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モータのトラブル例と異音の原因・対策方法

モータは、電気器具や自律走行搬送ロボット、パーソナルモビリティ、自動車の駆動用モータ、エアコンコンプレッサー等、様々な製品に利用されています。

モータを日々取り扱う現場では、「モータの稼働が不安定」「たまに異音がする」「スペックどおりの数値が出ない」等の問題を抱えている方もいるのではないでしょうか。モータの故障を防ぎ、安全な製造環境を整えるためにも、発生しやすいモータのトラブルを知り、適切に対応することが求められます。

本記事では、代表的なモータのトラブル例を基に、“異音”に焦点を当て、発生の原因や解決方法を解説します。また、新たにモータの購入を検討している担当者の方に向けて、マブチモーターの特長も併せて紹介します。


目次[非表示]

  1. 1.モータの代表的なトラブル例
  2. 2.【発生源別】異音の原因と対策方法
    1. 2.1.電気ノイズ
      1. 2.1.1.対策方法
    2. 2.2.機械ノイズ
      1. 2.2.1.対策方法
  3. 3.まとめ
  4. 4.マブチモーターの製品の特長・おすすめ機種


モータの代表的なトラブル例

モータのトラブルは、発熱・振動・異音の3つに大きく分けられます。トラブル別で考えられる原因は以下のとおりです。


種類
考えられる原因例
発熱
  • モータへの過負荷
  • 長期稼働によるコイル(巻線)の絶縁劣化
  • モータの周辺温度が高い 等
振動
  • シャフトを支えているベアリングの損傷
  • ベアリングの取り付け不良、潤滑剤の不足
  • モータの取り付け不良
  • モータ内部・周辺にゴミが溜まっている 等
異音
  • 電気ノイズ
  • 機械ノイズ


▼モータの部品


モータの取り付け環境や部品の損傷・劣化等、様々な原因によってモータの稼働に影響を及ぼします。

※ベアリング(軸受)とは、回転する部品を正しい位置で支えて、回転しやすいようにサポートする部品のこと。



【発生源別】異音の原因と対策方法

モータの異音は、取り付ける機械によって聞こえる音が異なるため、音の種類と原因が一様ではありません。モータと組み込まれた機械の重量や構造による相性で発生するケースもあります。

ここでは、異音の種類を聞こえる音ではなく音の発生源で大きく2つに分けて解説します。


電気ノイズ

DCモータで電気ノイズが発生している場合、電気の整流に使われるブラシ※1と整流子※2の摩擦で発生したスパークがノイズとして聞こえているケースが考えられます。


▼電気ノイズの発生イメージ


スパークが発生する理由として、以下の3つが挙げられます。


  • ブラシと整流子が滑らかに接触するよう取り付けられているカーボンブラシ・特殊合金の金属板が消耗している
  • モータの定格以上に大きな負荷がかかっている、大きな電流が流れている
  • シャフトの潤滑油がブラシと整流子の接触部分に流れ込んで、電気を通さないように膜を張っている


対策方法

電気ノイズを低減する対策方法は、ローター部分にコンデンサやチョークコイルを取り付けることが一般的です。具体的には、以下の2つの方法があります。


効果的な周波帯域
方法
高周波帯域
モータ内部にノイズ消去素子となる4つを取り付ける
  • ディスクバリスタ(D/V)
  • ディスクコンデンサ
  • 抵抗力のあるゴムリング
  • チップコンデンサ
低周波帯域
モータ外部にノイズ消去素子となる2つを取り付ける
  • コンデンサ(電解タイプ・セラミックタイプ)
  • チョークコイル


