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JP7735783B2 - wireless communication system - Google Patents

wireless communication system

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JP7735783B2
JP7735783B2 JP2021172392A JP2021172392A JP7735783B2 JP 7735783 B2 JP7735783 B2 JP 7735783B2 JP 2021172392 A JP2021172392 A JP 2021172392A JP 2021172392 A JP2021172392 A JP 2021172392A JP 7735783 B2 JP7735783 B2 JP 7735783B2
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Japan
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repeater
parasitic
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transmitting antenna
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JP2021172392A
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佳資 眞鍋
雄太 渕上
澄雄 杉田
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Description

本発明は、無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system.

振動センサ、加速度センサ、回転センサ、温度センサ等の各種センサを含むワイヤレスセンサユニットを内蔵し、各種センサにより取得したデータを無線通信により出力するワイヤレスセンサ付き軸受が提案されている(例えば、特許文献1)。このようなワイヤレスセンサ付き軸受を適用した回転機械において、ワイヤレスセンサユニットで測定したデータを外部に送付する技術として、回転機械の金属筐体の内外の電波を中継する無給電中継器を設けた無線通信システムが開示されている(例えば、特許文献2)。 Such bearings with wireless sensors have been proposed, each of which incorporates a wireless sensor unit containing various sensors such as a vibration sensor, acceleration sensor, rotation sensor, and temperature sensor, and outputs data acquired by the various sensors via wireless communication (see, for example, Patent Document 1). In rotating machines that use such bearings with wireless sensors, a wireless communication system has been disclosed that includes a non-powered repeater that relays radio waves between the inside and outside of the metal casing of the rotating machine, as a technique for sending data measured by the wireless sensor unit to an external device (see, for example, Patent Document 2).

特開2018-66433号公報JP 2018-66433 A 国際公開第2020/209206号International Publication No. 2020/209206

無給電中継器を用いた無線通信システムでは、高い電界強度を維持するために電波の伝搬損失を抑制する必要がある。上記従来技術では、回転機械の金属筐体に挿通した無給電中継器の端子部と受信アンテナとを同軸ケーブルで接続して、無給電中継器の受信アンテナをワイヤレスセンサユニットの送信アンテナに対向して配置し、ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナと無給電中継器の受信アンテナとの間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用して、ワイヤレスセンサユニットから放射される電波の伝搬損失の抑制効果を高めている。あるいは、回転機械の金属筐体の内外の電波を中継する第1の無給電中継器とワイヤレスセンサユニットとの間で電波の送信方向を変えて中継する第2の無給電中継器を設け、回転機械の金属筐体に挿通した第1の無給電中継器の端子部と受信アンテナとを同軸ケーブルで接続して、第1の無給電中継器の受信アンテナを第2の無給電中継器の送信アンテナに対向して配置し、第2の無給電中継器の送信アンテナと第1の無給電中継器の受信アンテナとの間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用して、第2の無給電中継器から放射される電波の伝搬損失の抑制効果を高めている。このような態様の無線通信システムをモータや減速機等の回転機械に適用する場合、金属筐体の内部における同軸ケーブルの取り回しや第2の無給電中継器の配置は、金属筐体の内部の構造や反射等によるマルチパスフェージング現象により制限される場合がある。 In wireless communication systems using parasitic repeaters, it is necessary to suppress radio wave propagation loss in order to maintain high field strength. In the above-mentioned conventional technology, a coaxial cable is used to connect the terminal of the parasitic repeater, which is inserted into the metal casing of the rotating machine, to the receiving antenna, and the receiving antenna of the parasitic repeater is positioned opposite the transmitting antenna of the wireless sensor unit. This utilizes the near-field electromagnetic coupling that occurs between the transmitting antenna of the wireless sensor unit and the receiving antenna of the parasitic repeater to effectively suppress propagation loss of the radio waves emitted from the wireless sensor unit. Alternatively, a second parasitic repeater is provided between a first parasitic repeater that relays radio waves between the inside and outside of the metal casing of the rotating machine and a wireless sensor unit, and the second parasitic repeater changes the transmission direction of the radio waves and relays them. The terminal of the first parasitic repeater inserted into the metal casing of the rotating machine is connected to the receiving antenna with a coaxial cable, and the receiving antenna of the first parasitic repeater is positioned opposite the transmitting antenna of the second parasitic repeater. The near-field electromagnetic coupling between the transmitting antenna of the second parasitic repeater and the receiving antenna of the first parasitic repeater is utilized to effectively suppress propagation loss of the radio waves emitted from the second parasitic repeater. When a wireless communication system of this type is applied to a rotating machine such as a motor or a reducer, the routing of the coaxial cable inside the metal casing and the placement of the second parasitic repeater may be limited by multipath fading caused by the internal structure and reflections of the metal casing.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、電界強度の低下を抑制しつつ、回転機械の内部構造に依らず広く適用可能な無線通信システムを提供すること、を目的としている。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a wireless communication system that can be widely applied regardless of the internal structure of the rotating machine while suppressing a decrease in electric field strength.

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信システムは、金属筐体の内部に設けられたワイヤレスセンサユニットと、前記金属筐体の内部と外部との間に設けられた第1の無給電中継器と、前記金属筐体の内部に設けられ、前記ワイヤレスセンサユニットから送信された電波を前記第1の無給電中継器に中継する第2の無給電中継器と、を備え、前記第2の無給電中継器の受信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、前記第2の無給電中継器の送信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、当該基板の水平面内において単一指向性を有する指向性アンテナであり、前記第2の無給電中継器の送信アンテナと前記第2の無給電中継器の受信アンテナとが、少なくとも前記第2の無給電中継器の送信アンテナが設けられた基板の水平面に対して垂直な方向から見て異なる位置にオフセット配置され、前記第1の無給電中継器の受信アンテナは、少なくとも前記第2の無給電中継器の送信アンテナが設けられた基板の水平面の延長平面上に配置されている。 To achieve the above object, one aspect of the present invention provides a wireless communication system comprising: a wireless sensor unit provided inside a metal housing; a first parasitic repeater provided between the inside and outside of the metal housing; and a second parasitic repeater provided inside the metal housing and relaying radio waves transmitted from the wireless sensor unit to the first parasitic repeater; the receiving antenna of the second parasitic repeater is formed of a conductor provided on a substrate; the transmitting antenna of the second parasitic repeater is formed of a conductor provided on the substrate and is a directional antenna with unidirectionality within the horizontal plane of the substrate; the transmitting antenna of the second parasitic repeater and the receiving antenna of the second parasitic repeater are offset from each other at different positions when viewed from a direction perpendicular to at least the horizontal plane of the substrate on which the transmitting antenna of the second parasitic repeater is provided; and the receiving antenna of the first parasitic repeater is located on an extension of the horizontal plane of the substrate on which the transmitting antenna of the second parasitic repeater is provided.

上記構成によれば、電界強度の低下を抑制しつつ、回転機械の内部構造に依らず広く適用可能な無線通信システムが得られる。 The above configuration provides a wireless communication system that can be widely applied regardless of the internal structure of the rotating machine, while suppressing a decrease in electric field strength.

