(57)【要約】【課題】  コンデンサラン型誘導電動機の実負荷状況を監視するための検出部および表示部の各素子を直列接続させ、進相コンデンサからの電流供給を最小限に抑えることができるコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置を提供する。【解決手段】  主巻線と、この主巻線と電気角が異なる位置に設けられた補助巻線と、この補助巻線に接続された進相コンデンサＣｏとを有するコンデンサ電動機Ｍの負荷状態を表示する装置において、前記コンデンサ電動機Ｍの負荷状態を表示する表示部として、互いに直列接続した抵抗ＲＬと複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５からなる直列回路を、前記進相コンデンサＣｏに接続し、電動機の負荷の増大に伴う前記進相コンデンサＣｏの電圧変化に応じて、前記発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点灯数を増加させるように切り換える負荷表示切り換え部４を設けたことにある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主巻線と、この主巻線と電気角が異なる位置に設けられた補助巻線と、この補助巻線に接続された進相コンデンサとを有するコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置において、前記コンデンサ電動機の負荷状態を表示する表示部として、互いに直列接続した抵抗と複数の発光ダイオードからなる直列回路を、前記進相コンデンサに接続し、電動機の負荷の増大に伴う前記進相コンデンサの電圧変化に応じて、前記発光ダイオードの点灯数を増加させるように切り換える負荷表示切り換え部を設けたことを特徴とするコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置。
【請求項２】
前記進相コンデンサの電圧を検出する検出部を設け、この検出部の検出電圧に基づいて前記発光ダイオードを順次点灯させるように前記負荷表示切り換え部を構成した請求項１に記載のコンデンサ電動機の負荷を表示する装置。
【請求項３】
前記検出部を、抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサの直列回路で構成した請求項２に記載のコンデンサ電動機の負荷を表示する装置。
【請求項４】
前記負荷表示切り換え部を、複数のダーリントン接続されたトランジスタ回路で構成し、前記トランジスタ回路を、ツェナーダイオードを通して流れるベース電圧によって作動させ、前記各発光ダイオードを順次点灯させるように構成した請求項３に記載のコンデンサ電動機の負荷を表示する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置としては、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１の技術としては、コンデンサラン型誘導電動機の負荷検出を行うもので、この場合、表示部として、コンデンサに、抵抗と発光ダイオード（ＬＥＤ）とツェナーダイオードからなる直列回路を互いに並列接続し、各ツェナーダイオードのツェナー電圧の違いによって前記発光ダイオードが各々異なる電圧で点灯するように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４８０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に記載の先行技術によると、無負荷時の発光ダイオード点灯は全点灯で負荷が増加するにつれ発光ダイオードが消灯し、拘束時には発光ダイオード１個が点灯する表示内容である。
したがって、特許文献１によると、電圧検出部のツェナーダイオード、および表示部の発光ダイオードを、進相コンデンサと並列に接続することで回路構成を簡易にできる優位点はあるものの、各発光ダイオードが互いに並列接続であるため、発光ダイオード点灯のための電流消費が多くなり、小型モータにおいてはこの電流消費によりモータ振動が発生してしまう。
また、拘束時のアラーム出力についても、特許文献１に記載の先行技術によると、拘束時とその直前の２つの状態の監視によりアラーム出力を判別し、またその監視及び比較を行うため、外部電源（DC５V）が必要であった。
特に、小型モータにおいては、検出部への電流供給がモータ電流に比較し多く必要になる。このため、モータ振動などモータ特性に影響が出てしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、コンデンサラン型誘導電動機の実負荷状況を監視するための検出部および表示部の各素子を直列接続させ、進相コンデンサからの電流供給を最小限に抑えることができるコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、主巻線と、この主巻線と電気角が異なる位置に設けられた補助巻線と、この補助巻線に接続された進相コンデンサとを有するコンデンサ電動機の負荷状態を表示する装置において、前記コンデンサ電動機の負荷状態を表示する表示部として、互いに直列接続した抵抗と複数の発光ダイオードからなる直列回路を、前記進相コンデンサに接続し、電動機の負荷の増大に伴う前記進相コンデンサの電圧変化に応じて、前記発光ダイオードの点灯数を増加させるように切り換える負荷表示切り換え部を設けたことにある。
