JP6427828B2 - Rotating machine and control method thereof - Google Patents

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JP6427828B2 JP2016051077A JP2016051077A JP6427828B2 JP 6427828 B2 JP6427828 B2 JP 6427828B2 JP 2016051077 A JP2016051077 A JP 2016051077A JP 2016051077 A JP2016051077 A JP 2016051077A JP 6427828 B2 JP6427828 B2 JP 6427828B2
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Description

本発明は、回転機及びその制御方法に関するものである。   The present invention relates to a rotating machine and a control method thereof.

従来から、回転可能に支持されたロータ部と、ロータ部の外側に配置されたステータ部とを備えたモータ等の回転機が知られている。回転機においては、ロータ部が回転運動するため、接触式で温度を検出することが困難である。   DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, rotating machines, such as a motor, provided with the rotor part supported rotatably and the stator part arrange | positioned on the outer side of a rotor part are known. In the rotating machine, since the rotor part rotates, it is difficult to detect the temperature by a contact method.

特許文献1には、非接触式の温度センサをハウジングに設置して、ロータ部の磁石近傍の温度を測定する技術が記載されている。
特許文献2には、温度検出部位に渦電流導体を設け、渦電流により発生する渦電流反磁場を、コイル等の渦電流反磁場検出手段で検出する技術が記載されている。
Patent Document 1 describes a technique in which a non-contact temperature sensor is installed in a housing and the temperature in the vicinity of the magnet of the rotor portion is measured.
Patent Document 2 describes a technique in which an eddy current conductor is provided at a temperature detection portion, and an eddy current demagnetizing field generated by the eddy current is detected by an eddy current demagnetizing field detecting means such as a coil.

特開2001−128414号公報JP 2001-128414 A 特開2013−167519号公報JP2013-167519A

非接触式の温度センサとしては、サーミスタ方式、赤外線方式等があるが、温度センサを温度検出部位に近接して配置する必要がある。このため、温度センサと温度検出部位との間の距離又は介在する流体の影響等により、温度検出精度の向上が難しいという問題がある。
渦電流を利用する場合、反磁場に基づいて温度を検出するには、磁気センサの検出精度により精度が制約されるという問題がある。
As the non-contact type temperature sensor, there are a thermistor method, an infrared method, and the like, but it is necessary to arrange the temperature sensor close to the temperature detection part. For this reason, there is a problem that it is difficult to improve the temperature detection accuracy due to the distance between the temperature sensor and the temperature detection site or the influence of the intervening fluid.
When using an eddy current, detecting the temperature based on the demagnetizing field has a problem that the accuracy is limited by the detection accuracy of the magnetic sensor.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非接触で高精度に運転負荷を検出することが可能な回転機及びその制御方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the rotating machine which can detect a driving | running load with high precision by non-contact, and its control method.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、貫通穴(例えば、実施形態における貫通穴16a)が形成された端面板(例えば、実施形態における端面板16)と、前記貫通穴に露出された磁石(例えば、実施形態における磁石15)と、温度検出部位である前記磁石の表面に形成されたクロミック分子を含む表面層(例えば、実施形態における表面層21)と、前記表面層の色に関連する情報を検出する検出器(例えば、実施形態における検出器22)とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes an end face plate (for example, the end face plate 16 in the embodiment) in which a through hole (for example, the through hole 16a in the embodiment) is formed, and the through hole. A magnet (for example, magnet 15 in the embodiment) exposed in the hole, a surface layer (for example, surface layer 21 in the embodiment) including a chromic molecule formed on the surface of the magnet that is a temperature detection portion , and the surface And a detector (for example, the detector 22 in the embodiment) for detecting information related to the color of the layer.

請求項2に記載した発明は、前記回転機が電動機(例えば、実施形態における電動機10)であることを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that the rotating machine is an electric motor (for example, the electric motor 10 in the embodiment).

請求項3に記載した発明は、前記表面層は、ロータ部(例えば、実施形態におけるロータ部12)に設けられた磁石(例えば、実施形態における磁石15)に関連する箇所に形成されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the surface layer is formed at a location related to a magnet (for example, the magnet 15 in the embodiment) provided in the rotor section (for example, the rotor portion 12 in the embodiment). It is characterized by.

請求項4に記載した発明は、前記検出器により検出された情報に応じて前記回転機の運転状態を変更する制御部(例えば、実施形態における制御部24)を有することを特徴とする。   The invention described in claim 4 includes a control unit (for example, the control unit 24 in the embodiment) that changes the operation state of the rotating machine according to the information detected by the detector.

請求項5に記載した発明は、前記検出器は、前記表面層と前記検出器との間に存在する流体の色調をフィルタする光学フィルタ部(例えば、実施形態における光学フィルタ部25)を備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the detector includes an optical filter unit (for example, the optical filter unit 25 in the embodiment) that filters a color tone of a fluid existing between the surface layer and the detector. It is characterized by.

