ステッピングモーター

一般的なステッピングモーターはローターが細かな歯車状の形状をした永久磁石でできており、ステーターがローターより少し多い歯車のような突起を持った形状になっています。そしてステーターにはコイルが巻かれており必要に応じて任意の方向に磁化させることができるようになっています。コイルに電流が流されていないときは、ローターの磁力により、ステーターの鉄心に吸い付く力が一番大きく安定した場所でとまっていますが、この状態でステーターに巻かれたコイルに電流を流すと、ステーターが磁化するためこのバランスが崩れ、次の安定した状態まで回転します。この回転はステーターに巻かれたコイルの位置や、ステーターとローターの形状やコイルに流す電流の方向によって、その角度や回転方向が決まります。

ステッピングモーターでは電流が流れていないときでも、そのときの位置を確保する力が大きく、電流の方向やどのコイル（ステーターには複数のコイルが巻かれている）に電流を流すかによって回転方向と回転角度をあらかじめモーターが設計されたとおりに決められるという大きな特徴があります。通常のモーターである角度だけまわそうとか、何回転にしようとかの制御を行おうとすると、モーターの軸の回転を読み取るための装置（エンコーダーやシグナルジェネレーターなど）を用いたフィードバック制御が必要ですが、ステッピングモーターではあらかじめモーターの回転する最小角度が決まっているので、モーターに加える電流のコントロールだけで、正確な角度でモーターを回すことができます。回転数もステーターコイルに流す電流の切り替え速度に比例するので、実際に速度を計測することなく正確な回転数が得られます。これらの点はデジタル制御にはきわめて都合がよいので、デジタル機器には非常に多用されます。

ただしステッピングモーターにも大きな欠点がいくつかあります。モーターの軸に予想外の大きなトルクが掛かって、モータを回転させる電流が流れたのに、実際は回転できなかった場合、サーボモーターでは現在の軸の位置を計測しているため、その位置からの動作再開が容易であるが、ステッピングモーターでは動作がずれたことを検出することは容易であるが、どれだけずれてしまったかを検出することは難しい（単に軸が固定されたのであればできなくはないが・・・）こと、このため、このモーターを使用した機器ではずれた位置からのリトライではなく、初期状態からのやり直しを余儀なくされるものが多い、また、断続的なパルスし瞬間的に自己保持状態を崩し、再度復帰させるということの繰り返しで回転するため、ローターの回転は加速・減速を高速度で繰り返すことになり、そのために発生する振動による騒音が大きいなどです。

不都合な点も多々あるステッピングモーターですが、デジタル機器には欠かすことのできない存在であることも事実です。

投稿日時 - 2003-10-10 03:00:42

>ステッピングモーターって、何ですか？
既出のように正確な角度を出せるモーターです。

>何のために使うのですか？
正確な角度が必要なものに使います。

身近なものでは、パチスロのリール（ドラム）を回転させるモーターがステッピングモーターです。（大当りした際、ラインがズレていたのでは話になりませんから）

投稿日時 - 2003-10-10 00:00:04

シーケンサを使い指示されたパルス数を元に正確な回転数と角度まで動作するモーターです。

工業機械（組み立てロボット、省力装置）などに多く使用されています。

投稿日時 - 2003-10-09 23:19:20