[go: up one dir, main page]

JP2018157616A - Power generation system in linear motion device - Google Patents

Power generation system in linear motion device Download PDF

Info

Publication number
JP2018157616A
JP2018157616A JP2017050103A JP2017050103A JP2018157616A JP 2018157616 A JP2018157616 A JP 2018157616A JP 2017050103 A JP2017050103 A JP 2017050103A JP 2017050103 A JP2017050103 A JP 2017050103A JP 2018157616 A JP2018157616 A JP 2018157616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power generation
rotating
linear motion
track member
track
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017050103A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
井上 正史
Masashi Inoue
正史 井上
隆 咲山
Takashi Sakiyama
隆 咲山
晴隆 對木
Harutaka Tsuiki
晴隆 對木
鈴木 浩史
Hiroshi Suzuki
浩史 鈴木
金妍 李
Jinen Li
金妍 李
隆之介 大関
Ryunosuke Ozeki
隆之介 大関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2017050103A priority Critical patent/JP2018157616A/en
Publication of JP2018157616A publication Critical patent/JP2018157616A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology for efficiently achieving continuous power generation with relative movement in a linear motion device.SOLUTION: In a power generation system, a linear motion device comprises a track member having a metallic surface section and a moving member. A rotary magnet section is arranged on the moving member so that a rotary axis of the rotary magnet section having a plurality of permanent magnets crosses a longitudinal direction of the track member at a prescribed angle, a part of a rotary peripheral face of the rotary magnet section faces the surface section and a distance between a part of the rotary peripheral face and the surface section becomes a prescribed distance for generating eddy current on the surface section by relative movement of the moving member to the track member. A coil member is disposed in proximity to the rotary magnet section rotating with the relative movement of the moving member to the track member, and power is generated by a change in magnetic flux passing the coil member with rotation of the rotary magnet section.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、軌道部材に対して相対移動する移動部材を有する直動装置において、当該相対移動により発電を行う発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation system that generates power by a relative movement in a linear motion device having a moving member that moves relative to a track member.

工作機械や搬送装置で広く利用されているリニアガイド等の直動装置は、モータ等のアクチュエータによって駆動されることで振動を生じたり、摩擦によって発熱したりする。これらの振動や温度は直動装置の寿命に影響する。したがって、直動装置をメンテナンスするために寿命に影響を及ぼすこれらのパラメータを測定するセンサ(加速度センサや温度センサ等)を装置内の該当箇所に配置し、その値の取得が行われる。一般に、これらのセンサによるパラメータの取得や、その取得されたパラメータ値を外部の処理装置に伝送を行うためには、当該センサや伝送装置への電力供給が必要となる。一例としては、有線の給電線により電力の供給が行われる。   Linear motion devices such as linear guides that are widely used in machine tools and conveyors generate vibrations when driven by actuators such as motors, or generate heat due to friction. These vibrations and temperatures affect the life of the linear motion device. Therefore, sensors (acceleration sensors, temperature sensors, etc.) that measure these parameters that affect the life in order to maintain the linear motion device are arranged at appropriate locations in the device, and the values are acquired. In general, in order to acquire parameters by these sensors and to transmit the acquired parameter values to an external processing device, it is necessary to supply power to the sensors and the transmission device. As an example, power is supplied by a wired power supply line.

また、上記のように給電線で電力を供給すると、直動装置の駆動に伴って給電線も変位することになり、その変位に起因して給電線に負荷が掛かり給電線の断線が生じるおそれがある。そこで、例えば特許文献1に示すように、給電線のように有線の電力供給線を用いずに、直動装置内のセンサ等に電力を供給する技術が開発されている。当該技術では、直動装置の軌道部材側に永久磁石が、表面側の磁極が交互に異なるように配置され、且つ、直動装置の移動部材側には発電用のコイルが配置されている。そして、移動部材が相対移動することで、コイル部材を通過する磁束の変化に伴って発電が行われ、その発電電力が移動部材内のセンサ等に供給されている。   In addition, when power is supplied through the power supply line as described above, the power supply line is also displaced as the linear motion device is driven, and the power supply line may be loaded due to the displacement, and the power supply line may be disconnected. There is. Therefore, for example, as shown in Patent Document 1, a technique for supplying power to a sensor or the like in a linear motion device without using a wired power supply line such as a power supply line has been developed. In this technique, permanent magnets are arranged on the track member side of the linear motion device so that the magnetic poles on the surface side are alternately different, and a coil for power generation is arranged on the moving member side of the linear motion device. Then, when the moving member moves relatively, power generation is performed with a change in magnetic flux passing through the coil member, and the generated power is supplied to a sensor or the like in the moving member.

特開2003−22492号公報JP 2003-22492 A

従来技術のように、直動装置の軌道部材側に永久磁石を配置し、移動部材側にコイル部材を配置して、該移動部材の移動に伴って発電を行う場合、移動部材が相対移動を行う範囲において軌道部材側に永久磁石を配置しなければならず、その構成には多くのコストを要することになる。また、軌道部材側に永久磁石を配置することで、直動装置が設置される機械(例えば、工作機械や搬送装置等)で生じた金属屑等の粉塵が永久磁石に吸引され付着することで、移動部材の相対移動を阻害する原因となり得る。   When the permanent magnet is arranged on the track member side of the linear motion device and the coil member is arranged on the moving member side as in the prior art, and the power generation is performed along with the movement of the moving member, the moving member performs relative movement. A permanent magnet must be arranged on the side of the track member in the range to be performed, and its configuration requires a lot of cost. Moreover, by arranging the permanent magnet on the raceway member side, dust such as metal scrap generated in a machine (for example, a machine tool or a conveying device) in which the linear motion device is installed is attracted to and adhered to the permanent magnet. This can cause a relative movement of the moving member.

このように直動装置は、軌道部材上を移動部材が相対移動するように構成されるため、従来技術では、効率的な発電、すなわちその相対移動に伴った連続的な発電を行うことは困難である。また、直動装置における種々のパラメータ取得を効果的に行うために、移動部材側に搭載される、電力を消費する装置(センサ等)の数は増え、また、当該電力消費装置の稼働時間も長くなる傾向にある。このような傾向に十分に対応するためには、更なる効率的な発電技術が求められるが、従来技術では十分に対応することは困難である。   As described above, the linear motion device is configured such that the moving member relatively moves on the raceway member. Therefore, it is difficult to perform efficient power generation, that is, continuous power generation accompanying the relative movement in the related art. It is. Further, in order to effectively acquire various parameters in the linear motion device, the number of devices (sensors, etc.) that consume power is increased on the moving member side, and the operating time of the power consumption device is also increased. It tends to be long. In order to sufficiently cope with such a trend, more efficient power generation technology is required, but it is difficult to sufficiently cope with the conventional technology.

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、軌道部材に対して相対移動する移動部材を有する直動装置において、効率的に、その相対移動に伴って連続的な発電を可能とする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a linear motion apparatus having a moving member that moves relative to a track member, it is possible to efficiently generate power continuously with the relative movement. The purpose is to provide the technology.

本発明において、上記課題を解決するために、直動装置の移動部材側に、移動部材の相対移動に伴って回転自在に構成される回転磁石部を配置し、その回転により生じる磁束変化を利用してコイル部材による発電を行う構成を採用した。これにより、軌道部材側には永久磁石を配置することなく発電が可能となり、従来技術のような課題の発生を抑制することができる。   In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a rotating magnet portion configured to be rotatable in accordance with the relative movement of the moving member is disposed on the moving member side of the linear motion device, and a magnetic flux change caused by the rotation is used. Thus, a configuration in which power is generated by the coil member is adopted. Thereby, it becomes possible to generate electric power without arranging a permanent magnet on the raceway member side, and the occurrence of problems as in the prior art can be suppressed.

