令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 機械（電気技術者試験センター）問11

✓ これが正解5nL[min⁻¹] 200　TL[N･m] 576　PL[kW] 12.1

解説

速度200 min⁻¹、トルク576 N･m、軸入力約12.1 kWの組です。

図では、電動機の軸の小歯車が負荷側の大歯車を回す減速機を通して負荷を駆動しています。減速比 6 は、負荷の回転速度が電動機の 1／6 になることを表します。減速機に損失が無ければ、速度が 1／6 になる代わりにトルクは 6 倍になり、実際には効率 0.96 の分だけ伝わる動力が減ります。

負荷の回転速度は nL＝1 200／6＝200 min⁻¹ です。軸トルクは TL＝100×6×0.96＝576 N･m です。軸入力は動力の式 P＝2πnT／60 を使い、PL＝2π×200×576／60≒12 064 W≒12.1 kW となります。

電動機側から検算します。電動機の出力は 2π×1 200×100／60≒12 566 W で、効率 0.96 を掛けると約 12 064 W となり、負荷の軸入力と一致します。

減速機では、速度は減速比で割り、トルクは減速比と効率を掛け、動力は P＝ωT で確かめる、という順で考えるとよいでしょう。

ほかの選択肢の解説

• 1nL[min⁻¹] 7 200 TL[N･m] 576 PL[kW] 4 147：回転速度 7 200 min⁻¹ は 1 200 に減速比 6 を掛けた値で、増速の扱いになっています。軸入力 4 147 は 7 200×576／1 000 で、2π／60 を掛けずに毎分の回転数とトルクを掛けた値です。
• 2nL[min⁻¹] 7 200 TL[N･m] 16.0 PL[kW] 12.1：7 200 min⁻¹ と 16.0 N･m は、減速比を逆に使って速度を6倍、トルクを 100／6×0.96≒16.0 にした値です。減速機では速度が下がってトルクが大きくなります（12.1 kW は動力としては合っています）。
• 3nL[min⁻¹] 7 200 TL[N･m] 16.0 PL[kW] 4 147：7 200 min⁻¹ と 16.0 N･m は減速比を逆に使った値で、軸入力 4 147 は 7 200 と 576 を掛けて 1 000 で割った数で、この組のトルクとも合いません。動力を 2πnT／60 で求めると 12.1 kW です。
• 4nL[min⁻¹] 200 TL[N･m] 16.0 PL[kW] 12.1：回転速度 200 min⁻¹ と軸入力 12.1 kW は合っていますが、軸トルク 16.0 N･m は 100 を6で割り 0.96 を掛けた値で、トルクが小さくなる扱いです。速度を 1／6 にするとトルクは大きくなります。