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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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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。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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トルクモーター TMシリーズ

TMシリーズの概要トルクモーターは大きな起動トルクを持ち、低速時にはトルクが高く、高速時にはトルクが低い特性（垂下特性）を持ちます。この特性を生かし、巻き取りや張力用のモーターとして幅広い用途でお使いいただけます。モータートルクを簡単調整 TMシリーズは、パワーコントローラの内部トルク設定器などで、モータートルクを簡単に設定・調整することができます。簡易的な巻き取り・張力調整におすすめシンプルなシステム構成テンションコントローラやサーボモーターを使った高精度な制御が必要ない場合、TMシリーズを使うことで、シンプルなシステム構成で張力調整が実現できます。簡易的な巻き取り・張力調整を始めるのにお求めやすい価格テンションコントローラやサーボモーターよりも低コストで巻き取り・張力調整システムを構成できます。パワーコントローラの特徴システムにあわせた3種類のトルク設定方法「内部トルク設定器」「外部トルク設定器」「外部直流電圧」からトルクの設定が可能です。外部直流電圧の場合、上位PLCと接続して直流電圧で制御でき、自動化にも貢献します。内部／外部を切り替えることにより、2段階のトルク設定も可能です。トルク微調整機能を搭載設定値に対する実際のモーター出力トルクは、モーターごとに多少のばらつきがあります。 TMシリーズのパワーコントローラには、このばらつきを調整するためのトルク微調整設定器（ADJUST機能）を搭載。並列運転時など、複数のモーターを使用するときに、簡単に各モーターのトルク差を補正することができます。充実の機能モーターの接続不良を検知するアラーム出力機能（サーマルプロテクタオープン検出）内部／外部による2段階トルク設定 CW／CCW切り替えによる瞬時正逆運転信号入力のシンク／ソースロジック切り替え

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
自動化

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クラッチ・ブレーキ付モーターC・Bモーター

高頻度運転に最適高頻度・高応答のクラッチ・ブレーキにより、高頻度の起動・停止が可能です。コンパクトで取り扱いが簡単コンパクト設計なので、取り扱いが簡単。スペースをとらず機械の駆動部を簡潔にまとめることができます。高信頼性ギヤヘッド採用 C・Bモーター専用ギヤヘッドGCタイプ、GCHタイプは、耐衝撃性を重視し、強度をアップして専用化、信頼性を向上しました。（GNタイプ等、他のギヤヘッドは取り付けできません。）種類が豊富インダクションモーターで、リード線タイプ、端子箱付タイプがあります。また、電源仕様も単相100V、200V、三相200Vと種類が豊富です。

解決できる課題

HACCP対策
品質向上
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コアレス・円筒型リニアモーター　LMTシリーズ

円筒状の永久磁石を組み合わせて用いた円筒型リニアモーター。コアレス可動子を用いているので、非常に軽く、優れた動特性を持っています。幅広いサイズを揃えており、また類似形状のためボールねじの置き換えに適しています。 ■ 3相 ■ 軽量で高加速度、高動特性 ■ エアギャップが大きく組立容易 ■ コギングなし、非接触磨耗なし

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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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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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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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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【短ストローク】コア付リニアモーター　LMSSシリーズ

■短ストロークを実現するミニマム設計 ■最適化されたコギング ■絶縁種別：F種

解決できる課題

自動化
省スペース
棚卸し効率化
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コア付リニアモーター　LMFAシリーズ

[1] リニアモーター [2] FAシリーズ [3] 可動子幅 0: 67mm 1: 96mm 2: 126mm 3: 141mm 4: 188mm 5: 248mm 6: 342mm [4] 可動子長さ ▼LMFA0-2シリーズ 1: 145mm 2: 250mm 3: 355mm 4: 460mm ▼LMFA3-6シリーズ 1: 214mm 2: 375mm 3: 563mm 4: 697mm [5] 巻線コード無記号: 標準 L: 低逆起電圧

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水冷式トルクモーター　IM-2シリーズ

TM-2シリーズに比べて非常に高い回転速度範囲で使用可能です。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 ■弱め界磁で最高回転速度は5450min-1

解決できる課題