詳細には、本発明は、長手方向に沿って延在し金属製の表面部を有する軌道部材と、複数の転動体を介して前記軌道部材に対向するように配置され、且つ該軌道部材の前記長手方向に沿って相対的に移動可能な移動部材と、を有する直動装置における発電システムであって、当該直動装置と、複数の永久磁石が回転自在に軸支される回転磁石部であって、該回転磁石部の回転周面上に異なる磁極が交互に形成された回転磁石部と、前記回転磁石部の回転軸が、前記軌道部材の長手方向に対して所定角度で交差するように、且つ、該回転磁石部の回転周面の一部が前記表面部と対向し且つ該回転周面の一部と該表面部との距離が、該移動部材の該軌道部材に対する相対移動によって該表面部に渦電流を生成する所定距離となるように、該回転磁石部を前記移動部材に配置する配置部と、前記移動部材の前記軌道部材に対する相対移動に伴って回転する前記回転磁石部に近接して配置されたコイル部材を有し、該回転磁石部の回転により該コイル部材を通過する磁束変化により発電する発電部と、を備える。   More specifically, the present invention is arranged such that a raceway member extending along the longitudinal direction and having a metal surface portion is disposed to face the raceway member via a plurality of rolling elements, and the raceway member A power generation system in a linear motion device having a moving member relatively movable along the longitudinal direction, wherein the linear motion device and a rotating magnet portion on which a plurality of permanent magnets are rotatably supported The rotating magnet portion in which different magnetic poles are alternately formed on the rotating circumferential surface of the rotating magnet portion and the rotation axis of the rotating magnet portion intersect at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the track member. In addition, a part of the rotating circumferential surface of the rotating magnet part faces the surface part, and the distance between the part of the rotating circumferential surface and the surface part is determined by relative movement of the moving member with respect to the track member. The rotating magnets are arranged so as to have a predetermined distance for generating eddy currents on the surface portion. And a coil member disposed in the vicinity of the rotating magnet unit that rotates as the moving member moves relative to the track member, and the rotating magnet unit rotates. And a power generation unit that generates electric power by changing a magnetic flux passing through the coil member.

本発明の発電システムが適用される直動装置は、軌道部材と移動部材とを有しており、軌道部材には金属製の表面部が設けられている。また当該発電システムでは、配置部により回転磁石部が移動部材に配置されている。この回転磁石部は、複数の永久磁石が回転自在に軸支されるように構成され、その軸支により回転磁石部が回転する状態においてその周方向に形成される面である回転周面上には、異なる磁極が交互に形成される。このような回転磁石部が配置部により配置されることで、軌道部材に対して回転磁石部が所定の相対関係に置かれることになる。   The linear motion device to which the power generation system of the present invention is applied has a track member and a moving member, and the track member is provided with a metal surface portion. Moreover, in the said electric power generation system, the rotating magnet part is arrange | positioned by the arrangement | positioning part at the moving member. The rotating magnet portion is configured such that a plurality of permanent magnets are rotatably supported on the rotating circumferential surface, which is a surface formed in the circumferential direction in a state where the rotating magnet portion is rotated by the shaft support. Are alternately formed with different magnetic poles. By arrange | positioning such a rotary magnet part by an arrangement | positioning part, a rotary magnet part will be set | placed by the predetermined | prescribed relative relationship with respect to a track member.

そして、当該所定の相対関係は、移動部材の相対移動に伴って、回転磁石部からの磁束により表面部に渦電流が形成されるとともに、その渦電流による磁界によって回転磁石部の回転を実現する関係である。具体的には、当該関係は、上記の通り、回転磁石部の回転軸が軌道部材の長手方向に対して所定角度で交差し、且つ、回転周面の一部とそれが対向する表面部との距離が、該移動部材の相対移動によって該表面部に渦電流を生成する所定距離となる関係である。当該所定角度は、回転磁石部の回転軸が、軌道部材の長手方向に平行となる角度以外の交差角度であればよく、好ましくは軌道部材の長手方向に直交する角度である。   And the said predetermined relative relationship implement | achieves rotation of a rotating magnet part with the magnetic field by the eddy current while a eddy current is formed in the surface part by the magnetic flux from a rotating magnet part with the relative movement of a moving member. It is a relationship. Specifically, as described above, the relationship is such that the rotation axis of the rotating magnet section intersects the longitudinal direction of the track member at a predetermined angle, and a part of the rotating circumferential surface and the surface portion facing it. Is a predetermined distance for generating an eddy current in the surface portion by relative movement of the moving member. The predetermined angle may be an intersecting angle other than an angle at which the rotation axis of the rotating magnet portion is parallel to the longitudinal direction of the track member, and is preferably an angle orthogonal to the longitudinal direction of the track member.

このように配置部により表面部に対して回転磁石部が非接触状態で配置されることで、移動部材が軌道部材に対して相対移動すると、金属製の表面部上に渦電流が発生する。そして、移動部材は相対移動を行うことで、この渦電流による磁力(反発力)が回転磁石部を回転させるモーメントを発生させることになる。そして、回転磁石部が回転すると、それが有する複数の永久磁石による磁束が変動することになる。その結果、回転磁石部に近接して配置されているコイル部材を通過する磁束が変動し、その変動によりコイル部材を有する発電部で発電が行われることになる。このように発電部により発電された電力は、移動部材に搭載されている、種々の供給電力により作動する装置(センサ等)に供給することが可能である。   Thus, when the moving member is moved relative to the track member by arranging the rotating magnet portion in a non-contact state with respect to the surface portion by the arranging portion, an eddy current is generated on the metal surface portion. Then, the moving member performs relative movement, so that the magnetic force (repulsive force) due to the eddy current generates a moment for rotating the rotating magnet portion. And if a rotating magnet part rotates, the magnetic flux by the several permanent magnet which it will have will fluctuate | variate. As a result, the magnetic flux passing through the coil member disposed in the vicinity of the rotating magnet unit varies, and the power generation is performed in the power generation unit having the coil member due to the variation. Thus, the electric power generated by the power generation unit can be supplied to a device (such as a sensor) that is mounted on the moving member and operates with various supply electric power.

なお、表面部に渦電流を発生させるためには、表面部は金属製である必要があるが、当該表面部は非磁性体の金属製でもよく又は磁性体の金属製でもよい。一般に、表面部が磁性体の金属製である場合には、非磁性体である場合と比べて渦電流による磁力(反発力)
よりも吸引力が大きくなり回転磁石部の円滑な回転を却って阻害する可能性がある。そのため、表面部が非磁性体の金属製であることが好ましい。
In order to generate an eddy current in the surface portion, the surface portion needs to be made of metal, but the surface portion may be made of a nonmagnetic metal or a magnetic metal. In general, when the surface is made of a magnetic metal, the magnetic force (repulsive force) due to eddy currents compared to a nonmagnetic material
There is a possibility that the attractive force becomes larger than that and the smooth rotation of the rotating magnet portion is obstructed. Therefore, the surface portion is preferably made of a nonmagnetic metal.

このように回転磁石部を移動部材側に配置させて、軌道部材に対する移動部材の相対移動に伴って回転磁石部が回転するように構成することで、当該相対移動に伴って連続的な発電を行うことが可能となる。このとき回転磁石部は軌道部材に対して非接触状態であるため、回転磁石部の摩耗、破損の心配はない。また、移動部材が相対移動を継続する限り、回転磁石部の回転も継続されることになるため、発電容量も比較的大きくなり、電力供給先となる装置の数を増やし、又は、当該装置の稼働時間を長くすることが可能となる。   In this way, the rotating magnet portion is arranged on the moving member side so that the rotating magnet portion rotates with the relative movement of the moving member with respect to the track member, so that continuous power generation is performed with the relative movement. Can be done. At this time, since the rotating magnet portion is in a non-contact state with respect to the track member, there is no fear of the rotating magnet portion being worn or damaged. In addition, as long as the moving member continues relative movement, the rotation of the rotating magnet unit is continued, so that the power generation capacity is relatively large and the number of devices that are power supply destinations is increased, or The operating time can be extended.

軌道部材と移動部材を有する直動装置において、効率的に、該移動部材の相対移動に伴って連続的な発電が可能となる。   In a linear motion device having a track member and a moving member, it is possible to efficiently generate power continuously with relative movement of the moving member.

