JP2005304154A - Rectenna and bearing device fitted with rectenna - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ワイヤレスにより電力受信して直流電力に変換する装置であるレクテナ、およびそのレクテナを備えたレクテナ付軸受装置に関する。 The present invention relates to a rectenna that is a device that wirelessly receives power and converts it into DC power, and a rectenna-equipped bearing device that includes the rectenna.
車輪用軸受装置において、アンチロックブレーキ装置(ABS)の制御等のための回転センサを搭載したものがある。このようなセンサ付車輪用軸受装置として、センサ出力である車輪回転数信号を無線送信し、センサ部やセンサ信号送信部の電源を、軸受に搭載した発電機や、車体からの電波,電磁結合等で得るようにして、車体からセンサ部までの電力供給用ハーネスを省略したものが提案されている(例えば特許文献1)。
さらに、無線給電により複数のセンサユニットに電源を供給し、各々のセンサユニットのセンサ検出信号を無線で送受信する無線センサシステムを搭載した車輪用軸受装置も試みられている。これは、軸受への電源線や信号線の配線を不要にして、組立工数を削減できるなどの利点があると共に、無線給電により電源が確保されることから、0速での車輪回転の検出が可能となり、アンチロックブレーキ装置の高性能化に有効である。
Some wheel bearing devices are equipped with a rotation sensor for controlling an anti-lock brake device (ABS). As such a wheel bearing device with a sensor, a wheel rotation number signal as a sensor output is wirelessly transmitted, and a power source for the sensor unit and the sensor signal transmission unit is a generator mounted on the bearing, a radio wave from the vehicle body, electromagnetic coupling A power supply harness from the vehicle body to the sensor unit is omitted (for example, Patent Document 1).
Furthermore, a wheel bearing device is also attempted which is equipped with a wireless sensor system that supplies power to a plurality of sensor units by wireless power feeding and wirelessly transmits and receives sensor detection signals of each sensor unit. This is advantageous in that it eliminates the need for power supply lines and signal lines to the bearings and reduces the number of assembly steps, and since power is secured by wireless power feeding, wheel rotation detection at zero speed can be detected. This is possible and effective for improving the performance of anti-lock brake devices.
無線給電を使用した無線センサシステムでは、受信手段および整流手段を有する電力受信用の素子であるレクテナが設けられる。このレクテナで電力送信用のマイクロ波等の電波を受信し、受信した高周波電力を直流電力に変換して、センサ部に電力供給している。従来、レクテナのアンテナとしては、ダイポールアンテナなどが使用されている。
ダイポールアンテナは、アンテナ寸法が受信電波の波長λの1/2であるときに受信効率が高くなるが、レクテナを軸受に取付ける場合、取付けスペースの関係からアンテナ寸法を大きくできない。そのため、受信効率が低下し、レクテナによる電力受信効率の低下を招いていた。また、上記したようなセンサ付車輪用軸受装置にレクテナを用いる場合、軸受やタイヤの足回り部品にレクテナを取付けることになるので、電波が周囲の金属部品の影響を受け易く、この点からもレクテナの電力受信効率が低下していた。 The dipole antenna has high reception efficiency when the antenna size is ½ of the wavelength λ of the received radio wave. However, when the rectenna is attached to the bearing, the antenna size cannot be increased due to the installation space. For this reason, the reception efficiency is lowered, and the power reception efficiency is lowered by the rectenna. In addition, when a rectenna is used for the sensor-equipped wheel bearing device as described above, the rectenna is attached to a bearing or a tire suspension part, so that radio waves are easily affected by surrounding metal parts. Rectenna's power reception efficiency was decreasing.
この発明の目的は、小型で受信効率低下の少ないレクテナ、およびこのレクテナを搭載したレクテナ付軸受装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rectenna that is small and has little reduction in reception efficiency, and a rectenna-equipped bearing device in which the rectenna is mounted.
