JP2023011278A - アンテナ、テレメータ装置およびテレメータ計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、周辺の金属部材の影響が少ないアンテナ、テレメータ装置及びこれらを用いたテレメータ計測システムを提供する。【解決手段】アンテナ１６は、誘電体基板４０と、誘電体基板４０の裏面に形成された導電プレーン４２と、誘電体基板４０の表面に形成された線状の放射素子４４と、放射素子４４の一端を導電プレーン４２と接続する短絡ピン４６と、放射素子４４における短絡ピン４６が接続される一端から所定距離離れた点に導電プレーン４２に設けた穴４２ａを介して接続され、放射素子４４に送信信号を供給する給電ピン４８と、を備え、放射素子４４から電波を送出する。短絡ピン４６と給電ピン４８の間隔ｒにより、アンテナ１６のマインピーダンス整合が可能であり、これによって入力信号のうち反射される信号の割合を示すパラメータの特性を向上できる。【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、エンジン、モータなどの回転機械におけるロータ等の回転部材の状態計測に関する。

各種機械の動力源として、電力を使用するモータ（電動機）、燃料を使用するエンジン（内燃機関）、蒸気機関などの回転機械が広く利用されている。このような回転機械では、回転部材、例えばモータにおけるロータの温度、トルク（応力）、速度などの状態を検出したい場合がある。

特許文献１には、動翼を有する回転機械である蒸気タービンにおいて、動翼の状態（振動応力）を検出するテレメータ計測システムが記載されている。このテレメータ計測システムでは、動翼に状態検出用のセンサと、センサの検出情報を無線情報として送信する送信部と、センサ及び送信部に電力を供給する２次電池と、２次電池に充電電力を供給する充電手段を含むテレメータを搭載する。なお、充電手段は、固定側の送電用コイルからの送信電力を受電用コイルで受信し、受信電力によって２次電池を充電する。

このようなテレメータ計測システムによれば、２次電池に適宜充電が可能であり、連続計測時間を延ばすことができる。

なお、回転機械用のテレメータ計測システムについては、特許文献２、３などにも示されている。

特開２０１３－２１８４３９号公報 特開平８－８７１０号公報 ＥＰ２５３２１７４Ｂ１

ここで、回転機械の回転部材（ロータ、動翼など）は、動力を出力する側の部材であり、なるべく余分なものを排除するように設計される。また、回転機械は、その強度などの条件から、金属材料で構成される場合が多い。このため、テレメータ計測システムでは、下記のような課題がある。
・回転側の装置は、狭いスペースに適切に配置する必要がある。
・回転側の装置のアンテナは、固定子、回転子、モータハウジングケースなどの周囲の金属物体の影響を受けやすい。

本発明は、多くの金属物体が囲まれる小さな場所でも適切な通信が可能なアンテナ、テレメータ装置、およびこれらを用いたテレメータ計測システムを提供する。

本発明に係るアンテナは、誘電体基板と、前記誘電体基板の裏面に形成された導電プレーンと、前記誘電体基板の表面に形成された線状の放射素子と、前記放射素子の一端を前記導電プレーンと接続する短絡ピンと、前記放射素子における前記短絡ピンが接続される前記一端から所定距離離れた点に前記誘電体基板を介して接続され、前記放射素子に送信信号を供給する給電ピンと、を含み、前記放射素子から電波を送出する。

前記給電ピンは、前記誘電体基板の中を通り、前記導電プレーンに設けた穴を介し裏面側に至るとよい。

前記給電ピンは、前記誘電体基板の上を伸び側面側に至るとよい。

前記誘電体基板は、前記表面および前記裏面に平行な面内の平面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に平面形状において円弧状に湾曲した四角形状であるとよい。

前記誘電体基板は、前記表面および前記裏面に直交する側面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に側面形状において円弧状に湾曲した四角形状であるとよい。