直動装置であるリニアガイドにおける発電システムの概略構成を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows schematic structure of the electric power generation system in the linear guide which is a linear motion apparatus. 図1に示す発電システムに搭載される発電モジュールの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the electric power generation module mounted in the electric power generation system shown in FIG. 図2に示す発電モジュールと軌道部材との相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the electric power generation module shown in FIG. 2, and a track member. リニアガイドにおける発電システムによる発電電力の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the electric power generated by the electric power generation system in a linear guide. リニアガイドにおける発電システムの概略構成を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows schematic structure of the electric power generation system in a linear guide. 図5に示す発電システムにおいて、発電モジュールを可視化した図である。It is the figure which visualized the power generation module in the power generation system shown in FIG. 図5に示す発電システムに搭載される発電モジュールの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the electric power generation module mounted in the electric power generation system shown in FIG. 図7に示す発電モジュールと軌道部材との相関関係を示す図である。It is a figure which shows the correlation with the electric power generation module shown in FIG. 7, and a track member.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1は転がり案内装置の一つであるリニアガイド1における発電システムの一実施形態を示す斜視図である。このリニアガイド1は、本発明の直動装置に相当し、直線状に形成された軌道レール3と、複数の転動体として複数のボールを介して軌道レール3にチャネル状に組み付けられると共に内部にボールの無限循環路を備えた移動部材としての移動ブロック2とから構成されており、ボールが移動ブロック2の無限循環路内を循環することで該移動ブロック2が軌道レール3上を長手方向に相対移動するようになっている。軌道レール3は、金属製である。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a power generation system in a linear guide 1 which is one of rolling guide devices. The linear guide 1 corresponds to the linear motion device of the present invention, and is assembled in a channel shape to the track rail 3 via a plurality of balls as a plurality of rolling elements and a track rail 3 formed in a straight line. And a moving block 2 as a moving member having an infinite circulation path for the ball, and the ball circulates in the infinite circulation path of the moving block 2 so that the moving block 2 is moved on the track rail 3 in the longitudinal direction. It is designed to move relative. The track rail 3 is made of metal.

軌道レール3は断面略矩形状に形成される。また、軌道レール3はレール本体30を有し、後述する図5に示すようにレール本体30の上面33から下面方向に、ボルト取付孔32が上面33の長手方向中心軸に沿って所定の間隔に形成されている。このボルト取付孔32に鋼製の固定ボルトを締結することで軌道レール3をベッド、コラム等の固定部材35に対して固定することができる(図5を参照)。なお、本実施例1においては、ボルト取付孔32を隠すように軌道レール3の長手方向に延在する金属製のカバー部材30aが、この軌道レール3の上面33上に配置されている。なお、カバー部材30aは、非磁性体の金属製(例えば、アルミニウム製)である。このようにカバー部材30aが設けられている場合は、当該カバー部材30aと軌道レール3が本発明の軌道部材に相当する。
更に、この軌道レール3の、ボルト取付孔32と干渉しない左右側面には、前記ボールが転走する二条のボール転走面31が長手方向に沿ってそれぞれ形成されており、当該軌道レール3には合計四条のボール転走面31が形成されている。尚、本実施形態に係る軌道レール3では四条のボール転走面31が形成されているが、これらボール転走面31の条数及び配置はリニアガイド1の用途及び負荷荷重の大きさに応じて適宜設定変更することができる。
The track rail 3 is formed in a substantially rectangular cross section. Further, the track rail 3 has a rail body 30, and as shown in FIG. 5 to be described later, the bolt mounting holes 32 are arranged at predetermined intervals along the longitudinal center axis of the upper surface 33 from the upper surface 33 of the rail body 30. Is formed. The track rail 3 can be fixed to a fixing member 35 such as a bed or a column by fastening a steel fixing bolt to the bolt mounting hole 32 (see FIG. 5). In the first embodiment, a metal cover member 30 a extending in the longitudinal direction of the track rail 3 so as to hide the bolt mounting hole 32 is disposed on the upper surface 33 of the track rail 3. The cover member 30a is made of a non-magnetic metal (for example, aluminum). When the cover member 30a is thus provided, the cover member 30a and the track rail 3 correspond to the track member of the present invention.
Further, on the left and right side surfaces of the track rail 3 that do not interfere with the bolt mounting holes 32, two ball rolling surfaces 31 on which the balls roll are formed along the longitudinal direction, respectively. A total of four ball rolling surfaces 31 are formed. In addition, in the track rail 3 according to the present embodiment, four ball rolling surfaces 31 are formed. The number and arrangement of the ball rolling surfaces 31 depend on the application of the linear guide 1 and the magnitude of the load load. The settings can be changed as appropriate.

また、移動ブロック2は、テーブル等の可動体が固定される取付面41を有するブロック本体4と、このブロック本体4の相対移動方向の両端部41a、41bのそれぞれに装着される一対の蓋体としてのエンドプレート5と、から構成されている。なお、エンドプレート5には図示されないシール部材が装着されており、該シール部材がエンドプレート5と軌道レール3の上面33との隙間を密封し、軌道レール3に付着した塵芥等の異物が移動ブロック2の内部に進入するのを防止している。また、リニアガイド1が工作機械の内部等で利用されるときには、軌道レール3が、鉄片等の切削屑を含むクーラントに晒される場合もあり、このような切削屑等が異物として移動ブロック2の内部に進入するのを上記シール部材で防いでいる。   The moving block 2 includes a block main body 4 having a mounting surface 41 to which a movable body such as a table is fixed, and a pair of lids attached to both end portions 41a and 41b in the relative movement direction of the block main body 4. As an end plate 5. The end plate 5 is provided with a seal member (not shown). The seal member seals the gap between the end plate 5 and the upper surface 33 of the track rail 3, and foreign matters such as dust attached to the track rail 3 move. The entry into the block 2 is prevented. Further, when the linear guide 1 is used inside a machine tool or the like, the track rail 3 may be exposed to a coolant containing cutting waste such as iron pieces, and such cutting waste or the like may be used as foreign matter in the moving block 2. The seal member prevents entry into the interior.

ここで、長期間にわたってリニアガイド1が使用されると、シール部材の経年劣化等により移動ブロック2の内部に異物が進入しやすくなる。移動ブロック2の内部に異物が進入してしまうと、その直動動作に影響を及ぼし振動が発生しやすくなる。そのため、リニアガイド1の異常が表面化する前に、移動ブロック2の動作状態を、リニアガイド1の動作、特に移動ブロック2の動作に基づいて把握し、リニアガイド1のメンテナンスをユーザに通知するのが好ましい。そこで、リニアガイド1には、ブロック本体4の両側端部に設けられたエンドプレート5のうち、端部41a側に設けられたエンドプレート5の外側に、移動ブロック2の相対移動時の振動を検出する振動検出装置10が取り付けられている。具体的には、振動検出装置10は、移動ブロック2の振動を検出するための加速度センサ11を有し、そこで検出された加速度データは、無線モジュール14によりリニアガイド1の外部にある情報処理装置100に無線で伝送される。なお、振動検出のための加速度センサ11の他に、所望のパラメータ(例えば、温度等)を検出する他のセンサが、振動検出装置10に設けられてもよい。このように伝送されてくる加速度データを利用して、情報処理装置100は、リニアガイド1の移動ブロック2に異常な振動が生じていないか診断するための診断処理を実行し、その診断結果に基づいてユーザにリニアガイド1のメンテナンスに関する通知を行うことができる。また無線モジュール14を利用することで、情報処理装置100に加速度データを伝送するために伝送ケーブルを利用せずにすみ、その断線を懸念する必要がなくなる。   Here, when the linear guide 1 is used over a long period of time, foreign matter easily enters the moving block 2 due to deterioration of the seal member over time. If a foreign object enters the inside of the moving block 2, it influences the linear motion and tends to generate vibration. Therefore, before the abnormality of the linear guide 1 comes to the surface, the operation state of the moving block 2 is grasped based on the operation of the linear guide 1, particularly the operation of the moving block 2, and the maintenance of the linear guide 1 is notified to the user. Is preferred. Therefore, the linear guide 1 is subjected to vibration at the time of relative movement of the moving block 2 on the outer side of the end plate 5 provided on the end portion 41a side among the end plates 5 provided on both end portions of the block body 4. A vibration detection device 10 for detection is attached. Specifically, the vibration detection device 10 includes an acceleration sensor 11 for detecting the vibration of the moving block 2, and the acceleration data detected there is an information processing device outside the linear guide 1 by the wireless module 14. 100 is transmitted wirelessly. In addition to the acceleration sensor 11 for vibration detection, another sensor that detects a desired parameter (for example, temperature or the like) may be provided in the vibration detection device 10. Using the acceleration data transmitted in this way, the information processing apparatus 100 executes a diagnostic process for diagnosing whether or not abnormal vibration has occurred in the moving block 2 of the linear guide 1, and displays the diagnosis result. Based on this, the user can be notified of the maintenance of the linear guide 1. Further, by using the wireless module 14, it is not necessary to use a transmission cable to transmit acceleration data to the information processing apparatus 100, and there is no need to worry about the disconnection.

