(57)【要約】【課題】省電力化が可能な回転装置を提供する。【解決手段】回転軸を中心に相対的に回転する外輪及び内輪を有する軸受であって、外輪と内輪との相対的な回転に基づいて発電する発電部と、センサと、センサで検出されるデータを記憶する記憶回路と、記憶回路に記憶されたデータを外部に送信する通信回路と、通信回路を制御する制御回路と、センサで検出されたデータを、制御回路を介さずにセンサから記憶回路へ転送するダイレクトメモリアクセス機能を有する転送回路と、を備える。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に相対的に回転する第１部品及び第２部品を有する回転装置であって、
前記第１部品と前記第２部品との相対的な回転に基づいて発電する発電部と、
センサと、
前記センサで検出されるデータを記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された前記データを外部に送信する通信回路と、
前記通信回路を制御する制御回路と、
前記センサで検出された前記データを、前記制御回路を介さずに前記センサから前記記憶回路へ転送するダイレクトメモリアクセス機能を有する転送回路と、を備える回転装置。
【請求項２】
前記発電部で発電した電力を前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路に供給する電源部、をさらに備え、
前記電源部は、
前記発電部で発電した電力によって充電される、充放電可能な蓄電部と、
前記蓄電部の電圧に基づいて、前記蓄電部から前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路への電力の供給を制御する出力制御回路と、を有する請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記出力制御回路は、
前記蓄電部の電圧が予め設定した閾値以上の場合は前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路に電力を供給させ、前記電圧が前記閾値未満の場合は前記蓄電部から前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路への電力の供給を停止させる、請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記転送回路による前記データの転送処理と前記通信回路による前記データの送信処理とが互いに異なる期間で実行されるように、前記制御回路は前記転送回路と前記通信回路とをそれぞれ制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記転送回路が前記データを転送する期間では、
前記制御回路は、前記通信回路が前記データを送信する期間よりも単位時間当たりの消費電力を低く抑えた状態で待機する、請求項１から４のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記通信回路が前記データを送信する期間では、
前記センサは、前記物理量又は前記化学量の検出処理を停止する、請求項１から５のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項７】
前記センサは、
第１センサと、前記第１センサとは検出の対象が異なる第２センサと、を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２には、軸受周囲の各種物理量をセンサにより検出し、検出情報を受信側装置へ無線送信するセンサ付きの軸受が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０７４３５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３０５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
センサ付き軸受では、発電部で発電された電力がセンサや通信回路に供給される。センサや通信回路に供給される電力が不足すると、センサや通信回路が正常ではない動作をしたり、意図しないタイミングで動作を停止したりする可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、省電力化が可能な回転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本態様の回転装置は、回転軸を中心に相対的に回転する第１部品及び第２部品を有する回転装置であって、前記第１部品と前記第２部品との相対的な回転に基づいて発電する発電部と、センサと、前記センサで検出されるデータを記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記憶された前記データを外部に送信する通信回路と、前記通信回路を制御する制御回路と、前記センサで検出された前記データを、前記制御回路を介さずに前記センサから前記記憶回路へ転送するダイレクトメモリアクセス機能を有する転送回路と、を備える。これによれば、制御回路ではなく、制御回路よりも単位時間当たりの消費電力が小さい転送回路が、センサで検出されたデータを記憶回路へ転送する。このため、省電力化が可能な回転装置を提供することができる。
【０００７】
望ましい態様として、前記発電部で発電した電力を前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路に供給する電源部、をさらに備え、前記電源部は、前記発電部で発電した電力によって充電される、充放電可能な蓄電部と、前記蓄電部の電圧に基づいて、前記蓄電部から前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路への電力の供給を制御する出力制御回路と、を有する。これによれば、回転装置は、センサ、制御回路又は通信回路が動作している途中で電力が不足することを防ぐことができる。
【０００８】
望ましい態様として、前記出力制御回路は、前記蓄電部の電圧が予め設定した閾値以上の場合は前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路に電力を供給させ、前記電圧が前記閾値未満の場合は前記蓄電部から前記センサ、前記制御回路及び前記通信回路への電力の供給を停止させる。これによれば、回転装置は、センサ、制御回路又は通信回路が動作している途中で、電力が不足することを防ぐことができる。
【０００９】
望ましい態様として、前記転送回路による前記データの転送処理と前記通信回路による前記データの送信処理とが互いに異なる期間で実行されるように、前記制御回路は前記転送回路と前記通信回路とをそれぞれ制御する。これによれば、転送回路によるデータの転送処理と、通信回路によるデータの送信処理とが同じ期間で実行される場合と比べて、蓄電部の電圧が急激に低下しないように、電圧低下の速度が低く抑えられる。
