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 - Google Patents

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Masatoshi Mizutani
Hiroyoshi Ito
Koji Sahashi
Koichi Okada
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    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless sensor system and a bearing device with a wireless sensor, which wirelessly transmit various sensor signals, for example, a signal of a sensor provided in a wheel bearing device in various types of mechanical equipment and automobiles.
  • a wireless sensor system and a bearing device with a wireless sensor which wirelessly transmit various sensor signals, for example, a signal of a sensor provided in a wheel bearing device in various types of mechanical equipment and automobiles.
  • Wireless ABS (anti-lock brake system) sensors have been proposed in which signals from rotation sensors mounted on wheel bearing devices are wirelessly transmitted to eliminate the harness between the wheels and the vehicle body. Also, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-146146 (published on May 21, 2003), self-diagnosis of abnormality detection of a rotation sensor in a wheel bearing with a rotation sensor that transmits wirelessly is described. A system has been proposed in which a circuit is used to send an abnormal signal when an error occurs. In this proposal, it is assumed that the power supply of the sensor and the wireless transmitter is performed by the generator that also serves as the rotation sensor, but mentions the wireless power supply. Disclosure of the invention
  • wireless power supply is performed using electromagnetic waves or light waves.
  • the wireless power supply is susceptible to obstacles between the transmitter and receiver and the relative movement of the transmitter and receiver, and it is not possible to supply the required power.
  • wireless power supply is less efficient than power supply by wiring and generators, so large power must be transmitted for power supply. Therefore, if high power is continuously transmitted in consideration of power supply failure, there is a problem that the power consumption of the entire system increases. Also, in the case where power is supplied by a generator that also serves as a rotation sensor, even if an error is detected in the sensor, it may not function properly in the wireless sensor system due to an error in the transmission system.
  • An object of the present invention is to be able to know a power supply abnormality of a power supply unit for supplying drive power to a sensor unit / sensor signal transmission unit, and to prevent malfunction of a wireless sensor system due to malfunction of the sensor unit and the sensor signal transmission unit.
  • An object of the present invention is to provide a wireless sensor system having a simple configuration that can prevent such a problem.
  • Another object of the present invention is to enable stable power supply while reducing transmission power consumption.
  • Still another object of the present invention is to make it possible to recognize a power supply abnormality in a sensor unit or a sensor signal transmission unit while improving the intelligence of a bearing and simplifying a wiring system, thereby preventing malfunction and reducing power consumption.
  • An object of the present invention is to provide a bearing device with a wireless sensor that requires only a simple structure for preventing malfunction of the bearing.
  • Still another object of the present invention is to provide a bearing device for a wheel that can obtain the function of the bearing device with a wireless sensor.
  • the wireless sensor system includes a sensor section (6A, 6B) for detecting a detection target and a sensor signal transmitting section (9A) for wirelessly transmitting a sensor signal output from the sensor section (6A, 6B). , 9B), and one or more wireless sensor units (10) having a power supply unit (10) for supplying drive power to the sensor units (6A, 6B) and the sensor signal transmission units (9A, 9B) ′. 4A, 4B) and a sensor signal receiving section (13) for receiving the sensor signal transmitted from the sensor signal transmitting section (9A, 9B), wherein the voltage of the power supply section (10) is A power supply monitoring unit (7) for monitoring the power supply is provided.
  • the power supply voltage of the power supply unit (10) that supplies drive power to the sensor units (6A, 6B) and the sensor signal transmission units (9A, 9B) is monitored by the power supply monitoring unit (7).
  • the power supply monitoring unit (7) By notifying the power supply abnormality, it is possible to prevent malfunction of the sensor units (6A, 6B) and malfunction of the wireless sensor system.
  • the configuration can be simplified as compared with the case where the abnormality detecting means is separately provided.
  • the power supply section (10) may include a power receiving section (8A, 8B) for receiving the drive power wirelessly transmitted from the power supply power transmission section.
  • the wireless transmission and reception of the sensor signal and the operating power may be transmission and reception using magnetic coupling, light, ultrasonic waves, or the like, in addition to the electromagnetic wave, as long as they can be transmitted and received wirelessly.
  • the power monitoring unit (7) transmits monitoring result information from the sensor signal transmitting units (9A, 9B).
  • a monitoring correspondence control means (14) for adjusting the transmission power of the power supply power transmission section according to the monitoring result information of the power supply monitoring section (7) may be provided.
  • the monitoring result information By transmitting the monitoring result information of the power supply voltage, the monitoring result information can be recognized on the sensor signal receiving side, and a countermeasure according to the monitoring result can be performed.
  • the monitoring correspondence control means (14) is provided as described above, and the transmission power for wireless power supply can be controlled according to the monitoring result information of the power supply voltage. it can. Therefore, it is not necessary to constantly transmit large power, and the power consumption of the wireless sensor system can be reduced.
  • the power supply power transmitting section (12) may be provided in a sensor signal receiver (5) having the sensor signal receiving section (13).
  • the above-mentioned monitoring correspondence control means (14) is provided, it is also provided in the sensor signal receiver (5).
  • the sensor signal receiver (13) and the power supply transmitter (12) can be installed separately, but if both are provided in the same sensor signal receiver (5), the entire wireless sensor system will be simpler. Configuration.
