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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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ステンレスモーター

・本体は研磨SUS304製で鉄やアルミのようにサビの発生や塗装のはがれがありません。・端子台部分は本体と一体型で清掃が簡単な丸みを帯びたデザインになっています。・全ての接続面にOリングを使用し、水分の混入を防止しています。・取付ネジにはキャップナット、スペーサー、Oリングを使用しています。・形式表示はプレートを使用せず、ハウジングに直接刻印しています。・IE3(プレミアム効率)、IP66、ISO Fフランジが標準仕様になります・極度な条件下での特殊なエアレーターを使用することで IP69K になります。・PTCリレーを標準装備。・B5、B14Aはフランジ取付、B3は脚取付です。・IEC63からIEC132までの7サイズのラインアップになります。・IEC63、71、80は特殊なシャフトとフランジの組み合わせでSEW社製ギヤボックスに取り付けが可能です。・IEC80までのモデルは全閉自冷型（TENV、IC410）になります。・IEC90以上のモデルは全閉外扇型（TEFC、IC411）があります。ファンレスステンレスモーター（全閉自冷型）モータにおける衛生管理のベストソリューション容量：最大1.1kw

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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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ステンレスヘリカルギヤボックス

FRシリーズ FRシリーズヘリカルギアボックスは、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。FRシリーズヘリカルギアボックスは減速比199.81:1まであり、最大出力トルクは600Nm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 FRシリーズ仕様・[減速比] 3.41 : 1 ～ 199.81 : 1 ・[中空軸径] 25φ, 30φ, 35φ

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サーボモータ

工作機械や産業用ロボット、医療機器など「動く」装置で求められるのが、「モータ」やそれを駆動する「アンプ」です。ただ回るのではなく、正確な位置決めや高性能が求められる用途で活躍します。サーボシステム製品「SANMOTION」は、高精度かつ高速の駆動ときめ細やかなカスタマイズにより、装置の生産性の向上に貢献します。

解決できる課題

人手不足解決
品質向上
自動化
IoT、DXの活用
制御機器更新
生産効率改善

…

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5相ステッピングモーター　PKP／PKシリーズ

性能の向上高精度 5相のPKPシリーズはステップ角度が0.72°（高分解能タイプ0.36°）・停止精度± 0.05°のため、高精度の位置決めが可能です。また、マイクロステップ駆動のドライバで制御したときの静止角度誤差はフルステップ駆動時とほぼ変わらず高精度です。マイクロステップでも停止精度が悪化しない (5相CVDシリーズドライバ＋5相PKPシリーズモーター) 5相フルステップ停止精度 5相マイクロステップ停止精度低振動化 5相のPKPシリーズは基本ステップ角度が0.72°（高分解能タイプ0.36°）と小さいため、基本ステップ角度1.8°の2相ステッピングモーターより低振動・低騒音です。また、マイクロステップ駆動のドライバで制御することでさらに低振動・低騒音駆動が可能です。小型・薄型コネクタを採用小型・薄型コネクタを採用したPKPシリーズは、コネクタ部の張り出しが低くなりました（一部製品は除く）。また引き出し方向が上向きになったことで、モーターケーブルの引き出し方向の自由度がアップしました。

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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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DDモーター　DMNシリーズ

[1] DMNシリーズ [2] モデル [3] エンコーダー A: 19 bits(ABS) B: 20 bits(ABS) 2: 1500 ライン (INC) 4: 2500 ライン (INC) 5: 3600 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 [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] 保護等級 0: IP40 [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) 1: 0.3m (ABS スケール標準) 2: 0.5m(DMN21 INC エンコーダーのみ) [12] コネクタータイプ S: ABS スケール規格 (AMP) 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: クランプなし (標準) [15] 予約

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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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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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ACスピードコントロールモーター　USシリーズ

特徴 | ACスピードコントロールモーター USシリーズ簡単結線モーターとスピードコントロールユニットをコネクタでワンタッチ接続し、スピードコントロールユニットを電源に接続するだけで運転が可能です。簡単操作回転速度もスピードコントロールユニット前面のボリュームで簡単に設定できます。海外安全規格適合単相110V/115V、単相220V/230VタイプはUL/CSA規格認定、CCC認証を取得し、CEマーキング（低電圧指令およびEMC指令）を実施しています。モーターに保護接地端子を装備（単相110/115V、単相220/230Vタイプ・6W～40W）可変速度範囲 50Hz：90～1400r/min 60Hz：90～1600r/min（または1700r/min）さまざまな国で造られた機器や装置が国境を越え、世界各地で使用される時代です。いつの時代もお客様の声に耳を傾け、ニーズに合った製品をバリエーション豊富に取り揃え、いつでもどこでも短納期でリーズナブルにお届けします。

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電磁ブレーキ付モーター

電磁ブレーキ付モーターの特徴無励磁作動型電磁ブレーキ搭載無励磁作動型の電磁ブレーキを搭載した機械式ブレーキモーターです。停電など電源OFFと同時に、モーター軸を静止できます。上下駆動など、負荷保持を必要とする用途に最適です。ブレーキバックでモーターを瞬時停止電磁ブレーキ付モーターのオーバーランを小さくし、瞬時停止する用途に適しています。ブレーキパックSB50Wなら、モーターに内蔵しているサーマルプロテクタが動作した場合アラーム信号として出力できる機能を搭載しています。ギヤヘッド、リニアヘッドの特徴ギヤヘッド：減速、トルクアップを簡単に実現モーターとギヤヘッドを組合わせることにより、目的の速度に減速したり、トルクアップをはかることができます。リニアヘッド：モーター回転を直線動作に変換リニアヘッドを組み合わせることにより、モーターの回転動作を直線動作に変換することができます。角型ラック採用タイプと丸型ラック採用タイプをご用意しています。高強度ギヤヘッドトルクアップやダウンサイジングを図る場合には、更にパワーアップした高強度ギヤをご用意しています。平行軸GVギヤヘッド出力軸の軸受のサイズアップや浸炭処理された歯車の採用により、トルクアップを実現しました。

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