請求項6に記載した発明は、前記検出器により前記表面層の色に関連する情報を検出する工程と、前記情報に応じて前記回転機の運転状態を変更する工程とを有することを特徴とする。   The invention described in claim 6 includes a step of detecting information related to the color of the surface layer by the detector, and a step of changing an operating state of the rotating machine according to the information. To do.

請求項1に記載した発明によれば、温度検出部位の表面に形成されたクロミック分子を含む表面層の色に関連する情報を検出することで、表面層の温度変化に伴う色変化を検出することができる。これにより、温度検出部位の温度変化又は回転機の運転負荷を検出することができる。   According to the first aspect of the invention, the color change accompanying the temperature change of the surface layer is detected by detecting information related to the color of the surface layer including the chromic molecules formed on the surface of the temperature detection site. be able to. Thereby, the temperature change of the temperature detection part or the operating load of the rotating machine can be detected.

請求項2に記載した発明によれば、回転機が電動機である場合に本発明を適用することで、電動機の過剰な運転負荷を回避することができる。   According to the second aspect of the present invention, when the rotating machine is an electric motor, by applying the present invention, an excessive operating load of the electric motor can be avoided.

請求項3に記載した発明によれば、ロータ部に設けられた磁石に関連する箇所に表面層が形成されていることで、磁石の温度変化を検出することができる。例えば、磁石が減磁する温度に達する前に、温度上昇を検出することができる。   According to the invention described in claim 3, the temperature change of the magnet can be detected because the surface layer is formed at a location related to the magnet provided in the rotor portion. For example, an increase in temperature can be detected before reaching a temperature at which the magnet demagnetizes.

請求項4に記載した発明によれば、温度検出部位の温度又は回転機の運転負荷が高い場合に回転機の運転を抑制することができる。また、温度検出部位の温度又は回転機の運転負荷が低い場合に回転機の能力をより高度に発揮させることもできる。   According to the invention described in claim 4, it is possible to suppress the operation of the rotating machine when the temperature of the temperature detection part or the operating load of the rotating machine is high. Moreover, when the temperature of the temperature detection part or the operating load of the rotating machine is low, the ability of the rotating machine can be exhibited to a higher degree.

請求項5に記載した発明によれば、表面層と検出器との間に存在する流体の色調をフィルタすることで、流体の色調による影響を抑制し、温度の検出精度を高めることができる。   According to the invention described in claim 5, by filtering the color tone of the fluid existing between the surface layer and the detector, the influence of the color tone of the fluid can be suppressed and the temperature detection accuracy can be increased.

請求項6に記載した発明によれば、検出器により前記表面層の色に関連する情報を検出した後、この情報に応じて回転機の運転状態を変更することで、温度検出部位の温度上昇又は回転機の運転負荷が高い場合に回転機の運転を抑制することができる。また、温度検出部位の温度上昇又は回転機の運転負荷が低い場合には回転機の能力を高度に発揮させることもできる。   According to the invention described in claim 6, after detecting information related to the color of the surface layer by the detector, the operating state of the rotating machine is changed according to this information, thereby increasing the temperature of the temperature detection portion. Alternatively, the operation of the rotating machine can be suppressed when the operating load of the rotating machine is high. Moreover, when the temperature rise of the temperature detection part or the operating load of the rotating machine is low, the ability of the rotating machine can be exhibited to a high degree.

本発明の第1実施形態における電動機の断面図である。It is sectional drawing of the electric motor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における制御方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control method in 1st Embodiment of this invention. 参考例における温度検出部位の近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the temperature detection site | part in a reference example . 本発明の第実施形態における温度検出部位の近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the temperature detection site | part in 1st Embodiment of this invention.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、回転機の第1実施形態としての電動機の断面図である。図1に示すように、電動機10は、シャフト11を支持するロータ部12と、ロータ部12の外側に設けられたステータ部13と、ロータ部12及びステータ部13から構成されるモータ19を収容するハウジング14を備えている。シャフト11は、図示しないベアリング等により、回転可能に支持されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric motor as a first embodiment of a rotating machine. As shown in FIG. 1, the electric motor 10 accommodates a rotor portion 12 that supports a shaft 11, a stator portion 13 that is provided outside the rotor portion 12, and a motor 19 that includes the rotor portion 12 and the stator portion 13. The housing 14 is provided. The shaft 11 is rotatably supported by a bearing or the like (not shown).

