株式会社藤井精密回転機製作所
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オリエンタルモーター株式会社

【2021年版】トルクモーター メーカー4社・11製品一覧

トルクモーターのメーカー4社・11製品を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


トルクモーターとは

トルクモーターは大きな起動トルクと垂下特性を持ったモーターで、広い速度域で安定した運転ができる特性を持っています。

特に低速で高いトルクを実現できるのでローラーなどの巻取り装置への使用に適したモーターです。

巻取りを行う際、はじめは低トルク・高速回転が要求されますが、巻取りが進むにつれて径が大きくなるので低速・高トルクが必要になります。これを表現する回転数-トルクの特性曲線とトルクモーターの特性曲線が似ているためトルクモーターは巻取りに適したモーターであると言えます。

トルクモーターの使用用途

トルクモーターは、一定の速度で何かを巻き取るための装置に組み込まれて使用されます。

例えば、布や紙、ゴムなどのシート状のものや、金属線やケーブルなどの線上のものを巻き取る際に使用されています。

また、バルブやネジの締め・緩めやドアの開閉などにも起動トルクが要求されるため、トルクモーターの使用に適しています。

このようにトルクモーターは、トルクの調整が要求される場面で活躍しているモーターです。

トルクモーターの原理

他のモーターの回転数-トルク特性曲線は特定の回転数でピークを迎えるような山なりになっているのに対し、トルクモーターは右肩下がりのなだらかな曲線になっています。このような特性を垂下特性と呼びます。したがって、モーターと負荷のバランスを保つように回転数が増加するとともにトルクは減少するという性質を持っています。

トルクモーターへの印加電圧を増加させると電圧の二条に比例して垂下特性の曲線はより右肩下がりの傾きを持った曲線にシフトします。したがって、電圧調整器と組み合わせて使えば、アプリケーションに応じて垂下特性をチューニングすることができます。また、負荷トルクが一定の場合は印加電圧を調整すれば回転速度を変化させることができます。

角速度が一定の回転運動にかかるトルクを静トルクと言い、トルクモーターの運用は静トルクが要求されるような巻取り動作などに適しています。また、始動トルクが大きいため始動電流も小さくて済むため頻繁に始動・停止を行う動作にも適しています。

トルクモーターの選定

巻き取り機構の用件としては、巻き取るスピードが一定で安定していることが求められます。モーター選定の際には、次の点を考慮する必要があります。

巻き始めると巻き取りローラーの径が大きくなるので、巻取りスピードを等速に保つ為には、モーター回転速度を変化させる必要があります。更にその際に同一のテンションでムラに無らないよう引っ張り続ける為には、モーターのトルクも変化させる必要があります。

巻き取りスピードを一定にする為のモーターの回転速度と、テンションを一定にする為のモーターのトルクを、巻き始め時と巻き終わり時で算出して、この条件に合う「回転速度-トルク特性」を持つトルクモーターを選定します。

なお、トルク設定電圧によって、連続運転できる定格が異なるので、確認しておく必要があります。

トルクモーターのブレーキとしての使い方

巻き取り機構のテンションを一定に保つ為には、巻き取り側だけでなく、巻き出し側にもトルクモーターを使用することにより、細かく調整できて適切に保つ事ができます。トルクモーターの特徴であるブレーキ特性が利用できます。なお、ブレーキ特性としては、次の2種類があります。

  • 逆相ブレーキ
    流電圧印加による回転磁界の方向とは、トルクモーターを反対方向に回転させた時のトルク特性
  • うず電流ブレーキ
    直流電圧印加による磁界によって停止状態のモーターを回転させた時のトルク特性

逆相ブレーキ特性を利用した使い方として、トルクモーター機動時のトルクよりも大きいトルクで回転方向の反対に回してやります。この時トルクモーターは一定のブレーキ力を発生しながら回転磁力とは反対方向に回転します。回転数が0[r/min]からブレーキ力が発生する為、張力を停止時も欲しい場合などに適しています。

一方、うず電流ブレーキの使い方としては、正方向、逆方向どちらの方向に回転しても同様のブレーキ力が得られます。回転数が0[r/min]の時は、ブレーキ力0[N・m]ですが、回転数の増加ともに増し、高速領域で安定します。高速回転時に安定した張力を必要とする場合、正転逆転で張力が必要な場合に適しています。

参考文献
https://www.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-momentum/torque-tutorial/a/torque
https://www.etel.ch/torque-motors/principle/
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/reference/sizing_motor09/
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/qa/detail/0071/

トルクモーターのメーカー情報

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社員数の規模

  1. 1 オリエンタルモーター株式会社
  2. 2 ナーブモータ株式会社
  3. 3 株式会社藤井精密回転機製作所

設立年の新しい会社

  1. 1 ナーブモータ株式会社
  2. 2 Sesame Motor Corp.
  3. 3 株式会社藤井精密回転機製作所

歴史のある会社

  1. 1 オリエンタルモーター株式会社
  2. 2 株式会社藤井精密回転機製作所
  3. 3 Sesame Motor Corp.

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