ブラシ付きDCモータの仕組みとは？定期的なメンテナンスが必要な理由を解説

DCモータとは、直流電源を使用して動作させるモータです。高速回転が可能で起動トルクが大きいという特徴があります。DCモータは2種類に分けられます。ここではブラシ付きDCモータについて、その仕組みをわかりやすく説明します。

モータは構造や駆動方法によって、いくつかの種類に分けられます。交流電源で動作する「ACモータ」、パルス信号によって一定の角度で回転する「ステッピングモータ」、直流電源で動作する「DCモータ」に分類されます。なかでもDCモータは、そのほかのモータと比較して高速回転が可能で起動トルクが大きいことがメリットです。

DCモータはさらに「ブラシ付きDCモータ」と「ブラシレスDCモータ」の2種類に分けられます。ブラシ付きDCモータは整流子とブラシを使った機械的な仕組みで動作するモータで、ブラシレスDCモータは、整流子とブラシを用いない代わりに駆動回路で電子的に制御することで動作するモータです。DCモータの主な特徴は、以下の3つです。

今回ご紹介するブラシ付きDCモータはこれらの特徴に加えて、速度制御をしない場合は駆動回路が不要という特徴があります。

ブラシ付き・ブラシレスDCモータの違いについては、下記ページにて解説しています。

ブラシ付きDCモータとブラシレスDCモータにはどのような違いがある？それぞれを確認.

ブラシ付きDCモータは使う磁石によってさらに2種類に大別できます。

用途や必要となるモータのサイズによって、それぞれ使い分けられます。

ここまでご紹介してきたように、ブラシ付きDCモータはシンプルな構造ながらも起動トルクが大きく高速回転が可能で、速度制御しない場合は駆動回路が不要というとても使いやすいモータです。しかし、ブラシ付きDCモータには以下のようなデメリットもあります。

ブラシ付きDCモータはブラシと整流子が常に接触しています。接触した状態で回転すると、そこから電気ノイズや騒音が発生するのです。

また、寿命が短いことは特に注意すべきポイントです。ブラシと整流子が常に接触した状態で回転することで、ブラシと整流子は摩擦で徐々に削れ、劣化してしまうのです。金属製のブラシが摩耗すると整流子と接触できなくなり、うまく電気が流れなくなります。これによりブラシ付きDCモータは正常に動作しなくなります。そのため、ブラシと整流子はあくまでも消耗品であり、定期的な点検や交換などのメンテナンスが必要であることを理解しましょう。

DCモータはブラシ付きDCモータとブラシレスDCモータの2種類に分類できます。ブラシ付きDCモータは、磁石の内側でコイルが回転します。コイルが回転しブラシと接触している整流子が切り替わることでコイルが回転し続け、モータが駆動します。

シンプルな構造ですが、ブラシレスDCモータのブラシと整流子は常に接触したまま回転し、摩耗するので、定期的な交換といったメンテナンスが必要です。