プロが教えるわが家の防犯対策術!

先ほど「モーターとプーリを使った身近なもの」について質問したのですが(御回答を下された方には感謝しております)
今度は『モーターの動く早さとプーリーを動かす力にはどのような関係があるか』
について教えて頂きたいのです。
なんとなくは・・・分かるような感じなのですが・・・
分かりやすく御教授してくださると助かります。
ぜひ、よろしくお願い致します。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

 #1さんのお答えはひとつの正解だと思いますが、少し補足させて下さい。



 ご質問の趣旨は「モーターの回転数とプーリーを動かす力との間の関係」という意味でしょうから、まずそこからご説明します。

 まずその前に、プーリー(滑車)の仕組みである以上、モーターの回転軸にもプーリーは組みつけられているものとします。また、この場合、モーターは一定の回転数で回転しているものとします。

 モーターに組みつけられているプーリーの直径と、ベルトを介してつながれた「別のプーリー」の直径が等しければ、「別のプーリー」の回転数も、回転力(トルク)も同じになります。

 モーターに組みつけられているプーリーの直径に対して、ベルトを介してつながれた「別のプーリー」の直径が2倍になれば、「別のプーリー」の回転数は1/2倍(つまり半分)になり、回転力(トルク)は2倍になります。

 逆に、モーターに組みつけられているプーリーの直径に対して、ベルトを介してつながれた「別のプーリー」の直径を1/2倍にすれば、「別のプーリー」の回転数は2倍になり、回転力(トルク)は1/2(つまり半分)になります。

 このように互いのプーリーの直径の比を変えてやれば回転数も回転力も変えることができます。この場合、機械的ロスがないものとして考えれば、回転数×回転力は常に一定で、モーターの回転数×回転力に等しくなります。

 実際の例では、元々モーターは高速回転していますから、高い回転数がそのまま欲しければプーリーの直径比を小さくしてやればいいし、逆に高い回転力(トルク)が欲しければ、プーリーの直径比を大きくして、回転数を犠牲にしながらも、トルクをかせぐということになります。

 この原理はギア装置の場合とまったく同じで、すべては互いに組み合わさるプーリーまたはギアの直径の比で考えればいいだけのことです。

 いい例が、自動車や、変速機付きの自転車などが坂道を登る際には高い回転力が要りますから、ギアをローに切り替えてギア比を高め、そのために速度は落ちるけれど、粘り力を強くするということをしますし、平坦な路面では回転力はさほど要りませんからギア比の小さなトップに切り替えて静かに早く走ります。

 ところが最近の原付バイクや自動車ではプーリー式の変速機が急速に発達し普及しています。
 もちろんこの変速機の仕組みはエンジン側のプーリーと車輪側に至るプーリーの間をベルトでつないだものですが、この変速機の優れたところは、たとえば坂道にかかって車体に抵抗が増し、エンジンに強い負担がかかるようになると、エンジン側のプーリーにベルトが食い込む仕組みにしてあることです。
 
 エンジン側のプーリーにベルトが食い込むと、一定の長さのベルトですから、当然ながら車輪側のプーリーではベルトが余ってしまい、プーリーの外側へ緩みます。その結果、エンジン側のプーリーの直径は小さくなり車輪側のプーリーは直径が大きくなります。もうお分かりですね。
 エンジンはウナリを上げるほど回転しますが、その割には車速は落ちます、しかし、その分だけ回転力が増して、強い粘りでグイグイ急な坂を登っていけるということになります。

 この変速機の最大の長所は、こうしたプーリーの直径の比というものが抵抗によって自動的に段差なく行われるというところにあります。

 ついでに、#1さんがこお書きになったことについてさらに付け加えますと。

◎プーリーの利点としてモータ軸と出力軸の距離を自由に設定できる・・・ これは事実です。

◎寸法精度がギヤに比べてラフで良い・・・
 最近ではそうも言っていられません。なにしろ自動車のCVTと呼ばれるベルト式変速機では非常に高い精度が求められますから。

◎ギヤ駆動より安価である・・・・
 ギア装置よりも安価であることはある意味で事実です。それよりも、より大きなメリットはギア装置に比べて機構を「軽くシンプルに」作れるというところにあります。
 
◎減速比(増速比)は大きく取れない・・・
 これはある意味事実ですが、直径の違うプーリーを何段にも組み合わせれば可能になります。これはギアの場合でも同じことで、いい例が時計のメカなどはそうして回転数を極端に落としています。もしそうしたければプーリーの組合せでも時計の針をゆっくり動かせられます。