【００１０】
望ましい態様として、前記転送回路が前記データを転送する期間では、前記制御回路は、前記通信回路が前記データを送信する期間よりも単位時間当たりの消費電力を低く抑えた状態で待機する。これによれば、回転装置は、消費電力をさらに低減することができる。
【００１１】
望ましい態様として、前記通信回路が前記データを送信する期間では、前記センサは、前記物理量又は前記化学量の検出処理を停止する。これによれば、回転装置は、
通信回路が前記データを送信する期間において、消費電力が増大することを抑制することができる。
【００１２】
望ましい態様として、前記センサは、第１センサと、前記第１センサとは検出の対象が異なる第２センサと、を有する。これによれば、回転装置は、有用なデータをより多く出力することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、省電力化が可能な回転装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態のセンサ付き軸受の斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態のセンサ付き軸受の分解斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凸部とを含む部分の断面図である。
【図４】図４は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凹部とを含む部分の断面図である。
【図５】図５は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、センサ基板を含む部分の断面図である。
【図６】図６は、本実施形態のセンサ付き軸受における起電力の電圧と時間との関係を説明するための説明図である。
【図７】図７は、本実施形態のセンサユニットの平面図である。
【図８】図８は、本実施形態のカバーの斜視図である。
【図９】図９は、実施形態の角度センサの出力信号波形の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態のセンサ付き軸受のセンサ基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本実施形態のセンサ基板に搭載されている回路の動作期間と消費電力との関係を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態のセンサ基板に搭載されている回路の動作期間と、電源基板に搭載されている蓄電部の電圧との関係を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、センサ付き軸受の回転数の時間変化の一例を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
図１は、本実施形態のセンサ付き軸受の斜視図である。図２は、本実施形態のセンサ付き軸受の分解斜視図である。図３は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凸部とを含む部分の断面図である。図４は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、発電部と凹部とを含む部分の断面図である。図５は、本実施形態のセンサ付き軸受であって、センサ基板を含む部分の断面図である。図１に示すセンサ付き軸受１は、図２に示すように、センサユニット５と、トーンリング３０と、軸受本体２０とを有している。
【００１７】
図３から図５に示すように、軸受本体２０は、外輪２１と、内輪２２と、転動体２３とを有する転がり軸受である。外輪２１と内輪２２は、回転軸Ａｘ（図１参照）を中心に相対的に回転する。以下、内輪２２が回転輪として説明するが、内輪２２と外輪２１とが相対回転していれば、どちらが回転していてもよい。
【００１８】
カバー１０は、円環状の天板１２と、天板１２の周囲に接続され、筒状の側板１１とを有する。カバー１０は、ケイ素鋼板、炭素鋼（ＪＩＳ規格  ＳＳ４００又はＳ４５Ｃ）、マルテンサイト系ステンレス（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ４２０）又はフェライト系ステンレス（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ４３０）のいずれかのような磁性を有する材料で形成される。
【００１９】
図２に示すように、センサユニット５において、複数の発電部３と基板４０とが、天板１２の一方の面１２Ａに取り付けられている。一方の面１２Ａは、軸受本体２０と対向する側の面である。基板４０は、電源基板４１と、センサ基板４２とを有している。
【００２０】
例えば、図１及び図２に示すように、天板１２に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト１９Ａが締結することで、発電部３は、天板１２に固定される。同様に、天板１２に開けられた雌ねじ穴に、黄銅など非磁性材料のボルト１９Ｂが締結することで、電源基板４１とセンサ基板４２とが、天板１２に固定される。図１に示すように、ボルト１９Ａ及びボルト１９Ｂは、カバー１０に取り付けられた状態で、カバー１０から突出しない長さを有している。
【００２１】
トーンリング３０には、外径側に突出する凸部３１と、凸部３１よりも内径側に凹む凹部３２とが周方向に交互に設けられている。トーンリング３０は、軸受本体２０側に突出する筒状突起３３を内周側に有している。トーンリング３０は、ケイ素鋼板、炭素鋼（ＪＩＳ規格  ＳＳ４００又はＳ４５Ｃ）、マルテンサイト系ステンレス（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ４２０）又はフェライト系ステンレス（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ４３０）のいずれかのような磁性を有する材料で形成される。
【００２２】
発電部３は、永久磁石１３と、ヨーク１４と、コイル１５とを有している。永久磁石１３は、天板１２に接するように固定されている。ヨーク１４は、永久磁石１３に接するように固定されている。ヨーク１４は、永久磁石１３に磁気的に接続されていればよく、直接接続されていなくてもよい。ヨーク１４は、ケイ素鋼板、ＮｉＦｅ合金などの磁性を有する材料で形成されている。ヨーク１４の内部における磁束量が増えるように、ヨーク１４は、カバー１０の材質と同等以上の透磁率を有する材料が用いられていることが望ましい。ヨーク１４がケイ素鋼板であると、透磁率が高くなり、ヨーク１４内に磁束が通りやすくなる。
【００２３】