この発明のレクテナは、電波を受信する受信手段と、この受信手段で受信した電力を整流する整流手段を有するレクテナにおいて、前記受信手段として、先端を折り返し状または折り曲げ状とした形状のダイポールアンテナを用いたことを特徴とする。上記受信手段は、例えばマイクロ波などの電波を受信するものとされる。
この構成によると、受信手段となるダイポールアンテナを、先端が折り返し状または折り曲げ状の形状のものとしたので、小型化してもアンテナ全体長さは確保できる。そのため、小型で電力受信効率の低下が少ないレクテナとできる。
The rectenna according to the present invention is a rectenna having a receiving means for receiving radio waves and a rectifying means for rectifying the power received by the receiving means. As the receiving means, a dipole antenna having a shape in which the tip is folded or bent is used. It is used. The receiving means receives radio waves such as microwaves.
According to this configuration, since the dipole antenna serving as the receiving means has a folded or bent tip, the entire length of the antenna can be secured even if the size is reduced. Therefore, the rectenna can be made small and the power reception efficiency is hardly lowered.
前記ダイポールアンテナは、誘電体基板上に形成されたものであっても良い。誘電体基板上にダイポールアンテナを形成した場合、誘電体の波長短縮効果が加わることで、小型化、および電力受信効率の低下の抑制がさらに促進される。 The dipole antenna may be formed on a dielectric substrate. When a dipole antenna is formed on a dielectric substrate, the effect of shortening the wavelength of the dielectric is added, thereby further promoting the reduction in size and the suppression of the decrease in power reception efficiency.
また、前記ダイポールアンテナおよび整流手段が形成されているアンテナ面から所定の距離を隔てた位置に反射板を設けても良い。
反射板を設けた場合、反射板で受信電波を反射させてダイポールアンテナに電波を集中させることができ、それだけ電力受信効率を高めることができる。また、反射板を設けた場合、周辺の金属部品の影響を受け難く、より一層受信効率の高いレクテナとできる。
Further, a reflector may be provided at a position spaced a predetermined distance from the antenna surface on which the dipole antenna and the rectifying means are formed.
When the reflection plate is provided, the reception radio wave is reflected by the reflection plate so that the radio wave can be concentrated on the dipole antenna, and the power reception efficiency can be increased accordingly. In addition, when a reflector is provided, the rectenna can be made even less susceptible to the influence of surrounding metal parts and has a higher reception efficiency.
反射板を設けた場合に、ダイポールアンテナおよび整流手段が形成されているアンテナ面と前記反射板との間に、誘電体を介在させても良い。
アンテナ面と反射板の間に誘電体が介在することで、誘電体の波長短縮効果により、受信効率を低下させることなく、レクテナをより一層小型化できる。
When a reflector is provided, a dielectric may be interposed between the antenna surface on which the dipole antenna and the rectifying means are formed and the reflector.
Since the dielectric is interposed between the antenna surface and the reflector, the rectenna can be further reduced in size without reducing the reception efficiency due to the wavelength shortening effect of the dielectric.
この発明の無線センサシステムは、上記した発明のレクテナと、このレクテナで給電されるセンサとを備えたものである。
無線センサシシテムに、上記のような小型で高効率化が可能なレクテナを採用することにより、無線センサシステム全体の小型化が可能となり、またセンサへの電力供給を効率良く行うことができる。
The wireless sensor system of the present invention includes the rectenna of the above-described invention and a sensor that is fed with the rectenna.
By adopting the rectenna that is small and highly efficient as described above in the wireless sensor system, the entire wireless sensor system can be reduced in size, and power can be efficiently supplied to the sensor.
この発明のレクテナ付軸受装置は、この発明の上記いずれか構成のレクテナを軸受に搭載したことを特徴とする。
軸受にレクテナを設けることで、軸受周辺からセンサへの無線給電が行え、配線系が簡素化される。上記センサは、軸受に設けられたものであっても、軸受とは別体として軸受の近傍に設けられたものであっても良い。軸受をレクテナ付きとすることにより、レクテナを独立して軸受使用機器に設置する必要がなく、組立工数を削減できる。このようなレクテナ付きの軸受装置において、この発明の小型で高効率化が可能なレクテナを採用することにより、軸受設置場所の周辺に余裕空間が少なくても、レクテナ付きとすることができ、機器の設計の自由度を高めることができる。
A rectenna-equipped bearing device according to the present invention is characterized in that the rectenna having any one of the above-described configurations of the present invention is mounted on a bearing.
