(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータの回転軸に連結された速度検出器から出力される検出信号と、上記ファンモータの異常回転を判断する基準信号とを比較回路にて比較し、その差異から警報を発生するようにした回転異常検出器付ファンモータにおいて、
上記速度検出器から出力される検出信号が上記ファンモータの回転数に比例した電圧であり、上記基準信号が、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例した電圧であることを特徴とする回転異常検出器付ファンモータ。
【請求項２】
ファンモータの回転軸に連結された速度検出器から出力される検出信号と、上記ファンモータの異常回転を判断する基準信号とを比較回路にて比較し、その差異から警報を発生するようにした回転異常検出器付ファンモータにおいて、
上記基準信号を、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例した信号として、信号発生器から出力させることを特徴とする回転異常検出器付ファンモータ。
【請求項３】
ファンモータの回転軸に連結された速度検出器から出力される検出信号と、上記ファンモータの異常回転を判断する基準信号とを比較回路にて比較し、その差異信号から警報を発生するようにした回転異常検出器付ファンモータにおいて、
上記速度検出器から出力される検出信号が上記ファンモータの回転数に比例した電圧であり、上記基準信号を、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例する電圧として、周波数−電圧変換回路から出力させ、
上記比較回路で、上記ファンモータの回転数に比例した電圧が、上記基準信号の電圧を下回ったとき、上記警報を発生することを特徴とする回転異常検出器付ファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転異常検出器付ファンモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動作中に発熱する部品を有する機器や装置を冷却するファンモータには、ファンモータの故障からくる回転停止により機器内の異常な温度上昇を未然に防ぐため、所定の回転数以下となったときに警報信号（アラーム）を送出する回転異常検出器を有するタイプがある。
回転異常検出回路の基本原理は、図５に示すようにファンモータ１０１と回転軸１０２を介して一体に設置された速度検出用発電器１０３からの交流電圧を、整流、平滑回路１０４で直流電圧に変換し、この変換後の直流電圧を基準電圧Ｖ１と比較して回転数の異常を検出する。上記速度検出用発電器１０３からの電圧は、ファンモータ１０１の回転数に概ね比例する。これにより、異常を検出したい回転数に相当する電圧を基準電圧Ｖ１として、比較回路１０５を利用して比較することで、回転数が定められた値すなわち異常を検出したい回転数（以下、異常検出回転数という）を下回ったことを検出し、上記比較回路１０５の出力により警報を発生するようになっている。通常、この異常検出回転数は、正常時の回転数の概ね７割とし、正常時の回転数は、一定しているため、異常検出回転数に相当する基準電圧Ｖ１も一定の値である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、インバータと呼ばれる疑似的に交流を発生させる装置が広く使われるようになったが、このインバータを使うことで、ファンモータを任意の回転数で回転でき、風量や騒音を使われる機器にもっともよい状態に設定できるようになった。しかしながら、上記異常検出回転数は、一定の値であるため、運転状態によっては、ファンモータの回転数が上記異常検出回転数を下回り、ファンモータが故障したと見なしてしまうという問題があった。
【０００４】
上記の問題は、ファンモータを利用して機器を設計する際に、ファンモータの回転数を任意に設定できるにもかかわらず、異常検出回転数は、一定した値であるために、起きるのである。この対策として、例えば、特開平４−２５２８９８号に示されるファンの１回転毎に発生するパルスと回転数監視用パルスとを比較する方法を応用して、回転数監視用パルスを電源周波数と連動するように回転異常検出器を構成すれば、一応の解決はできる。しかしながら、この方法では、ファンモータから発生するパルスの周期と回転数監視パルスおよび電源周波数とから回転異常検出が可能になるように、電源部分も含めて構成する必要があり、その実現は困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は電源周波数に適した異常検出回転数でファンモータの回転の異常の有無を監視することが可能で、かつ従来の装置でも同じように利用できる回転異常検出器付ファンモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を解決するためになされたものであり、ファンモータの回転軸に連結された速度検出器から出力される検出信号と、上記ファンモータの異常回転を判断する基準信号とを比較回路にて比較し、その差異から警報を発生するようにした回転異常検出器付ファンモータにおいて、次のとおりである。
