エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2003年06月24日

カテゴリ : 駆動機構設計

第118回 動きを持つ構造設計−13:モータの使い分け−1

 ステッピングモータとACサーボモータの使い分けについて解説します。

(1)「回転速度—トルク特性」の面での使い分け

 2種のモータの回転の原理と構造の違いから、「回転速度—トルク特性」に違いがあります。このトルク特性の違いに対して、LCA構造上の直動伝達機構(ベルト機構、ボールネジ機構など)、移動ストローク長、稼動体重量や位置決め時間、精度のそれぞれの条件に見合ったモータ特性を選びます。

ステッピングモータのトルク曲線

 【図1】が標準的なトルク曲線。

図1

 モータ回転速度の低速域でトルク(N・m)が大きいのが特徴です。小型の直進駆動機構や短いストロークを繰り返し動く機構などに適しています。このグラフの曲線(モータのプルアウトトルク)よりもモータ必要トルクが小さいことが使用条件と成ります。

■モータ選定の必要条件

 モータプルアウトトルク ≧ モータ必要トルク

ACサーボモータのトルク曲線

 【図2】がACサーボモータのトルク曲線。

図2

 低速〜高速域で同じトルクを発生できます。【図1】のステッピングモータに比べ、高速域でトルクが大きい。このトルク特性から、移動ストロークの長いものや高速(短時間)駆動制御を必要とする機構に適しています。また【図2】のグラフで定格トルクと瞬時最大トルクに差がありますが、サーボモータの使用方法で2つの特性の違いを活用します。

図

 なお、グラフの外の条件で使用すると、発熱や振動の問題が生じる可能性が大きいために避けること。

 上記以外に「位置決め制御方式」の違い、駆動機構の剛性(力に対する変形しにくさの特性)の違いなどを考慮に入れて、ステッピングモータかACサーボモータかを使い分けます。詳しくは、第119回で解説します。

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