JP2009005430A - Bearing with power generator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、いわば回生ブレーキとして利用する発電機を装備した車輪用軸受等の発電機付軸受に関する。 The present invention relates to a generator bearing such as a wheel bearing equipped with a generator used as a regenerative brake.
近年、自動車においては、走行安定性の向上やCO2 の削減、燃費の向上のために、電子制御が必須である。その一方で、自動車に電子制御を用いると、ワイヤハーネスが増大し、自動車の軽量化に影響を与えるので、軽量化に影響しないような電子制御の採用が望まれる。
このような要望に応えるものとして、軸受にセンサ駆動用の発電機を組み込んだ車輪用軸受装置や発電機能付軸受が提案されている(例えば特許文献1〜3)。発電機を利用すると、給電用の配線が不要でワイヤハーネスが削減できる。
As a response to such a demand, a wheel bearing device in which a generator for driving a sensor is incorporated in a bearing and a bearing with a power generation function have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3). When a generator is used, no wiring for power feeding is required, and wire harnesses can be reduced.
しかしながら、特許文献1〜3に開示の技術では、発電機を作動させるとブレーキ力が働くので、発電機により回転エネルギを100%電気エネルギに変換できなければ、損失が発生することになる。また、このような構成の車輪用軸受で発電機を作動させた場合、前記損失により自動車の燃費が低下するといった問題がある。 However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3, since the braking force works when the generator is operated, loss occurs if the generator cannot convert the rotational energy into 100% electrical energy. Further, when the generator is operated with the wheel bearing having such a configuration, there is a problem that the fuel consumption of the automobile is reduced due to the loss.
この発明の目的は、制動時のエキルギーを有効利用して発電が行えて、エネルギ損失の低減が可能な発電機付軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、車輪用軸受に適用された場合に、自動車の燃費向上、ワイヤハーネスの長さの短縮による自動車の軽量化、ブレーキパッドの摩耗低減を図れるものとすることである。
An object of the present invention is to provide a generator-equipped bearing capable of generating power by effectively using the energy at the time of braking and capable of reducing energy loss.
Another object of the present invention is to improve the fuel consumption of a vehicle, reduce the weight of a vehicle by shortening the length of a wire harness, and reduce the wear of brake pads when applied to a wheel bearing.
この発明の発電機付軸受は、固定輪と回転輪の対向する転走面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記固定輪に設けられたステータ、および回転輪に設けられたロータを有し、前記ステータおよびロータのいずれか一方が磁石を含み、他方がコイルを含む発電機を備え、制動指令に応答して前記発電機を能動化させ前記制動指令の解除により前記発電機を非能動化させる発電機能オンオフ手段を設けたことを特徴とする。ここで言う「能動化」とは、発電機として機能可能な状態とすることを言う。上記制動指令は、この発電機付軸受で支持する回転体を回転駆動する駆動系において、上記発電機とは別に設けられる制動装置へ与える制動指令であっても良く、上記発電機に与えられる専用の制動指令であっても良い。 A bearing with a generator of the present invention is a rolling bearing in which a rolling element is interposed between rolling surfaces facing a fixed ring and a rotating ring. A stator provided on the fixed ring and a rotor provided on the rotating ring are provided. A generator including one of the stator and the rotor including a magnet and the other including a coil. The generator is activated in response to a braking command, and the generator is deactivated by releasing the braking command. The power generation function on / off means to be activated is provided. “Activation” as used herein refers to a state in which the generator can function. The braking command may be a braking command given to a braking device provided separately from the generator in a drive system for rotationally driving the rotating body supported by the bearing with the generator, or a dedicated command given to the generator The braking command may be used.
