JP7114992B2 - rotating device - Google Patents

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Description

本発明は、回転装置に関する。 The present invention relates to rotating devices.

特許文献1及び特許文献2には、軸受周囲の各種物理量をセンサにより検出し、検出情報を受信側装置へ無線送信するセンサ付きの軸受が記載されている。 Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe a bearing equipped with a sensor that detects various physical quantities around the bearing with a sensor and wirelessly transmits the detected information to a receiving device.

特開2003-307435号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-307435 特開2016-130577号公報JP 2016-130577 A

センサ付き軸受では、発電部で発電された電力がセンサや通信回路に供給される。センサや通信回路に供給される電力が不足すると、センサや通信回路が正常ではない動作をしたり、意図しないタイミングで動作を停止したりする可能性がある。 In the sensor-equipped bearing, electric power generated by the power generation unit is supplied to the sensor and communication circuit. If the power supplied to the sensor or communication circuit is insufficient, the sensor or communication circuit may operate abnormally or stop operating at an unintended timing.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力不足による誤動作を防止可能な回転装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rotating device capable of preventing malfunction due to power shortage.

本態様の回転装置は、回転軸を中心に相対的に回転する第1部品及び第2部品を有する回転装置であって、前記第1部品と前記第2部品との相対的な回転に基づいて発電する発電部と、前記発電部が発電する電力によって充電される、充放電可能な蓄電部と、センサと、前記蓄電部に蓄電された電力と、前記センサで検出されるデータとが供給される制御部と、前記蓄電部の電圧を監視する電圧監視部と、を備え、前記電圧監視部は、前記蓄電部の電圧に基づく信号を前記制御部に送信する電圧監視回路を有する。 A rotating device of this aspect is a rotating device having a first part and a second part that relatively rotate about a rotation axis, and based on the relative rotation of the first part and the second part, A power generation unit that generates power, a rechargeable power storage unit that is charged with the power generated by the power generation unit, a sensor, power stored in the power storage unit, and data detected by the sensor are supplied. and a voltage monitoring unit that monitors the voltage of the power storage unit, the voltage monitoring unit having a voltage monitoring circuit that transmits a signal based on the voltage of the power storage unit to the control unit.

これによれば、制御部は、電力不足となる前に通常モードからスリープモードに移行することができる。これにより、回転装置は、電力不足によって制御部が誤動作することを防止することができる。また、例えば、電圧監視回路にリセットICが用いられると、電圧監視の消費電力が少なくて済む。 According to this, the control unit can shift from the normal mode to the sleep mode before power shortage occurs. As a result, the rotating device can prevent the controller from malfunctioning due to power shortage. Further, for example, if a reset IC is used in the voltage monitoring circuit, power consumption for voltage monitoring can be reduced.

望ましい態様として、前記制御部は、前記データを外部に送信する通信回路と、前記通信回路を制御する制御回路と、を有し、前記電圧監視回路は、前記蓄電部の電圧が第1閾値以下になると前記制御回路に第1信号を送信し、前記制御回路が前記第1信号を受信すると、前記通信回路は前記データの外部への送信を停止する。これによれば、制御回路及び通信回路は、電力不足となる前に通常モードからスリープモードに移行することができる。 As a desirable aspect, the control unit includes a communication circuit that transmits the data to the outside, and a control circuit that controls the communication circuit, and the voltage monitoring circuit controls the voltage of the power storage unit to be equal to or lower than a first threshold. Then, a first signal is transmitted to the control circuit, and when the control circuit receives the first signal, the communication circuit stops transmitting the data to the outside. According to this, the control circuit and the communication circuit can shift from the normal mode to the sleep mode before power shortage occurs.

望ましい態様として、前記電圧監視回路は、前記蓄電部の電圧が前記第1閾値よりも高い第2閾値以上になると、前記制御回路に第2信号を送信し、前記制御回路が前記第2信号を受信すると、前記通信回路は前記データの外部への送信を開始する。これによれば、回転装置は、蓄電部が所定の電圧まで充電されると、制御回路及び通信回路はスリープモードから通常モードに復帰することができる。 Preferably, the voltage monitoring circuit transmits a second signal to the control circuit when the voltage of the power storage unit becomes equal to or higher than a second threshold higher than the first threshold, and the control circuit transmits the second signal. Upon receipt, the communication circuitry begins transmitting the data out. According to this, in the rotating device, the control circuit and the communication circuit can return from the sleep mode to the normal mode when the electric storage unit is charged to the predetermined voltage.

望ましい態様として、前記制御部は、前記データを記憶する記憶回路、をさらに有し、前記制御回路は前記記憶回路を制御し、前記制御回路が前記第1信号を受信すると、前記制御回路は前記データの前記記憶回路への書き込みを停止する。これによれば、回転装置は、制御回路が記憶回路にデータを書き込む途中で電力不足となることを防ぐことができる。 Desirably, the control unit further includes a memory circuit for storing the data, the control circuit controls the memory circuit, and when the control circuit receives the first signal, the control circuit controls the Stop writing data to the storage circuit. According to this, the rotating device can prevent power shortage while the control circuit is writing data to the storage circuit.

望ましい態様として、前記電圧監視回路は、前記蓄電部の電圧が前記第1閾値よりも高い第2閾値以上になると、前記制御回路に第2信号を送信し、前記制御回路が前記第2信号を受信すると、前記制御回路は前記データの前記記憶回路への書き込みを開始する。これによれば、回転装置は、制御回路が記憶回路にデータを書き込む途中で電力不足となることを防ぐことができる。 Preferably, the voltage monitoring circuit transmits a second signal to the control circuit when the voltage of the power storage unit becomes equal to or higher than a second threshold higher than the first threshold, and the control circuit transmits the second signal. Upon receipt, the control circuit initiates writing of the data to the storage circuit. According to this, the rotating device can prevent power shortage while the control circuit is writing data to the storage circuit.

望ましい態様として、前記電圧監視回路は、前記第1信号を送信する第1電圧監視回路と、前記第2信号を送信する第2電圧監視回路と、を有する。これによれば、第1電圧監視回路が出力する第1信号に基づいて、制御部は通常モードからスリープモードに移行することができる。また、第2電圧監視回路が出力する第2信号に基づいて、制御部はスリープモードから通常モードに復帰することができる。 As a desirable aspect, the voltage monitoring circuit has a first voltage monitoring circuit that transmits the first signal and a second voltage monitoring circuit that transmits the second signal. According to this, the control section can shift from the normal mode to the sleep mode based on the first signal output by the first voltage monitoring circuit. Also, based on the second signal output by the second voltage monitoring circuit, the control unit can return from the sleep mode to the normal mode.

望ましい態様として、前記蓄電部の電圧に基づいて、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給を制御する出力制御回路、をさらに備え、前記出力制御回路は、前記蓄電部の電圧が前記第2閾値よりも低い第3閾値以上の場合は、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給をオンにし、前記蓄電部の電圧が前記第3閾値未満の場合は、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給をオフにする。これによれば、回転装置は、蓄電部の電圧がゼロとなる前に、制御部への電力の供給を停止することができる。 As a desirable aspect, the output control circuit further comprises an output control circuit for controlling supply of electric power from the power storage unit to the control unit based on the voltage of the power storage unit, wherein the output control circuit controls the voltage of the power storage unit to be equal to the first voltage. When the voltage of the power storage unit is equal to or greater than a third threshold value lower than two thresholds, power supply from the power storage unit to the control unit is turned on, and when the voltage of the power storage unit is less than the third threshold value, the power storage unit controls the control unit. Turn off power to the unit. According to this, the rotating device can stop the supply of electric power to the control unit before the voltage of the power storage unit becomes zero.

望ましい態様として、前記センサは、第1センサと、前記第1センサとは検出の対象が異なる第2センサと、を有する。これによれば、回転装置は、有用なデータをより多く出力することができる。 As a desirable aspect, the sensor has a first sensor and a second sensor whose detection target is different from that of the first sensor. According to this, the rotating device can output more useful data.

本発明によれば、電力不足による誤動作を防止可能な回転装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotation apparatus which can prevent the malfunction by power shortage can be provided.

図1は、本実施形態のセンサ付き軸受の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a sensor-equipped bearing according to this embodiment. 図2は、本実施形態のセンサ付き軸受の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor-equipped bearing of this embodiment. 図3は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凸部とを含む部分の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment, which includes a power generating portion and a convex portion. 図4は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凹部とを含む部分の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment, which includes the power generating portion and the recess. 図5は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、センサ基板を含む部分の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing of the present embodiment, including the sensor substrate. 図6は、本実施形態のセンサ付き軸受における起電力の電圧と時間との関係を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the voltage of the electromotive force and time in the sensor-equipped bearing of this embodiment. 図7は、本実施形態のセンサユニットの平面図である。FIG. 7 is a plan view of the sensor unit of this embodiment. 図8は、本実施形態のカバーの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the cover of this embodiment. 図9は、本実施形態の角度センサの出力信号波形の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of an output signal waveform of the angle sensor of this embodiment. 図10は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing according to this embodiment. 図11は、本実施形態の蓄電部の電圧変化の一例を模式的に示すグラフである。FIG. 11 is a graph schematically showing an example of voltage change of the power storage unit of the present embodiment. 図12は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation sequence of the circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing of this embodiment. 図13は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作期間と、CPUの消費電力との関係を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram schematically showing the relationship between the operating period of the circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment and the power consumption of the CPU. 図14は、センサ付き軸受の回転数の時間変化の一例を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing an example of temporal changes in the number of rotations of the sensor-equipped bearing.

発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Modes (embodiments) for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.

図1は、本実施形態のセンサ付き軸受の斜視図である。図2は、本実施形態のセンサ付き軸受の分解斜視図である。図3は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凸部とを含む部分の断面図である。図4は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凹部とを含む部分の断面図である。図5は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、センサ基板を含む部分の断面図である。図1に示すセンサ付き軸受1は、図2に示すように、センサユニット5と、トーンリング30と、軸受本体20とを有している。 FIG. 1 is a perspective view of a sensor-equipped bearing according to this embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor-equipped bearing of this embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment, which includes a power generating portion and a convex portion. FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment, which includes the power generating portion and the recess. FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the sensor-equipped bearing of the present embodiment, including the sensor substrate. The sensor-equipped bearing 1 shown in FIG. 1 has a sensor unit 5, a tone ring 30, and a bearing main body 20, as shown in FIG.

図3から図5に示すように、軸受本体20は、外輪21と、内輪22と、転動体23とを有する転がり軸受である。外輪21と内輪22は、回転軸Ax(図1参照)を中心に相対的に回転する。以下、内輪22が回転輪として説明するが、内輪22と外輪21とが相対回転していれば、どちらが回転していてもよい。 As shown in FIGS. 3 to 5, the bearing body 20 is a rolling bearing having an outer ring 21, an inner ring 22, and rolling elements 23. As shown in FIGS. The outer ring 21 and the inner ring 22 relatively rotate around the rotation axis Ax (see FIG. 1). In the following description, the inner ring 22 is assumed to be a rotating ring.

カバー10は、円環状の天板12と、天板12の周囲に接続され、筒状の側板11とを有する。カバー10は、ケイ素鋼板、炭素鋼(JIS規格 SS400又はS45C)、マルテンサイト系ステンレス(JIS規格 SUS420)又はフェライト系ステンレス(JIS規格 SUS430)のいずれかのような磁性を有する材料で形成される。 The cover 10 has an annular top plate 12 and a cylindrical side plate 11 connected around the top plate 12 . The cover 10 is made of a magnetic material such as silicon steel plate, carbon steel (JIS SS400 or S45C), martensitic stainless (JIS SUS420) or ferritic stainless (JIS SUS430).

図2に示すように、センサユニット5において、複数の発電部3と基板40とが、天板12の一方の面12Aに取り付けられている。一方の面12Aは、軸受本体20と対向する側の面である。基板40は、電源基板41と、センサ基板42とを有している。 As shown in FIG. 2 , in the sensor unit 5 , a plurality of power generation units 3 and a substrate 40 are attached to one surface 12A of the top plate 12 . One surface 12A is a surface facing the bearing main body 20 . The board 40 has a power supply board 41 and a sensor board 42 .

