JP2005100164A - Wireless sensor system and bearing device with wireless sensor - Google Patents

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政敏 水谷
Toru Takahashi
亨 高橋
Hiroshi Kawamura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless sensor system that can be powered even when power generation is insufficient and that can ensure system operation without increasing power consumption. <P>SOLUTION: The wireless sensor system includes a wireless sensor unit 4 and a sensor signal receiver 5. The wireless sensor unit 4 has a sensor part 6 for detecting the subject of detection, a sensor signal sending part 9 for wirelessly sending the sensor signals thereof, and a power supply part 10. The power supply part 10 has a power generation means 11 and a power receiving part 8 for receiving wirelessly transmitted driving power. The wireless sensor unit 4 has a power supply monitoring part 7, and provides wireless powering if a power shortage signal is sent and the power produced by power generation is insufficient. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、各種のセンサ信号、例えば自動車における車輪回転数等の検出信号をワイヤレスで送信するようにしたワイヤレスセンサシステム、および同システムを用いた車輪用軸受装置等のワイヤレスセンサ付軸受装置に関する。   The present invention relates to a wireless sensor system that wirelessly transmits various sensor signals, for example, detection signals such as the number of rotations of a wheel in an automobile, and a bearing device with a wireless sensor such as a wheel bearing device using the system.

センサ信号をワイヤレスで送信するワイヤレスセンサ付き軸受が提案されている。これは、軸受への電源線や信号線の配線を不要にして、組立工数の削減や設計の自由度を高めることができるなどの利点がある。
ワイヤレスセンサ付き車輪用軸受装置は、タイヤハウジング内でのハーネスを不要にして断線事故の防止や組立工数の削減を図ったものである。このシステムでは、センサおよびセンサ信号送信部への給電を、軸受に搭載された回転検出兼用の発電機で行っていた（例えば、特許文献１）。しかし、発電機による給電では、極低速での回転検出が不可能であった。これに対して、ワイヤレス給電によりセンサユニットに電源を供給し、センサユニットのセンサ信号をワイヤレスで送信するワイヤレスセンサユニットを搭載した車輪用軸受装置が提案されている（例えば、特許文献２）。このシステムでは、０速での車輪回転の検出が可能になり、アンチロックブレーキシステムの高性能化に使用される。
特開２００２−２６４７８６号公報 特開２００３−１２１４５４号公報 Bearings with wireless sensors that transmit sensor signals wirelessly have been proposed. This is advantageous in that the power supply line and signal line to the bearing are not required, the number of assembly steps can be reduced, and the degree of design freedom can be increased.
The wheel bearing device with a wireless sensor is intended to prevent disconnection accidents and reduce assembly man-hours by eliminating a harness in the tire housing. In this system, power is supplied to the sensor and the sensor signal transmission unit by a generator for rotation detection that is mounted on a bearing (for example, Patent Document 1). However, it is impossible to detect rotation at an extremely low speed by power feeding by a generator. On the other hand, there has been proposed a wheel bearing device equipped with a wireless sensor unit that supplies power to the sensor unit by wireless power feeding and wirelessly transmits a sensor signal of the sensor unit (for example, Patent Document 2). This system enables detection of wheel rotation at zero speed, and is used to improve the performance of an anti-lock brake system.
JP 2002-264786 A JP 2003-121454 A

電磁波によるワイヤレス給電は、有線による給電に比べて効率が良くないために、大きな給電電力が必要であり、システム全体の消費電力が大きくなるなどの問題点がある。また、車輪の上下運動や障害物の混入などで給電用電磁波が遮断され、給電が不能になる場合が生じる。給電用電磁波が遮断され、給電が不能になったときのために、キャパシタや２次電池を設けて電力を蓄えておくことを考えたが、キャパシタや２次電池に充電するための電力を供給するのに必要な電力をワイヤレス給電しなければならないため、さらに給電電力の消費が大きくなるという問題点がある。給電電力の消費量は、車輪用軸受装置の場合、燃費に影響する。   Wireless power feeding by electromagnetic waves is not as efficient as power feeding by wire, so that a large power feeding power is required and there is a problem that power consumption of the entire system becomes large. Moreover, the electromagnetic waves for electric power feeding are interrupted | blocked by the up-and-down movement of a wheel, mixing of an obstruction, etc., and the case where electric power feeding becomes impossible arises. In order to prevent the power supply electromagnetic wave from being cut off and the power supply to be disabled, we considered installing a capacitor and secondary battery to store the power, but supplying the power to charge the capacitor and secondary battery Since the power necessary to do this must be wirelessly fed, there is a problem that the consumption of the fed power is further increased. In the case of a wheel bearing device, the amount of consumed power affects the fuel consumption.

この発明の目的は、発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、システム動作を確実なものとできるワイヤレスセンサシステムを提供することである。
この発明の他の目的は、軸受の知能化、配線系の簡素化を図りながら、発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号の確実なものとできるワイヤレスセンサ付軸受装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、車輪用軸受装置において、上記ワイヤレスセンサ付軸受装置の機能が得られて、タイヤハウジング内における車輪と車体間のハースネを無くして断線事故の防止を図りながら、停止時等の発電不十分時にも給電が行えてセンサ信号を得ることができ、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号を確実なものとでき、自動車制御の安定、安全性の向上、燃費の向上が得られるものとすることである。 An object of the present invention is to provide a wireless sensor system capable of supplying power even when power generation is insufficient, and ensuring system operation without increasing power consumption.
Another object of the present invention is to provide a wireless sensor capable of supplying power even when power generation is insufficient and ensuring a sensor signal without increasing power consumption while making the bearings intelligent and simplifying the wiring system. It is to provide a bearing device.
Still another object of the present invention is to provide a wheel bearing device in which the function of the above-mentioned bearing device with a wireless sensor is obtained, and while stopping the occurrence of a disconnection accident by eliminating the hearth between the wheel and the vehicle body in the tire housing, Even when power generation is insufficient, power can be supplied and sensor signals can be obtained, and sensor signals can be ensured without increasing power consumption. Car control is stable, safety is improved, and fuel consumption is improved. Is to be obtained.

