ドローンのESCが故障?寿命と交換のサインを見逃すな!国土交通省事例から学ぶトラブル回避術

ドローン ESCのサムネ

ESCはドローンの内部にある小さな電子部品ですが、装着しなければは空を飛ぶことすらできません。

今回は、ドローンの飛行において心臓部とも言えるESC(イーエスシー)について、基本的な役割から、飛行性能を左右する複雑な機能、さらには自作やカスタマイズの際の選び方まで、丁寧に解説します。

国土交通省の関連資料や実際のトラブル事例も交えながら、安全な飛行に不可欠なESCの知識を深めていきましょう。

※本記事は、2025年11月時点の情報を参考に作成しています。


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目次

ドローンのESCとは?アンプとも呼ばれる重要パーツの基本

まずは、ESCがどんな部品で、なぜドローンにとって不可欠なのかを見ていきましょう。

ESC(Electric Speed Controller)の役割:モーターの回転数を制御する装置

ESCとは、Electric Speed Controller(エレクトリック・スピード・コントローラー)の略称です。

日本語では「電気式速度制御装置」と訳され、ドローンのモーターのスピード(回転数)をコントロールする専門の部品です。

ドローンのバッテリーから送られてくる電力を受け取り、フライトコントローラー(ドローンの頭脳)からの指令に応じて、各モーターに送る電力量を精密に調整します。

 

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ラジコンの世界では古くからアンプと呼ばれており、ドローンの世界でも同様の呼び方をされています

なぜESCはドローンの飛行に不可欠なのか?4つのプロペラの回転差を生み出す仕組み

ドローン(特に主流のマルチローター機)は、4つ(または6つ、8つ)のプロペラを個別に、かつ精密な制御によって複雑な動きを実現しています。

 

4つのプロペラの回転差を生み出す仕組みの画像

 

  • 上昇・下降:4つのモーターすべての回転数を同時に上げ下げします。
  • 前後左右への移動:例えば前進する場合、機体後方の2つのモーターの回転数を上げ、前方の2つの回転数を下げて機体を傾けて進みます。
  • 機首の旋回(ヨー):時計回りのモーターと反時計回りのモーターの回転数に差(反トルクの差)をつけることで、機体を水平に回転させます。

 

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ESCがフライトコントローラーからの指令を忠実に実行し、各モーターの回転数に瞬時に差を生み出すことで、ドローンは空中で安定した姿勢を保ち、操縦者の意図通りに飛行ができるのです

ドローンの飛行性能と安全性を左右する!ESCの主要機能7選

ESCの役割は、単にモーターの回転数を変えるだけではありません

現代のESCは、ドローンの安全性や飛行性能を高めるためのさまざまな補助機能を搭載しています。

 

機能名概要
1. カットオフ機能バッテリーの電圧が低下した際、自動で電力を制限し、過放電による損傷を防ぐ安全機能です。
2. BEC出力機能バッテリーからの高電圧を、カメラや受信機などが使えるよう低い電圧に変換して供給する機能です。
3. ガバナー機能突風などで負荷がかかっても、モーターの回転数を一定に保とうとする安定化機能です。
4. クーリング機能高温になるESCを、ヒートシンク(放熱板)などで冷却し、熱暴走や故障を防ぐ機能です。
5. スタートパワーモーター始動時、急激な回転で機材を傷めないよう、立ち上がりの速さを調整する機能です。
6. ブレーキタイプスロットルを下げた時、プロペラを即座に止めるか、惰性で回すかを設定する機能です。
7. アクセラレーションスロットルを上げた時、どれくらい機敏にモーターの回転数を上げるか(加速感)を設定する機能です。

① バッテリーを保護するセーフティ機能「カットオフ」

リチウムポリマーバッテリーは、電圧が下がりすぎた過放電の状態になると、性能が著しく劣化したり、最悪の場合は使用できなくなったりします。

カットオフ機能は、バッテリーの電圧が設定された下限値に近づいた場合に、自動的にモーターへの電力を制限(または停止)する機能です。

 

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バッテリーの過放電による損傷を防ぎ、機体を安全に着陸させるための最低限の電力を確保します

