JP2007164811A - Wireless sensor - Google Patents

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Koichi Morita
耕一 森田
Tomoyuki Yanagisawa
知之 柳沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing unit with a sensor which is provided with a power source unit capable of supplying stable electric power and outputs detected signals on radio. <P>SOLUTION: A wireless sensor 21 is provided with a detection part 29 which detects detection objects; a control part 30 which processes detected signals of the detection part; a transmitting part 31 which transmits output being controlled by the control part by ultrasonic wave (or radio) W; and a power supply unit 32 which supplies electric power to the detection part, the control part, and transmitting part. This power supply unit is provided with a dynamo 33 having a coil and a magnetic flux change means which changes magnetic flux passing this coil, a secondary cell (storage battery part) 34 which stores electricity generated by the dynamo and discharges it, and a charge circuit 35 which controls storing and discharge of the storage battery part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械、産業機械、車両などに用いられる軸受や直動装置など相対運動する部位に組込まれ、検出対象を検出して無線で出力するワイヤレスセンサに関する。   The present invention relates to a wireless sensor that is incorporated in a part that relatively moves, such as a bearing or a linear motion device used in a machine tool, an industrial machine, a vehicle, and the like, and detects a detection target and outputs it wirelessly.

自動車や鉄道車両など車両の車軸である回転軸を支持する軸受や、加工機や組立装置など産業機械に適用されるボールねじやリニアガイドなどの直動装置及び軸受は、運動することによって振動を生じたり、摩擦によって発熱したりする。これらの振動や温度は軸受や直動装置の寿命に影響する。したがって、特に装置の内部などの点検が難しい部分に取り付けられている軸受や直動装置については、汎用品である振動センサや温度センサを予め別途用意し、それを必要に応じて対象となる部位に取り付け、検出信号を信号線で出力している。振動センサや温度センサが電力を必要とするものである場合、電力を給電線により供給している。   Bearings that support rotating shafts, which are the axles of vehicles such as automobiles and railway vehicles, and linear motion devices and bearings such as ball screws and linear guides that are applied to industrial machines such as processing machines and assembly equipment, vibrate by movement. It generates or generates heat due to friction. These vibrations and temperatures affect the life of bearings and linear motion devices. Therefore, especially for bearings and linear motion devices that are attached to parts that are difficult to inspect, such as the inside of the device, a general-purpose vibration sensor or temperature sensor is prepared separately, and the target parts are provided as necessary. The detection signal is output via a signal line. When the vibration sensor or the temperature sensor requires electric power, the electric power is supplied through a feeder line.

また、転がり軸受にワイヤレスセンサを設け、このセンサに電力を一次電池により供給し、検出信号を電波で送信するようにすることが、本発明者により試みられている。   Further, the present inventor has attempted to provide a wireless sensor on the rolling bearing, supply electric power to the sensor by a primary battery, and transmit a detection signal by radio waves.

信号線で検出信号を出力すると、安定した出力信号が得られる。給電線で電力を供給すると、安定した電力の供給が得られる。また、信号線と給電線は、通常1つに束ねられた多芯ケーブル(以下、ケーブルと省略して記す)にして使用されることが多い。しかしながら、ケーブルが接続されたセンサは、軸受の回転側に直接取り付けることができない。また、ケーブルが接続されたセンサを直動装置の可動体に取り付けると、ケーブルが繰り返し屈曲され、断線することがある。   When a detection signal is output through the signal line, a stable output signal can be obtained. When power is supplied through the feeder line, stable power supply can be obtained. In many cases, the signal line and the power supply line are usually used as a multicore cable (hereinafter abbreviated as a cable) bundled together. However, the sensor to which the cable is connected cannot be directly attached to the rotating side of the bearing. Moreover, when the sensor connected with the cable is attached to the movable body of the linear motion device, the cable may be repeatedly bent and disconnected.

ワイヤレスセンサは、予め設定された閾値を超えたときに電波を出力するようにすることで消費電力を少なくし、一次電池を備えることで比較的長期間使用することが可能である。しかし、閾値を超える振動が長時間出力されるなどによって電力を消耗するので、一次電池は、いずれ交換しなければならない。   A wireless sensor reduces power consumption by outputting radio waves when a preset threshold value is exceeded, and can be used for a relatively long period of time by including a primary battery. However, since the power is consumed due to, for example, the vibration exceeding the threshold being output for a long time, the primary battery must be replaced.

また、検出対象となるものを継続的に検出するためには、安定した電源が必要である。動力源の回転軸のように安定した回転速度が得られる場所に設けられる軸受では、面対向発電機を備えることでセンサに安定した電力が供給されるが、加工機や組立装置などの産業機械に設けられている軸受或いはボールねじやリニアガイドなどの直動装置は、速度が変動したり断続的に動いたりするため、安定した電力を供給することが難しい。   In addition, a stable power source is necessary to continuously detect the detection target. In bearings provided in places where a stable rotational speed can be obtained, such as a rotating shaft of a power source, a stable electric power is supplied to the sensor by providing a face-to-face generator, but industrial machines such as processing machines and assembly equipment A linear motion device such as a bearing or a ball screw or a linear guide provided in the motor is difficult to supply a stable power because the speed fluctuates or moves intermittently.

そこで、本発明は、安定した電力を供給可能な電源装置を備え、検出した信号を無線で出力するワイヤレスセンサを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless sensor that includes a power supply device capable of supplying stable power and outputs a detected signal wirelessly.

本発明に係るワイヤレスセンサは、検出部と制御部と送信部と電源装置とを備える。検出部は、検出対象を検出する。制御部は、検出部の検出信号を処理する。送信部は、制御部に制御されて出力を無線で送信する。電源装置は、検出部と制御部と送信部とに電力を供給する。この電源装置は、発電機と蓄電部と充電回路とを具備する。発電機は、コイルおよびこのコイルを通る磁束を変化させる磁束変動手段を有する。蓄電部は、発電機によって発電された電気を蓄電して放出する。充電回路は、蓄電部の蓄電および放電を制御する。   A wireless sensor according to the present invention includes a detection unit, a control unit, a transmission unit, and a power supply device. The detection unit detects a detection target. The control unit processes the detection signal of the detection unit. The transmission unit is controlled by the control unit to transmit the output wirelessly. The power supply device supplies power to the detection unit, the control unit, and the transmission unit. The power supply device includes a generator, a power storage unit, and a charging circuit. The generator has a coil and magnetic flux variation means for changing the magnetic flux passing through the coil. The power storage unit stores and discharges electricity generated by the generator. The charging circuit controls power storage and discharging of the power storage unit.

