カーボンブラシとは？役割や寿命・交換方法について解説
カーボンブラシとは？役割や寿命・交換方法について解説します。
カーボンブラシとは何なのか、役割を知った上でお手持ちの機器の部品の確認を行い、必要があれば交換も済ませましょう。
この記事では、発電機・電動工具・掃除機などには欠かせない重要なパーツの扱い方について触れています。最近不調だと感じている機器があれば、ぜひ一度目を通しておいてください。
カーボンブラシとは？
カーボンブラシとは、 電気製品のモーターを構成する部品のひとつです。私たちが生活を送る中で必要不可欠な電気機器には組み込まれていることが多く、実は身近な場所で活躍しています。
カーボンブラシの由来や見た目について
カーボンブラシとは、その名の通り炭素を使用しているのが特徴です。「ブラシ」とは、19世紀中頃に発明されたモーターや発電機では銅線を束ねた刷子（銅編みブラシ）のようなものが使用されていたことからついた名です。
現代のカーボンブラシの見た目は四角いブロック状の形をしており、そこへバネやネジがついているものが一般的。稀に、円筒形やフォーク形などの異なる形状も存在します。
カーボンブラシの役割と仕組み
カーボンブラシとは大まかな役割で言うと、モーターや発電機の回転する部分に設置することで、通電する機能を発揮したり、火花の発生を抑制します。
カーボンブラシはひとつの機器に対し、基本的に2つ組み込まれています。片方は「整流用カーボンブラシ」と呼ばれ、電流を伝える役目があるほか、火花の発生を抑制する整流性能があります。もう片方は「集電用カーボンブラシ」といって、回転中のスリップリングに電流を供給する役割があります。これによって、回転部分に安定した電流を供給し続けることができる仕組みです。
カーボンブラシの寿命について
カーボンブラシは寿命を迎えると、交換する必要があります。ただし、素材やメーカーによって寿命が異なることから、交換時期は明確になっていません。そこで次の項目では、交換するタイミングのことなどについて詳しく解説していきます。
手持ちの機器のカーボンブラシをチェックしてみよう
手持ちの機器のカーボンブラシを一度チェックしてみましょう。
カーボンブラシが使われている機器の例
カーボンブラシが使われている機器には、家電製品（掃除機・高圧洗浄機・ドライヤー・ミシン・プリンターなど）、電動工具（電気ドライバー・電気ドリル・丸ノコ・グラインダーなど）があります。他にも玩具（ラジコン・電動トレイン・電動ロボット）や、車載用（ワイパー・スライドドア・ルーフなど）にもカーボンブラシが使われていることがあります。
ただし、これらの中でも玩具や電動工具に関しては、近年ブラシレスモーターが主流になりつつあることから、カーボンブラシが組み込まれていないものも増えています。
上記はご家庭で使われるようなものを例に挙げましたが、それ以外にも例を挙げるとすれば、架線用集電子・スリップリング・産業モータなどにもカーボンブラシが使われています。
カーボンブラシを交換するタイミングの見分け方
先ほど『カーボンブラシとは？』の寿命に関する項目で、寿命を迎えたものについては交換する必要があるとご紹介しましたが、交換するタイミングの見分け方をご紹介しましょう。
1,使用時間で判断
およその使用時間で見ると、十数時間〜100時間程度使用したものは交換時期が迫っていると考えましょう。
2,摩擦限度線で判断
カーボンブラシとはよく見てみると、摩擦限度線が入っています。この限度線を超える前に交換を行っておきたいところです。
カーボンブラシには「普通カーボン」と「ストップカーボン」の2種類があり、普通カーボンは摩擦限度線を自らチェックして、状態の確認を行う必要があります。一方でストップカーボンは、摩擦限度線を超えると自動的に通電を停止してしまいます。一度お手持ちの機器のカーボンブラシがどのようなものなのか、自ら分解できるようであれば確認を行いましょう。
3,色で判断
カーボンブラシを繋げる銅線やコイル（スプリング）部分が玉虫色に変色しているようであれば、モーター部分に負荷がかかり発熱している可能性があります。すぐに交換する必要はないものの、近いうちにはしておきたいタイミングのひとつとして覚えておくといいでしょう。
カーボンブラシを交換する方法
カーボンブラシを交換する方法についてご紹介します。
1,機器のカバーを外す