この発明のワイヤレスセンサシステムは、検出対象を検出するセンサ部（６）と、このセンサ部（６）の出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部（９）と、上記センサ部（６）およびセンサ信号送信部（９）に動作電力を与える電源部（１０）とを有するワイヤレスセンサユニット（４）と、上記センサ信号送信部（９）から送信されたセンサ信号を受信するセンサ信号受信部（１３）と、給電電力をワイヤレスで送信する給電電力送信部（１２）とを備え、上記電源部（１０）が、発電手段（１１）と、上記給電電力送信部（１２）から送信された電力を受信する電力受信部（８）とを有し、これら発電手段（１１）による発電電力と電力受信部（８）の受信電力とを併用するものとしたことを特徴とする。
この構成によると、発電手段（１１）とワイヤレス給電とを併用したため、発電電力が十分に得られるときは、発電手段（１１）の発電電力を利用し、発電電力が不足する場合にワイヤレス給電を使用することができる。また、常に発電とワイヤレス給電とを併用しても良い。いずれの場合も、電力の伝達効率の悪いワイヤレス給電が制限され、消費電力を増やすことなくシステム動作を確実なものにできる。 The wireless sensor system of the present invention includes a sensor unit (6) for detecting a detection target, a sensor signal transmission unit (9) for wirelessly transmitting a sensor signal output from the sensor unit (6), and the sensor unit (6 ) And a sensor signal transmitter that receives the sensor signal transmitted from the sensor signal transmitter (9), and a wireless sensor unit (4) having a power supply unit (10) that provides operating power to the sensor signal transmitter (9). Unit (13) and a feeding power transmission unit (12) for transmitting feeding power wirelessly, and the power supply unit (10) is transmitted from the power generation means (11) and the feeding power transmission unit (12). The power receiving unit (8) for receiving the received power, and the power generated by the power generation means (11) and the received power of the power receiving unit (8) are used in combination.
According to this configuration, since the power generation means (11) and the wireless power feeding are used together, when the generated power is sufficiently obtained, the power generated by the power generation means (11) is used, and the wireless power feeding is performed when the generated power is insufficient. Can be used. Moreover, you may always use together electric power generation and wireless electric power feeding. In either case, wireless power feeding with poor power transmission efficiency is limited, and system operation can be ensured without increasing power consumption.

上記発電手段（１１）は、上記センサ部（６）の全体または一部を構成する回転センサであっても良い。発電型の回転センサを用いることで、専用の発電手段（１１）を設ける必要がなく、構成が簡素になる。   The power generation means (11) may be a rotation sensor constituting the whole or a part of the sensor unit (6). By using the power generation type rotation sensor, it is not necessary to provide dedicated power generation means (11), and the configuration is simplified.

上記発電手段（１１）は、光を電気に変換する太陽電池等の光電変換素子、または熱を電気に変換するペルチエ素子等の熱電変換素子であっても良い。光電変換素子や熱電変換素子を用いると、簡素な構成で発電が行える。光電変換素子や熱電変換素子は、周囲の光の状況や熱的状況によって発電電力が変動するが、その発電電力の不足がワイヤレス給電で補える。   The power generation means (11) may be a photoelectric conversion element such as a solar cell that converts light into electricity, or a thermoelectric conversion element such as a Peltier element that converts heat into electricity. When a photoelectric conversion element or a thermoelectric conversion element is used, power generation can be performed with a simple configuration. In the photoelectric conversion element and the thermoelectric conversion element, the generated power fluctuates depending on the ambient light condition and the thermal condition, but the shortage of the generated power can be compensated by wireless power feeding.

上記電源部（１０）は、常時は上記発電手段（１１）による発電電力を上記センサ部（６）およびセンサ信号送信部（９）に動作電力として与え、発電電力が上記動作電力として不足するときに上記電力受信部（８）の受信電力を動作電力とするものとしても良い。
このように発電とワイヤレス給電とを使い分けることで、電力の伝達効率の悪いワイヤレス給電を制限しながら、システム動作を確実なものにできる。 The power supply unit (10) normally supplies the generated power from the power generation means (11) to the sensor unit (6) and the sensor signal transmission unit (9) as operating power, and the generated power is insufficient as the operating power. Alternatively, the received power of the power receiving unit (8) may be the operating power.
By properly using power generation and wireless power feeding in this way, it is possible to ensure system operation while limiting wireless power feeding with poor power transmission efficiency.

電源部（１０）は、キャパシタ（１５）または２次電池を有するものとしても良い。これにより、発電により得られた電力や、ワイヤレス給電された電力を蓄えておくことができる。そのため、発電やワイヤレス給電の不安定に備えて、発電電力の大きいものとしたり、ワイヤレス給電の送信電力を常に強いものとすることが不要となり、発電手段（１１）の小型化や、ワイヤレス給電の消費電力の節減が得られる。   The power supply unit (10) may include a capacitor (15) or a secondary battery. Thereby, the electric power obtained by the power generation and the electric power that is wirelessly fed can be stored. For this reason, it becomes unnecessary to make the generated power large or make the transmission power of the wireless power supply always strong in preparation for instability of power generation or wireless power supply. Power consumption can be saved.

この発明における上記いずれかの構成の場合に、発電手段（１１）による発電電圧または電源部（１０）の電圧を監視する電源監視部（７）を設け、上記センサ信号送信部（９）はこの電源監視部（７）の監視結果をセンサ信号と共に送信するものとし、上記センサ信号受信部（１３）で受信された上記監視結果に応じて上記給電電力送信部（１２）に電力送信を行わせる監視対応制御手段（１６）を設けても良い。
このように、電源監視部（７）を設けて監視結果を送信し、その監視結果に応じて監視対応制御手段（１６）により給電電力送信部（１２）に電力送信行わせることで、発電電力の不足時のみにワイヤレス給電の送信を行うことが実現できる。監視結果をセンサ信号送信部（９）で送信するため、監視結果専用の送信手段が不要であり、簡素な構成で発電電力の不足時のみのワイヤレス給電が実現できる。 In the case of any one of the above-described configurations of the present invention, a power supply monitoring unit (7) for monitoring the voltage generated by the power generation means (11) or the voltage of the power supply unit (10) is provided, and the sensor signal transmission unit (9) The monitoring result of the power monitoring unit (7) is transmitted together with the sensor signal, and the feeding power transmitting unit (12) transmits power according to the monitoring result received by the sensor signal receiving unit (13). A monitoring correspondence control means (16) may be provided.
In this way, the power supply monitoring unit (7) is provided to transmit the monitoring result, and the monitoring power control unit (16) performs power transmission according to the monitoring result to transmit power to the generated power. Wireless power transmission can be performed only when there is a shortage of power. Since the monitoring result is transmitted by the sensor signal transmission unit (9), a transmission means dedicated to the monitoring result is not required, and wireless power feeding can be realized only when the generated power is insufficient with a simple configuration.

