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JP5995764B2 - Rotor with temperature measurement function - Google Patents
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JP5995764B2 - Rotor with temperature measurement function - Google Patents

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本明細書では、モータのステータコイルで囲まれている空間内において回転可能に支持され、ステータコイルへの通電を制御することで生成される回転磁場によって回転するロータに関する技術を開示する。   The present specification discloses a technique related to a rotor that is rotatably supported in a space surrounded by a stator coil of a motor and that rotates by a rotating magnetic field generated by controlling energization of the stator coil.

特許文献1に、温度計測機能を備えているロータが開示されている。ロータは、ロータコアと、ロータコアに固定されている永久磁石を備えている。ロータコアは、ステータコイルに対して回転可能に支持されており、略円柱形をしている。複数個の永久磁石が用いられ、複数個の永久磁石がロータコアの外周面に固定されている。ステータコイルへの通電を制御することで回転磁場が生成され、その回転磁場によってロータが回転する。   Patent Document 1 discloses a rotor having a temperature measurement function. The rotor includes a rotor core and a permanent magnet fixed to the rotor core. The rotor core is rotatably supported with respect to the stator coil, and has a substantially cylindrical shape. A plurality of permanent magnets are used, and the plurality of permanent magnets are fixed to the outer peripheral surface of the rotor core. A rotating magnetic field is generated by controlling energization of the stator coil, and the rotor rotates by the rotating magnetic field.

ステータコイルに通電してロータを回転させるとロータが発熱し、ロータ温度が上昇する。永久磁石は、所定温度以上に昇温すると減磁または消磁するために、モータのトルクが減少する。ロータ温度を計測する必要がある。   When the rotor is rotated by energizing the stator coil, the rotor generates heat and the rotor temperature rises. Since the permanent magnet is demagnetized or demagnetized when the temperature rises above a predetermined temperature, the torque of the motor decreases. It is necessary to measure the rotor temperature.

特許文献1の技術では、ロータに温度センサ付RFIDタグを設ける。ここでいう温度センサ付RFIDタグは、発電コイルと、発電コイルが発電する電力を駆動電力に変換する電源回路と、電源回路からの電力で駆動される温度センサ回路と、電源回路からの電力で駆動されるとともに温度センサ回路による計測値を無線で発信する発信回路を搭載している。ロータに発電コイルを固定しておくと、ステータコイルで囲まれている空間内でロータが回転するのに伴って発電コイルを通過する磁束強度が変化し、その磁束強度の変化によって発電コイルが発電する。   In the technique of Patent Document 1, an RFID tag with a temperature sensor is provided on the rotor. The RFID tag with a temperature sensor here includes a power generation coil, a power supply circuit that converts power generated by the power generation coil into drive power, a temperature sensor circuit that is driven by power from the power supply circuit, and power from the power supply circuit. It is equipped with a transmitter circuit that is driven and wirelessly transmits measurement values from the temperature sensor circuit. When the power generation coil is fixed to the rotor, the magnetic flux intensity passing through the power generation coil changes as the rotor rotates in the space surrounded by the stator coil, and the power generation coil generates power by changing the magnetic flux intensity. To do.

上記技術によると、温度計測のための電力をロータ外から供給する電力線も必要とされなければ、計測値をロータ外に伝達する信号線も必要とされない。回転するロータに結線することなくロータ温度を計測することができる。   According to the above technique, if a power line for supplying power for temperature measurement from the outside of the rotor is not required, a signal line for transmitting the measurement value to the outside of the rotor is not required. The rotor temperature can be measured without connecting to the rotating rotor.

