従来のモーション系で、メカとして組み合わせたテーブルの機構がそのままダイレクト･ドライブ（ＤＤ）に置き替わったり、ボールねじとサーボを組み合わせていたものが直接リニアに替わる動きが強まっている。性能的にはサーボ並み、あるいはサーボ以上の高速応答性が要求される。ＤＤ、リニアとも台数的にはまだ小さいが、市場は拡大基調。液晶のX-Y テーブルはほとんどリニア制御になったが、部品実装機でもテーブル送りの高速化への要求に対応するために、ボールねじからの置き替えが進んでいる。さらにグリースなどの汚れを排除する環境の面からもリニア使用が有利な側面がある。半導体製造関連でも、ロボット、搬送は回転型だが、位置決めテーブルの高精度駆動はリニアの市場だ。

　横河電機は、サーボ機構の中でも、アクチュエータに回転系DD モーターを用いた「ダイナサーブ」、直動系リニアモーターを用いた「リニアサーブ」、これらの原理を応用した平面ドライブの「X-Y ステージ」の事業に特化して商品展開している。

　同社のDD モーター開発は、80 年代にダイレクトドライブ・ロボットが学会や市場で話題になった時期に、ロボット開発に着手したところから始まる。このロボットは最終的には製品化に至らなかったが、そのなかでDD サーボモーターをコンポーネントとして製品化し、87 年に発売し90 年ごろからロボットメーカー向けに出荷し始めた。

　その後、市場を開拓し、半導体製造装置、液晶製造装置、またCD/DVD など光ディスク製造装置や印刷機、部品実装機、工作機械などをターゲットに、大口リピート顧客の受注に絞って展開してきた。同社のアドバンスト･ステージ事業部小野裕開発センター長は「広く浅く、ではなく、高精度を厳しく要求するアプリケーション市場を狙って製品展開してきた。とはいえ、ある顧客向けにはDD モーターだけで累計4 万台を出荷している」と語る。

　リニアモーターの出荷に関する統計がほとんどなく、また価格面でリニアの中にはAC サーボの10 倍、20 倍という高額なものも含まれるため、市場規模の見極めは難しいが、横河電機では、「金額面でDD サーボとリニアサーボの合計は、AC サーボ市場の15％程度の市場規模」を予想。とりわけX-Y ステージは顧客の組み込み要件が開発を主導する。このため「機械設計ごとの共同開発になることがほとんどで、標準規格化して展開できない」。とはいえ、同社では累計で数千台を出荷しているという。

　回転系の位置･速度制御では同じ土俵上にあるAC サーボとDD だが、その違いは、減速機の有無。AC サーボでは、例えば毎分3,000 回転を減速して使用する。これに対し、DDでは減速機がないから、約10分の１の毎分300回転で使用する。この場合、AC サーボと同じパワーを得るためには、DDではトルクを10 倍にする必要がある。これをAC サーボに用いるようなローレンツ力駆動型モーターで実現しようとすればモーターサイズが大きくなってしまう。また放熱対策も必要になる。これに対し横河電機のDD モーターは、「モーターの磁気回路としてはパルスモーターのような構造を採用することにより、特性としては比較的小型ながら、ローレンツ力駆動型モーターと同じパワーを入力した場合、約3 倍のトルクが出る。その一方、約10分の1のロスしかないから、熱が比較的出ない。これに自社開発した磁気エンコーダ、光学式エンコーダを内蔵してフルサーボをかけ、制御処理に優れ分解能の高いモーターを実現している」と小野センター長。

　DDモーター本体は、原理的にそれなりの大きさにならざるを得ない。他方、減速機がないために、モーター自体が機構部分になり、装置の機構としてはシンプルになる。DD モーターには高剛性ベアリングが組み込まれており、例えば、制御装置のステージ上にそのDDモーターを載せると、その上に直接そのまま顧客のワーク負荷を載せて、ミクロン精度が出せる。このため、その機構を含めて設計に組み込めば、DD の採用で装置自体がコンパクトに設計できる。