(57)【要約】【課題】本発明は、安定した電力を供給可能な電源装置を備え、検出した信号を無線で出力するセンサ付軸受装置を提供する。【解決手段】ワイヤレスセンサ２１は、検出対象を検出する検出部２９と、検出部の検出信号を処理する制御部３０と、制御部に制御されて出力を超音波（無線）Ｗで送信する送信部３１と、検出部と制御部と送信部とに電力を供給する電源装置３２とを備える。この電源装置は、コイルおよびこのコイルを通る磁束を変化させる磁束変動手段を有する発電機３３と、発電機によって発電された電気を蓄電して放出する二次電池（蓄電部）３４と、蓄電部の蓄電および放電を制御する充電回路３５とを具備する。【選択図】      図４
2007164811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象を検出する検出部と、前記検出部の検出信号を処理する制御部と、前記制御部に制御されて出力を無線で送信する送信部と、前記検出部と前記制御部と前記送信部とに電力を供給する電源装置とを備え、
前記電源装置は、
コイルおよびこのコイルを通る磁束を変化させる磁束変動手段を有する発電機と、
前記発電機によって発電された電気を蓄電して放出する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電および放電を制御する充電回路と
を具備することを特徴とするワイヤレスセンサ。
【請求項２】
前記磁束変動手段は、前記コイルと相対的に移動する方向にＮ極とＳ極とを交互に並べた多極の磁石であることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスセンサ。
【請求項３】
検出対象を検出する検出部と、前記検出部の検出信号を処理する制御部と、前記制御部に制御されて出力を無線で送信する送信部と、前記検出部と前記制御部と前記送信部とに電力を供給する電源装置とを備え、
前記電源装置は、
熱発電素子を有する発電機と、
前記発電機によって発電された電気を蓄電して放出する蓄電部と、
前記蓄電部の蓄電および放電を制御する充電回路と
を具備することを特徴とするワイヤレスセンサ。
【請求項４】
前記電源装置は、さらに一次電池を備え、
前記制御部は、前記蓄電部と前記一次電池の内の少なくともどちらか一方を前記検出部と前記制御部と前記送信部とに接続し、前記電源装置から電力を供給させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３の内のいずれか１項に記載のワイヤレスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、産業機械、車両などに用いられる軸受や直動装置など相対運動する部位に組込まれ、検出対象を検出して無線で出力するワイヤレスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や鉄道車両など車両の車軸である回転軸を支持する軸受や、加工機や組立装置など産業機械に適用されるボールねじやリニアガイドなどの直動装置及び軸受は、運動することによって振動を生じたり、摩擦によって発熱したりする。これらの振動や温度は軸受や直動装置の寿命に影響する。したがって、特に装置の内部などの点検が難しい部分に取り付けられている軸受や直動装置については、汎用品である振動センサや温度センサを予め別途用意し、それを必要に応じて対象となる部位に取り付け、検出信号を信号線で出力している。振動センサや温度センサが電力を必要とするものである場合、電力を給電線により供給している。
【０００３】
また、転がり軸受にワイヤレスセンサを設け、このセンサに電力を一次電池により供給し、検出信号を電波で送信するようにすることが、本発明者により試みられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
信号線で検出信号を出力すると、安定した出力信号が得られる。給電線で電力を供給すると、安定した電力の供給が得られる。また、信号線と給電線は、通常１つに束ねられた多芯ケーブル（以下、ケーブルと省略して記す）にして使用されることが多い。しかしながら、ケーブルが接続されたセンサは、軸受の回転側に直接取り付けることができない。また、ケーブルが接続されたセンサを直動装置の可動体に取り付けると、ケーブルが繰り返し屈曲され、断線することがある。