コイル１５は、導線がヨーク１４を巻回するいわゆるマグネットワイヤである。隣り合う発電部３のコイル１５同士は、直列に接続され、直列接続された複数の発電部３のコイル１５から引き出された配線が電源基板４１に接続されている。
【００２４】
図３に示すように、側板１１の一端が外輪２１の外周に設けられた溝２１Ａに嵌め込まれ固定される。筒状突起３３は、内輪２２の内周に設けられた溝２２Ａに嵌め込まれ固定されている。これにより、図３及び図４に示すように、ヨーク１４の内周側端面及び天板１２の内周側端面がトーンリング３０の凸部３１又は凹部３２に対向する位置に配置される。そして、カバー１０及びトーンリング３０は、軸受本体２０への取り付けが容易である。
【００２５】
永久磁石１３の磁界により磁束Ｍｆが、ヨーク１４、トーンリング３０の凸部３１又は凹部３２、カバー１０の天板１２を通る。このため、永久磁石１３、ヨーク１４、トーンリング３０の凸部３１又は凹部３２、カバー１０の天板１２が磁気回路となる。
【００２６】
また、図５に示すように、凸部３１の外周側端面３１ＩＦの一部には、トーンリング３０よりも強い磁性を示す磁性体３１１が取り付けられている。例えば、凸部３１の外周側端面３１ＩＦには、磁性体の形状と大きさに対応した凹部が設けられている。この凹部に磁性体３１１は嵌め込まれている。磁性体３１１と、磁性体３１１の周囲の外周側端面３１ＩＦは、面一又はほぼ面一となっている。磁性体３１１は、例えば、硬磁性体の永久磁石である。トーンリング３０において、磁性体３１１の取り付け箇所は１箇所のみである。外輪２１に対して内輪２２が相対的に１回転（３６０°回転）する毎に、磁性体３１１は角度センサ４４３に最も近づく。角度センサ４４３は、例えばホール素子を含む。
【００２７】
図６は、本実施形態のセンサ付き軸受における起電力の電圧と時間との関係を説明するための説明図である。ここで、図６の横軸は時間Ｔであり、縦軸は起電力の電圧Ｖｉである。外輪２１が固定され、内輪２２が回転することによって内輪２２と共にトーンリング３０が回転し、トーンリング３０と発電部３とが相対的に回転する。ヨーク１４にとっては、内周側端面から図３に示す凸部３１の外周側端面３１ＩＦまでのエアギャップと、内周側端面から図４に示す凹部３２の外周側端面３２ＩＦまでのエアギャップと、が交互に入れ替わる。
【００２８】
このように、トーンリング３０の外周の凸部３１と凹部３２とにより、発電部３のヨーク１４とトーンリング３０の外周との距離が周期的に変化する。これにより、発電部３に生じる磁束Ｍｆの密度が変化する。永久磁石１３を備えたヨーク１４とトーンリング３０とが接近している場合には、永久磁石１３、ヨーク１４、トーンリング３０を通る磁束Ｍｆは大きく、ヨーク１４とトーンリング３０とが離れている場合には、永久磁石１３、ヨーク１４、トーンリング３０を通る磁束Ｍｆが小さくなる。この磁束Ｍｆの密度変化に応じて、ヨーク１４の周りにマグネットワイヤを巻いたコイル１５に電圧変化が発生する。
【００２９】
すなわち、ヨーク１４と凸部３１の外周側端面３１ＩＦとが最も近づいたときに、図３に示す磁束Ｍｆが大きくなり、図６に示す起電力の電圧Ｖ１が電源基板４１に供給される。ヨーク１４と凹部３２の外周側端面３２ＩＦとが最も遠ざかるときに、図４に示す磁束Ｍｆが小さくなり、図６に示す起電力の電圧Ｖ２が電源基板４１に供給される。
【００３０】
図７は、本実施形態のセンサユニットの平面図である。図７に示すように、電源基板４１には、電源部４３が実装されている。電源部４３は、発電部３から供給された単相交流電力を直流電圧に変換して、センサ基板４２へ供給する。センサ基板４２には、センサ４４と、制御部４５と、通信回路４６及びアンテナ４７が実装されている。電源部４３からの直流電力は、センサ４４と、制御部４５及び通信回路４６に供給される。センサ４４、制御部４５、通信回路４６及びアンテナ４７は、別々のＩＣチップで構成されていてもよいし、それらの一部又は全部が１つのＩＣチップで構成されていてもよい。また、センサ４４は、例えば、加速度センサ４４１と、温度センサ４４２及び角度センサ４４３を有する。
【００３１】
図８は、本実施形態のカバーの斜視図である。図８に示すように、カバー１０には、貫通孔１２Ｈが開けられている。貫通孔１２Ｈは、図１に示すように、樹脂などの非磁性材料で形成された非磁性蓋１７で密閉されている。上述したように、カバー１０は、軸受本体２０側にアンテナ４７を備えている。ここで、カバー１０は、磁性を有しているので、アンテナ４７からの電磁波をシールドする作用を有している。このため、図７に示すように、軸受本体２０の回転軸Ｚｒ方向からみた平面視において、アンテナ４７が非磁性蓋１７と重なるように配置されている。すなわち、カバー１０のアンテナ４７に対向する部分には、非磁性蓋１７が設けられている。このため、アンテナ４７の電磁波ＷＶは、非磁性蓋１７を介して、通信部１５１へ到達することができる。
【００３２】
また、図８に示すように、天板１２の一方の面１２Ａに、発電部３を配置するための複数の凹部１８が設けられている。例えば、複数の凹部１８の各々は、コイル１５を配置するための第１凹部１８Ａと、永久磁石１３を配置するための第２凹部１８Ｂとを有する。一方の面１２Ａを基準面としたとき、第１凹部１８Ａは第２凹部１８Ｂよりも深い。
【００３３】
図９は、実施形態の角度センサの出力信号波形の一例を示す図である。図９の横軸は角度センサ４４３に対するトーンリング３０の回転角度（ｄｅｇ）であり、縦軸は角度センサ４４３に生じる検知電圧である。外輪２１が固定され、内輪２２が回転することによって内輪２２と共にトーンリング３０が回転し、トーンリング３０は角度センサ４４３に対して回転する。角度センサ４４３と図３に示した凸部３１の外周側端面３１ＩＦまでのエアギャップと、角度センサ４４３から図４に示した凹部３２の外周側端面３２ＩＦまでのエアギャップと、が交互に入れ替わる。
【００３４】
このように、角度センサ４４３とトーンリング３０との距離が周期的に変化する。これにより、角度センサ４４３を通る磁束密度（磁場）が変化し、角度センサ４４３を通る磁束密度の変化に応じて角度センサ４４３の検知電圧が変化する。例えば、角度センサ４４３とトーンリング３０の凸部３１の外周側端面３１ＩＦとが接近している場合には、角度センサ４４３を通る磁束は大きくなる。このとき、図９に示す電圧Ｖ１１が、角度センサ４４３から出力される。角度センサ４４３とトーンリング３０の凸部３１の外周側端面３１ＩＦとが離れている場合には、角度センサ４４３を通る磁束は小さくなる。このとき、図９に示す電圧Ｖ１２が、角度センサ４４３から出力される。電圧Ｖ１１＞電圧Ｖ１２である。
【００３５】