特開2009−247084号公報JP 2009-247084 A

特許文献1の技術によって、原理的には回転するロータに結線することなくロータ温度を計測することが可能となるが、その技術を実施化するのは難しい。
ロータは、ステータコイルで生成される回転磁場に追従して回転する。すなわち、磁場とロータの関係は、基本的には一定である。従って、発電コイルを通過する磁束強度も基本的には一定である。実際には、ステータコイルに対する回転角度に依存して発電コイルを通過する磁束強度は変化するが、その変化量は小さい。磁束強度の小さな変化を利用して発電するためには、ロータに対する発電コイルの取り付け姿勢が重要である。また、発信回路がロータ外に開放された位置に配置されていないと、電波がロータ外に到達せず、ロータ外で受信することができない。さらにロータは高速で回転し、強い遠心力が作用する。強い遠心力が作用するロータに、発電コイルと温度センサ回路と発信回路のそれぞれを、それぞれが機能を発揮するように搭載するのは難しい。特許文献1の技術では、温度センサ付RFIDタグの設置位置を例示しているに過ぎず、発電コイルの配置方法については開示がない。仮に、図示されている温度センサ付RFIDタグ内に発電コイルが収容されているとすると、その発電コイルでは小さすぎ、ロータ温度を計測して無線発信するのに必要な電力を発電することができない。
Although the technique of Patent Document 1 can in principle measure the rotor temperature without connecting to the rotating rotor, it is difficult to implement the technique.
The rotor rotates following the rotating magnetic field generated by the stator coil. That is, the relationship between the magnetic field and the rotor is basically constant. Therefore, the strength of the magnetic flux passing through the power generation coil is basically constant. Actually, the magnetic flux intensity passing through the power generation coil changes depending on the rotation angle with respect to the stator coil, but the amount of change is small. In order to generate power using a small change in magnetic flux intensity, the mounting posture of the power generation coil with respect to the rotor is important. Further, if the transmission circuit is not disposed at a position opened outside the rotor, the radio wave does not reach the outside of the rotor and cannot be received outside the rotor. Furthermore, the rotor rotates at a high speed and a strong centrifugal force acts. It is difficult to mount each of the power generation coil, the temperature sensor circuit, and the transmission circuit on the rotor on which a strong centrifugal force acts so that each of them exhibits its function. In the technique of Patent Document 1, only the installation position of the RFID tag with the temperature sensor is illustrated, and there is no disclosure about the method of arranging the power generation coil. If a power generation coil is accommodated in the illustrated RFID tag with a temperature sensor, the power generation coil is too small to generate power necessary for wireless transmission by measuring the rotor temperature. .

本明細書では、発電コイル等のロータ温度を計測して計測値を電波で発信するのに必要な部材を、ロータに搭載する技術を開示する。
本明細書で開示するロータは、ロータコアと複数個の永久磁石を備えている。ロータコアは、ステータコイルに対して回転可能に支持された状態で使用され、略円柱形である。ロータコアの外周面に複数個の永久磁石が固定されている。ロータコアには、少なくとも1個の永久磁石の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝が形成されており、その溝に、発電コイルと、発電コイルに接続されている電子部品が収容されている。その電子部品に、発電コイルから供給される電力を駆動電力に変換する電源回路と、電源回路からの電力で駆動される温度センサ回路と、電源回路からの電力で駆動されるとともに温度センサ回路の計測値を無線で発信する発信回路が搭載されている。ロータはステータコイルで囲まれている空間に収容された状態で用いられる。
In the present specification, a technique for mounting a member necessary for measuring a rotor temperature such as a power generation coil and transmitting a measurement value by radio waves to the rotor is disclosed.
The rotor disclosed in this specification includes a rotor core and a plurality of permanent magnets. The rotor core is used in a state of being rotatably supported with respect to the stator coil, and has a substantially cylindrical shape. A plurality of permanent magnets are fixed to the outer peripheral surface of the rotor core. The rotor core is formed with a groove extending inside the contour along the contour of at least one permanent magnet, and a power generation coil and an electronic component connected to the power generation coil are accommodated in the groove. The electronic component includes a power supply circuit that converts power supplied from the power generation coil into drive power, a temperature sensor circuit that is driven by power from the power supply circuit, and a temperature sensor circuit that is driven by power from the power supply circuit. A transmitter circuit for transmitting measurement values wirelessly is installed. The rotor is used in a state of being accommodated in a space surrounded by the stator coil.

