JP2018096516A - Bearing with wireless sensor and bearing power feed system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing with a wireless sensor having a constitution which is suitable for suppressing an increase of the number of part items, a mounting volume and a mounting area when elongating a power generation part.SOLUTION: A bearing 4A with a first wireless sensor comprises: a plurality of magnets 11 in which N-poles and S-poles are aligned along an axial direction of a first cage 10, the N-poles and the S-poles of the magnets are arranged so as to adjoin each other in a peripheral direction of the first cage 10, and which are arranged while partially protruding from one end of the first cage 10 in the axial direction; a first coil 13 which is arranged at an internal peripheral face 71a of a core grid 71 of a first seal 7 opposing one-side faces of the magnets 11 in the axial direction; a first circuit part 14A including a power supply circuit, a control circuit, a radio circuit and an antenna; and a detection sensor 141 arranged at an internal peripheral face of an outer ring 6. The first coil 13 is used as a coil for power generation using electromagnetic induction generated by relative rotation with the magnets 11, and also used as an antenna for receiving a power feed electric wave.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、発電機能を備えたワイヤレスセンサ付き軸受に関する。   The present invention relates to a bearing with a wireless sensor having a power generation function.

従来、冗長化した発電部を有するワイヤレスセンサ付き軸受として、例えば、特許文献1に記載の技術がある。この技術は、発電部として、磁石とコイルの相対回転により発電する発電機と、給電電力送信部からワイヤレス送信される駆動電力を受信して発電する電力受信部とを備えている。   Conventionally, as a bearing with a wireless sensor having a redundant power generation unit, for example, there is a technique described in Patent Document 1. This technology includes, as a power generation unit, a power generator that generates power by relative rotation of a magnet and a coil, and a power reception unit that generates power by receiving driving power wirelessly transmitted from a feed power transmission unit.

特開2005−301645号公報JP 2005-301645 A

しかしながら、上記特許文献1の従来技術は、発電機(回転機構)による発電と、電力受信部による発電とが分離された構成となっている。かかる構成では、交流電流を直流電流に変換するための直流変換回路をそれぞれが備える必要があり、また、電磁誘導のためのコイルと、電力受信のためのアンテナもそれぞれ必要となる。そのため、部品点数が増加することに加えて、実装容積及び実装面積の増加が避けられないものであった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、発電部を電磁誘導発電と無線給電発電とで二重化(冗長化)するに際して、部品点数、実装容積及び実装面積の増加を抑えるのに好適な構成のワイヤレスセンサ付き軸受及びこの軸受を備えた軸受給電システムを提供することを目的としている。
However, the conventional technique of Patent Document 1 has a configuration in which power generation by a generator (rotating mechanism) and power generation by a power receiving unit are separated. In such a configuration, each needs to be provided with a direct current conversion circuit for converting alternating current into direct current, and a coil for electromagnetic induction and an antenna for power reception are also required. Therefore, in addition to an increase in the number of parts, an increase in mounting volume and mounting area is inevitable.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and when the power generation unit is duplicated (redundant) by electromagnetic induction power generation and wireless power generation, components It is an object of the present invention to provide a bearing with a wireless sensor having a configuration suitable for suppressing an increase in the number of points, mounting volume, and mounting area, and a bearing power supply system including the bearing.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係るワイヤレスセンサ付き軸受は、相対回転する二つの軸受構成部品の一方に固定された磁石と、前記二つの軸受構成部品の他方に前記磁石と対向して固定され、前記磁石との相対回転による電磁誘導を利用した発電用のコイルとして利用されるとともに、給電用電波の受信用のアンテナとしても利用されるコイルと、前記電磁誘導で前記コイルに生じた電流及び前記給電用電波の受信で前記コイルに生じた電流が供給され、該電流を用いて駆動電力を生成する電源回路と、無線信号を送信する送信用アンテナと、前記電源回路から駆動電力が供給されるセンサと、前記電源回路から駆動電力が供給され、前記センサの検出結果に基づく情報を前記送信用アンテナを介して無線送信する処理を行う無線処理回路と、を備える。   In order to solve the above problems, a bearing with a wireless sensor according to a first aspect of the present invention includes a magnet fixed to one of two bearing components that rotate relative to each other, and the other of the two bearing components. A coil that is fixed opposite to the magnet and is used as a power generation coil that uses electromagnetic induction by relative rotation with the magnet, and that is also used as an antenna for receiving a radio wave for power feeding; A current generated in the coil and a current generated in the coil upon reception of the power supply radio wave are supplied, a power supply circuit that generates drive power using the current, a transmission antenna that transmits a radio signal, and the power supply A sensor to which driving power is supplied from a circuit, and a process of drivingly supplying information from the power supply circuit and wirelessly transmitting information based on the detection result of the sensor via the transmitting antenna. Comprising a radio processing circuit for performing a.

また、上記課題を解決するために、本発明の第2の態様に係るワイヤレスセンサ付き軸受は、外周面に第1軌道面を有する第1の軌道輪と、前記第1軌道面に対向する第2軌道面を内周面に有する第2の軌道輪と、前記第1軌道面と前記第2軌道面とで形成される軌道に配置された複数の転動体と、前記第1の軌道輪と前記第2の軌道輪との間に設けられ、前記複数の転動体を転動自在に周方向に間隔を空けて保持する環状の保持器と、前記第1の軌道輪及び前記第2の軌道輪のうち固定支持される方の軌道輪に支持され、前記第1の軌道輪と前記第2の軌道輪との間を密封する環状のシールと、前記保持器の前記シールと対向する側の端面に、N極及びS極が周方向に交互に並ぶように配置された磁石と、前記シールの前記磁石と対向する側の面に設けられ、前記磁石との相対回転による電磁誘導を利用した発電用のコイルとして利用されるとともに、給電用電波の受信用アンテナとしても利用されるコイルと、前記固定支持される方の軌道輪の外表面より内側に設けられ、該軌道輪を含む構成部品に生じる物理現象に係る物理量を検出するセンサと、前記シールに設けられた送信用アンテナと、前記シールの前記多極リング磁石と対向する側の面に設けられ、前記センサの検出結果に基づく情報を、前記送信用アンテナを介して無線送信する処理を行う無線処理回路と、前記シールの前記多極リング磁石と対向する側の面に設けられ、前記電磁誘導で前記コイルに生じた電流及び前記給電用電波の受信で前記コイルに生じた電流を用いて前記センサ及び前記無線処理回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備える。   In order to solve the above problems, a bearing with a wireless sensor according to a second aspect of the present invention includes a first race ring having a first raceway surface on an outer peripheral surface and a first raceway facing the first raceway surface. A second bearing ring having two raceway surfaces on the inner circumferential surface, a plurality of rolling elements arranged on a raceway formed by the first raceway surface and the second raceway surface, and the first raceway ring, An annular cage that is provided between the second raceway ring and holds the plurality of rolling elements in a circumferentially spaced manner; and the first raceway ring and the second raceway. An annular seal that is supported by a fixedly supported raceway of the rings and seals between the first raceway and the second raceway, and a side of the cage that faces the seal A magnet arranged so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction on the end face, and opposite to the magnet of the seal A coil that is used as a power generation coil that utilizes electromagnetic induction by relative rotation with the magnet, and a coil that is also used as a receiving antenna for power feeding radio waves, A sensor that is provided on the inner side of the outer surface of the race and detects a physical quantity related to a physical phenomenon that occurs in a component including the race, a transmitting antenna provided on the seal, and the multipolar ring magnet of the seal A wireless processing circuit that performs processing for wirelessly transmitting information based on the detection result of the sensor via the transmitting antenna, and a side of the seal that faces the multipolar ring magnet The sensor and the wireless processing circuit are driven using the current generated in the coil by the electromagnetic induction and the current generated in the coil by receiving the power supply radio wave. It comprises a power supply circuit for supplying power, a.

また、上記課題を解決するために、本発明の第3の態様に係る軸受給電システムは、上記第1の形態又は上記第2の形態のワイヤレスセンサ付き軸受と、給電開始信号の受信に応じて前記ワイヤレスセンサ付き軸受に向けて前記給電用電波を送信する無線給電機とを備える。そして、前記センサは、軸受の回転速度を検出する速度センサを備え、前記無線処理回路は、前記回転速度が予め設定した設定速度以下となったときに、前記送信用アンテナを介して、前記無線給電機に給電開始信号を送信する。   Moreover, in order to solve the said subject, the bearing electric power feeding system which concerns on the 3rd aspect of this invention is based on the bearing with a wireless sensor of the said 1st form or the said 2nd form, and reception of an electric power feeding start signal. A wireless power feeder that transmits the power supply radio wave toward the bearing with the wireless sensor. The sensor includes a speed sensor that detects a rotational speed of the bearing, and the wireless processing circuit transmits the wireless signal via the transmission antenna when the rotational speed is equal to or lower than a preset speed. A power feeding start signal is transmitted to the power feeder.

本発明によれば、電磁誘導による発電(以下、「電磁誘導発電」と記載する場合がある)に用いるコイルと、給電用電波の受信による発電(以下、「無線給電発電」と記載する場合がある)とに用いるアンテナとを共通のコイルで兼用する構成とした。これによって、電磁誘導発電と無線給電発電とで発電部を二重化する際に、従来と比較して、部品点数、実装容積及び実装面積の増加を抑えることが可能となる。その結果、装置の小型化及びコスト低減が可能となる。   According to the present invention, a coil used for power generation by electromagnetic induction (hereinafter sometimes referred to as “electromagnetic induction power generation”) and power generation by reception of power supply radio waves (hereinafter referred to as “wireless power generation”) may be described. And a common coil are used as a common coil. As a result, when the power generation unit is duplicated by electromagnetic induction power generation and wireless power feeding power generation, it is possible to suppress an increase in the number of components, the mounting volume, and the mounting area as compared with the conventional case. As a result, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus.

第1実施形態に係る第1の軸受給電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 1st bearing electric power feeding system which concerns on 1st Embodiment. (a)及び(b)は、第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受の部分断面図であり、(a)は、磁石と第1のコイルとの対向状態の一例を模式的に示した図であり、(b)は、第1の回路部と検出センサとの接続関係の一例を模式的に示した図である。(A) And (b) is a fragmentary sectional view of the 1st bearing with a wireless sensor which concerns on 1st Embodiment, (a) is an example of the opposing state of a magnet and a 1st coil typically. FIG. 5B is a diagram schematically illustrating an example of a connection relationship between the first circuit unit and the detection sensor. 第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受を構成する磁石、第1の保持器、およびヨークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the magnet, 1st holder | retainer, and yoke which comprise the 1st bearing with a wireless sensor which concerns on 1st Embodiment. (a)は、第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受から第1シールを外した状態を示す斜視図であり、(b)は、第1のシールをコイル形成面側から見た斜視図である。(A) is a perspective view which shows the state which removed the 1st seal | sticker from the 1st bearing with a wireless sensor which concerns on 1st Embodiment, (b) saw the 1st seal | sticker from the coil formation surface side. It is a perspective view. 第1実施形態に係る第1の無線通信ユニットの具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the 1st radio | wireless communication unit which concerns on 1st Embodiment. (a)は、第1実施形態に係る電源回路の具体的な構成を示すブロック図であり、(b)は、第1実施形態に係る検出センサの具体的な構成を示すブロック図である。(A) is a block diagram showing a specific configuration of the power supply circuit according to the first embodiment, and (b) is a block diagram showing a specific configuration of the detection sensor according to the first embodiment. 第2実施形態に係る第2のワイヤレスセンサ付き軸受の部分断面図であり、磁石と第1のコイルとの対向状態の一例を模式的に示した図である。It is a fragmentary sectional view of the 2nd bearing with a wireless sensor concerning a 2nd embodiment, and is a figure showing typically an example of the opposed state of a magnet and the 1st coil. 第3実施形態に係る第3のワイヤレスセンサ付き軸受の部分断面図であり、磁石と第1のコイルとの対向状態の一例を模式的に示した図である。It is a fragmentary sectional view of the 3rd bearing with a wireless sensor concerning a 3rd embodiment, and is a figure showing typically an example of the opposed state of a magnet and the 1st coil. (a)は、第4実施形態に係る第4のワイヤレスセンサ付き軸受の部分断面図であり、磁石と第1のコイルとの対向状態の一例を模式的に示した図であり、(b)は、第4実施形態に係る第3のシールの芯金の構成を示す平面図である。(A) is a fragmentary sectional view of the 4th bearing with a wireless sensor concerning a 4th embodiment, and is a figure showing typically an example of the opposed state of a magnet and the 1st coil, (b) These are top views which show the structure of the core metal of the 3rd seal | sticker which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る第2の軸受給電システムにおける給電用電波の回折現象を説明する図である。It is a figure explaining the diffraction phenomenon of the electric wave for electric power feeding in the 2nd bearing electric power feeding system which concerns on 5th Embodiment. (a)は、第6実施形態に係る第5のワイヤレスセンサ付き軸受から第1のシールを取り外しかつ外輪の一部を切り取った状態の斜視図であり、(b)は、第6実施形態に係る第1のシールをコイル形成面側から見た斜視図である。(A) is a perspective view of the state which removed the 1st seal | sticker from the 5th bearing with a wireless sensor which concerns on 6th Embodiment, and cut off a part of outer ring, (b) is in 6th Embodiment. It is the perspective view which looked at the 1st seal which concerns from the coil formation surface side. 第6実施形態に係る第1のシールに磁気シールドを装着した一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example which attached a magnetic shield to the 1st seal concerning a 6th embodiment. 第6実施形態に係る多極リング磁石の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the multipolar ring magnet which concerns on 6th Embodiment. 第6実施形態に係る第5のワイヤレスセンサ付き軸受の部分断面図であり、多極リング磁石とコイルとの対向状態の一例を模式的に示した図である。It is a fragmentary sectional view of the 5th bearing with a wireless sensor concerning a 6th embodiment, and is a figure showing typically an example of the opposed state of a multipolar ring magnet and a coil. 第7実施形態に係る第3の軸受給電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 3rd bearing electric power feeding system which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係る第4の軸受給電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 4th bearing electric power feeding system which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係る第5の軸受給電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 5th bearing electric power feeding system which concerns on 9th Embodiment. 第10実施形態に係る第2の無線通信ユニット16Bの具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the 2nd radio | wireless communication unit 16B which concerns on 10th Embodiment. 第10実施形態に係る第1及び第2電源回路の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the 1st and 2nd power supply circuit which concerns on 10th Embodiment. 第11実施形態に係る電源回路の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the power supply circuit which concerns on 11th Embodiment. 第12実施形態に係る第3電源回路の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the 3rd power supply circuit which concerns on 12th Embodiment. 第13実施形態に係る第6の軸受給電システム1Fの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 6th bearing electric power feeding system 1F which concerns on 13th Embodiment. (a)〜(d)は、検出センサの配設位置の変形例を模式的に示す部分断面図である。(A)-(d) is a fragmentary sectional view which shows typically the modification of the arrangement | positioning position of a detection sensor.

次に、図面を参照して、本発明の第1〜第13実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1〜第13実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, first to thirteenth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the vertical and horizontal dimensions and scales of members and parts are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and scales should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
Further, the following first to thirteenth embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material of the component, The shape, structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

(第1実施形態)
(構成)
第1実施形態に係る第1の軸受給電システム1Aは、図1に示すように、第1の無線給電機2Aと、第1の上位装置3Aと、第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aとを備える。
以下、第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aを、単に「第1の軸受4A」と記載する場合がある。
第1の無線給電機2Aは、第1の軸受4Aから無線送信されてくる給電開始信号CSを受信したことに応じて、予め設定された電力を電波に変換してなる給電用電波200の送信を開始する。一方、第1の軸受4Aから無線送信されてくる給電停止信号CEを受信したことに応じて給電用電波200の送信を停止する。
(First embodiment)
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the first bearing power supply system 1A according to the first embodiment includes a first wireless power feeder 2A, a first host device 3A, and a first bearing 4A with a wireless sensor. .
Hereinafter, the first bearing 4A with the wireless sensor may be simply referred to as “first bearing 4A”.
The first wireless power feeder 2A transmits a power feeding radio wave 200 obtained by converting preset power into a radio wave in response to receiving the power feeding start signal CS wirelessly transmitted from the first bearing 4A. To start. On the other hand, transmission of the power supply radio wave 200 is stopped in response to reception of the power supply stop signal CE transmitted wirelessly from the first bearing 4A.

第1の無線給電機2Aは、無線信号を送受信するアンテナの他に、給電用電波200の送信用アンテナを備え、この送信用アンテナを介して、後述する第1の軸受4Aの第1のコイル13の長さ(λ/2)に応じた周波数の給電用電波200を送信する。
第1の上位装置3Aは、無線送受信機3wを備え、第1の軸受4Aから無線送信されてくるセンサの検出結果に基づく情報を含む無線信号であるセンサ検出信号300を受信する。そして、受信したセンサ検出信号300に含まれる情報に基づき、第1の軸受4Aが装着された装置の動作を制御する。
The first wireless power feeder 2A includes a transmission antenna for a power supply radio wave 200 in addition to an antenna for transmitting and receiving a radio signal, and a first coil of a first bearing 4A to be described later via the transmission antenna. The power supply radio wave 200 having a frequency corresponding to the length 13 (λ / 2) is transmitted.
The first host device 3A includes a wireless transceiver 3w, and receives a sensor detection signal 300, which is a wireless signal including information based on the sensor detection result wirelessly transmitted from the first bearing 4A. And based on the information contained in the received sensor detection signal 300, operation | movement of the apparatus with which the 1st bearing 4A was mounted | worn is controlled.

