誰も教えてくれない設計NGあるある【モーター編】：設備設計現場のあるあるトラブルとその解決策（11）（3/3 ページ）

連載「設備設計現場のあるあるトラブルとその解決策」では、設備設計の現場でよくあるトラブル事例などを紹介し、その解決アプローチを解説する。連載第11回はFA業界の主役部品の一つである「モーター」に焦点を当てた、「誰も教えてくれない設計NGあるある【モーター編】」をお届けする。

[りびぃ／ものづくりのススメ，MONOist]

モーターカバーに関するNG

　機械にモーターを採用する際には、回転部への巻き込まれ防止といった安全対策や防塵（じん）／防水対策として、「モーターカバー」を取り付けることがよくあります。

　カバーの設計と聞くと、「単にモーターを板金部品で覆えばいいだけでしょ？」と考えがちですが、実際はそう単純ではありません。

　というのも、モーターを密閉し過ぎると、内部温度が過度に上昇する恐れがあるためです（図6）。

図6　モーターを密閉し過ぎると内部の熱の逃げ場がなくなってしまう［クリックで拡大］

　モーターは電気エネルギーを回転エネルギーに変換する際に発熱しますが、通常はモーター本体が空冷されることで、正常に運転し続けることができます。しかし、冷却が不十分な状態で内部が高温状態にさらされ続けると、

• モーターの効率低下
• 絶縁材料の劣化による絶縁不良
• サーマルリレーのトリップによるモーター停止
• モーターおよび内蔵ベアリングの寿命低下

などの不具合を引き起こす可能性があります。

　従って、モーターカバーの構造は「必要最低限だけ密閉する」あるいは「『パンチングメタル』などで通気性を確保する」といった工夫が重要です（図7）。

図7　パンチングメタルのイメージ［クリックで拡大］

　モーターの発熱量はトルクの大きさに依存します。そのため、以下の点にも留意する必要があります。

• 定格トルク以上のトルクで長時間運転させるようなモーターの使い方をしていないか
• コンベヤーへのワークのかみ込みなど、モーターに過負荷がかかりそうな状況への対策を施しているか

　加えて、機械の運転中はモーターカバー自体が高温になる場合もあるため、作業者が不用意に触れて火傷を負わないよう、安全対策を施すことも忘れないようにしましょう。　（次回へ続く）

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今回の解説のポイント

Q: モーターを使った機械設計で注意すべきことは？

A: モーターの内部にはモーター軸を支持するためのベアリング（軸受）が内蔵されており、大きな引張力／圧縮力／曲げ応力が加わると故障の原因になる。そのため、負荷軸に別のベアリングを設けるなどの配慮が必要である。

Q: モーター軸と負荷軸の正しい締結方法は？

A: モーター軸の形状に応じた締結方式を選ぶ必要がある。クランプ締結やメカロックを用いた軸締結を採用する場合には、モーター軸は丸形を選定するのが望ましい。キー溝加工されたモーター軸を使用する場合はキーとキー溝付き部品を、Dカット加工されたモーター軸を使う場合はセットスクリュー（いもねじ）を用いた締結方式が一般的である。

Q: モーターカバーの設計で注意すべきことは？

A: 密閉し過ぎるとモーター内部の温度が上昇し、絶縁不良や寿命低下を招く。通気性のある構造（例：パンチングメタル）や安全対策を講じ、冷却と作業者保護を両立させることが重要である。

筆者プロフィール：

りびぃ
「ものづくりのススメ」サイト運営者

2015年、大手設備メーカーの機械設計職に従事。2020年にベンチャーの設備メーカーで機械設計職に従事するとともに、同年から副業として機械設計のための学習ブログ「ものづくりのススメ」の運営をスタートさせる。2022年から機械設計会社で設計職を担当している。

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