1. ウォームギア減速機の仕組み
ウォームギア減速機は、主に2つの部品で構成されています。ウォーム(硬化合金鋼製のらせん状のねじ軸)とウォームホイール(遠心鋳造された青銅またはダクタイル鋳鉄製の歯車で、出力軸にウォーム軸に対して90度の角度で取り付けられています)。ウォームは、モーターによって駆動される入力軸に直接接続されているか、一体化されています。ウォームが回転すると、そのらせん状のねじ山がウォームホイールの歯に噛み合い、モーター入力の高速回転運動を、直角方向の出力軸の低速回転運動に変換します。
ウォーム減速機の減速比は、ウォームのスタート数とウォームホイールの歯数によって決まります。60歯のウォームホイールと噛み合う1スタートのウォームの場合、減速比は60:1です。つまり、入力軸が60回転するごとに、出力軸が1回転します。韓国のEver-Power RV/NMRVシリーズの標準的な単段減速比は5:1から100:1までで、出力速度は29rpm(2,900rpmのモーター入力で100:1)から290rpm(1,450rpmの4極モーター入力で5:1)までをカバーします。
20CrMnTi合金鋼を使用し、表面硬化処理を施してHRC 56~62、表面粗さRa 0.4μmに研磨仕上げされています。硬化・研磨されたウォームシャフト表面は、減速機の耐用期間を通してバックラッシュと効率を左右する歯形を正確に保つために必要な耐摩耗性を備えています。
遠心鋳造リン青銅(CuSn12)またはダクタイル鋳鉄(大型サイズの場合)。青銅は、荷重がかかった状態で硬化鋼製ウォームに対して完全な接触パターンを形成するために必要な適合性と、ミスアライメントや衝撃荷重による表面損傷からより硬いウォームを保護する犠牲摩耗特性を提供します。
2. セルフロック:適用時期と理由
セルフロックとは、ウォームギア減速機が逆回転できない性質、すなわち出力軸に加えたトルクによってウォーム軸が回転しない性質のことです。これは、ウォームのリード角がウォームとウォームホイールの摩擦角よりも小さい場合に発生します。一般的な鋼と青銅の摩擦係数を持つ単ねじウォームの場合、セルフロックは、ウォームの形状と潤滑油の粘度にもよりますが、約20:1~30:1以上のギア比で発生します。
傾斜コンベア:モーターが停止しても、ウォームギア減速機が重力荷重下で出力軸を静止させるため、傾斜ベルト上の荷物が後退することはありません。昇降テーブルおよび垂直位置決めステージ:モーターの電源が切れても、別途ブレーキを使わなくてもプラットフォームは設定高さに留まります。バルブアクチュエータ:電磁保持装置に継続的に電力を供給しなくても、バルブは設定位置に留まります。これらのすべての用途において、セルフロック式ウォームギア減速機は、追加コストや複雑さを伴うことなく、受動的でフェイルセーフな保持機能を提供します。
セルフロック機構は認証された安全機構ではないため、人命に関わる保持用途(昇降機、安全ゲート、人の上空に吊り下げられた荷物など)には決して使用しないでください。セルフロック機能は、高温下で潤滑油の粘度が低下した場合、システムに振動が発生した場合、またはウォームギアの比率が限界値(25:1~35:1の範囲)に近い場合に失われる可能性があります。安全性が極めて重要な保持用途では、ウォームギアのセルフロック機構に加えて、またはそれに代えて、ブレーキモーター(韓国エバーパワー社製Y2EJシリーズ)または別途認証された安全ブレーキが必要です。
セルフロックに関する参考情報:NMRVおよびRVシリーズのウォームギア減速機は、40:1以上の減速比において、標準的なギアオイル粘度を用いた通常の運転条件下で確実にセルフロックします。20:1~30:1の減速比では、ウォームのリード角と運転温度によってセルフロックする場合としない場合があります。15:1未満の減速比は、一般的にセルフロックしません。
3. RVおよびNMRVシリーズの概要
韓国エバーパワー社のRVおよびNMRVシリーズは、IEC B5フランジ入力に三相誘導電動機を直接接続できるアルミニウム合金製ウォームギア減速機です。「NMR」という接頭辞は、改良されたアルミニウム合金製ハウジング(従来の鋳鉄製RV設計と比較して)を示し、「V」という接尾辞は、一体型のIECモーターフランジを示しています。ハウジング番号(025、030、040、050、063、075、090、110、130、150)は、ウォームシャフトとウォームホイールシャフトの軸間の中心距離をミリメートル単位で表しています。
韓国エバーパワーNMRVユニットは、中空シャフト出力(別個のカップリングなしで直接シャフトに取り付け可能)、片方向または両方向のソリッド出力シャフト、および反力を取り出すためのトルクアームアクセサリを備えています。ギアボックスの全製品ラインナップと仕様は、 ウォームギア減速機製品セクション.