上記によると、発電コイルの磁束通過面積が永久磁石の大きさにほぼ等しく、必要電力を発電できる大きさが確保される。しかも、発電コイルと電子部品の外側が永久磁石によって覆われており、発電コイルに強い遠心力が作用しても発電コイル等が飛散するといったことがない。さらに、発信回路は、ロータ外に連通している溝内に収容されており、発信回路から発信された電波が溝を介してロータ外に達する。ロータ外で計測値を受信することができる。   According to the above, the magnetic flux passage area of the power generation coil is approximately equal to the size of the permanent magnet, and a size capable of generating the required power is ensured. In addition, the outer sides of the power generation coil and the electronic component are covered with permanent magnets, and even if a strong centrifugal force acts on the power generation coil, the power generation coil or the like is not scattered. Further, the transmission circuit is housed in a groove communicating with the outside of the rotor, and radio waves transmitted from the transmission circuit reach the outside of the rotor through the groove. Measurement values can be received outside the rotor.

第1実施例のロータの分解斜視図。The exploded perspective view of the rotor of the 1st example. 図1のロータの平面図。The top view of the rotor of FIG. 図2のIII−III線断面図。III-III sectional view taken on the line of FIG. 図2のIV−IV線断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. 計測ユニットの平面図。The top view of a measurement unit. 計測ユニットがロータコアの溝に収容されている状態の平面図。The top view of the state in which the measurement unit is accommodated in the groove | channel of a rotor core. 計測ユニットがロータコアの溝に収容されている状態での図4に対応する図。The figure corresponding to FIG. 4 in the state in which the measurement unit is accommodated in the groove | channel of a rotor core. 溝とフレキシブル基板と電子部品と発電コイルの関係を示す図。The figure which shows the relationship between a groove | channel, a flexible substrate, an electronic component, and a power generation coil. 電子部品の回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure of an electronic component. 計測ユニットの平面図。The top view of a measurement unit. 図10とは別の計測ユニットの平面図。The top view of the measurement unit different from FIG. 第2実施例のロータの分解斜視図。The disassembled perspective view of the rotor of 2nd Example. 第2実施例の図7に対応する図。The figure corresponding to FIG. 7 of 2nd Example. 第2実施例の計測ユニットの平面図。The top view of the measurement unit of 2nd Example. 第3実施例の図7に対応する図。The figure corresponding to FIG. 7 of 3rd Example. 第3実施例の計測ユニットの平面図。The top view of the measurement unit of 3rd Example. 第4実施例の図7に対応する図。The figure corresponding to FIG. 7 of 4th Example. 第4実施例の計測ユニットの平面図。The top view of the measurement unit of 4th Example.

下記に説明する実施例の特徴を列記する。
(特徴1)温度センサが、永久磁石の輪郭近傍に接近している。
(特徴2)温度センサが、永久磁石の周方向の端部に接近している。
(特徴3)発電コイルと電子部品がフレキシブル基板に実装されている。
(特徴4)1枚のフレキシブル基板に、複数個の発電コイルと1個の電子部品が実装されている。
(特徴5)1枚のフレキシブル基板に、複数個の発電コイルと複数個の電子部品が実装されている。
(特徴6)1個の永久磁石に、1個の発電コイルと1個の電子部品が配置されている。
(特徴7)複数個の永久磁石に対して、複数個の発電コイルと1個の電子部品が配置されている。複数個の発電コイルは、起電力の向きが揃う向きで直列接続されている。
The features of the embodiments described below are listed.
(Feature 1) The temperature sensor is close to the contour of the permanent magnet.
(Feature 2) The temperature sensor is approaching the circumferential end of the permanent magnet.
(Feature 3) The power generation coil and the electronic component are mounted on a flexible substrate.
(Feature 4) A plurality of power generation coils and one electronic component are mounted on one flexible substrate.
(Feature 5) A plurality of power generation coils and a plurality of electronic components are mounted on one flexible substrate.
(Feature 6) One power generation coil and one electronic component are arranged in one permanent magnet.
(Feature 7) A plurality of power generation coils and one electronic component are arranged for a plurality of permanent magnets. The plurality of power generation coils are connected in series so that the directions of the electromotive forces are aligned.

