モーション制御の分野において、サーボモーターは様々な産業用途において、高精度かつ効率的な動作を実現するために不可欠なコンポーネントです。様々な種類のサーボモーターの中でも、中空軸サーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターは、高い性能が求められる用途で人気があります。

この記事では、中空軸サーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターの主な特徴、利点、用途を解説し、構造、用途、トルク伝達、柔軟性といった重要なパラメータに基づいて比較します。

中空軸サーボモーターとは？

中空軸サーボモーターは、シャフトの中心部が空洞になっているタイプのモーターで、他の部品をモーターの中心に通すことができます。この設計は、スペースが限られているアプリケーションや、ケーブルやホースなどの追加部品をモーターの中心に通す必要があるアプリケーションにおいて、コンパクトで柔軟なソリューションを提供します。

中空軸サーボモーターの主な特長

• 中空シャフト：中空シャフトモーターの主な特徴は、シャフトの中心部が空洞になっていることです。ケーブル、チューブ、その他の機械システムを通すことができます。
• コンパクト設計：これらのモーターは通常、より小型でコンパクトなため、スペースが限られている用途に最適です。
• 統合の簡素化：中空シャフト設計により、ソリッドシャフトモーターに必要な追加のベアリング、カップリング、その他の部品が不要になります。
• 騒音と振動の低減：中空シャフト設計は、高精度アプリケーションにおける機械騒音と振動を低減します。

中空軸サーボモータの用途

高精度と省スペースが求められる用途では、通常、中空軸サーボモータが使用されます。一般的な用途としては、以下のようなものがあります。

• 医療機器：中空シャフトはケーブルやチューブの通行を可能にし、MRIや超音波装置などの機器に不可欠です。
• ロボット工学：ロボットや自動アームでは、省スペースと柔軟性の向上のために中空シャフトモーターがよく使用されています。
• CNCマシン：これらのモーターは、精度とコンパクトな統合が重要なCNCマシンでよく使用されています。
• 包装機械：中空シャフトモーターは、ケーブル管理のためのスペースと柔軟性が極めて重要な自動包装システムに使用されます。

デュアルシャフトサーボモーターとは？

デュアルシャフトサーボモーターは、前部と後部にそれぞれ1つずつ、計2つのシャフトを備えたモーターです。この設計により、モーターは両端から出力電力を供給できるため、機械負荷や外部機器との接続における柔軟性が向上します。

デュアルシャフトサーボモーターの主な特長

• 2つの出力軸：デュアルシャフトモーターの特徴は、2つの出力軸を備えていることです。これにより、モーターは2つの異なる機械システムまたはコンポーネントを同時に駆動できます。
• 汎用性：デュアルシャフトモーターは、2つの可動部を持つコンベアシステムや、独立して制御される2つの関節を持つロボットアームなど、2つの別々のデバイスまたはシステムに連結できるため、優れた汎用性を備えています。
• コンパクトでバランスの取れた設計：デュアルシャフトモーターの設計により、シングルシャフトモーターや、振動につながる可能性のあるオフセット配置のモーターに比べて、よりコンパクトでバランスの取れた設計が可能になります。
• 伝達の複雑さの軽減：モーターには2つのシャフトが装備されているため、追加の機械伝達部品が不要になり、システム全体の設計が簡素化されます。

デュアルシャフトサーボモーターの用途

デュアルシャフトサーボモーターは、1つのモーターから2つの動作出力が必要な用途で広く使用されています。一般的な用途には以下が含まれます。

• ロボットアーム：デュアルシャフトモーターは、異なる動作を同時に制御するために2つの独立した出力を必要とするロボットアームでよく使用されます。
• コンベアシステム：複数の可動部品を持つコンベアシステムでは、デュアルシャフトモーターでコンベアの両端を駆動できるため、システムの効率が向上します。
• 自動化機械：食品加工、包装、医薬品製造など、精度が重要となる業界では、デュアルシャフトモーターを使用して機械のさまざまな要素を制御できます。

中空シャフトサーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターの主な違い

中空シャフトサーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターの違いをより深く理解するために、構造、柔軟性、トルク伝達、スペース要件、用途など、いくつかの重要な要素を比較してみましょう。