  • the power supply monitoring section (7) may monitor the voltage after converting the received power of the power receiving section (12) into DC power. By monitoring the voltage after conversion to DC power, monitoring can be performed easily, and the configuration of the power supply monitoring unit (7) is improved. Can be simplified.
  • the sensor signal transmission section (9A, 9B) transmits a predetermined normal notification signal when the voltage monitored by the power supply monitoring section (7) is equal to or greater than a predetermined threshold or exceeds the threshold. At this time, transmission of the normal notification signal may be stopped. Further, a predetermined abnormality notification signal may be transmitted at the time of the suspension.
  • the predetermined normal signal may be a power supply voltage signal.
  • a normal notification signal such as a power supply voltage signal may be superimposed on a sensor signal and transmitted. In this way, the transmission of the normal notification signal is stopped when the value is smaller than the threshold value, or the predetermined abnormality notification signal is further transmitted, so that the sensor signal receiving side can easily recognize the abnormality. Further, the configuration is simpler than in a case where a means for transmitting and receiving a correct / incorrect signal is provided separately from the sensor signal transmitting units (9A, 9B).
  • a rotation sensor (6Ab) having a power generation function is provided as the sensor section (6A, 6B), and the power supply section (10) uses electric power generated by the rotation sensor (6Ab). Is also good. In this case, the wireless power supply and the generated power may be used together.
  • the power supply (10) that supplies drive power to the sensor (6A, 6B) and the sensor signal transmitter (9A, 9B) is used.
  • a power supply monitoring unit (7) that monitors voltage, it is possible to detect both a power supply abnormality in the sensor unit (6A, 6B) and a power supply abnormality in the sensor signal transmission unit (9A, 9B) due to power supply failure.
  • the configuration can be simplified as compared with a case where separate abnormality detecting means are provided.
  • the sensor section (6A, 6B) is at least one of a vibration sensor, a temperature sensor, a load sensor, a torque sensor, and a preload sensor for detecting preload of a bearing.
  • a plurality of the sensor units (6A to 6E) may be provided.
  • the sensor signal receiving unit (13) is a sensor of the plurality of sensor units (6A to 6E) transmitted by the sensor signal transmitting unit (9A, 9B, 9). It is assumed that signals can be received. 2) may be provided in the sensor signal receiver (5, 5A) having the sensor signal receiving section (13). In this configuration, reception of sensor signals from multiple sensor units (6A to 6E) and transmission of wireless power supply are performed from a common sensor signal receiver (5, 5A).
  • the whole wireless sensor system has a simple configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the wireless sensor system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration example of the same system.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a sensor signal receiver in a wireless sensor system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a mechanical facility including the wireless sensor system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the mechanical equipment including the wireless sensor system according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view showing an example of a bearing device provided with the wireless sensor system according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view showing an example of a wheel bearing device provided with the wireless sensor system according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view showing another example of the wheel bearing device including the wireless sensor system according to the embodiment.
  • FIG. 9A is a cutaway side view showing a specific example of a torque sensor serving as the sensor section
  • FIG. 9B is a cutaway front view of a magnetostrictive member of the sensor section.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless sensor system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an example of a wheel bearing device to which the wireless sensor system is applied.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of another example of the wheel bearing device to which the wireless sensor system is applied. ⁇
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the bearing device to which the wireless sensor system according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing another example of the wheel bearing device to which the wireless sensor system is applied.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing still another example of the wheel bearing device to which the wireless sensor system is applied.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a wireless sensor unit of the wireless sensor system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a wheel bearing device to which the wireless sensor system of the embodiment is applied.
  • This wireless sensor system includes a plurality of wireless sensor units 4A and 4B, and a sensor signal receiving unit that wirelessly supplies power to the plurality of wireless sensor units 4A and 4B and receives each sensor signal.
  • Machine 5 The number of wireless sensor units is not particularly limited, and may be one or three or more.
  • FIG. 1 shows the case of two wireless sensor units.
  • Each wireless sensor unit 4A, 4B includes a sensor section 6A, 6B and a transmitting / receiving section 7A, 7B, respectively.
  • the sensor sections 6A and 6B are means for detecting a detection target.
  • the plurality of sensor sections 6A and 6B detect vibration sensors, temperature sensors, load sensors, torque sensors, and preloads of bearings. At least one of the preload sensors to be used.
  • the remaining sensor units 6A and 6B may be rotation sensors.
  • the sensor constituting the rotation sensor may be a Hall element type sensor or a magnetoresistive element type sensor.
  • the transmitting / receiving sections 7A and 7B are composed of power receiving sections 8A and 8B and sensor signal transmitting sections 9A and 9B, respectively.
  • a power supply unit 10 for supplying drive power to the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmission units 9A and 9B, a power supply monitoring unit 7 for monitoring the voltage of the power supply unit 10, and (NO 2).
  • the power supply unit 10 and the power supply monitoring unit 7 will be described later in detail.
  • the power receiving units 8A and 8B are means for obtaining operating power from the electromagnetic waves of the predetermined power supply frequency f1 by the tuning circuits 10A and 10B and the detection rectifier circuits 11A and 11B. is there. The obtained operating power is used for driving the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmitting units 9A and 9B.
  • the power receiving units 8A and 8B are composed of tuning circuits 1OA and 10B including an antenna 22, an LC circuit 23 and the like, and detection rectifier circuits 11A and 1IB including a diode 24 and a capacitor 25 and the like.