◎すべりが発生する・・・・
 これも、プーリーやベルトの摩擦力を上回るあまりにも強い回転力を求めすぎれば事実となります。ただし、滑っては困るという機構、たとえばエンジンのタイミングベルトなどではコッグドベルトと呼ばれる内側に歯が付いたベルトだとか、自転車などでご存知のチェーンを使うことで解決しています。チェーンもまた原理や機能の上ではベルトの一種と考えていいものです。

◎ベルトの張り調整が必要である・・・
 これは事実です、ベルトもチェーンも長い間使用すると次第に伸びて、ことにベルトの場合はそのために滑るという不都合が発生します。そのためにベルトの場合はメンテとして時々張り具合を調整する必要があります。また、チェーンの場合でも、伸びてくるとスプロケットから外れやすくなるのは自転車をお持ちならお分かりと思います。

◎すべりの抑制やトルク伝達を大きくするにはタイミングベルトがいいです・・・・
 この場合のタイミングベルトとは内側に歯の付いたコッグドベルトのことだと思います。事実エンジンのタイミングベルトにこのようなベルトが使われています。

◎ベルトの本数を複数にすることで、より大きなトルクを伝達することが可能です。
 これもまた事実です。たとえば高い抵抗に打ち勝って作動させたい工業用や鉄道車両用のエアーコンプレッサーなどでは、同じ直径のプーリーを並べて、そのすべてに同じ長さのベルトを掛けるということをします。電車の車体の下などでたまに目に入ることがあります。

 
    • good
    • 2
この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。
長文で御教授頂き、勉強になりました。
本当にありがとうございました。

お礼日時:2006/08/31 21:26

プーリーを使う利点として


・モータ軸と出力軸の距離を自由に設定できる。
  (ベルトの長さで調整)
・寸法精度がギヤに比べてラフで良い。
・ギヤ駆動より安価である。

欠点は
・減速比(増速比)は大きく取れない。
・力の伝達は、摩擦力を利用しているので大きなトルクを伝達できない。
・すべりが発生する。
・ベルトの張り調整が必要である。

減速比(増速比)は、プーリーの直径の比で求められますね。

大きなトルクを伝達するのは、断面がV形のVベルトを使うことになります。
また、ベルトの本数を複数にすることで、より大きなトルクを伝達することが可能です。

すべりの抑制やトルク伝達を大きくするにはタイミングベルトがいいですね。
タイミングベルトは、ギヤのような山形の形状をしておりプーリーもギヤみたいになっています。

ギヤは大きなトルクの伝達と大きな減速比が必要な時には有効ですね。ただし、加工精度が必要なのと伝達距離が自由にできないのが欠点です。

ベルト駆動とギヤ駆動の使い分けは、それぞれの長所を利用することで決まりますね。
    • good
    • 2
この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。
利点もあり、欠点もありですね。
感謝致します。
ありがとうございました。

お礼日時:2006/08/31 21:24

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qギヤ比とモーター回転数の計算

機械のモーター回転数が分からず困っています。
回転数を教えて頂けませんか?
分かっているのは、最終プーリーの動く速度と、ベルト駆動の各プーリーの大きさです。

モーターが付いているプーリー50mm

140mm同軸で、40mm

160mm同軸で、170mm

170mmプーリーの円周上の点が、60m/分で移動。

50は、140に、40は160に、ベルトが掛かっており、170の円周部分が、60m/分で動いているという事です。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

多分何か公式があるんだとは思いますが、手計算で解いてみましょう。
(文中、≒のところではある程度端数を丸めていますのでもっと正確に出したい時は
表計算ソフト等を使いましょう)

170の円周部分が60m/minで動いている(例えば170のプーリについている
ベルトの長さが60mだった場合、1分で1周)とすると、1分間に112.4016回転
すればいいことになりますね。
※0.17x3.14=0.5538(m)
 60/0.5338≒112.4016(回転)

170と同軸の160も112.4016回転すれば良いのですから、160の円周に112.4016を
かけて、それを40のプーリの円周で割れば40のプーリの回転数が出ます。
※0.16x3.14x112.4016≒56.47(m)
 0.04x3.14=0.1256(m)
 56.47/0.1256≒449.6(回転)

40と同軸の140の回転数がわかったので、140の円周に回転数をかけ、それを50の
プーリの円周で割れば50のプーリの回転数が出ます。
※0.14x3.14x449.6≒197.644(m)
 0.05x3.14=0.157(m)
 197.644/0.157≒1258.88(回転)

