リニアモータの構造は、一般的な回転型モータを直線状に引き延ばしたもので、磁石のN極とS極が交互に直線状に配置されています。
このリニアモータのコイル部分に電流を流すことで交番磁界を発生させて、磁気吸引力や反発力から直進方向の駆動力を得ています。
なお、工作機械用リニアモータは、リニアガイドと呼ばれる部品を組合せて使用するのが一般的です。
リニアガイドは、直線軌道の確保のみならず、軌道と直交する方向の荷重を支える機能も果たします。

リニアモータの種類としてよく挙げられるのが、リニア同期サーボモータやリニア誘導モータ、リニアステッピングモータなどです。
なかでも工作機械や鉄道に採用されるリニアモータを、リニア同期サーボモータとよびます。
"同期"という言葉はリニアモータに限らず回転式モータにも使われており、高い位置決め精度を得るのに必要なモータの制御方法です。
一方、非同期モータには、誘導モータが挙げられます｡
また、"サーボ"とはその仕組みに関わらず、モータの位置や速度を制御できれば、サーボモータとよぶことができます。
工作機械用の高速・高精度なリニアモータを他のモータと分類するには、リニア同期サーボモータとよぶのが望ましいでしょう。
なお、鉄道用のリニアモータも、リニア同期サーボモータに含まれます。
鉄道用のリニアモータの特徴は、磁気的に浮上し走行抵抗を減らすことであるため、
磁気浮上型リニア同期モータとよぶのが望ましいでしょう。鉄道用リニアモーターカーは、磁気浮上技術を適用しています。
リニアモータという言葉そのものが磁気浮上技術、もしくは磁気浮上装置の意味合いをもつと連想されますが、
リニアモータに磁気浮上が必須という訳ではありません。
それぞれのモータをこの様によび分ければ、呼称の違いを起因とする誤解を減らせるでしょう。

また、リニア同期サーボモータは「コア」とよばれる鉄心の有無によって、コア付き型とコアレス型の2種類に分類されます。
コア付き型のリニアモータは、コアレス型に比べてモータ出力が高いものの、モータ出力の脈動が生じ易く、
さらに出力と直交方向に大きな磁気吸引力を生じるため、モータ取り付け部分に高い剛性が必要です。
特に小型で大出力のリニアモータを必要とする場合には、さまざまなメーカが用意しているリニアモータの特性を、
種類ごとに確認することが重要です。使用目的にあったリニアモータを選択しましょう。

工作機械の動力伝達機構には、従来、回転型モータとボールねじの組合せが使われていました。
ボールねじは回転型モータでボルト部分を回し、ナット部分に取付けたステージを直線方向に動かす構造です。
ボルトとナットのねじ溝部分にボール（ベアリング）を組み込むことで、
回転時に発生する摩擦抵抗を小さく抑え、滑らかに駆動させることができます。
一方で、リニアモータはボールねじのように機械要素を接触させることはありません。磁力を用いて直線方向の軸力を生み出しています。

工作機械は、工場内の限られたスペースに設置します。そのため性能を確保した上で、できるだけ小型に設計・製造することが重要です。
リニアモータは直動装置とも呼ばれ、回転型モータとボールねじの組合せと違って減速比をとれません。
工作機械にリニアモータを採用する場合は、回転モータよりも大きな出力が必要不可欠です。
また、リニアモータは、必要なモータ出力と限られたスペースに搭載できるモータ体格の両立を求められます。
いかに体格を大きくせず、必要な出力を満たすかが重要なポイントです。
これを実現するために重要なのは、リニアモータの出力密度を高めることです。
さらに短時間で高精度の切削加工を実現するためには、
工作機械の駆動部となるリニアモータに高い位置決め精度と移動速度の両立を求められます。