  • the sensor signal transmitting units 9A and 9B are means for transmitting the signals detected by the sensor units 6A and 6B as sensor signals of electromagnetic waves having natural frequencies f2 and f3 different from the power supply frequency f1, respectively.
  • the sensor signal transmitting sections 9A and 9B include an antenna 19, an LC circuit 20, a semiconductor switching element 21, and the like.
  • the sensor signal receiver 5 includes a power supply power transmission unit 12 for transmitting the electromagnetic wave having the power supply frequency f1 and a wireless sensor having the natural frequencies f2 and f3 transmitted by the plurality of wireless sensor units 4A and 4B. And a sensor signal receiving unit 13 capable of receiving signals.
  • the power supply transmission unit 12 includes a high-frequency transmission unit 26 and a transmission unit 27.
  • the transmission unit 27 includes an antenna 28, an LC circuit 29, a semiconductor switching element 30, and the like.
  • the sensor signal receiving unit 13 includes a plurality of (two in the illustrated example) receiving circuits 13a corresponding to the wireless sensor units 4A and 4B.
  • Each receiving circuit 13a is a single-frequency receiving circuit corresponding to the natural frequencies f2 and f3 transmitted by the wireless sensor units 4A and 4B, respectively, and includes a tuning circuit 37 and a detecting unit 38, respectively. Having.
  • the tuning circuit 37 includes an antenna 39, an LC circuit 40, and the like.
  • each wireless sensor unit 4A and 4B are supplied wirelessly with operating power, so there is no need to add a battery or generator to the sensor as sensor operating power, making it compact and lightweight. Maintenance is easy because battery replacement is not required. In addition, vibration, temperature, load, torque, or bearing preload can be detected. Further, since the wireless power supply and the wireless sensor signal are supplied from the common sensor signal receiver 5 to the plurality of wireless sensor units 4A and 4B, the entire wireless sensor system is provided. It becomes a simple configuration.
  • FIG. 3 shows a configuration of a sensor signal receiver 5A according to the second embodiment of the present invention.
  • This embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 2, except that the sensor signal receiver 5A has the configuration shown in FIG.
  • the same wireless sensor unit as in the first embodiment is used.
  • the sensor signal receiving unit 13A of the sensor signal receiver 5A is a single unit corresponding to the natural frequencies f2 and f3 transmitted by the wireless sensor units 4A and 4B (FIG. 2), respectively.
  • Switching detector 4 1 is the detector
  • the wireless sensor for detecting the rotational speed received by the tuning circuit 37A is used.
  • the detection unit 42 detects the signal of frequency f2 from the unit 4A.
  • the switching unit 4 3 of the switching detection unit 4 1 switches and connects the tuning circuit 37 B to the detection unit 42
  • the signal of the frequency f 3 from the wireless sensor unit 4 B received by the tuning circuit 37 B is received. Is detected by the detection unit 42.
  • the electromagnetic waves of the natural frequencies f2 and f3 transmitted from the plurality (here, two) of the wireless sensor units 4A and 4B are combined into one detection unit 4A by the sensor signal receiver 5A. 2, the detection can be performed separately, so that the configuration of the sensor signal receiver 5A can be simplified even when the number of wireless sensor units is large.
  • the sensor signal receiving section 13 A is a circuit that switches the natural frequency of the variable tuning circuit in a time-division manner by the switching section and detects the signal by the detecting section 42.
  • each of the plurality of rolling bearings 51, 52 is provided with a wireless sensor unit in the embodiment shown in FIGS. 4 A and 4 B are installed.
  • the mechanical equipment 53 is, for example, a conveyor line such as a roller conveyor or a belt conveyor, and a rotating shaft 59 serving as a shaft of a conveying roller or a belt drive port is rotatably driven by the rolling bearings 51 and 52. Supported.
  • Each of the rolling bearings 51 and 52 has a seal 58 provided with a rolling element 56 interposed between an inner ring 54 and an outer ring 55, and is formed of a deep groove ball bearing or the like. Each rolling element 56 is held by a holder 57.
  • the wireless sensor unit 4 A installed on one rolling bearing 51 is for rotation detection, and the sensor section 6 A is composed of a magnetic encoder 17 mounted on the inner ring 54 and a magnetic encoder 17. And a magnetic sensor 18 such as a Hall sensor or an MR sensor mounted on the outer ring 55 facing the vehicle.
  • the sensor section 6B is a sensor that detects another detection target of rotation in the bearing 52, such as temperature or vibration.
  • the sensor section 6B is attached to a fixed raceway (outer race 55 in the illustrated example) of the inner race 54 and the outer race 55.
  • the sensor unit 6B may be a sensor that detects a load, a torque, or a preload of a bearing.
  • each of the sensor units 6A and 6B includes a vibration sensor, a temperature sensor, a load sensor, and a torque sensor. And any of the preload sensors for detecting the preload of the bearings 51 and 52.
  • the sensor signal receiver 5 receives and operates sensor signals with respect to each of the wireless sensor units 4 A and 4 B installed on the dual bearings 51 and 52 in the mechanical equipment 53. It is installed at an appropriate position where power can be transmitted.
  • This embodiment has the same configuration as the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2 except for the matters specifically described.
  • the sensor signals detected by the wireless sensor units 4A and 4B in the plurality of rolling bearings 51 and 52 in the mechanical equipment 53 can be received by the common sensor signal receiver 5, and both wireless Power can be supplied from the sensor signal receiver 5 common to the sensor units 4A and 4B.
