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【よく聞くけど、説明ムズ!!】モーターの仕組みを解説

こんにちは、最近冬が近づいているのを感じているインターン生、かほです。今季初めて鍋を食べました。あったまりますね🍲

突然ですが、皆さん”モーターって何?”と聞かれたら、どのように答えますか?

”回って何かするやつ”と曖昧な返しをしてしまいそうです。

これでは技術系の製品を扱う会社のインターン生としてマズイ笑、そこで今回はモーターについて学んでいきたいと思います。



〇ズバリ、モーターって何?

ズバリ、モーターを一言でいうと電気エネルギーを機械エネルギーに変換する部品だそうです!

また、電気によって回転運動を作り出す機械とも言えます。
(一応回るもの…笑笑)

モーターは19世紀前半に電磁現象(物理で習うような右ねじの法則とか!)が見つけられ、そこから発展してきた機械要素でかなり歴史のあるものだそうです。

”モーター”自体は聞きなじみがあるので、歴史が長いといわれても納得ですね。

現在では、ほとんどの機械の中で使われているそうです。


・モーターと磁石の関係

先ほど、モーターは電磁現象から発展してできたとお伝えしました。

電磁の”磁”は磁石の”磁”というわけで、モーターと磁石には関連があるのです!

それは、モーターが

・磁石が持つ、同じ極同士が反発し、異なる極同士は引き付け合うという性質
・電気が流れている時のみ磁石になるという電磁石の性質

を利用しているということ!その二つを組み合わせることによって、モーターができます。

(皆さんは磁石と言えば、S極とN極を思い浮かべると思います。それは永久磁石と言って、常に磁力を帯びている違う種類の磁石を指します。)


電磁石という名称を聞いたことがない方は、電気が流れていないと磁石じゃないってどういうこと?ってなりませんか?



電磁石は、釘などの電気を通す物体に、細い導線をグルグルと巻いて作ります。鉄に導線を巻いただけでは、冷蔵庫に貼り付けられないですよね。ただ、この電磁石に電気を通すと磁石なるという物理の原理を利用しています。


〇モーターの仕組み

なんとなく、モーターは磁力と関係があるということは
わかっていただけたのではないでしょうか!

次にモーターの仕組みを見ていきます!!


まず、磁石を回転させるわけですが、、、磁石が反対まで回転したら、下の図のように磁力を切り替える必要があります。

電流が流れると


そのために、ブラシというものがついています。さらに、このブラシには、軸に流れる電流の向きを決める整流子というものがついていて、それが回転することによって電流の流れる方向を切り替えています。

そして、磁力を逆向きにして回転を継続させます。

ブラシや整流子


コイルや磁石、ブラシ、整流子以外にも、回転するための軸受やシャフト整流子など、いくつもの部品でモーターは構成されているそうです。



〇PLEN Cubeのモーターは?

モーターは、現在ほとんどの機械で使われているとご説明しました。

もちろん、弊社の製品PLEN Cubeにもモーターは使われています!

PLEN Cube


PLEN Cubeで使われているモーターは2種類です。
・DCモーター
・サーボモーター

(1)DCモーター


DCモーターは直流電流を流すと回転し続ける性質を持っています。
いわゆる”モーター”とはこれを指しますね。

DCモーター


次にサーボモーターについても見ていきましょう!



(2)サーボモーター


サーボモーター


中にDCモーターが入っているのですが、センサーによって常にフィードバックを受け位置を制御するという処理が中で行われているので同じ場所で止まる(回転しない)ということが出来るモーターです。

他にも、ステッピングモーターやダイレクトドライブモーターなど、いろいろな種類のモーターがあるのでぜひ調べてみてください。



〇プチっとエンジニアインタビュー🎤

今回は弊社のエンジニア、日高さんに聞いてみました。

日高さん

Q. PLEN Cubeのモーターで苦労したことはありますか?

A. モーターは回転し始める時と止まるときの回生エネルギーと言って、止まるときに電気を発生したり、動き出すときに逆に電気が流れだすときがあります。モーターを動かすときに、それがノイズとなることがあります。PLEN Cubeもそのノイズを抑えるのに苦労した覚えがあります。

ありがとうございます!熱や電気、ノイズと発生するものが多いのですね。。


〇まとめ

今回は聞いたことあるけど、説明が難しいモーターについて解説しました。
まとめると、モーターとは電気によって回転運動を作り出す機械でした。
磁石と関係があることもわかりましたね。

このような感じで、弊社PLEN Roboticsのnoteは毎週金曜日に投稿しています!他にもインターン生や社員へのインタビュー、マーケティング理論についても公開中!ぜひまた見に来てくださいね~それではbye~♪


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