撹拌機に用いる減速機・変速機

こちらの記事では、攪拌機を構成する装置である減速機や変速機を紹介しています。それぞれの役割や違いについて、また減速機の種類や特徴をまとめています。

減速機とは

「減速機」は、歯車などの使用によって回転速度を落とす役割を持った装置であり、速度を落とす代わりに大きな力を出すことが可能です。この力をトルクと呼びますが、同じモーターの場合に回転速度を半分に減速した場合にはトルクが2倍になります。

各メーカーからさまざまな減速機が販売されている状況ですが、実際に導入する場合には、攪拌を行う際の目的を満たせる回転速度に対応した減速機の選定が大切です。

変速機とは

「変速機」とは、回転速度を変化させる役割を持った装置です。こちらの装置を使用すると、回転速度の調整を行えるようになる点が特徴となっています。攪拌装置で用いられている変速機は、「電気式」または「機械式」いずれかの変速方式を採用していることが一般的です。

例えば、攪拌装置の運転中に粘度の変化が起こるような場合や、1つの攪拌装置でさまざまな生産を行う場合などには、変速機を設置することが推奨されています。

減速機・変速機の違い

減速機も変速機もモータの回転速度を調整して必要な力を得ることを目的としています。しかし減速機の場合は減速された回転速度が一定であるのに対して、変速機の場合は回転速度の調整を行える点が大きな違いといえます。

減速機・変速機が必要となる理由

減速機や変速機が必要な理由としては、「一定の速度で回転しているモータから、必要な回転速度を得るため」といえます。

モータは電波周波数により1分間に何回回転するかが決まりますが、例えば一般的に多く利用されているものとして4極のモータを考えると、電波周波数が50Hzの東地区の場合、1分間で1500回転という非常に速い速度で回転します。そのため、減速機や変速機なしでモータを利用した場合には必要以上のスピードで回転が行われることになります。

以上から、回転速度を減速・変化させて必要な回転数を得るために減速機や変速機が使用されています。

減速機の種類

減速機にはさまざまな種類があります。ここでは代表的な減速機の特徴をご紹介します。

平行軸歯車減速機

平行軸歯車減速機とは、平歯車（スパーギア）を組み合わせた減速機であり、減速比率により1段から4段用意されています。動力の伝達については転がりによるため、1段あたりの伝達効率は98％程度を確保することができます。

また減速比率は1/5～1/2500となっており、幅広いカバーが可能である点に加え、減速比率によって組み合わせを行う歯車の段数に違いがあり、適応モータ出力によって減速機の寸法が変わってくる点も特徴です。

ヘリカル減速機

ヘリカル減速機は、歯車にヘリカルギアを使用している点が特徴です。このヘリカルギアは、歯すじをねじらせた歯車であり、はすば歯車とも呼ばれています。歯すじをねじらせることによって歯のかみ合い率が向上し、滑らかで静粛性の高い動力伝達が得られるメリットがあります。

歯すじが斜めになっていることからスラスト力が発生するという面もありますが、ダブルヘリカルギアを使用することでこの点を解消可能です。

べベルギア減速機

べべルギア減速機は、傘のような形のベベルギア（かさ歯車）を組み合わせている減速機です。

こちらの減速機は、小歯車と大歯車の組み合わせにより減速を行いますが、モーターなどから得た動力を90°異なる方向に伝達します。また、上記でご紹介しているヘリカル減速機と同様に、かさ歯車の歯すじをねじらせることによってかみ合い率を向上させたものを、スパイラルベベルギアと呼んでいます。

ハイポイド減速機

ハイポイド減速機とは、モータと減速機を一体化した「ハイポイドギヤ」と呼ばれる歯車を使用している減速機です。

こちらの減速機で使用しているハイポイドギヤは、かさ歯車の一種であり、入力側・出力側の2つの歯車の軸をねじれの位置とすることによって、複数の歯が同時に噛み合う点が特徴となっています。

ウォーム減速機

ウォーム減速機とは、ウォームギア（ねじ歯車）を用いた減速機です。こちらの減速機は、滑り接触を行うことから振動や騒音が少ない点が特徴です。さらに、一対のウォームギアによって1/10〜1/60ほどの大きな減速比率が得られる点も注目したいポイントとなっています。

ただし、動力伝達を歯面の滑りによって行うことから熱を発生しやすいという面もあります。

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