(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、
一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、
前記誘電体基板の上にエッチング記法で形成された導体の線路パターンであって、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略円形の螺旋状に延びるように、且つ、前記線路の全体の長さを使用する電波の周波数の波長と対応させ、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成された線路パターンと、
前記誘電体基板の前記線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、
前記線路パターンの中心側の端部を、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、
自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、
を備えており、
前記線路パターンが、その線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とする小型の回転体装着型アンテナ。
【請求項２】
自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、
一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、
前記誘電体基板の上にエッチング記法で形成された導体の線路パターンであって、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略矩形の螺旋状に延びるように、且つ、前記線路の全体の長さを使用する電波の周波数の波長と対応させ、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成された線路パターンと、
前記誘電体基板の前記線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、
前記線路パターンの中心側の端部を、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、
自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、
を備えており、
前記線路パターンが、その線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とする小型の回転体装着型アンテナ。
【請求項３】
自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、
一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、
前記誘電体基板の上にエッチング記法により互いに略並行に形成されている２つの導体の線路パターンであって、それぞれが、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略円形の螺旋状に延びるように、且つ、前記各線路の全体の長さを使用する電波の周波数の波長と対応させ、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成されている２つの線路パターンと、
前記誘電体基板の前記２つの線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、
前記２つの線路パターンの中心側の各端部をそれぞれ、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、
自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、
を備えており、
前記２つの線路パターンが、その各線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その各線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とする小型の回転体装着型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に装着された状態で自らが回転しながらでも効率的に且つ安定的に信号を送受信することができる小型の回転体装着型アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯域の無線通信機のアンテナでは、ダイポールアンテナ、ロードアンテナ、八木アンテナなどが多く使われている。これらのアンテナのゲインや放射パターンはそれぞれの特徴を持っており、それぞれの目的に応じて使われてきた。例えば、特許文献１は、ＩＣタグやカードなどに内蔵されて使用される小型アンテナを開示している。この小型アンテナは、フィルム状のベースシートの上に矩形渦巻状のパターンが形成されることにより構成されている。
【特許文献１】特開２００１−１６０１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１などに開示されている従来の小型アンテナは、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に装着されて回転した状態では、外部と効率的且つ安定的に信号を送受信することができないという問題があった。
【０００４】