軸受で支持される回転体にブレーキを働かせる場合に、発電機能オンオフ手段に制動指令を与えると、制動指令に応答して発電機能オンオフ手段が発電機を能動化させるので、発電機がブレーキとして働く。いわば、発電機が回生ブレーキとして作用する。これにより、制動のために放出される熱エネルギが発電機で発電電力に変換され、エネルギ損失の低減が可能となる。 When braking is applied to a rotating body supported by a bearing, if a braking command is given to the power generation function on / off means, the power generation function on / off means activates the generator in response to the braking command, so the generator works as a brake. . In other words, the generator acts as a regenerative brake. Thereby, the thermal energy released for braking is converted into generated power by the generator, and energy loss can be reduced.
この発明において、前記発電機の発電した電力を蓄電するキャパシタを設けても良い。キャパシタを設けた場合、蓄電した電力を、例えば軸受に設置されるセンサ類等の機器の電源として利用することができる。上記センサ類としては、例えば、荷重センサや回転センサがある。これにより、ブレーキ時に放出される熱エネルギを機器の電源として利用できる。 In the present invention, a capacitor for storing electric power generated by the generator may be provided. When a capacitor is provided, the stored electric power can be used as a power source for devices such as sensors installed on a bearing, for example. Examples of the sensors include a load sensor and a rotation sensor. Thereby, the thermal energy released at the time of braking can be used as a power source for the device.
この発明において、前記転がり軸受が、複列の転走面が形成された固定輪と、この固定輪の各転走面に対向する転走面を形成した回転輪と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であっても良い。
車輪用軸受では、荷重センサや回転センサ等のセンサ類が設置されることが多く、また車両の加速や制動が繰り返されて発電機を機能させる時が多い。そのため、この発明の発電機付軸受の利点がより一層効果的となる。例えば、ブレーキ時に放出される熱エネルギがセンサ類等の電源として利用できて、自動車の燃費向上が得られ、また発電機の利用によりセンサ類への給電用配線が省略できて、ワイヤハーネスの長さの短縮、この短縮による自動車の軽量化にも繋がる。
In the present invention, the rolling bearing includes a fixed ring formed with a double row rolling surface, a rotating wheel formed with a rolling surface that faces each rolling surface of the fixed wheel, and a facing rolling surface. It may be a wheel bearing that includes a double-row rolling element interposed between and supports a wheel rotatably with respect to the vehicle body.
In the wheel bearing, sensors such as a load sensor and a rotation sensor are often installed, and the vehicle is often accelerated and braked to function the generator. Therefore, the advantage of the generator bearing is more effective. For example, the thermal energy released during braking can be used as a power source for sensors, etc., improving the fuel consumption of automobiles, and by using a generator, the power supply wiring to the sensors can be omitted. This also leads to a reduction in the weight of the automobile.
車輪用軸受に適用した場合に、前記発電機は、車両の接触式のブレーキと併用されるものであり、前記制動指令は、車両の電気制御ユニットから前記ブレーキに与えられるブレーキ指令であっても良い。
この構成の場合、発電機は前記接触式のブレーキに対する補助ブレーキとして使用される。車両の電気制御ユニットから車両の接触式のブレーキにブレーキ指令が与えられるとき、発電機能オンオフ手段にも前記ブレーキ指令が制動指令として与えられ、その制動指令に応答して発電機能オンオフ手段が発電機を能動化させる。これにより、接触式のブレーキと並行して発電機が作動して、発電機のブレーキ機能が補助ブレーキとして働くことになる。発電機によりブレーキ力が非接触で得られるため、ブレーキパッドの摩耗が低減されるという利点も得られる。
When applied to a wheel bearing, the generator is used in combination with a contact brake of a vehicle, and the braking command may be a braking command given to the brake from an electric control unit of the vehicle. good.
In this configuration, the generator is used as an auxiliary brake for the contact brake. When a brake command is given from the vehicle electrical control unit to the contact brake of the vehicle, the brake command is also given to the power generation function on / off means as a braking command, and the power generation function on / off means responds to the braking command. Is activated. As a result, the generator operates in parallel with the contact-type brake, and the brake function of the generator works as an auxiliary brake. Since the brake force can be obtained in a non-contact manner by the generator, there is also an advantage that wear of the brake pad is reduced.
