(57)【要約】【課題】外部導線から電力を供給する場合は、給電する給電線が多く、複雑であるという問題があった。【解決手段】本発明の一実施例に係る電動機は、巻回された巻線を含むステータ、及び該ステータの内側に配置されるロータを備えた電動機であって、電気回路部と、巻線のコイルエンド近傍に設置され、巻線が発生する磁束変化によって発電する誘導発電コイルと、を有し、電気回路部は、誘導発電コイルが発電し、給電する電力によって駆動される、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された巻線を含むステータ、及び該ステータの内側に配置されるロータを備えた電動機であって、
電気回路部と、
前記巻線のコイルエンドの近傍に設置され、前記巻線が発生する磁束変化によって発電する誘導発電コイルと、を有し、
前記電気回路部は、前記誘導発電コイルが発電し、給電する電力によって駆動される、
ことを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記電気回路部が、前記巻線の電流、前記ステータの温度または振動、前記ロータの温度または振動、前記電動機の内部の湿度、前記ロータを支える軸受の温度または振動、前記電動機の内部の磁束強度のうち、少なくとも１つを測定するセンサである、請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記電気回路部が、前記電動機の内部の異物を除去するアクチュエータ、前記ロータを支える軸受のグリスを充填するアクチュエータ、及び前記ロータにブレーキトルクを掛ける機構のうち、少なくとも１つを駆動する、請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記電気回路部が、無線送受信機能を備えている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関し、特に、電動機のコイルエンド近傍に誘導発電コイルを設け、その発電電力を内部のセンサ、電気回路基板、またはアクチュエータに給電する機能を有する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の知能化と多機能化に伴い、電動機の内部にセンサやアクチュエータを設置する要求がある。また、そのセンサやアクチュエータの数や種類も増えている。一方、センサやアクチュエータを駆動するためには、電力が必要である。電動機の内部にセンサやアクチュエータを設けた場合、これらのセンサやアクチュエータに給電するためには、外部から給電するための導線または内部電池が必要であった。
【０００３】
送電コイルの電磁誘導によって発電コイルで発電する例が知られている（例えば、特許文献１）。従来の電動機においては、稼働時に巻線のコイルエンド部分で発生する変化磁場を利用してこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６３６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外部導線から電力を供給する場合は、給電する給電線が多く、複雑であるという問題があった。また、センサを内部電池で駆動する場合は、電池交換や保守など、工数がかかるという問題もあった。
【０００６】
その他、センサやアクチュエータの数と設置場所が制限されている、外部から電動機の内部に導線を通すと、電動機の防水性が低下するなどの問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係る電動機は、巻回された巻線を含むステータ、及び該ステータの内側に配置されるロータを備えた電動機であって、電気回路部と、巻線のコイルエンド近傍に設置され、巻線が発生する磁束変化によって発電する誘導発電コイルと、を有し、電気回路部は、誘導発電コイルが発電し、給電する電力によって駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施例に係る電動機によれば、コイルエンドで発生する磁界によって発電した電力を電動機の内部のセンサやアクチュエータに給電することができるため、電動機の外部からセンサやアクチュエータへの導線を省略することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る電動機の構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る電動機の構成図である。
【図３】本発明の実施例３に係る電動機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動機について説明する。
【００１１】
［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係る電動機について説明する。図１は、本発明の実施例１に係る電動機の構成図である。本発明の実施例１に係る電動機１０１は、巻回された巻線１を含むステータ２、及び該ステータ２の内側に配置されるロータ３を備えた電動機であって、電気回路部４と、誘導発電コイル６と、を有している。巻線１、ステータ２、ロータ３、軸受３２、電気回路部４及び誘導発電コイル６は、電動機１０１の筐体１０の内部に設けられている。なお、図１は電動機１０１の断面図を示しており、ステータ２は筒状の構造を備えている。ロータ３が回転することにより、軸受３２で支持されたシャフト３１が回転する。
【００１２】
誘導発電コイル６は、巻線のコイルエンド５の近傍に設置され、巻線１が発生する磁束変化によって発電する。ここで、「コイルエンド５の近傍」とは、コイルエンドによって生じる磁界の変化が観測される範囲をいう。
【００１３】
誘導発電コイル６を巻線１のコイルエンド５の一方の端部に設けた場合、コイルエンドの他方の端部に第２誘導発電コイル６１を設けるようにしてもよい。さらに、ロータ３のシャフト３１の近傍に第３誘導発電コイル６２を設けるようにしてもよい。このように、誘導発電コイルは１つまたは複数設けることができる。
【００１４】
電気回路部４は、誘導発電コイル６が発電し、給電する電力によって駆動される。電気回路部４は、給電線８により誘導発電コイル６と電気的に接続されている。電気回路部４は充電機能を備えることが好ましい。
【００１５】
電気回路部４は、巻線１の電流を検出する電流センサであってもよい。
【００１６】