すなわち、既存のダイポールアンテナ、ロードアンテナ、八木アンテナ、ヘリカルアンテナなどのアンテナ放射パターンは、片方向だけ電波強度が大きくなる特徴を持っており、このようなアンテナを自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に取り付けて通信をする場合は、外部通信機の位置により又は回転する角度により受信信号のレベルが変化し通信障害を起こす原因になるという問題が発生していた。
【０００５】
すなわち、電気信号を電波信号に変換させて伝えるアンテナは、波長とアンテナの大きさや形による固有の変換周波数を有しているとともに、電波が放射される放射パターンが特定な形を有している。アンテナから放射された電磁波信号が外部に出るとき、受信する各位置ごとに電波の受信強度がそれぞれ異なるのが一般的なアンテナの特性である。そのため、前述のような従来の小型アンテナを回転体に装着して電波を送受信する場合は、回転体に装着されているアンテナの位置と回転体の角度により放射される電波の強度が変わってしまい、そのアンテナからの電波を固定された位置で受信するときの受信電波の強度も変わってしまうという現象が起きてしまう。この時の受信電波の強さは、回転体の角度やアンテナが持つ放射パターンと複合的な関連性を持ち、受信電波の強度は回転体の回転速度とアンテナの放射パターンとの変数により常時受信レベルが変わるという特性を持つことになる。そのような場合、放射パターンがそれぞれの位置で異なった場合には、アンテナのゲインの変化とアンテナの回転数によって受信信号の強さがある程度の変化を持つ波の形ができ、実際には送信していない干渉信号が出て受信機に干渉してエラーを引き起こすことになる。この放射パターンのゲイン差と回転速度の関係で出る実際には送信していない干渉信号は、受信機に入って通信エラーを引き起こすことになる。特に回転体が高速で回転する場合は、回転速度と放射パターンの偏向によるドプラ効果が発生し、受信信号が振動したり大きさ成分や周波数成分に信号のシフトが発生して通信障害が発生する恐れがある。したがって、ゲインが片一方だけ大きいということが無い、受信機が置いてあるどんな角度でも一定した放射パターンを保つことができるアンテナが望まれている。
【０００６】
また、無線通信基地局や携帯型端末とは違って、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体には通信機を取り付ける空間の余地が少なく、またアンテナを突出状態で取り付けるときには回転体の遠心力により機械的に安定できず破損する恐れもある。したがって、回転体から突出しないような小型のアンテナが望まれている。
【０００７】
以上のように、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に取り付けて使用される通信機のアンテナは、どの方向でも電波の放射強度が一定に保たれること、及び、回転体から突出して回転体の回転の邪魔にならないように小型のサイズに形成することが必要であるが、そのような要求を満たすようなアンテナは、従来は開発されていなかった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に取り付けられて自らも回転しながらでも電波を効率的に且つ安定的に送受信することができる小型の回転体装着型アンテナ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】
【０００９】
以上のような課題を解決するための本発明による小型の回転体装着型アンテナは、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、前記誘電体基板の上にエッチング記法で形成された導体の線路パターンであって、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略円形の螺旋状（渦巻き状）に延びるように、且つ、前記線路の全体の長さが使用する電波の周波数の波長に比例し、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成された線路パターンと、前記誘電体基板の前記線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、前記線路パターンの中心側の端部を、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、を備えており、前記線路パターンが、その線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明による小型の回転体装着型アンテナは、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、前記誘電体基板の上にエッチング記法で形成された導体の線路パターンであって、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略矩形の螺旋状（渦巻き状）に延びるように、且つ、前記線路の全体の長さが使用する電波の周波数の波長に比例し、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成された線路パターンと、前記誘電体基板の前記線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、前記線路パターンの中心側の端部を、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、を備えており、前記線路パターンが、その線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明による小型の回転体装着型アンテナは、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に装着されて使用される小型の回転体装着型アンテナであって、一定の厚みを持つ円盤状の誘電体基