例えば、図1及び図2に示すように、天板12に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト19Aが締結することで、発電部3は、天板12に固定される。同様に、天板12に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト19Bが締結することで、電源基板41とセンサ基板42とが、天板12に固定される。図1に示すように、ボルト19A及びボルト19Bは、カバー10に取り付けられた状態で、カバー10から突出しない長さを有している。 For example, as shown in FIGS. 1 and 2 , the power generation unit 3 is fixed to the top plate 12 by fastening bolts 19</b>A made of a non-magnetic material such as brass to female screw holes drilled in the top plate 12 . Similarly, the power board 41 and the sensor board 42 are fixed to the top plate 12 by fastening bolts 19B made of a non-magnetic material such as brass to female screw holes drilled in the top plate 12 . As shown in FIG. 1 , the bolts 19A and 19B have lengths that do not protrude from the cover 10 when attached to the cover 10 .

トーンリング30には、外径側に突出する凸部31と、凸部31よりも内径側に凹む凹部32とが周方向に交互に設けられている。トーンリング30は、軸受本体20側に突出する筒状突起33を内周側に有している。トーンリング30は、ケイ素鋼板、炭素鋼(JIS規格 SS400又はS45C)、マルテンサイト系ステンレス(JIS規格 SUS420)又はフェライト系ステンレス(JIS規格 SUS430)のいずれかのような磁性を有する材料で形成される。 The tone ring 30 is provided with convex portions 31 protruding radially outward and concave portions 32 concave radially inward from the convex portions 31 alternately arranged in the circumferential direction. The tone ring 30 has a cylindrical protrusion 33 protruding toward the bearing body 20 on its inner peripheral side. The tone ring 30 is made of a magnetic material such as silicon steel plate, carbon steel (JIS standard SS400 or S45C), martensitic stainless steel (JIS standard SUS420) or ferritic stainless steel (JIS standard SUS430). .

発電部3は、永久磁石13と、ヨーク14と、コイル15とを有している。永久磁石13は、天板12に接するように固定されている。ヨーク14は、永久磁石13に接するように固定されている。ヨーク14は、永久磁石13に磁気的に接続されていればよく、直接接続されていなくてもよい。ヨーク14は、ケイ素鋼板、NiFe合金などの磁性を有する材料で形成されている。ヨーク14の内部における磁束量が増えるように、ヨーク14は、カバー10の材質と同等以上の透磁率を有する材料が用いられていることが望ましい。ヨーク14がケイ素鋼板であると、透磁率が高くなり、ヨーク14内に磁束が通りやすくなる。 The power generation section 3 has a permanent magnet 13 , a yoke 14 and a coil 15 . A permanent magnet 13 is fixed so as to be in contact with the top plate 12 . Yoke 14 is fixed so as to be in contact with permanent magnet 13 . The yoke 14 may be magnetically connected to the permanent magnet 13, and may not be directly connected. The yoke 14 is made of a magnetic material such as a silicon steel plate or NiFe alloy. It is desirable that the yoke 14 be made of a material having a magnetic permeability equal to or higher than that of the cover 10 so that the amount of magnetic flux inside the yoke 14 increases. If the yoke 14 is made of a silicon steel plate, the magnetic permeability will be high and the magnetic flux will easily pass through the yoke 14 .

コイル15は、導線がヨーク14を巻回するいわゆるマグネットワイヤである。隣り合う発電部3のコイル15同士は、直列に接続され、直列接続された複数の発電部3のコイル15から引き出された配線が電源基板41に接続されている。 The coil 15 is a so-called magnet wire in which a conducting wire is wound around the yoke 14 . The coils 15 of adjacent power generation units 3 are connected in series, and wires drawn out from the coils 15 of the plurality of power generation units 3 connected in series are connected to the power supply substrate 41 .

図3に示すように、側板11の一端が外輪21の外周に設けられた溝21Aに嵌め込まれ固定される。筒状突起33は、内輪22の内周に設けられた溝22Aに嵌め込まれ固定されている。これにより、図3及び図4に示すように、ヨーク14の内周側端面及び天板12の内周側端面がトーンリング30の凸部31又は凹部32に対向する位置に配置される。そして、カバー10及びトーンリング30は、軸受本体20への取り付けが容易である。 As shown in FIG. 3, one end of the side plate 11 is fitted into a groove 21A provided on the outer periphery of the outer ring 21 and fixed. The tubular projection 33 is fitted and fixed in a groove 22A provided on the inner circumference of the inner ring 22 . As a result, as shown in FIGS. 3 and 4, the inner peripheral end face of the yoke 14 and the inner peripheral end face of the top plate 12 are arranged at positions facing the convex portion 31 or the concave portion 32 of the tone ring 30 . Also, the cover 10 and the tone ring 30 can be easily attached to the bearing body 20 .

永久磁石13の磁界により磁束Mfが、ヨーク14、トーンリング30の凸部31又は凹部32、カバー10の天板12を通る。このため、永久磁石13、ヨーク14、トーンリング30の凸部31又は凹部32、カバー10の天板12が磁気回路となる。 The magnetic field of the permanent magnet 13 causes the magnetic flux Mf to pass through the yoke 14 , the convex portion 31 or concave portion 32 of the tone ring 30 , and the top plate 12 of the cover 10 . Therefore, the permanent magnet 13, the yoke 14, the convex portion 31 or concave portion 32 of the tone ring 30, and the top plate 12 of the cover 10 form a magnetic circuit.

また、図5に示すように、凸部31の外周側端面31IFの一部には、トーンリング30よりも強い磁性を示す磁性体311が取り付けられている。例えば、凸部31の外周側端面31IFには、磁性体の形状と大きさに対応した凹部が設けられている。この凹部に磁性体311は嵌め込まれている。磁性体311と、磁性体311の周囲の外周側端面31IFは、面一又はほぼ面一となっている。磁性体311は、例えば、硬磁性体の永久磁石である。トーンリング30において、磁性体311の取り付け箇所は1箇所のみである。外輪21に対して内輪22が相対的に1回転(360°回転)する毎に、磁性体311は角度センサ443に最も近づく。角度センサ443は、例えばホール素子を含む。 Further, as shown in FIG. 5, a magnetic body 311 exhibiting stronger magnetism than the tone ring 30 is attached to a part of the outer peripheral side end face 31IF of the projection 31 . For example, a concave portion corresponding to the shape and size of the magnetic body is provided on the outer peripheral side end surface 31IF of the convex portion 31 . The magnetic body 311 is fitted in this recess. The magnetic body 311 and the outer peripheral side end face 31IF around the magnetic body 311 are flush or substantially flush. The magnetic body 311 is, for example, a hard magnetic permanent magnet. In the tone ring 30, the magnetic body 311 is attached to only one location. The magnetic body 311 comes closest to the angle sensor 443 each time the inner ring 22 makes one relative rotation (360° rotation) with respect to the outer ring 21 . Angle sensor 443 includes, for example, a Hall element.

図6は、本実施形態のセンサ付き軸受における起電力の電圧と時間との関係を説明するための説明図である。ここで、図6の横軸は時間Tであり、縦軸は起電力の電圧Viである。外輪21が固定され、内輪22が回転することによって内輪22と共にトーンリング30が回転し、トーンリング30と発電部3とが相対的に回転する。ヨーク14にとっては、内周側端面から図3に示す凸部31の外周側端面31IFまでのエアギャップと、内周側端面から図4に示す凹部32の外周側端面32IFまでのエアギャップと、が交互に入れ替わる。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the voltage of the electromotive force and time in the sensor-equipped bearing of this embodiment. Here, the horizontal axis of FIG. 6 is the time T, and the vertical axis is the voltage Vi of the electromotive force. When the outer ring 21 is fixed and the inner ring 22 rotates, the tone ring 30 rotates together with the inner ring 22, and the tone ring 30 and the power generating section 3 rotate relative to each other. For the yoke 14, an air gap from the inner peripheral end surface to the outer peripheral end surface 31IF of the protrusion 31 shown in FIG. 3, an air gap from the inner peripheral end surface to the outer peripheral end surface 32IF of the recessed portion 32 shown in FIG. are alternately replaced.

このように、トーンリング30の外周の凸部31と凹部32とにより、発電部3のヨーク14とトーンリング30の外周との距離が周期的に変化する。これにより、発電部3に生じる磁束Mfの密度が変化する。永久磁石13を備えたヨーク14とトーンリング30とが接近している場合には、永久磁石13、ヨーク14、トーンリング30を通る磁束Mfは大きく、ヨーク14とトーンリング30とが離れている場合には、永久磁石13、ヨーク14、トーンリング30を通る磁束Mfが小さくなる。この磁束Mfの密度変化に応じて、ヨーク14の周りにマグネットワイヤを巻いたコイル15に電圧変化が発生する。 In this manner, the distance between the yoke 14 of the power generating section 3 and the outer circumference of the tone ring 30 changes periodically due to the protrusions 31 and the recesses 32 on the outer circumference of the tone ring 30 . As a result, the density of the magnetic flux Mf generated in the power generation section 3 changes. When the yoke 14 with the permanent magnet 13 and the tone ring 30 are close to each other, the magnetic flux Mf passing through the permanent magnet 13, the yoke 14 and the tone ring 30 is large, and the yoke 14 and the tone ring 30 are separated. , the magnetic flux Mf passing through the permanent magnet 13, yoke 14, and tone ring 30 is reduced. A voltage change occurs in the coil 15 in which the magnet wire is wound around the yoke 14 according to the density change of the magnetic flux Mf.

すなわち、ヨーク14と凸部31の外周側端面31IFとが最も近づいたときに、図3に示す磁束Mfが大きくなり、図6に示す起電力の電圧V1が電源基板41に供給される。ヨーク14と凹部32の外周側端面32IFとが最も遠ざかるときに、図4に示す磁束Mfが小さくなり、図6に示す起電力の電圧V2が電源基板41に供給される。 That is, when the yoke 14 and the outer peripheral end surface 31IF of the protrusion 31 are closest to each other, the magnetic flux Mf shown in FIG. 3 increases, and the electromotive force voltage V1 shown in FIG. When the yoke 14 and the outer peripheral end surface 32IF of the recess 32 are farthest apart, the magnetic flux Mf shown in FIG.

図7は、本実施形態のセンサユニットの平面図である。図7に示すように、電源基板41には、電源部43が実装されている。電源部43は、発電部3から供給された単相交流電力を直流電圧に変換して、センサ基板42へ供給する。センサ基板42には、センサ44と、通信回路を有する制御部45と、アンテナ47とが実装されている。電源部43からの直流電力は、センサ44及び制御部45に供給される。センサ44、制御部45及びアンテナ47は、別々のIC(Integrated Circuit)チップで構成されていてもよいし、それらの一部又は全部が1つのICチップで構成されていてもよい。また、センサ44は、例えば、加速度センサ441と、温度センサ442及び角度センサ443を有する。 FIG. 7 is a plan view of the sensor unit of this embodiment. As shown in FIG. 7 , a power supply section 43 is mounted on the power supply substrate 41 . The power supply unit 43 converts the single-phase AC power supplied from the power generation unit 3 into a DC voltage and supplies the DC voltage to the sensor substrate 42 . A sensor 44 , a control section 45 having a communication circuit, and an antenna 47 are mounted on the sensor substrate 42 . DC power from the power supply unit 43 is supplied to the sensor 44 and the control unit 45 . The sensor 44, the control unit 45, and the antenna 47 may be composed of separate IC (Integrated Circuit) chips, or part or all of them may be composed of one IC chip. Also, the sensor 44 has, for example, an acceleration sensor 441 , a temperature sensor 442 and an angle sensor 443 .

図8は、本実施形態のカバーの斜視図である。図8に示すように、カバー10には、貫通孔12Hが開けられている。貫通孔12Hは、図1に示すように、樹脂などの非磁性材料で形成された非磁性蓋17で密閉されている。上述したように、カバー10は、軸受本体20側にアンテナ47を備えている。ここで、カバー10は、磁性を有しているので、アンテナ47からの電磁波をシールドする作用を有している。このため、図7に示すように、軸受本体20の回転軸Zr方向からみた平面視において、アンテナ47が非磁性蓋17と重なるように配置されている。すなわち、カバー10のアンテナ47に対向する部分には、非磁性蓋17が設けられている。このため、アンテナ47の電磁波WVは、非磁性蓋17を介して、通信部151へ到達することができる。 FIG. 8 is a perspective view of the cover of this embodiment. As shown in FIG. 8, the cover 10 has a through hole 12H. As shown in FIG. 1, the through hole 12H is sealed with a non-magnetic lid 17 made of a non-magnetic material such as resin. As described above, the cover 10 has the antenna 47 on the bearing body 20 side. Here, since the cover 10 has magnetism, it has a function of shielding electromagnetic waves from the antenna 47 . Therefore, as shown in FIG. 7, the antenna 47 is arranged so as to overlap the non-magnetic lid 17 in a plan view of the bearing main body 20 viewed from the rotation axis Zr direction. That is, a non-magnetic lid 17 is provided on the portion of the cover 10 facing the antenna 47 . Therefore, the electromagnetic wave WV of the antenna 47 can reach the communication section 151 through the non-magnetic lid 17 .