また、前記進相コンデンサの電圧を検出する検出部を設け、この検出部の検出電圧に基づいて前記発光ダイオードを順次点灯させるように前記負荷表示切り換え部を構成したことにある。
さらに、前記検出部を、抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサの直列回路で構成したことにある。
またさらに、前記負荷表示切り換え部を、複数のダーリントン接続されたトランジスタ回路で構成し、前記トランジスタ回路を、ツェナーダイオードを通して流れるベース電圧によって作動させ、前記各発光ダイオードを順次点灯させるように構成したことにある。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１によれば、コンデンサラン型誘導電動機の負荷状況表示において、モータ特性に影響を与えることなく実現することができる。複数の発光ダイオードを直列に接続したので、消費電力を極力抑えることができる。
請求項２によれば、進相コンデンサの電圧は負荷が増えるごとに低くなり、検出部の電圧も負荷が増えるごとに低くなるので、負荷表示切り換え部で電流径路を切り換えることにより発光ダイオードの点灯数を調整することができる。
請求項３によれば、検出部を、抵抗、ツェナーダイオード、コンデンサの直列回路で構成したので簡単な回路構成で負荷電圧を検出することができる。また、前記ツェナーダイオードによって、前記コンデンサの耐圧電圧を小さくできるため、小さなコンデンサを使用でき、よって装置を小型化できる。
請求項４によれば、負荷表示切り換え部を、複数のダーリントン接続されたトランジスタ回路で構成し、前記トランジスタ回路を、ツェナーダイオードを通して流れるベース電圧によって作動させ、前記各発光ダイオードを順次点灯させるように構成したので、負荷変動に応じて発光ダイオードの点灯を自動で切り換えることができる。また、モータ特性に影響を与える検出部・切り換え部での消費電力を抑え、かつ発光ダイオードを確実に切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態によるコンデンサ電動機の負荷を表示する装置を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施の形態によるコンデンサ電動機の負荷を表示する装置を示す回路図である。
【図３】図２の動作説明をするための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図示の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、コンデンサラン型誘導電動機Ｍは、通常、主巻線Ｌａと、この主巻線Ｌａに対して電気角で９０°ずらせて二相に配置した補助巻線Ｌｂと、この補助巻線Ｌｂに直列接続された進相コンデンサＣｏとで構成されている。このコンデンサラン型誘導電動機Ｍは、単相電源Ｑに接続されている。
【００１０】
１は、進相コンデンサＣｏの両端に並列接続された検出表示装置である。検出表示装置１は、進相コンデンサＣｏに並列接続された負荷表示器２と、この負荷表示器２に並列接続された検出部３と、この検出部３の検出電圧に基づいて負荷表示器２を作動させる負荷表示切り換え部４と、負荷表示器２に直列接続されたアラーム出力部５とを備えている。
【００１１】
前記負荷表示器２は、抵抗ＲＬと、直列接続された複数の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の直列回路で構成されている。この直列回路にアラーム出力部５が直列接続されている。前記検出部３は可変抵抗器Ｒ１と、この可変抵抗器Ｒ１に直列接続された抵抗器Ｒ２と、この抵抗器Ｒ２に直列接続されたツェナーダイオードＺＤと、該ツェナーダイオードＺＤに直列接続されたコンデンサＣ１の直列回路で構成されている。進相コンデンサＣｏは一端を、ダイオードＤ１を介して前記抵抗ＲＬと可変抵抗器Ｒ１に接続されており、進相コンデンサＣｏは他端を、アラーム出力部５とコンデンサＣ１に接続されている。
【００１２】
前記負荷表示切り換え部４は、それぞれトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２をダーリントン接続した複数のスイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４で構成されている。スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれトランジスタＴＲ１のコレクタ側を各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５のカソード側に接続し、トランジスタＴＲ１のそれぞれエミッタ側を進相コンデンサＣｏの他端側に接続している。各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、例えば、赤色に発光し、進相コンデンサＣｏの電圧変化を知らせることができる。発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の色は、何色の発光ダイオードでも良く、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の色は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の色をグリーンあるいは青にし、発光ダイオードＬＥＤ４の色を黄色にし、発光ダイオードＬＥＤ５の色を赤にすることもできる。アラーム出力部５は、フォトカプラを用いており、最終的に赤色に点灯、或いは点滅させて、または警報音とともに非常事態であることを知らせることができる。