無線通信システムの望ましい態様として、前記第2の無給電中継器の受信アンテナが設けられる基板と前記第2の無給電中継器の送信アンテナが設けられる基板とが樹脂部材に嵌め込まれ、当該樹脂部材に設けられた伝送路で前記第2の無給電中継器の受信アンテナと送信アンテナとが接続されていることが好ましい。 A desirable aspect of the wireless communication system is that the board on which the receiving antenna of the second parasitic repeater is mounted and the board on which the transmitting antenna of the second parasitic repeater is mounted are embedded in a resin member, and the receiving antenna and transmitting antenna of the second parasitic repeater are connected by a transmission path provided in the resin member.

無線通信システムの望ましい態様として、前記伝送路は、同軸ケーブルであることが好ましい。 In a preferred embodiment of the wireless communication system, the transmission path is a coaxial cable.

無線通信システムの望ましい態様として、前記伝送路は、導波管であることが好ましい。 In a preferred embodiment of the wireless communication system, the transmission path is a waveguide.

無線通信システムの望ましい態様として、前記第2の無給電中継器の受信アンテナと前記第2の無給電中継器の送信アンテナとが同一の基板上に設けられ、当該基板に設けられた導体で前記第2の無給電中継器の受信アンテナと前記第2の無給電中継器の送信アンテナとが接続されていることが好ましい。 A desirable aspect of the wireless communication system is that the receiving antenna of the second parasitic repeater and the transmitting antenna of the second parasitic repeater are mounted on the same substrate, and that the receiving antenna of the second parasitic repeater and the transmitting antenna of the second parasitic repeater are connected by a conductor mounted on the substrate.

無線通信システムの望ましい態様として、前記ワイヤレスセンサの送信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、少なくとも前記第2の無給電中継器の受信アンテナが設けられた基板は、前記ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナが設けられた基板に略平行に配置されていることが好ましい。 In a preferred embodiment of the wireless communication system, the transmitting antenna of the wireless sensor is composed of a conductor mounted on a substrate, and it is preferable that the substrate on which at least the receiving antenna of the second parasitic repeater is mounted is arranged approximately parallel to the substrate on which the transmitting antenna of the wireless sensor unit is mounted.

本発明によれば、電界強度の低下を抑制しつつ、回転機械の内部構造に依らず広く適用可能な無線通信システムが得られる。 The present invention provides a wireless communication system that can be widely applied regardless of the internal structure of a rotating machine while suppressing a decrease in electric field strength.

図1は、ワイヤレスセンサ付き軸受の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a bearing with a wireless sensor. 図2は、ワイヤレスセンサ付き軸受の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a bearing with a wireless sensor. 図3は、ワイヤレスセンサ付き軸受であって、発電部と凸部とを含む部分の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the bearing with a wireless sensor, including the power generating portion and the protruding portion. 図4は、ワイヤレスセンサ付き軸受であって、発電部と凹部とを含む部分の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the bearing with a wireless sensor, including the power generating section and the recessed section. 図5は、ワイヤレスセンサ付き軸受であって、センサ基板を含む部分の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of a bearing with a wireless sensor, including a sensor substrate. 図6は、ワイヤレスセンサ付き軸受における起電力の電圧と時間との関係を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the voltage of the electromotive force and time in a bearing with a wireless sensor. 図7は、ワイヤレスセンサユニットの平面図である。FIG. 7 is a plan view of the wireless sensor unit. 図8は、カバーの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the cover. 図9は、ワイヤレスセンサ付き軸受を備えたモータの内部構成の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the internal configuration of a motor equipped with a bearing with a wireless sensor. 図10は、比較例の第1例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an application example of a wireless communication system according to a first example of a comparative example. 図11は、比較例の第2例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an application example of a wireless communication system according to a second example of the comparative example. 図12は、実施形態に係る無線通信システムを適用したモータの具体例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a specific example of a motor to which the wireless communication system according to the embodiment is applied. 図13は、実施形態の変形例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an application example of a wireless communication system according to a modified example of the embodiment. 図14は、実施形態に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。FIG. 14 is a schematic structural diagram of a second passive repeater according to the embodiment. 図15は、実施形態の第1変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。FIG. 15 is a schematic structural diagram of a second passive repeater according to a first modified example of the embodiment. 図16は、実施形態の第2変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。FIG. 16 is a schematic structural diagram of a second parasitic repeater according to a second modified example of the embodiment. 図17は、実施形態の第3変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。FIG. 17 is a schematic structural diagram of a second parasitic repeater according to a third modified example of the embodiment.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 The following describes in detail modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as "embodiments") with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Furthermore, the components in the following embodiments include those that would be easily imagined by a person skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are within the so-called equivalent range. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.

まず、本実施形態に係るワイヤレスセンサが適用される例として、ワイヤレスセンサ付き軸受について説明する。 First, we will explain a bearing with a wireless sensor as an example of an application of the wireless sensor according to this embodiment.

図1は、ワイヤレスセンサ付き軸受の斜視図である。図2は、ワイヤレスセンサ付き軸受の分解斜視図である。図3は、ワイヤレス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、ワイヤレス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、ワイヤレス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に示すワイヤレスセンサ付き軸受1は、図2に示すように、ワイヤレスセンサユニット5と、トーンリング30と、軸受本体20とを有している。 Figure 1 is a perspective view of a bearing with a wireless sensor. Figure 2 is an exploded perspective view of a bearing with a wireless sensor. Figure 3 is a cross-sectional view of a portion of a bearing with a wireless sensor that includes a power generating section and a protruding section. Figure 4 is a cross-sectional view of a portion of a bearing with a wireless sensor that includes a power generating section and a recessed section. Figure 5 is a cross-sectional view of a portion of a bearing with a wireless sensor that includes a sensor board. The bearing with a wireless sensor 1 shown in Figure 1 has a wireless sensor unit 5, a tone ring 30, and a bearing body 20, as shown in Figure 2.

図3から図5に示すように、軸受本体20は、外輪21と、内輪22と、転動体23とを有する転がり軸受である。外輪21と内輪22は、回転軸Ax(図1参照)を中心に相対的に回転する。以下、内輪22が回転輪として説明するが、内輪22と外輪21とが相対回転していれば、どちらが回転していてもよい。 As shown in Figures 3 to 5, the bearing body 20 is a rolling bearing having an outer ring 21, an inner ring 22, and rolling elements 23. The outer ring 21 and the inner ring 22 rotate relatively around the rotation axis Ax (see Figure 1). In the following, the inner ring 22 will be described as the rotating ring, but as long as the inner ring 22 and the outer ring 21 rotate relative to each other, it does not matter which one is rotating.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図6は、ワイヤレス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。 Figure 6 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the voltage of the electromotive force and time in a bearing with a wireless sensor. Here, the horizontal axis of Figure 6 represents time T, and the vertical axis represents the voltage Vi of the electromotive force. The outer ring 21 is fixed, and as the inner ring 22 rotates, the tone ring 30 rotates along with the inner ring 22, causing the tone ring 30 and the power generating unit 3 to rotate relative to each other. For the yoke 14, the air gap from the inner peripheral end face to the outer peripheral end face 31IF of the convex portion 31 shown in Figure 3 alternates with the air gap from the inner peripheral end face to the outer peripheral end face 32IF of the concave portion 32 shown in Figure 4.

