ラジアル・アキシアル荷重って何ですか？

このコラムでは、ラジアル荷重やアキシアル荷重について、ベルトコンベヤ機構を例にした計算式をまじえてご紹介します。

あら、学くん。何か分からないことがあるのかしら。
ラジアル荷重についてお客様から質問をいただいたのですが、アキシアル荷重というのも出てきてよく分からないんです。
そうなのね。図1のように出力軸に対して直角方向に加わる荷重がラジアル荷重、出力軸に対して軸方向に加わる荷重がアキシアル荷重よ。

図1．ラジアル荷重とアキシアル荷重
そうでした…でもカタログには「許容ラジアル荷重」という言葉が出てきます。「許容」という言葉が付くと、どう違うんでしょう。

許容ラジアル荷重とは

許容ラジアル荷重は、モーターの軸にかけられる荷重の上限値なの。例えば、100Nのラジアル荷重がかかる場合、許容ラジアル荷重の値は100N以上でなければならないのよ。
なるほど。ところで、許容アキシアル荷重・許容ラジアル荷重よりも大きい荷重がかかってしまうと、どうなるんでしょうか。
モーター、ギヤ内部のベアリングが破損してしまう恐れがあるわ。それからラジアル方向の荷重では、軸が曲がったり折れてしまったりすることもあるの。
そうか！だからラジアル荷重を気にしないといけないんですね。早速、カタログでモーターの許容ラジアル荷重を調べてみます…あれ？1つのモーターに2つの値が記載してありますね。「出力軸先端からの距離」によって何か違いがあるんですか？

許容ラジアル荷重・許容アキシアル荷重の例
図1を見て。許容ラジアル荷重は、軸のどの点に力が加わるかによって値が違ってくるの。ベアリングから離れた所に力が加わるほど、シャフトを曲げる力は強くなるの。だから、許容ラジアル荷重は、ベアリングから離れるほど小さい値になるのよ。

ベルトコンベヤ機構を例にしたラジアル荷重の計算式

なるほど、よく分かりました。ところで、お客様の機構はベルトコンベヤなのですが、どのくらいラジアル荷重が加わるのか分からないそうなんです。どうやって計算すればよいでしょうか？
ラジアル荷重は下の式で求められるのよ。

ラジアル荷重を求める計算式
う～ん …。少し複雑な計算式ですね。
そんなことないわよ。図2を見てみて。コンベヤに当てはめてみると分かりやすいわ。
あっ本当だ。これなら分かります！しかし、「K：駆動方法による荷重係数」と「ｆ：サービスファクタ」ってどういうことでしょうか？
コンベヤと言っても平ベルトやチェーンなど駆動方法が異なる場合があるわよね。そんな駆動方法による違いもラジアル荷重では考慮する必要があるのよ。それが駆動方法による荷重係数ね。サービスファクタについても、同一方向に24時間駆動する場合もあれば、頻繁に起動・停止する場合もあるわよね。そんな運転条件も考慮する必要があるのよ。
なかなか奥が深いんですね…もう一回お客様に電話をして詳しく条件を聞いてみます。
それが良いと思うわ。条件が厳しかったら、高強度のギヤがブラシレスモーターBMUシリーズとBLE2シリーズにあるから紹介してみて。

高強度ギヤ（JV、JB、JHシリーズ）
分かりました。ご紹介してみます！
あ、そうだわ。DC電源で使用する場合は、平行軸ギヤヘッドに取り付けることで許容荷重がアップするフランジ出力ヘッドもあるわよ。DC電源入力のブラシレスモーター(100Wのみ)に使用できるわ。
平行軸ギヤヘッドに取り付けるということは、使用中の装置に後付けもできるんですね。
便利でしょ？それにギヤヘッドと違って速度が落ちないところもポイントよ。これでばっちりかしら？
はい。ありがとうございます！