この記事では主にDCモーター, ギアードモーター、 そしてステッピングモーターサーボモーターとは、私たちが普段目にすることが多いDCマイクロモーターのことです。この記事は、ロボット製作によく使われる様々なモーターについて、初心者向けに解説するものです。
モーターは、一般的に「モーター」と呼ばれ、電磁誘導の法則に従って電気エネルギーを変換または伝達する電磁装置です。電気モーターは、回路図では「M」（旧規格では「D」）で表されます。その主な機能は、家電製品や各種機械の動力源として駆動トルクを発生させることであり、発電機は回路図では「G」で表されます。
小型DCモーター
小型DCモーターは、現在では多くのモーター、電動玩具、電気シェーバーなどに使用されています。このモーターは回転速度が速く、トルクが小さいため、通常は2つのピンしかありません。正極と負極のバッテリーを2つのピンに接続すると、モーターが上方向に回転し、次に正極と負極のバッテリーをモーターの反対側の2つのピンに接続すると、モーターも逆方向に回転します。
おもちゃの車に搭載された小型DCモーター
マイクロギアモーター
小型ギアードモーターは、ギアボックスを備えた小型DCモーターであり、速度を減速しトルクを増加させることで、小型モーターの用途を拡大させている。
マイクロギア式ギアモーター
マイクロステッピングモーター
ステッピングモーターは、電気パルス信号を角度または直線変位に変換するオープンループ制御要素であるステッピングモーター装置です。過負荷でない場合、モーターの速度と停止位置はパルス信号の周波数とパルス数のみに依存し、負荷の変化の影響を受けません。ステッピングドライバーがパルス信号を受信すると、設定された方向（「ステップ角」と呼ばれる）にステッピングモーターを固定角度だけ回転させます。回転は固定角度までステップごとに行われます。パルス数を制御することで角度変位量を制御し、正確な位置決めを実現できます。同時に、パルス周波数を制御することでモーターの回転速度と加速度を制御し、速度調整を実現できます。
マイクロステッピングモーター
サーボモーター
サーボは主にパルスを使用して位置決めを行います。基本的には、サーボモーターが1つのパルスを受信すると、その角度に対応する1つのパルスだけ回転して変位を実現します。サーボモーター自体がパルスを送信する機能を持っているため、サーボモーターは回転角度ごとに対応する数のパルスを送信します。そして、サーボモーターが受信したパルスはエコー、つまり閉ループを形成します。このようにして、システムはサーボモーターに送信されるパルスの数と、同時に受信されるパルスの数を把握できるため、モーターの回転を非常に正確に制御し、0.001mmに達する高精度な位置決めを実現できます。
DCサーボモーターは、ブラシ付きモーターとブラシレスモーターに分けられます。ブラシ付きモーターは、低コスト、シンプルな構造、大きな始動トルク、広い速度範囲、容易な制御といった利点がありますが、メンテナンスが必要であり、メンテナンス作業（カーボンブラシの交換）は容易ではなく、電磁干渉を発生させ、環境要件も存在します。そのため、コスト重視の一般産業用途や民生用途に適しています。
投稿日時：2022年11月25日