また、図8に示すように、天板12の一方の面12Aに、発電部3を配置するための複数の凹部18が設けられている。例えば、複数の凹部18の各々は、コイル15を配置するための第1凹部18Aと、永久磁石13を配置するための第2凹部18Bとを有する。一方の面12Aを基準面としたとき、第1凹部18Aは第2凹部18Bよりも深い。 Further, as shown in FIG. 8, one surface 12A of the top plate 12 is provided with a plurality of recesses 18 for arranging the power generation unit 3. As shown in FIG. For example, each of the multiple recesses 18 has a first recess 18A for arranging the coil 15 and a second recess 18B for arranging the permanent magnet 13 . When the one surface 12A is used as a reference surface, the first recess 18A is deeper than the second recess 18B.

図9は、本実施形態の角度センサの出力信号波形の一例を示す図である。図9の横軸は角度センサ443に対するトーンリング30の回転角度(deg)であり、縦軸は角度センサ443に生じる検知電圧である。外輪21が固定され、内輪22が回転することによって内輪22と共にトーンリング30が回転し、トーンリング30は角度センサ443に対して回転する。角度センサ443と図3に示した凸部31の外周側端面31IFまでのエアギャップと、角度センサ443から図4に示した凹部32の外周側端面32IFまでのエアギャップと、が交互に入れ替わる。 FIG. 9 is a diagram showing an example of an output signal waveform of the angle sensor of this embodiment. The horizontal axis of FIG. 9 is the rotation angle (deg) of the tone ring 30 with respect to the angle sensor 443, and the vertical axis is the detection voltage generated at the angle sensor 443. In FIG. When the outer ring 21 is fixed and the inner ring 22 rotates, the tone ring 30 rotates together with the inner ring 22 , and the tone ring 30 rotates with respect to the angle sensor 443 . The air gap between the angle sensor 443 and the outer end face 31IF of the projection 31 shown in FIG. 3 and the air gap between the angle sensor 443 and the outer end face 32IF of the recess 32 shown in FIG. 4 alternately.

このように、角度センサ443とトーンリング30との距離が周期的に変化する。これにより、角度センサ443を通る磁束密度(磁場)が変化し、角度センサ443を通る磁束密度の変化に応じて角度センサ443の検知電圧が変化する。例えば、角度センサ443とトーンリング30の凸部31の外周側端面31IFとが接近している場合には、角度センサ443を通る磁束は大きくなる。このとき、図9に示す電圧V11が、角度センサ443から出力される。角度センサ443とトーンリング30の凸部31の外周側端面31IFとが離れている場合には、角度センサ443を通る磁束は小さくなる。このとき、図9に示す電圧V12が、角度センサ443から出力される。電圧V11>電圧V12である。 Thus, the distance between angle sensor 443 and tone ring 30 changes periodically. As a result, the magnetic flux density (magnetic field) passing through the angle sensor 443 changes, and the detection voltage of the angle sensor 443 changes according to the change in the magnetic flux density passing through the angle sensor 443 . For example, when the angle sensor 443 and the outer peripheral end surface 31IF of the projection 31 of the tone ring 30 are close to each other, the magnetic flux passing through the angle sensor 443 increases. At this time, the angle sensor 443 outputs a voltage V11 shown in FIG. When the angle sensor 443 and the outer peripheral end surface 31IF of the convex portion 31 of the tone ring 30 are separated from each other, the magnetic flux passing through the angle sensor 443 becomes small. At this time, the angle sensor 443 outputs a voltage V12 shown in FIG. Voltage V11>Voltage V12.

また、図5に示したように、凸部31の外周側端面31IFには、トーンリング30よりも保持力が大きく、硬磁性を示す磁性体311が取り付けられている。磁性体311が角度センサ443に最も近づくとき、図9に示す電圧V10が角度センサ443から出力される。電圧V10>電圧V11である。トーンリング30において、磁性体311の取り付け箇所は1箇所のみである。角度センサ443に対してトーンリング30が相対的に1回転(360°回転)する毎に、磁性体311は角度センサ443に最も近づき、角度センサ443から電圧V10が1回出力される。このため、電圧V10を、角度センサ443によって検出される角度の原点とすることができる。本実施形態では、上記原点を検出するために、閾値Vmが設定される。V11<Vm≦V10である。角度センサ443から出力される電圧が閾値Vmを越えるとき、制御回路451は角度センサ443が原点を検出したと判断することができる。 Further, as shown in FIG. 5, a magnetic body 311 having a larger holding force than the tone ring 30 and exhibiting hard magnetism is attached to the outer peripheral side end surface 31IF of the convex portion 31 . When magnetic body 311 comes closest to angle sensor 443, angle sensor 443 outputs voltage V10 shown in FIG. Voltage V10>Voltage V11. In the tone ring 30, the magnetic body 311 is attached to only one location. Each time the tone ring 30 makes one relative rotation (360° rotation) with respect to the angle sensor 443, the magnetic body 311 comes closest to the angle sensor 443, and the angle sensor 443 outputs the voltage V10 once. Therefore, the voltage V10 can be used as the origin of the angle detected by the angle sensor 443. FIG. In this embodiment, a threshold value Vm is set to detect the origin. V11<Vm≦V10. When the voltage output from the angle sensor 443 exceeds the threshold Vm, the control circuit 451 can determine that the angle sensor 443 has detected the origin.

また、角度センサ443は、原点を検出してから次に原点を出力するまでの間に、図2に示した凸部31及び凹部32の数に応じた周期分の電圧波形を出力する。例えば、角度センサ443は、原点を検出してから次に原点を出力するまでの間に、7周期分の電圧波形を出力する。7周期分の電圧波形を出力するとは、V10又はV11(極大値)と、V12(極小値)とをそれぞれ7個ずつ交互に出力する、ということである。したがって、制御回路451は、原点の検出数と、原点を検出してからの極大値と極小値の検出数とをカウントすることで、角度センサ443に対するトーンリング30のおよその回転角度を演算することができる。また、制御回路451は、原点の検出数と、原点を検出してからの極大値と極小値の検出数とをカウントすると共に、角度センサ443が出力する電圧値を検出することで、角度センサ443に対するトーンリング30の回転角度をより詳細に演算することもできる。 In addition, the angle sensor 443 outputs a voltage waveform for a period corresponding to the number of the protrusions 31 and the recesses 32 shown in FIG. 2 after detecting the origin and before outputting the next origin. For example, the angle sensor 443 outputs a voltage waveform for 7 periods after detecting the origin and before outputting the next origin. Outputting voltage waveforms for 7 cycles means alternately outputting 7 V10 or V11 (maximum value) and 7 V12 (minimum value). Therefore, the control circuit 451 calculates the approximate rotation angle of the tone ring 30 with respect to the angle sensor 443 by counting the number of detections of the origin and the number of detections of maximum and minimum values after the detection of the origin. be able to. In addition, the control circuit 451 counts the number of detections of the origin and the number of detections of the maximum value and the minimum value after the detection of the origin, and also detects the voltage value output by the angle sensor 443 to detect the angle sensor. The rotation angle of tone ring 30 with respect to 443 can also be calculated in more detail.

なお、図5に示したように、角度センサ443はセンサ基板42及びカバー10を介して外輪21に固定されている。また、トーンリング30は内輪22に固定されている。このため、角度センサ443に対するトーンリング30の回転角度は、外輪21に対する内輪22の回転角度に等しい。 5, the angle sensor 443 is fixed to the outer ring 21 via the sensor substrate 42 and the cover 10. As shown in FIG. Also, the tone ring 30 is fixed to the inner ring 22 . Therefore, the rotation angle of tone ring 30 with respect to angle sensor 443 is equal to the rotation angle of inner ring 22 with respect to outer ring 21 .

図10は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。図10に示すように、センサ付き軸受1の基板40(図2参照)に搭載されている回路40Aは、発電部50と、電源部43と、センサ44と、制御部45と、電圧監視部46と、アンテナ47と、を含む。発電部50は、図2から図4までに示した複数の発電部3と、トーンリング30と、で構成される。また、電源部43は、整流回路431と、平滑回路432と、蓄電回路433と、充放電可能な蓄電部434と、出力制御回路435と、定電圧出力回路436と、を有する。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing according to this embodiment. As shown in FIG. 10, a circuit 40A mounted on the substrate 40 (see FIG. 2) of the sensor-equipped bearing 1 includes a power generation section 50, a power supply section 43, a sensor 44, a control section 45, a voltage monitoring section 46 and an antenna 47 . The power generation section 50 is composed of the plurality of power generation sections 3 shown in FIGS. 2 to 4 and the tone ring 30 . The power supply unit 43 also includes a rectifying circuit 431 , a smoothing circuit 432 , a power storage circuit 433 , a chargeable/dischargeable power storage unit 434 , an output control circuit 435 , and a constant voltage output circuit 436 .

発電部50は、単相交流電力を発電して電源部43の整流回路431に出力する。整流回路431は、発電部3で発電された単相交流電力を全波整流して直流電力へと変換し、直流電力を平滑回路432に出力する。整流回路431としてダイオードブリッジが例示されるが、本実施形態はこれに限定されない。平滑回路432は、整流回路431から出力された直流電力を平滑化して、直流電力から交流成分を低減する。そして、平滑回路432は、交流成分が低減された直流電力を蓄電回路433に出力する。蓄電回路433は、平滑回路432から出力された直流電力によって蓄電部434を充電する。 The power generation unit 50 generates single-phase AC power and outputs it to the rectifier circuit 431 of the power supply unit 43 . The rectifier circuit 431 full-wave rectifies the single-phase AC power generated by the power generation unit 3 to convert it into DC power, and outputs the DC power to the smoothing circuit 432 . A diode bridge is exemplified as the rectifier circuit 431, but the present embodiment is not limited to this. The smoothing circuit 432 smoothes the DC power output from the rectifier circuit 431 to reduce the AC component from the DC power. Then, the smoothing circuit 432 outputs the DC power with the AC component reduced to the power storage circuit 433 . Power storage circuit 433 charges power storage unit 434 with the DC power output from smoothing circuit 432 .

出力制御回路435は、定電圧出力回路436に制御信号を送信して、定電圧出力回路436を制御する。定電圧出力回路436は、出力制御回路435の制御下で、蓄電部434から出力される直流電力を一定電圧に調整して、センサ44及び制御部45に出力する。 The output control circuit 435 transmits a control signal to the constant voltage output circuit 436 to control the constant voltage output circuit 436 . Under the control of the output control circuit 435 , the constant voltage output circuit 436 adjusts the DC power output from the power storage unit 434 to a constant voltage and outputs it to the sensor 44 and the control unit 45 .

例えば、出力制御回路435は、蓄電部434の電圧をモニタする。蓄電部434の電圧が予め設定した閾値(例えば、後述の図11の第4管理値BV4)以上の場合、出力制御回路435は定電圧出力回路436に電力の供給を指示する信号を送信する。これにより、定電圧出力回路436は、蓄電部434から出力される直流電力を一定電圧に調整して、センサ44及び制御部45に出力する。一方、蓄電部434の電圧が予め設定した閾値(例えば、後述の図11の第1管理値BV1)未満の場合、出力制御回路435は定電圧出力回路436に電力の供給停止を指示する信号を送信する。これにより、定電圧出力回路436は、センサ44及び制御部45への電力供給を停止する。 For example, the output control circuit 435 monitors the voltage of the power storage unit 434 . When the voltage of the power storage unit 434 is equal to or higher than a preset threshold value (for example, a fourth management value BV4 in FIG. 11 described later), the output control circuit 435 transmits a signal instructing the constant voltage output circuit 436 to supply power. Thereby, the constant voltage output circuit 436 adjusts the DC power output from the power storage unit 434 to a constant voltage, and outputs the voltage to the sensor 44 and the control unit 45 . On the other hand, when the voltage of the storage unit 434 is less than a preset threshold value (for example, a first management value BV1 in FIG. 11 to be described later), the output control circuit 435 sends a signal to the constant voltage output circuit 436 to stop supplying power. Send. As a result, the constant voltage output circuit 436 stops power supply to the sensor 44 and the controller 45 .