一方で、このように移動ブロック2の動作状態に関するパラメータを検出、取得するために加速度センサや無線モジュールを利用するためには、これらに対して作動させるための電力を供給する必要がある。特に、移動ブロック2の状態を定期的に検出、取得するためには、その作動電力を安定して連続的に供給することが要求される。電力供給に関しては、二次電池を振動検出装置10に搭載することもできるが、その場合、二次電池を配置する空間が必要となり移動ブロック2が大型化してしまい、また、二次電池の容量も有限であるため何れはその交換が必要となり、ユーザの利便性が高いとは言えない。また、電力を外部の電源から動力ケーブルを介して供給することも可能であるが、その場合は、移動ブロック2の相対移動に伴う動力ケーブルの断線がやはり懸念される。   On the other hand, in order to use an acceleration sensor or a wireless module in order to detect and acquire parameters regarding the operation state of the moving block 2 in this way, it is necessary to supply electric power for operating them. In particular, in order to periodically detect and acquire the state of the moving block 2, it is required to supply the operating power stably and continuously. Regarding power supply, a secondary battery can be mounted on the vibration detection device 10, but in that case, a space for arranging the secondary battery is required, and the moving block 2 is enlarged, and the capacity of the secondary battery is increased. However, it is necessary to replace them, and it cannot be said that the convenience for the user is high. Moreover, although it is possible to supply electric power from an external power supply via a power cable, in that case, there is still concern about disconnection of the power cable due to relative movement of the moving block 2.

そこで、本実施例では、振動検出装置10に、加速度センサ11と無線モジュール14を駆動するために必要な電力を発電する発電モジュール20と、発電モジュール20によって発電された電力に対して所定の電気的処理、すなわち整流及び昇圧に関する処理を行う処理回路12と、処理回路12によって処理された後の電力を蓄電する蓄電装置(キャ
パシタ)13等を有している。蓄電装置13に蓄電された電力は、図示されない制御装置によって、加速度センサ11及び無線モジュール14に供給制御される。なお、発電モジュール20、加速度センサ11、処理回路12、蓄電装置13、無線モジュール14、及びこれらを電気的に接続するケーブル等は、保護のために振動検出装置10の装置本体10aの内部に配置されている。
Therefore, in the present embodiment, the vibration detection device 10 includes a power generation module 20 that generates power necessary for driving the acceleration sensor 11 and the wireless module 14, and a predetermined electric power for the power generated by the power generation module 20. A processing circuit 12 that performs processing related to rectification and boosting, and a power storage device (capacitor) 13 that stores electric power after being processed by the processing circuit 12. The power stored in the power storage device 13 is controlled to be supplied to the acceleration sensor 11 and the wireless module 14 by a control device (not shown). The power generation module 20, the acceleration sensor 11, the processing circuit 12, the power storage device 13, the wireless module 14, and a cable that electrically connects them are arranged inside the device body 10a of the vibration detection device 10 for protection. Has been.

ここで、図2及び図3に基づいて、発電モジュール20について説明する。図2は、発電モジュール20の概略構成を示す図であり、図3は、軌道レール3側の構成に対する発電モジュール20の相関関係を説明するための図である。発電モジュール20では、筒状のベース部材22の表面側に断面が扇型の永久磁石21が6つ配置されており、ベース部材22の内側には回転軸23が嵌め込まれている。そして、回転軸23は、振動検出装置10の装置本体10aに対して回転自在に取り付けられている。したがって、6つの永久磁石21は、回転軸23を中心として一体となって回転可能に配置され、この6つの永久磁石21の回転の周方向には、概ね連続する回転周面200が形成される(図3(a)を参照)。更に、6つの永久磁石21のそれぞれの、回転周方向の表面は異なる磁極が交互に並ぶように各永久磁石21の磁気特性が設定されている。このように回転軸23、ベース部材22、6つの永久磁石21による回転自在の構成である磁石回転プレート20Aが、本発明の回転磁石部に相当する。   Here, the power generation module 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the power generation module 20, and FIG. 3 is a diagram for explaining a correlation of the power generation module 20 with respect to the configuration on the track rail 3 side. In the power generation module 20, six fan-shaped permanent magnets 21 having a cross section are arranged on the surface side of the cylindrical base member 22, and a rotating shaft 23 is fitted inside the base member 22. The rotating shaft 23 is rotatably attached to the device main body 10a of the vibration detecting device 10. Accordingly, the six permanent magnets 21 are disposed so as to be rotatable integrally with the rotation shaft 23 as a center, and a substantially continuous rotating circumferential surface 200 is formed in the circumferential direction of the rotation of the six permanent magnets 21. (See FIG. 3 (a)). Further, the magnetic characteristics of the permanent magnets 21 are set so that different magnetic poles are alternately arranged on the surface in the rotational circumferential direction of each of the six permanent magnets 21. As described above, the magnet rotating plate 20A having a rotatable configuration by the rotating shaft 23, the base member 22, and the six permanent magnets 21 corresponds to the rotating magnet portion of the present invention.

そして、発電モジュール20では、当該磁石プレートの周囲を囲むように、具体的には、磁石回転プレート20Aが回転している場合でも磁石回転プレート20Aを内部に包むように、巻かれて形成されたコイル部材25が配置されている。すなわち、コイル部材25の内側に、磁石回転プレート20Aは配置されている。また、このコイル部材25は、固定フレーム24を介して、振動検出装置10の装置本体10aに固定されている。したがって、仮に磁石回転プレート20Aが、回転軸23を中心として回転すると、コイル部材25を貫く永久磁石21による磁束が変動することにより、コイル部材25に電流が生じ発電が行われることになる。よって、固定フレーム24及びコイル部材25は、本発明の発電部に相当する。   In the power generation module 20, a coil is formed so as to surround the magnet plate, specifically, so as to wrap the magnet rotating plate 20A inside even when the magnet rotating plate 20A is rotating. A member 25 is arranged. That is, the magnet rotation plate 20 </ b> A is disposed inside the coil member 25. Further, the coil member 25 is fixed to the device main body 10 a of the vibration detection device 10 via the fixed frame 24. Therefore, if the magnet rotation plate 20A rotates about the rotation shaft 23, the magnetic flux generated by the permanent magnet 21 penetrating the coil member 25 is changed, so that a current is generated in the coil member 25 and power generation is performed. Therefore, the fixed frame 24 and the coil member 25 correspond to the power generation unit of the present invention.

ここで、回転軸23、ベース部材22、6つの永久磁石21による上記の磁石回転プレート20Aは、装置本体10aに回転軸23を中心軸として回転自在に取り付けられるが、移動ブロック2の相対移動に伴い磁石回転プレート20Aが軌道レール3側との間に生じる磁力により連続的に回転するように、その際の軌道レール3側の構成に対する磁石回転プレート20Aの相関関係が決定されている。   Here, the rotating shaft 23, the base member 22, and the magnet rotating plate 20A including the six permanent magnets 21 are attached to the apparatus main body 10a so as to be rotatable about the rotating shaft 23 as a central axis. Accordingly, the correlation of the magnet rotation plate 20A with respect to the configuration on the track rail 3 side at that time is determined so that the magnet rotation plate 20A is continuously rotated by the magnetic force generated between the magnet rotation plate 20A and the track rail 3 side.

その相関関係について、図3に基づいて説明する。図3の上段(a)には、上記磁石回転プレート20Aを振動検出装置10の側面から見た場合の、磁石回転プレート20Aと軌道レール3側の構成との相対的な位置関係が示されている。図3(a)において、図面の左右方向が軌道レール3の長手方向(図中、破線矢印の方向)に該当する。同図に示すように、回転周面200が、6つに永久磁石21の表面で形成されており、同図において回転周面200の最下点が、軌道レール3側のカバー部材30aと対向し、当該最下点とカバー部材30aとの距離が所定距離Δhとされている。また、図3の下段(b)には、磁石回転プレート20Aを振動検出装置10の上方から見た場合の、磁石回転プレート20Aと軌道レール3側の構成との相対的な位置関係が示されている。図3(b)において、図面の上下方向が軌道レール3の長手方向(図中、破線矢印の方向)に該当する。また、回転軸23の軸線は図中一点鎖線で表されており、当該軸線の延在方向は、軌道レール3の長手方向と直交する相関となっている。   The correlation will be described with reference to FIG. The upper part (a) of FIG. 3 shows the relative positional relationship between the magnet rotating plate 20A and the configuration on the track rail 3 side when the magnet rotating plate 20A is viewed from the side of the vibration detecting device 10. Yes. In FIG. 3A, the left-right direction of the drawing corresponds to the longitudinal direction of the track rail 3 (the direction of the dashed arrow in the figure). As shown in the figure, six rotary peripheral surfaces 200 are formed on the surface of the permanent magnet 21, and in the same figure, the lowest point of the rotary peripheral surface 200 faces the cover member 30a on the track rail 3 side. The distance between the lowest point and the cover member 30a is a predetermined distance Δh. Also, the lower part (b) of FIG. 3 shows the relative positional relationship between the magnet rotating plate 20A and the configuration on the track rail 3 side when the magnet rotating plate 20A is viewed from above the vibration detecting device 10. ing. In FIG. 3B, the vertical direction of the drawing corresponds to the longitudinal direction of the track rail 3 (the direction of the broken arrow in the figure). Further, the axis of the rotating shaft 23 is represented by a one-dot chain line in the drawing, and the extending direction of the axis is correlated with the longitudinal direction of the track rail 3.

