小型ブラシレスDCモータの出力やサイズ・減速比の特徴と選び方のポイント

ルームエアコンや給湯器、プリンターやATMなどさまざまな製品にブラシレスDCモータが使われています。そうした中、小型モータのニーズも高まっています。ここでは、小型ブラシレスDCモータの出力やサイズ・減速比の特徴を紹介します。ブラシレスDCモータを新製品などの機器に使う場合に何をもってブラシレスDCモータを選べばよいかについてご紹介します。

モータの大小は、一般的に出力のことを指しています。

具体的に「どのくらいの出力の場合が小型である」といった明確な定義はありませんが、ブラシレスDCモータの場合、大型、小型と言うと以下のような出力による分類が用いられることが多くなっています。

モータから出力を得る場合に同じ出力であればサイズが大きいモータよりもサイズが小さいモータのほうが効率がよいです。

ブラシレスDCモータは外形サイズを維持したままより高効率化されています。例えば、エアコンや給湯器などのファン駆動や大型空調設備のダンパーを開閉するアクチュエータ、ATM機器の搬送ベルトやギアの駆動部などに高効率のものが活用されています。

ここではブラシレスDCモータのサイズについてみていきましょう。

ブラシレスDCモータは、取付角寸法90mm程度よりも小さいサイズのものを小型とすることが多くみられます。しかしブラシレスDCモータの取付角は15mm～20mm程度の場合も少なくありません。

サイズが最小クラスのブラシレスDCモータの場合、モータ直径が3mm、モータ長が8.4mm（定格トルク0.013mNm）ほどというものも登場しています。モータの収納スペースや搭載される製品の重量に指定があるといった設計要件が厳しいほどサイズが小さいブラシレスDCモータが必要です。

ただし、サイズが小さくなるほど出力も小さくなる傾向があります。

ギヤヘッドにはモータの回転速度を変えたりトルクを増幅させたりする働きがあります。ギヤヘッド減速比の数値が小さいと速度は増加する一方、ギヤのトルクが小さくなります。
また高効率なブラシレスDCモータは最高回転速度が高く、ギヤヘッドにも以下のような性能が求められます。

モータと同時にギヤヘッドを選定する場合は減速比以外に、これらについても検討することが重要です。

小型ブラシレスDCモータの用途は、車載シート空調用ファンモータ、医療器CPAP用ファンモータ、ビル空調用ダンパーアクチュエータ用モータ、ファンレスファン用送風モータ、工場等のエリアセンサー用など多岐にわたります。モータを選定する際に着目するポイントには以下のようなものがあります。

モータの効率とコストのバランス

高効率なモータが必要な場合には、ブラシレスDCモータが第一候補に挙げられることが多いです。小型ブラシレスDCモータは、高効率化のために「鉄心材料としてより損失が少ない電磁鋼板を使っている」「より磁力が強いネオジムマグネットを用いている」など、厳選された使用部材が使われています。

ブラシレスDCモータを選ぶ際は、製品実機構造や求める特性により高速回転や回転速度の可変制御が必要な場合はインナーロータ型、回転速度を安定させたり扁平・薄型など形状に制約があったりする場合にはアウターロータ型がおすすめです。

ただし、コスト要因などでブラシ付きDCモータや ACシンクロナスモータ、ACインダクションモータなど別のタイプのモータが選択肢に入る場合もあります。

制御回路の高性能化

制御回路は、センサやスイッチなどから信号を受け取り、モータを制御する情報をドライバに伝える役割があります。きめ細かなトルク制御をしたい場合やモータの回転を緻密に変化させたい場合には、制御回路は高性能である必要があります。モータ駆動用の演算素子（MCUなどのデバイス）を活用すると、速度調整、センサ連動などの高度な制御が可能となります。

小型のブラシレスDCモータは高効率なものが求められる傾向が強まっています。小型ブラシレスDCモータを選ぶ場合には出力のほか記事内で紹介した観点を踏まえて選びましょう。