JP3669217B2

JP3669217B2 - Ｉｄタグ

Info

Publication number: JP3669217B2
Application number: JP20759899A
Authority: JP
Inventors: 信之寺浦; 弘好竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2001034726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板状の強磁性体に巻回されたアンテナコイルを通じて給電された状態でデータ通信を実行するＩＤタグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば部品の自動製造工場では、ワークが収納される通い箱の表面にデータの書込みが容易なＩＤタグを張付け、ワークの製造工程を管理することが行われている。
【０００３】
ところが、通い箱が金属製の場合は、ＩＤタグ用リーダライタから出力された電力用磁気信号の大部分が磁気抵抗の小さな通い箱を通過するようになってしまうので、ＩＤタグに鎖交する電力用磁気信号の磁束密度が低下してしまって、ＩＤタグに十分な動作用電力を与えることができないという問題を生じる。
【０００４】
また、通い箱がプラスチック製であっても、通い箱に収納されるワークが金属製の場合には、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号がワークを通過するようになるので、この場合も、ＩＤタグに十分な動作用電力を与えることができないという問題を生じる。
【０００５】
そこで、ＩＤタグのアンテナコイルのコアとして透磁率の高い強磁性体を使用することが考えられている。
即ち、ＩＤタグの平面を示す図１２及びその側面を示す図１３において、ＩＤタグ１は、透磁率の大きな平板状の強磁性体（例えばアモルファスシリコン）２にアンテナコイル３を巻回し、そのアンテナコイル３を制御回路４に接続して構成されている。この場合、アモルファスシリコンは透磁率が大きいので、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号は強磁性体２を通過することによりアンテナコイル３を鎖交するようになる。この結果、アンテナコイル３に十分な大きさの起電力が発生するので、ＩＤタグ１は動作電力を得て通信動作を実行することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＤタグ用リーダライタの正面にＩＤタグ１が位置した状態では、図１４に示すようにＩＤタグ用リーダライタのアンテナコイル５からの電力用磁気信号が強磁性体２を通過するにしても、強磁性体２の中央に位置するアンテナコイル３に十分に鎖交せず、アンテナコイル３に十分な大きさの起電力を発生させることができない。このため、ＩＤタグ１の動作電力が不足して、ＩＤタグ１が通信動作を実行できないという問題を生じる。
【０００７】
また、図１５及び図１６に示すように、ＩＤタグ６として、環状のアンテナコイル７内に強磁性体２を挿通することによりアンテナコイル７の寸法の拡大を図ることが行われているものの、斯様な構成であっても、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号がアンテナコイル７に十分に鎖交せず、ＩＤタグ６の動作電力が不足することを解消することはできないのが実情である。
【０００８】
尚、ＩＤタグ１，６がＩＤ用リーダライタの正面から外れた位置では、アンテナコイル３，７に十分な大きさの電力用磁気信号が鎖交するので、ＩＤタグ１，６は動作電力を得ることができる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、アンテナコイルのコアとして薄板状の強磁性体を利用した構成において、ＩＤタグ用リーダライタの正面に位置しながら通信動作を実行することができるＩＤタグを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、ＩＤタグ用リーダライタの正面にＩＤタグが位置した場合、ＩＤタグ用リーダライタから出力された電力用磁気信号が強磁性体を通過するようになる。このとき、ＩＤタグ用リーダライタの正面には強磁性体の立上り部が位置しているので、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号は立上り部を通過するようになる。これにより、立上り部に巻回されたアンテナコイルには十分な大きさの電力用磁界信号が鎖交して起電力が発生するので、ＩＤタグは動作電力を得て通信動作を行うことができる。
【００１１】
