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軽量化とは?課題と対策・製品を解説

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駆動制御・モータ・アクチュエータにおける軽量化とは?

駆動制御システム、モータ、アクチュエータの軽量化は、メカトロニクス分野において、製品の性能向上、省エネルギー化、そして新たな応用分野の開拓を目指す重要な技術開発テーマです。特に、可動部や搭載重量が制約となるロボット、ドローン、自動車、航空宇宙機器などにおいて、その重要性は増しています。軽量化は、運動性能の向上、消費電力の削減、そして運搬コストの低減に直結します。

​各社の製品

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製品を小型化、シンプル化する過程において組み込まれるバスバーの形状も、複雑な形が要求されます。弊社では、板厚5.0までタレパンで加工いたします。
弊社はタレパン金型の種類が豊富ですので、ひねりが加えられたり、R形状が多い複雑なものの多品種少量生産でも、コストと時間をかけずに製作することが可能です。

銅バスバー

『Dy-SOFT』は、配電盤、各種装置内配線に使用可能な機器用耐熱ビニル絶縁電線です。

導体の細線構成、高柔軟性ビニル絶縁体の採用により、優れた柔軟性を有しています。
優れた柔軟性により、狭い機器内での配線作業の効率化、曲げ半径2D以上の実現により、機器内の省スペース化が可能となります。

高柔軟性ビニル絶縁体は、DOPフリー(意図的含有無し)、鉛を含まないRoHS指令対応品です。

【特徴】
○柔軟性
○小径屈曲可能(曲げ半径2D以上)
○耐熱性
○難燃性
○マルチ認証

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

機器用電線 Dy-SOFT(1015)

『ANT U920P15-3』は、UHF帯RFIDリーダー/ライタ「UHF-R250」で
用いるアンテナで、自社開発、国内生産を行っている製品です。

当社開発のUHF帯特定小電力対応のリーダーの性能を存分に引き出し、
抜群の読取り性能を発揮します。

また、自社で開発ができ、他にもユニークなアンテナの品揃えを
行っております。

【特長】
■UHF帯特定小電力対応
■小型・軽量
■当社リーダーとの組合せで抜群の読取り性能を発揮

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

UHF帯RFIDアンテナ『ANT U920P15-3』

小型リチウムイオン電池はTWSから時計・リストバンドなど幅広く利用されています。

弊社と提携しておりますEver Power (恵州恒泰科技)社は、日本人の技術責任者が常駐しており、日本語での技術打ち合わせが可能で、既存の在庫品サイズだけでなく、新規のサイズ及び容量に対応できます。
また、電極製造設備も御座いますので、貴社の処方での正負極電極のOEMも可能です。

【ラインアップ】
■小型リチウムイオン電池
■正極電極・負極電極
■正極材料(LFP,LMO,NCM,LMFP等)・負極材料(天然黒鉛・人造黒鉛)
■各種タブ

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

小型リチウムイオンバッテリー及び部材のご紹介

VV2.6mm(5.5mm2)相当の36Aを実現。サイズダウンにより、省資源・環境負荷低減。アース付きタイプなら、アース工事もスマート&スピーディ。

600V架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル平形  CVF

当社の『フレキシブルひずみセンサー』は有機半導体単結晶膜を
活用しています。

当製品は有機半導体単結晶がひずみに対して、応答を示すことを
利用しています。

また、感度が高く、大きなひずみでも破断せず、曲面への貼り付けが容易です。

【特長】
■ゲージ係数が20程度であり高感度
■極薄・フレキシブルなフィルム状
■高抵抗であり、消費電力が低い
■多点化が可能
■塗布プロセスで作製し、低コスト

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

フレキシブルひずみセンサー

■動作原理:スイッチング方式
■入力:AC100V~240V 50/60Hz
■出力特性:安定化出力
■PSE/ UL電気用品安全法対応
■過電流、過電圧、および短絡に対する保護機能を搭載

【GF12シリーズ】AC/DCスイッチング電源

サンエー電機は1969年の創業以来、独自の電磁技術をもとに電気機器の"コア"ともいえる、トランスや電源機器の技術開発に取り組んできました。
現在、医療機器技術の進展やLED照明の普及に伴い、高品質な電源機器の需要はますます高まっています。
サンエー電機の強みは、材料の特徴を最大限に活かした、高い耐久力と安定性。
さらに無駄をなくした設計による、軽量かつ小型の製品製造です。

