(57)【要約】【課題】回転軸を有する回転機械において、低いコストで回転又は非回転の検出を行えるようにする。【解決手段】回転軸（１２）と、回転軸と一体的に回転するファン（１３）と、を備えた回転機械（１）である。この回転機械は、回転軸の回転又は非回転を検出する回転検知機構（３０）を備え、回転検知機構は、ファンの回転により発生する風の通路に配置されて風により動作する動作部材（３１）と、動作部材の動作又は位置を検出するセンサとを有している。【選択図】図２
2017143617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸と一体的に回転するファンと、を備えた回転機械であって、
前記回転軸の回転又は非回転を検出する回転検知機構を備え、
前記回転検知機構は、
前記ファンの回転により発生する風の通路に配置されて前記風により動作する動作部材と、
前記動作部材の動作又は位置を検出するセンサと、
を有する回転機械。
【請求項２】
前記センサは、前記動作部材が前記センサに接触したことを検出するように構成され、
前記回転検知機構は、前記動作部材を前記センサへ接触する方、或いは前記センサから離す方へ付勢する付勢部材を、さらに有する請求項１記載の回転機械。
【請求項３】
前記ファンを覆うファンカバーをさらに備え、
前記回転検知機構は、前記ファンカバーの外部に配置される請求項１又は請求項２に記載の回転機械。
【請求項４】
前記回転軸の軸方向に沿って設けられた複数のフィンをさらに備え、
前記回転検知機構は、前記複数のフィンのうち隣接する一対のフィンの間に配置される請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸と回転軸と一体的に回転するファンとを有する回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械として、回転軸と回転軸と一体的に回転するファンとを備えたモータがある。ファンは、例えばモータのハウジングの周囲に空気を流してモータを冷却する。
【０００３】
また、一般的に回転軸の回転速度又は回転位置を検出するエンコーダを備えたモータがある。エンコーダには、磁気センサを用いた方式（例えば特許文献１を参照）、光センサを用いた方式など、様々な種類がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２５０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータの用途によっては、モータの回転速度の検出は不要であるが、モータが回転しているか否かを検出できるように要求される場合がある。従来、このような場合でも、エンコーダにより回転の検出を行うのが通常であった。しかしながら、エンコーダ付きのモータではコスト高になるという課題がある。
【０００６】
本発明は、回転軸を有する回転機械において、低いコストで回転又は非回転の検出を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転機械は、
回転軸と、前記回転軸と一体的に回転するファンと、を備えた回転機械であって、
前記回転軸の回転又は非回転を検出する回転検知機構を備え、
前記回転検知機構は、
前記ファンの回転により発生する風の通路に配置されて前記風により動作する動作部材と、
前記動作部材の動作又は位置を検出するセンサと、
を有する構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低いコストで回転又は非回転の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態のギヤモータを示す側面図である。
【図２】図１のギヤモータを回転軸方向に見た背面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】実施の形態の回転検知機構の変形例を示す断面図である。
【図５】実施の形態のギヤモータを適用したシステムの第１例を示すブロック図である。
【図６】実施の形態のギヤモータを適用したシステムの第２例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態のギヤモータを示す側面図である。図２は、図１のギヤモータを回転軸方向に見た背面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。本明細書においては、回転軸１２の軸方向のうち減速機２０の方を前方、ファン１３の方を後方、軸方向に垂直な方向を側方と定義する。
