(57)【要約】　　　（修正有）【課題】単相または３相誘導電動機の回転方向を安全で便利に判別できるようにした電動機の回転方向検出装置及びその方法を提供する。【解決手段】電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＦピックアップコイルと、Ｆピックアップコイルと一定距離を置いて位置及び付着されて電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＳピックアップコイルと、ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流を各々ＯＰアンプを利用して線形増幅する増幅部と、増幅部で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する波形整形部と、波形整形部で波形整形された電流の値を入力してＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力するマイクロプロセッサーとで構成される。【選択図】　図１
2004101498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを用いて押しボタンスイッチを作動させる場合にのみ基準電圧をはじめとする該作動電源を発生して各回路構成ブロックに供給する電源部と、
電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＦピックアップコイルと、
前記Ｆピックアップコイルと一定距離を置いて位置及び付着されて電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＳピックアップコイルと、前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流を各々ＯＰアンプを利用して線形増幅する増幅部と、
前記増幅部で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する波形整形部と、
前記波形整形部で波形整形された電流の値を入力して前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力するマイクロプロセッサーと、
前記マイクロプロセッサーの位相差判読結果による点灯制御信号を入力受けて該ＬＥＤを点灯することによって電動機の回転方向をディスプレーするＬＥＤディスプレー部で構成されることを特徴とする電動機の回転方向検出装置。
【請求項２】
前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルが相互の距離差ほど電動機内部の回転軸中心に対して角度差を有するように一定距離ほど離れて検出装置内部に位置及び付着されることを特徴とする請求項１に記載の電動機の回転方向検出装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤディスプレー部が電動機が時計方向に回転していることを示す緑色ＬＥＤと、電源が入って本発明による電動機の回転方向検出装置が作動可能な状態であることを示す黄色ＬＥＤと、電動機が反時計方向に回転していることを示す赤色ＬＥＤでなされることを特徴とする請求項１に記載の電動機の回転方向検出装置。
【請求項４】
電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に回転軸方向に接近または接触させる場合、一定距離ほど離れて位置及び付着された検出装置内部のＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに電動機内部の回転磁界による電流が誘起される第１段階と、
前記第１段階のＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流を各々二個のＯＰアンプを利用して線形増幅する第２段階と、
前記第２段階で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する第３段階と、
マイクロプロセッサーが前記第３段階で波形整形された電流の値を入力して前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力する第４段階と、前記第４段階で出力される点灯制御信号によって該色のＬＥＤを点灯する第５段階でなされることを特徴とする電動機の回転方向検出方法。
【請求項５】
前記第４段階のマイクロプロセッサーがＦピックアップコイルに誘起された電流波形の位相がＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相より二コイルの距離差ほど電動機内部の回転軸中心に対して有する一定角度ほど速いと判読した場合電動機の回転方向が時計方向であることを検出して緑色ＬＥＤを点灯させるように制御することを特徴とする請求項４に記載の電動機の回転方向検出方法。
【請求項６】
前記第４段階のマイクロプロセッサーがＦピックアップコイルに誘起された電流波形の位相がＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相より二コイルの距離差ほど電動機内部の回転軸中心に対して有する一定角度ほど遅いと判読した場合電動機の回転方向が反時計方向であることを検出して赤色ＬＥＤを点灯させるように制御することを特徴とする請求項４に記載の電動機の回転方向検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動機の回転方向検出装置及びその方法に係り、特に２個のピックアップコイル（Ｐｉｃｋｕｐ　Ｃｏｉｌ）を利用して単相または３相誘導電動機の回転方向を安全で便利に検出できるようにした電動機の回転方向検出装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に電動機は、磁界による磁力線と固定子であるステータ（ＳＴＡＴＯＲ）に巻かれたコイル間に流れる電流によって回転子であるローター（ＲＯＴＯＲ）が回転軸を基準に回転するによって回転力を発生する機械であって、従来このような電動機の回転方向を検出するためには直接電動機内部の回転軸や冷却ファンなどの回転方向を肉眼で確認することによって電動機の回転方向を検出した。
