(57)【要約】【課題】従来よりも高調波が抑制された、小型の流量計測装置等を提供する。【解決手段】流量計測装置は、被計量物の流量を検出するセンサを収容するためのハウジングと、第１回路基板上の給電回路と電気的に接続されて、高周波信号を電波として放射する放射導体と、給電回路と電気的に接続される導電部材と、給電回路と導電部材との間に介在し、かつ高周波信号に関して給電回路を導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路とを備える。【選択図】図３
2015025799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物の流量を検出するセンサを収容するためのハウジングと、
第１回路基板上の給電回路と電気的に接続されて、高周波信号を電波として放射する放射導体と、
前記給電回路と電気的に接続される導電部材と、
前記給電回路と前記導電部材との間に介在し、かつ前記高周波信号に関して前記給電回路を前記導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路と
を備える流量計測装置。
【請求項２】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号およびその高調波信号に共振してインピーダンスが増大する並列共振回路を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号およびその高調波信号を減衰させるフィルタ回路を含む、請求項２に記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記高周波信号は、５００ＭＨｚ以下の周波数を有する信号である、請求項１から３のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記高周波信号は、１００〜５００ＭＨｚの周波数を有する信号である、請求項４に記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記高周波信号は、１６９ＭＨｚの周波数を有する信号である、請求項５に記載の流量計測装置。
【請求項７】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号の３倍高調波を減衰させる、請求項５または請求項６に記載の流量計測装置。
【請求項８】
前記高周波隔離回路は、さらに前記高周波信号の５倍高調波を減衰させる、請求項７に記載の流量計測装置。
【請求項９】
前記導電部材は、前記第１回路基板とは異なる第２回路基板上にある集積回路である、請求項１から８のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記導電部材は、前記給電回路へ電力を供給するバッテリである、請求項１から８のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項１１】
前記ハウジングは導電性材料で形成されており、
前記第１回路基板とは異なる第２回路基板と、前記ハウジングとを電気的に接続する接続部材を備える、請求項１から１０のいずれかに記載の流量計測装置。
【請求項１２】
流量計測装置に取り付けられて、前記流量計測装置によって計測された流量のデータを、高周波信号の電波として出力する無線装置であって、
第１回路基板上の給電回路と電気的に接続されて、高周波信号を電波として放射する放射導体と、
前記給電回路と電気的に接続される導電部材と、
前記給電回路と前記導電部材との間に介在し、かつ前記高周波信号に関して前記給電回路を前記導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路と
を備える無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計測装置に関し、特に、被計量物の流量を計測する流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家屋などの建造物に設置された流量計測装置でガス、電気、水道などの使用量を計測し、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、設置しやすさなど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、たとえば特許文献１は、無線アダプタ子機が表面に取り付けられたガスメータを提案している。無線機器を内蔵するため、予め定められた無線規格に則った設計が必要となる。この無線設計において課題となるのが、高調波をいかに抑制するかという点である。