【００１２】
本発明の実施の形態のギヤモータ１は、回転機械の一例に相当するもので、モータ１０と、減速機２０と、回転検知機構３０とを備える。
【００１３】
モータ１０は、図示略の回転子および固定子と、固定子および回転子を収容するハウジング１１と、回転子に固定されて回転トルクを出力する回転軸１２と、冷却用のファン１３と、ファン１３を覆うファンカバー１４とを備えている。図２においてはファンカバー１４の外形線を二点鎖線で示している。モータ１０は、例えば誘導モータであり、交流電源を受けて固定子に回転磁界を発生させ、この回転磁界により回転子の導体に誘導電流を流し、回転子に滑りに対応した回転トルクを発生させる。
【００１４】
ハウジング１１は、側面に複数の冷却用のフィンＦを備える。複数のフィンＦは、回転軸１２の軸方向に延設されている。
【００１５】
ファン１３は、ハウジング１１の後方に配置され、例えば回転軸１２の後端部に固定されて、回転軸１２と一体的に回転する。ファン１３は、ハウジング１１の周囲に風を流し、ハウジング１１を介して固定子または回転子を冷却する。
【００１６】
ファンカバー１４は、後部に空気を吸い込む網目状の仕切１４ａを有し、ファン１３の側方とハウジング１１の背部とを側壁１４ｂで覆うように構成される。ファンカバー１４は、図３に示すように、側壁１４ｂの前方の縁部とハウジング１１との間に間隙Ｇが設けられるように固定される。このような形態により、ファン１３が回転すると、ファンカバー１４の網目状の仕切１４ａから空気が吸われ、間隙Ｇからハウジング１１の側面に沿って風が送られる。風は冷却用のフィンＦの間を通ってハウジング１１を冷却する。
【００１７】
減速機２０は、特に制限されるものでないが、同軸形或いは平行軸形のギヤ機構２１と、直交軸形のギヤ機構２２とが連結された構成であり、モータ１０の回転運動を減速して出力する。
【００１８】
回転検知機構３０は、図３にも示すように、ファン１３の風によって動作する動作部材３１と、動作部材の動作又は位置を検出するセンサ３２と、動作部材３１を付勢する付勢部材３３とを備えている。回転検知機構３０は、ファンカバー１４の外部で、ハウジング１１の互いに隣接する一対のフィンＦの間に配置される。つまり、回転検知機構３０とファンカバー１４とは、径方向から見て重なっていない。回転検知機構３０は、さらに、ファンカバー１４の縁の近傍に配置されるとよい。
【００１９】
動作部材３１は軽量で板状の部材であり、フィンＦの長手方向に対して板面が傾斜するように、付勢部材３３に片持ち支持される。動作部材３１はファン１３の風によりセンサ３２に近づく向きに傾斜して配置される。
【００２０】
センサ３２は、可動部が押されることで接点が切り替わる接触式のスイッチである。その他、センサ３２としては、動作部材３１の動作又は位置を非接触に検出する近接センサを採用してもよい。近接センサは、光学式センサ、磁気センサなど、種々の方式のものを採用できる。
【００２１】
付勢部材３３は、例えばスプリングバネであり、動作部材３１をセンサ３２と間隔を開けて支持する。付勢部材３３は、さらに、動作部材３１がセンサ３２の方へ変位したときに、動作部材３１をセンサ３２から離す方へ付勢する。
【００２２】
このような構成により、ファン１３が回転すると、ファン１３の回転により発生した風がフィンＦの間を流れ、この風により動作部材３１が付勢部材３３の付勢力に抗して変位する。そして、動作部材３１がセンサ３２に接触し、センサ３２がこれを検出してオンとなる。センサ３２のオンの検出信号によりモータ１０が回転していることが分かる。
【００２３】
一方、ファン１３の回転が停止すると、フィンＦの間を流れる風がなくなり、動作部材３１が付勢部材３３の付勢力により元の位置（図３の状態）に戻る。この変位により動作部材３１がセンサ３２から離れて、センサ３２による動作部材３１の接触の検出がオフとなる。センサ３２がオフとなることでモータ１０が停止していることが分かる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態のギヤモータ１によれば、回転検知機構３０により、低コストにモータ１０の回転又は非回転を検出することができる。よって、回転速度の検出は不要だが、回転しているか否かの検出は行いたいという要求がある場合に、エンコーダを有するギヤモータよりも、低コストに要求に応じることができる。
【００２５】
