JP2006072679A - Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device - Google Patents

Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device Download PDF

Info

Publication number
JP2006072679A
JP2006072679A JP2004255065A JP2004255065A JP2006072679A JP 2006072679 A JP2006072679 A JP 2006072679A JP 2004255065 A JP2004255065 A JP 2004255065A JP 2004255065 A JP2004255065 A JP 2004255065A JP 2006072679 A JP2006072679 A JP 2006072679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
sensor
converter
sensors
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004255065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Matsuoka
勝年 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2004255065A priority Critical patent/JP2006072679A/en
Publication of JP2006072679A publication Critical patent/JP2006072679A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a structure which dispenses with new design and special signal processing, and has excellent versatility at reduced cost, for receiving/transmitting detection signals of a plurality of sensors 9a, 15a, 15b with one harness 21 for signal transmission, even if the number of the sensors is large or varied. <P>SOLUTION: To respective input terminals 25a, 25b, 25c of D/A converters 24 whose data bits differ mutually, the detection signals of respective sensors 9a, 15a, 15b are inputted as digital signals. The D/A converters 24 synthesize the detection signals of the respective sensors 9a, 15a, 15b to generate a single analog signal, and transmit it to an A/D converter 26 through the single harness 21 for signal transmission. The A/D converter 26 converts the single analog signal transmitted from the harness 21 for signal transmission into an original digital signal, and sends out the conversion result from a plurality of output terminals 27a, 27b, 27c whose data bits differ mutually. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明に係るセンサ用信号送信装置は、自動車や鉄道車両等の各種車両の車輪の回転支持部、或いは、各種工作機械の主軸や各種産業機械の回転軸等の回転支持部に組み込んだ複数のセンサの検出信号を、この回転支持部から離れた部分に設置した制御器に送信する為に利用する。   The signal transmission device for a sensor according to the present invention includes a plurality of rotation support portions incorporated in rotation support portions of wheels of various vehicles such as automobiles and railway vehicles, or rotation support portions such as main shafts of various machine tools and rotation shafts of various industrial machines. The detection signal of the sensor is used to transmit to a controller installed at a part away from the rotation support part.

例えば鉄道車両の走行速度を求めたり、或いは鉄道車両の車輪が偏摩耗するのを防止する為の滑走制御を行なう為には、車輪の回転速度を検出する必要がある。更には、車輪を支持する転がり軸受ユニット部分に剥離等の異常が発生した場合に、この異常が、焼き付き等の、より重大な故障に結び付くのを防止する為には、この異常に伴って生じる温度上昇や振動の増大を検知すべく、上記転がり軸受の温度や振動を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに、回転速度検出用センサ、温度センサ、振動センサを組み込んだセンサ付回転支持装置により、上記車輪を軸受箱等の固定部分に対し回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度並びに上記転がり軸受ユニットの温度や振動を検出する事が、近年行われる様になっている。   For example, it is necessary to detect the rotational speed of the wheel in order to obtain the traveling speed of the railway vehicle or to perform sliding control for preventing uneven wear of the wheels of the railway vehicle. Furthermore, when an abnormality such as peeling occurs in the rolling bearing unit portion that supports the wheel, this abnormality is accompanied by this abnormality in order to prevent it from leading to a more serious failure such as seizure. In order to detect an increase in temperature and an increase in vibration, it is necessary to detect the temperature and vibration of the rolling bearing. For this reason, the wheel is supported by a rotation support device with a sensor in which a rotational speed detection sensor, a temperature sensor, and a vibration sensor are incorporated in the rolling bearing unit. In recent years, detection of the rotation speed of the roller and the temperature and vibration of the rolling bearing unit have been performed.

図８〜９は、この様な事情に鑑みて考えられて特許文献１に記載された、センサ付回転支持装置の第１例を示している。このセンサ付回転支持装置の場合には、車軸１の外端部を軸受箱３１の内側に、転がり軸受ユニットである複列円すいころ軸受ユニット２により回転自在に支持している。又、上記車軸１の外端面に磁性材製のエンドキャップ３を、ボルトにより固定している。このエンドキャップ３の一部は歯車状に形成して、当該部分を、上記車軸１の回転速度を検出する為の被検出部４としている。更に、上記複列円すいころ軸受ユニット２の外輪５にセンサユニット６を、支持環７を介して支持している。このセンサユニット６を構成するセンサホルダ８には、回転速度検出用センサ９と振動センサ１０とを包埋支持している。そして、このうちの回転速度検出用センサ９の検出部を、上記被検出部４に近接対向させている。又、上記支持環７に、温度センサ１１を設置している。   8-9 has shown the 1st example of the rotation support apparatus with a sensor considered in view of such a situation, and was described in patent document 1. FIG. In the case of this rotation support device with a sensor, the outer end portion of the axle 1 is rotatably supported inside the bearing housing 31 by a double row tapered roller bearing unit 2 which is a rolling bearing unit. Further, an end cap 3 made of a magnetic material is fixed to the outer end surface of the axle 1 with bolts. A part of the end cap 3 is formed in a gear shape, and the part serves as a detected portion 4 for detecting the rotational speed of the axle 1. Further, a sensor unit 6 is supported on the outer ring 5 of the double row tapered roller bearing unit 2 via a support ring 7. A sensor holder 8 constituting the sensor unit 6 embeds and supports a rotational speed detection sensor 9 and a vibration sensor 10. And the detection part of the sensor 9 for rotational speed detection of these is made to oppose the said to-be-detected part 4 in proximity. A temperature sensor 11 is provided on the support ring 7.

上述の図８〜９に示した様なセンサ付転がり軸受ユニットの使用時には、上記回転速度検出用センサ９が、上記車軸１の回転速度に比例した周波数で変化する検出信号を出すので、この検出信号の周波数或は変化の周期により、上記回転速度を求められる。求めた回転速度は、前記滑走制御等に利用する。又、上記振動センサ１０により、上記車軸１の回転に伴って上記複列円すいころ軸受ユニット２部分で発生する振動を求められる。更に、上記温度センサ１１により、上記複列円すいころ軸受ユニット２を構成する外輪５の温度を求められる。そこで、上記振動或はこの温度が所定の閾値よりも大きくなった場合には、上記複列円すいころ軸受ユニット２の転がり接触部を構成する各面の何れかの部分に、剥離等の損傷が発生したとして、運転者に注意を促す警報を発する等により、焼き付き等のより重大な故障の発生を防止する。   When the rolling bearing unit with sensor as shown in FIGS. 8 to 9 is used, the rotation speed detection sensor 9 outputs a detection signal that changes at a frequency proportional to the rotation speed of the axle 1. The rotational speed can be obtained from the frequency of the signal or the period of change. The obtained rotation speed is used for the sliding control or the like. Further, the vibration sensor 10 obtains the vibration generated in the double-row tapered roller bearing unit 2 as the axle 1 rotates. Further, the temperature of the outer ring 5 constituting the double row tapered roller bearing unit 2 can be obtained by the temperature sensor 11. Therefore, when the vibration or the temperature becomes higher than a predetermined threshold value, damage such as peeling is caused in any part of each surface constituting the rolling contact portion of the double row tapered roller bearing unit 2. The occurrence of a more serious failure such as burn-in is prevented by issuing an alarm that alerts the driver, for example.

尚、回転速度検出用センサは、単一で設置する他、円周方向に関して位相が異なる２個所位置（例えば被検出部の１ピッチの４分の１分相互に離間した位置）に設ける事により、位相が約９０度異なる信号を生成する様にし、両回転速度検出用センサの検出信号の位相に基づいて、上記車軸１の回転方向を判別する場合もある。何れの場合でも、上記回転速度検出用センサ１１の検出信号は、上記回転速度に比例した周波数のパルスを発生するディジタル信号である場合と、この回転速度に比例した周波数で正弦波的に変化するアナログ信号である場合とがある。前者は、永久磁石と、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の磁気検出素子と、波形成形回路とを組み合わせたアクティブ型のセンサの場合に多い。これに対して、後者は、永久磁石とポールピースとコイルとを組み合わせた、パッシブ型のセンサに多い。又、上記振動センサ１０や上記温度センサ１１の検出信号は、振動の大きさ或は温度を表すアナログ信号とする他、予め設定した閾値を越えているか否かを「０」と「１」とで表す、ディジタル信号とする場合もある。   In addition, the rotational speed detection sensor is not only installed as a single unit, but also at two positions with different phases in the circumferential direction (for example, positions separated from each other by a quarter of one pitch of the detected portion). The rotation direction of the axle 1 may be determined based on the phases of the detection signals of the two rotational speed detection sensors so as to generate signals having a phase difference of about 90 degrees. In any case, the detection signal of the rotational speed detection sensor 11 is a digital signal that generates a pulse having a frequency proportional to the rotational speed, and changes sinusoidally at a frequency proportional to the rotational speed. It may be an analog signal. The former is often the case of an active sensor that combines a permanent magnet, a magnetic detection element such as a Hall IC or a magnetoresistive element, and a waveform shaping circuit. On the other hand, the latter is often a passive sensor that combines a permanent magnet, a pole piece, and a coil. In addition, the detection signal of the vibration sensor 10 or the temperature sensor 11 is an analog signal indicating the magnitude or temperature of vibration, and “0” and “1” indicate whether or not a predetermined threshold is exceeded. In some cases, it is a digital signal.

又、図示はしないが、特許文献２には、鉄道車両の車軸を回転自在に支持する為の複列円すいころ軸受ユニットに回転速度センサと温度センサとを組み込む構造、並びに、１個の台車に組み込む４組の複列円すいころ軸受ユニットに組み込む４個の温度センサの検出信号を比較して、この複列円すいころ軸受ユニットの異常の有無を判定する構造に就いて記載されている。   Although not shown, Patent Document 2 discloses a structure in which a rotational speed sensor and a temperature sensor are incorporated in a double row tapered roller bearing unit for rotatably supporting an axle of a railway vehicle, and a single carriage. A structure is described in which detection signals of four temperature sensors incorporated in four sets of double-row tapered roller bearing units to be incorporated are compared to determine whether or not there is an abnormality in the double-row tapered roller bearing unit.

