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並木DCコアレスモータの歴史

Namikiモータの歴史 何故宝石部品メーカがモータを製造?
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小型コアレスモータが生んだ製品
DCマイクロモータ

DCマイクロモータ

DCモータとは直流電流(Direct current)を使用するモータの総称です。世界の様々な分野で使用されるDCモータの中で、並木は小径モータに特化し、1973年にドイツから巻線特許を導入して当時世界最小Φ10のコアレスモータを開発しました。
DCマイクロモータとは、
「小型モータ」が75W以下であるならば、「マイクロモータ」の出力[W]数は一般に3W以下、最大寸法で50o以下とされています。これぐらい小さくなると回すための電力も乾電池などの小さい容量のものでも可能となります。従ってマイクロモータには直流(DC)駆動式が多くなります。ACモータで上述の定義に沿うマイクロモータは見当たりません。その理由には、100vなどの高電圧では小型化されたモータの構造内で漏電、引火などの危険性があるからだと考えます。
さらに、我々のミッションは寸法50oの1/5、1/10、さらには1/50すなわち直径1mmに到達するといういわゆる、
スーパーマイクロDCモータ」なのです。

 世界最小モータへの挑戦 (φ1.5mmギヤードモータ)

「業界最小」をモットーとする並木では、スイスのメーカがφ1.9mmのモータを開発したというニュースを受け、2004年にNEDOプロジェクトの一環としてφ1.5mmのギヤードモータを開発、一気に実用化にこぎつけました。もはやこの大きさになると各部品はマイクロメートル単位なので、いくら精密加工技術のある並木でも、削り出すことはできません。そこで、金属ガラスを精密金型からの射出成形法でつくることにしました。4段ギヤを取り付けることで元のφ1.5mmのモータトルクを1609倍の2070μNmにまで高めることができます。これは現在主流になっているφ4mmコアレスモータの80倍のトルクです。このφ1.5mmギヤードモータは超音波内視鏡・心臓カテーテルなど医療分野での応用が期待されています。この小さなアクチュエータはカテーテルの先端に組み込むことができるので、これまではできなかった患部直下での繊細なカッターの動き、血栓の削り出しといった手術が可能になるのです。ここまで来たらもう十分かといえば、そうではありません。φ1.5mmモータを見た医療関係者に「この大きさではまだ大動脈にしか入れない。φ1mm以下になれば末端血管の深い部分までたどりつける」と言われたからです。そのため、現在はφ0.9mmギヤードモータの実用化が進められています。並木の「超小型」「世界最小」への挑戦はまだまだ続きます。

1.5oギヤードモータ写真
スケールとともに置かれているのが、並木が東北大学、NEDOなどと共同開発したφ1.5mmのギヤードモータです。金属ガラスを射出成形することでこの微細な加工が可能になりました。この小さなモータ専用のギヤ (遊星ギヤ、太陽ギヤなど) も各種用意されており、組み合わせることで高トルクが実現できます。また金属ガラス自体の強度が高いため、従来の鉄鋼材ギヤードモータよりも長寿命です。

 金属ガラス

金属ガラスは、結晶構造を持たないアモルファス金属の一種であり、東北大学を中心に開発された新素材です。
従来のアモルファス金属は、溶解した合金の状態から急速に冷却しないと結晶化してしまうため、薄くて小さいものしか作製できませんでした。金属ガラスは、溶解した合金の状態からゆっくりした速度で冷却しても結晶化しないで固体化することから、比較的大きなバルク状の製品が作製できるようになり、工業用途として応用範囲が大きく広がりました。また、金属ガラスは、高強度、低ヤング率 (撓みやすい) 、精密転写性といった優れた機械的特性を有しており、耐食性にも優れています。これらの特徴を生かし、超精密部品、外装部品、各種センサー、バネ材料、スポーツ用品、生体材料など、多岐にわたる応用が検討されています。

 

 

 

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