それぞれを単独で実施するだけでなく、併用することでより高い効果が期待できます。

※1・・・コイルに流れる電流の向きを変える部品のこと。コミュテーター・コミテーターとも呼ばれている。
※2・・・モータ内部に電流を流すための電極のこと。


機械ノイズ

部品同士の摩擦音やモータ内の激しい振動の音等の機械ノイズも原因の一つです。

機械ノイズの例として、以下の6つが挙げられます。


▼機械ノイズの原因例

音の種類
詳細
ブラシ摺動音
ブラシと整流子が摩擦する音
シャフト摺動音
シャフトとベアリングが摩擦する音
クリアランス音(ゴロ音)
シャフト摺動音のうち、原因を伴う耳障りな音
共振音
特定の回転数、または周波数域に限って起こるケースの揺れる音
スラスト音(コツ音)
ローターの軸方向に移動・振動することで発生する叩き音
風切音
モータの内部に冷却ファンがある場合に起こる風切音


※摺動音(しゅうどうおん)とは、物と物が摩擦することで発生する音のこと。


対策方法

機械ノイズには様々な種類がありますが、どの程度を“異音”と判断して修理・交換を行うか基準を知ることが大切です。そのために、騒音計を使用して機械ノイズの音の大きさを計測し、納入仕様書に記載します。

測定する際は、“JIS-A特性”と呼ばれる周波数補正(聴感補正)を用いるのが一般的です。

また、測定前には、電圧・回転数・負荷・側圧・モータの姿勢・マイクの位置・暗騒音等を定義として決めておく必要があります。


▼納入仕様書の記載イメージ


ここまで、電気ノイズ・機械ノイズの原因と対策方法をお伝えしましたが、「自社では対応が難しい」「どの部分で音がしているか分からない」というケースも考えられます。専門の会社に修理してもらう、新しくモータを購入するという選択肢が効率的、かつ効果的な解決方法です。



まとめ

この記事では、モータのトラブルについて以下の内容を解説しました。


  • モータの代表的なトラブル
  • 異音の種類・対策方法


モータのトラブルは、発熱・振動・異音の3つに分けられます。異音の種類として、電気ノイズと機械ノイズが挙げられ、モータの部品が摩擦することで発生する火花や振動による共振音、部品の摩擦音等が原因です。

対策としては、モータ内外にノイズ消去素子を取り付ける、異音レベルを測定するといった方法が挙げられますが、専門的な会社に修理を依頼したり、新たにモータを購入したりするのがおすすめです。

マブチモーターは、“小型・軽量・高効率”を基盤としつつ、防水、高速回転、静音性等、各用途で必要とされる要素を組み込んだ製品ラインナップを取り揃えております。

また、世界各地に販売網を有しており、ご希望の製品を短納期でお届けすることが可能です。さらに、サンプルのご要望や使用方法のご確認等、製品の選定からご購入後まで一貫したサポートを行っております。「スペックどおりのモータを購入したい」「トラブルが起きにくいモータを探している」等、お困りの方はお気軽にご相談ください。

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産業用モータをお探しの方は、こちらの記事もぜひ参考にしてみてください。

【産業用モータの選び方】モータの種類と選定ポイントを紹介



マブチモーターの製品の特長・おすすめ機種

モータを購入する際は、高品質でトラブルが発生しにくい製品を選ぶことも大切です。

マブチモーターでは、ブラシ付DCモータを多く取り扱いながら、ブラシレスDCモータの開発にも力を入れています。機能性に優れた製品を開発するだけではなく、高品質・リーズナブルな製品を世界各地へ安定的に提供し続けるシステムを確立しています。

また、常に顧客満足度の向上に挑み続けており、自動車業界や医療業界等、幅広い業界で採用されています。

さらに、マブチモーターの『High-Speed Brushless Motor Series』は、高速回転時の静音性や低振動性、効率・耐久性の高さ等が評価され、人工呼吸器をはじめ、歯科治療や外科手術等、様々な用途の医療機器で高いパフォーマンスを発揮しています。医療用途以外での利用をご検討の場合も、お気軽にご相談ください。

オンラインショップもございますので、こちらから製品の購入も可能です。

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