リニアモータを工作機械に搭載する場合、特に環境面への配慮が必要です。金属や樹脂などを切削加工する工作機械に搭載する場合には、
リニアモータが削りくずや切削時に使用される切削油にさらされる可能性があります。
工作機械に求められるのは、厳しい環境下で長時間使用を続けても、高い位置決め精度と速度を維持し続けることです。
そのためには、耐油性などを考慮したリニアモータを採用する必要があります。
リニアモータに求められる耐環境性は、切削油や削りくずの影響を受けないクリーンな環境で使用する場合と比較して厳しくなります。
リニアモータ側の耐環境性を高めるとともに、搭載する設備側でもリニアモータに影響を与えないような工夫を行うことが重要です。

リニアモータの発熱により、加工するワークが変形してしまう可能性があります。
そこで重要なのが、発熱が小さいリニアモータの選定や工作機械への組込みの際に冷却できる構造にすることです。
特に研削盤や放電加工機などに採用する場合、発熱で設備の熱変形が発生します。
加工精度への影響が大きいため、熱変形をおこさないように冷却対策を行います。

工作機械が同一仕様で大量生産されるケースはまれで、多くは用途に合わせて独自に設計されています。
例えば、従来使われていた回転モータとボールねじを組合せた搭載スペースへ置き換えとなるリニアモータを収める必要があったり、
工作機械メーカ独自のニーズがあったりするため、規格品のリニアモータは搭載できない場合があります。
上記のように工作機械メーカはリニアモータに対してさまざまなニーズを持ち合わせています。
そのため、リニアモータのサプライヤを選定する際は、カスタム対応ができるかどうかを確認するのがポイントです。
特注する際の検討要素は、小型化や大出力化、速度や位置決め精度など多岐にわたります。
まずは工作機械の開発に着手する早期の段階で、ニーズを当社に展開できないか検討していただく必要があります。

リニアモータは一般的に、モータ制御時の外乱に弱い構造です。回転型モータとボールねじの組合せに比べて制御が難しいといわれています。
しかし、高い加工精度を実現するためには、状況に応じた細かい制御を行うことが必要不可欠です。
リニアモータの制御性を高めるためには、サーボ系の高ゲイン化や構造物の共振周波数を高く設計することなどが知られています。
また、外乱の影響を受けやすいという課題を解決するために、
外乱を推定して制御に活用する外乱オブザーバ制御などが効果的な対策となるでしょう。

マシニングセンタの駆動軸には、リニアモータを採用したものが開発されており、すでに広く使われています。
また、多軸のマシニングセンタの場合、すべての軸に採用されることが多く、
高速・高精度で加工できるため時間を大幅に短縮することが可能です。
一方で、駆動軸数が多くなればなるほど、搭載するリニアモータの数が増えるため、コスト面の懸念があります。
回転型モータとボールねじの組合せは、大量生産されていることもあり、リニアモータに比べると安価です。
リニアモータも工作機械での採用が増えていくことで、ボリュームメリットによるコスト低減が期待されています。

リニアモータの用途は、マシンニングセンタのような複合加工機だけでなく、切削や研削加工機のような専用機にも広がっています。
特に、研削加工では高い加工精度が求められるため、加工精度向上と加工時間短縮を高い水準で両立させるリニアモータが効果的です。
一方で、発熱による加工精度の影響は、注意が必要です。
工作機械を設計する際には、発熱による影響を押さえるために冷却性を確保できるような構成にするのが望ましいでしょう。

リニアモータは、「形彫り放電加工機のヘッド部」や「ワイヤ放電加工機のベッドとテーブルの間」に搭載されたものが開発されています。
また放電加工機もマシニングセンタ同様に、3軸や4軸など複数の軸に搭載されたものも開発。
高い制御技術を活かして要求される加工精度を実現しています。
リニアモータを用いた放電加工機の中には、各部位の温度をセンサーで取得し
そこから取得できる各部位の温度変化などの情報をもとに、自動で高精度な加工を実現できます。
また、放電加工機にリニアモータを採用する場合にも、研削加工機と同様に発熱によるワークへの影響があるため、
冷却手段に関しては考慮が必要です。