本発明に係る他のワイヤレスセンサは、検出部と制御部と送信部と電源装置とを備える。検出部は、検出対象を検出する。制御部は、検出部の検出信号を処理する。送信部は、制御部に制御されて出力を無線で送信する。電源装置は、検出部と制御部と送信部とに電力を供給する。この電源装置は、発電機と蓄電部と充電回路とを具備する。発電機は、熱発電素子を有する。蓄電部は、発電機によって発電された電気を蓄電して放出する。充電回路は、蓄電部の蓄電および放電を制御する。   Another wireless sensor according to the present invention includes a detection unit, a control unit, a transmission unit, and a power supply device. The detection unit detects a detection target. The control unit processes the detection signal of the detection unit. The transmission unit is controlled by the control unit to transmit the output wirelessly. The power supply device supplies power to the detection unit, the control unit, and the transmission unit. The power supply device includes a generator, a power storage unit, and a charging circuit. The generator has a thermoelectric generator. The power storage unit stores and discharges electricity generated by the generator. The charging circuit controls power storage and discharging of the power storage unit.

発電機と蓄電部を具備した発電装置で検出部と制御部と送信部に電力を供給することで、部品交換の頻度が少なく、かつ電力を安定して供給できるワイヤレスセンサとすることができる。   By supplying electric power to the detection unit, the control unit, and the transmission unit with a power generation device including a generator and a power storage unit, a wireless sensor that can supply power stably with less frequency of component replacement can be obtained.

本発明の第1の実施形態のワイヤレスセンサ1について、図1及び図2を参照して説明する。図1に示すスライドテーブル2は、ボールねじ3を備えている。ボールねじ3のねじ軸4の両端部は、ベース5に固定された軸受6によって、回転自在に支持されている。このねじ軸4の片端には、駆動部となるモータ7がカップリング8によって連結されている。テーブル9は、ボールねじ3のナット10に固定されており、ねじ軸4が回転することで、軸方向に滑らかに移動する。   A wireless sensor 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A slide table 2 shown in FIG. 1 includes a ball screw 3. Both ends of the screw shaft 4 of the ball screw 3 are rotatably supported by bearings 6 fixed to the base 5. A motor 7 serving as a drive unit is connected to one end of the screw shaft 4 by a coupling 8. The table 9 is fixed to the nut 10 of the ball screw 3 and moves smoothly in the axial direction when the screw shaft 4 rotates.

ナット10には、ワイヤレスセンサ1が取り付けられている。このワイヤレスセンサ1は、検出対象の一例であるボールねじ3の振動を検出する検出部11と、この検出部11によって検出された信号を処理する制御部12と、その結果に基づき制御部12に制御されて電波Rを無線出力する送信部としての発信装置13とを備えている。   A wireless sensor 1 is attached to the nut 10. The wireless sensor 1 includes a detection unit 11 that detects vibration of a ball screw 3 that is an example of a detection target, a control unit 12 that processes a signal detected by the detection unit 11, and a control unit 12 based on the result. And a transmission device 13 as a transmission unit that is controlled to wirelessly output the radio wave R.

また、図2のブロック図で示すようにこのワイヤレスセンサ1は、検出部11と制御部12と発信装置13のそれぞれに電力を供給する電源装置14を備えている。この電源装置14は、発電機である光電変換体、例えば太陽電池15と、蓄電部である二次電池16とを備えている。太陽電池15と二次電池16の間には、二次電池16に溜まった電気が逆流しないように設けられるダイオードや二次電池16への過充電防止機能などを備えた充電回路17が設けられている。なお、図2における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。   As shown in the block diagram of FIG. 2, the wireless sensor 1 includes a power supply device 14 that supplies power to each of the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13. The power supply device 14 includes a photoelectric conversion body that is a generator, such as a solar battery 15, and a secondary battery 16 that is a power storage unit. Between the solar battery 15 and the secondary battery 16, there is provided a charging circuit 17 having a diode provided so that the electricity accumulated in the secondary battery 16 does not flow backward, a function of preventing overcharge of the secondary battery 16, and the like. ing. In FIG. 2, a thick solid line indicates a power supply path, and a thin solid line indicates a signal path.

ワイヤレスセンサ1に光が当たると、太陽電池15によって発電され、検出部11と制御部12と発信装置13に電力が供給されるとともに、その余剰分が二次電池16に蓄えられる。そして、二次電池16の容量が一杯になると、充電回路17によって過充電が防止される。また、ワイヤレスセンサ1に当たる光が弱まり、太陽電池15の出力が低下すると、二次電池16に蓄えられた電力が放出されて検出部11と制御部12と発信装置13に電力が供給される。発電機として太陽電池15を採用しているので、光量が不足して電力が不足する場合には、外部から光を照射することで容易に補うことが可能である。   When the light hits the wireless sensor 1, power is generated by the solar cell 15, power is supplied to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13, and the surplus is stored in the secondary battery 16. When the capacity of the secondary battery 16 is full, the charging circuit 17 prevents overcharging. Further, when the light hitting the wireless sensor 1 is weakened and the output of the solar battery 15 is reduced, the power stored in the secondary battery 16 is released and the power is supplied to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13. Since the solar cell 15 is employed as the generator, when the amount of light is insufficient and the power is insufficient, it can be easily compensated by irradiating light from the outside.

このように、ワイヤレスセンサ1の電源装置14に発電機である太陽電池15を備えているので、電池切れによる部品の交換が不要である。また、電源装置14に太陽電池15とともに二次電池16を具備しているので、ナット10に当たる光量が多少変化しても検出部11と制御部12と発信装置13に安定した電力を供給することができる。   Thus, since the power supply device 14 of the wireless sensor 1 includes the solar battery 15 that is a generator, it is not necessary to replace parts due to battery exhaustion. In addition, since the power supply device 14 includes the secondary battery 16 together with the solar battery 15, stable power is supplied to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13 even if the amount of light hitting the nut 10 slightly changes. Can do.

次に、本発明の第2の実施形態のワイヤレスセンサ21について、図3及び図4を参照して説明する。図3に示す軸受22は、外輪23がハウジング24と嵌合し、内輪25が回転軸26の中ほどに嵌合している。また、外輪23の端部27の一部には、凹部28が設けられており、ワイヤレスセンサ21が取り付けられている。   Next, a wireless sensor 21 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the bearing 22 shown in FIG. 3, the outer ring 23 is fitted to the housing 24, and the inner ring 25 is fitted to the middle of the rotating shaft 26. Further, a recess 28 is provided in a part of the end 27 of the outer ring 23, and the wireless sensor 21 is attached.

