適切なモーターの選び方：トルク、速度、サイズの基礎

様々な種類がありますコアレスモーター世界には様々なモーターがあります。大型モーターから小型モーターまで。回転せずに前後に動くタイプのモーターもあります。一見すると、なぜこんなに高価なのか分かりません。しかし、それぞれのタイプを選ぶのには理由があります。コアレスモーターでは、理想的な電動モーターにはどのような種類のモーター、性能、特性が求められるのでしょうか?

このシリーズの目的は、理想的なモーターの選び方に関する知識を提供することです。エンジンを選ぶ際にお役に立てれば幸いです。また、エンジンの基礎知識を学ぶ一助になれば幸いです。

1. トルク

トルクは回転を引き起こす力です。コアレスモータートルクを高めるために、様々な工夫が凝らされています。電磁線の巻数が多いほど、トルクは大きくなります。固定コイルのサイズ制限により、太いエナメル線が使用されています。当社のブラシレスモーターシリーズは、外径16mm、20mm、22mm、24mm、28mm、36mm、42mm、50mmのサイズを取り揃えています。モーター径に合わせてコイルのサイズも大きくなるため、より高いトルクが得られます。

モーターのサイズを変えずに大きなトルクを発生させるためには、強力な磁石を使用します。永久磁石の中で最も強力なのは希土類磁石で、次いでマグネシウム・コバルト磁石が続きます。しかし、強力な磁石だけを使っても、モーターの外部に磁気が漏れてしまい、漏れた磁気ではトルクは上がりません。そこで、強力な磁気を最大限に活用するために、電磁鋼板と呼ばれる薄い機能性材料を積層し、磁気回路を最適化しています。

2. 速度（回転数）

電動モーターの速度は一般的に「回転数」と呼ばれます。これは、モーターが単位時間あたりに何回回転するかという性能です。トルクと比較すると、回転数を上げることは技術的に難しくありません。コイルの巻き数を減らすだけで回転数を上げることができます。しかし、回転数を上げるとトルクは低下するため、トルクと回転速度の両方の要件を満たすことが重要です。

また、高速回転で使用する場合は、通常のベアリングではなくボールベアリングを使用することをお勧めします。回転速度が速いほど摩擦抵抗の損失が大きくなり、モーターの寿命が短くなります。シャフトの精度にもよりますが、回転速度が速いほど騒音や振動の問題が大きくなります。ブラシレスモーターはブラシや整流子がないため、ブラシ付きモーター（ブラシと回転する整流子が接触する）よりも騒音や振動が少なくなります。

3. サイズ

理想的な電動モーターを語る上で、モーターのサイズも性能を左右する重要な要素の一つです。たとえ回転速度（回転数）やトルクが十分であっても、最終製品に搭載できなければ意味がありません。

速度を上げたいだけなら、ワイヤーの巻き数を減らすことができます。しかし、巻き数が少なくても、最低限のトルクがなければ回転しません。そのため、トルクを上げる方法を見つける必要があります。

前述の強力な磁石の使用に加え、巻線のデューティサイクルを高めることも重要です。巻数を確保するために巻線の数を減らすという話はしましたが、これは電線を緩く巻くという意味ではありません。

巻線数を減らす代わりに太い線を使用することで、同じ速度で大電流・高トルクを実現できます。占積率は、線材をどれだけ密に巻いているかを示す指標です。細い巻線数を増やす場合でも、太い巻線数を減らす場合でも、トルクを得る上で重要な要素となります。