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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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【短納期】リニアモーター単軸ステージ SSAシリーズ

高速・高精度・短納期で優れたコストパフォーマンスを実現する、単軸リニアモータ位置決めステージ。

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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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

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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真空対応DDモーター　DMRシリーズ

HIWINのカスタム真空DDモーターは、高真空10-8 mbarクラスに対応。特殊なパッケージ技術により真空システム内における最適化された放熱設計で、連続高トルク出力を実現します。

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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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
自動化

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LAアタッチメント(リニアアクチュエータ)

ステッピングモーターに簡単に組み付けられるリニアアクチュエータのアタッチメント製品 LAアタッチメント（リニアアクチュエータ）は、ステッピングモーターに簡単に組み付けられるアタッチメント製品です。すべりねじと樹脂ナットで構成されており、カップリングレスで簡単に組み付けができ、自作機構に比べ部品や組み付け工数を削減できます。組み付け例：LAアタッチメント+ステッピングモーターPKPシリーズ取付角寸法42mmで許容推力100N、許容速度180mm/s 小型ながら高推力・高速。装置のタクトタイム削減に貢献セルフロック力*最大100N（取付角寸法42mm リード2mm）。負荷保持可能 LAアタッチメント（リニアアクチュエータ）は、機構部にセルフロック力があるため、自重による落下防止・移動防止などの負荷保持用途に適しています。 ※ 外部からナットを移動させようとしたとき、摩擦の関係からねじ軸が動かなくなる現象をセルフロックといいます。発熱低減：無励磁状態での負荷保持が可能なため、励磁時間短縮による低発熱化を実現コストダウン：負荷保持用の電磁ブレーキ削減可能（リード2mmの場合）カップリングレスで簡単組み付け。より省スペース、より短時間で装置設計が可能 LAアタッチメント（リニアアクチュエータ）を使うことで、部品数削減による省スペース化と、組み立てや取付精度などの調整時間が削減できます。より短い時間での装置立ち上げが可能になります。動画で見る LAアタッチメント（リニアアクチュエータ）とモーターの取付方法部品数削減による省スペースイメージアキシアル荷重をダイレクト支持アキシアル軸受け機構を採用し、アキシアル荷重をダイレクトに支持可能です。信頼性の高いLAアタッチメント（リニアアクチュエータ）です。アキシアル軸受け機構採用耐摩耗性の高い樹脂ナットを採用 LAアタッチメント（リニアアクチュエータ）は、耐摩擦性の高い樹脂ナットを使用しているため、走行距離によって増加するバックラッシの変化量を抑えることができます。

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省スペース

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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

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自動化
省スペース
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DDモーター　DMHシリーズ

高応答、高トルク、高速位置決め動作角度が小さく、周波数が高いアプリケーションに最適です。 Eシリーズドライバー搭載で、より早く、より安定し、より正確な産業需要を実現。生産効率が大幅に向上し、50～60,000UPHの生産能力を実現します。

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ACスピードコントロールモーター　DSCシリーズ

DSCシリーズの概要クローズドループ制御でスピードコントロール速度変動率±1％（参考値） ACモーターに搭載したレートジェネレータで回転速度を常に監視。負荷が変動しても設定した速度になるように回転速度をコントロールします。回路のデジタル化従来のアナログ回路の大半をデジタル化してCPUに取り込み、回路部品を大幅に削減。かつてない小型化と低価格を実現しました。また、デジタル化により速度指令値と速度検出値の偏差をゼロに近づけることが可能になり、速度変動率が-5％から±1％※へと向上しました。省スペース化と設置の手間を削減小型体積は一般的なインバータ比で63％も小型小型密着取付で省スペース化本体幅35mm、密着取付可能で複数軸使用時もすっきり設置。薄型の制御盤にも奥行き90mm。薄型制御盤にも設置できます。薄型の制御盤にもモーター・ドライバ間はコネクタ接続でワンタッチスピードコントローラとモーターの配線はコネクタ方式で簡単に取付、取り外し可。アラーム出力で信頼性を高めるクローズドループ制御によりモーターの状態をリアルタイムでコントローラにフィードバック。過負荷によるモーターロックなど、異常時にアラーム信号を出力し、モーターへの電力供給を停止します。

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HACCP対策
品質向上
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ステンレスハイポイドベベルギヤボックス

FKシリーズ FKシリーズハイポイドベベルギアは高トルク、省エネ、加熱防止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。焼入れをしたギアは通常のウォームギアより長寿命であり、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。ギアボックスの円形で滑らかなデザインは食品業界に非常に適合しています。FKシリーズハイポイドベベルギアは減速比300:1まであり、最大出力トルクは500Nm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は、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 FKシリーズ仕様・[減速比] 7.5 : 1 ～ 300 : 1 ・[中空軸径] 20φ, 25φ, 30φ, 35φ

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HACCP対策
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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。

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