【０００３】
しかし、前記のような方法は、電動機内部の回転軸や冷却ファンなどの状態を調べてみるために電動機内部の電気的で安全でなく露出された部分まで確認しなければならないので非常に危険なだけでなく肉眼で確認過程が容易ではなくて正確な検出結果を得るのが難しい問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解決するためのものであり、その目的は一定距離を有する２個のピックアップコイルを利用して各々のピックアップコイルに誘起される電流の位相差を判読した後ＬＥＤを通して電動機の回転方向をディスプレーすることによって単相または３相誘導電動機の回転方向を安全で便利に判別できるようにした電動機の回転方向検出装置及びその方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するための本発明の電動機の回転方向検出装置は、バッテリーを用いて押しボタンスイッチを作動させる場合にのみ基準電圧をはじめとする該動作電源を発生して各回路構成ブロックに供給する電源部と、電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＦピックアップコイルと、前記Ｆピックアップコイルと一定距離を置いて位置及び付着されて電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＳピックアップコイルと、前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流を各々ＯＰアンプを利用して線形増幅する増幅部と、前記増幅部で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する波形整形部と、前記波形整形部で波形整形された電流の値を入力して前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力するマイクロプロセッサーと、前記マイクロプロセッサーの位相差判読結果による点灯制御信号を入力受けて該ＬＥＤを点灯することによって電動機の回転方向をディスプレーするＬＥＤディスプレー部で構成されることを特徴とする。
【０００６】
そして、本発明の電動機の回転方向検出方法は、電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に回転軸方向に接近または接触させる場合、一定距離ほど離れて位置及び付着された検出装置内部のＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに電動機内部の回転磁界による電流が誘起される第１段階と、前記第１段階のＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流を各々二個のＯＰアンプを利用して線形増幅する第２段階と、前記第２段階で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する第３段階と、マイクロプロセッサーが前記第３段階で波形整形された電流の値を入力して前記ＦピックアップコイルとＳピックアップコイルに誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力する第４段階と、前記第４段階で出力される点灯制御信号によって該色のＬＥＤを点灯する第５段階でなされることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参考しながら本発明による電動機の回転方向検出装置及びその方法を説明する。
【０００８】
図１は、本発明による電動機の回転方向検出装置のブロック構成図であって、バッテリーＢＡＴを用いて押しボタンスイッチ（Ｐｕｓｈ　　Ｂｕｔｔｏｎ　Ｓｗｉｔｃｈ：ＰＢＳ）を作動させる場合にのみ基準電圧Ｖｒｅｆをはじめとする該動作電源を発生して各回路構成ブロックに供給する電源部１０と、電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＦピックアップコイル１１と、前記Ｆピックアップコイル１１と一定距離を置いて位置及び付着されて電動機内部の回転磁界によって誘起される電流を感知するためのＳピックアップコイル２１と、前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流を各々ＯＰアンプを利用して線形増幅する増幅部１２、２２と、前記増幅部１２、２２で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形する波形整形部１３、２３と、前記波形整形部１３、２３で波形整形された電流の値を入力して前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流波形の位相差を判読して、この判読結果によってＬＥＤ点灯制御信号を出力するマイクロプロセッサー２０と、前記マイクロプロセッサー２０の位相差判読結果による点灯制御信号を入力受けて該ＬＥＤを点灯することによって電動機の回転方向をディスプレーするＬＥＤディスプレー部３０で構成される。
【０００９】
