14.ギヤードモーターの減速比とトルクについて設備プロ王国公式通販

14.ギヤードモーターの減速比とトルクについて

呼び減速比と実減速比の違いについて

一般的にカタログでの出力軸回転速度は、同期回転速度（回転磁界の回転速度）を呼び減速比で割った値を記載しております。よって、あくまで呼称回転速度であり、実際の回転速度とは異なります。

減速比選定の際の目安として使用する前提で記載されていますので、設計に際しては十分注意が必要となります。

例えば、モーター容量0.4kW―4極、カタログ呼び減速比1/5（実減速比は33/164）のギヤードモーターを検討するとします。使用地域は東日本で60Hzとします。60Hz地域で4極のモーターを回転させると同期回転速度は1800 r/minで、呼び減速比は1/5ですから出力軸回転数は360 r/minとなります。
この計算方法はあくまでも、目安の計算であり、実際には厳密な方法で出力軸回転数を導き出さなければなりません。

ここで先ほどの同期回転速度と呼び減速比が問題になってきます。
同期回転速度はモーターのすべりや抵抗などを考慮していない数値です。
また、呼び減速比は実際の歯車の組み合わせから求められた減速比ではないのです。

そこで、同期回転速度の代わりに定格回転速度を、呼び減速比の代わりに実減速比を用いて計算します。

定格回転速度とは負荷率が100％の時の回転速度となります。
この場合60Hzで回したモーターの定格回転速度は1690 r/minとなります。
負荷率が100％より小さければ、回転速度はもう少し速くなります。

あらためて、実際に近い回転速度を計算にて求めてみると、
1690 r/min X 33 / 164 ＝ 340 r/min
となり、上記に求めた360 r/minと差異が出ます。

このように呼び減速比と実減速比には違いがあり、さらに同期回転速度と定格回転速度にも、大きな差異がありますので設計時には十分な配慮が必要となります。

最大許容トルクと許容トルクの違いについて

減速機部の出力トルクは、減速比が大きくなるとそれに比例して大きくなりますが、歯車の材質やその他の条件によって減速機部に掛けられる負荷トルクの大きさには限界があります。
この限界のトルクを最大許容トルクと呼んでいます。

許容トルクは、ギヤードモーターの出力軸に連続的に加えられるトルク値のことを表しています。
最大許容トルクはギヤードモーターの出力軸に加えることができる最大のトルク値のことを表しており、この二つの値は大きな違いがあります。
ギヤードモーターを選定するときの大きな要素になりますので、正確に覚えておきましょう。

減速比と出力トルクの関係について

減速比が大きくなると出力トルクも大きくなるのでしょうか？
従来使用していたコンベアで、今までよりとても重い商品を運ぶとします。
ギヤードモーターの減速比率を変更してトルクアップさせれば、運べるのでしょうか？
確か減速比が大きくなれば、出力トルクも大きくなるはずです。

ギヤードモーターの出力軸の許容トルクの求め方は↓
許容トルク(mN・m) =
モータートルク X 減速比Ｘ伝達効率です。

つまり、減速機部の減速比が高いほどトルクもそれだけ出るということになります。

しかし、必ずしも計算上の値のトルクがかけられるというわけではありません。
実際には、ギヤードモーターの許容トルクが決まっていて負荷トルクには上限があります。

減速機部の中には歯車や、軸受などが使われており、その材質や大きさなどから、機械的な強度には限界があります。
それを踏まえて、許容トルクの値は決められています。

許容トルク以上のトルクをかけてしまったら破損するかというと、減速機部の設計では、機械的強度（安全率）を最大許容トルクの1.5～3倍程度とってあるので、短時間の過負荷で破損することは殆どありません。

ただし、使用頻度と時間によっては、寿命にかなりの影響を及ぼすことになります。
ですので、最大許容トルクを超えての使用は避けた方が良いということになります。