JP6117971B1 - Condition monitoring device - Google Patents
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Abstract
【課題】回転体の振動加速度や温度などの状態を監視する装置で、非接触で所望の電力を得ることができ、回転体の振動加速度、温度などの状態を監視する装置を実現する。【解決手段】回転体に取付けられた状態監視装置において、回転体の外部から磁界を印加する磁界印加部100aと回転体が回転することによる磁界の変化から可動部が共振して効率良く発電する発電部30を用いることで、電池や回転体外部から電源供給が不要な無線式の状態監視装置を得ることができる。【選択図】図3An apparatus for monitoring the state of vibration acceleration, temperature, etc. of a rotating body, capable of obtaining desired power in a non-contact manner, and realizing the apparatus for monitoring the state of vibration acceleration, temperature, etc. of the rotating body. In a state monitoring device attached to a rotator, a magnetic field applying unit 100a that applies a magnetic field from the outside of the rotator and a movable part resonates from a change in the magnetic field caused by the rotation of the rotator to efficiently generate power. By using the power generation unit 30, it is possible to obtain a wireless state monitoring device that does not require power supply from the outside of the battery or the rotating body. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、回転体の振動加速度や温度などの状態を監視する状態監視装置に関し、特にスリップリングなどの伝達部品を使用せずに状態を監視することができる状態監視装置に関するものである。 The present invention relates to a state monitoring device that monitors states such as vibration acceleration and temperature of a rotating body, and more particularly to a state monitoring device that can monitor a state without using a transmission component such as a slip ring.
導電性コイルの中を通過するように磁石を振動させると、コイルに誘導電流が生じ、起電力が発生する。この原理を利用したものとして、板バネを用いた電磁誘導型の発電機がある。このような発電機の磁石とヨークにより構成される可動部を、回転体外部の磁界変化に基づいて振動させることで、電気エネルギーを発生させることが可能である。 When the magnet is vibrated so as to pass through the conductive coil, an induced current is generated in the coil and an electromotive force is generated. There is an electromagnetic induction generator using a leaf spring that utilizes this principle. Electric energy can be generated by vibrating a movable part composed of a magnet and a yoke of such a generator based on a magnetic field change outside the rotating body.
また、回転体の外部から磁界を印加する発電機を用いることで、電源ケーブルや電池による電源供給を不要とした上で、電気エネルギーを発生し回転体の状態を監視する装置を駆動できる。このような観点で、経済的な利点または操作上の利点が見込まれる多くの用途で、本方式の状態監視装置が活用されることが期待される。 In addition, by using a generator that applies a magnetic field from the outside of the rotating body, it is possible to drive a device that generates electric energy and monitors the state of the rotating body without the need for power supply by a power cable or a battery. From this point of view, it is expected that the state monitoring device of the present system will be used in many applications where economic advantages or operational advantages are expected.
外部磁界を用いた電力供給による監視装置の従来技術としては、軸に円環状の発電機構を取付けたものがある(例えば、特許文献1参照)。他には外部より磁界を加えて回転体に設けたコイルにより電力を得るものがある(例えば、特許文献2参照)。また、回転体の外部から磁界を印加する発電機の電力を用いて動作する監視装置に無線センサを内蔵することで外部磁界のエネルギーを利用した電源供給が不要な無線式の状態監視装置を実現することができる。 As a conventional technique of a monitoring device using power supply using an external magnetic field, there is one in which an annular power generation mechanism is attached to a shaft (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is one that obtains electric power from a coil provided on a rotating body by applying a magnetic field from the outside (for example, see Patent Document 2). In addition, a wireless status monitoring device that does not require power supply using the energy of the external magnetic field is realized by incorporating a wireless sensor in the monitoring device that operates using the power of the generator that applies the magnetic field from the outside of the rotating body. can do.