また、本発明に係るテレメータ装置は、検出信号を得るセンサユニットと、前記センサユニットからの検出信号について処理し送信信号を得るプロセッサと、前記プロセッサからの送信信号を送信する送信アンテナと、を含み、前記送信アンテナに、上述した構成のアンテナを使用するとよい。

前記送信アンテナとして、第１の送信アンテナと、第２の送信アンテナの２つを設け、この第１および第２の送信アンテナから同一の前記送信信号を送出するとよい。

さらに、外部からの電波を受信して、電力を出力する受電ユニットを有し、前記受電ユニットからの電力が前記センサユニット、および前記プロセッサに供給されるとよい。

本発明に係るテレメータ計測システムでは、上述したテレメータ装置を回転機械の回転部材に装着し、前記回転機械の固定部材に、前記テレメータ装置の前記送信アンテナからの送信信号を受信する受信アンテナを設ける。

本発明に係る送信アンテナによれば、比較的小型で、確実な無線通信を行うことができる。また、このアンテナを回転機械の回転部材に装着することで、回転部材の状況についての通信を効果的に行うことができる。

テレメータ計測システムの構成を示すブロック図である。 テレメータ計測システムをモータ３００内に設置した場合の構成を示す図である。 回転側システム１００の構成を示す模式図である。 回転側システム１００と固定側システム２００の配置を示す図である。 アンテナ１６（２０）の構成の一例を示す平面図である。 図５Ａに示したアンテナ１６（２０）の構成のＸ－Ｘ断面図である。 図５Ａに示したアンテナ１６（２０）の底面図である。 アンテナ１６（２０）において、間隔ｒを２度～６度に変更した場合のＳ１１パラメータの値を示す図である。 アンテナ１６（２０）をプラスチックケースに配置したときのアンテナ１６（２０）のＳ１１パラメータを示す図である。 アンテナ１６（２０）をモータ内に配置した場合のＳ１１パラメータを示す図である。 従来の４分の１波長のワイヤーアンテナと、本実施形態のアンテナ１６（２０）との、受信機での受信電力の比較を示す図である。 ロータの１回転におけるアンテナ１６（２０）の位置に応じた受信電力の変動を示す図である。 回転するロータの位置に応じた送信アンテナ１６、受信アンテナ２０の位置関係（配置１，配置２）に応じた送受信アンテナ間距離ｄ１，ｄ２を示す図である。 図１１の例における、受信信号電力（受信信号の大きさ）の時間変化を示す図である。 回転側システム１００、固定側システム２００に、それぞれ２つの送信アンテナ１６および受信アンテナ２０を設けた例（複数セット）を示す図である。 図１３に示す状態における受信信号電力の時間変化を示す図である。 ２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂを設けた回転側システム１００の構成を示す模式図である。 ２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂへの接続線路を示す図である。 送信アンテナ１６をドーナツ状の回転側システム１００の外周面に配置した例を示す図である。 図１７の例の回転側システム１００の構成を示す図である。 アンテナ１６（２０）の構成の他の例を示す平面図である。 図１９Ａに示したアンテナ１６（２０）の構成のＸ－Ｘ断面図である。 図１９Ａに示したアンテナ１６（２０）の底面図である。 アンテナ１６（２０）の構成のさらに他の例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

「システム構成」
図１は、テレメータ計測システムの構成を示すブロック図である。テレメータ計測システムは、回転側に設けられる回転側システム１００と、固定側に設けられる固定側システム２００とを含む。ここで、本実施形態に係るテレメータ計測システムは、回転機械の一例である電動モータのロータやシャフト（回転部材）の状態を検出する。このため、回転側システム１００はロータに設けられ、固定側システム２００はハウジングケースの内側に設けられる。なお、回転側システム１００をテレメータ装置と呼ぶ。

回転側システム１００は、センサユニット１０を有する。このセンサユニット１０には、１以上のセンサが備えられる。センサとしては、温度センサ、速度センサ、トルクセンサなどが挙げられる。なお、温度センサ、速度センサはロータに取り付け、トルクセンサはロータの回転軸に取り付けることができる。