又、特願２００４−７６５５号には、図１０に示す様な、転がり軸受ユニットの荷重測定装置が開示されている。この先発明に係る構造の場合、静止輪である外輪５ａの軸方向中間部で複列の外輪軌道１２ａ、１２ｂの間部分に形成した取付孔１３にセンサユニット６ａを、上記外輪５ａの外径側から内径側に向けて挿通し、このセンサユニット６ａの先端部１４を、上記外輪５ａの内周面から突出させている。この先端部１４には、１対の公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂと、１個の回転速度検出用センサ９ａとを設けている。   Japanese Patent Application No. 2004-7655 discloses a load measuring device for a rolling bearing unit as shown in FIG. In the case of the structure according to the prior invention, the sensor unit 6a is placed in the mounting hole 13 formed in the portion between the double row outer ring raceways 12a and 12b at the axially intermediate part of the outer ring 5a which is a stationary ring, and the outer diameter side of the outer ring 5a The tip 14 of the sensor unit 6a is projected from the inner peripheral surface of the outer ring 5a. The distal end portion 14 is provided with a pair of revolution speed detection sensors 15a and 15b and one rotational speed detection sensor 9a.

そして、このうちの各公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂの検出部を、複列に配置された各転動体１６ａ、１６ｂを回転自在に保持した各保持器１７ａ、１７ｂに設けた、公転速度検出用エンコーダ１８ａ、１８ｂの被検出面（互いに対向する軸方向側面）に近接対向させて、各転動体１６ａ、１６ｂの公転速度を検出自在としている。又、上記回転速度検出用センサ９ａの検出部を、回転輪であるハブ１９の中間部に外嵌固定した回転速度検出用エンコーダ２０の被検出面（外周面）に近接対向させて、上記ハブ１９の回転速度を検出自在としている。この様な構成を有する先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置によれば、上記外輪５ａと上記ハブ１９との間に加わるアキシアル荷重及びラジアル荷重を求められる。   And the detection part of each revolution speed detection sensor 15a, 15b of these is provided in each retainer 17a, 17b which hold | maintained each rolling element 16a, 16b arrange | positioned in a double row freely, The revolution speed detection The revolving speeds of the rolling elements 16a and 16b can be detected in close proximity to the detected surfaces (axial side surfaces facing each other) of the encoders 18a and 18b. Further, the hub of the rotational speed detection sensor 9a is placed in close proximity to the detected surface (outer peripheral surface) of the rotational speed detection encoder 20 that is externally fitted and fixed to the intermediate portion of the hub 19 that is a rotating wheel. The rotation speed of 19 can be detected freely. According to the load measuring device for a rolling bearing unit according to the prior invention having such a configuration, an axial load and a radial load applied between the outer ring 5a and the hub 19 can be obtained.

即ち、上述の様な先発明に係る転がり軸受ユニットのアキシアル荷重測定装置の場合、図示しない演算器が、上記各センサ１５ａ、１５ｂ、９ａから送り込まれる検出信号に基づいて、上記外輪５ａと上記ハブ１９との間に加わるアキシアル荷重又はラジアル荷重を算出する。例えば、このアキシアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂが検出する各列の転動体１６ａ、１６ｂの公転速度の差を求め、この差と、上記回転速度検出用センサ９ａが検出する上記ハブ１９の回転速度との比に基づいて算出する。又、上記ラジアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂが検出する各列の転動体１６ａ、１６ｂの公転速度の和を求め、この和と、上記回転速度検出用センサ９ａが検出する上記ハブ１９の回転速度との比に基づいて算出する。尚、上記各公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂの信号に基づいてアキシアル荷重と上記ラジアル荷重とのうちの一方又は双方の荷重を算出する方法は、他にも各種存在するが、この様な方法に就いては、前述の特願２００４−７６５５号に詳しく説明されているし、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。   In other words, in the case of the axial load measuring device for a rolling bearing unit according to the above-described prior invention, an arithmetic unit (not shown) is configured so that the outer ring 5a and the hub are based on detection signals sent from the sensors 15a, 15b, 9a. Axial load or radial load applied between the two and 19 is calculated. For example, the axial load is obtained by calculating the difference between the revolution speeds of the rolling elements 16a and 16b in each row detected by the revolution speed detection sensors 15a and 15b, and the difference and the rotation speed detection sensor 9a are detected. Calculation is based on the ratio to the rotational speed of the hub 19. Further, the radial load is obtained by calculating the sum of the revolution speeds of the rolling elements 16a and 16b in each row detected by the revolution speed detection sensors 15a and 15b, and this sum and the rotation speed detection sensor 9a detect the sum. Calculation is based on the ratio to the rotational speed of the hub 19. There are various other methods for calculating one or both of the axial load and the radial load based on the signals of the revolution speed detection sensors 15a and 15b. Since it is described in detail in the aforementioned Japanese Patent Application No. 2004-7655 and is not related to the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

以上に述べた、何れの構造の場合でも、複数のセンサから制御器に向けて、これら各センサの検出信号を送る必要がある。例えば、鉄道車両には、多数の車輪を支持する為に多数の転がり軸受ユニットが存在するし、自動車の場合でも、４個の車輪を支持する為に４個の転がり軸受ユニットが存在する。そして、これら各転がり軸受ユニットに、それぞれ複数個ずつ組み込まれたセンサから、それぞれ車体側に設置した制御器に向けて、検出値を表す（或は閾値を越えたか否かを表す）信号を送る必要がある。工作機械や産業機械の回転支持部に組み込んだ転がり軸受ユニットの場合も同様である。   In any of the structures described above, it is necessary to send detection signals of these sensors from a plurality of sensors to the controller. For example, a railway vehicle has a large number of rolling bearing units to support a large number of wheels, and even in the case of an automobile, there are four rolling bearing units to support four wheels. A signal indicating the detected value (or indicating whether the threshold value has been exceeded) is sent from each of the sensors incorporated in each of the rolling bearing units to the controller installed on the vehicle body side. There is a need. The same applies to a rolling bearing unit incorporated in a rotation support part of a machine tool or industrial machine.

上述の様に、多数のセンサの検出信号を、それぞれ別個のハーネス（或は複数本のハーネスを束ねたケーブル）により上記制御器に送る様にした場合、必要となるハーネスの数が多くなり、配線作業の煩雑化や重量の増大を招く。この様な事情に鑑みて特許文献３、４には、複数種類の信号を合成して１本のハーネスにより送る送信方法に関する発明が記載されている。このうちの特許文献３に記載された発明の場合には、特別に設計されたスイッチング回路と抵抗回路とを組み合わせる事により、振幅及びオフセットが異なる種々のパルス列信号を作り出して、複数の信号を１本のハーネスに送り込み、後からこれらの信号を分離自在としている。更に、特許文献４には、上記特許文献３に記載された方法に加え、複数のセンサのアナログ信号を加算して送信し、これら各信号の周波数の違いを利用して、受信した合成信号をローパスフィルタとハイパスフィルタとで分離する方法が記載されている。   As described above, when the detection signals of a large number of sensors are sent to the controller by separate harnesses (or cables in which a plurality of harnesses are bundled), the number of necessary harnesses increases. The wiring work becomes complicated and the weight increases. In view of such circumstances, Patent Documents 3 and 4 describe inventions relating to a transmission method in which a plurality of types of signals are combined and sent by a single harness. In the case of the invention described in Patent Document 3, among these, by combining a specially designed switching circuit and a resistance circuit, various pulse train signals having different amplitudes and offsets are created, and a plurality of signals are converted into one signal. The signal is fed into a book harness, and these signals can be separated later. Further, in Patent Document 4, in addition to the method described in Patent Document 3, the analog signals of a plurality of sensors are added and transmitted, and the received synthesized signal is obtained using the difference in frequency of these signals. A method of separating a low-pass filter and a high-pass filter is described.

特開２００３−１３９４８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-13948 特開２００３−２６２２２０号公報JP 2003-262220 A 特開２００２−２８８７７６号公報JP 2002-288776 A 特開２００４−９４３９３号公報JP 2004-94393 A

上述した特許文献３、４に記載された様なセンサの検出信号の送信方法は、送信すべき信号の数が少数に限定されたり、合成すべき信号の周波数に顕著な差が存在する事が条件とされたり、或いは、送受信回路に特別な設計を要したりする。この為、１本のハーネスでその検出信号を送信すべきセンサの数が限定されたり、このセンサの数が変わった（増減した）場合に、新たな設計や特別の信号処理が必要になる等、汎用性に乏しく、送受信回路のコストが嵩むと言った問題がある。
本発明のセンサ用信号送信装置及びセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットは、この様な不都合を解消すべく発明したものである。 In the sensor detection signal transmission methods described in Patent Documents 3 and 4 described above, the number of signals to be transmitted is limited to a small number, or there is a significant difference in the frequency of signals to be synthesized. It is a condition, or a special design is required for the transmission / reception circuit. For this reason, when the number of sensors that should transmit the detection signal with one harness is limited, or when the number of sensors changes (increases or decreases), a new design or special signal processing is required. There is a problem that the versatility is poor and the cost of the transmission / reception circuit increases.
The sensor signal transmitting device and the rolling bearing unit with the sensor signal transmitting device of the present invention were invented to eliminate such inconveniences.

