QDDモーターってなに？準ダイレクトドライブをやさしく解説！
ドロン先生〜！「QDDモーター」がすごいって聞いたんですけど、なにがすごいんですか？
まるちゃん
ドロン先生
「QDDモーター」はQuasi-Direct-Driveモーターの略で、日本語では準ダイレクトドライブモーターって言うんだ。
…え？ダイレクトドライブって、そもそも何ですか？
まるちゃん
ドロン先生
おっと、それから説明しようか。
そもそも「ダイレクトドライブ」とは
ドロン先生
簡単に言うと、「モーターの力をそのまま動きに伝える仕組み」だよ。
普通はモーターの力をギアで調整してから使うけど、ダイレクトドライブはギアを使わないんだ。
普通はモーターの力をギアで調整してから使うけど、ダイレクトドライブはギアを使わないんだ。
えっ、ギアなしで大丈夫なんですか？
まるちゃん
ドロン先生
大丈夫なように大きくて力持ちのモーターを使うのさ。
そのぶん重くて高価になりやすいのが悩みどころだったんだ。
そのぶん重くて高価になりやすいのが悩みどころだったんだ。
そこで登場！QDDモーターの出番！
ドロン先生
「QDDモーター」は、ダイレクトドライブの滑らかさと、ギアの力強さをうまく組み合わせたハイブリッドなんだよ。
ギアは使ってるけど、ちょっとだけってことですか？
まるちゃん
ドロン先生
その通り！
「低減速比」っていって、ほんの少しだけスピードを落として力を強くするギアが入ってる。
よく使われるのは「遊星ギア」というタイプなんだ。
「低減速比」っていって、ほんの少しだけスピードを落として力を強くするギアが入ってる。
よく使われるのは「遊星ギア」というタイプなんだ。
遊星ギア！？なんだか宇宙っぽい名前ですね！
まるちゃん
ドロン先生
面白い名前だよね。
遊星ギアは、真ん中の太陽ギアと、それを取り囲む惑星ギアでできたコンパクトなギア構造なんだ。
小さいのにパワフルで、ロボットの関節にピッタリなんだよ。
遊星ギアは、真ん中の太陽ギアと、それを取り囲む惑星ギアでできたコンパクトなギア構造なんだ。
小さいのにパワフルで、ロボットの関節にピッタリなんだよ。
QDDモーターのしくみ
| パーツ | 主な役割 |
|---|---|
| ブラシレスモーター | 摩耗しにくくメンテナンス性に優れたモーター。効率が高く、発熱も少ないため、安定したトルク制御に向いています。 |
| 低減速比遊星ギア | 太陽ギア・惑星ギア・リングギアから構成されるギアユニット。トルク増幅とコンパクト性を両立し、関節部など省スペース化が求められる場面に最適です。 |
| エンコーダー（位置センサー） | モーターの回転位置を計測し、制御ループ内でのトルク・速度推定に利用されます。製品によって有無が異なります。 |
| ドライバーボード | 電流制御・トルク制御・位置制御などを担います。QDDモーターにおいては、エンコーダーからのフィードバックをリアルタイムで処理し、外力推定や高精度制御を実現するための重要な役割を果たします。製品によって有無が異なります。 |
ふーん、でもギア付きのモーターならサーボモーターがありますよね。
まるちゃん
ドロン先生
おっ、よく知ってるね。じゃあダイレクトドライブ、サーボモーター、QDDモーターの違いを見てみようか。
| 観点 | ダイレクトドライブモーター（DD） | 従来のサーボモーター（高減速比） | QDDモーター（低減速比） |
|---|---|---|---|
| 減速比 | ◎なし（1:1） | ✕高（例：1:50〜1:200） | 〇低（例：1:5〜1:15） |
| トルク出力 | ✕低 | ◎ギアで増幅され高い | 〇中〜高 |
| 応答性（柔らかさ） | ◎非常に高い | ✕非常に低い | 〇高い |
| バックドライバビリティ | ◎非常に高い | ✕ほぼなし | 〇高い（人との接触に追従） |
| トルク制御のしやすさ | ◎非常に高い | ✕ギアが干渉して難しい | 〇比較的高い |
| トルク推定の正確さ | ◎高い | ✕低い（摩擦・バックラッシュの影響） | 〇比較的高い |
| モーターサイズ | ✕大型化しやすい | 〇ギアボックスが大きい | ◎コンパクト |
| コスト | ✕高価（大型＋高精度制御） | ◎比較的安価 | 〇中程度 |
| 応用例 | 半導体装置、精密工作機械 | FA機器、産業ロボット | 義手・義足、歩行ロボット、HRI系 |
QDDモーターのココがすごい！
① 軽量・コンパクトで高トルク
QDDモーターは、低減速比の遊星ギアと高出力ブラシレスモーターを組み合わせることで、ダイレクトドライブに近い滑らかさを保ちながら、より軽く・小さく・強い出力を実現。
② 応答性・操作性が高く、人にやさしい
ギア比が低いため、応答性が非常に高く、繊細な力加減や自然な動作制御が可能。また、外からの力に対してスムーズに動ける「バックドライバビリティ」が高いため、人と接触した際も安全性を高められる可能性があります。
③ 組み込みやすく、用途に柔軟対応
QDDモーターは、モーター・ギア・センサーが一体化されたモジュール構造にしやすく、設計や実装がシンプル。トルクや速度の調整も自在なため、義手・外骨格・協働ロボット・四足歩行ロボットなど、幅広い分野で活用されています。
なるほど～、QDDモーターはダイレクトドライブと、サーボモータのいいとこどりしたようなモーターなんですね。どんな用途に使われてるんですか？
まるちゃん
ドロン先生
今までのモーターにはなかったコンパクトさと力強さを兼ね備えていて、ロボット分野で使われるケースが増えてきているんだよ。
| ロボット | 主な用途 |
|---|---|
| 四足歩行ロボット | 高い応答性とトルク制御により、不整地や段差のある場所でもスムーズな歩行やジャンプ動作を実現。例：Unitree Robotics、MIT Cheetah など。 |
| 人型ロボット（ヒューマノイド） | 関節の柔らかな動きや力加減が必要な箇所に適しており、人間に近い動作の再現が可能。研究機や展示用ロボットにも使用されています。 |
| 外骨格（パワースーツ） | 人間の動きに合わせて適切な力を補助できるため、リハビリ支援・歩行補助・介助負担軽減などに活用。装着型ロボットとの親和性が高い。 |
| 協働ロボット | トルク推定により外力を検知し、接触時に自動減速・停止が可能。安全性が求められる現場で人と並んで作業できる「コボット」に採用。 |
| 義手・義足 | 力加減を柔らかく制御できるため、生活動作に必要な「握る・持つ・曲げる」などの繊細な動作に対応。医療福祉の実用分野で実装が進んでいます。 |
まるで「生き物みたいな動き」をするロボットに使われてるんですね！
まるちゃん
ドロン先生
その通り。QDDモーターは、これからの人と協調するロボット技術のカギになると考えられているんだ。
QDD（準ダイレクトドライブ）モーターは、ダイレクトドライブの良さ（なめらか・反応が良い）と、ギアの良さ（力強い）をうまく組み合わせた、次世代型のモーター構造です。特に、精密で安全な動きが必要なロボットの関節部で活躍しています。
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