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モーターを徹底解説！

モーターとは？

サーボモーターとは、指示通りに位置や速度、回転力(トルク)などを正確に実現する
サーボ機構に使用される産業用モーターです。
例えば、工場の生産ラインで稼働する産業用ロボットは高速で精密な動作を繰り返し行う必要があります。その産業用ロボットに内蔵されたモーターがサーボモーターです。
位置制御が可能な機器としてステッピングモーターがありますが、より正確な位置制御が必要な場合、必要トルクが大きい場合にはステッピングモーターよりサーボモーターの方が適しています。
一般的なモータよりも信頼性が高く、壊れにくい構造になっています。
サーボモーターの原理や種類、選定ポイントについて解説していきます。

サーボモーターの種類、原理、使用用途について

・サーボモーターの種類
　・DCサーボモーター：直流で駆動します。制御するのが比較的容易で小型なのが特徴です。
　・ACサーボモーター：交流で駆動します。高度な制御が必要になり構造自体も複雑ですが、小型化が進み現在ではACサーボモーターが主流です。
・サーボモーターの原理
　サーボモーターは、モーター、コントローラー、ドライバー、エンコーダで構成されます。
　コントローラーがプログラムに従ってドライバーに位置・速度・回転力の指示を出し、の通りにドライバーがモーターを動かします。
　モーターの位置・速度・回転力をエンコーダが検出して、情報をドライバー経由でコントローラーに送り、位置・速度・回転力が指示通りかを確認します。誤差があればゼロに近づくように再びコントローラーからドライバーを経てモーターに対して指示が出されます。

・サーボモーターの用途
　　産業用ロボット、工作機械、包装機械、医療機器など幅広く利用されています。
サーボモーター導入価格について

サーボモーターの導入の際には、ドライバとセットで購入します。
食品製造現場で使用されている機種、スペックとして多い価格帯は約１０～２０万円程度です。
部品機器の価格であるため、取付け設置を外部委託する場合には設置配線工事費用は別途費用が発生します。
サーボモーター選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

・サーボモーターの選定は複雑でトルク計算などが必要であるため、知識の有る方に選定してもらうことを検討してください。
・メーカーのウェブサイトに用意されている選定プログラムを利用するのも1つの方法です。
サーボモーター導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

トラブル事例
自動運転中に待機状態から何も動作せずに、そのままの位置で
突然サーボモータがオーバートラブルで動かなくなった。
（オーバートラブルとは移動範囲の限界位置を越えて動作すること）

原因①
リミットスイッチ入力の誤作動。
原因②
ソフトリミットの動作範囲オーバー。
※ソフトリミット：パラメータで動作範囲を設定し、位置決め始動時に動作範囲チェックを行い、動作範囲を超えているとサーボモータを停止させること

対策①
ストロークエンドの設定をする、動作範囲の両端にリミットスイッチを設ける。
対策②
パラメータで動作範囲を設定する（ソフトリミットを設ける）

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DDモーター　DMSシリーズ

[1] DMSシリーズ [2] モデル [3] エンコーダー 4: 2500 ライン (INC) 5: 3600 ライン (INC) 6: 5400 ライン (INC) [4]ホールセンサー 0: ホールセンサーなし 1: デジタルホールセンサー [5] 巻線仕様 S: 標準 L: 低逆起電力 [6] 温度センサー N: 温度センサーなし P: PTCセンサーあり [7] IP保護等級 0: IP40 1: IP65 [8] 機能コード [9] 面振れ/軸振れ S: 30µm/30µm (標準) P: 5µm/30µm A: 5µm/15µm [10] 精度補償 0: 精度補償なし 1: ±10 arc-sec 2: ±5 arc-sec [11] ケーブル長さ 0: ケーブルなし (光学スケール標準) [12]コネクタータイプ A: 光学スケール規格 (Intercontec M17 金属) [13]位置決めピン S: 標準穴 (図面参照) [14]クランプ 0: なし (標準) 1: 電源ON 時クランプタイプ 2: 電源OFF 時クランプタイプ 3: エアークランプ [15]予約

解決できる課題

自動化
省スペース
棚卸し効率化
物流オートメーション

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洗えるステンレスモーター「SASUMO」

＜仕様＞・納期は、2ヵ月間（長期連休除く）・50/60Hz兼用で性能が落ちない日本国内仕様・外装がステンレスでサビに強い・0.75kW～7.5kWはプレミアム高効率（IE3）に準拠・0.2kW～7.5kWとラインナップが豊富・全機種でインバーターに対応・電気安全法（PSE）適合品・内部結露を排出する機構が全機種に装着・IP65の防水仕様で、水をかけて「洗える」