図4のブロック図に示すようにワイヤレスセンサ21には、検出対象の一例である温度を検出する検出部29と、この検出部29によって検出された信号を処理する制御部30と、その結果に基づいて制御部30に制御されて音、例えば超音波Wを無線出力する送信部としての発信装置31とを備えている。また、ワイヤレスセンサ21は、検出部29と制御部30と発信装置31のそれぞれに電力を供給する電源装置32を備えている。この電源装置32は、電磁誘導の原理により磁束の変化(誘導起電力)で発電する発電機33と、発電された電気を一次的に蓄える蓄電部である二次電池34と、充電回路35を備えている。この充電回路35は、発電機33で発電された電気を二次電池34に充電できるように直流に変換するとともに、二次電池34への過充電防止機能を備えている。なお、図4における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。   As shown in the block diagram of FIG. 4, the wireless sensor 21 includes a detection unit 29 that detects a temperature that is an example of a detection target, a control unit 30 that processes a signal detected by the detection unit 29, and a result thereof. The transmitter 31 is controlled by the control unit 30 based on the above, and a transmitter 31 as a transmitter that wirelessly outputs a sound, for example, an ultrasonic wave W. The wireless sensor 21 includes a power supply device 32 that supplies power to the detection unit 29, the control unit 30, and the transmission device 31. The power supply device 32 includes a generator 33 that generates power by a change in magnetic flux (inductive electromotive force) according to the principle of electromagnetic induction, a secondary battery 34 that is a power storage unit that temporarily stores generated electricity, and a charging circuit 35. I have. The charging circuit 35 converts the electricity generated by the generator 33 into a direct current so that the secondary battery 34 can be charged, and has a function of preventing the secondary battery 34 from being overcharged. In FIG. 4, a thick solid line indicates a power supply path, and a thin solid line indicates a signal path.

発電機33は、軸受22の外輪23に固定されている起電部36とその誘導体となる内輪25に固定されている歯車37を備えている。なお、この歯車37は、内輪25と一体に設けられていてもよい。また、ワイヤレスセンサ21を内輪25に取り付ける場合は、起電部36を内輪25に、歯車37を外輪23にそれぞれ取り付ける。なお、歯車37は、装置の一部として設けられている歯車であってもよいし、専用に設けられた歯車であってもよい。起電部36は、歯車37の半径方向に配置されたポールピース39と、ポールピース39に巻かれたコイル40と、ポールピース39を介して歯車37と反対側に取り付けられた磁石41を備えている。なお、ポールピース39は、磁束を誘導する部材、例えば鉄を主成分とする部材、好ましくは強磁性体からなる棒状の部品とするとよい。歯車37、ポールピース39、磁石41は、コイル40の中を通る磁束を変化させる磁束変動手段の一例である。   The generator 33 includes an electromotive portion 36 fixed to the outer ring 23 of the bearing 22 and a gear 37 fixed to the inner ring 25 serving as a derivative thereof. The gear 37 may be provided integrally with the inner ring 25. When the wireless sensor 21 is attached to the inner ring 25, the electromotive unit 36 is attached to the inner ring 25 and the gear 37 is attached to the outer ring 23. The gear 37 may be a gear provided as a part of the apparatus, or may be a dedicated gear. The electromotive unit 36 includes a pole piece 39 disposed in the radial direction of the gear 37, a coil 40 wound around the pole piece 39, and a magnet 41 attached to the opposite side of the gear 37 via the pole piece 39. ing. The pole piece 39 may be a member that induces magnetic flux, for example, a member mainly composed of iron, preferably a rod-shaped component made of a ferromagnetic material. The gear 37, the pole piece 39, and the magnet 41 are an example of magnetic flux changing means that changes the magnetic flux passing through the coil 40.

したがって、回転軸26が回ると歯車37の歯面37aがポールピース39に近付いたり離れたりすることでポールピース39を通る磁束が変化し、ポールピース39に巻かれたコイル40に誘導起電力が発生することで発電される。誘導起電力で発電された電気は、通常交流であるので、充電回路35で直流に変換した後、検出部29と制御部30と発信装置31に供給するとともに、二次電池34に蓄えられる。   Therefore, when the rotating shaft 26 rotates, the tooth surface 37a of the gear 37 approaches or separates from the pole piece 39, whereby the magnetic flux passing through the pole piece 39 changes, and an induced electromotive force is applied to the coil 40 wound around the pole piece 39. It generates electricity by generating. Since the electricity generated by the induced electromotive force is normally alternating current, it is converted into direct current by the charging circuit 35 and then supplied to the detection unit 29, the control unit 30, and the transmission device 31 and stored in the secondary battery 34.

二次電池34に蓄えられた電気は、回転軸26の回転速度が遅くなって発電機33の出力が不足したときや、停止して発電がなされていないときに放出され、検出部29と制御部30と発信装置31に電力が供給される。   The electricity stored in the secondary battery 34 is released when the rotation speed of the rotary shaft 26 becomes slow and the output of the generator 33 is insufficient, or when the power is stopped and power is not generated, and is controlled by the detection unit 29. Electric power is supplied to the unit 30 and the transmitter 31.

このように、電源装置32に誘導励起型の発電機33を備えることで、一次電池を備えなくてもワイヤレスセンサ21に電力を供給することができる。また、二次電池34を備えているので、回転軸26の回転数が低下したり停止したりした場合でも、途切れることなく安定した電力を供給することができる。   Thus, by providing the power supply device 32 with the induction excitation type generator 33, it is possible to supply power to the wireless sensor 21 without providing a primary battery. In addition, since the secondary battery 34 is provided, stable power can be supplied without interruption even when the rotational speed of the rotary shaft 26 decreases or stops.

次に、本発明の第3の実施形態のワイヤレスセンサ51について、図5及び図6を参照して説明する。図5に示す加振装置52は、リニアガイド53と油圧シリンダ54を備えている。油圧シリンダ54は、リニアガイド53のベアリング55の上に取り付けられたテーブル56と連結されており、ピストン57の伸縮によりテーブル56をリニアガイド53に沿って往復移動させる。   Next, a wireless sensor 51 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The vibration device 52 illustrated in FIG. 5 includes a linear guide 53 and a hydraulic cylinder 54. The hydraulic cylinder 54 is connected to a table 56 mounted on the bearing 55 of the linear guide 53, and reciprocates the table 56 along the linear guide 53 by expansion and contraction of the piston 57.