ハウジング14は、ロータ部12及びステータ部13全体を覆うような略円筒形状で形成されている。本実施形態のモータ19は、例えばインナーロータ型のモータであって、筒状のステータ部13と、ステータ部13の内側に配置された円柱状のロータ部12と、ロータ部12と同軸状に固定され、回転可能に支持された出力軸としてのシャフト11を備えている。   The housing 14 is formed in a substantially cylindrical shape so as to cover the entire rotor portion 12 and the stator portion 13. The motor 19 of the present embodiment is, for example, an inner rotor type motor, and has a cylindrical stator portion 13, a columnar rotor portion 12 disposed inside the stator portion 13, and a coaxial shape with the rotor portion 12. A shaft 11 is provided as an output shaft that is fixed and rotatably supported.

ロータ部12は、ステータ部13に近接する外周部に磁石15を有する。磁石15は、例えばネオジム等の希土類を含む永久磁石である。磁石15は、複数に分割されてもよい。ロータ部12の磁石15を複数に分割することで、磁石15に発生する渦電流損失を低減することができる。   The rotor part 12 has a magnet 15 on the outer peripheral part close to the stator part 13. The magnet 15 is a permanent magnet containing a rare earth such as neodymium. The magnet 15 may be divided into a plurality of parts. By dividing the magnet 15 of the rotor unit 12 into a plurality of parts, eddy current loss generated in the magnet 15 can be reduced.

ロータ部12の端面12aとハウジング14の端面14aとは、シャフト11の軸方向に互いに対向している。ロータ部12の端面12aには、クロミック分子を含む表面層21が形成されている。また、ハウジング14の端面14aには、表面層21の色に関連する情報を検出する検出器22が設けられている。表面層21は、ロータ部12に設けられた磁石15の近傍に設けられている。また、検出器22は、表面層21に対向することが可能な位置に設けられている。   The end surface 12 a of the rotor part 12 and the end surface 14 a of the housing 14 are opposed to each other in the axial direction of the shaft 11. A surface layer 21 containing chromic molecules is formed on the end surface 12 a of the rotor portion 12. A detector 22 that detects information related to the color of the surface layer 21 is provided on the end surface 14 a of the housing 14. The surface layer 21 is provided in the vicinity of the magnet 15 provided in the rotor unit 12. The detector 22 is provided at a position where the detector 22 can face the surface layer 21.

表面層21は、ロータ部12の周方向に沿って全周又は一部に設けられる。表面層21がロータ部12の周方向の連続して全周に設けられる場合、ロータ部12の回転時に検出器22を常時表面層21に対向させることができる。磁石に関連する箇所としては、伝熱により磁石15と同様な温度変化を示す部位であればよい。例えば、磁石15に接触又は近接する位置の1箇所又は2箇所以上に表面層21を設けることができる。表面層21の平面パターンは、点状、帯状、面状等、特に限定されない。   The surface layer 21 is provided on the entire circumference or a part along the circumferential direction of the rotor portion 12. When the surface layer 21 is continuously provided in the circumferential direction of the rotor portion 12, the detector 22 can always be opposed to the surface layer 21 when the rotor portion 12 rotates. The part related to the magnet may be a part that exhibits the same temperature change as the magnet 15 by heat transfer. For example, the surface layer 21 can be provided at one or two or more positions in contact with or close to the magnet 15. The planar pattern of the surface layer 21 is not particularly limited, such as a dot shape, a band shape, or a planar shape.

ロータ部12の端面12aに、表面層21が存在しないが検出器22に対向し得る箇所がある場合、その位置の色は、表面層21とは異なる色であることが好ましい。例えばロータ部12の表面が金属色で、表面層21が有彩色又は無彩色である場合には、検出器22はロータ部12の表面の色と表面層21の色を区別して認識するように構成することができる。   When the end surface 12 a of the rotor portion 12 has a portion where the surface layer 21 does not exist but can face the detector 22, the color of the position is preferably a color different from that of the surface layer 21. For example, when the surface of the rotor portion 12 is a metal color and the surface layer 21 is chromatic or achromatic, the detector 22 recognizes the color of the surface of the rotor portion 12 and the color of the surface layer 21 separately. Can be configured.

クロミック分子は、温度等の外部刺激により可逆的に色が変化するクロミズム(クロモトロピズム)を示す物質である。例えば、温度の変化によって可逆的に変色する場合は、サーモクロミズムという。サーモクロミズムを示すクロミック分子としては、ジアミン等の二座配位子を有する遷移金属錯塩、イソニトリル配位子を有する遷移金属錯塩、ロイコ染料、スピロピラン、サリチリデンアニリン等の有機化合物が挙げられる。その他、ヨウ化水銀錯体もサーモクロミズムを示す物質として知られているが、水銀等の重金属を含まないクロミック分子が好ましい。   A chromic molecule is a substance that exhibits chromism (chromotropism) in which the color changes reversibly by an external stimulus such as temperature. For example, when the color changes reversibly with changes in temperature, it is called thermochromism. Examples of chromic molecules exhibiting thermochromism include organic compounds such as transition metal complexes having bidentate ligands such as diamines, transition metal complexes having isonitrile ligands, leuco dyes, spiropyrans, and salicylidene anilines. In addition, mercury iodide complexes are also known as substances exhibiting thermochromism, but chromic molecules that do not contain heavy metals such as mercury are preferred.