このように軌道レール3側の構成に対する磁石回転プレート20Aの相関関係が決定されると、移動ブロック2が軌道レール3に対して相対移動すると(図3においては、磁石
回転プレート20Aが軌道レール3の長手方向に沿って移動することと同一視できる)、磁石回転プレート20Aが有する永久磁石21からの磁束の変位により、軌道レール3側の、磁石回転プレート20Aに近いカバー部材30aの表面上に渦電流が発生する。更に、この渦電流により生じる磁力によって磁石回転プレート20Aに含まれる永久磁石21に対して磁力が作用し、磁石回転プレート20Aを回転軸23を中心に回転させるモーメントが生じることになる。そして、このモーメントは、移動ブロック2が相対移動することで連続的に発生することになる。この結果、移動ブロック2が軌道レール3に対して相対移動すると、カバー部材30a上の渦電流を介して磁石回転プレート20Aが回転されることになる(図3(a)、(b)において、回転方向は白抜き矢印で示されている)。
When the correlation of the magnet rotating plate 20A with respect to the configuration on the track rail 3 side is thus determined, the moving block 2 moves relative to the track rail 3 (in FIG. 3, the magnet rotating plate 20A is moved to the track rail 3). And the movement of the magnetic flux from the permanent magnet 21 of the magnet rotating plate 20A on the surface of the cover member 30a near the magnet rotating plate 20A on the track rail 3 side. Eddy current is generated. Further, the magnetic force generated by the eddy current causes the magnetic force to act on the permanent magnet 21 included in the magnet rotating plate 20A, and a moment for rotating the magnet rotating plate 20A about the rotating shaft 23 is generated. This moment is continuously generated by the relative movement of the moving block 2. As a result, when the moving block 2 moves relative to the track rail 3, the magnet rotating plate 20A is rotated via the eddy current on the cover member 30a (in FIGS. 3A and 3B). The direction of rotation is indicated by a white arrow).

なお、カバー部材30a上に発生する渦電流は、上記所定距離Δhに依存して変化する。したがって、永久磁石21の磁力を考慮し、磁石回転プレート20Aに対して、連続的な回転を生ぜしめるモーメントが好適に掛かるように所定距離Δhが決定される。すなわち、所定距離Δhが長すぎると、カバー部材30a上に発生する渦電流が弱くなり、磁石回転プレート20Aを回転させるモーメントを十分に発生させることが困難となる。また、所定距離Δhが短すぎると、カバー部材30a上に発生する渦電流が強くなるが、磁石回転プレート20Aとカバー部材との間に働く磁力(吸引力)が過大となり、磁石回転プレート20Aの回転を却って阻害することになる。なお、本実施例では、カバー部材30aは非磁性体の金属で形成されているため、磁石回転プレート20Aとカバー部材との間に働く磁力(吸引力)は大きくなりにくい。その結果、当該磁力が阻害要因となって磁石回転プレート20Aの回転を阻害する状態を回避できることが期待される。   The eddy current generated on the cover member 30a changes depending on the predetermined distance Δh. Accordingly, in consideration of the magnetic force of the permanent magnet 21, the predetermined distance Δh is determined so that a moment that causes continuous rotation is suitably applied to the magnet rotation plate 20 </ b> A. That is, if the predetermined distance Δh is too long, the eddy current generated on the cover member 30a becomes weak, and it becomes difficult to generate a sufficient moment to rotate the magnet rotating plate 20A. If the predetermined distance Δh is too short, the eddy current generated on the cover member 30a becomes strong, but the magnetic force (attraction force) acting between the magnet rotating plate 20A and the cover member becomes excessive, and the magnet rotating plate 20A The rotation will be obstructed. In the present embodiment, since the cover member 30a is made of a nonmagnetic metal, the magnetic force (attraction force) acting between the magnet rotating plate 20A and the cover member is unlikely to increase. As a result, it is expected that a state in which the magnetic force becomes an obstruction factor and obstructs the rotation of the magnet rotation plate 20A can be avoided.

また、図3(b)に示すように、回転軸23の軸線の延在方向と、軌道レール3の長手方向とが直交する相関関係となっている。この結果、軌道レール3に対する移動ブロック2の相対移動が行われると、渦電流によって生じる磁力が、効率的に上記磁石回転プレート20Aの回転モーメントとして作用することになる。   Further, as shown in FIG. 3B, there is a correlation in which the extending direction of the axis of the rotary shaft 23 and the longitudinal direction of the track rail 3 are orthogonal to each other. As a result, when the moving block 2 is moved relative to the track rail 3, the magnetic force generated by the eddy current efficiently acts as the rotating moment of the magnet rotating plate 20A.

以上より、軌道レール3側に対する磁石回転プレート20Aの相対的な配置関係により、移動ブロック2の相対移動に伴う、磁石回転プレート20Aの回転を効率的に、且つ、円滑に継続することが可能となる。そして、磁石回転プレート20Aが回転すると、上述したように、コイル部材25により発電されることになる。ここで、図4の上段(a)には、移動ブロック2が軌道レール3の一方の長手方向に直進移動したときに、コイル部材25により発電された電力の電圧推移を表している。この場合、上記磁石回転プレート20Aは一方向に回転し続けるため、図4(a)には、その回転速度に応じた交流電圧の推移が示されている。そして、図4の下段(b)には、処理回路12によって、その交流電圧に整流処理及び昇圧処理が施された後の電圧推移が示されている。当該電圧推移は、整流処理後であるため直流電圧の推移となっており、この処理後の電力は、蓄電装置13に蓄電されていく。なお、蓄電装置13が既に最大限に蓄電されている場合には、新たに発電された電力は蓄電装置13に印加されず、処理回路12内の所定の抵抗回路により適切に消費される。   As described above, the relative arrangement relationship of the magnet rotation plate 20A with respect to the track rail 3 side enables the rotation of the magnet rotation plate 20A accompanying the relative movement of the moving block 2 to be efficiently and smoothly continued. Become. When the magnet rotation plate 20A rotates, the coil member 25 generates power as described above. Here, the upper part (a) of FIG. 4 shows the voltage transition of the electric power generated by the coil member 25 when the moving block 2 moves straight in one longitudinal direction of the track rail 3. In this case, since the magnet rotation plate 20A continues to rotate in one direction, FIG. 4A shows the transition of the AC voltage according to the rotation speed. In the lower part (b) of FIG. 4, the voltage transition after the rectification process and the boosting process are performed on the AC voltage by the processing circuit 12 is shown. The voltage transition is a DC voltage transition after the rectification process, and the power after the process is stored in the power storage device 13. Note that when the power storage device 13 has already been stored to the maximum extent, the newly generated power is not applied to the power storage device 13 and is appropriately consumed by a predetermined resistance circuit in the processing circuit 12.

このように構成された発電モジュール20によれば、軌道レール3に対する移動ブロック2の相対移動に応じて、効率的に連続的な発電を行い、その発電電力を振動検出装置10内の加速度センサ11や無線モジュール14の作動電力として供給することができる。この結果、移動ブロック2の振動に関するパラメータである加速度データを好適に検出し、それを適時、情報処理装置100に無線で伝送することができる。これにより、情報処理装置100におけるリニアガイド1のメンテナンスのための情報処理を好適に実現でき、ユーザのメンテナンス作業の効率化に大きく寄与するものと期待される。また発電モジュール20は軌道レール3に対して非接触状態で発電するため、発電に伴う発電モジュール20の摩耗や破損等を回避できる。   According to the power generation module 20 configured in this way, efficient continuous power generation is performed according to the relative movement of the moving block 2 with respect to the track rail 3, and the generated power is transmitted to the acceleration sensor 11 in the vibration detection device 10. Or as operating power for the wireless module 14. As a result, it is possible to suitably detect acceleration data that is a parameter relating to vibration of the moving block 2 and transmit it to the information processing apparatus 100 wirelessly in a timely manner. Thereby, the information processing for the maintenance of the linear guide 1 in the information processing apparatus 100 can be suitably realized, and it is expected to greatly contribute to the efficiency of the user's maintenance work. Further, since the power generation module 20 generates power in a non-contact state with respect to the track rail 3, wear or damage of the power generation module 20 accompanying power generation can be avoided.