板と、前記誘電体基板の上にエッチング記法により互いに略並行に（並列的に）形成されている２つの導体の線路パターンであって、それぞれが、一定した線路幅を持ち、前記誘電体基板の略中心から略円形の螺旋状（渦巻き状）に延びるように、且つ、前記線路の全体の長さが使用する電波の周波数の波長に比例し、前記各線路間の間隔が前記線路幅の約５倍から約２０倍までとなるように、形成されている２つの線路パターンと、前記誘電体基板の前記２つの線路パターンの中心側の端部の近傍部分に形成された貫通穴と、前記２つの線路パターンの中心側の各端部をそれぞれ、前記貫通穴を介して送信部及び／又は受信部と電気的に接続するための信号線と、自らを、送信部及び／又は受信部と共に、自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の回転軸方向と直交する平面に固定するための取り付け手段と、を備えており、前記２つの線路パターンが、その各線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となるように、且つ、その各線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、前記回転体に対して配置されている、ことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、例えば回路基板であるＰＣＢなどの誘電体基板に、エッチング記法により、例えば銅膜などの導体で線路パターンを形成することにより小型の回転体装着型アンテナを構成した。この線路パターンは、基板の中心から略螺旋状に形成され、その線路長は通信周波数に適合するように形成している。そして、このように回転する基板の中心から外側へ一定した間隔で螺旋状に回転するような形状に線路パターンを形成し、このような螺旋状の線路パターンの中心側の端部又はその近傍では基板にスルーホールを形成しておき、基板の下側（線路パターンが形成されていない側）から前記スルーホールを介して前記線路パターンの中心側端部を通信機（送信用又は受信用回路）と接続し、通信機の出力をこのアンテナを通じて電波で放射させるようにしている。これにより、放射パターンをどの角度からも一定に放射できる小型の回転体装着型アンテナが実現できる。本発明のように螺旋状に線路パターンを加工してアンテナを作製する場合は、印刷された線路パターンの上に電波が放射され、アンテナ放射パターンが印刷された基板の上に一定の強度で放射されて、どの場所からも受信される電波の強度は一定に保たれる。連続する螺旋状に形成されたパターンの総線路の長さは通信に使用する周波数の波長に比例し、マッチングを取って使用周波数が一定に放射される。
【００１３】
また、本発明においては、誘電体基板の上にアンテナ用の線路パターンをエッチングするとき、使用周波数の波長に比例する長さを確保するために、エッチングする線路パターン幅を出来る限り狭くし、螺旋状に回転する線路パターン間の距離を線路パターン幅の約５倍から約２０倍までとしている。これにより、本発明では、アンテナのサイズを小型にしながら、線路パターン間の間隔を十分に（線路パターン幅の約５倍から約２０倍まで）に維持して、近接する線路パターンの間に相互誘導効果（相互結合効果）が起きることを防止するようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転体装着用アンテナによれば、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に前記取り付け手段により取り付けられたとき、小型で回転体から突出しないような構造になっているので、回転体の遠心力により破損したりする恐れがなくなる。また、本発明の回転体装着用アンテナによれば、どの角度からでも放射パターンが一定で電波の放射強度が一定に保たれるので、自動車のホイールや回転ローラなどの回転体に取り付けられて自らが回転しながらでも電波を効率的に且つ安定的に送受信することができるようになる。
【００１５】
すなわち、本発明においては、誘電体基板の上に螺旋状の略四角パターン又は略円形パターンの線路をエッチング記法で印刷・形成し製作する。このとき、線路の総長さが使用する周波数の波長に比例するようにし、線路の間の間隔が線路幅の約５倍から約２０倍までになるように、エッチングしてアンテナを製作する。そして螺旋形に放射させた線路パターンの中心側の端部を、基板のスルーホールを介して、基板の線路パターンが形成された側と反対の側から基板の線路パターンが形成された側に延びる信号線により、無線通信回路（送信部又は受信部）と繋ぎ、通信回路の出力をこのアンテナを通じて電波として放射させる。
【００１６】
本発明によれば、このように製作された基板上の螺旋形のアンテナから放射パターンが放射されることにより、基板の中心から一定に電波が放射される効果を得ることができる。本発明者が、基板を中心とした０度から３６０度までの間を１０度の間隔で分けてアンテナのゲインとビーム幅（Ａｎｇｕｌａｒ  Ｗｉｄｔｈ）を精密測定したところ、ゲインの変化が１度以内になるように一定して放射されるのが確認できた。また３ｄＢｉビーム幅（３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ）も一定しており、どの方向からも傾かないことが分かった。また、本発明者が、螺旋形の放射パターンとして略四角形パターンの場合と略円形パターンの場合のすべてを比較し検討したところ、略四角形パターンの放射パターンは略円形パターンの場合と比較して中心から扇子の形をした放射パターンを持つが、使用周波数が変わってもその全般的な放射パターンの形は変わらないことが分かった。また、本発明者の測定によると、略円形の螺旋状の線路パターンは、総線路の長さにより、放射される特定の周波数を持っていることが分かった。