ギヤードモーターを軸配置により分類をすると、平行軸タイプと直交軸タイプに分かれます。
平行軸タイプは、モータの軸方向と減速機部の軸（出力軸）が平行（同じ向き）になっています。
最も一般的なギヤードモーターのひとつで、現在も多くの装置に使われています。
直交軸タイプは、モータの軸方向と減速機部の軸（出力軸）が直交・直角になっています。
負荷軸に対してモータを直角に配置できますので、省スペース化が図れます。
負荷を直接ギヤードモーターに取り付けることが出来るため、他の取付け部品の部品点数削減が可能です。
これにより、組み付け工数やメンテナンス工数も大幅に削減できるので、装置・製品のコストダウンに貢献できます。
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電流の実効値と定格電流
○電流と実効値
電流とは、電子などの電荷の移動です。電流には、強さが時間的に変わらない定常電流と、変化する非定常電流とがあり、交流電流は非定常電流です。
交流の電流値は、正弦波のピーク（最大値）ではなく、瞬間値の2乗の平均値とした実効値です。この実効値を用いると、交流1A（アンペア）による発熱量と、直流1A（アンペア）の発熱量とが同一になります。
○定格電流
三相交流では、3本の電線で電力会社から誘導モータに電力が供給されます。電流の値は、各線に流れる線電流の実効値で、正常状態で3本とも同一の値です。誘導モータの定格電流は、そのモータ用の定格電圧および定格周波数で、定格出力の運転をする際の電流値です。
○定格電流と力率・効率
三相交流では、交流電圧に対して交流電流が少し遅れます。この遅れの成分を力率といい、入力電力のエネルギーに力率を掛けた値が有効エネルギーになります。
そして、この有効エネルギーが損失にならない比率を、効率といいます。電力（定格電圧及び定格電流）と、トルク（定格出力）との関係は、力率と効率とを用いて、次式となります。
定格出力＝√3×定格電圧×定格電流×力率×効率
力率・効率は、定格出力の付近で最も高くなるように設計されていることが多いです。
電圧の実効値と定格電圧
○電圧と送電
電圧とは、2点間の電位の差であり、通常、電力の使用箇所に与えられる発電所による電位と、電位0との差です。電力のロスを小さくするために、発電所から変電所までは、三相で50万V（ボルト）などの超高電圧で送られています。
○低圧と高圧
大規模工場などでは、3,000V, 3,300V, 6,000V, 6,600Vの三相高圧電圧を使用します。中小規模の工場や事業所では、200V, 220V, 400V, 440Vの三相低圧電圧を使用します。これら三相の電力については、かご形や巻き線型の誘導モータが使用されています。
単相の低圧では、100V, 200Vの低電圧で、単相かご形の誘導モータが使用されています。
交流電圧の周波数は、50Hzと60Hzとがあります。
○交流電圧の実効値
交流電圧は、電流と同様、正弦波の最大値ではなく、瞬間値の2乗の平均値である実効値を使います。
また、三相の電圧には、各相ごとの電圧である相電圧と、スター型に接続した際の端子間の電圧である線間電圧とがあります。相電圧を√3倍すると線間電圧になります。
○定格電圧
誘導モータの定格電圧は、三相交流の線間電圧の実効値です。
モータの配電用のケーブルによって、電圧降下が生じてモータの特性を変化させてしまう可能性があります。太めのケーブルを使うと、電圧降下が小さくなります。
始動電流と最大電流値
○始動電流
かご形誘導モータは、じか入れ始動（全電圧始動）をすると、始動時に定格電流の5倍から7倍の始動電流が流れます。始動電流は、定格周波数、定格電圧でモータを回転させ始めるときに固定子のコイルに流入する線電流です。
誘導モータでは始動電流が大きくなるため、始動方式を工夫して始動電圧を低くし、始動電流を小さくすることが行われています。
始動電流が小さくなると、始動トルクも小さくなるため、始動トルクを大きく必要とする際には、巻き線型誘導モータを選定します。
○始動電流と最大電流値
スターデルタ始動方式や、一次抵抗を使用しての始動方式を使用して始動電流を小さくしても、始動時の電流が運転での最大電流となります。なお、インバータ制御による始動では、始動電流を運転中の電流よりも小さく制御することもできます。
○最大電流値
誘導モータを遮断器で保護する場合、始動電流で遮断（トリップ）することのないように、始動電流に応じた最大電流値を定めます。
遮断器（ブレーカ）でトリップをしない最大電流値を、許容電流値といいます。各社の技術資料やマニュアルなどに、遮断器の許容電流値の選定について、誘導モータの定格電流の何倍にすると良いか、始動方式との関係での情報があります。許容電流値（瞬時引き外し電流値）は、例えば、じか入れ始動で定格電流値の約12倍、オープン型のスターデルタ始動で約17倍です。
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協働ロボットがどのような工場や生産現場で使用されているのか、事例をご紹介します。
装置内・装置間搬送
●人と同じ空間内で部品搬送が可能
●装置間のスペースを見つけて必要な場所に設置することができる
部品整列・箱詰め
●安定した作業による精度と品質の向上につながる
●生産状況によりロボットの配置を変更可能
組立て
●作業員と協働で作業を行うことが可能
●限られた工場のスペースにも設置可能
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活用例①：試作の繰り返しができる
3Dプリンターを活用すれば、試作の繰り返しが可能です。
そもそも3Dプリンターは造形データさえ作成すれば、手間をかけずに造形することができます。試しに造形した製品を使ってみて問題があれば、データを微調整して再度造形をすればいいだけなので、何度も試作を繰り返せるのです。
3Dプリンターを複数台所有している場合は、同時に微妙に異なる試作品を造形して試作品同士を比較することもできます。
以上の理由から、試作品の繰り返しが容易になるため、製品の完成度を高めたい場合には3Dプリンターの導入がおすすめです。