【０００４】
特許文献２は、この課題を解決する一つの方法を提案している。具体的には、特許文献２は、広範囲にわたる通過帯域を得るため、共振回路を伝送線路で接続して帯域通過フィルタを構成する場合において、伝送線路の直列共振に起因するスプリアス応答を軽減している。これにより、広帯域な低スプリアス特性を有する帯域通過フィルタが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１３２１２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術のような、出力ラインにフィルタを用いて高調波を抑制する方式では、周波数によっては十分な解決策になり得ない場合があった。たとえば送信周波数が低い場合、希望波と高調波との周波数間隔が狭くなるため、送信周波数帯域の通過ロスを小さく抑えつつ、かつ、高調波のみを十分に減衰させるフィルタの設計は技術的に難しかった。送信周波数が低い通信方式を使用する場合、高調波のみをいかに抑制するかが大きな課題となる。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、無線通信に関連する高調波がより抑制された、小型の流量計測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】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態にかかる流量計測装置は、被計量物の流量を検出するセンサを収容するためのハウジングと、第１回路基板上の給電回路と電気的に接続されて、高周波信号を電波として放射する放射導体と、前記給電回路と電気的に接続される導電部材と、前記給電回路と前記導電部材との間に介在し、かつ前記高周波信号に関して前記給電回路を前記導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路とを備えている。
【０００９】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号およびその高調波信号に共振してインピーダンスが増大する並列共振回路を含んでいてもよい。
【００１０】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号およびその高調波信号を減衰させるフィルタ回路を含んでいてもよい。
【００１１】
前記高周波信号は、５００ＭＨｚ以下の周波数を有する信号であってもよい。
【００１２】
前記高周波信号は、さらに１００〜５００ＭＨｚの周波数を有する信号であってもよい。
【００１３】
前記高周波信号は、１６９ＭＨｚの周波数を有する信号であってもよい。
【００１４】
前記高周波隔離回路は、前記高周波信号の３倍高調波を減衰させてもよい。
【００１５】
前記高周波隔離回路は、さらに前記高周波信号の５倍高調波を減衰させてもよい。
【００１６】
前記導電部材は、前記第１回路基板とは異なる第２回路基板上にある集積回路であってもよい。
【００１７】
前記導電部材は、前記給電回路へ電力を供給するバッテリであってもよい。
【００１８】
前記ハウジングは導電性材料で形成されており、前記流量計測装置は、前記第１回路基板とは異なる第２回路基板と、前記ハウジングとを電気的に接続する接続部材をさらに備えていてもよい。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態にかかる無線装置は、流量計測装置に取り付けられて、前記流量計測装置によって計測された流量のデータを、高周波信号の電波として出力する無線装置であって、第１回路基板上の給電回路と電気的に接続されて、高周波信号を電波として放射する放射導体と、前記給電回路と電気的に接続される導電部材と、前記給電回路と前記導電部材との間に介在し、かつ前記高周波信号に関して前記給電回路を前記導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路とを備えている。
【００２０】
上述の一般的かつ特定の態様は、システム、方法およびコンピュータプログラムを用いて実装され、またはシステム、方法およびコンピュータプログラムの組み合わせを用いて実現され得る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以上に説明した構成を有し、高調波が抑制された、小型の流量計測装置を提供することができるという効果を奏する。
