(57)【要約】  金属筐体（４１０）と、高周波信号をなす電波を放射するための放射導体（４４０）と、放射導体（４４０）へ高周波電力を供給する給電回路（４４５）を持つ回路基板（４４１）とを備えたガスメータにおいて、回路基板（４４１）の接地すなわち給電回路（４４５）の接地を、導線（４４３）及び１本のビス（４２３）を介して金属筐体（４１０）に電気的に接続する。放射導体（４４０）への給電点（４４２）は、金属筐体（４１０）の端部に位置する。
2013187013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計測装置の無線装置であって、
前記流量計測装置の金属筐体と、
高周波信号をなす電波を放射する放射導体と、
前記放射導体へ高周波電力を供給する給電回路を持つ回路基板とを備え、
前記回路基板は、前記給電回路と前記放射導体とを電気的に接続する給電点を有し、
前記給電点は、前記金属筐体の端部に位置することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線装置において、
前記回路基板は、当該回路基板の端部に前記給電点を有することを特徴とする無線装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線装置において、
前記回路基板と前記金属筐体との間にて前記金属筐体から絶縁された状態で配置された接地導体を更に備え、
前記接地導体は、前記給電点の近傍にて前記回路基板の接地端子に電気接続されたことを特徴とする無線装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線装置において、
前記金属筐体は、前記給電点の近傍にて前記回路基板の接地端子に電気接続されたことを特徴とする無線装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線装置において、
前記回路基板に電気接続されたバッテリを更に備え、
前記バッテリは、前記給電点から離して配置されたことを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計量物の流量を計測する流量計測装置のための無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家屋等の建造物に設置された流量計測装置でガス、電気、水道等の使用量を計測し、この計測データを無線通信によって収集する自動検針システムが導入されている。このような自動検針システムでは、設置しやすさ等の観点から小型の流量計測装置が求められている。【０００３】
このような流量計測装置として、例えば、ガスメータの金属筐体表面に無線アダプタ子機が取り付けられたものが提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の無線アダプタ子機には、基板実装形板状アンテナが内蔵されている。基板実装形板状アンテナでは、接地導体板と放射導体部の短絡導体とがプリント回路基板の配線パターンを介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１３２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガスメータの金属筐体を放（反）射導体として利用できれば、高いアンテナ性能を実現することができる。ところが、アンテナへの給電点に近い位置から金属筐体中に放射状に電流が流れると、逆相の電流が互いの効果を打ち消すので、放射効率が劣化する。特に、波長に対し放射導体が小さい場合には顕著に放射効率が劣化する。【０００６】
本発明の目的は、流量計測装置の金属筐体を有効利用することにより、アンテナ性能の向上を図った無線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る無線装置は、流量計測装置の無線装置であって、前記流量計測装置の金属筐体と、高周波信号をなす電波を放射する放射導体と、前記放射導体へ高周波電力を供給する給電回路を持つ回路基板とを備え、前記回路基板は、前記給電回路と前記放射導体とを電気的に接続する給電点を有し、前記給電点は、前記金属筐体の端部に位置することを特徴とする。前記給電点が前記金属筐体の端部に位置することにより、上記逆相電流による放射効率の劣化が抑制される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アンテナ性能の向上を図った無線装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線装置を備えた流量計測装置の内部を正面から見たときの構成を示す図である。
【図２】図１の流量計測装置を側面から見たときの構成を示す図である。