まずはカーボンブラシを交換しようと考えている機器のカバーを、ドライバーを使って外していきます。分解する方法については、製品を購入したときに付属してきた取扱い説明書を確認しましょう。紙の説明書が見当たらない場合は、ネットで製品型番を検索すると、電子説明書が見れる可能性があります。
分解した後は元に戻す必要があるため、ネジなどの細かなパーツ類は全て失くさないよう注意してください。
2,古いカーボンブラシを取り出す
機器のカバーが外せたら、古いカーボンブラシを取り出しましょう。ここで、傷んでいるかどうかカーボンブラシの状態を確認します。
3,新しいカーボンブラシを用意する
交換用の新しいカーボンブラシを用意しましょう。カーボンブラシは製品ごとに細かにモデルが異なるため、説明書やメーカーの適合表（サイズ表）を確認した上で、間違えないよう購入して下さい。それらを確認しても選び方がわからない時は、メーカーに問い合わせることをおすすめします。
カーボンブラシとは、形状や材質が異なるものを使用すると、モーターの動きに影響が出たり発火する恐れがあるので注意が必要です。また、カーボンブラシは2個1組になっているため、交換の際は2個とも同時に交換を行います。
4,新しいカーボンブラシへ交換する
新しいカーボンブラシが手元に用意できたら、古いカーボンブラシを取り出して新しいカーボンブラシを差し込みます。
この時、できればカーボンブラシを入れた状態で少し動かして、スムーズに動くかチェックを行いましょう。電動工具など動くと危ないものであれば、元通り組み直してから動作するかどうかを安全に確認してください。
その他のチェック項目
カーボンブラシを確認したついでに、周囲にも異変がないかどうかをチェックしておきましょう。モーターの発熱によりブラシホルダーが変形していないか、粉塵がホルダー内に入っているのを認めたら、そのまま使用せずホルダーも交換することをおすすめします。
カーボンブラシもそうですが、ホルダーについても自分で交換するのが難しいと感じたら、無理をせずメーカーや修理業者に依頼することも検討しましょう！
カーボンブラシはどこで売ってる？
カーボンブラシはどこで売っているのかについて。実店舗であれば家電量販店やホームセンター、カー用品店、一部ロフトや東急ハンズのような大型雑貨店で取扱われていることがあります。
あちこちの店舗を探し回るのが大変であれば、ネット通販サイトを利用するのがおすすめです。製品型番を検索して、商品が見つかったらそのまま購入できるので確実です。amazonや楽天といったECサイト、もしくは家電量販店やホームセンターのネット通販サイトも利用しやすくおすすめです。
カーボンブラシにまつわるよくある疑問と解決策
カーボンブラシにまつわるよくある疑問と解決策についてご紹介。
カーボンブラシの部分から火花が出る
モーターを駆動する際にカーボンブラシの部分から火花が発生しますが、これは通常です。モーターを止める際にもブレーキ電流により火花が生じますが、こちらも異常ではありません。ただし初期の頃に比べて火花が大きくなったと感じたら、カーボンブラシの交換時期がきているサインです。
交換を行う。もしくは、ブラシホルダーに溜まったゴミを清掃することも有効的です。モーター自体が焼けていたり、周囲のパーツが損傷しているようであれば、修理に出すことをおすすめします。
カーボンブラシが固着して外れない
カーボンブラシを新しいものに交換しようとしたものの、固着して外れない。こんな場合は、ラジオペンチなどの道具を使い、引っ張って抜きましょう。交換すると決めているようであれば、ドライバーをかましてハンマーで少し叩き、砕いてもいいでしょう。
カーボンブラシの減りが早い
整流子面が摩耗していたり汚れていると、カーボンブラシとは減りが早くなるものです。整流子面は定期的に清掃し、必要に応じて削るといいでしょう。
#600～#800くらいの目の細かいサンドペーパーを用意し、手で回転させながら均一に整流子面を軽く研磨します。研磨が済んだら、整流子面が滑らかで均一になっていることを確認して作業は完了です。
まとめ
今回はカーボンブラシとは何か解説しました！
今後も電材や工具のコラムを更新していきますので、楽しみにお待ち下さい！
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