また、エンコーダは体積が比較的大きく、配置箇所が回転軸の近傍に制限されるため、既設のモータに後から設けることが困難である。一方、本実施の形態に係る回転検知機構３０はコンパクトであり、回転軸から離して設置できるので、既設のモータに後から設けることも容易である。
【００２６】
また、本実施の形態に係る回転検知機構３０は、動作部材３１がファン１３の風と付勢部材３３の付勢力とを受けて動作し、センサ３２が動作部材３１の接触を検出するように構成される。よって、低いコストで且つ信頼性高く、モータ１０の回転又は非回転の検出が可能である。
【００２７】
また、本実施の形態のギヤモータ１によれば、回転検知機構３０がファンカバーの外部に配置される。よって、既設のモータに後から回転検知機構３０を設ける場合に、回転検知機構３０の取付けが容易になる。また、回転検知機構３０がフィンＦの間に配置されてファン１３の風を多く受けるので、信頼性の高い検出が可能である。
【００２８】
（変形例）
図４は、実施の形態の回転検知機構の変形例を示す断面図である。
【００２９】
変形例の回転検知機構３０Ａは、前述の回転検知機構３０とは逆に、モータ１０が非回転のときに動作部材３１Ａがセンサ３２Ａに接触し、モータ１０が回転しているときに動作部材３１Ａがセンサ３２Ａから離れるように構成したものである。
【００３０】
変形例の回転検知機構３０Ａは、図４に示すように、板状の動作部材３１Ａと、動作部材３１Ａの動作又は位置を検出するセンサ３２Ａと、付勢部材３３Ａとを備えている。
【００３１】
付勢部材３３Ａは、例えばスプリングバネであり、動作部材３１Ａを片持ち支持する。付勢部材３３Ａは、さらに、動作部材３１Ａがセンサ３２Ａから離れたときに、動作部材３１Ａをセンサ３２Ａに接触する方向に付勢する。
【００３２】
動作部材３１Ａは、ファン１３の風によりセンサ３２Ａから離れる向きに傾斜して配置されている。
【００３３】
センサ３２Ａは、ファン１３の風の通路において動作部材３１Ａおよび付勢部材３３Ａより風上に配置されている以外、前述のセンサ３２と同様の構成である。
【００３４】
変形例の回転検知機構３０Ａによれば、ファン１３が回転して、フィンＦの間に風が流れると、この風により動作部材３１Ａが付勢部材３３Ａの付勢力に抗して、センサ３２Ａから離れた位置に保持される（図４の状態）。これにより、センサ３２Ａによる動作部材３１Ａの接触の検出がオフとなる。センサ３２Ａがオフになることでモータ１０が回転していることが分かる。
【００３５】
一方、ファン１３の回転が停止して、フィンＦの間を流れる風が無くなると、動作部材３１Ａが付勢部材３３Ａの付勢力により元の位置に戻る。この変位により、動作部材３１Ａがセンサ３２Ａに接触し、センサ３２Ａがこれを検出してオンとなる。センサ３２Ａのオンの検出信号によりモータ１０が停止したことが分かる。
【００３６】
以上のように、変形例の回転検知機構３０Ａを採用した場合でも、前述の回転検知機構３０を採用した場合と同様に、モータ１０の回転又は非回転を検出でき、同様の効果が奏される。
【００３７】
＜ギヤモータを適用したシステムの第１例＞
続いて、実施の形態のギヤモータ１を適用したシステムの第１例について説明する。
【００３８】
図５は、ギヤモータを用いた撹拌システムを示す構成図である。
【００３９】
図５の撹拌システム１００は、内部に撹拌子１０２が配置された撹拌槽１０１と、シャフトを介して撹拌子１０２に回転トルクを出力するギヤモータ１と、システムを統括的に制御する制御盤１１０とを備えている。
【００４０】
制御盤１１０は、制御部１１１と、操作部１１２と、発光、ブザー音の出力、或いは表示等により報知を行う報知部１１３とを備えている。
【００４１】
操作部１１２は、ギヤモータ１の電源のオンとオフとを切り替える電源スイッチを含んでいる。
【００４２】
制御部１１１は、ギヤモータ１のセンサ３２から検出信号を入力する。また、制御部１１１は、例えば操作部１１２の操作状態から、ギヤモータ１の電源オンの情報を入力する。
【００４３】
このような撹拌システム１００においては、使用者が操作部１１２を操作して、ギヤモータ１の電源をオンにすると、これによりギヤモータ１が回転駆動し、撹拌槽１０１内で撹拌子１０２が回転して撹拌処理が実行される。
【００４４】
一方、ギヤモータ１の電源がオンの期間、制御部１１１はセンサ３２の検出信号を監視する。そして、ギヤモータ１の回転を示す検出信号が無くなるか、或いは、ギヤモータ１の非回転を示す検出信号が入力されると、制御部１１１は、例えば発光部の点滅或いはブザー音の出力など、報知部１１３の報知制御を行う。