図1において、参照番号2はロータを示し、参照番号30はロータコアを示し、ロータコア30に回転軸41,42が固定されている。ロータコア30は略円柱状であり、その外周面に4枚の永久磁石11,12,13,14が固定されている。図では、1枚の永久磁石11がロータコア30に固定される前の状態を示している。
本実施例では、ロータコア30の温度を計測してロータ外に無線送信する計測ユニット21がロータに固定されている。ロータコア30には、計測ユニット21を収容する溝31が形成されている。溝31は、ロータコア30の外周面を軸方向に延びる溝31bと31dと、ロータコア30の軸方向の端部において溝31bと31dの間を周方向に延びる溝31a,31cで形成されている。溝31a,31b,31c,31dによって、一巡する溝31が形成されている。その溝31に計測ユニット21が収容された状態で、永久磁石11がロータコア30に固定される。溝31は、永久磁石11の輪郭に沿って延びている。正確にいうと、溝31は、永久磁石11の輪郭の内側を延びている。永久磁石11をロータコア30の外周面に固定すると、計測ユニット21と溝31は永久磁石11によって覆われる。
周知のように、ロータ2はモータのステータコイルで囲まれた空間に収容され、回転軸41,42がモータケースに対して回転可能に支持される。ロータ2は、モータのステータコイルで囲まれた空間内で回転可能に支持される。
図2は、図1の状態のコア2を平面視した図を示しており、図3は図2のIII―III線断面を示し、図4は図2のIV−IV線断面を示している。なお、図2から図4では計測ユニット21の図示を省略している。
In FIG. 1, reference numeral 2 indicates a rotor, reference numeral 30 indicates a rotor core, and rotating shafts 41 and 42 are fixed to the rotor core 30. The rotor core 30 has a substantially cylindrical shape, and four permanent magnets 11, 12, 13, and 14 are fixed to the outer peripheral surface thereof. In the figure, a state before one permanent magnet 11 is fixed to the rotor core 30 is shown.
In the present embodiment, a measurement unit 21 that measures the temperature of the rotor core 30 and wirelessly transmits it to the outside of the rotor is fixed to the rotor. The rotor core 30 is formed with a groove 31 for accommodating the measurement unit 21. The groove 31 is formed by grooves 31b and 31d extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the rotor core 30, and grooves 31a and 31c extending in the circumferential direction between the grooves 31b and 31d at the axial end of the rotor core 30. A circular groove 31 is formed by the grooves 31a, 31b, 31c, and 31d. The permanent magnet 11 is fixed to the rotor core 30 in a state where the measurement unit 21 is accommodated in the groove 31. The groove 31 extends along the contour of the permanent magnet 11. Precisely speaking, the groove 31 extends inside the contour of the permanent magnet 11. When the permanent magnet 11 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 30, the measurement unit 21 and the groove 31 are covered with the permanent magnet 11.
As is well known, the rotor 2 is accommodated in a space surrounded by a stator coil of the motor, and the rotating shafts 41 and 42 are rotatably supported with respect to the motor case. The rotor 2 is rotatably supported in a space surrounded by the stator coil of the motor.
2 shows a plan view of the core 2 in the state shown in FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 shows a cross section taken along line IV-IV in FIG. . Note that the measurement unit 21 is not shown in FIGS.

図5は、計測ユニット21を示し、発電コイル51と、発電コイル51に接続されている電子部品61で構成されている。発電コイル51は、一本の導電線が複数回巻かれて構成されており、その導電線の両端に電子部品61が接続されている。発電コイル51は、溝31に収容された状態で導電線が永久磁石の輪郭に沿って巻回される形状に形成されている。また、電子部品61は、溝31b内に収容される位置と大きさに設定されている。
図11に示すように、フレキシブル基板71上にプリント配線して発電コイル51を形成し、フレキシブル基板71に電子部品61を実装することで、計測ユニット21を形成することができる。図7は、計測ユニット21をロータ2に組み込んだ状態における図4に対応する図である。図8は、フレキシブル基板71と発電コイル51と電子部品61と溝31bと永久磁石11の関係を示している。フレキシブル基板71は湾曲した状態で溝31b内に収容され、その弾性力によって電子部品61を永久磁石11の内面に押し付けている。
FIG. 5 shows the measurement unit 21, which is composed of a power generation coil 51 and an electronic component 61 connected to the power generation coil 51. The power generating coil 51 is configured by winding a single conductive wire a plurality of times, and electronic components 61 are connected to both ends of the conductive wire. The power generating coil 51 is formed in a shape in which the conductive wire is wound along the contour of the permanent magnet while being accommodated in the groove 31. Further, the electronic component 61 is set at a position and a size to be accommodated in the groove 31b.
As shown in FIG. 11, the measurement unit 21 can be formed by forming a power generation coil 51 by performing printed wiring on a flexible substrate 71 and mounting an electronic component 61 on the flexible substrate 71. FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 4 in a state in which the measurement unit 21 is incorporated in the rotor 2. FIG. 8 shows the relationship among the flexible substrate 71, the power generation coil 51, the electronic component 61, the groove 31 b, and the permanent magnet 11. The flexible substrate 71 is accommodated in the groove 31b in a curved state, and the electronic component 61 is pressed against the inner surface of the permanent magnet 11 by its elastic force.