センサユニット１０は、１または複数のセンサの検出信号を制御ユニット１２に供給する。制御ユニット１２はセンサからの検出信号について、例えばデジタルデータに変換して記憶したり、検出値として適切な値に変換するなど必要な処理を施し、これを通信ユニット１４に供給する。

通信ユニット１４は、所定周波数の搬送波を発生する局部発振器を有し、この搬送波を検出信号で変調する。通信ユニット１４には、２つの送信アンテナ１６（１６ａ，１６ｂ）が接続されており、この２つの送信アンテナ１６ａ、１６ｂから検出信号で変調された無線通信用の電波が送出される。

また、回転側システム１００は、受電コイル１８ａを含む受電ユニット１８を有している。この受電ユニット１８は、整流回路および二次電池を含み、外部から送信されてくる所定周波数の電力を受電コイル１８ａで受信し、受信電力を直流に整流して二次電池に蓄積する。そして、受電ユニット１８が、動作用の電力を回転側システム１００の各部材に供給する。

なお、制御ユニット１２、通信ユニット１４などは信号処理を行うプロセッサで構成することができ、センサユニット１０での信号処理、受電ユニットにおける動作制御などもプロセッサが受け持つことができる。

固定側システム２００は、受信アンテナ２０（２０ａ，２０ｂ）を有し、受信アンテナ２０ａ，２０ｂは送信アンテナ１６ａ、１６ｂからの電波を受信し、通信ユニット２２に供給する。通信ユニット２２は、受信電波についての受信処理を行い、変調信号である検出信号を取り出し、出力する。

得られた検出信号は制御ユニット２４に供給され、ここでセンサの検出結果のデータとして記憶され、これをモータの運転状態として表示したり、モータの各種の制御に利用したりする。

また、固定側システム２００には、送電コイル２６ａを含む送電ユニット２６が設けられている。送電ユニット２６は、例えば商用電源等からの外部電源からの電力供給を受け、送電コイル２６ａに所定の送信電力を供給する。送電コイル２６ａと回転側システム１００の受電コイル１８ａは電磁的に結合しており、送電コイル２６ａからの送信電力が受電コイル１８ａにより受信され、上述したように受電ユニット１８の二次電池に蓄積される。

なお、制御ユニット２４、通信ユニット２２などは信号処理を行うプロセッサで構成することができ、送電ユニットにおける動作制御などもプロセッサが受け持つことができる。また、送信アンテナ１６、受信アンテナ２０間においては、双方向通信を行うこともできる。

「モータに設置した場合の構成」
図２は、テレメータ計測システムをモータ３００内に設置した場合の構成を示す図である。

モータ３００は、円筒状のロータ３０と、ロータ３０の周囲を所定の間隙をもって取り巻くように形成された円環状のステータ３２を含む。ロータ３０は、例えば永久磁石埋め込むことによって所定数の極が形成されており、ステータ３２はステータコイルによって所定の回転磁界を形成する。ロータ３０の軸方向の中心には、シャフト３４が配置されており、ここから回転駆動力が出力される。また、全体を覆って、ケース３６が設けられ、シャフト３４がロータ３０の両側において、軸受け３８を介しケース３６に支持されている。ステータ３２、ケース３６、軸受け３８など回転しない部材が固定部材を構成する。

そして、ロータ３０の軸方向の一端面（図２におけるロータ３０の右端面）には、円環状の回転側システム１００が配置されている。また、この回転側システム１００に対向するケース３６の内側面（図２におけるケースの右側の内側面）には固定側システム２００が配置されている。

モータ３００の使用状態においては、ステータ３２により発生する回転磁界によりロータ３０が回転する。従って、円環状の回転側システム１００もシャフト３４を中心として回転する。