By providing a rectenna on the bearing, wireless power can be supplied from the periphery of the bearing to the sensor, and the wiring system is simplified. The sensor may be provided in the bearing or may be provided in the vicinity of the bearing as a separate body from the bearing. By providing the bearing with a rectenna, it is not necessary to install the rectenna in the bearing-use device independently, and the number of assembly steps can be reduced. In such a bearing device with a rectenna, by adopting the rectenna which is small and highly efficient according to the present invention, even if there is little margin space around the bearing installation place, the rectenna can be provided. The degree of design freedom can be increased.
この発明のレクテナ付車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面と対向する軌道面を有する内方部材と、両列の軌道面間に介在した転動体とを有し、車体に対し車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置であって、検出対象を検出するセンサと、このセンサに対して給電するレクテナとを有し、このレクテナにこの発明の上記いずれかの構成のレクテナを用いたことを特徴とする。
車輪用軸受装置を回転センサやその他のセンサが取り付けられたものとすることで、車輪用軸受装置の知能化を図り、自動車の組立工数の増大を制限しながら、機能向上が図れる。センサへの給電をレクテナで行うことで、車体からセンサまでの電力供給用ハーネスが省略できる。自動車では、小型,軽量化等のために、車輪用軸受装置の周辺空間は小さく、レクテナ等を設置する余裕空間を得ることが難しいが、この発明のレクテナを採用することで、その小型で高効率化が可能な利点を効果的に発揮させ、限られた周辺空間を有効に利用してセンサおよびレクテナ付きの車輪用軸受装置とすることができる。
A wheel bearing device with a rectenna according to the present invention is provided between an outer member having a double-row raceway surface on an inner periphery, an inner member having a raceway surface facing the raceway surface, and the raceway surfaces of both rows. A wheel bearing device having a rolling element and rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body, comprising a sensor for detecting a detection target and a rectenna for supplying power to the sensor. A rectenna having any one of the above-described configurations of the invention is used.
By providing the wheel bearing device with a rotation sensor and other sensors, the wheel bearing device can be made intelligent, and the function can be improved while limiting the increase in the number of assembly steps of the automobile. By supplying power to the sensor with the rectenna, the power supply harness from the vehicle body to the sensor can be omitted. In automobiles, the space around the wheel bearing device is small due to its small size and light weight, and it is difficult to obtain a spare space for installing the rectenna etc., but by adopting the rectenna of the present invention, its small size and high The advantage that efficiency can be achieved is effectively exhibited, and the wheel bearing device with the sensor and the rectenna can be obtained by effectively using the limited peripheral space.
この発明のレクテナは、受信手段として、先端を折り返し状または折り曲げ状とした形状のダイポールアンテナを用いたため、小型化が可能で受信効率低下を低減できる。
この発明の無線センサシステムは、この発明のレクテナと、このレクテナで給電されるセンサとを備えるため、無線センサシステムの小型化が可能で、センサへの電源の無線供給を効率良く行うことができる。
この発明のレクテナ付軸受装置は、この発明のレクテナを搭載したため、軸受へのレクテナの取付けが容易で、組立工数を削減でき、設計の自由度も高めることができる。
この発明のレクテナ付車輪用軸受装置は、センサおよびこの発明のレクテナを備えたものであるため、センサによる知能化およびレクテナによる配線系の簡素化を図りながら、限られた設置空間に設置可能で、かつ電力受信の高効率化が図れる。
Since the rectenna of the present invention uses a dipole antenna having a folded or bent tip as the receiving means, it can be miniaturized and a reduction in reception efficiency can be reduced.
Since the wireless sensor system of the present invention includes the rectenna of the present invention and the sensor that is fed by this rectenna, the wireless sensor system can be miniaturized and the wireless power supply to the sensor can be efficiently performed. .