車輪用軸受に適用した場合に、前記発電機のステータがコイルを有し、前記固定輪に、前記発電機能オンオフ手段を有し前記発電機を制御する制御基盤を設けても良い。
発電機を制御する制御基盤を固定輪に設置すると、自動車の電気制御ユニットが複雑化することが回避される。また、上記制御基盤に発電機能オンオフ手段を配置することで、制御のための回路を集約することができる。
When applied to a wheel bearing, the stator of the generator may have a coil, and the fixed wheel may be provided with a control base for controlling the generator by having the power generation function on / off means.
If the control board for controlling the generator is installed on the fixed wheel, the electric control unit of the automobile is prevented from becoming complicated. Further, by arranging the power generation function on / off means on the control board, it is possible to consolidate circuits for control.
この発明において、前記ロータが前記コイルを有し、前記ステータが前記磁石を有し、前記回転輪またはこの回転輪に取付けられて回転輪と共に回転する部材に、前記発電機の発電した電力を蓄電するキャパシタ、およびこのキャパシタの蓄電した電力を用いる機器を設け、前記回転輪に前記発電機能オンオフ手段を設け、前記固定輪と回転輪との間に前記制動指令および前記機器の出力をワイヤレスで伝達するワイヤレス伝達手段を設けても良い。
この構成の場合、回転輪に設けられた発電機能オンオフ手段に対して、ワイヤレス伝達手段から制動指令を与えることにより、発電機を能動化させてブレーキ機能を働かせることができる。また、発電機の発電した電力は、回転輪と共に回転する部材に設けられたキャパシタで蓄電され、その蓄電された電力が同じ部材に設けられた機器の電源として用いられる。また、前記機器の出力はワイヤレス伝達手段によりワイヤレスで外部に伝達される。その結果、回転輪側での配線が簡略になる。
In this invention, the rotor has the coil, the stator has the magnet, and the electric power generated by the generator is stored in the rotating wheel or a member attached to the rotating wheel and rotating together with the rotating wheel. And a device that uses the electric power stored in the capacitor, the power generation function on / off means is provided on the rotating wheel, and the braking command and the output of the device are transmitted wirelessly between the fixed wheel and the rotating wheel. Wireless transmission means may be provided.
In the case of this configuration, it is possible to activate the generator and activate the brake function by giving a braking command from the wireless transmission means to the power generation function on / off means provided on the rotating wheel. Moreover, the electric power generated by the generator is stored in a capacitor provided on a member that rotates together with the rotating wheel, and the stored electric power is used as a power source for a device provided on the same member. The output of the device is transmitted to the outside wirelessly by a wireless transmission means. As a result, wiring on the rotating wheel side is simplified.
この発明の発電機付軸受は、固定輪と回転輪の対向する転走面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記固定輪に設けられたステータ、および回転輪に設けられたロータを有し、前記ステータおよびロータのいずれか一方が磁石を含み、他方がコイルを含む発電機を備え、制動指令に応答して前記発電機を能動化させ前記制動指令の解除により前記発電機を非能動化させる発電機能オンオフ手段を設けたため、制動時のエキルギーを有効利用して発電が行えて、エネルギ損失の低減が可能となる。
車輪用軸受に適用した場合は、制動時の熱エネルギをセンサ類等の電源として利用できて、自動車の燃費向上が得られ、またワイヤハーネスの長さの短縮による自動車の軽量化や、ブレーキパッドの摩耗の低減などの効果が得られる。
A bearing with a generator of the present invention is a rolling bearing in which a rolling element is interposed between rolling surfaces facing a fixed ring and a rotating ring. A stator provided on the fixed ring and a rotor provided on the rotating ring are provided. A generator including one of the stator and the rotor including a magnet and the other including a coil. The generator is activated in response to a braking command, and the generator is deactivated by releasing the braking command. Since the power generation function ON / OFF means to be activated is provided, power generation can be performed by effectively using the energy at the time of braking, and energy loss can be reduced.