電気回路部４は、ステータ２の温度または振動を検出する温度センサまたは振動センサであってもよい。ステータ２用の温度センサとして熱電対等を用いることができる。また、ステータ２用の振動センサとして、振動の加速度成分のピーク値を検出する圧電式加速度型振動センサ等を用いることができる。
【００１７】
電気回路部４は、ロータ３の温度または振動を検出する温度センサまたは振動センサであってもよい。ロータ３用の温度センサとして熱電対等を用いることができる。また、ロータ３用の振動センサとして、振動の加速度成分のピーク値を検出する圧電式加速度型振動センサ等を用いることができる。
【００１８】
電気回路部４は、電動機１０１の内部の湿度を検出する湿度センサであってもよい。
【００１９】
電気回路部４は、ロータ３を支える軸受３２の温度または振動を検出する温度センサまたは振動センサであってもよい。
【００２０】
電気回路部４は、電動機１０１の内部の磁束強度を検出する磁気センサであってもよい。磁気センサとして、磁界強度や磁界方向に応じて電圧や電気抵抗が変化するホール素子や磁気抵抗素子等を用いることができる。
【００２１】
従って、電気回路部４は、上記のように、巻線１の電流、ステータ２の温度または振動、ロータ３の温度または振動、電動機１０１の内部の湿度、ロータ３を支える軸受３２の温度または振動、電動機１０１の内部の磁束強度のうち、少なくとも１つを測定するセンサであることが好ましい。
【００２２】
以上説明したように、本発明の実施例１に係る電動機によれば、誘導発電コイルによる発電電力を電動機の内部に設けたセンサに給電することができるため、電動機の外部からセンサに給電するための導線を省略することができる。
【００２３】
さらに、本発明の実施例１に係る電動機によれば、内部給電によって、センサを従来設置し難い場所にも設置することができる。例えば、電動機のロータの近傍に誘導発電コイルを設置すれば、電動機のロータの近傍に温度センサまたは振動センサを設置することができる。また、外部からの導線や信号線をなくすことができるため、電動機の防水性を向上させることができる。
【００２４】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係る電動機について説明する。図２は、本発明の実施例２に係る電動機の構成図である。本発明の実施例２に係る電動機１０２が、実施例１に係る電動機１０１と異なっている点は、電気回路部４が、電動機１０２の内部の異物または冷却ファン（図示せず）の異物を除去するアクチュエータ７、ロータ３を支える軸受３２のグリスを充填するアクチュエータ、及びロータ３にブレーキトルクを掛ける機構のうち、少なくとも１つを駆動する点である。本発明の実施例２に係る電動機のその他の構成は、実施例１に係る電動機の対応する構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００２５】
アクチュエータ７は電気回路部４から第２給電線８１によって給電され、動作する。ロータ３を支える軸受３２のグリスを充填するアクチュエータ（図示せず）、及びロータ３にブレーキトルクを掛ける機構（図示せず）も、電気回路部４から給電線（図示せず）によって給電され、動作する。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る電動機によれば、誘導発電コイルによる発電電力を電動機の内部に設けたアクチュエータやブレーキ機構に給電することができるため、電動機の外部からアクチュエータやブレーキ機構に給電するための導線を省略することができる。
【００２７】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３に係る電動機について説明する。図３は、本発明の実施例３に係る電動機の構成図である。本発明の実施例３に係る電動機１０３が、実施例１に係る電動機１０１と異なっている点は、電気回路部４が、無線送受信機能を備えている点である。本発明の実施例３に係る電動機のその他の構成は、実施例１に係る電動機の対応する構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００２８】
電気回路部４が無線送受信機能を備える場合の例として、無線センサが挙げられる。例えば、電気回路部４の無線受信センサが外部から測定指令を受ける場合は、無線センサ９を軸受３２の温度又は振動を検出するセンサとして用いることができる。無線センサ９は、第３給電線８２を介して第２誘導発電コイル６１から給電されることによって動作することができる。無線センサ９が検出した軸受３２の温度又は振動に関する検出データは、無線により外部に送信することができる。
【００２９】
また、第２無線センサ９１をコイルエンド５の近傍に設けて巻線１の温度又は振動を検出するようにしてもよい。第２無線センサ９１は、第４給電線８３を介して第２誘導発電コイル６１から給電されることによって動作することができる。第２無線センサ９１が検出した巻線１の温度又は振動に関する検出データは、無線により外部に送信することができる。
【００３０】
さらに、第３無線センサ９２をロータ３のシャフト３１の近傍に設けてロータ３の温度又は振動を検出するようにしてもよい。第３無線センサ９２は、第５給電線８４を介して第３誘導発電コイル６２から給電されることによって動作することができる。第３無線センサ９２が検出したロータ３の温度又は振動に関する検出データは、無線により外部に送信することができる。また、過大な温度や振動を検出すれば、リアルタイムで外部へ送信や通知することができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の実施例３に係る電動機によれば、無線センサを用いることにより、センサの信号線も省略できる。さらに、本発明の実施例３に係る電動機によれば、電動機の知能化、多機能化と信頼性向上に貢献することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    巻線
２    ステータ
３    ロータ
３１    シャフト
３２    軸受
４    電気回路部
５    コイルエンド
６    誘導発電コイル
６１    第２誘導発電コイル
６２    第３誘導発電コイル
７    アクチュエータ
８    給電線
８１    第２給電線
８２    第３給電線
８３    第４給電線
８４    第５給電線
９    無線センサ
９１    第２無線センサ
９２    第３無線センサ
１０    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018014786.tif 000005