生活の中に多く使用されているモータは、人目に付かないところで活躍しています。
ステッピングモータも人々の生活を支える重要なパーツのひとつで、無くてはならない製品です。生産設備にも多くのステッピングモータが使われていますが、どのような仕組みで動いているか知らない人も多いと思います。

そこで本記事ではステッピングモータとは何か、どんなメーカがあるのかなどについて解説します。また、導入のメリット・デメリットや生産性をあげるポイントも紹介しますのでぜひご覧ください。

もし、ステッピングモータのコンサルティングを受けて、
・省力化、省人化してコストダウンしたい
・生産性アップして売上を上げたい
・人的ミスを減らして品質価値を高めたい
・どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない
という場合は、お気軽に株式会社FAプロダクツまでお問い合わせください。関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．ステッピングモータとは 

(1) ステッピングモータとは

ステッピングモータとはパルス信号から「回転角度」「回転速度」を正確に制御できるモータのことを言います。外部の位置センサ無しで正確な位置制御ができるため、FA装置で活躍するモータのひとつです。

ステッピングモータは構造の違いで以下の2種が広く普及しています。

2相ステッピングモータ	5相ステッピングモータ

出典：三洋電機/ステッピングモータとは？

(2) 2相・5相とは何か

ステッピングモータの相とはモータ内で向かい合った磁極のことを言います。

図1は2相と5相の仕組みを表した図です。

出典：オリエンタルモーター/ステッピングモーターの構造

2相は磁極が2つ、5相は磁極が5つあります。図2のように相が違うと1パルスで動作する角度が異なります。

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出典：オリエンタルモーター/ステッピングモーター概要・関連情報

5相のように磁極配置を細かくすると、1ステップで動作する角度が細かくなり、動作も滑らかで動作精度や停止精度も良くなります。また1ステップの角度のことを「基本ステップ角」と言います。

２．ステッピングモータのメリット・デメリット

ステッピングモータのメリット・デメリットを以下の表にまとめました。

メリット	デメリット
位置制御が出来る	振動が大きい
サーボモータより安価	サーボモータより精度が劣る
低速回転が得意	高速回転が苦手

以下より詳しく解説します。

（1）メリット

①位置制御ができる

ステッピングモータは動く・止まるの繰り返す動きが得意です。
パルス動作の基本ステップ角から位置制御が可能で、FA装置では搬送や位置決めなどで活躍しています。

②サーボモータより安価

サーボモータと違い、ステッピングモータはエンコーダを搭載していないため安価で入手可能です。
コスト削減を狙う場合、サーボモータからステッピングモータへの切り替えを検討するのも良いでしょう。

③低速回転が得意

サーボモータでは実現できない低回転域が得意で、数十～数千r/minが動作範囲です。
低回転でも安定したトルクを生み出す特徴があります。
フィルム搬送や線材の送りなどにも活躍しています。

（2）デメリット

①振動が大きい

ステッピングモータはステップ動作の都合により、振動が発生します。
モータを取り付けた先に何らかの精度要求が必要な場合、振動が起因して要求を満たせない場合があります。振動を吸収するカップリングなど振動対策が必要です。

②サーボモータより精度が劣る

サーボモータのエンコーダよりステッピングモータのステップ角は停止精度が劣ります。
高精度な動作が必要な場合、サーボモータを選択するのが良いでしょう。

③高速回転が苦手

高速回転や高負荷をかけると追従が追いつかず「脱調」と呼ばれる症状が発生しやすくなります。
脱調するとパルス同期が失われ、モータが回転しなくなります。

適切な回転と負荷トルクを計算して選定すれば脱調を防止できますので、メーカに相談するのも良いでしょう。

３．ステッピングモータの活用事例

ここからはステッピングモータを活用した事例をいくつかご紹介します。導入検討の参考としてご覧ください。

（1）ベルトコンベア搬送

以下の動画は直行軸のステッピングモータをプーリとベルトで搬送する事例です。

引用：ステッピングモーター RKⅡシリーズ コンベアデモ機 | オリエンタルモーター株式会社

ベルト駆動でも加速・減速も素早く動作するため、別工程との組み合わせに使用して生産性の向上が狙えます。

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（2）ネジ締め装置

以下の動画は、4軸を組み合わせてねじ締装置に活用している事例です。

引用：【設備実例】「ねじ締め」を自動化する自作直交軸ロボット | オリエンタルモーター株式会社

この事例では、アクチュエータにステッピングモータを取り付けて、モータの回転運動を直線運動に変換しています。ねじの締め付け動作は回転と下降を同期させているため、滑らかな動作が実現しています。
また締め付けの下降はスライダタイプではなく、シリンダタイプを使用することで押し付け力を確保して剛性を担保している工夫がされています。

