〜定格回転速度と最大回転速度の違いと考え方〜
サーボモーターは、回転角度・速度・トルクを
高精度に制御できるモーターで、
産業用ロボット、搬送装置、加工機など
さまざまな分野で使用されています。
その中で、「回転速度」は性能に大きく関わる指標のひとつです。
特に、定格回転速度と最大回転速度の違いを理解することは、
適切なモーター選定やトラブル回避のためにとても重要です。
定格回転速度とは？
定格回転速度とは、モーターが連続運転しても
熱的・機械的に問題が起こらない範囲で使用できる回転速度を指します。
通常、カタログや仕様書には
「定格出力時の回転速度（単位：min⁻¹またはrpm）」として記載されています。
🔍 例)
- 定格トルク：1.5Nm
- 定格回転速度：3000rpm
この場合、「トルク1.5Nmで3000回転を連続して出し続けても安全」という意味になります。
定格回転速度の特徴
✅ 長時間動作させる際の基準になる
✅ 熱の発生やベアリング摩耗を考慮して、安全な範囲で設定されている
✅ システム設計時は、この回転速度を基準にするのが基本
最大回転速度とは？
一方、最大回転速度（または許容回転速度）は、
モーターが一時的に到達できる最大の回転数を指します。
ただし、この速度で連続的に運転することは推奨されません。
構造的限界や発熱の問題があるためです。
🔍 例)
- 定格回転速度：3000rpm
- 最大回転速度：5000rpm
この場合、短時間であれば5000rpmまで回しても破損しない設計だが、
継続的な運転は不可という意味です。
最大回転速度の使用シーン
✅ 急加速・減速を伴う運転（位置決めなど）
✅ サイクルタイムの短縮を狙った瞬間的な高速度運転
✅ ただし「加減速区間のみ」「短時間の突発的な運転」に限る
定格と最大の違いのまとめ
| 種類 | 意味 | 用途 |
|---|---|---|
| 定格回転速度 | 連続使用が可能な安全な回転速度 | 常時動作する速度の基準 |
| 最大回転速度 | 構造的に許容される短時間の最高回転数 | 一時的な高速動作 |
なぜ定格を守らないといけないのか？
モーターを最大回転速度で運転し続けると、以下のようなリスクがあります。
サーボモーターは内部に温度センサーを持ち、
熱が限界を超えると「過熱アラーム」が発報して停止します。
これは故障を防ぐための保護機能です。
サーボモーターの「瞬時許容回転速度」とは？
〜最大回転速度との違いと設計時の注意点〜
サーボモーターの仕様には「定格回転速度」や「最大回転速度」に加えて、
瞬時許容回転速度という表記があることがあります。
特に三菱電機のサーボモーターでは、
この「瞬時許容回転速度」に関する誤解や使い方のミスが
トラブルや故障の原因になることもあります。
本項では、「瞬時許容回転速度」の正しい意味と、
最大回転速度との違い、設計時の注意点について解説します。
基本の3つの回転速度
まず、サーボモーターにおける3つの主要な速度を整理しましょう。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 定格回転速度 | モーターが連続運転可能な安全な速度。 熱的・機械的に安定して使用可能。 |
| 最大回転速度 | 一時的に使用可能な最高速度。 トルク保証あり。連続使用には不適。 |
| 瞬時許容回転速度 | 極短時間だけ許容される回転速度。 トルクは保証されない。積極的には使えない。 |
瞬時許容回転速度とは？
瞬時許容回転速度とは、モーターの構造的に「壊れない限界値」を示すものです。
たとえば、制御上のオーバーシュート（目標位置を一時的に行き過ぎる現象）
などにより、ごく一瞬だけモーターがその回転数を
超えてしまう可能性があることを想定しています。
重要ポイント
三菱電機の説明文より
瞬時許容回転数とは、オーバーシュート等でその回転数まで回転しても
モータが壊れないという回転数で、積極的に使用できる回転数ではありません。
従いまして、その回転数で回ってもいい時間は、一瞬です。
また、トルクも保証していません。
これはつまり、「緊急避難的にモーターがそこまで回ってしまっても壊れはしないが、
設計でその回転数を前提にすることは絶対に避けてほしい」という意味です。
最大回転速度との違い
最大回転速度は、短時間であれば使ってもよい速度であり、
ある程度のトルク保証もされている場合があります。
一方、瞬時許容回転速度は、トルクも保証されず、
時間的にも「ほんの一瞬」しか許容されません。
| 項目 | 使用時間 | トルク保証 | 設計への使用 |
|---|---|---|---|
| 最大回転速度 | 数秒〜短時間 | あり | 一時的な高速動作に可 |
| 瞬時許容回転速度 | 一瞬だけ | なし | 設計に使うべきでない |
設計上の注意点
やってはいけないこと
望ましい使い方
トラブル事例（例）
瞬時許容回転速度は、あってはならないオーバーシュート時の保険と考えましょう
「瞬時許容回転速度」はあくまで安全マージンであり、設計値ではありません
使用は「一瞬だけ」にとどめ、積極的に使うことは禁止です
サーボ設計では、定格回転速度と最大回転速度の範囲内で
性能を引き出すことが基本です
減速機との組み合わせによる速度調整
サーボモーターの回転速度が高すぎる場合は、
減速機を使って出力軸の回転速度を下げるという方法があります。
これにより、必要なトルクを得ながら高回転のモーターを
効率的に使用することが可能です。
たとえば、3000rpmのモーターに減速比10:1の減速機を組み合わせると、
出力軸は300rpmで動作し、トルクは10倍に増幅されます。
サーボモーター選定時の注意点
まとめ
▶ サーボモーターには定格回転速度（連続使用可）と最大回転速度（一時的使用）がある
▶ システム設計では、定格回転速度を基準に選定することが基本
▶ 最大回転速度は瞬間的な動作や緊急対応用として利用される
▶ 長時間の高速運転は、過熱や寿命低下の原因になるため避ける
▶ 減速機との併用で速度・トルクの最適化が可能
コメント