モーター

モーターとは

モーターとは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する装置です。一般的には、電流が流れることで発生する磁力を利用して回転運動を生み出します。モーターは自動車や家電製品など、さまざまな機器に広く利用されており、現代の生活において非常に重要な役割を果たしています。さらに、モーターはエネルギー効率も高く、環境への負荷を軽減するため、持続可能な社会の実現にも寄与しています。

モーターの種類

モーターにはさまざまな種類があり、それぞれの異なる特性や用途があります。代表的なモーターの種類を調べていきましょう。

・直流モーター（DCモーター）

直流モーター（DCモーター）は直流電流を利用して回転するモーターです。主にバッテリーや直流電流から電力を供給されます。DCモーターの最大の特徴は、回転速度を簡単に調整できる点です。このため、家電製品や小型の自動車部品など、幅広い分野で利用されています。

・交流モーター（ACモーター）

交流モーター（ACモーター）は、交流電流を用いて動作するモーターです。一般的には家庭用の電源から供給されるため、非常に普及しています。ACモーターは、構造がシンプルで耐久性が高く、特に大型の機械や工業用設備でよく使われます。これにより、効率的にエネルギーを利用できる点が大きな魅力です。

・サーボモーターとステッピングモーター

サーボモーターとステッピングモーターは、精密な制御が求められる用途で使用されます。サーボモーターは位置や速度を高精度で制御できるため、ロボットや自動車のパワーステアリングなどに利用されます。一方、ステッピングモーターは、一定の角度で回転する特性があり、プリンターやＣＮＣ機械などでの位置決めに適しています。

モーターの構造

モータは大きく分けると「回る部分（回転子：ローター）」と「固定されている部分（固定子：ステーター）」の2つでできています。

1.ステーター（固定子：動かない部分）

ステーターはモーターの外側にあり、磁界（磁力）を作る役割を持ちます。主な構成は永久磁石または電磁石（コイル＋鉄心）とフレーム（外側）でできており、ACモーターでは、ステーターに巻かれたコイルに電流が流れることで回転する磁界が生まれます。

2.ローター（回転子：回る部分）

ローターは軸と一緒に回転する部分です。主な構成としては鉄心・導体（バーなど：かご型、巻線型など）・シャフト（回転軸）でできており、AC誘導モーターな場合、ローターは「かご型ローターと呼ばれる構造（2つ端がショートした棒が円周に並んでいる）になっています。

3.コミュテータ/スリップリング（必要なモーターのみ）

モーターの種類によっては、電気をローターに供給するために使います。
・DCモーター➡コミュテーター＋ブラシ
・ACの同期モーター➡スリップリング
これによりローターのコイルに電気を供給できます。

4.ベアリング

ローターがスムーズに回転するための部品です。

モーターの主な種類別の構造特徴

次にモーターの種類別でどのような特徴があるか見ていきましょう。

DCモーター

・コイルのあるローター＋永久磁石のステーター
・ブラシとコミュテータが必要
・簡単・小型・制御しやすい

AC誘導モーター（最も一般的）

・ステーターはコイルで回転磁界を作る
・ローターは「かご型」
・丈夫・メンテナンス少ない

ブラシレスモーター（BLDC）

・コイルはステーター側、ローターに永久磁石
・コミュテーターなし（電子的に制御）
・高効率・長寿命

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