When applied to wheel bearings, the thermal energy during braking can be used as a power source for sensors, etc., improving automobile fuel efficiency, reducing the weight of the automobile by reducing the length of the wire harness, and braking pads The effect of reducing the wear of the steel is obtained.
この発明の一実施形態を図1および図2と共に説明する。図1は図2のI−O−I′線に沿う断面図である。この実施形態は、第3世代型の内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
この発電機付軸受における軸受は、図1に断面図で示すように、内周に複列の転走面3を形成した外方部材1と、これら各転走面3に対向する転走面4を形成した内方部材2と、これら外方部材1および内方部材2の転走面3,4間に介在した複列の転動体5とで構成される。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体5はボールからなり、各列毎に保持器6で保持されている。上記転走面3,4は断面円弧状であり、各転走面3,4は接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材1と内方部材2との間の軸受空間の両端は、密封装置となるシール7,8によってそれぞれ密封されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view taken along the line I-O-I 'of FIG. This embodiment is a third generation inner ring rotating type and is applied to a wheel bearing for driving wheel support. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when attached to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center of the vehicle is referred to as the inboard side.
As shown in a cross-sectional view in FIG. 1, the bearing in the generator-equipped bearing includes an outer member 1 in which a double
外方部材1は固定輪であり、車体の懸架装置(図示せず)におけるナックルに取付ける車体取付用のフランジ1aを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ1aには、周方向の複数箇所に車体取付用のボルト孔14が設けられている。
内方部材2は回転輪であって、車輪取付用のハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ輪9の軸部9bのインボード側端の外周に嵌合した内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪10に、前記各列の転走面4が形成されている。ハブ輪9のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面12が設けられ、この内輪嵌合面12に内輪10が嵌合している。ハブ輪9の中心には貫通孔11が設けられている。ハブフランジ9aには、周方向複数箇所にハブボルトの圧入孔16が設けられている。ハブ輪9のハブフランジ9aの根元部付近には、車輪および制動部品(図示せず)を案内する円筒状のパイロット部13がアウトボード側に突出している。
The outer member 1 is a fixed wheel, and has a
The
この車輪用軸受において、固定輪である外方部材1と回転輪である内方部材2の間に、発電機21が設けられている。発電機21は、両列の転動体5,5間に配置されている。発電機21は、両列の転動体5,5間に限らず、内方部材2と外方部材1間の端部に配置しても良い。
In this wheel bearing, a
発電機21はコイルを含むリング状のステータ23と、磁石を含むリング状のロータ25から構成される。ステータ23のコイルは、例えば保護用の隔壁で被覆される。ロータ25は、この実施形態では、取付用のリングおよびその外径面に設けられた磁石からなる。ステータ23は固定輪である外方部材1の内径面に、ロータ25は回転輪である内方部材2の外径面に、それぞれ圧入もしくは接着などの方法で固定されている。これらステータ23およびロータ25は、ラジアル方向に対向するように位置決めされる。なお、固定輪である外方部材1や、回転輪である内方部材2に、ステータ23やロータ25を軸方向に対して位置決めする段差や突部(図示せず)などを設けても良い。