第1の軸受4Aは、図2(a)及び(b)に示すように、第1の軌道輪である内輪5(軸受構成部品)と、内輪5の外側に内輪5と同心に配置された第2の軌道輪である外輪6(軸受構成部品)とを備える。更に、内輪5及び外輪6の間の隙間を密封する第1のシール7(軸受構成部品)及び第2のシール8を備える。本実施形態では、内輪5が回転軸(不図示)に固定され回転軸と共に回転する回転輪となり、外輪6が軸受ハウジング(不図示)等に固定されて回転しない静止輪となる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the first bearing 4 </ b> A is disposed concentrically with the inner ring 5 on the outer side of the inner ring 5 and the inner ring 5 (bearing component) which is the first bearing ring. And an outer ring 6 (bearing component) which is a second bearing ring. Furthermore, a first seal 7 (bearing component) and a second seal 8 that seal a gap between the inner ring 5 and the outer ring 6 are provided. In the present embodiment, the inner ring 5 is fixed to a rotating shaft (not shown) and becomes a rotating wheel that rotates together with the rotating shaft, and the outer ring 6 is fixed to a bearing housing (not shown) or the like and becomes a stationary ring that does not rotate.

第1の軸受4Aは、更に、球状の複数の転動体9と、第1の保持器10と、複数の磁石11と、ヨーク12と、第1のコイル13と、検出センサ141を含む第1の回路部14Aと、磁気シールド15とを備える。
内輪5は、その外周面の軸方向中央部に内輪軌道面51が形成され、軸方向両端部に第1及び第2のシール配置溝52及び53が形成されている。外輪6は、その内周面の軸方向中央部に外輪軌道面61が形成され、軸方向両端部に第1及び第2のシール取付溝62及び63が形成されている。
The first bearing 4 </ b> A further includes a first plurality of spherical rolling elements 9, a first cage 10, a plurality of magnets 11, a yoke 12, a first coil 13, and a detection sensor 141. Circuit portion 14 </ b> A and a magnetic shield 15.
The inner ring 5 has an inner ring raceway surface 51 formed at the axial center of the outer peripheral surface thereof, and first and second seal arrangement grooves 52 and 53 formed at both ends in the axial direction. The outer ring 6 has an outer ring raceway surface 61 formed at the axial center of the inner peripheral surface thereof, and first and second seal mounting grooves 62 and 63 formed at both ends in the axial direction.

この第1の軸受4Aは、内輪軌道面51と外輪軌道面61とが対向配置され、内輪軌道面51と外輪軌道面61とで形成される軌道に、転動体9が配置されている。
なお、本実施形態では、第1の軸受4Aを、転動体9が球状の玉軸受から構成しているが、この構成に限らず、転動体9の形状が、円錐形状、円筒形状、針状、たる状などのころ軸受から構成してもよい。
第1の保持器10は、図3に示すように、円環状のリム部100と、リム部100の軸方向一方に突出し、円周方向に所定の間隔に配置された複数の柱部101とを備える。隣り合う柱部101間には転動体9を転動可能に保持するポケット102が形成されており、複数の転動体9が円周方向に略等間隔に配置されている。
In the first bearing 4 </ b> A, the inner ring raceway surface 51 and the outer ring raceway surface 61 are arranged to face each other, and the rolling elements 9 are arranged on a raceway formed by the inner ring raceway surface 51 and the outer ring raceway surface 61.
In the present embodiment, the first bearing 4A is composed of a ball bearing in which the rolling element 9 is spherical. However, the present invention is not limited to this configuration, and the shape of the rolling element 9 is conical, cylindrical, or needle-shaped. Alternatively, it may be composed of a roller bearing such as a barrel.
As shown in FIG. 3, the first cage 10 includes an annular rim portion 100, and a plurality of column portions 101 protruding in one axial direction of the rim portion 100 and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. Is provided. A pocket 102 for holding the rolling element 9 in a rollable manner is formed between the adjacent column parts 101, and the plurality of rolling elements 9 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction.

ポケット102は、第1の保持器10の周面を貫通しており、ポケット102の第1の保持器10の軸方向一端面が開口している。つまり、第1の保持器10は冠型保持器である。ポケット102は第1の保持器10の周方向に複数個(第1実施形態では8個)形成されている。第1の保持器10の隣り合うポケット102の間の柱部101には、磁石11を挿入するための軸方向に伸びる貫通穴103が形成されている。
この貫通穴103の内面は、第1の保持器10の外周側の大径面103aと、内周側の小径面103bと、第1の保持器10の径方向に沿う一対の対向面103c,103dとからなる。貫通穴103は全ての柱部101に1つずつ形成されている。
The pocket 102 penetrates the peripheral surface of the first cage 10, and one axial end surface of the first cage 10 of the pocket 102 is open. That is, the first cage 10 is a crown type cage. A plurality of pockets 102 (eight in the first embodiment) are formed in the circumferential direction of the first cage 10. A through hole 103 extending in the axial direction for inserting the magnet 11 is formed in the column portion 101 between the adjacent pockets 102 of the first cage 10.
The inner surface of the through hole 103 includes a large-diameter surface 103a on the outer peripheral side of the first retainer 10, a small-diameter surface 103b on the inner peripheral side, and a pair of opposing surfaces 103c along the radial direction of the first retainer 10. 103d. One through hole 103 is formed in each column portion 101.

第1の保持器10は、更に、その軸方向他端面に、軸方向に凹む円環状の凹部104が形成されている。
磁石11は、ネオジム磁石であり、全ての貫通穴103に1つずつ、第1の保持器10の軸方向に沿ってN極とS極が並び、第1の保持器10の周方向で各磁石のN極とS極が隣り合うように配置されている。磁石11の形状は第1の保持器10の貫通穴103の内面に対応する形状である。
The first cage 10 further has an annular recess 104 that is recessed in the axial direction on the other end surface in the axial direction.
The magnet 11 is a neodymium magnet, and N poles and S poles are arranged along the axial direction of the first cage 10, one by one in every through hole 103, and each in the circumferential direction of the first cage 10. It arrange | positions so that the N pole and S pole of a magnet may adjoin. The shape of the magnet 11 is a shape corresponding to the inner surface of the through hole 103 of the first cage 10.

磁石11は、貫通穴103の大径面103aに対応する外面110と、貫通穴103の小径面103bに対応する内面111と、貫通穴103の一対の対向面103c,103dに対応する外面112,113と、第1の保持器10の軸方向一端面105側の軸方向一端面114と、その反対側の面である軸方向他端面115とを有する。
磁石11の軸方向一端面114と軸方向他端面115との距離(軸方向に沿った寸法)は、第1の保持器10の軸方向寸法より大きく形成されている。そのため、図2(a)、図2(b)および図4(a)に示すように、貫通穴103に配置された磁石11は第1の保持器10の軸方向一端面114から突出している。
The magnet 11 includes an outer surface 110 corresponding to the large diameter surface 103 a of the through hole 103, an inner surface 111 corresponding to the small diameter surface 103 b of the through hole 103, and outer surfaces 112 corresponding to the pair of opposed surfaces 103 c and 103 d of the through hole 103, 113, an axial one end surface 114 on the axial one end surface 105 side of the first cage 10, and an axial other end surface 115 which is the opposite side surface.
The distance (dimension along the axial direction) between the one axial end surface 114 and the axial other end surface 115 of the magnet 11 is formed to be larger than the axial dimension of the first cage 10. Therefore, as shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 4 (a), the magnet 11 disposed in the through hole 103 protrudes from the axial end surface 114 of the first cage 10. .

ヨーク12は、図3に示すように、円環状の金属板であって、第1の保持器10の凹部104に嵌合する寸法を有する。図2(a)及び(b)に示すように、ヨーク12は凹部104に嵌合されて、貫通穴103に配置された磁石11の軸方向他端面115に接触している。ヨーク12は電磁鋼等の比透磁率の高い材料で形成されている。
磁石11およびヨーク12の劣化を防ぐために、磁石11およびヨーク12の表面をフッ素ゴム被膜またはパリレン(ポリパラキシレンの通称)の蒸着膜で覆うことが好ましい。第1の保持器10は6,6−ナイロン(登録商標)等の非磁性材料で形成されている。第1の保持器10を射出成形で作製する際に、磁石11とヨーク12を金型に配置して一体成形することが好ましい。射出成形された第1の保持器10の貫通穴103に磁石11を入れて接着し、凹部104にヨーク12を嵌めて接着してもよい。
As shown in FIG. 3, the yoke 12 is an annular metal plate and has a dimension that fits into the recess 104 of the first retainer 10. As shown in FIGS. 2A and 2B, the yoke 12 is fitted in the recess 104 and is in contact with the other axial end surface 115 of the magnet 11 disposed in the through hole 103. The yoke 12 is made of a material having a high relative permeability such as electromagnetic steel.
In order to prevent the magnet 11 and the yoke 12 from deteriorating, it is preferable to cover the surfaces of the magnet 11 and the yoke 12 with a fluorine rubber coating or a vapor deposition film of parylene (common name of polyparaxylene). The first cage 10 is made of a nonmagnetic material such as 6,6-nylon (registered trademark). When the first cage 10 is manufactured by injection molding, it is preferable that the magnet 11 and the yoke 12 are arranged in a mold and integrally molded. The magnet 11 may be put into the through hole 103 of the first cage 10 that has been injection-molded and bonded, and the yoke 12 may be fitted into the recess 104 to be bonded.

第1のシール7は、図2(a)及び(b)に示すように、芯金71とゴム製のシール部72とからなる。図2(a)、図2(b)及び図4(b)に示すように、第1のシール7の芯金71の内側面(磁石11との対向面)71aに、複数個の第1のコイル13と1つの第1の回路部14Aを構成する構成部品の一部とが固定されている。芯金71は電磁鋼等の比透磁率の高い材料で形成されている。すなわち、芯金71は、ヨークとしての役割を果たす。また、芯金71の内側面71aには絶縁膜が形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the first seal 7 includes a metal core 71 and a rubber seal portion 72. As shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 4 (b), a plurality of first surfaces are formed on the inner surface (surface facing the magnet 11) 71a of the cored bar 71 of the first seal 7. The coil 13 and a part of the components constituting one first circuit portion 14A are fixed. The core metal 71 is made of a material having high relative permeability such as electromagnetic steel. That is, the cored bar 71 serves as a yoke. An insulating film is formed on the inner side surface 71 a of the cored bar 71.

第1のコイルは、芯金131と、芯金131を囲む巻線部132とから構成されている。第1のコイル13の芯金131は電磁鋼等の比透磁率の高い材料で形成されている。第1のコイル13と磁石11の相対回転で生じる電磁誘導による発電量を向上させるために、第1のコイル13は、巻線部132として、薄膜コイルが積層されたものを使用してもよいし、直径が0.01mm以下の金属線が巻かれたものを使用してもよい。
第1実施形態において、この第1のコイル13は、電磁誘導による発電用のコイルとしての役割と、第1の無線給電機2Aからの給電用電波200を受信する受信用のアンテナとしての役割とを兼任するものである。第1のコイル13は、これらの役割を両立するために、電磁誘導による発電量と、無線給電による発電量とが最大効率となるように形成されている。
The first coil includes a cored bar 131 and a winding part 132 surrounding the cored bar 131. The core 131 of the first coil 13 is made of a material having a high relative permeability such as electromagnetic steel. In order to improve the amount of power generated by electromagnetic induction generated by the relative rotation of the first coil 13 and the magnet 11, the first coil 13 may use a thin film coil laminated as the winding part 132. And what wound the metal wire whose diameter is 0.01 mm or less may be used.
In the first embodiment, the first coil 13 serves as a coil for power generation by electromagnetic induction, and serves as a receiving antenna that receives the power supply radio wave 200 from the first wireless power feeder 2A. To serve concurrently. In order to achieve both of these roles, the first coil 13 is formed such that the amount of power generated by electromagnetic induction and the amount of power generated by wireless power feeding have maximum efficiency.

具体的に、電磁誘導発電を行う際の発電用コイルの設計指針としては、以下の(1)〜(3)が挙げられる。
(1)電磁誘導発電は、第1の回路部14Aの動作電源として用いるために、発電に求められる電力を見積もることが可能である。
(2)発電に必要な電力が解れば、磁石とコイルの仕様が必然的に決まる。具体的に、磁石の表面磁束密度や回転数、コイルの巻数、エアギャップ、発電が許容される面積などが決まる。
(3)電磁誘導による発電(回転機構による発電)は、コイルの巻数が多いほど発電量が増加する。
Specifically, the following (1) to (3) are given as design guidelines for the power generation coil when performing electromagnetic induction power generation.
(1) Since electromagnetic induction power generation is used as an operating power source for the first circuit unit 14A, it is possible to estimate the power required for power generation.
(2) Once the power necessary for power generation is known, the specifications of the magnet and coil are inevitably determined. Specifically, the surface magnetic flux density and rotation speed of the magnet, the number of turns of the coil, the air gap, the area where power generation is allowed, and the like are determined.
(3) In power generation by electromagnetic induction (power generation by a rotating mechanism), the amount of power generation increases as the number of turns of the coil increases.

次に、無線給電用のアンテナコイルの設計指針としては、以下の(4)〜(5)が挙げられる。
(4)アンテナの長さは無線給電する電波波長の「整数分の1」の長さのとき、電気的共振が起こり、エネルギーを取り出すことが可能となる。ここで、分母の値が小さいほど効率が良く、通常は1/2又は1/4が使用される。
(5)電気的共振が起こる周波数は「f=v/(λ/2)」により算出可能である。ここで、fは無線給電するための周波数[Hz]、vは電波の速度(約3.0×10[m/s])、λ/2はアンテナの長さ(コイルの長さ)[m]である。
Next, the following (4) to (5) are given as design guidelines for the antenna coil for wireless power feeding.
(4) When the length of the antenna is “one-integer” of the wavelength of the radio wave to be wirelessly fed, electrical resonance occurs and energy can be extracted. Here, the smaller the denominator value, the higher the efficiency, and usually 1/2 or 1/4 is used.
(5) The frequency at which electrical resonance occurs can be calculated by “f = v / (λ / 2)”. Here, f is the frequency [Hz] for wireless power feeding, v is the speed of radio waves (about 3.0 × 10 8 [m / s]), and λ / 2 is the length of the antenna (length of the coil) [ m].

例えば、コイルの長さ(λ/2)が10[m]のとき、無線給電するための周波数(f)は15[MHz]となる。すなわち、アンテナの長さ(コイルの長さ)によって給電用電波200の送電周波数が決まる。換言すると給電用電波200の送電周波数からコイルの長さが決まる。
上記(1)〜(5)の設計指針を踏まえ、第1の回路部14Aの駆動に必要な電力が得られ、かつ給電用電波200からエネルギーを取り出すことができる範囲で、電磁誘導及び無線給電による発電効率が最高効率となる最適点を見つけ出す。そして、この最適点の発電効率となるように第1のコイル13が設計されている。
第1のシール7は、図2(a)及び(b)に示すように、シール部72の内周部を内輪5の第1のシール配置溝52に配置し、シール部72の外周部を外輪6の第1のシール取付溝62に弾性変形状態で嵌め入れることで、内輪5と外輪6との間に設置されている。つまり、第1のシール7は外輪6に固定されている。
For example, when the coil length (λ / 2) is 10 [m], the frequency (f) for wireless power feeding is 15 [MHz]. That is, the transmission frequency of the power supply radio wave 200 is determined by the length of the antenna (the length of the coil). In other words, the length of the coil is determined from the power transmission frequency of the power supply radio wave 200.
Based on the design guidelines (1) to (5) above, electromagnetic induction and wireless power feeding are performed within a range in which power necessary for driving the first circuit portion 14A can be obtained and energy can be extracted from the power feeding radio wave 200. Find the optimal point where the power generation efficiency by the highest efficiency. And the 1st coil 13 is designed so that it may become the power generation efficiency of this optimal point.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the first seal 7 has the inner peripheral portion of the seal portion 72 arranged in the first seal arrangement groove 52 of the inner ring 5, and the outer peripheral portion of the seal portion 72 is arranged. It is installed between the inner ring 5 and the outer ring 6 by being fitted into the first seal mounting groove 62 of the outer ring 6 in an elastically deformed state. That is, the first seal 7 is fixed to the outer ring 6.

第2のシール8は、 図2(a)及び(b)に示すように、芯金81とゴム製のシール部82とからなる通常のシールである。第2のシール8は、シール部82の内周部を内輪5の第2のシール配置溝53に配置し、シール部82の外周部を外輪6の第2のシール取付溝63に弾性変形状態で嵌め入れることで、内輪5と外輪6との間に設置されている。つまり、第2のシール8は外輪6に固定されている。
第1の回路部14Aは、図4(b)および図5に示すように、電源回路140Aと、検出センサ141と、制御回路142と、無線回路143と、アンテナ144とを備える。第1のコイル13と、第1の回路部14Aとから第1の無線通信ユニット16Aが構成される。
The 2nd seal | sticker 8 is a normal seal | sticker which consists of the metal core 81 and the rubber-made seal | sticker part 82, as shown to Fig.2 (a) and (b). In the second seal 8, the inner peripheral portion of the seal portion 82 is disposed in the second seal placement groove 53 of the inner ring 5, and the outer peripheral portion of the seal portion 82 is elastically deformed into the second seal mounting groove 63 of the outer ring 6. It is installed between the inner ring 5 and the outer ring 6 by fitting. That is, the second seal 8 is fixed to the outer ring 6.
As shown in FIGS. 4B and 5, the first circuit unit 14 </ b> A includes a power supply circuit 140 </ b> A, a detection sensor 141, a control circuit 142, a wireless circuit 143, and an antenna 144. The first wireless communication unit 16A is composed of the first coil 13 and the first circuit unit 14A.