本実施形態では、固定側システム２００は、中空円筒状であるが、こちらは固定されているため、回転側システム１００と固定側システム２００とは相対的に回転移動する。そして、回転側システム１００は、回転した状態で、固定側システム２００と無線通信するとともに、ここから電力の供給を受ける。

図３は、回転側システム１００の構成を示す模式図である。この例では、受電コイル１８ａは、円環状の回転側システム１００の内周側に配置された円環状のコイルである。固定側システム２００の送電コイル２６ａは、受電コイル１８ａに対向配置した円環状のコイルであり、両者が電磁結合する。送電コイル２６ａの磁界によって受電コイル１８ａに誘起電流が生じて、電力が輸送される。

また、受電コイル１８ａの外側の円環状の領域には、センサユニット１０、制御ユニット１２、通信ユニット１４、および送信アンテナ１６が配置される。これらは配線によって接続されており、また受電ユニット１８から電力供給を受ける。

「アンテナの配置」
図４は、回転側システム１００と固定側システム２００の配置を示す図である。この例では、回転側システム１００をロータの軸方向端面に取り付け、これに対し軸方向で対向するように固定側システム２００を配置している。なお、回転側システム１００、固定側システム２００の各部材の記載は省略してある。

この例において、送信アンテナ１６と、受信アンテナ２０は、同様に円弧状に湾曲して形成されており、両者が軸方向に対向する。送信アンテナ１６、受信アンテナ２０は円弧状に湾曲して形成されている。回転側システム１００は、ドーナツ状のハウジングケース５０を有し、この内部に各部材が収容される。

「アンテナの構成」
図５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、送信アンテナ１６および受信アンテナ２０の両方に用いることができるアンテナ１６（２０）の構成の一例を示す図であり、５Ａは平面形状を示す図、５Ｂは側面形状を示す断面図、５Ｃは底面図である。

アンテナ１６（２０）は、誘電体基板４０を有する。誘電体基板４０は、平板状であって、前記表面および前記裏面に平行な面内において円弧状に湾曲した四角形状である。誘電体基板４０は、通常の回路基板と同様に各種セラミック、ガラスエポキシ基板（ＦＲ－４グレード）などが利用できるが、折り曲げ可能なプラスチック材料なども利用される。

誘電体基板４０の裏面には、導電体である銅やアルミなどの導電プレーン４２が形成されている。この例では、誘電体基板４０の裏面の全面に導電プレーン４２が形成されている。なお、導電プレーン４２は、誘電体基板４０の全面に形成する必要はない。

誘電体基板４０の表面には、線状の放射素子４４が形成されている。この放射素子４４も誘電体基板４０と同じく円弧状に湾曲しており、銅やアルミなどの導体で形成される。放射素子４４は、導電プレーン４２より小さく設定されており、平面視で導電プレーン４２の平面的に見て内側に位置する。

放射素子４４の一端（図５Ａ－図５Ｃにおける左側端）には、短絡ピン４６が接続され、この短絡ピン４６は、誘電体基板４０を貫通して（ビアホールを介して）裏面の導電プレーン４２に接続されている。

放射素子４４の一端（短絡ピン４６の接続点）から少し（所定距離：数ｍｍ）離れた点には、５０Ωの給電配線である給電ピン４８が接続されている。この給電ピン４８は、誘電体基板４０を貫通して裏面側に抜けるが、この部分の導電プレーン４２は、例えば直径数ｍｍの円形に切除され、穴４２ａが形成されている。従って、給電ピン４８は導電プレーン４２と接続されることなく給電ケーブル（図示せず）に接続されている。給電ケーブルからの送信信号は、給電ピン４８を介し放射素子４４に供給され、放射素子４４から電波として放出される。なお、後述するように、給電ピンに関しては、前記導電プレーンに設けた穴を介して接続する方法以外にも、前記短絡ピンが接続される前記一端から所定距離離れた線状の放射素子上の点に対して誘電体基盤表面の側面方向などに給電配線を設ける方法であってもよい。また、給電ピン４８が、誘電体基板４０を貫通したり、誘電体基板４０上を通ったりして、放射素子４４に接続することを、給電ピン４８が誘電体基板４０を介し接続すると称する。

