ソレノイド式回転アクチュエータの選定方法
回転ソレノイドの選定は、角度、トルク、電圧、デューティサイクル、取り付けタイプ、環境保護という6つの基準によって決まります。
1. ソレノイド回転角度
回転角度は30°から90°まで選択可能です。ソレノイド作動機構によって生成される希望の角度変位に対応するオプションを選択してください。45°、75°などの特殊な角度については、製造元にお問い合わせください。
2. ソレノイド回転に必要なトルク
ソレノイドの仕様書には、通常、特定の角度で発生するトルク値が記載されています。摩擦力、慣性力、ばね力などを考慮した負荷トルクを求め、30～50%の安全マージンを加算してください。一般的なトルク値は0.1～5Nm以上です。ソレノイドが最終回転点に近づくにつれて、トルクは減少します。
3. 電圧と電力
一般的な直流電圧値には、6V、12V、24V、48V、110Vなどがあります。用途の要件に合った電圧を選択してください。電圧が高いほど応答速度は速くなりますが、損失や発熱も大きくなります。バッテリー駆動の機器は、エネルギーを節約するために12Vまたは24Vの電圧とパルス動作が必要です。ソレノイドによっては回転後に消費電力が減少するものもあるため、突入電流と保持電流を分析してください。
4. ソレノイドロータリーのデューティサイクル
断続デューティサイクルが最大25%であれば、過熱することなく最大トルクを発生させることができます。連続デューティサイクルではトルクが低下します。計算式は次のとおりです。（オン時間／時間）×100%。1分あたりのサイクル数が100を超える場合は、断続デューティサイクルが25%未満のソレノイドを選択してください。
5. ソレノイドの回転方向
ここには2つの選択肢があります。単方向（時計回りまたは反時計回りに固定）または双方向（極性またはコイルによって異なる）です。
6 環境条件と生命
通常動作温度は0～40℃ですが、高温対応機種では最大120℃まで動作します。IP等級はIP40（屋内環境）からIP65（防塵・噴流水対応）、IP67（完全水没対応）まで様々です。機械的寿命は10万回、25万回、あるいは50万回を超えるものもあります。
7. 取り付けと寸法
必要な取り付け方法（例：ブラケット取り付け）、シャフト径、設置面積を確認してください。トルクと回転角度の関係、応答時間に関するデータシートを請求し、実際の負荷とサイクル数でサンプルユニットを試用してください。高サイクル用途の場合は過電圧を考慮する必要がありますが、温度上昇を監視する準備もしておいてください。
ソレノイド式ロータリーモーターとステップモーターの選び方
ソレノイド式ロータリーモーターとステッピングモーターのどちらを選ぶかを決める上で重要な質問が1つあります。それは、電源を使わずに特定の位置をしっかりと保持する必要があるのか、それとも1回転全体を通して様々な位置で正確に停止する必要があるのか、ということです。
短い答えは
ロボットアーム、3Dプリンターの軸、カメラのパンチルト機構など、連続的に回転する物体を複数の点で非常に正確に位置決めする必要がある場合は、ステッピングモーターを選択してください。
仕分けゲート、ロック機構、シャッターなど、2つの固定角度間でのシンプルで超高速な「フリップフロップ」動作が必要な場合は、ロータリーソレノイドを選択してください。
以下の表は、両者の主な違いを並べて比較したものです。
| 機能 | ステッパ·モータ | ソレノイドロータリー |
|---|---|---|
| モーションタイプ | 連続回転（360°以上）または精密なステップ | 2つの位置間の限られた振動（通常30°～90°） |
| ポジショニング | 極めて高精度なオープンループ制御。1回転あたり数百箇所で停止可能。 | 固定された終端位置は2つだけ（例：「開」と「閉」） |
| パワー＆ホールド | 位置を保持するために継続的な電力供給が必要（保持トルク） | 双安定性: しっかりと位置を保持し ゼロパワー （磁気ラッチ） |
| 速度 | 中程度。速度は積載量と運転手によって変動する。 | 非常に高速（切り替え時間10ミリ秒未満） |
| 管理 | ドライバと連続パルス（2～4本の配線）が必要です。 | 簡単です。DC極性を反転させるだけで状態が変わります（2本の配線）。 |
| 寿命 | 高い、ベアリングによって制限される | 非常に高い（100億回以上のサイクル）；ブラシなし |
選び方：役立つガイド
選択する際は、アクチュエータの性能とプロジェクトのニーズを比較してください。
ステッピングモーターを使用したい場合は、
力に抗うためには、その場に踏みとどまる必要があります。動力が加えられると、ステッピングモーターの「保持トルク」によってモーターはその位置に保持されます。
停止位置が複数必要な場合。ステッピングモーターは、CNCガントリーの移動やアンテナの位置決めなど、段階的に繰り返し実行できる作業に最適です。回転し続ける必要がある場合。360°以上の回転が必要な作業には、ステッピングモーターが最適です。
双安定回転ソレノイドが必要な場合は、
アプリはバッテリー駆動か、熱に敏感です。状態が変化する時だけ電力を使用するため、位置を保持している間はほとんどエネルギーを消費しません。「超高速」スイッチングが必要です。ゲートや分岐器を10ミリ秒未満で動かす必要がある場合、ステッピングモーターでは対応できません。シンプルなON/OFF回転動作が必要です。ソレノイドは、完全なモーターコントローラーよりも、電子ロック、シャッター制御、または仕分けフラップを制御するはるかにシンプルで強力な方法です。
💡「保持トルク」に関する簡単な注意点
ステッピングモーターの「保持トルク」の仕様は、ソレノイドのラッチ機構のように機能すると考えるかもしれません。しかし、ステッピングモーターは保持力を維持するために安定した電力供給を必要とし、その過程で熱が発生し、バッテリーを消耗します。一方、双安定ソレノイドは磁石を使って物理的に所定の位置に保持されるため、位置を維持するために大量の電力を必要としません。
