JP2006005978A - ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスイセンサ付軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線を要することなく効率および信頼性の高いセンサ信号送信や無線給電を可能とするワイヤレスセンサシステム、およびそのシステムを用いたワイヤレスセンサ付軸受装置を提供する。
【解決手段】 このワイヤレスセンサシステムは、軸受に搭載した一つまたは複数のワイヤレスセンサユニット１と、センサ信号受信部１１と、電磁結合給電手段３とを備える。ワイヤレスセンサユニット１は、検出対象を検出するセンサ部４と、このセンサ部４が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５と、センサ部４およびセンサ信号送信部５に駆動電力を給電する電源部６とを有する。センサ信号受信部１１はセンサ信号送信部５から送信されたセンサ信号を受信する。電磁結合給電手段３は、前記軸受で支持する軸、または前記軸受を支持するハウジングを鉄心として電磁結合により前記電源部６に給電する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば自動車における車輪回転数など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システム、およびこのシステムを用いたワイヤレスセンサ付軸受装置に関する。

ワイヤレス回転センサを搭載した車輪用軸受装置が提案されている。このシステムは、回転センサの信号を無線送信し、センサの電源を、軸受に搭載した発電機や車体からの無線供給により給電して車体から車輪用軸受へのハーネスを不要にしたものである（例えば特許文献１）。回転センサの信号は、アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）等の制御に用いられる。
このようなセンサ付車輪用軸受装置において、フェライトなどを鉄心にしたコイルを使用する電磁結合によりセンサユニットに電源を供給するものも提案されている（例えば特許文献２）。
なお、電波を利用した無線給電により複数のセンサユニットに電力を供給し、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が先に出願されている（特願２００３−３０６９６４号）。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と共に、無線給電により電源が確保されることから、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装置の高性能化に有効である。
特開２００１−１５１０９０号公報 特開２００３−１２０７１０１号公報

上記特許文献１などに開示されたワイヤレスセンサシステムにおいて、電波による無線給電でセンサユニットを駆動するものとすると、効率の高いアンテナが必要である。しかし、軸受等の機械部品にアンテナを設置する場合、スペースの関係からアンテナを大きくすることができない。そのため、例えばＧＨｚ帯の高周波電波を使用することになる。しかし、高周波部品は効率が悪く、コストも高いなどの問題がある。
特許文献２の例のように、フェライトなどを鉄心にしたコイルを使用した電磁結合によりセンサユニットに電源を供給する場合は、低周波の磁界で行うことができる。しかし、コイルを大きくすることができず、また送電側と受電側の距離が長いと送電側のコアと受電側のコアのギャップが大きくなるので、磁気ループの磁気抵抗が大きくなり、効率の高い給電が行えない。

この発明の目的は、配線を要することなく効率および信頼性の高いセンサ信号送信や無線給電を可能とするワイヤレスセンサシステム、およびそのシステムを用いた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と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有する一つまたは複数の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を備え、前記ワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載したワイヤレスセンサシステムであって、前記軸受で支持する軸、または前記軸受を支持するハウジングを鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とする。 この構成によると、ワイヤレスセンサユニットにおけるセンサ部の出力するセンサ信号が、センサ信号送信部によりワイヤレス送信されてセンサ信号受信部で受信される。センサ部およびセンサ信号送信部の電源部へは、電磁結合給電手段を介してワイヤレスで給電される。このように、信号送信および給電の両方がワイヤレスで行えて、配線が不要となる。この場合に、ワイヤレス給電については、ワイヤレスセンサユニッを搭載した軸受で支持する軸や、軸受を支持するハウジングを鉄心とする電磁結合により行うので、ワイヤレスセンサユニットから給電源までの距離が離れていても、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、高効率の給電を行うことができる。また、電波を利用するワイヤレス給電の場合よりも、低周波の磁界で給電を行うことができるので、給電のための部品コストが低減できる。

この発明のワイヤレスセンサ付軸受装置は、検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載した軸受装置であって、前記軸受で支持する軸を鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、ワイヤレスセンサユニットの搭載された軸受で支持される軸を鉄心とする電磁結合により、ワイヤレスセンサユニットの電源部に給電されるので、ワイヤレスセンサユニットから離れた位置からでも、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、電源部への高効率の無線給電を行うことができる。