| サイズ | 最大入力電力(kW) | 最大出力トルク |
|---|---|---|
| NMRV 025 | 0.06 | 4 N·m |
| NMRV 030 | 0.09 | 8 N·m |
| NMRV 040 | 0.18 | 25 N·m |
| NMRV 050 | 0.55 | 70 N·m |
| NMRV 063 | 1.1 | 130 N·m |
| NMRV 075 | 2.2 | 240 N·m |
| NMRV 090 | 4.0 | 400 N·m |
| NMRV 110 | 7.5 | 700 N·m |
| NMRV 130 | 11 | 1,100 N·m |
| NMRV 150 | 22 | 2,000 N·m |
4. ギア比、出力トルク、効率
ウォームギア減速機の出力トルクは、モータ軸トルクに減速比とギアボックス効率を乗じ、機械的損失を差し引いた値です。例えば、1,450 rpmで4.0 kW(定格トルク26.4 N·m)を発生する4極モータを、40:1の減速比と68%の効率を持つNMRV 090に接続した場合、出力トルクは26.4 × 40 × 0.68 = 717 N·m(出力36 rpm)となります。このため、ウォームギア減速機を備えた4 kW程度のモータでも、負荷の大きい低速コンベアや大型攪拌機を駆動できます。ギアボックス出力でのトルク増幅により、高減速比での効率損失を十分に補うことができるためです。
| 比率 | 出力速度(4P、1450rpm) | 標準的な効率 | セルフロック機能付き? | 典型的な使用例 |
|---|---|---|---|---|
| 5:1 | 290rpm | 88–92% | いいえ | 高速コンベア、ファン、軽度の攪拌機 |
| 10:1 | 145rpm | 82–87% | いいえ | 中速コンベア、包装用駆動装置 |
| 20:1 | 72回転/分 | 75–82% | 境界線 | 低速コンベア、攪拌機、巻取機 |
| 40:1 | 36回転/分 | 65–75% | はい | 傾斜コンベア、昇降テーブル、バルブ駆動装置 |
| 60:1 | 24回転/分 | 55–65% | はい | 低速投与、攪拌機、バリアゲート駆動装置 |
| 100:1 | 14.5 rpm | 40–55% | はい | 非常に低速な駆動装置:太陽追尾装置、鍋かき混ぜ装置、精密位置決め装置 |
効率に関する注意:ウォームギアの効率は、ウォームとウォームホイール間の滑り接触により、高減速比では著しく低下します。100:1の減速比では、入力動力の45~60%がギアボックス内で熱に変換されます。高減速比(60:1以上)での連続運転用途では、ギアボックスの熱定格を超えていないことを確認してください。運転サイクルにおける熱制限内に収まるように、ギアボックスのサイズを必要なトルクよりも1段階大きくする必要がある場合があります。
5. 熱定格とデューティサイクル
ウォームギア減速機は摩擦損失によって大きな熱を発生するため(特に減速比が30:1を超える場合)、連続運転時のギアボックスハウジング温度は重要な設計上の制約となります。韓国エバーパワー社のNMRVシリーズ減速機は、定格入力電力でのS1連続運転時、周囲温度40℃におけるハウジング最高温度80℃まで対応できる耐熱性能を備えています。高減速比および高入力電力の場合、機械的トルク定格よりも耐熱定格が制限要因となる可能性があります。
各NMRVサイズおよび比率の熱出力定格(P-th)は、韓国エバーパワー社製ギアボックスのデータシートに記載されています。P-thは、標準の自然対流式アルミニウム製ハウジングを使用し、冷却装置を追加しない場合、周囲温度40℃の環境下でハウジング温度を80℃以下に維持できる最大連続入力電力です。周囲温度が50℃の場合は、出力を10~15%低減してください。周囲温度が60℃の場合は、出力を20~25%低減するか、ギアボックスに冷却ファンキットを追加してください。
断続運転用途(連続運転しないコンベア、頻繁に起動・停止を繰り返す包装機など)では、熱定格をS1連続定格以上に引き上げることができます。韓国エバーパワー社のNMRVデータシートには、運転期間の間に十分な冷却休止時間を設けることで、断続運転サイクルにおける熱入力電力定格を15~40%増加させることができるデューティ係数補正表が記載されています。
6. ギアモーターの組み合わせ:NMRVと三相モーター
Korea Ever-Powerは、NMRVウォームギア減速機をY2シリーズ三相誘導電動機と組み合わせ、組み立てた完全なギアモーターユニットとして供給しています。モーターのIEC B5フランジはNMRV入力フランジに直接接続され、カップリング、アダプタプレート、別途の位置合わせ手順は不要です。この複合ユニットは、取り付け準備が整った単一のボルト締め部品として納品されます。これらのギアモーターアセンブリの詳細は、 ギヤードモーター複合製品セクション.