電源回路140A、制御回路142、無線回路143及びアンテナ144は、第1のシール7の芯金71の内側面71aにおける、第1のコイル13の形成部分以外の残りの部分に形成されている。そして、本実施形態では、電源回路140A、制御回路142、及び無線回路143は、図2(b)及び図4(b)に示すように、これらをグリースや摩耗粉から保護するための磁気シールド15で覆われている。
ここで、磁気シールド15は、透磁率が高い金属(例えば、鉄、パーマロイ、珪素鋼)または透磁率が高い金属からなる粒子を含有する合成樹脂で形成された部品である。
The power supply circuit 140 </ b> A, the control circuit 142, the wireless circuit 143, and the antenna 144 are formed on the remaining portion of the inner surface 71 a of the core metal 71 of the first seal 7 other than the formation portion of the first coil 13. In this embodiment, the power supply circuit 140A, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 are provided with a magnetic shield for protecting them from grease and wear powder as shown in FIGS. 2 (b) and 4 (b). 15 is covered.
Here, the magnetic shield 15 is a component formed of a synthetic resin containing particles made of a metal with high magnetic permeability (for example, iron, permalloy, silicon steel) or a metal with high magnetic permeability.

なお、アンテナ144については、第1のシール7の第1のコイル13の形成面とは反対側の面に設ける構成としてもよい。この場合、アンテナ144が第1のシール7の表面から突出しないように、第1のシール7の表面に収容部を設け、アンテナ144を収容部に収容する構成としてもよい。
また、第1のコイル13、電源回路140、制御回路142、無線回路143及びアンテナ144は、内側面71aの絶縁膜上に直接設ける構成に限らず、別基板に形成して、絶縁膜上に接着又は嵌合等の取付手段によって取り付ける構成としてもよい。
Note that the antenna 144 may be provided on the surface of the first seal 7 opposite to the surface on which the first coil 13 is formed. In this case, a configuration may be adopted in which an accommodation portion is provided on the surface of the first seal 7 so that the antenna 144 does not protrude from the surface of the first seal 7 and the antenna 144 is accommodated in the accommodation portion.
In addition, the first coil 13, the power supply circuit 140, the control circuit 142, the wireless circuit 143, and the antenna 144 are not limited to be provided directly on the insulating film on the inner surface 71a, but are formed on a separate substrate and formed on the insulating film. It is good also as a structure attached by attachment means, such as adhesion | attachment or a fitting.

電源回路140Aは、図6(a)に示すように、整流回路140aと、平滑回路140bと、蓄電回路140cと、蓄電用二次電池140dと、定電圧出力回路140eとを備える。
整流回路140aは、第1のコイル13から入力される、電磁誘導によって生じた交流電力を整流して直流電力へと変換し、この直流電力を平滑回路140bへと出力する。加えて、第1のコイル13から入力される給電用電波200の受信によって生じる交流電力を整流して直流電力へと変換し、この直流電力を平滑回路140bへと出力する。例えば、第1のコイル13から入力される交流電流Icを全波整流する。
As shown in FIG. 6A, the power supply circuit 140A includes a rectifier circuit 140a, a smoothing circuit 140b, a storage circuit 140c, a storage secondary battery 140d, and a constant voltage output circuit 140e.
The rectifier circuit 140a rectifies AC power input from the first coil 13 and generated by electromagnetic induction, converts it to DC power, and outputs this DC power to the smoothing circuit 140b. In addition, the AC power generated by receiving the power supply radio wave 200 input from the first coil 13 is rectified and converted to DC power, and this DC power is output to the smoothing circuit 140b. For example, the AC current Ic input from the first coil 13 is full-wave rectified.

平滑回路140bは、整流回路140aからの直流電力を平滑化して該直流電力から交流成分を低減し、この低減後の直流電力を蓄電回路140cに出力する。
蓄電回路140cは、制御回路142の演算処理及び無線回路143の無線送信処理の実行期間は、平滑回路140bから入力された直流電力を定電圧出力回路140eに出力する。一方、制御回路142の演算処理及び無線回路143の無線送信処理が実行されない期間は、平滑回路140bから入力された直流電力によって蓄電用二次電池140dを充電する。
Smoothing circuit 140b smoothes the DC power from rectifier circuit 140a, reduces the AC component from the DC power, and outputs the reduced DC power to power storage circuit 140c.
The storage circuit 140c outputs the DC power input from the smoothing circuit 140b to the constant voltage output circuit 140e during the execution period of the arithmetic processing of the control circuit 142 and the wireless transmission processing of the wireless circuit 143. On the other hand, during the period when the calculation process of the control circuit 142 and the wireless transmission process of the wireless circuit 143 are not executed, the secondary battery for storage 140d is charged with the DC power input from the smoothing circuit 140b.

蓄電用二次電池140dは、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル・水素二次電池等の二次電池から構成される。
定電圧出力回路140eは、蓄電回路140cからの直流電力、又は蓄電用二次電池140dからの直流電力を一定電圧Vbの駆動電力として制御回路142、無線回路143及び検出センサ141に供給する。なお、本実施形態では、蓄電用二次電池140dに蓄電された電力は、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143の起動後のサポート用の駆動電力として用いられる。
The secondary battery for power storage 140d is composed of, for example, a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel / hydrogen secondary battery.
The constant voltage output circuit 140e supplies the DC power from the power storage circuit 140c or the DC power from the power storage secondary battery 140d to the control circuit 142, the radio circuit 143, and the detection sensor 141 as the driving power of the constant voltage Vb. In the present embodiment, the power stored in the secondary battery for power storage 140d is used as driving power for support after the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 are started.

検出センサ141は、図2(b)に示すように、外輪6の内周面における転動体9を挟んで第1のシール7側に設けられている。検出センサ141は、第1の軸受4Aの構成部品に生じる物理現象(例えば、発熱、振動、変形、回転等)に係る物理量を検出する1つ以上のセンサから構成されている。
具体的に、本実施形態の検出センサ141は、図6(b)に示すように、温度を検出する温度センサ141a、加速度(振動)を検出する加速度センサ141b、荷重を検出する荷重センサ141c及び回転速度を検出する速度センサ141dから構成されている。
As shown in FIG. 2B, the detection sensor 141 is provided on the first seal 7 side with the rolling elements 9 on the inner peripheral surface of the outer ring 6 interposed therebetween. The detection sensor 141 includes one or more sensors that detect a physical quantity related to a physical phenomenon (for example, heat generation, vibration, deformation, rotation, etc.) that occurs in the components of the first bearing 4A.
Specifically, as shown in FIG. 6B, the detection sensor 141 of the present embodiment includes a temperature sensor 141a that detects temperature, an acceleration sensor 141b that detects acceleration (vibration), a load sensor 141c that detects load, and It is comprised from the speed sensor 141d which detects a rotational speed.

本実施形態では、図5に示すように、第1のコイル13で発電された電力が、電源回路140を介して駆動電力として、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143に供給されるように電気的な配線等が構成されている。また、検出センサ141の検出結果は、制御回路142へと入力されるように電気的な配線等が構成されている。
制御回路142は、検出センサ141の検出結果を演算処理し、この演算結果と制御信号とを無線回路143に送信する。この制御信号は、無線回路143の無線送信動作を制御する信号である。本実施形態では、予め設定した周期で検出結果を無線送信し、送信時以外はスリープ状態となるように無線回路143の動作を制御する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the power generated by the first coil 13 is supplied to the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 as drive power via the power supply circuit 140. Electrical wiring and the like are configured. In addition, electrical wiring or the like is configured so that the detection result of the detection sensor 141 is input to the control circuit 142.
The control circuit 142 performs arithmetic processing on the detection result of the detection sensor 141 and transmits the calculation result and a control signal to the wireless circuit 143. This control signal is a signal for controlling the wireless transmission operation of the wireless circuit 143. In the present embodiment, the detection result is wirelessly transmitted at a preset cycle, and the operation of the wireless circuit 143 is controlled so as to be in a sleep state except during transmission.

制御回路142は、更に、速度センサ141dの検出結果に基づき、第1の軸受4Aの回転速度が予め設定した速度閾値未満になったか否かを判定する。そして、速度閾値未満になったと判定すると、給電開始信号CSを第1の無線給電機2Aに向けて無線送信するように無線回路143の動作を制御する。また、給電開始信号CSを送信後(無線給電中)に、第1の軸受4Aの回転速度が予め設定した速度閾値以上となったと判定すると、給電停止信号CEを第1の無線給電機2Aに向けて無線送信するように無線回路143の動作を制御する。   The control circuit 142 further determines whether or not the rotational speed of the first bearing 4A is less than a preset speed threshold based on the detection result of the speed sensor 141d. And if it determines with having become less than a speed threshold value, operation | movement of the radio | wireless circuit 143 will be controlled so that the electric power feeding start signal CS may be wirelessly transmitted toward 2 A of 1st radio | wireless feeders. If it is determined that the rotation speed of the first bearing 4A is equal to or higher than a preset speed threshold after transmitting the power supply start signal CS (during wireless power supply), a power supply stop signal CE is sent to the first wireless power supply 2A. The operation of the wireless circuit 143 is controlled so as to transmit wirelessly.

ここで、1回の判定に限らず、速度閾値未満になる判定がN回(Nは2以上の自然数)連続したときに給電開始信号CSを送信する構成としてもよい。また、同様に速度閾値以上となる判定がN回連続したときに給電停止信号CEを送信する構成としてもよい。また、速度閾値は、電磁誘導による発電によって、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143を駆動するのに十分な電力を供給できる回転速度の最低値である。
すなわち、第1の軸受4Aが速度閾値以上の速度で回転時は、電磁誘導による発電で十分な駆動電力を供給することができるので、この期間は第1の無線給電機2Aの送電動作を停止する。一方、第1の軸受4Aが速度閾値未満で回転時又は回転停止時は、電磁誘導による発電では電力が不足する又は発電が行えないため、この期間は第1の無線給電機2Aに給電用電波200の送電を行わせて、給電用電波200の受信による発電によって各回路へ駆動電力を供給する。
Here, the power supply start signal CS may be transmitted when the determination that becomes less than the speed threshold value is continued N times (N is a natural number of 2 or more), without being limited to the single determination. Similarly, the power supply stop signal CE may be transmitted when determinations that are equal to or greater than the speed threshold value are continued N times. The speed threshold is the minimum value of the rotational speed at which sufficient power can be supplied to drive the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 by power generation by electromagnetic induction.
That is, when the first bearing 4A rotates at a speed equal to or higher than the speed threshold, sufficient driving power can be supplied by electromagnetic induction, so the power transmission operation of the first wireless power feeder 2A is stopped during this period. To do. On the other hand, when the first bearing 4A rotates below the speed threshold or stops rotating, power generation by electromagnetic induction is insufficient or cannot be performed. 200 is transmitted, and driving power is supplied to each circuit by power generation by receiving the power supply radio wave 200.

無線回路143は、制御回路142からの制御信号に従って、予め設定した周期で演算結果を含むセンサ検出信号300をアンテナ144を介して外部に無線送信し、送信タイミング以外ではスリープ状態となるように動作する。この無線送信されたセンサ検出信号300は、第1の上位装置3Aの備える無線送受信機3wによって受信される。
無線回路143は、更に、制御回路142からの制御信号に従って、給電開始信号CS及び給電停止信号CEをアンテナ144を介して外部に無線送信する。この無線送信された給電開始信号CS及び給電停止信号CEは、第1の無線給電機2Aによって受信される。
アンテナ144は、本実施形態において、例えばアルミニウム等の抵抗率の小さい金属材料から形成されたマイクロストリップアンテナから構成されている。なお、マイクロストリップアンテナに限らず、ダイポールアンテナ等の他の薄型のアンテナから構成してもよい。
The radio circuit 143 wirelessly transmits the sensor detection signal 300 including the calculation result to the outside through the antenna 144 in accordance with a control signal from the control circuit 142, and operates so as to be in a sleep state except for the transmission timing. To do. The wirelessly transmitted sensor detection signal 300 is received by the wireless transceiver 3w included in the first higher-level device 3A.
The wireless circuit 143 further wirelessly transmits a power supply start signal CS and a power supply stop signal CE to the outside via the antenna 144 in accordance with the control signal from the control circuit 142. The wirelessly transmitted power supply start signal CS and power supply stop signal CE are received by the first wireless power feeder 2A.
In this embodiment, the antenna 144 is configured by a microstrip antenna formed of a metal material having a low resistivity such as aluminum. In addition, you may comprise not only a microstrip antenna but other thin antennas, such as a dipole antenna.

(動作)
次に、第1実施形態に係る第1の軸受給電システム1Aの動作を説明する。
いま、第1の軸受4Aの支持する回転軸(不図示)が回転することで内輪5が回転し、この回転に伴って転動体9が転動し、転動体9からの駆動力によって第1の保持器10が回転したとする。これにより、第1の保持器10に設けられた磁石11の磁極面(軸方向一端面114)と第1のシール7の芯金71の内側面71aに設けられた第1のコイル13とが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
この相対的な回転運動によって、第1のコイル13に交流の起電力が発生する。この起電力は、電源回路140に入力され、電源回路140において、整流及び平滑化されて直流電力に変換され、この直流電力が蓄電回路140cを経て定電圧出力回路140eから一定電圧Vbの駆動電力として、制御回路142、無線回路143及び検出センサ141へと供給される。
(Operation)
Next, operation | movement of 1 A of 1st bearing electric power feeding systems which concern on 1st Embodiment is demonstrated.
Now, the rotating shaft (not shown) supported by the first bearing 4 </ b> A rotates to rotate the inner ring 5, and the rolling element 9 rolls along with this rotation, and the first driving force from the rolling element 9 causes the first to rotate. It is assumed that the cage 10 rotates. As a result, the magnetic pole surface (axial end surface 114) of the magnet 11 provided in the first cage 10 and the first coil 13 provided on the inner surface 71a of the core metal 71 of the first seal 7 are formed. Rotating motion is relatively performed around the rotation axis while facing each other.
Due to this relative rotational movement, an alternating electromotive force is generated in the first coil 13. This electromotive force is input to the power supply circuit 140, and is rectified and smoothed in the power supply circuit 140 to be converted into DC power. This DC power passes through the storage circuit 140c and is driven from the constant voltage output circuit 140e with a constant voltage Vb. Are supplied to the control circuit 142, the wireless circuit 143, and the detection sensor 141.

これにより、所定電力以上の駆動電力が供給されることで、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143が起動する。
検出センサ141は、温度センサ141aが外輪6の温度検出を開始し、加速度センサ141bが外輪6に生じる振動に応じた加速度の検出を開始し、荷重センサ141cが外輪6にかかる荷重の検出を開始する。また、速度センサ141dが、例えば、磁石11の磁束変化に基づき第1の軸受4A(厳密には第1の保持器10)の回転速度の検出を開始する。
Thereby, the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 are activated by supplying driving power that is equal to or higher than a predetermined power.
In the detection sensor 141, the temperature sensor 141a starts detecting the temperature of the outer ring 6, the acceleration sensor 141b starts detecting acceleration according to the vibration generated in the outer ring 6, and the load sensor 141c starts detecting the load applied to the outer ring 6. To do. Further, the speed sensor 141d starts to detect the rotational speed of the first bearing 4A (strictly, the first cage 10) based on, for example, a change in magnetic flux of the magnet 11.

これらセンサ141a〜141dで検出した温度、加速度、荷重及び回転速度の検出結果は、制御回路142に入力される。
制御回路142は、検出センサ141から入力された、温度、加速度、荷重及び回転速度の検出結果を演算処理する。そして、この演算結果を含む制御信号を予め設定した周期で無線回路143に出力する。
無線回路143は、制御回路142からの制御信号に従って、演算結果を含むセンサ検出信号300を、アンテナ144を介して無線送信する。なお、無線回路143は、制御信号が入力されていない期間はスリープ状態となって消費電力を抑える。
The detection results of the temperature, acceleration, load, and rotation speed detected by these sensors 141 a to 141 d are input to the control circuit 142.
The control circuit 142 performs arithmetic processing on the detection results of temperature, acceleration, load, and rotation speed input from the detection sensor 141. Then, a control signal including the calculation result is output to the radio circuit 143 at a preset cycle.
The wireless circuit 143 wirelessly transmits the sensor detection signal 300 including the calculation result via the antenna 144 in accordance with the control signal from the control circuit 142. Note that the wireless circuit 143 enters a sleep state during a period when no control signal is input, and suppresses power consumption.

このセンサ検出信号300は、第1の上位装置3Aの無線送受信機3wで受信される。第1の上位装置3Aは、受信したセンサ検出信号300に含まれる演算結果に基づき、第1の軸受4Aの装着された装置の動作を制御する。
一方、制御回路142は、検出センサ141から入力された回転速度に基づき、この回転速度が予め設定した速度閾値未満であるか否かを判定する。
この判定により、速度閾値未満ではないと判定した場合は、電磁誘導発電による動作を継続して行う。
This sensor detection signal 300 is received by the wireless transceiver 3w of the first host device 3A. The first higher-level device 3A controls the operation of the device to which the first bearing 4A is mounted based on the calculation result included in the received sensor detection signal 300.
On the other hand, the control circuit 142 determines whether or not the rotational speed is less than a preset speed threshold based on the rotational speed input from the detection sensor 141.
If it is determined by this determination that the speed is not less than the threshold value, the operation by electromagnetic induction power generation is continued.

また、制御回路142による演算処理及び無線回路143による無線送信処理が実行されない期間は、蓄電回路140cによって蓄電用二次電池140dの充電が行われる。即ち、余剰分の電力を蓄電する。蓄電用二次電池140dに蓄電された電力は、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143の起動後の駆動サポートに用いられる。
また、制御回路142は、回転軸の回転数が低くなって、速度センサ141dで検出される回転速度が速度閾値未満になると、給電開始信号CSの送信指示を含む制御信号を無線回路143に出力する。
In addition, during the period when the arithmetic processing by the control circuit 142 and the wireless transmission processing by the wireless circuit 143 are not executed, the storage secondary battery 140d is charged by the storage circuit 140c. That is, the surplus power is stored. The electric power stored in the secondary battery for power storage 140d is used for driving support after activation of the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143.
The control circuit 142 outputs a control signal including a transmission instruction of the power supply start signal CS to the radio circuit 143 when the rotation speed of the rotation shaft becomes low and the rotation speed detected by the speed sensor 141d becomes less than the speed threshold. To do.