この発明のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置は、検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを車輪用軸受に搭載した車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受装置に結合された等速ジョイントおよび車輪の駆動軸を鉄心にして電磁結合により給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、ワイヤレスセンサユニットの搭載された車輪用軸受に結合される等速ジョイントおよび車輪の駆動軸を鉄心とする電磁結合により、ワイヤレスセンサユニットの電源部に無線給電されるので、ワイヤレスセンサユニットから離れた位置からでも、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、電源部への高効率の無線給電を行うことができる。

この発明の他のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置は、検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを車輪用軸受に搭載した車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受を支持するナックルと車体の懸架装置を鉄心にして電磁結合により給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、ワイヤレスセンサユニットの搭載された車輪用軸受を支持するナックルと車体の懸架装置を鉄心とする電磁結合により、ワイヤレスセンサユニットの電源部に無線給電されるので、ワイヤレスセンサユニットから離れた位置からでも、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、電源部への高効率の無線給電を行うことができる。

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と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有する一つまたは複数の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を備え、前記ワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載したワイヤレスセンサシステムであって、前記軸受で支持する軸、または前記軸受を支持するハウジングを鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたため、配線を要することなく効率および信頼性の高いセンサ信号送信や無線給電が可能となる。
この発明のワイヤレスセンサ付軸受装置は、検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載した軸受装置であって、前記軸受で支持する軸を鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたため、配線を要することなく効率および信頼性の高いセンサ信号送信や無線給電が可能となる。
この発明のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置は、この軸受装置に結合された等速ジョイントおよび車輪の駆動軸、または前記軸受装置を支持するナックルと車体の懸架装置を鉄心にして電磁結合により給電する電磁結合給電手段を設けたため、配線を要することなく効率および信頼性の高いセンサ信号送信や無線給電が可能となる。

この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態のワイヤレスセンサシステムは、軸受に搭載した１つまたは複数（ここでは１つ）のワイヤレスセンサユニット１と、このワイヤレスセンサユニット１との間で信号送受信をワイヤレスで行うセンサ受信機２と、前記ワイヤレスセンサユニット１に無線給電する電磁結合給電手段３とで構成される。

ワイヤレスセンサユニット１は、回転，温度，振動，加速度，荷重，トルクなどの検出対象を検出するセンサ部４と、このセンサ部４が出力するセンサ信号をワイヤレスで前記センサ受信機２に送信するセンサ信号送信部５と、前記センサ部４およびセンサ信号送信部５に駆動電力を給電する電源部６と、前記電磁結合給電手段３の一部を構成する受電用コイル７とからなる。

センサ信号のワイヤレス送信は、ここでは電波で行われるが、このほか光波，赤外線，音波などで行っても良い。前記センサ信号送信部５は、例えばメモリーを有していて、センサ部４が出力するセンサ信号を前記メモリーに一旦格納してから送信するようにしても良い。さらには、センサ部４が出力するセンサ信号を前記メモリーに一旦格納して、前記センサ受信機２から指令があったときに前記メモリーに格納されているセンサ信号を送信するようにしても良い。このセンサ信号送信部５には無線タグを使用しても良い。

センサ受信機２は、ワイヤレスセンサユニット１から離れた場所に設置されていて、前記センサ信号送信部５からの送信信号を受信するセンサ信号受信部１１と、前記電磁結合給電手段３の他の一部を構成する送電用コイル８とを有する。この送電用コイル８には給電用回路１０が接続されている。
図２に示すように、受電用コイル７および送電用コイル８は、ワイヤレスセンサユニット１が搭載される軸受で支持する軸、または前記軸受を支持するハウジングを共通の鉄心９として電磁結合され、これにより電磁結合給電手段３が構成される。すなわち、給電用回路１０により送電用コイル８に交流電圧を印加すると鉄心９に交番磁界が発生し、この交番磁界に応答して受電用コイル７に交流電圧が誘起され電源部６に電力が供給される。

ここでは、送電用コイル８とセンサ信号受信部１１とをセンサ受信機２としてユニット化し一体の部品としているが、これに限らず送電用コイル８がセンサ信号受信部１１と別の場所に設置されていても良い。また、この電磁結合構造を利用して、前記センサ信号送信部５からセンサ信号受信部１１へのセンサ信号のワイヤレス送信を行っても良い。この場合、センサ信号送信用のアンテナを省略することができるので、ワイヤレスセンサユニット１の小型化に有利である。