本発明のセンサ用信号送信装置及びセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットのうち、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置は、前述の特許文献３、４に記載される等により従来から知られているセンサ用信号送信装置と同様に、それぞれが測定値を表すデータを検出信号として送り出す複数のセンサと、これら各センサへの電力供給を行なう為の電力供給路と、これら各センサから送り出される上記検出信号の送信を行なう信号伝達路とを備える。
特に、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置に於いては、Ｄ／Ａコンバータを組み込んだ送信回路と、Ａ／Ｄコンバータを組み込んだ受信回路とを備える。
このうちのＤ／Ａコンバータは、データビットが互いに異なる複数の入力端子を備えたものである。
そして、上記Ｄ／Ａコンバータの各入力端子に上記各センサの検出信号が、少なくともこれら各入力端子に入力される時点で、ディジタル信号として入力されている。
又、上記Ｄ／Ａコンバータは、上記各入力端子から入力された上記各センサの検出信号を合成して、単一のアナログ信号としてから出力する機能を有する。
又、上記送信回路は、上記Ｄ／Ａコンバータにより合成された単一のアナログ信号を、単一の上記信号伝達路に送り出す。
更に、上記Ａ／Ｄコンバータは、上記信号伝達路から単一の入力端子に送り込まれる上記単一のアナログ信号を、Ｄ／Ａコンバータで変換する以前の元のディジタル信号に変換して、その変換結果を、データビットが互いに異なる複数の出力端子より送り出す機能を有する。 Among the sensor signal transmission device and the rolling bearing unit with the sensor signal transmission device of the present invention, the sensor signal transmission device according to claim 1 is conventionally known from the above-described Patent Documents 3 and 4 and the like. As in the case of the sensor signal transmitting apparatus, a plurality of sensors each sending data representing a measured value as a detection signal, a power supply path for supplying power to each of these sensors, and a power supplied from each of these sensors. And a signal transmission path for transmitting the detected signal.
In particular, the sensor signal transmission apparatus according to claim 1 includes a transmission circuit incorporating a D / A converter and a reception circuit incorporating an A / D converter.
Among these, the D / A converter includes a plurality of input terminals having different data bits.
The detection signals of the sensors are input to the input terminals of the D / A converter as digital signals at least when they are input to the input terminals.
Further, the D / A converter has a function of synthesizing detection signals of the sensors input from the input terminals and outputting the combined signals as a single analog signal.
The transmission circuit sends out a single analog signal synthesized by the D / A converter to a single signal transmission path.
Further, the A / D converter converts the single analog signal sent from the signal transmission path to a single input terminal into an original digital signal before being converted by the D / A converter, and converts the analog signal. It has a function of sending a result from a plurality of output terminals having different data bits.

一方、請求項５に記載したセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットに組み付けられた複数個のセンサと、これら各センサの検出信号を送信する為のセンサ用信号送信装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、互いに同心に配置された静止輪及び回転輪と、これら静止輪及び回転輪の表面のうちで互いに対向する部分に形成された静止側軌道と回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。
又、上記各センサは、上記転がり軸受ユニットの構成部材の状態を測定するものである。
そして、上記センサ用信号送信装置は、上述の様な請求項１に記載したセンサ用送信装置である。 On the other hand, a rolling bearing unit with a sensor signal transmission device according to claim 5 includes a rolling bearing unit, a plurality of sensors assembled to the rolling bearing unit, and a sensor for transmitting detection signals of these sensors. A signal transmission device.
Among these, the rolling bearing unit includes a stationary wheel and a rotating wheel arranged concentrically with each other, and a stationary-side track and a rotating-side track formed on portions of the surfaces of the stationary wheel and the rotating wheel facing each other. And a plurality of rolling elements provided so as to be freely rollable.
Each sensor measures the state of the constituent members of the rolling bearing unit.
The sensor signal transmission device is the sensor transmission device according to claim 1 as described above.

上述の様に本発明のセンサ用信号送信装置及びセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットの場合には、複数のセンサの検出信号に対応する複数のディジタル信号を、Ｄ／Ａコンバータに設けた複数の入力端子のうち、データビットが互いに異なる端子に入力する。すると、このＤ／Ａコンバータは、上記複数のディジタル信号を、例えば階段状のアナログ信号に変換してから、１本のハーネス等、単一の信号伝達路に送り出す。そして、この信号伝達回路からこのアナログ信号を受信したＡ／Ｄコンバータは、このアナログ信号を、上記Ｄ／Ａコンバータにより変換される以前の（元の）複数のディジタル信号に再生してから、その変換結果を、データビットが互いに異なる複数の出力端子より送り出す。この為、これら各出力端子から取り出したディジタル信号を、必要に応じて適切な処理を加えてから、上記各センサの検出信号を処理、利用する制御器に送れば、これら各センサの測定値に応じた適切な制御を行なえる。   As described above, in the case of the sensor signal transmission device and the rolling bearing unit with the sensor signal transmission device of the present invention, a plurality of digital signals corresponding to the detection signals of the plurality of sensors are provided in the D / A converter. Are input to terminals having different data bits. Then, the D / A converter converts the plurality of digital signals into, for example, a stepped analog signal, and then sends it out to a single signal transmission path such as one harness. The A / D converter that has received the analog signal from the signal transmission circuit reproduces the analog signal into a plurality of (original) digital signals before being converted by the D / A converter. The conversion result is sent out from a plurality of output terminals having different data bits. For this reason, if the digital signals taken out from these output terminals are appropriately processed as necessary, and sent to the controller that processes and uses the detection signals of the sensors, the measured values of the sensors Appropriate control can be performed.

上述の様に本発明のセンサ用信号送信装置及びセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットよれば、送信回路と受信回路との間に設ける信号伝達路は、１本のみで良い。又、これら送信回路及び受信回路は、データビットが互いに異なる複数の端子を有するＤ／Ａコンバータ又はＡ／Ｄコンバータを設ける事で、簡単に構成できる。この様なＤ／Ａコンバータ及びＡ／Ｄコンバータは、従来から市販されている汎用品を使用できる。又、データビットが互いに異なる端子を数多く有する、これら各コンバータも、安価に得られる。そして、送信すべき信号の数や、合成すべき信号の周波数に関係なく、又、送受信回路に特別な設計を要する事なく、単一の信号伝達路（１本のハーネス）で複数個のセンサの検出信号を送信できる。又、このセンサの数が変わった場合に、新たな設計や特別の信号処理が不要であるので、優れた汎用性を有し、送受信回路のコスト低減を図れる。   As described above, according to the sensor signal transmission device and the rolling bearing unit with the sensor signal transmission device of the present invention, only one signal transmission path is provided between the transmission circuit and the reception circuit. Further, these transmission circuit and reception circuit can be easily configured by providing a D / A converter or an A / D converter having a plurality of terminals having different data bits. Such D / A converters and A / D converters can be general-purpose products that have been commercially available. Each of these converters having a number of terminals with different data bits can also be obtained at low cost. And, regardless of the number of signals to be transmitted and the frequency of the signals to be synthesized, and without requiring a special design of the transmission / reception circuit, a plurality of sensors can be used with a single signal transmission path (one harness). The detection signal can be transmitted. Further, when the number of sensors is changed, new design and special signal processing are not required, so that it has excellent versatility and can reduce the cost of the transmission / reception circuit.

請求項１に記載したセンサ用信号送信装置を実施する場合に、例えば、請求項２に記載した様に、複数のセンサとして、それぞれ、測定値を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサを使用する。
この様な場合には、これら各センサの検出信号を、特に処理をする事なく、そのままＤ／Ａコンバータの入力端子に入力すれば良い。従って、上記センサ用信号送信装置を最も簡略に実施できる。回転速度検出用センサや公転速度検出用センサ等として、前述した様な、波形成形回路を組み込んだアクティブ型のセンサを使用する場合には、その検出信号は、ディジタル信号として扱えるパルス信号となる。そこで、この様な場合には、上記請求項２に記載した構造を採用する事により、センサ用信号送信装置の構造の簡略化を図れる。 When the sensor signal transmission device according to claim 1 is implemented, for example, as described in claim 2, as a plurality of sensors, a digital type that sends data representing measured values as detection signals of pulse trains, respectively. Use the sensor.
In such a case, the detection signals of these sensors may be directly input to the input terminal of the D / A converter without any particular processing. Therefore, the sensor signal transmission apparatus can be most simply implemented. When an active sensor incorporating a waveform shaping circuit as described above is used as a rotation speed detection sensor, revolution speed detection sensor, or the like, the detection signal is a pulse signal that can be handled as a digital signal. Therefore, in such a case, the structure of the sensor signal transmission device can be simplified by adopting the structure described in claim 2 above.

或は、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置を実施する場合に、例えば、請求項３に記載した様に、複数のセンサとして、それぞれ、測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサを使用する。この場合には、これら各センサとＤ／Ａコンバータの入力端子との間にそれぞれ、上記アナログ検出信号をパルス幅変調信号に変換する変換器を設ける。そして、これら各変換器から出力されるパルス幅変調信号を、Ｄ／Ａコンバータの各入力端子に入力する。又、受信回路に、Ａ／Ｄコンバータの各出力端子から送り出されるパルス幅変調信号をアナログ信号に復調する復調器を組み込む。
温度センサや振動センサ等の状態量の変化を連続的に測定するセンサの検出信号は、アナログ信号とならざるを得ない場合が多い。この様な場合でも、これら各センサと上記Ｄ／Ａコンバータの入力端子との間に上記変換器をそれぞれ設ける事で、上述した請求項２に記載した様に、ディジタル式のセンサを使用する場合と同様に、複数のセンサの検出信号を合成して単一の信号伝達路に送り込み、受信回路側に設けたＡ／Ｄコンバータの複数の出力端子に送り出せる。そして、このＡ／Ｄコンバータの各出力端子から送り出されるディジタル信号を復調器でアナログ信号に戻せば、上記各センサの検出信号を利用する制御を適切に行なえる。 Alternatively, when the sensor signal transmission device according to claim 1 is implemented, for example, as described in claim 3, as a plurality of sensors, an analog that sends data representing measured values as analog detection signals, respectively. A sensor of the type is used. In this case, a converter for converting the analog detection signal into a pulse width modulation signal is provided between each of these sensors and the input terminal of the D / A converter. The pulse width modulation signal output from each of these converters is input to each input terminal of the D / A converter. Further, a demodulator for demodulating the pulse width modulation signal sent from each output terminal of the A / D converter into an analog signal is incorporated in the receiving circuit.
In many cases, a detection signal of a sensor that continuously measures a change in a state quantity such as a temperature sensor or a vibration sensor must be an analog signal. Even in such a case, when the converter is provided between each of these sensors and the input terminal of the D / A converter, a digital sensor is used as described in claim 2 above. Similarly, the detection signals of a plurality of sensors can be combined and sent to a single signal transmission path, and sent to a plurality of output terminals of an A / D converter provided on the receiving circuit side. If the digital signal sent from each output terminal of the A / D converter is converted back to an analog signal by a demodulator, control using the detection signal of each sensor can be appropriately performed.