【０００５】
ワイヤレスセンサは、予め設定された閾値を超えたときに電波を出力するようにすることで消費電力を少なくし、一次電池を備えることで比較的長期間使用することが可能である。しかし、閾値を超える振動が長時間出力されるなどによって電力を消耗するので、一次電池は、いずれ交換しなければならない。
【０００６】
また、検出対象となるものを継続的に検出するためには、安定した電源が必要である。動力源の回転軸のように安定した回転速度が得られる場所に設けられる軸受では、面対向発電機を備えることでセンサに安定した電力が供給されるが、加工機や組立装置などの産業機械に設けられている軸受或いはボールねじやリニアガイドなどの直動装置は、速度が変動したり断続的に動いたりするため、安定した電力を供給することが難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、安定した電力を供給可能な電源装置を備え、検出した信号を無線で出力するワイヤレスセンサ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】
【０００８】
本発明に係るワイヤレスセンサは、検出部と制御部と送信部と電源装置とを備える。検出部は、検出対象を検出する。制御部は、検出部の検出信号を処理する。送信部は、制御部に制御されて出力を無線で送信する。電源装置は、検出部と制御部と送信部とに電力を供給する。この電源装置は、発電機と蓄電部と充電回路とを具備する。発電機は、コイルおよびこのコイルを通る磁束を変化させる磁束変動手段を有する。蓄電部は、発電機によって発電された電気を蓄電して放出する。充電回路は、蓄電部の蓄電および放電を制御する。
【０００９】
本発明に係る他のワイヤレスセンサは、検出部と制御部と送信部と電源装置とを備える。検出部は、検出対象を検出する。制御部は、検出部の検出信号を処理する。送信部は、制御部に制御されて出力を無線で送信する。電源装置は、検出部と制御部と送信部とに電力を供給する。この電源装置は、発電機と蓄電部と充電回路とを具備する。発電機は、熱発電素子を有する。蓄電部は、発電機によって発電された電気を蓄電して放出する。充電回路は、蓄電部の蓄電および放電を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
発電機と蓄電部を具備した発電装置で検出部と制御部と送信部に電力を供給することで、部品交換の頻度が少なく、かつ電力を安定して供給できるワイヤレスセンサとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の実施形態のワイヤレスセンサ１について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すスライドテーブル２は、ボールねじ３を備えている。ボールねじ３のねじ軸４の両端部は、ベース５に固定された軸受６によって、回転自在に支持されている。このねじ軸４の片端には、駆動部となるモータ７がカップリング８によって連結されている。テーブル９は、ボールねじ３のナット１０に固定されており、ねじ軸４が回転することで、軸方向に滑らかに移動する。
【００１２】
ナット１０には、ワイヤレスセンサ１が取り付けられている。このワイヤレスセンサ１は、検出対象の一例であるボールねじ３の振動を検出する検出部１１と、この検出部１１によって検出された信号を処理する制御部１２と、その結果に基づき制御部１２に制御されて電波Ｒを無線出力する送信部としての発信装置１３とを備えている。
【００１３】
また、図２のブロック図で示すようにこのワイヤレスセンサ１は、検出部１１と制御部１２と発信装置１３のそれぞれに電力を供給する電源装置１４を備えている。この電源装置１４は、発電機である光電変換体、例えば太陽電池１５と、蓄電部である二次電池１６とを備えている。太陽電池１５と二次電池１６の間には、二次電池１６に溜まった電気が逆流しないように設けられるダイオードや二次電池１６への過充電防止機能などを備えた充電回路１７が設けられている。なお、図２における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。
【００１４】