図10及び図11に示すように、センサ44は、供給される直流電力を使用して、各種の物理量又は化学量を検出する。例えば、センサ44は、軸受本体20(図3から図5参照)の振動を検出する加速度センサ441と、軸受本体20の周囲温度を検出する温度センサ442と、上述の角度センサ443とを有する。また、図示しないが、センサ44は、軸受本体20の周囲湿度を検出する湿度センサ、軸受本体20の潤滑油の酸化劣化に伴って生じるガス状の炭化水素、硫化水素、アンモニア等を検出するガスセンサ、軸受本体20において生じる摩擦音を検出する超音波センサ等を有してもよい。 As shown in FIGS. 10 and 11, the sensor 44 uses the supplied DC power to detect various physical or chemical quantities. For example, the sensor 44 has an acceleration sensor 441 that detects vibration of the bearing body 20 (see FIGS. 3 to 5), a temperature sensor 442 that detects the ambient temperature of the bearing body 20, and the angle sensor 443 described above. Although not shown, the sensor 44 includes a humidity sensor that detects the ambient humidity of the bearing body 20, and a gas sensor that detects gaseous hydrocarbons, hydrogen sulfide, ammonia, etc., which are generated due to oxidation deterioration of the lubricating oil in the bearing body 20. , an ultrasonic sensor or the like for detecting frictional noise generated in the bearing body 20 may be provided.

制御部45は、センサ44によって検出されたデータを記憶したり、アンテナ47を介して外部に送信したりする。例えば、制御部45は、制御回路451と、記憶回路452と、通信回路453と、を有する。制御回路451は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。記憶回路452は、例えば、NAND型又はNOR型のフラッシュメモリである。通信回路453は、制御回路451を構成するCPUに含まれている。または、通信回路453は、CPUとは別のICチップで構成されていてもよい。制御回路451、記憶回路452及び通信回路453は、電源部43から供給される直流電力を使用して動作する。 The control unit 45 stores data detected by the sensor 44 and transmits the data to the outside via the antenna 47 . For example, the control section 45 has a control circuit 451 , a memory circuit 452 and a communication circuit 453 . The control circuit 451 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The memory circuit 452 is, for example, a NAND or NOR flash memory. The communication circuit 453 is included in the CPU that constitutes the control circuit 451 . Alternatively, the communication circuit 453 may be composed of an IC chip different from the CPU. The control circuit 451 , memory circuit 452 and communication circuit 453 operate using DC power supplied from the power supply section 43 .

制御回路451は、記憶回路452と通信回路453とを制御する。例えば、制御回路451は、センサ44によって検出された各種データをアナログデータからデジタルデータに変換する(すなわち、A/D変換する)。また、制御回路451は、A/D変換されたデジタルデータを記憶回路452に転送して書き込む。制御回路451は、A/D変換されたデジタルデータをキャッシュメモリに一時的に記憶し、一時的に記憶したデジタルデータを任意のタイミングで読み出して記憶回路452に転送してもよい。また、制御回路451は、記憶回路452からデジタルデータを読み出して、通信回路453に出力する。 The control circuit 451 controls the memory circuit 452 and the communication circuit 453 . For example, the control circuit 451 converts various data detected by the sensor 44 from analog data to digital data (that is, A/D converts). Also, the control circuit 451 transfers and writes the A/D converted digital data to the storage circuit 452 . The control circuit 451 may temporarily store the A/D-converted digital data in a cache memory, read the temporarily stored digital data at an arbitrary timing, and transfer it to the storage circuit 452 . Also, the control circuit 451 reads out digital data from the storage circuit 452 and outputs it to the communication circuit 453 .

通信回路453は、制御回路451の制御下で、記憶回路452から読み出されたデジタルデータをアンテナ47を介して外部に送信する。例えば、図1に示したように、通信回路453は、電磁波WVの無線通信により、デジタルデータを外部に送信する。送信されたデジタルデータは、上位装置150の通信部151で受信される。通信部151で受信したデジタルデータは、コンピュータ152で処理される。このように、センサ付き軸受1は、デジタルデータを無線で送信することができるので、小型化が可能になる。なお、本実施形態において、通信回路453によるデジタルデータの外部への送信は、無線ではなく、有線であってもよい。 Under the control of the control circuit 451 , the communication circuit 453 transmits digital data read from the memory circuit 452 to the outside via the antenna 47 . For example, as shown in FIG. 1, the communication circuit 453 transmits digital data to the outside by wireless communication of electromagnetic waves WV. The transmitted digital data is received by the communication unit 151 of the host device 150 . Digital data received by the communication unit 151 is processed by the computer 152 . Thus, since the sensor-equipped bearing 1 can wirelessly transmit digital data, it can be miniaturized. In this embodiment, transmission of digital data to the outside by the communication circuit 453 may be wired instead of wireless.

電圧監視部46は、蓄電部434の電圧を監視する。電圧監視部46は、第1リセットIC461と、第2リセットIC462とを有する。第1リセットIC461は、制御部45の制御回路451に第1信号RST1を出力する。例えば、蓄電部434の電圧が第2管理値BV2(後述の図11参照)よりも大きいとき、第1リセットIC461は、第1信号RST1として、電圧が低いロウ(Low)信号を出力する。蓄電部434の電圧が第2管理値BV2以下のとき、第1リセットIC461は、第1信号RST1として、電圧が高いハイ(High)信号を出力する。第1信号RST1として出力されるHigh信号が、後述のスリープ信号である。 Voltage monitoring unit 46 monitors the voltage of power storage unit 434 . The voltage monitoring section 46 has a first reset IC 461 and a second reset IC 462 . The first reset IC 461 outputs a first signal RST<b>1 to the control circuit 451 of the control section 45 . For example, when the voltage of the power storage unit 434 is higher than the second management value BV2 (see FIG. 11, which will be described later), the first reset IC 461 outputs a Low signal with a low voltage as the first signal RST1. When the voltage of the power storage unit 434 is equal to or lower than the second management value BV2, the first reset IC 461 outputs a High signal with a high voltage as the first signal RST1. A High signal output as the first signal RST1 is a sleep signal, which will be described later.

第2リセットIC462は、制御部45の制御回路451に第2信号RST2を出力する。例えば、蓄電部434の電圧が第3管理値BV3(後述の図11参照)未満のとき、第2リセットIC462は、第2信号RST2として、電圧が低いロウ(Low)信号を出力する。蓄電部434の電圧が第3管理値BV3以上のとき、第2リセットIC462は、第2信号RST2として、電圧が高いハイ(High)信号を出力する。第2信号RST2として出力されるHigh信号が、後述のウェイクアップ信号である。 The second reset IC 462 outputs a second signal RST<b>2 to the control circuit 451 of the control section 45 . For example, when the voltage of the power storage unit 434 is less than the third management value BV3 (see FIG. 11 described later), the second reset IC 462 outputs a Low signal with a low voltage as the second signal RST2. When the voltage of the power storage unit 434 is equal to or higher than the third management value BV3, the second reset IC 462 outputs a High signal with a high voltage as the second signal RST2. A High signal output as the second signal RST2 is a wakeup signal, which will be described later.

なお、第1リセットIC461及び第2リセットIC462としては、例えば、「エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社製 S-1009シリーズ」をそれぞれ用いることができる。 As the first reset IC 461 and the second reset IC 462, for example, "S-1009 series manufactured by SII Semiconductor Co., Ltd." can be used.

上述したように、本実施形態の発電部50(図10参照)は、軸受本体20(図3参照)の外輪21(図3参照)に対して内輪22(図3参照)が回転することによって発電し、発電した電力によって蓄電部434が充電される。このように、蓄電部434の充電は、外輪21に対する内輪22の回転に依存する。蓄電部434の充電は、センサ44(図10参照)及び制御部45(図10参照)の各動作とは関係なく随時行われる。以上を前提に、図11を参照しながら、蓄電部434の電圧変化について説明する。 As described above, the power generating section 50 (see FIG. 10) of the present embodiment rotates the inner ring 22 (see FIG. 3) with respect to the outer ring 21 (see FIG. 3) of the bearing body 20 (see FIG. 3). Electric power is generated, and power storage unit 434 is charged with the generated power. Thus, the charging of power storage unit 434 depends on the rotation of inner ring 22 with respect to outer ring 21 . Charging of the electric storage unit 434 is performed as needed regardless of each operation of the sensor 44 (see FIG. 10) and the control unit 45 (see FIG. 10). Based on the above, the voltage change of power storage unit 434 will be described with reference to FIG. 11 .

図11は、本実施形態の蓄電部の電圧変化の一例を模式的に示すグラフである。図11において、横軸は時間を示し、縦軸は蓄電部434(図10参照)の電圧を示す。また、図11のL1は、本実施形態の電圧変化の一例を示している。図11の破線L2は、比較例の電圧変化を示している。 FIG. 11 is a graph schematically showing an example of voltage change of the power storage unit of the present embodiment. In FIG. 11, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the voltage of power storage unit 434 (see FIG. 10). Further, L1 in FIG. 11 indicates an example of voltage change in this embodiment. A dashed line L2 in FIG. 11 indicates a voltage change in the comparative example.

図11に示すように、本実施形態では、蓄電部434の電圧について、複数の管理値(例えば、第1設定値BV1から第5設定値BV5)が予め設定される。第1管理値BV1は、蓄電部434から制御部45への電源供給がオンからオフに切り替わるときの電圧値である。第2管理値BV2は、制御部45が通常モードからスリープモードに移行するときの電圧値である。第3管理値BV3は、制御部45がスリープモードから通常モードに復帰するときの電圧値である。第4管理値BV4は、蓄電部434から制御部45への電源供給がオフからオンに切り替わるときの電圧値である。第5管理値BV5は、蓄電部434が過充電と判断されるときの電圧値である。 As shown in FIG. 11, in the present embodiment, a plurality of management values (for example, first set value BV1 to fifth set value BV5) are set in advance for the voltage of power storage unit 434 . First management value BV1 is a voltage value when power supply from power storage unit 434 to control unit 45 is switched from on to off. The second management value BV2 is the voltage value when the control unit 45 shifts from the normal mode to the sleep mode. The third management value BV3 is the voltage value when the control unit 45 returns from the sleep mode to the normal mode. The fourth management value BV4 is a voltage value when power supply from power storage unit 434 to control unit 45 is switched from off to on. Fifth management value BV5 is a voltage value when power storage unit 434 is determined to be overcharged.

なお、スリープモードとは、消費電力を低く抑えて待機する状態のことである。通常モードよりもスリープモードの方が、単位時間当たりの消費電力が小さい。例えば、制御部45を構成するCPUのスリープモードにおける単位時間当たりの消費電力は、同CPUの通常モードにおける単位時間当たりの消費電力よりも十分に小さい。制御部45は、スリープモードでは、ペア通信を行う接続先(例えば、図1の上位装置150)のサーチと認証(以下、ペアリング)に電力を使用するが、それ以外の用途では電力を極力消費しないで待機する。 Note that the sleep mode is a standby state in which power consumption is kept low. The sleep mode consumes less power per unit time than the normal mode. For example, the power consumption per unit time in the sleep mode of the CPU that constitutes the control unit 45 is sufficiently smaller than the power consumption per unit time in the normal mode of the same CPU. In the sleep mode, the control unit 45 uses power for searching and authenticating (hereinafter referred to as pairing) a connection destination (for example, the host device 150 in FIG. 1) for pair communication, but for other uses it uses power as much as possible. Wait without consuming.

例えば、制御部45は、スリープモードでは、センサ44で検出される物理量又は化学量に関するデータの記憶回路452への書き込みや読み込み、外部への送信を停止する。このため、制御部45の単位時間当たりの消費電力は、通常モードよりもスリープモードの方が低く抑えられる。制御部45の制御回路451及び通信回路453がCPUで構成されている場合、制御回路451及び通信回路453の単位時間当たりの消費電力は、CPUの単位時間当たりの消費電力とほぼ同じである。 For example, in the sleep mode, the control unit 45 stops writing or reading data relating to the physical quantity or chemical quantity detected by the sensor 44 to the storage circuit 452, or stops transmitting the data to the outside. Therefore, the power consumption per unit time of the control unit 45 is kept lower in the sleep mode than in the normal mode. When the control circuit 451 and the communication circuit 453 of the control unit 45 are composed of a CPU, the power consumption per unit time of the control circuit 451 and the communication circuit 453 is substantially the same as the power consumption per unit time of the CPU.

