回転体用無線通信システム
【課題】回転体の全位置で安定した無線通信を行うことが可能な回転体用無線通信システムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明の回転体無線通信システム１００は、ＩＣタグ２０に備えたタグアンテナ２３のループ状の電路２３Ａを、帯状をなしたタグ本体２１の両端部間に亘って延ばして固定した構造とし、そのタグ本体２１がロータ６０の外周面をほぼ１周するように巻き付けて、ロータ６０の周方向におけるタグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂの間隔が、リーダ・ライタ１０に備えたリーダアンテナ１１からの無線波を受け得る受波領域Ｒ１の幅より小さくなるようにした。これにより、ロータ６０の回転位置に拘わらず、リーダアンテナ１１とタグアンテナ２３との間で無線通信を行うことができる。
【解決手段】本発明の回転体無線通信システム１００は、ＩＣタグ２０に備えたタグアンテナ２３のループ状の電路２３Ａを、帯状をなしたタグ本体２１の両端部間に亘って延ばして固定した構造とし、そのタグ本体２１がロータ６０の外周面をほぼ１周するように巻き付けて、ロータ６０の周方向におけるタグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂの間隔が、リーダ・ライタ１０に備えたリーダアンテナ１１からの無線波を受け得る受波領域Ｒ１の幅より小さくなるようにした。これにより、ロータ６０の回転位置に拘わらず、リーダアンテナ１１とタグアンテナ２３との間で無線通信を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体と、回転体を回転可能に支持する支持部との間で無線通信を行うための回転体用無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の回転体用無線通信システムとしては、回転体（例えば、インホイールモータのロータ）の内周面に備えた回転側アンテナと、支持部（例えば、車両本体）に備えた固定側アンテナとの間で無線通信を行って、回転体に備えたセンサの検出データを無線送信するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０４２５１号公報（段落［００４９］〜［００５４］、［００７１］、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の回転体用無線通信システムでは、回転体の位置によっては、回転側アンテナの位置が固定側アンテナからの無線波の受波領域から外れて、無線通信ができなくなることがあった。即ち、従来の回転体用無線通信システムでは、回転体の全位置で安定した無線通信を行うことができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転体の全位置で安定した無線通信を行うことが可能な回転体用無線通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）は、回転体（６０）を回転可能に支持する支持部（８０）に固定されて回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、回転体（６０）に固定されたセンサ（４０）と、固定側アンテナ（１１）と対向する回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側アンテナ（２３）を有し、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受波して生成した電力で作動して、センサ（４０）の検出データを無線送信する回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなし、その回転側アンテナ（２３）を回転体（６０）の外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の周方向における回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔を、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくしたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、回転体（６０）は、回転機（５０）のロータ（６０）であって、センサ（４０）は、ロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定されて温度又は磁束強度を検出するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、回転機（５０）は、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ（５０）であって、ロータ（６０）は、インホイールモータ（５０）のステータ（５１）の外側に配置された円筒状をなすと共に、外周面に非磁性体金属の保護カバー（６４）を備え、センサ（４０）は、保護カバー（６４）の内側で磁石（６３）に固定され、回転側アンテナ（２３）は、保護カバー（６４）の外周面に固定され、保護カバー（６４）に貫通形成された配線孔（６８）を通してセンサ（４０）と回転側アンテナ（２３）とが接続されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、タグ（２１）のうちループ状の電路（２３Ａ）より保護カバー（６４）側には、回転側アンテナ（２３）のループ状の電路（２３Ａ）を貫通する固定側アンテナ（１１）からの電磁界の磁路の一部を形成するための磁性体シート（２５）を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、タグ（２１）に固定され、ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって結合される共振器（４５）を、回転側アンテナ（２３）に設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）は、回転体（６０）を回転可能に支持する支持部に固定されて回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、固定側アンテナ（１１）と対向する回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を有した回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の全位置で固定側無線回路（１０）と回転側無線回路（２０）との間で無線通信可能としたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）によれば、回転側無線回路（２０）に備えた回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなしている。そして、このタグ（２１）を回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の周方向における回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔が、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくなるように構成されている。これにより、回転体（６０）の位置に拘わらず、固定側アンテナ（１１）と回転側アンテナ（２３）との間で安定して無線通信を行うことができる。即ち、回転体（６０）の全位置で受信性能を向上させることができる。そして、回転体（６０）が回転している最中に任意のタイミングで無線通信を行って、センサ（４０）による検出データを固定側無線回路（１０）に取得することが可能になる。