従来の回転体の振動加速度や温度などの状態を監視する装置では、回転体に取付けられ回転している装置への電力供給が課題となる。接触するブラシを用いたスリップリングでは接触するブラシと回転するリングとの接触が信頼性の低下を招くとともに構造の複雑化が問題となる。近年では、電磁界を用いた非接触の電力供給が取入れられることがあるが、外周から高周波で電磁界を印加する必要があり、電磁界の印加装置に電力供給する必要があることと放射した電磁界の近接機器への影響も課題となる。 In a conventional apparatus for monitoring the state of vibration acceleration, temperature, etc. of a rotating body, power supply to the rotating apparatus attached to the rotating body becomes a problem. In a slip ring using a contacting brush, the contact between the contacting brush and the rotating ring causes a decrease in reliability, and the structure is complicated. In recent years, a non-contact power supply using an electromagnetic field may be introduced, but it is necessary to apply an electromagnetic field at a high frequency from the outer periphery, and it is necessary to supply power to the electromagnetic field application device. The effect of electromagnetic fields on nearby devices is also an issue.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、従来よりも簡易な構造により非接触で所望の電力を得ることができ、回転体の振動加速度や温度などの状態を監視する状態監視装置の実現を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can obtain a desired electric power in a non-contact manner with a simpler structure than conventional ones, and the state of vibration acceleration, temperature, etc. of the rotating body can be obtained. The purpose is to realize a status monitoring device for monitoring.
本発明に係る状態監視装置は、回転体に取付けられて、前記回転体の振動加速度、温度の状態を監視するためのセンサを有する状態監視装置であって、前記回転体の軸が回転する度に状態監視装置と一定の間隙をあけて近接する位置に固定されて、複数の磁極を持ち、前記回転体の外部から磁界を印加する磁界印加部と、円柱あるいは円筒形で構成された永久磁石と、前記永久磁石の外周に間隔を有して固定配置されたコイルと、前記永久磁石の軸方向の両端部に設けられて軸方向と直交する平面内で横揺れするのを抑制する2つの板バネとを有し、前記回転体に取付けられ、前記永久磁石が前記磁界印加部からの磁界により軸方向に振動することによる、前記永久磁石と前記コイルとの相対運動によって発電する発電部と、前記発電部により発電された電力により駆動され、あらかじめ設定された周期で起動状態とスリープ状態を繰り返し、前記起動状態の周期ごとに、前記センサからのセンサ情報を収集する処理部と、前記処理部により収集されたセンサ情報を無線送信する無線部とを備える。 A state monitoring device according to the present invention is a state monitoring device that is attached to a rotating body and has sensors for monitoring vibration acceleration and temperature states of the rotating body, each time the shaft of the rotating body rotates. A magnetic field applying unit that is fixed at a position close to the state monitoring device with a certain gap, has a plurality of magnetic poles, and applies a magnetic field from the outside of the rotating body, and a permanent magnet configured in a cylindrical or cylindrical shape And two coils that are fixedly arranged at intervals on the outer periphery of the permanent magnet, and two rolls that are provided at both ends in the axial direction of the permanent magnet to suppress rolling in a plane orthogonal to the axial direction. A power generation unit that includes a leaf spring, is attached to the rotating body, and generates electric power by relative motion between the permanent magnet and the coil, by virtue of the permanent magnet vibrating in the axial direction by a magnetic field from the magnetic field application unit; , By the power generation unit Driven by the generated power, repeats the activation state and the sleep state in a preset cycle, and collects sensor information from the sensor for each cycle of the activation state, and is collected by the processing unit A wireless unit that wirelessly transmits sensor information.