或は、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置を実施する場合に、例えば、請求項４に記載した様に、複数のセンサのうちの一部のセンサを、測定値を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサとし、残りのセンサを、測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサとする。そして、この残りのセンサとＤ／Ａコンバータの入力端子との間に、上記アナログ検出信号をパルス幅変調信号に変換する変換器を設け、この変換器から出力されるパルス幅変調信号をＤ／Ａコンバータの何れかの入力端子に入力する。又、受信回路の一部で上記アナログ式のセンサから送り出される検出信号を伝達する出力端子に繋がる部分に、当該出力端子から送り出されるパルス幅変調信号をアナログ信号に復調する復調器を組み込む。
鉄道車両や自動車の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットには、この車輪の回転速度を検出する為の回転速度検出用センサと、この転がり軸受ユニット部分の温度或は振動を検出する為の温度センサ或は振動センサとを設ける場合がある。この場合に、回転速度検出用センサをディジタル式のセンサとし、温度センサ或は振動センサをアナログ式のセンサとする場合がある。上記請求項４に記載した発明によれば、この様にディジタル式のセンサとアナログ式のセンサとが混在した場合でも、これら各センサの検出信号を単一のアナログ信号に変換して単一の信号伝達路を通じて送信できる。そして、上記受信回路から取り出される信号を、上記各センサから送り出される元々の検出信号に見合う状態として、これら各センサの検出信号を利用する制御を適切に行なわせる事ができる。 Alternatively, when the sensor signal transmission device according to the first aspect is implemented, for example, as described in the fourth aspect, a part of the plurality of sensors may be used as a pulse train. It is assumed that a digital sensor is sent out as a detection signal, and the remaining sensors are analog sensors that send out data representing measured values as analog detection signals. A converter for converting the analog detection signal into a pulse width modulation signal is provided between the remaining sensor and the input terminal of the D / A converter, and the pulse width modulation signal output from the converter is converted to D / A. Input to any input terminal of A converter. Further, a demodulator for demodulating the pulse width modulation signal sent from the output terminal into an analog signal is incorporated in a part connected to the output terminal for transmitting the detection signal sent from the analog sensor in a part of the receiving circuit.
A rolling bearing unit for supporting the wheel of a railway vehicle or automobile has a rotational speed detection sensor for detecting the rotational speed of the wheel and a temperature for detecting the temperature or vibration of the rolling bearing unit. A sensor or a vibration sensor may be provided. In this case, the rotational speed detection sensor may be a digital sensor, and the temperature sensor or vibration sensor may be an analog sensor. According to the invention described in claim 4, even when digital sensors and analog sensors are mixed, the detection signals of these sensors are converted into a single analog signal to obtain a single signal. It can be transmitted through the signal transmission path. Then, it is possible to appropriately perform control using the detection signals of the respective sensors by setting the signals extracted from the receiving circuit to a state corresponding to the original detection signals transmitted from the respective sensors.

又、請求項５に記載したセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットを実施する場合に、例えば、請求項６に記載した様に、静止輪を、内周面に複列の外輪軌道を形成した外輪とする。又、回転輪を、外周面に複列の内輪軌道を形成したハブとする。又、転動体を、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に、１対の保持器に保持され、且つ、両列同士の間で接触角を互いに逆にした状態で、複列に配置する。更に、上記両保持器の一部に、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させた公転速度検出用エンコーダを、全周に亙って設置する。そして、複数のセンサに、これら両公転速度検出用エンコーダの被検出面にそれぞれの検出面を対向させた、１対の公転速度検出用センサを含ませる（１対の公転速度検出用センサのみの場合、及び、他のセンサも含まれる場合を含む）。
この様な請求項６に記載した構造によれば、前述の図１０に示した先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置で、１対の公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂの検出信号を（更には回転速度検出用センサ９ａの検出信号も合わせて）１本のハーネスにより、車体側に設けた制御器に送信できる。 Further, when the rolling bearing unit with sensor signal transmission device according to claim 5 is implemented, for example, as described in claim 6, a stationary ring is formed and a double row outer ring raceway is formed on the inner peripheral surface. The outer ring. The rotating wheel is a hub having a double-row inner ring raceway formed on the outer peripheral surface. In addition, the rolling elements are held in a pair of cages between the inner ring raceways and the outer ring raceways, and in a state where the contact angles are reversed between the rows. Deploy. Furthermore, a revolution speed detecting encoder in which the characteristics of the surface to be detected are alternately changed in the circumferential direction is installed in a part of both the cages over the entire circumference. A plurality of sensors include a pair of revolution speed detection sensors in which the respective detection surfaces are opposed to the detection surfaces of both the revolution speed detection encoders (only one pair of revolution speed detection sensors is included). And other sensors are also included).
According to the structure described in claim 6, the detection signals of the pair of revolution speed detection sensors 15 a and 15 b can be obtained from the load measuring device for the rolling bearing unit according to the invention shown in FIG. Furthermore, it can be transmitted to a controller provided on the vehicle body side by a single harness (including the detection signal of the rotational speed detection sensor 9a).

又、請求項５に記載したセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットを実施する場合に、例えば、請求項７に記載した様に、各センサのうちの少なくとも１個のセンサとして、転がり軸受ユニット部分の温度と振動とのうちの少なくとも一方を測定してその測定値を表す信号をアナログ検出信号として送り出す、アナログ式のセンサを使用する。
本発明の場合には、前述した様に、複数のセンサの全部がディジタル式である場合は勿論、全部がアナログ式のセンサである場合も、ディジタル式のセンサとアナログ式のセンサとが混在している場合も、これら各センサの検出信号を単一の信号伝達路により送信できる。この為、上記請求項７に記載した様に、アナログ式のセンサを組み込んだセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニットでも、本発明の作用・効果を得られる。 Further, when the rolling bearing unit with sensor signal transmission device according to claim 5 is implemented, for example, as described in claim 7, at least one of the sensors is a rolling bearing unit portion. An analog sensor is used that measures at least one of temperature and vibration and sends a signal representing the measured value as an analog detection signal.
In the case of the present invention, as described above, not only when all of the plurality of sensors are digital type but also when all of them are analog type sensors, the digital type sensor and the analog type sensor are mixed. In this case, the detection signals of these sensors can be transmitted through a single signal transmission path. For this reason, as described in the seventh aspect of the present invention, even a rolling bearing unit with a sensor signal transmission device incorporating an analog sensor can obtain the functions and effects of the present invention.

図１〜３は、請求項１、２、５、６に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例は、前述の図１０に示した様な、先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットに組み込んだ、１個の回転速度検出用センサ９ａと１対の公転速度検出用センサ１５ａ、１５ｂとの、合計３個のセンサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を、単一の信号伝達路である１本の信号伝達用ハーネス２１により送信可能としている。尚、この信号伝達用ハーネス２１と平行に、通電用ハーネス２２と接地用ハーネス２３とを設けて、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂに電圧を印加自在としている。これら通電用ハーネス２２と接地用ハーネス２３とが、特許請求の範囲に記載した電力供給路を構成する。   1 to 3 show a first embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2, 5 and 6. In this embodiment, as shown in FIG. 10 described above, one rotational speed detecting sensor 9a and a pair of revolution speed detecting sensors 15a incorporated in the rolling bearing unit with a load measuring device according to the previous invention, The detection signals of the three sensors 9a, 15a, and 15b in total with 15b can be transmitted by one signal transmission harness 21 that is a single signal transmission path. A current-carrying harness 22 and a grounding harness 23 are provided in parallel with the signal transmission harness 21 so that a voltage can be applied to the sensors 9a, 15a and 15b. The energizing harness 22 and the grounding harness 23 constitute the power supply path described in the claims.

上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂは、前述した様な、波形成形回路を備えたアクティブ型のセンサであり、保持器１７ａ、１７ｂに支持固定した各公転速度検出用エンコーダ１８ａ、１８ｂ、ハブ１９に外嵌固定した回転速度検出用エンコーダ２０（図１０参照）の回転に対応して変化する検出信号を送り出す（発生する）。本実施例の場合、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号は何れも、高電圧と低電圧の間で変化するパルス列信号である。   Each of the sensors 9a, 15a, 15b is an active type sensor having a waveform shaping circuit as described above. The revolving speed detection encoders 18a, 18b and the hub 19 supported and fixed to the cages 17a, 17b are attached to the hubs 19, respectively. A detection signal that changes in response to the rotation of the externally fixed rotational speed detection encoder 20 (see FIG. 10) is sent out (generated). In this embodiment, the detection signals of the sensors 9a, 15a, and 15b are all pulse train signals that change between a high voltage and a low voltage.

上記荷重測定装置付転がり軸受ユニットの運転時、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を送る為の電路（プリント基板の電路或はハーネス）の端部は、それぞれ送信回路を構成するＤ／Ａコンバータ２４の入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃに、それぞれ接続している。このＤ／Ａコンバータ２４は３ビットで、これら各入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃのデータビットは互いに異なる。図示の実施例の場合、上記回転速度検出用センサ９ａの検出信号を受け入れる入力端子２５ａはビット０、一方の公転速度検出センサ１５ａの検出信号を受け入れる入力端子２５ｂはビット１、他方の公転速度検出センサ１５ｂの検出信号を受け入れる入力端子２５ｃはビット２である。   During operation of the rolling bearing unit with the load measuring device, the ends of the electric circuit (electric circuit or harness of the printed circuit board) for transmitting the detection signals of the sensors 9a, 15a and 15b are respectively D / The A converter 24 is connected to input terminals 25a, 25b and 25c, respectively. The D / A converter 24 has 3 bits, and the data bits of the input terminals 25a, 25b, and 25c are different from each other. In the illustrated embodiment, the input terminal 25a that receives the detection signal of the rotational speed detection sensor 9a is bit 0, the input terminal 25b that receives the detection signal of one revolution speed detection sensor 15a is bit 1, and the other revolution speed detection. The input terminal 25c that receives the detection signal of the sensor 15b is bit 2.