【００１３】
［請求項２の発明］
回転機（５０）を高負荷状態で運転すると、磁石（６３）の温度上昇とこれに伴う磁束強度の低下が急激に起きることがある。このため、磁石（６３）の回りの部品は高温ではないが、磁石（６３）は高温になっている事態が生じうる。本発明によれば、センサ（４０）をロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定してあるので、温度や磁束強度が急激に変化した場合でも、高いレスポンスでこれら温度や磁束強度を検出することができる。
【００１４】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、車両の駆動源としてのインホイールモータ（５０）のロータ（６０）と、車両本体との間で安定した無線通信が可能になると共に、ロータ（６０）の温度又は磁束強度を高いレスポンスで検出して車両本体側に送信することができる。
【００１５】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、タグ（２１）のうちループ状の電路（２３Ａ）より保護カバー（６４）側に配置された磁性体シート（２５）が、回転側アンテナ（２３）のループ状の電路（２３Ａ）を貫通した磁路の一部を形成するから、非磁性体金属の保護カバー（６４）の外周面に回転側アンテナ（２３）を設けた場合でも、固定側アンテナ（１１）からの無線波を確実に受波することができる。
【００１６】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって結合される共振器（４５）を備えたので、固定側無線回路（１０）との間の無線波の送受信に係る電力効率が向上する。
【００１７】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、回転体（６０）の全位置で固定側無線回路（１０）と回転側無線回路（２０）との間を無線通信可能とすることができる。即ち、回転体（６０）の全位置で安定した無線通信が可能になる。そして、回転体（６０）が回転している最中に任意のタイミングで無線通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転体用無線通信システムを備えたモータ内蔵駆動輪の側断面図
【図２】ロータの平面図
【図３】回転体用無線通信システムのブロック図
【図４】ロータの斜視図
【図５】ロータの部分拡大図
【図６】第２実施形態に係るＩＣタグを備えたロータの斜視図
【図７】第３実施形態に係るＩＣタグを備えたロータの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、電気自動車に備えられたモータ内蔵駆動輪９０が示されている。モータ内蔵駆動輪９０は、電気自動車の車両本体８０に支持されており、車輪７０と、その内側に配置されたアウターロータ型のインホイールモータ５０とから構成されている。車輪７０は、タイヤ７１とタイヤホイール７２とから構成され、タイヤホイール７２は、タイヤ７１が装着されたリム７３とリム７３の内周縁から張り出したディスク７４とから構成されている。
【００２０】
インホイールモータ５０は、円筒形のステータ５１とそのステータ５１の外側に配置された円筒形のロータ６０とを備えている。
【００２１】
ステータ５１は、車両本体８０のうち車輪７０に向かって延びた筒形構造の車輪支持部８１に固定されている。ステータ５１は、珪素鋼板で構成された円筒形のステータコア５２とステータコア５２に巻回されたステータコイル５３とから構成されている。
【００２２】
図２に示すように、ロータ６０は、円筒形のロータ本体６９とそのロータ本体６９に埋め込まれた複数の永久磁石６３，６３とから構成されている。また、ロータ本体６９は、積層鋼板によって構成されたロータヨーク６１と、その外側に嵌合した非磁性金属（例えば、アルミニウム製）の保護カバー６４とから構成されている。
【００２３】
永久磁石６３，６３は、ロータ６０の周方向に沿って環状に並べて埋設されている。具体的には、ロータヨーク６１には、周方向に沿って複数の磁石埋込孔６２，６２が形成されており、それら各磁石埋込孔６２，６２に板状の永久磁石６３，６３がそれぞれ挿入されている。
【００２４】
図１に示すように、ロータ６０の軸方向の両端面には、エンドプレート６５Ａ，６５Ｂが固定されており、それらエンドプレート６５Ａ，６５Ｂに、永久磁石６３，６３の長手方向の両端面が突き当てられている。
【００２５】
両エンドプレート６５Ａ，６５Ｂのうち、タイヤホイール７２側のエンドプレート６５Ａは、タイヤホイール７２のディスク７４に固定されている。これにより、ロータ６０とタイヤホイール７２（車輪７０）とが一体回転可能となっている。
【００２６】
車両本体８０側のエンドプレート６５Ｂは、車輪支持部８１の外側にベアリング７６を介して支持されている。また、タイヤホイール７２側のエンドプレート６５Ａの中心部からは車両本体８０に向かって出力軸６６が起立しており、その出力軸６６がステータコア５２及び車輪支持部８１の内側を通って延びている。この出力軸６６の外周面と車輪支持部８１の内周面との間にはベアリング６７が嵌合されている。これらベアリング６７，７６により、ロータ６０がステータ５１の外側で回転可能となっている。なお、出力軸６６の車両本体８０側には図示しないブレーキディスクが備えられている。
【００２７】
さて、上述したインホイールモータ５０のロータ６０には、ＩＣタグ２０（本発明の「回転側無線回路」に相当する）及びセンサ４０が取り付けられており、モータ内蔵駆動輪９０を支持した電気自動車の車両本体８０には、ＩＣタグ２０との間で無線通信を行うリーダ・ライタ１０（本発明の「固定側無線回路」に相当する）が取り付けられている。これらＩＣタグ２０とリーダ・ライタ１０とセンサ４０とで、本発明に係る回転体用無線通信システム１００が構成されている。
【００２８】
図３に示すように、リーダ・ライタ１０は、リーダアンテナ１１（本発明の「固定側アンテナ」に相当する）と送受波部１２と制御部１３とを備えている。制御部１３は、通常、データ送信命令を含めた信号を送受波部１２により無線波にしてリーダアンテナ１１から出力する。そして、これに応答してＩＣタグ２０が出力した無線波を受波し、その無線波に含まれる情報を取得する。このときＩＣタグ２０は、動作に必要な電力を電磁誘導によって無線波から得る。また、リーダ・ライタ１０は、電気自動車に備えた上位装置１６（例えば、ＥＣＵ）との間でも有線又は無線による通信を行う。
【００２９】
リーダ・ライタ１０は、送受波部１２及び制御部１３をケースに内蔵した本体部１５（図１参照）の外側にリーダアンテナ１１を露出させて備えており、本体部１５が車両本体８０（本発明の「支持部」に相当する）に固定されている。また、リーダアンテナ１１は、ループ状に導線を巻いた、所謂、「ループアンテナ」であり、タイヤホイール７２のリム７３の内周面とロータ６０の外周面との間の環状隙間に配置されている。そして、図４に示すように、リーダアンテナ１１のループ状の導線で囲まれたループ面が、ロータ６０の外周面と対向するように配置されている。
【００３０】
図３に示すように、ＩＣタグ２０にはセンサ４０が接続されている。本実施形態のセンサ４０は、例えば、サーミスタ、測温抵抗体等の温度センサであり、図５に示すように、ロータ６０に備えた任意の永久磁石６３に対して直に固定されている。
【００３１】
これに対し、ＩＣタグ２０は、図４に示すようにロータ６０の外周面に固定されている。ＩＣタグ２０（詳細には、後述するＩＣチップ２２）とセンサ４０との間は、図５に示すように配線４１によって接続されている。ロータ６０には、保護カバー６４を貫通してさらに磁石埋込孔６２まで延びた配線孔６８が形成されており、この配線孔６８に配線４１が通されている。
【００３２】
図４に示すように、ＩＣタグ２０は、ＩＣチップ２２とタグアンテナ２３（本発明の「回転側アンテナ」に相当する）とを備えている。図３に示すように、ＩＣチップ２２は、メモリ２６、制御部２７、送受波部２８及び整流部２９を備えている。