図11では、蓄電部434の電圧は当初は約0(V)であり、その状態から蓄電される場合を示している。発電部50(図10参照)が発電すると、その発電された電力は蓄電部434に蓄電される。制御部45(図10参照)がスリープモードにあるとき、制御部45の消費電力は低く抑えられているため、蓄電部434の電圧は上昇する。蓄電部434の電圧が上昇し、その値が第3管理値BV3以上になると、第2リセットIC462はウェイクアップ信号を制御回路451に送信する。制御回路451がウェイクアップ信号を受信すると、制御部45はスリープモードから標準モードに移行する。ただし、この段階では、出力制御回路435(図10参照)によって、センサ44及び制御部45への電力供給は停止した状態に維持される。蓄電部434の電圧がさらに上昇し、その値が第4管理値BV4以上になると(図11のBP1参照)、出力制御回路435(図10参照)は、定電圧出力回路436(図10参照)に制御信号を送信して、センサ44及び制御部45への電力供給を開始させる。 FIG. 11 shows a case where the voltage of power storage unit 434 is initially about 0 (V) and power is stored from that state. When power generation unit 50 (see FIG. 10) generates power, the generated power is stored in power storage unit 434 . When the control unit 45 (see FIG. 10) is in sleep mode, the power consumption of the control unit 45 is kept low, so the voltage of the power storage unit 434 rises. When the voltage of the power storage unit 434 rises and becomes equal to or higher than the third management value BV3, the second reset IC 462 transmits a wakeup signal to the control circuit 451 . When the control circuit 451 receives the wakeup signal, the control section 45 shifts from sleep mode to standard mode. However, at this stage, the power supply to the sensor 44 and the control unit 45 is kept stopped by the output control circuit 435 (see FIG. 10). When the voltage of power storage unit 434 further increases and becomes equal to or greater than fourth management value BV4 (see BP1 in FIG. 11), output control circuit 435 (see FIG. 10) controls constant voltage output circuit 436 (see FIG. 10). to start supplying power to the sensor 44 and the control unit 45 .

標準モードの制御部45に電力が供給されると、制御回路451による記憶回路452へのデータの書き込みや読み出し、通信回路453によるデータの送信等が行われる。このため、制御部45の消費電力が増大し、蓄電部434の電圧は下降する。 When power is supplied to the control unit 45 in the standard mode, the control circuit 451 writes data to and reads data from the storage circuit 452, and the communication circuit 453 performs data transmission. Therefore, the power consumption of control unit 45 increases, and the voltage of power storage unit 434 drops.

次に、蓄電部434の電圧値が第2管理値BV2以下になると(図11のBP2参照)、第1リセットIC461はスリープ信号を制御回路451に送信する。制御回路451がスリープ信号を受信すると、制御部45は標準モードからスリープモードに移行する。上述したように、スリープモードでは制御部45の消費電力が低く抑えられるため、蓄電部434の電圧は再び上昇する。 Next, when the voltage value of power storage unit 434 becomes equal to or lower than second management value BV2 (see BP2 in FIG. 11), first reset IC 461 transmits a sleep signal to control circuit 451 . When the control circuit 451 receives the sleep signal, the control section 45 shifts from the standard mode to the sleep mode. As described above, the power consumption of the control unit 45 is kept low in the sleep mode, so the voltage of the power storage unit 434 rises again.

蓄電部434の電圧が上昇し、その値が第3管理値BV3以上になると(図11のBP3参照)、第2リセットIC462はウェイクアップ信号を制御回路451に送信する。制御回路451がウェイクアップ信号を受信すると、制御部45はスリープモードから標準モードに復帰する。標準モードでは制御部45の消費電力が増大するため、蓄電部434の電圧は再び下降する。 When the voltage of the power storage unit 434 rises and becomes equal to or higher than the third management value BV3 (see BP3 in FIG. 11), the second reset IC 462 transmits a wakeup signal to the control circuit 451 . When the control circuit 451 receives the wakeup signal, the control section 45 returns from the sleep mode to the standard mode. In the standard mode, the power consumption of control unit 45 increases, so the voltage of power storage unit 434 drops again.

このように、本実施形態において、蓄電部434の電圧は、第2管理値BV2以上、第3管理値BV3以下の範囲VR内に維持することが容易である。これにより、センサ44や制御部45に供給される電力が不足することを防ぐことができる。また、蓄電部434の電圧が上記範囲VR内にあるときに、記憶回路452へのデータの書き込みや読み込み、通信回路453によるデータの送信等は、安定に行われる。これにより、電力不足が原因でセンサ44や制御部45が誤動作することを防ぐことができる。 Thus, in the present embodiment, it is easy to maintain the voltage of power storage unit 434 within the range VR of the second management value BV2 or more and the third management value BV3 or less. As a result, it is possible to prevent shortage of electric power supplied to the sensor 44 and the control unit 45 . Further, when the voltage of the power storage unit 434 is within the range VR, data is stably written to and read from the memory circuit 452, data is transmitted by the communication circuit 453, and the like. This can prevent the sensor 44 and the controller 45 from malfunctioning due to power shortage.

なお、蓄電部434の電圧が第1管理値BV1未満の場合は、蓄電部434から制御部45に電力が供給されたとしても、センサ44や制御部45は電力不足で動作しない、又は安定に動作しない可能性が高い。そのため、蓄電部434の電圧が第1管理値BV1未満の場合、出力制御回路435(図10参照)は、定電圧出力回路436(図10参照)からセンサ44及び制御部45への電力供給を停止させる。また、蓄電部434の電圧が第5管理値BV5以上の場合は、蓄電部434は過充電となる。この場合は、蓄電回路433(図10参照)は蓄電部434への充電を遮断する。 Note that when the voltage of the power storage unit 434 is less than the first management value BV1, even if power is supplied from the power storage unit 434 to the control unit 45, the sensor 44 and the control unit 45 do not operate due to insufficient power, or do not operate stably. It will likely not work. Therefore, when the voltage of the storage unit 434 is less than the first management value BV1, the output control circuit 435 (see FIG. 10) stops power supply from the constant voltage output circuit 436 (see FIG. 10) to the sensor 44 and the control unit 45. stop. Further, when the voltage of power storage unit 434 is equal to or higher than fifth management value BV5, power storage unit 434 is overcharged. In this case, power storage circuit 433 (see FIG. 10) stops charging power storage unit 434 .

図11の破線L2に示すように、比較例では、制御回路にスリープ信号が供給されないため、制御回路等が電力を使い果たして停止する可能性がある。例えば、制御回路が記憶回路にデータを書き込む途中で電力を使い果たして停止してしまうと、データが破損した状態で記憶回路に記憶される可能性がある。また、制御回路及び通信回路は、蓄電部から電力が再供給されたときに接続先と再ペアリングする必要が生じる。このため、比較例は、より多くのエネルギーと時間を消費することになる。 As indicated by the dashed line L2 in FIG. 11, in the comparative example, the sleep signal is not supplied to the control circuit. For example, if the control circuit runs out of power and stops while writing data to the memory circuit, the data may be stored in the memory circuit in a corrupted state. In addition, the control circuit and the communication circuit need to be paired again with the connection destination when power is resupplied from the power storage unit. Therefore, the comparative example consumes more energy and time.

本実施形態では、制御回路451及び通信回路453が電力を使い果たして停止する前に、リセットICから制御回路451にスリープ信号が供給される。このため、本実施形態のセンサ付き軸受1は、電力不足によって、データが破損した状態で記憶回路452に記憶されることを防ぐことができる。また、センサ付き軸受1は、接続先(例えば、図1の上位装置150)との再ペアリングの必要回数を減らすことができる。これにより、センサ付き軸受1は、再ペアリングに要するエネルギーと時間を減らすことができる。 In this embodiment, a sleep signal is supplied from the reset IC to the control circuit 451 before the control circuit 451 and the communication circuit 453 run out of power and stop. Therefore, the sensor-equipped bearing 1 of the present embodiment can prevent data from being stored in the storage circuit 452 in a corrupted state due to power shortage. In addition, the sensor-equipped bearing 1 can reduce the number of times of re-pairing with a connection destination (for example, the host device 150 in FIG. 1). This allows the sensored bearing 1 to reduce the energy and time required for re-pairing.

次に、図10に示した回路40Aの動作シーケンスについて説明する。図12は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。 Next, the operation sequence of circuit 40A shown in FIG. 10 will be described. FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation sequence of the circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing of this embodiment.

まず、出力制御回路435(図10参照)が蓄電部434(図10参照)の電圧を確認する(ステップST1)。次に、出力制御回路435は、蓄電部434の電圧が予め設定した第4管理値BV4以上か否かを判断する(ステップST2)。蓄電部434の電圧が第4管理値BV4以上の場合(ステップST2;Yes)、出力制御回路435は定電圧出力回路436に制御信号を送信して、センサ44(図10参照)及び制御部45(図10参照)への出力を指示する。これにより、定電圧出力回路436は、定電圧の電力をセンサ44及び制御部45にそれぞれ供給する(ステップST3)。一方、蓄電部434の電圧が第4管理値BV4未満の場合(ステップST2;No)は、動作シーケンスはステップST1に戻る。 First, the output control circuit 435 (see FIG. 10) checks the voltage of the electric storage unit 434 (see FIG. 10) (step ST1). Next, output control circuit 435 determines whether or not the voltage of power storage unit 434 is equal to or higher than preset fourth management value BV4 (step ST2). When the voltage of the power storage unit 434 is equal to or higher than the fourth management value BV4 (step ST2; Yes), the output control circuit 435 transmits a control signal to the constant voltage output circuit 436 to control the sensor 44 (see FIG. 10) and the control unit 45 (see FIG. 10). As a result, the constant voltage output circuit 436 supplies constant voltage power to the sensor 44 and the control section 45 (step ST3). On the other hand, if the voltage of power storage unit 434 is less than fourth management value BV4 (step ST2; No), the operation sequence returns to step ST1.

電源部43から電力が供給されると、制御部45は初期設定を行う(ステップST4)。例えば、制御回路451(図10参照)及び通信回路453(図10参照)は、初期設定として、ペア通信を行う接続先のサーチと認証(ペアリング)を行う。また、制御回路451は、記憶回路452(図10参照)へのデータ転送処理の開始条件と終了条件とを設定する。一例を挙げると、開始条件は、角度センサ443から出力される原点(図9参照)の検出である。制御回路451は、原点を検出するための閾値Vm(図9参照)に関する情報を、制御部45を構成するCPUのレジスタに書き込む。また、終了条件は、原点の検出回数である。制御回路451は、終了条件となる原点の検出回数を、制御部45を構成するCPUのレジスタに書き込む。 When power is supplied from the power supply unit 43, the control unit 45 performs initial setting (step ST4). For example, the control circuit 451 (see FIG. 10) and the communication circuit 453 (see FIG. 10) search and authenticate (pairing) a connection destination for pair communication as an initial setting. Also, the control circuit 451 sets conditions for starting and ending data transfer processing to the storage circuit 452 (see FIG. 10). For example, the start condition is detection of the origin (see FIG. 9) output from the angle sensor 443 . The control circuit 451 writes information on the threshold value Vm (see FIG. 9) for detecting the origin to the register of the CPU that constitutes the control unit 45 . Also, the termination condition is the number of times the origin is detected. The control circuit 451 writes the number of origin detections, which is the end condition, in the register of the CPU that constitutes the control unit 45 .

センサ44に定電圧の電力が供給されると、センサ44は物理量又は化学量の検出を開始する(ステップST5)。例えば、加速度センサ441は、軸受本体20(図3から図5参照)の振動を検出してアナログデータを出力する。温度センサ442は、軸受本体20の周囲温度を検出して、アナログデータを出力する。角度センサ443は、外輪21に対する内輪22の回転角度を検出してアナログデータを出力する。アナログデータは、制御回路451が有するA/D変換機能によって、デジタルデータにそれぞれ変換される。 When constant-voltage power is supplied to the sensor 44, the sensor 44 starts detecting a physical quantity or a chemical quantity (step ST5). For example, the acceleration sensor 441 detects vibration of the bearing body 20 (see FIGS. 3 to 5) and outputs analog data. A temperature sensor 442 detects the ambient temperature of the bearing body 20 and outputs analog data. The angle sensor 443 detects the rotation angle of the inner ring 22 with respect to the outer ring 21 and outputs analog data. Analog data is converted into digital data by the A/D conversion function of control circuit 451 .

