コアレスDCモーターは小型、軽量、そして高効率であることから、精度、低慣性、そして急加速が求められる用途で広く採用されています。ロボット工学、ドローン、民生用ガジェット、医療機器など、様々な分野で広く使用されています。しかし、考慮すべき仕様や性能が非常に多岐にわたるため、特定の用途に最適なコアレスDCモーターを選択するのは容易ではありません。

コアレスDCモーターとは？

従来のDCモーターとは異なり、コアレスDCモーターは軽量な空芯設計または複合材料を使用しています。この設計により、重量と慣性が最小限に抑えられ、応答時間の高速化、スムーズな動作、そして消費電力の低減が実現します。

コアレスDCモーターの主な特長：

• 高効率：鉄心がないため、エネルギー損失が少なくなります。
• 高速加速：ローターの慣性が低いため、素早い速度変更が可能です。
• コンパクト設計：スペースが限られた用途に最適です。
• コギングの低減：鉄心による磁気抵抗がないため、スムーズな動作が可能です。

コアレスDCモーターの種類は何ですか？

整流方法に基づいて、コアレスDCモーターは主に2つのタイプに分けられます。

• ブラシ付きコアレスDCモーター：整流子とブラシを用いて電流をスイッチングします。シンプルでコスト効率に優れ、医療機器や小型ロボットなど、高効率、軽量、スムーズな動作が求められる用途に適しています。
• ブラシレスコアレスDCモーター（BLDC）：外部コントローラーを介して電子整流を利用することで、高効率、長寿命、ブラシによる摩耗の心配がありません。産業オートメーション、航空システム、ドローンなどの精密機器に最適です。

コアレスDCモーターの選定における考慮事項

アプリケーション要件

技術仕様を検討する前に、アプリケーションのニーズを特定しましょう。主な質問は以下の通りです。

• 必要な速度とトルクはどれくらいですか？
• モーター設置スペースはどれくらいですか？
• 周囲の温度と湿度はどれくらいですか？
• モーターの寿命はアプリケーションにとって重要ですか？

モーターの仕様

コアレスDCモーターの性能は、いくつかの仕様に直接影響されます。最も重要なものは以下のとおりです。

仕様	説明
電圧 (V)	モーターの入力電圧範囲。高電圧は一般的に高回転を意味する。
電流 (A)	モーターの電流消費量で、消費電力を示す。
スピード (RPM)	モーターの回転速度を毎分回転数で表す。
トルク (Nm)	モーターの回転力で、負荷に対する重要な性能指標。
出力 (W)	モーターの総出力（トルク × 回転数で計算）。
効率 (%)	出力電力と入力電力の比率。
重量 (g)	軽量用途との適合性に影響を与える。

 

性能特性

コアレスDCモーターを選ぶ際には、いくつかの性能パラメータを考慮する必要があります。主な特性は以下のとおりです。

トルクと速度の要件

コアレスDCモーターには、様々なトルクと速度の定格があります。以下の点を確認する必要があります。

• 連続トルク：モーターが一定時間にわたって安定して発生させる必要があるトルクの量。
• ピークトルク：始動時や初期抵抗の克服時など、短い間隔で必要な最大トルク。
• 動作速度：モーターは通常この速度で動作します。

負荷要件を満たすには、モーターは意図した速度で十分なトルクを発生する必要があります。例えば、医療用ポンプでは、ポンプを効率的に駆動するために、低速で高トルクのモーターが必要になる場合があります。

効率

コアレスDCモーターは高効率設計です。特にバッテリー寿命や熱管理が重要なアプリケーションでは、モーターの効率を考慮してください。エネルギー効率の高いモーターは発熱が少なく、消費電力も少なくなります。

モーターサイズ

モーターサイズは、特にスペースが限られたプロジェクトでは重要な考慮事項です。コアレスDCモーターには様々なサイズがあるため、必要な出力とトルクを提供しながら、利用可能なスペースに適合するモーターを選択する必要があります。

モーターサイズと重量

コアレスDCモーターは、スペースと重量の制約が厳しいアプリケーションでよく選択されます。モーターの寸法と、アプリケーションで利用可能なスペースを比較してください。ドローンのようなポータブルシステムや空中システムでは、重量が特に重要です。

