サーボモータとは？仕組みや種類、購入方法について紹介！
この記事ではサーボモータについて基本的な原理や仕組み、AC/DCの種類や
購入方法などについてまとめています。ぜひ参考にしてください。
また、「サーボモータを探している」「昔の型番のモデルが欲しい」などあれば
お気軽にサポタスへお問い合わせください。独自のルートで調達いたします。
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1.サーボモータの基本原理
サーボモータとは、モータの一種です。一定の制御信号を受け取り、所定の位置や速度で動くように設計された精密機器です。
一般的なモータは電気エネルギーを機械的な動きに変換する機器であり、回転する部分を駆動します。サーボモータも
同様に、制御された電流パターンを利用して特定の角度や速度で動作します。
通常のモータと異なり、サーボモータはフィードバック信号を使用して動きを監視し、目標とする位置や速度を維持します。
このフィードバック信号により、モータの位置情報や速度情報が制御され、誤差を最小限に抑えて正確な動作を実現します。
このような特性により、サーボモータは通常のモータと比較して高精度で信頼性の高い動きを実現できます。
そのため、産業用途での様々な機械や装置の制御に幅広く利用されています。例えば、ロボットアームや
CNC機械など、精密な位置決めや動作が必要な場面で重宝されています。
2.サーボモータの仕組み
サーボモータはPLCとサーボアンプを接続することで使用することができます。
PLCはサーボアンプに対してある指示を出します。その指示とは速度や回転力などの数値的な指示で、
それを受けたサーボアンプがサーボモータに電力を供給するという流れとなっています。
サーボアンプとは、供給された電力をPLCからの指示に対してエネルギーを変更し、調整する役割を
持っています。アンプは音響機器としてのものがメジャーですが、楽器の音量などを増幅し、大きな音を
出す役目を果たしていますが、そのアンプと同じイメージです。
このように、サーボモータは以上のような連携に従って動きます。この際、フィードバックされた情報を元に、
モータの動きを適切に調整します。例えば、もしモータが目標の位置からずれている場合、
サーボモータは自動的に修正し、正確な位置に戻ろうとします。
この仕組みにより、サーボモータは非常に精密な位置決めと速度制御を可能にしているのです。
3.サーボモータの種類
サーボモータにはACサーボモータとDCサーボモータが存在します。それぞれの特徴を踏まえてご紹介します。
ACサーボモータは、高いトルク密度や高速な回転を実現できます。また、高いトルクを低速域から高速域まで
連続的に提供できるため、滑らかで精密な動作が実現できます。一方で、制御が複雑であり、高度な制御回路や
インバーターが必要となるため、コストがDCサーボモータよりかかります。
一方、DCサーボモータはシンプルでありながら、瞬時にトルクを発生させることができます。
制御が比較的簡単で、メンテナンスも容易に行えるという点はメリットでしょう。しかし、ブラシやコミュテーターと
いった部品の摩耗が起こりやすく、定期的なメンテナンスによる部品交換が発生するため工数がかかります。
ACサーボモータは高性能ながら制御が複雑でコストがかかり、DCサーボモータはシンプルでメンテナンスが
容易ですが、トルク密度や速度に制限があります。用途や要求される性能に応じて、どちらのサーボモータが
適しているかを判断する必要があるでしょう。
4.サーボモータの活用事例
ここではサーボモータの活用事例をいくつかご紹介いたします。
産業用ロボット
産業用ロボットや自動化された装置では、サーボモータが関節部分の駆動やアクチュエータとして利用されます。
例えば、自動組立ロボットではサーボモータがロボットアームの各関節を正確に動かし、製品の組み立てを行います。
サーボモータの高い応答性と精密な制御能力が、ロボットの動作をスムーズかつ効率的に行えるように支援しています。
自動車産業
自動車のステアリングやブレーキシステム、エンジン制御など、多くの部分でサーボモータが利用されています。
例えば、電動パワーステアリングシステムでは、サーボモータがハンドルの動きを補助し、運転者の操作に応じて
スムーズかつ適切な操舵を可能にします。また、エンジン制御システムではサーボモータがバルブや
スロットルを制御し、燃費や出力の最適化を図っています。
電気自動車で使われる場合は、ガソリン車のエンジンと同じ役割を持つため、必要不可欠な部品です。
半導体製造装置
半導体製造装置などの精密な機械や機器においてもサーボモータが活用されます。半導体製造装置では、
微細な部品の配置や移動、露光装置や成膜装置など幅広い工程に小型のサーボモータが使用され、
高度な製造プロセスをサポートしています。
これらの例は、サーボモータが高精度な制御や動作の可変性を提供し、様々な産業で重要な役割を
果たしていることを示しています。その高い性能と柔軟性により、製造業や機械工学の多岐にわたる分野で
利用されています。サーボモータは目に見えないだけで、実は我々の生活になくてはならないものなのです。
5.サーボモータの購入について
サーボモータを購入する方法についてはいくつかあります。 購入する方法について簡単にご紹介します。
（1） 商社を経由して購入する
法人として部品を調達するのであれば、商社を通して購入する手段があります。
商社は複数のメーカーやサプライヤーの部品を取り扱っており、必要なものをまとめて調達することができるため、効率的です。
（2） FA機器に特化した販売サイトを利用する
製造現場で使われていたサーボモータや、新品未開封で使われなかったサーボモータを取り扱っている
中古サイトで購入するのも一つの手でしょう。
弊社の運営している「サポタス」では、サーボモータを複数取り扱っており、また買取も積極的に行っています。
加えて、弊社はヤフーショッピング/ヤフオクなどのストアでも出品しているため購入しやすいプラットフォームをお選び頂けます。
（3） オークションサイトやフリマサイトで購入する
インターネットのオークションサイトや、フリマサイトでも販売がされています。昔のモデルや、安価で購入できる
一方、販売主が個人であることが多く、品質には注意をする必要があります。
また売買取引時に発生するトラブルは取引者間で解決する必要があるため、インターネット上でのやり取りに
慣れていないと難しく感じる場合もあります。
6.主要メーカーについて
サーボモータの主要メーカーには様々ありますが、ここでは三菱電機を取り上げてご紹介します。
三菱電機株式会社
様々な領域で展開している三菱電機ですが、サーボモータも充実したラインナップがあり、製造現場では
多くの支持を集めています。MELSERVO-J4シリーズは高分解能絶対位置エンコーダ
(4,194,304 pulses/rev (22ビット)) を標準装備しているためより高精度な位置決めを実現します。
また、新ネットワークCC-Link IE TSNに対応したMELSERVO-J5シリーズは
資源エネルギー庁長官賞を受賞するなど省エネにも優れているモデルとなっています。
7.まとめ
この記事では、サーボモータの基礎や種類、購入場所などをお伝えしてきました。
本記事が皆様のお役に立てれば幸いです。
また、サーボモータの手配にお困りな方がいらっしゃれば、ぜひサポタスにお声掛けください。
仮に弊社に無い在庫であっても、独自のルートで調達が可能です。
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