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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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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。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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ステンレスベベルギヤボックス

FKAシリーズベベルギアボックスは、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。FKAシリーズベベルギアは減速比197.37:1まであり、最大出力トルクは2700Nm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 FKAシリーズ仕様・[減速比] 3.98 : 1 ～ 197.37 : 1 ・[中空軸径] 30φ, 35φ, 40φ, 50φ, 60φ

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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αSTEP AZシリーズ

新開発ABZOセンサ小型のバッテリレスの機械式アブソリュートセンサです。生産性の向上やコスト削減に貢献します。モーター、ドライバともに、お求めやすい価格です。機械式センサ ABZOセンサは歯車を複数搭載しており、個々の歯車の角度を認識することで位置情報を検出します。そのためバッテリが不要です。多回転アブソリュートセンサ基準となる原点から、モーター軸で±900回転（1800回転分）の絶対位置が検出可能です。外部センサ不要アブソリュートシステムのため、原点センサ、リミットセンサなどの外部センサは不要です。高速原点復帰＋原点復帰精度の向上原点センサ、リミットセンサ無しで原点復帰ができます。センサの感度を気にせず、高速の原点復帰を実現し、マシンサイクルを短縮します。同時に、センサの感度による原点位置のバラつきが起こらなくなります。原点の精度を向上できます。コストダウン外部センサにかかる費用や、配線に関する費用がかかりません。システム全体をコストダウンします。装置設計の自由度が向上外部センサの設置や配線に必要だったスペースを節約できます。装置設計の自由度を向上させます。バッテリレスバッテリ不要の、機械式センサです。位置情報を機械的に管理します。位置情報を保持位置決め運転中に電源が遮断されたり、モーター／ドライバ間のケーブルが外されても、位置情報を保持します。原点復帰運転の時間を削減できます。メンテナンスの削減バッテリの交換が不要です。メンテナンスの手間やコストを削減します。

解決できる課題

人手不足解決
品質向上
自動化
省スペース
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。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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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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超低速シンクロナスモーター SMKシリーズ

低速・同期回転電源周波数に正確に同期して低速で回転します。負荷が変動しても回転速度は変わりません。 50Hzのとき　60r/min（30r/min）※ 60Hzのとき　72r/min（36r/min）※ ※ （）は、SMK014MA-□の値です。連続定格コンデンサランモーターコンデンサのみで簡単に駆動できるコンデンサランモーターです（SMK5□は外部抵抗も必要）。正逆転動作でも連続定格で駆動できます。連続定格コンデンサランモーター優れた起動・停止・反転特性モーター許容慣性負荷以内であればモーターは電源周波数の1.5サイクル（50Hzのとき0.03秒、60Hzのとき0.025秒）以内で起動・停止・正逆転がおこなえます。位置決めにも応用できます。モーターは電源を切るだけで停止します。モーター許容慣性負荷以内であれば、10°以内で停止することができます。精度の良いスイッチを使用すれば精度の高い簡易位置決めがおこなえます。巻下げ運転が可能巻下げ状態でも一定速度で回転します。上下動を同じ速度で駆動したい用途にも適しています。負荷を保持することもできます。超低速シンクロナスモーターは、ステッピングモーターと同じ構造でローターに永久磁石を使用していますので、そのままでも保持力があります。ギヤヘッドを使用することで大きな保持力を利用することができます。直流電源を使用すれば、より大きな保持トルクを得ることもできます。

