ブラシレスモーター

ブラシレスモーターは、機械的なブラシとコミュテーターを使用せずに電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する電動モーターの一種です。モーターの動作は電子的に制御され、磁場を生成してローターを回転させます。この設計により、ブラシレスモーターは高効率、長寿命、低メンテナンス、そして高速回転が可能となります。

ブラシレスモーターを選定する上で、性能とコストのバランスや静粛性、寿命、トルクなど考慮する点が多く、適切なブラシレスモーターの種類やサプライヤーの選定に悩む方が多いです。

そこで、この記事ではブラシレスモーターの特徴、導入のメリット・デメリット、選び方として比較ポイントとおすすめのメーカーをご紹介します。

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ブラシレスモーターとは？ 構造と用途を解説

ブラシレスモーターは、その名の通りブラシを使用しないモーターで、主に以下のコンポーネントで構成されています。

ブラシ付きモーターとの最大の違いはブラシの有無で、ブラシがないことからブラシレスモーターは摩擦損失が少なく、高効率かつ低ノイズで、長寿命が見込まれます。高速回転と高トルクを実現するため、性能面で厳しい条件を求められる場合に活躍します。

薄型（小型）ブラシレスモーターと一般的なブラシレスモーターの違い

薄型（小型）ブラシレスモーターは、設計と構造が工夫され、厚さ（または全体的なサイズ）が20mm以下と非常に小さいブラシレスモーターです。これらのモーターは、限られたスペース内での使用や、軽量化が特に重要視されるアプリケーション向けに開発されています。

一般的なブラシレスモーターと比べると、以下のような違いがあります。

これらの特性から、以下のような用途で活用されることが多いです。

他のモーターとブラシレスモーターの比較

モーターには、ブラシレスモーター以外にもサーボモーターやACモーターもありますが、用途や目的によって使い分ける必要があります。このセクションでは、それぞれのモーターとの特徴や用途の違いを解説します。

サーボモーターとの違い

サーボモーターは、特定の動作を正確に制御するために設計された、フィードバック制御システムを備えた電動モーターです。位置、速度、加速度などのパラメータを正確に制御できるため、非常に精密な動作が求められる用途に適しています。

このモーターには以下の特徴があります。

ブラシレスモーターとの違いは、その制御システムにあります。ブラシレスモーターはフィードバック制御システムを必ずしも備えていませんが、サーボモーターシステムはフィードバックを利用して、モーターの動作を精密に制御します。

つまり、サーボモーターはブラシレスモーターを基にしている場合が多いものの、より高度な制御性能を持つシステムの一部として機能します。

以上を踏まえて、サーボモーターは以下のような用途で活用されます。

サーボモーターについて詳しく知りたい方は、以下の記事をお読みください。サーボモーターの種類や特徴を押さえたうえで、選び方やおすすめのメーカーまでご紹介しています。

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サーボモーターとは？ 比較ポイントとおすすめのメーカー5社を種類と特徴を押さえながらご紹介

ACモーターとの違い

ACモーターは、交流（AC：Alternating Current）を動力として動作する電動機です。電流の方向が周期的に変わる交流を利用して、ロータ（回転子）を動かし、機械的エネルギーを生み出します。

単純な構造、堅牢性、およびメンテナンスの容易さから、多岐にわたる産業で広く利用されています。

ACモーターには、以下のような特徴があります。

一方でブラシレスモーターは、主に直流電源（DC）を使用し、電子制御を介してコイルの電流の方向を切り替えることによって動作します。ACモーターとの主な違いは以下の通りです。

以上を踏まえて、ACモーターは主に以下のような用途で活用されます。

ブラシレスモーターを活用するメリット・デメリット

メリット

ブラシレスモーターを活用するメリットには、主に以下が挙げられます。

高効率で高いトルクを得られる

ブラシレスモーターは他のモータータイプ、特にブラシを持つDCモーターと比較して効率が高く、高トルクを提供でききます。以下ではその理由とそれによって生まれる強みをご紹介します。

高効率、高トルクを実現したブラシレスモーターは、以下のようなメリットを得られます。

高効率、高トルクという特性は、以下のような機械や設備で活躍します。

柔軟な設計が可能

ブラシレスモーターは、他のモータータイプと比較して非常に柔軟な設計が可能です。以下に、その理由とメリット、および役立つ機械や場面をご紹介します。

柔軟な設計を実現したブラシレスモーターは、以下のようなメリットを得られます。

ブラシレスモーターの設計に対する高い柔軟性は、以下のような機械や設備で活躍します。

長寿命

ブラシレスモーターは他のモーターと比べると寿命が非常に長いです。これには、いくつかの重要な要因があります。

これにより得られるメリットには、以下があります。

ブラシレスモーターが役立つ機械や活かせる場面には、以下が含まれます。

デメリット

一方で、ブラシレスモーターを活用するデメリットには、以下のようなものがあります。

コストが高くなりやすい

ブラシレスモーターは他のモータータイプ、特にブラシを用いた直流モーター（DCモーター）と比較して高価になりがちです。その一番の理由は、その設計と機能性の複雑さにあります。これにより、一部の用途ではコストが導入の障壁になることがあります。