ワイヤレスセンサ１に光が当たると、太陽電池１５によって発電され、検出部１１と制御部１２と発信装置１３に電力が供給されるとともに、その余剰分が二次電池１６に蓄えられる。そして、二次電池１６の容量が一杯になると、充電回路１７によって過充電が防止される。また、ワイヤレスセンサ１に当たる光が弱まり、太陽電池１５の出力が低下すると、二次電池１６に蓄えられた電力が放出されて検出部１１と制御部１２と発信装置１３に電力が供給される。発電機として太陽電池１５を採用しているので、光量が不足して電力が不足する場合には、外部から光を照射することで容易に補うことが可能である。
【００１５】
このように、ワイヤレスセンサ１の電源装置１４に発電機である太陽電池１５を備えているので、電池切れによる部品の交換が不要である。また、電源装置１４に太陽電池１５とともに二次電池１６を具備しているので、ナット１０に当たる光量が多少変化しても検出部１１と制御部１２と発信装置１３に安定した電力を供給することができる。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施形態のワイヤレスセンサ２１について、図３及び図４を参照して説明する。図３に示す軸受２２は、外輪２３がハウジング２４と嵌合し、内輪２５が回転軸２６の中ほどに嵌合している。また、外輪２３の端部２７の一部には、凹部２８が設けられており、ワイヤレスセンサ２１が取り付けられている。
【００１７】
図４のブロック図に示すようにワイヤレスセンサ２１には、検出対象の一例である温度を検出する検出部２９と、この検出部２９によって検出された信号を処理する制御部３０と、その結果に基づいて制御部３０に制御されて音、例えば超音波Ｗを無線出力する送信部としての発信装置３１とを備えている。また、ワイヤレスセンサ２１は、検出部２９と制御部３０と発信装置３１のそれぞれに電力を供給する電源装置３２を備えている。この電源装置３２は、電磁誘導の原理により磁束の変化（誘導起電力）で発電する発電機３３と、発電された電気を一次的に蓄える蓄電部である二次電池３４と、充電回路３５を備えている。この充電回路３５は、発電機３３で発電された電気を二次電池３４に充電できるように直流に変換するとともに、二次電池３４への過充電防止機能を備えている。なお、図４における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。
【００１８】
発電機３３は、軸受２２の外輪２３に固定されている起電部３６とその誘導体となる内輪２５に固定されている歯車３７を備えている。なお、この歯車３７は、内輪２５と一体に設けられていてもよい。また、ワイヤレスセンサ２１を内輪２５に取り付ける場合は、起電部３６を内輪２５に、歯車３７を外輪２３にそれぞれ取り付ける。なお、歯車３７は、装置の一部として設けられている歯車であってもよいし、専用に設けられた歯車であってもよい。起電部３６は、歯車３７の半径方向に配置されたポールピース３９と、ポールピース３９に巻かれたコイル４０と、ポールピース３９を介して歯車３７と反対側に取り付けられた磁石４１を備えている。なお、ポールピース３９は、磁束を誘導する部材、例えば鉄を主成分とする部材、好ましくは強磁性体からなる棒状の部品とするとよい。歯車３７、ポールピース３９、磁石４１は、コイル４０の中を通る磁束を変化させる磁束変動手段の一例である。
【００１９】
したがって、回転軸２６が回ると歯車３７の歯面３７ａがポールピース３９に近付いたり離れたりすることでポールピース３９を通る磁束が変化し、ポールピース３９に巻かれたコイル４０に誘導起電力が発生することで発電される。誘導起電力で発電された電気は、通常交流であるので、充電回路３５で直流に変換した後、検出部２９と制御部３０と発信装置３１に供給するとともに、二次電池３４に蓄えられる。
【００２０】
二次電池３４に蓄えられた電気は、回転軸２６の回転速度が遅くなって発電機３３の出力が不足したときや、停止して発電がなされていないときに放出され、検出部２９と制御部３０と発信装置３１に電力が供給される。
【００２１】
このように、電源装置３２に誘導励起型の発電機３３を備えることで、一次電池を備えなくてもワイヤレスセンサ２１に電力を供給することができる。また、二次電池３４を備えているので、回転軸２６の回転数が低下したり停止したりした場合でも、途切れることなく安定した電力を供給することができる。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態のワイヤレスセンサ５１について、図５及び図６を参照して説明する。図５に示す加振装置５２は、リニアガイド５３と油圧シリンダ５４を備えている。油圧シリンダ５４は、リニアガイド５３のベアリング５５の上に取り付けられたテーブル５６と連結されており、ピストン５７の伸縮によりテーブル５６をリニアガイド５３に沿って往復移動させる。