② 機体全体へ電力を分配「BEC出力機能」

BEC(ベック)とは「Battery Eliminator Circuit」の略です。

ドローンの飛行用メインバッテリーは電圧が高い(例:14.8V)ですが、フライトコントローラーや受信機、カメラなどの電子部品は低い電圧(例:5V)で動作します。

BEC機能は、メインバッテリーの電圧をそれぞれの部品用に降圧して供給する機能で、機体の軽量化や配線の簡素化に大きく貢献します。

 

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部品ごとに別々のバッテリーを搭載する必要がなくなります

③ 風に負けずに回転を維持する「ガバナー機能」

ガバナー機能は、モーターにかかる負荷が変動しても、回転数を一定に保とうとする機能です。

例えば、ドローンが突風を受けた際、通常なら風圧でプロペラの回転数は落ちてしまいます。

しかし、ガバナー機能が搭載されていれば、ESCが負荷の増加を検知し、自動的により多くの電力をモーターに送り込むことで、設定された回転数を維持しようとします。

 

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風の強い日でも安定した飛行が可能になります

④ 熱暴走を防ぎ性能を維持する「クーリング(冷却)機能」

クーリング(冷却)機能の画像

 

ドローンは温度が上がりすぎると熱暴走を起こし、ESCの性能が低下するだけでなく、最悪の場合は部品が焼損し、飛行中に制御不能(フェールセーフ)に陥る危険があります。

そのため、多くのESCには、発生した熱を効率よく逃がすためのヒートシンク(金属製の放熱板)が取り付けられていたり、プロペラからの風(ダウンウォッシュ)が直接当たる場所に配置されたりするよう設計されています

 

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ESCは非常に大きな電流を扱うため、動作中は高温になります

⑤ モーターの始動を調整する「スタートパワー」

モーターが回転を始めるときの、最初の電力の強さ(立ち上がりの速さ)を調整する機能です。

特に大型のプロペラを使用する場合などは、スタートパワーを「ソフト」に設定し、滑らかに回転を始めるように調整します。

 

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設定が強すぎると、モーターやギアに急激な衝撃が加わり、部品の消耗を早める原因となります

⑥ 減速のフィーリングを変える「ブレーキタイプ」

スロットルを一番下に下げた(モーターの回転を止める指令を出した)際、プロペラをどうやって停止させるかを設定する機能です。

「ブレーキOFF」の場合はプロペラは惰性で回り続けますが、「ブレーキON」に設定するとESCが能動的にブレーキをかけ、プロペラの回転を即座に停止させようとします。

 

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操縦者の好みや、レース用ドローンのように機敏な反応が求められる場合に活用されます

⑦ スロットル操作への反応速度「アクセラレーション」

スロットルを上げた(加速の指令を出した)ときに、どれくらいの速さでモーターの回転数を目標まで上げるかを設定する機能です。

機敏な反応を求める場合は設定を速くし、滑らかな飛行を求める場合は遅く設定します。

 

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「スタートパワー」が始動時のみの設定であるのに対し、アクセラレーションは飛行中の加速感全般に関わります

ドローン自作・カスタマイズの第一歩!ESCの選び方 3つのポイント

市販のドローンではESCが機体と一体化していますが、ドローンを自作する場合や、修理・カスタマイズでESCを交換する際には、自分で適切な製品を選ぶ必要があります。

ここでは、最低限確認すべき3つのポイントを解説します。

ポイント1:モーターの種類(ブラシレス用/ブラシ用)を確認

ドローンのモーターには、大きく分けて「ブラシモーター」と「ブラシレスモーター」の2種類があり、ESCも専用のものが必要です。

 

ポイント1:モーターの種類(ブラシレス用/ブラシ用)を確認の画像

 

  • ブラシモーター:構造が単純ですが、内部のブラシと呼ばれる部品が摩耗する消耗品です。ESCとモーターをつなぐ配線は2本です。
  • ブラシレスモーター:現在のドローンの主流でブラシがなく、ESCからの電子的な信号によって回転を制御します。高効率、高耐久でESCとモーターをつなぐ配線は3本です。

 

おもちゃのドローン(トイドローン)の一部を除き、現在販売されている空撮用や産業用、レース用のドローンは、ほぼすべてがブラシレスモーターを採用しています。

 

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ESCを選ぶ際もブラシレスモーター用の、配線が3本出ているタイプを選ぶのが基本です

