Categories
学ぶ

リニアモーターの活躍

8 months

4 minutes read

松田おれの使ってるバリカンのモーターの話やねんけど、中垣にはしたことなかったっけ?

中垣:ないない。

倉留:何それ?笑

松田普通のバリカンって回転するモーターが入ってるねん。で、そのモーターの回転軸からややオフセットした形でもう一つの軸が取り付けられてて、モーターが回転するとそのもう一つの軸は円を描くようになってんねんな。

松田:ほんで、その円運動から横方向の運動を取り出して刃を左右に動かしてるねんな

中垣:あー、なるほど。

倉留:はいはい。

松田:でもな、そういう仕組みにしたら刃が左右の端にあるときはスピードが落ちるやん

倉留:うんうん。

中垣:まあ落ちるっていうか、一瞬止まるからな。

松田:そうそう。そうなると、ちょうどそのタイミングで刃にかかってた髪の毛が切れない場合があるねんな

中垣:あー。

倉留:はいはい。

中垣:確かに、なんか変になることあるもんね。切れなかったけど折れた、みたいな

松田:あ、それそれ。刃の往復運動のスピードには緩急があるけどバリカンを動かす手の速度は一定やから、そうやって切れない毛が出てくるねん。

中垣:そういうことか。

松田:だから、回転から生み出した横方向の運動は、バリカンの刃を動かすやり方としてはベストではないねんな。

中垣:はいはい。

松田:やねんけど、パナソニックが出してるプロ用の一番いいバリカンは、回転するモーターじゃなくてリニアモーターを積んでるねん

Source: Panasonic USA/YouTube

Panasonic ER-GP80-K

坊主にするのにしか使ってない

中垣:うん。

松田:リニアモーターって何かって言ったら、コイルを巻き付けた振動子に電流を流すことで、それが左右に触れてモーターが直接往復運動を作ってんねんな。だからバリカンの刃の位置がどこであっても速さがほとんど変わらへんねん。

中垣:あー、なるほど。刃が止まることじゃなくて刃の速度が変わることが問題なんか

松田:そうそう。

倉留:なるほど。

中垣でもそれって一定の速度なん? 一定じゃあり得なくない?

松田:あれ、おれなんか勘違いしてるかな。

中垣だって端まで行って戻るときに速度の正負が変わってるからさ…まあ正負が一瞬で切り替わるようにすればいいんやろうけど、それってどうやるんかな。

倉留:向きが切り替わるときにゼロにはなるもんね。

中垣だから速度が遅くなるタイミングはあるねんけど、そこをきわめて短くするのが大事なんじゃない?

バリカンの刃の速度と位置の関係、青が速度で緑がバリカンの刃の位置。上から順に、バリカンにとって最も理想的なそれ、回転モーターを搭載したバリカン、リニアモーターを搭載したバリカン。
刃が左右の端に到達すると一瞬で速度の正負が入れ替わり常に一定の速さで刃が往復するのが理想であるが、回転モーターから往復運動を生み出す仕組みでは刃の速度と位置はともに三角関数を描く。
一方リニアモーターによる往復運動は、速度の立ち上がりが早く最大速度である時間が長いため、より理想に近似されたグラフを描いている。

松田:ほんまやね、確かに。でもなんしか、リニアモーターのモデルはほんまに刈り残しがないよ

ワンストロークで全部いく。みんな買え

中垣:それやったらさ、普通に円形の刃を回す仕組みにすればよくない?

松田:どういうこと?

中垣:回転してる刃を、肌と平行に上から当てたらいいやん。

松田:それやと一定以上に短い毛じゃないと切れなくない? 髭剃りやったらそれでいけるけど。

中垣:あー、そうか。バリカンやったらあかんのか。

シェーバーにも駆動方式問題はあるっぽい

シェーバーの選び方 シェーバーのタイプ(駆動方式)で選ぶ – 価格.com

倉留:あー。

松田:長い髪の毛の束に、横から刃を当てられへんやん。

中垣:じゃあそうしたらいいやん。回転してる刃を横から当てるようにしたらよくない?

松田:それやったら横一列真っ直ぐに刈ることができないから、ラインを出しにくいんじゃない?

中垣:まあそれはそうやな。

RYOBI ABR-1300
Image: Amazon.co.jp

こういうことでしょ? 絶対ケガするじゃん

松田だからむっちゃでかい円形の刃があれば、弧が直線に近似できるからもしかすると…

中垣:そうやね笑 そういうことやね。

倉留:笑

中垣:でもエンジニアリングってすごいよね。機械の技術者とか、無限にそういうこと考えてるんやろ

なんて夢のあるお仕事なんでしょう

松田:しかもこのモーター話はまだ続きがあってさ、昔のケータイって机に置いとったらバイブの振動で移動したやん

中垣:あ、確かに移動した。

松田あれは振動に縦方向の動きもあるからやねん。でも今のiPhoneはバイブのモーターがリニアモーターやから、机の上でバイブが鳴っても振動して動いたりしないねんな。

中垣:そういうことか。

松田:昔のケータイのバイブ用のモーターは、回転軸に偏心の重りをつけてそれをぶん回して振動させてたから、全方向に対して振動しててんな。

振動モーター
Image: Amazon.co.jp

倉留:あー、はいはい。

松田:でも今はリニアモーターを使ってて、一方向への振動しかないねん。だからバイブが鳴ってる状態で左右のフレームを机に触れさせたら、今のiPhoneもブーブーなるよ

Source: iFixit

中垣:そうなんや。

倉留:へー。

2020年6月26日
Aux Bacchanales 紀尾井町


Apple iPhone 11 pro Taptic Engine
HeaderImage: Apple

2019年に発表されたiPhone 11 proのTaptic Engine。Taptic Engineは2015年に発売されたiPhone 6sから搭載されており、リニアモーターならではの立ち上がりの早さを活かし、画面の押し込み、ソフトウェア上でのスクロールホイールの操作などに対するハプティックフィードバックを実現している。
iPhoneだけでなく、現行のMacBookのトラックパッドにも同様の技術が用いられている。