【００２２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置を示す正面図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置を示す側面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置の内部を正面から見たときの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置の内部を側面から見たときの構成を示す模式図である。
【図５】高周波隔離回路８０、８１の構成例である並列共振回路を示す図である。
【図６】バッテリ６０の上方にまで引き回された放射導体４１を有する流量計測装置２の構成を示す図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置３の内部を側面から見たときの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置４の内部を正面から見たときの構成を示す模式図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置４の内部を側面から見たときの構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態に係る流量計測装置５の内部を正面から見たときの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の基礎となった知見は以下のとおりである。
【００２５】
従来の技術は、比較的高い送信周波数を利用する場合には有効である。たとえば携帯電話に用いられている周波数（８００ＭＨｚ）に関しては、雑音として比較的大きく出現する３倍高調波（２．４ＧＨｚ）、５倍高調波（４ＧＨｚ）を抑えることは容易であった。その理由は、所望の８００ＭＨｚに対してそれら高調波の周波数帯は大きく離れており、また、雑音の低減が必要とされる程度はそれほど大きくないからである。そのような帯域通過フィルタを設計することは比較的容易である。
【００２６】
しかしながら、比較的低い送信周波数（たとえば、上述した８００ＭＨｚよりも低い１００〜５００ＭＨｚの周波数）を利用する場合には不十分であった。より具体的に説明すると、希望波として１６９ＭＨｚの周波数を用いる無線通信では、比較的大きく出現する３倍高調波（５０８ＭＨｚ）および５倍高調波（８４７ＭＨｚ）は希望波から十分離れているとは言えない。さらに、そのような３倍高調波および５倍高調波を強く押さえ込むことが必要な無線規格や規制が策定される可能性もある。このような条件が加重されると、希望波の周波数を含む狭い帯域の信号を通過させ、他の周波数帯域の信号を遮断するために、非常に急峻な遮断特性を有するバンドパスフィルタが必要となる。しかしながらそのようなバンドパスフィルタの実現は技術的および／またはコスト的に問題が生じ得る。
【００２７】
なお、上述した１６９ＭＨｚは一例である。希望波の周波数が８００ＭＨｚよりも低くなるほどに、その高調波は希望波に近付くことになり、上述の問題が生じ得る。たとえば希望波の周波数が５００ＭＨｚ以下の範囲内（少なくとも１００〜５００ＭＨｚの範囲内）にある場合には、その高調波は希望波から十分離れているとは言えないため、上述の問題が生じ得る。
【００２８】
研究を重ねることにより、本発明者らは、希望波と高調波との周波数間隔が比較的狭い場合であっても、送信周波数帯域の通過ロスを小さく抑えつつ、かつ、高調波のみを十分に減衰させる無線通信装置を開発するに至った。当該無線通信装置は、小型の流量計測装置に適用され得る。
【００２９】
本発明は、流量計測装置に関する。流量計測装置は、導電性材料で形成され、かつ被計量物の流量を検出するセンサを収容するためのハウジングと、高周波信号を成す電波を放射する放射導体と、前記放射導体と電気的に接続され、かつ前記高周波信号を形成する高周波電力を前記放射導体に供給する給電回路が搭載された回路基板と、前記給電回路と電気的に接続される導電部材とを有し、前記給電回路と前記導電部材との間に介在し、かつ前記高周波信号およびその高調波信号に関して前記給電回路を前記導電部材から電気的に隔離する高周波隔離回路とを備える。
【００３０】
流量計測装置では、前記高周波隔離回路は、前記高周波信号に共振してインピーダンスが増大する並列共振回路や、前記高周波信号を減衰させるフィルタを含んでいてもよい。
