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実際に磁化した場合のステーターとローターの小歯の位置関係を5相ステッピングモーターを実例として説明します。

A相を励磁した場合
A相を励磁すると磁極はS極に磁化され、N極の極性を持つローター1の小歯と引き合い、S極の極性を持つローター2の小歯とは反発し、釣り合って停止しています。このとき励磁されていないB相の磁極の小歯は、S極の極性を持っているローター2の小歯と0.72°ずれています。これがA相を励磁したときのステーターとローターの小歯の位置関係です。

B相を励磁した場合
次にA相励磁からB相励磁に切り替えると、B相の磁極はN極に磁化され、S極の極性を持つローター2と引き合い、N極の極性を持つローター1とは反発します。

つまり、A相励磁からB相励磁に励磁相を切り替えることにより0.72°ローターが回転したことになります。これからわかるように、励磁相をA相→B相→C相→D相→E相→A相と切り替えていくことにより、ステッピングモーターは0.72°ずつ正確に回転していきます。また、逆方向に回転させたい場合は、A相→E相→D相→C相→B相→A相と、励磁する順番を逆にすることによりおこなえます。
0.72°という高分解能は、ステーターとローターの構造上の機械的なズレによって生み出されており、これがエンコーダなどのセンサを使用せずに正確に位置決めできる理由です。また、停止精度に関してもステーターとローターの加工精度、組立精度、巻線の直流抵抗のばらつき程度しかないため、±3分（無負荷時）という高い停止精度が得られます。実際のステッピングモーターでは励磁相を切り替える役目をドライバが、またその切り替えタイミングをドライバに入力されるパルス信号がおこなっています。これは1相ずつ励磁した場合の例ですが、実際は巻線を有効に利用するために4相または5相同時に励磁しています。

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データと素材さえあれば、なんでもカタチにできてしまうのが3Dプリンターのすごいところ。3Dプリンタでつくれるあんなものやこんなものを紹介していきます。

アクセサリー・スマホケース
まずは日常生活でもよく使うアクセサリーなどが定番です。花や動物を模したものから、複雑な幾何学模様をかたどったものまで実にさまざま。世界にひとつのオリジナルアクセサリーを作ったり、たくさん作って友達や家族にプレゼントしたりもできます。

中にはハンドメイドならぬ3Dプリンタメイドアクセサリーとして販売する人も…？

また、アクセサリーの応用でスマホケースも簡単に作れます。特にAndroidスマホはメーカーによって形がバラバラで、品揃えの少なさに困っている人も多いのではないでしょうか？3Dプリンターであれば、自分のスマホにぴったりのケースを自由自在に作ることができます。

フィギュア
3Dプリンターを使えば、好きなキャラクターのフィギュアも簡単につくることができます。以前「スター・ウォーズ」シリーズのヨーダのフィギュアを3Dプリンターで製作している様子が動画にありましたが、細かなしわや表情まで丁寧に表現されていて、本当に家庭用の3Dプリンターでできるの？と思ってしまうほどその再現度の高さには目をみはるものがありました。

そして3Dプリンターではキャラクターだけでなく、なんと"自分"のフィギュアを作ることもできるのです！3Dデータを作成するのに多少の手間はかかりますが、数時間もあれば自分のミニチュアフィギュアを作ることができます。愛着もわきそうですね。

自動車
そしてなんと、3Dプリンターでは車を作ることもできます！Local Mortorsという海外のスタートアップ企業が、わずか44時間で作り上げたという3Dプリンター製の車はコンパクトな二人乗りのオープンカー。

3Dデータは細かい部分も忠実に再現できるため、実際の自動車工場ではできないことも3Dプリンターだと簡単にできてしまうそうです。現段階ではまだ試作の状態ですが、いずれは低コストで自分のオリジナルデザインの車を買える日がやってくるのかもしれません。

医療用模型
医学部の講義などで使用されている医療用模型は、細かな体のつくりを表現するために非常に精巧に作られているぶん値段も高価になります。それを補うことができるのが3Dプリンター。

3Dプリンターと材料、図面があれば必要な模型を低コストで製作することができます。医学部は特に高額な授業料などがかかりますので、こういった教材の低コスト化で学生の負担を少しでも減らし、医療分野への将来を志す人が増えていくといいですね。

家電の壊れた部品
部品さえ直ればまだまだ使える家電にも3Dプリンターの出番です。3Dデータを用意するのが少し難しいかもしれませんが、それさえクリアすれば壊れた部品をそっくりそのまま再現することができます。材質も自分なりに工夫してより強固な素材で作ることも可能でしょう。

買い換えれば数万円するところを材料費のみで済んでしまうのですから、なかなかお得かもしれませんね。将来は小物であれば買うより自分で作るという時代になるのかもしれません。

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