放射素子４４は、例えば送信電波の約１／４波長（λ）の長さ（短絡ピンの接続される一端から他端までの長さ）を基本に、これに比べ短くすることができる。

なお、上述のようなアンテナ１６（２０）は、小さなサイズのプリント回路基板にエッチングで、放射素子４４などを形成することで形成することができる。

ここで、アンテナ１６（２０）の具体的例について説明する。まず、送信電波の周波数は、例えば１ＧＨｚ程度であり、その波長は数１００ｍｍである。

導電プレーン４２は、角度５０度で円周方向に伸びる円弧状であり、例えば内側半径４６ｍｍ、外側半径６０ｍｍ、幅１４ｍｍである。また、放射素子４４は半径５２．５ｍｍ、角度４８度で広がり、長さ４４ｍｍであり、短絡ピン４６と給電ピン４８の角度差は３度、給電ピン４８の誘電体基板４０端部からの角度は５度である。

アンテナ（２０）の幅（導電プレーンの幅：ｗ）は、回転側システムのケースに合わせて調整できる。アンテナ（２０）のＳ１１を比較的小さく保ちながら、大きいサイズに変更することもできる。実験によれば、導電プレーン４２の幅は４ｍｍ以上が好ましく、例えば１４ｍｍとした場合によい結果が得られた。なお、Ｓ１１パラメータは、入力信号のうち反射される信号の割合を示すパラメータである。

また、短絡ピン４６と給電ピン４８の間隔ｒにより、アンテナ１６（２０）のマッチング、すなわちインピーダンス整合が可能であり、これによってＳ１１の特性を向上できる。

図６は、アンテナ１６（２０）において、間隔ｒを２度～６度に変更した場合のＳ１１パラメータの値を示す図である。このように、３度の場合に、－３０ｄＢ程度と非常に特性がよくなっている。なお、２度の場合が－数１０ｄＢである。

本実施形態では、ロータ３０の端面形状に合わせて、送信アンテナ１６も、同心の円弧状とした。従って、狭いロータ３０の端面の面積を効果的に利用できる。なお、図４に示すように、固定側システム２００における受信アンテナ２０も同形状とすることで、相対的に回転していても良好な通信ができる。

また、本実施形態では、誘電体基板４０の表面に放射素子４４を形成し、裏面に導電プレーン４２を形成している。そして、短絡ピン４６と給電ピン４８との距離を適切なものに設定することで、アンテナ１６（２０）のインピーダンス整合をとることができ、Ｓ１１パラメータを小さくすることができる。これによって、ロータ３０などの金属物体の放射素子４４（アンテナ１６（２０））への影響も小さくなる。言い換えれば、アンテナ１６（２０）のアンテナとしての特性は、ロータ３０、ステータ３２、ケース３６の近くに配置されても変化が小さい。

図７は、上述したアンテナ１６（２０）をプラスチックケースに配置したときのアンテナ１６（２０）のＳ１１パラメータを示す図である。図６に示されたのと同様に、目的の周波数で比較的小さくなっている（目標周波数９１５ＭＨｚで約－３０ｄＢ）。

図８は、上述したアンテナ１６（２０）を図２に示すように、モータ内に配置した場合のＳ１１パラメータを示す図である。このように、プラスチックケースに配置した場合とほぼ同様の特性を示した。これより、本実施形態のアンテナ１６（２０）は、回転電機など、金属部材が周囲に存在する場合に適していることがわかる。

図９は、従来の４分の１波長のワイヤーアンテナと、本実施形態のアンテナ１６（２０）との、受信機での受信電力の比較を示す図である。このように、実施形態のアンテナは、従来のワイヤーアンテナに比べ、受信電力が約２５ｄＢ程度大きい。