【００３１】
流量計測装置では、前記高周波隔離回路は、前記給電回路を前記導電部材から電気的に絶縁するフォトカプラを含んでいてもよい。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３３】
なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３４】
また、説明の便宜上、各図に示すように、「前」、「後」、「上」、「下」、「右」、「左」を定義する。即ち、ハウジング１０に対して筐体２０が位置する方向を「前」とし、そのため、反対を「後」とする。そして、前方を向いた状態を基準として、「右」および「左」を規定する。更に、鉛直方向の上下を夫々「上」および「下」と規定する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る流量計測装置１を示す正面図である。図２は、流量計測装置１を示す側面図である。図３は、流量計測装置１の内部を正面から見たときの構成を示す模式図である。図４は、流量計測装置１の内部を側方から見たときの構成を示す模式図である。
【００３６】
流量計測装置１は、たとえば、センサ２１により検出されたデータを無線通信でガス、電気および水道水などの供給業者のコンピュータに送信する装置である。
【００３７】
流量計測装置１は、流体の流量を計測するセンサ２１を収容するハウジング１０、および、該センサ２１の動作を制御したり該センサ２１が検出したデータを外部へ送信したりするための構成を収容する筐体（ｃａｓｅ）２０を備える。
【００３８】
ハウジング１０は、たとえば導電性材料で形成される。導電性材料としては、たとえば、アルミニウムやステンレスなどの金属、導電性樹脂などが挙げられる。
【００３９】
ハウジング１０は、略直方体形状を成しており、その上面に、被計量物の流入用と流出用の２本の配管３０が接続されている。ハウジング１０内にはセンサ２１が収容されている。流入用の配管３０からハウジング１０内に流入した被計量物は、当該センサ２１によってその流量が検出された後、流出用の配管３０を通じて外部へ流出する。被計量物としては、たとえば、ガス、水道水および電気などが挙げられる。
【００４０】
筐体２０は、ハウジング１０の正面側の壁面上に配され、非導電性材料で形成される。非導電性材料としては、たとえば、ポリプロピレンやＡＢＳなど電気絶縁性を有する樹脂が挙げられる。
【００４１】
筐体２０は、上下寸法や左右寸法に比べて前後方向の厚み寸法が小さい直方体形状を成しており、ナット等によりハウジング１０に固定される。
【００４２】
筐体２０の前面に表示部２２が設けられる。表示部２２には、センサ２１が検出した被計量物の流量などが表示される。
【００４３】
筐体２０はこの内部空間に、放射導体４０、無線通信用回路基板５０、計量用回路基板７０およびバッテリ６０、高周波隔離回路８０、８１、配線９０、９１を収容する。なお、筐体２０の、計量用回路基板７０を除く構成は、流量計測装置１に着脱可能な無線装置２５として捉えてもよい。すなわち無線装置２５は、放射導体４０、無線通信用回路基板５０、計量用回路基板７０およびバッテリ６０、高周波隔離回路８０、８１、配線９０、９１を収容する。無線装置２５が流量計測装置１に取り付けられることにより、流量計測装置１に無線機能を実装できる。以下の記載では特に無線装置２５には言及しない。しかしながら、無線装置２５に含まれ得る各構成要素に関する以下の説明（実施の形態２および変形例の説明を含む。）は、そのまま無線装置２５に関する説明として援用される。
【００４４】
計量用回路基板７０はプログラムが実装された集積回路を備える。集積回路は、センサ２１からの検知信号に基づいて、伝送すべき信号を生成する信号生成回路を含む。この集積回路がプログラムに基づいて動作することにより、センサ２１からの検出値に基づいて、ガスや水道水などの被計測物の流量が取得される。計測値の取得方法は、特に限定されない。たとえば、計量対象がガスであれば、膜式や超音波式など公知の何れの方法を採用してもよい。この採用した計量方法に基づいて計量値を算出するのに必要なプログラムが集積回路に実装されていればよい。
【００４５】
無線通信用回路基板５０には、送信回路、受信回路、および、整合回路等が搭載されている。送信回路は、送信対象となるデータを高周波信号に変調して、無線通信により送信するための回路である。受信回路は、無線通信により受信した信号を復調してデータとして取得するための回路である。整合回路は、放射導体４０とこれら送信回路および受信回路とを整合させる回路である。