制御回路451が原点を検出すると、制御回路451はデジタルデータを記憶回路452に転送する。例えば、制御回路451は、制御回路451のキャッシュメモリにデジタルデータを一時的に記憶するとともに、キャッシュメモリに記憶したデジタルデータを記憶回路452に時分割で出力する。記憶回路452は、制御回路451が出力したデジタルデータを記憶する。 When the control circuit 451 detects the origin, the control circuit 451 transfers digital data to the memory circuit 452 . For example, the control circuit 451 temporarily stores digital data in the cache memory of the control circuit 451 and outputs the digital data stored in the cache memory to the storage circuit 452 in a time division manner. The storage circuit 452 stores digital data output by the control circuit 451 .

次に、制御回路451は、記憶回路452からデジタルデータを読み出して、通信回路453に出力する。通信回路453は、デジタルデータをアンテナ47から外部に送信する(ステップST6)。 Next, the control circuit 451 reads the digital data from the memory circuit 452 and outputs it to the communication circuit 453 . The communication circuit 453 transmits the digital data to the outside from the antenna 47 (step ST6).

通信回路453による送信処理を終了した後、制御回路451は、物理量又は化学量の検出を継続して行うか否かを判断する(ステップST7)。物理量又は化学量の検出を継続する場合(ステップST7;Yes)は、動作シーケンスはステップST9へ進む。また、物理量又は化学量の検出を継続しない場合(ステップST7;No)は、動作シーケンスはステップST8へ進む。ステップST8では、出力制御回路435は、定電圧出力回路436に制御信号を送信して、センサ44及び制御部45への出力停止を指示する。これにより、定電圧出力回路436は、センサ44及び制御部45への電力の供給を停止する。そして、回路40Aは動作シーケンスを終了する。 After completing the transmission process by the communication circuit 453, the control circuit 451 determines whether or not to continue detecting physical quantities or chemical quantities (step ST7). When continuing the detection of the physical quantity or chemical quantity (step ST7; Yes), the operation sequence proceeds to step ST9. If the detection of the physical quantity or chemical quantity is not to be continued (step ST7; No), the operation sequence proceeds to step ST8. In step ST8, the output control circuit 435 sends a control signal to the constant voltage output circuit 436 to instruct the sensor 44 and the control section 45 to stop outputting. As a result, the constant voltage output circuit 436 stops supplying power to the sensor 44 and the controller 45 . Circuit 40A then terminates the operating sequence.

一方、ステップST9では、出力制御回路435は蓄電部434の電圧を再び確認する。次に、出力制御回路435が、蓄電部434の電圧が第1管理値BV1以上か否かを判断する(ステップST10)。蓄電部434の電圧が第1管理値BV1未満の場合(ステップST10;No)は、動作シーケンスはステップST8へ進む。この場合、定電圧出力回路436は、センサ44及び制御部45への電力の供給を停止する。蓄電部434の電圧が第1管理値BV1以上の場合(ステップST10;Yes)は、定電圧出力回路436は、センサ44及び制御部45への電力の供給を継続する。 On the other hand, in step ST9, the output control circuit 435 confirms the voltage of the electric storage unit 434 again. Next, output control circuit 435 determines whether or not the voltage of power storage unit 434 is greater than or equal to first management value BV1 (step ST10). When the voltage of power storage unit 434 is less than first management value BV1 (step ST10; No), the operation sequence proceeds to step ST8. In this case, the constant voltage output circuit 436 stops supplying power to the sensor 44 and the controller 45 . When the voltage of the storage unit 434 is equal to or higher than the first management value BV1 (step ST10; Yes), the constant voltage output circuit 436 continues to supply power to the sensor 44 and the control unit 45.

電圧監視部46は、蓄電部434の電圧に基づく第1信号RST1を制御回路451に出力する。制御回路451は、第1信号RST1に基づいて、蓄電部434の電圧が第2管理値BV2以下か否かを判断する(ステップST11)。例えば、第1リセットIC461の閾値電圧は、第2管理値BV2に設定されている。蓄電部434の電圧が第2管理値BV2以下の場合、第1リセットIC461は、第1信号RST1として、High信号(スリープ信号)を出力する。蓄電部434の電圧が第2管理値BV2よりも大きい場合、第1リセットIC461は、第1信号RST1として、Low信号を出力する。制御回路451は、第1信号RST1としてHigh信号(スリープ信号)を受信すると、蓄電部434の電圧は第2管理値BV2以下であると判断する(ステップST11:Yes)。また、制御回路451は、第1信号RST1としてLow信号を受信すると、蓄電部434の電圧は第2管理値BV2よりも大きい(ステップST11:No)と判断する。 Voltage monitoring unit 46 outputs first signal RST<b>1 based on the voltage of power storage unit 434 to control circuit 451 . Control circuit 451 determines whether or not the voltage of power storage unit 434 is equal to or lower than second management value BV2 based on first signal RST1 (step ST11). For example, the threshold voltage of the first reset IC 461 is set to the second management value BV2. When the voltage of the power storage unit 434 is equal to or lower than the second management value BV2, the first reset IC 461 outputs a High signal (sleep signal) as the first signal RST1. When the voltage of power storage unit 434 is higher than second management value BV2, first reset IC 461 outputs a Low signal as first signal RST1. Upon receiving a High signal (sleep signal) as the first signal RST1, the control circuit 451 determines that the voltage of the power storage unit 434 is equal to or lower than the second control value BV2 (step ST11: Yes). Further, when receiving a Low signal as the first signal RST1, the control circuit 451 determines that the voltage of the power storage unit 434 is higher than the second management value BV2 (step ST11: No).

蓄電部434の電圧が第2管理値BV2よりも大きい場合(ステップST11;No)は、動作シーケンスはステップST5へ戻る。また、蓄電部434の電圧が第2管理値BV2以下の場合(ステップST11;No)は、制御回路451及び、制御回路451が制御する通信回路453は、通常モードからスリープモードに移行する(ステップST12)。 If the voltage of power storage unit 434 is higher than second management value BV2 (step ST11; No), the operation sequence returns to step ST5. Further, when the voltage of the power storage unit 434 is equal to or lower than the second management value BV2 (step ST11; No), the control circuit 451 and the communication circuit 453 controlled by the control circuit 451 shift from the normal mode to the sleep mode (step ST12).

電圧監視部46は、蓄電部434の電圧に基づく第2信号RST2を制御回路451に出力する。制御回路451は、第2信号RST2に基づいて、蓄電部434の電圧が第3管理値BV3以上か否かを判断する(ステップST13)。例えば、第2リセットIC462の閾値電圧は、第3管理値BV3に設定されている。蓄電部434の電圧が第3管理値BV3以上の場合、第2リセットIC462は、第2信号RST2として、High信号(ウェイクアップ信号)を出力する。蓄電部434の電圧が第2管理値BV2未満の場合、第2リセットIC462は、第2信号RST2として、Low信号を出力する。制御回路451は、第2信号RST2としてHigh信号(ウェイクアップ信号)を受信すると、蓄電部434の電圧は第3管理値BV3以上であると判断する(ステップST13:Yes)。また、制御回路451は、第2信号RST2としてLow信号を受信すると、蓄電部434の電圧は第3管理値BV3未満である(ステップST13:No)と判断する。 Voltage monitoring unit 46 outputs second signal RST<b>2 based on the voltage of power storage unit 434 to control circuit 451 . Control circuit 451 determines whether or not the voltage of power storage unit 434 is greater than or equal to third management value BV3 based on second signal RST2 (step ST13). For example, the threshold voltage of the second reset IC 462 is set to the third management value BV3. When the voltage of power storage unit 434 is equal to or higher than third management value BV3, second reset IC 462 outputs a High signal (wakeup signal) as second signal RST2. When the voltage of power storage unit 434 is less than second management value BV2, second reset IC 462 outputs a Low signal as second signal RST2. When the control circuit 451 receives a High signal (wakeup signal) as the second signal RST2, it determines that the voltage of the power storage unit 434 is equal to or higher than the third management value BV3 (step ST13: Yes). Further, when receiving a Low signal as the second signal RST2, the control circuit 451 determines that the voltage of the power storage unit 434 is less than the third management value BV3 (step ST13: No).

蓄電部434の電圧が第3管理値BV3以上の場合(ステップST13;Yes)は、制御回路451及び通信回路453はスリープモードから標準モードに復帰する(ステップST14)。制御回路451及び通信回路453が標準モードに復帰した後、動作シーケンスはステップST5へ戻る。また、蓄電部434の電圧が第3管理値BV3未満の場合(ステップST13;No)は、動作シーケンスはステップST12へ戻る。この場合、制御回路451及び通信回路453はスリープモードを維持する。 When the voltage of the storage unit 434 is equal to or higher than the third management value BV3 (step ST13; Yes), the control circuit 451 and the communication circuit 453 return from the sleep mode to the standard mode (step ST14). After the control circuit 451 and the communication circuit 453 return to the standard mode, the operation sequence returns to step ST5. If the voltage of power storage unit 434 is less than third management value BV3 (step ST13; No), the operation sequence returns to step ST12. In this case, the control circuit 451 and the communication circuit 453 maintain sleep mode.

図13は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作期間と、CPUの消費電力との関係を模式的に示す図である。図13において、横軸は時間(s)を示し、縦軸は制御回路451(図10参照)及び通信回路453(図10参照)を構成するCPUの単位時間当たりの消費電力(W)を示す。図13に示すように、回路40A(図10参照)の動作期間は、期間tm1からtm3に区分される。期間tm1は、図12に示したフローチャートのステップST4が実行される期間である。期間tm2は、図12に示したフローチャートのステップST5が実行される期間である。期間tm3は、図12に示したフローチャートのステップST6が実行される期間である。また、図13において、EP1は、期間tm1におけるCPUの消費電力量(J)を示す。EP2は、期間tm2におけるCPUの消費電力量(J)を示す。EP3は、期間tm3におけるCPUの消費電力量(J)を示す。期間tm1では、CPUに突入電流が流れる。このため、期間tm1の開始直後は、CPUの単位時間当たりの消費電力は一時的に高くなる。 FIG. 13 is a diagram schematically showing the relationship between the operating period of the circuit mounted on the substrate of the sensor-equipped bearing according to the present embodiment and the power consumption of the CPU. In FIG. 13, the horizontal axis indicates time (s), and the vertical axis indicates the power consumption (W) per unit time of the CPU constituting the control circuit 451 (see FIG. 10) and the communication circuit 453 (see FIG. 10). . As shown in FIG. 13, the operation period of the circuit 40A (see FIG. 10) is divided into periods tm1 to tm3. A period tm1 is a period during which step ST4 of the flowchart shown in FIG. 12 is executed. A period tm2 is a period during which step ST5 of the flowchart shown in FIG. 12 is executed. A period tm3 is a period during which step ST6 of the flowchart shown in FIG. 12 is executed. In FIG. 13, EP1 indicates the amount of power consumption (J) of the CPU during period tm1. EP2 indicates the power consumption (J) of the CPU in period tm2. EP3 indicates the power consumption (J) of the CPU in period tm3. In period tm1, an inrush current flows through the CPU. Therefore, immediately after the start of the period tm1, the power consumption per unit time of the CPU temporarily increases.

本実施形態では、制御回路451及び通信回路453は、蓄電部434に蓄電された電力を使い果たして停止する前に、スリープモードに移行して電力の消費を抑制する。スリープモードでは、制御回路451及び通信回路453は、消費電力を低く抑えつつ、接続先とのペアリングを維持する。これにより、センサ付き軸受1(図1参照)は、期間tm1の必要回数を減らすことができ、期間tm2と期間tm3とを繰り返し行うことができる。これにより、センサ付き軸受1は、消費電力量EP2、EP3に対する消費電力量EP1の割合を減らすことができる。 In this embodiment, the control circuit 451 and the communication circuit 453 shift to sleep mode to suppress power consumption before the power stored in the power storage unit 434 is exhausted and stopped. In the sleep mode, the control circuit 451 and the communication circuit 453 maintain pairing with the connection destination while keeping power consumption low. As a result, the sensor-equipped bearing 1 (see FIG. 1) can reduce the required number of times during the period tm1, and can repeat the periods tm2 and tm3. As a result, the sensor-equipped bearing 1 can reduce the ratio of the power consumption EP1 to the power consumption EP2 and EP3.