活用例②：生産を効率化できる
3Dプリンターを活用することで、生産の効率化も実現できます。
具体的には、製造コストやタイムロスといった問題の解消にもつながります。製造業においてグローバル化が進んだ近年は、多品種小ロット生産が主流になりつつあります。在庫の量が少ないメリットはありますが、生産効率の悪化や開発コストの増加といったデメリットもあるのが現状です。
しかし、3Dプリンターがあれば小ロットの製品を型なしで作ることができるので、製造コストを大幅に削減することができます。3Dプリンターは複雑な形状の造形物にも対応しているので、物によっては組み立てが不要で時間の削減にもつながります。
よって、多品種小ロット生産を求められる場合にも、生産を効率化できる3Dプリンターの導入を検討してみましょう。
活用例③：治具製作を内製化する
3Dプリンターを活用すれば、治具製作の内製化も可能です。
製造現場における治具は目的や用途によって異なり、「ある部品を作るために一度しか使わない」というものも存在します。こうした治具を外注すると時間もコストもかかることから、導入しにくいのが現状です。
しかし、3Dプリンターならデータさえ保管していれば単品での製造も容易なので、大ロットでの製造に向いている外注よりも、3Dプリンターを使った内製の方が製造効率が向上します。あるいは、3Dプリンターでも対応できない複雑な形状の治具は外注する、といった対応も選択できます。
したがって、治具製作を内製化して生産効率を上げたい場合にも、3Dプリンターの導入がおすすめです。
では、製造現場に3Dプリンターを導入するとどんなメリットがあるのか、次で詳しく見ていきましょう。
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1. 造形方法
造形方法に関しては、FDM方式では素材を熱で溶かし、それを積み上げ造形する。
光造形方式では、素材を光で照射して素材を固形化させてそれを積み上げ造形するという明確な違いがあります。
2.寸法精度の違い
FDM方式と光造形方式では造形する際の寸法精度に違いが見られます。
FDM方式は、積層時にテーブルから造形物が離れたりすることで少しズレたり、
造形の際にヘッドが動くことから、かみ合わせが少しでもズレると造形物がズレるリスクが有ります。
それに対し光造形方式は、光で照射していることやヘッドがズレることがはないことから光造形機の寸法精度は、FDM方式に比べて約1.5倍ほど優れています。
しかし、FDM方式でも、ノズルやフィラメントを質の良いものに変更することにより光造形機レベルの寸法精度を再現することができます。
3. 造形時に使用する素材の違い
FDM方式と光造形方式では、使用される素材もそれぞれ変わってきます。
FDM方式の3Dプリンターで使用する素材をフィラメントと呼び、光造形方式で使用する素材をレジンと呼びます。
FDM方式で使用されるフィラメントとは、樹脂を溶かしそれを糸状にしたものです。
それに対して、光造形方式で使用されるレジンは液体です。
フィラメントは、様々な樹脂を織り交ぜて作成することが可能で、色のバリエーションが豊富で材質の幅も広いです。
またフィラメントの中には、水溶性のものやTPU素材という軟性・弾性の高い素材のものもあります。
それに対してレジンは、液体であることから、素材を混ぜることができません。
そのため素材の違いを生み出すことは難しく、色のバリエーションも少なく、材質の幅は狭いと言えます。
このように、FDM方式と光造形方式では、造形方法・寸法精度・使用する素材の3つの項目で大きな違いが見られます。
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サポート材は、造形物が固まった後に取り除いていきます。サポート材には、造形物と一緒に使用できるもの水や専用溶液で溶かせるタイプなど豊富な商品が販売されています。
どのようなサポート材を選ぶかで造形物の仕上がりが変わるため、それぞれの特徴について理解を深めておきましょう。
造形物と同じ素材のサポート材
押出ノズル1本のFFF方式3Dプリンターで印刷する場合に用いられます。利便性が高いことが魅力的ですが、造形物とくっつきやすく剥がしにくいです。そのため、サポート材を剥がすためには、ニッパーなどの工具を使用する必要があります。
溶液サポート材
溶性サポート材は、水もしくはリモネンに付けておくと溶けていきます。水温が高くなるにつれて、溶解度が上がり、取り外しやすくなるため、細かい構造の造形物を作りたい場合に使用してみてください。しかし、湿気に弱い性質を持っているため、材料の保管には注意しなければなりません。
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日本は地震が多い関係上、建築物の強度や素材、工法が建築基準法にて厳しく定められており、建築物を3Dプリンターで印刷するのが困難です。
しかし、床面積10平方メートル以下の建築物は建築基準法の対象外となるため、過去に小型の住宅やトイレが3Dプリンターを用いて建築されています。また、2022年2月には日本国内初の建築許可を得た3Dプリンター建築がされており、今後の建築業界による3Dプリンターの発展に期待がかかります。日本での活用事例の詳細については、後述の「建築業界における3Dプリンターの活用事例」にてご紹介しますのでチェックしてみてください。
一方、海外ではアメリカ・ドイツ・ベルギー・オランダ・ドバイ・中国などで、多くの3Dプリンター建築の実績があります。現状、日本よりも海外のほうが3Dプリンター技術の導入が盛んに行われており、マンションやコンクリート橋のような大規模の建築や、資金の補助がされている国もあります。
3Dプリンターを用いた建築は、工期を短縮できることから、わずか数日での建築が可能です。また、建築に用いる材料やエネルギー消費量、CO2排出量の削減が期待でき、海外では環境に優しい建築物としても注目されています。
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