【００３３】
メモリ２６は、例えば、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であって、センサ４０による検出データ（温度データ）を記憶する。
【００３４】
整流部２９は、リーダ・ライタ１０から受けた無線波の交流磁界によりタグアンテナ２３に電磁誘導された交流電圧を直流電圧に変換して制御部２７に付与する。これにより制御部２７が作動して所定のプログラムを実行し、タグアンテナ２３が受波した無線波に含まれる情報を送受波部２８を通して取得する。このとき取得した情報にデータ送信命令が含まれていた場合、制御部２７は、メモリ２６からセンサ４０による検出データ（温度データ）を読み込む。そして、検出データを含む情報が送受波部２８により無線波にされて、タグアンテナ２３から出力される。
【００３５】
ＩＣチップ２２及びタグアンテナ２３は、タグ本体２１に固定されている。タグ本体２１は、図４に示すように、ロータ６０の周長と略同一長の帯状をなしている。タグ本体２１は、可撓性を有するベースシート２４と磁性体シート２５とを重ねた構成となっており、ＩＣチップ２２とタグアンテナ２３は、ベースシート２４上に設けられている（図５参照）。
【００３６】
タグアンテナ２３は、ベースシート２４の表面に、例えば、導電性インクによって印刷されている。タグアンテナ２３は、所定の巻数（本実施形態では、１回巻き）の矩形又は長円形のループ状をなしており、ループ状の電路２３Ａが、タグ本体２１の両端部間に亘って延ばして固定されている。そして、タグ本体２１は、ロータ６０の外周面をほぼ１周するように巻き付けられており、タグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂが周方向で近接配置されている。
【００３７】
より詳細には、図４に示すように、タグアンテナ２３の電路２３Ａは、ＩＣチップ２２から周方向の両側に向かって離れるように延び、ＩＣチップ２２から約１８０度離れた位置で折り返して互いに接近するように延びている。そして、電路２３Ａの折り返し部であるタグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂの間隔が、リーダアンテナ１１からの無線波を受け得る受波領域Ｒ１の幅よりも小さくなっている（図２参照）。
【００３８】
ここで、ベースシート２４のうちＩＣチップ２２及びタグアンテナ２３を配置した面にカバーシートを重ねてこれらを保護した構造とするとより好ましい。
【００３９】
タグ本体２１のうち磁性体シート２５は、高透磁率と電気絶縁性とを有する薄膜状の磁性材料が樹脂製フィルムで保護された構成となっている。ＩＣタグ２０をロータ６０の外周面に巻き付けた状態で磁性体シート２５は、タグアンテナ２３が印刷されたベースシート２４よりもロータ６０側に配置される。即ち、ロータ６０の外周面とタグアンテナ２３との間に磁性体シート２５が配置される。
【００４０】
磁性体シート２５は、リーダアンテナ１１からの無線波により発生したループ状の電路２３Ａを貫通する磁路の一部を形成すると共に、金属面で構成されたロータ６０の外周面近傍における渦電流の発生を防止する。これにより、非磁性金属（本実施形態では、アルミニウム）で構成されたロータ６０の外周面にタグアンテナ２３を配置しても、タグアンテナ２３とリーダアンテナ１１との間で確実に無線波を送受波することができる。
【００４１】
以上が、本実施形態の構成であって、以下、本実施形態の動作を説明する。電気自動車のスタートスイッチをオンすると、上位装置１６が起動し、所定の周期でリーダ・ライタ１０にデータ要求指令を出力する。すると、リーダ・ライタ１０は、データ送信命令を含む情報を送受波部１２により無線波にして（搬送波に載せて）リーダアンテナ１１から出力する。この無線波は、ロータ６０の外周面のうち、リーダアンテナ１１との対向部分及びその近傍部分である受波領域Ｒ１に達する。
【００４２】
ロータ６０の外周面に備えられたＩＣタグ２０は、リーダ・ライタ１０から出力された無線波をタグアンテナ２３で受波する。また、リーダアンテナ１１からの無線波の交流磁界によりタグアンテナ２３に電磁誘導された交流電圧を、整流部２９によって直流電圧に変換して制御部２７に付与する。これにより制御部２７が作動すると共に、タグアンテナ２３で受波した無線波に含まれる情報を送受波部２８を通して制御部２７が取得する。
【００４３】
このとき取得した情報に「データ送信命令」が含まれていた場合には、制御部２７は、メモリ２６からセンサ４０による検出データ（温度データ）を読み込んで、その検出データを含む情報を送受波部２８に出力する。送受波部２８は、検出データを含む情報を無線波にして（搬送波に載せて）タグアンテナ２３から出力する。なお、検出データを含む情報にＩＣタグ２０のＩＤデータを含めてもよい。
【００４４】
ＩＣタグ２０から出力された無線波は、リーダ・ライタ１０のリーダアンテナ１１で受波される。そして、送受波部１２が無線波に含まれる情報を解読し、その情報を制御部１３が取得する。さらに制御部１３は、取得した情報を上位装置１６へと出力する。
【００４５】
上位装置１６は、ＩＣタグ２０から取得した温度データが正常か否かを判定する。そして、異常と判定した場合、即ち、永久磁石６３の温度が設定温度よりも高温となった場合には、温度上昇の抑制又は冷却のための指令（例えば、電流制限や強制冷却の指令）を出力する。
【００４６】
このように、本実施形態の回転体用無線通信システム１００によれば、ＩＣタグ２０に備えられたタグアンテナ２３が、ロータ６０の外周面のほぼ全周に亘って設けられている。これにより、リーダアンテナ１１からの無線波の磁束は、ロータ６０の位置に拘わらず、タグアンテナ２３のループ状の電路２３Ａを貫通するから、リーダアンテナ１１とタグアンテナ２３との間で無線波を送受信することができる。即ち、インホイールモータ５０のロータ６０と車両本体８０との間において、ロータ６０の全位置で安定した無線通信が可能になる。そして、ロータ６０が回転している最中に任意のタイミングで無線通信を行って永久磁石６３の温度をリーダ・ライタ１０で読み取ることが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、ロータ６０の永久磁石６３にセンサ４０を直に固定したから、インホイールモータ５０を高負荷状態で駆動したことで永久磁石６３の温度が急激に上昇した場合でも、高いレスポンスで永久磁石６３の温度を検出することができる。これにより、永久磁石６３の異常発熱及びこれに伴う磁束強度の低下を防ぐことができる。
【００４８】
［第２実施形態］
この第２実施形態は、図６に示されており、ループ状の電路２３Ａに共振磁界によって結合される共振器４５，４５をタグアンテナ２３に設けた点が、上記第１実施形態とは異なる。共振器４５，４５は、コイルとコンデンサとで構成されており、タグ本体２１に固定されている。共振器４５，４５は、ループ状の電路２３Ａの内側領域で、ロータ６０の外周面の周方向に等間隔に並べて複数配置されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同等の効果を奏すると共に、リーダ・ライタ１０との間の無線波の送受信に係る電力効率が向上する。
