電動シリンダーの基本的な原理は、駆動要素の回転運動を直線運動に変換することで、有用な仕事を生み出すことです。電動シリンダーの機種は、回転運動を提供するモーターの種類、直線運動を提供するねじ軸の種類、そしてこれら2つの部品を組み合わせる接続方式によって異なります。
電動シリンダーは、その用途分野から空気圧シリンダーと比較されることが多い。この比較は、油圧シリンダーと行われることもある。これら3つのシステムには、それぞれの特性に応じて長所と短所がある。ユーザーは、用途に合った製品を選択する際に、これらの点を考慮する必要がある。電動アクチュエータは、機械製造、自動車および自動車関連産業、食品、繊維、包装および梱包、医療機器、試験装置、ロボット工学、電子機器の用途で使用されている。電動シリンダーは他のシステムとは分離されており、機械構造を持つ。動作は、本体に配置されたねじ軸によって行われる。ボールねじは、モーターから受け取った回転運動を直線運動に変換することで動力伝達を可能にする。電動シリンダーで使用される機械製品とモーターの種類に応じて、高い位置精度、速度制御、および力制御が提供される。

電気シリンダー構造

電気シリンダーの構造は基本的に3つの主要要素から構成されています。シリンダー部分は個別に評価できるため、エンジンは一般的に一体型として扱われます。

1. 円筒

シリンダーは、エンジンから受け取った円運動を直線運動に変換することで仕事をする要素です。使用される機械製品によって、シリンダーの最大負荷容量、位置決め精度、最大速度、最大ストローク長は異なります。

2. モーター接続アダプター

これはエンジンの動きをシリンダーに伝える機構です。シリンダーとエンジンの間に接続されています。用途に応じて、エンジンはシリンダーに対して軸方向または平行に取り付けられます。

3. エンジン

エンジンはシリンダーの主要な動力源であり、シリンダーに動きを与えます。電動シリンダーは、サーボモーター、ステッピングモーター、DCモーター、ACモーターと組み合わせることができます。
サーボモーターを内蔵した電動シリンダーは、外部機器を必要とせずに、加える力を制御できます。サーボモーターを使用した電動シリンダーでは、複数の位置で高精度な位置決めが可能です。位置決め結果に関するフィードバックも得られます。動作中に電動シリンダーの速度と加速度を変更することもできます。これらの操作はすべてPLCで制御できます。その他のタイプのモーションジェネレーターでは、外部機器（センサー、リニアスケールなど）を追加することでこれらの操作が可能になります。

電動シリンダーの特徴

1. 電動シリンダーによる位置制御

電動シリンダーを用いることで、複数の位置で精密な位置決めが可能になります。電動シリンダーの位置決め精度は、使用するボールねじと位置読み取り素子の精度に依存します。シリンダーは、モーターが1回転するごとにボールねじのステップ分だけ移動します。移動が停止すると、シリンダーは所定の位置に位置決めされます。ボールねじに与える移動量を制御することで、シリンダーを所望の位置に位置決めすることができます。
電動シリンダにおいてボールねじ軸を使用すれば0.02mmの位置決め精度が得られるが、台形軸を使用した場合、この値は0.1mm程度にとどまる。位置読み取り要素（エンコーダ、リニアスケールなど）の選定は、要求される位置決め精度値に適したものでなければならない。
サーボモーターを内蔵した電動シリンダーを用いることで、外部要素を必要とせずに位置情報を読み取ることができます。この情報は処理・評価されます。シリンダーは最初の位置でしばらく待機した後、2番目の位置に位置決めされます。位置数は2つに限定されず、増やすことも可能です。
電動シリンダを、位置読み取り素子を内蔵していないモータで使用する場合、位置制御を行うための外部機器が必要となる。位置決めは、外部機器から受信した位置情報に基づいてシリンダの動きを制御することによって行うことができる。

2. 電動シリンダーによる速度制御

電動シリンダーの速度は、ボールねじのピッチとモーターの回転速度によって決まります。速度は、ボールねじの回転数を変更することで制御できます。また、動作中にモーターの回転速度を変更することでも速度を変更できます。用途に応じて加速度を調整することで、時間ロスを解消できます。シリンダーは低速で最初の位置に到達した後、一定時間経過すると高速で移動して2番目の位置に到達します。

3. 電動シリンダー加速制御

電動シリンダーに内蔵されたモーターの加減速値を変更することで、シリンダーの加速を制御できます。これにより、高負荷時におけるシリンダーの危険な始動・停止を防ぎます。高速サイクルタイムが求められる用途では、高速始動・停止を調整することで、所望のサイクルタイムを実現できます。シリンダーは、異なる加減速値で一定の速度に達します。

4. 電動シリンダーによる力制御

電動シリンダーが発揮する力は、使用するエンジンの出力とシリンダーの機械構造によって決まります。シリンダーの力は、エンジンの出力を制御することで調整できます。現在では、電動シリンダーで300kNの力を得ることができます。
サーボモーターを内蔵した電動シリンダーでは、モーターのトルクモードを使用して力を制御できます。シリンダーは一定の力で拘束され、その力の下では一定に保たれます。力と位置情報を読み取ることができ、これらの情報を処理および評価できます。力情報の感度に応じて、力センサを使用する必要がある場合があります。この情報は、電動シリンダーでトルクモードを使用せずにモーターを使用する場合に、力センサを使用して取得できます。

電動シリンダーは、発展するハイテク技術と第4次産業革命の成果の一つです。高サイクル数のスマートシステムが広く普及し、同一機械で様々な製品を生産できるようになったこと、そして運用コストが低いことから、電動シリンダーの需要が高まっています。流体動力を利用するシリンダーに比べて多くの利点があるため、電動シリンダーは今後、主流になっていくと予想されます。電動シリンダーは他のシステムとは分離されており、機械構造になっています。本体内部に配置されたねじ軸によって動作が行われます。ボールねじは、モーターから受け取った回転運動を直線運動に変換することで動力伝達を可能にします。電動シリンダーに使用される機械部品やモーターの種類によっては、高い位置精度、速度制御、および力制御が実現されます。電動シリンダーは、ユーザーに多くのメリットをもたらすだけでなく、環境にも優しい製品です。今日、私たちの最大の責任の一つであるエネルギー効率の観点から見ると、電動シリンダーは他のシステムに比べて非常に優れています。同一の条件、負荷、速度で2000時間の試験を行った結果、電動シリンダーは空気圧シリンダーに比べてエネルギー消費効率が11倍高いことが確認された。