【００４６】
無線通信用回路基板５０には、さらに給電回路を含む集積回路が搭載される。給電回路は、放射導体４０と電気的に接続されて、送信回路によって変調された高周波信号を放射導体４０に供給する回路である。給電回路を含む集積回路は、高周波隔離回路８０を介して配線９０により計量用回路基板７０の集積回路と電気的に接続される。そして、無線通信用回路基板５０に搭載された集積回路は、計量用回路基板７０の集積回路からの計量データに応じて放射導体４０に電位を付与することにより、該計量データを示す高周波信号を発信する。
【００４７】
なお本発明の実施形態の説明において、放射導体４０を利用して送受信される「高周波信号」は、１００〜５００ＭＨｚの信号をいい、より具体的には１６９ＭＨｚの信号を言う。本明細書では、送受信の対象とされる高周波信号を「希望波」（desired wave）と呼ぶことがある。
【００４８】
バッテリ６０は、無線通信用回路基板５０に実装される電子部品などに電力を供給する電源である。特に、バッテリ６０は、高周波隔離回路８１を介して配線９１により無線通信用回路基板５０と電気的に接続される。そのため、バッテリ６０から供給された電力は、無線通信用回路基板５０の給電回路を通じて高周波電力に変換され、放射導体４０へ供給される。
【００４９】
放射導体４０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。本実施の形態に係る放射導体４０は、細い棒形状を有し、銅などの導電性材料で形成される。放射導体４０の長さは、無線信号を成す高周波信号の波長をλとした場合に、λ／４もしくは、λ／２に設定される。放射導体４０の基端は給電点において無線通信用回路基板５０の出力部（給電端子）と接続される。放射導体４０は、ハウジング１０からなるべく離れて位置するように、かつ、放射導体４０の各部がなるべく近接しないように、筐体２０の内部空間において広がるように折り曲げられる。
【００５０】
上記構成の流量計測装置１では、被計量物が配管３０を流れ、センサ２１が非計量物の流量を検出する。計量用回路基板７０の集積回路がセンサ２１からの検出値に基づいて被計量物の流量を計測する。無線通信用回路基板５０の集積回路は、計量用回路基板７０の集積回路からの計測値に応じて高周波信号を生成して、これを放射導体４０に与える。放射導体４０とそのグランドを成すハウジング１０（及び配管３０）との間には電界が形成され、この電界は、与えられた高周波信号に応じて変化する。この電界の変化が、放射導体４０から放射される電波となる。
【００５１】
流量計測装置１は、導電部材および高周波隔離回路８０、８１を備える。導電部材とは、筐体２０に収容され、かつ無線通信用回路基板５０と電気的に接続される部材である。導電部材としては、たとえば、バッテリ６０、給電回路以外の回路、および計量用回路基板７０、弁制御回路基板などの回路基板などが挙げられる。
【００５２】
高周波隔離回路８０、８１は、無線通信用回路基板５０から放射導体４０に供給される高周波信号に関し集積回路（給電回路）を導電部材から電気的に絶縁（隔離）する回路である。高周波隔離回路として、放射導体４０から放射される送信周波数ならびにその高調波信号に共振してインピーダンスが増大する並列共振回路や、当該周波数を減衰させるフィルタ回路を用いる。
【００５３】
たとえば図５は、高周波隔離回路８０、８１の構成例である並列共振回路を示す。この並列共振回路は、ＬＣ回路１０１および１０２が直列に接続されて構成されている。ＬＣ回路１０１ではコイル１０１ａおよびコンデンサ１０１ｂが並列に接続されている。ＬＣ回路１０２ではコイル１０２ａおよびコンデンサ１０２ｂが並列に接続されている。
【００５４】
本実施の形態において、ＬＣ回路１０１は希望波の３倍高調波を減衰させ、ＬＣ回路１０２は希望波の５倍高調波を減衰させる。希望波として１６９ＭＨｚの周波数を用いる無線通信では、３倍高調波は５０８ＭＨｚであり、５倍高調波は８４７ＭＨｚである。なお、図示された回路構成によって希望波の周波数（１６９MHｚ）を減衰させてもよいし、さらに、希望波の周波数を減衰させるために、図５に示されるような並列共振回路を設けてもよい。
【００５５】
ＬＣ回路１０１におけるコイル１０１ａのインダクタンスおよびコンデンサ１０１ｂの静電容量、およびＬＣ回路１０２におけるコイル１０２ａのインダクタンスおよびコンデンサ１０２ｂの静電容量は、それぞれ希望波の周波数に応じて決定される。
【００５６】
