ステッピングモータの用途 その特徴を活かした例を紹介
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2021年1月27日
ステッピングモータは、一定の回転角度で断続的に軸が回転するモータです。商業や工業分野はもちろん、私たちに身近な一般家電などにも採用されています。具体的にどのようなシーンで活用されているのでしょうか。
ここではステッピングモータの特徴や種類、用途について、分野ごとにわかりやすくご紹介します。
ステッピングモータの特徴と種類
ステッピングモータは、パルス信号によって回転角度や速度を制御しています。
運転を指令するコントローラや発振器のパルス信号の数や速さに、ステッピングモータの回転角度や速度が比例しているので、簡単ながらも正確に位置と速度を制御できます。
回転子の構造によってVR型、PM型、HB型の3種類に分類できます。また、コイルへの電流の流し方によってユニポーラとバイポーラの2種類に分けられます。それぞれに特徴があり、用途によって適切な使い分けが必要です。
ステッピングモータの種類についてさらに詳しく知りたい場合は、下記ページで解説していますのでご確認ください。
それでは、ステッピングモータのメリットデメリットを見ていきましょう。
メリット
- 回転角度がデジタル入力によるパルス数に比例するため、位置制御が簡単
- 低速での回転ができる
- フィードバックが不要なオープンループで位置制御ができる
- 停止時の自己保持力が優れている
デメリット
- 駆動回路が必要
- 想定外の負荷変動による脱調の可能性がある
- 振動や騒音が大きい
家電、住宅設備分野における用途
ステッピングモータが一定角度で断続的に回転し、「正確な位置決めができる」という特徴を活かして、さまざまな機器に採用されています。最も身近な例に、アナログ時計があります。アナログ時計の秒針は、ステッピングモータが1秒ごとに秒針の軸を6°だけ回すように制御されています。そのほかにも、エアコンのルーバーや配管のバルブ開閉、窓シャッターの駆動部、デジタルカメラや携帯カメラモジュールのオートフォーカスやズームのほか、コンビニエンスストアのコピー機や家庭用プリンタにもステッピングモータが採用されています。
商用機器分野における用途
商用機器分野でも多くステッピングモータが採用されており、外出先でもステッピングモータを使っている機械を見つけることができます。例えば街中にある自動販売機です。カップ式の自動販売機では、カップの輸送機構でステッピングモータが採用されています。銀行のATMではステッピングモータを使ってトレイエレベーターの駆動や明細票の紙送りが行われています。さらに駅の券売機や改札機の切符を送り出す機構、定期的に動いて周囲を見渡す監視カメラの駆動部など、さまざまな場所にステッピングモータが使われているのです。
工業分野における用途
日常生活の中で私たちと直接かかわりのあるものではありませんが、工業分野においてもステッピングモータが採用されています。よく見かけるのが一定の速度での回転が求められる生産ラインのベルトコンベアや、XYテーブルといった設備です。
基板や半導体といった精密部品を搬送する際は、駆動部モータの振動によって搬送物に不具合が生じる可能性があり、注意が必要です。このような振動による不具合を防ぐために、ステッピングモータにマイクロステップ駆動技術を利用して振動を低減することができます。このようにステッピングモータは精密部品の安定した搬送に貢献しています。
また、産業用ロボットのハンドや関節部にもステッピングモータが採用されています。ステッピングモータにロータリーエンコーダを搭載し、ドライバでサーボ制御することでより正確かつ自在に動かすことができ、ロボット分野に不可欠なモータになると予想されます。
ステッピングモータは欠かすことができないモータ
ステッピングモータはパルス信号が駆動回路(ドライバ)に入力されるたびに一定の角度で回転するモータです。回転角度がパルス数に比例するため、オープンループで簡単に位置制御ができます。この特徴を活かして、家電や自動販売機、改札、ATMなどの私たちの身近な機器から、生産ラインやロボットといった工業向け機器まで、多様な分野で活躍しています。私たちの生活や社会に欠かすことができないモータです。
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