テーブル56には、ワイヤレスセンサ51が取り付けられている。このワイヤレスセンサ51は、テーブル56に乗せた試験体58に働く加速度の変化を計測するために、検出対象の一例である圧力または歪みを検出する検出部59を備えている。また、図6のブロック図に示すようにワイヤレスセンサ51は、検出部59で検出された信号を処理する制御部60と、その結果に基づいて制御部60に制御されて光、例えば赤外線Pを無線出力する送信部としての発信装置61と、検出部59と制御部60と発信装置61に電力を供給する電源装置62及び一次電池63を備えている。電源装置62は、発電機である熱発電素子64と、発電された電気を一次的に蓄える蓄電部である二次電池65と、充電回路66を備えている。熱発電素子64は、温度差によって直接発電する、いわゆる、ゼーベック効果により発電する素子である。充電回路66は、二次電池65に蓄えられた電気の逆流を防止するダイオードや二次電池65への過充電防止機能を備えている。また、制御部60は、二次電池65に蓄電されている電力量を知るために、信号線69で二次電池65の電圧を検出している。なお、図6における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。   A wireless sensor 51 is attached to the table 56. The wireless sensor 51 includes a detection unit 59 that detects pressure or strain, which is an example of a detection target, in order to measure a change in acceleration acting on the test body 58 placed on the table 56. Further, as shown in the block diagram of FIG. 6, the wireless sensor 51 includes a control unit 60 that processes a signal detected by the detection unit 59, and controls the control unit 60 based on a result thereof to output light, for example, infrared P. A transmitter 61 as a transmitter that outputs wirelessly, a detector 59, a controller 60, a power supply device 62 that supplies power to the transmitter 61, and a primary battery 63 are provided. The power supply device 62 includes a thermoelectric generator 64 that is a generator, a secondary battery 65 that is a power storage unit that temporarily stores generated electricity, and a charging circuit 66. The thermoelectric generator 64 is an element that generates power directly by a so-called Seebeck effect, which generates power directly by a temperature difference. The charging circuit 66 includes a diode that prevents the reverse flow of electricity stored in the secondary battery 65 and a function of preventing overcharge of the secondary battery 65. Further, the control unit 60 detects the voltage of the secondary battery 65 through the signal line 69 in order to know the amount of power stored in the secondary battery 65. In FIG. 6, a thick solid line indicates a power supply path, and a thin solid line indicates a signal path.

電源装置62と一次電池63は、並列に設けられており、制御部60によって制御される第1のスイッチ67と第2のスイッチ68によって負荷側への接続がそれぞれ切り換えられる。熱発電素子64が充分な電力を供給可能なときは、第1のスイッチ67を閉状態、第2のスイッチ68を開状態にして、負荷としての検出部59と制御部60と発信装置61に電力を供給するとともに、余剰電力を二次電池65に蓄電する。外気の温度の変化や電力消費側の負荷によって、熱発電素子64の起電力が変動する場合があるが、二次電池65に蓄電した電気が放出されることで安定した電力が供給される。   The power supply device 62 and the primary battery 63 are provided in parallel, and the connection to the load side is switched by the first switch 67 and the second switch 68 controlled by the control unit 60, respectively. When the thermoelectric generator 64 can supply sufficient power, the first switch 67 is closed, the second switch 68 is opened, and the detection unit 59, the control unit 60, and the transmission device 61 as loads are connected. While supplying electric power, the surplus electric power is stored in the secondary battery 65. Although the electromotive force of the thermoelectric generator 64 may fluctuate due to a change in the temperature of the outside air or a load on the power consumption side, stable power is supplied by discharging the electricity stored in the secondary battery 65.

また、熱発電素子64に生じる温度差が小さい場合や、消費電力が大きくて電源装置62の電力が不足する場合は、第1のスイッチ67と第2のスイッチ68をともに閉状態にして、一次電池63で電力の不足分を補う。さらに、熱発電素子64に生じる温度差がほとんど無く、充分な電力が得られない場合は、第2のスイッチ68を閉状態にした後、第1のスイッチ67を開状態にして、一次電池63から電力を供給する。   Further, when the temperature difference generated in the thermoelectric generator 64 is small, or when the power consumption is large due to large power consumption, both the first switch 67 and the second switch 68 are closed, and the primary switch The battery 63 compensates for the shortage of power. Further, when there is almost no temperature difference generated in the thermoelectric generator 64 and sufficient power cannot be obtained, the first switch 67 is opened after the second switch 68 is closed, and the primary battery 63 is opened. To supply power.

したがって、電源装置62によって検出部59と制御部60と発信装置61に電力が充分供給されている場合、第2のスイッチ68が開状態であるので、一次電池63は、電力の消耗が抑制されて寿命が延びる。また、電池容量の小さい一次電池でも対応可能であるため、ワイヤレスセンサ51をさらに小型化することができる。   Therefore, when power is sufficiently supplied to the detection unit 59, the control unit 60, and the transmission device 61 by the power supply device 62, since the second switch 68 is in an open state, the primary battery 63 is prevented from consuming power. Life is extended. In addition, since a primary battery with a small battery capacity can be used, the wireless sensor 51 can be further downsized.

このように、熱発電素子64と二次電池65を備えた電源装置62を一次電池63と併用することで、検出部59と制御部60と発信装置61にさらに安定した電力を供給することができる。なお、図6において第1のスイッチ67と第2のスイッチ68は、ともに閉状態で記されているが、それぞれ制御部60によって励起されて開状態になる、いわゆるb接点スイッチであって、制御部60に電力を常に供給するために、第1のスイッチ67または第2のスイッチ68の少なくともいずれか一方が常に閉状態であるようにそれぞれ開閉作動する。また、第1のスイッチ67及び第2のスイッチ68は、メカニカルな接点だけでなくトランジスタやFET(Field Effect Transistor)などの半導体スイッチでもよい。   As described above, by using the power supply device 62 including the thermoelectric generator 64 and the secondary battery 65 together with the primary battery 63, more stable power can be supplied to the detection unit 59, the control unit 60, and the transmission device 61. it can. Although both the first switch 67 and the second switch 68 are shown in the closed state in FIG. 6, they are so-called b contact switches that are excited by the control unit 60 and opened. In order to constantly supply power to the unit 60, the first switch 67 and the second switch 68 are opened and closed so that at least one of them is always closed. The first switch 67 and the second switch 68 may be not only mechanical contacts but also semiconductor switches such as transistors and FETs (Field Effect Transistors).

第1の実施形態から第3の実施形態において、ボールねじ3、軸受22、加振装置52にそれぞれワイヤレスセンサ1,21,51を適用して説明したが、加振装置52に適用されたリニアガイド53などの直動装置にワイヤレスセンサ1,21,51を取り付けて使用してもよい。   In the first to third embodiments, the wireless sensors 1, 21, 51 are applied to the ball screw 3, the bearing 22, and the vibration device 52, respectively, but the linear sensor applied to the vibration device 52 is described. The wireless sensors 1, 21, 51 may be attached to a linear motion device such as the guide 53.

また、第1の実施形態から第3の実施形態において、ボールねじ3や軸受22または加振装置52が断続的に回転や移動を繰り返す場合は、ワイヤレスセンサ1,21,51の電源装置14,32,62の発電部に、錘(慣性体)の回転運動或いは揺動運動をギヤで増幅して発電ロータを回転させ、コイルに誘導起電力を発生させるいわゆる運動エネルギー変換式発電機を用いてもよい。   In the first to third embodiments, when the ball screw 3, the bearing 22, or the vibration device 52 repeats rotating and moving intermittently, the power supply devices 14 of the wireless sensors 1, 21, 51, A so-called kinetic energy conversion type generator is used in which 32 or 62 power generation units amplify the rotational motion or swing motion of a weight (inertial body) with a gear to rotate a power generation rotor and generate an induced electromotive force in a coil. Also good.

