モータ容量選定計算機(トルク・イナーシャ)

ボールねじ、ベルト、ラック、回転テーブルで負荷を位置決め移動させるときにモータに必要なトルク、イナーシャ比、出力を推定します。サーボモータやステッピングモータの選定の一次検討用です。

使い方

1. 「機構」を選び、直線軸の場合は「水平」か「垂直」を選びます。
2. 「移動質量」「ガイドの摩擦係数」、あれば「運動に逆らう外力」を入力します。
3. 「最高速度」「1回の移動距離(ストローク)」「加速時間」「減速時間」「移動後の停止時間」を入力します。
4. 機構データ、減速比、カタログの「モータロータイナーシャ」、「安全率」を入力します。
5. 上部で最大トルク、実効トルク、イナーシャ比、モータ回転数を読み取り、グラフの下で推奨値を確認します。

計算方法と補足

• 負荷トルク: ボールねじ T = F × リード ÷ (2π × η)、ベルト・ラック T = F × D ÷ (2 × η)。F = 外力 + m × g(垂直)または μ × m × g(水平)。
• 加速トルク = (負荷 + ロータイナーシャ) × α、α = 2π × N ÷ 60 ÷ 加速時間。減速比 i の減速機はトルクを i で、イナーシャを i² で割ります。
• 実効トルク = √(Σ T² × t ÷ Σ t) を4つの区間について計算します。出力 = トルク × 2π × N ÷ 60。
• すべての値は推定値で、剛性、共振、発熱、回生は扱いません。最終的なモータはメーカーの選定ソフトで確認してください。

よくある質問

サーボモータのイナーシャ比はどこまで許容されますか?

多くのメーカーは高速位置決めに5以下を推奨し、5〜10はゲイン調整で使える場合が多いです。表示している区分は目安であり規格ではありません。

ボールねじの負荷トルクはどう計算しますか?

推力 × リード ÷ (2π × 効率)です。50 kgのテーブル、μ = 0.1、リード10 mm、効率90 %なら約0.087 N·mになります。

ストロークが短すぎると表示されるのはなぜですか?

加速と減速に必要な距離がストロークを超えるため、入力した速度に達することがなく、三角速度パターンで計算しています。

モータは最大トルクと実効トルクのどちらで選びますか?

両方です。最大トルクはその回転数でのモータの瞬時最大トルク以内に、実効トルクは定格連続トルク以下に収める必要があります。