スマートホーム技術が普及するにつれて、ロボット掃除機は現代の家庭における不可欠な清掃ツールとなっています。これらのデバイスの開発において、バッテリー寿命とシステム信頼性という2つの主要な設計上の課題が際立っています。モーターは主要な作動部品として、ロボットのパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスに直接影響します。
以下のシステムブロック図（図1）は、メインコントローラー（MCU）が複数のサブシステムを調整する、典型的なロボット掃除機のアーキテクチャを示しています。モーターの選定と駆動設計は、長時間の実行と安定した動作を実現するための重要な要素です。本稿では、ロボット掃除機に一般的に使用される5種類のモーター、その応用シナリオ、駆動要件、および推奨製品モデルを紹介します。メイン吸引モーター：高電流・高速コアコンポーネント吸引モーターは、ほこりやゴミを収集するための真空気流を生成し、ロボットの中で最も電力消費が大きい部分です。高速動作と強力な吸引能力が必要で、通常、動作電流は3～4A、ピーク電流は最大8Aです。効率を向上させ、ノイズを低減するために、専用ドライバーを備えたブラシレスDCモーター（BLDC）が一般的に使用されています。注：利華モーターは現在、吸引モジュール用の高出力ブラシレスモーターを供給していません。双方向駆動輪モーター：低速・高トルク、保護フィードバック付き
駆動輪モーターは、前進、後退、およびステアリングの動きを可能にし、経路実行の核となります。現在のほとんどのロボット掃除機モデルは、障害物回避と柔軟性を向上させるデュアル独立ホイールドライブを備えています。これらのモーターは通常、RMS電流が1A未満の低速・高トルクのブラシ付きDCモーターであり、カーペットや敷居などの複雑な表面をナビゲートするために十分なトルクを提供する必要があります。さらに、ジャムや異常な負荷を検出してMCUにフィードバックを提供するために、電流監視が不可欠です。
推奨製品：RF-520TB ブラシ付きDCモーター、直径33mm、金属ハウジングメインブラシモーター：攪拌とゴミ収集
ロボットの中央に配置されたメインブラシモーターは、ローラーブラシを駆動してゴミをかき混ぜ、吸引プロセスを支援します。このモーターは中速で動作し、RMS電流は約3Aで、強力な負荷耐久性と一貫した回転が必要です。ブラシ付きDCモーターは、その信頼性とコスト効率から広く使用されています。
推奨製品：
RS-380 デュアルシャフト 12V ブラシ付きモーター、メインブラシ用途に最適サイドブラシモーター：エッジクリーニング強化サイドブラシモーターは、ロボットの端に配置され、壁や角のほこりをメインブラシに向かって掃き集めます。モデルによっては、1つまたは2つの単方向中速モーターが使用され、通常、RMS電流は1A未満です。これらのモーターは、コンパクトで低ノイズ、そして一貫した性能が必要です。
RK-500TB 直径32mm ブラシ付きDCモーター、サイドブラシ用
LiDARセンサーモーター：ロボットの「目」
LiDARモジュールは、小型モーターを使用してレーザーセンサーを回転させ、障害物検出とSLAMベースのナビゲーションを可能にします。これらのモーターは、最小限の振動で静かに連続的に動作する必要があります。ブラシ付きマイクロモーターは、そのシンプルさとコスト効率から一般的に選択されています。
RF-500 カスタム 12V ブラシ付きマイクロモーター、LiDARモジュール用
典型的なロボット掃除機は、吸引ファン、駆動輪、ブラシ、センサーなどのコンポーネントに電力を供給する6～7個のマイクロDCモーターを統合しています。20年の業界経験を持つ利華モーターは、カスタマイズ、ギア統合、ワイヤーハーネスアセンブリ、コンデンサはんだ付け、EMC最適化を含む、包括的なモーターソリューションを提供しています。
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