WO2005024750A1

WO2005024750A1 - ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置

Info

Publication number: WO2005024750A1
Application number: PCT/JP2004/003138
Authority: WO
Inventors: Masatoshi Mizutani; Hiroyoshi Ito; Koji Sahashi; Koichi Okada
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-03-17
Also published as: US20070018837A1; DE112004001448T5; US7688216B2

Abstract

　電源部の給電異常を知ることができて、ワイヤレスセンサシステムの誤動作を防止でき、また送信電力の消費を節減しながら、安定した給電を行うことができるワイヤレスセンサシステムを提供するために、このワイヤレスセンサシステムは、ワイヤレスセンサユニット４Ａ，４Ｂとセンサ信号受信機５とを備える。ワイヤレスセンサユニット４Ａ，４Ｂは、　検出対象を検出するセンサ部６Ａ，６Ｂと、そのセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部９Ａ，９Ｂと、電源部１０とをそれぞれ有する。電源部１０は、ワイヤレス送信された駆動電力を受信する電力受信部８Ａ，８Ｂを有する。このシステムにおいて、上記電源部１０の電圧を監視する電源監視部７を設ける。センサ信号受信機５には、電源監視部７による監視の結果に応じて送信電力を調整する監視対応電力制御手段１４を設ける。

Description

技術分野

この発明は、各種のセンサ信号、例えば各種機械設備や自動車における車輪用軸受装置に設けられたセンサの信号をワイヤレスで送信するようにしたワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置に関する。 ― 景技術

車輪用軸受装置に搭載された回転センサの信号を、ワイヤレスで送信して車輪と車体と間のハーネスを無くしたワイヤレス A B S (アンチロックブレーキシステム）センサが提案されている。また、特開 2 0 0 3— 1 4 6 1 9 6 ( 2 0 0 3 年 5月 2 1日公開）では、ワイヤレス送信する回転センサ付き車輪用軸受において、回転センサの異常検出を自己診断回路で行い、異常時に異常信号を送信するシステムが提案されている。この提案例では、センサおよび無線送信機の電力供給が、回転センサを兼ねた発電機で行われることを前提としているが、ワイヤレス給電を行うことについても触れられている。発明の開示

ワイャレス給電により動作電力を供給するワイャレスセンサシステムでは、電磁波ゃ光波等でワイヤレス給電が行われる。ワイヤレス給電では、送信部と受信部間の障害物や送信部と受信部の相対的な移動による影響を受け易く、必要な電力を給電できなくなるので設置場所には注意を払う必要がある。また、ワイヤレス給電は、配線による給電や発電機に比べて効率が良くないため、給電のために大きな電力を送信する必要がある。そのため、給電不良を考慮して常に大電力を送信し続けるのは、システム全体の消費電力が大きくなつてしまうという問題点がある。また、回転センサを兼ねた発電機により電力供給を行うものにおいて、センサの異常検出が行われても、送信系の異常によって、ワイヤレスセンサシステムで正しく機能しないことがある。センサ部と送信系とに個別に異常検出手段を設けるのでは、構成が複雑となる。この発明の目的は、センサ部ゃセンサ信号送信部に駆動電力を給電する電源部の給電異常を知ることができて、センサ部やセンサ信号送信部の誤動作によるヮィャレスセンサシステムの誤動作を防ぐことができる簡素な構成のワイヤレスセンサシステムを提供することである。

この発明の他の目的は、送信電力の消費を節減しながら、安定した給電を行うことができるものとすることである。 ―

この発明のさらに他の目的は、軸受の知能化、配線系の簡素化を図りながら、センサ部やセンサ信号送信部の給電異常を認識できて、誤動作防止、電力使用の節減等が図れ、これらの誤動作防止等のための構成が簡素なもので済むワイヤレスセンサ付軸受装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、車輪用軸受装置において、上記ワイヤレスセンサ付軸受装置の機能が得られるものとすることである。

この発明によるワイヤレスセンサシステムは、検出対象を検出するセンサ部 (6 A, 6 B) と、このセンサ部（6A, 6 B) が出力するセンサ信号をワイヤレスで送信するセンサ信号送信部（9A, 9 B) と、上記センサ部（6A， 6 B) およびセンサ信号送信部（9A, 9B) 'に駆動電力を給電する電源部（1 0) とを有する 1つまたは複数のワイヤレスセンサユニット（4A， 4B) と、上記センサ信号送信部（9A， 9B) から送信されたセンサ信号を受信するセンサ信号受信部（13) とを備えたワイヤレスセンサシステムにおいて、上記電源部（10) の電圧を監視する電源監視部（7) を設けたことを特徴とする。

この発明によると、センサ部（6A， 6B) およびセンサ信号送信部（9A， 9B) に駆動電力を給電する電源部（10) の給電電圧が、電源監視部（7) によって監視される。そのため、給電異常を知らせることで、センサ部 (6A, 6 B) の誤動作や、ワイヤレスセンサシステムの誤動作を防ぐことができる。また、電源部（10) の駆動電力を監視するため、給電不良によるセンサ部（6A， 6 B) の電源異常、およびセンサ信号送信部（9A, 9B) の電源異常を、共に検出することができ、別々に異常検出手段を設ける場合に比べて簡素な構成にできる。この発明において、上記電源部（10) は、給電電力送信部からワイヤレスで送信された駆動電力を受信する電力受信部 (8A, 8B) を有するものであっても良い。センサ信号および動作電力のワイヤレスの送受信は、電磁波による他に、磁気結合や、光、超音波等を用いた送受信であっても良く、ワイヤレスで送受信できれば良い。

ワイヤレス給電め場合、配線による給電や発電機に比べて効率が良くないため、給電のために大きな電力を送信する必要がある。しかし、給電電力を監視し、給電異常や給電電力信号等を送信側へ知らせることで、ワイヤレス給電用の送信電力をコントロールして、送信電力の消費を節減しながら、安定した給電を行うことができる。

例えば、上記電力受信部 (8A, 8B) を設けた場合に、上記電源監視部 (7) を、監視結果情報を上記センサ信号送信部（9A, 9B) より送信させるものとする。この場合に、電源監視部（7) の監視結果情報に応じて上記給電電力送信部の送信電力を調整する監視対応制御手段（14) を設けても良い。

給電電圧の監視結果情報が送信されることで、センサ信号の受信側で監視結果情報を認識することができ、監視結果に応じた対処が行える。特に、給電電力送信部からワイヤレス給電を行う場合は、上記のように監視対応制御手段（14) を設け、給電電圧の監視結果情報に応じてワイヤレス給電用の送信電力をコントロールすることができる。このため、大電力を常時送信する必要がなくなり、ヮィャレスセンサシステムの消費電力を小さくすることができる。

上記給電電力送信部（12) は、上記センサ信号受信部（13) を有するセンサ信号受信機（5) に設けられたものであって良い。上記監視対応制御手段（1 4) を設ける場合は、これもセンサ信号受信機 (5) に設ける。センサ信号受信部（13) と給電電力送信部（12) とは離れて設置することもできるが、同じセンサ信号受信機 (5) に両者が設けられていると、ワイヤレスセンサシステムの全体が簡素な構成となる。

