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用語集
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モーター
VR型ステッピングモーター
永久磁石を使用せず、ステーターの巻線電流だけによって励磁されるステッピングモーターです。
磁性材料のローター外周およびステーター内面に多数の歯を切った構造になっており、巻線電流によって励磁されたステーター側の歯がローター側の歯との間で発生する吸引力により回転トルクを発生します。
現在、特殊用途以外に使用されていません。
PM型ステッピングモーター
永久磁石と巻線電流とによって励磁されるステッピングモーターで、
ローターに永久磁石を使用し、ステーター巻線の励磁電流による磁界との吸引、反発作用によって回転トルクを発生します。
安価ですがローターへの着磁が細かくできないのでステップ角度は小さくできません。
HB型ステッピングモーター
永久磁石と巻線電流とによって励磁されるステッピングモーターで、
ローターの外周およびステーターの内面に多数の歯を切り、ローターの内部に永久磁石を組み込んだ、ＶＲ型とＰＭ型の複合型です。
微少角・高トルク・高精度を特長としたステッピングモーターです。
ＦＡ分野や高い位置決め精度を必要とする分野に使用されます。
CW (Clock Wise)
出力軸側から見た回転方向が、時計回りのこと。
CCW (Counter Clock Wise)
出力軸側から見た回転方向が、反時計回りのこと。
2相励磁
2相ステッピングモーターにおいて、常に二つの相に電流を流す励磁方式です。
１相励磁に対して入力は２倍になりますが、出力トルクが大きくダンピング特性が優れているため、現在もっとも多く使われています。
1相励磁
2相ステッピングモーターにおいて、一つの相に電流を流す励磁方式です。
消費電力は少なくなりますが、ダンピング効果が少ないため振動が発生しやすくなります。
1-2相励磁
2相ステッピングモーターにおいて、一つの相と二つの相に交互に電流を流す励磁方式です。
ステップ角度の半分になり振動は少なくなりますが、2相励磁に比べトルクは低くなります。
連続定格
シンクロナスモーターにおいて、連続的に運転出来る仕様です。
ユニポーラ駆動
巻線に対して、一方向だけに電流を流す駆動方式でバイポーラ駆動方式に比べて回路構成が簡単です。
高速域では、ユニポーラ駆動方式の方が高いトルクが得られることがあります。
モノファイラ巻
バイファイラ巻ではない単一巻線。ユニファイラ巻線とも呼ばれています。
巻線抵抗
１相巻線当たりの抵抗値です。
単位はΩを用います。
巻線インダクタンス
１相巻線当たりのインダクタンスの平均値です。
単位はmHを用います。
マイクロステップ駆動
モーター巻線に流す電流を制御することによって、ステップ角度を細分化して高分解能を実現する技術です。
巻線電流が正弦波状になり、又ステップ角度が非常に小さくなるので、ステップ駆動に伴う振動が少なくなり低振動・低騒音も実現できます。
バーニア駆動とも呼ばれています。
ホールディングトルク
定格電圧・電流で励磁し、通電状態で停止しているときに、回転子軸に外部から角度変位を与えた外力に抵抗できるトルクです。
最大静止トルクや保持トルクとも呼ばれています。
プルイントルク
自起動領域内で、所定のパルス周波数で駆動し、負荷に打ち勝って起動出来る最大トルクです。
引き込みトルク、起動トルクとも呼ばれています。
単位としてmN・mを用います。
プルアウトトルク
所定のパルス周波数で、スルー領域において同期運転可能な最大トルクです。
プルアウトトルクを超える負荷条件では同期運転ができず脱調と呼ばれる現象を起こします。
脱出トルクとも呼ばれています。
単位としてmN・mを用います。
ヒステリシス誤差
モーター軸のすべての静止角度における正転時と逆転時との最大角度誤差です。
（「ステッピングモータの用語と定義」日本電機工業会による）
パルスレート
ステッピングモーターの速度を表し、モーターを駆動するための入力信号を単位時間当たりのパルス数で現したものです。
パルス周波数とも呼ばれています。
単位としてpps(Pulse per second)を用います。
また、Hz(Hertz)を用いる場合もあります。
バックラッシュ
伝達機構がもつガタで寸法上のアソビのことです。
減速機付モーターの場合はギヤの咬み合いのバックラッシュがあります。
バイポーラ駆動
モーター巻線に対し正方向および逆方向に電流を流す駆動方式で、
回路構成が複雑ですが、モータの巻線の利用効率が高くなり、低速回転時の出力トルクが高くなる等の利点があります。
バイファイラ巻
同一箇所に並列に巻かれた二重巻線のことです。
バーニア駆動
モーター巻線に流す電流を制御することによって、ステップ角度を細分化して高分解能を実現する技術です。
巻線電流が正弦波状になり、又ステップ角度が非常に小さくなるので、ステップ駆動に伴う振動がなくなり低振動・低騒音も実現できます。
マイクロステップ駆動とも呼ばれています。
同期運転領域
自起動領域を超え、パルス周波数を徐々に上昇させていった場合、
あるいは負荷トルクを増加させていった場合に、回転子が同期を失わずに運転できる領域です。
スルー領域とも呼ばれています。
ディテントトルク
