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。
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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 |
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振動 |
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異音 |
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▼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
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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
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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（※）
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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。
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