この場合に、上記電源監視部（７）は、発電手段（１１）による発電電圧または電源部（１０）の電圧が所定の閾値以下であるときに、上記監視結果として所定の電力不足信号を上記センサ信号送信部（９）に送信させるものとしても良い。
電源監視部（７）による監視結果は、常に電圧信号として送信するようにしても良いが、電力不足時のみに所定の電力不足信号を送信するようにした場合、送信する信号が簡素な信号で済む。また、閾値との対比で発電電力の不足を監視することで、簡単な構成で電力不足信号の判断が行える。 In this case, the power supply monitoring unit (7) outputs a predetermined power shortage signal as the monitoring result when the generated voltage by the power generation means (11) or the voltage of the power supply unit (10) is equal to or lower than a predetermined threshold. It is good also as what is made to transmit to a sensor signal transmission part (9).
The monitoring result by the power monitoring unit (7) may be always transmitted as a voltage signal. However, when a predetermined power shortage signal is transmitted only when power is insufficient, the signal to be transmitted is a simple signal. That's it. Further, by monitoring the shortage of generated power in comparison with the threshold value, it is possible to determine a power shortage signal with a simple configuration.

電源監視部（７）を設けた場合に、上記センサ信号送信部（９）は、送信するセンサ信号に上記電源監視部（７）で監視した監視結果を重畳して送信するものとしても良い。
監視の送信の形態としては、種々の形態を採ることができるが、センサ信号に監視結果を重畳させることで、簡素な構成で監視結果の送信が行える。 When the power supply monitoring unit (7) is provided, the sensor signal transmission unit (9) may superimpose and transmit the monitoring result monitored by the power supply monitoring unit (7) on the sensor signal to be transmitted.
Various forms of monitoring transmission can be employed. By superimposing the monitoring result on the sensor signal, the monitoring result can be transmitted with a simple configuration.

この発明のワイヤレスセンサユニット（４）は、検出対象を検出するセンサ部（６）と、このセンサ部（６）の出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部（９）と、上記センサ部（６）およびセンサ信号送信部（９）に動作電力を与える電源部（１０）とを備え、上記電源部（１０）が、発電手段（１１）と、ワイヤレス給電用の給電電力送信部（１２）からワイヤレスで受信する電力受信部（８）とを有し、これら発電手段（１１）による発電電力と電力受信部（８）の受信電力とを併用するものとしたこと特徴とする。
この発明のワイヤレスセンサユニット（４）は、この発明の上記いずれかの構成のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニット（４）であっても良い。
このワイヤレスセンサユニット（４）を、上記ワイヤレスセンサシステムにおけるセンサ信号受信部（１３）および給電電力送信部（１２）と組み合わせて使用することで、この発明のワイヤレスセンサシステムについての上記各作用，効果が得られる。 The wireless sensor unit (4) of the present invention includes a sensor unit (6) for detecting a detection target, a sensor signal transmission unit (9) for wirelessly transmitting a sensor signal output from the sensor unit (6), and the sensor Unit (6) and a power supply unit (10) that provides operating power to the sensor signal transmission unit (9). The power supply unit (10) includes a power generation unit (11) and a power supply unit for wireless power supply ( 12) and a power receiving unit (8) that receives wirelessly from the power generation unit (11), and the power generated by the power generation means (11) and the power received by the power receiving unit (8) are used in combination.
The wireless sensor unit (4) of the present invention may be the wireless sensor unit (4) in the wireless sensor system having any one of the configurations of the present invention.
By using this wireless sensor unit (4) in combination with the sensor signal receiving unit (13) and the feeding power transmitting unit (12) in the above wireless sensor system, the above-described functions and effects of the wireless sensor system of the present invention are provided. Is obtained.

この発明のワイヤレスセンサ付軸受装置は、この発明の上記いずれかの構成のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニット（４）を軸受（３３，５１に搭載したものである。
この構成の場合、軸受（３３，５１）にワイヤレスセンサユニット（４）を搭載することで、軸受の知能化を図り、また配線系の簡素化を図りながら、発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号の確実なものとできる。 The bearing device with a wireless sensor according to the present invention is configured by mounting the wireless sensor unit (4) on the bearing (33, 51) in the wireless sensor system according to any one of the configurations of the present invention.
In the case of this configuration, by mounting the wireless sensor unit (4) on the bearings (33, 51), the bearing can be made intelligent and the wiring system can be simplified, and power can be supplied even when power generation is insufficient. In addition, the sensor signal can be ensured without increasing the power consumption.

この発明のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置は、複列の軌道面を有する外方部材（１）と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材（２）と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体（３）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装置において、この発明の上記いずれかの構成のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニット（４）を搭載したものである。
この構成の場合、車輪用軸受装置（３３）の知能化を図り、またタイヤハウジング内における車輪と車体間のハースネを無くして断線事故の防止を図りながら、停止時等の発電不十分時にも給電が行えてセンサ信号を得ることができ、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号を確実なものとできる。 The bearing device for a wheel with a wireless sensor of the present invention includes an outer member (1) having a double-row raceway surface, an inner member (2) having a raceway surface facing the raceway surface, and both rows facing each other. A wheel bearing device including a plurality of rolling elements (3) interposed between raceway surfaces and rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body, wherein the wireless sensor unit in the wireless sensor system according to any one of the above configurations of the present invention (4) is mounted.
In the case of this configuration, the wheel bearing device (33) is made intelligent, and power is supplied even when power generation is insufficient, such as when the vehicle is stopped, while preventing the disconnection accident by eliminating the hearth between the wheel and the vehicle body in the tire housing. Thus, the sensor signal can be obtained without increasing the power consumption.

この発明のワイヤレスセンサシステムは、発電手段とワイヤレス給電とを併用するものであるため、発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、システム動作を確実なものとできる。
この発明のワイヤレスセンサ付軸受装置は、この発明のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載したものであるため、軸受の知能化、配線系の簡素化を図りながら、発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号を確実なものとできる。
この発明の車輪用軸受装置は、上記ワイヤレスセンサ付軸受装置の機能が得られ、タイヤハウス内における車輪と車体間のハースネを無くして断線事故の防止を図りながら、停止時等の発電不十分時にも給電が行えてセンサ信号を得ることができ、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号を確実なものとでき、自動車制御の安定、安全性の向上、燃費の向上が得られる。 Since the wireless sensor system of the present invention uses both power generation means and wireless power feeding, power can be fed even when power generation is insufficient, and system operation can be ensured without increasing power consumption.
The bearing device with a wireless sensor according to the present invention includes the wireless sensor unit of the wireless sensor system according to the present invention mounted on the bearing, so that power can be supplied even when power generation is insufficient while improving the intelligence of the bearing and simplifying the wiring system. The sensor signal can be ensured without increasing the power consumption.
The wheel bearing device of the present invention has the function of the above-mentioned bearing device with a wireless sensor, and eliminates the hearth between the wheel and the vehicle body in the tire house to prevent a disconnection accident. In addition, power can be supplied and a sensor signal can be obtained, and the sensor signal can be ensured without increasing power consumption, so that vehicle control is stable, safety is improved, and fuel consumption is improved.