【製品案内】
○LED電源
○メディカル(医療)用電源
○ランプ点灯用電源
○高圧電源
○トランス各種 他

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

サンエー電機株式会社 事業紹介

『プッシュ式パンタくん』は、マルチディスプレイ用で簡単に着脱できる
プッシュ式パンタ式金具です。

上下左右前後傾きを微調整して設置可能。
フレームを軽量かつ強固構造設計で、最大積載LCD70インチ相当、
耐荷重70kg以下です。

【特長】
■収納時D100mm
■迫出し時275mm
■40型~70型対応
■耐荷重約70kg
■プッシュ式ロック&解除
■600×400VESA以下対応

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

プッシュ式パンタ式 金具『プッシュ式パンタくん』

『大電流プローブ』は、多面接触コンタクト PSCシリーズを用いた押し当てタイプのコネクタです。
モジュールの端子として供給端子に押し当てて使用することができます。
また完成品検査で製品への電力供給としても使用することができます。

【多面接触コンタクトを使用したコネクタの特徴】
○小さなボディーで大電流を流すことができる為、軽量化に貢献
○短時間であれば同サイズの大電流コネクタの数倍の通電が可能
○接触抵抗が非常に小さく温度上昇を低く抑えられ、
 また表皮を流れる高周波電流にも有効
○大電流コンタクトの接触力を調節できる為スライド接続・回転接続が可能
○大電流・高電流コンタクトの種類が豊富な為、形状の自由度が広い

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

バッテリーコネクタ ラックインシステム『大電流プローブ』

株式会社湘南技研は、社員一人一人の持つ「技」を通し、お客様を始め
社会に貢献出来るよう願っております。

そして、その為には「企業は人なり、人は和なり」を基本に人材育成に
力を入れて参ります。

当社に於いて一貫した生産体制を執ることにより管理工数の削減に
協力させていただき、ユニット完成品を納めさせて頂きます。

【事業内容】
■精密小物プレス加工、一体成型加工(インサート加工)とそれぞれの
 開発(試作)から量産まで

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

バスバーの軽量化に!アルミ素材を使用したプレス加工承ります

当社では、回路に小型であるコッククロフト・ウォルトン回路を
基本にした高圧電源を製作しております。
(電圧としては数kV~100kV)

小型化、軽量、安価を主軸に開発した「XGBA10503」や、
X線管のフィラメントとターゲットを接続することでX線管の制御を
可能にする「XGMA10501」などを取り扱っています。

【製品例(X線ジェネレータ用高電圧電源)】
■XGBA10503
■XGMA10501

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

高圧電源

当社では、慶応義塾大学の研究室と共同してハイパフォーマンスコンテンツに
対応するワイヤレスHMDの開発を行っております。

HMDのワイヤレス化に関する技術検討を行い、プロトタイプを開発。
モバイル型の手軽さで、デスクトップ型のパフォーマンスを実現します。

【ワイヤレス化の要素技術】
■センサのワイヤレス化
■映像通信のワイヤレス化
■電源のワイヤレス化

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

ワイヤレスHMDの開発サービス

『WBトランス』は、新開発コイルボビンにノーカットの鉄芯を巻き込んだ
新発想のトランスです。

コイルボビンと鉄芯巻き込み装置を開発し、巻線・絶縁処理・鉄芯巻き込み
作業との効率化と品質の安定化を実現。

省資源、省エネルギーといったエコロジカルなトランスです。

【特長】
■小型・軽量・薄型
■高信頼性
■鉄芯性能をフル活用できる
■鉄芯に切断・ギャップがない
■コイルボビンを使用

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

WBトランス


【新形OCR搭載気中遮断器TemPower2】
新たに5000Aフレームと6300Aフレームを追加、800Aから6300Aまでフルにラインアップしました。
<特長>
・世界最小の薄さにチャレンジ
・フロントアクセスを重視
・アークスペースゼロ多段積みが可能
・主接点の交換が可能

※詳細はカタログダウンロードください

世界最小クラス気中遮断器

本製品は、軽量・小型で取り付けスペースがほとんど不要な丸型のLED用
電源基板です。

基板には器具へ固定用のスペーサが付いております。
発熱が低く、照明の照らされている箇所の温度が常温と変わりません。

防滴仕様も対応いたしますので、お気軽にお問い合わせ下さい。

【特長】
■軽量・小型
■取付スペースがほとんどいらない
■発熱が低い

※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

LED『丸型照明12灯・24灯』

当社が取り扱う『ファンモータ』をご紹介します。

羽根形状やフレーム構造への独自の工夫により、超小型化、静音化、
低振動化と高風量化の両立を実現。カーナビゲーションや映像機器など
多くの製品に搭載されています。

「F17FA-03MC」は、小型・薄型・静音メリディアンインペラで、
BDライターやモバイルプロジェクタに搭載可能です。

【F17FA-03MC 仕様】
■定格電圧(V):3.3
■使用電圧範囲(V):3.1~3.5
■定格電流(A):0.08
■回転数(rpm):7,000
■風量(m3/min):0.006、静圧(Pa):6.6
■サイズ:□17x5mm

