JPH07327340A - 電動機の速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機の速度検出装置の電源部となるコネク
タの端子ピンと永久磁石からなる回転円板との間の絶縁
空間距離を大きくして異常電圧の侵入による放電現象を
抑制することを目的とする。 【構成】 プリント基板３２にその長さ方向に沿って形
成した導電パターン部３３の中央部には、回転円板３１
の外周縁と対向する位置で速度検出素子３５を実装し、
その両側の一定の空間距離を維持する位置には、速度検
出素子３５保護用のコンデンサ３６及び速度検出装置３
７の検出回路と速度制御回路とを接続するコネクタ３４
とを、プリント基板３２の長さ方向に沿って横一直線上
に実装して電動機２０の速度検出装置３７をプリント基
板３２に構成したので、前記コネクタ３４は、端子ピン
３４ａに何等手を加えることなく、あらかじめ回転円板
３１から所定の絶縁空間距離を保って良好に取付けるこ
とが可能となり、雷サージ等により発生する異常電圧の
侵入による放電現象を確実に回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の回転速度を良
好に検出する速度検出装置の改良に係り、その目的とす
るところは、前記速度検出装置を構成する速度検出素子
等の電子部品をプリント基板に実装する構造を改良して
構成した電動機の速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、石油ファンヒータをはじめとする
各種冷暖房機器等において、温風や冷風を送出するため
の送風機等に使用する電動機は、温風等の送風効率を向
上させるうえから、回転速度を無段変速させて送風機か
ら送出される送風量を室温等と対応させ自動調節できる
ように構成されている。

【０００３】そして、前記のように電動機を無段変速す
る場合は、電動機の回転子軸に止着した永久磁石製の回
転円板と、その外周縁と対向する位置にホール素子等の
速度検出素子をプリント基板に実装して構成した速度検
出装置とを前記電動機に具備させ、回転子と共動回転す
る回転円板の磁気（Ｎ極・Ｓ極）を、速度検出素子によ
り回転子の回転速度に比例するパルス信号として検出す
るとともに、このパルス信号を速度制御装置のトランジ
スタ等からなるスイッチング部に速度帰還信号として出
力し、このスイッチング部が前記速度帰還信号に応じて
ＯＮ・ＯＦＦするタイミングを制御することにより、前
記電動機の回転速度を任意に制御していた。

【０００４】次に、前記速度検出素子等の電子部品をプ
リント基板に実装して構成した速度検出装置を備えた電
動機の一実施例を図６，７により説明する。図６，７に
おいて、１は隈取コイル形誘導電動機（以下、単に電動
機という）の固定子鉄心で、その上部には、コイル２ａ
を巻装したコイルボビン２が継鉄用鉄心３を介して取付
けられており、また、その下部には回転子挿入孔４を穿
孔し、その挿入孔４には回転子５が、該回転子５に軸着
した回転子軸６を、固定子鉄心１の両側端面に固定した
１対のブラケット７，８に、軸受９，９ａを介して支承
することにより、回転自在に収容されている。

【０００５】次に、前記１対のブラケット７，８のう
ち、後部側ブラケット８の後背部には、図７で示すよう
に、軸受９ａから突出する回転子軸６の端末部を収容す
るためのダイキャスト製の収容部１０が、後部側ブラケ
ット８と一体的に膨出形成されており、この収容部１０
内の空所Ｓの上部には、収容部１０の一部を切残して外
部と連通する開口部１０ａが開口されている。また、前
記開口部１０ａ近傍の収容部１０の切残し部１０ｂに
は、後述するプリント基板の一方端と係合する係合溝１
０ｃを穿設し、更に、開口部１０ａを間にして切残し部
１０ｂの反対側に位置する平坦部には、プリント基板の
他方端を固定する止ねじ１２ｂ螺合用の図示しないねじ
孔が形成されている。１１は前記収容部１０内に突出す
る回転子軸６の端末部に止着した永久磁石製の回転円板
である。