この発明の第１の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを図１と共に説明する。このワイヤレスセンサシステムは、ワイヤレスセンサユニット４と、このワイヤレスセンサユニット４に対してセンサ信号を受信しかつワイヤレスで電力を供給するセンサ信号受信機５とを備える。センサ信号受信機５に対して、ワイヤレスセンサユニット４は複数設けても良いが、その場合、送信周波数の違いや、時分割送信、識別情報の付加等によって個々のワイヤレスセンサユニット４の識別を可能としておく。   A wireless sensor system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The wireless sensor system includes a wireless sensor unit 4 and a sensor signal receiver 5 that receives a sensor signal to the wireless sensor unit 4 and supplies power wirelessly. A plurality of wireless sensor units 4 may be provided for the sensor signal receiver 5, but in that case, identification of individual wireless sensor units 4 is possible by a difference in transmission frequency, time division transmission, addition of identification information, and the like. Keep it as

ワイヤレスセンサユニット４は、検出対象を検出するセンサ部６と、このセンサ部６の出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部９と、これらセンサ部６およびセンサ信号送信部９に駆動電力を給電する電源部１０とを備える。   The wireless sensor unit 4 includes a sensor unit 6 that detects a detection target, a sensor signal transmission unit 9 that wirelessly transmits a sensor signal output from the sensor unit 6, and driving power to the sensor unit 6 and the sensor signal transmission unit 9. And a power supply unit 10 for supplying power.

センサ部６は、一つのセンサからなるものであっても、また複数のセンサを有するものであっても良い。センサ部６を構成するセンサは、例えば回転センサ、温度センサ、振動センサ、加速度センサ、荷重センサ、トルクセンサ、軸受の予圧を検出する予圧センサ等である。回転センサを構成するセンサは、発電型のセンサであっても、また磁気抵抗素子型センサやホール素子型センサであっても良い。   The sensor unit 6 may be composed of a single sensor or may have a plurality of sensors. Sensors constituting the sensor unit 6 are, for example, a rotation sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, an acceleration sensor, a load sensor, a torque sensor, a preload sensor that detects a preload of the bearing, and the like. The sensor constituting the rotation sensor may be a power generation type sensor, a magnetoresistive element type sensor, or a Hall element type sensor.

電源部１０は、発電手段１１と、ワイヤレスで送信された駆動電力を受信する電力受信部８と、発電手段１１の発電電力および電力受信部８で受信した電力をセンサ部６およびセンサ信号送信部９に給電する電源回路１４とを有し、電源回路１４にキャパシタ１５およびその充電回路（図示せず）が設けられている。キャパシタ１４の代わりに２次電池を設けても良い。   The power supply unit 10 includes a power generation unit 11, a power reception unit 8 that receives driving power transmitted wirelessly, a sensor unit 6 and a sensor signal transmission unit that receive the generated power of the power generation unit 11 and the power received by the power reception unit 8. The power supply circuit 14 is provided with a capacitor 15 and its charging circuit (not shown). A secondary battery may be provided instead of the capacitor 14.

発電手段１１は、例えば磁石とコイルの相対回転によって発電する発電機とされる。この発電機からなる発電手段１１は、回転検出センサとなるものであっても良い。その場合に、この回転検出センサからなる発電手段１１は、上記センサ部６を構成するセンサの一つとなる。図２は、センサ部６が発電手段１１となる回転センサだけからなる場合の例を示す。
図１において、発電手段１１は、回転により発電する発電機に限らず、光を電気に変換する太陽電池等の光電変換素子、または熱を電気に変換するペルチエ素子等の熱電変換素子であっても良い。 The power generation means 11 is a generator that generates power by, for example, relative rotation of a magnet and a coil. The power generation means 11 composed of this generator may be a rotation detection sensor. In that case, the power generation means 11 composed of the rotation detection sensor is one of the sensors constituting the sensor unit 6. FIG. 2 shows an example in which the sensor unit 6 is composed only of a rotation sensor serving as the power generation means 11.
In FIG. 1, the power generation means 11 is not limited to a generator that generates electric power by rotation, but is a photoelectric conversion element such as a solar cell that converts light into electricity, or a thermoelectric conversion element such as a Peltier element that converts heat into electricity. Also good.

センサ信号受信機５は、ワイヤレスセンサユニット４のセンサ信号送信部９から送信されたセンサ信号を受信するセンサ信号受信部１３と、ワイヤレスセンサユニット４の電力受信部８へ動作電力をワイヤレスで送信する給電電力送信部１２とを備えている。
センサ信号送信部９とセンサ信号受信部１３間、および給電電力送信部１２と電力受信部８間の送受は、電磁波により行うものであっても、また光波、赤外線、超音波によるもの、あるいは磁気結合により行うものであっても良い。
ワイヤレスセンサユニット４の電力受信部８は、ワイヤレス給電を電磁波で行うものである場合、同調回路および検波整流回路等により構成される。 The sensor signal receiver 5 wirelessly transmits operating power to the sensor signal receiver 13 that receives the sensor signal transmitted from the sensor signal transmitter 9 of the wireless sensor unit 4 and the power receiver 8 of the wireless sensor unit 4. And a feed power transmission unit 12.
Transmission / reception between the sensor signal transmission unit 9 and the sensor signal reception unit 13 and between the feeding power transmission unit 12 and the power reception unit 8 may be performed by electromagnetic waves, or by light waves, infrared rays, ultrasonic waves, or magnetism. It may be performed by bonding.
The power receiving unit 8 of the wireless sensor unit 4 includes a tuning circuit, a detection rectifier circuit, and the like when wireless power feeding is performed by electromagnetic waves.

ワイヤレスセンサユニット４には、発電手段１１による発電電圧または電源部１０の所定部分の電圧を監視する電源監視部７が設けられており、センサ信号送信部９はこの電源監視部７の監視結果の信号をセンサ信号と共に送信するものとされている。
センサ信号受信機５には、センサ信号受信部１３で受信された上記監視結果の信号に応じて給電電力送信部１２に電力送信を行わせる監視対応制御手段１６が設けられている。 The wireless sensor unit 4 is provided with a power supply monitoring unit 7 for monitoring the voltage generated by the power generation means 11 or the voltage of a predetermined portion of the power supply unit 10, and the sensor signal transmission unit 9 displays the monitoring result of the power supply monitoring unit 7. The signal is transmitted together with the sensor signal.
The sensor signal receiver 5 is provided with monitoring response control means 16 that causes the power supply power transmission unit 12 to transmit power in accordance with the monitoring result signal received by the sensor signal reception unit 13.