  • the wireless sensor unit 4A, 4B is described as two, but the wireless sensor unit is installed on three or more rolling bearings in the mechanical equipment 53, and the common The sensor signal receiver 5 may receive the sensor signal and perform wireless power supply.
  • FIG. 6 shows an example of a bearing device with a wireless sensor using a preload sensor as one of the sensor sections 6A and 6B.
  • the bearing 61 is a rolling bearing in which a rolling element 66 is interposed between an inner ring 64 and an outer ring 65, and is preloaded by a preload means 70.
  • the rolling elements 66 are held by a holder 67.
  • the bearing 61 is a double-row tapered roller bearing, and the inner ring 64 is fitted on the outer periphery of the shaft 69.
  • the preload means 70 axially sandwiches the inner ring 64 via the inner ring spacer 63 between the step 69 a of the shaft 69 and the nut 62 screwed to the male thread of the shaft 69.
  • the bearing is given a preload to the bearing 61.
  • the inner ring spacer 63 is provided with a sensor unit 6A for detecting a preload of the bearing, which is a preload sensor.
  • the sensor section 6A is provided, for example, in the wireless sensor unit 4A in the wireless sensor system shown in the embodiment of FIG.
  • the preload sensor includes, for example, a load sensor using a piezoelectric element, a magnetostrictive load sensor, or the like, and detects an axial load acting on the spacer 63.
  • the inner ring 64 is on the rotating side, and the wireless sensor unit 4A is installed on the rotating spacer 63.
  • the inner ring 64 may be on the fixed side.
  • the wireless sensor unit 4A and the sensor unit 6A thereof may be installed on a spacer (not shown) on the outer ring 65 side.
  • a sensor section 6A may be provided in a spacer between both inner rings.
  • a double row rolling element 3 is interposed between an outer member 1 serving as a stationary member and an inner member 2 serving as a rotating member.
  • the outer member 1 is supported by a suspension projecting downward from the vehicle body 34 via a knuckle (not shown).
  • the inner member 2 includes a hub wheel 2A and an inner ring 2B fitted to the outer periphery of one end thereof, and the hub wheel 2A and the inner ring 2B are formed with raceways of each row.
  • the outer member 1 is an integral member, and is provided with a raceway surface opposite to both raceway surfaces.
  • the shaft provided on the outer ring 15a of the constant velocity joint 15 is fitted to the hub wheel 2A, and the inner member 2 and the constant velocity joint outer ring 15a are connected.
  • the wheel bearing device 33 is of the third generation type.
  • a plurality of wireless sensor units 4A and 4B are installed on the outer member 1 of the wheel bearing device 33.
  • a wireless sensor unit 4A having a sensor unit 6A for detecting the rotation speed of the wheel 31 is installed at one end of the annular space between the outer member 1 and the inner member 2.
  • the sensor unit 6B includes a vibration sensor or a temperature sensor.
  • the sensor section 6B may be a load sensor, a torque sensor, or a preload sensor in addition to the above.
  • power is wirelessly supplied to each wireless sensor unit 4 A, 4 B, and the sensor signal from each wireless sensor unit 4 A, 4 B is received.
  • Sensor signal receiver 5 is installed.
  • Each of the wireless sensor units 4A and 4B has the configuration described above with reference to FIGS.
  • the sensor signal receiver 5 is the one described with reference to FIG. 2 or the one described with FIG.
  • the sensor section 6 A of the wireless sensor unit 4 A for detecting the rotational speed includes a magnetic encoder 17 mounted on the inner member 2 and a magnetic encoder mounted on the outer member 1 opposed to the magnetic encoder 17. It consists of a sensor 18.
  • the magnetic encoder 17 is provided on a slinger serving as a seal component mounted on the inner member 2.
  • the magnetic encoder 17 is composed of a multipole magnet having magnetic poles N and S arranged in the circumferential direction.
  • the magnetic sensor 18 is composed of a magnetic sensor such as a hall sensor or an MR sensor, detects a change in the magnetic pole of the magnetic encoder 17 due to the rotation of the wheel 31, and outputs an incremental pulse signal as a sensor signal.
  • the sensor section 6B of the other wireless sensor unit 4B is, for example, a temperature sensor composed of a thermocouple, or a vibration sensor using a piezoelectric element or the like.
  • the operation will be described.
  • the power supply electromagnetic waves transmitted from the power supply transmission unit 12 (FIG. 1) of the sensor signal receiver 5 installed on the vehicle body 34 are transmitted to the power reception units 8A and 8A of the wireless sensor units 4A and 4B.
  • Operating power is obtained in each wireless sensor unit 4A, 4B by being received and detected and rectified by B (Fig. 1).
  • the rotation speed of the wheel is detected by the sensor portion 6A, and the wheel bearing is detected by the sensor portion 6B. Temperature or vibration or load, torque, or preload of device 33 is detected.
  • the detected sensor signal is wirelessly transmitted by the sensor signal transmitting unit 9A (FIG. 1) using the electromagnetic wave of the frequency f2 as a carrier.
  • sensor signal transmission section 9 A For wireless sensor unit 4 B, sensor signal transmission section 9 A
  • FIG. 1 wirelessly transmits the electromagnetic wave of frequency f3 as a carrier.
  • These electromagnetic waves are received by the receiving circuit of the corresponding frequency among the two receiving circuits in the sensor signal receiving unit 13 (FIG. 1) of the sensor signal receiver 5, and are detected to detect the wheel rotation speed.