ポイント2:モーターのパワーを引き出す「A(アンペア)数」の確認

ESCの仕様には「30A」や「50A」といった数値が必ず記載されています。

この数値は最大連続電流と呼ばれ、ESCが安全に流し続けることができる電流の上限値(アンペア)を示します。

  • 選定の基本:使用するモーターがフルパワー時に必要とする電流(最大消費電流)よりも、ESCのA数に余裕を持たせる必要があります。
  • A数が不足するとどうなるか:モーターが必要とする電力をESCが供給しきれず、ESCが自身の許容量を超える電流を無理に流そうとするため、異常発熱し、最悪の場合は焼損・故障につながります。

 

一般的な空撮機であれば30A〜50A程度が目安ですが、重い機材を搭載する大型機や瞬間的に大電力を必要とするレース用ドローンでは、100Aを超える大容量ESCが使用されることもあります。

 

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A数はドローンの性能を決める重要な要素です

ポイント3:必要な機能(安全機能・拡張機能)の有無

上記で解説したような多様な機能が、自分の用途にとって必要かどうかを見極めます。

  • 安全のための機能:バッテリーの過放電を防ぐカットオフ機能や、ESCの熱暴走を防ぐクーリング機能は、安全な飛行のために必須と言えます。
  • 拡張性のための機能:カメラやLEDなど、多くの電子機器をドローンに搭載したい場合、電力を供給するためのBEC出力機能が搭載されているESCを選ぶ必要があります。
  • 操縦性のための機能:ガバナー機能やブレーキタイプなどは、ドローンに必須ではないため、操縦の好みや機体に求める性能(安定性重視か、機敏さ重視か)に応じて機能の有無を選択します。

 

BEC機能が不要なシンプルな機体構成であれば、BEC機能が省かれたESCを選ぶことで、コストの抑制や本体の軽量化も可能になります。

 

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多機能であればあるほど良いわけではありません

ESCの種類:「単体タイプ」と「4in1タイプ」の違いとメリット・デメリット

ESCを機体に搭載する方法として、現在主流となっている2つのタイプがあります。

それぞれの特徴を知り、機体の設計思想に合わせて選びましょう

単体タイプ:モーター1基にESC1つ

 単体タイプ:モーター1基にESC1つの画像

 

1つのESCで1つのモーターを制御するタイプです。

機体のアーム(腕)部分などに、モーターの数(4機なら4つ)だけ分散して配置されます。

 

メリット・故障時に、不具合のあるESCだけを交換できるため修理コストが安い。
・アーム部分に配置するため、プロペラの風が当たりやすく放熱性に優れている。
デメリット・配線が非常に複雑になり、自作の難易度が上がる。
・ESC4つ分の重量が加わるため、合計重量が重くなりがちです。

4in1タイプ:1枚の基板で4つのモーターを制御

 4in1タイプ:1枚の基板で4つのモーターを制御の画像

 

1枚の基板(ボード)に4つのESC機能を集約したものです。

機体中央に、フライトコントローラーと重ねて搭載されることが一般的です。

 

メリット・配線が非常にシンプルになり、機体をスッキリと組み立てられます。
・単体タイプ4つよりも軽量になるケースが多いです。
デメリット・基板上の1箇所でもESCが故障すると、基板全体を交換する必要があります。
・部品が密集するため熱がこもりやすく、冷却(エアフロー)に工夫が必要です。

 

ポイント
  • 自作ドローンやレース用ドローンにおいて、小型・軽量で配線も簡単な4in1タイプが急速に普及しています。
  • しかし、修理の容易さや高い放熱性が求められる大型機などでは、今でも単体タイプが選ばれることがあります。

ESCも消耗品?飛行時間と寿命の関係性【国土交通省の事例から学ぶ】

ESCは精密な電子部品であり、常に大きな電力と熱にさらされており、モーターやバッテリーと同様に消耗品として捉える必要があります。

国土交通省の関東地方整備局が公表した実際の機材トラブル事例から、ESCの寿命と点検の重要性を見ていきましょう。

 

荒川での機材トラブル事例:「ESCの不具合」の可能性
  • 2023年1月、国土交通省 荒川下流河川事務所によるドローンの実証実験中に、使用していた機材(DJI Phantom4 Pro V2.0)が逸失するトラブルが発生
  • 機体側の不具合の可能性として、「機体の総飛行時間が70時間を超えており、ESC(ドローンのモータースピードをコントロールする部品)が不具合を起こした可能性もある」と指摘されている