上記電源監視部 (7) は、上記電力受信部（12) の受信電力を直流電力に変換した後の電圧を監視するものであっても良い。直流電力に変換した後の電圧を監視するようにすることにより、監視が容易に行え、電源監視部（7) の構成が簡素化できる。

上記センサ信号送信部（9A， 9B) は、電源監視部（7) により監視した電圧が所定の閾値以上または閾値を超えるときに所定の正常報知信号を送信し、閾値未満または閾値以下のときに正常報知信号の送信を中止するものとしても良い。また、この中止時に所定の異常報知信号を送信するものとしても良い。所定の正常信号は、電源電圧信号であっても良く、例えばセンサ信号に電源電圧信号等の正常報知信号を重畳して送信しても良い。このように、閾値未満のときに正常報知信号の送信を中止し、あるいはさらに所定の異常報知信号を送信することで、センサ信号の受信側で異常の認識が容易に行える。また、センサ信号送信部（9 A, 9B) とは別に正誤信号の送受手段を設ける場合に比べて、構成が簡単である。

この発明において、上記センサ部 (6A, 6B) として発電機能を有する回転センサ（6Ab) を有し、上記電源部（10) が上記回転センサ（6Ab) の発電した電力を用いるものであっても良い。この場合に、ワイヤレス給電の電力と発電電力を併用するものであっても良い。

回転センサ（6Ab) の発電した電力を用いるものである場合であっても、センサ部（6A， 6B) およびセンサ信号送信部（9A, 9B) に駆動電力を給電する電源部（10) の電圧を監視する電源監視部（7) を設けることで、給電不良によるセンサ部（6A， 6B) の電源異常、およびセンサ信号送信部（9A， 9 B) の電源異常を共に検出することができ、別々に異常検出手段を設ける場合に比べて簡素な構成にできる。

この発明において、上記センサ部（6A, 6B) は、振動センサ、温度センサ、荷重センサ、トルクセンサ、および軸受の予圧を検出する予圧センサ、のうちの少なくとも一つとする。

この発明の上記のワイヤレスセンサシステムにおいては、上記センサ部（6 A 〜6E) を複数設けても良い。

センサ部（6A〜6E) を複数設ける場合に、上記センサ信号受信部（13) は、上記センサ信号送信部（9A, 9B, 9) により送信される複数のセンサ部 (6A〜6E) のセンサ信号の受信が可能なものとし、上記給電電力送信部（1 2 ) は、上記センサ信号受信部（1 3 ) を有するセンサ信号受信機 ( 5 , 5 A) に設けられたものとしても良い。この構成の場合、複数のセンサ部（6 A〜6 E) からのセンサ信号の受信と、ワイヤレスの給電電力の送信を共通のセンサ信号受信機（5， 5 A) から行うものとしたため、ワイヤレスセンサシステムの全体が簡単な構成となる。図面の簡単な説明

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解れるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのもであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品号は同等部分を示す。

図 1は、この発明の第 1の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムの概略構成を示すプロック図である。

図 2は、同システムの回路構成例を示す回路図である。

図 3は、この発明の第 2の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムにおけるセンサ信号受信機の概略構成を示す回路図である。

図 4は、第 1の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを備えた機械設備の一例を示す断面図である。

図 5は、同実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを備えた機械設備の他の例を示す断面図である。

図 6は、同実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを備えた軸受装置の一例を示す断面図である。

図 7は、同実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを備えた車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。

図 8は、同実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを備えた車輪用軸受装置の他の例を示す断面図である。

図 9の（A) はそのセンサ部となるトルクセンサの具体例を示す破断側面図、 (B) は同センサ部の磁歪部材の破断正面図である。図 1 0は、この発明の第 3の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムの概略構成を示すブロック図である。

図 1 1は、同ワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の一例の断面図である。

図 1 2は、同ワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の他の例の断面図である。 ―

図 1 3は、この発明の第 1の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを適用した軸受装置の他の例を示す断面図である。

図 1 4は、同ワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の他の例を示す断面図である。

図 1 5は、同ワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置のさらに他の例を示す断面図である。

図 1 6は、この発明の第 4の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムのヮィャレスセンサュニットを示すブロック図である。

図 1 7は、同実施形態のワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

この発明の第 1の実施形態にかかるワイヤレスセンサシステムを図 1と共に説明する。このワイヤレスセンサシステムは、複数のワイヤレスセンサュニット 4 A, 4 Bと、これら複数のワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bに対してワイヤレスで電力を供給しかつ各センサ信号を受信するセンサ信号受信機 5とを備える。ワイヤレスセンサユニットの個数は特に制限がなく、 1個であっても、 3個以上であっても良いが、図 1は 2個の場合を示している。

各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bは、それぞれセンサ部 6 A， 6 Bと、送受信部 7 A, 7 Bとからなる。センサ部 6 A， 6 Bは、検出対象の検出を行う手段であって、複数設けられるセンサ部 6 A， 6 Bに、振動センサ、温度センサ、荷重センサ、トルクセンサ、および軸受の予圧を検出する予圧センサのうちの少なくとも一つを含む。残りのセンサ部 6 A， 6 Bは、回転センサであっても良い。回転センサを構成するセンサは、ホール素子型センサであっても、また磁気抵抗素子型センサであっても良い。送受信部 7A， 7Bは、それぞれ電力受信部 8 A， 8Bと、センサ信号送信部 9 A， 9 Bとでなる。

また、同図の実施形態では、上記センサ部 6 A， 6 Bおよびセンサ信号送信部 9A, 9Bに駆動電力を給電する電源部 10と、電源部 10の電圧を監視する電源監視部 7とを追加して設けて—いる（NO 2の）。この電源部 10と電源監視部 7 については、後で詳述する。

図 2に示すように、電力受信部 8 A， 8Bは、所定の給電用周波数 f 1の電磁波から、同調回路 10 A， 10Bと検波整流回路 11 A， 11 Bにより動作電力を得る手段である。得られた動作電力は、センサ部 6A， 6 Bとセンサ信号送信部 9A, 9Bの駆動に用いられる。電力受信部 8A， 8Bは、アンテナ 22、 L C回路 23等からなる同調回路 1 OA, 10Bと、ダイオード 24、コンデンサ 25等からなる検波整流回路 11A， 1 IBとで構成される。

センサ信号送信部 9 A， 9Bは、センサ部 6A， 6 Bが検出した信号を給電用周波数 f 1とは異なる固有周波数 f 2, f 3の電磁波のセンサ信号としてそれぞれ送信する手段である。センサ信号送信部 9A， 9Bは、アンテナ 19、 LC回路 20、半導体スイツチング素子 21などからなる。