  • Output as signal or temperature, vibration, or load, torque, or preload signal.
  • the wheel rotation speed is used for control of the ABS device and the like, and the detection signals of temperature, vibration, preload and the like are used for abnormality detection and state management of the wheel bearing device 33.
  • Detection signals such as load and torque are used for controlling the running posture of the vehicle.
  • the sensor signal receiver 5 installed on the vehicle body 34 wirelessly supplies power as electromagnetic waves to the wireless sensor units 4A and 4B, Since the sensor signals transmitted as electromagnetic waves from the units 4A and 4B are received, there is no problem such as running out of battery unlike the conventional example that uses a battery as the power supply for the sensor.
  • each detected sensor signal can be reliably transmitted as a wireless signal, and the sensor units 6A and 6B of each wireless sensor unit 4A and 4B can be configured compactly and inexpensively. Maintenance is easy because battery replacement is not required.
  • each sensor unit 6A and 6B and the transmission of its sensor signal can be performed even when the wheel is rotating close to stopping.
  • the shaft sealed with a seal Wireless sensor units 4A and 4B may be provided inside the receiver. Further, only the sensor portions 6A and 6B may be inserted into the bearing.
  • FIG. 8 shows another example of the wheel bearing device 33.
  • the sensor unit 6A provided in the wireless sensor unit 4A is a torque sensor.
  • the sensor portion 6A serving as the torque sensor is provided on a detected portion 71 made of a magnetostrictive material provided on the outer periphery of the inner member 2 and on the outer member 2 corresponding to the detected portion 71. It consists of a torque detector 72.
  • the torque detecting section 72 detects an operating torque of the drive shaft to which the inner member 2 is attached by detecting a change in magnetic characteristics of the detected section 71.
  • the magnetostrictive material of the detection target 71 an alloy of iron and aluminum or the like is used.
  • the torque detecting section 72 is composed of a coil attached to the outer member 1 so as to go around the detected section 71.
  • the detected portion 71 is formed in a cylindrical body 73 made of a magnetostrictive material by a plurality of inclined grooves 74 extending at predetermined angles 01 and 02 with respect to the axial direction. Are arranged in two rows in the circumferential direction. The inclination angles 0 1 and 0 2 of both rows are set in the opposite direction.
  • the output of the coil of the torque detection unit 72 is processed by a detection circuit (not shown), and is transmitted from the sensor signal transmission unit 9A (FIG. 1>) of the wireless sensor unit 4A.
  • the wireless sensor unit 4A in the example of FIG. 8 is of the wireless sensor system of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, for example. (Not shown in FIG. 8), and its sensor unit 6B may be used as a sensor for detecting a detection target such as vibration, temperature, load, or preload.
  • a detection target such as vibration, temperature, load, or preload.
  • FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
  • the wireless sensor system includes one wireless sensor unit 4 and a plurality of sensor units 6C to 6E provided in the wireless sensor unit 4.
  • the wireless sensor unit 4 includes the plurality of sensor units 6C to 6E, a sensor signal transmitting unit 9, and a power receiving unit 8.
  • the sensor signal transmitting unit 9 transmits the sensor signals of the plurality of sensor units 6C to 6E.
  • the output of the plurality of sensor units 6 (: Processing is performed by the signal summarizing means 60 so that the sensor signal transmitting section 9 can transmit the signal.
  • the signal grouping means 60 may be any device that processes signals so that the sensor signals of the respective sensor units 6 (: to 6E can be distinguished and received on the receiving side.
  • the respective sensor units 6C to 6E The sensor signals are time-divided and transmitted to the sensor signal transmitting unit 9.
  • the signal grouping means 60 may superimpose the sensor signals of the respective sensor units 6 (: to 6E.
  • the collecting means 60 may be provided as a part of the sensor signal transmitting unit 9 or may be provided separately from the sensor signal transmitting unit 9.
  • the power receiving unit 8 The power is supplied to each of the sensor sections 6C to 6E, the sensor signal transmitting section 9, and the signal summarizing means 60.
  • the transmission unit is formed by the sensor signal transmitting section 9, the power receiving section 8, and the signal summarizing means 60. 7.
  • the sensor signal receiver 5 is a wire A sensor signal receiving unit 13 that receives a sensor signal transmitted from the sensor signal transmitting unit 9 of the sensor unit 4 and a power supply power transmitting unit 12 that wirelessly supplies power to the power receiving unit 8 of the wireless sensor unit 4.
  • the sensor signal receiving unit 13 converts the sensor signals of each of the sensor units 6C to 6E transmitted from the sensor signal transmitting unit 9 of the wireless sensor unit 4 into signal processing units 60, Transmission and reception of signals or power between the sensor signal transmitter 9 and the sensor signal receiver 13 and between the power supply power transmitter 12 and the power receiver 8 are performed wirelessly. Anything that can be performed by the device may be used. For example, an electromagnetic wave is used.
  • Each of the sensor sections 6C to 6E detects the same type of detection target (for example, temperature), but detects different detection targets, such as rotation, temperature, vibration, etc. It may be something.
  • FIG. 11 shows an example of a wheel bearing device 33 to which the wireless sensor system according to the third embodiment of FIG. 10 is applied, and a wireless sensor unit 4 is installed on an outer member 1.