また、第1の実施形態の発電機は太陽電池15、第2の実施形態の発電機は電磁誘導による発電機33、第3の実施形態の発電機は熱発電素子64としたが、本発明を実施する上での一形態であるので、ワイヤレスセンサの使用状況に応じて太陽電池、電磁誘導による発電機、熱発電素子、運動エネルギー変換式発電機を単独で、或いは組合せて、さらには一次電池と併用して設けてもよい。また、蓄電部は二次電池16,34,65としたが、コンデンサで置き換えることも可能である。   The generator of the first embodiment is the solar cell 15, the generator of the second embodiment is the electromagnetic induction generator 33, and the generator of the third embodiment is the thermoelectric generator 64. Therefore, a solar cell, an electromagnetic induction generator, a thermal power generation element, a kinetic energy conversion type generator can be used alone or in combination depending on the use state of the wireless sensor, and further primary. You may provide together with a battery. Further, although the power storage unit is the secondary battery 16, 34, 65, it can be replaced with a capacitor.

第1の実施形態の検出部11は振動を、第2の実施形態の検出部29は温度を、第3の実施形態の検出部59は圧力または歪みを検出するものとしたが、本発明を実施する上での一形態であるので、それぞれの検出部11,29,59は、用途目的に合わせて振動、温度、圧力、歪み、湿度、速度、角度などを検出できるように単独で、或いは組合せて設けてもよい。   The detection unit 11 of the first embodiment detects vibration, the detection unit 29 of the second embodiment detects temperature, and the detection unit 59 of the third embodiment detects pressure or strain. Since it is one form in carrying out, each detection part 11, 29, 59 is independent so that a vibration, temperature, pressure, distortion, humidity, speed, an angle, etc. can be detected according to the purpose of use, or You may provide in combination.

さらに、第1の実施形態の送信部は電波Rで無線出力する発信装置13、第2の実施形態の送信部は超音波Wで無線出力する発信装置31、第3の実施形態の送信部は赤外線Pで無線出力する発信装置61としたが、ワイヤレスセンサの使用状況や出力を受信する側の条件に対応した発信装置であればよいので、ワイヤレスセンサ1の発信装置が超音波Wで出力する発信装置31または赤外線Pで出力する発信装置61であってもよいし、ワイヤレスセンサ21の発信装置が、電波Rで出力する発信装置13または赤外線Pで出力する発信装置61であってもよいし、ワイヤレスセンサ51の発信装置が電波Rで出力する発信装置または超音波Wで出力する発信装置31であってもよい。   Furthermore, the transmission unit of the first embodiment is a transmission device 13 that wirelessly outputs with radio waves R, the transmission unit of the second embodiment is a transmission device 31 that wirelessly outputs with ultrasonic waves W, and the transmission unit of the third embodiment is Although the transmitter 61 wirelessly outputs with the infrared P, any transmitter corresponding to the usage condition of the wireless sensor and the condition on the side of receiving the output may be used, so the transmitter of the wireless sensor 1 outputs with the ultrasonic wave W. The transmitting device 31 or the transmitting device 61 that outputs by infrared P may be used, and the transmitting device of the wireless sensor 21 may be the transmitting device 13 that outputs by radio wave R or the transmitting device 61 that outputs by infrared P. The transmitter of the wireless sensor 51 may be a transmitter that outputs the radio wave R or a transmitter 31 that outputs the ultrasonic wave W.

また、以上のようにワイヤレスセンサ1,21,51は、検出対象を無線で出力するので、有線で信号を取り出し難い軸受の静止側などにも適用することができるのでよい。   In addition, as described above, the wireless sensors 1, 21 and 51 output the detection target wirelessly, and therefore may be applied to the stationary side of a bearing where it is difficult to take out a signal by wire.

本発明に係る第4の実施形態のワイヤレスセンサ71について、図2、図7を参照して説明する。なお、第1から第3の実施形態のワイヤレスセンサ1,21,51と同じ構成要素は、同一の符号を付してその説明を省略する。   A wireless sensor 71 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same components as those of the wireless sensors 1, 21, 51 of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図7に示すワイヤレスセンサ71は、図2のブロック図に示す検出部11、制御部12、発信装置13、電源装置14の二次電池16及び充電回路17をセンサケース72に内蔵し、光電変換体の一例である太陽電池15と、アンテナ73をこのセンサケース72の外表面に取り付けて形成されている。太陽電池15は、検出部11と制御部12と発信装置13に十分な電力を供給できる面積であればよい。具体的には、図7の(A)のように例えば検出対象が測定される軸受を納めたハウジングHの取付部と接する設置面と反対側の面(上面)72tに取り付けてもよいし、図7の(B)のように設置面から立ち上がる面(側面)72sに取り付けてもよいし、図7の(C)のように設置面を除く全ての面72t,72sに取り付けてもよいし、光の当たる範囲に部分的に取り付けてもよい。このとき、太陽電池15は、各面に接着やねじ止めによって取り付ける。アンテナ73は、センサケース72を貫通して発信装置13に接続されている。なお、アンテナ73は、電波Rを好適に出力できる形態のものであればよいので、図7に示す棒状のアンテナ73以外にループ状や面状のアンテナであってもよく、取り付け位置もこのワイヤレスセンサ71を設置した周囲の環境に応じて変えてもよい。側面72sに取り付けられた棒状のもの以外のものであってもよい。ワイヤレスセンサ71の設置面の形状は、図7において平坦であるが、ハウジングHの取付部の形状に合わせて作られることが好ましい。また、ハウジングHへの取付方法は、図7のようにねじで固定するほか、ハウジングHの取付部が強磁性体である場合は、設置面に磁石を装着し、この磁石の吸着力によってワイヤレスセンサ71を被測定対象に固定してもよいし、接着剤で貼り付けてもよい。なお、センサケースの形状は、図7に示した箱形に限らず、円筒形、半球状のドーム形などでもよい。この場合、太陽電池は、センサケースの光が当たる範囲に取付けられる。   The wireless sensor 71 shown in FIG. 7 includes the detection unit 11, the control unit 12, the transmission device 13, the secondary battery 16 of the power supply device 14 and the charging circuit 17 shown in the block diagram of FIG. The solar cell 15, which is an example of a body, and an antenna 73 are attached to the outer surface of the sensor case 72. The solar cell 15 should just be an area which can supply sufficient electric power to the detection part 11, the control part 12, and the transmitter 13. FIG. Specifically, as shown in FIG. 7A, for example, it may be attached to a surface (upper surface) 72t opposite to the installation surface in contact with the mounting portion of the housing H that houses the bearing whose detection target is measured, It may be attached to a surface (side surface) 72s rising from the installation surface as shown in FIG. 7B, or may be attached to all surfaces 72t and 72s except the installation surface as shown in FIG. 7C. Alternatively, it may be partially attached to the area exposed to light. At this time, the solar cell 15 is attached to each surface by bonding or screwing. The antenna 73 passes through the sensor case 72 and is connected to the transmission device 13. The antenna 73 may be of any form that can suitably output the radio wave R, and may be a loop-shaped or planar antenna other than the rod-shaped antenna 73 shown in FIG. You may change according to the surrounding environment in which the sensor 71 was installed. It may be other than a rod-like one attached to the side surface 72s. The shape of the installation surface of the wireless sensor 71 is flat in FIG. 7, but is preferably made according to the shape of the mounting portion of the housing H. In addition to fixing the housing H with a screw as shown in FIG. 7, when the mounting portion of the housing H is a ferromagnetic body, a magnet is attached to the installation surface, and the magnet's adsorption force makes it wireless. The sensor 71 may be fixed to the object to be measured, or may be attached with an adhesive. The shape of the sensor case is not limited to the box shape shown in FIG. 7, but may be a cylindrical shape or a hemispherical dome shape. In this case, the solar cell is attached in a range where the light from the sensor case is irradiated.