【００２３】
テーブル５６には、ワイヤレスセンサ５１が取り付けられている。このワイヤレスセンサ５１は、テーブル５６に乗せた試験体５８に働く加速度の変化を計測するために、検出対象の一例である圧力または歪みを検出する検出部５９を備えている。また、図６のブロック図に示すようにワイヤレスセンサ５１は、検出部５９で検出された信号を処理する制御部６０と、その結果に基づいて制御部６０に制御されて光、例えば赤外線Ｐを無線出力する送信部としての発信装置６１と、検出部５９と制御部６０と発信装置６１に電力を供給する電源装置６２及び一次電池６３を備えている。電源装置６２は、発電機である熱発電素子６４と、発電された電気を一次的に蓄える蓄電部である二次電池６５と、充電回路６６を備えている。熱発電素子６４は、温度差によって直接発電する、いわゆる、ゼーベック効果により発電する素子である。充電回路６６は、二次電池６５に蓄えられた電気の逆流を防止するダイオードや二次電池６５への過充電防止機能を備えている。また、制御部６０は、二次電池６５に蓄電されている電力量を知るために、信号線６９で二次電池６５の電圧を検出している。なお、図６における太線の実線は電力供給経路を示し、細線の実線は信号経路を示している。
【００２４】
電源装置６２と一次電池６３は、並列に設けられており、制御部６０によって制御される第１のスイッチ６７と第２のスイッチ６８によって負荷側への接続がそれぞれ切り換えられる。熱発電素子６４が充分な電力を供給可能なときは、第１のスイッチ６７を閉状態、第２のスイッチ６８を開状態にして、負荷としての検出部５９と制御部６０と発信装置６１に電力を供給するとともに、余剰電力を二次電池６５に蓄電する。外気の温度の変化や電力消費側の負荷によって、熱発電素子６４の起電力が変動する場合があるが、二次電池６５に蓄電した電気が放出されることで安定した電力が供給される。
【００２５】
また、熱発電素子６４に生じる温度差が小さい場合や、消費電力が大きくて電源装置６２の電力が不足する場合は、第１のスイッチ６７と第２のスイッチ６８をともに閉状態にして、一次電池６３で電力の不足分を補う。さらに、熱発電素子６４に生じる温度差がほとんど無く、充分な電力が得られない場合は、第２のスイッチ６８を閉状態にした後、第１のスイッチ６７を開状態にして、一次電池６３から電力を供給する。
【００２６】
したがって、電源装置６２によって検出部５９と制御部６０と発信装置６１に電力が充分供給されている場合、第２のスイッチ６８が開状態であるので、一次電池６３は、電力の消耗が抑制されて寿命が延びる。また、電池容量の小さい一次電池でも対応可能であるため、ワイヤレスセンサ５１をさらに小型化することができる。
【００２７】
このように、熱発電素子６４と二次電池６５を備えた電源装置６２を一次電池６３と併用することで、検出部５９と制御部６０と発信装置６１にさらに安定した電力を供給することができる。なお、図６において第１のスイッチ６７と第２のスイッチ６８は、ともに閉状態で記されているが、それぞれ制御部６０によって励起されて開状態になる、いわゆるｂ接点スイッチであって、制御部６０に電力を常に供給するために、第１のスイッチ６７または第２のスイッチ６８の少なくともいずれか一方が常に閉状態であるようにそれぞれ開閉作動する。また、第１のスイッチ６７及び第２のスイッチ６８は、メカニカルな接点だけでなくトランジスタやＦＥＴ(Field Effect Transistor)などの半導体スイッチでもよい。
【００２８】
第１の実施形態から第３の実施形態において、ボールねじ３、軸受２２、加振装置５２にそれぞれワイヤレスセンサ１，２１，５１を適用して説明したが、加振装置５２に適用されたリニアガイド５３などの直動装置にワイヤレスセンサ１，２１，５１を取り付けて使用してもよい。
【００２９】
また、第１の実施形態から第３の実施形態において、ボールねじ３や軸受２２または加振装置５２が断続的に回転や移動を繰り返す場合は、ワイヤレスセンサ１，２１，５１の電源装置１４，３２，６２の発電部に、錘（慣性体）の回転運動或いは揺動運動をギヤで増幅して発電ロータを回転させ、コイルに誘導起電力を発生させるいわゆる運動エネルギー変換式発電機を用いてもよい。