ということで、だいたい1258.88回転/分で(スリップしなければ)目的の回転数に
達すると思います。

多分何か公式があるんだとは思いますが、手計算で解いてみましょう。
(文中、≒のところではある程度端数を丸めていますのでもっと正確に出したい時は
表計算ソフト等を使いましょう)

170の円周部分が60m/minで動いている(例えば170のプーリについている
ベルトの長さが60mだった場合、1分で1周)とすると、1分間に112.4016回転
すればいいことになりますね。
※0.17x3.14=0.5538(m)
 60/0.5338≒112.4016(回転)

170と同軸の160も112.4016回転すれば良いのですから、160の円周に112.4016を
かけて、それを...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Qモータの回転数と速度の関係

モータの回転数(rpm)から速度(m/s)を求めたいのですが、どのように求めるのでしょうか?つまり単位変換ということなんですが。さっぱり忘れてしまいまして。回転という定義が良くわからないんです。1分間で何回転するのかということで、そこから速度を求めるのは容易ではないのでしょうか。おおざっぱな質問で申し訳ありません。何も思いつかないもので。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No1で回答した者です。

最終的に求める速度を、秒速にするなら、1秒間の回転数を当てはめます。

設問が1分間ということでしたね。見落としてました。分速を求める場合は1分間の回転数を入れます。
そのまま500を入れれば良いと思います。

時速、というのは私の先入観がさせた速度表記ですので、御気になさらないでください。時速を算出するなら、500×60で30000を入れれば良いわけです。

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

QモーターのVベルトプーリーの外し方

三菱400Wモーターのプーリーの軸の凹形の溝にくさびが打ち込んであるのでしょうか?
写真を添付しました。
このくさびを抜かないと何とか言う工具を使っても抜けないのでしょうか?
このまま工具で引き抜けるのでしょうか?

Aベストアンサー

ギヤプーラーを使います。
四角い断面のクサビはキー・スペル・スッピルといいます。
勾配キーの場合は通常、キーを先に取り外してからギヤプーラーをかけますが、写真を見るかぎり普通の平行キーのように見えます。平行キーの場合はボス付きのプーリーならボス部分にセットスクリュー(ホーローセット)の留めネジがついていることが多いので、六角レンチで緩めてからギヤプーラーをかけます。
ボスが無い場合はプーリーのV溝内に留めネジを仕掛けることもありますが、このプーリーではその方法はできない形状ですね。
モーターシャフト先端に抜け止めのボルトが使われることもありますが、これはそうではありません。側面からの写真がないので断言はできませんが、1本掛けのプーリーですし、おそらくボス付きでしょう。
ギヤプーラーは2本足より3本足の方が安定し力も掛けられます。使用するギヤプーラーは適合するサイズのものを使って下さい。

ギヤプーラーはそれなりに高価なものです。単相か三相かわかりませんがモーターが400WですからプーリーはAの一本掛けで4インチくらいのものですよね。サイズ等にもよりますが、ぷーラーを新品で購入するとだいたい1万円前後ですね。質問の内容からみてこの種の作業には詳しくないようですから、ギヤプーラーを購入されても質問者様にこの後、度々使用する機会があるとも思えませんね。鉄工所か自動車整備工場のようなところに持ち込んで抜いてもらった方が安く済むと思います。工賃はそこそこの工場で飛び込み仕事に対する考え方も違うでしょうが、すんなり行った場合だとまあ2000円くらいかなあ。お得意さん相手だったら1000円ってこともあるかも。錆付いたり、プーリー穴の加工精度の問題ではめあいがきつかったりすると素人さんの手には余る場合も想定されます。最悪の場合はプーリーが割れてしまうことも。

ギヤプーラーを使います。
四角い断面のクサビはキー・スペル・スッピルといいます。
勾配キーの場合は通常、キーを先に取り外してからギヤプーラーをかけますが、写真を見るかぎり普通の平行キーのように見えます。平行キーの場合はボス付きのプーリーならボス部分にセットスクリュー(ホーローセット)の留めネジがついていることが多いので、六角レンチで緩めてからギヤプーラーをかけます。
ボスが無い場合はプーリーのV溝内に留めネジを仕掛けることもありますが、このプーリーではその方法はできない形状で...続きを読む

Qmin-1の意味は?