  • the plurality of sensor units 6C to 6E are a rotation sensor, a temperature sensor, and a vibration sensor, respectively.
  • Sensor section 6 D, 6 E instead of the above, a preload sensor, a load sensor, a torque sensor, and the like may be provided.
  • the sensor section 6C serving as a rotation sensor is provided with a magnetic encoder 17 composed of a multipolar magnet mounted on the outer periphery of the inner member 2, and mounted on the inner periphery of the outer member 1 in opposition to the magnetic encoder 17.
  • Magnetic sensors 18 such as hall sensors and MR sensors.
  • a transmitting / receiving unit 7 is attached to the outer periphery of the outer member 1.
  • the transmission / reception unit 7 contains circuit elements and the like in a box, and the transmission / reception unit 7 is connected to each sensor unit 6 (: to 6E) by wiring (not shown).
  • This wheel bearing device 33 is of the fourth generation type, and the inner member 2 is composed of a hap ring 2A and an outer ring 15a of a constant velocity joint 15; these hub wheels 2A and A track surface of each row on the inner member 2 side is formed on the constant velocity joint outer ring 15a.
  • the other mechanical structure of the wheel bearing device 33 is the same as that of the third-generation wheel bearing device 33 described above with reference to FIG. In the example of FIG. 11, the wheel bearing device 33 may be of the third generation type as shown in FIG.
  • FIG. 12 shows another example of the wheel bearing device 33 to which the wireless sensor system in the embodiment of FIG. 10 is applied.
  • each of the sensor sections 6C and 6D in the wireless sensor unit 4 is a sensor of the same detection target type, and is a load sensor.
  • the sensor units 6C and 6D including the load sensors are provided around the respective port insertion holes 81 provided on the flange 1a of the outer member 1.
  • the port 1 insertion hole 81 is a hole into which a port 83 for attaching the outer member 1 to the knuckle 82 is inserted.
  • the plurality of sensor sections 6C and 6D are installed in the port ⁇ through hole 81, for example, at a position separated from the center of the bearing in the vertical or left direction.
  • Each of the load sensors 6C and 6D uses a magnetostrictive element or a piezoelectric element as a load sensor whose electrical characteristics change according to the load.
  • Each of the sensor units 6C and 6D is connected to a transmission / reception unit 7 attached to the outer periphery of the outer member by wiring (not shown).
  • Transmitter / receiver unit 7 It contains circuit elements and the like in the device.
  • the sensor signal receiver 5 is installed in a tire house or the like as in the example in FIG. 7.
  • the sensor signals which are the load detection signals detected by the sensor units 6C and 6D, are transmitted from the sensor signal transmission unit 9 (FIG. 1) of the wireless sensor unit 4, and the sensor signal receiver 5
  • each of the sensor units 6C and 6D serving as a load sensor and the sensor signal transmitting unit 9 can be supplied wirelessly similarly to the above embodiments, and a wiring system is not required.
  • one sensor signal receiver 5 is used, but a plurality of sensor signal receivers 5 may be provided.
  • each of the sensor signal receivers 5 may receive a sensor signal of a sensor signal transmission unit of the same wireless sensor unit.
  • the sensor signal of the signal transmission unit may be received.
  • the sensor signal receiving unit and the power supply power transmitting unit are not necessarily provided in the same sensor signal receiver 5, and may be provided separately.
  • the sensor signals may be received by separate sensor signal receivers, and the same power transmission unit 12 may wirelessly supply power to a plurality of wireless sensor units.
  • wireless transmission / reception is performed by electromagnetic waves.
  • the present invention only needs to be able to wirelessly transmit / receive both sensor signals and operating power. For example, electromagnetic coupling, light, ultrasonic waves For example, transmission and reception may be performed.
  • the power supply 10 of each of the wireless sensor units 4A and 4B shown in FIG. 1 includes a power receiver 8A and 8B for receiving the drive power transmitted wirelessly and a power receiver 10A for receiving the received power. And power supply circuits 11 for supplying power to the sensor sections 6A and 6B and the sensor signal transmitting sections 9A and 9B, respectively.
  • the power receiving units 8A and 8B are configured by a tuning circuit or the like when wireless power supply is performed by electromagnetic waves.
  • the power supply circuit 11 is composed of a detection and rectification circuit and the like.
  • the power supply circuit 11 may include a capacitor or a secondary battery for storing received power, and a circuit for charging them.
  • the sensor signal receiver 5 includes a sensor signal receiving unit 13 that distinguishes and receives the sensor signals transmitted from the sensor signal transmitting units 9A and 9B of the wireless sensor units 4A and 4B, and a wireless sensor unit 4A. , 4B power transmission units 12A and 8B for transmitting operating power wirelessly.
  • the transmission and reception between the sensor signal transmission units 9A and 9B and the sensor signal reception unit 13 and the transmission and reception between the power supply transmission unit 12 and the operation power reception units 8A and 8B may be performed by electromagnetic waves.
  • Light wave, infrared light, ultrasonic wave, or magnetic coupling may be used.
  • the frequency of the sensor signal to be transmitted wirelessly and the frequency of the power supply are different from each other, and the plurality of sensor signals provided are also different from each other.
  • the frequency of the power supply is f l
  • the frequencies of the sensor signals are f 2 and f 3.