図9は、電子部品61が備えている回路構成を示している。電子部品61は、発電コイル51から供給される電力を駆動電力に変換する電源回路81と、電源回路81からの電力で駆動される温度センサ回路82と、電源回路81からの電力で駆動されるとともに温度センサ回路82の計測値を無線で発信する発信回路83と発信アンテナ84を搭載している。   FIG. 9 shows a circuit configuration provided in the electronic component 61. The electronic component 61 is driven by power from a power supply circuit 81 that converts power supplied from the power generation coil 51 into drive power, a temperature sensor circuit 82 that is driven by power from the power supply circuit 81, and power from the power supply circuit 81. In addition, a transmission circuit 83 and a transmission antenna 84 that wirelessly transmit the measurement value of the temperature sensor circuit 82 are mounted.

図8に示されているように、電子部品61は永久磁石11の周方向の端部に密着し、永久磁石11の周方向の端部の温度を計測する。永久磁石の周方向の端部は最も昇温し易い箇所であり、その箇所の温度を計測できると、昇温防止のための措置を適確に講じることが可能となる。
発電コイル51の磁束通過面積は、永久磁石11の面積にほぼ等しく、ロータコア30の円筒部分の外周面積のほぼ1/4に及んでいる。発電コイル51の有効発電面積が広く、ロータ2が回転することによって生じる発電コイル51を通過する磁束強度の変化によって必要な電力を確保することができる。
また、電子部品61が収容されている溝31bは、ロータ2の外部に連通しており、電子部品61から発信された電波をロータ2の外側で受信することができる。第1実施例によって、ロータ外から配線することなく、ロータ温度を計測して無線で発信することが可能となる。
計測ユニット21は、図10に示すものであってもよい。この場合は、フレキシブル基板を用いない。細いマグネットワイヤを複数回にわたって巻回して発電コイル51とする。
As shown in FIG. 8, the electronic component 61 is in close contact with the circumferential end of the permanent magnet 11 and measures the temperature of the circumferential end of the permanent magnet 11. The end of the permanent magnet in the circumferential direction is the place where the temperature rises most easily, and if the temperature at that place can be measured, it is possible to take appropriate measures to prevent the temperature rise.
The magnetic flux passage area of the power generation coil 51 is substantially equal to the area of the permanent magnet 11, and is approximately ¼ of the outer peripheral area of the cylindrical portion of the rotor core 30. The effective power generation area of the power generation coil 51 is wide, and necessary electric power can be ensured by the change in the magnetic flux intensity passing through the power generation coil 51 generated by the rotation of the rotor 2.
The groove 31b in which the electronic component 61 is accommodated communicates with the outside of the rotor 2 and can receive radio waves transmitted from the electronic component 61 outside the rotor 2. According to the first embodiment, the rotor temperature can be measured and transmitted wirelessly without wiring from outside the rotor.
The measurement unit 21 may be as shown in FIG. In this case, a flexible substrate is not used. A thin magnet wire is wound a plurality of times to form a power generation coil 51.