センサ信号受信機 5は、上記給電用周波数 f 1の電磁波を送信する給電電力送信部 12と、上記複数のワイヤレスセンサユニット 4 A， 4Bの送信する各固有周波数 f 2， f 3のワイヤレスセンサ信号を受信可能なセンサ信号受信部 13とを有する。給電電力送信部 12は、高周波発信部 26と送信部 27とでなり、送信部 27は、ァンテナ 28、 L C回路 29、半導体スィツチング素子 30などからなる。センサ信号受信部 13は、上記各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4B に対応する複数（図示の例では 2つ）の受信回路 13 aからなる。各受信回路 1 3 aは各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bの送信する固有周波数 f 2 , f 3 にそれぞれ対応した単一周波数の受信回路であって、それぞれ同調回路 37と検波部 38とを有する。同調回路 37は、アンテナ 39、 LC回路 40などからなる。

この構成のワイヤレスセンサシステムによると、各ワイヤレスセンサュニット 4 A, 4 Bは動作電力がワイヤレスで供給されるので、センサ動作電力として電池や発電機をセンサに付加する必要がなく、コンパクトで軽量に構成できる。電池交換が不要なためメンテナンスも容易となる。しかも、検出対象として、振動、温度、荷重、トルク、または軸受の予圧を検出することができる。また、複数のワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bに対して共通のセンサ信号受信機 5からヮィャレスの電力供給とワイヤレスセンサ信号の受信とを行うようにしたため、ヮィャレスセンサシステムの全体が簡素な構成となる。

図 3はこの発明の第 2の実施形態におけるセンサ信号受信機 5 Aの構成を示す。この実施形態は、図 2に示した第 1の実施形態において、センサ信号受信機 5 A を同図の構成としたものである。ワイヤレスセンサユニットには第 1の実施形態と同じものが用いられる。この例では、センサ信号受信機 5 Aにおけるセンサ信号受信部 1 3 Aが、各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 B (図 2 ) の送信する固有周波数 f 2， f 3にそれぞれ対応した単一周波数の複数の同調回路 3 7 A,

3 7 Bと、これら複数の同調回路 3 7 A， 3 7 Bの出力を時分割で切替えて検波する 1つの切替え検波部 4 1とで構成されている。切替え検波部 4 1は、検波部

4 2と、両同調回路 3 7 A， 3 7 Bを時分割で切替えて検波部 4 2に接続する切替部 4 3とでなる。その他の構成は第 1の実施形態におけるセンサ信号受信機 5 と同じである。

この実施形態の場合、切替え検波部 4 1の切替部 4 3が同調回路 3 7 Aを検波部 4 2に切替え接続したときに、その同調回路 3 7 Aが受信する回転数検出用のワイヤレスセンサュニット 4 Aからの周波数 f 2の信号を検波部 4 2が検波する。切替え検波部 4 1の切替部 4 3が同調回路 3 7 Bを検波部 4 2に切替え接続したときは、その同調回路 3 7 Bが受信するワイヤレスセンサユニット 4 Bからの周波数 f 3の信号を検波部 4 2が検波する。

この実施形態の場合、複数（ここでは 2つ）のワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bから送信される固有周波数 f 2， f 3の電磁波を、センサ信号受信機 5 Aでは 1つの検波部 4 2により区別して検波できるので、ワイヤレスセンサュニットの数が多い場合でもセンサ信号受信機 5 Aの構成を簡略化できる。

なお、図 3の実施形態において、複数の同調回路 3 7 A, 3 7 Bを設ける代わりに、各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 B (図 2 ) の送信する固有周波数に対応して、同調周波数を可変し得る単一の同調回路を設けても良い。その場合、センサ信号受信部 1 3 Aは、この可変の同調回路の固有周波数を切替部により時分割で切替えて、検波部 4 2で検波する回路とする。

つぎに、この第 1の実施形態のワイヤレスセンサシステムを、機械設備に適用した例を図 4と共に説明する。この例は、複数の転がり軸受 5 1， 5 2を有する機械設備 5 3において、上記複数の転がり軸受 5 1 , 5 2の各々に、図 1 , 図 2に示す実施形態におけるワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bを設置したものである。機械設備 5 3は、例えばローラコンペャまたはベルトコンペャ等のコンべャラインであって、搬送ローラまたはベルト駆動口一ラ等の軸となる回転軸 5 9が、上記転がり軸受 5 1 , 5 2によって回転自在に支持されている。各転がり軸受 5 1 , 5 2は、内輪 5 4，外輪 5 5の間に転動体 5 6を介在させ、シール 5 8を設けたものであり、深溝玉軸受等からなる。各転動体 5 6は保持器 5 7により保持されている。

一つの転がり軸受 5 1に設置されたワイヤレスセンサユニット 4 Aは、回転検出用のものであり、センサ部 6 Aが、内輪 5 4に装着された磁気エンコーダ 1 7 と、この磁気エンコーダ 1 7に対峙して外輪 5 5に装着されたホールセンサや M Rセンサ等の磁気センサ 1 8とで構成される。他の転がり軸受 5 2に設置されたワイヤレスセンサユニット 4 Bは、センサ部 6 Bが、軸受 5 2における回転の他の検出対象、例えば温度または振動等を検出するセンサとされている。センサ部 6 Bは、内輪 5 4および外輪 5 5のうち固定側の軌道輪（図示の例では外輪 5 5 ) に取付けられている。センサ部 6 Bは、上記の他に、荷重、トルク、または軸受の予圧を検出するセンサであっても良い。

また、転がり軸受 5 1に設置するセンサ 6 Aを回転センサとする代わりに、図 5に示すように、いずれのセンサ部 6 A, 6 Bも、振動センサ、温度センサ、荷重センサ、トルクセンサ、および軸受 5 1 , 5 2の予圧を検出する予圧センサのうちのいずれかとしても良い。

センサ信号受信機 5は、機械設備 5 3において、両軸受 5 1， 5 2に設置された各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bに対してセンサ信号の受信および動作電力の送信が可能な適宜の位置に設置される。この実施形態において、特に説明した事項を除き、図 1，図 2に示した実施形態と同じ構成である。

この構成の場合、機械設備 5 3における複数の転がり軸受 5 1 , 5 2においてワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bにより検出したセンサ信号が、共通のセンサ信号受信機 5によって受信でき、また両ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 B に共通のセンサ信号受信機 5から電力供給することができる。 ― 同図の実施形態は、ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bが 2個である場合につき説明したが、機械設備 5 3における 3個以上の転がり軸受にワイヤレスセンサユニットを設置し、共通のセンサ信号受信機 5によりセンサ信号の受信、およびワイヤレス給電を行うようにしても良い。