図１０は、ロータの１回転におけるアンテナ１６（２０）の位置に応じた受信電力の変動を示す図である。このように、実施形態のアンテナ１６（２０）の場合受信電力の変動は、約１５ｄＢであり、従来のアンテナの約３０ｄＢに比べ小さくなって、安定した通信が行えることがわかる。

実施形態のアンテナ１６（２０）は、従来のワイヤーアンテナよりもはるかに良好な特性を示す。その結果、回転側システム１００と固定側システム２００の間のより良い無線通信が可能になる。なお、実施形態に係るアンテナ１６（２０）を送信アンテナ１６および受信アンテナ２０の一方のみに利用することもできるが、送信アンテナ１６および受信アンテナ２０の両方にこの構成を採用することで、非常に良好な無線通信特性を得ることができる。

実施形態に係るアンテナ１６（２０）のメリットについて、下に列記する。
ｉ）ロータ、ステータ、ハウジングケースなどの金属物が多い狭い場所に送信アンテナを置いても優れた特性が得られる
ｉｉ）狭いスペースに設置できる小型軽量である
ｉｉｉ）送信アンテナ１６と受信アンテナ２０の両方に使用できる
ｉｖ）従来のワイヤーアンテナと比較して、大きな受信信号が得られる
ｖ）従来のワイヤーアンテナと比較して、より安定した受信信号が得られる
ｖｉ）構造がシンプルであり、製造コストが比較的安くできる。

「複数アンテナセットを用いる構成」
上述の例では、回転側システム１００、固定側システム２００のそれぞれが、送信アンテナ１６、受信アンテナ２０を１つ有する（単一アンテナセット）。従って、一対の送信アンテナ１６、受信アンテナ２０のみを使用する通信が行われる。

図１１は、回転するロータの位置に応じた送信アンテナ１６、受信アンテナ２０の位置関係（配置１，配置２）に応じた送受信アンテナ間距離ｄ１，ｄ２を示す図である。このように、送信アンテナ１６と受信アンテナ２０との間の距離は、同位相の場合の距離ｄ１と１８０度位相（円周方向の角度）が異なる場合の距離ｄ２とで異なる。従って、送信アンテナ１６と受信アンテナ２０との間の距離は、ロータの回転により変化し、回転速度が大きくなると急速に変化する。

図１２は、図１１の状態における受信信号電力（受信信号の大きさ）の時間変化を示す図である。受信信号電力は、距離の変化に応じて大きく変動（変動量ΔＰ）する。また、受信信号にフェージングが発生し、回転側システム１００が正確な計測データを提供できない場合が発生する。

図１３は、回転側システム１００、固定側システム２００に、それぞれ２つの送信アンテナ１６および受信アンテナ２０を設けた例（複数セット）を示す図である。このように、送信アンテナ１６ａ，１６ｂと、受信アンテナ２０ａ，２０ｂとの距離は、短い時の距離ｄ１は単一アンテナセットの場合と同じであるが、遠い時でも円周方向９０度の違いとなり、その距離はかなり小さくなる。

図１４は、図１３に示す状態における受信信号電力の時間変化を示す図である。受信信号電力の変動量ΔＰは、単一アンテナセットの場合に比べかなり小さくなり、比較的良好な通信が可能となる。

ここで、上述の例では、送信アンテナ１６，受信アンテナ２０の両方について、複数としたが、一方のみを複数アンテナにすることもできる。

また、回転側システム１００のサイズと動作周波数に応じて、設置するアンテナの数を変更することもできる。さらに、受信アンテナ２０は固定側システム２００に設けられ面積的に余裕がある場合も多く、受信アンテナ２０を多数設けることもできる。