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

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。 In other words, when the yoke 14 and the outer peripheral end surface 31IF of the convex portion 31 are closest to each other, the magnetic flux Mf shown in FIG. 3 becomes larger, and the electromotive force voltage V1 shown in FIG. 6 is supplied to the power supply board 41. When the yoke 14 and the outer peripheral end surface 32IF of the concave portion 32 are farthest from each other, the magnetic flux Mf shown in FIG. 4 becomes smaller, and the electromotive force voltage V2 shown in FIG. 6 is supplied to the power supply board 41.

図7は、ワイヤレスセンサユニットの平面図である。図7に示すように、電源基板41には、電源部43が実装されている。電源部43は、発電部3から供給された単相交流電力を直流電圧に変換して、センサ基板42へ供給する。センサ基板42には、センサ44と、通信回路を有する制御部45と、送信アンテナ47とが実装されている。電源部43からの直流電力は、センサ44及び制御部45に供給される。センサ44、制御部45及び送信アンテナ47は、別々のIC(Integrated Circuit)チップで構成されていてもよいし、それらの一部又は全部が1つのICチップで構成されていてもよい。また、センサ44は、例えば、加速度センサ441と、温度センサ442及び角度センサ443を有する。なお、センサ44は、上述した加速度センサ441、温度センサ442、角度センサ443のうちの何れか1つ、又は2つでも良いし、その他の物理量を計測するセンサであっても良い。 Figure 7 is a plan view of the wireless sensor unit. As shown in Figure 7, a power supply unit 43 is mounted on a power supply board 41. The power supply unit 43 converts single-phase AC power supplied from the power generation unit 3 into DC voltage and supplies it to the sensor board 42. A sensor 44, a control unit 45 having a communication circuit, and a transmitting antenna 47 are mounted on the sensor board 42. DC power from the power supply unit 43 is supplied to the sensor 44 and the control unit 45. The sensor 44, the control unit 45, and the transmitting antenna 47 may be configured on separate IC (Integrated Circuit) chips, or some or all of them may be configured on a single IC chip. The sensor 44 includes, for example, an acceleration sensor 441, a temperature sensor 442, and an angle sensor 443. The sensor 44 may be any one or two of the acceleration sensor 441, temperature sensor 442, and angle sensor 443 described above, or it may be a sensor that measures other physical quantities.

図8は、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側に送信アンテナ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、送信アンテナ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、送信アンテナ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の送信アンテナ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、送信アンテナ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。 Figure 8 is a perspective view of the cover. As shown in Figure 8, a through hole 12H is formed in the cover 10. As shown in Figure 1, the through hole 12H is sealed with a non-magnetic lid 17 made of a non-magnetic material such as resin. As described above, the cover 10 is provided with a transmitting antenna 47 on the bearing body 20 side. Here, the cover 10 is magnetic, and therefore acts to shield electromagnetic waves from the transmitting antenna 47. For this reason, as shown in Figure 7, the transmitting antenna 47 is positioned so as to overlap the non-magnetic lid 17 in a plan view seen from the direction of the rotation axis Zr of the bearing body 20. In other words, the non-magnetic lid 17 is provided on the portion of the cover 10 facing the transmitting antenna 47. Therefore, the electromagnetic waves WV from the transmitting antenna 47 can reach the communication unit 151 via the non-magnetic lid 17.

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

制御部45は、センサ44によって検出された各種データをアナログデータからデジタルデータに変換(例えば、A/D変換)して記憶する機能を有する。また、制御部45は、送信アンテナ47を介して記憶したデジタルデータを外部に送信する機能を有する。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動作する。 The control unit 45 has the function of converting various data detected by the sensor 44 from analog data to digital data (e.g., A/D conversion) and storing the data. The control unit 45 also has the function of transmitting the stored digital data to the outside via the transmission antenna 47. The control unit 45 operates using DC power supplied from the power supply unit 43.

ワイヤレスセンサユニット5から送信されたデジタルデータは、図1に示す上位装置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、ワイヤレスセンサ付き軸受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。 The digital data transmitted from the wireless sensor unit 5 is received by the communication unit 151 of the host device 150 shown in Figure 1. The digital data received by the communication unit 151 is processed by the computer 152. In this way, the bearing with wireless sensor 1 can transmit digital data wirelessly, making it possible to reduce its size.

本実施形態に係るワイヤレスセンサとしては、上述したワイヤレスセンサ付き軸受1の他に、軸受の近傍に設ける間座タイプのワイヤレスセンサモジュールも存在する。以下、上述したワイヤレスセンサ付き軸受1やワイヤレスセンサモジュールのようなワイヤレスセンサを用いた無線通信システムについて説明する。なお、以下の説明では、図1から図8において説明したワイヤレスセンサ付き軸受1及び上位装置150の構成と実質的に同一の構成部が含まれる。 In addition to the wireless sensor bearing 1 described above, the wireless sensor according to this embodiment also includes a spacer-type wireless sensor module that is installed near the bearing. Below, we will explain a wireless communication system that uses a wireless sensor such as the wireless sensor bearing 1 and wireless sensor module described above. Note that the following explanation includes components that are essentially the same as the configuration of the wireless sensor bearing 1 and host device 150 described in Figures 1 to 8.

本実施形態では、ワイヤレスセンサ付き軸受を備えたモータにおける無線通信システムの具体的な適用例について説明する。図9は、ワイヤレスセンサ付き軸受を備えたモータの内部構成の一例を示す図である。なお、上述した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、本実施形態に係る無線通信システムを適用する回転機械は、モータに限らず、例えば、ワイヤレスセンサ付き軸受を備えた減速機であっても良い。 In this embodiment, a specific example of application of a wireless communication system to a motor equipped with a bearing equipped with a wireless sensor is described. Figure 9 is a diagram showing an example of the internal configuration of a motor equipped with a bearing equipped with a wireless sensor. Note that components that are the same as those described above are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. Furthermore, the rotating machine to which the wireless communication system according to this embodiment is applied is not limited to motors, and may also be, for example, a reducer equipped with a bearing equipped with a wireless sensor.

モータ50は、基本構成として、金属筐体51、ロータ52、ステータ53、及び出力シャフト54を備えている。 The motor 50 basically comprises a metal casing 51, a rotor 52, a stator 53, and an output shaft 54.

ロータ52及び出力シャフト54は、モータ50の金属筐体51及びステータ53に対して回転自在に保持される。ワイヤレスセンサ付き軸受1は、モータ50の回転制御対象100が機械的に接続される出力シャフト54の負荷側に設けられている。本実施形態において、モータ50の回転制御対象100(以下、「負荷」とも称する)は、例えばポンプや減速機等の回転機械である。 The rotor 52 and output shaft 54 are rotatably held relative to the metal casing 51 and stator 53 of the motor 50. The bearing with wireless sensor 1 is provided on the load side of the output shaft 54, to which the object 100 to be controlled by the motor 50 is mechanically connected. In this embodiment, the object 100 to be controlled by the motor 50 (hereinafter also referred to as the "load") is a rotating machine such as a pump or a reducer.