図 6は、センサ部 6 A， 6 Bの一つとして、予圧センサを用いたワイヤレスセンサ付軸受装置の一例を示す。この軸受 6 1は、内輪 6 4と外輪 6 5との間に転動体 6 6を介在させた転がり軸受であって、予圧手段 7 0によって予圧されている。転動体 6 6は保持器 6 7により保持されている。この軸受 6 1は、複列の円すいころ軸受からなり、内輪 6 4が軸 6 9の外周に嵌合する。予圧手段 7 0は、軸 6 9の段部 6 9 aと、軸 6 9の雄ねじ部に螺合したナット 6 2と間で、内輪間座 6 3を介して内輪 6 4を軸方向に挟み付けることにより、軸受 6 1に予圧を与えるものとされている。上記内輪間座 6 3に、軸受の予圧を検出する予圧センサ力^なるセンサ部 6 Aが設けられている。このセンサ部 6 Aは、例えば図 1の実施形態に示すワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサュ二ット 4 A に設けられたものである。上記予圧センサは、例えば圧電素子を用いた荷重センサ、または磁歪式の荷重センサ等からなり、間座 6 3に作用する軸方向荷重を検出するものとされる。

なお、この実施形態では、内輪 6 4が回転側となり、回転する間座 6 3にワイャレスセンサユニット 4 Aを設置しているが、内輪 6 4が固定側であっても良い。また、外輪 6 5側の間座（図示せず）等に、ワイヤレスセンサユニット 4 Aおよびそのセンサ部 6 Aを設置しても良い。さらに、両内輪間の間座にセンサ部 6 A を設けてもよい。

つぎに、この実施形態のワイヤレスセンサシステムを自動車に適用した例を、図 7と共に説明する。この車輪用軸受装置 3 3は、静止側部材となる外方部材 1 と、回転側部材となる内方部材 2との間に複列の転動体 3を介在させたものである。外方部材 1は、車体 3 4から下方に突出したサスペンションに、ナックル (図示せず）を介して支持されている。内方部材 2は、ハブ輪 2 Aとその一端の外周に嵌合した内輪 2 Bとでなり、ハブ輪 2 Aおよび内輪 2 Bに各列の軌道面が形成されている。外方部材 1は一体の部材あり、上記両軌道面に対向する軌道面が設けられている。ハブ輪 2 Aには、等速ジョイント 1 5の外輪 1 5 aに設けられた軸部が嵌合し、内方部材 2と等速ジョイント外輪 1 5 aとが結合されている。なお、この車輪用軸受装置 3 3は、第 3世代型のものである。

この車輪用軸受装置 3 3の外方部材 1に複数のワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bが設置されている。例えば、外方部材 1と内方部材 2の環状空間の一端部に、車輪 3 1の回転数を検出するためのセンサ部 6 Aを持つワイヤレスセンサュニッ卜 4 Aが設置されている。外方部材 1に設置された他のワイヤレスセンサュニット 4 Bは、センサ部 6 Bが振動センサまたは温度センサからなるものとされる。センサ部 6 Bは、上記の他に荷重センサ、トルクセンサ、または予圧センサであつても良い。車体 3 4の例えばタイヤハウス 3 4 aには、各ワイヤレスセンサュニット 4 A， 4 Bに対してワイャレスで電力を供給し、かつ各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bからのセンサ信号を受信するセンサ信号受信機 5が設置されている。各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bは、図 1 , 2と共に前述した構成のものである。センサ信号受信機 5は、図 2と共に説明したもの、または図 3 と共に説明したものである。

回転数検出用のワイヤレスセンサユニット 4 Aのセンサ部 6 Aは、内方部材 2 に装着された磁気エンコーダ 1 7と、この磁気エンコーダ 1 7に対峙して外方部材 1に装着される磁気センサ 1 8とで構成される。磁気エンコーダ 1 7は、内方部材 2に装着されたシール構成部品となるスリンガに設けられている。磁気ェンコーダ 1 7は、円周方向に並べて磁極 N, Sを設けた多極磁石からなる。磁気センサ 1 8はホールセンサや MRセンサ等の磁気センサからなり、車輪 3 1の回転に伴う磁気エンコーダ 1 7の磁極変化を検出してィンクリメンタルなパルス信号をセンサ信号として出力する。他のワイヤレスセンサユニット 4 Bのセンサ部 6 Bは、例えば熱電対からなる温度センサ、または圧電素子等を利用した振動センサ等である。

動作を説明する。車体 3 4に設置されたセンサ信号受信機 5の給電電力送信部 1 2 (図 1 ) から送信される,給電用電磁波は、各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bの電力受信部 8 A， 8 B (図 1 ) で受信され検波整流されることで、各ワイャレスセンサニット 4 A， 4 Bに動作電力が得られる。

車輪用軸受装置 3 3に設置された各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bでは、そのセンンサ部 6 Aによつて車輪の回転数が検出され、またセンサ部 6 Bによつて、車輪用軸受装置 3 3の温度または振動、あるいは荷重、トルク、または予圧が検出される。この検出したセンサ信号は、ワイヤレスセンサユニット 4 Aではセンサ信号送信部 9 A (図 1 ) によって周波数 f 2の電磁波を搬送波としてワイャレス送信される。ワイヤレスセンサユニット 4 Bではセンサ信号送信部 9 A

(図 1 ) によって周波数 f 3の電磁波を搬送波としてワイヤレス送信される。これらの電磁波は、センサ信号受信機 5のセンサ信号受信部 1 3 (図 1 ) における 2つの受信回路のうち、対応する周波数の受信回路で受信 '検波されて、車輪回転数の検出信号、または温度、振動、あるいは荷重、トルク、予圧の信号として出力される。車輪回転数は A B S装置の制御等に用いられ、温度，振動，予圧等の検出信号は、車輪用軸受装置 3 3の異常検出や状態管理等に利用される。荷重やトルク等の検出信号は、車両の走行姿勢の制御等に用いられる。

このように、このワイヤレスセンサシステムでは、車体 3 4に設置されるセンサ信号受信機 5から各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bに対して電磁波として電力をワイヤレスで供給すると共に、各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 B 力ら電磁波として送信されるセンサ信号を受信するようにしているので、電池をセンサの電源とする従来例のような電池切れ等の問題がない。また、検出される各センサ信号をワイヤレス信号として確実に伝送でき、かつ各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bにおけるセンサ部 6 A， 6 Bをコンパクトで安価に構成できる。電池交換が不要なためメンテナンスも容易となる。

また、自己発電型のものと異なり、停止に近い車輪回転時でも各センサ部 6 A， 6 Bの動作およびそのセンサ信号の送信が行える。なお、シールで密封された軸受内部にワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bを設けてもよい。また、センサ部 6 A, 6 Bのみ軸受内部に挿入するようにしてもよい。

