ブラシ付きモーターとブラシレスモーター

ツールの世界では突然大きな進歩が起こることがよくありますが、数年前もそのような時期の 1 つでした。これはブラシレス モーター テクノロジーと呼ばれるもので、コードレス ツール全体のパフォーマンスを即座に向上させることが期待されています。現在、すべての工具メーカーがブラシレス工具を市場に投入しており、店頭に並んでいるコードレス工具の多くはまだブラシレスではありませんが、この新技術は注目に値します。その理由を理解するには、何を理解する必要がありますかブラシレスすべては電気モーターの文脈に当てはまります。以下の 2 種類のモーターが見えますが、ツールのテスト中に視認性を高めるために少し開けられています。

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左側のマキタドリルには従来のブラシが付いており、右側のミルウォーキーはブラシレスです。ブラシ付き設計の機械的な複雑さはすべて、内部回路の機械的な単純さによって回避されます。

従来、電動工具のモーターには、バネ仕掛けの小さなカーボンブロックが内部に隠されていました。これらのブロックはブラシと呼ばれ(見た目は「ブラシ」のようには見えず、毛もありません)、モーターの回転部分を押し、回転するときに電気を供給し、同時に回転電界の生成を助けます。モーターを回転させるのはモーター内の回転磁場であり、ブラシは 1 世紀以上にわたってこれを実現するために不可欠な部分でした。しかし、ブラシは便利ですが、2 つの大きな制限があります。磨耗して摩擦が生じます。

ブラシは回転する内部モーター部品と擦れるように設計されているため、時間が経つと摩耗します。それはまさにその通りで、ブラシを適時に交換しないと、ツールのモーターは使用を続けると壊れてしまいます。ブラシに関するもう 1 つの問題は、エネルギーの無駄遣いです。こすれるということは摩擦と火花の発生を意味します。これは、他のすべてが同じ場合、各バッテリー充電で行われる作業が少なくなることにつながります。

ブラシレスツール摩耗の問題と摩擦の問題の両方を回避し、古いブラシ型モーターよりもはるかにシンプルな設計でこれを実現します。上に 2 種類のドリルを並べて表示すると、違いがわかります。モーターについて何も知らなくても、間違いなく違いがわかります。

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これより簡単なものは何でしょうか?ブラシレス モーターを備えたコードレス ドリルの内部部分を見ると、このアプローチがいかにシンプルであるかがわかります。動作寿命が長く、内部摩擦が少ないことが、ブラシレス電動工具モーターが普及し続ける理由です。

DC 電気モーターを回転させるブラシ、スプリング、その他の部品からなる機械システムの代わりに、ブラシレス ツールは電子回路を使用して、はるかに少ない可動部品で同じことを実現します。その結果、工具寿命が長くなり、1回の充電で達成できる作業量が増えるという、メーカーからのかなり高い主張が得られました。ブラシレス工具モーターは、ブラシ式モーターよりも磨耗するまで少なくとも 1000% 長く持続し、充電が必要になるまでに所定のバッテリー パックから 50% 多くの作業を実行できるとされています。しかし、主張するのは簡単なので、私は自分で現実を確認することにしました。

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この DEWALT ブラシレス ドリルを開くと、ブラシレス電動工具のより単純なモーターが表示されます。そこからつながるワイヤを備えた回路は、機械的なブラシとスプリングの代わりになります。

テストするブラシレスツールスピードと耐久性を重視して、18 ボルトのミルウォーキー FUEL 2604 ブラシレス ドリルに、2 つの新しい同等のブラシ スタイル ドリル、20 ボルトの DeWALT DCD989 と 18 ボルトのマキタ BHP454 に装着したのと同じ種類の 9/16 インチ ドリル ビットを取り付けました。3 つのツールはすべて、各テスト実行の開始時に 3.0 アンペア時のバッテリーを完全に充電していました。1 回の充電でハードメープルの丸太の端に深さ 10 インチの穴を何個開けることができるか、またこれらの穴をあけるのにどれくらいの時間がかかるかを測定しました。このテストを数回繰り返し、生産数と速度の数値を平均して精度を高めました。結論: ミルウォーキーのブラシレス FUEL ドリルは、同じサイズのバッテリーを使用した競合する最高のブラシ付きドリルよりも 40% 長く動作し、次に優れたモデルよりも 22% 速く動作しました。ブラシとブラシレスの内部技術的な違いをより詳細に確認し、3 つのドリルすべてが相互にどのように比較されるかを正確に確認します。

ブラシレスツールによってもたらされるパフォーマンスの向上は、熱の形で失われるエネルギー量を削減し、代わりにこのエネルギーを仕事に変換することによってもたらされます。速度と持久力に目に見える違いがあるだけでなく、負荷がかかった状態でドリルを使用しているときに手の違いを感じることもできます。掘削中はブラシ型ドリルの通気口から大量の熱が噴き出しましたが、ミルウォーキー号はご想像のとおり、著しく涼しく動作しました。


投稿日時: 2022 年 6 月 16 日