Since the rectenna-equipped bearing device of the present invention is equipped with the rectenna of the present invention, the rectenna can be easily attached to the bearing, the number of assembling steps can be reduced, and the degree of design freedom can be increased.
Since the wheel bearing device with rectenna of the present invention includes the sensor and the rectenna of the present invention, it can be installed in a limited installation space while achieving intelligence by the sensor and simplification of the wiring system by the rectenna. In addition, the efficiency of power reception can be improved.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図3と共に説明する。この実施形態のレクテナ1は、電力をマイクロ波などの電波により無線給電する際の電力受信用の素子であって、図2にブロック図で示すアンテナ2と整流回路3とが一体になったものである。アンテナ2は、電波を受信する受信手段であり、整流回路3は上記アンテナ2で受信した高周波電力を整流して直流電力に変換する整流手段である。図3に回路図を示すように、前記整流回路3は、整流用ダイオード4、コイル5、およびコンデンサ6からなる。ダイオード4には、一般的に用いられているように、ショットバリアダイオード(SBD)が使用される。アンテナ2には、ダイポールアンテナが使用される。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
図1(A)〜(C)は、このレクテナ1を表面側、側面側、および裏面側から見た各斜視図を示す。受信手段であるダイポールアンテナ2は、そのパターン形状の銅や銀を印刷あるいはメッキすることにより基板7の外面に形成されている。基板7は誘電体からなるものが用いられる。ダイポールアンテナ2を構成する一対のアンテナパターン2a,2aは、基板7の表面7aから裏面7bにわたり、先端2aaを折り返し状とした形状に形成されている。各アンテナパターン2a,2aは、基板表面7aの端で端面側が折り曲げられ、端面からさらに基板裏面へ折り曲げられた形状とされ、その先端2aaは、基板裏面7bに位置する。この例では、アンテナパターン2a,2aは、基板7の断面形状に沿って折れ曲がった形状とされているが、U字状に折り返された形状であっても良い。
一対のアンテナパターン2a,2aは、アンテナ面となる基板表面7aの中央長手方向の中央で対向するように配置されている。その中央部に両アンテナパターン2a,2aと接続された整流回路3が配置され、整流回路3から出力用の配線8が引き出されている。
1A to 1C are perspective views of the
The pair of
このレクテナ1の配線8をセンサや無線タグ等の素子や電機機器(図示せず)に接続することにより、レクテナ1から素子や電機機器に電力供給が行われる。すなわち、アンテナ2で受信した高周波電力が整流回路3で整流されて直流電力に変換され、その直流電力が配線8から素子や電機機器に供給される。
By connecting the
この構成のレクテナ1によると、受信手段として先端を折り曲げた折り返し状とした形状のダイポールアンテナ2を用いているので、所定のアンテナ寸法を確保しながらレクテナ1の小型化が可能で、電力受信効率の低下も少なくできる。また、誘電体からなる基板7の外面にダイポールアンテナ2を形成しているので、誘電体の波長短縮効果が加わることで、小型化および電力受信効率の低下抑制がさらに促進される。
According to the
この発明の他の実施形態を図4に示す。この実施形態のレクテナ1は、図4(A)〜(C)に表面側、側面側、および裏面側から見た各斜視図を示すように、図1〜図3に示した第1の実施形態において、ダイポールアンテナ2および整流回路3が形成された基板7の表面7aであるアンテナ面から、所定の距離を隔てた位置に反射板9を設けると共に、基板7と反射板9との間に誘電体10を介在させて一体化させている。前記アンテナ面(基板表面7a)から反射板9の位置までの距離は、レクテナ1の受信効率を高めることができる距離とされる。その他の構成は第1の実施形態の場合と同じである。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. The