また、図５に示したように、凸部３１の外周側端面３１ＩＦには、トーンリング３０よりも保持力が大きく、硬磁性を示す磁性体３１１が取り付けられている。磁性体３１１が角度センサ４４３に最も近づくとき、図９に示す電圧Ｖ１０が角度センサ４４３から出力される。電圧Ｖ１０＞電圧Ｖ１１である。トーンリング３０において、磁性体３１１の取り付け箇所は１箇所のみである。角度センサ４４３に対してトーンリング３０が相対的に１回転（３６０°回転）する毎に、磁性体３１１は角度センサ４４３に最も近づき、角度センサ４４３から電圧Ｖ１０が１回出力される。このため、電圧Ｖ１０を、角度センサ４４３によって検出される角度の原点とすることができる。本実施形態では、上記原点を検出するために、閾値Ｖｍが設定される。Ｖ１１＜Ｖｍ≦Ｖ１０である。角度センサ４４３から出力される電圧が閾値Ｖｍを越えるとき、制御回路４５６は角度センサ４４３が原点を検出したと判断することができる。
【００３６】
また、角度センサ４４３は、原点を検出してから次に原点を出力するまでの間に、図２に示した凸部３１及び凹部３２の数に応じた周期分の電圧波形を出力する。例えば、角度センサ４４３は、原点を検出してから次に原点を出力するまでの間に、７周期分の電圧波形を出力する。７周期分の電圧波形を出力するとは、Ｖ１０又はＶ１１（極大値）と、Ｖ１２（極小値）とをそれぞれ７個ずつ交互に出力する、ということである。したがって、制御回路４５６は、原点の検出数と、原点を検出してからの極大値と極小値の検出数とをカウントすることで、角度センサ４４３に対するトーンリング３０のおよその回転角度を演算することができる。また、制御回路４５６は、原点の検出数と、原点を検出してからの極大値と極小値の検出数とをカウントすると共に、角度センサ４４３が出力する電圧値を検出することで、角度センサ４４３に対するトーンリング３０の回転角度をより詳細に演算することもできる。
【００３７】
なお、図５に示したように、角度センサ４４３はセンサ基板４２及びカバー１０を介して外輪２１に固定されている。また、トーンリング３０は内輪２２に固定されている。このため、角度センサ４４３に対するトーンリング３０の回転角度は、外輪２１に対する内輪２２の回転角度に等しい。
【００３８】
図１０は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。図１１は、本実施形態のセンサ付き軸受のセンサ基板に搭載されている回路の構成例を示す図である。図１０に示すように、センサ付き軸受１の基板４０（図２参照）に搭載されている回路４０Ａは、発電部５０と、電源部４３と、センサ４４と、制御部４５と、通信回路４６と、アンテナ４７と、を含む。発電部５０は、図２から図４までに示した複数の発電部３と、トーンリング３０と、で構成される。また、電源部４３は、整流回路４３１と、平滑回路４３２と、蓄電回路４３３と、充放電可能な蓄電部４３４と、出力制御回路４３５と、定電圧出力回路４３６と、を有する。
【００３９】
発電部５０は、単相交流電力を発電して電源部４３の整流回路４３１に出力する。整流回路４３１は、発電部３で発電された単相交流電力を全波整流して直流電力へと変換し、直流電力を平滑回路４３２に出力する。整流回路４３１としてダイオードブリッジが例示されるが、本実施形態はこれに限定されない。平滑回路４３２は、整流回路４３１から出力された直流電力を平滑化して、直流電力から交流成分を低減する。そして、平滑回路４３２は、交流成分が低減された直流電力を蓄電回路４３３に出力する。蓄電回路４３３は、平滑回路４３２から出力された直流電力によって蓄電部４３４を充電する。
【００４０】
出力制御回路４３５は、定電圧出力回路４３６に制御信号Ｓｉｇ１を送信して、定電圧出力回路４３６を制御する。定電圧出力回路４３６は、出力制御回路４３５の制御下で、蓄電部４３４から出力される直流電力を一定電圧に調整して、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６に出力する。
【００４１】
例えば、出力制御回路４３５は、蓄電部４３４の電圧をモニタする。蓄電部４３４の電圧が予め設定した閾値以上の場合、出力制御回路４３５は定電圧出力回路４３６に電力の供給を指示する信号を送信する。これにより、定電圧出力回路４３６は、蓄電部４３４から出力される直流電力を一定電圧に調整して、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６に出力する。一方、蓄電部４３４の電圧が予め設定した閾値未満の場合、出力制御回路４３５は定電圧出力回路４３６に電力の供給停止を指示する信号を送信する。これにより、定電圧出力回路４３６は、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６への電力供給を停止する。
【００４２】
図１０及び図１１に示すように、センサ４４は、供給される直流電力を使用して、各種の物理量又は化学量を検出する。例えば、センサ４４は、軸受本体２０（図３から図５参照）の振動を検出する加速度センサ４４１と、軸受本体２０の周囲温度を検出する温度センサ４４２と、上述の角度センサ４４３とを有する。また、図示しないが、センサ４４は、軸受本体２０の周囲湿度を検出する湿度センサ、軸受本体２０の潤滑油の酸化劣化に伴って生じるガス状の炭化水素、硫化水素、アンモニア等を検出するガスセンサ、軸受本体２０において生じる摩擦音を検出する超音波センサ等を有してもよい。
【００４３】
制御部４５は、電源部４３から供給される直流電力を使用して、センサ４４によって検出されたデータを通信回路４６に送信する。例えば、制御部４５は、Ａ／Ｄ変換回路４５１から４５３と、転送回路４５４と、記憶回路４５５と、制御回路４５６と、を有する。Ａ／Ｄ変換回路４５１は、加速度センサ４４１によって検出された振動に関するデータをアナログデータＡＤ１からデジタルデータＤＤ１に変換して転送回路４５４に出力する。Ａ／Ｄ変換部４５２は、温度センサ４４２によって検出された温度に関するデータをアナログデータＡＤ２からデジタルデータＤＤ２に変換して転送回路４５４に出力する。Ａ／Ｄ変換回路４５３は、角度センサ４４３によって検出された回転角度に関するデータをアナログデータＡＤ３からデジタルデータＤＤ３に変換して転送回路４５４に出力する。
【００４４】
転送回路４５４は、ダイレクトメモリアクセス（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ；以下、ＤＭＡ）機能を有する。ＤＭＡとは、プログラムされた機械語の命令群の実行によってアキュームレータなどを介する方法によらず、記憶回路と記憶回路との間、又は、記憶回路とＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）デバイスとの間でデータを直接転送することである。転送回路４５４は、ＤＭＡ機能により、Ａ／Ｄ変換回路４５１、４５２、４５３からそれぞれ出力されたデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３を、制御回路４５６を介さずに、記憶回路４５５に直接転送する。
【００４５】