マグネットとコアの間で働く非励磁状態での磁気吸引力のことです。
回転子に永久磁石が使用されている場合に、無励磁状態で外部からトルクを加え、モーターを回転させたときに発生するトルク脈動です。
また、無励磁保持トルク又は残留トルクとも呼ばれています。
定電流駆動方式
モーター巻線に流す電流を一定にする駆動方式です。
定格電圧よりも十分高い電圧をスイッチング回路で細かく切り刻み、モーター巻線に印加し低速回転から高速回転まで電流を一定にする方式です。回路構成が複雑ですが、高速回転時のモーター特性が大幅に改善されます。チョッパー駆動とも呼ばれています。
定電圧駆動方式
電源電圧あるいはモーター巻線に印加した端子間電圧が一定の駆動方式です。
定格電流
定格電圧を印加した時の巻線に流れる電流です。
シャフトモーターの場合、定格推力を出力でき、モーターコイルの温度上昇も仕様に定められた温度を超えない電流値です。
定格電圧
モーターの特性機能を満たす仕様条件で、定格電流を流すのに必要な巻線に印加する電圧です。
短時間定格
シンクロナスモーターにおいて、一定時間運転可能な仕様です。
トルク特性
駆動パルス周波数とプルイントルクやプルアウトトルクとの関係を表す特性曲線です。
プルイントルク特性は起動トルク特性、スターティング特性、またプルアウトトルク特性は脱出トルク特性、スルーイング特性とも呼ばれています。
脱出トルク
所定の駆動パルス周波数で、スルー領域において同期運転可能な最大トルクです。
プルアウトトルクとも呼ばれています。
単位としてmN・mを用います。
立ち上がり時間
指令パルスが印加されてから、ローターがステップ角度に最初に到達するまでの時間を言います。
セットリングタイム
所定の励磁方式により定格電流で励磁した場合に最終の1ステップ応答を測定し、
パルス信号を印加してから、モーターの振動が減衰し、停止角度の±5%に到達するまでの時間を言います。
絶縁耐圧
モーターケースと巻線間で堪え得る最大の電圧と時間のことで、電気用品安全法で下記の様に定められています。
使用電圧30V以下 → AC500V 1分間
使用電圧30～150V → AC1000V 1分間
使用電圧150V以上 → AC1500V 1分間
静止角度誤差
無負荷状態で所定の励磁方式により巻線に定格電流を流して、回転子の任意の一点を出発点として、その点から1ステップずつ回転子を回転させます。
回転子の理論上の位置と実際の位置との差を、ステップごと全周に渡って測定します。
その後、反転させ元の出発点まで測定し、ヒステリシスを含むこの差のプラスとマイナス側の最大値の1/2の値を静止角度誤差と言います。
（「ステッピングモータの用語と定義」日本電機工業会による）
スローアップ・スローダウン
ステッピングモーターの同期運転領域を利用し、高速で駆動する場合、スローアップ／スローダウンの制御方法が用いられます。
加減速制御とも言います。
これには、直線形、指数関数形、Ｓ字形などがあります。
ステップ角度
１指令パルス(フルステップ)に対応するローター軸の理論的回転角度です。
モーターの磁極数と相数及び励磁方式により異なります。
使用温度範囲
モーター巻線の耐熱グレード(JIS)に基づくモーターを正常に駆動できる環境温度の範囲を表します。
通常、ステッピングモーターはE種絶縁で、巻線の許容温度は120℃までです。
自起動領域
所定のパルス周波数に同期して起動・停止ができる領域。
最高自起動周波数
無負荷状態で、外部から与えられる駆動パルス周波数に瞬時に同期して動作が可能な最大パルス周波数です。
単位としてpps(Pulse Per Second)を用います。
最高連続応答周波数
無負荷状態に於いて、連続同期運転可能な最大の駆動パルス周波数です。
単位としてpps(Pulse Per Second)を用います。
クローズドループ制御
クローズドループ(閉ループ)とは、位置決め制御方式の一種。
制御装置からの出力信号によって制御された機械の移動量あるいは速度のデータを制御装置にフィードバックし、
入力値と出力値を常に比較し両者を一致させるように全体の操作量を調整する制御です。
共振現象
ステッピングモーターを駆動中、ある特定の駆動周波数（モーター及び機構の固有振動数）において、
急に振動が大きくなり、出力トルクの減少が発生するローターの不安定な運転状態。
乱調現象とも言います。
起動トルク
自起動領域内で、所定のパルス周波数で駆動し、負荷に打ち勝って自起動できる最大トルクです。
プルイントルク、引き込みトルク、起動トルクとも呼ばれています。
単位としてmN・mを用います。
回転数
1分間当たりの回転数で、ステッピングモーターはローター極数と入力パルス周波数により決まります。
単位としてrpm(Revolutions Per Minute)を用います。
回転子イナーシャ
ローター（回転子）の軸に関する慣性モーメントです。
ロータイナーシャとも呼ばれています。
オープンループ制御
フィードバック・ループがない、指令値の応答に対して開放状態の制御を言います。
ステッピングモーターは、回転子の実際の回転角度と速度信号をフィードバックしない制御が可能なモーターです。
温度上昇
モーターを駆動させた時に発生するモーターの温度上昇分です。
抵抗法(温度によるコイル抵抗値の増加を測定)、外被法(モーターの表面温度を測定)の２種類があり、単位としてK(Kelvin)を用います。