  • the power supply monitoring unit 7 monitors the power supply by measuring the magnitude of the power supply voltage supplied to the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmission units 9A and 9B. The measurement of the power supply voltage is performed on the voltage after converting the received power into DC power. When the power supply voltage is equal to or higher than the predetermined threshold, the power supply monitoring unit 7 superimposes a predetermined normal notification signal on the sensor signal and transmits the sensor signal to the sensor signal transmission units 9A and 9B.
  • the transmission of the normal notification signal is stopped.
  • the receiving side determines that the supplied power is abnormal.
  • the above-described superimposition of the normal notification signal and the stop may be switched depending on whether the threshold value is exceeded or less than the threshold.
  • the threshold value is set to a value higher than the minimum voltage at which the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmitting units 9A and 9B operate normally.
  • the power supply monitoring unit 7 transmits the magnitude of the power supply voltage to the sensor signal transmission units 9A and 9B, and allows the sensor signal reception unit 13 to determine the quality of the supplied power. Is also good. Sends a normal notification signal when the power supply voltage is normal, and normal when abnormal By stopping the notification signal, it is possible to monitor the power supply shortage and the abnormality of the sensor signal transmission units 9A and 9B.
  • the minimum voltage at which the power supply monitoring unit 7 operates normally is preferably lower than the minimum voltage required for normal operation of the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmission units 9A and 9B.
  • the power supply monitoring unit 7 may be operated with the power.
  • the sensor signal receiver 5 increases the transmission power of the power supply transmission unit 12 so that the power supply voltage exceeds the threshold value (or exceeds the threshold value). It is preferable to provide a monitoring corresponding power control means 14 for returning the transmission power to the normal level when the power is lost.
  • the threshold for returning the transmission power to the normal level may be set to a value lower than the threshold for increasing the transmission power. This avoids frequent power switching.
  • an abnormality processing means 15 that performs predetermined abnormality processing until recovery is provided. May be.
  • a failure notification unit 16 that determines that the wireless sensor units 4B and 4B have failed and notifies the failure is provided. May be.
  • the power supply monitoring unit 7 monitors the supply voltage of the power supply unit 10 that supplies drive power to the sensor units 6A and 6B and the sensor signal transmission units 9A and 9B. Therefore, by notifying the power supply abnormality, it is possible to prevent malfunction of the sensor units 6A and 6B and malfunction of the wireless sensor system.
  • the drive power of the power supply unit 10 since the drive power of the power supply unit 10 is monitored, it is possible to detect both the power supply abnormality of the sensor units 6A and 6B and the power supply abnormality of the sensor signal transmission units 9A and 9B due to power supply failure. Therefore, the configuration can be simplified as compared with the case where the abnormality detecting means is separately provided.
  • control is performed so that the transmission power for power supply is increased, so that it is not necessary to constantly transmit large power, and the power consumption of the wireless sensor system can be reduced.
  • FIG. 13 shows that the wireless sensor system of the first embodiment is suitable for a wheel bearing device.
  • the wheel bearing device 33 includes an outer member 1 having a double-row raceway surface, an inner member 2 having a raceway surface facing the raceway surface, and an intervening space between the two rows of raceway surfaces facing each other. And a plurality of rolling elements 3 for supporting the wheels rotatably with respect to the vehicle body.
  • the wheel bearing device 3 3 in the figure is a fourth-generation type.
  • the inner member 2 is composed of a hub wheel 2 A and an outer ring 15 a of a constant velocity joy 15, and these hub wheels 2
  • the track surfaces of each row on the inner member 2 side are formed on A and the constant velocity joint outer ring 15a.
  • One wireless sensor unit 4A is installed on the outer member 1 of the wheel bearing device 33.
  • the other wireless sensor unit 4B in FIG. 1 may be omitted, or may be installed separately from the wheel bearing device 33, for example, for detecting tire pressure on wheels.
  • the wireless sensor unit 4A has a rotation sensor 6Aa as one sensor constituting the sensor unit 6A.
  • This rotation sensor 6Aa is composed of a pulsar ring 17a and a magnetic sensor 18a mounted opposite thereto.
  • the pulsar ring 17a has a periodic change in the circumferential direction, such as a multi-pole magnetized magnet in which magnetic poles are arranged in the circumferential direction, or a magnetic ring having gear-shaped unevenness.
  • the magnetic sensor 18a detects a periodic magnetic change in the circumferential direction of the pulsar ring 17a, detects the relative rotation between the inner member 2 and the outer member 1, and outputs a rotation signal.
  • This rotation signal is a pulse train.
  • the magnetic sensor 18a is a magnetic field sensor, and uses active magnetic field sensors such as Hall element type sensors, flux gate type magnetic field sensors, and MI sensors in addition to magnetoresistive element type sensors (referred to as “MR sensors”). can do.
  • the magnetic sensor 18a is arranged at two places where the phase is approximately 90 ° apart from the period of the magnetic change in the circumferential direction of the pulsar ring 17 and transmits a rotation signal that differs by approximately 90 ° in phase. It is good to do. With these two rotation signals, the rotation direction of the wheel can be detected.
  • the wireless sensor unit 4 A is a unit in which the circuit box section 24 and the sensor installation section 23 are integrated, and the circuit box section 24 is installed on the outer surface of the outer member 1.
  • the sensor installation portion 23 faces the bearing inner space through a radial hole provided in the outer member 1.
  • a communication function unit including a communication unit 8A and a sensor signal transmission unit 9A, a power supply unit 10, and a power supply monitoring unit 7 are provided, and the magnetic sensor 18 is installed in the sensor installation unit 23.