また、本実施例では、軌道レール3側のカバー部材30a上に渦電流を発生させている。後述する図5に示すようにレール本体30の上面33にはボルト取付孔32が開口しているため、仮にカバー部材30aを配置せずに、上面33の表面に渦電流を発生させようとすると、ボルト取付孔32の開口位置を考慮しなければならない。これは、当該開口位置では、上記磁石回転プレート20Aと軌道レール3側の構成との距離が急激に大きく変化してしまい、渦電流による磁石回転プレート20Aへの磁力の作用が安定しなくなるからである。そのため、当該開口位置を避けるように磁石回転プレート20Aの大きさを制限しなければならず、以て、磁石回転プレート20Aに含まれる永久磁石量が減少し、発電モジュール20の発電能力が低下することになる。一方で、本実施例のようにカバー部材30aを用いれば、ボルト取付孔32の存在を理由に磁石回転プレート20Aの大きさを制限する必要はなくなるため、発電モジュール20の発電能力を高く維持することが可能となる。また、カバー部材30aによりボルト取付孔32内に異物(切削屑やクーラント等)が進入するのを回避することもできる。   In this embodiment, an eddy current is generated on the cover member 30a on the track rail 3 side. As shown in FIG. 5 to be described later, since the bolt mounting hole 32 is opened on the upper surface 33 of the rail body 30, if an attempt is made to generate eddy current on the surface of the upper surface 33 without arranging the cover member 30a. The opening position of the bolt mounting hole 32 must be taken into consideration. This is because, at the opening position, the distance between the magnet rotating plate 20A and the configuration on the track rail 3 side changes drastically and the action of magnetic force on the magnet rotating plate 20A due to the eddy current becomes unstable. is there. Therefore, it is necessary to limit the size of the magnet rotating plate 20A so as to avoid the opening position, thereby reducing the amount of permanent magnets included in the magnet rotating plate 20A and reducing the power generation capacity of the power generation module 20. It will be. On the other hand, if the cover member 30a is used as in the present embodiment, it is not necessary to limit the size of the magnet rotation plate 20A because of the presence of the bolt mounting holes 32, so the power generation capacity of the power generation module 20 is maintained high. It becomes possible. Further, it is possible to prevent foreign matter (cutting chips, coolant, etc.) from entering the bolt mounting hole 32 by the cover member 30a.

次に、図5に基づいて、本発明の第2の実施例に係るリニアガイド1における発電システムについて説明する。なお、図1に示す発電システムの構成と実質的に同一の構成については、同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。図5に示すリニアガイド1では、図1に示すカバー部材30aがレール本体30に設けられていない。そのため、レール本体30の上面33に開口するボルト取付孔32を確認することができる。そして、このボルト取付孔32にはボルトが配置され、当該ボルトにより、軌道レール3が金属製の固定部材35に対して固定される。この場合、固定部材35と軌道レール3(レール本体30)が、本発明の軌道部材に相当する。このように構成されるリニアガイド1に適用される発電システムでは、上記の実施例1で言及したボルト取付孔32の開口の影響を考慮して、振動検出装置10内に搭載される発電モジュール20を、実施例1の形態のものと異なるものとする。   Next, a power generation system in the linear guide 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure substantially the same as the structure of the electric power generation system shown in FIG. 1, the detailed description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same reference number. In the linear guide 1 shown in FIG. 5, the cover member 30 a shown in FIG. 1 is not provided on the rail body 30. Therefore, it is possible to confirm the bolt mounting hole 32 that opens in the upper surface 33 of the rail body 30. A bolt is disposed in the bolt mounting hole 32, and the track rail 3 is fixed to the metal fixing member 35 by the bolt. In this case, the fixing member 35 and the track rail 3 (rail body 30) correspond to the track member of the present invention. In the power generation system applied to the linear guide 1 configured as described above, the power generation module 20 mounted in the vibration detection device 10 is considered in consideration of the influence of the opening of the bolt mounting hole 32 mentioned in the first embodiment. Is different from that of the first embodiment.

ここで、図6には、本実施例の振動検出装置10内に搭載される発電モジュール20を、装置本体10aの記載を省略した状態で表している。本実施例の発電モジュール20は、回転自在の構成である磁石回転プレート20Aと、円形のベースプレート20Bと、コイル部材25とを有している。また、図7には発電モジュール20の概略構成を示している。具体的には、図7の上段(a)では、発電モジュール20の構成が理解しやすいように、ベースプレート20Bの記載が省略されている。また、図7の下段(b)では、図6と同じ向きから発電モジュール20を見た状態が記載されている。   Here, FIG. 6 shows the power generation module 20 mounted in the vibration detection apparatus 10 of the present embodiment in a state where the description of the apparatus main body 10a is omitted. The power generation module 20 of the present embodiment includes a magnet rotation plate 20 </ b> A having a rotatable configuration, a circular base plate 20 </ b> B, and a coil member 25. FIG. 7 shows a schematic configuration of the power generation module 20. Specifically, in the upper part (a) of FIG. 7, the description of the base plate 20B is omitted so that the configuration of the power generation module 20 can be easily understood. Further, in the lower part (b) of FIG. 7, a state in which the power generation module 20 is viewed from the same direction as FIG. 6 is described.

発電モジュール20において、ベースプレート20Bに回転軸23が回転自在に嵌め込まれており、更に当該ベースプレート20Bは、振動検出装置10の装置本体10aに固定されている。一方で、磁石回転プレート20Aは、実施例1と同じように、筒状のベース部材22の表面側に断面が扇型の永久磁石21が6つ配置されており、ベース部材22の内側には回転軸23が嵌め込まれている。したがって、6つの永久磁石21は、回転軸23を中心として一体となって、装置本体10aと繋がるベースプレート20Bに対して回転自在に配置され、この6つの永久磁石21の回転の周方向には、概ね連続する回転周面200が形成される。更に、6つの永久磁石21のそれぞれの、回転周方向の表面は異なる磁極が交互に並ぶように各永久磁石21の磁気特性が設定されている。このように回転軸23、ベース部材22、6つの永久磁石21による回転自在の構成である磁石回転プレート20Aが、本発明の回転磁石部に相当する。   In the power generation module 20, the rotation shaft 23 is rotatably fitted in the base plate 20 </ b> B, and the base plate 20 </ b> B is fixed to the device main body 10 a of the vibration detection device 10. On the other hand, in the magnet rotating plate 20A, as in the first embodiment, six fan-shaped permanent magnets 21 having a cross section are arranged on the surface side of the cylindrical base member 22, and inside the base member 22, The rotating shaft 23 is fitted. Therefore, the six permanent magnets 21 are integrally arranged around the rotation shaft 23 and are rotatably arranged with respect to the base plate 20B connected to the apparatus main body 10a. In the circumferential direction of the rotation of the six permanent magnets 21, A generally continuous rotating circumferential surface 200 is formed. Further, the magnetic characteristics of the permanent magnets 21 are set so that different magnetic poles are alternately arranged on the surface in the rotational circumferential direction of each of the six permanent magnets 21. As described above, the magnet rotating plate 20A having a rotatable configuration by the rotating shaft 23, the base member 22, and the six permanent magnets 21 corresponds to the rotating magnet portion of the present invention.

そして、発電モジュール20では、磁石回転プレート20Aの側面側(回転周面とは異なる各永久磁石21の表面の側)に3つのコイル部材25は位置するように、これらのコ
イル部材25はベースプレート20B上に配置されている。したがって、軌道レール3に対して移動ブロック2が相対移動すると、レール本体30の上面33に発生する渦電流を介して磁石回転プレート20Aが回転軸23を中心として回転する。その結果、3つのコイル部材25を貫く永久磁石21による磁束が変動することにより、3つのコイル部材25に電流が生じ発電が行われることになる。よって、ベースプレート20B及び3つのコイル部材25は、本発明の発電部に相当する。
In the power generation module 20, the three coil members 25 are positioned on the side surface side of the magnet rotating plate 20A (the surface side of each permanent magnet 21 different from the rotating circumferential surface) so that these coil members 25 are the base plate 20B. Is placed on top. Therefore, when the moving block 2 moves relative to the track rail 3, the magnet rotating plate 20 </ b> A rotates around the rotating shaft 23 through the eddy current generated on the upper surface 33 of the rail body 30. As a result, when the magnetic flux generated by the permanent magnets 21 penetrating the three coil members 25 fluctuates, current is generated in the three coil members 25 and power generation is performed. Therefore, the base plate 20B and the three coil members 25 correspond to the power generation unit of the present invention.