また、本発明者の測定によると、この略円形の螺旋状の線路パターンの場合は、その放射パターンが印刷されたプリント基板の上に１８０度のどの方向からも一定に電波が放射され、０度から３６０度までの間の１０度間隔でアンテナゲインと放射角度を測定したところ、その差がほとんど出ないこと、したがって、どの角度からでも電波強度が一定に放射されること、が分かった。以上のように、本発明者の測定によると、本発明による回転体装着型アンテナを回転体に取り付けて無線通信に使用するときは、外部の通信機との通信障害を起こさず、安定した通信状態を保つことができることが分かった（従来のアンテナを使用するときは、回転体の回転速度とアンテナの放射パターンとの一定の同期により電波強度の波のような現象が起きてしまい、通信機と通信エラーを引き起こし、また通信機とドプラ現象を起こし通信障害が起きることがしばしばであった）。
【００１７】
以上のように、本発明によれば、基板上の螺旋状アンテナから放射されたアンテナの放射パターンが基板の略中心から一定に電波が放射される効果を得ることができ、ビーム幅も一定で特定方向に電波が傾かないようなアンテナを実現できる。よって、本発明によれば、放射パターンが基板の上に一定に放射され放射角度による電波強度の差がほとんど無いため、回転体に取り付けて高速回転させた場合でも、電波強度の差がほとんどなく通信機との通信エラーや通信障害を引き起こす恐れが無いようなアンテナを実現することができる。特に、本発明においては、前記線路パターンを、その線路パターンが形成されている平面が前記回転体の回転方向と平行となる（前記回転体の回転軸方向と直交する）ように、且つ、その線路パターンの中心が前記回転体の回転中心と一致するように、配置したので、取り付け対象である回転体が回転しているときでも、アンテナからの放射パターンが回転体の回転方向に対して一定に放射されるようになり、放射角度による電波強度の差がほとんど無くなる、という効果が得られる。
【００１８】
また、本発明においては、誘電体基板の上にアンテナ用の線路パターンをエッチングするとき、使用周波数の波長に比例する長さを確保するために、エッチングする線路パターン幅を出来る限り狭くし、螺旋状に回転する線路パターン間の距離を線路パターン幅の約５倍から約２０倍までとしている。したがって、本発明によれば、アンテナのサイズを小型にしながら、線路パターン間の間隔を十分に（線路パターン幅の約５倍から約２０倍まで）に維持して、近接する線路パターンの間隔が近接して相互誘導効果（相互結合効果）が生じることを防止することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１について述べるような形態である。
【実施例１】
【００２０】
以下に、本発明の実施例１による小型の回転体装着型アンテナを説明する。図１−Ａは本実施例１による回転体装着型アンテナを示す斜視図で、図１−Ａ（ａ）は線路パターンが形成された側から見た図、図１−Ａ（ｂ）はその裏側から見た図である。図１−Ａにおいて、１は誘電体基板、２は誘電体基板１の上に形成された略円形螺旋状の線路パターン、３は送受信部、４ａは前記基板１の前記線路パターン２の中心側の端部２ａの下方に形成されたスルーホール、４ｂは前記基板１の前記螺旋状線路パターン２の外側の端部２ｂの下方に形成されたスルーホール、５ａは前記送受信部３と前記の螺旋状線路パターン２の中心側の端部２ａとを前記スルーホール４ａを介して接続するための信号線、５ｂは前記送受信部３と前記の螺旋状線路パターン２の外側の端部２ｂとを前記スルーホール４ｂを介して接続するための信号線、である。
【００２１】
本実施例１においては、アンテナをエッチングするために使用する基板１として、基板厚み１ｍｍ、銅膜厚み１／２オンス、平面サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍのＦＲ−４（誘電率４．８）基板を使用する。このＦＲ−４（誘電率４．８）基板１の上に、０．１〜０．５ｍｍ幅、望ましくは０．２ｍｍ幅の細いアンテナ用線路パターン２をエッチングにより形成する。このとき、螺旋型にプリントされた線路パターン２の間の間隔は各線路の間の影響を出来るだけ少なくできるよう線路幅の約５倍から約２０倍までとする。線路パターン２の長さは、使用電波の波長に合わせて選択する。線路パターン２の両端２ａ，２ａの下方の位置では基板１にスルーホール４ａ，４ｂを加工形成し、基板１の下側に配置された信号線５ａ，５ｂと前記スルーホール４ａ，４ｂとにより、線路パターン２の各端部２ａ，２ｂと送受信部３とを電気的に接続する。前記のプリント線路パターン２は、略円形の螺旋状に作製する。前記線路パターン２の長さは通信に使用する周波数の波長と密接に関連しており、周波数が低くて波長が長くなればこのパターンの長さも長くしなければいけないし、使用周波数が高くて波長が短ければパターンの線路の長さも短くし波長に合わせる作業をしなければならない。このとき、各線路間の間隔を十分に（線路幅の約５倍から約２０倍まで）確保するようにして、各線路の間が近接して相互誘導効果が起きないようにすることが望ましい。本実施例１では、前記各線路間の間隔は例えば２．０ｍｍとしている。
【００２２】
次に、図１−Ｂ１は、５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図１−Ｂ１に示すように、１８０度内の全ての角度で、ほぼ８．４ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（アンテナからの電波放出パターンをみたときゲインがトップから３ｄＢ下がるまでの間の角度であるビーム幅）は１８０度となっている。したがって、本実施例１のアンテナによると、５００ＭＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１８０度内のどの角度からでも電波強度が一定に放射されるので、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表１はこの場合の測定結果を示す表、図１−Ｂ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００２３】