【０００６】次に、１２は前記後部側ブラケット８の収
容部１０の開口部１０ａを閉鎖するようにして取付けら
れるプリント基板で、その裏面中央部付近には、図８で
示すように、ホール素子等の速度検出素子やコネクタ等
電子部品を実装するための導電パターン部１３を形成
し、また、導電パターン部１３の幅方向の中央部付近に
は、速度検出回路と速度制御回路とを接続するコネクタ
１４の端子ピン１４ａ取付用の貫通孔１３ａが穿孔され
ている。なお、図８で示す１２ａは止ねじ１２ｂ（図６
参照）が貫通する透孔である。

【０００７】１５は導電パターン部１３の前記回転円板
１１と対応する位置で実装したホール素子等の速度検出
素子、１６は前記速度検出素子１５を雷サージ等の異常
電圧から保護するためのコンデンサであり、前記コネク
タ１４，速度検出素子１５，コンデンサ１６は、その各
端子１４ａ，１５ａ，１６ａを、前記導電パターン部１
３にハンダ付等によって実装し、図８，９で示すよう
に、プリント基板１２の幅方向に沿って、速度検出素子
１５，コネクタ１４，コンデンサ１６の順に、縦列状態
となしてプリント基板１２の中央部に密集して取付ける
ことにより速度検出装置１７を構成する。

【０００８】そして、前記のように速度検出素子１５等
速度検出装置１７を構成する各電子部品を実装したプリ
ント基板１３を、後部側ブラケット８の収容部１０上部
の開口部１０ａ端縁に取付ける場合は、図６，７で示す
ように、前記プリント基板１２の透孔１２ａが穿孔され
ていない一方端を収容部１０上部の切残し部１０ｂの係
合溝１０ｃに係合し、プリント基板１２の透孔１２ａを
穿孔した他方端は前記切残し部１０ｂの反対側に位置す
る平坦部に、前記透孔１２ａから止ねじ１２ｂを貫通さ
せ、該止ねじ１２ｂを前記平坦部の図示しないねじ孔に
螺合させて止着することにより、前記プリント基板１２
は、収容部１０の開口部１０ａ端縁に、速度検出素子１
５を開口部１０ａから収容部１０内に臨ませて回転円板
１１の外周縁と対向させ、かつ、前記開口部１０ａを閉
鎖した状態で取付けられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようにしてプリント基板１２を後部側ブラケット８の収
容部１０上部の開口部１０ａ端縁に取付けるようにした
場合、図１０で示すように、プリント基板１２に実装し
たコネクタ１４の端子ピン１４ａが、プリント基板１２
裏面に実装した速度検出素子１５の高さ寸法より長くな
り、しかも、コネクタ１４自体が取付スペースの関係
上、速度検出素子１５と近接した位置で実装されるた
め、コネクタ１４の端子ピン１４ａと回転子軸６に止着
した回転円板１１との間の絶縁空間距離が短くなるとい
う問題があった。従って、前記の状態で、例えば、プリ
ント基板１２の導電部に何等かの原因で過電圧が印加さ
れると、前記印加電圧はコネクタ１４の端子ピン１４ａ
と回転円板１１との間で放電されて地絡現象が生じ、前
記速度検出装置１７を具備するプリント基板１２を取付
けた電動機の絶縁破壊により、この電動機を使用してい
る冷暖房機器等に使用者が接触したとき、感電事故を誘
発したり、電動機自体を焼損するおそれがあった。

【００１０】前記の問題を解決するためには、図１１で
示すように、コネクタ１４の端子ピン１４ａを、あらか
じめ速度検出素子１５の高さ寸法と同一、もしくは、短
くなるように切断し、回転円板１１との間で絶縁空間距
離を大きくとるようにしたり、あるいは、前記端子ピン
１４ａを、例えば、アクリル及びウレタン系の合成樹脂
材料等の絶縁材料によってコーティングし、回転円板１
１との間の絶縁を補強することも考えられるが、いづれ
の方法においても手間と時間がかかるため作業効率が非
常に悪く、電動機の量産化を阻む大きな要因となってい
た。

【００１１】また、前記プリント基板１２は、速度検出
装置１７を構成するコネクタ１４，速度検出素子１５，
コンデンサ１６を、プリント基板１２の幅方向に沿って
縦列状態で、しかも、中央部付近に密集させた状態で実
装しているので、その幅方向の寸法が必然的に大きくな
る。従って、前記プリント基板１２を用いる電動機は、
その幅方向の長さ寸法が長くなり、この種の電動機の小
形化を阻む大きな要因をなしていた。