電源監視部７は、例えば、発電手段１１による発電電圧または電源部１０の電圧が所定の閾値以下であると、上記監視結果として所定の電力不足信号をセンサ信号送信部９に送信させるものとされる。所定の電力不足信号は、例えば特定周波数の正弦波であっても良く、またパルス信号であってもよい。センサ信号送信部９は、送信するセンサ信号に、電源監視部７で監視した監視結果を重畳して送信するものとされる。
監視対応制御手段１６は、センサ信号受信部１３で受信した信号の中から、この電力不足信号を検出したときに、給電電力送信部１２に給電電力のワイヤレス送信を行わせる。上記電力不足信号は、例えば所定の閾値以下の間は常に送信し続け、監視対応制御手段１６は、この電力不足信号のある間だけ給電電力送信部１２に給電電力を送信させるものとされる。 For example, when the power generation voltage generated by the power generation means 11 or the voltage of the power supply unit 10 is equal to or lower than a predetermined threshold, the power supply monitoring unit 7 causes the sensor signal transmission unit 9 to transmit a predetermined power shortage signal as the monitoring result. The The predetermined power shortage signal may be a sine wave having a specific frequency, for example, or may be a pulse signal. The sensor signal transmission unit 9 superimposes and transmits the monitoring result monitored by the power supply monitoring unit 7 on the sensor signal to be transmitted.
When the monitoring correspondence control unit 16 detects this power shortage signal from the signals received by the sensor signal receiving unit 13, the monitoring correspondence control unit 16 causes the feeding power transmission unit 12 to perform wireless transmission of the feeding power. The power shortage signal is continuously transmitted, for example, for a predetermined threshold value or less, and the monitoring correspondence control unit 16 causes the power supply power transmission unit 12 to transmit the power supply only while the power shortage signal is present.

なお、上記とは逆に、センサ信号送信部９から常に所定の電圧正常信号をセンサ信号に重畳させるなどして送信し、上記電力不足信号は、上記電圧正常信号の停止によって示すものとしても良い。また、上記電力不足信号は、閾値以下になった時だけに送信し、電源監視部７による監視の結果、電源電圧が所定の閾値まで回復したときに、回復信号を送信するようにしても良い。その場合、監視対応制御手段１６は、電力不足信号の検出によって給電電力送信部１２に送信させ、回復信号の検出によって給電電力の送信を停止させるようにする。不足検出の閾値と回復検出の閾値とで、差を持たせても良い。
さらに、電源監視部７は、発電電圧または電源部１０の所定部の電圧が所定の閾値以下であるときに、センサ信号の送信を停止するものとしても良い。その場合、監視対応制御手段１６は、電源オンの状態でセンサ信号がないときに、給電電力送信部１２に電力を送信させるようにしても良い。 Contrary to the above, the sensor signal transmitter 9 may always transmit a predetermined voltage normal signal by superimposing it on the sensor signal, and the power shortage signal may be indicated by the stop of the voltage normal signal. . Further, the power shortage signal may be transmitted only when the power is below a threshold value, and a recovery signal may be transmitted when the power supply voltage recovers to a predetermined threshold as a result of monitoring by the power supply monitoring unit 7. . In this case, the monitoring response control unit 16 causes the power feeding power transmission unit 12 to transmit by detecting the power shortage signal, and stops transmission of the power feeding power by detecting the recovery signal. There may be a difference between the shortage detection threshold and the recovery detection threshold.
Furthermore, the power supply monitoring unit 7 may stop the transmission of the sensor signal when the generated voltage or the voltage of the predetermined unit of the power supply unit 10 is equal to or lower than a predetermined threshold value. In this case, the monitoring correspondence control unit 16 may cause the power supply power transmission unit 12 to transmit power when there is no sensor signal in the power-on state.

また、給電電力送信部１２は、常時ワイヤレス給電を行うものとし、監視対応制御手段１６は、電力不足信号を検出したときに、給電電力送信部１２から送信する給電電力を大きくさせるものとして良い。   In addition, the feeding power transmission unit 12 may always perform wireless feeding, and the monitoring support control unit 16 may increase the feeding power transmitted from the feeding power transmission unit 12 when a power shortage signal is detected.

この構成のワイヤレスセンサシステムによると、発電手段１１とワイヤレス給電とを併用したため、例えば発電手段１１が回転により発電する発電機であって、高速回転時等の発電電力が十分に得られるときは、発電手段１１の発電電力を利用し、低速回転時等の発電電力が不足する場合にワイヤレス給電を使用することができる。これにより、電力の伝達効率の悪いワイヤレス給電の利用をできるだけ少なくし、消費電力を増やすことなく、常に電源電圧を確保してシステム動作を確実なものにできる。また、高速回転時の余分な発電電力をキャパシタ１５または２次電池に蓄えておくことで、消費電力を増やすことなく、システムの動作の確実性を増すことができる。   According to the wireless sensor system of this configuration, since the power generation means 11 and the wireless power feeding are used together, for example, the power generation means 11 is a generator that generates power by rotation, and when the generated power at the time of high-speed rotation and the like is sufficiently obtained, Wireless power feeding can be used when the generated power of the power generation means 11 is used and the generated power is insufficient, such as during low-speed rotation. As a result, the use of wireless power feeding with poor power transmission efficiency can be minimized, and the system operation can be ensured by always securing the power supply voltage without increasing the power consumption. In addition, by storing excess generated power during high-speed rotation in the capacitor 15 or the secondary battery, the reliability of system operation can be increased without increasing power consumption.

図３は、このワイヤレスセンサシステムを車輪用軸受装置に適用した実施形態を示す。この車輪用軸受装置３３は、複列の軌道面を有する外方部材１と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材２と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体３とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持するものである。同図の車輪用軸受装置３３は第４世代型のものであり、内方部材２は、ハブ輪２Ａと等速ジョイト１５の外輪１５ａとで構成され、これらハブ輪２Ａおよび等速ジョイント外輪１５ａに、内方部材２側の各列の軌道面が形成されている。   FIG. 3 shows an embodiment in which this wireless sensor system is applied to a wheel bearing device. The wheel bearing device 33 includes a plurality of outer members 1 having a double-row raceway surface, an inner member 2 having a raceway surface facing the raceway surface, and a plurality of intervening members between both raceway surfaces facing each other. A rolling element 3 is provided, and the wheel is rotatably supported with respect to the vehicle body. The wheel bearing device 33 in the figure is of the fourth generation type, and the inner member 2 is composed of a hub wheel 2A and an outer ring 15a of a constant velocity joint 15 and these hub wheel 2A and constant velocity joint outer ring 15a. Further, the raceway surface of each row on the inner member 2 side is formed.