また、レール本体30の上面33にはボルト取付孔32が、軌道レール3の長手方向に沿って並んでいる。仮に、磁石回転プレート20Aの回転周面200がこのボルト取付孔32の開口と重なるように、発電モジュール20が上面33の上を移動すると、磁石回転プレート20Aの永久磁石21の作用による渦電流を上面33の上に効果的に発生させることが困難となる。そこで、図8に示すように、上面33を見下ろした状態において、移動ブロック2が相対移動を行ったときに、磁石回転プレート20Aの回転周面200が対向しながら通過する上面33上の領域33Aが、ボルト取付孔32の開口と重ならないように、軌道レール3に対する発電モジュール20の相関関係が決定される。このとき、磁石回転プレート20Aの回転軸の延在方向(図8中の一点鎖線矢印)が、軌道レール3の長手方向に対して直交する位置関係とされる。また、回転周面200の最下点と上面33との距離については、実施例1において図3の上段(a)に示したように上面33に渦電流が発生するのに適した所定距離Δhとなるように、軌道レール3に対する発電モジュール20の相関関係が決定される。   In addition, bolt mounting holes 32 are arranged in the upper surface 33 of the rail body 30 along the longitudinal direction of the track rail 3. If the power generation module 20 moves on the upper surface 33 so that the rotating peripheral surface 200 of the magnet rotating plate 20A overlaps the opening of the bolt mounting hole 32, eddy current due to the action of the permanent magnet 21 of the magnet rotating plate 20A is generated. It becomes difficult to effectively generate the upper surface 33. Therefore, as shown in FIG. 8, when the moving block 2 performs relative movement in a state of looking down on the upper surface 33, the region 33 </ b> A on the upper surface 33 through which the rotating circumferential surface 200 of the magnet rotating plate 20 </ b> A passes while facing. However, the correlation of the power generation module 20 with respect to the track rail 3 is determined so as not to overlap the opening of the bolt mounting hole 32. At this time, the extending direction of the rotating shaft of the magnet rotating plate 20 </ b> A (the one-dot chain arrow in FIG. 8) is in a positional relationship orthogonal to the longitudinal direction of the track rail 3. The distance between the lowest point of the rotating peripheral surface 200 and the upper surface 33 is a predetermined distance Δh suitable for generating an eddy current on the upper surface 33 as shown in the upper part (a) of FIG. Thus, the correlation of the power generation module 20 with respect to the track rail 3 is determined.

このように構成された発電モジュール20によれば、ボルト取付孔32の影響を受けることなく、軌道レール3に対する移動ブロック2の相対移動に応じて、効率的に連続的な発電を行い、その発電電力を振動検出装置10内の加速度センサ11や無線モジュール14の作動電力として供給することができる。この結果、移動ブロック2の振動に関するパラメータである加速度データを好適に検出し、それを適時、情報処理装置100に無線で伝送することができる。これにより、情報処理装置100におけるリニアガイド1のメンテナンスのための情報処理を好適に実現でき、ユーザのメンテナンス作業の効率化に大きく寄与するものと期待される。   According to the power generation module 20 configured as described above, the power generation module 20 can efficiently generate power continuously according to the relative movement of the moving block 2 with respect to the track rail 3 without being affected by the bolt mounting holes 32. Electric power can be supplied as operating power for the acceleration sensor 11 and the wireless module 14 in the vibration detection device 10. As a result, it is possible to suitably detect acceleration data that is a parameter relating to vibration of the moving block 2 and transmit it to the information processing apparatus 100 wirelessly in a timely manner. Thereby, the information processing for the maintenance of the linear guide 1 in the information processing apparatus 100 can be suitably realized, and it is expected to greatly contribute to the efficiency of the user's maintenance work.

<変形例>
上記の実施例では、回転自在の構成である磁石回転プレート20Aの回転周面200が、軌道レール3の上方に位置する面(カバー部材30aや上面33)に対向するように発電モジュール20が配置され、その結果、当該軌道レール3の上方に位置する面に渦電流が発生し、それにより磁石回転プレート20Aを回転させるモーメントを発生させている。このような形態に代えて、回転周面200が、レール本体30の側方の面、望ましくはボール転走面31以外の側面に対向するように、発電モジュール20が配置されてもよい。更に、別法として、回転周面200が、固定部材35の表面に対向するように、発電モジュール20が配置されてもよい。何れの場合であっても、回転周面200とレール本体30の側面との距離、又は回転周面200と固定部材35の表面との距離は、上記渦電流の発生に適した上記所定距離Δhとされる。このような形態でも、軌道レール3に対する移動ブロック2の相対移動に応じて、効率的に連続的な発電を行うことが可能となる。
<Modification>
In the above-described embodiment, the power generation module 20 is disposed so that the rotation circumferential surface 200 of the magnet rotation plate 20A having a rotatable configuration faces the surface (the cover member 30a and the upper surface 33) located above the track rail 3. As a result, an eddy current is generated on the surface located above the track rail 3, thereby generating a moment for rotating the magnet rotating plate 20A. Instead of such a configuration, the power generation module 20 may be arranged such that the rotating circumferential surface 200 faces a side surface of the rail body 30, desirably a side surface other than the ball rolling surface 31. Furthermore, as another method, the power generation module 20 may be arranged such that the rotating peripheral surface 200 faces the surface of the fixing member 35. In any case, the distance between the rotating peripheral surface 200 and the side surface of the rail body 30 or the distance between the rotating peripheral surface 200 and the surface of the fixing member 35 is the predetermined distance Δh suitable for the generation of the eddy current. It is said. Even in such a configuration, it is possible to efficiently generate power continuously in accordance with the relative movement of the moving block 2 with respect to the track rail 3.

1・・・リニアガイド、2・・・移動ブロック、3・・・軌道レール、4・・・ブロック本体、5・・・エンドプレート、10・・・振動検出装置、10a・・・装置本体、11・・・加速度、12・・・処理回路、13・・・蓄電装置、14・・・無線モジュール、20・・・発電モジュール、20A・・・磁石回転プレート、20B・・・ベースプレート、21・・・永久磁石、22・・・ベース部材、23・・・回転軸、25・・・コイル部材、30・・・レール本体、30a・・・カバー部材、32・・・ボルト取付孔、33
・・・上面、35・・・固定部材、100・・・情報処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Linear guide, 2 ... Moving block, 3 ... Track rail, 4 ... Block main body, 5 ... End plate, 10 ... Vibration detection apparatus, 10a ... Device main body, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Acceleration, 12 ... Processing circuit, 13 ... Power storage device, 14 ... Wireless module, 20 ... Power generation module, 20A ... Magnet rotation plate, 20B ... Base plate, 21 ..Permanent magnet, 22 ... base member, 23 ... rotating shaft, 25 ... coil member, 30 ... rail body, 30a ... cover member, 32 ... bolt mounting hole, 33
... Upper surface, 35 ... Fixing member, 100 ... Information processing device

Claims (10)

