前回の記事では、ブラシ付きDCモーターとブラシレスDCモーターの違いについて説明しました。ブラシ付きDCモーターの種類は、ブラシの材質によって貴金属ブラシとカーボンブラシに分類できます。
貴金属ブラシとカーボンブラシのどちらを選択すればよいですか?
プロジェクトの初期段階では、INEEDの営業エンジニアとお客様がブラシ付きギアモーターのソリューションについて話し合います。お客様からは、高電流、高トルク、長寿命、高信頼性といった多くの要望があり、同時に低損失と低コストも考慮に入れています。ブラシ付きDCギアモーターは、基本的な電気性能を満たすだけでなく、モーター材質の選択も非常に難しい課題です。例えば、ギアボックスの材質（粉末冶金製かCNC鋼製か）、ボールベアリングの採用、高温オイルの必要性などです。まず、貴金属ブラシとカーボンブラシの5つの違いを以下の表に示します。
| Item | 貴金属ブラシ | カーボンブラシ |
| 写真 |  |  |
| 材料 | AGPD20やAGPD50のような銀合金 | 銅を添加したグラファイト |
| 特性 | 摩擦が少ない、 高効率。 可聴ノイズの低減、 電磁干渉（EMI）の低減 | 摩擦が増すと、 より高い無負荷電流 可聴ノイズの増加 電磁放射（EMI）の増加 |
| 用途 | 小型モーター（通常は直径13mm以下） 低電流アプリケーション 寿命が短い | 大型モーター（直径30mm以上） 始動・停止時および逆転運転時に、より高い電流、頻繁なピーク電流が発生します。エンドデバイスは、より高い耐久性、信頼性、長寿命を求めています。 |
| 費用 | 低コスト | より高いコスト |
| 潤滑 | 特別な潤滑が必要 | 不要 |
貴金属ブラシ
貴金属ブラシは通常、金、プラチナ、銀などの金属で作られています。貴金属ブラシは、低電流密度用途に適した安価な整流システムであり、低摩擦と高効率を特徴としています。耐久性、信頼性、長寿命、または連続運転時の低電流負荷が求められない用途では、金属ブラシが最も費用対効果の高いソリューションとなります。
カーボンブラシ
カーボンブラシの主な機能は、金属部品と摩擦する際に電気を伝導することであり、金属ブラシが金属上で摩擦を伝導するのに比べて、摩擦や焼結が起こりにくい。カーボンブラシは、電気伝導性を維持しながら摩擦による損失を低減することで、より信頼性の高い性能を提供する。モーターの整流子やスリップリング上の摺動接点として使用されるカーボンブラシは、電気伝導と電流導入の役割を果たす。優れた電気伝導性だけでなく、優れた熱伝導性や潤滑性も備え、一定の機械的強度と逆火花を抑制する能力も有する。モーター技術の継続的な発展に伴い、カーボンブラシの応用環境はますます多様化している。
実際の事例を見てみましょう。プロジェクト開始当初、お客様は2種類のブラシの違いを知らず、安価な金属ブラシを選択しました。信頼性試験を終えた時点で、金属ブラシが著しく摩耗し、破損していることが判明しました。下の写真をご覧ください。
壊れた金属ブラシ
その後のやり取りで、お客様から、大きな負荷、低電流、高トルク、頻繁なスイッチング、そして長寿命が求められる精密ドライバー用途であることが分かりました。そこで、輸入ローラーベアリングを搭載したカーボンブラシモーターをご提案しました。テストの結果、お客様は当社の高トルクブラシモーターに非常にご満足いただけました。
INEED Motors は、アプリケーションに最適なトルクと速度を選択できる、ブラシ付き DC マイクロ メタル ギアモーターの幅広い選択肢を提供します。これらのブラシ付き DC ギアモーターは、さまざまなギア比、モーター巻線、ブラシ、およびエンコーダ構成で利用できます。
リソース：
https://www.portescap.com/en/newsroom/blog/2023/03/brush-selection-for-brush-dc-motors