本発明によれば、回転体に取付けられた状態監視装置において、回転体の外部から磁界を印加する磁界印加部と回転体が回転することによる磁界の変化から可動部が振動し効率良く発電する発電機を用いることで、電池や回転体外部から電源ケーブルによる電源供給が不要な無線式の状態監視装置を得ることができる。 According to the present invention, in the state monitoring device attached to the rotating body, the magnetic field applying unit that applies a magnetic field from the outside of the rotating body and the movable part vibrates from the change of the magnetic field caused by the rotation of the rotating body, thereby efficiently generating power. By using the generator, it is possible to obtain a wireless state monitoring device that does not require power supply from the battery or the outside of the rotating body using a power cable.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。本発明は、回転体に取付けられて回転体の振動加速度や温度などの状態を監視する状態監視装置であって、前記回転体に一定の間隙を空けて設置された磁界印加部と、状態監視装置から無線送信された情報を受信する受信機とを有し、さらに、円柱あるいは円筒形で構成された永久磁石と、永久磁石の外周に、間隔を有して固定配置されるコイルと、永久磁石の軸方向の両端部にスペーサーを介してそれぞれが板バネにより保持され、永久磁石およびスペーサーからなる可動部が、軸方向と直交する平面内で横揺れすることを抑制する2つの板バネとを備え、永久磁石が軸方向に振動することによる、永久磁石とコイルとの相対運動によって発電する発電部を内蔵し、回転体が回転することによって状態監視装置と複数の磁極を持った磁界印加部との位置が変わり磁界が変化して発電機の可動部が振動し電力を得ることで状態監視装置の無線センサ部を動作させてセンサ情報を無線で送信することが出来るという、優れた効果を得ることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The present invention is a state monitoring device that is attached to a rotating body and monitors the state of vibration acceleration, temperature, etc. of the rotating body, and includes a magnetic field application unit that is installed in the rotating body with a predetermined gap, and a state monitoring device A receiver for receiving information wirelessly transmitted from the apparatus, a permanent magnet configured in a columnar shape or a cylindrical shape, a coil fixedly disposed on the outer periphery of the permanent magnet with an interval, and a permanent Two leaf springs that are respectively held by leaf springs at both ends in the axial direction of the magnet, and that the movable part made of the permanent magnet and the spacer is prevented from rolling in a plane perpendicular to the axial direction. And a built-in power generation unit that generates power by the relative movement of the permanent magnet and the coil when the permanent magnet vibrates in the axial direction, and the magnetic field mark having a state monitoring device and a plurality of magnetic poles by rotating the rotating body. Excellent effect that the sensor information can be transmitted wirelessly by operating the wireless sensor part of the state monitoring device by changing the position with the part and changing the magnetic field and vibrating the movable part of the generator to obtain power Can be obtained.
このような技術的特徴を備えた本発明の状態監視装置の好適な実施の形態につき、以下に図面を用いて詳細に説明する。 A preferred embodiment of a state monitoring apparatus of the present invention having such technical features will be described in detail below with reference to the drawings.
実施の形態1.
まず始めに、本発明の状態監視装置が設置される環境、電力供給源となる磁界印加部および電磁誘導型の発電部の構成について説明する。
Embodiment 1 FIG.
First, the environment in which the state monitoring apparatus of the present invention is installed, the configuration of a magnetic field application unit that serves as a power supply source, and an electromagnetic induction type power generation unit will be described.
導電性コイルの中を通過するように磁石を振動させると、コイルに誘導電流が生じ、起電力が発生する。この原理を利用したものとして、板バネを用いた電磁誘導型の発電機がある。このような発電機の可動部に連結して外部環境の磁界により吸引および反発力を生じる磁石を設けることで、磁界変化により可動部が振動して電気エネルギーを発生させることが可能である。 When the magnet is vibrated so as to pass through the conductive coil, an induced current is generated in the coil and an electromotive force is generated. There is an electromagnetic induction generator using a leaf spring that utilizes this principle. By providing such a magnet that is connected to the movable part of the generator and generates an attractive force and a repulsive force by a magnetic field in the external environment, the movable part can vibrate due to a change in the magnetic field to generate electric energy.
そして、大型回転機器の軸受や風力発電の主軸などでは、経年劣化の傾向管理を行うための振動加速度や温度などの状態情報を監視する需要がある。このような用途では、状態監視を行う箇所が回転体となるために電池や電源ケーブルによる電源供給が不要な非接触の電気エネルギー発生手段を活用することが考えられる。さらに、設置場所としては、ベルトコンベアや自動倉庫の可動部などの可動部分を備えた設備へ適用することが考えられる。 There is a demand for monitoring state information such as vibration acceleration and temperature for managing the trend of aging deterioration in bearings of large rotating equipment and main shafts of wind power generation. In such an application, it is conceivable to use non-contact electric energy generating means that does not require power supply by a battery or a power cable because a location where state monitoring is performed is a rotating body. Furthermore, it is conceivable that the installation location is applied to equipment having a movable part such as a belt conveyor or a movable part of an automatic warehouse.