この様に、互いにデータビットが異なる３個の入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃから、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号である３種類のディジタル信号を送り込まれた上記Ｄ／Ａコンバータ２４は、これら３種類のディジタル信号（パルス列信号）を合成（多重化）し、アナログ信号としてから、出力端子から前記信号伝達用ハーネス２１に送り出す。この信号伝達用ハーネス２１に送り込まれた上記アナログ信号は、受信回路を構成するＡ／Ｄコンバータ２６に、このＡ／Ｄコンバータ２６の入力端子から送り込まれる。このＡ／Ｄコンバータ２６も３ビットで、それぞれがビット０、ビット１、ビット２に対応する、３個の出力端子２７ａ、２７ｂ、２７ｃを有する。そして、上記Ａ／Ｄコンバータ２６は、上記信号伝達用ハーネス２１から受信した上記アナログ信号の電圧に対応する、互いに並列な３種類のディジタル信号を出力する。これら３種類のディジタル信号は、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号に対応するので、これら各ディジタル信号を図示しない制御器に送れば、これら各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を利用する制御を適切に行なわせる事ができる。   In this way, the D / A converter 24 to which three types of digital signals, which are detection signals of the sensors 9a, 15a, and 15b, are sent from three input terminals 25a, 25b, and 25c having different data bits. These three types of digital signals (pulse train signals) are combined (multiplexed) and converted into analog signals, which are sent from the output terminal to the signal transmission harness 21. The analog signal sent to the signal transmission harness 21 is sent from the input terminal of the A / D converter 26 to the A / D converter 26 constituting the receiving circuit. The A / D converter 26 is also 3 bits, and has three output terminals 27a, 27b, and 27c corresponding to bit 0, bit 1, and bit 2, respectively. The A / D converter 26 outputs three kinds of digital signals parallel to each other corresponding to the voltage of the analog signal received from the signal transmission harness 21. Since these three types of digital signals correspond to the detection signals of the sensors 9a, 15a, and 15b, if the digital signals are sent to a controller (not shown), the detection signals of the sensors 9a, 15a, and 15b are used. It is possible to properly perform control.

次に、上記Ｄ／Ａコンバータ２４の入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃに送り込んだ上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を上記アナログ信号に変換し、更に上記Ａ／Ｄコンバータ２６によりこのアナログ信号を上記３種類のディジタル信号とする際の動作に就いて、図２〜３を参照しつつ説明する。
上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号（パルス列信号）は、高電圧のとき論理値「１」、低電圧のとき論理値「０」として、上記３ビットのＤ／Ａコンバータ２４に入力される。上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂから送り込まれる３種類の検出信号は、通常は非同期であり、例えば図２の（Ａ）に示す様な波形になっている。これら３種類の検出信号は、それぞれがビット０、１、２である入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃから上記Ｄ／Ａコンバータ２４に入力されるので、それぞれ１、２、４に重み付けされる。 Next, the detection signals of the sensors 9a, 15a, and 15b sent to the input terminals 25a, 25b, and 25c of the D / A converter 24 are converted into the analog signals, and the analog signals are further converted by the A / D converter 26. The operation when the above three types of digital signals are used will be described with reference to FIGS.
The detection signals (pulse train signals) of the sensors 9a, 15a and 15b are input to the 3-bit D / A converter 24 as a logical value “1” when the voltage is high and as a logical value “0” when the voltage is low. The The three types of detection signals sent from the sensors 9a, 15a, and 15b are usually asynchronous and have waveforms as shown in FIG. These three types of detection signals are input to the D / A converter 24 from the input terminals 25a, 25b, and 25c, which are bits 0, 1, and 2, respectively, and are weighted to 1, 2, and 4, respectively.

即ち、このＤ／Ａコンバータ２４の入力信号のビットデータのパターンと、出力値（出力電圧）との関係は、図３の（Ａ）に示す様になる。従って、上記図２の（Ａ）に示した、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂから上記入力端子２５ａ、２５ｂ、２５ｃに送り込まれる、３種類の検出信号に対応する、上記Ｄ／Ａコンバータ２４の出力値は、図２の（Ｂ）に示す様な、階段状に変化する波形を有するアナログ信号となる。上記Ｄ／Ａコンバータ２４の最小ステップを０．５Ｖ（＝４Ｖ／８）とすれば、このＤ／Ａコンバータ２４の出力信号の電圧は、０Ｖから３．５Ｖ（＝０．５×７）の範囲で、０．５Ｖ間隔で変化する。前記信号伝達用ハーネス２１には、この様な｛図２の（Ｂ）に示す様な｝、階段状に変化する電圧として表されるアナログ信号が送り込まれる。   That is, the relationship between the bit data pattern of the input signal of the D / A converter 24 and the output value (output voltage) is as shown in FIG. Therefore, the D / A converter 24 corresponding to the three types of detection signals sent to the input terminals 25a, 25b, and 25c from the sensors 9a, 15a, and 15b shown in FIG. The output value is an analog signal having a waveform that changes stepwise as shown in FIG. If the minimum step of the D / A converter 24 is 0.5V (= 4V / 8), the voltage of the output signal of the D / A converter 24 is from 0V to 3.5V (= 0.5 × 7). The range varies at 0.5V intervals. The signal transmission harness 21 is fed with such an analog signal represented as a voltage changing stepwise (as shown in FIG. 2B).

この様にして上記信号伝達用ハーネス２１に送り込まれたアナログ信号を受け入れた、送信回路側に設けたＡ／Ｄコンバータ２６は、入力電圧｛図２の（Ｂ）に示す様に階段状に変化する電圧として表されるアナログ信号｝を、０から７に相当する、３ビットのディジタルデータに変換する。上記Ａ／Ｄコンバータ２６は、上記入力電圧に対するＡ／Ｄ変換値の関係が、図３の（Ｂ）に示す様になっている。例えば、図２の（Ｂ）でビットパターンが「０００」に対応する０Ｖが、上記信号伝達用ハーネス２１に送り込まれたアナログ信号の電圧である場合に就いて見る。この信号伝達用ハーネス２１に送り込まれたアナログ信号の電圧が０Ｖの場合、図３の（Ｂ）から、上記Ｄ／Ａコンバータ２６のビットパターンは「０００」になる。又、図２の（Ｂ）でビットパターンが「１１１」に相当する３．５Ｖが、上記信号伝達用ハーネス２１に送り込まれたアナログ信号の電圧である場合に就いて見る。この信号伝達用ハーネス２１に送り込まれたアナログ信号の電圧が３．５Ｖの場合、図３の（Ｂ）から、上記Ｄ／Ａコンバータ２６のビットパターンは「１１１」になる。他の電圧及びビットパターンの場合でも、同様である。   In this way, the A / D converter 26 provided on the transmission circuit side that has received the analog signal sent to the signal transmission harness 21 changes the input voltage {stepwise as shown in FIG. Analog signal expressed as a voltage to be converted} into 3-bit digital data corresponding to 0 to 7. In the A / D converter 26, the relationship of the A / D conversion value with respect to the input voltage is as shown in FIG. For example, the case where 0V corresponding to the bit pattern “000” in FIG. 2B is the voltage of the analog signal sent to the signal transmission harness 21 will be considered. When the voltage of the analog signal sent to the signal transmission harness 21 is 0 V, the bit pattern of the D / A converter 26 is “000” from FIG. Further, in FIG. 2B, the case where 3.5 V corresponding to the bit pattern “111” is the voltage of the analog signal sent to the signal transmission harness 21 will be considered. When the voltage of the analog signal sent to the signal transmission harness 21 is 3.5 V, the bit pattern of the D / A converter 26 is “111” from FIG. The same applies to other voltages and bit patterns.

受信器側でビットパターンを再生できたならば、送信器側で当該ビットパターンを得たのと逆の動作｛図２の（Ｂ）に示した合成信号から図２の（Ａ）に示した別個の信号に分離する動作｝を行なう。この結果、前記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を単一の信号伝達用ハーネス２１により送受信して、受信器側でこれら各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号を互いに独立した信号として再生できる。   If the bit pattern can be reproduced on the receiver side, the reverse operation of obtaining the bit pattern on the transmitter side {from the synthesized signal shown in FIG. 2B, shown in FIG. To separate the signals into separate signals}. As a result, the detection signals of the sensors 9a, 15a and 15b are transmitted and received by a single signal transmission harness 21, and the detection signals of the sensors 9a, 15a and 15b are reproduced as independent signals on the receiver side. it can.

尚、上記Ａ／Ｄコンバータ２６の変換時間は、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号（パルス列信号）に許容するパルスの時間位置のばらつきの幅（許容ジッタ幅）よりも十分に短時間でなければならない。即ち、この許容ジッタ幅以内で、Ａ／Ｄ変換を完了できるだけの処理速度を有するＡ／Ｄコンバータ２６を使用する必要がある。例えば、上記各センサ９ａ、１５ａ、１５ｂの検出信号の周波数の最高値を１０ｋＨｚとし、この検出信号の時間測定に関する許容ジッタ幅を、その１０％とすれば、要求される許容ジッタ幅△Ｔは、△Ｔ＝１００μｓｅｃ×０．１＝１０μｓｅｃとなる。そして、上記Ａ／Ｄコンバータ２６によるＡ／Ｄ変換時間は、この半分の５μｓｅｃ以内が望ましい。現在、この程度の変換時間のＡ／Ｄコンバータ２６は、容易に（十分な低コストで）入手できる。検出信号を送るべきセンサの検出信号がより高い（高速のパルス列信号となる）場合には、２のべき乗個の比較回路と論理回路を組み合わせたフラッシュ型のＡ／Ｄコンバータを利用する事もでき、この場合には、１０ｎｓｅｃ、又は、それより短時間の１、２クロックで、Ａ／Ｄ変換が可能となる。   The conversion time of the A / D converter 26 is sufficiently shorter than the variation width (allowable jitter width) of the pulse time position allowed for the detection signals (pulse train signals) of the sensors 9a, 15a and 15b. Must. That is, it is necessary to use the A / D converter 26 having a processing speed sufficient to complete the A / D conversion within the allowable jitter width. For example, if the maximum value of the frequency of the detection signal of each of the sensors 9a, 15a, and 15b is 10 kHz and the allowable jitter width related to time measurement of the detection signal is 10%, the required allowable jitter width ΔT is ΔT = 100 μsec × 0.1 = 10 μsec. The A / D conversion time by the A / D converter 26 is desirably within half this 5 μsec. At present, the A / D converter 26 having such a conversion time is easily available (at a sufficiently low cost). When the detection signal of the sensor to which the detection signal is to be sent is higher (high-speed pulse train signal), a flash type A / D converter combining a power of 2 comparison circuits and a logic circuit can be used. In this case, A / D conversion can be performed with 1 or 2 clocks of 10 nsec or shorter.