無線回路143は、制御回路142からの制御信号に従って、給電開始信号CSをアンテナ144を介して無線送信する。
この給電開始信号CSは、第1の無線給電機2Aによって受信される。第1の無線給電機2Aは、給電開始信号CSを受信すると、給電用電波200の送信を開始する。
これにより、第1の軸受4Aは、第1のコイル13によって、給電用電波200を受信し、この受信によって第1のコイル13に交流電力が発生する。この交流電力は、電源回路140に入力され、電源回路140において、整流及び平滑化されて直流電力に変換され、この直流電力が蓄電回路140cを経て定電圧出力回路140eから一定電圧Vbの駆動電力として、制御回路142、無線回路143及び検出センサ141へと供給される。
The radio circuit 143 wirelessly transmits the power supply start signal CS via the antenna 144 in accordance with the control signal from the control circuit 142.
This power supply start signal CS is received by the first wireless power feeder 2A. When the first wireless power feeder 2A receives the power feeding start signal CS, the first wireless power feeder 2A starts transmitting the power feeding radio wave 200.
Thereby, the first bearing 4 </ b> A receives the power supply electric wave 200 by the first coil 13, and AC power is generated in the first coil 13 by this reception. This AC power is input to the power supply circuit 140, and is rectified and smoothed in the power supply circuit 140 to be converted into DC power. This DC power passes through the power storage circuit 140c and is driven from the constant voltage output circuit 140e by a constant voltage Vb. Are supplied to the control circuit 142, the wireless circuit 143, and the detection sensor 141.

これにより、所定電力以上の駆動電力が供給されることで、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143が起動する。
その後、回転軸の回転数が高くなって、速度センサ141dで検出される回転速度が速度閾値以上になると、制御回路142は、給電停止信号CEの送信指示を含む制御信号を無線回路143に出力する。
無線回路143は、制御回路142からの制御信号に従って、給電停止信号CEをアンテナ144を介して無線送信する。
この給電停止信号CEは、第1の無線給電機2Aによって受信される。第1の無線給電機2Aは、給電停止信号CEを受信すると、給電用電波200の送信を停止する。
ここで、第1実施形態において、制御回路142及び無線回路143は、無線処理回路に対応し、アンテナ144は、送信用アンテナに対応する。
Thereby, the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 are activated by supplying driving power that is equal to or higher than a predetermined power.
Thereafter, when the rotation speed of the rotation shaft increases and the rotation speed detected by the speed sensor 141d becomes equal to or higher than the speed threshold, the control circuit 142 outputs a control signal including an instruction to transmit the power supply stop signal CE to the radio circuit 143. To do.
The wireless circuit 143 wirelessly transmits the power supply stop signal CE via the antenna 144 in accordance with the control signal from the control circuit 142.
This power supply stop signal CE is received by the first wireless power feeder 2A. When the first wireless power feeder 2 </ b> A receives the power feeding stop signal CE, the first wireless power feeder 2 </ b> A stops transmitting the power feeding radio wave 200.
Here, in the first embodiment, the control circuit 142 and the radio circuit 143 correspond to a radio processing circuit, and the antenna 144 corresponds to a transmission antenna.

(第1実施形態の効果)
(1)上記第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aは、外周面に内輪軌道面51を有する内輪5と、内輪軌道面51に対向する外輪軌道面61を内周面に有する外輪6とを備える。更に、内輪軌道面51と外輪軌道面61とで形成される軌道に配置される複数の転動体9と、内輪5と外輪6との間に設けられ、複数の転動体9を転動自在に周方向に間隔を空けて保持する環状の第1の保持器10と、を備える。更に、外輪6に支持され、内輪5と外輪6との間を密封する環状の第1のシール7及び第2のシール8と、第1の保持器10の第1のシール7と対向する側の端面に、N極及びS極が周方向に交互に並ぶように配置された磁石11とを備える。更に、第1のシール7の芯金71の内側面71aに設けられ、磁石11との相対回転による電磁誘導を利用した発電用のコイルとして利用されるとともに、給電用電波200の受信用アンテナとしても利用される第1のコイル13を備える。
(Effect of 1st Embodiment)
(1) The first wireless sensor-equipped bearing 4A according to the first embodiment includes an inner ring 5 having an inner ring raceway surface 51 on an outer peripheral surface and an outer ring raceway surface 61 facing the inner ring raceway surface 51 on an inner peripheral surface. And an outer ring 6. Furthermore, the plurality of rolling elements 9 arranged on the track formed by the inner ring raceway surface 51 and the outer ring raceway surface 61 and the inner ring 5 and the outer ring 6 are provided so that the plurality of rolling elements 9 can roll freely. And an annular first retainer 10 that retains an interval in the circumferential direction. Further, an annular first seal 7 and a second seal 8 that are supported by the outer ring 6 and seal between the inner ring 5 and the outer ring 6, and a side of the first cage 10 that faces the first seal 7. And the magnet 11 arranged so that the N pole and the S pole are alternately arranged in the circumferential direction. Further, the first seal 7 is provided on the inner surface 71 a of the core 71 and is used as a power generation coil using electromagnetic induction by relative rotation with the magnet 11, and as a receiving antenna for the power supply radio wave 200. The first coil 13 is also used.

更に、外輪6の外表面より内側に設けられ、外輪6を含む構成部品に生じる物理現象に係る物理量を検出する検出センサ141と、第1のシール7に設けられたアンテナ144と、を備える。更に、第1のシール7の内側面71aに設けられ、検出センサ141の検出結果に基づく情報を、アンテナ144を介して無線送信する処理を行う制御回路142及び無線回路143と、を備える。更に、第1のシール7の内側面71aに設けられ、電磁誘導で第1のコイル13に生じた電流及び給電用電波の受信で第1のコイル13に生じた電流を用いて検出センサ141、制御回路142及び無線回路143に駆動電力を供給する電源回路140Aと、を備える。   Furthermore, a detection sensor 141 provided on the inner side of the outer surface of the outer ring 6 and detecting a physical quantity related to a physical phenomenon generated in a component including the outer ring 6, and an antenna 144 provided on the first seal 7 are provided. Furthermore, a control circuit 142 and a wireless circuit 143 that are provided on the inner surface 71a of the first seal 7 and perform processing for wirelessly transmitting information based on the detection result of the detection sensor 141 via the antenna 144 are provided. Furthermore, the detection sensor 141 is provided on the inner surface 71a of the first seal 7 by using the current generated in the first coil 13 by electromagnetic induction and the current generated in the first coil 13 by reception of power feeding radio waves. A power supply circuit 140 </ b> A that supplies driving power to the control circuit 142 and the wireless circuit 143.

この構成であれば、電磁誘導発電に用いるコイルと、無線給電発電に用いるアンテナとを共通のコイルで兼用することができるので、この共通のコイルに生じる交流電力を共通の電源回路140Aにて直流電力に変換することが可能である。
これによって、電磁誘導発電と無線給電発電とで発電部を二重化(冗長化)する際に、従来と比較して、部品点数、実装容積及び実装面積の増加を抑えることが可能となる。その結果、装置の小型化及びコストの低減が可能となる。
With this configuration, the coil used for electromagnetic induction power generation and the antenna used for wireless power feeding power generation can be used as a common coil. Therefore, the AC power generated in the common coil is converted to DC by the common power supply circuit 140A. It can be converted into electric power.
As a result, when the power generation unit is duplicated (redundant) with electromagnetic induction power generation and wireless power feeding power generation, it is possible to suppress an increase in the number of components, the mounting volume, and the mounting area as compared with the conventional case. As a result, the apparatus can be reduced in size and cost.

また、第1の軸受4Aが低速回転時又は停止時でも無線給電によって、検出センサ141、制御回路142及び無線回路143に駆動電力を供給することが可能となる。これによって、第1の軸受4Aが低速回転時又は停止時でもセンサ検出信号300を送信することが可能となり、低速回転時又は停止時の第1の軸受4Aの状態を把握することが可能となる。
また、ワイヤレスセンサ部を構成する検出センサ141、制御回路142、無線回路143及びアンテナ144と、電源部を構成する磁石11、第1のコイル13及び電源回路140とを第1の軸受4Aの内部に収容することが可能となる。即ち、本実施形態に係る第1の軸受4Aは、軸受外部に突出して形成されたワイヤレスセンサ部や電源部等の突出部のないセンサレス軸受と同等の外観構成とすることが可能である。
Further, it is possible to supply driving power to the detection sensor 141, the control circuit 142, and the wireless circuit 143 by wireless power feeding even when the first bearing 4A rotates at a low speed or stops. As a result, the sensor detection signal 300 can be transmitted even when the first bearing 4A is rotating or stopped at a low speed, and the state of the first bearing 4A when rotating or stopped at a low speed can be grasped. .
Further, the detection sensor 141, the control circuit 142, the radio circuit 143, and the antenna 144 that constitute the wireless sensor unit, the magnet 11, the first coil 13, and the power circuit 140 that constitute the power source unit are arranged inside the first bearing 4A. Can be accommodated. That is, the first bearing 4A according to the present embodiment can have the same external configuration as a sensorless bearing that does not have a protruding portion such as a wireless sensor portion or a power source portion that protrudes outside the bearing.

これによって、例えば、軸受ハウジングの形状変更等なしに既存の軸受との置き換えを容易に行うことが可能となる。また、既存のセンサレス軸受の構成部品に対して検出センサ141、第1のコイル13、電源回路140、制御回路142、無線回路143及びアンテナ144を付加することで構成することが可能である。すなわち、構成部品の少なくとも一部を既存の軸受部品で流用できるため、製造を容易に行うことが可能となる。   Thereby, for example, it becomes possible to easily replace the existing bearing without changing the shape of the bearing housing. Further, it can be configured by adding the detection sensor 141, the first coil 13, the power supply circuit 140, the control circuit 142, the wireless circuit 143, and the antenna 144 to the existing sensorless bearing components. That is, since at least a part of the component parts can be diverted with the existing bearing parts, the manufacturing can be easily performed.

(2)上記第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aは、更に、第1の保持器10が、円環状のリム部100と、リム部100の軸方向の一方に突出しかつ周方向に間隔を空けて複数個形成された柱部101と、各柱部101の間に形成されかつ複数の転動体9を転動自在に保持する複数のポケット102と、を有する冠型保持器である。更に、磁石11が、第1の保持器10の柱部101に、該柱部101を軸方向に貫通しかつ各磁石のN極とS極とが周方向に交互に並ぶように固定された複数の磁石から構成されている。 (2) In the first bearing 4A with a wireless sensor according to the first embodiment, the first retainer 10 further protrudes in one of the annular rim portion 100 and the rim portion 100 in the axial direction and has a circumferential shape. A crown-shaped cage having a plurality of pillar portions 101 formed at intervals in a direction, and a plurality of pockets 102 formed between the pillar portions 101 and holding a plurality of rolling elements 9 in a freely rollable manner. It is. Further, the magnet 11 is fixed to the column portion 101 of the first cage 10 so as to penetrate the column portion 101 in the axial direction and the N pole and S pole of each magnet are alternately arranged in the circumferential direction. It is composed of a plurality of magnets.

この構成であれば、第1のシール7に第1のコイル13と第1の回路部14Aの一部を固定するとともに、第1の保持器10の柱部101に貫通穴103を設けて、この貫通穴103に配置した磁石11を第1のシール7側に突出させているため、既存の転がり軸受と比較した軸受内部空間の低下量を少なくすることが可能となる。
また、磁石11の大部分が第1の保持器10に埋め込まれた構造となっているため、第1のコイル13に対して垂直磁場変化の強い磁石を使用することが可能となる。その結果、磁石の埋め込み量が少ない構造のものと比較して発電効率が高くすることが可能となる。
With this configuration, the first coil 13 and a part of the first circuit portion 14A are fixed to the first seal 7, and the through hole 103 is provided in the column portion 101 of the first retainer 10, Since the magnet 11 disposed in the through hole 103 is protruded toward the first seal 7, it is possible to reduce the amount of decrease in the bearing internal space compared to the existing rolling bearing.
In addition, since most of the magnets 11 are embedded in the first cage 10, it is possible to use a magnet having a strong vertical magnetic field change for the first coil 13. As a result, it is possible to increase the power generation efficiency as compared with a structure having a small magnet embedding amount.

(3)上記第1実施形態に係る第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aは、更に、第1の保持器10の第1のコイル13と対向する側とは反対側の端面に設けられた、強磁性体材料から形成された環状のヨーク12を備える。
この構成であれば、ヨーク12によって、磁石11の磁束密度を高めることが可能となり、電磁誘導発電による発電量を向上することが可能となる。
(3) The first wireless sensor-equipped bearing 4A according to the first embodiment is further provided on the end surface of the first cage 10 opposite to the side facing the first coil 13. An annular yoke 12 made of a magnetic material is provided.
If it is this structure, it will become possible to raise the magnetic flux density of the magnet 11 by the yoke 12, and it will become possible to improve the electric power generation amount by electromagnetic induction electric power generation.

(4)上記第1実施形態に係る第1の軸受給電システム1Aは、上記第1のワイヤレスセンサ付き軸受4Aと、給電開始信号CSの受信に応じて第1の軸受4Aに向けて給電用電波200を送信する第1の無線給電機2Aとを備える。検出センサ141は、第1の軸受4Aの回転速度を検出する速度センサ141dを備える。制御回路142及び無線回路143が、回転速度が予め設定した設定速度未満となったときに、アンテナ144を介して、第1の無線給電機2Aに給電開始信号CSを送信する。一方、回転速度が設定速度以上となったときに、第1の無線給電機2Aに給電停止信号CEを送信する。 (4) The first bearing power supply system 1A according to the first embodiment includes the first wireless sensor-equipped bearing 4A and a power supply electric wave toward the first bearing 4A in response to reception of the power supply start signal CS. 200 and a first wireless power feeder 2A for transmitting 200. The detection sensor 141 includes a speed sensor 141d that detects the rotational speed of the first bearing 4A. The control circuit 142 and the wireless circuit 143 transmit a power supply start signal CS to the first wireless power feeder 2A via the antenna 144 when the rotation speed becomes lower than a preset set speed. On the other hand, when the rotation speed becomes equal to or higher than the set speed, a power supply stop signal CE is transmitted to the first wireless power feeder 2A.

この構成であれば、第1の軸受4Aの回転速度が低速となって、電磁誘導による発電量が低減又は発電できなくなったときに、第1の無線給電機2Aに対して給電開始信号CSを送信して、給電用電波200を送信を開始させることが可能となる。一方、電磁誘導によって十分な発電ができるときは、給電用電波200の送信を停止させることが可能となる。
これによって、電磁誘導による発電が困難となるタイミングで、給電用電波200による発電が可能となるので、無駄な電波発信を抑え効率的な給電を行うことが可能となる。
With this configuration, when the rotational speed of the first bearing 4A becomes low and the amount of power generated by electromagnetic induction is reduced or cannot be generated, the power supply start signal CS is sent to the first wireless power feeder 2A. It is possible to start transmission of the power supply radio wave 200 by transmission. On the other hand, when sufficient power generation can be performed by electromagnetic induction, transmission of the power supply radio wave 200 can be stopped.
As a result, power generation by the power supply radio wave 200 can be performed at a timing at which power generation by electromagnetic induction becomes difficult, and thus efficient power supply can be performed while suppressing unnecessary radio wave transmission.

(第2実施形態)
第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1のシール7に代えて、第3のシール7Aを備える点が異なるのみで、それ以外は上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第2実施形態に係る第2のワイヤレスセンサ付き軸受4Bは、図7に示すように、第3のシール7Aを備える。第3のシール7Aは、上記第1実施形態の第1のシール7の芯金71に代えて、樹脂材料から形成された環状の芯材71Aを備えた構成となっている。
(Second Embodiment)
The second embodiment differs from the first embodiment only in that a third seal 7A is provided instead of the first seal 7, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. It becomes.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
The 2nd bearing 4B with a wireless sensor which concerns on 2nd Embodiment is provided with the 3rd seal | sticker 7A, as shown in FIG. The third seal 7A has a configuration including an annular core 71A made of a resin material, instead of the core 71 of the first seal 7 of the first embodiment.

ここで、上記第1実施形態の芯金71は、ヨークとしての役割を果たすために電磁鋼等の金属材料から構成されている。そのため、給電用電波200のエネルギーを吸収してしまい、発電効率が低下する。
また、電磁誘導発電は、コイルを貫く磁束の変化により発電を行うため、電磁誘導発電にヨークは必須ではない。このため、第1のコイル13を空芯コイルとしても発電が可能である。
以上のことに基づき、第2実施形態では、第3のシール7Aの芯材71Aを樹脂材料から形成し、ヨークとしての役割を除去した。
Here, the cored bar 71 of the first embodiment is made of a metal material such as electromagnetic steel in order to serve as a yoke. For this reason, the energy of the power supply radio wave 200 is absorbed, and the power generation efficiency is reduced.
In addition, since electromagnetic induction power generation is performed by changing the magnetic flux passing through the coil, a yoke is not essential for electromagnetic induction power generation. For this reason, power generation is possible even if the first coil 13 is an air-core coil.
Based on the above, in the second embodiment, the core material 71A of the third seal 7A is formed from a resin material, and the role as a yoke is removed.