このとき、磁性体の立上り部を通過した電力用磁気信号は被装着体の表面と略平行な強磁性体の平面部を通過するようになるので、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号がＩＤタグが装着された金属面を通過することはなく、金属面による影響を防止することができる。
【００１２】
さらに、強磁性体の立上り部は強磁性体をなす平面部の中間部が折曲されることにより形成されているので、容易に立上り部を形成することができると共に、立上り部を形成するための部材が不要となり、低コストで実施することができる。また、平面部と立上り部とは連続していることから、それらの間の磁気抵抗は小さく、ＩＤタグ用リーダライタからの電力用磁気信号が強磁性体から漏洩してしまうことを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を部品の自動製造工場の通い箱に装着されるＩＤタグに適用した第１の実施の形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図２は製造ラインを概略的に示している。この図２において、通い箱１１はコンベア１２により搬送されると共に、所定の加工ロボット（図示せず）に対応した位置で停止するようになっている。この通い箱１１の外面の所定位置にはＩＤタグ１３が貼付されている。
また、コンベア１２に沿った所定位置（ＩＤタグ１３の通過軌跡若しくは停止位置）に対応してＩＤタグ用リーダライタ１４が設置されている。
【００１６】
図１は上記ＩＤタグ１３を断面にして示している。この図１において、ＩＤタグ１３は、プラスチック製のケース１５内にＩＤタグ本体１６を配置して構成されている。
【００１７】
図３はＩＤタグ本体１６の平面を示し、図４はその側面を示している。これらの図３及び図４において、ＩＤタグ本体１６は、薄板状の強磁性体１７、アンテナコイル１８及び制御回路１９から構成されている。
【００１８】
強磁性体１７は、数十枚のアモルファスシリコンリボンを重ねることにより平面部２０を形成すると共に、その平面部２０の中間部を折曲形成することにより立上り部２１ａを有する凸部２１を形成してなる。このアモルファスシリコンリボンは、透磁率が大きいと共に飽和磁化が大きいという特性を有する。
そして、アンテナコイル１８は、強磁性体１７の凸部２１の立上り部２１ａに巻回されている。
【００１９】
制御回路１９は、プリント配線基板２２上に実装された制御用ＩＣ２３、共振用コンデンサ２４、平滑用コンデンサ２５から構成されており、プリント配線基板２２の端子にアンテナコイル１８の両端が接続されている。
【００２０】
図５はＩＤタグ１３の電気的構成を示している。この図５において、制御用ＩＣ２３は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）２６の他、整流部２７、変復調部２８、メモリ部２９などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。
【００２１】
ここで、アンテナコイル１８は、共振用コンデンサ２４と並列に接続されて共振回路３０を構成しており、外部機器であるＩＤタグ用リーダライタ１４から所定周波数の電力用磁気信号が送信されると、これを受信して整流部２７に供給する。整流部２７は、平滑用コンデンサ２５と共に動作用電源回路を構成するもので、共振回路３０から送信されてきた電力用磁気信号を整流して、平滑用コンデンサ２５で平滑することにより一定電圧の動作電力にしてＭＰＵ２６などに給電する。
【００２２】
メモリ部２９には予め所定のタグ情報が書込まれていたり、タグ情報が適宜書込まれるようになっている。このタグ情報としては、通い箱１１に収納されるワークの品番、通い箱１１の停止位置、ワークに対するロボットの作業指示内容、ワークの作業開始時刻、作業終了時刻、ワークの不良管理などである。
【００２３】
また、アンテナコイル１８及び共振用コンデンサ２４からなる共振回路３０の共振周波数は、強磁性体１７を含めた系で所定の最適周波数（ＩＤタグ用リーダライタ１４の共振周波数）と一致するように設定されている。
【００２４】
この場合、上記構成のＩＤタグ１３が通い箱１１に装着された形態では、ＩＤタグ本体１６を構成する強磁性体１７の平面部２０が通い箱１１の表面と略平行に位置すると共に、凸部２１の立上り部２１ａが通い箱１１の表面と略垂直に位置する。
【００２５】
尚、ＩＤタグ用リーダライタ１４は図示しないホストコンピュータにより制御されるものであり、ホストコンピュータは、ＩＤタグ用リーダライタ１４を通じてＩＤタグ１３からタグ情報を入手することによりワークに対する製造工程を管理するようになっている。
【００２６】
次に上記構成の作用について説明する。