転送回路４５４は、複数のポートを管理する機能を有する。また、転送回路４５４は、キャッシュメモリを有する。転送回路４５４は、Ａ／Ｄ変換回路４５１、４５２、４５３から出力されたデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３をキャッシュメモリに一時的に記憶する。そして、転送回路４５４は、キャッシュメモリに一時的に記憶したデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３を、任意のタイミングで記憶回路４５５に転送する。例えば、Ａ／Ｄ変換回路４５１においてアナログデータＡＤ１からデジタルデータＤＤ１への変換処理が終了すると、Ａ／Ｄ変換回路４５１は変換処理の終了を通知する信号Ｔｉ１を転送回路４５４に出力する。転送回路４５４は、信号Ｔｉ１をトリガーにして、キャッシュメモリに一時的に記憶したデジタルデータＤＤ１を記憶回路４５５に転送する。変換処理の終了は、一定時間毎のタイミングでもよいし、デジタルデータＤＤ１の物理量又は化学量が変化したタイミングでもよい。
【００４６】
同様に、Ａ／Ｄ変換回路４５２においてアナログデータＡＤ２からデジタルデータＤＤ２への変換処理が終了すると、Ａ／Ｄ変換回路４５２は変換処理の終了を通知する信号Ｔｉ２を転送回路４５４に出力する。転送回路４５４は、信号Ｔｉ２をトリガーにして、キャッシュメモリに一時的に記憶したデジタルデータＤＤ２を記憶回路４５５に転送する。また、Ａ／Ｄ変換回路４５３においてアナログデータＡＤ３からデジタルデータＤＤ３への変換処理が終了すると、Ａ／Ｄ変換回路４５３は変換処理の終了を通知する信号Ｔｉ３を転送回路４５４に出力する。転送回路４５４は、信号Ｔｉ３をトリガーにして、キャッシュメモリに一時的に記憶したデジタルデータＤＤ３を記憶回路４５５に転送する。
【００４７】
また、転送回路４５４は、キャッシュメモリに一時的に記憶したデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３を記憶回路４５５に全て送信した後で、転送処理の終了を通知する信号Ｔｉ４を制御回路４５６に出力する。制御回路４５６は、信号Ｔｉ４をトリガーにして、後述のスリープモードから通常モードに復帰する。
【００４８】
転送回路４５４はＤＭＡＣ（ＤＭＡ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）である。ＤＭＡＣは、ＤＭＡの専用回路である。または、転送回路４５４は、ＤＭＡ機能を有するＰＰＩ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であってもよい。記憶回路４５５は、例えば、ＮＡＮＤ型又はＮＯＲ型のフラッシュメモリである。
【００４９】
制御回路４５６は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。制御回路４５６は、電源部４３から供給される直流電力を使用して動作する。制御回路４５６は、転送回路４５４に制御信号Ｓｉｇ２を送信して、転送回路４５４を制御する。また、制御回路４５６は、通信回路４６に制御信号Ｓｉｇ３を送信して、通信回路４６を制御する。また、制御回路４５６は、記憶回路４５５に記憶されたデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２、ＤＤ３を通信回路４６に出力する。
【００５０】
通信回路４６は、電源部４３から供給される直流電力を使用して動作する。通信回路４６は、制御部４５から出力されたデジタルデータＤＤ１、ＤＤ２及びＤＤ３をアンテナ４７を介して外部に送信する。例えば、図１に示したように、通信回路４６は、電磁波ＷＶの無線通信により、デジタルデータを外部に送信する。送信されたデジタルデータは、上位装置１５０の通信部１５１で受信される。通信部１５１で受信したデジタルデータは、コンピュータ１５２で処理される。このように、センサ付き軸受１は、デジタルデータを無線で送信することができるので、小型化が可能になる。なお、本実施形態において、通信回路４６によるデジタルデータの外部への送信は、無線ではなく、有線であってもよい。
【００５１】
図１２は、本実施形態のセンサ付き軸受の基板に搭載されている回路の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。上述したように、本実施形態の発電部５０（図１０参照）は、軸受本体２０（図３参照）の外輪２１（図３参照）に対して内輪２２（図３参照）が回転することによって発電し、発電した電力によって蓄電部４３４が充電される。このように、蓄電部４３４の充電は、外輪２１に対する内輪２２の回転に依存する。蓄電部４３４の充電は、センサ４４（図１１参照）、制御部４５及び通信回路４６（図１１参照）の各動作とは関係なく随時行われる。以上を前提に、図１０、図１１及び図１２を参照しながら、回路４０Ａの動作シーケンスについて説明する。
【００５２】
まず、出力制御回路４３５（図１０参照）が蓄電部４３４（図１０参照）の電圧を確認する（ステップＳＴ１）。次に、出力制御回路４３５は、蓄電部４３４の電圧が予め設定した閾値Ｖａ以上か否かを判断する（ステップＳＴ２）。蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ以上の場合（ステップＳＴ２；Ｙｅｓ）、出力制御回路４３５は定電圧出力回路４３６に制御信号Ｓｉｇ１を送信して出力を指示する。これにより、定電圧出力回路４３６は、定電圧の電力をセンサ４４、制御部４５及び通信回路４６にそれぞれ供給する（ステップＳＴ３）。一方、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ未満の場合（ステップＳＴ２；Ｎｏ）は、ステップＳＴ１に戻る。
【００５３】
電源部４３から電力が供給されると、制御部４５は初期設定を行う（ステップＳＴ４）。例えば、制御回路４５６は、転送処理の設定値として、転送処理の開始条件と終了条件とを転送回路４５４のレジスタに書き込む。例えば、開始条件は、角度センサ４４３から出力される原点（図９参照）の検出である。制御回路４５６は、原点を検出するための閾値Ｖｍ（図９参照）に関する情報を、転送回路４５４のレジスタに書き込む。また、終了条件は、原点の検出回数である。制御回路４５６は、終了条件となる原点の検出回数を、転送回路４５４のレジスタに書き込む。
【００５４】
制御回路４５６は、転送回路４５４に転送処理の設定値を書き込んだ後、通常モードからスリープモードに移行する。スリープモードとは、消費電力を低く抑えて待機する状態のことである。通常モードよりもスリープモードの方が、単位時間当たりの消費電力が小さい。例えば、制御回路４５６のスリープモードにおける単位時間当たりの消費電力は、制御回路４５６の期間ｔｍ１、ｔｍ３における単位時間当たりの消費電力よりも十分に小さい。期間ｔｍ１、ｔｍ３については、後で図１４を参照しながら説明する。制御回路４５６は、スリープモードでは再起動用の電力しか消費しないため、消費電力を低く抑えることができる。