  • a sensor 22 that detects information other than rotation is installed as another sensor constituting the sensor part 6A.
  • the sensor 22 is a temperature sensor, a vibration sensor, a load sensor, a preload sensor, or the like.
  • the sensor signal receiver 5 is mounted on the vehicle body side. For example, it is installed in the tire house of the vehicle body.
  • the sensor signal received by the sensor signal receiver 5 is sent to an electric control unit (ECU) provided on the vehicle body for controlling the entire vehicle, and is used for various controls and abnormality monitoring.
  • ECU electric control unit
  • the rotation sensor 6Aa detects rotation with the pulsar ring 17a and the magnetic sensor 18a and supplies power wirelessly, so rotation can be detected up to O-speed, and the antilock brake system and traction It can be used for controls, etc. By detecting the rotation direction, it can be used for hill hold control, for example, control corresponding to detection of backward movement during upward movement and vice versa.
  • the bearing can be made intelligent and used for bearing failure diagnosis and various automatic controls.
  • the power supply monitoring unit 7 monitors the power supply by measuring the magnitude of the power supply voltage.
  • the monitoring-capable power control means 14 increases the transmission power of the power supply power transmission unit 12 so that the power supply voltage exceeds the threshold (or exceeds the threshold). ) When it becomes, return the transmission power to the normal level. If the supply power does not recover even if the transmission power is increased, predetermined processing is performed by the abnormality processing means 15 until recovery. For example, in an anti-lock brake system, the anti-lock brake function is suspended and normal braking is performed. If the power supply does not recover within a predetermined time after the transmission power is increased, the failure notification means 16 determines that the wireless sensor units 4B and 4B have failed, and reports the failure. .
  • the power supply voltage is measured to monitor the power supply, and the power supply abnormality is notified, thereby preventing malfunction of the sensor unit 6A. Also sends the power supply signal This makes it possible to control the transmission power for power supply, eliminating the need to constantly transmit large power and reducing the power consumption of the wireless sensor system. This leads to improved fuel efficiency.
  • FIG. 14 shows an example in which this wireless sensor system is applied to another type of wheel bearing device 33.
  • This wheel bearing device 33 is of the third generation type, and the inner member 2 is composed of: a hub wheel 2A and an inner ring 2B fitted to the outer periphery of one end of the hub wheel 2A.
  • a track surface of each row on the inner member 2 side is formed on the outer periphery of A and the inner ring 2B.
  • the constant velocity joint 15 has a shaft portion provided on the outer ring 15a inserted into the hub wheel 2A and connected to the hub wheel 2A with a nut.
  • the wireless sensor unit 4 A is attached to an end of the outer member 1.
  • the sensor section 6A of the wireless sensor unit 4A is composed of a rotation sensor 6Aa, and a sepulsor ring 17 attached to the inner member 2 and a magnetic sensor provided to face the pulsar ring 17 With eighteen.
  • the norsaling 17 is composed of a multi-pole magnet or the like.
  • the pulsar ring 17 is provided on a component of a seal that seals a bearing space between the outer member 1 and the inner member 2.
  • As the magnetic sensor 18, a magnetoresistive sensor, a Hall element sensor, or the like is used. Other configurations are the same as the example shown in FIG.
  • FIG. 15 shows an example in which this wireless sensor system is applied to another type of wheel bearing device 33.
  • the wheel bearing device 33 is for a third-generation driven wheel.
  • a wireless sensor unit 4A is attached to a cover 25 covering a bearing end.
  • the wireless sensor unit 4A has a rotation sensor 6Aa including a pulsar ring 17a and a magnetic sensor 18a as the sensor unit 6A.
  • the tip of the sensor section 6A having the magnetic sensor 18a is inserted into a hole provided in the cover 25, and the circuit box 24 is installed on the outer surface of the cover 25.
  • the other configuration in this embodiment is the same as the example shown in FIG.
  • the inner ring 2B is connected to the hub wheel 2A by a caulking portion 100 formed by caulking the end of the hub wheel 2A.
  • FIG. 16 shows a wireless sensor unit according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the wireless sensor unit 4 A The sensor unit 6A includes a rotation sensor 6Ab having a power generation function, and the power supply unit 10 uses the power generated by the rotation sensor 6Ab.
  • a sensor section 6Ac different from the sensor section 6Ab serving as a generator is provided, but a sensor having only a power generation type rotation sensor as a sensor may be used.
  • the power supply unit 10 has a power receiving unit 8A as shown by a broken line in the figure, and uses both the power generated by the rotation sensor 6Ab and the received power of the power receiving unit 8A. It is good.
  • the power supply unit 10 has a capacity 27.
  • the power supply monitor 7 monitors the supply voltage of the power supply 10. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 17 shows an example of a wheel bearing device 33 using the power generation type rotation sensor 6 Ab in the wireless sensor unit 4 A.
  • This wheel bearing device 33 is a third-generation type shown in FIG. 4, in which the rotation sensor 6 Ab is a power generation type.
  • the sensor ring 17a of the rotation sensor 6Ab is a multi-pole magnet type shown in Fig. 4, but the magnetic sensor 18a is composed of a coil and a core, and the pulser 17a and the magnetic sensor 1a It is assumed that power is generated by relative rotation with 8a.
  • Other configurations are the same as the example shown in FIG.

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。
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