寿命と信頼性

鉄心がないため、コアレスモーターは摩耗が少なくなっています。ただし、ブラシと整流子は摩耗箇所です。モーターの想定寿命を考慮し、プロジェクトの耐久性要件を満たしていることを確認してください。

コストに関する考慮事項

多くの利点があるにもかかわらず、コアレスモーターは通常、従来のモーターよりも高価です。予算と性能要件のバランスを取り、アプリケーションに最適な価値を実現してください。

メーカーサポート

信頼できるコアレスDCモーターメーカーを選択することで、最高品質の製品に加え、信頼できるアフターサービス、技術サポート、そしてカスタマイズの可能性を確実に手に入れることができます。

コアレスDCモーターの選び方ガイド

アプリケーション要件の定義

• 必要な速度、トルク、出力を決定します。
• 温度や湿度などの環境制約を特定します。

仕様を評価する

• 電圧、電流、電力定格を比較し、電源に適合させます。
• 速度-トルク曲線をチェックして、パフォーマンスがアプリケーションの要求を満たすことを確認します。

物理的制約を評価する

• モーターが利用可能なスペースに収まることを確認してください。
• 軽量アプリケーションの場合は、重量制限が満たされていることを確認してください。

パフォーマンス特性を分析する

• エネルギー消費を最小限に抑えるために、効率評価を確認してください。
• 始動トルクと熱管理が十分であることを確認してください。

コストを比較する

• パフォーマンスと予算の制約のバランスを取ります。
• メンテナンスと寿命を含む総コストを考慮します。

メーカーに相談する

• カスタマイズや技術的なアドバイスについては、信頼できるモーター製造元にご相談ください。

アクセサリとコントローラの選択

コアレスDCモーターを最大限に活用するには、多くの場合、追加コンポーネントが必要です。

モータードライバ/ESC

モーターの速度と方向を制御するには、適切なモータードライバまたはESC（電子速度コントローラ）が必要です。コアレスモーターの電圧と電流要件に対応できるモータードライバを選択してください。

 

コアレスモーターには、正確な速度と位置制御のためのフィードバックを提供するために、エンコーダが追加されることがよくあります。これは、ロボットアームや医療機器など、精密な動きが求められるアプリケーションでは特に重要です。

ギアボックス

場合によっては、コアレスモーターで必要なトルクを得るためにギアボックスが必要になることがあります。ギアボックスは速度を下げてトルク出力を高めるために使用され、高トルクアプリケーションではより小型で効率的なモーターを使用できます。

コアレスDCモーターの用途

精度と効率が求められるアプリケーションでは、コアレスDCモーターがよく使用されます。例：

• ドローン：軽量で効率性に優れ、飛行時間を最適化します。
• 医療機器：手術器具や輸液ポンプの静音性と高精度な動作を実現します。
• 家電製品：カメラ、プリンター、ロボット玩具のスムーズな動作を実現します。
• ロボット工学：小型ロボットアームやアクチュエータの高速応答を実現します。

例：ドローン用途向けコアレスDCモーターの比較

軽量ドローンに最適なコアレスDCモーターを選ぶために、3つの仮想コアレスDCモーターを比較してみましょう。

モーターモデル	電圧 (V)	スピード (RPM)	トルク (Nm)	重量 (g)	効率 (%)	価格 (USD)
モーター A	7.4	25,000	0.02	25	85	50
モーター B	11.1	30,000	0.03	30	88	70
モーター C	7.4	22,000	0.04	28	80	45

 

評価：

• モーターA：軽量で効率が高いが、高荷重にはトルクが不足する。
• モーターB：最高の性能を発揮するが、コストが高く、重量も若干重い。
• モーターC：低コストで優れたトルクを発揮するが、効率と速度が犠牲になる。

推奨事項：モーターBは、ドローンの性能に不可欠な速度、トルク、効率に優れているため、コストは高くなりますが、最適な選択肢です。

最適なコアレスDCモーターを選択するには、速度、トルク、効率、サイズ、コストなど、アプリケーションのニーズを徹底的に検討する必要があります。複雑なアプリケーションや特殊なアプリケーションの場合は、信頼できるコアレスDCモーターメーカーに相談することで、お客様固有のニーズに合ったモーターソリューションをカスタマイズできます。適切なモーターを選択すれば、コアレスDCモーターならではの精度、効率、耐久性をプロジェクトで実現できます。