アクチュエーターとは？概要、種類、使用目的について詳しく解説

電気は使いやすいエネルギーであるため、様々なアクチュエーターが電気式となっています。高いエネルギー変換効率と確実な動作が期待できます。  電気を用いるために電気式アクチュエーターは大きな内燃機関を持たず、小型化が可能になります。電源コンセント等の電源さえあれば使用可能です。  電気自体は小さなエネルギーから大きなエネルギーまで多様な電圧で使用することができるため、用途に応じてアクチュエーターサイズを変えることができます。  大きな工場の生産設備で使われる事が多く、高速から低速まで幅の広い対応が可能となっていて、動作範囲が広いのも特徴の一つです。 

油圧式アクチュエーターは油の圧力で弁などを動かす装置です。主に油を油圧ポンプで循環させて、動作機械に圧力をかけながら油の流れを動力に変換しています。   油圧のポンプを動かすための動力（電気等）が必要になりますが、そのエネルギーを大きな油圧に変化させることで強力な動力を生み出すことができます。   以上の特徴から、重量物の移動におけるアクチュエーターとして油圧式が使用されます。代表的なものとしては、パワーを使う大型機械や配管に油圧シリンダーが用いられており、屋外屋内問わず幅広い用途で活用されています。   一方で、油は使用する度に劣化していくことから、ポンプやフィルターの定期点検や更油が必要です。油に異物が混入するとアクチュエーターが誤作動を起こすことから、使用する油の性質に注意が必要となります。 

空気圧式アクチュエーターは、エア駆動アクチュエーターとも呼ばれます。油圧式に比べてエネルギー源が空気であり、設備が簡易的で小型軽量化が可能なこと、エネルギーを用意しなくてよいことが利点となります。空気を使うため、油圧式に比べて瞬間動作性が高くなっています。 

 エネルギー源を特別に用意する必要がないため、アクチュエーター装置自体の構造もコンパクトになります。電気式や油圧式と違い、空気圧式は可燃性物質を使用しないため火災のリスクもありません。  一方で、油圧式に比べてエネルギー密度は小さく、大型機械の動作に空気圧式を用いることはできません。 

空気をそのまま使用すると、空気中に含まれる水分がアクチュエーターに蓄積して腐食の原因となってしまうため、空気をエネルギー源とする場合はフィルターを通して事前に除湿する必要があります。水分を効果的に取り除くために、フィルターの定期管理が重要になります。 

ピエゾアクチュエーターは、ピエゾ効果を利用したアクチュエータです。圧電素子を用いたアクチュエーターです。水晶やセラミックスなどの圧電材料固体に、機械的なエネルギーを加えると電気的なエネルギーが発生することを圧電(ピエゾ)効果といい、この可逆現象を応用しています。たアクチュエータです。 指などで アクチュエーターに力を加えたときに、その力がエネルギー源となって機械的なひずみにより電気抵抗が変化して、電圧が発生します。

ピエゾ素子にはセラミックなどの物質が利用されますが、圧力センサーやコンロなどに使用されます。

反対に、電気信号を入力すると圧電材料に直線的な変位が得られ、ピエゾアクチュエータではこの逆圧電効果を利用したケースも多くあります。いです。 ピエゾ素子に電圧を印加して電気エネルギーを与えることで、素子の形が変形することを逆圧電効果といい、この性質を利用して機械動力を生み出すこともできます。

医療機器やマイクロマシンなどの高精度、高速稼働が求められる機器に向いているアクチュエーターです。