![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
モーターがダメになったので
外国製の中古モーターを
買って動かしたら、
火花が出ました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
大至急、
修理が必要なんですが
修理できますか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
うーん。
修理できるか分かりませんが
一度確認させてください。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
海外製・2.2KW・210Kgの
DCモーターですか・・・。
思ってたより大きいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
じゃあ、確認してみます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしくお願いいたします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
う~ん・・・。
カーボンブラシが
ホルダーに固着してて、
全然抜けないですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
大丈夫ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なんとか
カーボンブラシが
抜けました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
カーボンブラシの
接触面に溝が出来てて
とてもひどいですね!!
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
本当ですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
とりあえず、
カーボンブラシを
新品と交換するので
新しいブラシ下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
えっ!ないですよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
では、とりあえず
カーボンブラシの接触面を
サンドペーパーで磨いて
当たりをつけてみます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
カーボンブラシの
調整終わりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ベアリング・整流子・
ローター部に
異常はなさそうなので
試運転お願いします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
では、回します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
良かった。
ほとんど、火花が
出なくなりましたね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ありがとうございます。
しばらく様子見ます。
という、やりとりがありました。
今回は、DCモーターについて
簡単にわかりやすく
紹介していきたいと思います。
モーターの種類
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そもそも
DCモーターって
何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
私の知っている範囲で
良ければ紹介しますよ。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
よろしく
お願いいたします。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
まず、
モーターの種類から
紹介していきます。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
モーターは、
大きく分けて
- DCモーター
- ACモーター
- ステッピングモーター
の3種類があります。
参考:DCモータとは?その特徴や仕組みを紹介
シナノケンシ株式会社(ASPINA)
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
何が違うんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
DCモーターは、
DC電源によって駆動する
モーターのことで
- ブラシ付きDCモーター
- ブラシレスDCモーター
などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
DCって何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
DCは、
Direct Currentの頭文字で、
直流電流のことを言います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
次にACモーターは、
AC電源によって駆動する
モーターのことで、
- 整流子型モーター
- 同期モーター
- インダクションモーター
などがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ACって何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ACは、
Alternating Currentの頭文字で
交流電流のことを言います。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なるほど。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
最後、
ステッピングモーター
について教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ステッピングモーターは、
他のモーターと違い
回転させるのではなく
一定の角度で回転させる
モーターです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
どういうことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
イメージとしては、
時計のカチコチと動く
秒針のイメージです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
1秒ごとに動く秒針の
イメージですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
あの秒針の動きも
ステップ秒針と
言われています。
-
モーターには、
DCモーター・ACモーター・
ステッピングモーター
の3種類がある。 -
DCモーターは、DC電源によって
駆動するモーター。 -
DCとは、Direct Currentの
頭文字で、直流電流のことを言う。 -
ACモーターは、AC電源によって
駆動するモーター。 -
ACとは、
Alternating Currentの
頭文字で交流電流のことを言う。 -
ステッピングモーターは、
一定の角度で回転させるモーター。
交流電流と直流電流の違い
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
モーターの種類については
分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
交流電流と直流電流の
違いを教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
電気には、
- 交流電流
- 直流電流
があり、家で使うコンセントからの
電気は、すべて交流電流です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
交流電流って何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
交流電流は、
一定の周期で電圧の
プラスとマイナスが変化し、
それに合わせて電流の向きも
変化します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
直流電流って何ですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
直流電流は、
一定の電圧を維持して
一定の方向に電気が流れます。
代表的なものに、乾電池があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
一定方向だから、
乾電池を逆にいれると
動かないんですね。
参考:直流、交流ってなんのこと?
関西電力株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
先ほどコンセントからの
電気は、交流電流だと
言いましたが、
家庭でよく使うパソコン・テレビ・
時計・ラジオなどは、ACアダプタで
交流から直流に変換してから
電源供給しているんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ACアダプタって
交流を直流に変換する
為のものだったんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
しかも、
交流電源は、
充電することはできないので
充電するには交流電源を
直流電源に変換する
必要があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
充電するには、
交流電源を直流電源に
変換する必要が
あるんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
とは言っても、
インダクションモーターを使用する
冷蔵庫・洗濯機・エアコンは
交流で使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
でも最近は、
インバーター式が増えてきており
交流→直流→交流で
使用されています。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なんか面倒くさいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なんで、コンセントは
交流なんですか?