【００４５】
以上のように、本実施の形態のギヤモータ１を採用した撹拌システム１００によれば、ギヤモータ１が異常停止した場合に、報知部１１３から異常を外部に報知することができる。この報知により、使用者は、ギヤモータ１の電源をオフにしてメンテナンスを行うなど異常に対処することができる。このような撹拌システム１００においては、ギヤモータ１の回転速度を調整するような制御は不要であるが、上記のようにギヤモータ１が異常停止した場合に、この異常に速やかに対処したいという要求がある。このような場合に、本実施の形態のギヤモータ１は特に有用である。
【００４６】
＜ギヤモータを適用したシステムの第２例＞
続いて、実施の形態のギヤモータ１を適用したシステムの第２例について説明する。
【００４７】
図６は、ギヤモータを用いた車両昇降システムを示す構成図である。
【００４８】
図６の車両昇降システム２００は、車両２２０の４つの車輪に対応する４つの昇降機構２０１および４つのギヤモータ１と、これらを制御する制御部２０２とを備えている。
【００４９】
制御部２０２は、４つのギヤモータ１に始動／停止制御信号を出力して、４つのギヤモータ１を同時に駆動制御する。制御部２０２は、４つのギヤモータ１の各センサ３２から検出信号を入力する。制御部２０２は、４つのギヤモータ１を始動させると、各センサ３２の検出信号を監視し、少なくとも１つの検出信号が非回転を示したら、４つのギヤモータ１の駆動を全て停止させる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態のギヤモータ１を採用した車両昇降システム２００によれば、車両２２０の昇降中、何れかのギヤモータ１が異常停止した場合に、自動的に全てのギヤモータ１が停止制御されて、異常に対処することができる。このような車両昇降システム２００においては、４つのギヤモータ１の各回転速度を調整するような制御は不要であるが、上記のように４つのギヤモータ１のうち何れかが異常停止した場合に、速やかに異常に対応した制御を行いたいという要求がある。このような場合に、本実施の形態のギヤモータ１は特に有用である。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られるものではない。例えば、上記実施の形態では、回転機械としてギヤモータを例にとって説明したが、回転機械としては、モータ単体としても、減速機単体としてもよい。その他、回転機械は、ファンが回転軸と一体的に回転するように構成された機械であれば、どのような回転機械であってもよい。また、回転機械にモータが含まれる場合、モータは誘導モータに限られず、同期モータ、ブラシ付きモータなど、様々なモータを採用できる。
【００５２】
また、本発明は、回転速度を検出するエンコーダを持たない回転機械に適用して有用であるが、本発明はエンコーダを備えた回転機械に適用してもよい。この場合でも、エンコーダの信号を外部に取り出しにくい場合に、簡単且つ低コストに回転又は非回転の検出信号を外部に取り出すことができるという効果が得られる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、回転検知機構として動作部材と付勢部材とを有する構成を一例として説明したが、例えば動作部材を風により回転又は揺動する構成とし、センサが動作部材の回転又は揺動を検出する構成を採用すれば、付勢部材は不要となる。また、センサは回転軸が回転のときに動作部材の動作によりオンとなる構成としてもよいし、回転軸が非回転のときに動作部材の動作によりオンとなる構成としてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ギヤモータ（回転機械）
１０  モータ
１１  ハウジング
Ｆ  フィン
１２  回転軸
１３  ファン
１４  ファンカバー
１４ａ  仕切
１４ｂ  側壁
２０  減速機
３０、３０Ａ  回転検知機構
３１、３１Ａ  動作部材
３２、３２Ａ  センサ
３３、３３Ａ  付勢部材
１００  撹拌システム
１０１  撹拌槽
１０２  撹拌子
１１０  制御盤
１１１  制御部
１１２  操作部
１１３  報知部
２００  車両昇降システム
２０１  昇降機構
２０２  制御部
【図１】
2017143617.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017143617.tif 000007
【図６】
2017143617.tif 000008