解決できる課題

経費削減
HACCP対策
SDGS対策
FSSC22000対策
品質向上
コスト削減

…

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ACスピードコントロールモーター　US2シリーズ

US2シリーズの概要簡単な操作デジタル表示パネルと設定ダイヤルを搭載することで、「クルクル・ポン」と直感的に操作できるようになりました。マニュアルを見なくても誰もが使いこなせるほどの、シンプルな操作性です。「クルクル・ポン」と操作が可能ダイヤルをクルクル回して、希望の数値に設定。ダイヤルをポンと押すだけで、回転速度を確定できます。「クルクル・ポン」と操作が可能スタート・ストップ・回転方向の切り替えスイッチ操作ひとつで、スタート・ストップや回転方向の切り替えが可能です。外部スイッチを設ける必要がありません。シンプルな配線モーターとスピードコントローラを接続して、電源につなぐだけですぐに起動できます。スピードコントローラは、コネクタ化やコンデンサを内蔵したことで、わずらわしい結線や配線がなくなりました。高い信頼性低ノイズで、システム構成がシンプルに US2シリーズで採用されているモーター、スピードコントローラは、自己ノイズをほとんど発生しません。そのため、ノイズを抑える周辺機器が少なくて済み、設置の手間やコストダウン、省スペースを達成できます。ローズドループ制御でスピードコントロール負荷が変動しても安定して動作 ACモーターに搭載したレートジェネレータで常に回転速度をチェックすることで、負荷が変動しても設定速度を保つようにコントロールします。また、制御回路のデジタル化により速度変動率が-5％から±1％（参考値）へと向上しました。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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ブラシレスモーターBLHシリーズ

最適制御で装置にプラスαの価値を微細な速度設定や、優れた速度変動率により、さまざまな運転を実現します。装置のタクトタイムを短縮立ち上がり時間と減速時間の短縮により、タクトタイムを短縮します。装置のタクトタイム時間短縮の２つの要因 ① 立ち上がり時間の短縮瞬時最大トルク（定格トルクの1.5倍）のトルクで立ち上がり時間を短縮 ② 停止時間の短縮減速停止時間を短く設定できる。立ち上がり時間の短縮が可能減速停止方法の選択（デジタル設定タイプ、RS-485通信タイプ）減速停止時にブレーキ力を発生し、任意に設定した時間に従って停止します。減速停止の動作は、サポートソフト MEXE02上で設定できます。減速停止方法の選択についてトルクの調整（デジタル設定タイプ、RS-485通信タイプ）モーターの発生トルクを抑える、トルク制限機能を搭載しています。定格トルク時を100％として、瞬時最大トルクの範囲を0～200％まで設定できます。また、サポートソフト MEXE02上で、負荷率のモニタや、任意に設定した閾値（トルク値）でのインフォメーション出力が可能です。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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中空ロータリーアクチュエーター　DGⅡシリーズ

アクチュエータ部の特徴 AZシリーズ搭載を例に、DGⅡシリーズの特徴をご紹介します。負荷のダイレクト締結が可能慣性モーメントの大きいテーブルやアームなどを直接取り付けることができるため、連結部品（カラー）が不要になり、設計や組付けの手間、部品コストの削減が図れます。 DG2シリーズ直接取付大口径中空出力テーブル中空穴をケーブルの配線や、エアーや液体の配管に利用できます。中空径例：DGM200Rの場合用途例液体を配管した充填装置高強度重くて大きいワークも駆動可能最大許容アキシアル荷重が4000N。最大許容モーメントが100N・m。質量や慣性モーメントが大きなワークでも駆動できます。運転例面振れが小さい出力テーブル中央から離れた位置にワークを載せることができます。負荷モーメントと変位量の関係テーブル中央部からL=100mm離れた位置での変位量テーブル中央部からL=200mm離れた位置での変位量高い位置決め精度モーター縦方向モーター横方向モーター横方向（脚取付）バックラッシノンバックラッシ 3〜10 arcmin 6 arcmin 繰り返し位置決め精度 ±15 arcsec (±0.004°) ±15 arcsec (±0.004°) ±30 arcsec (±0.008°) 装置の立ち上げ時間を短縮する一体型構造「設計」「組み立て」「調整」にかかる時間を削減出力テーブルには、装置のテーブルやアームを直接取り付けることができます。

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HACCP対策
品質向上
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サーボモーター　NXシリーズ

サーボモーター NXシリーズは、簡単な操作で、大慣性の駆動やベルト機構でのスムーズな運転が可能です。かんたん運転ステッピングモーターのように、ゲイン調整をすることなく大慣性の駆動や、ベルト機構の駆動を安定して運転できます。また、ゲイン調整をマニュアルでおこなえば、より厳しい負荷条件下での運転が可能になります。大慣性駆動を実現オートチューニングの場合、ローター慣性の50倍まで運転が可能です。またマニュアルチューニングではローター慣性の100倍まで運転が可能です。ベルト機構でのスムーズな運転を実現ベルト機構の運転もステッピングモーターと同じ感覚で運転ができます。停止前におこる振動などの現象なしで運転できます。 NXシリーズスムーズな運転かんたん操作基本的な各種設定、調整は前面パネルのスイッチ・ボリュームでおこなえます。面倒なUP・DOWN キー操作やコンピュータなどを使用しなくても使うことができます。 NXシリーズ前面パネルかんたん設定・かんたんモニタ別売りのデータ設定器（OPX-2A）またはサポートソフト（MEXE02）を使用することで、よりお客様のシステムに合わせたパラメータ変更・機能設定・各種モニタが可能です。