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ACスピードコントローラ　MSC-1

特徴 | ACスピードコントローラ MSC-1 小型化によりコンパクトな装置設計が可能省設置スペースのスピードコントローラです。従来品のスピードコントローラと比べ体積比で約45％の削減、また一般的なインバータと比べると体積比で約70％の削減となります。 MSC-1は、35mm幅DINレールに直接取り付けられます。スピードコントローラの性能安定した速度制御が可能です MSC-1はクローズドループ制御を採用しており、オープンループ制御のインバータに対し、負荷変動による速度の落ち込み幅が小さくなります。また、制御回路をCPU制御にしたことにより、従来品のスピードコントローラよりも、速度変動率（対負荷）が向上しました。そのため、より安定した速度制御が可能です。コントローラからの発生ノイズが少なくなりますインバータは、PWM制御方式でモーターへの供給電圧の大きさと周波数を制御することで、モーターの回転速度を制御しています。スピードコントローラは、位相制御方式でモーターへの供給電圧の大きさを制御することで、モーターの回転速度を制御しています。位相制御方式はインバータのように供給電圧の頻繁なON/OFFがないため、ノイズの発生が少なくなります。幅広い電圧仕様とモーター出力に対応単相100～230Vの電圧仕様に対応 MSC-1は、単相100～230Vまでのマルチ電圧で、ワールドワイドにご使用いただけます。※ ※ スピードコントローラMSC-1は単相100～230V仕様ですが、ご使用のモーターは、必ず装置の電圧仕様に合わせてご使用ください。出力6W～60Wまでのモーター制御が可能出力6W～60Wまでのスピードコントロールモーターに対応します。

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2相ステッピングモーター　PKP／PKシリーズ

性能の向上高トルク化モーター巻線設計の見直しにより、高電流化が可能になりました。低速域から高速域までトルクアップを実現しています。同サイズでの回転速度－トルク特性比較同サイズでの回転速度－トルク特性比較励磁最大静止トルクの比較励磁最大静止トルクの比較省エネルギー・省電力モーターに供給する運転電流を下げることで、従来の製品と同等なトルクを得ながらも消費電力量、CO2排出量の低減を実現できます。消費電力量・CO2排出量従来比56%減（当社比）消費電力量・CO2排出量従来比56％減回転速度 0.1kHz (30r/min) 稼働時間 24時間、365日運転状況運転50%、待機50% 電源電圧 DC24V CO2係数 0.519㎏-CO2/kWh 低振動化磁気設計の見直しにより、従来品よりさらなる低振動を実現しています。ダウンサイジングによる省資源従来品に比べ、大幅にトルクを向上させました。同等のトルクで比較した場合、PKPシリーズを使用することでモーターをダウンサイジングすることができます。装置の省スペース化、軽量化に貢献します。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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5相／2相ステッピングモーターCVDシリーズ　多軸タイプEtherCAT対応

EtherCAT対応・4軸制御で、省配線・省スペース EtherCAT通信ケーブル1本で、入出力信号を集約。また、4軸分の通信・電源などの配線をドライバ1台に集約配線工数削減や誤配線トラブルの軽減 EtherCATマスタによるモーター情報含めた装置情報の一括管理可能 EtherCAT対応・4軸制御デイジーチェーン接続で省配線省スペースでの設置が可能コネクタ向きライトアングルのタイプは、複数台並べたときでも、配線が干渉せず、より省スペースでの設置が可能です。スッキリ配線コネクタ位置を2辺に集約。配線をスッキリとまとめられます。 2相／5相モーター併用可能、EtherCAT通信で同期制御可能ドライバ1台で、2相／5相モーター・アクチュエータなど制御可能。部品在庫や管理コストを削減組み合わせ可能なステッピングモーター・電動アクチュエータ・ロータリーエンコーダ EtherCAT通信で2相／5相モーターの特性を使い分けながら同期制御可も可能 2相／5相モーター対応と便利なドライバ機能エンコーダ情報の取り込みと、位置偏差検出が可能ドライバにエンコーダ情報を取り込む機能を搭載しています。上位制御機器を介さずドライバで位置偏差を検出して、信号として出力可能です。またサポートソフトMEXE02を使うことで、モーターの実際の位置・実際の速度をPC画面でモニタできます。高速カウンタ不要、上位制御機器のコストを削減 EtherCAT通信により上位制御機器に信号を出力。プログラム作成時間を削減

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水冷式トルクモーター　TM-2シリーズ

従来のTMRWシリーズの特長を継承しながら、より高いトルクと低コギングを達成します。工作機械での加工時の熱を回避するため、水冷機能で高い連続トルクを確保し、モーターの温度上昇を低減します。過負荷の場合にモーターを保護する温度センサーが装備されています。 ■水冷式 ■大口径中空軸 ■TMRWに比べてトルク密度は20％アップ

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