コストが高くなりがちな主な理由は、以下の通りです。

コストが導入に不向きとされるケースや場面として、以下のものが挙げられます。

制御が複雑

ブラシレスモーターはブラシ式DCモーターと比較して、動作原理と制御方式が原因で制御が複雑になりやすいです。

これらの理由により、ブラシレスモーターは以下のような用途や事例では不向きとされます。

初期設定と調整が難しいことがある

ブラシレスモーターの初期設定は他のモータータイプ、特にブラシを持つDCモーターより難しいです。この難しさは以下の要因からきます。

これにより、以下のようなケースでブラシレスモーターの導入が不向きとされます。

12個の比較ポイント | ブラシレスモーターの選び方

ブラシレスモーターは用途が幅広く、用途にあわせて適したものを選ぶ必要があります。このセクションでは、最適なブラシレスモーターを選ぶ上で考慮すべき項目をご紹介します。

用途

ブラシレスモーターの選定において用途を考慮することは非常に重要です。用途に応じて、モーターの特性が性能、効率、寿命、コストなどに直接影響を与えるためです。適切なモーターを選定することで、製品やシステムの最適な性能を確保し、運用コストを削減し、製品の信頼性を高めることができます。

用途を考慮すべき理由は以下の通りです。

逆に、用途を考慮したブラシレスモーターを選定しないと、必要な性能や求められるサイズ・重量、耐久度やコストが見合わなくなってしまいます。

以下が用途例と活用される理由です。

エネルギー効率

ブラシレスモーターにはエネルギー効率というものがあり、効率が高いほど、入力エネルギーを無駄なく機械的エネルギーに変換できます。

エネルギー効率が高いと、以下のメリットがあります。

一方で、エネルギー効率が高いと、性能が高いために精密な設計や高品質な材料が必要になり、高額になりやすかったり、オーバースペックなブラシレスモーターで必要以上にコストがかかるケースもあります。

このようなケースを避けるためにも、モーターが使用される具体的な条件や要求を理解することが重要です。また、コストに対して必要な性能を整理し、トルク、速度範囲、制御性など、必要な性能要件を満たしつつ、エネルギー効率と初期コストのバランスを取ることが重要です。

寿命

ブラシレスモーターの寿命は、性能低下や故障なく運用できる期間を指し、設計、使用条件、保守の頻度によって大きく異なります。

寿命が長いブラシレスモーターのメリットは以下の通りです。

しかし、寿命が長いとコストが高くなりやすく、新たな技術の導入が遅れる可能性もあります。

不要なリスクを避けるためにも、用途に対応した寿命、対応したコストの整理をしておく必要があります。

ハウジングの外観形状やサイズ

ブラシレスモーターの選定において、ハウジングの外観形状やサイズは製品やシステムの設計における重要な要素です。ハウジングはモーターを保護し、熱放散と装置全体の構造的強度に寄与します。

適切なハウジングの外観形状やサイズを選定するメリットは以下の通りです。

一方、デメリットとしては、特定のサイズや形状の要求によるコスト増、カスタムデザインのための開発時間の増加、供給の複雑化が挙げられます。

用途に対して、必要な形状のブラシレスモーターを選定することがおすすめです。

ローター直径

ブラシレスモーターの選定において「ローター直径」は、モーターの性能と適用範囲を大きく左右する要素です。ローター直径はモーター内部の回転部分の直径を指し、モーターの設計と動作特性に直接影響します。

ローター直径が大きいと、以下のようなメリットがあります。

一方で、ローター直径が大きいと、モーター全体のサイズと重量が増加し、設置スペースや搭載環境に制約を受けやすくなります。また、サイズが大きなローターはより多くのエネルギーを消費し、結果として発熱量が増加する可能性があります。

コストも高くなる傾向にあるので、全体のコストパフォーマンスと冷却能力を踏まえてブラシレスモーターを選定する必要があります。

ローター溝数

ブラシレスモーターを選定する際、ローター溝数は重要な考慮事項のひとつです。ローター溝数はモーターの効率、トルク、および制御性に影響を及ぼします。

ローター溝数が多いブラシレスモーターのメリットは、以下の通りです。

これらの特徴は、精密機器や高精度を要求されるアプリケーションで有利です。

一方で、ローター溝数が多いことのデメリットには、製造コストの増加や複雑性の向上があります。これは、より多くの溝を持つローターの製造が難しく、高価になるためです。また、多溝のローターは、重量が増加する傾向があり、一部のアプリケーションでは不利になる場合があります。