上記速度検出器から出力される検出信号が上記ファンモータの回転数に比例した電圧であり、上記基準信号が、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例した電圧である回転異常検出器付ファンモータである。
また、上記基準信号を、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例した信号として、信号発生器から出力させる回転異常検出器付ファンモータである。
さらに、上記速度検出器から出力される検出信号が上記ファンモータの回転数に比例した電圧であり、上記基準信号を、上記ファンモータに電力を供給して該ファンモータを駆動する交流電源の周波数に比例する電圧として、周波数−電圧変換回路から出力させ、上記比較回路で、上記ファンモータの回転数に比例した電圧が、上記基準信号の電圧を下回ったとき、上記警報を発生する回転異常検出器付ファンモータである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係る回転異常検出器付ファンモータの一実施の形態を示す。ファンモータ１に回転軸２を介して一体で設置された速度検出用発電器３は該ファンモータ１の回転数に比例した大きさの交流電圧を発生する。この交流電圧を、整流、平滑回路４で直流電圧に変換する。次に、比較回路５で、異常を検出したい回転数に相当する電圧すなわち異常検出用基準電圧Ｖ１と、上記整流、平滑回路４で直流電圧に変換された上記ファンモータ１の回転数に比例した大きさの電圧とを比較し、上記ファンモータ１の回転数に比例した大きさの電圧が上記異常検出用基準電圧Ｖ１を下回った場合に、警報を出力する。この際、前記異常検出用基準電圧Ｖ１は、従来は一定の値としているが、本発明では、交流電源６に並列に接続された周波数−電圧変換回路７からの電圧を前記異常検出用基準電圧Ｖ１として利用する。上記周波数−電圧変換回路７は、電源６の周波数に比例した電圧を異常検出用基準電圧Ｖ１として発生し、一方、ファンモータ１は、電源６の周波数にほぼ比例した回転数で回転するため、上記ファンモータ１の回転数に比例した大きさの電圧と上記異常検出用基準電圧Ｖ１との比は、電源の周波数によらず、ほぼ一定となる。したがって、電源６の周波数によって正常時の回転数が変わったとしても、異常検出回転数も同じ割合で変わるため、正常時の回転数に対して、電源６の周波数によらず、同じ割合の回転数を異常検出回転数とすることが可能となる。
【０００８】
ここで、本発明の中心的な役割を果たす周波数−電圧変換回路７について例を基に詳しく説明する。図２は、周波数−電圧変換回路の一例として、単安定マルチバイブレータを用いて構成したものである。図３は、図２の各部の動作波形図である。
ＡＣ電源に並列に接続されたフォトカプラＰＣは、電源電圧が正の時のみ内部トランジスタを動作させる。したがって、抵抗Ｒ２を介して、ＤＣ電源に接続された該フォトカプラＰＣのコレクタ電圧は、図３に示す電源の電圧波形ａに対して、同図に示すパルスｂとなる。
【０００９】
次に、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ３で構成された微分回路により、図３のパルスｂは、同図に示すようなパルスｃに変換される。つまり、図３のパルスｂの立ち上がり時には正の鋭いパルスに、立ち下がり時には、負の鋭いパルスに変換される。この正の鋭いパルスは、後段の演算増幅器ＯＰとコンデンサＣ２、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ５，Ｒ６で構成される単安定マルチバイブレータを動作させ、一定の長さのパルスを発生させる。
【００１０】
すなわち、図３の電圧波形ｃが抵抗Ｒ５とＲ６からなる抵抗分割により発生する基準電圧（図３に示す波形ｅ）を越えると、演算増幅器ＯＰは、ほぼＤＣ電源の電圧に等しい電圧を出力する。この出力は、コンデンサＣ２を介して、演算増幅器ＯＰの＋入力側に戻り、＋入力側を前記基準電圧よりも高い電圧レベルに維持する。一方、演算増幅器ＯＰの＋入力側には、抵抗Ｒ４も接続されており、＋入力側の電圧レベルは、前記抵抗Ｒ４を介して、徐々に低下する。これが、図３における動作波形ｄである。ダイオードＤ１は、演算増幅器ＯＰの入力側の電圧が前段の抵抗Ｒ３を通して、急速に低下するのを防止するためにある。図３に示す動作波形ｄが、基準電圧を示す波形ｅを下回ったときに演算増幅器ＯＰの出力は停止するため、結果として、図３のｆに示すような電源電圧の周期で発生する一定の長さのパルスが得られる。このパルスｆを抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３で構成する積分回路で平滑すると、図３のｇに示す直流電圧信号が得られる。上記パルスｆは、電源の周波数が変わっても、そのパルスｆの長さは変わらないため、電源の周波数が高い場合は、図３のｆで出力している時間の占める割合が大きくなり、図３のｇの電圧レベルは高くなる。
【００１１】