(第2実施形態の効果)
(1)第2実施形態に係る第2のワイヤレスセンサ付き軸受4Bは、上記第1実施形態の第1の軸受4Aにおいて、第1のシール7に代えて、樹脂材料から形成された芯材71Aを有する第3のシール7Aを備える。
この構成であれば、給電用電波200を受信した際に、この電波のエネルギーが第3のシール7Aの芯材71Aで吸収されるのを防ぐことが可能となる。これによって、上記第1実施形態の第1の軸受4Aと比較して、無線給電における発電効率を向上することが可能となる。
(Effect of 2nd Embodiment)
(1) A second bearing 4B with a wireless sensor according to the second embodiment is a core material 71A formed of a resin material instead of the first seal 7 in the first bearing 4A of the first embodiment. A third seal 7A having
With this configuration, when the power supply radio wave 200 is received, the energy of the radio wave can be prevented from being absorbed by the core material 71A of the third seal 7A. Accordingly, it is possible to improve the power generation efficiency in wireless power feeding as compared with the first bearing 4A of the first embodiment.

(第3実施形態)
第3実施形態は、上記第2実施形態と比較して、第1のコイル13の表面に金属薄膜を形成した点が異なる。それ以外は上記第2実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第2実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第3実施形態に係る第3のワイヤレスセンサ付き軸受4Cは、図8に示すように、上記第2実施形態の第2のワイヤレスセンサ付き軸受4Bの第1のコイル13の表面に、ヨークとしての役割を果たす金属薄膜133が形成された構成となっている。
この金属薄膜133は、例えば、コイルパターンが形成されたフレキシブル基板に、鉄などの磁性材料などを蒸着させて形成してもよいし、磁性材料を金属箔状にしてコイル表面に接着して形成してもよい。
(Third embodiment)
The third embodiment is different from the second embodiment in that a metal thin film is formed on the surface of the first coil 13. Other than that, the configuration is the same as that of the second embodiment.
Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those in the second embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 8, the third bearing 4C with a wireless sensor according to the third embodiment is formed as a yoke on the surface of the first coil 13 of the second bearing 4B with a wireless sensor according to the second embodiment. The metal thin film 133 having a role is formed.
The metal thin film 133 may be formed, for example, by vapor-depositing a magnetic material such as iron on a flexible substrate on which a coil pattern is formed, or by forming a magnetic material in a metal foil shape and adhering it to the coil surface. May be.

(第3実施形態の効果)
(1)第3実施形態に係る第3のワイヤレスセンサ付き軸受4Cは、上記第2実施形態の第2のワイヤレスセンサ付き軸受4Bにおいて、第1のコイル13の表面に金属薄膜133が形成されている。
ここで、電波は、その波長に対して金属の厚みが十分に薄い場合に金属を透過する性質がある。この原理に基づき、コイルの表面に金属薄膜を形成した。これによって、金属薄膜が、ヨークとして機能して電磁誘導時の磁束を集中させ、その薄膜形状によって給電用電波のエネルギー吸収を低減することが可能となる。その結果、上記第2実施形態と比較して、総合的な発電効率を向上することが可能となる。
(Effect of the third embodiment)
(1) The third bearing 4C with a wireless sensor according to the third embodiment has a metal thin film 133 formed on the surface of the first coil 13 in the second bearing 4B with a wireless sensor of the second embodiment. Yes.
Here, the radio wave has a property of transmitting the metal when the thickness of the metal is sufficiently thin with respect to the wavelength. Based on this principle, a metal thin film was formed on the surface of the coil. As a result, the metal thin film functions as a yoke to concentrate the magnetic flux during electromagnetic induction, and the energy absorption of the power supply radio wave can be reduced by the thin film shape. As a result, it is possible to improve the overall power generation efficiency as compared with the second embodiment.

(第4実施形態)
第4実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1のシール7に代えて、第4のシール7Bを備える点が異なるのみで、それ以外は上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第4実施形態に係る第4のワイヤレスセンサ付き軸受4Dは、図9(a)及び(b)に示すように、第4のシール7Bを備える。
この第4のシール7Bは、上記第1実施形態の第1のシール7の芯金71に代えて、芯金71Bを備えた構成となっている。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment differs from the first embodiment only in that a fourth seal 7B is provided instead of the first seal 7, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. It becomes.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
The 4th bearing 4D with a wireless sensor which concerns on 4th Embodiment is provided with the 4th seal | sticker 7B, as shown to Fig.9 (a) and (b).
The fourth seal 7B is configured to include a core bar 71B instead of the core bar 71 of the first seal 7 of the first embodiment.

この芯金71Bは、環状かつ薄板状のベース部711と、ベース部711の板面の一部に周方向に等間隔に形成された複数のスリット712と、スリット712上に設けられたコイル形成用の基板部713とを有している。スリット712は、矩形の貫通穴から構成されている。芯金71Bの構成素材は、上記第1実施形態の芯金71と同様となる。基板部713は樹脂材料から形成され、第1のコイル13は、基板部713上に形成されている。
ここで、スリット712の周方向の幅dsは、給電用電波200が通過できるように設けられている。具体的に、スリット712は、給電用電波200の送電周波数の波長以上の幅に形成されている。また、スリット712は、ベース部711の第1のコイル13の形成範囲と対応する範囲に形成されている。
The core bar 71B includes an annular and thin base portion 711, a plurality of slits 712 formed at equal intervals in the circumferential direction on a part of the plate surface of the base portion 711, and a coil formed on the slit 712. And a substrate portion 713 for use. The slit 712 is composed of a rectangular through hole. The constituent material of the cored bar 71B is the same as the cored bar 71 of the first embodiment. The substrate portion 713 is formed from a resin material, and the first coil 13 is formed on the substrate portion 713.
Here, the circumferential width ds of the slit 712 is provided so that the power supply radio wave 200 can pass therethrough. Specifically, the slit 712 is formed with a width equal to or greater than the wavelength of the power transmission frequency of the power supply radio wave 200. The slit 712 is formed in a range corresponding to the formation range of the first coil 13 of the base portion 711.

(第4実施形態の効果)
(1)第4実施形態に係る第4のワイヤレスセンサ付き軸受4Dは、上記第1実施形態の第1の軸受4Aにおいて、第1のシール7に代えて、第1のコイル13の形成位置と対応する位置に複数のスリット712が形成された環状の芯金71Bを有する第4のシール7Bを備える。
この構成であれば、給電用電波200がスリット712を通って第1のコイル13に到達することが可能となる。これによって、芯金71Bでの給電用電波のエネルギー吸収を抑え、無線給電による発電効率を向上することが可能となる。
(Effect of 4th Embodiment)
(1) A fourth bearing 4D with a wireless sensor according to the fourth embodiment includes a position where the first coil 13 is formed instead of the first seal 7 in the first bearing 4A of the first embodiment. A fourth seal 7B having an annular cored bar 71B in which a plurality of slits 712 are formed at corresponding positions is provided.
With this configuration, the power supply radio wave 200 can reach the first coil 13 through the slit 712. As a result, it is possible to suppress the energy absorption of the power supply radio wave by the cored bar 71B and improve the power generation efficiency by the wireless power supply.

(第5実施形態)
第5実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1の無線給電機2Aに代えて第2の無線給電機2Bを備える点が異なる。それ以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第5実施形態に係る第2の軸受給電システム1Bは、図10に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aにおいて、第1の無線給電機2Aに代えて、第2の無線給電機2Bを備えた構成となっている。
この第2の無線給電機2Bは、第1の軸受4Aから無線送信されてくる給電開始信号CSを受信したことに応じて超長波帯又は長波帯の周波数帯域の給電用電波200Aの送信を開始する。一方、第1の軸受4Aから無線送信されてくる給電停止信号CEを受信したことに応じて給電用電波200Aの送信を停止する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment differs from the first embodiment in that a second wireless power feeder 2B is provided instead of the first wireless power feeder 2A. Other than that, it becomes the structure similar to the said 1st Embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 10, the second bearing power supply system 1 </ b> B according to the fifth embodiment includes a second bearing power supply system 1 </ b> A according to the first embodiment instead of the first wireless power feeder 2 </ b> A. The wireless power feeder 2B is provided.
The second wireless power feeder 2B starts transmission of the power supply radio wave 200A in the super-long wave band or the long-wave frequency band in response to receiving the power feeding start signal CS wirelessly transmitted from the first bearing 4A. To do. On the other hand, the transmission of the power supply radio wave 200A is stopped in response to reception of the power supply stop signal CE transmitted wirelessly from the first bearing 4A.

ここで、電波は、周波数が低く(波長が長く)なるほど物体を回り込む回折の性質がある。この性質に基づき、第5実施形態では、超長波帯又は長波帯の周波数帯域の給電用電波200Aを送電するように構成した。
この構成とすることで、図10に示すように、給電用電波200Aの波面Wf間の距離(波長)Lwが長くなって、図10中の大矢印に示す方向に直進していた波が、回折現象によって芯金71を回り込み図10中の小矢印に示す方向に伝搬する。これによって、回折により回り込んだ給電用電波200Aが第1のコイル13に到達するようになる。
但し、第1のコイル13のコイル長を変更せずに、給電用電波の送電周波数のみを変更する場合には、第1のコイル13の共振周波数を変更する必要がある。そのため、第1の無線通信ユニット16Aに、共振回路を追加する必要がある。
Here, the radio wave has the property of diffraction that goes around the object as the frequency becomes lower (the wavelength becomes longer). Based on this property, the fifth embodiment is configured to transmit the power supply radio wave 200A in the super long wave band or the frequency band of the long wave band.
With this configuration, as shown in FIG. 10, the distance (wavelength) Lw between the wave fronts Wf of the power supply radio wave 200 </ b> A is increased, and the wave that has traveled straight in the direction indicated by the large arrow in FIG. It wraps around the cored bar 71 by the diffraction phenomenon and propagates in the direction shown by the small arrow in FIG. As a result, the power supply radio wave 200 </ b> A wrapping around by diffraction reaches the first coil 13.
However, when only the power transmission frequency of the power supply radio wave is changed without changing the coil length of the first coil 13, it is necessary to change the resonance frequency of the first coil 13. Therefore, it is necessary to add a resonance circuit to the first wireless communication unit 16A.

(第5実施形態の効果)
(1)第5実施形態に係る第2の軸受給電システム1Bは、第2の無線給電機2Bが、給電開始信号CSを受信したことに応じて超長波帯又は長波帯の周波数帯域の給電用電波200Aを送信する。
この構成であれば、回折現象によって、給電用電波200Aを芯金71を回り込ませて第1のコイル13へと到達させることが可能となる。これによって、芯金71での給電用電波のエネルギー吸収を抑え、無線給電による発電効率を向上することが可能となる。
なお、上記第3実施形態の金属薄膜133の構成と組み合わせて、金属薄膜133の透過と回折によって受電効率を向上させ、無線給電による発電効率をより高める構成としてもよい。
また、上記第4実施形態のスリット712の構成と組み合わせて、スリット712の通過と回折によって受電効率を向上させ、無線給電による発電効率をより高める構成としてもよい。
(Effect of 5th Embodiment)
(1) The second bearing power supply system 1B according to the fifth embodiment is for supplying power in the ultra-long wave band or the long wave band depending on whether the second wireless power feeder 2B receives the power supply start signal CS. A radio wave 200A is transmitted.
With this configuration, it is possible to cause the power supply radio wave 200 </ b> A to reach the first coil 13 through the cored bar 71 due to the diffraction phenomenon. Thereby, it is possible to suppress the energy absorption of power supply radio waves in the cored bar 71 and improve the power generation efficiency by wireless power supply.
In addition, in combination with the configuration of the metal thin film 133 of the third embodiment, the power reception efficiency may be improved by transmission and diffraction of the metal thin film 133, and the power generation efficiency by wireless power feeding may be further increased.
Further, in combination with the configuration of the slit 712 of the fourth embodiment, the power reception efficiency may be improved by passing and diffracting the slit 712, and the power generation efficiency by wireless power feeding may be further increased.

(第6実施形態)
第6実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1の軸受4Aに代えて、第5のワイヤレスセンサ付き軸受4Eを備える点が異なる。それ以外の構成は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第6実施形態に係る第5のワイヤレスセンサ付き軸受4Eは、図11(a)及び(b)に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受4Aにおいて、第1の保持器10、第1のコイル13、磁石11及びヨーク12に代えて、第2の保持器17、多極リング磁石18及び第2のコイル19を備えた構成となっている。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is different from the first embodiment in that a fifth wireless sensor-equipped bearing 4E is provided instead of the first bearing 4A. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIGS. 11A and 11B, the fifth bearing 4E with a wireless sensor according to the sixth embodiment is the same as the first bearing 10 in the first bearing 4A of the first embodiment. Instead of the first coil 13, the magnet 11 and the yoke 12, a second cage 17, a multipolar ring magnet 18 and a second coil 19 are provided.

第2の保持器17は、上記第1実施形態の第1の保持器10のように磁石11を配置するための貫通穴等が形成されていない通常の冠型保持器から構成される。
第2のコイル19は、例えば、銅等の導体を材料としてエッチング法等の薄膜パターン形成方法を用いて第1のシール7の芯金71の内側面71aに設けられている。
第2のコイル19は、図11(b)に示すように、磁束密度(起電力)を大きくするための第1パターン191及び第2パターン192と、巻線部分である第3パターン193とから構成される。
The second cage 17 is composed of a normal crown type cage in which a through hole for arranging the magnet 11 is not formed like the first cage 10 of the first embodiment.
The second coil 19 is provided on the inner surface 71a of the core bar 71 of the first seal 7 by using a thin film pattern forming method such as an etching method using a conductor such as copper as a material.
As shown in FIG. 11B, the second coil 19 includes a first pattern 191 and a second pattern 192 for increasing the magnetic flux density (electromotive force), and a third pattern 193 that is a winding portion. Composed.

第1パターン191は、第1のシール7の内側面71aの外周側端部から内周側に向かって伸びる直線状のパターンが周方向に円弧状に等間隔に形成された櫛状のパターンである。
第2パターン192は、第1のシール7の内側面71aの内周側端部から外周側に向かって伸びる直線状のパターンが第1パターン191の直線状のパターンと互い違いとなるように周方向に円弧状に等間隔に形成された櫛状のパターンである。
第3パターン193は、始端194から終端195に向かって、第1パターン191及び第2パターン192の直線状のパターン間の隙間を縫うように矩形に折り返しながら周方向に向かって蛇行する形状のパターンである。
なお、本実施形態では、第2のコイル19を一層の構成としたが、発電力向上のために多層構造としてもよい。
The first pattern 191 is a comb-like pattern in which linear patterns extending from the outer peripheral side end portion of the inner side surface 71a of the first seal 7 toward the inner peripheral side are formed at equal intervals in a circular arc shape in the circumferential direction. is there.
The second pattern 192 has a circumferential direction such that a linear pattern extending from the inner peripheral end of the inner surface 71a of the first seal 7 toward the outer peripheral side is different from the linear pattern of the first pattern 191. Are comb-like patterns formed in a circular arc at equal intervals.
The third pattern 193 is a pattern having a shape meandering in the circumferential direction while turning back into a rectangle so as to sew a gap between the linear patterns of the first pattern 191 and the second pattern 192 from the start end 194 to the end 195. It is.
In the present embodiment, the second coil 19 has a single layer structure, but a multilayer structure may be used to improve power generation.

また、第2のコイル19は、上記第1実施形態の第1のコイル13と同様に、電磁誘導による発電用のコイルとしての役割と、第1の無線給電機2Aからの給電用電波200を受信する受信用のアンテナとしての役割とを兼任するものである。従って、上記第1実施形態と同様の設計指針に基づき、第1の回路部14Aの駆動に必要な電力が得られ、かつ給電用電波200からエネルギーを取り出すことができる範囲で、電磁誘導及び無線給電による発電効率が最高効率となるように第1のコイル13が設計されている。   Similarly to the first coil 13 of the first embodiment, the second coil 19 plays a role as a coil for power generation by electromagnetic induction and a power supply radio wave 200 from the first wireless power feeder 2A. It also serves as a receiving antenna for receiving. Therefore, based on the same design guidelines as those in the first embodiment, the electric power necessary for driving the first circuit portion 14A can be obtained and the energy can be extracted from the power supply radio wave 200, and electromagnetic induction and wireless The first coil 13 is designed so that the power generation efficiency by the power supply becomes the highest efficiency.

多極リング磁石18は、図11(a)に示すように、第2の保持器17の軸方向の端面のうち第1のシール7の内側面71aと対向する側の端面に設けられている。
この多極リング磁石18は、図13に示すように、電磁鋼板等の強磁性体材料から形成された環状かつ薄板状のヨーク181と、S極とN極とが周方向に交互に連続して配置された環状かつ薄板状のマグネットゴムシート182とを重ね合わせた構成となっている。このようにヨーク181とマグネットゴムシート182とを重ね合わせることによって、多極リング磁石18の磁束密度を高めている。
As shown in FIG. 11A, the multipolar ring magnet 18 is provided on the end surface on the side facing the inner surface 71 a of the first seal 7 in the axial end surface of the second cage 17. .
As shown in FIG. 13, this multipolar ring magnet 18 has an annular and thin plate-shaped yoke 181 made of a ferromagnetic material such as an electromagnetic steel plate, and S poles and N poles alternately arranged in the circumferential direction. And an annular and thin plate-like magnet rubber sheet 182 arranged in a stacked manner. In this way, the magnetic flux density of the multipolar ring magnet 18 is increased by overlapping the yoke 181 and the magnet rubber sheet 182.

そして、このような構成の多極リング磁石18を、例えば6,6−ナイロン等の非磁性材料で形成された第2の保持器17の内側面71aと対向する側の端面に、ヨーク181側の面を接合して取り付けている。
第6実施形態では、高速回転中のマグネットゴムシート182等の離脱による破損を防止するために、第2の保持器17、ヨーク181及びマグネットゴムシート182を、射出成型によって一体成型している。
Then, the multipolar ring magnet 18 having such a configuration is disposed on the yoke 181 side on the end surface facing the inner surface 71a of the second cage 17 formed of a nonmagnetic material such as 6,6-nylon, for example. Are attached by joining the surfaces.
In the sixth embodiment, the second retainer 17, the yoke 181 and the magnet rubber sheet 182 are integrally formed by injection molding in order to prevent damage due to separation of the magnet rubber sheet 182 and the like during high-speed rotation.