本実施の形態では、３倍高調波および５倍高調波を減衰させるとしたが、これは一例である。減衰させる周波数によっては、特定の高調波のみを減衰させてもよいし、３倍および５倍高調波を含む、複数の高調波を減衰させてもよい。図５の構成例によれば、当業者であれば、減衰させるべき周波数が特定されると、ＬＣ回路におけるインダクタンスおよび静電容量、および直列に接続するＬＣ回路の数を適宜選択できる。
【００５７】
高周波隔離回路８０、８１は、無線通信用回路基板５０と上述した導電部材との間に介在する。具体的には、高周波隔離回路８０、８１は、使用する送信周波数ならびに高調波に対してインピーダンスが大きくなるように設計し、当該周波数において電気的に分離されるように設計する。
【００５８】
その結果、放射導体４０から放射された強入力信号によって二次輻射が生じることにより、導電部材にて入力信号成分を有する信号が誘起されても、高周波隔離回路８０、８１により、当該周波数において電気的に分離されるため、無線通信用回路基板５０まで入力信号成分が回帰しない。その結果、放射導体４０から発生される送信信号の高調波レベルを抑制することができる。
【００５９】
通信を行う回路周辺に高周波隔離回路を設けることは一般的であるが、本実施の形態においては、バッテリ６０や計量用回路基板７０のような、無線通信を行わない要素に関しても高周波隔離回路８０、８１を設けている。これは、放射導体４０から放射される電波が、導電部材であるバッテリ６０の金属ケースにおいて二次輻射を生じさせることを考慮したためである。このような構成は、希望波の波長等との関係で放射導体４１を引き回さなければならない場合には特に有効である。
【００６０】
たとえば図６は、バッテリ６０の上方にまで引き回された放射導体４１を有する流量計測装置２の構成を示す。図３の放射導体４０と比較すると、放射導体４１はより長い。放射導体４１がバッテリ６０の上方に位置しているため、バッテリ６０の金属ケースにおいて、放射導体４１から放射された電波はより強い二次輻射を生じさせる。しかしながら、高周波隔離回路８１を設け、高調波を遮断することにより、雑音放射を低減できる。
【００６１】
なお、バッテリ６０および計量用回路基板７０以外にも、放射導体４０に対して導電部材であり、入力信号成分を有する信号が誘起され、無線通信用回路基板５０に回帰する可能性がある好ましくない導電部材が存在する場合には、上記のような高周波隔離回路を介在させればよい。
【００６２】
また、上記構成における別の効果として、無線通信用回路基板５０と高周波隔離回路を介して接続されている導電部材とは、当該周波数において高周波隔離回路により電気的に分離されているため、放射導体４０のアンテナ整合に対する導電部材のインピーダンス変化による影響を著しく軽減することができる。これにより、製造時のバラツキ（基板、バッテリのインピーダンス、配線長のバラツキ）による影響を受けることなく設計でき、開発の効率化、歩留まりを抑えた安定した製造が可能となる。
【００６３】
（実施の形態２）
放射導体４０からの無線出力が大きい場合、放射導体４０から放射された信号が無線通信用回路基板５０や計量用回路基板７０に放射される結果、無線通信用回路基板５０や計量用回路基板７０から高調波雑音（スプリアス）が放射されてしまい、雑音放射の規格を満たさなくなる。
【００６４】
そこで、本実施の形態では、特に無線出力が大きい場合であってもアンテナ利得特性の向上と高調波雑音放射低減の両立を図る構成を説明する。
【００６５】
なお、無線出力が大きい場合とは、たとえば出力電力が１ワット程度の場合を含む。
【００６６】
図７は、実施の形態２に係る流量計測装置３の内部を側方から見たときの構成を示す模式図である。なお、図７に示す構成要素のうち、図１から図４において説明した構成要素と同じものについては同じ番号を付し、その説明を援用する。
【００６７】
実施の形態２は、実施の形態１で説明した構成に対して更に、ハウジング１０と計量用回路基板７０とを電気的に接続する計量用回路基板用接続ケーブル１００、及びハウジング１０と無線通信用回路基板５０とを電気的に接続する無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０を設けた流量計測装置に関する。より具体的に言えば、本実施の形態は、実施の形態１に係る高周波隔離回路、およびハウジングと回路基板とを電気的に接続するケーブル（導電体）の両方を有する流量計測装置に関している。
【００６８】