図14は、センサ付き軸受の回転数の時間変化の一例を示すグラフである。図14の横軸は、時間である。図14の縦軸は、センサ付き軸受の回転数である。縦軸のRsaは、例えば、発電部50が発電する電力が、蓄電部434に蓄電可能な電力を上回るときのセンサ付き軸受1の回転数である。また、縦軸のRsbは、発電部50が発電する電力が、センサ付き軸受1が有する各種回路の最小消費電力を下回るときのセンサ付き軸受1の回転数である。図14に示すようにセンサ付き軸受1の回転は、Rsa以上の高速回転になるときもあるし、Rsb以下の低速回転になるときもある。このように、センサ付き軸受1の回転数は時々刻々と変動することが多いため、発電部50が発電する電力は安定しないことが多い。 FIG. 14 is a graph showing an example of temporal changes in the number of rotations of the sensor-equipped bearing. The horizontal axis of FIG. 14 is time. The vertical axis in FIG. 14 is the rotational speed of the sensor-equipped bearing. Rsa on the vertical axis is, for example, the rotational speed of the sensor-equipped bearing 1 when the power generated by the power generation unit 50 exceeds the power that can be stored in the power storage unit 434 . Rsb on the vertical axis is the number of rotations of the sensor-equipped bearing 1 when the power generated by the power generation unit 50 is below the minimum power consumption of various circuits of the sensor-equipped bearing 1 . As shown in FIG. 14, the rotation of the sensor-equipped bearing 1 may be at a high speed of Rsa or higher, or at a low speed of Rsb or lower. As described above, since the rotation speed of the sensor-equipped bearing 1 often fluctuates from moment to moment, the electric power generated by the power generation unit 50 is often unstable.

しかしながら、センサ付き軸受1の蓄電回路433は、上記回転が高速回転のときも低速回転のときも、蓄電部434が充電可能であれば、発電部50が発電する電力を蓄電部434に蓄電する。例えば、蓄電回路433は、ツェナーダイオードを有する。高速回転の場合、蓄電回路433は、発電部50が発電する電力のうち、余剰電力をツェナーダイオードに流して外部に放出し、残りの電力を蓄電部434に流して蓄電する。また、低速回転の場合、蓄電回路433は、発電部50が発電する全ての電力を蓄電部434に流して蓄電する。 However, the power storage circuit 433 of the sensor-equipped bearing 1 stores electric power generated by the power generation unit 50 in the power storage unit 434 if the power storage unit 434 can be charged regardless of whether the rotation is at a high speed or at a low speed. . For example, the power storage circuit 433 has a Zener diode. In the case of high-speed rotation, the power storage circuit 433 causes surplus power generated by the power generation unit 50 to flow to the Zener diode and is released to the outside, and the remaining power to flow to the power storage unit 434 to store. Further, in the case of low-speed rotation, the power storage circuit 433 allows all the power generated by the power generation unit 50 to flow to the power storage unit 434 for storage.

以上説明したように、本実施形態に係るセンサ付き軸受1は、相対的に回転する外輪21及び内輪22を有する軸受本体20と、外輪21と内輪22との相対的な回転に基づいて発電する発電部50と、発電部50が発電する電力によって充電される、充放電可能な蓄電部434と、軸受本体20の物理量又は化学量を検出するセンサ44と、蓄電部434に蓄電された電力と、センサ44で検出される物理量又は化学量に関するデータとが供給される制御部45と、蓄電部434の電圧を監視する電圧監視部46と、を備える。電圧監視部46は、蓄電部434の電圧に基づく第1信号RST1を制御部45に送信する第1リセットIC461と、蓄電部434の電圧に基づく第2信号RST2を制御部45に送信する第2リセットIC462と、を有する。 As described above, the sensor-equipped bearing 1 according to the present embodiment generates power based on the relative rotation between the bearing main body 20 having the outer ring 21 and the inner ring 22 that rotate relatively and the outer ring 21 and the inner ring 22. A power generation unit 50, a chargeable/dischargeable power storage unit 434 that is charged with the power generated by the power generation unit 50, a sensor 44 that detects a physical quantity or a chemical quantity of the bearing body 20, and power stored in the power storage unit 434. , a control unit 45 supplied with data relating to physical or chemical quantities detected by the sensor 44 , and a voltage monitoring unit 46 that monitors the voltage of the electric storage unit 434 . The voltage monitoring unit 46 includes a first reset IC 461 that transmits a first signal RST1 based on the voltage of the power storage unit 434 to the control unit 45, and a second reset IC 461 that transmits a second signal RST2 based on the voltage of the power storage unit 434 to the control unit 45. and a reset IC 462 .

これによれば、センサ付き軸受1は、制御部45が電力不足となる前に、制御部45は通常モードからスリープモードに移行することができる。これにより、センサ付き軸受1は、電力不足によって制御部45が誤動作することを防止することができる。 According to this, in the sensor-equipped bearing 1, the controller 45 can shift from the normal mode to the sleep mode before the controller 45 runs out of power. As a result, the sensor-equipped bearing 1 can prevent the controller 45 from malfunctioning due to power shortage.

例えば、制御回路451が記憶回路452にデータを書き込んでいるときに、電源が失われると、記憶回路452が破損する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、電圧監視部46が蓄電部434の電圧を監視する。そして、その監視の結果は、制御回路451に出力される。これにより、制御回路451は、記憶回路452へのデータの書き込みを安定に実行できる電力が、蓄電部434に残されているか否かを判断することができる。つまり、制御回路451は、記憶回路452にデータを安定に書き込むことができる状態にあるか、それとも、安定に書き込むことができない状態にあるかを判断することができる。本実施形態では、制御回路451による記憶回路452へのデータの書き込みは、蓄電部434の電圧が十分に高いとき(例えば、第2管理値BV2以上のとき)に実行される。これにより、制御回路451は、記憶回路452にデータを安定に書き込むことができ、電源消失による記憶回路452の破損を防止することができる。 For example, if power is lost while the control circuit 451 is writing data to the memory circuit 452, the memory circuit 452 may be damaged. However, in this embodiment, the voltage monitoring unit 46 monitors the voltage of the power storage unit 434 . Then, the monitoring result is output to the control circuit 451 . Thus, the control circuit 451 can determine whether or not the power storage unit 434 has sufficient power to stably write data to the memory circuit 452 . That is, the control circuit 451 can determine whether data can be stably written to the memory circuit 452 or whether data cannot be stably written to the memory circuit 452 . In this embodiment, data is written to the storage circuit 452 by the control circuit 451 when the voltage of the power storage unit 434 is sufficiently high (for example, when it is equal to or higher than the second management value BV2). As a result, the control circuit 451 can stably write data to the memory circuit 452 and prevent damage to the memory circuit 452 due to loss of power.

また、本実施形態に係るセンサ付き軸受1は、電圧監視部46が蓄電部434の電圧を監視することによって、ファームウェアをより安全にアップデートすることができる。詳しく説明すると、無線通信が可能なICチップを備えるモジュール(以下、無線モジュール)は多くの場合、ファームウェアのアップデートは、無線によるアップデート(OTA-DFU:Over the Air Device Farmware Update)でサポートされる。これは無線モジュールの使用環境は無線であることを前提としているため、有線によるアップデートツールの使用が困難であることが多いためである。OTAも最終的にはフラッシュメモリへの書込みを必要とするため、OTAの途中で電源を消失するとフラッシュメモリが破損する可能性がある。 Further, in the sensor-equipped bearing 1 according to the present embodiment, the voltage monitoring unit 46 monitors the voltage of the electric storage unit 434, so that the firmware can be updated more safely. More specifically, in most modules equipped with an IC chip capable of wireless communication (hereinafter referred to as wireless module), firmware update is supported by wireless update (OTA-DFU: Over the Air Device Firmware Update). This is because wireless modules are assumed to be used in a wireless environment, and it is often difficult to use a wired update tool. Since the OTA also eventually requires writing to the flash memory, loss of power during the OTA may corrupt the flash memory.

これに対して、本実施形態に係るセンサ付き軸受1は、無線によるファームウェアのアップデート(OTA)時も、第1リセットIC461及び第2リセットIC462を有する電圧監視部46が、蓄電部434の電圧を監視する。記憶回路452が有するフラッシュメモリへのアップデート用データの書き込みは、電圧監視部46が蓄電部434の電圧を監視する状態で行われる。OTA時に蓄電部434の電圧が不足すると(例えば、第2管理値BV2以下になると)、制御回路451及び通信回路453は通常モードからスリープモードに移行し、フラッシュメモリへの書き込みは中断される。その後、蓄電部434の電圧が回復すると(例えば、第3管理値BV3以上になると)、制御回路451及び通信回路453はスリープモードから通常モードに移行し、フラッシュメモリへの書き込みは再開される。かりに、蓄電部434の電圧が回復せず、電源を消失した場合でも、スリープモードによりフラッシュメモリへの書き込みは停止しているため、フラッシュメモリの破損は回避される。フラッシュメモリの破損が回避されるため、電源回復後にOTAの再開又はやり直しが可能である。 On the other hand, in the sensor-equipped bearing 1 according to the present embodiment, the voltage monitoring unit 46 having the first reset IC 461 and the second reset IC 462 detects the voltage of the storage unit 434 even during wireless firmware update (OTA). Monitor. Writing update data to the flash memory of the storage circuit 452 is performed while the voltage monitoring unit 46 monitors the voltage of the power storage unit 434 . When the voltage of the storage unit 434 becomes insufficient during OTA (for example, when it becomes equal to or lower than the second control value BV2), the control circuit 451 and the communication circuit 453 shift from normal mode to sleep mode, and writing to the flash memory is interrupted. After that, when the voltage of the power storage unit 434 recovers (for example, becomes equal to or higher than the third management value BV3), the control circuit 451 and the communication circuit 453 shift from sleep mode to normal mode, and writing to the flash memory is resumed. Even if the voltage of the storage unit 434 does not recover and the power is lost, writing to the flash memory is stopped by the sleep mode, so damage to the flash memory can be avoided. Since corruption of flash memory is avoided, OTA can be resumed or redone after power is restored.

なお、記憶回路452が備えるフラッシュメモリにおいて、ファームウェアが格納される領域(以下、ファームエリア)は、フラッシュメモリの全容量の半分未満とすることが好ましい。また、フラッシュメモリの残りの容量は、ファームウェアのアップデート用データの格納に備える領域、及び、センサ44で検出される物理量又は化学量に関するデータの格納に備える領域とすることが好ましい。これにより、電源消失時にアップデート用データが失われることを防ぐことができる。また、フラッシュメモリにおいて、ファームエリアと、アップデート用データの格納に備える領域は、上記のOTAごとに切り替えられることが好ましい。これにより、フラッシュメモリの特定領域にデータの書込みが集中することを防ぐことができ、フラッシュメモリの劣化を抑制することができる。 In addition, in the flash memory included in the storage circuit 452, the area in which firmware is stored (hereinafter referred to as firmware area) is preferably less than half of the total capacity of the flash memory. Further, the remaining capacity of the flash memory is preferably an area for storing firmware update data and an area for storing data relating to physical or chemical quantities detected by the sensor 44 . As a result, it is possible to prevent the update data from being lost when the power is lost. Also, in the flash memory, it is preferable that the firmware area and the area provided for storing update data are switched for each OTA described above. As a result, data writes can be prevented from concentrating on a specific area of the flash memory, and deterioration of the flash memory can be suppressed.

また、センサ付き軸受1では、蓄電部434の電圧監視にリセットIC(第1リセットIC461、第2リセットIC462)が用いられる。これにより、センサ付き軸受1は、電圧監視の消費電力を低く抑えることができる。 Further, in the sensor-equipped bearing 1 , the reset ICs (the first reset IC 461 and the second reset IC 462 ) are used to monitor the voltage of the electric storage unit 434 . As a result, the sensor-equipped bearing 1 can keep the power consumption for voltage monitoring low.

例えば、蓄電部434の電圧を監視する方法として、リセットICを用いるのではなく、制御回路451のA/D変換機能を用いる方法も考えられる。制御回路451のA/D変換機能を用いれば、高い精度の分解能で電圧情報を得られることができる。しかし、A/D変換は電流の消費量が大きい。蓄電部434の電圧測定を制御回路451のA/D変換機能を用いて行うと、蓄電部434に蓄電された電力を大幅に減少させてしまう。本実施形態は、この点を考慮して、蓄電部434の電圧監視に低消費電力のリセットICを用いている。これにより、センサ付き軸受1は、電圧監視の消費電力を低く抑えることができる。 For example, as a method of monitoring the voltage of the electric storage unit 434, a method of using the A/D conversion function of the control circuit 451 instead of using the reset IC is also conceivable. By using the A/D conversion function of the control circuit 451, voltage information can be obtained with a high resolution. However, A/D conversion consumes a large amount of current. If the voltage measurement of the power storage unit 434 is performed using the A/D conversion function of the control circuit 451, the power stored in the power storage unit 434 is greatly reduced. In consideration of this point, the present embodiment uses a low power consumption reset IC for monitoring the voltage of the power storage unit 434 . As a result, the sensor-equipped bearing 1 can keep the power consumption for voltage monitoring low.