前記電源部１０は、９Ｖ電圧を発生するバッテリーＢＡＴと、本発明による電動機の回転方向検出装置を作動させるための押しボタンスイッチＰＢＳと、前記バッテリーＢＡＴの９Ｖ電圧から前記マイクロプロセッサー２０の作動電源である５Ｖ電圧を発生するレギュレーターＲＥＧと、複数の充放電用コンデンサーＣと、前記増幅部１２、２２内ＯＰアンプで用いられる基準電圧Ｖｒｅｆを発生するための電圧分圧用抵抗Ｒ及びコンデンサーＣでなされる。
【００１０】
前記増幅部１２、２２は、前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流を線形増幅するための二個のＯＰアンプＯＰ１、ＯＰ２及び複数の抵抗Ｒでなされて、前記マイクロプロセッサー２０は１チップ状のマイクロプロセッサーを用い、前記ＬＥＤディスプレー部３０は複数の安全用抵抗Ｒと、点灯時電動機が時計方向に回転していることを示す緑色ＬＥＤ　３０−１と、電源が入って本発明による電動機の回転方向検出装置が作動可能な状態であることを示す黄色ＬＥＤ　３０−２と、点灯時電動機が反時計方向に回転していることを示す赤色ＬＥＤ　３０−３でなされる。
【００１１】
前記のように構成された本発明による電動機の回転方向検出装置の外観は図２に図示されたものと同じで、このときＬＥＤディスプレー部３０内緑色ＬＥＤ　３０−１、黄色ＬＥＤ　３０−２、赤色ＬＥＤ　３０−３と電源部１０内押しボタンスイッチＰＢＳのみ前面に構成されていることが分かる。
【００１２】
前記のように構成された本発明による電動機の回転方向検出装置は、電動機内部の回転磁界が電動機フレーム外部を通過してある程度漏れる点を利用して具現したものである。
【００１３】
すなわち、図２のような外観を有する本発明による電動機の回転方向検出装置を電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に回転軸方向に接近（１０Ｃｍ以内）させたりまたは接触させれば検出装置内２個のピックアップコイルＦピックアップコイル１１、Ｓピックアップコイル２１に電動機内部の回転磁界による電流が誘起される。
【００１４】
このとき、前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１は検出装置内部で一定距離を有するように位置及び付着されることによってこの付着された距離の差ほど電動機内部の回転軸中心に対して角度差を有する。
【００１５】
したがって、前記角度差をθ゜といえば前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に各々誘起された電流は前記θ゜ほど位相差を有するようになることである。
【００１６】
以後、前記マイクロプロセッサー２０が前記位相差を判読して電動機の回転方向を検出して、この検出結果によってＬＥＤディスプレー部３０の該色のＬＥＤを点灯制御することによって最終的にユーザーが電動機の回転方向を安全で速かに判別することができる。
【００１７】
前記のように構成された本発明による電動機の回転方向検出装置の作動を図３と図４を参考しながら詳細に説明すると次のとおりである。
【００１８】
図３は、電動機が時計方向に回転する場合の磁界及び各種出力波形を示した図面であって、図４は電動機が反時計方向に回転する場合の磁界及び各種出力波形を示した図面であって、３相電動機を例に挙げて説明した場合である。
【００１９】
まず、電動機が時計方向に回転する場合には回転子であるローターと固定子であるステータに巻かれた３グループ（Ｇｒｏｕｐ）のコイルＡ、Ｂ、Ｃ間で発生する電動機内部の回転磁界が図３の（Ｉ）に図示されたように発生して、電動機内部の合成磁界は図３の（ＩＩ）に図示されたように時計方向に回転しながら発生する。
【００２０】
一方、図３（ＩＩＩ）の（Ａ）に図示されたように本発明による電動機の回転方向検出装置を電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に回転軸方向に接近（１０Ｃｍ以内）させたり接触させれば検出装置内部で一定距離を有するように位置及び付着されたＦピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に電動機内部の回転磁界による電流が誘起される。
【００２１】
このとき、電源部１０の押しボタンスイッチＰＢＳを押して検出装置が作動可能な状態になるようにして、レギュレーターＲＥＧを通して出力される５Ｖ電圧によってマイクロプロセッサー２０が作動してＬＥＤディスプレー部３０内黄色ＬＥＤ　３０−２を点灯させて検出装置の作動可能状態をディスプレーする。
【００２２】
続いて、増幅部１２、２２は、前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流、すなわち図３（ＩＩＩ）の（Ｂ）に図示された電流波形を各々二個のＯＰアンプＯＰ１、ＯＰ２を利用して線形増幅して、以後波形整形部１３、２３は前記増幅部１２、２２で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形することによって図３（ＩＩＩ）の（Ｃ）に図示されたような波形整形された電流の値をマイクロプロセッサー２０に出力する。
【００２３】
そうすると、前記マイクロプロセッサー２０は、前記波形整形部１３、２３で波形整形された電流の値を入力して前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流波形の位相差を判読するようになるが、すなわちＦピックアップコイル１１に誘起された電流を基準にする場合Ｆピックアップコイル１１に誘起された電流波形の位相がＳピックアップコイル２１に誘起された電流波形の位相よりθ゜ほど速いのでその位相差は陽（＋）の値で計算されるようになる。