電源部６は、図３にブロック図で示すように、受電用コイル７から出力される交流電圧を整流平滑して直流電圧に変換する整流平滑回路１２を有する。また、電源部６は、余剰電力を蓄えるためのキャパシタあるいは２次電池１３と、その充電回路（図示せず）を有するものとしても良い。また、電源部６には、軸回転に伴って発電する発電機（図示せず）を別に接続することで発電機からも電力を受けるようにしても良い。その場合、軸の回転速度が遅くて発電電力が不十分なときだけ、前記コイル７，８による電磁結合で電源部６に無線給電を行うようにしても良い。発電機は、例えば磁石とコイルの相対回転により発電する形式のものであっても良く、この場合には発電機が前記センサ部４の一例である回転センサを兼ねるものとしても良い。

この構成のワイヤレスセンサシステムによると、ワイヤレスセンサユニット１において、センサ部４の出力するセンサ信号がセンサ信号送信部５によりワイヤレス送信され、その送信信号がセンサ信号機２のセンサ信号受信部１１で受信される。センサ部４およびセンサ信号送信部５に駆動電力を給電する電源部６へは、センサ受信機２の給電用回路１０から出力される電力が電磁結合給電手段３を介してワイヤレスで給電される。
このように、ワイヤレスセンサユニット１を搭載した軸受で支持する軸や、軸受を支持するハウジングを鉄心とする電磁結合により、ワイヤレスセンサユニット１の電源部６へ給電を行うので、ワイヤレスセンサユニット１から給電源（ここでは給電用回路１０）までの距離が離れていても、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、高効率の給電を行うことができる。また、電波を利用するワイヤレス給電の場合よりも、低周波の磁界で給電を行うことができるので、給電のための部品コストを低減することができる。

図４は、図１に示したワイヤレスセンサシステムを装備したワイヤレスセンサ付軸受装置の実施形態を示す。この軸受装置は、軌道面１４ａ，１５ａをそれぞれ有する内輪１４および外輪１５と、前記軌道輪１４ａ，１５ａ間に収まる転動体１６とを備えた深溝玉軸受等の転がり軸受からなる。軸１９に嵌合する内輪１４が回転側軌道輪となり、外輪１５が固定側軌道輪となる。これとは逆に、内輪１４を固定側としても良い。転動体１６は保持器１７で保持されている。外輪１５の一端部にワイヤレスセンサユニット１Ａが取付けられる。内外輪１４，１５間の環状空間における前記ワイヤレスセンサユニット１Ａの設置側とは反対側の端部はシール１７で密封されている。

ワイヤレスセンサユニット１Ａには、図１の実施形態におけるワイヤレスセンサシステムと同様に、センサ部４および受電用コイル７のほかに、電源部，センサ信号送信部（いずれも図示せず）を有する。ワイヤレスセンサシステムのセンサ信号受信機２Ａは、軸受装置から離れた場所に設置されている。このセンサ信号受信機２Ａは、ワイヤレスセンサユニット１Ａのセンサ信号送信部から電波として送信されるセンサ信号を受信するセンサ信号受信部１１が設けられるが、送電用コイル８はセンサ信号受信機２Ａから切り離して、軸１９の周りに巻かれている。なお、センサ信号受信部１１を送電用コイル８と一体化しても良い。送電用コイル８には図１の場合と同様の給電用回路（図示せず）が接続される。軸１９には焼入れ鋼などの磁性体が使用されている。この軸１９を鉄心として、ワイヤレスセンサユニット１Ａの受電用コイル７と、前記送電用コイル８とを電磁結合する電磁結合給電手段３が構成されている。

ワイヤレスセンサユニット１Ａのセンサ部４は磁界センサであり、この磁界センサと径方向に対向する内輪１４の一端部には、周方向に周期的な磁気的変化を有するパルサリング２０が取付けられている。このパルサリング２０とその磁気的変化を検出する磁界センサからなるセンサ部４とで、内輪１４と外輪１５の相対回転を検出する回転センサが構成される。なお、ワイヤスセンサユニット１Ａ内には、磁界センサからなるセンサ部４以外に、温度センサや振動センサなど、検出対象が回転以外となる別センサが含まれていても良い。