なお、強度の観点からは、射出成型によって一体成型することが望ましいが、ヨーク181及びマグネットゴムシート182を一体成型してなる多極リング磁石18を、第2の保持器17の端面に接着や嵌合等の取付手段で取り付ける構成としてもよい。この構成とすることで、既存のセンサレス軸受の保持器をそのまま用いることが可能となる。
また、マグネットゴムシート182に代えて、これと同じ構成のプラスチックマグネットを用いる構成としてもよい。
また、多極リング磁石18の劣化を防ぐために、マグネットゴムシート182又はプラスチックマグネットと、ヨーク181との表面をフッ素ゴム被膜またはパリレン(ポリパラキシレンの通称)の蒸着膜等で被覆する構成としてもよい。
また、マグネットゴムシート182又はプラスチックマグネットは、磁束密度を向上させるために、ネオジム磁石又はサマリウムコバルト磁石を含有していることが望ましい。
From the viewpoint of strength, it is desirable to perform integral molding by injection molding. However, the multipolar ring magnet 18 formed by integrally molding the yoke 181 and the magnet rubber sheet 182 is bonded to the end surface of the second cage 17. It is good also as a structure attached with attachment means, such as a fitting. With this configuration, the existing sensorless bearing cage can be used as it is.
In place of the magnet rubber sheet 182, a plastic magnet having the same configuration may be used.
Further, in order to prevent deterioration of the multipolar ring magnet 18, the surface of the magnet rubber sheet 182 or the plastic magnet and the yoke 181 may be covered with a fluorine rubber coating or a vapor deposition film of parylene (common name of polyparaxylene). Good.
The magnet rubber sheet 182 or the plastic magnet preferably contains a neodymium magnet or a samarium cobalt magnet in order to improve the magnetic flux density.

上記構成によって、軸受4Eは、図14に示すように、軸受内部において、第2の保持器17に設けられた多極リング磁石18の磁極面と、第1のシール7に設けられた第2のコイル19のパターン面とが軸方向に対向して配置される。この対向間隔は、一般に磁石とコイルとの距離が離れるほど磁力が小さくなることから可能な限り小さくすることが望ましい。
そして、回転軸が回転し内輪5が回転すると転動体9が転動し、転動体9から駆動力を受けて第2の保持器17が回転する。これにより、第2の保持器17と共に多極リング磁石18が回転して、多極リング磁石18と静止状態にある第2のコイル19とが相対回転する。
With the above configuration, the bearing 4E has a magnetic pole surface of the multipolar ring magnet 18 provided in the second cage 17 and the second seal provided on the first seal 7 inside the bearing, as shown in FIG. The pattern surface of the coil 19 is disposed so as to face the axial direction. In general, the facing distance is preferably as small as possible because the magnetic force decreases as the distance between the magnet and the coil increases.
When the rotating shaft rotates and the inner ring 5 rotates, the rolling element 9 rolls, and the second cage 17 rotates by receiving a driving force from the rolling element 9. Thereby, the multi-pole ring magnet 18 rotates together with the second cage 17, and the multi-pole ring magnet 18 and the second coil 19 in a stationary state rotate relative to each other.

多極リング磁石18と第2のコイル19とが相対回転すると、マグネットゴムシート182の各磁極対の周りに形成されている磁場が多極リング磁石18と共に移動し、第2のコイル19の第3パターン193の蛇行する面を横切る磁場の向きが第3パターン193に対して交番的に変化する。そのため、第3パターン193の内部には、それぞれの矩形状に折返した部分が囲う内側を通過する磁場を打ち消す方向に電流が流れるように起電力が発生する。磁場は、第3パターン193に対して交番的に変化するので、第3パターン193に発生する起電力も交番的に変化する。従って、第3パターン193の始端194及び終端195の間には交流の起電力が発生する。
このとき、多極リング磁石18と第3パターン193とは、相対的に回転するので、それぞれの真円度、相対的距離、磁極の間隔及び蛇行の間隔などに多少寸法的なばらつきがあっても、始端194及び終端195の間に生じる起電力の変動が少なく、安定した電力を発生することが可能である。
When the multipolar ring magnet 18 and the second coil 19 rotate relative to each other, the magnetic field formed around each magnetic pole pair of the magnet rubber sheet 182 moves together with the multipolar ring magnet 18, and the second coil 19 The direction of the magnetic field across the meandering surface of the three patterns 193 changes alternately with respect to the third pattern 193. Therefore, an electromotive force is generated in the third pattern 193 so that a current flows in a direction that cancels out the magnetic field passing through the inside surrounded by each rectangular portion. Since the magnetic field changes alternately with respect to the third pattern 193, the electromotive force generated in the third pattern 193 also changes alternately. Accordingly, an alternating electromotive force is generated between the start end 194 and the end end 195 of the third pattern 193.
At this time, since the multi-pole ring magnet 18 and the third pattern 193 rotate relatively, there is some dimensional variation in roundness, relative distance, magnetic pole spacing, meandering spacing, and the like. However, the fluctuation of the electromotive force generated between the start end 194 and the end end 195 is small, and stable power can be generated.

(第6実施形態の効果)
(1)第6実施形態に係る第5のワイヤレスセンサ付き軸受4Eは、多極リング磁石18が、N極及びS極が周方向に交互に連続して配置された環状かつ薄板状のマグネットゴムシート182と、マグネットゴムシート182の一方の面に重ね合わせて固定された、強磁性体材料から形成された環状かつ薄板状のヨーク181とを有する。加えて、第2の保持器17の第1のシール7の内側面71aと対向する側の端面にヨーク181側の面を接合して設けられている。
この構成であれば、ヨーク181によって、マグネットゴムシート182の磁束密度を高めることが可能となり、第2のコイル19の発電量を向上することが可能となる。また、多極リング磁石18は、既存の保持器の端面に設けることが可能となっているので、製造時に既存の保持器をそのまま利用することが可能となる。
(Effect of 6th Embodiment)
(1) A fifth wireless sensor-equipped bearing 4E according to the sixth embodiment includes an annular and thin magnet rubber in which a multipolar ring magnet 18 has N and S poles arranged alternately and continuously in a circumferential direction. The sheet 182 has an annular and thin plate-shaped yoke 181 formed of a ferromagnetic material and fixed to one surface of the magnet rubber sheet 182 so as to overlap. In addition, the surface on the yoke 181 side is joined to the end surface of the second retainer 17 on the side facing the inner surface 71a of the first seal 7.
With this configuration, the magnetic flux density of the magnet rubber sheet 182 can be increased by the yoke 181, and the power generation amount of the second coil 19 can be improved. Moreover, since the multipolar ring magnet 18 can be provided on the end face of the existing cage, the existing cage can be used as it is at the time of manufacture.

(第7実施形態)
第7実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1の軸受給電システム1Aの第1の無線給電機2Aに代えて第3の無線給電機2Cを備える点と、第1の軸受4Aの制御回路142及び無線回路143が、給電開始信号CS及び給電停止信号CEの送信処理を行わない点とが異なる。これら以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第7実施形態に係る第3の軸受給電システム1Cは、図15に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aにおいて、第1の無線給電機2Aに代えて、第3の無線給電機2Cを備えた構成となっている。更に、第1の軸受4Aが、モータ20と負荷21とこれらを接続する回転軸22とを備える装置に適用されている。具体的に、第1の軸受4Aは、回転軸22の両端に設けられている。なお更に、この装置には、回転軸22の回転速度を検出する速度センサ23が設けられており、第3の無線給電機2Cと無線又は有線で接続されている。
第3の無線給電機2Cは、速度センサ23で検出される回転速度に基づき、この回転速度が予め設定した速度閾値未満になったか否かを判定する。そして、速度閾値未満になったと判定すると、給電用電波200の送信を開始する。一方、給電用電波200の送信を開始後に、回転速度が速度閾値以上になったと判定すると、給電用電波200の送信を停止する。
(Seventh embodiment)
Compared with the first embodiment, the seventh embodiment includes a third wireless power feeder 2C instead of the first wireless power feeder 2A of the first bearing power supply system 1A, and the first bearing. The difference is that the control circuit 142 and the radio circuit 143 of 4A do not perform transmission processing of the power supply start signal CS and the power supply stop signal CE. Except for these, the configuration is the same as that of the first embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 15, the third bearing power supply system 1 </ b> C according to the seventh embodiment includes a third bearing power supply system 1 </ b> A according to the first embodiment instead of the first wireless power feeder 2 </ b> A. The wireless power feeder 2C is provided. Furthermore, the first bearing 4 </ b> A is applied to an apparatus including a motor 20, a load 21, and a rotating shaft 22 that connects them. Specifically, the first bearing 4 </ b> A is provided at both ends of the rotating shaft 22. Still further, this apparatus is provided with a speed sensor 23 for detecting the rotational speed of the rotary shaft 22 and is connected to the third wireless power feeder 2C wirelessly or by wire.
Based on the rotational speed detected by the speed sensor 23, the third wireless power feeder 2C determines whether or not the rotational speed is less than a preset speed threshold. And if it determines with having become less than a speed threshold value, transmission of the electric wave 200 for electric power feeding will be started. On the other hand, if it is determined that the rotation speed has become equal to or higher than the speed threshold after starting the transmission of the power supply radio wave 200, the transmission of the power supply radio wave 200 is stopped.

(第7実施形態の効果)
第7実施形態に係る第3の軸受給電システム1Cは、第3の無線給電機3Cが、第1の軸受4Aが装着された回転軸22の回転速度に基づき、回転速度が予め設定した速度閾値未満となったときに、給電用電波200の送信を開始する。一方、送信開始後に、回転速度が速度閾値以上になったときに、給電用電波200の送信を停止する。
この構成であれば、第1の軸受4Aの回転速度が低速となって、電磁誘導による発電量が低減又は電磁誘導による発電ができなくなったときに、給電用電波200の送信を開始することが可能となる。一方、電磁誘導によって十分な発電ができるときは、給電用電波200の送信を停止することが可能となる。
これによって、電磁誘導による発電が困難となるタイミングで、給電用電波200の送信が開始され、電磁誘導による十分な発電が可能なタイミングで給電用電波200の送信を停止することが可能となる。その結果、無駄な電波発信を抑え効率的な送電を行うことが可能となる。
(Effect of 7th Embodiment)
In the third bearing power supply system 1C according to the seventh embodiment, the third wireless power feeder 3C has a speed threshold that is set in advance based on the rotational speed of the rotary shaft 22 on which the first bearing 4A is mounted. When it becomes less than, transmission of the power supply radio wave 200 is started. On the other hand, when the rotation speed becomes equal to or higher than the speed threshold after the start of transmission, transmission of the power supply radio wave 200 is stopped.
With this configuration, when the rotation speed of the first bearing 4A becomes low and the amount of power generation by electromagnetic induction is reduced or power generation by electromagnetic induction cannot be performed, transmission of the power supply radio wave 200 can be started. It becomes possible. On the other hand, when sufficient electric power can be generated by electromagnetic induction, it is possible to stop the transmission of the power supply radio wave 200.
Thus, transmission of the power supply radio wave 200 is started at a timing when power generation by electromagnetic induction becomes difficult, and transmission of the power supply radio wave 200 can be stopped at a timing at which sufficient power generation by electromagnetic induction is possible. As a result, it is possible to suppress wasteful radio wave transmission and perform efficient power transmission.

(第8実施形態)
第8実施形態に係る第4の軸受給電システム1Dは、上記第1実施形態と比較して、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aの第1の上位装置3Aに代えて第2の上位装置3Bを備える点と、第1の軸受4Aの制御回路142及び無線回路143が、給電開始信号CS及び給電停止信号CEの送信処理を行わない点とが異なる。これら以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
(Eighth embodiment)
Compared to the first embodiment, the fourth bearing power supply system 1D according to the eighth embodiment is a second bearing device 3A instead of the first host device 3A of the first bearing power supply system 1A of the first embodiment. The difference is that the control circuit 142 and the radio circuit 143 of the first bearing 4A do not perform transmission processing of the power supply start signal CS and the power supply stop signal CE. Except for these, the configuration is the same as that of the first embodiment.

以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第8実施形態に係る第4の軸受給電システム1Dは、図16に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aにおいて、第1の上位装置3Aに代えて、第2の上位装置3Bを備えた構成となっている。更に、第1の軸受4Aが、モータ20と負荷21とこれらを接続する回転軸22とを備える装置に適用されている。具体的に、第1の軸受4Aは、回転軸22の両端に設けられている。なお更に、この装置には、回転軸22の回転速度を検出する速度センサ23が設けられており、第2の上位装置3Bと無線又は有線で接続されている。
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 16, the fourth bearing power supply system 1D according to the eighth embodiment includes a second bearing power supply system 1A in the first embodiment instead of the first host device 3A. It is the structure provided with the high-order apparatus 3B. Furthermore, the first bearing 4 </ b> A is applied to an apparatus including a motor 20, a load 21, and a rotating shaft 22 that connects them. Specifically, the first bearing 4 </ b> A is provided at both ends of the rotating shaft 22. Still further, this apparatus is provided with a speed sensor 23 for detecting the rotational speed of the rotary shaft 22 and is connected to the second host apparatus 3B by radio or wire.

第2の上位装置3Bは、速度センサ23で検出される回転速度に基づき、この回転速度が予め設定した速度閾値未満になったか否かを判定する。そして、速度閾値未満になったと判定すると、給電開始信号CSを、無線送受信機3wを介して第1の無線給電機2Aに向けて無線送信する。また、給電開始信号CSを送信後(無線給電中)に、回転速度が予め設定した速度閾値以上となったと判定すると、給電停止信号CEを無線送受信機3wを介して第1の無線給電機2Aに向けて無線送信する。   Based on the rotational speed detected by the speed sensor 23, the second host apparatus 3B determines whether or not this rotational speed is less than a preset speed threshold. And if it determines with having become less than a speed threshold value, the electric power feeding start signal CS will be wirelessly transmitted toward 2 A of 1st wireless power feeders via the radio | wireless transmitter / receiver 3w. If it is determined that the rotation speed has become equal to or higher than a preset speed threshold after transmitting the power supply start signal CS (during wireless power supply), the power supply stop signal CE is sent to the first wireless power supply 2A via the wireless transceiver 3w. Wirelessly send to.

(第8実施形態の効果)
第8実施形態に係る第4の軸受給電システム1Dは、第2の上位装置3Bが、第1の軸受4Aが装着された回転軸22の回転速度に基づき、回転速度が予め設定した速度閾値未満となったときに、給電開始信号CSを無線給電機2Aに送信する。一方、無線給電中に、回転速度が速度閾値以上になったときに、給電停止信号CEを無線給電機2Aに送信する。
この構成であれば、第1の軸受4Aの回転速度が低速となって、電磁誘導による発電量が低減又は電磁誘導による発電ができなくなったときに、給電用電波200の送信を開始させることが可能となる。一方、電磁誘導によって十分な発電ができるときは、給電用電波200の送信を停止させることが可能となる。
これによって、電磁誘導による発電が困難となるタイミングで、給電用電波200の送信が開始され、電磁誘導による十分な発電が可能なタイミングで給電用電波200の送信を停止することが可能となる。その結果、無駄な電波発信を抑え効率的な送電を行うことが可能となる。
(Effect of 8th Embodiment)
In the fourth bearing power feeding system 1D according to the eighth embodiment, the second host device 3B has a rotational speed less than a preset speed threshold based on the rotational speed of the rotary shaft 22 to which the first bearing 4A is mounted. Then, a power supply start signal CS is transmitted to the wireless power feeder 2A. On the other hand, when the rotation speed becomes equal to or higher than the speed threshold during wireless power feeding, a power feed stop signal CE is transmitted to the wireless power feeder 2A.
With this configuration, when the rotation speed of the first bearing 4A becomes low and the amount of power generation by electromagnetic induction is reduced or power generation by electromagnetic induction cannot be performed, transmission of the power supply radio wave 200 can be started. It becomes possible. On the other hand, when sufficient power generation can be performed by electromagnetic induction, transmission of the power supply radio wave 200 can be stopped.
Thus, transmission of the power supply radio wave 200 is started at a timing when power generation by electromagnetic induction becomes difficult, and transmission of the power supply radio wave 200 can be stopped at a timing at which sufficient power generation by electromagnetic induction is possible. As a result, it is possible to suppress wasteful radio wave transmission and perform efficient power transmission.

(第9実施形態)
第9実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1の無線給電機2Aに代えて第4の無線給電機2Dを備える点と、第1の軸受4Aの制御回路142及び無線回路143が、給電開始信号CS及び給電停止信号CEの送信処理を行わない点とが異なる。これら以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第9実施形態に係る第5の軸受給電システム1Eは、図17に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aにおいて、第1の無線給電機2Aに代えて、第4の無線給電機2Dを備えた構成となっている。
(Ninth embodiment)
Compared with the first embodiment, the ninth embodiment includes a fourth wireless power feeder 2D instead of the first wireless power feeder 2A, and the control circuit 142 and the wireless circuit of the first bearing 4A. 143 is different in that the transmission process of the power supply start signal CS and the power supply stop signal CE is not performed. Except for these, the configuration is the same as that of the first embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 17, the fifth bearing power supply system 1E according to the ninth embodiment is similar to the first bearing power supply system 1A of the first embodiment described above except that the fourth wireless power feeder 2A is replaced with a fourth wireless power feeder 2A. The wireless power feeder 2D is provided.