図１５は、２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂを設けた回転側システム１００の構成を示す模式図である。このように、送信アンテナ１６ａ，１６ｂは、ドーナツ状の回転側システム１００の中心に対し対称の位置（１８０度離れた位置）に配置される。そして、送信アンテナ１６ａ，１６ｂの一方側に制御ユニット１２、センサユニット１０、受電ユニット１８が配置され、他方側に通信ユニット１４が配置される。通信ユニット１４から２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂに送信信号が供給される。なお、センサユニット１０からの検出信号が制御ユニット１２、通信ユニット１４を介し、送信アンテナ１６ａ，１６ｂから電波として送出され、受電ユニット１８からの電力が各部材に供給されるのは上述の単一アンテナの例と同様である。

図１６は、２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂへの接続線路を示す図である。このように、２つの送信アンテナ１６ａ，１６ｂの給電ピン４８同士が接続線路５２によって接続され、同一位相の送信信号が各送信アンテナ１６ａ，１６ｂの２つの放射素子４４に供給される。

このように、この実施形態では、送信アンテナ１６または受信アンテナ２０を複数使用する。これによって、モータなどの回転動作中において、より安定した受信信号を得ることができる。

「アンテナの他の構成例」
図１７は、送信アンテナ１６をドーナツ状の回転側システム１００の外周面に配置した例を示す図である。この構成では、ドーナツ状のハウジングケース５０の外周面に短冊状の回転側システム１００を円弧状に曲げて配置している。また、受信アンテナ２０は、ドーナツ状の固定側システム２００の内周面に円弧状に折り曲げて配置している。従って、送信アンテナ１６と受信アンテナ２０が半径方向で対向する。なお、送信アンテナ１６はロータとともに回転するので、１回転に一度送信アンテナ１６と受信アンテナ２０が半径方向で完全に対向する位置になる。なお、受信アンテナ２０ａ，２０ｂについても同様の接続構成をとることができる。

図１８は、図１７の例の回転側システム１００の構成を示す図である。このように、回転側システム１００は短冊状であり、厚み方向が半径方向を向き長手方向が円周方向を向いて導電プレーン４２がハウジングケース５０の外周面に沿って位置するように配置する。

なお、この例においても、送信アンテナ、受信アンテナを複数設けることができる。

図１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃは、送信アンテナ１６および受信アンテナ２０の両方に用いることができるアンテナ１６（２０）の構成の他の例を示す図であり、１９Ａは平面形状を示す図、１９Ｂは側面形状を示す断面図、１９Ｃは底面図である。

このように、誘電体基板４０を介して放射素子４４に給電する給電ピンの４８の別形態として、放射素子４４の一端（短絡ピン４６の接続点）から少し（所定距離：数ｍｍ）離れた放射素子４４上の点に、誘電体基板４０の表面に配策された給電配線である給電ピン４８を接続している。そして、給電ピン４８のもう一方の端部は誘電体基板４０の側部（この場合、内側端）に至り、給電ケーブルに接続されている。この構成においても給電ピン４８は導電プレーン４２と接続されることなく給電ケーブルに接続されている。給電ケーブルからの送信信号は、給電ピン４８を介し放射素子４４に供給され、放射素子４４から電波として放出される。この例においても上述の例と同様の効果が得られる。

図２０には、さらに他の例を示している。この例では、給電ピン４８は、一旦内側に伸びた後、直角に折れ曲がり、誘電体基板４０の円周方向の端部にまで至り、給電ケーブルに接続される。

なお、上述の２つの例において、半径方向に伸びる給電ピン４８の半径方向に伸びる部分は、外側方向に向いていてもよい。

１０ センサユニット、１２，２４ 制御ユニット、１４，２２ 通信ユニット、１６（１６ａ，１６ｂ） 送信アンテナ、１８ 受電ユニット、２０（２０ａ，２０ｂ） 受信アンテナ、２６ 送電ユニット、３０ ロータ、３２ ステータ、３４ シャフト、３６ ケース、４０ 誘電体基板、４２ 導電プレーン、４４ 放射素子、４６ 短絡ピン、４８ 給電ピン、５０ ハウジングケース、５２ 接続線路、１００ 回転側システム、２００ 固定側システム、３００ モータ。