センサ部４となる磁界センサには、磁気抵抗センサ（ＭＲセンサ）やホールセンサ，フラックスゲート型磁界センサ，ＭＩセンサなどのアクティブ磁界センサを使用することができる。このように、アクティブ磁界センサを回転センサのセンサ部４とすることで、極低速まで回転を検出することができる。また、センサ部４として２つの磁界センサを、パルサリング２０の周方向磁気的変化の周期に対して略９０°の位相差だけ離して配置することで、センサ部４のセンサ信号として位相が略９０°異なる２つの回転信号を得るようにしても良い。このように位相の異なる２つの回転信号を得るようにした場合は、軸１９の回転方向の検出も可能となる。

この構成のワイヤレスセンサ付軸受装置では、軸受外輪１５に取付けたワイヤレスセンサユニット１Ａの受電用コイル７と、軸受で支持される軸１９におけるワイヤレスセンサユニット１Ａから離れた位置の周りに巻かれた送電用コイル８とが、軸１９を鉄心として電磁結合される。これにより、送電用コイル８からワイヤレスセンサユニット１Ａの電源部に無線給電する電磁結合給電手段３が構成されている。このため、送電用コイル８がワイヤレスセンサユニット１Ａから離れた位置にあっても、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、電源部への高効率の無線給電を行うことができる。

図５は、図１に示したワイヤレスセンサシステムを装備したワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置の実施形態を示す。この実施形態は第３世代型の車輪用軸受装置に適用したものである。このワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置は、センサ部として回転センサを有するワイヤレスセンサユニット１Ｂを軸受部３１に取付けたものであり、ここでは等速ジョイント４４を連結した状態を示している。
軸受部３１は、内周に複列の軌道面３５を有する外方部材３３と、これら各軌道面３５に対向する軌道面３６を有する内方部材３４と、これら外方部材３３および内方部材３４の軌道面３５，３６間に介在した複列の転動体３７とで構成される。各列の転動体３７は保持器３８により保持されている。外方部材３３と内方部材３４との間に形成される環状空間の両端は、シール３９，４０によりそれぞれ密封されている。

外方部材３３は一体の部品からなり、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックル３０に取付けるフランジ３３ａが外周に設けられている。内方部材３４は、アウトボード側端に車輪取付用フランジ４１ａを有するハブ輪４１と、このハブ輪４１のインボード側端の外周に嵌合した内輪４２とを有し、これらハブ輪４１および内輪４２に前記複列の軌道面３６における各列の軌道面３６が設けられている。なお、アウトボード側とは、車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で車幅方向の外側寄りとなる側を言い、中央側寄りとなる側をインボード側と言う。

内方部材３４は中央孔４３を有し、この中央孔４３に等速ジョイント４４の片方の継手部材となる外輪４５のステム部４５ａが挿通されて、このステム４５ａの先端の雄ねじ部に螺合するナット４６の締付けにより、等速ジョイント外輪４５が内方部材３４に結合される。このとき、等速ジョイント外輪４５に設けられた断面４５ｂが、内方部材３４の内輪４２の幅面を押し付けることで、内輪４２のハブ輪４１に対する固定が行われる。

内方部材３４の端部外周に取付けられるパルサリング２１と、このパルサリング２１に対し軸方向に対向して外方部材３３の端部に取付けられるワイヤレスセンサユニット１Ｂのセンサ部（図示せず）である磁界センサとで回転センサが構成される。磁界センサは、ホールセンサや磁気抵抗効果型センサなどのアクティブ磁界センサからなる。ワイヤレスセンサユニット１Ｂは一体化された１つのユニットとして、環状の金属材４７を介して外方部材３３の端部外径面に嵌合されている。パルサリング２１は、多極に着磁された磁石や、ギヤ状の凹凸を施した磁性体リングなど、周方向に周期的な磁気的な変化を有するものである。

また、パルサリング２１は、この実施形態では、インボード側のシール４０の構成部品を兼ねており、スリンガとしての機能を発揮する。すなわち、このシール４０は、パルサリング２１の芯金と、外方部材３３の内径面に嵌合したシール部材とで構成され、そのシール部材のリップ部がパルサリング２１の芯金に摺接するようにされている。