この第4の無線給電機2Dは、送電制御ボタン2bと、第1の無線給電機2Aとを備える。
送電制御ボタン2bは、図示省略するが、送電開始ボタンと、送電停止ボタンとを備える。送電制御ボタン2bは、オペレータによって、送電開始ボタンが押下されると給電開始信号CSを第1の無線給電機2Aに送信し、送電停止ボタンが押下されると給電停止信号CEを第1の無線給電機2Aに送信するように構成されている。
The fourth wireless power feeder 2D includes a power transmission control button 2b and a first wireless power feeder 2A.
Although not shown, the power transmission control button 2b includes a power transmission start button and a power transmission stop button. The power transmission control button 2b transmits a power supply start signal CS to the first wireless power feeder 2A when an operator presses the power transmission start button, and when the power transmission stop button is pressed, the power transmission stop signal CE is transmitted to the first wireless power supply 2A. It is configured to transmit to the power feeder 2A.

(第9実施形態の効果)
第9実施形態に係る第5の軸受給電システム1Eは、送電制御ボタン2bが、送電開始ボタンが押下されたときに、給電開始信号CSを無線給電機200Aに送信する。一方、無線給電中に、送電停止ボタンが押下されたときに、給電停止信号CEを無線給電機200Aに送信する。
この構成であれば、オペレータの任意のタイミングで、給電用電波200の送信を開始又は停止させることが可能となる。
これによって、例えば、第1の軸受4Aの静止時において、オペレータの任意のタイミング(例えば、センサ検出情報が欲しいタイミングなど)で、給電用電波200による発電が可能となる。その結果、無駄な電波発信を抑え効率的な送電を行うことが可能となるとともに、任意のタイミングでセンサ検出情報を得て故障等の検査を行うことが可能となる。
(Effect of 9th Embodiment)
In the fifth bearing power supply system 1E according to the ninth embodiment, the power transmission control button 2b transmits a power supply start signal CS to the wireless power feeder 200A when the power transmission start button is pressed. On the other hand, when the power transmission stop button is pressed during wireless power feeding, a power feeding stop signal CE is transmitted to the wireless power feeder 200A.
With this configuration, it is possible to start or stop the transmission of the power supply radio wave 200 at any timing of the operator.
Accordingly, for example, when the first bearing 4A is stationary, power generation by the power supply radio wave 200 can be performed at any timing of the operator (for example, timing when sensor detection information is desired). As a result, it is possible to perform efficient power transmission while suppressing wasteful radio wave transmission, and it is possible to inspect a failure or the like by obtaining sensor detection information at an arbitrary timing.

(第10実施形態)
第10実施形態に係る軸受4F(図示略)は、上記第1実施形態と比較して、第1の回路部14Aに代えて、第2の回路部14Bを備える点が異なる。それ以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第10実施形態に係る第6のワイヤレスセンサ付き軸受4F(図示略)は、図18に示すように、第1実施形態の第1の軸受4Aにおいて、第1の無線通信ユニット16Aに代えて、第2の無線通信ユニット16Bを備えた構成となっている。この第2の無線通信ユニットは、第1実施形態の第1の回路部14Aに代えて、第2の回路部14Bを備えた構成となっている。
(10th Embodiment)
The bearing 4F (not shown) according to the tenth embodiment is different from the first embodiment in that a second circuit portion 14B is provided instead of the first circuit portion 14A. Other than that, it becomes the structure similar to the said 1st Embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 18, the sixth bearing 4F with wireless sensor according to the tenth embodiment (not shown) is replaced with the first wireless communication unit 16A in the first bearing 4A of the first embodiment. The second wireless communication unit 16B is provided. The second wireless communication unit includes a second circuit unit 14B instead of the first circuit unit 14A of the first embodiment.

この第2の回路部14Bは、第1実施形態の第1の回路部14Aにおいて、電源回路140Aに代えて、電磁誘導発電用の第1電源回路140Bと、無線給電発電用の第2電源回路140Cとを備えた構成となっている。
更に、第2の回路部14Bは、制御回路142からの切替信号に基づき、第1のコイル13と第1電源回路140B及び第2電源回路140Cとの電気的な接続を切り替える切替スイッチ145と、蓄電用二次電池146とを新たに備える。
The second circuit unit 14B includes a first power circuit 140B for electromagnetic induction power generation and a second power circuit for wireless power generation in place of the power circuit 140A in the first circuit unit 14A of the first embodiment. 140C.
Further, the second circuit unit 14B is configured to change the electrical connection between the first coil 13 and the first power supply circuit 140B and the second power supply circuit 140C based on the switching signal from the control circuit 142, and A secondary battery for power storage 146 is newly provided.

第1電源回路140Bは、図19に示すように、第1整流回路140Baと、第1平滑回路140Bbと、第1蓄電回路140Bcと、第1定電圧出力回路140Bdとを備える。
第1電源回路140Bは、各回路の特性が、電磁誘導発電に対して発電効率が最適となるように調整された回路である。回路特性が異なる以外は、蓄電用二次電池が第2電源回路140Cと共用の蓄電用二次電池146となる点を除いて、上記第1実施形態の電源回路140Aと同様の構成及び動作内容となる。
As shown in FIG. 19, the first power supply circuit 140B includes a first rectifier circuit 140Ba, a first smoothing circuit 140Bb, a first power storage circuit 140Bc, and a first constant voltage output circuit 140Bd.
The first power supply circuit 140B is a circuit in which the characteristics of each circuit are adjusted so that the power generation efficiency is optimal with respect to electromagnetic induction power generation. Except for the difference in circuit characteristics, the configuration and operation contents are the same as those of the power circuit 140A of the first embodiment except that the power storage secondary battery is a power storage secondary battery 146 shared with the second power circuit 140C. It becomes.

第2電源回路140Cは、図19に示すように、第2整流回路140Caと、第2平滑回路140Cbと、第2蓄電回路140Ccと、第2定電圧出力回路140Cdとを備える。
第2電源回路140Cは、各回路の特性が、無線給電発電に対して発電効率が最適となるように調整された回路である。回路特性が異なる以外は、蓄電用二次電池が第2電源回路140Cと共用の蓄電用二次電池146となる点を除いて、上記第1実施形態の電源回路140Aと同様の構成及び動作内容となる。
As shown in FIG. 19, the second power supply circuit 140C includes a second rectifier circuit 140Ca, a second smoothing circuit 140Cb, a second power storage circuit 140Cc, and a second constant voltage output circuit 140Cd.
The second power supply circuit 140C is a circuit in which the characteristics of each circuit are adjusted so that the power generation efficiency is optimal with respect to the wireless power feeding power generation. Except for the difference in circuit characteristics, the configuration and operation contents are the same as those of the power circuit 140A of the first embodiment except that the power storage secondary battery is a power storage secondary battery 146 shared with the second power circuit 140C. It becomes.

ここで、無線給電において微弱な電力しか発電できない場合、方向降下電圧(VF)の特性が低い値のダイオードを使用した整流回路にした方がエネルギー損失を減らすことが可能となる。このことから、第10実施形態では、第2整流回路140Caを構成するダイオードを、第1整流回路140Baを構成するダイオードと比較して方向降下電圧(VF)の特性が低い値のダイオードから構成している。
一方、第10実施形態の制御回路142は、速度センサ141dの検出結果に基づき、回転速度が予め設定した速度閾値未満となったときに、第1のコイル13と第2電源回路140Cとを電気的に接続させる切替信号B2を切替スイッチ145に出力する。一方、回転速度が予め設定した速度閾値未満となったときに、第1のコイル13と第1電源回路140Bとを接続させる切替信号B1を切替スイッチ145に出力する。
Here, in the case where only weak power can be generated by wireless power feeding, it is possible to reduce energy loss by using a rectifier circuit using a diode having a low direction drop voltage (VF) characteristic. For this reason, in the tenth embodiment, the diode constituting the second rectifier circuit 140Ca is constituted by a diode having a lower value of the direction drop voltage (VF) than the diode constituting the first rectifier circuit 140Ba. ing.
On the other hand, the control circuit 142 of the tenth embodiment electrically connects the first coil 13 and the second power supply circuit 140C when the rotation speed is less than a preset speed threshold based on the detection result of the speed sensor 141d. The switching signal B2 to be connected is output to the changeover switch 145. On the other hand, when the rotation speed becomes less than a preset speed threshold value, a changeover signal B1 for connecting the first coil 13 and the first power supply circuit 140B is output to the changeover switch 145.

切替スイッチ145は、切替信号B1の入力に応じて、第1のコイル13と第1電源回路140Bとが電気的に接続するようにスイッチを切り替える。一方、切替信号B2の入力に応じて、第1のコイル13と第2電源回路140Cとが電気的に接続するようにスイッチを切り替える。
また、蓄電用二次電池146は、上記第1実施形態の蓄電用二次電池140dと同様の構成を有する二次電池である。
The changeover switch 145 switches the switch so that the first coil 13 and the first power supply circuit 140B are electrically connected in response to the input of the changeover signal B1. On the other hand, according to the input of the switching signal B2, the switch is switched so that the first coil 13 and the second power supply circuit 140C are electrically connected.
The secondary battery for power storage 146 is a secondary battery having the same configuration as the secondary battery for power storage 140d of the first embodiment.

(第10実施形態の効果)
(1)第10実施形態に係る第6のワイヤレスセンサ付き軸受4Fは、電磁誘導による発電用に回路特性が調整された第1電源回路140Bと、給電用電波200による発電用に回路特性が調整された第2電源回路140Cとを備える。切替スイッチ145が、制御回路142からの切替信号B1又はB2に基づき、第1のコイル13との電気的接続を、電磁誘導による発電時は第1電源回路140Bに切り替え、給電用電波による発電時は第2電源回路140Cに切り替える。
この構成であれば、電磁誘導時と無線給電時とで回路特性が適切に調整された電源回路を用いて発電を行うことが可能となる。これによって、電源回路での無駄なエネルギー消費を低減することが可能となり、発電効率を向上することが可能となる。
(Effect of 10th Embodiment)
(1) The sixth wireless sensor-equipped bearing 4F according to the tenth embodiment has a first power supply circuit 140B whose circuit characteristics are adjusted for power generation by electromagnetic induction, and a circuit characteristic which is adjusted for power generation by the power supply radio wave 200. Second power supply circuit 140C. Based on the switching signal B1 or B2 from the control circuit 142, the changeover switch 145 switches the electrical connection with the first coil 13 to the first power supply circuit 140B at the time of power generation by electromagnetic induction, and at the time of power generation by power supply radio waves. Switches to the second power supply circuit 140C.
If it is this structure, it will become possible to generate electric power using the power supply circuit by which the circuit characteristic was adjusted appropriately at the time of electromagnetic induction and the time of wireless electric power feeding. As a result, wasteful energy consumption in the power supply circuit can be reduced, and power generation efficiency can be improved.

(第11実施形態)
第11実施形態は、上記第1実施形態と比較して、電源回路140Aに代えて、電源回路140Dを備える点が異なる。それ以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第11実施形態に係る第7のワイヤレスセンサ付き軸受4G(図示略)は、上記第1実施形態の電源回路140Aに代えて、電源回路140Dを備えた構成となっている。
この電源回路140Dは、図20に示すように、上記第1実施形態の電源回路140Aにおいて、整流回路140aの前段にインピーダンスマッチング回路140fを追加した構成となっている。
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment differs from the first embodiment in that a power supply circuit 140D is provided instead of the power supply circuit 140A. Other than that, it becomes the structure similar to the said 1st Embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
The seventh wireless sensor-equipped bearing 4G (not shown) according to the eleventh embodiment has a configuration including a power supply circuit 140D instead of the power supply circuit 140A of the first embodiment.
As shown in FIG. 20, the power supply circuit 140D has a configuration in which an impedance matching circuit 140f is added to the preceding stage of the rectifier circuit 140a in the power supply circuit 140A of the first embodiment.

このインピーダンスマッチング回路140fは、第1のコイル13の出力インピーダンスと、電源回路140Dの入力インピーダンスとを整合(マッチング)する回路である。
ここで、高周波である給電用電波200の伝送において、第1のコイル13の出力インピーダンスと電源回路140Dの入力インピーダンスとが整合していないと、受信した給電用電波200の電源回路側へのエネルギー伝達効率が低下する。
インピーダンスマッチング回路140fは、例えば、給電用電波200の送電周波数や第1のコイル13及び電源回路140Aのインピーダンス特性などから、スミスチャートを用いて素子値が計算される。そして、計算された素子値を有する例えばインダクタ(コイル)やコンデンサ等の素子を直列又は並列接続して構成される。
The impedance matching circuit 140f is a circuit that matches (matches) the output impedance of the first coil 13 and the input impedance of the power supply circuit 140D.
Here, if the output impedance of the first coil 13 and the input impedance of the power supply circuit 140D are not matched in the transmission of the power supply radio wave 200 having a high frequency, the energy to the power supply circuit side of the received power supply radio wave 200 is received. Transmission efficiency decreases.
The impedance matching circuit 140f calculates element values using a Smith chart based on, for example, the power transmission frequency of the power supply radio wave 200 and the impedance characteristics of the first coil 13 and the power supply circuit 140A. For example, an element such as an inductor (coil) or a capacitor having the calculated element value is connected in series or in parallel.

(第11実施形態の効果)
(1)第11実施形態に係る第7のワイヤレスセンサ付き軸受4Gは、電源回路140Dのインピーダンスマッチング回路140fが、第1のコイル13と当該電源回路140Dとのインピーダンスを整合する。
この構成であれば、インピーダンスマッチング回路140fによって、第1のコイル13の出力インピーダンスと、電源回路140Dの入力インピーダンスとが整合され、給電用電波200を受信時の電源回路側へのエネルギー伝達効率を向上することが可能となる。
(Effect of 11th Embodiment)
(1) In the seventh bearing 4G with a wireless sensor according to the eleventh embodiment, the impedance matching circuit 140f of the power supply circuit 140D matches the impedance of the first coil 13 and the power supply circuit 140D.
With this configuration, the impedance matching circuit 140f matches the output impedance of the first coil 13 and the input impedance of the power supply circuit 140D, and the energy transfer efficiency to the power supply circuit side when receiving the power supply radio wave 200 is improved. It becomes possible to improve.

(第12実施形態)
第12実施形態は、上記第10実施形態と比較して、第2電源回路140Cに代えて、第3電源回路140Eを備える点が異なる。それ以外は、上記第10実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第10実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第12実施形態に係る第8のワイヤレスセンサ付き軸受4H(図示略)は、上記第10実施形態の第6のワイヤレスセンサ付き軸受4Fにおいて、第2電源回路140Cに代えて第3電源回路140Eを備えた構成となっている。
この第3電源回路140Eは、図21に示すように、上記第10実施形態の第2電源回路140Cに対して、第2整流回路140Caの前段にインピーダンスマッチング回路140Ceを追加した構成となっている。
(Twelfth embodiment)
The twelfth embodiment differs from the tenth embodiment in that a third power supply circuit 140E is provided instead of the second power supply circuit 140C. Other than that, the configuration is the same as that of the tenth embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the tenth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
An eighth wireless sensor-equipped bearing 4H (not shown) according to the twelfth embodiment includes a third power supply circuit 140E instead of the second power supply circuit 140C in the sixth bearing with wireless sensor 4F of the tenth embodiment. It has a configuration with.
As shown in FIG. 21, the third power supply circuit 140E has a configuration in which an impedance matching circuit 140Ce is added in front of the second rectifier circuit 140Ca with respect to the second power supply circuit 140C of the tenth embodiment. .

このインピーダンスマッチング回路140Ceは、第1のコイル13の出力インピーダンスと、第3電源回路140Eの入力インピーダンスとを整合(マッチング)する回路である。
インピーダンスマッチング回路140Ceは、上記第11実施形態のインピーダンスマッチング回路140fと同様に、例えば、給電用電波200の送電周波数や第1のコイル13及び第2電源回路140Cのインピーダンス特性などから、スミスチャートを用いて素子値が計算される。そして、計算された素子値を有する例えばインダクタ(コイル)やコンデンサ等の素子を直列又は並列接続して構成される。
The impedance matching circuit 140Ce is a circuit that matches (matches) the output impedance of the first coil 13 and the input impedance of the third power supply circuit 140E.
Similar to the impedance matching circuit 140f of the eleventh embodiment, the impedance matching circuit 140Ce displays a Smith chart based on, for example, the power transmission frequency of the power supply radio wave 200 and the impedance characteristics of the first coil 13 and the second power supply circuit 140C. The element value is calculated using this. For example, an element such as an inductor (coil) or a capacitor having the calculated element value is connected in series or in parallel.

(第12実施形態の効果)
(1)第12実施形態に係る第8のワイヤレスセンサ付き軸受4Hは、第3電源回路140Eのインピーダンスマッチング回路140Ceが、第1のコイル13と当該第3電源回路140Eとのインピーダンスを整合する。
この構成であれば、インピーダンスマッチング回路140Ceによって、第1のコイル13の出力インピーダンスと、第3電源回路140Eの入力インピーダンスとが整合され、給電用電波200を受信時の電源回路側へのエネルギー伝達効率を向上することが可能となる。
(Effect of 12th Embodiment)
(1) In the eighth bearing 4H with a wireless sensor according to the twelfth embodiment, the impedance matching circuit 140Ce of the third power supply circuit 140E matches the impedance of the first coil 13 and the third power supply circuit 140E.
With this configuration, the impedance matching circuit 140Ce matches the output impedance of the first coil 13 and the input impedance of the third power supply circuit 140E, and transmits energy to the power supply circuit side when receiving the power supply radio wave 200. Efficiency can be improved.

(第13実施形態)
第13実施形態は、上記第1実施形態と比較して、第1の無線給電機2Aに代えて、第5の無線給電機2Eを備える点が異なる。それ以外は、上記第1実施形態と同様の構成となる。
以下、上記第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる点のみを詳細に説明する。
第13実施形態に係る第6の軸受給電システム1Fは、図22に示すように、上記第1実施形態の第1の軸受給電システム1Aにおいて、第1の無線給電機2Aに代えて、第5の無線給電機2Eを備えた構成となっている。
(13th Embodiment)
The thirteenth embodiment is different from the first embodiment in that a fifth wireless power feeder 2E is provided instead of the first wireless power feeder 2A. Other than that, it becomes the structure similar to the said 1st Embodiment.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted as appropriate, and only different points will be described in detail.
As shown in FIG. 22, the sixth bearing power supply system 1F according to the thirteenth embodiment is the same as the first bearing power supply system 1A according to the first embodiment, except that the fifth wireless power feeder 2A The wireless power feeder 2E is provided.