図４〜５は、請求項１、３、５、７に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例は、前述した特許文献２に記載されている様に、鉄道車両の車輪を台車に対し回転自在に支持する為、この台車と車軸との間に設けた複数の転がり軸受ユニットの異常の有無を判定する装置に、本発明を実施する場合に就いて示している。この為に本実施例の場合には、それぞれがアナログ式のセンサであって、上記各転がり軸受ユニットの温度を測定してその測定値を出力する、複数の（ｍ個の）温度センサの検出信号を、信号伝達路である単一の信号伝達用ハーネス２１ａにより送受信できる様にしている。この様な本実施例の場合、この信号伝達用ハーネス２１ａによりそれぞれの検出信号を送受信すべき上記各温度センサの検出信号が、ディジタル信号ではなく、アナログ信号である点で、上述した実施例１と相違する。この相違に基づいて本実施例の場合には、上記各温度センサの検出信号を、それぞれがＰＷＭ変調回路である変換器２８、２８よりディジタル信号に変換してから、Ｄ／Ａコンバータ２４ａの入力端子に送り込む様にしている。この点に就いて、以下に説明する。   4 to 5 show a second embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 3, 5, and 7. FIG. In this embodiment, as described in Patent Document 2 described above, in order to rotatably support the wheels of the railway vehicle with respect to the carriage, there is an abnormality in a plurality of rolling bearing units provided between the carriage and the axle. The present invention is shown in an apparatus for determining the presence or absence of the present invention. For this reason, in the case of the present embodiment, detection is made by a plurality of (m) temperature sensors, each of which is an analog sensor, and measures the temperature of each rolling bearing unit and outputs the measured value. Signals can be transmitted and received by a single signal transmission harness 21a which is a signal transmission path. In the case of the present embodiment as described above, the first embodiment described above is that the detection signal of each of the temperature sensors to be transmitted and received by the signal transmission harness 21a is not a digital signal but an analog signal. Is different. Based on this difference, in the case of the present embodiment, the detection signals of the respective temperature sensors are converted into digital signals by the converters 28 and 28, each of which is a PWM modulation circuit, and then input to the D / A converter 24a. It sends to the terminal. This point will be described below.

上記ｍ個の温度センサのアナログ出力電圧を、それぞれＴm 、Ｔm-1 、−−−、Ｔ1 とする。上記各変換器２８、２８は、温度を表す出力電圧Ｔm 、Ｔm-1 、−−−、Ｔ1 を、それぞれ三角波発生器が発生する三角波と比較して、パルス幅変調波形に変換（ＰＷＭ変調）する。即ち、図５の上段に全線で示した、上記温度を表す出力電圧と、同じく細線で示した上記三角波との大小を比較し、図５の下段に示す様なディジタル信号（パルス幅変調信号）に変換する。このディジタル信号は、上記温度を表す出力電圧の値が上記三角波の値よりも大きい間は高電圧になり、同じく小さい間は低電圧になる。この様な、アナログ出力電圧をディジタル信号に変換するＰＷＭ変調は、上記ｍ個の温度センサの出力信号の総てに就いて、互いに独立して行なう。 The analog output voltages of the m temperature sensors are T m , T m−1 , −−−, and T 1 , respectively. Each of the converters 28 and 28 converts the output voltages T m , T m−1 , −−−, and T 1 representing temperature into a pulse width modulation waveform by comparing with the triangular wave generated by the triangular wave generator ( PWM modulation). That is, the magnitude of the output voltage representing the temperature shown in the upper line in FIG. 5 and the triangular wave also shown in the thin line is compared, and a digital signal (pulse width modulation signal) as shown in the lower part of FIG. 5 is compared. Convert to This digital signal becomes a high voltage while the value of the output voltage representing the temperature is larger than the value of the triangular wave, and becomes a low voltage when the value is also small. Such PWM modulation for converting the analog output voltage into a digital signal is performed independently of all the output signals of the m temperature sensors.

この様にして、上記ｍ個の温度センサの出力信号の総てをアナログ信号からディジタル信号に変換したならば、これらｍ種類のディジタル信号を、Ｄ／Ａコンバータ２４ａ→信号伝達用ハーネス２１ａ→Ａ／Ｄコンバータ２６ａの順で、上記各温度センサの検出信号を利用する為の制御器側に送る。これらＤ／Ａコンバータ２４ａ→信号伝達用ハーネス２１ａ→Ａ／Ｄコンバータ２６ａ部分での処理は、原理的には前述した実施例１の場合と同様である。又、このＡ／Ｄコンバータ２６ａ部分で、上記信号伝達用ハーネス２１ａから送られてきたアナログ信号をディジタル信号に変換した後の状態では、上記Ａ／Ｄコンバータ２６ａに設けたｍ個の出力端子からは、それぞれが図５の下段に示した様なパルス幅変調信号である、ｍ種類のＰＷＭ波が得られる。そこで、これら各ＰＷＭ波を、上記Ａ／Ｄコンバータ２６ａと共に受信器側に設けたｍ個の復調器により復調する。   In this way, if all the output signals of the m temperature sensors are converted from analog signals to digital signals, these m kinds of digital signals are converted into D / A converter 24a → signal transmission harness 21a → A. In the order of / D converter 26a, it sends to the controller side for using the detection signal of each said temperature sensor. The processing in the D / A converter 24a → signal transmission harness 21a → A / D converter 26a is in principle the same as that in the first embodiment. In the state after the analog signal sent from the signal transmission harness 21a is converted into a digital signal by the A / D converter 26a, m output terminals provided in the A / D converter 26a are used. Can obtain m types of PWM waves, each of which is a pulse width modulation signal as shown in the lower part of FIG. Therefore, these PWM waves are demodulated by m demodulators provided on the receiver side together with the A / D converter 26a.

本実施例の場合には、図４に示す様に、上記ｍ種類のＰＷＭ波をそれぞれローパスフィルタ２９、２９で平均化する事により、元の各温度センサの出力電圧Ｔm 、Ｔm-1 、−−−、Ｔ1 と等価な電圧信号を得る様に構成している。尚、上記ＰＷＭ波を復調するには、変調と逆の処理により行なう事もできる。即ち、上述した変調の場合とは逆に、図５の下段に示したＰＷＭ波と上段に細線で示した三角波とに基づいて、同じく全線で示した、温度を表すアナログ電圧信号を得る。この場合には、三角波発生器を受信側に置き、発生した三角波を、上記復調に利用する他、送信側の変換器２８、２８（ＰＷＭ変調回路）にも送る様にする事もできる。又、三角波の周期（Ｔ）は、許容ジッタ幅（△Ｔ）とアナログ信号の要求精度（ε％）とから、Ｔ≧△Ｔ÷ε×１００となる様に決める事が好ましい。△Ｔ＝１０μｓｅｃ、ε＝０．１ならば、Ｔ≧１０ｍｓｅｃとなる。即ち、１００Ｈｚ以下の三角波とすべきである。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, the m kinds of PWM waves are averaged by low-pass filters 29 and 29, respectively, so that the output voltages Tm and Tm-1 of the original temperature sensors are obtained. , ---, and a voltage signal equivalent to T 1 is obtained. Note that the PWM wave can be demodulated by a process reverse to the modulation. That is, on the contrary to the above-described modulation, an analog voltage signal representing the temperature, which is also shown by all the lines, is obtained based on the PWM wave shown in the lower part of FIG. 5 and the triangular wave shown by the thin line in the upper part. In this case, a triangular wave generator can be placed on the receiving side, and the generated triangular wave can be sent to the transmitting side converters 28 and 28 (PWM modulation circuit) in addition to being used for the demodulation. The period (T) of the triangular wave is preferably determined so that T ≧ ΔT ÷ ε × 100 from the allowable jitter width (ΔT) and the required accuracy (ε%) of the analog signal. If ΔT = 10 μsec and ε = 0.1, then T ≧ 10 msec. That is, it should be a triangular wave of 100 Hz or less.

図６〜７は、請求項１、４、５、７に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、ディジタル検出信号を出力するセンサと、アナログ検出信号を出力するセンサとを複数個ずつ設置した構造で、これら各センサの検出信号を、信号伝達路である１本の信号伝達用ハーネス２１ｂにより送受信する様に構成している。この様な構造は、例えば鉄道車両の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに組み込んだ複数種類のセンサの信号の送受信する為に有効である。即ち、本実施例の場合には、異常の有無を判定する為にこの転がり軸受ユニットの温度を測定する為の温度センサ１１ａと、振動を測定する為の振動センサ１０ａとを組み込んでいる。この振動センサ１０ａとしては、転がり接触部に生じた剥離等の損傷に応じて発生する加速度に比例した電圧を惹起する加速度センサを利用する。この様な加速度センサは、衝撃的な高周波数域の振動に対して敏感であるから、上記剥離等の故障を検出して警告を発し、焼き付き等のより重大な故障の発生を防止する為に有効である。この様な振動センサ１０ａ（加速度センサ）が発生する、衝撃的な振動を表す検出信号は、ピークホールド回路３０に入力している。このピークホールド回路３０は、振動を表す検出信号のピーク値を検出して、このピーク値に見合う電圧をしばらく維持しながらゆっくり減衰させる機能を有する。従って、上記転がり軸受ユニットの損傷に起因する衝撃の周期より長い周期の衝撃、或いは、車輪が石に乗り上げる等により生じる突発的な衝撃を、ピークホールド信号とは区別できる。何れにしても、上記温度センサ１１ａと上記振動センサ１０ａとの検出信号そのものはアナログ信号である。そこで、これら両センサ１１ａ、１０ａの検出信号は、それぞれ変換器２８、２８により、アナログ信号をディジタル信号に変換するＰＷＭ変調を施してから、Ｄ／Ａコンバータ２４ｂに入力している。   6 to 7 show a third embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 4, 5 and 7. In the case of the present embodiment, a plurality of sensors that output digital detection signals and sensors that output analog detection signals are provided, and the detection signals of these sensors are sent to a single signal transmission path. The signal transmission harness 21b is used for transmission and reception. Such a structure is effective, for example, for transmitting and receiving signals from a plurality of types of sensors incorporated in a rolling bearing unit for supporting the wheels of a railway vehicle. That is, in the present embodiment, a temperature sensor 11a for measuring the temperature of the rolling bearing unit and a vibration sensor 10a for measuring vibration are incorporated in order to determine whether or not there is an abnormality. As the vibration sensor 10a, an acceleration sensor is used that induces a voltage proportional to the acceleration generated in response to damage such as peeling occurring at the rolling contact portion. Since such an acceleration sensor is sensitive to shocking vibrations in the high frequency range, it detects a failure such as the above peeling and issues a warning to prevent the occurrence of a more serious failure such as seizure. It is valid. A detection signal indicating shocking vibration generated by such a vibration sensor 10 a (acceleration sensor) is input to the peak hold circuit 30. The peak hold circuit 30 has a function of detecting a peak value of a detection signal representing vibration and slowly attenuating while maintaining a voltage corresponding to the peak value for a while. Therefore, an impact with a period longer than the period of the impact caused by the damage of the rolling bearing unit or a sudden impact caused by a wheel climbing on a stone can be distinguished from the peak hold signal. In any case, the detection signals themselves of the temperature sensor 11a and the vibration sensor 10a are analog signals. Therefore, the detection signals of both the sensors 11a and 10a are subjected to PWM modulation for converting an analog signal into a digital signal by the converters 28 and 28, respectively, and then input to the D / A converter 24b.