【００３０】
また、第１の実施形態の発電機は太陽電池１５、第２の実施形態の発電機は電磁誘導による発電機３３、第３の実施形態の発電機は熱発電素子６４としたが、本発明を実施する上での一形態であるので、ワイヤレスセンサの使用状況に応じて太陽電池、電磁誘導による発電機、熱発電素子、運動エネルギー変換式発電機を単独で、或いは組合せて、さらには一次電池と併用して設けてもよい。また、蓄電部は二次電池１６，３４，６５としたが、コンデンサで置き換えることも可能である。
【００３１】
第１の実施形態の検出部１１は振動を、第２の実施形態の検出部２９は温度を、第３の実施形態の検出部５９は圧力または歪みを検出するものとしたが、本発明を実施する上での一形態であるので、それぞれの検出部１１，２９，５９は、用途目的に合わせて振動、温度、圧力、歪み、湿度、速度、角度などを検出できるように単独で、或いは組合せて設けてもよい。
【００３２】
さらに、第１の実施形態の送信部は電波Ｒで無線出力する発信装置１３、第２の実施形態の送信部は超音波Ｗで無線出力する発信装置３１、第３の実施形態の送信部は赤外線Ｐで無線出力する発信装置６１としたが、ワイヤレスセンサの使用状況や出力を受信する側の条件に対応した発信装置であればよいので、ワイヤレスセンサ１の発信装置が超音波Ｗで出力する発信装置３１または赤外線Ｐで出力する発信装置６１であってもよいし、ワイヤレスセンサ２１の発信装置が、電波Ｒで出力する発信装置１３または赤外線Ｐで出力する発信装置６１であってもよいし、ワイヤレスセンサ５１の発信装置が電波Ｒで出力する発信装置または超音波Ｗで出力する発信装置３１であってもよい。
【００３３】
また、以上のようにワイヤレスセンサ１，２１，５１は、検出対象を無線で出力するので、有線で信号を取り出し難い軸受の静止側などにも適用することができるのでよい。
【００３４】
本発明に係る第４の実施形態のワイヤレスセンサ７１について、図２、図７を参照して説明する。なお、第１から第３の実施形態のワイヤレスセンサ１，２１，５１と同じ構成要素は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図７に示すワイヤレスセンサ７１は、図２のブロック図に示す検出部１１、制御部１２、発信装置１３、電源装置１４の二次電池１６及び充電回路１７をセンサケース７２に内蔵し、光電変換体の一例である太陽電池１５と、アンテナ７３をこのセンサケース７２の外表面に取り付けて形成されている。太陽電池１５は、検出部１１と制御部１２と発信装置１３に十分な電力を供給できる面積であればよい。具体的には、図７の（Ａ）のように例えば検出対象が測定される軸受を納めたハウジングＨの取付部と接する設置面と反対側の面（上面）７２ｔに取り付けてもよいし、図７の（Ｂ）のように設置面から立ち上がる面（側面）７２ｓに取り付けてもよいし、図７の（Ｃ）のように設置面を除く全ての面７２ｔ，７２ｓに取り付けてもよいし、光の当たる範囲に部分的に取り付けてもよい。このとき、太陽電池１５は、各面に接着やねじ止めによって取り付ける。アンテナ７３は、センサケース７２を貫通して発信装置１３に接続されている。なお、アンテナ７３は、電波Ｒを好適に出力できる形態のものであればよいので、図７に示す棒状のアンテナ７３以外にループ状や面状のアンテナであってもよく、取り付け位置もこのワイヤレスセンサ７１を設置した周囲の環境に応じて変えてもよい。側面７２ｓに取り付けられた棒状のもの以外のものであってもよい。ワイヤレスセンサ７１の設置面の形状は、図７において平坦であるが、ハウジングＨの取付部の形状に合わせて作られることが好ましい。また、ハウジングＨへの取付方法は、図７のようにねじで固定するほか、ハウジングＨの取付部が強磁性体である場合は、設置面に磁石を装着し、この磁石の吸着力によってワイヤレスセンサ７１を被測定対象に固定してもよいし、接着剤で貼り付けてもよい。なお、センサケースの形状は、図７に示した箱形に限らず、円筒形、半球状のドーム形などでもよい。この場合、太陽電池は、センサケースの光が当たる範囲に取付けられる。
【００３６】