【００４９】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、図７に示されており、ロータ６０に備えたタグアンテナの構成が上記第１実施形態とは異なる。即ち、本実施形態のタグアンテナ３２３は、ＩＣタグ２０の送受波部２８に接続された矩形ループ状の第１のアンテナ素子３２３Ａと、矩形ループ状のコイルとコンデンサとで構成された複数の第２のアンテナ素子３２３Ｂ，３２３Ｂとから構成されており、第１と第２のアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂが、ロータ６０の外周面のほぼ全周に亘って一列に並べて配置されている。そして、第１及び第２のアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂは、リーダアンテナ１１からの交流磁界を受けてリーダアンテナ１１と誘導結合すると共に、隣り合ったアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂが連鎖的に誘導結合するようになっている。なお、隣り合った各アンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂは、できるだけ近づけて配置するか、一部が重なるように配置することが好ましい。その他の構成は、上記第１実施形態と同一である。本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００５０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
（１）上記実施形態では、本発明に係る「回転体」の一例として、回転機（モータ）のロータ６０を例示したが、ロータ６０以外の回転体、例えば、車両のタイヤ、タイヤホイール等を「回転体」として本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。
【００５２】
（２）上記実施形態では、本発明に係る「回転機」の一例として、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ５０を例示したが、インホイールモータ５０以外の車両用モータ、産業用モータ、家電用モータ等に、本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。また、発電機に本発明の回転体用無線通信システムを適用してもよい。
【００５３】
（３）上記実施形態では、本発明に係る「回転機」の一例として、アウターロータ型の回転機（モータ）を例示したが、インナーロータ型の回転機（モータ）に本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。この場合には、ロータを筒形構造にしてその内周面にＩＣタグ２０を固定し、リーダアンテナ１１をロータの内周面と対向するように配置すればよい。
【００５４】
（４）上記実施形態において、センサ４０はロータ６０の永久磁石６３の表面に固定されていたが、センサ４０を永久磁石６３に埋め込んでもよい。また、センサ４０をロータヨーク６１に埋め込んだり、ロータ６０の外周面に固定してもよい。
【００５５】
（５）上記実施形態では、ロータ６０に固定したセンサ４０が、永久磁石６３の温度を検出する温度センサであったが、磁束強度を検出する磁気センサ（ホール素子、磁気インピーダンス素子等）でもよい。また、ロータ６０以外の回転体に対しては、加速度センサ、圧力センサ、振動センサ、歪みセンサ等を固定してもよい。
【００５６】
（６）上記実施形態では、リーダ・ライタ１０からの無線波を受波して電力を生成する「パッシブ型」のＩＣタグ２０を例示したが、ＩＣタグ２０は、生成した電力を充電するための蓄電部を備えた構成（所謂、「セミパッシブ型」のＩＣタグ）としてもよい。
【００５７】
（７）上記実施形態において、リーダアンテナ１１は、ロータ６０の外周面とタイヤホイール７２のリム７３の内周面との間に配置されていたが、リーダアンテナ１１と、その近傍のリム７３を含む金属部分との間に、高透磁率でかつ電気絶縁性の磁性体シートを配置してもよい。このようにすれば、磁性体シートをリーダアンテナ１１を貫通する磁路の一部にすると共に、リーダアンテナ１１の近傍の金属による渦電流の発生を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ リーダ・ライタ（固定側無線回路）
１１ リーダアンテナ（固定側アンテナ）
２０ ＩＣタグ（回転側無線回路）
２１ タグ本体（タグ）
２２ ＩＣチップ
２３ タグアンテナ（回転側アンテナ、回転側タグアンテナ）
２３Ａ 電路
２５ 磁性体シート
４０ センサ
４５ 共振器
５０ インホイールモータ
５１ ステータ
６０ ロータ
６３ 永久磁石（磁石）
６４ 保護カバー
６８ 配線孔
８０ 車両本体（支持部）
９０ モータ内蔵駆動輪
１００ 回転体用無線通信システム
１６０ 回転体
Ｒ１ 受波領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体と、回転体を回転可能に支持する支持部との間で無線通信を行うための回転体用無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の回転体用無線通信システムとしては、回転体（例えば、インホイールモータのロータ）の内周面に備えた回転側アンテナと、支持部（例えば、車両本体）に備えた固定側アンテナとの間で無線通信を行って、回転体に備えたセンサの検出データを無線送信するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０４２５１号公報（段落［００４９］〜［００５４］、［００７１］、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の回転体用無線通信システムでは、回転体の位置によっては、回転側アンテナの位置が固定側アンテナからの無線波の受波領域から外れて、無線通信ができなくなることがあった。即ち、従来の回転体用無線通信システムでは、回転体の全位置で安定した無線通信を行うことができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転体の全位置で安定した無線通信を行うことが可能な回転体用無線通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）は、回転体（６０）を回転可能に支持する支持部（８０）に固定されて回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、回転体（６０）に固定されたセンサ（４０）と、固定側アンテナ（１１）と対向する回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側アンテナ（２３）を有し、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受波して生成した電力で作動して、センサ（４０）の検出データを無線送信する回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなし、その回転側アンテナ（２３）を回転体（６０）の外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の周方向における回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔を、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくしたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、回転体（６０）は、回転機（５０）のロータ（６０）であって、センサ（４０）は、ロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定されて温度又は磁束強度を検出するところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、回転機（５０）は、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ（５０）であって、ロータ（６０）は、インホイールモータ（５０）のステータ（５１）の外側に配置された円筒状をなすと共に、外周面に非磁性体金属の保護カバー（６４）を備え、センサ（４０）は、保護カバー（６４）の内側で磁石（６３）に固定され、回転側アンテナ（２３）は、保護カバー（６４）の外周面に固定され、保護カバー（６４）に貫通形成された配線孔（６８）を通してセンサ（４０）と回転側アンテナ（２３）とが接続されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、タグ（２１）のうちループ状の電路（２３Ａ）より保護カバー（６４）側には、回転側アンテナ（２３）のループ状の電路（２３Ａ）を貫通する固定側アンテナ（１１）からの電磁界の磁路の一部を形成するための磁性体シート（２５）を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の回転体用無線通信システム（１００）において、タグ（２１）に固定され、ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって結合される共振器（４５）を、回転側アンテナ（２３）に設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）は、回転体（６０）を回転可能に支持する支持部に固定されて回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、固定側アンテナ（１１）と対向する回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を有した回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の全位置で固定側無線回路（１０）と回転側無線回路（２０）との間で無線通信可能としたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る回転体用無線通信システム（１００）によれば、回転側無線回路（２０）に備えた回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなしている。そして、このタグ（２１）を回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、回転体（６０）の周方向における回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔が、固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくなるように構成されている。これにより、回転体（６０）の位置に拘わらず、固定側アンテナ（１１）と回転側アンテナ（２３）との間で安定して無線通信を行うことができる。即ち、回転体（６０）の全位置で受信性能を向上させることができる。そして、回転体（６０）が回転している最中に任意のタイミングで無線通信を行って、センサ（４０）による検出データを固定側無線回路（１０）に取得することが可能になる。
【００１３】
［請求項２の発明］
回転機（５０）を高負荷状態で運転すると、磁石（６３）の温度上昇とこれに伴う磁束強度の低下が急激に起きることがある。このため、磁石（６３）の回りの部品は高温ではないが、磁石（６３）は高温になっている事態が生じうる。本発明によれば、センサ（４０）をロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定してあるので、温度や磁束強度が急激に変化した場合でも、高いレスポンスでこれら温度や磁束強度を検出することができる。
【００１４】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、車両の駆動源としてのインホイールモータ（５０）のロータ（６０）と、車両本体との間で安定した無線通信が可能になると共に、ロータ（６０）の温度又は磁束強度を高いレスポンスで検出して車両本体側に送信することができる。
【００１５】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、タグ（２１）のうちループ状の電路（２３Ａ）より保護カバー（６４）側に配置された磁性体シート（２５）が、回転側アンテナ（２３）のループ状の電路（２３Ａ）を貫通した磁路の一部を形成するから、非磁性体金属の保護カバー（６４）の外周面に回転側アンテナ（２３）を設けた場合でも、固定側アンテナ（１１）からの無線波を確実に受波することができる。
【００１６】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって結合される共振器（４５）を備えたので、固定側無線回路（１０）との間の無線波の送受信に係る電力効率が向上する。
【００１７】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、回転体（６０）の全位置で固定側無線回路（１０）と回転側無線回路（２０）との間を無線通信可能とすることができる。即ち、回転体（６０）の全位置で安定した無線通信が可能になる。そして、回転体（６０）が回転している最中に任意のタイミングで無線通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転体用無線通信システムを備えたモータ内蔵駆動輪の側断面図
【図２】ロータの平面図
【図３】回転体用無線通信システムのブロック図
【図４】ロータの斜視図
【図５】ロータの部分拡大図
【図６】第２実施形態に係るＩＣタグを備えたロータの斜視図
【図７】第３実施形態に係るＩＣタグを備えたロータの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、電気自動車に備えられたモータ内蔵駆動輪９０が示されている。モータ内蔵駆動輪９０は、電気自動車の車両本体８０に支持されており、車輪７０と、その内側に配置されたアウターロータ型のインホイールモータ５０とから構成されている。車輪７０は、タイヤ７１とタイヤホイール７２とから構成され、タイヤホイール７２は、タイヤ７１が装着されたリム７３とリム７３の内周縁から張り出したディスク７４とから構成されている。
【００２０】
インホイールモータ５０は、円筒形のステータ５１とそのステータ５１の外側に配置された円筒形のロータ６０とを備えている。
【００２１】
ステータ５１は、車両本体８０のうち車輪７０に向かって延びた筒形構造の車輪支持部８１に固定されている。ステータ５１は、珪素鋼板で構成された円筒形のステータコア５２とステータコア５２に巻回されたステータコイル５３とから構成されている。
【００２２】
図２に示すように、ロータ６０は、円筒形のロータ本体６９とそのロータ本体６９に埋め込まれた複数の永久磁石６３，６３とから構成されている。また、ロータ本体６９は、積層鋼板によって構成されたロータヨーク６１と、その外側に嵌合した非磁性金属（例えば、アルミニウム製）の保護カバー６４とから構成されている。
【００２３】
永久磁石６３，６３は、ロータ６０の周方向に沿って環状に並べて埋設されている。具体的には、ロータヨーク６１には、周方向に沿って複数の磁石埋込孔６２，６２が形成されており、それら各磁石埋込孔６２，６２に板状の永久磁石６３，６３がそれぞれ挿入されている。
【００２４】
図１に示すように、ロータ６０の軸方向の両端面には、エンドプレート６５Ａ，６５Ｂが固定されており、それらエンドプレート６５Ａ，６５Ｂに、永久磁石６３，６３の長手方向の両端面が突き当てられている。
【００２５】
両エンドプレート６５Ａ，６５Ｂのうち、タイヤホイール７２側のエンドプレート６５Ａは、タイヤホイール７２のディスク７４に固定されている。これにより、ロータ６０とタイヤホイール７２（車輪７０）とが一体回転可能となっている。
【００２６】
車両本体８０側のエンドプレート６５Ｂは、車輪支持部８１の外側にベアリング７６を介して支持されている。また、タイヤホイール７２側のエンドプレート６５Ａの中心部からは車両本体８０に向かって出力軸６６が起立しており、その出力軸６６がステータコア５２及び車輪支持部８１の内側を通って延びている。この出力軸６６の外周面と車輪支持部８１の内周面との間にはベアリング６７が嵌合されている。これらベアリング６７，７６により、ロータ６０がステータ５１の外側で回転可能となっている。なお、出力軸６６の車両本体８０側には図示しないブレーキディスクが備えられている。