また、センサ付き軸受1は、蓄電部434の電圧監視にリセットICを用いることによって、制御回路451及び通信回路453のスリープモードから通常モードへの復帰を、好適なタイミングで実行することができる。 Further, by using the reset IC for monitoring the voltage of the electric storage unit 434, the sensor-equipped bearing 1 can return the control circuit 451 and the communication circuit 453 from the sleep mode to the normal mode at a suitable timing.

詳しく説明すると、制御回路451のA/D変換機能による電圧監視を行う場合、通常モードからスリープモードに移行することは可能であるが、スリープモードに入ってしまうと制御回路451は低消費電力で待機する。このため、制御回路451は、どのタイミングでスリープモードから通所モードに復帰すればよいのか分からなくなる。タイマによるウェイクアップも考えられるが、センサ付き軸受1は受動的に回転して電力を得るため、一定時間後に電力が回復する保証はない。このため、制御回路451のA/D変換機能による電圧監視では、スリープモードから通常モードへの復帰を好適なタイミングで実行することは難しい。本実施形態は、この点も考慮して、蓄電部434の電圧監視にリセットICを用いている。 More specifically, when voltage monitoring is performed by the A/D conversion function of the control circuit 451, it is possible to shift from the normal mode to the sleep mode. stand by. Therefore, the control circuit 451 does not know when to return from the sleep mode to the regular mode. Wake-up by a timer is also conceivable, but since the sensor-equipped bearing 1 rotates passively to obtain power, there is no guarantee that the power will be restored after a certain period of time. Therefore, in the voltage monitoring by the A/D conversion function of the control circuit 451, it is difficult to return from the sleep mode to the normal mode at suitable timing. In consideration of this point, the present embodiment uses a reset IC for monitoring the voltage of the power storage unit 434 .

センサ付き軸受1は回転させられるものであるため、発電量を制御することはできないが、どんなに低い回転数であったとしても蓄電を行う。本実施形態は、センサ付き軸受1の回転数が時々刻々と変動する不安定な電力事情の中での、誤動作防止対策と省電力化対策である。本実施形態によれば、不安定な電力事情の中でも誤動作を防止可能であり、しかも、省電力化も可能であるセンサ付き軸受1を提供することができる。 Since the sensor-equipped bearing 1 is rotated, it cannot control the amount of power generation, but it stores electricity no matter how low the rotation speed is. This embodiment is a countermeasure for preventing malfunction and saving power in an unstable electric power situation in which the rotational speed of the sensor-equipped bearing 1 fluctuates from moment to moment. According to this embodiment, it is possible to provide the sensor-equipped bearing 1 that can prevent malfunction even in an unstable power situation and that can save power.

上述の第2管理値BV2が本開示の「第1閾値」に対応し、上述の第3管理値BV3が本開示の「第2閾値」に対応し、上述の第1管理値が本開示の「第3閾値」に対応している。また、上述のスリープ信号(第1信号RST1のHigh信号)が本開示の「第1信号」に対応している。また、上述のウェイクアップ信号(第2信号RST2のHigh信号)が本開示の「第2信号」に対応している。また、上述の加速度センサ441、温度センサ442及び角度センサ443の中から任意に選択される2つのセンサが、本開示の「第1センサ」及び「第2センサ」に対応している。 The above-described second control value BV2 corresponds to the "first threshold" of the present disclosure, the above-described third control value BV3 corresponds to the "second threshold" of the present disclosure, and the above-described first control value corresponds to the present disclosure. It corresponds to the "third threshold". Also, the sleep signal (the High signal of the first signal RST1) described above corresponds to the "first signal" of the present disclosure. Also, the above-described wakeup signal (the High signal of the second signal RST2) corresponds to the "second signal" of the present disclosure. Two sensors arbitrarily selected from the acceleration sensor 441, the temperature sensor 442, and the angle sensor 443 described above correspond to the "first sensor" and the "second sensor" of the present disclosure.

なお、本実施形態において、リセットICがハイ(High)信号又はロウ(Low)信号を出力するときの閾値電圧の設定値は、上位装置150のコンピュータ152等によって書き換え可能であってもよい。例えば、第1リセットIC461と第2リセットIC462は、それぞれレジスタを内蔵していてもよい。上位装置150のコンピュータ152は、上位装置150の通信部151を介して、第1リセットIC461のレジスタに格納されている第2管理値BV2を書き換え可能であってもよい。同様に、コンピュータ152は、通信部151を介して、第2リセットIC462のレジスタに格納されている第3管理値BV3を書き換え可能であってもよい。これによれば、ユーザは、リセットICを交換しなくても、第1リセットIC461がスリープ信号を出力するときの電圧値と、第2リセットIC462がウェイクアップ信号を出力するときの電圧値とを任意に変更することができる。 In this embodiment, the set value of the threshold voltage when the reset IC outputs a High signal or a Low signal may be rewritable by the computer 152 of the host device 150 or the like. For example, the first reset IC 461 and the second reset IC 462 may each contain a register. The computer 152 of the host device 150 may be able to rewrite the second management value BV2 stored in the register of the first reset IC 461 via the communication section 151 of the host device 150 . Similarly, the computer 152 may be able to rewrite the third management value BV3 stored in the register of the second reset IC 462 via the communication section 151 . According to this, the user can change the voltage value when the first reset IC 461 outputs the sleep signal and the voltage value when the second reset IC 462 outputs the wakeup signal without exchanging the reset ICs. It can be changed arbitrarily.

また、上記の実施形態では、本開示の電圧監視回路としてリセットICを説明したが、リセットICはあくまで一例である。本開示の電圧監視回路は、例えば、低消費電力で動作するボルテージディテクタや電圧検出器でもよい。また、低消費電力なオペアンプで構成されるコンパレータ回路でもよい。 Also, in the above embodiments, the reset IC is described as the voltage monitoring circuit of the present disclosure, but the reset IC is merely an example. The voltage monitoring circuit of the present disclosure may be, for example, a voltage detector or voltage detector that operates with low power consumption. Alternatively, a comparator circuit composed of an operational amplifier with low power consumption may be used.

また、上記の実施形態では、本開示の回転装置としてセンサ付き軸受1を例示したが、本開示の回転装置はセンサ付き軸受に限定されない。本開示の回転装置は、例えば、センサ付き軸受ではなく、軸受と同軸に取り付けられるセンサ付き回転装置であってもよい。 Further, in the above embodiment, the sensor-equipped bearing 1 was exemplified as the rotating device of the present disclosure, but the rotating device of the present disclosure is not limited to the sensor-equipped bearing. The rotating device of the present disclosure may, for example, be a sensored rotating device mounted coaxially with a bearing rather than a sensored bearing.

1 センサ付き軸受(回転装置の一例)
10 カバー
20 軸受本体(回転装置本体の一例)
21 外輪(第1部品の一例)
22 内輪(第2部品の一例)
40 基板
40A 回路
41 電源基板
42 センサ基板
43 電源部
44 センサ
45 制御部
46 電圧監視部
47 アンテナ
50 発電部
150 上位装置
151 通信部
152 コンピュータ
434 蓄電部
435 出力制御回路
436 定電圧出力回路
441 加速度センサ
442 温度センサ
443 角度センサ
451 制御回路
452 記憶回路
453 通信回路
461 第1リセットIC(第1電圧監視回路の一例)
462 第2リセットIC(第2電圧監視回路の一例)
BV1 第1管理値
BV2 第2管理値
BV3 第3管理値
BV4 第4管理値
BV5 第5管理値
RST1 第1信号
RST2 第2信号
1 Bearing with sensor (an example of a rotating device)
10 cover 20 bearing body (an example of a rotating device body)
21 outer ring (an example of the first part)
22 inner ring (an example of the second part)
40 substrate 40A circuit 41 power supply substrate 42 sensor substrate 43 power supply unit 44 sensor 45 control unit 46 voltage monitoring unit 47 antenna 50 power generation unit 150 host device 151 communication unit 152 computer 434 power storage unit 435 output control circuit 436 constant voltage output circuit 441 acceleration sensor 442 temperature sensor 443 angle sensor 451 control circuit 452 memory circuit 453 communication circuit 461 first reset IC (an example of a first voltage monitoring circuit)
462 Second reset IC (an example of a second voltage monitoring circuit)
BV1 First management value BV2 Second management value BV3 Third management value BV4 Fourth management value BV5 Fifth management value RST1 First signal RST2 Second signal

Claims (5)

回転軸を中心に相対的に回転する第1部品及び第2部品を有する回転装置であって、
前記第1部品と前記第2部品との相対的な回転に基づいて発電する発電部と、
前記発電部が発電する電力によって充電される、充放電可能な蓄電部と、
センサと、
前記蓄電部に蓄電された電力と、前記センサで検出されるデータとが供給される制御部と、
前記蓄電部の電圧を監視する電圧監視部と、を備え、
前記制御部は、
前記データを記憶する記憶回路と、
前記データを外部装置に送信する通信回路と、を有し、
前記蓄電部の電圧が第1閾値以下になると前記データの前記記憶回路への書き込みおよび前記データの前記通信回路による前記外部装置への送信を停止し、
前記蓄電部の電圧が前記第1閾値よりも高い第2閾値以上になると前記データの前記記憶回路への書き込みおよび前記データの前記通信回路による前記外部装置への送信を開始する、回転装置。
A rotating device having a first part and a second part that rotate relative to each other about a rotation axis,
a power generation unit that generates power based on the relative rotation of the first part and the second part;
a chargeable/dischargeable power storage unit that is charged with power generated by the power generation unit;
a sensor;
a control unit supplied with power stored in the power storage unit and data detected by the sensor;
a voltage monitoring unit that monitors the voltage of the power storage unit,
The control unit
a storage circuit that stores the data;
a communication circuit for transmitting the data to an external device;
stopping the writing of the data to the storage circuit and the transmission of the data to the external device by the communication circuit when the voltage of the power storage unit becomes equal to or lower than a first threshold;
The rotating device , wherein when the voltage of the power storage unit becomes equal to or higher than a second threshold higher than the first threshold, writing of the data to the storage circuit and transmission of the data to the external device by the communication circuit are started .
前記蓄電部の電圧に基づいて、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給を制御する出力制御回路、をさらに備え、
前記出力制御回路は、
前記蓄電部の電圧が前記第2閾値よりもい第3閾値以上の場合は、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給をオンにし、
前記蓄電部の電圧が前記第1閾値よりも低い閾値未満の場合は、前記蓄電部から前記制御部への電力の供給をオフにする、請求項に記載の回転装置。
an output control circuit that controls the supply of electric power from the power storage unit to the control unit based on the voltage of the power storage unit;
The output control circuit is
turning on power supply from the power storage unit to the control unit when the voltage of the power storage unit is equal to or higher than a third threshold higher than the second threshold;
2. The rotating device according to claim 1 , wherein when the voltage of said power storage unit is less than a fourth threshold lower than said first threshold , power supply from said power storage unit to said control unit is turned off.
前記通信回路は、前記外部装置とペアリングをされ、the communication circuit is paired with the external device;
前記制御部は、前記蓄電部の電圧が前記第4閾値以上の場合、前記ペアリングを維持する、請求項2に記載の回転装置。The rotating device according to claim 2, wherein the control unit maintains the pairing when the voltage of the power storage unit is equal to or higher than the fourth threshold.
前記センサは、
第1センサと、前記第1センサとは検出の対象が異なる第2センサと、を有する、請求項1からのいずれか1項に記載の回転装置。
The sensor is
4. The rotating device according to any one of claims 1 to 3 , comprising a first sensor and a second sensor whose detection target is different from that of the first sensor.
前記第1部品および前記第2部品は、それぞれ、軸受の外輪および内輪である、請求項1から4のいずれか1項に記載の回転装置。5. The rotating device according to any one of claims 1 to 4, wherein said first part and said second part are respectively an outer ring and an inner ring of a bearing.
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