ワイヤレスセンサユニット5は、負荷側の軸受本体20の回転軸Ax方向内側に設けられる。ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47は、センサ基板42上に設けられた導体で構成される。送信アンテナ47は、例えば、パターンアンテナ、マイクロストリップパッチアンテナ、及びチップアンテナのいずれか1つで構成される。 The wireless sensor unit 5 is provided on the inside of the load-side bearing body 20 in the direction of the rotation axis Ax. The transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is composed of a conductor provided on the sensor substrate 42. The transmitting antenna 47 is, for example, one of a pattern antenna, a microstrip patch antenna, and a chip antenna.

本開示のワイヤレスセンサユニット5は、上述したように、軸受本体(第1軸受)20に設けられたカバー10に覆われて構成される。カバー10は、磁性を有する材料で形成され、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から送信される電波は、カバー10に設けられた貫通孔12Hを密閉する非磁性蓋17を介して、軸受本体(第1軸受)20の回転軸Ax方向に放射される。図9に示す構造のモータ50にワイヤレスセンサ付き軸受1を適用する場合、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47は、電波の最大放射方向を回転軸Ax方向内側に向けて配置される。このため、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から放射される電波の強度は、センサ基板42の垂直方向において最大となる。従って、図9に示す構成のモータ50にワイヤレスセンサ付き軸受1を適用する場合、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から送信される電波を金属筐体51の外部に取り出すためのシステムが必要となる。 As described above, the wireless sensor unit 5 of the present disclosure is covered by the cover 10 attached to the bearing body (first bearing) 20. The cover 10 is made of a magnetic material, and radio waves transmitted from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 are radiated in the direction of the rotation axis Ax of the bearing body (first bearing) 20 via the non-magnetic lid 17 that seals the through-hole 12H provided in the cover 10. When a bearing with a wireless sensor 1 is applied to a motor 50 having the structure shown in FIG. 9 , the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is positioned so that the maximum radiation direction of the radio waves faces inward in the direction of the rotation axis Ax. Therefore, the strength of the radio waves radiated from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is greatest in the direction perpendicular to the sensor board 42. Therefore, when a bearing with a wireless sensor 1 is applied to a motor 50 having the structure shown in FIG. 9 , a system is required to extract the radio waves transmitted from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 to the outside of the metal housing 51.

以下、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から送信される電波を金属筐体51の外部に取り出すことが可能な無線通信システムについて説明する。 The following describes a wireless communication system that can extract radio waves transmitted from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 outside the metal housing 51.

図10は、比較例の第1例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。図9と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図10に示す比較例の第1例において、無線通信システムは、ワイヤレスセンサユニット5と、無給電中継器60とを含む。 Figure 10 is a diagram showing an application example of a wireless communication system according to a first example of a comparative example. Components that are the same as those in Figure 9 are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. In the first example of a comparative example shown in Figure 10, the wireless communication system includes a wireless sensor unit 5 and a non-powered repeater 60.

無給電中継器60を構成する各要素は、ワイヤレスセンサ付き軸受1が設けられる出力シャフト54の負荷側の空間Aに設けられるが、一般に、モータの内部空間は狭く、金属筐体内部の構造体によって配置が制限される。 The elements that make up the passive repeater 60 are located in space A on the load side of the output shaft 54, where the wireless sensor bearing 1 is located. However, the internal space of a motor is generally narrow, and placement is restricted by the structure inside the metal casing.

図9に示す構成のモータ50では、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の電波の放射方向(回転軸Ax方向内側)の延長線上に無給電中継器60を設けることができない。このため、図10に示す例において、無給電中継器60は、金属筐体51の上面に設けられた孔に端子部62が挿通されている。すなわち、ワイヤレスセンサユニット5からの電波の放射方向と、無給電中継器60の端子部62が挿通される金属筐体51の孔の穿孔方向とが異なっている。 In the motor 50 configured as shown in Figure 9, the parasitic repeater 60 cannot be installed on an extension of the direction of radio wave radiation (inward in the direction of the rotation axis Ax) of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5. For this reason, in the example shown in Figure 10, the terminal portion 62 of the parasitic repeater 60 is inserted into a hole provided on the top surface of the metal casing 51. In other words, the direction of radio wave radiation from the wireless sensor unit 5 and the drilling direction of the hole in the metal casing 51 through which the terminal portion 62 of the parasitic repeater 60 is inserted are different.

無給電中継器60の送信アンテナ61は、金属筐体51の外側に設けられている。送信アンテナ61は、例えば、ダイポールアンテナやモノポールアンテナ等で構成することができる。 The transmitting antenna 61 of the parasitic repeater 60 is provided on the outside of the metal housing 51. The transmitting antenna 61 can be configured, for example, as a dipole antenna or a monopole antenna.

無給電中継器60の受信アンテナ65は、例えば樹脂製のアンテナ基板64上に設けられた導体で構成され、金属筐体51の内側に設けられている。受信アンテナ65は、例えば、パターンアンテナ又はマイクロストリップパッチアンテナで構成することができ、アンテナ基板64の垂直方向において受信感度が最大となる。図10に示す比較例の第1例において、無給電中継器60の受信アンテナ65は、最大感度方向がワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向と略一致する位置に配置される。 The receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60 is composed of a conductor mounted on an antenna substrate 64 made of, for example, resin, and is mounted inside the metal housing 51. The receiving antenna 65 can be composed of, for example, a pattern antenna or a microstrip patch antenna, and has maximum receiving sensitivity in the vertical direction of the antenna substrate 64. In the first comparative example shown in Figure 10, the receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60 is positioned so that its direction of maximum sensitivity approximately coincides with the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5.

端子部62とアンテナ基板64とは、例えば同軸ケーブル63で接続されている。すなわち、送信アンテナ61と受信アンテナ65とは、端子部62及び同軸ケーブル63を介して接続されている。アンテナ基板64と同軸ケーブル63との接続は、例えば、SMAコネクタやU.FLコネクタで接続される。同軸ケーブル63は、例えば、これらSMAコネクタやU.FLコネクタに適合した、直径1.37mm程度の同軸ケーブルである。 The terminal portion 62 and the antenna board 64 are connected, for example, by a coaxial cable 63. That is, the transmitting antenna 61 and the receiving antenna 65 are connected via the terminal portion 62 and the coaxial cable 63. The antenna board 64 is connected to the coaxial cable 63, for example, by an SMA connector or a U.FL connector. The coaxial cable 63 is, for example, a coaxial cable with a diameter of approximately 1.37 mm that is compatible with these SMA connectors and U.FL connectors.

図10に示すように、無給電中継器60の受信アンテナ65は、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47に対向して配置されている。これにより、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向と無給電中継器60の受信アンテナ65の最大感度方向とが略一致する。 As shown in Figure 10, the receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60 is positioned opposite the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5. This means that the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60 are approximately aligned.