The
固定輪である外方部材1には、ステータ23のコイルに接続された配線27を通す配線孔29が外径面から内径面に貫通して設けられている。コイルを有するステータ23を組付ける場合、配線27を予め配線孔29に通した状態で、軸方向から外方部材1の内径面に嵌合すれば良い。
The outer member 1 that is a fixed ring is provided with a
外方部材1の外径面外に引き出される配線27は、発電機21を制御する制御基盤30に接続され、この制御基盤30は例えば外方部材1の外径面に設置される。制御基盤30は、制動指令に応答して発電機21を能動化させ前記制動指令の解除により発電機21を非能動化させる発電機能オンオフ手段31を有する。発電機能オンオフ手段31は、例えば発電機21のコイルの回路を開閉するスイッチング手段等からなり、コイルの回路を開くことで、電流が流れず、発電機として機能しない非能動化状態とし、コイルの回路を閉じることで、電流が流れて発電機として機能する能動状態とするものである。上記制動指令は、車両の電気制御ユニット(ECU)から車両の接触式のブレーキに与えられるブレーキ指令であり、このブレーキ指令が発電機21の制御基盤30にも与えられる。すなわち、発電機21はブレーキ機能を有するので、車両の接触式のブレーキと併用されて、車両のブレーキ機能の一部を担う。具体的には、ECUからブレーキ指令があったときだけ発電機21を作動させることで、発電機21を補助ブレーキとして使用する。
The wiring 27 drawn out of the outer diameter surface of the outer member 1 is connected to a
発電機21は前記制御基盤30を介してキャパシタ32に電気的に接続されており、発電機21で発電した電力はキャパシタ32に蓄電される。制御基盤30には、発電機21で発電した電流の整流,平滑化などを行うレギュレータなどが含まれる。キャパシタ32に蓄電された電力は、外方部材1に設けられた機器の電源として利用される。ここでは前記機器の一例として、外方部材1の外径面に、車輪に負荷される荷重を検出する荷重センサ33が設けられ、その近傍に設置された前記キャパシタ32から荷重センサ33に電源供給が行なわれる。
The
なお、上記構成において、発電機21の制御基盤30はECUに設けても良い。この場合、発電機21のステータ25と、ECUの制御基盤30との間を、コネクタで連結しても良い。
In the above configuration, the
上記構成によると、ECUから車両の接触式のブレーキにブレーキ指令が与えられるとき、発電機21の制御基盤30にも前記ブレーキ指令が制動指令として与えられ、その制動指令に応答して制御基盤30の発電機能オンオフ手段31が発電機21を能動化させる。これにより、接触式のブレーキと並行して発電機21が作動して、発電機21のブレーキ機能が補助ブレーキとして働くことになり、発電機21のブレーキ作用が有効利用されることでエネルギ損失の低減が可能となる。このように、発電機21によりブレーキ力が非接触で得られるため、この実施形態のように車輪用軸受に発電機21を設けた場合、ブレーキパッドの摩耗を低減できる。
According to the above configuration, when a brake command is given from the ECU to the contact brake of the vehicle, the brake command is also given as a braking command to the
また、この実施形態では、発電機21で発電した電力をキャパシタ32で蓄電するようにしているので、キャパシタ32に蓄電した電力を、車輪用軸受の例えば外方部材1に設置される荷重センサ33などの機器の電源として利用することができる。これにより、ブレーキ時に放出される熱エネルギを荷重センサ33などの機器の電源として利用できることになり、自動車の燃費が向上する。また、荷重センサ33などの機器への給電経路が簡略になるため、ワイヤハーネスの長さも短縮化され、自動車の軽量化に繋がる。
In this embodiment, since the electric power generated by the
図3は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、図1に示す実施形態の発電機付軸受において、発電機21が、磁石を含むリング状のステータ23と、コイルを含むリング状のロータ25とで構成される。ステータ23は、取付用のリングおよびその内径面に設けられた磁石からなる。ロータ25のコイルは、例えば保護用の隔壁で被覆される。この実施形態でも、ステータ23は固定輪である外方部材1の内径面に、ロータ25は回転輪である内方部材2の外径面に、それぞれ圧入もしくは接着などの方法で固定されている。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, in the bearing with a generator of the embodiment shown in FIG. 1, the