【００１２】本発明は、前記種々の問題に鑑み、電子部
品の実装配置の変更によって、コネクタの端子ピンと回
転円板との間の絶縁空間距離を大きくし、かつ、プリン
ト基板の幅方向の寸法を極力短くした電動機の速度検出
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、電動機の速度検出装置を構成する電子
部品を実装するプリント基板には、その長さ方向に沿っ
て横長な導電パターン部を形成し、この導電パターン部
の長さ方向の中央部には、永久磁石からなる回転円板と
対応させてホール素子等の速度検出素子を実装し、前記
速度検出素子からその長さ方向に所定間隔離れた位置に
は、雷サージ等により生じる異常電圧を吸収するコンデ
ンサ及び速度検出回路と速度制御回路とを接続するコネ
クタを、横列状態となして一直線上の位置で前記プリン
ト基板の長さ方向に沿って横長に実装することにより前
記速度検出装置を構成したので、その作用は次に示すと
おりである。

【００１４】

【作用】本発明は、前記のように、プリント基板の長さ
方向に沿って導電パターン部を横長に形成し、この導電
パターン部の長さ方向の中央部に速度検出素子を実装す
るとともに、その長さ方向の速度検出素子から所定間隔
離れた位置には、コンデンサとコネクタをそれぞれ実装
して電動機の速度検出装置を構成したので、前記プリン
ト基板を電動機の後部側ブラケットの回転円板の収容部
に取付けると、前記コネクタは、あらかじめ速度検出装
置（回転円板）から離れた位置で実装することが可能と
なるので、従来のように、端子ピンを切断したり、絶縁
材料でコーティングしたりする作業工程を一切不要と
し、これにより、コネクタの端子ピンと回転円板との間
の絶縁空間距離を容易に大きくとることができる。この
結果、プリント基板に過電圧が印加された場合、端子ピ
ンと回転円板との間での放電現象を抑制することが可能
となり、これにより、感電事故等が抑制できるので安全
であり、しかも、電動機の製造工程における作業工程数
を低減することができるので、この種の電動機の量産化
を良好に図ることができる。

【００１５】また、前記プリント基板は、速度検出装置
を構成するコネクタ，速度検出素子，コンデンサを、そ
の長さ方向に沿って横列状態で実装できるように形成し
たので、その幅方向の寸法は従来のプリント基板と比較
して相当短くすることができるので、前記プリント基板
を取付ける電動機は、その軸方向の寸法が短くなること
により、小形化を良好に図ることができるという利点も
ある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図５によ
り説明する。図１，２において、２０は本発明の速度検
出装置を備えた隈取コイル形の誘導電動機（以下、単に
電動機という）、２１は前記電動機２０の固定子鉄心で
ある。前記固定子鉄心２１の上部には、コイル２２ａを
巻回したコイルボビン２２が、継鉄用鉄心２３を介して
取付けられており、また、下部には回転子挿入孔２４が
穿孔されている。２５は前記回転子挿入孔２４に挿入し
た回転子で、この回転子２５に圧入・固着した回転子軸
２６を、前記固定子鉄心２１の両側端面に締付ねじ等に
より締着した１対のブラケット２７，２８に、軸受２
９，２９ａを介して支承させることにより、前記回転子
２５は回転子挿入孔２４に回転自在に収容される。

【００１７】次に、前記固定子鉄心２１の両側端面に締
着される１対のブラケット２７，２８のうち、固定子鉄
心２１の後端面側（図２の右側）に取付けた後部側ブラ
ケット２８の後背面には、図２で示すように、前記ブラ
ケット２８から外方へ突出する回転子軸２６の端末部を
収容するための縦断面形状をＵ字状となした収容部３０
が、後部側ブラケット２８と一体的に膨出形成されてい
る。そして、前記収容部３０の上部側には、収容部３０
内の空所Ｓと外部とを連通する開口部３０ａを開口し、
この開口部３０ａの一方の端縁には、図１で示すよう
に、後述するプリント基板の一方端を係脱自在に係合す
る係合溝３０ｃが、収容部３０の切残し部３０ｂを利用
して形成されており、また前記切残し部３０ｂの反対側
に位置する他方の端縁には、前記プリント基板を止着す
るための止ねじ３２ｂが螺合する図示しないねじ孔を螺
設した平坦部３０ｄが形成されている。なお、前記開口
部３０ａは、図１で示すように、前記プリント基板に実
装されるコネクタと対応する側壁部分ａを外側方向に延
設することにより、プリント基板の取付けを容易に行え
るように形成されている。３１は前記収容部３０内に突
出する回転子軸２６の端末部に止着した永久磁石製の回
転円板である。