また、無給電中継器60の受信アンテナ65は、電波の基本波の波長をλとしたとき、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47との距離dがλ/2π以下となる位置に配置することで、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47と無給電中継器60の受信アンテナ65との間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用することができる。 Furthermore, by positioning the receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60 at a distance d from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 that is λ/2π or less, where λ is the wavelength of the fundamental wave of the radio wave, it is possible to utilize the near-field electromagnetic coupling that occurs between the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and the receiving antenna 65 of the parasitic repeater 60.

図11は、比較例の第2例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。図11に示す比較例の第2例において、無線通信システムは、ワイヤレスセンサユニット5と、第1の無給電中継器60と、第2の無給電中継器80とを含む。 Figure 11 is a diagram showing an application example of a wireless communication system according to a second example of the comparative example. In the second example of the comparative example shown in Figure 11, the wireless communication system includes a wireless sensor unit 5, a first unpowered repeater 60, and a second unpowered repeater 80.

第1の無給電中継器60は、図10に示す無給電中継器60に対応する。図11に示す例では、金属筐体51の内部に、第2の無給電中継器80を設けている。この第2の無給電中継器80により、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から放射される電波の放射方向を変えて、第1の無給電中継器60に送信する構成としている。 The first parasitic repeater 60 corresponds to the parasitic repeater 60 shown in Figure 10. In the example shown in Figure 11, a second parasitic repeater 80 is provided inside the metal housing 51. This second parasitic repeater 80 changes the radiation direction of the radio waves emitted from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and transmits them to the first parasitic repeater 60.

第2の無給電中継器80の受信アンテナ85、及び、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81は、例えば樹脂製のアンテナ基板84上に設けられた導体で構成される。図11に示す比較例の第2例において、受信アンテナ85及び送信アンテナ81は、例えば、パターンアンテナ又はマイクロストリップパッチアンテナで構成され、アンテナ基板84の垂直方向において受信感度が最大となる。第2の無給電中継器80は、受信アンテナ85の最大感度方向がワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向と略一致し、かつ、送信アンテナ81の最大放射方向が第1の無給電中継器60の受信アンテナ65の最大感度方向と略一致する位置に配置される。受信アンテナ85と送信アンテナ81とは、それぞれ別の基板上に設けられ、各基板が互いに同軸ケーブルで接続される態様であっても良い。 The receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 and the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 are composed of conductors mounted on an antenna substrate 84 made of, for example, a resin. In the second comparative example shown in Figure 11, the receiving antenna 85 and the transmitting antenna 81 are composed of, for example, a pattern antenna or a microstrip patch antenna, and the receiving sensitivity is maximized in the vertical direction of the antenna substrate 84. The second parasitic repeater 80 is positioned so that the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 85 approximately coincides with the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5, and the maximum radiation direction of the transmitting antenna 81 approximately coincides with the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60. The receiving antenna 85 and the transmitting antenna 81 may each be mounted on separate substrates, and the substrates may be connected to each other by coaxial cables.

図11に示すように、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85は、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47に対向して配置されている。これにより、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向と第2の無給電中継器80の受信アンテナ85の最大感度方向とが略一致する。 As shown in Figure 11, the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is positioned opposite the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5. This causes the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 to approximately coincide with the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80.

また、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81は、第1の無給電中継器60の受信アンテナ65に対向して配置されている。これにより、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81の最大放射方向と第1の無給電中継器60の受信アンテナ65の最大感度方向とが略一致する。 In addition, the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is positioned opposite the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60. This means that the maximum radiation direction of the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 and the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 are approximately aligned.

また、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85は、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47との距離d1がλ/2π以下となる位置に配置することで、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47と第2の無給電中継器80の受信アンテナ85との間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用することができる。 Furthermore, by positioning the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 at a position where the distance d1 from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is λ/2π or less, it is possible to utilize the near-field electromagnetic coupling that occurs between the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80.

また、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81と第1の無給電中継器60の受信アンテナ65とは、電波の基本波の波長をλとしたとき、互いの距離d2がλ/2π以下となる位置に配置することで、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81と第1の無給電中継器60の受信アンテナ65との間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用することができる。 Furthermore, by positioning the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 and the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 so that the distance d2 between them is λ/2π or less, where λ is the wavelength of the fundamental wave of the radio wave, it is possible to utilize the near-field electromagnetic coupling that occurs between the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 and the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60.

上述したように、図10に示す比較例の第1例及び図11に示す比較例の第2例では、金属筐体51の内部のワイヤレスセンサ付き軸受1が設けられる出力シャフト54の負荷側の空間Aにおいて、第1の無給電中継器60の送信アンテナ61と受信アンテナ65とは、端子部62及び同軸ケーブル63を介して接続されている。このような態様において、同軸ケーブル63の取り回しや、図11に示す比較例の第2例における第2の無給電中継器80の配置は、金属筐体51やロータ52やステータ53の構造体(例えば、金属筐体51に設けられるリブや、ステータ53の巻線、あるいはロータ52の磁石等)により制限される。特に、図11に示す比較例の第2例では、第2の無給電中継器80が略L字型の構造体となるため、無線通信システムを適用する回転機械が制限される。 As described above, in the first comparative example shown in FIG. 10 and the second comparative example shown in FIG. 11, the transmitting antenna 61 and receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 are connected via the terminal portion 62 and coaxial cable 63 in the space A on the load side of the output shaft 54 where the wireless sensor bearing 1 is provided inside the metal casing 51. In this configuration, the routing of the coaxial cable 63 and the placement of the second parasitic repeater 80 in the second comparative example shown in FIG. 11 are limited by the structures of the metal casing 51, rotor 52, and stator 53 (e.g., ribs provided on the metal casing 51, windings on the stator 53, or magnets on the rotor 52). In particular, in the second comparative example shown in FIG. 11, the second parasitic repeater 80 has a substantially L-shaped structure, which limits the rotating machines to which the wireless communication system can be applied.

以下、適用範囲の拡大を可能とする実施形態に係る無線通信システムについて説明する。 Below, we will explain a wireless communication system according to an embodiment that enables an expanded range of application.

図12は、実施形態に係る無線通信システムを適用したモータの具体例を示す図である。なお、図11と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態に係る無線通信システムは、図11に示す比較例の第2例に対し、第2の無給電中継器80の態様が異なっている。 Figure 12 is a diagram showing a specific example of a motor to which the wireless communication system according to the embodiment is applied. Note that components that are the same as those in Figure 11 are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. The wireless communication system according to the embodiment differs from the second example of the comparative example shown in Figure 11 in the configuration of the second unpowered repeater 80.

図12に示す構成において、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85は、例えば樹脂製のアンテナ基板84aに設けられた導体で構成され、当該アンテナ基板84aの垂直方向において受信感度が最大となるアンテナである。 In the configuration shown in Figure 12, the receiving antenna 85 of the second passive repeater 80 is composed of a conductor mounted on an antenna substrate 84a made of, for example, a resin, and is an antenna with maximum receiving sensitivity in the vertical direction of the antenna substrate 84a.