この車輪用軸受装置３３の外方部材１に、図１の実施形態におけるワイヤレスセンサユニット４が設置されている。このワイヤレスセンサユニット４は、発電手段１１が磁石１７とコイル１８からなる発電機により構成され、磁石１７とコイル１８の相対回転によって発電を行う。磁石１７は内方部材２の外周に設けられ、コイル１８は磁石１７の外周に位置して外方部材１の内周に設けられている。コイル１８には磁性体のコア（図示せず）が設けられている。磁石１７は、円周方向に磁極が並ぶように多極に着磁されている。磁石１７は、ゴム磁石、プラスチック磁石、焼結磁石等であっても良い。回転検出用に、上記多極の磁石１７に対向して、磁気抵抗素子型センサやホール素子等の磁気センサ１９が設けられている。磁気センサ１９は、磁石１７の周方向の磁気的変化の周期に対して位相が略９０°離れたところに２ヵ所配置して、位相が略９０°異なる回転信号を送信するものとしても良い。この２つの回転信号により、車輪の回転方向検出が可能になる。また、車輪用軸受装置３３の温度検出用に、温度センサ２０が設けられている。これら磁気センサ１９および温度センサ２０は、コイル１８と一体に取付けられている。温度センサ２０の他に、振動センサ、軸受の予圧センサ等を設けても良い。   The wireless sensor unit 4 in the embodiment of FIG. 1 is installed on the outer member 1 of the wheel bearing device 33. In the wireless sensor unit 4, the power generation means 11 is configured by a generator including a magnet 17 and a coil 18, and generates power by relative rotation of the magnet 17 and the coil 18. The magnet 17 is provided on the outer periphery of the inner member 2, and the coil 18 is provided on the inner periphery of the outer member 1 so as to be positioned on the outer periphery of the magnet 17. The coil 18 is provided with a magnetic core (not shown). The magnet 17 is magnetized in multiple poles so that the magnetic poles are arranged in the circumferential direction. The magnet 17 may be a rubber magnet, a plastic magnet, a sintered magnet, or the like. A magnetic sensor 19 such as a magnetoresistive element type sensor or a hall element is provided to face the multipolar magnet 17 for rotation detection. The magnetic sensor 19 may be arranged at two positions where the phase is approximately 90 ° away from the period of the magnetic change in the circumferential direction of the magnet 17 and transmit a rotation signal having a phase difference of approximately 90 °. The rotation direction of the wheel can be detected by these two rotation signals. A temperature sensor 20 is provided for temperature detection of the wheel bearing device 33. These magnetic sensor 19 and temperature sensor 20 are integrally attached to the coil 18. In addition to the temperature sensor 20, a vibration sensor, a bearing preload sensor, or the like may be provided.

外方部材１の外側には、回路ボックス部２４が取付けられ、この回路ボックス部２４内に、図１におけるセンサ信号送信部９、電力受信部８、電源監視部７、およびキャパシタ１５または２次電池を含む電源回路１４が設けられている。回路ボックス部２４と発電手段１１のコイル１８、および各センサ１９，２０とはワイヤまたはコネクタによって接続されている。   A circuit box section 24 is attached to the outside of the outer member 1, and the sensor signal transmission section 9, the power reception section 8, the power supply monitoring section 7, and the capacitor 15 or secondary in FIG. A power supply circuit 14 including a battery is provided. The circuit box unit 24, the coil 18 of the power generation means 11, and the sensors 19 and 20 are connected by wires or connectors.

センサ受信機５は、車体側に取付けられる。例えば車体のタイヤハウジング内等に取付けられる。センサ受信機５で受信したセンサ信号は、車体に設けられた車両全体を制御する電気制御ユニット（ＥＣＵ）に送られ、各種制御や異常監視などに使用される。   The sensor receiver 5 is attached to the vehicle body side. For example, it is mounted in the tire housing of the vehicle body. The sensor signal received by the sensor receiver 5 is sent to an electric control unit (ECU) that controls the entire vehicle provided on the vehicle body, and is used for various controls and abnormality monitoring.

この構成のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置によると、車輪の回転速度が速いときは発電手段１１の発電電力でセンサ１９，２０やセンサ信号送信部９の駆動電力を供給する。この高速回転時の余剰電力は、キャパシタ１５または２次電池に蓄えられる。
車輪回転速度が遅くなって発電手段１１の発電電力が十分でなくなったときは、給電電力送信部１２からワイヤレス給電が開始され、電力受信部８から受信された電力をセンサ部６の各センサ１９，２０やセンサ信号送信部９に供給する。この場合に、電源監視部７で発電手段１１または電源部１０の所定部の電圧が監視され、センサ信号送信部９から電力不足信号が送信される。センサ信号受信機５では、この電力不足信号を監視対応制御手段１６が検出して、上記のように給電電力送信部１２に電力送信を行わせる。 According to the wheel bearing device with a wireless sensor having this configuration, when the rotational speed of the wheel is high, the driving power of the sensors 19 and 20 and the sensor signal transmission unit 9 is supplied by the power generated by the power generation means 11. The surplus power during the high speed rotation is stored in the capacitor 15 or the secondary battery.
When the wheel rotation speed becomes slow and the generated power of the power generation means 11 becomes insufficient, wireless power feeding is started from the power feeding power transmission unit 12, and the power received from the power receiving unit 8 is converted to each sensor 19 of the sensor unit 6. , 20 and the sensor signal transmitter 9. In this case, the power supply monitoring unit 7 monitors the voltage of the predetermined part of the power generation means 11 or the power supply unit 10, and a power shortage signal is transmitted from the sensor signal transmission unit 9. In the sensor signal receiver 5, the monitoring correspondence control unit 16 detects this power shortage signal and causes the power supply power transmission unit 12 to perform power transmission as described above.

このようにワイヤレスで給電しているので、Ｏ速まで回転を検出することができ、アンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールなど、自動車制御の高度化を図ることができる。温度センサ２０や振動センサ，荷重センサなど、回転センサ１９以外のセンサを組み込んで軸受情報を検出することで、軸受の故障診断やサスペンションの制御等の自動車制御の高度化に寄与することができる。
高速回転時には発電手段１１による発電電力で動作するため、常時ワイヤレス給電する必要がなく、消費電力を小さくすることができる。このことは燃費の向上につながる。 Since power is supplied wirelessly in this way, rotation can be detected up to O-speed, and so the vehicle control such as an anti-lock brake system and traction control can be enhanced. By incorporating a sensor other than the rotation sensor 19, such as a temperature sensor 20, a vibration sensor, or a load sensor, to detect bearing information, it is possible to contribute to advancement of automobile control such as bearing failure diagnosis and suspension control.
Since it operates with the power generated by the power generation means 11 during high-speed rotation, there is no need to always perform wireless power feeding, and power consumption can be reduced. This leads to improved fuel economy.