【００１３】
前記スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４は、スイッチング回路Ｓ１のトランジスタＴＲ１のコレクタ側を発光ダイオードＬＥＤ１のカソード側に接続し、スイッチング回路Ｓ２のトランジスタＴＲ１のコレクタ側を発光ダイオードＬＥＤ２のカソード側に接続し、スイッチング回路Ｓ３のトランジスタＴＲ１のコレクタ側を発光ダイオードＬＥＤ３のカソード側に接続し、スイッチング回路Ｓ４のトランジスタＴＲ１のコレクタ側を発光ダイオードＬＥＤ４のカソード側に接続している。スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４のトランジスタＴＲ１のエミッタ側は共通接続して進相コンデンサＣｏの他端に接続している。一方、スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４のトランジスタＴＲ２は、コレクタ側をトランジスタＴＲ１のコレクタ側に共通接続し、エミッタ側をトランジスタＴＲ１のベースにそれぞれ接続している。このスイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４のトランジスタＴＲ２のエミッタ側にはそれぞれ抵抗ＲＢ０が接続されてトランジスタＴＲ１のエミッタ側に接続されている。また、スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４のトランジスタＴＲ２のベース側には抵抗ＲＢ１が接続され、ツェナーダイオードＺＤとコンデンサＣ１の接続点に接続されている。前記ツェナーダイオードＺＤとコンデンサＣ１の接続点と抵抗ＲＢ１との間と、トランジスタＴＲ１のエミッタ側との間には抵抗ＲＢ２がそれぞれ接続されている。
【００１４】
上記実施の形態の動作を説明する。
進相コンデンサＣｏの電圧は負荷が増える毎に低くなり、検出部３の電圧も負荷が増える毎に低くなる。コンデンサラン型誘導電動機Ｍが無負荷で運転されている場合、検出部３で検出される電圧は高い電圧となり、負荷表示切り換え部４のスイッチング回路Ｓ１が作動し、負荷表示器２の発光ダイオードＬＥＤ１が例えば赤色に点灯する。
【００１５】
次に、負荷が増加し、検出部３の電圧が低くなると、負荷表示切換え部４のスイッチング回路Ｓ１のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２はＯＦＦとなり、スイッチング回路Ｓ２のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２がＯＮとなる。そして、負荷表示器２の発光ダイオードＬＥＤ２が発光ダイオードＬＥＤ１と共に点灯する。
【００１６】
さらに、負荷が増加し、検出部３の電圧が低くなると、負荷表示切換え部４のスイッチング回路Ｓ２のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２はＯＦＦとなり、スイッチング回路Ｓ３のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２がＯＮとなる。そして、負荷表示器２の発光ダイオードＬＥＤ３が発光ダイオードＬＥＤ２および発光ダイオードＬＥＤ１と共に点灯する。
【００１７】
そして、更に負荷が増加し、検出部３の電圧が低くなると、負荷表示切換え部４のスイッチング回路Ｓ３のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２はＯＦＦとなり、スイッチング回路Ｓ４のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２がＯＮとなる。そして、負荷表示器２の発光ダイオードＬＥＤ４が、発光ダイオードＬＥＤ３、発光ダイオードＬＥＤ２および発光ダイオードＬＥＤ１と共に点灯する。
【００１８】
更に負荷が増え過負荷（拘束）状態になると、検出部３の電圧が極端に低くなり、スイッチング回路Ｓ４のトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２がＯＦＦになると、負荷表示器２の総ての発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が点灯し、アラーム出力部５を作動させる。
【００１９】
このように、上記実施の形態では、コンデンサラン型誘導電動機Ｍの負荷状態により進相コンデンサＣｏの電圧が変化することから、直列に接続した発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を、負荷に応じ外部からの切換えスイッチ等の操作ではなく、自動で切換わるようにしている。そして、検出部３の電圧の高低（＝負荷の大小）にて負荷表示切換え部４で電流経路を切換えることにより５個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点灯数を調整する。こうして、無負荷時には、１個の発光ダイオードＬＥＤ１を点灯させ、負荷が増加する毎に発光ダイオードの点灯数を増加させ、拘束時には、総ての５個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を点灯させる表示内容となり、負荷の増加と共に発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の数が増加するので、負荷状態を５個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点灯によって容易に知らせることができ、負荷状況の判別がし易い表示方法になっている。また、表示部を構成する発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５を直列接続したので、アラーム出力部５のフォトカプラをそのまま直列に接続するだけで、外部電源も不要で拘束時の信号を取り出すことができる。