回転数とは思うのですが、min-1はどういう意味で、また何の略で、どう読むのでしょうか。

RPMであれば、round per minutesで
1分間の回転数という意味ですよね。

min-1とRPMはイコール(=)なのですか?
またなぜー1とつけるのでしょうか。

分かる方、お願い致します。

Aベストアンサー

#1の方の回答の通りですが、ちょっと補足めいたことを。

読み方は「まいふん」だと思います。そう言ってます。

rpmは[revolutions per minute]1分間あたりの回転数ですね。
http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=rpm
もしかすると「round」という言い方もあるのかもしれませんので否定はしませんが、
「revolutions」と言う場合が多いと思います。

で、なぜRPMを使わないかというと、
単位の表示方法を世界的に統一しようという動きがあり、(SI単位系を使おー)
「revolutions」は「回」という、それを表す単位がSI単位系に無いため、
RPM → min^-1 となります。

天気予報の気圧を表すミリバールという単位がヘクトパスカルになったのも
SI単位系を使おーという動きのためです。

インチ、ポンド、フィートなども使うのを避ける方向になっています。

Qモーターの定格電流の出し方

三相200v5.5kw定格電流22Aのモーターなんですが全負荷運転で22Aの電流が流れるって事で良いのでしょうか?
ちなみに定格電流が分からないモーターの電流値の出し方は5500/200×√3なのでしょうか?
そうすると定格電流が違ってくるので・・・
勝手な考えなんですが力率を70%って考えればよいのでしょうか?
調べていくうちにだんだん分からなくなってきちゃいました
もし宜しければ教えていただきたいのですが

Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
次に、皮相電力に換算するために力率で割る必要があります。
結果、
{出力/(力率*効率)}/(√3*電圧)
ということになります。

モータの力率や効率が不明の場合には、
JISC4203 一般用単相誘導電動機
JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
で規定されている効率や力率を使うことになるかと。
(これらの規格には、各容量について電流が参考値として記載されていますが)

Q単相モーターと三相モーターの違い。その利点と欠点。を教えてください。

位相の数が違う。といってもその「位相」って言葉から複雑怪奇。バカにでも理解できるようにわかりやすい言葉で教えてください。
単相と三相の利点と欠点。使い分け方。マメ知識なんぞ教えてください。
恥ずかしくて誰にも聞けないんです。

Aベストアンサー

一番大きな違いは、簡単な構造で、起動できるか(自分で回転を始められるか)どうかだと思います。一番簡単な構造である 誘導電動機で三相の場合はスイッチを入れるだけで回転を始めますが、単層の場合は、唸っているだけで回転を始められません。単相電動機でも何らかの方法で回転させれば、(例えば手で回しても良い、回転方向は、回してやった方向で決まる。)回転を続けます。この方法には、コンデンサー起動、反発起動等がありますが 1/2HPぐらいまでの小さなものに限られます。町工場など住宅地では、三相交流の供給が受けられませんので苦労したこともありました。


hp

Qモータの駆動トルクと負荷トルク

モータの駆動トルクと負荷トルクがわかりません。
駆動トルクはモーターが生み出すパワーで、
負荷トルクは負荷を動かすために必要なパワーでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そういう解釈でおおよそ問題ないと思います。
駆動トルクというのはモーター側かた見たもので、負荷トルクというのは負荷側からみたものというふうな解釈ですね、極端な言い方をすれば駆動トルクは回転させようとする力で、負荷トルクはモーターを止めようとする力といったところでしょうか、あと外力トルクと呼ぶものもあります。これは負荷トルクとは区別されて例えば静止しているモーターに負荷するものとは別の力が作用したときにこう呼ぶようです。
具体例としましては、クレーン等は静止していても屋外に設置されていれば風の影響を受けます。こういった場合風による外部からの力ということで外部トルクと呼んでいるようです。

Qトルクの計算・基礎中の基礎

10年以上前に習った基礎中の基礎のトルクの計算方法を忘れてしまいました。
今、9cm先にある500gの物体を、数cm上げたり下げたりする装置を作ろうとしています。ステッピングモーターで作ろうと思っているのですが、必要なモーターのトルクは
9cm×500g=4500gf・cm 
になるのでしょうか?数字が予想よりだいぶ大きくて全く自信がありません。手元にあるモーターのトルクでも全然足りていません。
ご回答いただけたら嬉しいです。

Aベストアンサー

最近はほとんどのものがSI単位です。
ですから、単位換算をしてから計算しましょう

500gf→0.5kgf(=4.9N)
9cm→0.09m

で、トルクは4.9×0.09=0.441(N/m)になります
おそらくモーター出力もSIだと思いますよ


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング