に作動または駆動するもの。

ウィキペディア小見出し辞書

アクチュエータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/15 05:37 UTC 版)

「二足歩行ロボット」の記事における「アクチュエータ」の解説

二足歩行ロボットのアクチュエータにはサーボモーターが用いられる。油圧、空圧、人工筋肉などが用いられることもあるが例は少ない。サーボモーターは高速回転するものなので、減速機で回転数を落としトルクを上げる必要がある。減速機には歯車が使われるが、二足歩行ロボットには遊星歯車かハーモニックドライブが使われる。ハーモニックドライブは楕円と真円の差動を利用した減速機で、小型軽量高効率で多くの歩行ロボットに使われている。ただし大変高価である。 サーボモータを駆動するにはサーボアンプが必要になる。産業用ロボットも含めてロボットのサーボアンプには、普通、ロバスト性を高めるためにPWMドライバが使われる。PWMとはモーターの最大電流を+と-のパルスで供給し、モーターを常に最大負荷で使う方法である。サーボアンプはパワーデバイスであり、熱容量の関係から、汎用品は大きく重い。ロボットに搭載するには特注品を依頼するか自作する必要がある。

アクチュエータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/05/21 17:54 UTC 版)

「電動シリンダー」の記事における「アクチュエータ」の解説

モータ（電動機） 電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する。ステッピングモーターやサーボモータ（ACモータ）が使われる。いずれにしても下記センサを搭載することで閉ループ制御を実現していることが多い。 位置検出センサ モータ軸の角度を検出するため、回転角センサが搭載されている。これによりセミクローズドループ制御を実現する。センサとしてはレゾルバやエンコーダが用いられる。インクリメンタルタイプとアブソリュートタイプがあり、インクリメンタルタイプは後述の原点復帰動作を必要とする。 一方、アブソリュートタイプは電源を入れた直後に座標が確定する。これは、例えばアブソリュートエンコーダでは電源を入れた直後のモータ軸角度（単回転情報）を取得するため特殊なコードホイールを用意している他、モータが何回転目か（多回転情報）を得るため、エンコーダ基板上にバッテリーを搭載し、外部電源遮断時の回転を検出できるようにしている。 動力変換機構 モータの回転方向の力を直線方向に変換する。主にボールねじが使われる。ボールねじの特性は、リードという一回転当たりの移動量で表される。リードが大きいと、直線運動の速度は大きくなるものの、直線運動の力は小さくなり、リードが小さいとその逆となる。また、さらに大きな力を出すために別に減速機構を設けることがある。これには歯付ベルトや遊星歯車が使われる。 案内機構 ボールねじの回転を抑えるため、直線運動を案内するガイド機構が設けられている。リニアブッシュの様な簡単な物から、直線ガイドとしてある程度負荷を受けられる物まで様々である。 稼働部 指令により稼働し、ワークを搭載する部分。ロッドが伸縮するタイプやロッドレスエアシリンダーに対応するスライダが移動するタイプなど種類がある。 オプション アクチュエータを垂直に設置する場合、そのままではワークの重さでボールねじが回ってしまう。ブレーキオプションを選択すると、電源遮断時に回転軸が保持されるため、ワークが落ちる心配が無い。

アクチュエータ（Actuator）

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/09 09:07 UTC 版)

「EX-ARMエクスアーム」の記事における「アクチュエータ（Actuator）」の解説

ロボットの関節を動かす駆動機構。

アクチュエータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/11 08:38 UTC 版)

「キーボード (コンピュータ)」の記事における「アクチュエータ」の解説

メカニカルスイッチはユニット自体にアクチュエータを内蔵している事がほとんどであるが、その他のスイッチの場合、スイッチを通電させたりキータッチを出したりするアクチュエータが存在する。 ラバードーム 主にメンブレンスイッチや静電容量無接点スイッチ等で使用される、半球状（ドーム以外にコーンの場合もある）のシリコーンゴム製の部品で、キーごとに独立しているものと、シート状に全てが一つにつながっているものがある。 パンタグラフ（シザー） 日本では、スイッチの外観・形状が鉄道車両のパンタグラフに似ているため、パンタグラフと呼ばれている。英語ではシザー（Scissor）と呼ばれる。ラバードームとの組み合わせで使用されることが多い。中心から外れたところを打ってしまってもしっかりとキーを押せるという利点がある。構造的に薄く出来るので、ほぼ全てのノートパソコンに採用されているほか、一部のデスクトップパソコン向けキーボードに採用されている。指先に反発の力がダイレクトに戻ってくることや、構造上ステップスカルプチャ形状をとるのが困難であることなどから、長期間のタイピングには向かないとされていたが、低いキートップや短いキーストロークにより長時間のタイピングでも疲れにくいとする意見もある。近年は軽い打鍵感により指を滑らせるような軽快な入力が可能として、デスクトップパソコンでもパンタグラフキーボードを選ぶ者も多い。近年は隣接するキーとの間に枠を設け、各キーを独立した配置としたアイソレーションキーボードと呼ばれるデザインが流行している（外形はチクレットキーボードに似ている）。キー間に大きな隙間ができにくくゴミや埃が入りにくい、爪や指先がキーに引っかかりにくいといった長所がある。 バックリングスプリング 座屈ばね機構とも呼ばれる。その名の通りキーに内蔵したスプリングを座屈(buckling)させることで明確なクリック感を出す機構である。キーを押すと「カシュンカシュン」「パシュンパシュン」と、スプリングが折れ曲がってスライダの内部にぶつかる音がする。 右の図はIBMによる特許の図であるが、図によると、まず1のキートップを押し下げると2のスプリングが徐々に湾曲して行き、完全に折れ曲がると7を支点にして4が可動、スイッチが通電する。この瞬間、スプリングが折れ曲がり急激にキーの重さが低下する事によってクリック感が、スプリングがスライダ内部3にぶつかる事でクリック音が発生する。キーを離すとスプリングの弾力によって元に戻るというしくみである。12と13が完全に接触すると、それ以上キーは沈まない。このため明確な底付き感を発生させており、一般的なラバードーム等に見られるゴムを押すようなあやふやな底付き感と一線を画している。 かつてIBM社が生産していたキーボードが有名であり、その一連のシリーズは「Model M」と通称されている。 なお、あくまでアクチュエータがこのような構造になっているというだけであり、IBM社のキーボードの場合、スイッチの接点方式としては静電容量式とメンブレン式のものが存在した。すでにIBMの特許期間は切れているが、構造的に高コストになりがちであり、一部を除いて、製造・販売される事は稀である。

アクチュエータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/06 05:02 UTC 版)

「姿勢制御」の記事における「アクチュエータ」の解説

スラスタ 姿勢制御スラスタは、宇宙機の姿勢を制御する姿勢制御システム (RCS; Reaction Control System) として最も代表的なものであり、3軸の安定を図るものが一般的である。一液式ロケットであることが多く、加圧タンク内の液体をバルブで調節し、ノズルからガス状に噴射する時の反動を得る簡単な機構のものから、加圧タンク内の燃料を触媒に吹き付けて分解反応させてノズルから噴射する時の反動を得る機構のものがある。ニ液式ロケットでは燃料と酸化剤をそれぞれ加圧タンクに納めておき、少量ずつを混合して反応させノズルから噴射するある程度複雑なものがある。姿勢制御スラスタは、軌道制御にも用いられることがある。 姿勢制御システムの燃費は、スラスタの排気速度と最小トルクインパルスの大きさに依存する。得られるトルクを最大化するために、ノズルは可能な限り重心から離れた位置に取り付けられる。機体の回転を低減させるには、そのトルクと同程度のトルクを逆方向にかける必要がある。ある方向にスラスタを噴射した場合、誤差に対応するために、数十秒後に[要出典]逆方向にスラスタを噴射する必要がある。タンクの残存圧力やバルブ動作、反応度といった要素が発生推力を左右するため、誤差も比較的大きい。噴射によって搭載推進剤を消費するため、使用は計画的に行われる。姿勢制御スラスタは得られるトルクが比較的大きいが精度は低く、何より推進剤の搭載量に限りがあるため、長所／短所を補完しあえる他の姿勢制御装置と併用されることが多い。 スピンテーブル スピン安定方式を実現するために、衛星打ち上げロケットから衛星を切り離す時など、スピンテーブルを使って宇宙機全体を1軸を中心に回転させて切り離す。最終的な軌道に乗った後は、この回転は何らかの手段で停止させる（3軸制御衛星の場合）こともあるし、そのまま回転し続ける（スピン衛星の場合）こともある。回転したままにする人工衛星は、それほど高いポインティング精度を必要とせず、かつ回転軸を大きく変更する必要が無い場合に限られる。また、観測機器で天体や地表や大気を走査するミッションの場合、回転したままにしておくことがある。 モーメンタムホイール 電気モーターと一体となった「モーメンタムホイール」と呼ばれる円盤を高速回転させることで、外乱で生じるモーメントをジャイロ効果（ジャイロ剛性）で打ち消す仕組みである。モーメンタムホイールの軸受けは真空での長期間動作のために磁気軸受が使われる事が多い。 リアクション・ホイール 詳細は「リアクションホイール」を参照 コントロール・モーメント・ジャイロスコープ（CMG） コントロール・モーメント・ジャイロスコープは、ジンバル上に設置され一定速度で回転するローターを使って姿勢を制御する装置である。CMG はジャイロの回転軸に直角な2軸方向のモーメント制御を行うものであり、モーメンタムホイールではジャイロ効果によって慣性モーメントを増すことで外乱による機体の回転運動を抑制するのとは逆に、CMGでは積極的にローターの回転軸を傾けてジャイロ効果を用いてモーメントを調節する。CMGによるトルクは大きく、モーメンタムホイールよりも大型の宇宙船に適している。直交する3軸の姿勢制御を行うには少なくとも2軸の回転装置が必要となる。大重量で故障しやすいことが問題である。このため、国際宇宙ステーションでは4台のCMGを装備して故障に備えている。米国では他にスカイラブでの使用例がある。ロシアはジャイロダインと呼んでいたがミールで使用した。日本では太陽観測衛星ようこうに小型のCMGを搭載したのが初めての使用例であった。 太陽帆（ソーラーセイル） 太陽帆は太陽光が反射する際に生じる力（太陽輻射圧）を推進力に利用する機器であり、小型の太陽帆は姿勢制御や速度調整に使うこともできる。大量の推進剤を必要とするような何年にもわたる長いミッション期間が求められる宇宙機の場合、燃料消費を抑える目的で使われる。マリナー10号はかつて太陽パネルとアンテナを小型太陽帆として使用したことがある。その他、最近では一部の静止衛星の姿勢制御にも使われている。2010年には展開型太陽帆の実験機IKAROSが上げられた。 重力勾配による安定（重力傾度安定方式 Gravity-gradient stabilization） 軌道上では、機体の1つの軸が他の2軸よりも長い場合、その長い軸が天体の質量の中心を指すような姿勢で自然に安定する。これが重力傾度安定であり、能動的な姿勢制御システムや燃料消費を必要としない。このようになる原因は潮汐力である。機体の上端は下端ほど重力を感じない。長軸が重力加速度の方向でない場合、復元トルクが働く。従って、何らかの制動方法がなければ、機体が振り子のように発振する可能性がある。人工衛星の2つの部分をテザーで結ぶ形態にして、制動トルクを増加させることがある。テザーを使う場合の問題点は、微小な星間物質であってもテザーを破損する恐れがある点である。 磁気トルカ（Magnetic torquers） 磁場が存在する空間では、電磁石や永久磁石を使ってトルクを発生させることができる。典型的な例として電気力学的テザー、磁気トルカがある。 完全に受動的な姿勢制御 重力傾度安定と磁場を使用した姿勢安定を組み合わせて利用することで、完全に受動的な姿勢制御システムを構築できる。機体はエネルギーが最小となる点を中心に発振することになるため、指向方向の精度には限界があるが、粘性ダンパ（内部にバッフルプレートを備えた推進剤タンクや小型の缶を利用可能）などの制動機構を備えれば克服可能である。