図1は、本発明の実施の形態1における状態監視装置の構成を示す図であり、大径の軸に対して取付けられた状態を例示している。状態監視装置10aは、回転体の軸400aにネジやバンド状の固定具で固定され、磁界印加部100aが、回転体の軸400aの回転時に状態監視装置10aと接触しないように間隙をあけて設置具300aによって固定されている。また、この設置具300aには、受信機200aが取付けられて状態監視装置10aから無線送信されたセンサ情報を受信するようになっている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a state monitoring device according to Embodiment 1 of the present invention, and illustrates a state where the state monitoring device is attached to a large-diameter shaft. The
図2は、状態監視装置の構成を示す図1のA部の拡大図である。図2に示すように、回転体の軸400aに取付けられた状態監視装置10aは、回転体の軸400aが回転する度に磁界印加部100aと一定の間隙をあけて近接することになる。
FIG. 2 is an enlarged view of a part A in FIG. 1 showing the configuration of the state monitoring apparatus. As shown in FIG. 2, the
図3は、この発明の実施の形態1における状態監視装置の磁界印加部100aと状態監視装置10aの内部構成を示す断面図である。図3に示すように、回転体の軸400aが1回転する度に磁界印加部100aと一定の間隙をあけて近接するが、磁界印加部100aの内部には複数の磁石がS極とN極を交互に反転して一定の間隔で配置されている。このため、回転体の軸400aの回転速度と磁石の各極の距離で決まる周期で状態監視装置10aに内蔵されている発電部30に加わる磁界の極性が交互に反転することになる。交互に反転する磁界により可動部が振動した発電部30によって得られた電力は、無線センサ部50に供給されて、無線センサ部50から振動センサ40により測定された回転体の振動加速度のセンサ情報が無線送信される。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the magnetic
図4は、この発明の実施の形態1における状態監視装置10aに内蔵される発電部30の内部構造を示す図である。図4に示すように、発電部は、円柱あるいは円筒形で構成された永久磁石12a,12bおよびヨーク13a,13b,14をスペーサー15a,15bで連結した可動部を、永久磁石12a,12bの軸方向の両端部に設けられて軸方向と直交する平面内で横揺れするのを抑制するための板バネ11a,12bにボルト16と連結用支柱17で固定して、固定枠21に固定される。コイル用ブラケット20には、永久磁石の外周に間隔を有して配置されるコイル19が固定されており、可動部外周とコイル19の内周は一定の間隙を開けて固定される。連結用支柱には反発/吸引用磁石18が取付けられており、外部の磁界により可動部に反発と吸引力が加わることになる。
FIG. 4 is a diagram showing an internal structure of the
このように、可動部が板バネ11a,11bのバネ定数と可動部の質量により決まる共振周波数により共振する構造となっており、外部磁界の磁極の変化によって軸方向に振動する構造であり、可動部が振動することでコイル19に起電力が生じる。
As described above, the movable part resonates with the resonance frequency determined by the spring constants of the leaf springs 11a and 11b and the mass of the movable part, and the structure vibrates in the axial direction by the change of the magnetic pole of the external magnetic field. When the part vibrates, an electromotive force is generated in the
例えば、回転体が20rpmで回転しているときに回転体の軸400aが直径600mmとし、状態監視装置10aの高さが50mm、磁界印加部100aまでの間隙を10mmの例で計算すると、回転体の軸400aの中心から磁極までの半径が360mmとなり、この時に発電部30の共振周波数が20Hzである場合には、以下の式(1)で表される間隔Lで磁石のS極とN極を配置することにより発電部30の共振周波数と一致させて効率良く発電することが出来る。
For example, when the rotating body is rotating at 20 rpm, the
式(1)に上記の例を適用すると、式(2)となり、S極とN極とを配置する間隔Lは18.85mmとなる。 When the above example is applied to Equation (1), Equation (2) is obtained, and the distance L between the S pole and the N pole is 18.85 mm.