【００２４】
これにより、前記マイクロプロセッサー２０は、Ｆピックアップコイル１１に誘起された電流を基準にした場合その電流波形の位相差が陽（＋）の値で計算されるという判読結果によって電動機の回転方向が時計方向であることを検出して該緑色ＬＥＤ　３０−１を点灯するための制御信号をＬＥＤディスプレー部３０に出力する。
【００２５】
そうすると、前記ＬＥＤディスプレー部３０は、前記マイクロプロセッサー２０の点灯制御信号によって緑色ＬＥＤ　３０−１を点灯することによって最終的にユーザーが電動機が時計方向に回転していることを判別できるようにする。
【００２６】
そして、電動機が反時計方向に回転する場合にも前記と同様に本発明による電動機の回転方向検出装置が作動するようになるが、すなわち回転子であるローターと固定子であるステータに巻かれた３グループ（Ｇｒｏｕｐ）のコイルＡ、Ｂ、Ｃ間で発生する電動機内部の回転磁界が図４の（Ｉ）に図示されたように発生して、電動機内部の合成磁界は図４の（ＩＩ）に図示されたように反時計方向に回転しながら発生する。
【００２７】
図４（ＩＩＩ）の（Ａ）に図示されたように本発明による電動機の回転方向検出装置を電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に回転軸方向に接近（１０Ｃｍ以内）させたり接触させれば検出装置内部で一定距離を有するように位置及び付着されたＦピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に電動機内部の回転磁界による電流が誘起される。
【００２８】
このとき、電源部１０の押しボタンスイッチＰＢＳを押して検出装置が作動可能な状態になるようにして、レギュレーターＲＥＧを通して出力される５Ｖ電圧によってマイクロプロセッサー２０が作動してＬＥＤディスプレー部３０内黄色ＬＥＤ　３０−２を点灯させて検出装置の作動可能状態をディスプレーする。
【００２９】
続いて、増幅部１２、２２は、前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流、すなわち図４（ＩＩＩ）の（Ｂ）に図示された電流波形を各々二個のＯＰアンプＯＰ１、ＯＰ２を利用して線形増幅して、以後波形整形部１３、２３は前記増幅部１２、２２で増幅された電流の波形を各々ＲＣ回路を利用して整形することによって図４（ＩＩＩ）の（Ｃ）に図示されたような波形整形された電流の値をマイクロプロセッサー２０に出力する。
【００３０】
そうすると、前記マイクロプロセッサー２０は、前記波形整形部１３、２３で波形整形された電流の値を入力して前記Ｆピックアップコイル１１とＳピックアップコイル２１に誘起された電流波形の位相差を判読するようになるが、すなわちＦピックアップコイル１１に誘起された電流を基準にする場合Ｆピックアップコイル１１に誘起された電流波形の位相がＳピックアップコイル２１に誘起された電流波形の位相よりθ゜ほど遅いのでその位相差は陰（−）の値で計算されるようになる。
【００３１】
これにより、前記マイクロプロセッサー２０は、Ｆピックアップコイル１１に誘起された電流を基準にした場合その電流波形の位相差が陰（−）の値で計算されるという判読結果によって電動機の回転方向が反時計方向であることを検出して該赤色ＬＥＤ　３０−３を点灯するための制御信号をＬＥＤディスプレー部３０に出力する。
【００３２】
そうすると、前記ＬＥＤディスプレー部３０は、前記マイクロプロセッサー２０の点灯制御信号によって赤色ＬＥＤ　３０−３を点灯することによって最終的にユーザーが電動機が反時計方向に回転していることを判別できるようにする。
【００３３】
一方、前記のように作動する本発明による電動機の回転方向検出装置は、前記電源部１０内押しボタンスイッチＰＢＳを押す場合にのみ作動してバッテリーＢＡＴの寿命を長時間用いることができるようにして、押しボタンスイッチＰＢＳを押す場合には前記ＬＥＤディスプレー部３０内黄色ＬＥＤ　３０−２が点灯され、電動機が時計方向に回転する場合には緑色ＬＥＤ　３０−１と黄色ＬＥＤ　３０−２が同時に点灯されて、電動機が反時計方向に回転する場合には赤色ＬＥＤ　３０−３と黄色ＬＥＤ　３０−２が同時に点灯される。
【００３４】
【発明の効果】
以上、前記で説明したように本発明は、一定距離を有する２個のピックアップコイルを利用して各々のピックアップコイルに誘起される電流の位相差を判読した後ＬＥＤを通して電動機の回転方向をディスプレーすることによって単相または３相誘導電動機の回転方向を安全で便利に判別できるようになる効果がある。
【００３５】
すなわち、電動機フレームの固定子鉄心部分外皮に軸方向に１０Ｃｍ以内接近させたり接触させる簡単な作動を通して従来のような安全上の危険負担なしに電動機の回転方向をやさしくて速かに検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動機の回転方向検出装置のブロック構成図、
【図２】本発明による電動機の回転方向検出装置の外観を示した図面、
【図３】電動機が時計方向に回転する場合の磁界及び各種出力波形を示した図面、
【図４】電動機が反時計方向に回転する場合の磁界及び各種出力波形を示した図面。
【符号の説明】
１１：Ｆピックアップコイル
２１：Ｓピックアップコイル
１２、２２：増幅部
１３、２３：波形整形部
１０：電源部
２０：マイクロプロセッサー
３０：ＬＥＤディスプレー部
ＰＢＳ：押しボタンスイッチ
ＲＥＧ：レギュレーター
ＢＡＴ：バッテリー
ＯＰ１、ＯＰ２：ＯＰアンプ
【図１】
2004101498.tif 000003
【図２】
2004101498.tif 000004
【図３】
2004101498.tif 000005
【図４】
2004101498.tif 000006