図 8は、車輪用軸受装置 3 3の他の例を示す。この例は、ワイヤレスセンサュニット 4 Aに備えられるセンサ部 6 Aをトルクセンサとした例を示す。このトルクセンサとなるセンサ部 6 Aは、内方部材 2の外周に設けられた磁歪材からなる被検出部 7 1と、この被検出部 7 1に対応して外方部材 2に設けられたトルク検出部 7 2とでなる。トルク検出部 7 2は、被検出部 7 1の磁気的特性の変ィ匕を検出することで、内方部材 2の取付けられる駆動軸の作用トルクを検出するものである。被検出部 7 1の磁歪材としては、鉄とアルミニウムの合金等が用いられる。トルク検出部 7 2は、被検出部 7 1を周回するように外方部材 1に取付けられたコイルで構成される。被検出部 7 1は、例えば図 9に示すように、磁歪材からなる円筒状体 7 3に、軸方向に対して所定角度 0 1， 0 2だけ傾斜して延びる複数の傾斜溝 7 4を、 2列に円周方向に並べて形成したものとされる。両列の傾斜角度 0 1， 0 2を逆方向としてある。このように傾斜溝 7 4を設けることで感度が向上し、また両列の傾斜角度 0 1 , 0 2を逆方向としたことによって、軸に作用した捩じりトルクの大きさの他に、方向を知ることができる。この場合に、トルク検出部 7 2のコイルの出力は、検出回路（図示せず）で処理され、ワイヤレスセンサユニット 4 Aのセンサ信号送信部 9 A (図 1 > より送信される。

なお、図 8の例におけるワイヤレスセンサユニット 4 Aは、例えば図 1，図 2 に示す実施形態のワイヤレスセンサシステムのものであるが、この車輪用軸受装置 3 3に他のワイヤレスセンサユニット 4 B (図 8には図示せず）を設置し、そのセンサ部 6 Bを、振動、温度、荷重、または予圧等の検出対象を検出するセンサとしても良い。

図 1 0は、この発明の第 3の実施形態を示す。この実施形態に係るワイヤレスセンサシステムは、ワイヤレスセンサユニット 4を一つし、このワイヤレスセンサユニット 4に複数のセンサ部 6 C〜6 Eを設けたものである。ワイヤレスセンサユニット 4は、上記複数のセンサ部 6 C〜 6 Eと、センサ信号送信部 9と、電力受信部 8とを有する。センサ信号送信部 9は、上記複数のセンサ部 6 C〜 6 E のセンサ信号を送信するものとしてある。複数のセンサ部 6 (：〜 6 Eの出力は、信号まとめ手段 6 0により、センサ信号送信部 9により送信可能なように処理される。信号まとめ手段 6 0は、各センサ部 6 (：〜 6 Eのセンサ信号が、受信側で区別して受信できるように信号を処理するものであれば良く、例えば、各センサ部 6 C〜 6 Eのセンサ信号を時分割してセンサ信号送信部 9に送信させるものとされる。信号まとめ手段 6 0は各センサ部 6 (：〜 6 Eのセンサ信号を重畳するものであっても良い。信号まとめ手段 6 0、センサ信号送信部 9の一部として設けられたものであっても、またセンサ信号送信部 9とは別に設けられたものであつても良い。電力受信部 8は、受信した電力を、各センサ部 6 C〜6 E、センサ信号送信部 9、および信号まとめ手段 6 0に給電する。センサ信号送信部 9、電力受信部 8、および信号まとめ手段 6 0により、送信ユニット 7が構成される。センサ信号受信機 5は、ワイヤレスセンサュニット 4のセンサ信号送信部 9から送信されるセンサ信号を受信するセンサ信号受信部 1 3と、ワイヤレスセンサユニット 4の電力受信部 8へ電力をワイヤレスで供給する給電電力送信部 1 2とを有する。センサ信号受信部 1 3は、ワイヤレスセンサユニット 4のセンサ信号送信部 9より送信される各センサ部 6 C〜 6 Eのセンサ信号を、信号まとめ手段 6 0の処理形態に対応して、区別して受信可能なものとされる。センサ信号送信部 9とセンサ信号受信部 1 3との間、および給電電力送信部 1 2と電力受信部 8 との間の信号または電力の送受は、ワイヤレスで行えるものであれば良く、例えば電磁波が用いられる。

各センサ部 6 C〜6 Eは、同じ種類の検出対象（例えばいずれも温度）を検出するものであっても、それぞれ異なる検出対象を検出するもの、例えばそれぞれ回転、温度、振動等を検出するものであっても良い。

なお、図 1の例のように複数設けられるワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 B のうちの一つを、図 1 0の例のように複数のセンサ部 6 C〜 6 Eが設けられたものとしても良い。その場合も、信号まとめ手段 6 0を設けることが好ましい。図 1 1は、図 1 0の第 3の実施形態におけるワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置 3 3の一例を示し、外方部材 1にワイヤレスセンサュニット 4が設置されている。この例では、複数のセンサ部 6 C〜6 Eは、それぞれ回転センサ、温度センサ、および振動センサとされている。センサ部 6 D, 6 Eとして、上記の代わりに、予圧センサや、荷重センサ、トルクセンサ等を設けても良い。

回転センサとなるセンサ部 6 Cは、内方部材 2の外周に取付けられた多極磁石からなる磁気エンコーダ 1 7と、この磁気エンコーダ 1 7に対向して外方部材 1 の内周に取付けられたホールセンサや MRセンサ等の磁気センサ 1 8とでなる。外方部材 1の外周に、送受信ュニット 7が取付けられて ^る。送受信ュニット 7 は、ボックス内に回路素子等を収めたものであり、送受信ユニット 7と各センサ部 6 (：〜 6 Eとは配線（図示せず）で接続されている。

この車輪用軸受装置 3 3は、第 4世代型のものであり、内方部材 2は、ハプ輪 2 Aと等速ジョイント 1 5の外輪 1 5 aとで構成され、これらハブ輪 2 Aおよび等速ジョイント外輪 1 5 aに内方部材 2側の各列の軌道面が形成されている。車輪用軸受装置 3 3におけるその他の機械構造的な構成は、図 7と共に前述した第 3世代型の車輪用軸受装置 3 3と同じである。なお、図 1 1の例において、車輪用軸受装置 3 3を図 7等に示すような第 3世代型のものとしても良い。

この構成の場合、車輪用軸受装置 3 3に一つのワイヤレスセンサユニット 4を設置するだけで、車輪回転数、温度、および振動等の検出が行える。しかも、ヮィャレスセンサユニット 4にワイヤレス給電でき、配線系が簡素となる。

図 1 2は、図 1 0の実施形態におけるワイヤレスセンサシステムを適用した車輪用軸受装置 3 3の他の例を示す。この例では、ワイヤレスセンサユニット 4における各センサ部 6 C， 6 Dを、いずれも同じ検出対象種類のセンサとしたものであり、荷重センサとしている。この荷重センサからなるセンサ部 6 C， 6 Dは、外方部材 1におけるフランジ 1 aに設けられた各ポルト揷入孔 8 1の周囲に設けられている。ポルト揷入孔 8 1は、外方部材 1をナックル 8 2に取付けるポルト 8 3を挿入する孔である。複数のセンサ部 6 C， 6 Dは、例えば軸受中心に対する上下または左おに離れた箇所のポルト揷通孔 8 1に設置される。各荷重センサとなる 6 C， 6 Dは、荷重により電気的特性の変化する荷重感知体として、磁歪素子または圧電素子を用いたものとされている。

各センサ部 6 C， 6 Dは、外方部材の外周に取付けられた送受信ュニット 7に配線（図示せず）で接続されている。送受信ユニット 7は、上記と同じくボックス内に回路素子等を収めたものである。