ここで、式(1)における各符号は、以下の内容を示している。
r:磁界印加部100aの磁極面から回転体の軸400aまでの半径(mm)
N:回転体の回転速度(rpm)
f:発電部30の共振周波数(Hz)
Here, each code | symbol in Formula (1) has shown the following content.
r: Radius (mm) from the magnetic pole surface of the magnetic
N: Rotating speed of rotating body (rpm)
f: Resonance frequency (Hz) of the
図5は、この発明の実施の形態1における状態監視装置の内部の発電部の内部構成を示す図である。図5に示すように、発電部30は、回転体が回転して磁界印加部と近接する度に内部の可動部が磁界により共振して交流電力を発生し、発電部30で得られた交流電力は、無線センサ部50に内蔵される電源部54に入力されて整流された後に、蓄電部55に蓄えられる。蓄電部55に蓄えられた電力は、電源部54で定電圧化されて処理部52に供給される。処理部52は、内部のタイマーに設定された周期で起動とスリープを繰り返し動作を行い、起動時には振動センサ40、A/D変換部51、無線部53への電源供給開始の制御を行い、振動センサ40によって検出された振動加速度が、A/D変換部51で電圧値からデジタル値に変換されて処理部52に入力される。処理部52では、振動加速度の情報を無線部53を制御して無線送信する。
FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of the power generation unit inside the state monitoring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 5, every time the rotating body rotates and approaches the magnetic field application unit, the
以上のように、実施の形態1によれば、回転体に取付けられた状態監視装置において、回転体の外部から磁界を印加する磁界印加部100aと回転体が回転することによる磁界の変化から可動部が振動し効率良く発電する発電部、すなわち、永久磁石12a,12bが前記磁界印加部100aからの磁界により軸方向に振動することによる、前記永久磁石12a,12bと前記コイル19との相対運動によって発電する発電部30を用いることで、電池や回転体外部から電源供給が不要な無線式の状態監視装置を得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, in the state monitoring device attached to the rotator, the magnetic
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2における状態監視装置の内部の発電部の内部構成を示すブロック図であり、傾斜センサ56を設ける場合の構成を示す図である。図6に示す実施の形態2では、実施の形態1の状態監視装置と同様の動作を行うが、処理部52が無線送信の制御を行う際に、傾斜センサ56の傾斜情報により状態監視装置が回転体の回転角度がどの位置であるかを検出して、無線電波の放射が受信機の方向と一致するタイミングで送信を開始するように制御を行う。これにより、センサ情報を無線で受信する受信機が状態監視装置と距離が離れた場所に設置された場合でも確実に無線伝送することが可能となる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the power generation unit inside the state monitoring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and is a diagram showing the configuration in the case where the
図5および図6に示すような状態監視装置については、更に振動センサ40以外に、回転体の温度を監視するための温度センサを接続することで、回転体の振動の他に軸受の温度を監視することが出来る。また、圧力センサを接続することで、タイヤなどの回転体内部の圧力の状態を監視することが出来る。
5 and 6, in addition to the
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3による発電部について説明する。図7は、この発明の実施の形態3における状態監視装置の構成を示す図であり、図8は、状態監視装置の磁界印加部、状態監視装置と受信機を示す拡大図である。
Embodiment 3 FIG.
Next, the power generation unit according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the state monitoring device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view showing the magnetic field application unit, the state monitoring device, and the receiver of the state monitoring device.
図7に示すように、モータ500にモータ軸510を介してモータ負荷520が連結されている場合に軸の振動加速度を測定するためには、回転体であるモータ軸510に取付けた状態監視装置への電力供給を行う必要がある。このため、図8の拡大図に示すように、モータ軸510に状態監視装置10bを取付け、モータ軸510が回転した際に、状態監視装置10bと磁界印加部100bが近接するように設置具300bにより設置することで、磁界印加部100bからの磁界により状態監視装置10bに電力を供給することが出来る。状態監視装置10bは、実施の形態1および2に示したように、内部の発電部により得られた電力によってセンサ情報を取得し、無線送信を行い、センサ情報を受信機100bへ無線伝送する。
As shown in FIG. 7, in order to measure the vibration acceleration of the shaft when the
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4による発電部について説明する。図9は、この発明の実施の形態4における状態監視装置の構成を示す図であり、図10は、状態監視装置の磁界印加部、状態監視装置と受信機を示す拡大図である。
Embodiment 4 FIG.