図４は、このワイヤレスセンサシステムを他の形式の車輪用軸受装置３３に適用した例を示す。この車輪用軸受装置３３は、第３世代型のものであり、内方部材２が、ハブ輪２Ａと、その一端の外周に嵌合した内輪２Ｂとで構成され、ハブ輪２Ａおよび内輪２Ｂに、内方部材２側の各列の軌道面が形成されている。等速ジョイント１５は、その外輪１５ａに設けられた軸部がハブ輪２Ａ内に挿通され、ハブ輪２Ａにナットで結合されている。   FIG. 4 shows an example in which this wireless sensor system is applied to another type of wheel bearing device 33. This wheel bearing device 33 is of a third generation type, and the inner member 2 is composed of a hub wheel 2A and an inner ring 2B fitted to the outer periphery of one end thereof. The raceway surface of each row on the inner member 2 side is formed. The constant velocity joint 15 has a shaft portion provided on the outer ring 15a inserted into the hub wheel 2A and coupled to the hub wheel 2A with a nut.

ワイヤレスセンサユニット４は、外方部材１の端部に取付けられている。発電手段１１は、多極に着磁された環状の磁石１７Ａと、この磁石１７Ａに軸方向に対面するコイル１８Ａからなる。コイル１８Ａには磁性体のコア（図示せず）が設けられている。磁石１７Ａは、ゴム磁石、プラスチック磁石、焼結磁石であっても良い。コイル１８Ａと磁石１７Ａの相対回転により発電をする。コイル１８Ａには、回転検出用に、多極の磁石１７Ａに対向する磁気抵抗素子型センサやホール素子型センサ等の磁気センサ１９が取付けられている。このワイヤレスセンサユニット４は、一体化された一つの部品として、環状の芯金等からなる取付部材２２に取付けられており、取付部材２２は外方部材１の端部外径面に嵌合して固定されている。発電手段１１の磁石１７Ａは、外方部材１と内方部材２との間の軸受空間を密封する密封手段２３の構成部品を兼用するものであっても良い。この実施形態におけるその他の構成，効果は、図３に示す例と同じである。   The wireless sensor unit 4 is attached to the end of the outer member 1. The power generation means 11 includes an annular magnet 17A magnetized in multiple poles, and a coil 18A facing the magnet 17A in the axial direction. The coil 18A is provided with a magnetic core (not shown). The magnet 17A may be a rubber magnet, a plastic magnet, or a sintered magnet. Electric power is generated by the relative rotation of the coil 18A and the magnet 17A. A magnetic sensor 19 such as a magnetoresistive element type sensor or a Hall element type sensor facing the multipolar magnet 17A is attached to the coil 18A for rotation detection. The wireless sensor unit 4 is attached to an attachment member 22 made of an annular core metal or the like as an integrated part, and the attachment member 22 is fitted to the outer diameter surface of the end portion of the outer member 1. Is fixed. The magnet 17 </ b> A of the power generation means 11 may also serve as a component of the sealing means 23 that seals the bearing space between the outer member 1 and the inner member 2. Other configurations and effects in this embodiment are the same as those in the example shown in FIG.

図５は、図１の実施形態におけるワイヤレスセンサシステムを適用した工場設備におけるワイヤレスセンサ付軸受装置の一例を示す。軸受５１は、内輪５４と外輪５５との間に転動体５７を介在させた深溝玉軸受などの転がり軸受であり、シール５８が設けられている。軸受５１は、工場の機械設備の各部に設置されたものである。その機械設備は、例えばローラコンベヤまたはベルトコンベヤ等のコンベヤラインであって、搬送ローラまたはベルト駆動ローラ等の軸となる回転軸５９が、上記軸受５１によって回転自在に支持されている。   FIG. 5 shows an example of a bearing device with a wireless sensor in factory equipment to which the wireless sensor system in the embodiment of FIG. 1 is applied. The bearing 51 is a rolling bearing such as a deep groove ball bearing in which a rolling element 57 is interposed between the inner ring 54 and the outer ring 55, and a seal 58 is provided. The bearing 51 is installed in each part of the machine equipment in the factory. The mechanical equipment is a conveyor line such as a roller conveyor or a belt conveyor, for example, and a rotation shaft 59 serving as a shaft of a conveyance roller or a belt driving roller is rotatably supported by the bearing 51.

ワイヤレスセンサユニット４は、外輪５５の端部に取付けられている。発電手段１１は、多極に着磁された環状の磁石１７Ｂと、この磁石１７Ｂに径方向に対面するコイル１８Ｂからなる。コイル１８Ｂには磁性体のコア（図示せず）が設けられている。磁石１７Ｂは、ゴム磁石、プラスチック磁石、焼結磁石であっても良い。コイル１８Ｂと磁石１７Ｂの相対回転により発電をする。コイル１８Ｂには、回転検出用に、多極の磁石１７Ｂに対向する磁気抵抗素子型センサやホール素子型センサ等の磁気センサ１９Ｂが取付けられている。このワイヤレスセンサユニット４は、一体化された一つの部品として、環状の芯金等からなる取付部材２２Ｂに取付けられており、取付部材２２Ｂは外輪５５の端部内径面に嵌合して固定されている。磁石１７Ａは、内輪５４に取付部材２７Ｂを介して取付けられている。ワイヤレスセンサユニット４には、上記磁気センサ１８Ｂの他に、温度センサや振動センサ（図示せず）等を取り付けても良い。   The wireless sensor unit 4 is attached to the end of the outer ring 55. The power generation means 11 includes an annular magnet 17B magnetized in multiple poles, and a coil 18B facing the magnet 17B in the radial direction. The coil 18B is provided with a magnetic core (not shown). The magnet 17B may be a rubber magnet, a plastic magnet, or a sintered magnet. Electric power is generated by the relative rotation of the coil 18B and the magnet 17B. A magnetic sensor 19B such as a magnetoresistive element type sensor or a Hall element type sensor facing the multipolar magnet 17B is attached to the coil 18B for rotation detection. The wireless sensor unit 4 is attached as one integrated part to an attachment member 22B made of an annular metal core or the like, and the attachment member 22B is fitted and fixed to the inner diameter surface of the end of the outer ring 55. ing. The magnet 17A is attached to the inner ring 54 via an attachment member 27B. In addition to the magnetic sensor 18B, the wireless sensor unit 4 may be attached with a temperature sensor, a vibration sensor (not shown), or the like.

このように、工場の機械設備の軸受５１にこの発明のワイヤレスセンサシステムを適用した場合も、軸受５１のインテリジェント化が図れ、またワイヤレス化によって配線系の簡素化を図りながら、発電とワイヤレス給電との併用により発電不十分時にも給電が行え、かつ消費電力を増やすことなく、センサ信号の確実なものとできる。   As described above, even when the wireless sensor system of the present invention is applied to the bearing 51 of the machine equipment in the factory, the bearing 51 can be made intelligent and the wiring system can be simplified by the wireless connection. In combination, the sensor signal can be supplied even when power generation is insufficient, and the sensor signal can be ensured without increasing the power consumption.