なお、図では 2つセンサ部 6 C, 6 Dを示したが、ポルト揷入孔 8 1の本数に応じた個数のセンサ部を設けても良い。また、センサ信号受信機 5は、図 1 2では図示を省略しているが、図 7の例等と同様にタイヤハウス内等に設置される。この構成の場合、各センサ部 6 C , 6 Dの検出した荷重検出信号であるセンサ信号が、ワイヤレスセンザユニット 4のセンサ信号送信部 9 (図 1 ) から送信され、センサ信号受信機 5 (図 7 ) のセンサ信号受信部 1 3 (図 1 ) で受信される受信された各ポルト孔位置の荷重値から、車輪用軸受装置 3 3の外方部材 1に作用する荷重の大きさが検出され、また複数のセンサ部 6 C , 6 Dが離れて設けられていることから、荷重の作用方向の傾きが検出される。これより、車両がカーブを走行するときや斜面を走行するときの車輪の負荷状態が検出でき、車両の姿勢制御等の情報として上記各荷重センサの信号を用いることができる。また、荷重センサとなる各センサ部 6 C, 6 Dやセンサ信号送信部 9 (図 1 ) の動作電力が、上記各実施形態と同様に、ワイヤレスで給電でき、配線系が不要となる。なお、上記各実施形態では、いずれもセンサ信号受信機 5を一つとしたが、センサ信号受信機 5を複数設けても良い。センサ信号受信機 5を複数設ける場合に、各センサ信号受信機 5は、同じワイヤレスセンサュニットのセンサ信号送信部のセンサ信号を受信するものとしても良く、また異なる複数のワイヤレスセンサュニットのセンサ信号送信部のセンサ信号を受信するものとしても良い。また、センサ信号受信部と、給電電力送信部とは、必ずしも同じセンサ信号受信機 5に設けられたものでなくても良く、両者を離して設置しても良い。また、センサ信号の受信をそれぞれ別個のセンサ信号受信機で行い、複数のワイャレスセンサュニットに対して同じ給電電力送信部 1 2でワイヤレス給電を行うようにしても良い。また、上記実施形態は、いずれもワイヤレスの送受信を電磁波で行うようにしたが、この発明は、センサ信号および動作電力のいずれについても、ワイヤレスで送受信できれば良く、例えば、電磁結合、光、超音波等で送受信を行うものとしても良い。

図 1に示す各ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bの電源部 1 0は、ワイヤレスで送信された駆動電力を受信する電力受信部 8 A， 8 Bと、受信した電力をセンサ部 6 A， 6 Bおよびセンサ信号送信部 9 A, 9 Bに給電する電源回路 1 1とをそれぞれ有する。電力受信部 8 A, 8 Bは、ワイヤレス給電を電磁波で行うものである場合、同調回路等で構成される。その場合、電源回路 1 1は検波整流回路等により構成される。電源回路 1 1には、受信電力を蓄えるキャパシタまたは 2次電池、およびそれらの充電回路を有するものであっても良い。

センサ信号受信機 5は、各ワイヤレスセンサユニット 4 A, 4 Bのセンサ信号送信部 9 A， 9 Bから送信されたセンサ信号を区別して受信するセンサ信号受信部 1 3と、ワイヤレスセンサユニット 4 A， 4 Bの電力受信部 8 A, 8 Bへ動作電力をワイヤレスで送信する糸合電電力送信部 1 2とを備えている。

センサ信号送信部 9 A， 9 Bとセンサ信号受信部 1 3間、および給電電力送信部 1 2と動作電力受信部 8 A， 8 B間の送受は、電磁波による行うものであっても、また光波、赤外線、超音波によるもの、あるいは磁気結合により行うものでめっても良い。

ワイヤレス送信するセンサ信号と給電電力の周波数は互いに異なる周波数とされ、複数設けられる各センサ信号も、互いに異なる周波数とされる。ここでは、給電電力の周波数を f l とし、各センサ信号の周波数を f 2 , f 3 としている。電源監視部 7は、センサ部 6 A, 6 Bおよびセンサ信号送信部 9 A， 9 Bに給電する電源電圧の大きさを測定することで、給電電力を監視する。この電源電圧の測定は、受信電力を直流電力に変換した後の電圧について行われる。電源監視部 7は、電源電圧が所定の閾値以上のときに、所定の正常報知信号をセンサ信号に重畳してセンサ信号送信部 9 A， 9 Bに送信させ、閾値未満になったときに、正常報知信号の信号送信を停止する。正常報知信号が停止したときは、その受信側で供給電力が異常であると判定する。なお、閾値を超えるか閾値以下であるによって上記の正常報知信号の重畳と停止とを切り換えても良い。いずれの場合も、上記閾値は、センサ部 6 A, 6 Bおよびセンサ信号送信部 9 A， 9 Bが正常動作をする最低電圧よりも高い値に設定する。

なお、電源監視部 7は、電源電圧の大きさをセンサ信号送信部 9 A, 9 Bに送信させるものとし、センサ信号受信部 1 3側で給電電力の良否判定を行わせるようにしても良い。電源電圧が正常なときに正常報知信号を送信し、異常時に正常報知信号を止めることで、給電電力不足とセンサ信号送信部 9 A， 9 Bの異常を監視することができる。

電源監視部 7が正常に動作する最低電圧は、センサ部 6 A, 6 Bおよびセンサ信号送信部 9 A, 9 Bの正常動作に必要な最低電圧よりも低い方が望ましい。電源部 1 0にキャパシタゃ 2次電池を搭載しているときは、その電力で電源監視部 7を機能させても良い。

センサ信号受信機 5には、電源電圧が閾値未満（または閾値以下）となったときに、給電電力送信部 1 2の送信電力を大きくし、電源電圧が閾値を超え（または閾値以上）となったときに送信電力を通常の大きさに戻す監視対応電力制御手段 1 4を設けることが好ましい。送信電力を通常の大きさに戻す閾値は、送信電力を大きくする閾値よりも低い値に設定しても良い。これにより頻繁な電力切換が回避される。

センサ信号受信機 5等において、電源電圧が閾値以下または未満となって送信電力を大きくしても給電電力が回復しないときに、回復するまで所定の異常処理を行う異常時処理手段 1 5を設けても良い。

また、送信電力を大きくしてから所定時間経過しても給電電力が回復しないときに、ワイヤレスセンサユニット 4 B , 4 Bの故障と判定し、故障の告知を行う故障告知手段 1 6を設けても良い。

この構成のワイヤレスセンサシステムによると、センサ部 6 A, 6 Bおよびセンサ信号送信部 9 A, 9 Bに駆動電力を給電する電源部 1 0の給電電圧が、電源監視部 7によって監視されるため、給電異常を知らせることで、センサ部 6 A, 6 Bの誤動作や、ワイヤレスセンサシステムの誤動作を防ぐことができる。また、電源部 1 0の,駆動電力を監視するため、，給電不良によるセンサ部 6 A, 6 Bの電源異常、およびセンサ信号送信部 9 A， 9 Bの電源異常を共に検出することができ、別々に異常検出手段を設ける場合に比べて簡素な構成にできる。また、監視の結果、給電不良の場合に給電用の送信電力を大きくするように制御することで、大電力を常時送信する必要がなくなり、ワイヤレスセンサシステムの消費電力を小さくすることができる。