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（3）Eリング組付け装置

以下の動画は、ピックアンドプレスや反転ユニットなどを組み合わせてEリングの組付けをおこなう事例です。

引用：Eリング組付けデモ機 | 株式会社マシンエンジニアリング

この事例では「ピックアンドプレス」「反転ユニット」「インデックス」などにステッピングモータが使用されています。またカムと組み合わせることで高速搬送できる工夫がされています。

4．モータを変えて生産性を上げる

サーボモータをステッピングモータに置き換えることで、生産性を向上できます。
近年のメーカ開発努力により、高回転タイプのステッピングモータが出現してきています。
精度要求が厳しくないが高速搬送が必要な場合、今まではサーボモータ一択でした。価格面でもサーボモータが高価で、装置価格が高くなる傾向になっていました。しかし高回転に対応したステッピングモータが出たことでモータ価格が下がり、装置価格を抑えることが可能になりました。導入価格を抑えれば生産性の向上に繋がるからです。

5．ステッピングモータの主要26メーカ一覧

ここからは、ステッピングモータのメーカを紹介します。

オリエンタルモーター	【特徴】高精度なモータの製造・販売に特化したメーカです。自社で生産工場をもっており、短納期で安定供給してくれるのが魅力の企業です。FAを中心に医療や半導体分野でも活躍しています。 【所在地】東京都台東区東上野4-8-1 オリエンタルモーターのステッピングモーターはこちら
マッスル株式会社	【特徴】ステッピングモータ・サーボモータに特化した企業です。緻密な制御でロボットはしなやかに動作するため、アトラクション用ロボットの駆動モータとして採用されるほどの実力を持ったメーカです。 【所在地】大阪市中央区今橋2-5-8 トレードピア淀屋橋6階 マッスル株式会社のステッピングモータはこちら
三明電子産業株式会社	【特徴】サーボモータ・ステッピングモータに特化し、協働ロボットも自社で開発するなど技術力のある企業です。自社工場で製造もしているため、短納期・安定供給が魅力のメーカです。 【所在地】静岡県静岡市清水区清開2-2-1 三明電子産業株式会社のステッピングモータ一覧はこちら

他にも以下のようなメーカがステッピングモータの生産を行っています。
・コアレスモータ株式会社
・Changzhou ACT Motor Co., Ltd.
・シナノケンシ株式会社
・天竜丸澤
・Weizhen Motor
・ミネベアミツミ株式会社
・ニデック株式会社
・ニデックインスツルメンツ株式会社
・ニデックアドバンスドモータ株式会社
・オリムベクスタ株式会社
・東芝デバイス&ストレージ株式会社
・キヤノン電子株式会社
・FAULHABER
・川北電興株式会社
・株式会社あすか電子サービス 
・MOONS’ Electric Co., Ltd.
・日本パルスモーター株式会社
・三龍社
・ニデックプレシジョン
・沖マイクロ技研株式会社 
・トーアメック株式会社
・オリムベクスタ株式会社
・TRICORE

6．ステッピングモータ導入に関するご相談は株式会社FAプロダクツへ

ステッピングモータは参入メーカが国内外に多数あり、どのメーカを選べばよいか比較して検討するのも大変です。動作設定はメーカによって操作方法も異なるため、せっかく導入してもうまく使いこなせていない……ということも、しばしば見られます。
初めて導入する場合は、自社に適した装置を開発できるメーカに相談するのもひとつです。FAプロダクツでは、豊富な実績をもとに最適なステッピングモータ導入のお手伝いができますので、ぜひご検討ください。

株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。
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テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。
また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

所在地・連絡先等	営業品目	実績
茨城県土浦市卸町2丁目13-3 TEL.050-1743-0310(代表) FAX.050-3156-2692(代表) https://jss1.jp/	・産業用ロボット ・生産設備合理化・省力化の設計及び製作 ・基板電気チェッカーや貼合・折曲など ・治具の設計・製作	ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

 

 

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