この第5の無線給電機2Eは、その送電部の出力インピーダンスと第1の無線通信ユニット16Aの入力インピーダンスとを整合するインピーダンスマッチング回路2mを備える。
このインピーダンスマッチング回路2mは、上記第11実施形態のインピーダンスマッチング回路140fと同様に、例えば、給電用電波200の送電周波数、第5の無線給電機2E及び第1の無線通信ユニット16Aのインピーダンス特性などから、スミスチャートを用いて素子値が計算される。そして、計算された素子値を有する例えばインダクタ(コイル)やコンデンサ等の素子を直列又は並列接続して構成される。
The fifth wireless power feeder 2E includes an impedance matching circuit 2m that matches the output impedance of the power transmission unit and the input impedance of the first wireless communication unit 16A.
The impedance matching circuit 2m is similar to the impedance matching circuit 140f of the eleventh embodiment, for example, the power transmission frequency of the power supply radio wave 200, the impedance characteristics of the fifth wireless power feeder 2E and the first wireless communication unit 16A, and the like. Thus, the element value is calculated using the Smith chart. For example, an element such as an inductor (coil) or a capacitor having the calculated element value is connected in series or in parallel.

(第13実施形態の効果)
(1)第13実施形態に係る第6の軸受給電システム1Fは、第5の無線給電機2Eのインピーダンスマッチング回路2mが、当該第5の無線給電機2Eと第1の無線通信ユニット16Aとのインピーダンスを整合する。
この構成であれば、インピーダンスマッチング回路2mによって、第5の無線給電機2Eの出力インピーダンスと、第1の無線通信ユニット16Aの入力インピーダンスとが整合され、給電用電波200を受信時の電源回路側へのエネルギー伝達効率を向上することが可能となる。
また、無線給電機側にインピーダンスマッチング回路を設け、第1の無線通信ユニット16Aには設けない構成としたので、第1の軸受4A側の部品点数の増加を抑えることが可能となる。
(Effect of 13th Embodiment)
(1) In the sixth bearing power supply system 1F according to the thirteenth embodiment, the impedance matching circuit 2m of the fifth wireless power feeder 2E is connected between the fifth wireless power feeder 2E and the first wireless communication unit 16A. Match impedance.
With this configuration, the impedance matching circuit 2m matches the output impedance of the fifth wireless power feeder 2E with the input impedance of the first wireless communication unit 16A, and the power supply circuit side when receiving the power supply radio wave 200 is received. It becomes possible to improve the energy transfer efficiency to.
Further, since the impedance matching circuit is provided on the wireless power feeder side and not provided on the first wireless communication unit 16A, an increase in the number of parts on the first bearing 4A side can be suppressed.

(変形例)
(1)上記第各実施形態では、検出センサ141を、静止輪である外輪6の内周面に設ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、図23(a)に示すように、外輪6の肩の部分に第1の溝64を形成し、この第1の溝64の内側に検出センサ141を設ける構成としてもよい。また、図23(b)に示すように、外輪6の外周面に第2の溝65を形成し、この第2の溝65の内側に検出センサ141を設ける構成としてもよいし、図23(c)に示すように、外輪6の軸方向端面に第3の溝66を形成し、この第3の溝66の内側に検出センサ141を設ける構成としてもよい。また、例えば、図23(d)に示すように、検出センサ141を、第1のシール7の芯金71の内側面71aに設ける構成としてもよい。この構成によって、制御回路142と検出センサ141との間の配線を外部に伸ばす必要が無くなると共に、配線長を短くすることが容易となり、簡易にセンサ信号へのノイズ混入等の影響を低減できる配線構成とすることが可能となる。
(Modification)
(1) In the first embodiment, the detection sensor 141 is provided on the inner peripheral surface of the outer ring 6 that is a stationary wheel. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 23A, the first groove 64 may be formed in the shoulder portion of the outer ring 6 and the detection sensor 141 may be provided inside the first groove 64. Further, as shown in FIG. 23B, the second groove 65 may be formed on the outer peripheral surface of the outer ring 6, and the detection sensor 141 may be provided inside the second groove 65. As shown in c), the third groove 66 may be formed in the axial end surface of the outer ring 6, and the detection sensor 141 may be provided inside the third groove 66. Further, for example, as shown in FIG. 23 (d), the detection sensor 141 may be provided on the inner surface 71 a of the core 71 of the first seal 7. With this configuration, it is not necessary to extend the wiring between the control circuit 142 and the detection sensor 141 to the outside, it is easy to shorten the wiring length, and the wiring that can easily reduce the influence of noise mixing on the sensor signal. It can be configured.

(2)上記各実施形態では、磁石11として、ネオジム磁石を使用しているが、この構成に限らず、サマリウムコバルト磁石等の他の磁石を使用してもよい。
(3)上記各実施形態では、温度センサ141a、加速度センサ141b、荷重センサ141c及び速度センサ141dの4種類のセンサを設ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、湿度を検出するセンサなど他の種類のセンサを設ける構成としてもよい。
(4)上記各実施形態では、振動を検出するセンサとして、加速度センサを例に挙げて説明したが、この構成に限らない。例えば、AE(acoustic emission)センサ、超音波センサ、ショックパルスセンサ、マイクロホン等や、あるいは、速度、加速度、歪み、応力、変位型等、振動に起因して発生する物理量を電気信号化できるものであれば他のセンサを用いる構成としてもよい。
(2) In each of the above embodiments, a neodymium magnet is used as the magnet 11. However, the present invention is not limited to this configuration, and other magnets such as a samarium cobalt magnet may be used.
(3) In each of the above embodiments, the four types of sensors, the temperature sensor 141a, the acceleration sensor 141b, the load sensor 141c, and the speed sensor 141d, are provided. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, another type of sensor such as a sensor for detecting humidity may be provided.
(4) In each of the above embodiments, the acceleration sensor has been described as an example of the sensor that detects vibration, but the configuration is not limited thereto. For example, an AE (acoustic emission) sensor, an ultrasonic sensor, a shock pulse sensor, a microphone, or the like, or a physical quantity generated due to vibration such as speed, acceleration, strain, stress, displacement type, etc. can be converted into an electrical signal. Any other sensor may be used.

1A〜1F…第1〜第6の軸受給電システム、2A〜2E…第1〜第5の無線給電機、3A〜3B…第1〜第2の上位装置、4A〜4H…第1〜第8のワイヤレスセンサ付き軸受、5…第1の軌道輪(内輪)、6…第2の軌道輪(外輪)、7,7A,7B…第1,第2,第3のシール、9…転動体、10,17…第1,第2の保持器、11…磁石、12,18a…ヨーク、13,19…第1,第2のコイル、第1〜第2の回路部…14A〜14B、15…磁気シールド、16A〜16B…第1〜第2の無線通信ユニット、18…多極リング磁石、18b…マグネットゴムシート、23,141d…速度センサ、71,71B…芯金、71A…芯材、100…リム部、101…柱部、102…ポケット、103…貫通穴、133…金属薄膜、140A,140D…電源回路、140B〜140C…第1〜第2電源回路、141…検出センサ、142…制御回路、143…無線回路、144…アンテナ、200,200A…給電用電波、712…スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A-1F ... 1st-6th bearing electric power feeding system, 2A-2E ... 1st-5th wireless power feeder, 3A-3B ... 1st-2nd high-order apparatus, 4A-4H ... 1st-8th Bearings with wireless sensors, 5 ... first race ring (inner ring), 6 ... second race ring (outer ring), 7, 7A, 7B ... first, second and third seals, 9 ... rolling elements, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 17 ... 1st, 2nd retainer, 11 ... Magnet, 12, 18a ... Yoke, 13, 19 ... 1st, 2nd coil, 1st-2nd circuit part ... 14A-14B, 15 ... Magnetic shield, 16A to 16B ... First to second wireless communication units, 18 ... Multipolar ring magnet, 18b ... Magnet rubber sheet, 23, 141d ... Speed sensor, 71, 71B ... Core metal, 71A ... Core material, 100 ... Rim part, 101 ... Column part, 102 ... Pocket, 103 ... Through hole, 133 ... Metal thin film, 1 0A, 140D ... power supply circuit, 140B~140C ... first to the second power supply circuit, 141 ... detection sensor, 142 ... control circuit, 143 ... wireless circuit, 144 ... antenna, 200, 200A ... feeding wave, 712 ... slit

Claims (11)

相対回転する二つの軸受構成部品の一方に固定された磁石と、
前記二つの軸受構成部品の他方に前記磁石と対向して固定され、前記磁石との相対回転による電磁誘導を利用した発電用のコイルとして利用されるとともに、給電用電波の受信用のアンテナとしても利用されるコイルと、
前記電磁誘導で前記コイルに生じた電流及び前記給電用電波の受信で前記コイルに生じた電流が供給され、該電流を用いて駆動電力を生成する電源回路と、
無線信号を送信する送信用アンテナと、
前記電源回路から駆動電力が供給されるセンサと、
前記電源回路から駆動電力が供給され、前記センサの検出結果に基づく情報を前記送信用アンテナを介して無線送信する処理を行う無線処理回路と、を備えるワイヤレスセンサ付き軸受。
A magnet fixed to one of two relatively rotating bearing components;
It is fixed to the other of the two bearing components opposite to the magnet, and is used as a power generation coil using electromagnetic induction by relative rotation with the magnet, and also as an antenna for receiving power feeding radio waves With the coil used,
A current circuit that is supplied with a current generated in the coil by the electromagnetic induction and a current generated in the coil by receiving the power supply radio wave, and generates a driving power using the current; and
A transmitting antenna for transmitting radio signals;
A sensor to which driving power is supplied from the power supply circuit;
A wireless sensor-equipped bearing comprising: a wireless processing circuit that is supplied with driving power from the power supply circuit and performs processing of wirelessly transmitting information based on a detection result of the sensor through the transmission antenna.
外周面に第1軌道面を有する第1の軌道輪と、
前記第1軌道面に対向する第2軌道面を内周面に有する第2の軌道輪と、
前記第1軌道面と前記第2軌道面とで形成される軌道に配置された複数の転動体と、
前記第1の軌道輪と前記第2の軌道輪との間に設けられ、前記複数の転動体を転動自在に周方向に間隔を空けて保持する環状の保持器と、
前記第1の軌道輪及び前記第2の軌道輪のうち固定支持される方の軌道輪に支持され、前記第1の軌道輪と前記第2の軌道輪との間を密封する環状のシールと、
前記保持器の前記シールと対向する側の端面に、N極及びS極が周方向に交互に並ぶように配置された磁石と、
前記シールの前記磁石と対向する側の面に設けられ、前記磁石との相対回転による電磁誘導を利用した発電用のコイルとして利用されるとともに、給電用電波の受信用アンテナとしても利用されるコイルと、
前記固定支持される方の軌道輪の外表面より内側に設けられ、該軌道輪を含む構成部品に生じる物理現象に係る物理量を検出するセンサと、
前記シールに設けられた送信用アンテナと、
前記シールの前記磁石と対向する側の面に設けられ、前記センサの検出結果に基づく情報を、前記送信用アンテナを介して無線送信する処理を行う無線処理回路と、
前記シールの前記磁石と対向する側の面に設けられ、前記電磁誘導で前記コイルに生じた電流及び前記給電用電波の受信で前記コイルに生じた電流を用いて前記センサ及び前記無線処理回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備えるワイヤレスセンサ付き軸受。
A first bearing ring having a first raceway surface on an outer peripheral surface;
A second race ring having an inner circumferential surface with a second raceway surface facing the first raceway surface;
A plurality of rolling elements disposed on a track formed by the first track surface and the second track surface;
An annular retainer provided between the first raceway ring and the second raceway ring, and holding the plurality of rolling elements at intervals in the circumferential direction so as to be freely rollable;
An annular seal that is supported by a fixedly supported raceway of the first raceway and the second raceway and seals between the first raceway and the second raceway; ,
Magnets arranged so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction on the end surface of the cage facing the seal;
Coil provided on the surface of the seal facing the magnet and used as a power generating coil using electromagnetic induction by relative rotation with the magnet, and also used as a receiving antenna for feeding radio waves When,
A sensor that is provided inside the outer surface of the fixedly supported bearing ring and detects a physical quantity relating to a physical phenomenon that occurs in a component including the bearing ring;
A transmitting antenna provided on the seal;
A wireless processing circuit which is provided on a surface of the seal facing the magnet and performs processing for wirelessly transmitting information based on the detection result of the sensor via the transmission antenna;
Provided on the surface of the seal facing the magnet, and using the current generated in the coil by the electromagnetic induction and the current generated in the coil by receiving the power supply radio wave in the sensor and the wireless processing circuit A bearing with a wireless sensor, comprising: a power supply circuit for supplying driving power.
前記保持器は、円環状のリム部と、前記リム部の軸方向の一方に突出しかつ周方向に間隔を空けて複数個形成された柱部と、各柱部の間に形成されかつ前記複数の転動体を転動自在に保持する複数のポケットと、を有する冠型保持器であり、
前記磁石は、前記保持器の前記柱部に、該柱部を軸方向に貫通しかつ各磁石のN極とS極とが周方向に交互に並ぶように固定された複数の磁石から構成されている請求項2に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。
The retainer includes an annular rim portion, a plurality of pillar portions protruding in one axial direction of the rim portion and spaced apart in the circumferential direction, and formed between the pillar portions. A plurality of pockets for freely rolling the rolling element, and a crown-type cage having
The magnet is composed of a plurality of magnets that are fixed to the column portion of the cage in such a manner as to penetrate the column portion in the axial direction and to alternately arrange the north and south poles of each magnet in the circumferential direction. The bearing with a wireless sensor according to claim 2.
前記保持器の前記コイルと対向する側とは反対側の端面に設けられ、強磁性体材料から形成された環状のヨークを備える請求項3に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。   The bearing with a wireless sensor according to claim 3, further comprising an annular yoke provided on an end surface of the cage opposite to the side facing the coil and formed of a ferromagnetic material. 前記磁石は、N極及びS極が周方向に交互に連続して配置された環状かつ薄板状の多極リング磁石から構成され、
前記多極リング磁石の一方の端面に重ね合わせて固定され、強磁性体材料から形成された環状かつ薄板状のヨークを備え、
前記磁石及び前記ヨークは、前記保持器の前記シールと対向する側の端面に前記ヨーク側の面を接合して設けられている請求項2に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。
The magnet is composed of an annular and thin multi-pole ring magnet in which N poles and S poles are alternately and continuously arranged in the circumferential direction,
Overlaid and fixed to one end face of the multipolar ring magnet, and provided with an annular and thin yoke formed from a ferromagnetic material,
The bearing with a wireless sensor according to claim 2, wherein the magnet and the yoke are provided by joining a surface on the yoke side to an end surface of the cage facing the seal.
前記シールは環状の芯材を有しており、
前記芯材は樹脂材料から形成されている請求項2から5のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。
The seal has an annular core;
The bearing with a wireless sensor according to claim 2, wherein the core material is formed of a resin material.
前記コイルの表面は金属製薄膜が形成されている請求項6に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。   The bearing with a wireless sensor according to claim 6, wherein a metal thin film is formed on a surface of the coil. 前記シールは環状の芯材を有しており、
前記芯材は、金属材料から形成されているとともに、前記コイルの形成位置と対応する位置に複数のスリットが形成されている請求項2から5のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。
The seal has an annular core;
The bearing with a wireless sensor according to any one of claims 2 to 5, wherein the core member is formed of a metal material, and a plurality of slits are formed at positions corresponding to positions where the coils are formed.
前記電源回路は、前記電磁誘導による発電用に回路特性が調整された第1電源回路と、前記給電用電波による発電用に回路特性が調整された第2電源回路とを備え、
前記コイルとの電気的接続を、前記電磁誘導による発電時は前記第1電源回路に切り替え、前記給電用電波による発電時は前記第2電源回路に切り替える切替部を備える請求項1から8のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。
The power supply circuit includes a first power supply circuit whose circuit characteristics are adjusted for power generation by the electromagnetic induction, and a second power supply circuit whose circuit characteristics are adjusted for power generation by the power supply radio wave,
9. The switch according to claim 1, further comprising: a switching unit configured to switch the electrical connection with the coil to the first power supply circuit during power generation using the electromagnetic induction and to switch to the second power supply circuit during power generation using the power feeding radio wave. A bearing with a wireless sensor according to claim 1.
前記電源回路は、前記コイルと当該電源回路とのインピーダンスを整合するインピーダンスマッチング回路を備える請求項1から9のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ付き軸受。   The bearing with a wireless sensor according to claim 1, wherein the power supply circuit includes an impedance matching circuit that matches impedances of the coil and the power supply circuit. 請求項1から10のいずれか1項に記載のワイヤレスセンサ付き軸受と、
給電開始信号の受信に応じて前記ワイヤレスセンサ付き軸受に向けて前記給電用電波を送信する無線給電機と、を備え、
前記センサは、軸受の回転速度を検出する速度センサを備え、
前記無線処理回路は、前記回転速度が予め設定した設定速度以下となったときに、前記送信用アンテナを介して、前記無線給電機に給電開始信号を送信する軸受給電システム。
A bearing with a wireless sensor according to any one of claims 1 to 10,
A wireless power feeder that transmits the electric wave for power feeding toward the bearing with the wireless sensor in response to reception of a power feeding start signal,
The sensor includes a speed sensor that detects a rotational speed of the bearing,
The wireless processing circuit is a bearing power supply system that transmits a power supply start signal to the wireless power feeder via the transmission antenna when the rotation speed is equal to or lower than a preset set speed.
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