回転輪である内方部材2のハブ輪9には、ロータ25のコイルに接続された配線37を通す配線孔39が外径面から内径面に貫通して設けられ、内径面の円周方向の一部に、上記配線37を軸方向に沿って内部に這わす配線溝40が設けられている。コイルを有するロータ25を組付ける場合、配線37を予め配線孔39に通した状態で、ハブ輪9の外径面に嵌合すれば良い。
The
配線37の先端にはコネクタ42が接続され、このコネクタ42を介してロータ25のコイルがキャパシタ32に接続される。これにより、発電機21で発電した電力がキャパシタ32に蓄電される。コネクタ42は、ハブ輪9のパイロット部13よりも内径部でアウトボード側端面に固定されている。キャパシタ32は、内方部材2に取付けても良く、また内方部材2に取付けられる車輪やそのタイヤ、あるいはブレーキディスク等の部材に取付けても良い。ここでは、キャパシタ32に蓄電された電力は、回転輪である内方部材2側に設けられたセンサ類等の機器の電源として利用される。例えば、ハブ輪9の車輪取付用ハブフランジ9aの根元部に制動部品と共に嵌合する車輪(図示せず)には、その車輪に負荷される荷重を歪みとして検出する荷重センサ33が前記機器として設けられる。その車輪における前記荷重センサ33の近傍に前記キャパシタ32が配置されて、キャパシタ32に蓄電された電力が荷重センサ34の電源として供給される。なお、上記車輪のタイヤに空気圧センサ(図示せず)を設け、その空気圧センサの電源としてキャパシタ32の電力を用いるようにしても良い。
A
車体側には前記発電機21を制御する制御基盤30が設けられ、この制御基盤30はECUから与えられるブレーキ指令を受ける。一方、内方部材2の外径面における発電機ロータ25の近傍には前記制御基盤30に与えられるブレーキ指令を制動指令として受け、発電機21を能動化させる発電機能オンオフ手段31が設けられる。制御基盤30からは、前記ブレーキ指令とその他の制御信号が出力され、これらの信号はワイヤレス伝達手段43を介してワイヤレスで前記発電機能オンオフ手段31に送信される。発電機能オンオフ手段31は、前記制動指令(ブレーキ指令)に応答して発電機21を能動化させ、制動指令の解除により発電機21を非能動化させる機能部のほか、制御基盤30からの他の制御信号により、能動中の発電機21に各種制御を行う機能部も持つ。
A
ワイヤレス伝達手段43は、車体側に設けられる第1の送受信部44と、内方部材2側に設けられる第2の送受信部45とでなり、第1の送受信部44と第2の送受信部45との間で双方向のワイヤレス送受信が可能とされる。制御基盤30からの出力信号は、第1の送受信部44からワイヤレスで発信されて、第2の送受信部45で受信される。第1の送受信部44は制御基盤30の近傍に配置されて、制御基盤30に電気的に接続されている。第2の送受信部45は、内方部材2の外径面における前記発電機能オンオフ手段31に隣接した位置に設けられ、発電機能オンオフ手段31に電気的に接続されている。
なお、図示しないが、内方部材2には、ロータ25のコイルから、配線37、コネクタ42、およびキャパシタ32を経て荷重センサ33に至る給電経路に沿って、荷重センサ33の出力信号を第2の送受信部45に送信する信号経路が設けられ、荷重センサ33の検出信号をワイヤレス伝達手段43で車体側の制御基盤30に送信し、さらに制御基盤30からECUに送信するようにされている。その他の構成は、図1の実施形態の場合と同様である。
The wireless transmission means 43 includes a first transmission / reception unit 44 provided on the vehicle body side and a second transmission /
Although not shown, the output signal of the
この実施形態の場合も、ECUから車両の接触式のブレーキにブレーキ指令が与えられるとき、発電機21の制御基盤30に前記ブレーキ指令が制動指令として与えられ、その制動指令がワイヤレス伝達手段43を介して回転輪である内方部材2に設けられた発電機能オンオフ手段31に伝達される。そこで、発電機能オンオフ手段31は、前記制動指令に応答して発電機21を能動化させる。これにより、接触式のブレーキと並行して発電機21が作動して、発電機21のブレーキ機能が補助ブレーキとして働く。
Also in this embodiment, when the brake command is given from the ECU to the contact brake of the vehicle, the brake command is given as a braking command to the
発電機21で発電した電力は、配線37およびコネクタ42を経てキャパシタ32で蓄電され、キャパシタ32に蓄電された電力が、車輪用軸受の回転輪側に設置される荷重センサ33などの機器の電源として利用される。この場合も、ブレーキ時に放出される熱エネルギを荷重センサ33などの機器の電源として利用できるので、自動車の燃費が向上する。また、荷重センサ33などの機器への給電経路が簡略になるため、ワイヤハーネスの長さも短縮化され、自動車の軽量化に繋がる。
