電動工具の中で発生しているスパークは何？

タイトル通りです。
主にサンダーを使用する時に見られますが、
あれは一体なんでしょうか？
揮発性の高い雰囲気で使用すると危険な気がしますがどうでしょうか？
構造図など詳細されている参照URLとか貼ってくれたらうれしいです。
よろしくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： noname#74145 回答日時： 2007/07/13 22:23

深く理解して頂くために少々理屈っぽくなりますがお付き合いください。

サンダーなどに使われている直巻整流子モーターにはその名の通りに整流子とカーボンブラシが付いています。次にメカニズムを説明します。

カーボンブラシから回転子に電流が供給される→回転子が回る→整流子とブラシが一瞬離れる→一瞬回転子に流れる電流がゼロになる→この時に大きな逆起電力が発生する→ブラシと整流子の間でスパークが飛ぶ。

整流子とブラシが離れると言う部分ですが整流子の構造を見てもらえば分かりますが細かく分かれていますね。隙間がたくさんあります。
この隙間で電流が一瞬切れる訳でその時に大きな逆起電力が発生してブラシと整流子の間でスパークが飛ぶわけです。又何故切れるかと言うとこの瞬間に回転子に流す電流の向きを変えて常に固定子と反発するようにしているのです。

このスパークはスイッチを切った時にパチッと発生するものと原理は全く同じです。次の式をご覧ください。

－e=L(di/dt)

e=発生する逆起電力の大きさ、単位はボルト。
L=コイルの電気的な大きさ、この場合回転子に巻いたコイルと鉄心によって決まります。単位はH（ヘンリー）
di=回転子に流れていた電流10Aがブラシが離れた為にゼロになったとするとその変化量、この場合は10A。

dt=それに要した時間、例えば0,001秒。

仮にL=10ヘンリーとして計算すると発生する逆起電力は

-e=10万ボルト！
実際は隣の電極に飛ぶとかコンデンサで吸収されるとかでこの電圧が外部に漏れる事はありません。なお式にマイナスが付いているのは流れた電流と逆に発生する事を意味しています。

余談ですがこの現象を利用して
自動車の点火プラグ用高電圧発生装置、スタンガン、テレビの高電圧、ファンヒーターなどの高電圧点火装置などに利用されています。
点火装置に利用されている位ですから当然濃いガスの環境では非常に危険です。ガス漏れの時に換気扇のスイッチを入れるのは厳禁ですが同じ理由です。

この回答へのお礼

緊急入院していてお礼の返事できず、申し訳ありません。
ありがとうございました。

お礼日時：2007/08/15 09:18

No.3 回答者： oobasan 回答日時： 2007/07/13 20:40

電動工具一般でブラシと回転子の間に火花が飛びます。

揮発性の雰囲気中では危険と思いますがサンダーの使用でも火花が出るのでどうでしょうか？

モーターの火花が危険ならばエアー工具という手があります。

この回答へのお礼

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お礼日時：2007/08/15 09:18

No.2 回答者： mikao 回答日時： 2007/07/13 20:16

良い展開図が無いです。

作業中にモーターが一瞬止まる、火花の出が一定で無く激しいなどの場合交換時期です。
揮発性ガス、可燃ガスについては、その物の毎に安定し燃焼する理論空気量がありますので(実際は理論上より可燃ガスが多目の雰囲気)濃すぎても薄すぎても爆発はしませんが、その濃度に至り爆発的な燃焼を起こす可能性があり、大変危険です。
カーボンブラシ一例
http://www.netyokocho.jp/monotaro/goods/C05833642/
http://www.yamadenkanamono.jp/q_a.html

この回答へのお礼

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お礼日時：2007/08/15 09:18

No.1 回答者： takaya0131 回答日時： 2007/07/13 18:40

使用されている整流子モーターのカーボンブラシのスパークです。

富士カーボンの該当ページ
http://www.fuji-carbon.co.jp/j_service1.html#2
大手メーカーマキタの該当ページ
http://www.makita.co.jp/product/glossary/carbon_ …
揮発性の高い雰囲気でも換気を十分に行っていれば、爆発しません。

この回答へのお礼

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ありがとうございました。

お礼日時：2007/08/15 09:17