以上のように構成されたワイヤレスセンサ７１は、太陽電池１５で発電した電力のうち余剰電力を充電回路１７によって二次電池１６に充電する。そして、光量が低下したときに、二次電池１６に蓄電されている電力を放電し、太陽電池１５で発電される電力を補う。したがって、このワイヤレスセンサ７１は、太陽電池１５に常時必要十分な光量が得られる環境下では勿論のこと、光量が低下して太陽電池１５が発電する電力が低下した場合にも、二次電池１６から電力を補うことで、安定した電力を検出部１１、制御部１２、発信装置１３に供給することができる。また、ワイヤレスセンサ７１は、発信装置１３と電源装置１４を備えているので、電力供給のための電線と検出部で検出した信号の出力線がない。したがって、検出部１１として検出対象の一例である振動、温度、移動速度、回転角度、圧力、歪、湿度などを検出するセンサ部のうち必要なものをセンサケース７２にそれぞれ内蔵することにより、ワイヤレスセンサ７１を被測定対象に取り付けるだけで所望する検出対象を検出し、その出力信号を得ることができる。
【００３７】
信号の伝播は、第１から第３の実施形態で説明したように、電波、赤外線を含む光、超音波を含む音波などを使用することができる。このとき、直接見通せる環境においては、電波や光が適しており、直接見通せないが障害物のない環境においては、電波が適している。また、音波は、障害物の有無に関わらず利用することができるので、大気中で信号を送る以外に、機械装置などの金属製の構造物を介して信号を送ったり、水中などの流体中で信号を送ったりすることができる。
【００３８】
複数のワイヤレスセンサ７１を同時に使用する場合、検出した信号とともにワイヤレスセンサ７１ごとに割り当てた識別情報を送信する。このように、複数のワイヤレスセンサ７１を同時に管理することで、機械装置などの運転状態を総合的に監視することができる。
【００３９】
本発明に係る第５の実施形態について、図８から図１０を参照して説明する。なお、第１から第４の実施形態と同じ構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示すようにワイヤレスセンサ８１は、直動装置の一例であるリニアガイド８２に内蔵されている。リニアガイド８２は、レール８３とこのレール８３に沿って移動するベアリング８４を備えている。レール８３は、レール８３が延びる方向に沿って、側面にレール溝８３ａが形成されている。ベアリング８４には、レール溝８３ａに対向して軌道溝８４ａが設けられている。レール８３とベアリング８４との間には、レール溝８３ａと軌道溝８４ａに転接する多数の転動体８５が装填されている。転動体８５は、ベアリング８４に設けられた循環路８６を通って循環する。
【００４０】
ワイヤレスセンサ８１は、図９のブロック図に示すように検出部１１と制御部１２と発信装置１３と電源装置１４とを備えている。発信装置１３は、電波Ｒを出力するアンテナ８７を備えており、検出部１１で検出された信号またはこの信号を制御部１２で処理した情報をアンテナ８７から送信する。電源装置１４は、発電機８８と充電回路１７と二次電池１６を備えている。発電機８８は、図８に示すコイル８９とポールピース９０と多極磁石９１を備える。コイル８９は、ベアリング８４に固定されている。ポールピース９０は、コイル８９に挿通されており、多極磁石９１から出る磁力線をコイル８９に誘導する。多極磁石９１は、レール８３の上面８３ｂに取付けられ、レール８３が延びる方向に沿ってＮ極９１ｎとＳ極９１ｓとを交互に着磁したものである。多極磁石９１として、希土類磁石、フェライト磁石などを用いる。ポールピース９０と多極磁石９１は、コイル８９の磁束を変動させる磁束変動手段の一例である。なお、多極磁石９１は、図１０に示す多極磁石９３の着磁パターンでもよい。
【００４１】
レール８３に沿ってコイル８９とポールピース９０がベアリング８４とともに移動すると、Ｎ極９１ｎとＳ極９１ｓを交互に通過するたびにコイル８９を通る磁束の向きが反転する。これによりコイル８９に交流の誘導電流が生じる。また、ベアリング８４の動きが不規則である場合、発生する電力は、不安定である。そこで、充電回路１７は、誘導電流を直流に変換し、検出部１１と制御部１２と発信装置１３に供給するとともに、余剰電力を二次電池１６に充電する。二次電池１６に蓄電された電力は、検出部１１と制御部１２と発信装置１３に電圧変動が少ない状態で供給される。
【００４２】