適切なローター溝数を持つブラシレスモーターを選定する際には、必要な用途や目的に対して、適切な溝数と重量を検討することがおすすめです。

マグネット配置の種類

ブラシレスモーターにおける「マグネット配置の種類」は、その性能、用途、およびコストに大きな影響を与えます。主に、表面磁石型（Surface Mounted
Magnet）と埋込磁石型（Interior Permanent Magnet; IPM）のふたつのタイプがあります。

表面磁石型のメリットは以下の通りです。

一方で、表面磁石型は磁石が表面に露出しているため、高温下での使用に向いておらず、衝撃や進藤に弱いことがあります。

埋込磁石型の場合は、以下のようなメリットがあります。

しかし、埋込磁石型は製造プロセスや設計自体が複雑になるのでコストが高くなりやすく、扱いに気を配る必要があります。

磁石の配置を選ぶ際は、必要な性能と運用環境（温度、振動、衝撃など）を考慮して選定する必要があります。

出力回転数

ブラシレスモーターの選定における「出力回転数」は、モーターが供給することのできる最大の回転速度を指します。これは、特定のアプリケーションが必要とする動作速度を満たすために重要な要素です。

出力回転数が大きいことのメリットは以下の通りです。

一方で、出力回転数が低いモーターは高度な制御技術が必要になったり、大きな発熱を抑制する冷却装置の対応が必要になるため、設計段階で考慮すべき点が増えます。

適度な出力回転数のブラシレスモーターを選定する際には、用途やアプリケーションに必要な出力回転数と全体設計とのバランスを取ることが重要です。

トルク（パワー）

ブラシレスモーターを選定する際、トルクは重要な性能指標の一つです。トルクはモーターが提供できる回転力を示し、モーターの動作性能を理解する上で不可欠です。

トルクが大きいブラシレスモーターは、以下のメリットがあります。

一方で、トルクが大きいとブラシレスモーター自体のサイズと重量が上がるので、設計の柔軟性が落ちます。また、トルクを上げる上で高価な素材や複雑なプロセスも発生するので、導入コストが上がることが多いです。

適切なトルクのブラシレスモーターを選定するには、やはりアプリケーションの負荷要件や動作範囲を考慮する必要があります。

位置決め精度

ブラシレスモーターを選ぶ際、位置決め精度はモーターがどれだけ正確に希望の位置に停止できるか、または指定された位置を維持できるかという点で非常に重要です。

特に自動化された産業機械やロボティクス、精密機器などで重視される性能指標です。

しかし、一方で高い位置決め精度を実現するためには、より精密な製造技術や高品質な部品が必要となり、コストが高くなりやすいです。また、高精度な位置決めを達成するための制御は複雑となりがちで、高度なアルゴリズムやフィードバック制御システムが必要になる場合があります。

適切な位置決め精度のブラシレスモーターを選定するには、用途に対して必要な精度と対応できるコスト、全体設計のバランスを考える必要があります。

静粛性

ブラシレスモーターを選定する際、「静粛性」は特に住宅用アプリケーションやオフィス環境、医療機器など、使用者の快適性や性能に直接影響を与える場面で重要な考慮事項です。静粛性はモーターが運転中に発生する騒音の少なさを指し、デシベル（dB）で測定されます。

しかし、静粛性を高めるためには、特別な設計や高品質の素材、追加の防音処理が必要になり、これらはコスト増加の要因となります。また、設計の複雑化や性能上の妥協が必要になることもあります。

コスト

ブラシレスモーターの選定における「コスト」は、初期投資だけでなく、運用中のメンテナンス費用、エネルギー消費量、そして最終的な寿命を含む総所有コスト（TCO）を考慮することを意味します。プロジェクトの予算や経済的な制約は必ずあるため、選定プロセスで重要な要因です。

コストが高いブラシレスモーターには以下のメリットがあります。

しかし、必要以上にコストを掛けてもオーバースペックなブラシレスモーターを導入することになるため、必要な性能と予算、資金回収期間のバランスを考慮する必要があります。

ここまで、ブラシレスモーターを選ぶ上で考慮すべきポイントをご紹介しました。次のセクションでは、ブラシレスモーターを製造するおすすめのメーカーをご紹介します。貴社に最適なモーターを製造する企業をお探しの方は、このまま読み進んでください。