以上のように構成されたワイヤレスセンサ71は、太陽電池15で発電した電力のうち余剰電力を充電回路17によって二次電池16に充電する。そして、光量が低下したときに、二次電池16に蓄電されている電力を放電し、太陽電池15で発電される電力を補う。したがって、このワイヤレスセンサ71は、太陽電池15に常時必要十分な光量が得られる環境下では勿論のこと、光量が低下して太陽電池15が発電する電力が低下した場合にも、二次電池16から電力を補うことで、安定した電力を検出部11、制御部12、発信装置13に供給することができる。また、ワイヤレスセンサ71は、発信装置13と電源装置14を備えているので、電力供給のための電線と検出部で検出した信号の出力線がない。したがって、検出部11として検出対象の一例である振動、温度、移動速度、回転角度、圧力、歪、湿度などを検出するセンサ部のうち必要なものをセンサケース72にそれぞれ内蔵することにより、ワイヤレスセンサ71を被測定対象に取り付けるだけで所望する検出対象を検出し、その出力信号を得ることができる。   The wireless sensor 71 configured as described above charges the secondary battery 16 with the surplus power out of the power generated by the solar battery 15 by the charging circuit 17. When the amount of light decreases, the power stored in the secondary battery 16 is discharged, and the power generated by the solar battery 15 is supplemented. Therefore, the wireless sensor 71 is not limited to an environment in which the solar cell 15 always obtains a necessary and sufficient amount of light, but also when the power generated by the solar cell 15 decreases due to a decrease in the amount of light. By supplementing the power from the power source, stable power can be supplied to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13. In addition, since the wireless sensor 71 includes the transmission device 13 and the power supply device 14, there is no electric wire for supplying power and an output line for a signal detected by the detection unit. Therefore, the sensor case 72 includes a necessary sensor unit for detecting vibration, temperature, moving speed, rotation angle, pressure, strain, humidity, and the like, which are examples of detection objects, as the detection unit 11. By simply attaching the sensor 71 to the measurement target, a desired detection target can be detected and an output signal thereof can be obtained.

信号の伝播は、第1から第3の実施形態で説明したように、電波、赤外線を含む光、超音波を含む音波などを使用することができる。このとき、直接見通せる環境においては、電波や光が適しており、直接見通せないが障害物のない環境においては、電波が適している。また、音波は、障害物の有無に関わらず利用することができるので、大気中で信号を送る以外に、機械装置などの金属製の構造物を介して信号を送ったり、水中などの流体中で信号を送ったりすることができる。   As described in the first to third embodiments, signal propagation can use radio waves, light including infrared rays, sound waves including ultrasonic waves, and the like. At this time, radio waves and light are suitable in an environment where direct observation is possible, and radio waves are suitable in an environment where direct observation is possible but there are no obstacles. Sound waves can be used regardless of the presence or absence of obstacles, so in addition to sending signals in the atmosphere, signals can be sent through metal structures such as mechanical devices or in fluids such as underwater. Or send a signal.

複数のワイヤレスセンサ71を同時に使用する場合、検出した信号とともにワイヤレスセンサ71ごとに割り当てた識別情報を送信する。このように、複数のワイヤレスセンサ71を同時に管理することで、機械装置などの運転状態を総合的に監視することができる。   When a plurality of wireless sensors 71 are used simultaneously, identification information assigned to each wireless sensor 71 is transmitted together with the detected signal. As described above, by simultaneously managing the plurality of wireless sensors 71, it is possible to comprehensively monitor the operating state of the mechanical device or the like.

本発明に係る第5の実施形態について、図8から図10を参照して説明する。なお、第1から第4の実施形態と同じ構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図8に示すようにワイヤレスセンサ81は、直動装置の一例であるリニアガイド82に内蔵されている。リニアガイド82は、レール83とこのレール83に沿って移動するベアリング84を備えている。レール83は、レール83が延びる方向に沿って、側面にレール溝83aが形成されている。ベアリング84には、レール溝83aに対向して軌道溝84aが設けられている。レール83とベアリング84との間には、レール溝83aと軌道溝84aに転接する多数の転動体85が装填されている。転動体85は、ベアリング84に設けられた循環路86を通って循環する。   A fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same structure as 1st-4th embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 8, the wireless sensor 81 is built in a linear guide 82 which is an example of a linear motion device. The linear guide 82 includes a rail 83 and a bearing 84 that moves along the rail 83. The rail 83 has a rail groove 83a formed on the side surface along the direction in which the rail 83 extends. The bearing 84 is provided with a raceway groove 84a facing the rail groove 83a. A large number of rolling elements 85 that are in rolling contact with the rail groove 83 a and the raceway groove 84 a are loaded between the rail 83 and the bearing 84. The rolling element 85 circulates through a circulation path 86 provided in the bearing 84.