計量用回路基板用接続ケーブル１００は、一端が計量用回路基板７０のグランドと接続し、他端がハウジング１０と接続する。計量用回路基板用接続ケーブル１００の他端がハウジング１０と接続するために、筐体２０には孔が設けられ、ハウジング１０には突起部が設けられている。そして、ハウジング１０と筐体２０は突起部が孔を貫通するようにして固定され、計量用回路基板用接続ケーブル１００の他端は突起部に接触している。このとき、筐体２０の内部が密閉されるように孔の周囲にはシールが施されている。
【００６９】
この計量用回路基板用接続ケーブル１００は、例えば銅、アルミニウム、鉄などの導電性材料で形成される。
【００７０】
また、この計量用回路基板用接続ケーブル１００の計量用回路基板７０への接続位置は、基板上でできるだけ放射導体４０から距離が離れており、且つ接地効果が高いと考えられる位置を選択することが好ましい。接地効果が高いと考えられる位置とは、たとえば、計量用回路基板７０上のグランドパターンが回路素子等によって仕切られることによって複数の区画が形成されている場合において、できるだけ広い面積を有する区画内の位置である。「グランドパターン」とは、たとえば計量用回路基板７０上の銅箔による配線のうち、グランドに設定されている配線をいう。また「できるだけ広い面積」とは、複数の区画の各面積のうち、相対的に広い面積であればよい。一例としては最も広い面積を意味する。このような計量用回路基板７０の位置において、計量用回路基板用接続ケーブル１００を接続することで、効果を最大限に得ることができる。
【００７１】
ところで、ガスメータや水道メータなどの電気メータ以外のメータ計量機はバッテリ６０等の電池で駆動しているため、通常であれば計量用回路基板７０をハウジング１０へ電気的に接続する必要はない。しかし、計量用回路基板７０が放射導体４０に隣接している場合、計量用回路基板７０がアンテナとして動作しスプリアスを発生してしまう。このため、雑音発生のレベルが大きくなってしまい、雑音発生レベルの規格を満足することができなくなる。
【００７２】
しかし、本実施の形態のように、計量用回路基板７０とハウジング１０とを電気的に接続することで、計量用回路基板７０をアンテナとして動作させず、筐体２０の内部から雑音として発生する妨害波を低減することが可能になる。この時の妨害波としては、通常、希望波の３倍波、５倍波のレベルが一番高い。
【００７３】
なお、この様な妨害波は、同様に無線通信を行う携帯電話では問題にならない。なぜなら、携帯電話の電波の周波数は低くても８００ＭＨｚ帯であり、これの３倍波（２．４ＧＨｚ）、５倍波（４ＧＨｚ）は、８００ＭＨｚに対し周波数帯が離れており、雑音除去に関する通信規格の要求レベルは低いためである。
【００７４】
なお、本明細書で想定している流量計測装置としてのガスメータ自体には本来有線通信機能がない。メータコントローラ基板のＧＮＤを筐体に電気的に接続しても、基板上の通信信号線に雷サージ電圧が乗ることがないので、雷サージなどの外来雑音によりコントローラ基板が破壊されることはない。
【００７５】
無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０は、一端が無線通信用回路基板５０のグランドと接続し、他端がハウジング１０と接続する。無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０の他端がハウジング１０と接続する手法としては、計量用回路基板用接続ケーブル１００の他端がハウジング１０と接続する手法と同様であってもよいし、ハウジング１０と筐体２０を固定するためにハウジング１０と筐体２０を貫通するビスに、計量用回路基板用接続ケーブル１００の他端を接続するようにしてもよい。
【００７６】
ハウジング１０と筐体２０を固定するビスは複数あるが、無線通信用回路基板５０の最も近くに位置するビス（本実施の形態では、筐体２０の下部に位置するビス）に接続するのが望ましい。この無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０は、例えば銅、アルミニウム、鉄などの導電性材料で形成される。
【００７７】
なお、図７では放射導体４０は逆Ｌ型アンテナとして説明しているが、放射導体４０はこれ以外の線状の導体素子で構成されてもよい。線状の導体素子としては、たとえば、ループアンテナまたはメアンダラインアンテナなどが挙げられる。
【００７８】
また、放射導体４０は線状の導体素子以外であってもよく。たとえば、板状逆Ｆアンテナ、線状逆Ｌアンテナ、板状のダイポールアンテナなどの、平面状の導体素子が放射導体４０として用いられてもよい。また、回路基板上の金属箔の無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０、放射導体４０に用いられてもよい。