【００１８】次に、３２は前記後部側ブラケット２９の
収容部３０上部に開口した開口部３０ａ端縁に取付ける
速度検出装置３７を実装したプリント基板を示し、従前
のプリント基板とは、速度検出装置３７を構成するコネ
クタ等電子部品の実装配置の構成を異にするものであ
り、以下図３，４により、前記プリント基板３２の構成
を説明する。図３，４において、３３はプリント基板３
２裏面に、その長さ方向に沿って横長に形成した、例え
ば、銅箔等を用いて形成した導電パターン部で、この導
電パターン部３３の中央部には、ホール素子等の速度検
出素子３５を実装するための第１のランド３３１が、ま
た、前記第１のランド３３１両側の長さ方向に所定間隔
離れた位置には、前記速度検出素子３５を雷サージ等の
異常電圧の侵入から保護するためのコンデンサ３６を実
装するための第２のランド３３２及びプリント基板３２
の導電部と図示しない速度制御回路とを接続するための
コネクタ３４を実装するための第３のランド３３３がそ
れぞれプリント基板３２の長さ方向に沿って横長に形成
されている。また、前記導電パターン部３３の第３のラ
ンド３３３には、コネクタ３４の端子ピン３４ａが貫通
する貫通孔３３ａが穿孔されている。なお、図３，４中
３２ａはプリント基板３２を後部側ブラケット２８に取
付ける際に止ねじ３２ｂ（図１参照）が貫通する透孔で
ある。

【００１９】そして、前記速度検出装置３７を構成する
コネクタ３４，速度検出素子３５，コンデンサ３６を、
導電パターン部３３の各ランド３３１，３３２，３３３
に実装する場合は、まず、コネクタ３４は端子ピン３４
ａを貫通孔３３ａに貫通させてプリント基板３２裏面に
突出させ、つづいて、コネクタ３４，速度検出素子３
５，コンデンサ３６の各端子３４ａ，３５ａ，３６ａを
前記各ランド３３１，３３２，３３３に、ハンダ付によ
り実装させると、速度検出装置３７を構成する前記コネ
クタ３４，速度検出素子３５，コンデンサ３６の各電子
部品は、図４，５で示すように、プリント基板３２の長
さ方向に沿って、ほぼ一直線上に、かつ、所定の間隔を
あけて横長に実装することができる。

【００２０】前記のようにして速度検出装置３７を構成
するコネクタ３４，速度検出素子３５，コンデンサ３６
を実装したプリント基板３２を後部側ブラケット２８の
収容部３０上部の開口部３０ａ端縁に取付ける場合は、
図１で示すように、まず、プリント基板３２の一端を、
開口部３０ａ端縁の切残し部３０ｂの係合溝３０ｃに係
合させるとともに、プリント基板３２の他方端（透孔３
２ａを穿孔した側）を、切残し部３０ｂと反対側に位置
する端縁に形成した平坦部３０ｄに、止ねじ３２ｂを透
孔３２ａから平坦部３０ｄの図示しないねじ孔に螺合し
て止着すると、前記プリント基板３２は、収容部３０内
の回転円板３１外周縁と速度検出素子３５とを相対向さ
せ、かつ、開口部３０ａを閉鎖した状態で収容部３０の
開口部３０ａの端縁に取付けることができる。