また、図12に示す構成において、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81は、例えば高周波用多層基板で構成されるアンテナ基板84bに設けられた導体で構成され、アンテナ基板84bの水平面内において単一指向性を有する指向性アンテナである。 In addition, in the configuration shown in Figure 12, the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is composed of a conductor provided on an antenna substrate 84b, which is composed of, for example, a high-frequency multilayer substrate, and is a directional antenna with unidirectionality within the horizontal plane of the antenna substrate 84b.

第1の無給電中継器60の受信アンテナ65は、図11に示す比較例の第2例と同様に、例えば樹脂製のアンテナ基板64上に設けられた導体で構成され、アンテナ基板64の垂直方向において受信感度が最大となるアンテナである。第1の無給電中継器60は、受信アンテナ65の最大感度方向が第2の無給電中継器80の送信アンテナ81の最大放射方向(図12のa矢示方向)と略一致する位置に配置される。 The receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 is, like the second example of the comparative example shown in Figure 11, composed of a conductor mounted on a resin antenna substrate 64, and is an antenna with maximum receiving sensitivity in the vertical direction of the antenna substrate 64. The first parasitic repeater 60 is positioned so that the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 65 substantially coincides with the maximum radiation direction of the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 (the direction indicated by arrow a in Figure 12).

第2の無給電中継器80の受信アンテナ85が設けられたアンテナ基板84aは、図11に示す比較例の第2例と同様に、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47が設けられた基板に略平行に配置されている。上述したように、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85は、アンテナ基板84aの垂直方向において受信感度が最大感度となる態様のアンテナである。これにより、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向(図12のb矢示方向)と第2の無給電中継器80の受信アンテナ85の最大感度方向とが略一致する。 The antenna board 84a on which the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is mounted is arranged approximately parallel to the board on which the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is mounted, similar to the second example of the comparative example shown in Figure 11. As described above, the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is an antenna whose receiving sensitivity is maximized in the vertical direction of the antenna board 84a. As a result, the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 (the direction indicated by arrow b in Figure 12) and the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 are approximately aligned.

ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47の最大放射方向と第2の無給電中継器80の受信アンテナ85の最大感度方向とが一致(図12のb矢示方向)するように、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85が設けられたアンテナ基板84aをワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47が設けられた基板に略平行に配置し、第2の無給電中継器80の受信アンテナ85をワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47との距離がλ/2π以下となる位置に配置することで、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47と第2の無給電中継器80の受信アンテナ85との間で生じる近傍界の電磁結合作用を利用することができ、ワイヤレスセンサユニット5の送信アンテナ47から放射される電波の伝搬損失を抑制することができる。 The antenna board 84a on which the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is mounted is positioned approximately parallel to the board on which the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is mounted, so that the maximum radiation direction of the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and the maximum sensitivity direction of the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 coincide (the direction indicated by arrow b in Figure 12). The receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is positioned so that the distance from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 is λ/2π or less. This makes it possible to utilize the near-field electromagnetic coupling that occurs between the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5 and the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80, thereby suppressing propagation loss of the radio waves radiated from the transmitting antenna 47 of the wireless sensor unit 5.

さらに、第1の無給電中継器60の受信アンテナ65は、図12に示すように、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81が設けられるアンテナ基板84bの水平面の延長平面(図12のa矢示方向を含む面)上に取り付けられている。上述したように、アンテナ基板84bの水平面内において単一指向性を有する第2の無給電中継器80の送信アンテナ81の最大放射方向(図12のa矢示方向)に第1の無給電中継器60の受信アンテナ65を配置することで、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81から放射される電波の金属筐体51内の反射等によるマルチパスフェージング現象が抑制される。これにより、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81から放射される電波の伝搬損失を抑制することができる。 Furthermore, as shown in FIG. 12, the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 is mounted on a plane extending from the horizontal plane of the antenna board 84b on which the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is mounted (a plane including the direction of arrow a in FIG. 12). As described above, by arranging the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 in the maximum radiation direction (the direction of arrow a in FIG. 12) of the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80, which has unidirectionality within the horizontal plane of the antenna board 84b, the multipath fading phenomenon caused by reflections within the metal casing 51 of radio waves radiated from the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is suppressed. This makes it possible to suppress propagation loss of radio waves radiated from the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80.

本実施形態において、第2の無給電中継器80は、送信アンテナ81と受信アンテナ85とが、アンテナ基板84aの水平面に対して垂直な方向から見て異なる位置にオフセットして設けられている。これにより、図11に示す比較例の第2例の構成に対し、第2の無給電中継器80の回転軸Ax方向のサイズを小さくすることができ、本開示に係る無線通信システムの適用範囲を拡大することができる。 In this embodiment, the second parasitic repeater 80 has a transmitting antenna 81 and a receiving antenna 85 that are offset at different positions when viewed from a direction perpendicular to the horizontal plane of the antenna board 84a. This allows the size of the second parasitic repeater 80 in the direction of the rotation axis Ax to be reduced compared to the configuration of the second example of the comparative example shown in Figure 11, thereby expanding the range of application of the wireless communication system according to the present disclosure.

(変形例)
図13は、実施形態の変形例に係る無線通信システムの適用例を示す図である。図12では、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81の電波の放射方向の延長線上に第1の無給電中継器60を設けた例を示したが、図13に示すように、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81の電波の放射方向とはずれた位置に第1の無給電中継器60を設け、第1の無給電中継器60の送信アンテナ61と受信アンテナ65とが端子部62及び同軸ケーブル63を介して接続される態様であっても良い。
(Modification)
Fig. 13 is a diagram showing an application example of a wireless communication system according to a modified example of the embodiment. Fig. 12 shows an example in which the first parasitic repeater 60 is provided on an extension line of the radiation direction of the radio wave from the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80. However, as shown in Fig. 13, the first parasitic repeater 60 may be provided at a position deviated from the radiation direction of the radio wave from the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80, and the transmitting antenna 61 and the receiving antenna 65 of the first parasitic repeater 60 may be connected via a terminal part 62 and a coaxial cable 63.

以下、第2の無給電中継器80の概略構造について説明する。図14は、実施形態に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。 The general structure of the second unpowered repeater 80 will be described below. Figure 14 is a schematic structural diagram of the second unpowered repeater according to the embodiment.

図14に示す例では、第2の無給電中継器80の送信アンテナ81が設けられるアンテナ基板84aと第2の無給電中継器80の受信アンテナ85が設けられるアンテナ基板84bとが樹脂製のブラケット87(樹脂部材)に嵌め込まれ、送信アンテナ81と受信アンテナ85とがブラケット87に設けられた伝送路88で接続されている。 In the example shown in Figure 14, an antenna board 84a on which the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is mounted and an antenna board 84b on which the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is mounted are fitted into a resin bracket 87 (resin member), and the transmitting antenna 81 and receiving antenna 85 are connected by a transmission path 88 provided in the bracket 87.