【００２０】
図２および図３は、負荷検出回路の他の実施の形態で、図１と同一部分は同符号を付してその説明を省略して説明する。
この場合、前記スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４に接続された抵抗ＲＢ２は、省略し、スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ３に接続された抵抗ＲＢ１と、ツェナーダイオードＺＤとコンデンサＣ１の接続点との間には、ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３が接続されている。ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３は、ツェナーダイオードＺＤとコンデンサＣ１の接続点が各ツェナーダイオードＺＤ１、ＺＤ２、ＺＤ３のツェナー電圧になると導通するように設定されている。例えば、ツェナーダイオードＺＤ１は、６．２Ｖで作動するように設定されており、ツェナーダイオードＺＤ２は、４．７Ｖで作動するように設定されており、ツェナーダイオードＺＤ３は、３．３Ｖで作動するように設定されている。
【００２１】
そして、図３に示すように、コンデンサラン型誘導電動機Ｍの無負荷時には、進相コンデンサＣｏの電圧を検出する検出部３の電圧は高くなり、ツェナーダイオードＺＤ１が導通してスイッチング回路Ｓ１を構成するトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２が作動する。こうして図示矢印Ａ１のように電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ１がグリーン色に点灯する。
【００２２】
次に、コンデンサラン型誘導電動機Ｍの５０％負荷時には、進相コンデンサＣｏの電圧を検出する検出部３の電圧は低くなり、ツェナーダイオードＺＤ２が導通してスイッチング回路Ｓ２を構成するトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２が作動する。こうして図示矢印Ａ２のように電流が流れ、発光ダイオードＬＥＤ２がグリーン色に点灯する。
【００２３】
そして、定格負荷時には、進相コンデンサＣｏの電圧を検出する検出部３の電圧は低くなり、ツェナーダイオードＺＤ３が導通してスイッチング回路Ｓ３を構成するトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２が作動し、発光ダイオードＬＥＤ３がグリーン色に点灯する。
【００２４】
また、１２０％負荷時には、進相コンデンサＣｏの電圧を検出する検出部３の電圧は低くなり、スイッチング回路Ｓ４を構成するトランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２が作動し、発光ダイオードＬＥＤ４が黄色に点灯する。
さらに、負荷が増大して拘束状態になると、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が点灯して拘束状態であることを表示する。このとき、電流はＡ５のように流れ、発光ダイオードＬＥＤ５は、赤色に点灯して警告を発することができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、前記スイッチング回路Ｓ１〜Ｓ４には、トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ２の回路を用いたがサイリスタ等の他の素子を用いることもできる。また、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は、必ずしも５個に限定されるものではなく、検出・表示したい負荷状態に応じて増減させることができる。など、その他本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変更して実施することができるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１  検出表示装置
２  負荷表示器
３  検出部
４  負荷表示切り換え部
５  アラーム出力部
Ｍ  コンデンサラン型誘導電動機
Ｃｏ  進相コンデンサ
Ｓ１〜Ｓ４  スイッチング回路
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５  発光ダイオード
ＴＲ１、ＴＲ２  トランジスタ
【図１】
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【図２】
2011160498.tif 000004
【図３】
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