上記二座配位子としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、プロピレンジアミン等のアルキレンジアミンや、これらのN−アルキル誘導体が挙げられる。
上記遷移金属としては、銅、ニッケル等が挙げられる。
遷移金属錯塩は、カウンターアニオンとして、過塩素酸イオン(ClO )、四フッ化ホウ酸イオン(BF )等のアニオンを含むことができる。
遷移金属錯塩の一例として、例えば、銅−N,N−ジエチルエチレンジアミン錯体の過塩素酸塩(変色温度は約43℃)が挙げられる。
遷移金属錯塩によるクロミック分子の場合、遷移金属、配位子、カウンターアニオン等の種類や組み合わせ、あるいは2種以上のクロミック分子の複合等により、変色温度の異なるクロミック分子を得ることができる。
Examples of the bidentate ligand include alkylene diamines such as ethylene diamine, trimethylene diamine, and propylene diamine, and N-alkyl derivatives thereof.
Examples of the transition metal include copper and nickel.
The transition metal complex salt can contain anions such as perchlorate ions (ClO 4 ) and tetrafluoroborate ions (BF 4 ) as counter anions.
As an example of the transition metal complex salt, for example, a perchlorate salt of a copper-N, N-diethylethylenediamine complex (discoloration temperature is about 43 ° C.) can be mentioned.
In the case of a chromic molecule by a transition metal complex salt, chromic molecules having different discoloration temperatures can be obtained by the type or combination of transition metal, ligand, counter anion, etc., or a composite of two or more chromic molecules.

表面層21は、クロミック分子を含む塗膜、樹脂層等により構成することができる。温度検出部位に表面層21を形成する方法としては、クロミック分子を含む塗料を塗布する方法、クロミック分子を含む層を有するラベルを接着する方法、クロミック分子を含む組成物を、温度検出部位に形成された溝又は穴等の凹部に充填する方法等が挙げられる。   The surface layer 21 can be composed of a coating film containing a chromic molecule, a resin layer, or the like. As a method of forming the surface layer 21 at the temperature detection site, a method of applying a paint containing a chromic molecule, a method of adhering a label having a layer containing a chromic molecule, and a composition containing a chromic molecule are formed at the temperature detection site. And a method of filling a recessed portion such as a groove or a hole.

クロミック分子を含む層又は組成物は、例えばバインダー樹脂等にクロミック分子を混合又は分散させることにより得ることができる。バインダー樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、セルロース樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂等が挙げられる。耐熱性、耐油性等の観点から適切な樹脂を選択することが好ましい。   The layer or composition containing chromic molecules can be obtained, for example, by mixing or dispersing chromic molecules in a binder resin or the like. Examples of the binder resin include acrylic resin, urethane resin, polyester resin, fluororesin, silicone resin, cellulose resin, alkyd resin, melamine resin, polyamide resin, polyimide resin, phenol resin, epoxy resin, and vinyl resin. It is preferable to select an appropriate resin from the viewpoints of heat resistance and oil resistance.

塗料(インク等)としては、水、アルコール、ケトン、エステル等の溶媒又は分散媒を含み、塗布後の乾燥により皮膜状の塗膜を形成可能な組成物が挙げられる。硬化性の無溶媒塗料により表面層21を形成することも可能である。塗料は、前記バインダー樹脂を含んでもよい。塗布方法は特に限定されないが、インクジェット印刷、スクリーン印刷等により、所定のパターンに塗料を塗布する方法が好ましい。ナノ粒子を分散させてインク化することにより、塗料中に溶解しにくい材料をクロミック分子等として採用する場合でも、分散性を向上することができる。   Examples of the paint (ink, etc.) include a composition containing a solvent or dispersion medium such as water, alcohol, ketone, ester, etc. and capable of forming a film-like coating film by drying after application. It is also possible to form the surface layer 21 with a curable solventless paint. The paint may contain the binder resin. The application method is not particularly limited, but a method of applying a paint to a predetermined pattern by inkjet printing, screen printing, or the like is preferable. Dispersibility can be improved even when a material that is difficult to dissolve in the coating material is used as a chromic molecule or the like by dispersing the nanoparticles into an ink.

表面層21は、接着剤又は粘着剤が積層されたラベルにより構成されてもよい。ラベルにクロミック分子を含む層を形成する方法としては、プラスチック、紙等を基材とするラベルにクロミック分子を含む塗料を塗布する方法が挙げられる。   The surface layer 21 may be configured by a label on which an adhesive or a pressure-sensitive adhesive is laminated. Examples of a method for forming a layer containing chromic molecules on a label include a method of applying a coating containing chromic molecules to a label based on plastic, paper, or the like.