図14に示す例において、伝送路88は、例えば同軸ケーブルであっても良いし、導波管であっても良い。また、伝送路88は、ブラケット87に棒状あるいは板状の導体を埋め込み、当該導体で送信アンテナ81と受信アンテナ85とが接続される態様であっても良い。この場合、導体は図示例では直角に屈曲しているが、鋭角の屈曲部を設けず、緩やかな曲線で形成される態様であることが好ましい。 In the example shown in Figure 14, the transmission path 88 may be, for example, a coaxial cable or a waveguide. The transmission path 88 may also be configured such that a rod-shaped or plate-shaped conductor is embedded in the bracket 87, and the transmitting antenna 81 and the receiving antenna 85 are connected by this conductor. In this case, although the conductor is bent at a right angle in the illustrated example, it is preferable that it be formed in a gentle curve without any sharp bends.

図15は、実施形態の第1変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。図14では、ブラケット87の一方面に第2の無給電中継器80の受信アンテナ85が設けられるアンテナ基板84aを嵌め込み、ブラケット87の他方面に第2の無給電中継器80の送信アンテナ81が設けられるアンテナ基板84bを嵌め込む例を示したが、図15に示すように、ブラケット87の一方面に第2の無給電中継器80aの受信アンテナ85が設けられるアンテナ基板84aと第2の無給電中継器80aの送信アンテナ81が設けられるアンテナ基板84bとの双方を嵌め込む態様であっても良い。 Figure 15 is a schematic structural diagram of a second parasitic repeater according to a first modified example of the embodiment. Figure 14 shows an example in which an antenna board 84a on which the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80 is mounted is fitted on one side of the bracket 87, and an antenna board 84b on which the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80 is mounted is fitted on the other side of the bracket 87. However, as shown in Figure 15, it is also possible to fit both the antenna board 84a on which the receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80a is mounted and the antenna board 84b on which the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80a is mounted on one side of the bracket 87.

図16は、実施形態の第2変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。図14及び図15では、受信アンテナ85と送信アンテナ81とがそれぞれ異なるアンテナ基板84a,84bに設けられる例を示したが、図16に示すように、第2の無給電中継器80bの送信アンテナ81と受信アンテナ85とを同一のアンテナ基板84に設けた態様であっても良い。 Figure 16 is a schematic structural diagram of a second parasitic repeater according to a second modified example of the embodiment. While Figures 14 and 15 show an example in which the receiving antenna 85 and the transmitting antenna 81 are provided on different antenna boards 84a and 84b, as shown in Figure 16, the transmitting antenna 81 and receiving antenna 85 of the second parasitic repeater 80b may also be provided on the same antenna board 84.

図16に示す例において、伝送路88は、アンテナ基板84に設けられた導体で構成され、アンテナ基板84に設けられたスルーホール及び配線を介して、受信アンテナ85と送信アンテナ81とが接続される。 In the example shown in Figure 16, the transmission path 88 is composed of a conductor provided on the antenna substrate 84, and the receiving antenna 85 and transmitting antenna 81 are connected via through holes and wiring provided on the antenna substrate 84.

図17は、実施形態の第3変形例に係る第2の無給電中継器の概略構造図である。図16では、アンテナ基板84の一方面に受信アンテナ85を設け、アンテナ基板84の他方面に送信アンテナ81を設ける例を示したが、図17に示すように、アンテナ基板84の一方面に第2の無給電中継器80cの受信アンテナ85と送信アンテナ81との双方を設ける態様であっても良い。 Figure 17 is a schematic structural diagram of a second parasitic repeater according to a third modified example of the embodiment. While Figure 16 shows an example in which a receiving antenna 85 is provided on one side of the antenna board 84 and a transmitting antenna 81 is provided on the other side of the antenna board 84, as shown in Figure 17, it is also possible to provide both the receiving antenna 85 and the transmitting antenna 81 of the second parasitic repeater 80c on one side of the antenna board 84.

なお、図16及び図17では、ブラケット87にアンテナ基板84を嵌め込む例を示したが、図16及び図17に示す例において、ブラケット87は必ずしも必要ではない。 Note that while Figures 16 and 17 show an example in which the antenna board 84 is fitted into the bracket 87, the bracket 87 is not necessarily required in the examples shown in Figures 16 and 17.

上述した実施形態の構成により、電界強度の低下を抑制しつつ、回転機械の内部構造に依らず広く適用可能な無線通信システムが得られる。 The configuration of the above-described embodiment provides a wireless communication system that can be widely applied regardless of the internal structure of the rotating machine, while suppressing a decrease in electric field strength.

一般的な無線通信において、無線中継器を2つ使って電波を中継することは、損失が大きく十分な無線強度が得らなくなるため、そのような設計は通常思い至らない。しかしながら本開示では、下記に示すような回転機械等の産業用機械の特徴を考慮し、通常の無線通信では思い至らない構成が適していることを発見した。 In typical wireless communications, relaying radio waves using two wireless repeaters would result in significant loss and insufficient wireless signal strength, so such a design would not normally be considered. However, in this disclosure, we have taken into consideration the characteristics of industrial machinery such as rotating machinery, as described below, and discovered that a configuration that would not normally be considered in wireless communications is suitable.

いわゆる産業用機械(モータ、プレス、工作機械、印刷機械など)の金属筐体においては、内部の空間は極めて狭く入り組んだ構造になっている。機械の内部の情報を取得するための無線発振器(センサ等のIoTデバイス)に対し、金属筐体の外部へ電波を中継する無線中継器は、相対的にセンサ等の無線発振器の近傍に配置できることがほとんどであり、デバイス間の距離による無線損失は小さくできる。しかしながら、上述したように、金属筐体の内部は狭く入り組んだ構造であるため、電波が回折しづらく直接届かないことによるロスが大きい。本開示では、このことに着目して、無線発振器の近傍に電波の方向を変更する中継器を配置することで、大幅に伝送損失を低減できることを見出した。特に、実施形態において説明した回転機械においては、当該中継器の配置による効果が高いことが確認できた。 The internal space of metal casings for so-called industrial machinery (motors, presses, machine tools, printing machines, etc.) is extremely narrow and complex. In contrast to wireless oscillators (IoT devices such as sensors) that acquire information from inside the machine, wireless repeaters that relay radio waves to the outside of the metal casing can often be placed relatively close to the wireless oscillators, such as sensors, minimizing wireless loss due to the distance between devices. However, as mentioned above, the narrow and complex structure inside metal casings makes it difficult for radio waves to diffract, resulting in significant loss due to the inability to reach the device directly. This disclosure focuses on this fact and has found that transmission loss can be significantly reduced by placing a repeater that changes the direction of radio waves near the wireless oscillator. In particular, it has been confirmed that the placement of such repeaters is highly effective in the rotating machinery described in the embodiments.

なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The figures used above are conceptual diagrams used to provide a qualitative explanation of the present disclosure, and are not intended to be limiting. Furthermore, while the above-described embodiment is one example of a preferred implementation of the present disclosure, it is not intended to be limiting, and various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure.