ワイヤレスセンサユニット１Ｂには、図１に示した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１の場合と同様に、センサ部のほかに、電力部，センサ信号送信部，受電用コイルが含まれる。前記パルサリング２１とで回転センサを構成するセンサ部である磁界センサは、磁気抵抗効果型磁界センサであることが望ましい。すなわち、磁界センサとして磁気抵抗効果型磁界センサを用いた場合は、その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るので、無線給電を行うのに有利である。また、前記磁界センサは、パルサリング２１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２箇所に配置して、位相が略９０°異なる２つの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、車輪の回転方向検出が可能となる。さらに、ワイヤレスセンサユニット１Ｂに含まれるセンサ部として、上記した回転センサのほかに、温度センサ，振動センサ，荷重センサなどを付加しても良い。

ワイヤレスセンサシステムのセンサ信号受信機２Ｂは、軸受部３１から離れたタイヤハウジングなどの車体に設置されている。このセンサ信号受信機２Ｂは、ワイヤレスセンサユニット１Ｂのセンサ信号送信部から電波として送信されるセンサ信号を受信するセンサ信号受信部１１が設けられるが、送電用コイル８はセンサ信号受信機２Ｂから切り離して、等速ジョイント外輪４５に接続される車輪の駆動軸４８の周りに巻かれている。なお、センサ信号受信部１１を送電用コイル８と一体化しても良い。送電用コイル８には図１の場合と同様の給電用回路（図示せず）が接続される。この駆動軸４８および等速ジョイント４４を鉄心として、ワイヤレスセンサユニット１Ｂの受電用コイルと、前記送電用コイル８とを電磁結合する電磁結合給電手段３が構成されている。

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、軸受部３１の外方部材３３に取付けたワイヤレスセンサユニット１Ｂの受電用コイルと、車輪の駆動軸４８の周りに巻かれた送電用コイル８とが、駆動軸４８および等速ジョイント４４を鉄心として電磁結合されて、送電用コイル８からワイヤレスセンサユニット１Ｂの電源部に無線給電する電磁結合給電手段３が構成されている。そのため、送電用コイル８がワイヤレスセンサユニット１Ａから離れた位置にあっても、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、電源部への高効率の無線給電を行うことができる。ワイヤレスセンサユニット１Ｂのセンサ部が検出するセンサ信号である回転信号は、センサ信号送信部からワイヤレス送信されてセンサ受信機２Ｂで受信される。センサ受信機２Ｂの受信したセンサ信号は車体のＥＣＵ（電気制御ユニット）に送られて、各種制御や異常監視などに使用される。

この実施形態の場合も、ワイヤレスセンサユニット１Ｂにおける受電用コイルと送電用コイル８との電磁結合を利用して、ワイヤッスセンサユニット１Ｂのセンサ信号送信部からセンサ受信機２Ｂのセンサ信号受信部１１へのセンサ信号のワイヤレス送信を行っても良い。この場合、センサ信号送信用のアンテナを省略することができるので、ワイヤレスセンサユニット１Ｂの小型化に有利である。

また、この実施形態では、パルサリング２１とワイヤレスセンサユニット１Ｂにおけるアクティブ磁界センサからなるセンサ部とで車輪の回転を検出し、ワイヤレスセンサユニット１Ｂの電源部には無線給電を行っているので、車輪の回転を０速まで検出でき、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システムなどの自動車制御装置の高度化が可能となる。また、車輪の回転方向を検出することで、そのセンサ信号をヒルホールドコントロールなどにも利用することができる。さらに、センサ部として、回転センサ以外に、荷重センサや温度センサなどを付加した場合には、これらのセンサ信号を利用することで、車輪用軸受装置のインテリジェント化が可能となり、車輪用軸受装置の故障診断や各種自動車制御に利用することができる。

図６は、図１に示したワイヤレスセンサシステムを装備したワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置の他の実施形態を示す。この実施形態は第４世代型の車輪用軸受装置に適用したものである。この車輪用軸受装置は、図５の実施形態において、内方部材３４がハブ輪４１と、その中央孔４３に挿入されて嵌合する等速ジョイント外輪４５とからなり、外方部材３３の軌道面３５，３５に対向する複列の軌道面３６のうちの各列の軌道面３６が、ハブ輪４１および等速ジョイント外輪４５のそれぞれに設けられている。また、インボード側端のシール４０は、外方部材３３の内径面と等速ジョイント外輪４５の外径面との間に設けてある。