【００５５】
センサ４４に定電圧の電力が供給されると、センサ４４は物理量又は化学量の検出を開始する（ステップＳＴ５）。例えば、加速度センサ４４１は、軸受本体２０（図３から図５参照）の振動を検出してアナログデータＡＤ１を出力する。温度センサ４４２は、軸受本体２０の周囲温度を検出して、アナログデータＡＤ２を出力する。角度センサ４４３は、外輪２１に対する内輪２２の回転角度を検出してアナログデータＡＤ３を出力する。アナログデータＡＤ１からＡＤ３は、Ａ／Ｄ変換回路４５１から４５３においてデジタルデータＤＤ１からＤＤ３にそれぞれ変換される。
【００５６】
転送回路４５４が原点を検出すると、転送回路４５４はデジタルデータＤＤ１からＤＤ３を記憶回路４５５に転送する（ステップＳＴ６）。例えば、転送回路４５４は、転送回路４５４のキャッシュメモリにデジタルデータＤＤ１からＤＤ３を一旦記憶するとともに、キャッシュメモリに記憶したデジタルデータＤＤ１からＤＤ３を記憶回路４５５に時分割で出力する。記憶回路４５５は、転送回路４５４から送信されてきたデジタルデータＤＤ１からＤＤ３を記憶する。なお、図１２では、ステップＳＴ５の検出処理の後にステップＳＴ６の転送処理が行われるように記載されているが、ステップＳＴ５の検出処理とステップＳＴ６の転送処理は並行して行われてもよい。
【００５７】
次に、制御回路４５６は、記憶回路４５５からデジタルデータＤＤ１からＤＤ３を読み出して、通信回路４６に出力する。通信回路４６は、デジタルデータＤＤ１からＤＤ３をアンテナ４７から外部に送信する（ステップＳＴ７）。
【００５８】
通信回路４６による送信処理を終了した後、出力制御回路４３５は蓄電部４３４の電圧を再び確認する（ステップＳＴ８）。次に、出力制御回路４３５が、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ以上か否かを判断する（ステップＳＴ９）。蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ以上の場合（ステップＳＴ９；Ｙｅｓ）は、動作シーケンスはステップＳＴ５へ戻る。この場合、定電圧出力回路４３６は、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６への、定電圧の出力を継続する。回路４０Ａは、センサ４４による検出処理（ステップＳＴ５）と、転送回路４５４による転送処理（ステップＳＴ６）と、通信回路４６による送信処理（ステップＳＴ７）とを継続して行う。一方、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ未満の場合（ステップＳＴ９；Ｎｏ）は、定電圧出力回路４３６は定電圧の出力を停止する（ステップＳＴ１０）。これにより、回路４０Ａは動作シーケンスを終了する。
【００５９】
図１３は、本実施形態のセンサ基板に搭載されている回路の動作期間と消費電力との関係を模式的に示す図である。図１３において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸はセンサ基板４２（図７参照）に搭載されている回路４２Ａ（図１１参照。以下、センサ回路）の単位時間当たりの消費電力（Ｗ）を示す。図１３に示すように、センサ回路４２Ａの動作期間は、期間ｔｍ１からｔｍ３に区分される。期間ｔｍ１は、図１２に示したフローチャートのステップＳＴ４が実行される期間である。期間ｔｍ２は、図１２に示したフローチャートのステップＳＴ５、ＳＴ６が実行される期間である。期間ｔｍ３は、図１２に示したフローチャートのステップＳＴ７が実行される期間である。また、図１３において、ＥＰ１は、期間ｔｍ１におけるセンサ回路４２Ａの消費電力量（Ｊ）を示す。ＥＰ２は、期間ｔｍ２におけるセンサ回路４２Ａの消費電力量（Ｊ）を示す。ＥＰ３は、期間ｔｍ３におけるセンサ回路４２Ａの消費電力量（Ｊ）を示す。
【００６０】
期間ｔｍ１では、制御回路４５６（図１１参照）等に突入電流が流れる。このため、期間ｔｍ１の開始直後は、センサ回路４２Ａの単位時間当たりの消費電力は一時的に高くなる。また、期間ｔｍ２では、期間ｔｍ１に比べて、センサ回路４２Ａの単位時間当たりの消費電力が低くなる。これは、制御回路４５６が通常モードからスリープモードに移行しているためである。また、デジタルデータＤＤ１からＤＤ３（図１１参照）の記憶回路４５５（図１１参照）への転送処理を、ＤＭＡ機能を有する転送回路４５４（図１１参照）が行っているためである。転送回路４５４の単位時間当たりの消費電力を１としたとき、制御回路４５６の単位時間当たりの消費電力は６から８程度、通信回路４６の消費電力は６から８程度である。
【００６１】
期間ｔｍ２において、かりに、制御回路４５６が通常モードで起動しており、デジタルデータＤＤ１からＤＤ３の記憶回路４５５への転送処理を、転送回路４５４ではなく制御回路４５６が実行する場合を想定する。この場合は、図１３の点線で示すように、センサ回路４２Ａの消費電力は高くなる。しかし、本実施形態では、期間ｔｍ２において、制御回路４５６はスリープモードで待機しており、上記の転送処理は転送回路４５４が実行する。このため、図１３の実線矢印で示すように、センサ回路４２Ａは消費電力を低減することができる。
【００６２】
期間ｔｍ３では、制御回路４５６がスリープモードから通常モードに起動する。このため、期間ｔｍ３の開始直後は制御回路４５６等に貫通電力が流れ、センサ回路４２Ａの消費電力は一時的に高くなる。また、期間ｔｍ３では、通信回路４６は通信部１５１（図１参照）との間でペアリングを一定時間毎に行う。ペアリングとは、接続する機器どうしの組み合わせ（ペア）を設定して、通信を確立する処理である。ペアリングは電力を消費する。このため、図１３に示すように、期間ｔｍ３では、ペアリングの実行によりセンサ回路４２Ａの消費電力は一時的に高くなる。
【００６３】
図１４は、本実施形態のセンサ基板に搭載されている回路の動作期間と、電源基板に搭載されている蓄電部の電圧との関係を模式的に示す図である。図１４において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸は蓄電部４３４（図１０参照）の電圧（Ｖ）を示す。図１４の縦軸のＶａは、上述のステップＳＴ２、ＳＴ９で述べた閾値である。図１４の縦軸のＶｂは、下限値である。蓄電部４３４の電圧が下限値Ｖｂ未満の場合は、蓄電部４３４の電圧不足により、定電圧出力回路４３６は定電圧の電力を出力することはできない。
【００６４】
また、図１４において、線Ｌ１は、期間ｔｍ１からｔｍ３までの全期間において、発電部５０（図１０参照）が一定速度で発電して蓄電部４３４が充電され続ける場合の、蓄電部４３４の電圧変化を模式的に示している。線Ｌ２は、期間ｔｍ１からｔｍ３までの全期間において、蓄電部４３４が全く充電されない場合の、蓄電部４３４の電圧変化を模式的に示している。