検出器22としては、例えば波長センサ、カメラが挙げられる。カメラとしては、CMOS等の撮像素子を有し、複数の画素ごとに色情報を取得できる装置が挙げられる。
検出器22により測定される波長範囲は、赤外線領域、可視領域、紫外線領域又はこれらの2以上が挙げられる。このため、本明細書において、色に関連する情報とは、可視領域における狭義の色に限らず、赤外線領域又は紫外線領域における波長又は強度分布を含む。
Examples of the detector 22 include a wavelength sensor and a camera. Examples of the camera include an apparatus having an image sensor such as a CMOS and capable of acquiring color information for each of a plurality of pixels.
The wavelength range measured by the detector 22 includes an infrared region, a visible region, an ultraviolet region, or two or more of these. For this reason, in this specification, the information related to color includes not only the color in the narrow sense in the visible region but also the wavelength or intensity distribution in the infrared region or the ultraviolet region.

色情報の構成要素は、分光学的な波長及び強度でもよく、視覚的な色度及び明度でもよく、所定の1又は2以上の波長における強度でもよい。検出器22が光学カメラである場合、RGB等の複数の原色毎に情報を取得することもできる。
クロミック分子色の温度による色変化は、所定の閾値温度で異なる色を示すように急激に変化してもよく、一定の温度範囲にわたって色が徐々に変化してもよい。
検出器22による表面層21の色の検出は、時間軸において連続的にしてもよく、周期的又は不定期でもよい。
The component of the color information may be a spectroscopic wavelength and intensity, may be visual chromaticity and lightness, or may be an intensity at one or more predetermined wavelengths. When the detector 22 is an optical camera, information can be acquired for each of a plurality of primary colors such as RGB.
The color change due to the temperature of the chromic molecular color may change abruptly to show different colors at a predetermined threshold temperature, or the color may change gradually over a certain temperature range.
The detection of the color of the surface layer 21 by the detector 22 may be continuous on the time axis, or may be periodic or irregular.

表面層21の変色は温度により可逆的に起こる。例えば、温度の上昇時に第1の色から第2の色に変色した場合、温度の下降時に第2の色から第1の色に変色することができる。クロミック分子の種類又は配合により、2以上の異なる温度で異なる色に変化させたり、2以上の温度域を検出することも可能である。   The discoloration of the surface layer 21 occurs reversibly with temperature. For example, when the color is changed from the first color to the second color when the temperature is increased, the color can be changed from the second color to the first color when the temperature is decreased. Depending on the type or combination of chromic molecules, it is possible to change to different colors at two or more different temperatures, or to detect two or more temperature ranges.

図1の電動機10は、検出器22に加えて、検出器22により検出された情報に応じてロータ部12の回転状態を変更する制御部24を有する。制御部24は、専用のコントローラを採用することも可能であるが、エンジンコントロールユニット(ECU)に設けることも可能である。検出器22により検出された情報は、有線又は無線による伝送路23により、制御部24に伝送することができる。
検出器22がカメラである場合、制御部24は、複数の画素により構成される画像から表面層21のパターンを認識して、表面層21以外の領域を除去する構成とすることもできる。画像は、連続した映像でもよい。
In addition to the detector 22, the electric motor 10 of FIG. 1 includes a control unit 24 that changes the rotation state of the rotor unit 12 according to information detected by the detector 22. The controller 24 can adopt a dedicated controller, but can also be provided in an engine control unit (ECU). Information detected by the detector 22 can be transmitted to the control unit 24 via a wired or wireless transmission path 23.
When the detector 22 is a camera, the control unit 24 can recognize the pattern of the surface layer 21 from an image composed of a plurality of pixels and remove an area other than the surface layer 21. The image may be a continuous video.

本実施形態によれば、温度検出部位の表面に形成される表面層21と、表面層21の色を検出する検出器22と、制御部24を含むシステム20を電動機10に付加することにより、温度検出部位の温度に基づき、回転機の運転状態を制御することができる。回転機の運転状態を制御する方法としては、例えば電動機の場合、電動機に供給される電流量の制御が挙げられる。   According to this embodiment, by adding a system 20 including a surface layer 21 formed on the surface of the temperature detection portion, a detector 22 that detects the color of the surface layer 21, and a control unit 24 to the electric motor 10, Based on the temperature of the temperature detection part, the operating state of the rotating machine can be controlled. As a method for controlling the operating state of the rotating machine, for example, in the case of an electric motor, there is control of the amount of current supplied to the electric motor.

検出器22は、表面層21と検出器22との間に存在する流体の色調をフィルタするため、光学フィルタ部25を備えることができる。流体(液体又は気体)としては、オートマチックトランスミッションフルード(ATF)が挙げられる。
光学フィルタ部25としては、流体の色調に相当する波長域を除去して、表面層21の色に相当する波長域を透過させる構成であればよい。具体例としては、透過波長域より短い波長域を除去するショートパスフィルタ、透過波長域より長い波長域を除去するロングパスフィルタ、透過波長域より短い波長域及び長い波長域を除去するバンドパスフィルタが挙げられる。
The detector 22 may include an optical filter unit 25 in order to filter the color tone of the fluid existing between the surface layer 21 and the detector 22. Examples of the fluid (liquid or gas) include automatic transmission fluid (ATF).
The optical filter unit 25 may be configured to remove the wavelength range corresponding to the color tone of the fluid and transmit the wavelength range corresponding to the color of the surface layer 21. Specific examples include a short pass filter that removes a wavelength range shorter than the transmission wavelength range, a long pass filter that removes a wavelength range longer than the transmission wavelength range, and a band pass filter that removes a wavelength range shorter and longer than the transmission wavelength range. Can be mentioned.

例えばATFが赤色である場合、赤色の波長領域を光学フィルタ部25により除去する方法か、ATFの色と区別しやすい色に変色可能なクロミック分子を用いる方法が好ましい。透明なATFを用いることにより、光学フィルタ部25を省略することもできる。
ATFとしては、合成油、鉱物油等の潤滑油、冷却油を主体とし、種々の添加物を含む組成物が挙げられる。
For example, when ATF is red, a method of removing the red wavelength region by the optical filter unit 25 or a method of using a chromic molecule that can be changed to a color that can be easily distinguished from the color of ATF is preferable. By using transparent ATF, the optical filter unit 25 can be omitted.
Examples of ATF include compositions mainly composed of lubricating oil such as synthetic oil and mineral oil, and cooling oil and containing various additives.

検出器22に光学フィルタ部25を設ける代わりに、制御部24等による情報処理により、検出器22により検出された情報と流体の色調との差分をとることで、流体の色調をフィルタすることもできる。光学フィルタ部25を用いる場合、情報の処理時間が短縮され、制御を高速化することができる。   Instead of providing the optical filter unit 25 in the detector 22, the color tone of the fluid may be filtered by calculating the difference between the information detected by the detector 22 and the color tone of the fluid by information processing by the control unit 24 or the like. it can. When the optical filter unit 25 is used, the information processing time is shortened and the control can be speeded up.

図2に、制御のフローチャートの一例を示す。工程S1においては、検出器22の色識別カメラを作動させる。
次いで、工程S2においては、検出器22により表面層21のクロミック分子色を検出する。クロミック分子色を検出する際、画像認識技術を用いて、検出器22により検出されたパターンの中からクロミック分子色を抽出することもできる。
FIG. 2 shows an example of a control flowchart. In step S1, the color identification camera of the detector 22 is activated.
Next, in step S2, the detector 22 detects the chromic molecular color of the surface layer 21. When detecting the chromic molecular color, the chromic molecular color can be extracted from the pattern detected by the detector 22 by using an image recognition technique.

次いで、工程S3においては、クロミック分子の色がトルクリミットの開始を表す色として設定された色(開始設定色)であるか否かを判別する。この判別は、制御部24において表面層21の色を、予め記録された開始設定色と比較することにより行うことができる。開始設定色としては、例えば磁石15の減磁を回避する目的で運転制御を行う場合には、磁石15の減磁温度又はそれ以下の所定の第1閾値温度における表面層21の色を設定することができる。磁石15の減磁温度としては、磁石の種類にもよるが、例えば100〜200℃程度、150℃程度が挙げられる。   Next, in step S3, it is determined whether or not the color of the chromic molecule is a color set as a color indicating the start of torque limit (start setting color). This determination can be made by comparing the color of the surface layer 21 with the start setting color recorded in advance in the control unit 24. As the start setting color, for example, when the operation control is performed for the purpose of avoiding the demagnetization of the magnet 15, the color of the surface layer 21 at the demagnetization temperature of the magnet 15 or a predetermined first threshold temperature lower than that is set. be able to. The demagnetization temperature of the magnet 15 is about 100 to 200 ° C. or about 150 ° C., for example, depending on the type of magnet.

つまり、表面層21の色から検出された表面層21の温度が第1閾値温度より低い場合には、S3の判別結果はNoであり、トルクリミットは不要と判断され(図2のS8)、制御は終了する(S7)。その後、S7からS2に戻って、S3の判別結果がYesとなるまで定期的又は不定期にクロミック分子色の検出を繰り返すことができる。   That is, when the temperature of the surface layer 21 detected from the color of the surface layer 21 is lower than the first threshold temperature, the determination result of S3 is No and it is determined that the torque limit is unnecessary (S8 in FIG. 2). Control ends (S7). Thereafter, the process returns from S7 to S2, and the detection of the chromic molecular color can be repeated regularly or irregularly until the determination result of S3 becomes Yes.