【００２１】なお、前記プリント基板３２を後部側ブラ
ケット２８に取付ける際、前記プリント基板３２に実装
したコネクタ３４の端子ピン３４ａは、図５に示すよう
に、速度検出素子３５から所定の絶縁空間距離を維持し
て取付けることができるので、速度検出素子３５と対向
した状態の回転円板３１との絶縁空間距離を良好に保っ
て配置することが可能となるため、端子ピン３４ａを速
度検出素子３５の高さ寸法で切断したり、あるいは、絶
縁材料によってコーティングしたりすることなく、前記
プリント基板３２を簡易に、しかも、迅速・確実に後部
側ブラケット２８に取付けることができる。また、前記
後部側ブラケット２８の収容部３０は、図１で示すよう
に、その一方の側壁ａ（図１の左側）が、開口部３０ａ
と平行する状態で、外側方向に延出して形成されている
ので、前記コネクタ３４の端子ピン３４ａは実装後切断
することなく、プリント基板３２に具備させることがで
きる。

【００２２】次に、前記のようにして速度検出装置３７
を具備したプリント基板３２を取付けた電動機２０を、
ファンヒータ等の各種冷暖房機器に組込んで使用してい
るときに、前記プリント基板３２の導電部に何等かの原
因で過電圧が侵入した場合、図示しない速度制御回路と
速度検出装置３７の検出回路とを接続するコネクタ３４
は速度検出素子３５から所定の間隔を有する位置、即
ち、回転円板３１の外周縁から一定の絶縁空間距離を維
持してプリント基板３２に実装されているので、コネク
タ３４の端子ピン３４ａと回転円板３１との間で放電現
象が生じて地絡事故等を誘発するということがほとんど
ないため、感電事故等を誘発するという問題を確実に防
ぐことができる。また、前記速度検出素子３５は、回転
円板３１の外周縁と相対向して取付けられているので、
該速度検出素子３５は回転円板３１の磁気を良好に検出
して、電動機２０の回転速度を任意、かつ、正確に制御
することができる。

【００２３】このように、前記プリント基板３２は、そ
の長さ方向に沿って、速度検出装置３７を構成するコン
デンサ３６，速度検出素子３５及びコネクタ３４をほぼ
横一直線上の状態で所定の間隔をあけて配置・実装する
ようにしたので、前記コネクタ３４は回転円板３１から
一定の絶縁空間距離を維持してプリント基板３２に実装
することが可能となる。従って、従来のように、端子ピ
ン３４ａを速度検出素子３５の高さ寸法に合わせて切断
して回転円板３１との絶縁空間距離を維持したり、ある
いは、端子ピン３４ａを絶縁材料によりコーティングし
て回転円板３１との間で絶縁強度を高めるようにしたり
する必要は全くない。また、コネクタ３４は、回転円板
３１と所定の絶縁空間距離を保って取付けられているの
で、過電圧の侵入による弊害を確実に解消することがで
きる。

【００２４】更に、前記プリント基板３２には、速度検
出装置３７を構成するコンデンサ３６，速度検出素子３
５，コネクタ３４を、その長さ方向に沿って、ほぼ横一
直線上に配置して実装したので、プリント基板３２は幅
方向の寸法を短くすることができる。そして、従来のプ
リント基板と本発明に用いるプリント基板３２とを比較
したところ、本発明のプリント基板３２は、従来のプリ
ント基板に比べ、その幅方向の寸法を約３６％（約１１
ｍｍ→約７ｍｍ＝約４ｍｍ）短くできることが確認でき
た。この結果、前記プリント基板３２を取付けた電動機
２０は、その軸方向の長さ寸法が短くなり、小形化する
ことが可能となった。