ブラシレスモーターを製造する代表的なメーカー

ブラシレスモーターを製造する企業はいくつかあります。今回は、その中でも特に代表的な企業をご紹介します。

マブチモーター / Mabuchi Motor

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マブチモーターは、創業以来、小型直流モーターのリーディングカンパニーとして、小型・軽量・高効率なモーターを提供してきました。同社のモーターは自動車や家電機器、電動工具、精密機器など様々な分野で幅広く採用されています。

メーカーとブラシレスモーターの特徴は以下の通りです。

自動車電装機器用モーターの分野では世界シェアNo.1を誇り、中でもドアミラー用で80パーセント以上、ドアロック用では70パーセント以上のシェアを獲得しています。現在では、培った技術を移動体や産業機器、医療機器用のブラシレスモーター開発に応用し、付加価値の高い製品を市場に送り出しています。

マブチモーターの高品質なブラシレスモーターに興味をお持ちの方は、以下のボタンよりぜひ一度お問い合わせください。マブチモーターの担当者へお繋ぎします。

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マブチモーターのブラシレスモーター導入事例を3つご紹介

マブチモーターは、用途に合わせたさまざまなブラシレスモーターを開発・販売しています。ここでは特に3つのブラシレスモーター導入事例をご紹介します。

事例1：移動体用

• 業態：搬送ロボット（AGV・AMR等）メーカー、パーソナルモビリティメーカー等
• 納入製品：ISシリーズ、MSシリーズ、IRシリーズ、MRシリーズ

移動体用のブラシレスモーターについて詳しく知りたい方は、以下のページをご覧ください。

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マブチモーターの移動体用ブラシレスモーター特徴と導入事例

事例2：産業機器用

• 業態：ロボットアームメーカー、搬送ロボット（AGV・AMR等）メーカー
• 納入製品：IA/IBシリーズ、IRシリーズ、MRシリーズ

産業機器用のブラシレスモーターについて詳しく知りたい方は、以下のページをご覧ください。

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マブチモーターの産業機器用ブラシレスモーター特徴と導入事例

事例3：医療機器用

• 業態：医療機器メーカー
• 納入製品：医療機器用INシリーズ、医療機器用ISシリーズ

医療機器用のブラシレスモーターについて詳しく知りたい方は、以下のページをご覧ください。

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マブチモーターの医療機器用ブラシレスモーター特徴と導入事例

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ニデック / NIDEC

ニデックは、小型プレシジョンモーターを中心とした多岐にわたるモーター製品を製造・販売している世界的な企業です。1973年に創業され、以来、革新的な技術開発と積極的な海外展開を通じて、世界のモーター市場でのリーダー的存在に成長しています。

同社はブラシレスモーターを始めとする幅広い種類のモーターを開発・製造・販売しており、電子機器、自動車、産業機械、家電製品など、幅広い分野においてその製品が用いられています。

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ミネベアミツミ / MinebeaMitsumi

ミネベアミツミは、主に小型ベアリングの製造からスタートし、その技術を基盤として電子部品や精密部品の分野へと事業を拡大してきました。特に、小型で高精度なベアリング技術には定評があり、世界的にもその名を知られています。

2017年には、ミツミ電機をグループに迎え入れ、ミネベアミツミとして新たなスタートを切りました。

同社はボールベアリング、航空機用ロッドエンドベアリングやピボットアッセンブリーなどの機械加工品事業からスタートしており、ブラシレスモーターを含むモーターも製造しています。

これらの技術を使い、ミネベアミツミはモーター、センサー、半導体デバイスなど、さらに幅広い製品ラインナップを持つ企業へと進化しています。

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オリエンタルモーター / ORIENTAL MOTOR

オリエンタルモーターは、1885年に日本で創業されたモーター製造企業で、電動モーター及びその関連装置の開発、製造、販売を行っています。

同社は創業当時から電動機を製造していて、開発を進めていく中でモーターの小型化を進めてきました。特に小型モーター市場においては、世界的なリーダーの一つとして認知されています。

オリエンタルモーターの製品は、自動化技術、精密機械、情報通信機器など、多岐にわたる産業分野で利用されています。

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シチズン千葉精密 / CITIZEN CHIBA PRECISION

シチズン千葉精密は1979年に創業して以来、小型精密モーターの専門メーカーとして活躍しています。

同社はブラシレスモーターや小型ACサーボモーターなど、幅広い種類のモーターを製造販売していて、技術は三菱重工やニデック、キヤノンなど名だたるメーカーにも評価されています。

そのため、シチズン千葉精密のモーターは半導体製造装置、医療機器、レーザ応用製品など、最先端技術の応用分野で広く活用されています。

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