一方、表面層21の色から検出された表面層21の温度が第1閾値温度以上である場合には、S3の判別結果はYesとなる。そこで、工程S4に進み、トルクリミットにより電流値を制御する。これにより、モータ19の運転が抑制されて、徐々にロータ部12の温度が低下する。トルクリミットを行う間、検出器22による表面層21の色が定期的又は不定期に検出される。   On the other hand, when the temperature of the surface layer 21 detected from the color of the surface layer 21 is equal to or higher than the first threshold temperature, the determination result in S3 is Yes. Then, it progresses to process S4 and controls an electric current value by a torque limit. Thereby, the driving | operation of the motor 19 is suppressed and the temperature of the rotor part 12 falls gradually. While performing the torque limit, the color of the surface layer 21 by the detector 22 is detected regularly or irregularly.

次いで、工程S5においては、クロミック分子の色がトルクリミットの解除を表す色として設定された色(解除設定色)であるか否かを判別する。この判別は、制御部24において表面層21の色を、予め記録された解除設定色と比較することにより行うことができる。解除設定色としては、例えば磁石15の減磁を回避する目的で運転制御を行う場合には、開始設定色の表す温度(第1閾値温度)以下で所定の第2閾値温度における表面層21の色を設定することができる。   Next, in step S5, it is determined whether or not the color of the chromic molecule is a color (cancellation set color) set as a color representing the cancellation of the torque limit. This determination can be made by comparing the color of the surface layer 21 with the preset release color recorded in the control unit 24. For example, when the operation control is performed for the purpose of avoiding demagnetization of the magnet 15, the release setting color of the surface layer 21 at the predetermined second threshold temperature is equal to or lower than the temperature (first threshold temperature) indicated by the start setting color. Color can be set.

つまり、表面層21の色から検出された表面層21の温度が第2閾値温度以下である場合には、S5の判別結果はYesであり、トルクリミットが解除され(図2のS6)、制御は終了する(S7)。その後、S7からS2に戻り、S3の判別結果がYesとなるまで定期的又は不定期にクロミック分子色の検出を繰り返すことができる。   That is, when the temperature of the surface layer 21 detected from the color of the surface layer 21 is equal to or lower than the second threshold temperature, the determination result in S5 is Yes, the torque limit is released (S6 in FIG. 2), and control is performed. Ends (S7). Thereafter, the process returns from S7 to S2, and the detection of the chromic molecular color can be repeated regularly or irregularly until the determination result of S3 becomes Yes.

一方、表面層21の色から検出された表面層21の温度が第2閾値温度より高い場合には、S5の判別結果はNoとなる。この場合、S5の判別結果がYesとなるまで工程S4によるトルクリミットが継続され、電流値が制御される。   On the other hand, when the temperature of the surface layer 21 detected from the color of the surface layer 21 is higher than the second threshold temperature, the determination result in S5 is No. In this case, the torque limit in step S4 is continued until the determination result in S5 becomes Yes, and the current value is controlled.

本実施形態における温度検出の精度は、回転機の運転制御のために設定された閾値温度と比較して、閾値温度より高いか低いかの判別の誤差が低いことが求められる。しかし、例えば閾値温度より低い範囲内においては、温度の値を正確に測定することは要求されない。そこで、クロミック分子色の変化に基づいて温度検出部位の温度を検出することにより、簡便な構成で閾値温度付近の温度変化を高精度に検出することができる。   The accuracy of temperature detection in the present embodiment is required to have a lower error in determining whether the temperature is higher or lower than the threshold temperature compared to the threshold temperature set for operation control of the rotating machine. However, for example, in a range lower than the threshold temperature, it is not required to accurately measure the temperature value. Therefore, by detecting the temperature of the temperature detection site based on the change in the chromic molecular color, it is possible to detect the temperature change near the threshold temperature with high accuracy with a simple configuration.

次に、図3に、参考例における温度検出部位の近傍を示す。図3では、ロータ部12の端面12aに端面板16が設けられ、端面板16の上に支持板17が設けられて、シャフト11に対する抜け止めを確実にしている。端面板16及び支持板17は、例えばアルミニウム等の金属から構成することができる。表面層21は、磁石15を押さえ込む端面板16の表面に形成されている。磁石15の熱が端面板16に伝導するため、端面板16の表面温度の変化は、磁石15の温度変化を反映している。 Next, FIG. 3 shows the vicinity of the temperature detection portion in the reference example . In FIG. 3, an end face plate 16 is provided on the end face 12 a of the rotor portion 12, and a support plate 17 is provided on the end face plate 16 to ensure the shaft 11 is prevented from coming off. The end face plate 16 and the support plate 17 can be comprised, for example from metals, such as aluminum. The surface layer 21 is formed on the surface of the end plate 16 that presses the magnet 15. Since the heat of the magnet 15 is conducted to the end face plate 16, the change in the surface temperature of the end face plate 16 reflects the temperature change of the magnet 15.