発電コイル51の大きさは、1個の永久磁石の大きさにほぼ等しいのが好ましい。周知のように、発電電圧vの大きさは、電磁誘導の法則によって、下記のものとなる。
v=−n×(ΔB/Δt)×S
ここで、nはコイルの巻数であり、ΔB/Δtは磁束密度の時間変化であり、Sはコイルの面積である。
上記式より、発電電圧vとコイル面積Sが比例することがわかり、発電電圧を高めるためにはコイル面積を大きくするのが有効であることがわかる。しかしながら、発電コイルの大きさが1個の永久磁石よりも大きくなると、その発電コイルが隣接する永久磁石にもかかることになる。ところが、隣接する永久磁石の極性は反対方向であり、磁束を打ち消しあう方向であることから、1個の発電コイルが隣接する永久磁石にまでかかると、その発電コイルを通過する磁束がかえって減少してしまう。その結果、発電電圧が低下してしまう。発電コイルが1個の永久磁石の大きさにほぼ等しい場合に、最も効率的に発電することができる。
The size of the power generating coil 51 is preferably approximately equal to the size of one permanent magnet. As is well known, the magnitude of the generated voltage v is as follows according to the law of electromagnetic induction.
v = −n × (ΔB / Δt) × S
Here, n is the number of turns of the coil, ΔB / Δt is the time change of the magnetic flux density, and S is the area of the coil.
From the above equation, it can be seen that the generated voltage v and the coil area S are proportional, and it is found effective to increase the coil area in order to increase the generated voltage. However, when the size of the power generation coil is larger than one permanent magnet, the power generation coil is also applied to the adjacent permanent magnet. However, because the polarity of adjacent permanent magnets is in the opposite direction and cancels the magnetic flux, when one power generation coil reaches the adjacent permanent magnet, the magnetic flux passing through that power generation coil is reduced. End up. As a result, the generated voltage decreases. When the power generation coil is approximately equal to the size of one permanent magnet, power can be generated most efficiently.

(第2実施例)
第1実施例では、4個ある永久磁石11,12,13,14のうちの1個の永久磁石11に対してのみ計測ユニット21を配置する。
第2実施例では、図12、13に例示するように、それぞれの永久磁石に計測ユニットを配置する。すなわち、永久磁石11に計測ユニット21を配置し、永久磁石12に計測ユニット22を配置し、永久磁石13に計測ユニット23を配置し、永久磁石14に計測ユニット24を配置する。このために、永久磁石11の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝31を形成し、溝31に計測ユニット21を収容する。永久磁石12の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝32を形成し、溝32に計測ユニット22を収容する。永久磁石13の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝33を形成し、溝33に計測ユニット23を収容する。永久磁石14の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝34を形成し、溝34に計測ユニット24を収容する。この実施例では、永久磁石11の温度を電子部品61で計測して発信する。永久磁石12の温度を電子部品62で計測して発信する。永久磁石13の温度を電子部品63で計測して発信する。永久磁石14の温度を電子部品64で計測して発信する。永久磁石毎の温度を計測することができる。
この実施例では、図14に示すように、1枚のフレキシブル基板70上に、発電コイル51と電子部品61の組と、発電コイル52と電子部品62の組と、発電コイル53と電子部品63の組と、発電コイル54と電子部品64の組を形成することができる。1枚のフレキシブル基板70を利用すると、計測ユニット21,22,23,24が製造し易く、ロータコア30に取り付け易い。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the measurement unit 21 is arranged only for one of the four permanent magnets 11, 12, 13, 14.
In the second embodiment, as illustrated in FIGS. 12 and 13, a measurement unit is arranged in each permanent magnet. That is, the measurement unit 21 is arranged on the permanent magnet 11, the measurement unit 22 is arranged on the permanent magnet 12, the measurement unit 23 is arranged on the permanent magnet 13, and the measurement unit 24 is arranged on the permanent magnet 14. For this purpose, a groove 31 extending inside the contour is formed along the contour of the permanent magnet 11, and the measurement unit 21 is accommodated in the groove 31. A groove 32 extending inside the contour is formed along the contour of the permanent magnet 12, and the measurement unit 22 is accommodated in the groove 32. A groove 33 extending inside the contour is formed along the contour of the permanent magnet 13, and the measurement unit 23 is accommodated in the groove 33. A groove 34 extending inside the contour is formed along the contour of the permanent magnet 14, and the measurement unit 24 is accommodated in the groove 34. In this embodiment, the temperature of the permanent magnet 11 is measured by the electronic component 61 and transmitted. The temperature of the permanent magnet 12 is measured by the electronic component 62 and transmitted. The temperature of the permanent magnet 13 is measured by the electronic component 63 and transmitted. The temperature of the permanent magnet 14 is measured by the electronic component 64 and transmitted. The temperature for each permanent magnet can be measured.
In this embodiment, as shown in FIG. 14, a set of a power generation coil 51 and an electronic component 61, a set of a power generation coil 52 and an electronic component 62, a power generation coil 53 and an electronic component 63 are formed on one flexible substrate 70. And a set of the power generation coil 54 and the electronic component 64 can be formed. If one flexible substrate 70 is used, the measurement units 21, 22, 23, and 24 are easy to manufacture and attach to the rotor core 30.