この車輪用軸受装置は、外方部材３３のフランジ３３ａに取付けられるナックル３０を介して車体の懸架装置４９に支持されている。ワイヤレスセンサユニット１Ｃは、外方部材３３の径方向に貫通して固定されたユニット軸受内部５１と、外方部材３３の外周に設けられたユニット軸受外部５２とを一体化して構成されている。この場合のセンサ部４も、パルサリング２１に対向する磁界センサからなり、パルサリング２１とセンサ部４とで回転センサが構成される。パルサリング２１は内方部材３４を構成するハブ輪４１の外径面の両軌道面３６で挟まれる位置に取付けられている。磁界センサからなるセンサ部４は、前記ユニット軸受内部５１内にモールドされている。ユニット軸受内部５１には、回転センサ以外のセンサ部４Ａもモールドされている。このセンサ部４Ａは、温度センサ，振動センサ，荷重センサ，予圧センサなどである。

前記ユニット軸受外部５２内には、図１のワイヤレスセンサユニット１の場合と同様に、電源部，センサ信号送信部が設けられている。受電用コイル７はワイヤレスセンサユニット１Ｃから切り離して外方部材３３の外周に巻かれており、この受電用コイル７がワイヤレスセンサユニット１Ｃ内の電源部に接続されている。また、車体側のタイヤハウジング等にはセンサ信号受信部を有するセンサ受信機（図示せず）が設置され、このセンサ受信機から切り離して送電用コイル８が前記懸架装置４９の周りに巻かれており、送電用コイル８には図１の場合と同様の給電用回路（図示せず）が接続される。
この懸架装置４９および前記外方部材３３を鉄心として、外方部材３３の外周の受電用コイル７と、前記送電用コイル８とを電磁結合する電磁結合給電手段３が構成されている。なお、受電用コイル７は、外方部材３３以外に、ナックル３０や懸架装置４９の軸受装置寄りの端部に設置しても良い。

この構成のワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置では、外方部材３３に巻かれた受電用コイル７と、車体の懸架装置４９に巻かれた送電用コイル８とが、外方部材３３および懸架装置４９を鉄心として電磁結合されて、送電用コイル８からワイヤレスセンサユニット１Ｃの電源部に無線給電する電磁結合給電手段３が構成されている。そのため、送電用コイル８がワイヤレスセンサユニット１Ｃから離れた位置にあっても、磁気ループのギャップを小さくできて磁気抵抗が小さくなり、前記電源部への高効率の無線給電を行うことができる。

この発明の一実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムの概略構成を示すブロック図である。 同システムにおける電磁結合給電手段の概略構成図である。 同システムのワイヤレスセンサユニットにおける電源部の概略構成を示すブロック図である。 この発明のワイヤレスセンサシステムを備えた軸受装置の概略構成を示す説明図である。 この発明のワイヤレスセンサシステムを備えた車輪用軸受装置の断面図である。 この発明のワイヤレスセンサシステムを備えた車輪用軸受装置の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｃ…ワイヤレスセンサユニット
３…電磁結合給電手段
４，４Ａ…センサ部
５…センサ信号送信部
６…電源部
１１…センサ信号受信部
１９…軸
３０…ナックル
３１…軸受部
４４…等速ジョイント
４８…駆動軸
４９…懸架装置

Claims (4)

1. 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有する一つまたは複数の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を備え、前記ワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載したワイヤレスセンサシステムであって、
   前記軸受で支持する軸、または前記軸受を支持するハウジングを鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とするワイヤレスセンサシステム。
2. 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを軸受に搭載した軸受装置であって、
   前記軸受で支持する軸を鉄心として電磁結合により前記電源部に給電する電磁結合給電手段を設けたことを特徴とするワイヤレスセンサ付軸受装置。
3. 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを車輪用軸受に搭載した車輪用軸受装置であって、
   前記車輪用軸受装置に結合された等速ジョイントおよび車輪の駆動軸を鉄心にして電磁結合により給電する電磁結合給電手段を設け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。
4. 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が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駆動電力を給電する電源部とを有するワイヤレスセンサユニットを車輪用軸受に搭載した車輪用軸受装置であって、
   前記車輪用軸受を支持するナックルと車体の懸架装置を鉄心にして電磁結合により給電する電磁結合給電手段を設け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。
   

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