直流ではダメなんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
それは、
発電所で作った高圧電気を
変圧するには、交流の方が
簡単に出来るからなんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
へー。
そうなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
直流電流を
変圧しようとすると
直流を一度交流に変換してから
変圧し、再度直流に変換する
必要があるんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
送電するには
交流の方が都合が
いいんですね。
-
電気には、交流電流・
直流電流がある。 -
家で使うコンセントからの
電気は、すべて交流電流。 -
交流電流は、一定の周期で
電圧のプラスとマイナスが変化し、
それに合わせて電流の向きも
変化する。 -
直流電流は、一定の電圧を
維持して一定の方向に
電気が流れる。 -
直流電流の代表的なものに
乾電池がある。 -
ほとんどの家電は、ACアダプタで
交流から直流に変換してから
電源供給している。 -
交流電源は、
充電することはできないので
充電するには交流電源を
直流電源に変換する必要がある。 -
インダクションモーターを
使用する冷蔵庫・洗濯機・
エアコンは交流で使用される。 -
発電所で作った高圧電気を
変圧するには、交流の方が
簡単に出来る。
ブラシ付きDCモーターとは?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
直流と交流の違いは
分かりましたが、
なぜ、DCモーターから
火花が出るんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
色々なモーターの中で
基本となるモーターが
ブラシ付きDCモーター
なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
そうなんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ブラシ付きDCモーターは、
直流電流を印加するだけで
回転するモーターのことです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
回転原理を
教えて下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
回転原理は、
永久磁石もしくは電磁石の磁極N・Sの
磁界中にコイルを置き、電流を流すと
『フレミングの左手の法則』によって
電磁力が発生し、コイルが回転します。
このコイルが回転子になり磁界内で
回転します。
参考:1-1.DCモーターの構造
オリエンタルモーター株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
なんか難しそうですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
簡単に説明すると
カーボンブラシと整流子が
摺動接触することで電流が流れ、
ローター(回転子)の磁界が変化し
ステーター(固定子)の磁界とが
反発するので回転が持続します。
参考:カーボンブラシとは
オーパック株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
カーボンブラシが
きちんとついていないと
電流が流れないんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
だから、
ブラシ付きDCモーターにとって
カーボンブラシと整流子は
消耗品になるので、定期的に
メンテナンスが必要なんです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
カーボンブラシが
摩耗すると
どうなるんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
カーボンブラシが
摩耗すると
カーボンブラシとホルダーの間に
摩耗粉が溜まり、ブラシと整流子の
接触が悪くなり、火花が発生します。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
火花の原因は
これだったんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
なので、時々
カーボンブラシを動かしてみて
動くかどうか点検・清掃する
必要があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
これからは、定期的に
点検清掃します。
-
ブラシ付きDCモーターは、
直流電流を印加するだけで
回転するモーターのこと。 -
DCモーターに電流を流すと
『フレミングの左手の法則』
によって電磁力が発生し、
コイルが回転する。 -
カーボンブラシと整流子が
摺動接触することで電流が流れ、
ローターとステーターとが
反発するので回転が持続する。 -
ブラシ付きDCモーターは、
カーボンブラシと整流子が
消耗品となり、定期的に
メンテナンスが必要。 -
カーボンブラシが摩耗すると
ブラシと整流子の接触が
悪くなり、火花が発生する。 -
時々、カーボンブラシを
動かして動くかどうか
点検・清掃する必要がある。
ブラシレスDCモーターとは?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ブラシ付きDCモータに
カーボンブラシが
必要なことは分かりました。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ブラシレスDCモータって
ブラシがないモーター
ってことですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうです。
ブラシレスDCモーターは、
ブラシ付きDCモーターの欠点である
ブラシと整流子間の火花発生や
寿命が短い・ノイズ・騒音といった
問題を取り除いたモーターです。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
ブラシと整流子がないのに
回転するんですか?
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
ブラシレスDCモーターは、
ブラシと整流子を使った機械的な
仕組みから、磁極の位置を
ホール素子やエンコーダーなどで
検出する仕組みに置き換えたものです。
参考:1-7. ブラシレスモーターの構造
オリエンタルモーター株式会社
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
機械的な仕組みから
電気的な仕組みに
替えたものが
ブラシレスDCモーター
なんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
ブラシと整流子がないので
ブラシの交換等の定期メンテナンスが
不要で長寿命です。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
火花の心配がないのは
いいですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
火花発生以外にも、
- ノイズ・騒音がない。
- 精度が高い。
- 動作異常が検出できる。
といったメリットがあります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
いいことだらけですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
ただ、
直流電流プラスとマイナスを
直接つないでも回転しません。
回転させるには、必ず駆動回路が
必要になるので注意して下さい。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
直流電流を
印加するだけでは、
回転しないんですね。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
そうなんです。
駆動させるために、駆動回路が必要に
なるので、ブラシ付きモーターより
高価になります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/you1-2.jpg)
しかも、
駆動回路のためのスペースを
確保する必要があります。
![](https://60you1.com/wp-content/uploads/2020/08/yuji2.jpg)
いい事だけでは
ないんですね。
-
ブラシレスDCモーターは、
火花発生や寿命が短い・
ノイズ・騒音といった
問題を取り除いたモーター。 -
ブラシレスDCモーターは、
機械的な仕組みから
電気的な仕組みに換えたモーター。 -
ブラシと整流子がないので
ブラシ交換等の定期の
メンテナンスが不要で長寿命。 -
駆動させるためには、
駆動回路が必要になるので、
ブラシ付きDCモーターより
高価で駆動回路のための
スペースが必要。
まとめ
DCモーターは、ACモーターに比べ
制御が簡単なので、幅広く使用されて
いましが、最近ではACモータの
制御技術の進歩により減少しています。
とはいえ、電池やバッテリー等で
安価に制御できることから
電動工具のような小型モーターに
多く使用されています。
ありがとうございました。