【００６５】
線Ｌ１のように期間ｔｍ１からｔｍ３までの全期間で蓄電部４３４が充電され続ける場合、蓄電部４３４の電圧の減少は、線Ｌ２の場合と比べて緩やかとなる。また、蓄電部４３４の充電量が大きいと、期間ｔｍ３の終わりにおいても、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ以上となっている場合がある。このような場合が、ステップＳＴ９のＹｅｓに相当する。このような場合は、センサ回路４２Ａは、蓄電部４３４を充電するための待機時間を経ることなく、ステップＳＴ４（期間ｔｍ１）に移行することができる。
【００６６】
なお、閾値Ｖａは、線Ｌ２のように期間ｔｍ１からｔｍ３までの全期間で蓄電部４３４が全く充電されない場合でも、期間ｔｍ３の終わりにおいて蓄電部４３４の電圧が下限値Ｖｂを下回らないように、制御部４５の期間ｔｍ１からｔｍ３までの消費電力に対してマージンを持った値に設定されている。また、蓄電部４３４の具体的な容量は、発電部５０の発電電圧、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６の各動作電圧の閾値、センサ４４、制御部４５及び通信回路４６の期間ｔｍ１からｔｍ３までの消費電力、センサ回路４２Ａの各部の損失等を勘案して、決定される。例えば、蓄電部４３４が電気二重層キャパシタ（スーパーキャパシタとも呼ばれる）を含む場合は、大容量を実現することができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態のセンサ付き軸受１は、相対的に回転する外輪２１及び内輪２２を有する軸受本体２０と、外輪２１と内輪２２との相対的な回転に基づいて発電する発電部５０と、軸受本体２０の物理量又は化学量を検出するセンサ４４と、センサ４４で検出される物理量又は化学量に関するデータを記憶する記憶回路４５５と、記憶回路４５５に記憶されたデータを外部に送信する通信回路４６と、通信回路４６を制御する制御回路４５６と、センサ４４で検出されたデータを、制御回路４５６を介さずにセンサ４４から記憶回路４５５へ転送するＤＭＡ機能を有する転送回路４５４と、を備える。
【００６８】
これによれば、制御回路４５６ではなく、制御回路４５６よりも単位時間当たりの消費電力が小さい転送回路４５４が、センサ４４で検出されたデータを記憶回路４５５へ転送する。このため、省電力化が可能なセンサ付き軸受１を提供することができる。センサ付き軸受１は、省電力化により、より多くのセンサを備えることが可能となる。また、センサ付き軸受１は、省電力化により、蓄電部４３４を充電するための待機時間を短縮又はゼロにすることができる。これにより、センサ付き軸受１は、各種のデータをより連続して検出することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態のセンサ付き軸受１は、発電部５０で発電した電力をセンサ回路４２Ａに供給する電源部４３、をさらに備える。電源部４３は、発電部５０で発電した電力によって充電される蓄電部４３４と、蓄電部４３４の電圧に基づいて、蓄電部４３４からセンサ回路４２Ａへの電力の供給を制御する出力制御回路４３５と、を有する。例えば、出力制御回路４３５は、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ以上の場合はセンサ回路４２Ａに電力を供給させ、蓄電部４３４の電圧が閾値Ｖａ未満の場合は蓄電部４３４からセンサ回路４２Ａへの電力の供給を停止させる。これによれば、図１２に示した動作シーケンスの途中で、センサ回路４２Ａが電力不足となることを防ぐことができる。
【００７０】
ところで、センサ付き軸受の電力不足を防ぐ方法として、細い線径の導線をより多くヨークに巻きつけて、発電量を増加させる方法が考えられる。しかしながら、このような方法で発電量を増やすと、外輪に対する内輪の回転抵抗が増大し、軸受本体での動力の損失が大きくなる。軸受本体での動力の損失は好ましくないため、発電量の増大には限界がある。また、蓄電部を大容量化する方法も考えられる。しかしながら、蓄電部を大容量化するほど、蓄電部の外形も大型化する傾向がある。蓄電部の外形が大型化すると、センサ付き軸受の小型化が妨げられるため、好ましくない。このため、蓄電部の大容量化も限界がある。
【００７１】
これに対して、本実施形態のセンサ付き軸受１は、蓄電部４３４の電圧に基づいて、蓄電部４３４からセンサ回路４２Ａへの電力供給を制御する。つまり、センサ付き軸受１は、蓄電部４３４の電圧に基づいて、センサ回路４２Ａの電力マネージメントを行う。これにより、センサ付き軸受１は、軸受本体２０での動力損失を低く抑えつつ、センサ回路４２Ａの電力不足を防ぐことができる。また、センサ付き軸受１は、蓄電部４３４を大容量化しなくても、センサ回路４２Ａの電力不足を防ぐことができる。
【００７２】
また、本実施形態のセンサ付き軸受１では、転送回路４５４によるデータの転送処理と通信回路４６によるデータの送信処理とが互いに異なる期間で実行されるように、制御回路４５６は転送回路４５４と通信回路４６とをそれぞれ制御する。例えば、転送回路４５４によるデータの転送処理は期間ｔｍ２で実行される。通信回路４６によるデータの送信処理は期間ｔｍ３で実行される。これによれば、転送回路４５４によるデータの転送処理と、通信回路４６によるデータの送信処理とが同じ期間で実行される場合と比べて、蓄電部４３４の電圧が急激に低下しないように、電圧低下の速度が低く抑えられる。また、蓄電部４３４の充電は随時可能である。このため、上記の転送処理と送信処理とが同じ期間で実行される場合と比べて、センサ付き軸受１は、蓄電部４３４が充電される時間を稼ぐことができ、蓄電部４３４の電圧が下限値Ｖｂに近づく可能性を低減することができる。
【００７３】
また、上記の期間ｔｍ２では、制御回路４５６は、制御部４５が初期設定を行う期間ｔｍ１や、上記の期間ｔｍ３よりも単位時間当たりの消費電力を低く抑えた状態（例えば、スリープモード）で待機する。これによれば、センサ付き軸受１は、消費電力をさらに低減することができる。
【００７４】
また、上記の期間ｔｍ３では、センサ４４は、物理量又は化学量の検出処理を停止する。これによれば、センサ付き軸受１は、上記の期間ｔｍ３において、消費電力が増大することを抑制することができる。
【００７５】
また、センサ４４は、第１センサと、第１センサとは検出の対象となる物理量又は化学量が異なる第２センサと、を有する。例えば、第１センサは加速度センサ４４１であり、第２センサは角度センサ４４３である。この場合は、センサ付き軸受１は、加速度センサ４４１で得られたセンサ付き軸受１の振動に関するデータを、外輪２１に対する内輪２２の回転角度と対応付けて出力することができる。また、第１センサは加速度センサ４４１であり、第２センサは温度センサ４４２であってもよい。この場合は、センサ付き軸受１は、加速度センサ４４１で得られたセンサ付き軸受１の振動に関するデータを、軸受本体２０の温度と対応付けて出力することができる。このように、センサ付き軸受１は、有用なデータをより多く出力することができる。ユーザは、軸受本体２０に生じる各種現象を、センサ付き軸受１が出力する有用なデータに基づいて分析することが可能となる。