(第3実施例)
本実施例では、図15と図16に示すように、永久磁石11の温度を電子部品61で計測して発信し、永久磁石12の温度を電子部品62で計測して発信する。本実施例では、図16に示すように、永久磁石11に輪郭の内側を延びる発電コイル51と、永久磁石13の輪郭の内側を延びる発電コイル53を、配線56で直列に接続し、発電コイル51,53の合計発電電圧を電子部品61に供給する。発電コイル51,53は同じ方向に巻かれている。永久磁石11と永久磁石13は同じ極性であることから(図15に示す場合は、外面側がN極で内面側がS極の極性となっている)、発電コイル51,53が同じ方向に巻かれていると、発電コイル51,53の合計発電電圧が電子部品61に供給される。同様に、永久磁石12の輪郭の内側を延びる発電コイル52と、永久磁石14の輪郭の内側を延びる発電コイル54を、配線55で直列に接続し、発電コイル52,54の合計発電電圧を電子部品62に供給する。発電コイル52,54は同じ方向に巻かれている。永久磁石12と永久磁石14は同じ極性であることから(永久磁石11,13とは逆の極性である)、発電コイル52,54が同じ方向に巻かれていると、発電コイル52,54の合計発電電圧が電子部品62に供給される。本実施例でも、1枚の共通基板70上に、発電コイル51、52,53,54をプリント配線し、電子部品61、62を実装する。
(Third embodiment)
In this embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the temperature of the permanent magnet 11 is measured and transmitted by the electronic component 61, and the temperature of the permanent magnet 12 is measured and transmitted by the electronic component 62. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, a power generation coil 51 that extends inside the contour of the permanent magnet 11 and a power generation coil 53 that extends inside the contour of the permanent magnet 13 are connected in series by a wiring 56. The total generated voltage of 51 and 53 is supplied to the electronic component 61. The power generating coils 51 and 53 are wound in the same direction. Since the permanent magnet 11 and the permanent magnet 13 have the same polarity (in the case shown in FIG. 15, the outer surface side has the N pole and the inner surface side has the S pole polarity), the power generating coils 51 and 53 are wound in the same direction. Then, the total generated voltage of the power generation coils 51 and 53 is supplied to the electronic component 61. Similarly, the power generation coil 52 extending inside the contour of the permanent magnet 12 and the power generation coil 54 extending inside the contour of the permanent magnet 14 are connected in series by the wiring 55, and the total generated voltage of the power generation coils 52 and 54 is converted into an electron. Supply to part 62. The power generating coils 52 and 54 are wound in the same direction. Since the permanent magnet 12 and the permanent magnet 14 have the same polarity (opposite polarity with respect to the permanent magnets 11 and 13), if the power generating coils 52 and 54 are wound in the same direction, the power generating coils 52 and 54 The total generated voltage is supplied to the electronic component 62. Also in the present embodiment, the power generation coils 51, 52, 53, and 54 are printed on one common substrate 70, and the electronic components 61 and 62 are mounted.