この実施形態のレクテナ1では、アンテナ面(基板表面7a)から所定の距離を隔てた位置に反射板9を設けているので、反射板9で受信電波を反射させてダイポールアンテナ2に集中させることができ、それだけ電力受信効率を高めることができる。また、アンテナ2の背面側に反射板9を位置させることから、レクテナ1を軸受などの金属部品の側に取付けたとき、その金属部品からの電波反射の影響等を軽減することもできる。さらに、アンテナ面(基板表面7a)と反射板9の間に誘電体10を介在させることにより、電力受信効率を高める基板7と反射板9の間の距離を誘電体10の波長短縮効果で短くでき、それだけレクテナ1を小型化できる。
In the
なお、上記各実施形態のレクテナ1は、いずれもダイポールアンテナ2をそのアンテナパターン2aの先端2aaが基板7の裏面まで延びる折り返し形状としたが、基板7の形状によっては、ダイポールアンテナ2は、先端2aaが基盤7の端面までの位置となる折り曲げ形状とされたものであっても良い。
In each of the
図5は、上記いずれかの構成のレクテナ1を用いた無線センサシステムの実施形態を示す。この無線センサシステムは、各種機器や軸受などの機械部品に取付けられるセンサユニット11A,11Bと、これらセンサユニット11A,11Bとの間で電力供給および信号送受信を無線で行うセンサ受信機12とで構成される。センサユニット11A,11Bは複数(ここでは2つ)設けられる。各センサユニット11A,11Bは、温度,回転などの検出対象を検出するセンサ13と、このセンサ13が検出した検出信号を前記センサ受信機12に無線送信する信号送信部14と、レクテナ1と、電源回路15とで構成さる。レクテナ1は、センサ受信機12から無線送信される高周波電力を受信して直流電力に変換する手段である。電源回路15は、レクテナ1から取り出される直流電力を電源としてセンサ13および信号送信部14に電力供給する手段である。電源回路15は、キャパシタまたは2次電池と、その充電回路を有するものとし、レクテナ1から供給される余剰電力をそこに蓄えるようにしても良い。前記センサ13は、温度,回転の他に、加速度,振動,トルク,荷重,軸受の予圧などを検出対象とするものであっても良い。
FIG. 5 shows an embodiment of a wireless sensor system using the
センサ受信機12は、センサユニット11A,11Bの信号送信部14との間で無線通信する信号通信部16と、センサユニット11A,11Bのレクテナ1に電力を無線送信する電力送信部17とでなる。これら信号通信部16と電力送信部17とは、一体の筐体や回路基板,素子等に設けられた一体のものであっても、別体であっても良い。また、信号通信部16および電力送信部17はそれぞれ複数であっても良い。
The
この構成の無線センサシステムによると、センサ受信機12の電力送信部17から、別々の機械部品に設けられた各センサユニット11A,11Bのレクテナ1に対して高周波電力が無線送信され、その高周波電力が各レクテナ1で直流電力に変換されて、電源回路15から各センサ13および信号送信部14に電源として供給される。また、各センサユニット11A,11Bでは、センサ13の検出した検出信号が信号送信部14により無線送信され、その検出信号がセンサ受信機12の信号通信部16で受信される。
各センサユニット11A,11Bに用いられるレクテナ1は、図1〜図4で示したように、小型化が可能で電力受信効率の低下を抑えたものとされているので、センサユニット11A,11Bを小型化できると共に、センサユニット11A,11Bのセンサ13や信号送信部14への電力供給を効率良く行うことができる。
According to the wireless sensor system having this configuration, high-frequency power is wirelessly transmitted from the
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図6は、上記した無線センサシステムを軸受装置に適用した実施形態を示す。1つの軸受装置21Aは、軌道面22a,23aをそれぞれ有する内輪22および外輪23と、上記軌道面22a,23a間に収まる転動体24とを備えた転がり軸受であって、回転以外の検出対象を検出する2種類のセンサ13A,13Bを有するセンサユニット11Cを搭載したものである。前記センサ13A,13Bは、例えば温度センサ,振動センサ,荷重センサ,トルクセンサ,予圧センサなどである。これらのセンサを取付けて軸受の状態を検出することで、軸受の故障診断や工場ライン監視などに利用できる。この軸受装置21Aは深溝玉軸受からなり、軸29Aに嵌合する内輪22が回転側軌道輪で外輪23が固定側軌道輪である。転動体24は保持器25で保持されている。内外輪22,23間の環状空間の一端部はシール26で密封されている。センサユニット11Cには、センサ13A,13Bのほかに、レクテナ1と、電源回路および信号送信部(いずれも図示せず)を有する。
