製造業の自動化というと、どのようなモノを思い浮かべますか？
ロボット、コンベア、センサー、カメラ、QRコード、AI・・・などなど、
いろいろなモノを思い浮かべるとおもいますが、どのような工程・検査に於いても
製品を移動させる、取出す、組み込むなどの動作が必要です。
その動作をさせるために必須のアイテムがモーターです。
今回はモーターについて紹介したいと思います😀
モーターに乾電池などで電気を流すと、シャフトが回転し始めます。つまり、
モーターとは電気エネルギーを運動エネルギーに変換する装置のことを言います。
このエネルギーの変換は、実は電気⚡と磁石🧲の力が深く関わって起きています！
下の絵は、電気と磁石の関係を表した模式図です。磁石のN極とS極を近づけると
磁束が発生します。この磁束中に銅線などの導体を入れ、電気を流すと、
上の方向に電磁力が発生します。この力の方向の関係は、左手で表せることから、
フレミング左手の法則と言い、モーターの電気エネルギーを運動エネルギーに
変換する原理になります。
続いて、下の絵のような導線を一巻きした装置で考えてみます。導線を巻いた状態
をコイルと言います。まず、左側の絵を見てみると、コイルとブラシが接続されており、
乾電池とつながれた回路になっています。コイルには電流がながれ、フレミング左手の
法則により電磁力が発生し、コイルが時計回りに回転し始めます。
次に、右側の絵についてですが、左側の絵からコイルが90°回転した状態です。
この状態は、ブラシの接続部が設置しないので、コイルに電気が流れません。
電気が流れないので電磁力も発生せず、慣性によって回転しつづけます。
これがDCモーターの原理です。
このようなモーターは、多関節ロボット、単軸ロボット (電動アクチュエーター)、
コンベアなどの自動化機器に使われています。
単軸ロボットはモーターの回転運動を直線運動に変換しています。
下の絵の様に、モーターはカップリングを通してボールねじと接続し、ボールねじが
回転運動から直線運動に変換します。
ベルトコンベアは下の絵の様に、モーターの回転力をチェーンによってプーリーに伝え、
多数のローラーを使ってベルトを動かしています。
簡単ですが、今回はここまでです🙂
物を動かす装置には、ほとんどモーターが使われています！
装置の設計にはモーターの選定は欠かせません。今後も自動化の必須アイテムとして
活躍するでしょう🌏