ワイヤレスセンサ81は、図9のブロック図に示すように検出部11と制御部12と発信装置13と電源装置14とを備えている。発信装置13は、電波Rを出力するアンテナ87を備えており、検出部11で検出された信号またはこの信号を制御部12で処理した情報をアンテナ87から送信する。電源装置14は、発電機88と充電回路17と二次電池16を備えている。発電機88は、図8に示すコイル89とポールピース90と多極磁石91を備える。コイル89は、ベアリング84に固定されている。ポールピース90は、コイル89に挿通されており、多極磁石91から出る磁力線をコイル89に誘導する。多極磁石91は、レール83の上面83bに取付けられ、レール83が延びる方向に沿ってN極91nとS極91sとを交互に着磁したものである。多極磁石91として、希土類磁石、フェライト磁石などを用いる。ポールピース90と多極磁石91は、コイル89の磁束を変動させる磁束変動手段の一例である。なお、多極磁石91は、図10に示す多極磁石93の着磁パターンでもよい。   As shown in the block diagram of FIG. 9, the wireless sensor 81 includes a detection unit 11, a control unit 12, a transmission device 13, and a power supply device 14. The transmission device 13 includes an antenna 87 that outputs the radio wave R, and transmits a signal detected by the detection unit 11 or information obtained by processing the signal by the control unit 12 from the antenna 87. The power supply device 14 includes a generator 88, a charging circuit 17, and a secondary battery 16. The generator 88 includes a coil 89, a pole piece 90, and a multipolar magnet 91 shown in FIG. The coil 89 is fixed to the bearing 84. The pole piece 90 is inserted into the coil 89 and guides the magnetic field lines coming out of the multipolar magnet 91 to the coil 89. The multipolar magnet 91 is attached to the upper surface 83b of the rail 83, and magnetizes the N pole 91n and the S pole 91s alternately along the direction in which the rail 83 extends. As the multipolar magnet 91, a rare earth magnet, a ferrite magnet or the like is used. The pole piece 90 and the multipolar magnet 91 are an example of magnetic flux changing means for changing the magnetic flux of the coil 89. The multipolar magnet 91 may be a magnetized pattern of the multipolar magnet 93 shown in FIG.

レール83に沿ってコイル89とポールピース90がベアリング84とともに移動すると、N極91nとS極91sを交互に通過するたびにコイル89を通る磁束の向きが反転する。これによりコイル89に交流の誘導電流が生じる。また、ベアリング84の動きが不規則である場合、発生する電力は、不安定である。そこで、充電回路17は、誘導電流を直流に変換し、検出部11と制御部12と発信装置13に供給するとともに、余剰電力を二次電池16に充電する。二次電池16に蓄電された電力は、検出部11と制御部12と発信装置13に電圧変動が少ない状態で供給される。   When the coil 89 and the pole piece 90 move together with the bearing 84 along the rail 83, the direction of the magnetic flux passing through the coil 89 is reversed each time the N pole 91n and the S pole 91s pass alternately. As a result, an alternating induced current is generated in the coil 89. Further, when the movement of the bearing 84 is irregular, the generated electric power is unstable. Therefore, the charging circuit 17 converts the induced current into a direct current, supplies it to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13, and charges the secondary battery 16 with surplus power. The electric power stored in the secondary battery 16 is supplied to the detection unit 11, the control unit 12, and the transmission device 13 with little voltage fluctuation.

発電機88は、図10に示すコイル92と多極磁石93でもよい。また、コイル92をはさんで多極磁石93と反対の位置となるベアリング84にバックヨーク94を取り付けると、多極磁石93の磁力線が効果的に誘導され、コイル92に発生する誘導電流が大きくなるのでよい。多極磁石93のN極93nとS極93sの磁極ピッチ幅mをそれぞれ均等にし、コイル92の捲回幅cを多極磁石93の磁極ピッチ幅m以下、好ましくは同じにすると誘導電流を効率よく発生させることができる。なお、図10に示す多極磁石93は、図8に示す多極磁石91の着磁パターンでもよいが、図8に示す多極磁石91よりも図10に示す多極磁石93の着磁パターンの方が磁束を有効に利用することができるので望ましい。   The generator 88 may be the coil 92 and the multipolar magnet 93 shown in FIG. Further, when the back yoke 94 is attached to the bearing 84 that is opposite to the multipolar magnet 93 across the coil 92, the magnetic field lines of the multipolar magnet 93 are effectively induced, and the induced current generated in the coil 92 is large. It will be good. When the magnetic pole pitch width m of the N pole 93n and the S pole 93s of the multipolar magnet 93 is made equal, and the winding width c of the coil 92 is equal to or less than the magnetic pole pitch width m of the multipolar magnet 93, preferably the same, the induced current is made efficient. Can be generated well. The multipolar magnet 93 shown in FIG. 10 may be the magnetization pattern of the multipolar magnet 91 shown in FIG. 8, but the magnetization pattern of the multipolar magnet 93 shown in FIG. 10 than the multipolar magnet 91 shown in FIG. 8. Is preferable because the magnetic flux can be used effectively.

図8または図10において、1つのコイル89,92の発電量がワイヤレスセンサ81の消費電力に満たない場合、コイル89,92を複数設ける。複数のコイル89,92は、並列に接続することで電流を大きくし、直列に接続することで電圧を大きくすることができる。図8に示すコイル89とポールピース90とを複数設ける場合、ポールピース90の一端を一体に繋いで他端を多極磁石91に向けた櫛歯状のポールピースとしてもよい。この場合、櫛歯のピッチは、多極磁石91の磁極ピッチ幅mと同じとし、隣合うコイル89の捲回方向は、逆向きとするとよい。   8 or 10, when the power generation amount of one coil 89 and 92 is less than the power consumption of the wireless sensor 81, a plurality of coils 89 and 92 are provided. The coils 89 and 92 can be connected in parallel to increase the current, and connected in series to increase the voltage. When a plurality of coils 89 and pole pieces 90 shown in FIG. 8 are provided, comb-shaped pole pieces may be formed in which one end of the pole piece 90 is integrally connected and the other end is directed to the multipolar magnet 91. In this case, the pitch of the comb teeth is preferably the same as the magnetic pole pitch width m of the multipolar magnet 91, and the winding direction of the adjacent coils 89 is preferably reversed.

第1から第5の実施形態で示したワイヤレスセンサ1,21,51,71,81において、信号を発信装置13,31,61から送信する場合、移動体通信手段、例えば携帯電話、PHS(Personal Handyphone System)、衛星電話などの公共回線を利用してもよい。このようにするとワイヤレスセンサ1,21,51,71,81から遠く離れた場所でも信号を受信しやすくなり、ワイヤレスセンサ1,21,51,71,81を1か所で集中管理することができるようになる。なお、信号が電波Rで出力される場合、信号は、発信装置から直接公共回線に送信してもよいし、発信装置13の近くに配置される受信装置などの中継器に一度送信し、そこから公共回線に送信するようにしてもよい。また、信号が赤外線Pや超音波Wで出力される場合、信号は、一度近くに配置される受信装置などの中継器を介してそこから公共回線に送信する。   In the wireless sensors 1, 21, 51, 71, 81 shown in the first to fifth embodiments, when signals are transmitted from the transmitters 13, 31, 61, mobile communication means such as mobile phones, PHS (Personal Public lines such as Handyphone System) and satellite phones may be used. In this way, signals can be easily received at locations far away from the wireless sensors 1, 21, 51, 71, 81, and the wireless sensors 1, 21, 51, 71, 81 can be centrally managed at one location. It becomes like this. In addition, when a signal is output by the radio wave R, the signal may be transmitted directly from the transmitting device to the public line, or may be transmitted once to a repeater such as a receiving device disposed near the transmitting device 13. You may make it transmit to a public line from. Moreover, when a signal is output by the infrared ray P or the ultrasonic wave W, the signal is transmitted from there to a public line through a repeater such as a receiving device arranged nearby.