工事

特徴	中空シャフトサーボモーター	デュアルシャフトサーボモーター
シャフトタイプ	中央に開口部を持つ中空シャフト	前面と背面の両方にシャフトを持つ二重構造
設計	中央が開いているコンパクトな設計	両端にシャフトを備えた二重出力設計
スペース効率	高い – シャフトを通してケーブル配線が可能	中程度 – 両方のシャフト分のスペースが必要

 

中空シャフトモーターは中心が空洞で、デュアルシャフトモーターは2つの出力シャフトを備えています。中空シャフト設計は、ケーブルや機械部品をモーター内に配線する際に柔軟性を高め、デュアルシャフトモーターは複数のコンポーネントを駆動する汎用性を高めます。

柔軟性

特徴	中空シャフトサーボモーター	デュアルシャフトサーボモーター
統合性	狭いスペースやコンパクトな用途に最適	2つの出力を同時に必要とする用途に理想的
配線能力	ケーブル、チューブ、機械部品を通すことが可能	異なる駆動装置用に2つの出力接続を提供

 

スペースに制約がある場合や、ケーブルやホースなどの追加部品をモーターのシャフトに通す必要があるアプリケーションには、中空シャフトモーターが最適です。一方、デュアルシャフトモーターは、追加の伝達機構を必要とせずに、複数の部品やコンポーネントを独立した動作で駆動できる柔軟性を提供します。

トルク伝達

特徴	中空シャフトサーボモーター	デュアルシャフトサーボモーター
トルク分配	単一のシャフトからトルクを伝達	2本のシャフトから同時にトルクを伝達
機械的負荷	単一の負荷に最適	複数の負荷接続が必要な用途に理想的

 

どちらのタイプのモーターも高いトルクを出力できますが、2つの部品にトルクを分配する必要がある用途では、デュアルシャフト設計が有利です。一方、中空シャフトモーターは通常、単一の出力シャフトからトルクを供給するため、単一の機械的負荷がかかるタスクに適しています。

アプリケーション

特徴	中空シャフトサーボモーター	デュアルシャフトサーボモーター
理想的な用途	ロボット工学、CNC、包装、医療機器	ロボット工学、コンベヤーシステム、自動化機械
スペース考慮	スペースが限られた用途に最適	デュアル出力を必要とする用途に適している

 

どちらのモーターもそれぞれ異なる用途で優れています。中空軸モーターは、スペースが重要な医療、ロボット、産業分野で一般的に好まれます。一方、双軸モーターは、独立した可動部を持つロボットアームやコンベアなど、単一のモーターから複数の出力を必要とするシステムに適しています。

中空シャフトサーボモーター vs デュアルシャフトサーボモーター、どちらを選ぶべきか？

中空シャフトサーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターのどちらを選ぶかは、アプリケーションの具体的な要件によって大きく左右されます。以下にいくつかの考慮事項を示します。

中空シャフトサーボモーターを選択する場合：

ケーブルやチューブの配線におけるスペース効率と柔軟性が重要となる場合。

医療機器や自動化システムなど、複雑な機械にモーターを狭いスペースに組み込む必要がある場合。

コンパクトなモーターで、狭いスペースに簡単に組み込める場合。

デュアルシャフトサーボモーターを選択する場合：

複数の要素やコンポーネントを同時に制御するために、2つの独立した出力を必要とする場合。

1つのモーターで複数の部品を駆動することで、トランスミッションシステムの複雑さを軽減する必要がある場合。
ロボットアームや多軸制御システムなど、2つの可動部品を必要とするロボット工学や機械にアプリケーションを組み込む場合。

結論

中空シャフトサーボモーターとデュアルシャフトサーボモーターはどちらも独自の利点があり、適切なモーターの選択はアプリケーションの具体的な要件によって異なります。中空軸モーターは、スペースが限られた環境に最適で、ケーブルやコンポーネントの配線に優れた柔軟性を提供します。一方、デュアルシャフトモーターは複数のシステムを同時に制御できる柔軟性を備えているため、ロボット工学や自動化機械のアプリケーションで非常に有用です。

高性能サーボシステムを扱う企業にとって、これらの違いを理解することは、機械の効率、精度、信頼性を最適化する上で非常に重要です。サーボモーターメーカーであっても、これらのモーターを設計に組み込むことを検討している場合でも、適切なタイプのモーターを選択することで、性能を向上させ、システムの複雑さを軽減できます。