Claims (13)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の裏面に形成された導電プレーンと、
   前記誘電体基板の表面に形成された線状の放射素子と、
   前記放射素子の一端を前記導電プレーンと接続する短絡ピンと、
   前記放射素子における前記短絡ピンが接続される前記一端から所定距離離れた点に前記誘電体基板を介して接続され、前記放射素子に送信信号を供給する給電ピンと、
   を含み、
   前記放射素子から電波を送出するアンテナ。
2. 請求項１に記載のアンテナであって、
   前記給電ピンは、前記誘電体基板の中を通り、前記導電プレーンに設けた穴を介し裏面側に至る、
   アンテナ。
3. 請求項１に記載のアンテナであって、
   前記給電ピンは、前記誘電体基板の上を伸び側面側に至る、
   アンテナ。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアンテナであって、
   前記誘電体基板は、前記表面および前記裏面に平行な面内の平面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に平面形状において円弧状に湾曲した四角形状である、
   アンテナ。
5. 請求項１～３のいずれか１つに記載のアンテナであって、
   前記誘電体基板は、前記表面および前記裏面に直交する側面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に側面形状において円弧状に湾曲した四角形状である、
   アンテナ。
6. 検出信号を得るセンサユニットと、
   前記センサユニットからの検出信号について処理し送信信号を得るプロセッサと、
   前記プロセッサからの前記送信信号を送信する送信アンテナと、
   を含み、
   前記送信アンテナは、
   誘電体基板と、
   前記誘電体基板の裏面に形成された導電プレーンと、
   前記誘電体基板の表面に形成された線状の放射素子と、
   前記放射素子の一端を前記導電プレーンと接続する短絡ピンと、
   前記放射素子における前記短絡ピンが接続される前記一端から所定距離離れた点に前記誘電体基板を介して接続され、前記放射素子に前記送信信号を供給する給電ピンと、
   を含み、
   前記放射素子から電波を送出する、
   テレメータ装置。
7. 請求項６に記載のアンテナであって、
   前記給電ピンは、前記誘電体基板の中を通り、前記導電プレーンに設けた穴を介し裏面側に至る、
   アンテナ。
8. 請求項６に記載のアンテナであって、
   前記給電ピンは、前記誘電体基板の上を伸び側面側に至る、
   アンテナ。
9. 請求項６に記載のテレメータ装置であって、
   前記送信アンテナは、
   前記誘電体基板が、前記表面および前記裏面に平行な面内の平面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に平面形状において円弧状に湾曲した四角形状である、
   テレメータ装置。
10. 請求項６に記載のテレメータ装置であって、
    前記送信アンテナは、
    前記誘電体基板が、前記表面および前記裏面に直交する側面形状において円弧状に湾曲した四角形状であり、前記導電プレーンおよび前記放射素子も同様に側面形状において円弧状に湾曲した四角形状である、
    テレメータ装置。
11. 請求項６に記載のテレメータ装置であって、
    前記送信アンテナとして、第１の送信アンテナと、第２の送信アンテナの２つを設け、この第１および第２の送信アンテナから同一の前記送信信号を送出する、
    テレメータ装置。
12. 請求項６に記載のテレメータ装置であって、
    さらに、
    外部からの電波を受信して、電力を出力する受電ユニットを有し、
    前記受電ユニットからの電力が前記センサユニット、および前記プロセッサに供給される、
    テレメータ装置。
13. 請求項６～１１のいずれか１つに記載のテレメータ装置を回転機械の回転部材に装着し、
    前記回転機械の固定部材に、前記テレメータ装置の前記送信アンテナからの前記送信信号を受信する受信アンテナを設ける、
    テレメータ計測システム。

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