参考例によれば、表面層21の色変化を検出器22で検出することにより、端面板16の表面温度に基づき、磁石15の温度変化を検出することができる。端面板16は金属板であるため、磁石15に比べて表面処理、下地処理等が容易であり、表面層21の付着力を増加させることができる。表面層21の形成位置は、磁石15に最も近い位置が好ましい。すなわち、磁石15と表面層21とが端面板16の表裏に対向する位置が好ましい。 According to the reference example , the temperature change of the magnet 15 can be detected based on the surface temperature of the end face plate 16 by detecting the color change of the surface layer 21 with the detector 22. Since the end face plate 16 is a metal plate, the surface treatment, the base treatment, and the like are easier than the magnet 15, and the adhesion force of the surface layer 21 can be increased. The position where the surface layer 21 is formed is preferably the position closest to the magnet 15. That is, the position where the magnet 15 and the surface layer 21 face the front and back of the end face plate 16 is preferable.

次に、図4に、第実施形態における温度検出部位の近傍を示す。図4では、端面板16及び支持板17の構成は参考例と同様であるが、端面板16の一部に貫通穴16aが形成されている。磁石15の表面が貫通穴16aの奥に露出され、表面層21が磁石15の表面に形成されている。実施形態によれば、表面層21の色変化を検出器22で検出することにより、磁石15の温度変化を検出することができる。表面層21が磁石15に接触しているので、磁石15と表面層21との温度差を抑制することができる。 Next, FIG. 4 shows the vicinity of the temperature detection site in the first embodiment. In FIG. 4, the configuration of the end face plate 16 and the support plate 17 is the same as that of the reference example , but a through hole 16 a is formed in a part of the end face plate 16. The surface of the magnet 15 is exposed in the back of the through hole 16 a, and the surface layer 21 is formed on the surface of the magnet 15. According to this embodiment, the temperature change of the magnet 15 can be detected by detecting the color change of the surface layer 21 with the detector 22. Since the surface layer 21 is in contact with the magnet 15, the temperature difference between the magnet 15 and the surface layer 21 can be suppressed.

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.

温度検出部位を有する装置としては、回転力を生成する電動機に限らず、各種の回転する部材を有する回転機、往復動する部材を有する機構等、その他の各種機械に適用することが可能である。装置は特に限定されず、自動車、その他の輸送機器、各種産業機械等が挙げられる。   The device having the temperature detection part is not limited to the electric motor that generates the rotational force, and can be applied to various other machines such as a rotating machine having various rotating members and a mechanism having a reciprocating member. . The apparatus is not particularly limited, and examples include automobiles, other transportation equipment, and various industrial machines.

10…電動機、11…シャフト、12…ロータ部、13…ステータ部、14…ハウジング、15…磁石、21…表面層、22…検出器、24…制御部、25…光学フィルタ部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric motor, 11 ... Shaft, 12 ... Rotor part, 13 ... Stator part, 14 ... Housing, 15 ... Magnet, 21 ... Surface layer, 22 ... Detector, 24 ... Control part, 25 ... Optical filter part.

Claims (6)

貫通穴が形成された端面板と、前記貫通穴に露出された磁石と、温度検出部位である前記磁石の表面に形成されたクロミック分子を含む表面層と、前記表面層の色に関連する情報を検出する検出器とを備えることを特徴とする回転機。 An end face plate in which a through hole is formed, a magnet exposed in the through hole, a surface layer including a chromic molecule formed on the surface of the magnet that is a temperature detection portion , and information related to the color of the surface layer A rotating machine comprising: a detector for detecting 前記回転機が電動機であることを特徴とする請求項1に記載の回転機。   The rotating machine according to claim 1, wherein the rotating machine is an electric motor. 前記表面層は、ロータ部に設けられた磁石に関連する箇所に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転機。   The rotating machine according to claim 1, wherein the surface layer is formed at a location related to a magnet provided in the rotor portion. 前記検出器により検出された情報に応じて前記回転機の運転状態を変更する制御部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転機。   The rotating machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control unit that changes an operation state of the rotating machine according to information detected by the detector. 前記検出器は、前記表面層と前記検出器との間に存在する流体の色調をフィルタする光学フィルタ部を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転機。   The rotating machine according to claim 1, wherein the detector includes an optical filter unit that filters a color tone of a fluid existing between the surface layer and the detector. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転機の制御方法であって、前記検出器により前記表面層の色に関連する情報を検出する工程と、前記情報に応じて前記回転機の運転状態を変更する工程とを有することを特徴とする回転機の制御方法。   The method for controlling a rotating machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the detector detects information related to the color of the surface layer by the detector, and the rotating machine according to the information. And a step of changing the operating state.
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