【００２５】なお、本発明は、プリント基板３２を後部
側ブラケット２８の収容部３０に取付ける際、その一端
を収容部３０の切残し部３０ｂの係合溝３０ｃに係合さ
せ、他端を止ねじ３２ｂにより平坦部３０ｄに止着する
例で説明したが、これに限定することなく、プリント基
板の両端部を止ねじにより止着したり、あるいは、開口
部端縁に突設した係止突起を利用して止着するようにし
てもよい。また、前記プリント基板３２に実装したコネ
クタ３４は、プリント基板３２の長さ方向に対して水平
方向と平行（横方向）に実装する例で説明したが、長さ
方向に対して直角方向（縦方向）に実装するようにして
もよい。更に、本発明は、スケルトン型の隈取コイル形
誘導電動機に実施した例で説明したが、これに限定され
るものでなく、これ以外の例えば、固定子鉄心を円形に
した電動機にも使用できることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、後部側
ブラケットの収容部に取付けられるプリント基板に実装
した速度検出装置は、前記プリント基板の長さ方向に沿
って形成した導電パターン部の中央部に、速度検出素子
と実装するとともに、前記速度検出素子の左右方向の両
側には、コンデンサ及びコネクタを一定の間隔を維持し
て実装するようにしたので、前記コネクタは、あらかじ
め回転円板に対して一定の絶縁空間距離を維持してプリ
ント基板に実装することができるので、従来のように、
端子ピンを速度検出素子の高さに合わせて切断して回転
円板との絶縁空間距離を保つようにしたり、あるいは、
端子ピンを絶縁材料によりコーティングして回転円板に
対する絶縁強化を図る必要が全くないため、この種の電
動機の組立作業効率を著しく向上させることができる。

【００２７】また、前記コネクタは、回転円板から一定
の絶縁空間距離を維持してプリント基板に実装されてい
るので、何等かの原因で前記プリント基板に過電圧が印
加された場合、放電による地絡現象にて回転円板から回
転子軸に電圧が印加されるようなことが全くないので、
前記放電により感電事故等が誘発される弊害を未然に、
かつ、確実に防ぐことができる。

【００２８】更に、前記速度検出装置を構成するコネク
タ，速度検出素子及びコンデンサの各電子部品は、プリ
ント基板の長さ方向に沿って、ほぼ横一直線上の状態で
配置・実装されているので、プリント基板はその幅方向
の寸法を、従来に比較してかなり短くすることができる
（コネクタの幅方向の寸法とほぼ同一とすればよい）た
め、前記プリント基板を取付ける電動機の軸方向の長さ
寸法を短くして、電動機を小形・軽量に製作できるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の速度検出装置を備えた電動機の要部を
切欠いて示す正面図である。

【図２】本発明の速度検出装置を備えた電動機の縦断側
面図である。

【図３】本発明の速度検出装置を具備したプリント基板
を示す底面図である。

【図４】同じくプリント基板の平面図である。

【図５】プリント基板と回転円板との取付位置関係を説
明するための説明図である。

【図６】従来の速度検出装置を備えた電動機の要部を切
欠いて示す正面図である。

【図７】従来の速度検出装置を備えた電動機の縦断側面
図である。

【図８】従来の速度検出装置を具備したプリント基板を
示す底面図である。

【図９】同じくプリント基板の平面図である。

【図１０】端子ピンを切断する前のプリント基板と回転
円板との取付位置関係を説明するための説明図である。

【図１１】端子ピンを切断した後のプリント基板と回転
円板との取付位置関係を説明するための説明図である。

【符号の説明】

２８ 後部側ブラケット ３０ 収容部 ３１ 回転円板 ３２ プリント基板 ３３ 導電パターン部 ３４ コネクタ ３４ａ 端子ピン ３５ 速度検出素子 ３６ コンデンサ ３７ 速度検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子を回転自在に支承するブラケット
   の後背部に、永久磁石からなる回転円板を取付けた回転
   子軸の突出端を収容する上部に開口部を開口した縦断面
   Ｕ字形の収容部を一体的に形成し、この収容部の開口部
   に、ホール素子等の速度検出素子と、サージ吸収用のコ
   ンデンサと、速度検出回路及び速度制御回路を接続する
   コネクタとを横列状態で実装して速度検出装置を構成し
   たプリント基板を取外し自在に装着するようにしたこと
   を特徴とする電動機の速度検出装置。
2. 【請求項２】 前記速度検出装置を構成する速度検出素
   子，コンデンサ及びコネクタは、横長なプリント基板に
   その長さ方向に沿って形成した導電パターン部に、それ
   ぞれ横方向に所定の間隔を保って前記プリント基板の長
   さ方向に平行に実装し、前記コネクタの端子ピンと回転
   円板との間隔を一定の絶縁空間距離が維持できるように
   したことを特徴とする請求項１記載の電動機の速度検出
   装置。