【００７６】
ところで、軸受は、回転または往復運動する軸によって回される受動部品である。このため、軸受は、外輪に対する内輪の相対的な回転数を自ら制御することはできない。この点は、本実施形態に係るセンサ付き軸受１も同じである。センサ付き軸受１は、回される受動部品であり、回転数を自ら制御することはできない。また、回転数の範囲は広い。このため、センサ付き軸受１は、発電部５０の発電量を制御することはできない。
【００７７】
図１５は、センサ付き軸受の回転数の時間変化の一例を示すグラフである。図１５の横軸は、時間である。図１５の縦軸は、センサ付き軸受の回転数である。縦軸のＲｓａは、例えば、発電部５０が発電する電力が、蓄電部４３４に蓄電可能な電力を上回るときのセンサ付き軸受１の回転数である。また、縦軸のＲｓｂは、発電部５０が発電する電力が、センサ付き軸受１が有する各種回路の最小消費電力を下回るときのセンサ付き軸受１の回転数である。図１５に示すようにセンサ付き軸受１の回転は、Ｒｓａ以上の高速回転になるときもあるし、Ｒｓｂ以下の低速回転になるときもある。このように、センサ付き軸受１の回転数は時々刻々と変動することが多いため、発電部５０が発電する電力は安定しないことが多い。
【００７８】
しかしながら、センサ付き軸受１の蓄電回路４３３は、上記回転が高速回転のときも低速回転のときも、蓄電部４３４が充電可能であれば、発電部５０が発電する電力を蓄電部４３４に蓄電する。例えば、蓄電回路４３３は、ツェナーダイオードを有する。高速回転の場合、蓄電回路４３３は、発電部５０が発電する電力のうち、余剰電力をツェナーダイオードに流して外部に放出し、残りの電力を蓄電部４３４に流して蓄電する。また、低速回転の場合、蓄電回路４３３は、発電部５０が発電する全ての電力を蓄電部４３４に流して蓄電する。
【００７９】
上述したように、センサ付き軸受１は回転させられるものであるため、発電量を制御することはできないが、どんなに低い回転数であったとしても蓄電を行う。本実施形態は、センサ付き軸受１の回転数が時々刻々と変動する不安定な電力事情の中での、センサ付き軸受１の省電力化対策である。本実施形態によれば、不安定な電力事情の中でも省電力化が可能なセンサ付き軸受１を提供することができる。
【００８０】
（実施形態の変形例）
以上、本実施形態について説明したが、本実施形態は上記に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、転送回路４５４によるデータの転送処理と通信回路４６によるデータの送信処理とが互いに異なる期間で実行されることを説明した。しかしながら、転送回路４５４によるデータの転送処理と、通信回路４６によるデータの送信処理は同じ期間で実行されてもよい。
【００８１】
図１６は、本実施形態の変形例を示す図である。図１６において、横軸は時間（ｓ）を示し、縦軸はセンサ基板４２（図７参照）に搭載されているセンサ回路４２Ａ（図１１参照）の単位時間当たりの消費電力（Ｗ）を示す。本実施形態では、図１６に示すように、期間ｔｍ３の少なくとも一部が期間ｔｍ２と重なっていてもよい。図１６に示す変形例では、転送回路４５４によるデータの転送処理が終了する前に、通信回路４６によるデータの送信処理が開始される。通信回路４６によるデータの送信処理の一部は、転送回路４５４によるデータの転送処理と重畳して行われる。このような場合であっても、センサ４４で検出されたデータの記憶回路４５５への転送処理は、制御回路４５６よりも単位時間当たりの消費電力が小さい転送回路４５４が行う。このため、センサ付き軸受１は省電力化が可能である。
【００８２】
また、上記実施形態では、期間ｔｍ２及び期間ｔｍ３では、センサ４４は、物理量又は化学量の検出処理を停止することを説明した。しかしながら、本実施形態において、センサ４４は、期間ｔｍ２において、物理量又は化学量の検出処理を行ってもよい。また、センサ４４は、期間ｔｍ３において、物理量又は化学量の検出処理を行ってもよい。あるいは、センサ４４は、期間ｔｍ１からｔｍ３の全期間において、物理量又は化学量の検出処理を行ってもよい。このような場合であっても、センサ４４で検出されたデータの記憶回路４５５への転送処理は転送回路４５４が行うため、センサ付き軸受１は省電力化が可能である。
【００８３】
また、上記実施形態では、センサ４４から出力されるアナログデータＡＤ１からＡＤ３がデジタルデータＤＤ１からＤＤ３にＡ／Ｄ変換されて転送回路４５４に入力される構成として説明したが、アナログデータＡＤ１からＡＤ３はＡ／Ｄ変換されずに転送回路４５４に入力されてもよい。
【００８４】
なお、上記の実施形態では、本開示の回転装置としてセンサ付き軸受１を例示したが、本開示の回転装置はセンサ付き軸受に限定されない。本開示の回転装置は、例えば、センサ付き軸受ではなく、軸受と同軸に取り付けられるセンサ付き回転装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  センサ付き軸受（回転装置の一例）
５  センサユニット
１０  カバー
１１  側板
１２  天板
１３  永久磁石
１４  ヨーク
１５  コイル
１７  非磁性蓋
１８  凹部
２０  軸受本体（回転装置本体の一例）
２１  外輪（第１部品の一例）
２２  内輪（第２部品の一例）
２３  転動体
３０  トーンリング
３１  凸部
３２  凹部
４０  基板
４０Ａ  回路
４１  電源基板
４２  センサ基板
４２Ａ  センサ回路
４３  電源部
４４  センサ
４５  制御部
４６  通信回路
４７  アンテナ
５０  発電部
１５０  上位装置
１５１  通信部
１５２  コンピュータ
４３１  整流回路
４３２  平滑回路
４３３  蓄電回路
４３４  蓄電部
４３５  出力制御回路
４３６  定電圧出力回路
４４１  加速度センサ
４４２  温度センサ
４４３  角度センサ
４５１、４５２、４５３  Ａ／Ｄ変換回路
４５４  転送回路
４５５  記憶回路
４５６  制御回路
【図１】
2019179489.tif 000003
【図２】
2019179489.tif 000004
【図３】
2019179489.tif 000005
【図４】
2019179489.tif 000006
【図５】
2019179489.tif 000007
【図６】
2019179489.tif 000008
【図７】
2019179489.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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