単一のNMRVユニットでは提供できないほど高い出力トルクを必要とする用途向けに、Korea Ever-Powerは2段式ウォームギアモーターユニット(2つのNMRV減速機を直列に接続したもの)を提供しており、100:1から7,500:1までの減速比を実現しています。7,500:1の減速比では、1,450rpmの4極モーターで約0.19rpm(5分に1回転)の出力速度が得られ、ソーラートラッカーや潮汐制御ゲートなどの非常に低速な駆動に適しています。
7.応用分野
ポンプ、ファン、空調設備
冷却塔ファン駆動装置、循環ポンプ駆動装置、および空調システム用換気ファン駆動装置には、10:1~30:1の減速比を持つNMRV 050~NMRV 090ウォームギア減速機が使用されます。コンパクトな直角出力により、モーターを駆動軸と一直線上ではなく横に配置できるため、駆動系の長さが短縮され、メンテナンスが容易になります。VFD速度制御を使用する遠心ポンプ駆動装置では、NMRVギアボックスが固定減速比を提供し、VFDが動作範囲全体で速度を調整します。 |
食品加工および包装
食品加工・包装施設におけるコンベヤ駆動装置、ミキサー駆動装置、充填機駆動装置、ラベリング機駆動装置には、20:1~60:1の減速比でNMRVギヤードモーターユニットが使用されています。40:1以上の減速比ではセルフロック機能により、モーター停止時に傾斜ライン上のコンベヤが逆流するのを防ぎます。食品衛生区域向けには、IP65保護等級のNMRVアルミニウムハウジングと食品グレードの合成ギヤードオイル(NSF H1認証取得済み)を採用することで、フルステンレス製ギヤードボックスのような高コストをかけずに、必要な耐洗浄性を実現しています。 |
ローラーコンベヤ駆動装置、パレットコンベヤ駆動装置、およびアキュムレーションコンベヤ駆動装置。NMRV 063~NMRV 090(減速比20:1~40:1)は、ベルト速度10~60m/分におけるローラーコンベヤ駆動装置の標準ギヤードモータ仕様です。
混合槽攪拌機、反応器攪拌機駆動装置、および定量ポンプ駆動装置。ゾーン2エリア向けには、防爆モーターオプションを備えた40:1~100:1の高比率NMRV(防爆モーター)があり、YB2防爆モーターはNMRVギアボックスと組み合わせて使用されます。
飼料オーガ駆動装置、肥料散布機駆動装置、穀物処理オーガ駆動装置では、コンパクトなトルク密度と自己洗浄機能を持つウォーム歯形状により、ヘリカルギアよりも研磨材や繊維状物質の侵入に優れた耐性を発揮するため、NMRV 075~NMRV 110を20:1~60:1の比率で使用しています。
劇場のフライロフト駆動装置、カーテンレール駆動装置、建築用遮光システム駆動装置には、40:1~100:1の減速比を持つNMRVギヤードモーターが使用されています。セルフロック機能により、別途ブレーキを必要とせずに任意の位置で受動的な荷重保持が可能となり、居住空間上部の吊り上げ荷重にとって非常に重要です。




8. よくある質問
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