ギヤードモーターは、モーターと減速機からなります。
高速で回転するモーターに対し、歯車を組み合わせてその回転数を調整しているのが減速機です。ギヤードモーターは、減速機によって低回転数で高トルクとなります。
モーターは、産業用では三相誘導モーターが多く使用されます。誘導モーターは定格回転数が周波数と極数によって決まっているため、ギヤ比を調節して回転数とトルクを選定します。
ギヤ比は、モーター回転軸と減速機出力回転軸の回転比で、ギヤ比を大きくするほどトルクが高くなります。高トルクを必要とする場合はギヤ比を高くします。
ギヤとモーターの位置によって平行軸か直行軸かを選定します。また、モーターの運転・停止が頻繁な際にはクラッチブレーキタイプを使用する場合もあります。
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巻き取り機構のテンションを一定に保つために、巻き取り側だけでなく、巻き出し側にもトルクモーターを使用することにより、細かい調整が可能です。この場合、トルクモーターの特徴であるブレーキ特性が利用できます。ブレーキ特性は、以下の2つがあります。
1. 逆相ブレーキ
交流電圧印加による回転磁界の方向とは、反対方向に回転させた時のトルク特性をブレーキに利用します。逆相ブレーキ特性を利用した使い方は、トルクモーター起動時のトルクよりも大きいトルクで、反対方向に回転させたときのトルクを利用する方法です。
トルクモーターは、一定のブレーキ力を発生しながら回転磁力とは反対方向に回転します。回転数が0からブレーキ力が発生するため、張力を停止時も必要な場合などに適したモーターです。
2. うず電流ブレーキ
直流電圧印加による磁界によって、停止状態のモーターを回転させた時のトルク特性をブレーキに利用します。うず電流ブレーキの使い方は、正方向・逆方向どちらの方向に回転しても、同様のブレーキ力が得られる現象を利用する方法です。
回転数が0の時は、ブレーキ力は0ですが、回転数の増加ともにブレーキ力は増加し、高速領域で安定します。この特性を利用するのは、高速回転時に安定した張力を必要とする場合や正転逆転で張力が必要な場合などです。
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ACモーターは120度ずつ位相のずれた3相交流電源を固定子のコイルに与え、コイルに流れる電流により電磁鋼板が電磁石となり、電動機内に磁界を形成します (右ねじの法則により電磁石の極性が決まります) 。
交流電源は時間とともに位相がずれるため、時間に応じて磁界の向きが回転します。
磁界が回転することで回転子へ渦電流が生じ、渦電流と磁界により回転力が生じ、回転子が回転します。回転力は、フレミングの左手の法則により方向が決まります。
この回転原理はアラゴの円盤の原理と同じものです。
また、固定子の数を極数 (ポール数) といい2ポールや4ポールなどと表します。回転磁界Nsの速度はこのポール数pと電源の周波数fとで定まりNs=120f/pで求めることができます。
回転子の速度Nは後述するACモーターの種類によっても異なりますが、誘導モーターは回転磁界よりも少し遅い速度で回ります。回転磁界と回転子の速度差を「すべり」と呼ぶパラメーターsを使って、N=120f(1-s)/pで表します。
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モーターとは，電気の力から機械的な力を生み出す機器です。洗濯機や扇風機，エアコンなどの身近な家電製品から，ATＭ（現金自動預け払い機）や自動改札などの社会的なインフラに関わるものまで，ありとあらゆる“動くもの”に利用されています。
その意味で，現代を生きるすべての人がモーターの恩恵を受けながら生活していると言えるでしょう。機械的な力を生み出す動力源には，モーターのほかにもエンジンや蒸気機関などがあります。
しかし，モーターには他の動力源にはない3つの特長があります。
１．エネルギー変換効率が高い
たとえば，一般的なエンジンの熱効率は30～40％といわれています。これは，投入したエネルギーの30～40％しか動力にならず，残りの60～70％は熱として捨てられていることを示しています。
一方，モーターのエネルギー変換効率は80％以上です。このように，エンジンと比べてエネルギーを無駄にすることなく，動力に変えられるのです。
２．クリーンである
この点も忘れてはいけません。エンジンはガソリンを燃やして動力に変換するため，どうしても二酸化炭素（CO2）が排出されます。それに対して，モーターはそれ自体からガスが排出されることはありません。
カーボンニュートラル実現に向けた流れが加速するなか，モーターには大きな期待がかけられているのです。
３．構造がシンプルで制御しやすい
エンジンは多くの機械部品から構成されており，それぞれの部品も精度よく作る必要があります。また，エンジンを電子制御するためには多くのセンサを使うので，制御が複雑になります。
エンジンに比べると，モーターは構造がシンプルであり，直接電気で動かすことができることから，電気できめ細かく制御することに適しています。
このような特長から，現在モーターはさまざまな設備や機器の動力源や制御装置としての役割を担っています。今後さらに，その活用シーンは増えていくでしょう。
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多言語に対応
コミュニケーションロボットの進化が待たれる現場としては外国人が多く来るような空港などがあります。
受付の女性は英語以外に何ヶ国語でも喋れる人が待機しているところもありますが、中には英語しか喋れない人、はたまた日本語だけしか出来ない人などいるでしょう。
そうしたところにロボットがあれば、機械を通じてやり取りが可能となり、その会話を受付の女性などが聞き、その間に関係各所、該当する部署に連絡を入れることが出来ます。
外国人としてもコミュニケーションがうまくいかないことに腹を立てるといったことがなくなり、スムーズに事が運びます。
高齢社会を支える
例えば、介護の現場などで話し相手として活躍が期待されるケースです。
老人との話し相手は必要で、介護職員などが積極的に話しかける光景が普通です。
しかし、介護すべき方がどんどん増えてくると、介護する側の人手不足を生み、外国人労働者にこうした業務をやらせるという話も出ています。
そうした状況で当意即妙な会話を期待するのはあまりに酷です。そこで、コミュニケーションロボットの出番です。
ちょっとした会話でもいいのでしっかりしたやり取りが出来れば励みになります。
また、機嫌が悪くなり、ロボットに厳しくあたるということがあっても人間と違い、落ち込んだり、腹が立ったりすることがないため、スルーすることができます。
まとめ
弾む会話が実現すれば、多くの分野でコミュニケーションロボットが導入されるようになるでしょう。
その際には今まで人がやらざるを得なかったことまで任されるようになり、どんどん便利になります。
半面、人間の出番が少なくなることにもなり、どこまで普及するかは微妙ですが、機械でできることは機械に任せ、人間にしかできないことは人間でやるといった線引きを今後明確にしていくことが求められます。
その過程で機械をどういう人が扱うべきかという議論をしていく必要があります。
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