コンベア１２により通い箱１１が搬送されると、通い箱１１に設けられているＩＤタグ１３がＩＤタグ用リーダライタ１４に接近し、ＩＤタグ用リーダライタ１４の正面に位置するようになる。このとき、図６に示すようにＩＤタグ用リーダライタ１４のアンテナコイル１４ａからの電力用磁気信号がＩＤタグ本体１６における強磁性体１７の立上り部２１ａを通過するようになるので、アンテナコイル１８には電力用磁気信号が鎖交して起電力が発生するようになる。これにより、制御回路１９に動作電力が与えられ、ＩＤタグ本体１６が通信動作を実行するようになる。
【００２７】
この場合、ＩＤタグ本体１６における強磁性体１７の立上り部２１ａを通過した電力用磁気信号は強磁性体１７の平面部２０を通過するようになるので、電力用磁気信号が強磁性体１７から漏洩して通い箱１１を通過することはない。従って、ＩＤタグ本体１６は通い箱１１による影響を受けることなく、電力用磁気信号を効率よく受信することができる。
【００２８】
上述したようにして、ＩＤタグ用リーダライタ１４はＩＤタグ１３が正面に位置した状態でＩＤタグ本体１６からタグ情報を読取ることができるので、ホストコンピュータは、ＩＤタグ用リーダライタ１４が読取ったタグ情報に基づいて通い箱１１に収納されたワークに対する作業位置を判断し、通い箱１１が所定の作業位置まで達したところで通い箱１１を停止する。
【００２９】
この通い箱１１の停止状態では、通い箱１１の停止位置に対応して設置されたＩＤタグ用リーダライタ１４の正面にＩＤタグ１３が位置するので、図６に示したようにＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号は強磁性体１７の立上り部２１ａ及び平面部２０を通過するようになる。これにより、ＩＤタグ本体１６の制御回路１９に動作電力が与えられるようになるので、ＩＤタグ１３は通信動作を実行するようになる。
【００３０】
従って、ホストコンピュータは、ＩＤタグ１３からタグ情報を読取ることにより、ロボットに対する作業指示内容を読取り、ロボットに対して作業指示内容に従って動作するように指示する。
【００３１】
そして、ロボットによるワークに対する作業が終了したときは、ワークの作業開始時間及び終了時間をＩＤタグ用リーダライタ１４によりＩＤタグ１３に書込むと共に、ワークに対する作業に不具合が発生したときは、その不具合内容をＩＤタグ１３に書込む。
以上のような動作を繰り返すことにより、通い箱１１に収納されたワークに対してロボットにより自動的に加工を順に施すことができる。
【００３２】
このような実施の形態によれば、ＩＤタグ１３において、薄板状の強磁性体１７に立上り部２１ａを有する凸部２１を形成し、その立上り部２１ａにアンテナコイル１８を巻回するようにしたので、ＩＤタグ１３がＩＤタグ用リーダライタ１４の正面に位置する場合であっても、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号を立上り部２１ａを通過させることができる。従って、薄板状の強磁性体にアンテナコイルを単に巻回しただけの従来例のものと違って、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号をＩＤタグ１３のアンテナコイル１８に鎖交させて起電力を発生させることができるので、ＩＤタグ用リーダライタ１４の正面に位置するＩＤタグ１３からタグ情報を読取ったり、タグ情報を書込むことができる。
【００３３】
この場合、強磁性体１７においては、平面部２０の中間部を折曲形成することにより立上り部２１ａを有する凸部２１を形成するようにしたので、立上り部２１ａを容易に形成することができると共に、立上り部２１ａを形成するための部材が不要となり、低コストで実施することができる。また、平面部２０と凸部２１とは連続形成されているので、それらの間の磁気抵抗は小さく、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号が強磁性体１７から漏れてしまうことはない。
【００３４】
また、強磁性体１７として透磁率が大きなアモルファスシリコンを用いるようにしたので、ＩＤタグ１３を金属製の通い箱１１に装着するにしても、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号は強磁性体１７を通過するようになり、通い箱１１の影響を受けることを防止することができる。また、アモルファスシリコンは飽和磁化が高いので、強磁性体１７の厚さ寸法を小さく形成することにより断面積が小さい場合であっても、強磁性体１７を通過する電力用磁気信号が飽和してしまうことはなく、電力用磁気信号が強磁性体１７から漏洩してしまうことを極力防止できる。
【００３５】
さらに、上述したようにＩＤタグ１３が金属製の通い箱１１の影響を受けることがない結果、ＩＤタグ１３を金属製の通い箱１１に装着することによりＩＤタグ１３の共振周波数がずれるにしても、その影響は軽微である。従って、ＩＤタグ１３の共振周波数はアモルファスシリコンからなる強磁性体１７を含めた系で最適周波数となるように設定した結果、ＩＤタグ１３の共振周波数を調整することなく金属製の通い箱１１に装着して使用することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図７及び図８を参照して説明するに、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この第２の実施の形態は、ＩＤタグ本体を構成する強磁性体の形状を十字形状としたことを特徴とする。