The electric power generated by the
図4は、図3の実施形態に用いられる発電機21の一例を示す。この発電機21は、ラジアルギャップ型のクローポール発電機である。ステータ23は、取付用のリング23aおよびその内径面に設けられた磁石22からなる。磁石22は、円周方向に磁極N,Sが交互に並んで設けられた多極磁石とされている。ロータ25は、ステータ23と同心のリング中心Oを持つリング状のヨーク25aと、このヨーク25a内に収められたコイル24とでなる。ヨーク25aは、軸方向に対面するリング状の2つのヨーク構成部材25aa,25abを内径部で組み合わせたものであり、両ヨーク構成部材25aa,25abに、互いに隙間を介して噛み合う複数の爪部a,bが設けられたクローポール型とされている。クローポール発電機は、小型で発電効率が良いという利点がある。
FIG. 4 shows an example of the
図5は、図3の実施形態の発電機21に用いられるラジアルギャップ型発電機の他の例を示す。ステータ23は、円周方向に磁極N,Sが交互に並んで設けられたリング状の多極磁石である。ロータ25は、ヨーク25bの外周部に円周方向に並んで外径側へ突出して設けられた各突部25baに、コイル24を構成する個別のコイル24aが巻回されている。ロータ25の側面および外径面にはコイル24を保護するための合成樹脂等の非磁性体で作られた薄い隔壁を72を設けている。個別コイル24a間の隙間には、モールド樹脂71による樹脂モールドなどで埋めてある。なお、アキシアルギャップ型発電機のロータについても、上記と同様の構成にすることが可能である。
FIG. 5 shows another example of a radial gap generator used in the
なお、上記各実施形態は、外方部材1を固定輪としたが、この発明は内方部材が固定輪で外方部材が回転輪となる車輪用軸受にも適用することができる。 In each of the above embodiments, the outer member 1 is a fixed ring, but the present invention can also be applied to a wheel bearing in which the inner member is a fixed ring and the outer member is a rotating wheel.
また、上記各実施形態では、発電機21を両列の転動体5,5間に配置しているが、軸受の軸方向端部に設けても良い。また、上記各実施形態では、車輪用軸受に適用した場合について示したが、他の用途の軸受に適用しても上記と同様の作用効果を得ることができる。
Moreover, in each said embodiment, although the
1…外方部材(固定輪)
2…内方部材(回転輪)
3,4…転走面
5…転動体
21…発電機
23…ステータ
25…ロータ
31…発電機能オンオフ手段
32…キャパシタ
33…荷重センサ(機器)
43…ワイヤレス伝達手段
1. Outer member (fixed ring)
2 ... Inward member (rotating wheel)
3, 4 ... rolling
43 ... Wireless transmission means
Claims (6)
前記固定輪に設けられたステータ、および回転輪に設けられたロータを有し、前記ステータおよびロータのいずれか一方が磁石を含み、他方がコイルを含む発電機を備え、制動指令に応答して前記発電機を能動化させ前記制動指令の解除により前記発電機を非能動化させる発電機能オンオフ手段を設けたことを特徴とする発電機付軸受。 In rolling bearings in which rolling elements are interposed between the rolling surfaces facing the fixed ring and the rotating ring,
A stator provided on the fixed wheel and a rotor provided on the rotating wheel, wherein either the stator or the rotor includes a magnet, and the other includes a generator including a coil in response to a braking command; A generator-equipped bearing comprising: a power generation function on / off unit that activates the generator and deactivates the generator by releasing the braking command.
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