※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

ファンモータ

WCM社(WEST COAST MAGNETICS)は、米国カルフォルニアに工場を持ち、創業から独自に開発した技術を用いた高機能なRFフィルタ(高周波フィルタ)を提供を続けております。一般的な並列フィルタに比べると、インピーダンス特性が良く、コンパクトで温度に対する安定性も十分に備わった製品と言えます。
また、装置設計に合わせたカスタム製品での提案が基本となっておりますので、ハイパス、ローパス、バンドリジェクションなど、いろいろな高周波フィルタを、装置開発の段階より仕様に合わせた提案が可能です。
米国内の大手半導体製造メーカーへの採用実績が多くあり、必ずご期待に応えることができます。
・1MHz~50MHzの周波数範囲内で設計可能でコンパクトな、高インピーダンスのフィルター
・大電流・高電圧アプリケーションにて使用可能
・複数のフィルターを並列に並べることにより多チャンネルを1個の製品でフィルタリングすることが可能

RFフィルタ

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駆動制御・モータ・アクチュエータにおける軽量化

駆動制御・モータ・アクチュエータにおける軽量化とは?

駆動制御システム、モータ、アクチュエータの軽量化は、メカトロニクス分野において、製品の性能向上、省エネルギー化、そして新たな応用分野の開拓を目指す重要な技術開発テーマです。特に、可動部や搭載重量が制約となるロボット、ドローン、自動車、航空宇宙機器などにおいて、その重要性は増しています。軽量化は、運動性能の向上、消費電力の削減、そして運搬コストの低減に直結します。

課題

高出力密度化に伴う発熱問題

モータやアクチュエータを小型・軽量化しつつ高出力を実現しようとすると、発熱密度が高まり、冷却が追いつかず性能低下や寿命短縮を招く。

構造強度と軽量化の両立の難しさ

軽量な素材や構造を採用すると、必要な強度や剛性を確保することが難しくなり、耐久性や信頼性に影響が出る可能性がある。

制御精度の維持・向上

軽量化により慣性モーメントが変化するため、従来の制御アルゴリズムでは応答性や精度が低下する可能性があり、再チューニングや新たな制御手法が必要となる。

コスト増加の懸念

軽量化を実現するために、高価な新素材や高度な製造技術が必要となり、製品全体のコストが増加する傾向がある。

​対策

高効率・高出力密度モータの開発

磁気回路の最適化、高磁力材料の採用、巻線技術の改良などにより、体積あたりの出力を向上させ、発熱を抑制する。

先進材料の活用と構造最適化

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)やアルミニウム合金などの軽量高強度材料を使用し、有限要素法(FEM)解析などを活用して構造を最適化する。

適応型・ロバスト制御技術の導入

モータやアクチュエータの特性変化に対応できる、自己学習機能や外乱抑制能力の高い制御アルゴリズムを開発・適用する。

統合設計と製造プロセスの革新

モータ、アクチュエータ、制御回路を一体化して設計し、積層造形(3Dプリンティング)などの革新的な製造技術を導入することで、部品点数削減とコストダウンを図る。

​対策に役立つ製品例

高エネルギー密度型小型モータ

特殊な磁石材料と高密度巻線技術により、同等以上の出力をより小型・軽量な筐体で実現し、発熱を抑えつつ高トルクを提供できる。

複合材料製アクチュエータハウジング

軽量かつ高剛性な複合材料を採用し、内部構造を最適化することで、従来の金属製部品と比較して大幅な軽量化と高い耐久性を両立させる。

リアルタイム適応型駆動コントローラ

搭載されるモータやアクチュエータの特性をリアルタイムで認識し、最適な制御パラメータを自動調整することで、軽量化による性能低下を防ぎ、高精度な動作を実現する。

一体型モジュール型駆動ユニット

モータ、減速機、アクチュエータ、および制御回路をコンパクトに一体化し、製造プロセスを効率化することで、部品点数と重量を削減し、組み立て工数も低減する。

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