本発明の第1の実施形態のワイヤレスセンサをボールねじに取り付けた状態を示す図。The figure which shows the state which attached the wireless sensor of the 1st Embodiment of this invention to the ball screw. 図1のワイヤレスセンサのブロック図。The block diagram of the wireless sensor of FIG. 本発明の第2の実施形態のワイヤレスセンサを軸受に取り付けた状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which attached the wireless sensor of the 2nd Embodiment of this invention to the bearing. 図3のワイヤレスセンサのブロック図。FIG. 4 is a block diagram of the wireless sensor of FIG. 3. 本発明の第3の実施形態のワイヤレスセンサを加振装置に取り付けた状態を示す側面図。The side view which shows the state which attached the wireless sensor of the 3rd Embodiment of this invention to the vibration excitation apparatus. 図5のワイヤレスセンサのブロック図。FIG. 6 is a block diagram of the wireless sensor of FIG. 5. (A)は、本発明の第4の実施形態のワイヤレスセンサのうち太陽電池をセンサケースの上面に取り付けた状態を示す斜視図。(B)は、太陽電池をセンサケースの側面に取り付けた状態を示す斜視図。(C)は、太陽電池を設置面以外の全ての面に取り付けた状態を示す斜視図。(A) is a perspective view which shows the state which attached the solar cell to the upper surface of a sensor case among the wireless sensors of the 4th Embodiment of this invention. (B) is a perspective view which shows the state which attached the solar cell to the side surface of the sensor case. (C) is a perspective view which shows the state which attached the solar cell to all surfaces other than an installation surface. 本発明の第4の実施形態のワイヤレスセンサをリニアガイドに取付けた状態について、ベアリングを一部切欠いて示す斜視図。The perspective view which shows a part notched bearing in the state which attached the wireless sensor of the 4th Embodiment of this invention to the linear guide. 図8のワイヤレスセンサのブロック図。The block diagram of the wireless sensor of FIG. 図8のワイヤレスセンサの発電部の他の例を示す斜視図。The perspective view which shows the other example of the electric power generation part of the wireless sensor of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,21,51,71,81…ワイヤレスセンサ、11,29,59…検出部、12,30,60…制御部、13,31,61…発信装置(送信部)、14,32,62…電源装置、15…太陽電池(発電機)、16,34,65…二次電池(蓄電部)、17,35,66…充電回路、33,88…発電機、37…歯車(磁束変動手段)、39,90…ポールピース(磁束変動手段)、40,89,92…コイル、41…磁石(磁束変動手段)、63…一次電池、64…熱発電素子(発電機)、91,93…多極磁石(磁束変動手段)、91n,93n…N極、91s,93s…S極、94…バックヨーク(磁束変動手段)、R…電波(無線)、W…超音波(無線)、P…赤外線(無線)。   1, 21, 51, 71, 81 ... wireless sensor, 11, 29, 59 ... detection unit, 12, 30, 60 ... control unit, 13, 31, 61 ... transmission device (transmission unit), 14, 32, 62 ... Power supply device, 15 ... solar cell (generator), 16, 34, 65 ... secondary battery (power storage unit), 17, 35, 66 ... charging circuit, 33, 88 ... generator, 37 ... gear (flux fluctuation means) , 39, 90... Pole piece (flux fluctuation means), 40, 89, 92... Coil, 41 .. magnet (flux fluctuation means), 63... Primary battery, 64 .. thermoelectric generator (generator), 91, 93. Polar magnet (magnetic flux fluctuation means), 91n, 93n ... N pole, 91s, 93s ... S pole, 94 ... back yoke (magnetic flux fluctuation means), R ... radio wave (wireless), W ... ultrasonic wave (wireless), P ... infrared ray (wireless).

Claims (4)

検出対象を検出する検出部と、前記検出部の検出信号を処理する制御部と、前記制御部に制御されて出力を無線で送信する送信部と、前記検出部と前記制御部と前記送信部とに電力を供給する電源装置とを備え、
前記電源装置は、
コイルおよびこのコイルを通る磁束を変化させる磁束変動手段を有する発電機と、
前記発電機によって発電された電気を蓄電して放出する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電および放電を制御する充電回路と
を具備することを特徴とするワイヤレスセンサ。
A detection unit that detects a detection target, a control unit that processes a detection signal of the detection unit, a transmission unit that is controlled by the control unit and transmits an output wirelessly, the detection unit, the control unit, and the transmission unit And a power supply device for supplying power to
The power supply device
A generator having a coil and magnetic flux variation means for changing the magnetic flux passing through the coil;
A power storage unit that stores and discharges electricity generated by the generator; and
A wireless sensor comprising: a charging circuit that controls power storage and discharge of the power storage unit.
前記磁束変動手段は、前記コイルと相対的に移動する方向にN極とS極とを交互に並べた多極の磁石であることを特徴とする請求項1に記載のワイヤレスセンサ。   2. The wireless sensor according to claim 1, wherein the magnetic flux fluctuation unit is a multipolar magnet in which N poles and S poles are alternately arranged in a direction moving relative to the coil. 検出対象を検出する検出部と、前記検出部の検出信号を処理する制御部と、前記制御部に制御されて出力を無線で送信する送信部と、前記検出部と前記制御部と前記送信部とに電力を供給する電源装置とを備え、
前記電源装置は、
熱発電素子を有する発電機と、
前記発電機によって発電された電気を蓄電して放出する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電および放電を制御する充電回路と
を具備することを特徴とするワイヤレスセンサ。
A detection unit that detects a detection target, a control unit that processes a detection signal of the detection unit, a transmission unit that is controlled by the control unit and transmits an output wirelessly, the detection unit, the control unit, and the transmission unit And a power supply device for supplying power to
The power supply device
A generator having a thermoelectric generator;
A power storage unit that stores and discharges electricity generated by the generator; and
A wireless sensor comprising: a charging circuit that controls power storage and discharge of the power storage unit.
前記電源装置は、さらに一次電池を備え、
前記制御部は、前記蓄電部と前記一次電池の内の少なくともどちらか一方を前記検出部と前記制御部と前記送信部とに接続し、前記電源装置から電力を供給させる
ことを特徴とする請求項1から請求項3の内のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ。
The power supply device further includes a primary battery,
The said control part connects at least any one of the said electrical storage part and the said primary battery to the said detection part, the said control part, and the said transmission part, and is made to supply electric power from the said power supply device. The wireless sensor according to any one of claims 1 to 3.
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