Next, the power generation unit according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the state monitoring device according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view showing the magnetic field application unit, the state monitoring device, and the receiver of the state monitoring device.
風力発電機700に状態監視装置を適用する場合には、風力発電機700のブレード810の回転がハブ800を介すとともに軸受740経由で主軸730を介して増速機720に連結され、増速機720で回転速度が増した後に発電機軸710を介して回転が発電機700に伝わる。この風力発電機700の主軸730の振動加速度を測定するためには、回転体である主軸730に振動センサを備えた状態監視装置を取付け電力供給を行う必要がある。このため、図10の拡大図に示すように、主軸730に状態監視装置10cを取付け、主軸730が回転した際に、状態監視装置10cと磁界印加部100cが近接するように設置具300cにより設置することで、磁界印加部100cからの磁界により状態監視装置10cに電力を供給することが出来る。状態監視装置10cは、実施の形態1および2に示したように、内部の発電部により得られた電力によってセンサ情報を取得し、無線送信を行い、センサ情報を受信機100cへ無線伝送する。
When the state monitoring device is applied to the
以上のように、実施の形態4によれば、風力発電機の主軸に取付けられた状態監視装置において、外部から磁界を印加する磁界印加部と主軸が回転することによる磁界の変化から可動部が振動し効率良く発電する発電機を用いることで、電池や回転体外部から電源供給が不要な無線式の風力発電機の軸の回転状態を監視装置を得ることができる。 As described above, according to the fourth embodiment, in the state monitoring device attached to the main shaft of the wind power generator, the movable portion is caused by the magnetic field applying unit that applies the magnetic field from the outside and the change in the magnetic field due to the rotation of the main shaft. By using a generator that vibrates and generates power efficiently, a monitoring device can be obtained for the rotation state of the shaft of a wireless wind generator that does not require power supply from the outside of the battery or the rotating body.
10a〜10c:状態監視装置
11a,11b:板バネ
12a,12b:磁石
13a,13b:ヨーク
14:ヨーク
15a,15b:スペーサ
16:ボルト
17:連結用支柱
18:反発/吸引用磁石
19:コイル
20:コイル用ブラケット
21:固定枠
22a,22b:取付ベース
30:発電部
40:振動センサ
50:無線センサ部
51:A/D変換部
52:処理部
53:無線部
54:電源部
55:蓄電部
56:傾斜センサ部
60:アンテナ
100a〜100c:磁界印加部
200a〜200c:受信機
300a〜300b:設置具
400a〜400b:回転体の軸
500:モータ
510:モータ軸
520:モータ負荷
700:発電機
710:発電機軸
720:増速機
730:主軸
740:軸受
800:ハブ
810:ブレード
10a to 10c: state monitoring devices 11a, 11b: leaf springs 12a, 12b:
14: Yoke 15a, 15b: Spacer
16: Bolt
17: Connecting column
18: Magnet for repulsion / attraction
19: Coil
20: Bracket for coil
21: Fixed
30: Power generation unit
40: Vibration sensor
50: Wireless sensor unit
51: A / D converter
52: Processing unit
53: Radio section
54: Power supply
55: Power storage unit
56: Tilt sensor section
60:
500: Motor
510: Motor shaft
520: Motor load
700: Generator
710: Generator shaft
720: gearbox
730: Spindle
740: Bearing
800: Hub
810: Blade
Claims (6)
前記回転体の軸が回転する度に状態監視装置と一定の間隙をあけて近接する位置に固定されて、複数の磁極を持ち、前記回転体の外部から磁界を印加する磁界印加部と、
円柱あるいは円筒形で構成された永久磁石と、前記永久磁石の外周に間隔を有して固定配置されたコイルと、前記永久磁石の軸方向の両端部に設けられて軸方向と直交する平面内で横揺れするのを抑制する2つの板バネとを有し、前記回転体に取付けられ、前記永久磁石が前記磁界印加部からの磁界により軸方向に振動することによる、前記永久磁石と前記コイルとの相対運動によって発電する発電部と、
前記発電部により発電された電力により駆動され、あらかじめ設定された周期で起動状態とスリープ状態を繰り返し、前記起動状態の周期ごとに、前記センサからのセンサ情報を収集する処理部と、
前記処理部により収集されたセンサ情報を無線送信する無線部と
を備える状態監視装置。 A state monitoring device attached to a rotating body and having a sensor for monitoring vibration acceleration and temperature of the rotating body,
A magnetic field application unit that is fixed at a position close to the state monitoring device with a certain gap each time the shaft of the rotating body rotates, has a plurality of magnetic poles, and applies a magnetic field from the outside of the rotating body,
In a plane perpendicular to the axial direction provided at both ends in the axial direction of the permanent magnet, a permanent magnet configured in a columnar shape or a cylindrical shape, a coil fixedly arranged with a space around the outer periphery of the permanent magnet The permanent magnet and the coil that are attached to the rotating body and vibrate in the axial direction by a magnetic field from the magnetic field application unit. A power generation unit that generates power by relative movement with
A processing unit that is driven by the power generated by the power generation unit, repeats the activation state and the sleep state at a preset cycle, and collects sensor information from the sensor for each cycle of the activation state;
A state monitoring device comprising: a wireless unit that wirelessly transmits sensor information collected by the processing unit.