又、上記転がり軸受ユニットには、滑走制御や安全制御を行なうべく、車輪の回転速度と回転方向とを監視する為に、１対の回転速度検出用検出センサ９ｂ、９ｃも組み込んでいる。これら両回転速度検出用センサ９ｂ、９ｃは、例えば被検出部の１ピッチの４分の１分相互に離間した位置に設ける事により、位相が約９０度異なる信号を生成する様にする。この様に配置したこれら両回転速度検出用センサ９ｂ、９ｃの検出信号は、上記回転方向に応じて、図７の（Ａ）又は（Ｂ）の様に変化するので、この変化のパターンを見る事で、上記回転方向を知る事ができる。又、回転速度は、何れかの回転速度検出用センサ９ｂ（９ｃ）の出力信号が変化する周期或は周波数に基づいて求められる。何れにしても、上記両回転速度検出用センサ９ｂ、９ｃの検出信号はディジタル信号である。そこで、これら両センサ９ｂ、９ｃの検出信号は、そのまま上記Ｄ／Ａコンバータ２４ｂに入力している。   The rolling bearing unit also incorporates a pair of detection sensors 9b and 9c for detecting the rotational speed in order to monitor the rotational speed and the rotational direction of the wheels in order to perform sliding control and safety control. These rotational speed detection sensors 9b and 9c are provided, for example, at positions separated from each other by a quarter of one pitch of the detected portion so as to generate signals whose phases are different by about 90 degrees. The detection signals of both the rotational speed detection sensors 9b and 9c arranged in this way change as shown in FIG. 7A or FIG. 7B depending on the rotational direction, so see the pattern of this change. Thus, the rotation direction can be known. The rotation speed is obtained based on the period or frequency at which the output signal of any one of the rotation speed detection sensors 9b (9c) changes. In any case, the detection signals of both the rotational speed detection sensors 9b and 9c are digital signals. Therefore, the detection signals of both the sensors 9b and 9c are directly input to the D / A converter 24b.

このＤ／Ａコンバータ２４ｂは４ビットで、上記各センサ１１ａ、１０ａ、９ｂ、９ｃの検出信号を、前述の実施例１、２と同様にして多重化し、単一のアナログ信号として、前記１本の信号伝達用ハーネス２１ｂに送り出す。そして、このアナログ信号を受信した受信器側に設けた、４ビットのＡ／Ｄコンバータ２６ｂによりＡ／Ｄ変換を行なって、上記温度センサ１１ａと上記振動センサ１０ａとの検出信号に見合う２種類のＰＷＭ波形と、上記両回転速度検出用センサ９ｂ、９ｃの検出信号に見合う、２種類のディジタル信号とを得る。このうち、上記２種類のＰＷＭ波形は、前述の実施例２の場合と同様に、ローパスフィルタ２９、２９で平均化して（或は三角波を利用した復調を行なって）、それぞれが温度を表すアナログ信号と振動の加速度のピークホールド信号とに再生する。又、上記２種類のディジタル信号は、車輪の回転速度及び回転方向を判別する為の回路に送る。この様に本実施例の場合には、ディジタル検出信号をアナログ検出信号とを合わせて、１本の信号伝達用ハーネス２１ｂで送る様にしている。   The D / A converter 24b is 4 bits, and the detection signals of the sensors 11a, 10a, 9b, and 9c are multiplexed in the same manner as in the first and second embodiments, and the single analog signal is used as the single analog signal. To the signal transmission harness 21b. Then, A / D conversion is performed by a 4-bit A / D converter 26b provided on the receiver side that has received the analog signal, and two kinds of signals corresponding to the detection signals of the temperature sensor 11a and the vibration sensor 10a are used. A PWM waveform and two types of digital signals corresponding to the detection signals of both the rotational speed detection sensors 9b and 9c are obtained. Among these, the two types of PWM waveforms are averaged by the low-pass filters 29 and 29 (or demodulated using a triangular wave) as in the case of the second embodiment, and each represents an analog representing temperature. The signal and the acceleration acceleration peak hold signal are reproduced. The two kinds of digital signals are sent to a circuit for discriminating the rotational speed and direction of the wheel. Thus, in the case of the present embodiment, the digital detection signal is combined with the analog detection signal and is sent by one signal transmission harness 21b.

尚、図示の各実施例では、説明を簡略にする為にＤ／Ａコンバータ或はＡ／Ｄコンバータとして３ビット又は４ビットのものを使用した。但し、実際の場合には、産業界で広く使用されている、８〜１２ビットのＤ／Ａコンバータ或はＡ／Ｄコンバータを使用する事が、コストを抑える面から有利である。この様な８〜１２ビットのＤ／Ａコンバータ或はＡ／Ｄコンバータを使用する場合には、上位のデータビットから使用し、余った下位のデータビットを「０」に設定する。   In each of the illustrated embodiments, a 3-bit or 4-bit D / A converter or A / D converter is used to simplify the description. However, in the actual case, it is advantageous from the viewpoint of cost reduction to use an 8 to 12 bit D / A converter or A / D converter widely used in the industry. When such an 8 to 12 bit D / A converter or A / D converter is used, the upper data bits are used, and the remaining lower data bits are set to “0”.

本発明の実施例１を示す回路図。1 is a circuit diagram showing Example 1 of the present invention. 複数のディジタル信号を１個のアナログ信号に合成する状態を説明する為の線図。The diagram for demonstrating the state which synthesize | combines a some digital signal to one analog signal. Ｄ／Ａコンバータ及びＡ／Ｄコンバータ部分で行なう、電圧とデータビットとの変換に就いて示す図。The figure which shows about the conversion of a voltage and a data bit performed in a D / A converter and an A / D converter part. 本発明の実施例２を示す回路図。The circuit diagram which shows Example 2 of this invention. アナログ検出信号をパルス幅変調信号に変換する状況を示す線図。The diagram which shows the condition which converts an analog detection signal into a pulse width modulation signal. 本発明の実施例３を示す回路図。The circuit diagram which shows Example 3 of this invention. １対の回転速度センサの検出信号に基づいて回転方向を判定する状態を説明する為の線図。The diagram for demonstrating the state which determines a rotation direction based on the detection signal of a pair of rotation speed sensor. 従来構造の１例を示す、図９のＡ−Ｏ−Ｂ断面図。AA-B cross-sectional view of FIG. 図８の左方から見た図。The figure seen from the left of FIG. 先発明に係る構造の１例を示す断面図。Sectional drawing which shows one example of the structure which concerns on a prior invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 車軸
２ 複列円すいころ軸受ユニット
３ エンドキャップ
４ 被検出部
５、５ａ 外輪
６、６ａ センサユニット
７ 支持環
８ センサホルダ
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 回転速度検出用センサ
１０、１０ａ 振動センサ
１１、１１ａ 温度センサ
１２ａ、１２ｂ 外輪軌道
１３ 取付孔
１４ 先端部
１５ａ、１５ｂ 公転速度検出用センサ
１６ａ、１６ｂ 転動体
１７ａ、１７ｂ 保持器
１８ａ、１８ｂ 公転速度検出用エンコーダ
１９ ハブ
２０ 回転速度検出用エンコーダ
２１、２１ａ、２１ｂ 信号伝達用ハーネス
２２ 通電用ハーネス
２３ 接地用ハーネス
２４、２４ａ、２４ｂ Ｄ／Ａコンバータ
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 入力端子
２６、２６ａ、２６ｂ Ａ／Ｄコンバータ
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 出力端子
２８ 変換器
２９ ローパスフィルタ
３０ ピークホールド回路
３１ 軸受箱
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axle 2 Double row tapered roller bearing unit 3 End cap 4 Detected part 5, 5a Outer ring 6, 6a Sensor unit 7 Support ring 8 Sensor holder 9, 9a, 9b, 9c Rotational speed detection sensor 10, 10a Vibration sensor 11, 11a Temperature sensor 12a, 12b Outer ring raceway 13 Mounting hole 14 Tip 15a, 15b Revolution speed detection sensor 16a, 16b Rolling element 17a, 17b Retainer 18a, 18b Revolution speed detection encoder 19 Hub 20 Rotational speed detection encoder 21, 21a, 21b Signal transmission harness 22 Current carrying harness 23 Grounding harness 24, 24a, 24b D / A converter 25a, 25b, 25c Input terminal 26, 26a, 26b A / D converter 27a, 27b, 27c Output terminal 28 Converter 29 Low-pass filter 3 0 Peak hold circuit 31 Bearing box

Claims (7)