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HACCP対策
品質向上
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5相ステッピングモーターCVDシリーズ　Sタイプ

薄型・小型の、基板実装型ドライバさまざまな装置設計に対して柔軟に適応する、非常にコンパクトな基板実装型ドライバです。 SPI通信対応（平置きのみ）パルス列入力対応平置き縦置き大きさ SPI通信対応サイズ平置きサイズ縦置きサイズ薄さ SPI通信コネクタ寸法平置きコネクタ寸法縦置きコネクタ寸法ステッピングモーターの駆動に必要な部品を集約モーターの駆動に必要な、マイコン、FET、電流検出用抵抗、ヒューズなどが、あらかじめ製品に搭載されています。アルミ電解コンデンサを接続するだけで、既製品と同様の駆動回路が完成します。必要部品の点数を削減できれば、運用開始後の保守部品の管理もシンプルになります。 CVD-S＋電解コンデンサドライバの温度モニタ機能を搭載 SPI通信対応ドライバ、および、パルス列入力対応 SPI設定ドライバは、SPI通信経由で温度モニタが可能です。駆動用の部品だけでなく、装置内の温度センサの削減にも貢献できます。高トルク・低振動のPKPシリーズの性能を最大限に発揮 CVDシリーズは、PKPシリーズのモーター特性を最大限に引き出します。出力電流を増加することで高トルク化を実現しつつ、フルタイムマイクロステップ制御によって低振動化・静音化に貢献します。高トルク化 2相トルクアップ 5相トルクアップ低振動化 2相低振動化 5相低振動化 CVDシリーズ Sタイプの特性は、CVDシリーズの他タイプと同じです。ステッピングモーター PKPシリーズ／CVDシリーズパルス列入力対応ドライバの詳細はこちらパルス発振用IC不要で、SPI通信で位置決め制御が可能 SPI通信対応は、位置や速度の設定、モーターの起動/停止などをSPI通信でダイレクトに制御できます。パルス発振用ICの代わりに、CPUを使ってパルス信号を生成する必要もありません。パルス発振用ICのコストを削減しつつ、パルス信号を生成するための負担も軽減します。

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DD駆動ナット回転式ボールねじ　Hyper Motion System

特長ダイレクトドライブモーターをボールねじナットと一体化し、高精度・高安定性を備えながら省エネ・高トルク出力を実現する機構。HIWIN製ボールねじ、リニアガイドウェイ、トルクモーター、クロスローラーベアリングを組み合わせてトータルの伝導方式を提案します。ダイレクト駆動でクイックレスポンス、カップリングやベルトなどの部品が不要になることで省スペースかつシンプルな構造に。さらにクリーンで省エネ、低騒音。ナット駆動なので、長ストロークや細長比の高い送り軸にも最適です。

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自動化
省スペース
棚卸し効率化
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ステンレスパラレルシャフトギヤボックス

FFAシリーズ並行軸ヘリカルギアは、高トルク、低エネルギー、低表面加熱を達成する為に開発されました。高効率の為、エネルギー消費を抑えられます。硬化ギアは長寿命であり、動きもスムーズです。フットプリントとシャフトサイズは一般的な標準サイズに近いです。ギアボックスのデザインは円形であり、滑らかなデザインは食品業界に非常に適合しています。FFAシリーズヘリカルギアは減速比281.71:1まであり、最大出力トルクは1500Nmです。製品特長・高品質な電解研磨をされたSUS316製（オプションで鏡面仕上げも可）・ステンレス製の食品機械に適合したデザイン・オプション：SUS316製の中空軸カバー(オープン・クローズ) ・オプション：SUS316製の洗浄が簡単な衛生設計のトルクアームとフットプレート・オプション：電解研磨をされたSUS316製のアウトプットフランジ・食品機械用潤滑油H1を使用、ハラール、コーシャ、ナットフリーの認定も可・すべてのギヤボックスに100%エアリークテストを実施・IECモーターもしくは標準モーターに適合 FFAシリーズ仕様・[減速比] 3.77 : 1 ～ 281.71 : 1 ・[中空軸径] 30φ, 35φ, 40φ, 50φ

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真空対応リニアモーター

HIWIN 真空対応リニアモーターは、真空用途の低アウトガス要件を考慮した幅広いラインアップを提供。高真空10-8 mbarクラスまで対応します。カスタムの磁気シールド設計により磁気干渉を防ぎ、半導体における電子ビームのアプリケーションを安定化。ご要望に応じたカスタム対応で、より高い推力密度性能を達成します。

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