前記発電部は、負荷を連結する回転体の軸に取付けられ、前記磁界印加部からの磁界により軸方向に振動することにより発電する
ことを特徴とする状態監視装置。 In the state monitoring device according to claim 1,
The power generation unit is attached to a shaft of a rotating body that connects a load, and generates power by vibrating in the axial direction by a magnetic field from the magnetic field application unit.
前記センサは、前記回転体の振動加速度を監視するための振動センサと、前記回転体の温度の状態を監視するための温度センサとを有し、
前記処理部は、前記発電部により発電された電力により駆動され、あらかじめ設定された周期で前記振動センサから振動加速度データを収集するとともに、前記温度センサから前記回転体の軸の温度データを収集する
ことを特徴とする状態監視装置。 In the state monitoring device according to claim 1 or 2,
The sensor includes a vibration sensor for monitoring vibration acceleration of the rotating body, and a temperature sensor for monitoring a temperature state of the rotating body,
The processing unit is driven by the electric power generated by the power generation unit, collects vibration acceleration data from the vibration sensor at a preset cycle, and collects temperature data of the axis of the rotating body from the temperature sensor. A state monitoring device.
前記発電部は、風力発電機のブレードが取付けられた軸受と発電機との間を連結する主軸に取付けられるとともに、前記磁界印加部は、前記主軸に近接する位置に固定される
ことを特徴とする状態監視装置。 In the state monitoring device according to any one of claims 1 to 3,
The power generation unit is attached to a main shaft that connects between a bearing to which a blade of a wind power generator is attached and the power generator, and the magnetic field application unit is fixed at a position close to the main shaft. Status monitoring device to perform.
前記発電部の共振周波数と、前記発電部が取付けられた前記回転体の回転速度と前記磁界印加部の複数の磁極による磁界の極性反転の周期が一致する間隔で前記磁界印加部の磁極が配置されている
ことを特徴とする状態監視装置。 In the state monitoring device according to any one of claims 1 to 4,
The magnetic poles of the magnetic field application unit are arranged at intervals at which the resonance frequency of the power generation unit, the rotation speed of the rotating body to which the power generation unit is attached, and the polarity reversal period of the magnetic field by the plurality of magnetic poles of the magnetic field application unit coincide. The state monitoring device characterized by being made.
前記回転体の回転角度がどの位置であるかを検出するための傾斜センサを備え、
前記処理部は、無線送信の制御を行う際に前記傾斜センサの傾斜情報に基づいて無線電波の放射が無線送信された情報を受信する受信機の方向と一致するタイミングで送信を開始するように制御を行う
ことを特徴とする状態監視装置。 In the state monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An inclination sensor for detecting which position the rotation angle of the rotating body is;
The processing unit starts transmission at a timing when the radio wave emission coincides with the direction of the receiver that receives the wirelessly transmitted information based on the inclination information of the inclination sensor when controlling the wireless transmission. A state monitoring device characterized by performing control.
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