【００７９】
また、上記全ての実施の形態では、無線通信用回路基板５０とハウジング１０とを電気的に接続する接続部として、無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０およびビスが用いられた。しかしながら、この構成は一例に過ぎない。接続部の機能として無線通信用回路基板５０とハウジング１０とを電気的に接続できれば十分であり、その機能を実現できる限りにおいて、当業者であれば種々の具体的な構成を採用し得る。たとえば、筐体２０と外形は同じ形状であるが、樹脂製の筐体を採用する場合を考える。このとき、樹脂筐体とハウジング１０との接触面には孔が開けられている。この樹脂筐体の孔の中に金属筐体２０１の突起物が嵌められる。そして、この金属ハウジングの突起物に、計量用回路基板用接続ケーブル１００が電気的に接続され、この計量用回路基板用接続ケーブル１００の反対側の一端に、無線通信用回路基板５０のグランドに電気的が接続される。このとき、樹脂筐体の内部が密閉されるように、孔の周囲がシールされる。
【００８０】
なお、放射導体４０と無線通信用回路基板５０の出力部との接合、および無線通信用回路基板５０のグランドと無線通信用回路基板用接続ケーブル１１０との接合は半田により行われた。ただし、接合方法は、これらが電気的に接合されていれば、これに限定されない。たとえば、これらがビスやコネクタなどを介して接合されてもよい。
【００８１】
また、上記全ての実施の形態において、超音波式ガスメータ（ＵＳＭ）が流量計測装置用いられてもよい。この場合、ハウジング１０のサイズが小さいため、ハウジング１０の形状を変化させることにより、アンテナの実効長を長くすることができる。これにより、アンテナ利得の向上を図ることができる。あるいは、ハウジング１０が小さいため、その分、放射導体４０とハウジング１０（グランド）との間の距離を大きく確保することができ、利得の向上を期待することができる。
【００８２】
以上のように、本発明にかかる流量計測装置は、従来技術に比べ、アンテナ特性の向上を図った、小型の流量計測装置に対し、放射電波強度を高くすることと、妨害波レベルを低減することを両立することに対し有用である。
【００８３】
なお、本実施の形態では、高周波隔離回路８０、８１を有し、さらに基板とハウジングとを接続する導電体とを有する流量計測装置を説明した。しかしながら、高周波隔離回路８０、８１がない状態であっても、放射電波強度を高くすることと妨害波レベルを低減することを両立することが可能である。
【００８４】
たとえば図８は、高周波隔離回路を有しない流量計測装置４の内部を正面から見たときの構成を示す模式図である。図９は、流量計測装置４の内部を側方から見たときの構成を示す模式図である。
【００８５】
また、放射導体４０を計量用回路基板７０からなるべく離れるような形状にすることで、計量用回路基板７０から放射される高調波雑音を緩和することができる。たとえば図１０は、本実施の形態の変形例にかかる流量計測装置５の構成を示す模式図である。流量計測装置５では、放射導体４０は、計量用回路基板７０を回避する形状に加工されている。なお、放射導体４０は、計量用回路基板７０から離れるよう構成されることに加え、放射導体４０の各部が互いに近接しないようにすることも好ましい。
【００８６】
上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明は実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなくその構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように、本発明にかかる流量計測装置は、従来技術に比べ、高調波の抑制手段を有する、小型の流量計測装置として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１〜５    流量計測装置
１０  ハウジング
２０  筐体
２１  センサ
２２  表示部
３０  配管
４０  放射導体
５０  無線通信用回路基板（回路基板）
６０  バッテリ
７０  計量用回路基板（回路基板）
８０、８１  高周波隔離回路
９０、９１  配線（導線）
【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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