※国土交通省発表

同報告書では、有識者からの意見として、「ホビー用(機体の重さが 200g 未満のドローン)の機体(Phantomもホビー用に分類される)はおおよそ50時間程度で寿命となることが多い」との見解が示されています。

 

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今回の事例における70時間超の総飛行時間は、一般的な目安とされる50時間を超えており、「寿命だった可能性も否定できない」と結論付けられています

発見しづらい不具合だからこそ定期的な点検・交換が重要

本事例で特に注目すべきは、有識者がESCの不具合について「バッテリーやモーターに比べ、発見しづらい不具合である」と指摘している点です。

目に見える異常がなくても、ESCは飛行時間に応じて確実に劣化していく消耗品であり、安全のためには総飛行時間を正確に把握し、予防的な点検や定期的な交換を視野に入れることが極めて重要であることを示しています。

 

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バッテリーのように膨らみや電圧低下で劣化が把握しやすい部品とは異なり、ESCの劣化は外観からの判断が困難です

ドローンのESCに関するQ&A

ドローンのESCに関するQ&Aの画像

Q1. ESCが故障しそうな(または故障した)場合、どんな兆候がありますか?

A1. 荒川の事例でも指摘された通り、ESCの不具合は発見しづらいのが特徴です。

しかし、以下のような兆候が現れた場合はESCの故障が疑われます。

  • 特定のモーターだけ回転が不安定になる(「息つき」のような症状が出る)。
  • スロットルを上げても、1つのモーターだけ回転が始まらない、または遅れる。
  • 飛行中に「キュルキュル」といった異音(モーターの回転と同期していないノイズ)が発生する。
  • 飛行後に確認すると、特定のESCだけが触れないほど熱くなっている。
  • モーターが意図しないタイミングで急に停止したり、再始動したりする。

 

上記のような異常を感知した場合、原因が何であれ、重大な墜落事故につながる危険が非常に高いです。

 

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すぐに飛行を中止し、専門家による点検や部品交換を行いましょう

Q2. ESCの設定を変更できる「ファームウェア」とは何ですか?

A2. ファームウェアとは、ESCなどのハードウェア(電子基板)を制御するために組み込まれている基本的なソフトウェアのことです。

  • 自作ドローンやレース用ドローンで使用されるESCの多くは、PCと接続してファームウェアを最新版に更新や、詳細設定のカスタマイズが可能です。
  • 「スタートパワー」「ブレーキタイプ」「アクセラレーション」といった機能の強弱やON/OFFの切り替え、さらにはモーターの回転方向(正回転/逆回転)の変更なども、ファームウェア設定で行います。

 

ファームウェアのカスタマイズはドローンの性能を極限まで引き出すことができる一方、設定を一つ間違えるだけで機体が全く飛ばなくなったり、最悪の場合はESCやモーターが焼損したりするリスクも伴います。

 

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市販のドローンでは通常触る必要のない部分であり、高度な専門知識が求められる領域です

ESCはドローンの性能と安全を支える心臓部

ESCは、ドローンの4つのモーターに電力を送り込み回転数を精密に制御する、まさに心臓部とも言える重要なパーツです。

カットオフやクーリングといった機能はドローンの安全飛行を根底から支え、BECやガバナーといった機能はドローンの可能性を広げますが、常に高負荷にさらされる消耗品でもあります。

国土交通省関連のトラブル事例が示すように、目に見えない劣化を正しく認識し、飛行時間を管理する意識が安全な運航には不可欠です。

 

ドローンのESCのまとめ
  • ESCは、ドローンのモーターの回転数を個別に制御する速度制御装置である。
  • バッテリー保護(カットオフ)や電力分配(BEC)、回転数維持(ガバナー)など、飛行を支える多様な機能を持つ。
  • 選ぶ際は「モーターの種類(ブラシレス用)」「A数(最大出力)」「必要な機能」の3点の確認が重要である。
  • ESCは消耗品であり、総飛行時間が50~70時間を超えると不具合のリスクが高まる可能性がある。
  • ESCの不具合は発見しづらいため、異音や回転の不安定などの兆候を見逃さず、予防的な点検・交換が事故防止の鍵となる。

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