長手方向に沿って延在し金属製の表面部を有する軌道部材と、複数の転動体を介して前記軌道部材に対向するように配置され、且つ該軌道部材の前記長手方向に沿って相対的に移動可能な移動部材と、を有する直動装置と、
複数の永久磁石が回転自在に軸支される回転磁石部であって、該回転磁石部の回転周面上に異なる磁極が交互に形成された回転磁石部と、
前記回転磁石部の回転軸が、前記軌道部材の長手方向に対して所定角度で交差するように、且つ、該回転磁石部の回転周面の一部が前記表面部と対向し且つ該回転周面の一部と該表面部との距離が、該移動部材の該軌道部材に対する相対移動によって該表面部に渦電流を生成する所定距離となるように、該回転磁石部を前記移動部材に配置する配置部と、
前記移動部材の前記軌道部材に対する相対移動に伴って回転する前記回転磁石部に近接して配置されたコイル部材を有し、該回転磁石部の回転により該コイル部材を通過する磁束変化により発電する発電部と、
を備える、直動装置における発電システム。
A track member extending along the longitudinal direction and having a metal surface portion, and disposed so as to face the track member via a plurality of rolling elements, and relative to the track member along the longitudinal direction. A linear motion device having a movable member movable to
A rotating magnet unit in which a plurality of permanent magnets are rotatably supported, and a rotating magnet unit in which different magnetic poles are alternately formed on a rotating peripheral surface of the rotating magnet unit;
The rotating shaft of the rotating magnet unit intersects the longitudinal direction of the track member at a predetermined angle, and a part of the rotating circumferential surface of the rotating magnet unit faces the surface unit and the rotating circumference. The rotating magnet portion is arranged on the moving member so that a distance between a part of the surface and the surface portion becomes a predetermined distance that generates an eddy current in the surface portion by relative movement of the moving member with respect to the track member. An arrangement part to be
A coil member disposed adjacent to the rotating magnet portion that rotates in accordance with relative movement of the moving member with respect to the track member, and generates electric power by a magnetic flux change passing through the coil member by rotation of the rotating magnet portion; A power generation unit;
A power generation system in a linear motion device.
前記表面部は、前記移動部材が前記軌道部材の本体に対向する面であって前記複数の転動体が転走しない対向面を覆うように、該軌道部材の本体に対して取り付けられるカバー部材である、
請求項1に記載の直動装置における発電システム。
The surface portion is a cover member that is attached to the main body of the track member so that the moving member is a surface that faces the main body of the track member and the plurality of rolling elements do not roll. is there,
The power generation system in the linear motion apparatus according to claim 1.
前記軌道部材は、該軌道部材の本体が取り付けられる所定の固定部材を有し、且つ前記移動部材が該軌道部材の本体に対向する面であって前記複数の転動体が転走しない対向面に、該軌道部材を該所定の固定部材に取り付けるための取付孔を有し、
前記配置部は、前記移動部材が前記軌道部材の本体に対して相対移動する際に、前記回転磁石部の回転周面が前記取付孔と重ならないように、該回転磁石部を該移動部材に配置する、
請求項1に記載の直動装置における発電システム。
The track member has a predetermined fixing member to which the main body of the track member is attached, and the moving member is a surface facing the main body of the track member and the plurality of rolling elements are not facing each other. , Having a mounting hole for mounting the track member to the predetermined fixing member,
The arrangement portion is configured so that the rotating magnet portion is placed on the moving member so that the rotating circumferential surface of the rotating magnet portion does not overlap the mounting hole when the moving member moves relative to the main body of the track member. Deploy,
The power generation system in the linear motion apparatus according to claim 1.
前記配置部は、前記回転磁石部の回転周面が前記軌道部材の側面に位置する前記表面部に対して対向するように、該回転磁石部を前記移動部材に配置する、
請求項1に記載の直動装置における発電システム。
The arrangement portion arranges the rotary magnet portion on the moving member so that a rotation peripheral surface of the rotation magnet portion faces the surface portion located on a side surface of the track member.
The power generation system in the linear motion apparatus according to claim 1.
前記軌道部材は、該軌道部材の本体が取り付けられる所定の固定部材を有し、
前記配置部は、前記回転磁石部の回転周面が前記所定の固定部材上の前記表面部に対して対向するように、該回転磁石部を前記移動部材に配置する、
請求項1に記載の直動装置における発電システム。
The track member has a predetermined fixing member to which a main body of the track member is attached,
The arrangement portion arranges the rotating magnet portion on the moving member such that a rotating peripheral surface of the rotating magnet portion faces the surface portion on the predetermined fixing member.
The power generation system in the linear motion apparatus according to claim 1.
前記表面部は、非磁性体の金属製である、
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の直動装置における発電システム。
The surface portion is made of a nonmagnetic metal.
The power generation system in the linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記コイル部材は、前記回転自在に軸支された前記回転磁石部を囲むように配置される、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の直動装置における発電システム。
The coil member is disposed so as to surround the rotating magnet portion rotatably supported by the coil member.
The power generation system in the linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記コイル部材は、前記回転周面とは異なる前記回転磁石部上の面に対向する位置であって、前記移動部材の前記軌道部材に対する相対移動に伴う該回転磁石部の回転に伴い該回転磁石部からの磁束が変動する位置に配置される、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の直動装置における発電システム。
The coil member is located at a position facing a surface on the rotating magnet portion different from the rotating circumferential surface, and the rotating magnet is rotated as the rotating magnet portion rotates with relative movement of the moving member with respect to the track member. Arranged at the position where the magnetic flux from the part fluctuates,
The power generation system in the linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記所定角度は、前記軌道部材の長手方向と直交する角度である、
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の直動装置における発電システム。
The predetermined angle is an angle orthogonal to the longitudinal direction of the track member.
The power generation system in the linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電装置を、更に備える、
請求項1から請求項9の何れか1項に記載の直動装置における発電システム。
A power storage device that stores the power generated by the power generation unit is further provided.
The power generation system in the linear motion apparatus according to any one of claims 1 to 9.
JP2017050103A 2017-03-15 2017-03-15 Power generation system in linear motion device Pending JP2018157616A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017050103A JP2018157616A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Power generation system in linear motion device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017050103A JP2018157616A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Power generation system in linear motion device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018157616A true JP2018157616A (en) 2018-10-04

Family

ID=63716918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017050103A Pending JP2018157616A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Power generation system in linear motion device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018157616A (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022492A (en) * 2001-04-03 2003-01-24 Nsk Ltd Wireless sensor, bearing device with sensor, and linear motion device with sensor
JP2006273300A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Kozato Kizai Co Ltd Headlight for bicycle and bicycle equipped with the same
JP2008245356A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Moriyama Denki Seisakusho:Kk Axial gap type engine driven generator
JP2009135344A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Mie Denshi Kk Guide device
JP2014524862A (en) * 2011-07-01 2014-09-25 シュトロスマン,ディルク Non-contact bicycle generator, vehicle lighting system and bicycle
JP2015052362A (en) * 2013-09-09 2015-03-19 Thk株式会社 Motion guide device with magnetic scale
JP2016503641A (en) * 2013-10-14 2016-02-04 サンライジング エコ−フレンドリー テクノロジー カンパニー、リミテッド Mobile induction and power generation equipment

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022492A (en) * 2001-04-03 2003-01-24 Nsk Ltd Wireless sensor, bearing device with sensor, and linear motion device with sensor
JP2006273300A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Kozato Kizai Co Ltd Headlight for bicycle and bicycle equipped with the same
JP2008245356A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Moriyama Denki Seisakusho:Kk Axial gap type engine driven generator
JP2009135344A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Mie Denshi Kk Guide device
JP2014524862A (en) * 2011-07-01 2014-09-25 シュトロスマン,ディルク Non-contact bicycle generator, vehicle lighting system and bicycle
JP2015052362A (en) * 2013-09-09 2015-03-19 Thk株式会社 Motion guide device with magnetic scale
JP2016503641A (en) * 2013-10-14 2016-02-04 サンライジング エコ−フレンドリー テクノロジー カンパニー、リミテッド Mobile induction and power generation equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI492488B (en) Linear drive
US20080289440A1 (en) Linear/Rotary Drive Assembly
US7906877B2 (en) Linear motor device and machine tool having the same mounted thereon
CA2645511C (en) Self-guiding instrument carrier for in-situ operation in a generator
US8136426B2 (en) Rotary table mounting and drive device
CN103384774B (en) The generator of integrated bearing
US20150084441A1 (en) Linear motor unit
US20080079522A1 (en) Linear motor and machine tool having the same mounted thereon
JPWO2009107493A1 (en) Rotary table device with cooling structure, rotary bearing with cooling structure
US20130009501A1 (en) Magnetic bearing structure and turbo machine having the same
JP2017072170A (en) Bearing with wireless sensor
CN104948582A (en) Magnetic bearing, shaft and shaft mounting
US20200057044A1 (en) Industrial device including sensor
US20080317398A1 (en) Magnetic bearing device and machine tool provided with the same
JP5644358B2 (en) Bearing device with load sensor, spindle device of machine tool, and machine tool
JP2018054489A (en) Encoder device, drive device, stage device, robot device, and encoder device mounting method
JP2018157616A (en) Power generation system in linear motion device
JP4120573B2 (en) Variable air gap type permanent magnet motor
JP7600713B2 (en) Motor
JP3738337B2 (en) Magnetic bearing device
JP4081828B2 (en) Concentric multi-axis motor
US20190078577A1 (en) Motor for suppressing entry of foreign matter
CN112332547B (en) Linear transmission device with wireless power supply function
JP2006090501A (en) Rolling bearing device with power generator
US11142082B2 (en) Linear transmission device with capability of wireless power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200228

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20201027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210224