「ライン稼働中に突然『過負荷（過電流）アラーム』が発生してサーボがトリップする…」
「アラームをリセットしても、しばらく動かすとまたオーバーロードで止まってしまう…」
自動化ラインや工作機械、ロボットの駆動に欠かせない「サーボモータ・電動アクチュエータ」。突発的に過負荷（オーバーロード）アラームが発生すると、設備が完全に緊急停止して大きなロスにつながります。
この記事では、サーボモータやアクチュエータが過負荷を起こす原因から、現場で「機械系」と「電気・制御系」のどちらに問題があるかを迅速に切り分ける手順、対処法までを分かりやすく解説します。
結論：まずは「メカの噛み込み（過大負荷）」か「アンプ・ゲイン設定の異常」かを切り分ける
過負荷アラーム（アンプ側のOverload等）が発生した際、疑うべきポイントは大きく2つに分かれます。
- 機械的（メカ）要因（7割）： ボールねじやガイドの油切れ、スライド部の異物噛み込み、ワークの衝突・干渉
- 電気・制御的要因（3割）： サーボアンプのゲイン設定不良（発振）、ブレーキの解放不良、モータ巻線・ケーブルのショート
最も重要なのは、「モータ単体（メカから切り離した状態）で回した時にオーバーロードが出るか」を確認することです。これにより、高額なサーボモータ本体やアンプの交換が必要なのか、ガイドの清掃・給油で済むのかが即座に判別できます。
主な原因
過負荷アラームを引き起こす主な原因は以下の4点です。
- ボールねじ・ガイド・ベアリングの潤滑不良や異物噛み込み
- グリス切れによる焼き付き、または切削屑や粉塵がボールねじ内に侵入し、滑動抵抗が著しく増大している。
- 電磁ブレーキの解放不良（ブレーキ焼き付き）
- 垂直軸などに使われるブレーキ付きサーボモータで、24V電源の供給不良や内部接点摩耗により、ブレーキがロックしたままモータを回そうとしている。
- サーボゲインの調整不足（ハンチング・微振動）
- サーボアンプの剛性（ゲイン）設定が高すぎ、停止中や低速時に細かく発振（ハンチング）を起こして過大電流が流れ続けている。
- ワーク重量の超過やワーク引っ掛かり
- 規定トルクを超える過大な負荷がかかっている、あるいは爪や治具が搬送途中でフレーム等に干渉している。
現場での確認・切り分け方法（4ステップ）
現場で過負荷が発生したら、以下の手順で原因を切り詰めていきます。
ステップ1：モータ手動（手回し）によるトルク感の確認
- サーボの電源を落とし（非常停止状態）、ボールねじの軸端やカップリングを手で回してみます。
- 重くて回らない／途中で引っ掛かりがある場合： メカ（ボールねじ・スライドガイド・搬送部）の機械的な焼き付き・干渉が原因です。
ステップ2：サーボモニタ（パソコンツール・アンプ表示）での実効負荷率チェック
- サーボアンプの前面表示やPCセットアップツール（MR Configurator等）を接続し、「実効負荷率（%）」と「最大負荷率（%）」を確認します。
- 停止時や軽負荷運転時でも常時80%以上を示している場合、ブレーキの不完全解放やゲイン発振を疑います。
ステップ3：電磁ブレーキ用24V電源の印加確認
- ブレーキ付きモータの場合、サーボON時にブレーキ用コネクタへDC24Vが正しく印加され、カチッと解除音がするかテスターで確認します。
- 電圧が来ていない場合は、インターロック用リレーの故障や配線断線を疑います。
ステップ4：カップリングを外し「モータ単体」での無負荷運転
- メカとの接合部（カップリング）を外し、モータ単体の状態でサーボをONにしてJOG運転等を行います。
- 単体で正常に回る場合： 原因は100%メカ（ボールねじや搬送部）側にあります。
- 単体でも過負荷・異常音がする場合： モータ内部ベアリング破損、またはアンプ・ケーブルの相不良です。
実際の現場例：ガイドのグリス切れと「ブレーキリレーの接点不良」
ある直交ロボットのY軸（垂直軸）で、下降時には動作するものの、上昇時に毎回「過負荷アラーム」が発生して停止するトラブルが発生しました。
現場で起きていたこと
- 初期状況： モータ容量不足を疑う声もあったが、昨日までは正常に稼働していた状態。
- 原因調査： メカ切り離し点検を行ったところ、モータ単体でもサーボON時に「ウー」という唸り音が発生。ブレーキ用24Vラインを測定したところ、制御盤内の中継リレー接点が接点荒れを起こしており、ブレーキコイルにDC12V程度しか印加されず、ブレーキが半効き（引きずり）状態になっていました。
- 対処・改善： 中継リレーを新品に交換し、ブレーキが完全に解放されることを確認。さらにスライドガイド部への自動給油（グリスアップ）を実施したことで、実効負荷率が85%から35%へ激減し完全復旧しました。
再発防止策
過負荷トラブルを未然に防ぎ、長寿命化を図るための保全ポイントです。
- 定期的なグリスアップとトルク監視（予防保全）
- 定期点検時にサーボアンプの実効負荷率を記録し、数値が徐々に上がっていないか（摩耗やグリス劣化の予兆）トレンド管理する。
- ブレーキ用電源回路のサージ吸収および定期リレー交換
- ブレーキコイル動作時の逆起電力によるリレー接点痛みを防ぐため、必ずサージ吸収ダイオードを設置する。
- 過負荷検出レベル・タイムの設定見直し
- 突入時の一時的な過負荷で過剰にトリップしないよう、アンプ側で許容時間とトリップレベルのパラメータを適正化する。
まとめ：メカと電気の両面からアプローチすることが早期復旧のコツ
サーボモータ・アクチュエータの過負荷対応のポイントを振り返ります。
- モータ単体に切り離して「メカの引っ掛かり」か「電気系」かを最初に見極める
- サーボアンプの「実効負荷率」をモニタリングして異変を数値で把握する
- ブレーキ付きモータは「24Vの確実な印加と解放音」を必ずチェックする
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