1 ワイヤレスセンサ付き軸受
5 ワイヤレスセンサユニット
10 カバー
20 軸受本体
21 外輪
22 内輪
40 基板
41 電源基板
42 センサ基板
43 電源部
44 センサ
45 制御部
47 送信アンテナ(ワイヤレスセンサユニット)
50 モータ
51 金属筐体
52 ロータ
53 ステータ
54 出力シャフト
60 無給電中継器(第1の無給電中継器)
61 送信アンテナ(無給電中継器、第1の無給電中継器)
62 端子部
63 同軸ケーブル
64 アンテナ基板
65 受信アンテナ(無給電中継器、第1の無給電中継器)
80 第2の無給電中継器
81 送信アンテナ(第2の無給電中継器)
84,84a,84b アンテナ基板
85 受信アンテナ(第2の無給電中継器)
87 ブラケット(樹脂部材)
88 伝送路
100 回転制御対象
150 上位装置
151 通信部
152 コンピュータ
441 加速度センサ
442 温度センサ
443 角度センサ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Bearing with wireless sensor 5 Wireless sensor unit 10 Cover 20 Bearing body 21 Outer ring 22 Inner ring 40 Board 41 Power supply board 42 Sensor board 43 Power supply unit 44 Sensor 45 Control unit 47 Transmitting antenna (wireless sensor unit)
50 Motor 51 Metal housing 52 Rotor 53 Stator 54 Output shaft 60 Parasitic repeater (first parasitic repeater)
61 Transmitting antenna (parallel repeater, first parallax repeater)
62 Terminal portion 63 Coaxial cable 64 Antenna board 65 Receiving antenna (parasitic repeater, first parasitic repeater)
80 Second parasitic repeater 81 Transmitting antenna (second parasitic repeater)
84, 84a, 84b Antenna board 85 Receiving antenna (second non-powered repeater)
87 Bracket (resin member)
88 Transmission path 100 Rotation control target 150 Upper device 151 Communication unit 152 Computer 441 Acceleration sensor 442 Temperature sensor 443 Angle sensor

Claims (6)

シャフトと、金属筐体と、前記金属筐体に対して前記シャフトを回転自在に保持する軸受と、を備える回転機械の前記金属筐体の内部であって、かつ前記軸受の近傍に設けられ、前記軸受の状態をセンサで検出したデータが送信アンテナを介して送信される、ワイヤレスセンサユニットと、
前記金属筐体の内部と外部との間に設けられた第1の無給電中継器と、
前記金属筐体の内部に設けられ、前記ワイヤレスセンサユニットから送信された電波を前記第1の無給電中継器に中継する第2の無給電中継器と、
を備え、
前記第2の無給電中継器の受信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、当該基板に対して垂直な方向において受信感度が最大となるアンテナであり、
前記第2の無給電中継器の送信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、当該基板に対して平行な方向に単一指向性を有する指向性アンテナであり、
前記ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナから放射される電波の最大放射方向は、前記シャフトの回転軸と平行な方向に向いており、
前記第2の無給電中継器の受信アンテナは、前記ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナから放射される電波の最大放射方向に配置され、
前記第2の無給電中継器の送信アンテナと前記第2の無給電中継器の受信アンテナとが前記シャフトの回転軸に対して垂直な平面に配置され、かつ前記シャフトの回転軸と平行な方向から見て異なる位置にオフセット配置され、
前記第2の無給電中継器の送信アンテナから放射される電波の最大放射方向は、前記シャフトの回転軸に対して垂直な方向に向いており、
前記第1の無給電中継器の受信アンテナは、前記第2の無給電中継器の送信アンテナから放射される電波の最大放射方向に配置されている
無線通信システム。
a rotary machine including a shaft, a metal housing , and a bearing that rotatably holds the shaft relative to the metal housing; a wireless sensor unit that is provided inside the metal housing and in the vicinity of the bearing , the wireless sensor unit detecting the state of the bearing with a sensor and transmitting data via a transmitting antenna ;
a first passive repeater provided between the inside and the outside of the metal housing;
a second passive repeater provided inside the metal housing and configured to relay radio waves transmitted from the wireless sensor unit to the first passive repeater;
Equipped with
the receiving antenna of the second parasitic repeater is an antenna formed of a conductor provided on a substrate, and having a maximum receiving sensitivity in a direction perpendicular to the substrate;
a transmitting antenna of the second parasitic repeater is a directional antenna that is formed by a conductor provided on a substrate and has unidirectionality in a direction parallel to the substrate;
the maximum radiation direction of the radio waves emitted from the transmitting antenna of the wireless sensor unit is parallel to the rotation axis of the shaft;
a receiving antenna of the second parasitic repeater is arranged in a maximum radiation direction of radio waves radiated from a transmitting antenna of the wireless sensor unit;
a transmitting antenna of the second parasitic repeater and a receiving antenna of the second parasitic repeater are arranged on a plane perpendicular to the rotation axis of the shaft, and are offset from each other at different positions when viewed from a direction parallel to the rotation axis of the shaft ;
the maximum radiation direction of the radio wave radiated from the transmitting antenna of the second parasitic repeater is directed in a direction perpendicular to the rotation axis of the shaft;
A wireless communication system , wherein the receiving antenna of the first parasitic repeater is arranged in a maximum radiation direction of radio waves radiated from the transmitting antenna of the second parasitic repeater.
前記第2の無給電中継器の受信アンテナが設けられる基板と前記第2の無給電中継器の送信アンテナが設けられる基板とが樹脂部材に嵌め込まれ、当該樹脂部材に設けられた伝送路で前記第2の無給電中継器の受信アンテナと送信アンテナとが接続されている
請求項1に記載の無線通信システム。
The wireless communication system of claim 1, wherein a substrate on which the receiving antenna of the second unpowered repeater is provided and a substrate on which the transmitting antenna of the second unpowered repeater is provided are embedded in a resin member, and the receiving antenna and transmitting antenna of the second unpowered repeater are connected by a transmission path provided in the resin member.
前記伝送路は、同軸ケーブルである
請求項2に記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2 , wherein the transmission path is a coaxial cable.
前記伝送路は、導波管である
請求項2に記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2 , wherein the transmission path is a waveguide.
前記第2の無給電中継器の受信アンテナと前記第2の無給電中継器の送信アンテナとが同一の基板上に設けられ、当該基板に設けられた導体で前記第2の無給電中継器の受信アンテナと前記第2の無給電中継器の送信アンテナとが接続されている
請求項1に記載の無線通信システム。
2. The wireless communication system of claim 1, wherein the receiving antenna of the second unpowered repeater and the transmitting antenna of the second unpowered repeater are provided on the same substrate, and the receiving antenna of the second unpowered repeater and the transmitting antenna of the second unpowered repeater are connected by a conductor provided on the substrate.
前記ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナは、基板に設けられた導体で構成され、
少なくとも前記第2の無給電中継器の受信アンテナが設けられた基板は、前記ワイヤレスセンサユニットの送信アンテナが設けられた基板に略平行に配置されている
請求項1から5の何れか一項に記載の無線通信システム。
a transmitting antenna of the wireless sensor unit is formed by a conductor provided on a substrate;
The wireless communication system according to any one of claims 1 to 5, wherein a substrate on which at least the receiving antenna of the second unpowered repeater is provided is arranged approximately parallel to a substrate on which the transmitting antenna of the wireless sensor unit is provided.
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