一方、電源の周波数が低い場合は、図３のｆで出力している時間の占める割合は、小さくなり、図３のｇの電圧レベルは、低くなる。以上の動作により、電源の電圧波形ａの周波数に比例した電圧ｇが得られることになる。
上記の説明は、演算増幅器を用いた周波数−電圧変換回路の例であるが、これは一例であり、例えば、ディジタル処理を行っても良いし、本発明の効果には何らの違いはない。
【００１２】
他の実施の形態として、ファンモータ１の１回転毎に発生する三角波を基にファンモータ１の回転数の異常を判断する例について、図４を基に説明する。ファンモータ１の回転軸２に一体で設置された径方向に交互に磁化された磁石８は、ファンモータ１の回転にあわせて回転し、磁束密度を変化させる。この磁束密度の変化をファンモータ１に組み込まれたホール素子９で電圧信号に変換する。ホール素子９からの出力は、磁石８の回転による磁束密度の変化に比例した電圧であるため、これを比較回路１０でパルスに変換し、さらに微分回路１１でパルスの立ち上がり時に出力する鋭いパルスに変換する。この微分回路１１から出力される鋭いパルスをもとに三角波発生回路１２で、定められた割合で上昇する三角波をファンモータ１の１回転毎に定められた数だけ発生させる。次に単安定マルチバイブレータ１３で該三角波のピーク値と異常検出用基準電圧Ｖ１とを比較し、三角波のピーク値が異常検出用基準電圧Ｖ１を上回ったときに一定の長さのパルスを発生する。このパルスが、ファンモータ１の回転の異常を知らせる警報となるが、図４に示す例では、ファンモータ１の起動時の回転が低い状態やノイズによる誤動作により、ファンモータ１の異常とは関係なく発生する警報を防止するため、出力を遅延させる機能を有している。すなわち、単安定マルチバイブレータ１３から発生する一定の長さのパルスをコンデンサ１４に蓄積し、コンデンサ１３の端子間電圧と出力遅延動作用基準電圧Ｖ２を比較回路１５で比較し、単安定マルチバイブレータ１３からの出力によりコンデンサ１４の電圧が基準電圧Ｖ２を越えたときに警報出力を発生する。この際、上記異常検出用基準電圧Ｖ１は、従来、一定の値としているが、本実施の形態では、交流電源６に並列に接続された周波数−電圧変換回路７からの電圧を上記異常検出用基準電圧Ｖ１として利用する。上記周波数−電圧変換回路７は、電源６の周波数に比例した電圧を異常検出用基準電圧Ｖ１として発生させ、一方、ファンモータ１は、電源７の周波数にほぼ比例した回転数で回転するため、該ファンモータ１の１回転毎に定められた数だけ発生する三角波のピーク値と上記異常検出用基準電圧Ｖ１との比は、電源の周波数によらずほぼ一定となる。したがって、電源の周波数によって正常時の回転数が変わったとしても、異常検出回転数も同じ割合で変わるため、正常時の回転数に対して、電源の周波数によらず、同じ割合の回転数を異常検出回転数とすることが可能である。
【００１３】
図４は、ファンモータ１の回転軸２に固定された磁石８とホール素子９により、ファンモータ１の回転を検出しているが、図１に示すようなファンモータ１と一体の速度検出用発電器３の信号を利用しても良い。
また、図４の回路構成の請求項３に記載される以外については、細部を変更しても本発明の効果には、何らの違いはない。
本実施の形態では、軸流ファンモータを例として説明したが、遠心ファンでも、クロスフーファンでも同様な効果が得られることは明らかであり、本発明の効果には何らの違いはない。
そして、本発明による作用としては、上記の構成により、電源周波数に応じた異常検出回転数をファンモーター自身で設定し、回転の異常を検出することが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係る回転異常検出器付ファンモータによれば、電源周波数に応じた異常検出回転数をファンモータ自身で設定し、回転の異常を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転異常検出器付ファンモータを示す概略図である。
【図２】周波数−電圧変換回路図の一例である。
【図３】図２の回路の各部の動作波形図である。
【図４】他の実施の形態に係る回転異常検出器付ファンモータを示す概略図である
【図５】従来の回転異常検出器付ファンモータを示す概略図である。
【符号の説明】
１  ファンモータ
２  回転軸
３  速度検出用発電器
４  整流、平滑回路
５  比較回路
６  電源
７  周波数−電圧変換回路
８  磁石
９  ホール素子
１０  比較回路
１１  微分回路
１２  三角波発生回路
１３  単安定マルチバイブレータ
１４  コンデンサ
１５  比較回路
Ｖ１  異常検出用基準電圧
Ｖ２  出力遅延動作用基準電圧
ＰＣ  フォトカプラー
ＯＰ  演算増幅器
Ｄ１  ダイオード
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｃ３  コンデンサ
Ｒ１  抵抗
Ｒ２  抵抗
Ｒ３  抵抗
Ｒ４  抵抗
Ｒ５  抵抗
Ｒ６  抵抗
Ｒ７  抵抗
【図１】
0003982861.tif 000002
【図２】
0003982861.tif 000003
【図３】
0003982861.tif 000004
【図４】
0003982861.tif 000005
【図５】
0003982861.tif 000006