発電機８８は、図１０に示すコイル９２と多極磁石９３でもよい。また、コイル９２をはさんで多極磁石９３と反対の位置となるベアリング８４にバックヨーク９４を取り付けると、多極磁石９３の磁力線が効果的に誘導され、コイル９２に発生する誘導電流が大きくなるのでよい。多極磁石９３のＮ極９３ｎとＳ極９３ｓの磁極ピッチ幅ｍをそれぞれ均等にし、コイル９２の捲回幅ｃを多極磁石９３の磁極ピッチ幅ｍ以下、好ましくは同じにすると誘導電流を効率よく発生させることができる。なお、図１０に示す多極磁石９３は、図８に示す多極磁石９１の着磁パターンでもよいが、図８に示す多極磁石９１よりも図１０に示す多極磁石９３の着磁パターンの方が磁束を有効に利用することができるので望ましい。
【００４３】
図８または図１０において、１つのコイル８９，９２の発電量がワイヤレスセンサ８１の消費電力に満たない場合、コイル８９，９２を複数設ける。複数のコイル８９，９２は、並列に接続することで電流を大きくし、直列に接続することで電圧を大きくすることができる。図８に示すコイル８９とポールピース９０とを複数設ける場合、ポールピース９０の一端を一体に繋いで他端を多極磁石９１に向けた櫛歯状のポールピースとしてもよい。この場合、櫛歯のピッチは、多極磁石９１の磁極ピッチ幅ｍと同じとし、隣合うコイル８９の捲回方向は、逆向きとするとよい。
【００４４】
第１から第５の実施形態で示したワイヤレスセンサ１，２１，５１，７１，８１において、信号を発信装置１３，３１，６１から送信する場合、移動体通信手段、例えば携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、衛星電話などの公共回線を利用してもよい。このようにするとワイヤレスセンサ１，２１，５１，７１，８１から遠く離れた場所でも信号を受信しやすくなり、ワイヤレスセンサ１，２１，５１，７１，８１を１か所で集中管理することができるようになる。なお、信号が電波Ｒで出力される場合、信号は、発信装置から直接公共回線に送信してもよいし、発信装置１３の近くに配置される受信装置などの中継器に一度送信し、そこから公共回線に送信するようにしてもよい。また、信号が赤外線Ｐや超音波Ｗで出力される場合、信号は、一度近くに配置される受信装置などの中継器を介してそこから公共回線に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態のワイヤレスセンサをボールねじに取り付けた状態を示す図。
【図２】図１のワイヤレスセンサのブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態のワイヤレスセンサを軸受に取り付けた状態を示す断面図。
【図４】図３のワイヤレスセンサのブロック図。
【図５】本発明の第３の実施形態のワイヤレスセンサを加振装置に取り付けた状態を示す側面図。
【図６】図５のワイヤレスセンサのブロック図。
【図７】（Ａ）は、本発明の第４の実施形態のワイヤレスセンサのうち太陽電池をセンサケースの上面に取り付けた状態を示す斜視図。（Ｂ）は、太陽電池をセンサケースの側面に取り付けた状態を示す斜視図。（Ｃ）は、太陽電池を設置面以外の全ての面に取り付けた状態を示す斜視図。
【図８】本発明の第４の実施形態のワイヤレスセンサをリニアガイドに取付けた状態について、ベアリングを一部切欠いて示す斜視図。
【図９】図８のワイヤレスセンサのブロック図。
【図１０】図８のワイヤレスセンサの発電部の他の例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１，２１，５１，７１，８１…ワイヤレスセンサ、１１，２９，５９…検出部、１２，３０，６０…制御部、１３，３１，６１…発信装置（送信部）、１４，３２，６２…電源装置、１５…太陽電池（発電機）、１６，３４，６５…二次電池（蓄電部）、１７，３５，６６…充電回路、３３，８８…発電機、３７…歯車（磁束変動手段）、３９，９０…ポールピース（磁束変動手段）、４０，８９，９２…コイル、４１…磁石（磁束変動手段）、６３…一次電池、６４…熱発電素子（発電機）、９１，９３…多極磁石（磁束変動手段）、９１ｎ，９３ｎ…Ｎ極、９１ｓ，９３ｓ…Ｓ極、９４…バックヨーク（磁束変動手段）、Ｒ…電波（無線）、Ｗ…超音波（無線）、Ｐ…赤外線（無線）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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