ブラシレスDCギヤードモータとは
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2022年1月11日
近年、高性能のモータが次々と開発されています。従来のブラシ付きDCモータの弱点を克服して、開発されたのがブラシレスDCモータです。
ブラシレスDCモータは、ブラシ付きDCモータよりも小型・軽量・低騒音・長寿命であり、さらに効率や制御性の面で優れた性能を発揮することができます。
小型モータでは、技術的にモータ単体のみで数百rpmといった低速回転のモータの設計が困難なため、小型モータを低速回転で使用したい場合には減速機構が必要になります。 この減速機構とブラシレスDCモータの長所をそのまま保持し、低速回転と高トルクを実現しているのがブラシレスDCギヤードモータです。
ブラシレスDCギヤードモータとは
ブラシレスDCギヤードモータはブラシレスDCモータと機械的減速装置(複数段のギヤまたは遊星ギヤ等)を一体化したものです。ギヤはモータの出力軸に組み付けられます。
ケースの中にギヤが入っている(オレンジと黄色 右側の見えない部分がモータ)のが分かると思います。
ブラシレスDCギヤードモータの回転速度は、複数のギヤがかみ合って回転する過程で元のモータ回転速度から減少しますが、他方でトルク(回転モーメント)はモータのトルクよりも増大します。
一般的なブラシレスDCモータは、効率に優れる2,000~3,000rpmの回転数で使われることが多いです。例えば1/20の減速比の減速装置を使用することによって回転数は100~150rpmに低下するとともにトルクは概ね20倍に増加します。
ギヤ比 | 回転速度 | 許容トルク | |
---|---|---|---|
Aタイプ | 1/20 | 150 rpm | 2.2 N・m |
Bタイプ | 1/50 | 60 rpm | 4.6 N・m |
Cタイプ | 1/100 | 30 rpm | 4.1 N・m |
Dタイプ | 1/200 | 15 rpm | 4.1 N・m |
減速用のギヤは通常、ギヤボックスと呼ばれる専用のケースに収められた形でモータに組み付けられて働きます。ブラシレスDCモータと一体化されたブラシレスDCギヤードモータは外形寸法を小さくできるため、モータを組み付ける機器で、内部のスペースの有効利用にも貢献します。
最終的に求められる回転数とトルク、使用される機器で許容されるスペースなどによってブラシレスDCギヤードモータの設計が決まってきます。ブラシレスDCモータはその基本性能の選択の幅が広くなるので、実機の設計を容易にすることができます。
ブラシレスDCギヤードモータが広く使われている理由
ブラシレスDCギヤードモータは、次の理由により幅広い用途で使われています。
- ブラシ付きモータを使ったギヤードモータに比べ、ブラシレスDCモータの持つ長寿命、低騒音、高効率のメリット が活かせます。
- 低速回転や高トルクに対する要求のある中でも、設計的にみて選択の幅が広いです。
- 低騒音、伝達効率に優れた各種のギヤボックスが開発されており、その特長を持ったブラシレスDCギヤードモータが作られています。
ブラシレスDCギヤードモータ導入の注意点
- ブラシレスDCギヤードモータは使用するメリットが多いですが、導入にあたり注意する点がいくつかあります。
- ブラシレスDCギヤードモータの減速用ギヤは精密加工が施されているため、使用する際には破損を防ぐため外部衝撃に注意が必要です。
- ブラシレスDCギヤードモータは、仕様書で定める定格範囲内で使用しましょう。過負荷、長時間の連続運転は避けないといけません。
- ブラシレスDCギヤードモータに減速機構(ギヤボックス)を追加する場合は、モータのコストが上がります。
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