この発明は、車輪用軸受装置の他、各種産業機械、工作機械、運搬機械等において、各部の軸受や、その他の部位の検出対象のワイヤレス検出に適用することができる。   The present invention can be applied to wireless detection of bearings in various parts and detection targets of other parts in various industrial machines, machine tools, transport machines, etc. in addition to wheel bearing devices.

この発明の第１の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムの概念構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a conceptual configuration of a wireless sensor system according to a first embodiment of the present invention. この発明の第２の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムの概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conceptual structure of the wireless sensor system concerning 2nd Embodiment of this invention. 第１の実施形態のワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the wheel bearing apparatus to which the wireless sensor system of 1st Embodiment is applied. 同ワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the wheel bearing apparatus to which the same wireless sensor system is applied. 同ワイヤレスセンサシステムを適用した軸受のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the bearing to which the same wireless sensor system is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１…外方部材
２…内方部材
４…ワイヤレスセンサユニット
５…センサ信号受信機
６…センサ部
７…電源監視部
８…電力受信部
９…センサ信号受信部
１０…電源部
１１…発電手段
１６…監視対応制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer member 2 ... Inner member 4 ... Wireless sensor unit 5 ... Sensor signal receiver 6 ... Sensor part 7 ... Power supply monitoring part 8 ... Electric power receiving part 9 ... Sensor signal receiving part 10 ... Power supply part 11 ... Electric power generation means 16 ... Monitoring control means

Claims (12)

検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部の出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部と、上記センサ部およびセンサ信号送信部に動作電力を与える電源部とを有するワイヤレスセンサユニットと、上記センサ信号送信部から送信されたセンサ信号を受信するセンサ信号受信部と、給電電力をワイヤレスで送信する給電電力送信部とを備え、
上記電源部が、発電手段と、上記給電電力送信部から送信された電力を受信する電力受信部とを有し、これら発電手段による発電電力と電力受信部の受信電力とを併用するものとしたこと特徴とするワイヤレスセンサシステム。 A wireless sensor unit having a sensor unit for detecting a detection target, a sensor signal transmission unit for wirelessly transmitting a sensor signal output from the sensor unit, and a power supply unit for operating power to the sensor unit and the sensor signal transmission unit; A sensor signal receiving unit that receives the sensor signal transmitted from the sensor signal transmitting unit, and a feeding power transmitting unit that wirelessly transmits the feeding power,
The power supply unit includes a power generation unit and a power reception unit that receives power transmitted from the power supply transmission unit, and uses the power generated by the power generation unit and the reception power of the power reception unit in combination. A wireless sensor system. 請求項１において、上記発電手段が上記センサ部の全体または一部を構成する回転センサであるワイヤレスセンサシステム。   2. The wireless sensor system according to claim 1, wherein the power generation means is a rotation sensor that constitutes all or part of the sensor unit. 請求項１において、上記発電手段が、光を電気に変換する光電変換素子、または熱を電気に変換する熱電変換素子であるワイヤレスセンサシステム。   2. The wireless sensor system according to claim 1, wherein the power generation means is a photoelectric conversion element that converts light into electricity or a thermoelectric conversion element that converts heat into electricity. 請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、上記電源部は、常時は上記発電手段による発電電力を上記センサ部およびセンサ信号送信部に動作電力として与え、発電電力が上記動作電力として不足するときに上記電力受信部の受信電力を動作電力とするものとしたワイヤレスセンサシステム。   The power supply unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply unit normally supplies the power generated by the power generation means as operating power to the sensor unit and the sensor signal transmission unit, and the generated power is insufficient as the operating power. A wireless sensor system in which the received power of the power receiving unit is used as operating power. 請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、上記電源部がキャパシタまたは２次電池を有するものとしたワイヤレスセンサ。   The wireless sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the power supply unit includes a capacitor or a secondary battery. 請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、発電手段による発電電圧または電源部の電圧を監視する電源監視部を設け、上記センサ信号送信部はこの電源監視部の監視結果をセンサ信号と共に送信するものとし、上記センサ信号受信部で受信された上記監視結果に応じて上記給電電力送信部に電力送信を行わせる監視対応制御手段を設けたワイヤレスセンサ。   6. The power supply monitoring unit according to claim 1, wherein a power supply monitoring unit for monitoring a power generation voltage by the power generation means or a voltage of the power supply unit is provided, and the sensor signal transmission unit transmits the monitoring result of the power supply monitoring unit together with the sensor signal. A wireless sensor provided with a monitoring correspondence control unit that causes the power supply power transmission unit to perform power transmission according to the monitoring result received by the sensor signal reception unit. 請求項６において、上記電源監視部は、発電手段による発電電圧または電源部の電圧が所定の閾値以下であるときに、上記監視結果として所定の電力不足信号を上記センサ信号送信部に送信させるものとしたワイヤレスセンサシステム。   7. The power supply monitoring unit according to claim 6, wherein the power supply monitoring unit causes the sensor signal transmission unit to transmit a predetermined power shortage signal as the monitoring result when the generated voltage by the power generation means or the voltage of the power supply unit is equal to or less than a predetermined threshold Wireless sensor system. 請求項６または請求項７において、上記センサ信号送信部は、送信するセンサ信号に上記電源監視部で監視した監視結果を重畳して送信するものとしたワイヤレスセンサ。   8. The wireless sensor according to claim 6, wherein the sensor signal transmission unit transmits the sensor signal transmitted by superimposing the monitoring result monitored by the power supply monitoring unit. 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部の出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部と、上記センサ部およびセンサ信号送信部に動作電力を与える電源部とを備え、
上記電源部が、発電手段と、ワイヤレス給電用の給電電力送信部からワイヤレスで受信する電力受信部とを有し、これら発電手段による発電電力と電力受信部の受信電力とを併用するものとしたこと特徴とするワイヤレスセンサユニット。 A sensor unit that detects a detection target, a sensor signal transmission unit that wirelessly transmits a sensor signal output from the sensor unit, and a power supply unit that provides operating power to the sensor unit and the sensor signal transmission unit.
The power supply unit includes a power generation unit and a power reception unit that wirelessly receives power from a power transmission unit for wireless power feeding, and uses power generated by the power generation unit and received power of the power reception unit in combination. A wireless sensor unit. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニット。   A wireless sensor unit in the wireless sensor system according to claim 1. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載したことを特徴とするワイヤレスセンサ付軸受装置。   10. A bearing device with a wireless sensor, wherein the wireless sensor unit in the wireless sensor system according to claim 1 is mounted on a bearing. 複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサユニットを搭載したことを特徴とするワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置。
An outer member having a double-row raceway surface, an inner member having a raceway surface facing the raceway surface, and a plurality of rolling elements interposed between the opposing raceway surfaces, In a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel,
A wireless sensor-equipped wheel bearing device comprising the wireless sensor unit in the wireless sensor system according to any one of claims 1 to 9.
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