FIG. 6 shows an embodiment in which the above-described wireless sensor system is applied to a bearing device. One
もう1つの軸受装置21Bも、上記した軸受装置21Aと同一構造の深溝玉軸受からなり、軸29Bに嵌合する内輪22の回転数を検出する回転センサ13Cを有するセンサユニット11Dを搭載したものである。センサユニット11Dを除く各部の構成は、上記した軸受装置21Aと同じであるため、各構成部材に軸受装置21Aの場合と同一符号を付して、ここではそれらの説明を省略する。
The
回転センサ13Cは、内輪22の外径面に装着された環状のパルサリング30と、このパルサリング30にその外径側から対向する磁界センサ31とで構成される。パルサリング30は、多極に着磁された磁石やギヤ状の凹凸を周方向に形成した磁性体リングなど、周方向に周期的に磁気的な変化を有するものである。磁界センサ31は、パルサリング30の周方向の周期的な磁気的変化を検出して内輪22と外輪23の相対回転を検出し、回転信号を出力する。この回転信号はインクリメンタルなパルス列の信号である。センサユニット11Dには、前記磁界センサ31のほかに、レクテナ1と、電源回路および信号送信部(いずれも図示せず)を有する。
磁界センサ31は磁気抵抗センサ(MRセンサ)からなることが望ましい。なぜなら、磁気抵抗センサは、抵抗値を大きくすることで消費電力を小さくすることができ、無線給電を行うのに有利だからである。なお、磁界センサ31として、磁気抵抗センサ以外に、ホールセンサ,フラックスゲート型磁界センサ,MIセンサ等のアクティブ磁界センサを使用することができる。
The
The
また、磁界センサ31は、パルサリング30の周方向の磁気的変化の周期に対して位相が90°離れた位置に2個配置して、位相が略90°異なる回転信号を検出するようにしても良い。このように2つの回転信号を検出することにより、軸29Bの回転方向を検出することができる。
上記センサユニット11Dは、上記シール26の取付け部とは反対側の軸受端部の外輪23側に、上記パルサリング30と径方向に対向するように取付けられる。
In addition, two
The
上記両センサユニット11C,11Dと1つのセンサ信号受信機12とで無線センサシステムが構成される。センサ信号受信機12が、前記各センサユニット11C,11Dと無線通信する信号通信部16と、各センサユニット11C,11Dのレクテナ1に電力を無線送信する電力送信部17を備えることは、図5の無線センサシステムの場合と同じでる。
Both the
この構成の無線センサシステムによると、センサ信号機12から無線送信されてくる電力を各軸受装置21A,21Bに搭載されたセンサユニット11C,11Dのレクテナ1が受信することで、センサ13A,13B,磁界センサ31および信号送信部(図示せず)に電力が供給され、これらのセンサおよび信号送信部が動作可能となる。また、これらのセンサが検出した検出信号は、各センサユニット11C,11Dの信号送信部から無線送信されて、センサ信号機12の通信信号部16で受信される。
According to the wireless sensor system having this configuration, the electric power wirelessly transmitted from the
この無線センサシステムでは、図1〜図4に示すレクテナ1が使用されているので、軸受装置21A,21Bへのレクテナ1の取付けが容易で、組立工数を削減でき設計の自由度も高めることができる。
In this wireless sensor system, since the
図7は、図5の無線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41では、外方部材42がナックル(図示せず)を介して車体に固定される。内方部材43は回転部材となるものであって、ハブ輪47とその内径面に挿入されて固定された等速自在継手55の外輪55aとで構成される。等速自在継手外輪55aから一体に延びる軸部56は、基端側の大径部56aと小径部56bとで形成され、小径部56bがハブ輪47の内径面にスプライン嵌合して固定されている。
FIG. 7 shows an embodiment in which the wireless sensor system of FIG. 5 is applied to a wheel bearing device. In the