【表１】
0004621169.tif 000002
【００２４】
また、図１−Ｃ１は、１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図１−Ｃ１に示すように、１８０度内においてゲインの増減がかなり大きい。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は７６．１度となっている。よって、本実施例１のアンテナは、１ＧＨｚの電波を使用するためには、あまり適していないことが分かる。なお、下表２はこの場合の測定結果を示す表、図１−Ｃ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００２５】
【表２】
0004621169.tif 000003
【００２６】
また、図１−Ｄ１は、２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図１−Ｄ１に示すように、１８０度内においてゲインの増減がかなり大きい。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は４３．０度となっている。よって、本実施例１のアンテナは、２ＧＨｚの電波を使用するためには、あまり適していないことが分かる。なお、下表３はこの場合の測定結果を示す表、図１−Ｄ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００２７】
【表３】
0004621169.tif 000004
【００２８】
次に、図２（ａ）は本実施例１によるアンテナを回転ローラに取り付けた状態を示す斜視図、図２（ｂ）は本実施例１によるアンテナを回転ローラに取り付けた状態を示す概念図である。図２（ａ）において、１０は工場の工作機械などの一部を構成する回転ローラ、１１は回転ローラ１０の回転軸、１２は本実施例１のアンテナ２などを収容する筐体、である。
【００２９】
前記筐体１２の内部には、図２（ｂ）に示すように、図１に示したアンテナ２及び送受信部３と、送受信部３と接続されたセンサー部１３と、前記のアンテナ２、送受信部３、及びセンサー部１３に電力を供給するための電池部１４と、が収容されている。前記センサー部１３としては、例えば、温度センサ、回転速度センサ、振動センサなどの様々な種類のセンサーを使用できる。
【００３０】
また、図２（ｂ）において、１２ａは前記筐体１２の基台、１５は前記筐体１２の基台１２ａを前記回転軸１１の回転端面１１ａ（回転軸１１の回転方向と直交する平面を有している）に取り付けるためのボルト、である。本実施例１においては、前記の筐体１２、筐体の基台１２ａ、及びボルト１５が、本発明における「アンテナを（送信部及び／又は受信部と共に）自動車用ホイールや回転ローラなどの回転体の端面又はその近傍部分に固定するための取り付け手段」に相当している。
【００３１】
また、図２（ｂ）には図示していないが、前記筐体１２の内部には、前記センサー部１３、送受信部３、及び電池部１４と接続された記憶部（メモリ）も収容されている。この記憶部には、各記憶部ごとの識別番号が予め記録されている。また、前記記憶部には、外部から無線送信された「前記筐体１２が固定されている回転体（回転ローラ１０など）に関する属性や故障・修理などの履歴情報」が、送受信部３を介して記録される。
【００３２】
以上に説明したように、本実施例１によれば、アンテナ２を小型化して小さい筐体１２に収容し、これを回転軸１１の回転端面１１ａにほとんど突出しないように取り付けているので、アンテナ２を含む筐体１２が回転軸１１の回転の障害になったり回転により破損するなどの恐れがない。また、本実施例１によれば、アンテナ２をどの角度でも電波強度が一定に放射されるように構成したので、回転軸１１に取り付けて無線通信に使用しても、外部の通信機との通信障害を起こさず、安定した通信状態を保つことができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２による小型の回転体装着型アンテナを図３−Ａに基づいて説明する。図３−Ａにおいて、図１−Ａと共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図３−Ａにおいて、２２は誘電体基板１の表面１ａ上に形成された導体の略矩形（略四角形）の螺旋状の線路パターン、２２ａはこの螺旋状の線路パターン２２の中心側の端部、２２ｂはこの螺旋状の線路パターン２２の外側の端部である。以上のように、本実施例２においては、誘電体基板１の上に形成される線路パターン２２が、略円形螺旋状ではなく、略矩形螺旋状に形成されている点で前記実施例１と異なっている。これ以外の点については、本実施例２の構成は前記実施例１とほぼ同様であるので、その他の説明は省力する。
【００３４】
次に、図３−Ｂ１は、５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図３−Ｂ１に示すように、１２７．８度内の角度で、ほぼ１１．１ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は１２７．８度と、かなり広いビーム幅が得られている。したがって、本実施例２のアンテナによると、５００ＭＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１２７．８度内のどの角度からでも電波強度がほぼ一定に放射されるので、ある程度、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表４はこの場合の測定結果を示す表、図３−Ｂ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００３５】