【００２７】
さて、上述したインホイールモータ５０のロータ６０には、ＩＣタグ２０（本発明の「回転側無線回路」に相当する）及びセンサ４０が取り付けられており、モータ内蔵駆動輪９０を支持した電気自動車の車両本体８０には、ＩＣタグ２０との間で無線通信を行うリーダ・ライタ１０（本発明の「固定側無線回路」に相当する）が取り付けられている。これらＩＣタグ２０とリーダ・ライタ１０とセンサ４０とで、本発明に係る回転体用無線通信システム１００が構成されている。
【００２８】
図３に示すように、リーダ・ライタ１０は、リーダアンテナ１１（本発明の「固定側アンテナ」に相当する）と送受波部１２と制御部１３とを備えている。制御部１３は、通常、データ送信命令を含めた信号を送受波部１２により無線波にしてリーダアンテナ１１から出力する。そして、これに応答してＩＣタグ２０が出力した無線波を受波し、その無線波に含まれる情報を取得する。このときＩＣタグ２０は、動作に必要な電力を電磁誘導によって無線波から得る。また、リーダ・ライタ１０は、電気自動車に備えた上位装置１６（例えば、ＥＣＵ）との間でも有線又は無線による通信を行う。
【００２９】
リーダ・ライタ１０は、送受波部１２及び制御部１３をケースに内蔵した本体部１５（図１参照）の外側にリーダアンテナ１１を露出させて備えており、本体部１５が車両本体８０（本発明の「支持部」に相当する）に固定されている。また、リーダアンテナ１１は、ループ状に導線を巻いた、所謂、「ループアンテナ」であり、タイヤホイール７２のリム７３の内周面とロータ６０の外周面との間の環状隙間に配置されている。そして、図４に示すように、リーダアンテナ１１のループ状の導線で囲まれたループ面が、ロータ６０の外周面と対向するように配置されている。
【００３０】
図３に示すように、ＩＣタグ２０にはセンサ４０が接続されている。本実施形態のセンサ４０は、例えば、サーミスタ、測温抵抗体等の温度センサであり、図５に示すように、ロータ６０に備えた任意の永久磁石６３に対して直に固定されている。
【００３１】
これに対し、ＩＣタグ２０は、図４に示すようにロータ６０の外周面に固定されている。ＩＣタグ２０（詳細には、後述するＩＣチップ２２）とセンサ４０との間は、図５に示すように配線４１によって接続されている。ロータ６０には、保護カバー６４を貫通してさらに磁石埋込孔６２まで延びた配線孔６８が形成されており、この配線孔６８に配線４１が通されている。
【００３２】
図４に示すように、ＩＣタグ２０は、ＩＣチップ２２とタグアンテナ２３（本発明の「回転側アンテナ」に相当する）とを備えている。図３に示すように、ＩＣチップ２２は、メモリ２６、制御部２７、送受波部２８及び整流部２９を備えている。
【００３３】
メモリ２６は、例えば、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であって、センサ４０による検出データ（温度データ）を記憶する。
【００３４】
整流部２９は、リーダ・ライタ１０から受けた無線波の交流磁界によりタグアンテナ２３に電磁誘導された交流電圧を直流電圧に変換して制御部２７に付与する。これにより制御部２７が作動して所定のプログラムを実行し、タグアンテナ２３が受波した無線波に含まれる情報を送受波部２８を通して取得する。このとき取得した情報にデータ送信命令が含まれていた場合、制御部２７は、メモリ２６からセンサ４０による検出データ（温度データ）を読み込む。そして、検出データを含む情報が送受波部２８により無線波にされて、タグアンテナ２３から出力される。
【００３５】
ＩＣチップ２２及びタグアンテナ２３は、タグ本体２１に固定されている。タグ本体２１は、図４に示すように、ロータ６０の周長と略同一長の帯状をなしている。タグ本体２１は、可撓性を有するベースシート２４と磁性体シート２５とを重ねた構成となっており、ＩＣチップ２２とタグアンテナ２３は、ベースシート２４上に設けられている（図５参照）。
【００３６】
タグアンテナ２３は、ベースシート２４の表面に、例えば、導電性インクによって印刷されている。タグアンテナ２３は、所定の巻数（本実施形態では、１回巻き）の矩形又は長円形のループ状をなしており、ループ状の電路２３Ａが、タグ本体２１の両端部間に亘って延ばして固定されている。そして、タグ本体２１は、ロータ６０の外周面をほぼ１周するように巻き付けられており、タグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂが周方向で近接配置されている。
【００３７】
より詳細には、図４に示すように、タグアンテナ２３の電路２３Ａは、ＩＣチップ２２から周方向の両側に向かって離れるように延び、ＩＣチップ２２から約１８０度離れた位置で折り返して互いに接近するように延びている。そして、電路２３Ａの折り返し部であるタグアンテナ２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂの間隔が、リーダアンテナ１１からの無線波を受け得る受波領域Ｒ１の幅よりも小さくなっている（図２参照）。
【００３８】
ここで、ベースシート２４のうちＩＣチップ２２及びタグアンテナ２３を配置した面にカバーシートを重ねてこれらを保護した構造とするとより好ましい。
【００３９】
タグ本体２１のうち磁性体シート２５は、高透磁率と電気絶縁性とを有する薄膜状の磁性材料が樹脂製フィルムで保護された構成となっている。ＩＣタグ２０をロータ６０の外周面に巻き付けた状態で磁性体シート２５は、タグアンテナ２３が印刷されたベースシート２４よりもロータ６０側に配置される。即ち、ロータ６０の外周面とタグアンテナ２３との間に磁性体シート２５が配置される。
【００４０】
磁性体シート２５は、リーダアンテナ１１からの無線波により発生したループ状の電路２３Ａを貫通する磁路の一部を形成すると共に、金属面で構成されたロータ６０の外周面近傍における渦電流の発生を防止する。これにより、非磁性金属（本実施形態では、アルミニウム）で構成されたロータ６０の外周面にタグアンテナ２３を配置しても、タグアンテナ２３とリーダアンテナ１１との間で確実に無線波を送受波することができる。
【００４１】
以上が、本実施形態の構成であって、以下、本実施形態の動作を説明する。電気自動車のスタートスイッチをオンすると、上位装置１６が起動し、所定の周期でリーダ・ライタ１０にデータ要求指令を出力する。すると、リーダ・ライタ１０は、データ送信命令を含む情報を送受波部１２により無線波にして（搬送波に載せて）リーダアンテナ１１から出力する。この無線波は、ロータ６０の外周面のうち、リーダアンテナ１１との対向部分及びその近傍部分である受波領域Ｒ１に達する。
【００４２】
ロータ６０の外周面に備えられたＩＣタグ２０は、リーダ・ライタ１０から出力された無線波をタグアンテナ２３で受波する。また、リーダアンテナ１１からの無線波の交流磁界によりタグアンテナ２３に電磁誘導された交流電圧を、整流部２９によって直流電圧に変換して制御部２７に付与する。これにより制御部２７が作動すると共に、タグアンテナ２３で受波した無線波に含まれる情報を送受波部２８を通して制御部２７が取得する。
【００４３】
このとき取得した情報に「データ送信命令」が含まれていた場合には、制御部２７は、メモリ２６からセンサ４０による検出データ（温度データ）を読み込んで、その検出データを含む情報を送受波部２８に出力する。送受波部２８は、検出データを含む情報を無線波にして（搬送波に載せて）タグアンテナ２３から出力する。なお、検出データを含む情報にＩＣタグ２０のＩＤデータを含めてもよい。
【００４４】
ＩＣタグ２０から出力された無線波は、リーダ・ライタ１０のリーダアンテナ１１で受波される。そして、送受波部１２が無線波に含まれる情報を解読し、その情報を制御部１３が取得する。さらに制御部１３は、取得した情報を上位装置１６へと出力する。