【図３】図１の流量計測装置における無線通信部の斜視図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図１の流量計測装置における接地端子の位置に応じた接地導体に流れる電流の分布を示す概念図である。
【図５】図３の無線通信部の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る無線装置を備えた流量計測装置の内部を正面から見たときの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
《第１の実施形態》
図１、図２及び図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線装置を備えた流量計測装置であるガスメータの構成を示している。図１は正面図であり、図２は側面図であり、図３は無線通信部の斜視図である。
【００１２】
本実施形態のガスメータは、金属筐体２０１と、メータ表示部２０２と、金属筐体２０１の表面に取り付けられた樹脂筐体１０２とを有する。樹脂筐体１０２の中には、板状逆Ｆ型アンテナの主要部をなす板状の放射導体１０４と、給電回路を備えた回路基板１０３と、接地導体１０７とで構成された無線通信部が収納されている。１０５は回路基板１０３から放射導体１０４への給電端子であり、１０６は放射導体１０４と回路基板１０３との間の短絡端子であり、１０８は回路基板１０３と接地導体１０７との間の接地端子である。
【００１３】
回路基板１０３は、例えば両面銅張基板であって、基板表面には給電回路や制御回路等が実装されている。放射導体１０４は、回路基板１０３の表面からある間隔だけ離して回路基板１０３と平行に配置される。給電端子１０５は、放射導体１０４の面方向と直交して配置されており、一端が回路基板１０３上に配置された給電回路と回路基板１０３の端部にて電気的に接続され、他端が放射導体１０４の端部と電気的に接続される。短絡端子１０６は、給電端子１０５と同様に、放射導体１０４の面方向と直交して配置されており、一端が回路基板１０３上の銅箔パターンで形成された接地と電気的に接続され、他端が放射導体１０４と電気的に接続される。
【００１４】
接地導体１０７は、回路基板１０３の裏面側にて回路基板１０３と平行に配置される。接地端子１０８は、接地導体１０７の面方向と直交して配置されており、一端が回路基板１０３上の銅箔パターンで形成された接地と電気的に接続され、他端は接地導体１０７の端部と電気的に接続される。回路基板１０３と接地端子１０８との接続位置は、短絡端子１０６が回路基板１０３に接続される位置からある距離だけ離して配置される。
【００１５】
放射導体１０４と、回路基板１０３と、接地導体１０７とで構成された無線通信部は、樹脂筐体１０２の内部にて、給電端子１０５が金属筐体２０１の端部に位置する向きに配置される。このとき、接地導体１０７と金属筐体２０１とが近接するように配置することより、接地導体１０７と金属筐体２０１とが電磁結合するので、金属筐体２０１と接地導体１０７とは高周波的に同電位とみなすことができる。すなわち、金属筐体２０１が板状逆Ｆ型アンテナの接地として動作することになる。これにより、小型無線端末においても大きなアンテナ接地面積を確保することができるため、高い放射効率を実現することができる。
【００１６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、接地端子１０８の位置に応じた接地導体１０７に流れる電流の分布を示す概念図である。図４（ａ）では、接地導体１０７の中央に接地端子１０８が位置するので、逆相の電流が互いの効果を打ち消す。したがって、放射効率が劣化する。図４（ｂ）では、本実施形態のように接地導体１０７の端部に接地端子１０８が位置するので、逆相の電流が生じず、放射効率の劣化が抑制される。なお、給電端子１０５の位置に応じた放射導体１０４に流れる電流の分布についても同様のことが言える。
【００１７】
図５は、図３の無線通信部の変形例としての線状逆Ｌ型アンテナを示している。図５において、３０１は線状の放射導体であり、３０２は回路基板１０３から放射導体３０１への給電点である。この場合にも、回路基板１０３は、当該回路基板１０３の端部に給電点３０２を有する。また、無線通信部は、給電点３０２が金属筐体２０１の端部に位置する向きに配置される。また、接地導体１０７は、給電点３０２の近傍にて回路基板１０３の接地端子１０８に接続されている。
【００１８】
《第２の実施形態》
図６は、本発明の第２の実施形態に係る無線装置を備えた流量計測装置であるガスメータの構成を示す正面図である。
【００１９】
本実施形態のガスメータは、管路４１２に接続された金属筐体４１０と、この金属筐体４１０の表面に取り付けられた樹脂筐体４２２とを有する。金属筐体４１０は、ガス流量を計測するセンサ（不図示）を内蔵している。樹脂筐体４２２の中には、計量用回路基板４２７と、バッテリ４２８と、放射導体４４０と、無線通信用回路基板４４１とが配置されている。樹脂筐体４２２は、導電性のビス４２３〜４２５で金属筐体４１０の表面に固定されている。