図 1 3は、第 1の実施形態のワイヤレスセンサシステムを車輪用軸受装置に適用した他の例を示す。この車輪用軸受装置 3 3は、複列の軌道面を有する外方部材 1と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材 2と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体 3とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持するものである。同図の車輪用軸受装置 3 3は第 4世代型のものであり、内方部材 2は、ハブ輪 2 Aと等速ジョイト 1 5の外輪 1 5 aとで構成され、これらハブ輪 2 Aおよび等速ジョイント外輪 1 5 aに、内方部材 2側の各列の軌道面が形成されている。

この車輪用軸受装置 3 3の外方部材 1に、一つのワイヤレスセンサユニット 4 Aが設置されている。図 1における他のワイヤレスセンサユニット 4 Bは、省略されても良く、また車輪用軸受装置 3 3とは別に、例えば、車輪にタイヤ空気圧検出用として設置しても良い。

ワイヤレスセンサユニット 4 Aは、センサ部 6 Aを構成する一つのセンサとして回転センサ 6 A aを有している。この回転センサ 6 A aは、パルサリング 1 7 aと、それに対向して取付けられている磁気センサ 1 8 aとで構成される。パルサリング 1 7 aは、円周方向に磁極が並ぶ多極に磁化された磁石、またはギヤ一状の凹凸を施した磁性体リングなど、周方向に周期的な変化を有するものである。磁気センサ 1 8 aが、パルサリング 1 7 aの周方向の周期的な磁気的変化を検出して、内方部材 2と外方部材 1の相対回転を検出し、回転信号を出力する。この回転信号はパルス列である。磁気センサ 1 8 aは磁界センサであり、磁気抵抗素子型センサ ( 「MRセンサ」と呼ばれる）以外に、ホール素子型センサ、フラックスゲ一ト型磁界センサ、 M Iセンサ等のァクティブ磁界センサを使用することができる。磁気センサ 1 8 aは、パルサリング 1 7の周方向の磁気的変化の周期に対して位相が略 9 0 ° 離れたところに 2力所配置して、位相が略 9 0 ° 異なる回転信号を送信するものとしても良い。この 2つの回転信号により、車輪の回転方向検出が可能になる。

ワイヤレスセンサユニット 4 Aは、回路ボックス部 2 4とセンサ設置部 2 3とが一体化されてユニットとなったものであり、回路ボックス部 2 4は外方部材 1 の外面に設置されている。センサ設置部 2 3は、外方部材 1に設けられた径方向の孔を通って軸受内空間に臨んでいる。回路ボックス部 2 4内に、図 1の電力受信部 8 Aやセンサ信号送信部 9 Aで構成される通信機能部、電源部 1 0、および電源監視部 7が設けられ、センサ設置部 2 3に上記磁気センサ 1 8が設置されている。センサ設置部 2 3に、上記センサ部 6 Aを構成する他のセンサとして、回転以外の別の情報を検出するセンサ 2 2が設置されている。このセンサ 2 2は、温度センサ、振動センサ、荷重センサ、予圧センサ等である。

センサ信号受信機 5は、車体側に取付けられる。例えば車体のタイヤハウス内等に取付けられる。センサ信号受信機 5で受信したセンサ信号は、車体に設けられた車両全体を制御する電気制御ユニット（E C U) に送られ、各種制御や異常監視などに使用される。

回転センサ 6 A aは、パルサリング 1 7 aと磁気センサ 1 8 aとで回転を検出し、ワイヤレスで給電しているので、 O速まで回転を検出することができ、アンチロックブレーキシステムやトラクションコントロール等に使用することができる。回転方向を検出することで、ヒルホールドコントロール、例えば上り動作時の後退検出やその逆の検出に対応する制御等に使用することができる。

他のセンサ 2 2により、荷重センサや温度センサなど、回転以外の検出も行うことで、軸受のインテリジェント化ができ、軸受の故障診断や各種自動制御に使用することができる。

電源監視部 7は、電源電圧の大きさを測定することで、給電電力を監視する。監視対応電力制御手段 1 4は、電源電圧が閾値未満（または閾値以下）となったときに、給電電力送信部 1 2の送信電力を大きくし、電源電圧が閾値を超え（または閾値以上）となったときに送信電力を通常の大きさに戻す。送信電力を大きくしても給電電力が回復しないときは、回復するまで、異常時処理手段 1 5により所定の異常処理を行う。例えば、アンチロックブレーキシステムでは、そのァンチロックブレーキ機能を休止し、通常ブレーキ動作を行わせるようにする。また、送信電力を大きくしてから所定時間経過しても給電電力が回復しないときは、故障告知手段 1 6によりワイヤレスセンサユニット 4 B， 4 Bの故障と判定し、故障の告知を行う。

このように、電源電圧を測定して給電電力を監視し、給電異常を知らせることで、センサ部 6 Aの誤動作を防ぐことができる。また、給電電力信号を送信することで、給電用の送信電力をコントロールするとこことができるので、大電力を常時送信する必要が無くなり、ワイヤレスセンサシステムの消費電力を小さくすることができる。このことは、燃費の向上につながる。

図 1 4は、このワイヤレスセンサシステムを他の形式の車輪用軸受装置 3 3に適用した例を示す。この車輪用軸受装置 3 3は、第 3世代型のものであり、内方部材 2が：ハブ輪 2 Aと、その一端の外周に嵌合した内輪 2 Bとで構成され、八ブ輪 2 Aおよび内輪 2 Bの外周に、内方部材 2側の各列の軌道面が形成されている。等速ジョイント 1 5は、その外輪 1 5 aに設けられた軸部がノ、ブ輪 2 A内に挿通され、ハブ輪 2 Aにナットで結合されている。

ワイヤレスセンサユニット 4 Aは、外方部材 1の端部に取付けられている。ヮィャレスセンサユニット 4 Aのセンサ部 6 Aは、回転センサ 6 A aで構成され、内方部材 2に取付けられたセパルサリング 1 7と、このパルサリング 1 7に対向して設けられた磁気センサ 1 8を有する。ノルサリング 1 7は、多極の磁石等からなる。パルサリング 1 7は、外方部材 1と内方部材 2の間の軸受空間を密封するシールの構成部品に設けられている。磁気センサ 1 8は、磁気抵抗型センサまたはホール素子型センサ等が用いられる。その他の構成は図 3に示す例と同様である。