【００４５】
上位装置１６は、ＩＣタグ２０から取得した温度データが正常か否かを判定する。そして、異常と判定した場合、即ち、永久磁石６３の温度が設定温度よりも高温となった場合には、温度上昇の抑制又は冷却のための指令（例えば、電流制限や強制冷却の指令）を出力する。
【００４６】
このように、本実施形態の回転体用無線通信システム１００によれば、ＩＣタグ２０に備えられたタグアンテナ２３が、ロータ６０の外周面のほぼ全周に亘って設けられている。これにより、リーダアンテナ１１からの無線波の磁束は、ロータ６０の位置に拘わらず、タグアンテナ２３のループ状の電路２３Ａを貫通するから、リーダアンテナ１１とタグアンテナ２３との間で無線波を送受信することができる。即ち、インホイールモータ５０のロータ６０と車両本体８０との間において、ロータ６０の全位置で安定した無線通信が可能になる。そして、ロータ６０が回転している最中に任意のタイミングで無線通信を行って永久磁石６３の温度をリーダ・ライタ１０で読み取ることが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、ロータ６０の永久磁石６３にセンサ４０を直に固定したから、インホイールモータ５０を高負荷状態で駆動したことで永久磁石６３の温度が急激に上昇した場合でも、高いレスポンスで永久磁石６３の温度を検出することができる。これにより、永久磁石６３の異常発熱及びこれに伴う磁束強度の低下を防ぐことができる。
【００４８】
［第２実施形態］
この第２実施形態は、図６に示されており、ループ状の電路２３Ａに共振磁界によって結合される共振器４５，４５をタグアンテナ２３に設けた点が、上記第１実施形態とは異なる。共振器４５，４５は、コイルとコンデンサとで構成されており、タグ本体２１に固定されている。共振器４５，４５は、ループ状の電路２３Ａの内側領域で、ロータ６０の外周面の周方向に等間隔に並べて複数配置されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同等の効果を奏すると共に、リーダ・ライタ１０との間の無線波の送受信に係る電力効率が向上する。
【００４９】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、図７に示されており、ロータ６０に備えたタグアンテナの構成が上記第１実施形態とは異なる。即ち、本実施形態のタグアンテナ３２３は、ＩＣタグ２０の送受波部２８に接続された矩形ループ状の第１のアンテナ素子３２３Ａと、矩形ループ状のコイルとコンデンサとで構成された複数の第２のアンテナ素子３２３Ｂ，３２３Ｂとから構成されており、第１と第２のアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂが、ロータ６０の外周面のほぼ全周に亘って一列に並べて配置されている。そして、第１及び第２のアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂは、リーダアンテナ１１からの交流磁界を受けてリーダアンテナ１１と誘導結合すると共に、隣り合ったアンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂが連鎖的に誘導結合するようになっている。なお、隣り合った各アンテナ素子３２３Ａ，３２３Ｂは、できるだけ近づけて配置するか、一部が重なるように配置することが好ましい。その他の構成は、上記第１実施形態と同一である。本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。
【００５０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
（１）上記実施形態では、本発明に係る「回転体」の一例として、回転機（モータ）のロータ６０を例示したが、ロータ６０以外の回転体、例えば、車両のタイヤ、タイヤホイール等を「回転体」として本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。
【００５２】
（２）上記実施形態では、本発明に係る「回転機」の一例として、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ５０を例示したが、インホイールモータ５０以外の車両用モータ、産業用モータ、家電用モータ等に、本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。また、発電機に本発明の回転体用無線通信システムを適用してもよい。
【００５３】
（３）上記実施形態では、本発明に係る「回転機」の一例として、アウターロータ型の回転機（モータ）を例示したが、インナーロータ型の回転機（モータ）に本発明の回転体用無線通信システム１００を適用してもよい。この場合には、ロータを筒形構造にしてその内周面にＩＣタグ２０を固定し、リーダアンテナ１１をロータの内周面と対向するように配置すればよい。
【００５４】
（４）上記実施形態において、センサ４０はロータ６０の永久磁石６３の表面に固定されていたが、センサ４０を永久磁石６３に埋め込んでもよい。また、センサ４０をロータヨーク６１に埋め込んだり、ロータ６０の外周面に固定してもよい。
【００５５】
（５）上記実施形態では、ロータ６０に固定したセンサ４０が、永久磁石６３の温度を検出する温度センサであったが、磁束強度を検出する磁気センサ（ホール素子、磁気インピーダンス素子等）でもよい。また、ロータ６０以外の回転体に対しては、加速度センサ、圧力センサ、振動センサ、歪みセンサ等を固定してもよい。
【００５６】
（６）上記実施形態では、リーダ・ライタ１０からの無線波を受波して電力を生成する「パッシブ型」のＩＣタグ２０を例示したが、ＩＣタグ２０は、生成した電力を充電するための蓄電部を備えた構成（所謂、「セミパッシブ型」のＩＣタグ）としてもよい。
【００５７】
（７）上記実施形態において、リーダアンテナ１１は、ロータ６０の外周面とタイヤホイール７２のリム７３の内周面との間に配置されていたが、リーダアンテナ１１と、その近傍のリム７３を含む金属部分との間に、高透磁率でかつ電気絶縁性の磁性体シートを配置してもよい。このようにすれば、磁性体シートをリーダアンテナ１１を貫通する磁路の一部にすると共に、リーダアンテナ１１の近傍の金属による渦電流の発生を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ リーダ・ライタ（固定側無線回路）
１１ リーダアンテナ（固定側アンテナ）
２０ ＩＣタグ（回転側無線回路）
２１ タグ本体（タグ）
２２ ＩＣチップ
２３ タグアンテナ（回転側アンテナ、回転側タグアンテナ）
２３Ａ 電路
２５ 磁性体シート
４０ センサ
４５ 共振器
５０ インホイールモータ
５１ ステータ
６０ ロータ
６３ 永久磁石（磁石）
６４ 保護カバー
６８ 配線孔
８０ 車両本体（支持部）
９０ モータ内蔵駆動輪
１００ 回転体用無線通信システム
１６０ 回転体
Ｒ１ 受波領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体（６０）を回転可能に支持する支持部（８０）に固定されて前記回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、
前記回転体（６０）に固定されたセンサ（４０）と、
前記固定側アンテナ（１１）と対向する前記回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側アンテナ（２３）を有し、前記固定側アンテナ（１１）からの無線波を受波して生成した電力で作動して、前記センサ（４０）の検出データを無線送信する回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、