外方部材42は、内周に複列の軌道面45a,45bを有し、これら軌道面45a,45bにそれぞれ対向する軌道面46a,46bが内方部材43の外周に設けられている。すなわち、内方部材43のハブ輪47および等速自在継手外輪55aのそれぞれに前記複列の軌道面46a,46bのうちの各列の軌道面46a,46bが形成されている。複列の転動体44は、軌道面45a,46a間、および軌道面45b,46b間に介在する。内方部材43は、車輪取付フランジ43aを有し、この車輪用取付フランジ43aに車輪がボルト51で取付けられる。転動体44は各列毎に保持器48で保持されている。外方部材42,内方部材43,転動体44および保持器48により転がり軸受が構成され、外方部材42および内方部材43はその軌道輪となる。外方部材42と内方部材43との間の環状空間の軸方向端部がシール49,50により密封されている。
The
回転センサ52は、内方部材43の回転を検出するセンサであり、パルサリング53と、このパルサリング53に対向する磁界センサ54とで構成される。パルサリング53や磁界センサ54の構造は、図6における回転センサ13Cの場合と同じである。磁界センサ54は、外方部材42の径方向に貫通して固定されたセンサユニット軸受内部61Aの中にモールドされることで、センサユニット軸受内部61Aと一体化されている。このセンサユニット軸受内部61Aには、軸受における回転以外の情報を検出する別のセンサ62もモールドされている。このセンサ62は、例えば温度センサ,振動センサ,荷重センサ,予圧センサ等である。
The
外方部材42の外周には、前記磁界センサ54の検出信号を無線送信する信号送信部(図示せず)や、上記したレクテナ、および電源回路(いずれも図示せず)を有するセンサユニット軸受外部61Bが設けられており、前記センサユニット軸受内部61Aとセンサユニット軸受外部61Bとを一体化してセンサユニット61が構成される。このセンサユニット61と外部のセンサ受信機12とで無線センサシステムが構成されることは、図5の無線センサシステムの場合と同じである。センサ受信機12は車体側に取付けられ、センサ受信機12の受信した信号が、センサ信号として車体のECUに送られ、各種制御や異常監視などに使用される。
On the outer periphery of the
この構成の車輪用軸受装置によると、センサ受信機12から無線送信される電力を、図1〜図3に示したレクテナで受信して、センサ52,62の電源として供給するようにしているので、レクテナおよびセンサ52,62を有するセンサユニット61の小型化も可能となり、センサユニット61の取付けスペースを小さく抑えて容易にセンサユニット61を搭載できる。これにより、車輪用軸受装置の組立工数を削減でき、設計の自由度も高めることができる。
According to the wheel bearing device of this configuration, the power wirelessly transmitted from the
また、この実施形態では、パルサリング53と磁界センサ54とからなる回転センサ52で車輪の回転を検出し、その回転センサ52には電源を無線給電するようにしているので、0速の車速での車輪回転の検出が可能となり、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の自動車制御の高性能化が可能となる。さらに、図6の実施形態で説明したように、例えば回転センサ52の磁界センサ54を2個設けることにより車輪の回転方向も検出するものとすれば、回転センサ52の検出信号をヒルホールドコントロールなどにも使用することができる。また、回転センサ52のほか、別のセンサ62を設けたことにより、軸受における荷重や温度など、回転以外の情報も検出でき、軸受のインテリジェント化が可能で、その検出信号を軸受の故障診断や各種自動車制御に使用することができる。
In this embodiment, the rotation of the wheel is detected by the
1…レクテナ
2…アンテナ(受信手段)
3…整流回路(整流手段)
7…基板
7a…基板表面(アンテナ面)
9…反射板
10…誘電体
13,13A,13B,62…センサ
13C,52…回転センサ
21A,21B…軸受装置
41…車輪用軸受装置
1 ...
3. Rectifier circuit (rectifier means)
7 ...
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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-
2004
- 2004-04-09 JP JP2004115107A patent/JP2005304154A/en active Pending
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