それぞれが測定値を表すデータを検出信号として送り出す複数のセンサと、これら各センサへの電力供給を行なう為の電力供給路と、これら各センサから送り出される上記検出信号の送信を行なう信号伝達路とを備えたセンサ用信号送信装置に於いて、
Ｄ／Ａコンバータを組み込んだ送信回路と、Ａ／Ｄコンバータを組み込んだ受信回路とを備え、
このうちのＤ／Ａコンバータは、データビットが互いに異なる複数の入力端子を備えたものであり、
上記Ｄ／Ａコンバータの各入力端子に上記各センサの検出信号が、少なくともこれら各入力端子に入力される時点で、ディジタル信号として入力されており、
上記Ｄ／Ａコンバータは、上記各入力端子から入力された上記各センサの検出信号を合成して、単一のアナログ信号としてから出力する機能を有するものであり、
上記送信回路は、上記Ｄ／Ａコンバータにより合成された単一のアナログ信号を単一の上記信号伝達路に送り出すものであり、
上記Ａ／Ｄコンバータは、上記信号伝達路から単一の入力端子に送り込まれる上記単一のアナログ信号を、Ｄ／Ａコンバータで変換する以前の元のディジタル信号に変換して、その変換結果を、データビットが互いに異なる複数の出力端子より送り出す機能を有するものである
事を特徴とするセンサ用信号送信装置。 A plurality of sensors each sending data representing a measured value as a detection signal, a power supply path for supplying power to each sensor, and a signal transmission path for transmitting the detection signal sent from each sensor In a sensor signal transmission device comprising:
A transmitter circuit incorporating a D / A converter and a receiver circuit incorporating an A / D converter;
Of these, the D / A converter includes a plurality of input terminals having different data bits,
The detection signal of each sensor is input to each input terminal of the D / A converter as a digital signal at least when input to each input terminal.
The D / A converter has a function of synthesizing detection signals of the sensors input from the input terminals and outputting the combined signal as a single analog signal.
The transmission circuit sends out a single analog signal synthesized by the D / A converter to a single signal transmission path,
The A / D converter converts the single analog signal sent from the signal transmission path to a single input terminal into an original digital signal before being converted by the D / A converter, and converts the conversion result. A sensor signal transmitting device characterized by having a function of transmitting data from a plurality of output terminals having different data bits. 各センサがそれぞれ、測定値を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサである、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置。   The sensor signal transmission device according to claim 1, wherein each sensor is a digital sensor that transmits data representing a measurement value as a detection signal of a pulse train. 各センサがそれぞれ、測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサであり、これら各センサとＤ／Ａコンバータの入力端子との間にそれぞれ、上記アナログ検出信号をパルス幅変調信号に変換する変換器が設けられており、これら各変換器から出力されるパルス幅変調信号をＤ／Ａコンバータの各入力端子に入力しており、受信回路に、Ａ／Ｄコンバータの各出力端子から送り出されるパルス幅変調信号をアナログ信号に復調する復調器を組み込んでいる、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置。   Each sensor is an analog sensor that sends data representing a measured value as an analog detection signal. The analog detection signal is converted into a pulse width modulation signal between each sensor and the input terminal of the D / A converter. Converters for conversion are provided, pulse width modulation signals output from these converters are input to the input terminals of the D / A converter, and received from the output terminals of the A / D converter to the receiving circuit. The sensor signal transmission device according to claim 1, which incorporates a demodulator that demodulates the pulse width modulation signal to be sent out into an analog signal. 複数のセンサのうちの一部のセンサが、測定値を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサであり、残りのセンサが測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサであり、この残りのセンサとＤ／Ａコンバータの入力端子との間に、上記アナログ検出信号をパルス幅変調信号に変換する変換器が設けられており、この変換器から出力されるパルス幅変調信号をＤ／Ａコンバータの何れかの入力端子に入力しており、受信回路の一部で上記アナログ式のセンサから送り出される検出信号を伝達する出力端子に繋がる部分に、当該出力端子から送り出されるパルス幅変調信号をアナログ信号に復調する復調器を組み込んでいる、請求項１に記載したセンサ用信号送信装置。   Some of the plurality of sensors are digital sensors that send data representing measured values as detection signals of pulse trains, and the remaining sensors send data representing measured values as analog detection signals. A converter for converting the analog detection signal into a pulse width modulation signal is provided between the remaining sensor and the input terminal of the D / A converter, and the pulse width modulation output from the converter is provided. A signal is input to one of the input terminals of the D / A converter, and is sent from the output terminal to a part connected to an output terminal that transmits a detection signal sent from the analog sensor in a part of the receiving circuit. The sensor signal transmission device according to claim 1, which incorporates a demodulator that demodulates the pulse width modulation signal into an analog signal. 転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットに組み付けられた複数個のセンサと、これら各センサの検出信号を送信する為のセンサ用信号送信装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、互いに同心に配置された静止輪及び回転輪と、これら静止輪及び回転輪の表面のうちで互いに対向する部分に形成された静止側軌道と回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記各センサは、上記転がり軸受ユニットの構成部材の状態を測定するものであり、
上記センサ用信号送信装置は、請求項１〜４の何れかに記載したセンサ用送信装置である、
センサ用信号送信装置付転がり軸受ユニット。 A rolling bearing unit, a plurality of sensors assembled to the rolling bearing unit, and a sensor signal transmission device for transmitting detection signals of these sensors;
Among these, the rolling bearing unit includes a stationary wheel and a rotating wheel arranged concentrically with each other, and a stationary-side track and a rotating-side track formed on portions of the surfaces of the stationary wheel and the rotating wheel facing each other. And a plurality of rolling elements provided so as to be freely rollable.
Each of the above sensors measures the state of the constituent members of the rolling bearing unit,
The sensor signal transmission device is the sensor transmission device according to any one of claims 1 to 4.
Rolling bearing unit with sensor signal transmitter. 静止輪が内周面に複列の外輪軌道を形成した外輪であり、回転輪が外周面に複列の内輪軌道を形成したハブであり、転動体が、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に、１対の保持器に保持され、且つ、両列同士の間で接触角を互いに逆にした状態で、複列に配置されており、これら両保持器の一部に、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させた公転速度検出用エンコーダが全周に亙って設置されており、複数のセンサに、これら両公転速度検出用エンコーダの被検出面にそれぞれの検出面を対向させた、１対の公転速度検出用センサが含まれている、請求項５に記載したセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニット。   The stationary wheel is an outer ring in which a double row outer ring raceway is formed on the inner peripheral surface, the rotating wheel is a hub in which a double row inner ring raceway is formed on the outer peripheral surface, and the rolling elements are the inner ring raceway and the both outer ring raceways. Are held in a pair of cages and are arranged in double rows with the contact angles between the rows being opposite to each other. Revolution speed detection encoders whose characteristics of the detection surface are alternately changed in the circumferential direction are installed over the entire circumference, and a plurality of sensors are provided on each of the detection surfaces of the two revolution speed detection encoders. The rolling bearing unit with a sensor signal transmission device according to claim 5, comprising a pair of revolution speed detection sensors facing the detection surfaces. 各センサのうちの少なくとも１個のセンサが、転がり軸受ユニット部分の温度と振動とのうちの少なくとも一方を測定してその測定値を表す信号をアナログ検出信号として送り出す、アナログ式のセンサである、請求項５〜６の何れかに記載したセンサ用信号送信装置付転がり軸受ユニット。
At least one of the sensors is an analog sensor that measures at least one of temperature and vibration of the rolling bearing unit portion and sends a signal representing the measured value as an analog detection signal. A rolling bearing unit with a sensor signal transmission device according to any one of claims 5 to 6.
JP2004255065A 2004-09-02 2004-09-02 Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device Withdrawn JP2006072679A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004255065A JP2006072679A (en) 2004-09-02 2004-09-02 Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004255065A JP2006072679A (en) 2004-09-02 2004-09-02 Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006072679A true JP2006072679A (en) 2006-03-16

Family

ID=36153249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004255065A Withdrawn JP2006072679A (en) 2004-09-02 2004-09-02 Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006072679A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010133550A (en) * 2008-10-29 2010-06-17 Nsk Ltd Bearing for main spindle unit of machine tool, main spindle unit of machine tool, machine tool, and control method for main spindle unit of machine tool
JP2017003381A (en) * 2015-06-09 2017-01-05 株式会社ゼータ・ブリッジ Measurement device and measurement system
US20170176215A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Smc Corporation Position detecting device
CN107924177A (en) * 2015-08-31 2018-04-17 马波斯S.P.A.公司 Data processing and Transmission system and its method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010133550A (en) * 2008-10-29 2010-06-17 Nsk Ltd Bearing for main spindle unit of machine tool, main spindle unit of machine tool, machine tool, and control method for main spindle unit of machine tool
JP2014001854A (en) * 2008-10-29 2014-01-09 Nsk Ltd Bearing for main spindle unit of machine tool, main spindle unit of machine tool, and machine tool
JP2017003381A (en) * 2015-06-09 2017-01-05 株式会社ゼータ・ブリッジ Measurement device and measurement system
CN107924177A (en) * 2015-08-31 2018-04-17 马波斯S.P.A.公司 Data processing and Transmission system and its method
US20170176215A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Smc Corporation Position detecting device
CN107036632A (en) * 2015-12-16 2017-08-11 Smc株式会社 Position detecting device
KR101814046B1 (en) * 2015-12-16 2018-01-30 에스엠시 가부시키가이샤 Position detecting device
US10139247B2 (en) 2015-12-16 2018-11-27 Smc Corporation Position detecting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2005092704A (en) Wireless sensor system and bearing device with wireless sensor
EP1329727A8 (en) Rotation-speed sensor device
JP2005031063A (en) Load measuring device for rolling bearing unit, and rolling bearing unit for measuring load
JP2008157663A (en) Abnormality determining apparatus for rotation speed sensor, and abnormality determining apparatus for bearing apparatus
JPWO2018016236A1 (en) Sensing device wheel
JP2006072679A (en) Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device
JP4184350B2 (en) 6 component force measuring system for wheel
KR20050093791A (en) Rolling bearing unit with sensor
JP2006200953A (en) System for constant velocity universal joint-driveshaft measurement
JP2006092412A (en) Rotation supporting device with sensor
JP2007210491A (en) Arithmetic unit and arithmetic network system for peripheral device of wheel
JP2006189321A (en) Rotational speed detection device
JP2006329692A (en) Rolling bearing unit with load measuring instrument
JP5242122B2 (en) Drive shaft axial torque measuring device and measuring method
JP5242120B2 (en) Drive shaft axial torque measuring device and measuring method
JP2008292223A (en) State quantity measuring device of rolling bearing unit
JP4899628B2 (en) Load measuring device of rolling bearing unit, manufacturing method and manufacturing device thereof
JP4752483B2 (en) Rolling bearing unit with displacement measuring device and rolling bearing unit with load measuring device
JP4899612B2 (en) Load measuring device for rolling bearing units
JP4821331B2 (en) Displacement measuring device for rolling bearing unit and load measuring device for rolling bearing unit
JP2004191181A (en) Temperature sensor device and rolling device with the same
JP2006079404A (en) Multiplexing transmission/reception device for sensor signal
JP2007057342A (en) Rolling bearing unit with load measuring device
JP2006072621A (en) System for detecting angle of rotation
JP2004340579A (en) Instrument for measuring load of rolling bearing unit, and rolling bearing unit for measuring load

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070413

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070827

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090728