【表４】
0004621169.tif 000005
【００３６】
また、図３−Ｃ１は、１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図３−Ｃ１に示すように、１１７．５度内の角度で、ほぼ６．８ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は１１７．５度と、かなり広いビーム幅が得られている。したがって、本実施例２のアンテナによると、ＩＧＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１１７．５度内のどの角度からでも電波強度がほぼ一定に放射されるので、ある程度、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表５はこの場合の測定結果を示す表、図３−Ｃ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００３７】
【表５】
0004621169.tif 000006
【００３８】
また、図３−Ｄ１は、２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図３−Ｄ１に示すように、１０６．９度内の角度で、ほぼ５．８ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は１０６．９度と、かなり広いビーム幅が得られている。したがって、本実施例２のアンテナによると、２ＧＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１０６．９度内のどの角度からでも電波強度がほぼ一定に放射されるので、ある程度、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表６はこの場合の測定結果を示す表、図３−Ｄ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００３９】
【表６】
0004621169.tif 000007
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明の実施例３による小型の回転体装着型アンテナを図４−Ａに基づいて説明する。図４−Ａにおいて、図１−Ａと共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図４−Ａにおいて、３２，３３はそれぞれ誘電体基板１の上に形成された導体の略円形螺旋状の線路パターン、３２ａ，３３ａはこの螺旋状の線路パターン３２，３３の外側の端部、である。本実施例３においては、図４−Ａに示すように、前記２つの略円形螺旋状の線路パターン３２，３３が互いに並列的に形成されている。また、前記２つの略円形螺旋状の線路パターン３２，３３のそれぞれの外側の端部３２ａ，３３ｂは、図４−Ａでは図示を省略している各スルーホールを介して、前記基板１の図示裏側に延びている各信号線５ａ，５ｂとそれぞれ接続されている。そして、これらの各信号線５ａ，５ｂは送受信部３と接続されている。また、前記２つの略円形螺旋状の線路パターン３２，３３の各中心側の端部は、互いに接続されている。これらの点を除いては、本実施例３の構成は前記実施例１とほぼ同様であるので、以上の点以外についての本実施例３の説明を省力する。
【００４１】
次に、図４−Ｂ１は、５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図４−Ｂ１に示すように、１２６．５度内の角度で、ほぼ６．５ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は１２６．５度と、かなり広いビーム幅が得られている。したがって、本実施例３のアンテナによると、５００ＭＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１２６．５度内のどの角度からでも電波強度がほぼ一定に放射されるので、ある程度、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表７はこの場合の測定結果を示す表、図４−Ｂ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００４２】
【表７】
0004621169.tif 000008
【００４３】
また、図４−Ｃ１は、１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンを示す図である。このときの電波放出パターンを見ると、図４−Ｃ１に示すように、１３１．９度内の角度で、ほぼ５．５ｄＢｉに近いゲインが得られている。すなわち、この場合の３ｄＢ  Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ（ビーム幅）は１３１．９度と、かなり広いビーム幅が得られている。したがって、本実施例３のアンテナによると、ＩＧＨｚの電波を使用したときは、回転体と共に回転している状態でも１３１．９度内のどの角度からでも電波強度がほぼ一定に放射されるので、ある程度、効率的且つ安定した通信が可能になることが分かる。なお、下表８はこの場合の測定結果を示す表、図４−Ｃ２はこの場合の測定結果を示すグラフである。
【００４４】
【表８】
0004621169.tif 000009
【００４５】
