平行軸ギヤードモータは、産業機械やロボット、家電製品などの多くの用途で使用される重要な駆動装置です。特に、ギヤを介してモーターの回転力を伝達するため、コンパクトで高トルクな動力源を提供します。しかし、動作時に発生する振動や騒音は、使用環境によっては大きな問題となり、機器の快適性や耐久性に影響を与えることがあります。そのため、低騒音設計が求められる場合が増えており、特に精密な機械や静音性が必要な環境では重要な設計要素となります。
この記事では、平行軸ギヤードモータの振動対策と低騒音設計のポイントについて詳しく解説します。
1．平行軸ギヤードモータの構造と振動の原因
1-1．平行軸ギヤードモータの基本構造
平行軸ギヤードモータは、モーターの回転力をギアを介して減速し、トルクを増加させるための機器です。ギアは、モーターの回転を軸方向に伝達し、出力軸にトルクを伝えます。これにより、高速回転を低速で高トルクの回転に変換することができます。
1-2．振動と騒音の原因
平行軸ギヤードモータの振動や騒音は、主に以下の要因から発生します：
ギアのかみ合い：ギアが歯と歯でかみ合う際、歯車の摩擦や衝撃が振動を引き起こします。これが音や振動の原因となることがあります。
不均衡なギア：ギアの歯が不均等に削れていたり、加工精度が悪かったりすると、不均衡な力がかかり、振動を引き起こします。
潤滑不良：潤滑剤が適切に行き渡らないと、ギアの接触面に摩擦が増し、振動や騒音が発生します。
外部の取り付け：モーターとギアの取り付け部が不安定であったり、固い表面に取り付けられていると、振動が伝播しやすくなり、音の発生源となります。
2．低騒音設計のための振動対策
振動や騒音を低減するためには、設計段階から振動対策を講じることが重要です。以下に、平行軸ギヤードモータの低騒音設計のポイントと、振動対策の方法をいくつか紹介します。
2-1．ギアの精度向上
ギアの歯面の精度が悪いと、歯車の噛み合いが不均等になり、振動や騒音を引き起こします。したがって、ギアの精度を向上させることが基本的な対策となります。
対策：
高精度のギア加工：ギアの加工精度を高め、歯の形状や表面を滑らかに仕上げることで、かみ合いの際に発生する衝撃を減少させます。
歯面仕上げ：ギアの歯面を研磨や熱処理で精密に仕上げることにより、接触部分の摩擦を減らし、音や振動を低減します。
2-2．適切な潤滑
潤滑が不十分だと、ギアの接触面で摩擦が増え、振動や騒音が発生しやすくなります。適切な潤滑は、摩擦を減らし、ギアの寿命を延ばすためにも重要です。
対策：
高性能な潤滑剤の選定：摩擦を最小限に抑えるために、ギアの用途に合った高性能な潤滑剤を使用します。特に、高速回転や高トルクを必要とする場合には、高粘度の潤滑剤や合成油が有効です。
潤滑システムの設計：潤滑剤がギア全体に均等に行き渡るように、潤滑システムの設計を最適化します。特に、オイルポンプやオイルシャワーを使うことで、均等に潤滑を行うことができます。
2-3．減速比の選定
減速比が高すぎると、ギアにかかる負荷が増加し、振動や騒音が大きくなる可能性があります。適切な減速比を選定することで、モーターの負荷を減らし、振動や音を抑えることができます。
対策：
適切な減速比を選ぶ：用途に応じた適切な減速比を選定することで、過剰なトルクを避け、モーターとギアの負担を軽減します。これにより、振動や騒音が減少します。
2-4．振動吸収材の使用
モーターの取り付け部分やケースに振動吸収材を使用することで、振動を効果的に抑制することができます。これにより、外部に振動が伝播することを防ぎ、騒音の発生を抑えることができます。
対策：
ダンパーやゴムマウントを使用して、モーターと周囲の構造物との接触による振動伝播を抑制します。
防振設計を取り入れたモーター取り付け方法を採用し、振動を吸収する構造を設計します。
2-5．高品質なベアリングの使用
モーターの回転部分で使用されるベアリングが摩耗していると、振動や騒音が発生しやすくなります。高品質なベアリングを使用することで、回転のスムーズさが向上し、振動や騒音を抑制できます。
対策：
高精度なベアリングの選定：回転部品の摩擦を減らし、スムーズな回転を実現するために、高品質の精密ベアリングを選定します。
ベアリングのメンテナンス：定期的にベアリングの状態を点検し、摩耗や劣化を防ぐために、必要に応じて交換します。
3．まとめ
平行軸ギヤードモータの振動や騒音は、ギアの精度、潤滑、減速比、取り付け方法など、さまざまな要因から発生します。しかし、これらの要因を適切に管理・改善することで、低騒音設計を実現し、より静かな動作を確保することができます。
精密なギア加工や適切な潤滑で、摩擦や不均衡を減らす。
振動吸収材や高品質なベアリングを使用して、振動の伝播を防ぐ。
適切な減速比の選定と冷却機能の強化で、効率的かつ静かな運転を実現。
これらの対策を施すことで、平行軸ギヤードモータは、静音性と高い性能を両立させ、さまざまな用途での利用が可能になります。