【００３７】
さて、第１の実施の形態では、強磁性体１７の長尺方向と直交する方向には立上り部２１ａ及び平面部２０が存在しないことから、ＩＤタグ用リーダライタ１４の正面にＩＤタグ１３が位置した状態においては、強磁性体１７に鎖交する電力用磁気信号のうち強磁性体の長尺方向と直交する方向に鎖交する電力用磁気信号が強磁性体から漏洩してしまう。このため、強磁性体１７から漏洩した電力用磁気信号が通い箱１１を通過するようになり、それだけアンテナコイル１８に鎖交する電力用磁気信号のレベルが低下してしまうので、アンテナコイル１８に生じる起電力が低下する虞がある。
【００３８】
そこで、ＩＤタグ本体の平面を示す図７及びその側面を示す図８において、ＩＤタグ本体３１を構成する強磁性体３２は、十字形状に形成された平面部３３の中心部に立上り部３４ａを有する四角柱状の凸部３４を形成してなる。このような形状に強磁性体３２を形成するには、十字形状の平面部３３の中心を膨出形成したり、第１の実施の形態で示した折曲形成により凸部が形成された強磁性体を直交するように重ねることにより実施することができる。
【００３９】
この第２の実施の形態によれば、強磁性体３２においては、立上り部３４ａ及び平面部３３が直交する方向にも存在するので、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号は強磁性体３２を効率よく通過することができ、アンテナコイル１８による起電力を十分に高めることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図９乃至図１１を参照して説明する。この第３の実施の形態は、強磁性体を円板状に形成したことを特徴とする。
即ち、ＩＤタグを示す図９において、ＩＤタグ４１は円柱形状をなしている。また、ＩＤタグ本体の平面を示す図１０及びその側面を示す図１１において、ＩＤタグ本体４２を構成する強磁性体４３は、円板状の平面部４４の中心部を膨出形成することにより円柱状の立上り部４５ａを有する凸部４５を有して形成されている。
【００４１】
このような第３の実施の形態によれば、リーダライタの正面にＩＤタグ４１が位置した状態では、ＩＤタグ用リーダライタ１４からの電力用磁気信号は強磁性体４３の立上り部４５ａ及び平面部４４を確実に通過するので、アンテナコイル１８による起電力を十分に高めることができる。
【００４２】
本発明は、上記した各実施の形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
強磁性体の立上り部を平面部に立設して設けるようにしてもよい。
強磁性体としてフェライトを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＩＤタグの断面図
【図２】ＩＤタグとＩＤタグ用リーダライタとの位置関係を示す斜視図
【図３】ＩＤタグ本体の平面図
【図４】ＩＤタグ本体の側面図
【図５】ＩＤタグ本体の電気回路図
【図６】ＩＤタグ本体を通過する電力用磁気信号を示す模式図
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図３相当図
【図８】図４相当図
【図９】本発明の第３の実施の形態を示すＩＤタグの斜視図
【図１０】図３相当図
【図１１】図４相当図
【図１２】従来例を示すＩＤタグの平面図
【図１３】ＩＤタグの側面図
【図１４】ＩＤタグを通過する電力用磁気信号を示す模式図
【図１５】他の従来例を示すＩＤタグの平面図
【図１６】ＩＤタグの側面図
【符号の説明】
１１は通い箱（被装着体）、１３はＩＤタグ、１６はＩＤタグ本体、１７は強磁性体、１８はアンテナコイル、１９は制御回路、２０は平面部、２１は凸部、２１ａは立上り部、３１はＩＤタグ本体、３２は強磁性体、３３は平面部、３４は凸部、３４ａは立上り部、４１はＩＤタグ、４２はＩＤタグ本体、４３は強磁性体、４４は平面部、４５は凸部、４５ａは立上り部である。

Claims

薄板状の強磁性体と、
この強磁性体に巻回されたアンテナコイルと、
このアンテナコイルを通じて給電された状態でデータ通信を実行する制御回路とを備えたＩＤタグにおいて、
前記強磁性体は、被装着体と略平行となる平面部と、上記被装着体と略垂直となるように上記平面部と一体に連なる立上り部とを有して形成され、
前記強磁性体の前記立上り部は、前記平面部の中間部を折曲することにより形成され、
前記アンテナコイルは、前記強磁性体の前記立上り部に巻回されていることを特徴とするＩＤタグ。