以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明及び本発明を構成する各構成要件は、それぞれ、前記の各実施例及び前記の各実施例を構成する各要素として述べたものに限定されるものではなく、様々な修正及び変更が可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある修正及び変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１−Ａ】本発明の実施例１を説明するための図で、（ａ）は本実施例１を線路パターンが形成された側から示す斜視図、（ｂ）はその反対側から示す斜視図。
【図１−Ｂ１】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図１−Ｂ２】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図１−Ｃ１】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図１−Ｃ２】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図１−Ｄ１】２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図１−Ｄ２】２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例１のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図２】本実施例１を回転ローラの回転軸の端面に固定するための構成を説明するための図で、（ａ）は回転ローラと本実施例１を示す斜視図、（ｂ）は本実施例１を回転軸に取り付けた状態を示す概念図。
【図３−Ａ】本発明の実施例２を説明するための図で、（ａ）は本実施例２を線路パターンが形成された側から示す斜視図、（ｂ）はその反対側から示す斜視図。
【図３−Ｂ１】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図３−Ｂ２】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図３−Ｃ１】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図３−Ｃ２】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図３−Ｄ１】２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図３−Ｄ２】２ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例２のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図４−Ａ】本発明の実施例３を線路パターンが形成された側から示す斜視図。
【図４−Ｂ１】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図４−Ｂ２】５００ＭＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【図４−Ｃ１】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンを示す図。
【図４−Ｃ２】１ＧＨｚの電波を使用するときの本実施例３のアンテナによる電波放射パターンの測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４７】
１         誘電体基板
２，２２，３２，３３  線路パターン
２ａ，２ｂ，３２ａ，３３ｂ    端部
３         送受信部
４ａ，４ｂ       スルーホール
５ａ，５ｂ       信号線
１０     回転ローラ
１１     回転軸
１１ａ  回転端面
１２     筐体
１２ａ  基台
１３     センサー部
１４     電池部
１５     ボルト
【図１−Ａ】
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【図１−Ｂ１】
0004621169.tif 000011
【図１−Ｂ２】
0004621169.tif 000012
【図１−Ｃ１】
0004621169.tif 000013
【図１−Ｃ２】
0004621169.tif 000014
【図１−Ｄ１】
0004621169.tif 000015
【図１−Ｄ２】
0004621169.tif 000016
【図２】
0004621169.tif 000017
【図３−Ａ】
0004621169.tif 000018
【図３−Ｂ１】
0004621169.tif 000019
【図３−Ｂ２】
0004621169.tif 000020
【図３−Ｃ１】
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【図３−Ｃ２】
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【図３−Ｄ１】
0004621169.tif 000023
【図３−Ｄ２】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ１】
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【図４−Ｂ２】
0004621169.tif 000027
【図４−Ｃ１】
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【図４−Ｃ２】
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