【００２０】
計量用回路基板４２７は樹脂筐体４２２内の上方中央に、無線通信用回路基板４４１は樹脂筐体４２２内の下方端部に、金属端子を有するバッテリ４２８は無線通信用回路基板４４１からできるだけ離してそれぞれ配置される。計量用回路基板４２７と無線通信用回路基板４４１との間は配線４３１で、バッテリ４２８と無線通信用回路基板４４１との間は配線４２９でそれぞれ接続されている。
【００２１】
無線通信用回路基板４４１には、高周波信号を放射導体４４０へ供給する給電回路４４５が搭載されている。放射導体４４０への給電点４４２は、無線通信用回路基板４４１の端部に位置する。また、無線通信用回路基板４４１の接地、すなわち給電回路４４５の接地は、接合位置４４４にて、導線４４３及び１本のビス４２３を介して、金属筐体４１０に電気的に接続されている。これにより、金属筐体４１０は、給電回路４４５の接地とほぼ同電位となる結果、広い面積を有する金属筐体４１０が接地として機能する。導線４４３と無線通信用回路基板４４１の接地との接合位置４４４、導線４４３及びビス４２３は、給電点４４２の近傍であり、かつ給電点４４２に対して、放射導体４４０とは反対の方向に配置されるのが好ましい。
【００２２】
放射導体４４０は、送信回路にて変調された高周波信号を、電波として放射したり、外部からの電波（高周波信号）を受信して、これを復調する受信回路に受け渡す。本実施形態に係る放射導体４４０は、線状逆Ｌ型アンテナを構成するものであり、細い棒形状を有し、銅等の導電性材料で形成される。放射導体４４０の長さは、無線信号をなす高周波信号の波長をλとした場合に、λ／４に設定される。
【００２３】
放射導体４４０の基端は給電点４４２において無線通信用回路基板４４１の出力部と接続される。放射導体４４０は、金属筐体４１０からなるべく離れて位置するように、かつ、放射導体４４０の各部がなるべく近接しないように、樹脂筐体４２２の内部空間において広がるように折り曲げられる。
【００２４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明した議論は、ビス４２３を通して無線通信用回路基板４４１の接地に接続された金属筐体４１０に流れる電流の分布についても当てはまる。すなわち、ビス４２３が金属筐体４１０の中央に位置する場合には、逆相の電流が互いの効果を打ち消すので、放射効率が劣化する。ところが、本実施形態のように金属筐体４１０の端部にビス４２３を配置した場合には、逆相の電流が生じないので、放射効率の劣化が抑制される。
【００２５】
なお、ビス４２３を用いた金属筐体４１０への電気接続に代えて、前述の接地導体の技術や、無線通信用回路基板４１１の接地エリア（グランドエリア）を接地導体として利用してもよい。この接地導体は、無線通信用回路基板４４１と金属筐体４１０との間にて樹脂筐体４２２により金属筐体４１０から絶縁された状態で配置され、給電点４４２の近傍にて無線通信用回路基板４４１の接地に電気接続される。
【００２６】
また、金属端子を有するバッテリ４２８の他に、金属ケースを有する電解コンデンサ等も、給電点４４２からできるだけ遠ざけるのがよい。
【００２７】
なお、上記第１及び第２の実施形態では板状逆Ｆ型アンテナ及び線状逆Ｌ型アンテナを説明したが、これらのアンテナ形状に限らない。例えば、板状ダイポールアンテナ、ループアンテナ、メアンダラインアンテナ等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明に係る無線装置は、アンテナ性能の向上を図った無線装置として有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１０２  樹脂筐体
１０３  回路基板
１０４  放射導体
１０５  給電端子
１０６  短絡端子
１０７  接地導体
１０８  接地端子
２０１  金属筐体
２０２  メータ表示部
３０１  放射導体
３０２  給電点
４１０  金属筐体
４１２  管路
４２２  樹脂筐体
４２３〜４２５  ビス
４２７  計量用回路基板
４２８  バッテリ
４２９  配線
４３１  配線
４４０  放射導体
４４１  無線通信用回路基板
４４２  給電点
４４３  導線
４４４  接合位置
４４５  給電回路
【図１】
2013187013.tif 000003
【図２】
2013187013.tif 000004
【図３】
2013187013.tif 000005
【図４】
2013187013.tif 000006
【図５】
2013187013.tif 000007
【図６】
2013187013.tif 000008
【国際調査報告】
2013187013.tif 000009
2013187013.tif 000010
2013187013.tif 000011
2013187013.tif 000012