前記回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなし、その回転側アンテナ（２３）を前記回転体（６０）の外周面の半周以上に巻き付けて、前記回転体（６０）の周方向における前記回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔を、前記固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくしたことを特徴とする回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項２】
前記回転体（６０）は、回転機（５０）のロータ（６０）であって、前記センサ（４０）は、前記ロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定されて温度又は磁束強度を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項３】
前記回転機（５０）は、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ（５０）であって、前記ロータ（６０）は、前記インホイールモータ（５０）のステータ（５１）の外側に配置された円筒状をなすと共に、外周面に非磁性体金属の保護カバー（６４）を備え、
前記センサ（４０）は、前記保護カバー（６４）の内側で前記磁石（６３）に固定され、
前記回転側アンテナ（２３）は、前記保護カバー（６４）の外周面に固定され、
前記保護カバー（６４）に貫通形成された配線孔（６８）を通して前記センサ（４０）と前記回転側アンテナ（２３）とが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項４】
前記タグ（２１）のうち前記ループ状の電路（２３Ａ）より前記保護カバー（６４）側には、前記回転側アンテナ（２３）の前記ループ状の電路（２３Ａ）を貫通する前記固定側アンテナ（１１）からの電磁界の磁路の一部を形成するための磁性体シート（２５）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項５】
前記タグ（２１）に固定され、前記ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって前記結合される共振器（４５）を、前記回転側アンテナ（２３）に設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項６】
回転体（６０）を回転可能に支持する支持部に固定されて前記回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、
前記固定側アンテナ（１１）と対向する前記回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を有した回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、
前記回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を前記回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、前記回転体（６０）の全位置で前記固定側無線回路（１０）と前記回転側無線回路（２０）との間で無線通信可能としたことを特徴とする回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項１】
回転体（６０）を回転可能に支持する支持部（８０）に固定されて前記回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、
前記回転体（６０）に固定されたセンサ（４０）と、
前記固定側アンテナ（１１）と対向する前記回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側アンテナ（２３）を有し、前記固定側アンテナ（１１）からの無線波を受波して生成した電力で作動して、前記センサ（４０）の検出データを無線送信する回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、
前記回転側アンテナ（２３）は、ループ状の電路（２３Ａ）をタグ（２１）の両端部間に亘って延ばして固定した構造をなし、その回転側アンテナ（２３）を前記回転体（６０）の外周面の半周以上に巻き付けて、前記回転体（６０）の周方向における前記回転側アンテナ（２３）の両端部（２３Ｂ，２３Ｂ）の間隔を、前記固定側アンテナ（１１）からの無線波を受け得る受波領域（Ｒ１）の幅より小さくしたことを特徴とする回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項２】
前記回転体（６０）は、回転機（５０）のロータ（６０）であって、前記センサ（４０）は、前記ロータ（６０）に備えた磁石（６３）に直に固定されて温度又は磁束強度を検出することを特徴とする請求項１に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項３】
前記回転機（５０）は、車両の駆動源に使用されるインホイールモータ（５０）であって、前記ロータ（６０）は、前記インホイールモータ（５０）のステータ（５１）の外側に配置された円筒状をなすと共に、外周面に非磁性体金属の保護カバー（６４）を備え、
前記センサ（４０）は、前記保護カバー（６４）の内側で前記磁石（６３）に固定され、
前記回転側アンテナ（２３）は、前記保護カバー（６４）の外周面に固定され、
前記保護カバー（６４）に貫通形成された配線孔（６８）を通して前記センサ（４０）と前記回転側アンテナ（２３）とが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項４】
前記タグ（２１）のうち前記ループ状の電路（２３Ａ）より前記保護カバー（６４）側には、前記回転側アンテナ（２３）の前記ループ状の電路（２３Ａ）を貫通する前記固定側アンテナ（１１）からの電磁界の磁路の一部を形成するための磁性体シート（２５）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項５】
前記タグ（２１）に固定され、前記ループ状の電路（２３Ａ）に共振磁界によって前記結合される共振器（４５）を、前記回転側アンテナ（２３）に設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載の回転体用無線通信システム（１００）。
【請求項６】
回転体（６０）を回転可能に支持する支持部に固定されて前記回転体（６０）の内周面又は外周面に対向した固定側アンテナ（１１）を有した固定側無線回路（１０）と、
前記固定側アンテナ（１１）と対向する前記回転体（６０）の内周面又は外周面に固定された回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を有した回転側無線回路（２０）とからなる回転体用無線通信システム（１００）において、
前記回転側タグアンテナ（２３，１２３，３２３）を前記回転体（６０）の内周面又は外周面の半周以上に巻き付けて、前記回転体（６０）の全位置で前記固定側無線回路（１０）と前記回転側無線回路（２０）との間で無線通信可能としたことを特徴とする回転体用無線通信システム（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３４１４０（Ｐ２０１３−３４１４０Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９７９２（Ｐ２０１１−１６９７９２）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２０４０３３）太平洋工業株式会社 (143)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]