集塵用の掃除機の故障と修理（木工）
2024 12 9 (art24-0707)
木工工作に電動工具を使うと、細かい木粉が発生し空中に舞い上がります。一度、舞い上がってしまうと始末に困ります。そこで、電動工具に集塵機のホースをつないで、電動工具から出てくる木粉を吸引します。凡夫は、サイクロン式集塵機を自作し、家庭用掃除機につないで使っています。
数日前、掃除機が壊れました。掃除機は、東芝のVC-E20Jで、1985年製ですから、製造から40年ほどたちます。木工作業場に持ち込んで集塵用に使うようになって６年、その前は、家庭用の掃除機として使われていました。およそ40年間故障することなく稼働していたことになります。
掃除機の故障の症状は、電源を入れても回転しない、です。しかし、電源を入れると、本体からかすかな音がしました。音は一度だけですが、モーターが反応している音だと思われます。故障の原因は、電気回路にあるのではなく、モーターにあるようです。
掃除機のモーターには、交流整流子モーターが使われています。交流整流子モーターはブラシ付きのモーターです。交流（AC）でも直流（DC）でも使えますからユニバーサルモーターとも呼ばれています。電機子コイルと界磁コイルが直列に繋がっています。そのため、交流（AC）のように周期的に電流の向きがかわっても、電機子コイルと界磁コイルに流れる向きが同時にかわるので、回転子に働く力の向きはかわらず、回り続けます。
このモーターはブラシを整流子に接触させて電機子コイルに電流を流しています。ブラシが摩耗して小さくなると、接触不良や欠損を起こして、電気がブラシから整流子を介して電機子コイルへ流れなくなります。こうなると回転しません。掃除機に使われているブラシはカーボン（炭素）をブロック状に固めたカーボンブラシです。これは摩耗しますから、時々、ブラシの交換が必要になります。
モーターのトラブルの多くは、このカーボンブラシにあります。掃除機からモーターを取り出して、点検してみました。ブラシホルダーの留め具をはずして、カーボンブラシを引っぱり出しました。２つあるカーボンブラシの一つは、短くなっているだけでしたが、もう一つは、ブラシの先端部が欠けていました。これでは、整流子との接触不良を起こしてもおかしくありません。
カーボンブラシを交換することにしました。
同じ太さ（6x8mm）のカーボンブラシをネット通販で調べて、適当な製品を注文しました。２本で574円でした。数日後、カーボンブラシが届きましたので、さっそく交換しました。この時、ブラシホルダーの留め具が異なっていましたから、そのままでは使えません。そこで、購入したカーボンブラシの導線を切断し、元のブラシホルダーの留め具にハンダ付けして固定しました。そして、ブラシホルダーに挿入し、留め具をしめました。
モーターを掃除機の本体に収め、外カバーを取り付けて完了です。電源を入れると動きました。放置すること15分、回転は安定していましたから、直ったのでしょう。これで、木工作業を再開できます。