図 1 5は、このワイヤレスセンサシステムをさらに他の形式の車輪用軸受装置 3 3に適用した例を示す。この車輪用軸受装置 3 3は、第 3世代型の従動輪用のものである。この例では、軸受端部を覆うカバー 2 5に、ワイヤレスセンサュニット 4 Aが取付けられている。ワイヤレスセンサユニット 4 Aは、センサ部 6 A として、パルサリング 1 7 aと磁気センサ 1 8 aとからなる回転センサ 6 A aを有している。カバー 2 5に設けられた孔に磁気センサ 1 8 aを有するセンサ部 6 Aの先端が挿入され、回路ボックス 2 4がカバー 2 5の外面に設置されている。この実施形態における他の構成は、図 4に示す例と同様である。なお、内輪 2 B はハブ輪 2 Aの端部をかしめて形成されたかしめ部 1 0 0により、ハブ輪 2 Aと結合されている。

図 1 6は、この発明のさらに第 4の実施形態におけるワイヤレスセンサュニットを示す。このワイヤレスセンサシステムは、ワイヤレスセンサユニット 4 Aが、センサ部 6 Aとして発電機能を有する回転センサ 6 A bを有し、上記電源部 1 0 が、回転センサ 6 A bの発電した電力を用いるものとしている。同'図においては、発電機となるセンサ部 6 A bとは別のセンサ部 6 A cを設けているが、センサとして発電型の回転センサのみを持つものであっても良い。なお、電源部 1 0は、同図に破線で示すように電力受信部 8 Aを有するものとし、回転センサ 6 A bの発電した電力と、電力受信部 8 Aの受信電力とを併用するものとしても良い。電源部 1 0はキャパシ夕 2 7を有している。電源監視部 7は、この電源部 1 0の給電電圧を監視するものとされる。その他の構成は、図 1に示す実施形態と同様である。

この構成のように、回転センサ 6 A bの発電した電力を用いるものである場合であっても、ワイヤレスセンサユニット 4 Aの電源部 1 0の電圧を監視する電源監視部 7を設けることで、センサ部 6 A b , 6 A cの電源異常、およびセンサ信号送信部 9 Aの電源異常を共に検出することができ、別々に異常検出手段を設ける場合に比べて簡素な構成にできる。

図 1 7は、この発電型の回転センサ 6 A bをワイヤレスセンサユニット 4 Aに用いた車輪用軸受装置 3 3の一例を示す。この車輪用軸受装置 3 3は、図 4に示す第 3世代型のものにおいて、その回転センサ 6 A bを発電型としたものである。回転センサ 6 A bにおけるノレサリング 1 7 aは、図 4に示す多極磁石型のものであるが、磁気センサ 1 8 aが、コイルおよびコアにより構成され、パルサリング 1 7 aと磁気センサ 1 8 aとの相対回転で発電を行うものとされる。その他の構成は図 1 4に示す例と同じである。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更および修正は、添付の請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。

Claims

請求の範囲

1 . 検出対象を検出するセンサ部と、このセンサ部が出力するセンサ信号をワイャレスで送信するセンサ信号送信部と、上記センサ部およびセンサ信号送信部に駆動電力を給電する電源部とを有する 1つまたは複数のワイヤレスセンサュニットと、上記センサ信号送信部から送信されたセンサ信号を受信するセンサ信号受信部とを備えたワイヤレスセンサシステムにおいて、上記電源部の電圧を監視する電源監視部を設けたことを特徴とするワイャレスセンサシステム。

2 . 請求項 1において、上記電源部は、給電電力送信部からワイヤレスで送信された駆動電力を受信する電力受信部を有するものであるワイヤレスセンサシステム。

3 . 請求項 1において、上記電源監視部を、監視結果情報を上記センサ信号送信部より送信させるものとしたワイヤレスセンサシステム。

4 . 請求項 2において、上記電源監視部の監視結果情報に応じて上記給電電力送信部の送信電力を調整する監視対応制御手段を設けたワイヤレスセンサシステム _c

5 . 請求項 2において、上記給電電力送信部は、上記センサ信号受信部を有するセンサ信号受信機に設けられたものであるワイヤレスセンサシステム。

6 . 請求項 1において、上記電源監視部は、上記電力受信部の受信電力を直流電力に変換した後の電圧を監視するものとしたワイヤレスセンサシステム。

7 . 請求項 1において、上記センサ信号送信部は、電源監視部により監視した電圧が所定の閾値以上または閾値を超えるときに所定の正常報知信号を送信し、閾値未満または閾値以下のときに正常報知信号の送信を中止するものとしたワイヤレスセンサシステム。

8 . 請求項 1において、上記センサ部として発電機能を有する回転センサを有し、上記電源部が上記回転センサの発電した電力を用いるものであるワイヤレスセンサシステム。

9 . 請求項 1において、上記センサ部が、振動センサ、温度センサ、荷重センサ、トルクセンサ、および軸受の予圧を検出する予圧センサ、のうちの少なくとも一つであることを特徵とするワイヤレスセンサシステム。

1 0 . 請求項 2において、上記センサ部が複数設けられているワイヤレスセンサシスム。

1 1 . 請求項 2において、複数のワイヤレスセンサユニットを設け、各ワイヤレスセンサユニットが、それぞれ上記センサ部、センサ信号送信部、および電力受信部を有するものとしたワイヤレスセンサシステム。

1 2 . 請求項 2において、上記センサ部、センサ信送信部、および電力受信部を有する一つのワイヤレスセンサュ二ッ卜を設け、このワイヤレスセンサュニットに、上記センサ部を複数設け、上記センサ信号送信部はこれら複数のセンサ部のセンサ信号を送信するものとしたワイヤレスセンサシステム。

1 3 . 請求項 1において、上記センサ部を軸受に設置したワイヤレスセンサシステム。

1 4. 請求項 1において、複数のワイヤレスセンサユニットを、機械設備における各々異なる軸受に設置したワイヤレスセンサシステム。

1 5 . 請求項 2において、軸受に、上記センサ部と、上記センサ信号送信部と、上記センサ部およびセンサ信号送信部の動作電力をワイヤレスで受信する上記電力受信部とを設けたワイヤレスセンサ付軸受装置であって、上記センサ部が、上記軸受の振動を検出する振動センサ、上記軸受の温度を検出する温度センサ、上記軸受に作用する荷重を検出する荷重センサ、上記軸受にかかるトルクを検出するトルクセンサ、および上記軸受の予圧を検出する予圧センサ、のうちの少なくとも一つであることを特徴とするワイャレスセンサ付軸受装置。

1 6 . 複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、請求項 1 5に記載の軸受装置を備えたことを特徴とするワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置。

1 7 . 請求項 1に記載のワイヤレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサュニットを軸受に搭載したワイヤレスセンサ付軸受装置。

1 8 . 複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する軌道面を有する内方部材と、対向する両列の軌道面間に介在した複数の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、請求項 1に記載のヮィャレスセンサシステムにおけるワイヤレスセンサュニットを装備したことを特徴とするワイヤレスセンサ付車輪用軸受装置。

1 9 . 請求項 1 8において、ワイヤレスセンサユニットにおけるセンサ部が、上記外方部材と内方部材との間の回転を検出する回転センサを有するものであるヮィャレスセンサ付車輪用軸受装置。