【モーターの基礎】ステッピングモーターとは？

2025年2月26日

産業用機械や精密機器に欠かせないモーターの中でも、正確な位置決め制御に強みを持つ「ステッピングモーター」は、様々な分野で活用されています。

本記事では、ステッピングモーターの基本原理から応用事例、さらには他のモーターとの比較まで、幅広く解説します。

ステッピングモーターとは？

ステッピングモーターは、電気信号（パルス）に応じて一定の角度（ステップ角）ずつ回転するモーターです。

一般的なモーターが連続的に回転するのに対し、ステッピングモーターは段階的に回転するのが特徴です。

この特性により、正確な位置決めや速度制御が可能となります。

ステッピングモーターは、主に以下の部品で構成されています。

固定子（ステーター）：複数の電磁石が配置されており、電流を流すことで磁界を発生させます。

回転子（ローター）：永久磁石または電磁石で構成され、固定子の磁界に引き寄せられて回転します。

軸（シャフト）：回転子の回転運動を外部に伝えるための軸です。

ステッピングモーターの回転原理は、コイルに電流を流すことで、固定子の電磁石に磁力が発生し、回転子を段階的に反発・引き寄せることで回転運動を得るというものです。

パルス信号の周波数や順序を制御することで、回転角度や速度を正確に制御できます。

ステッピングモーターは、回転子の構造によって主に以下の3種類に分類されます。

回転子に永久磁石を使用しており、シンプルな構造で低コストなのが特徴です。

比較的小型のモーターが多く、プリンターや小型ロボットなどに使用されます。

回転子に電磁石を使用しており、高いトルクが得られるのが特徴です。

大型のモーターが多く、工作機械や産業用ロボットなどに使用されます。

PM型とVR型の特徴を併せ持ち、高精度な位置決めと高トルクを実現します。

幅広い用途で使用されており、産業用機械や医療機器などに採用されています。

ステッピングモーターには、以下のような特徴があります。

パルス信号に応じて一定の角度ずつ回転するため、高精度な位置決めが可能です。

低速回転でも高いトルクが得られるため、精密な制御が必要な用途に適しています。

電源を切っても回転子が元の位置を保持する力（保持トルク）があります。

パルス信号を制御するだけで、回転角度や速度を簡単に制御できます。

ブラシなどの消耗部品がないため、メンテナンスが容易です。

ステッピングモーターと並んで位置決め制御に使用されるモーターに「サーボモーター」があります。両者の主な違いは以下の通りです。

	ステッピングモーター	サーボモーター
制御方式	オープンループ制御（パルス信号のみで制御）	クローズドループ制御（エンコーダーで位置情報をフィードバックして制御）
位置決め精度	高精度	高精度
速度制御	低速で高トルク	高速で高トルク