(第4実施例)
本実施例では、図17と図18に示すように、永久磁石11の温度を電子部品61で計測して発信する。本実施例では、永久磁石11の輪郭の内側を延びる発電コイル51と、永久磁石12の輪郭の内側を延びる発電コイル52と、永久磁石13の輪郭の内側を延びる発電コイル53と、永久磁石14の輪郭の内側を延びる発電コイル54を直列に接続し、発電コイル51,52,53,54の合計発電電圧を電子部品61に供給する。永久磁石11と永久磁石13は同じ極性であり、永久磁石12と永久磁石14は同じ極性であり、永久磁石11,13と永久磁石12,14は逆の極性であることから、発電コイル51と発電コイル53は同じ方向に巻かれており、発電コイル52と発電コイル54は同じ方向に巻かれており、発電コイル51,53と発電コイル52,54は逆方向に巻かれている。上記のように接続されていると、発電コイル51,52,53,54に生じる起電力の向きが揃い、発電コイル51,52,53,54の合計発電電圧が電子部品61に供給される。本実施例でも、1枚の共通基板70上に、発電コイル51、52,53,54をプリント配線し、電子部品61を実装する。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, the temperature of the permanent magnet 11 is measured by the electronic component 61 and transmitted. In the present embodiment, the power generation coil 51 that extends inside the contour of the permanent magnet 11, the power generation coil 52 that extends inside the contour of the permanent magnet 12, the power generation coil 53 that extends inside the contour of the permanent magnet 13, and the permanent magnet 14. Are connected in series, and the total generated voltage of the power generation coils 51, 52, 53, 54 is supplied to the electronic component 61. The permanent magnet 11 and the permanent magnet 13 have the same polarity, the permanent magnet 12 and the permanent magnet 14 have the same polarity, and the permanent magnets 11 and 13 and the permanent magnets 12 and 14 have opposite polarities. The power generation coil 53 is wound in the same direction, the power generation coil 52 and the power generation coil 54 are wound in the same direction, and the power generation coils 51 and 53 and the power generation coils 52 and 54 are wound in opposite directions. When connected as described above, the directions of the electromotive forces generated in the power generation coils 51, 52, 53, 54 are aligned, and the total generated voltage of the power generation coils 51, 52, 53, 54 is supplied to the electronic component 61. Also in this embodiment, the power generation coils 51, 52, 53, and 54 are printed on one common substrate 70, and the electronic component 61 is mounted.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

2:ロータ
11,12,13,14:永久磁石
21,22,23,24:計測ユニット
30:ロータコア
31,32,33,34:溝
41,42:回転軸
51,52,53,54:発電コイル
61,62,63,64:電子部品
70,71:フレキシブル基板
81:電源回路
82:温度センサ回路
83:発信回路
84:発信アンテナ
2: Rotor 11, 12, 13, 14: Permanent magnets 21, 22, 23, 24: Measuring unit 30: Rotor cores 31, 32, 33, 34: Grooves 41, 42: Rotating shafts 51, 52, 53, 54: Power generation Coils 61, 62, 63, 64: Electronic components 70, 71: Flexible substrate 81: Power supply circuit 82: Temperature sensor circuit 83: Transmission circuit 84: Transmission antenna

Claims (1)

モータのステータコイルで囲まれている空間に収容して用いるロータであり、
ステータコイルに対して回転可能に支持される略円柱形のロータコアと、ロータコアの外周面に固定されている複数個の永久磁石を備えており、
前記ロータコアに、少なくとも1個の永久磁石の輪郭に沿って輪郭の内側を延びる溝が形成されており、
前記溝に、発電コイルと、発電コイルに接続されている電子部品が収容されており、
前記電子部品が、発電コイルから供給される電力を駆動電力に変換する電源回路と、電源回路からの電力で駆動される温度センサ回路と、電源回路からの電力で駆動されるとともに温度センサ回路の計測値を無線で発信する発信回路を搭載していることを特徴とするロータ。
It is a rotor that is housed and used in a space surrounded by a stator coil of a motor,
A substantially cylindrical rotor core supported rotatably with respect to the stator coil, and a plurality of permanent magnets fixed to the outer peripheral surface of the rotor core;
A groove extending inside the contour along the contour of at least one permanent magnet is formed in the rotor core,
The groove accommodates a power generation coil and an electronic component connected to the power generation coil.
The electronic component includes a power supply circuit that converts power supplied from the power generation coil into drive power, a temperature sensor circuit that is driven by power from the power supply circuit, and a power sensor that is driven by power from the power supply circuit. A rotor that is equipped with a transmitter circuit that transmits measurement values wirelessly.
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