重要なのは、積み重ねられたローターとステーターを追加することですが、物理的に長いモーターを使用する必要があります。

ステップモーターは、従来のオープンループ制御方式におけるフィードバックを必要とせず、正確な位置制御を実現します。ステッピングモーターのシャフトは通常、DC電源で駆動されると、基本的に均一な大きさの離散的な角度運動を行います。1つのデジタルパルスは、ステップモーターの角度運動を1段階増加させます。デジタルパルスが増加すると、ステップモーターは回転します。特定の数のパルスがモーターを正確な位置に移動します。

ステップモータは、そのシンプルな動作、優れた位置決め性能、そして低コストから、多くのモーションコントロールアプリケーションで好まれる技術です。オープンループデバイスとして動作させる場合、ステップモータは低速、明確な負荷、そして反復動作を伴うアプリケーションに最適です。SH: フレームサイズ

全米電機工業会（NEMA）は、様々なサイズのモーターから適切なモーターを選定しやすくするために、フレームサイズの標準化を制定しました。ステッピングモーターは、「サイズ11」や「サイズ23」のようにフレームサイズで分類されます。フレームサイズの数字はモーターのフェースプレートの寸法を示しています。例えば、サイズ11のステッピングモーターのフェースプレートは1.1×1.1インチですが、サイズ23のステッピングモーターのフェースプレートは約2.3×2.3インチ（56.4×56.4mm）です。

NEMA規格により、ユーザーは取り付けブラケット、カップリング、その他の取り付け部品を大幅に変更することなく、ステッピングモーターのメーカーを切り替えられます。ただし、NEMA規格が同じでもメーカーが異なる2つのモーターでは、多少の差異が生じる可能性があります。シャフトの長さや、セットスクリュー用のフラット部の有無は、ベンダーによって異なります。また、NEMA規格では、リード線の数や巻線インピーダンスなどの電気特性は規定されていません。異なるメーカーのステッピングモーターを購入する前に、すべての仕様を慎重に検討してください。

フレームサイズ8、11、14のステッピングモーターは、医療機器、ラボオートメーション機器、プリンター、ATM、監視機器、家電製品など、設置スペースが限られる用途に最適です。大型のステッピングモーターは、包装機械、試験計測機器、組立機械、半導体製造装置、材料搬送装置などの産業用途でよく使用されます。

フレームサイズの大きいステッピングモーターは、小さいサイズのモーターよりも大きなトルクを生み出します。トルクは増大しますが、これらの大型モーターは必ずしもアプリケーションの限られたスペースに収まるとは限りません。しかし、スペースの主な制限がモーターの直径である場合、エンジニアはモーターの長さを長くすることで、一定のフレームサイズ内でステッピングモーターのトルクを高めることができます。より高いトルクのステッピングモーターを製造するには、複数のローターとステーターを「積み重ねる」ことで長さを増やします。ステッピングモーターは、長さを犠牲にしてより大きなトルクを生み出しますが、幅や高さは増加しません。サイズ17のモーターにおける積み重ね長さの影響は、近くの画像で確認できます。

この表は、様々なフレームサイズとスタック長のモーターの標準的な保持トルク仕様（ニュートンメートル単位）を示しています。フレームサイズ内でスタック長が異なるため、エンジニアはアプリケーションに適したモーターを柔軟に選択できます。場合によっては、長いモーターを設置できるスペースがある場合もあれば、フレームサイズが大きくても短いモーターを使用する方が有利な場合もあります。

超高トルクステッピングモーターは、一定のフレームサイズ内でトルクを効果的に増加させるもう一つの方法です。従来のモーターと同一サイズのステッピングモーターで、保持トルクを25～45%向上させることができます。そのため、超高トルクステッピングモーターを使用すれば、アプリケーションに十分なトルクを得るためにフレームサイズを大きくする必要がなくなります。

これらのステッピングモータは、磁気設計の改良により、ローターとステーターの歯によって生じる透磁率の差を利用して、より大きなトルクを発生できます。歯の間に希土類磁石を追加することで、透磁率の差も改善されています。

例えば、従来型の34サイズステッピングモーターは5.9Nmの保持トルクを発生します。同じモーターの超高トルクバージョンでは、最大9Nmの保持トルクを発生します。従来型のモーターで同じトルク定格を達成するには、モーターの長さが31%長くなります。

アプリケーションに最適なステッピングモーターを選定する上で、モーターのトルクと速度は重要な要素ですが、モーターのフレームサイズ、長さ、タイプも重要です。モーターが大きすぎると、コストが無駄になったり、発熱量が多すぎたりする可能性があります。一方、モーターが小さすぎると、信頼性の高いモーションコントロールに必要なトルクが得られない可能性があります。フレームサイズを大きくできない場合は、スタック長や超高トルクモーターの設計を検討し、トルクを向上させることをお勧めします。ご不明な点がある場合は、モーターサプライヤーにご相談いただき、アプリケーションに最適なオプションについてご相談ください。