JP4040661B2 - Ｒｆｉｄタグの取り付け構造及び検知方法 - Google Patents

Description

本発明は，中空円筒型金属製対象物を識別するためのＲＦＩＤタグの上記中空円筒型金属製対象物への取り付け構造および取り付けられたＲＦＩＤタグの検知方法に関し，特に，ＲＦＩＤタグの破損を防止でき，且つＲＦＩＤタグの検知精度を向上させることのできるＲＦＩＤタグの取り付け構造および検知方法に関するものである。

図６は，特許文献１に紹介されている金属製対象物へのＲＦＩＤタグの取り付け構造を示している。
金属製対象物１の外側（図における左側）に厚さ１ｍｍのスペーサ２３０が貼り付けられ，その上に接着剤２３を介してＲＦＩＤタグ１１が接着されている。ＲＦＩＤタグ１１の図中下側のアンテナパターン１１２は，接着剤２３を介して容器状の金属製対象物１に接しているが，ＲＦＩＤタグ１１の図中上側のアンテナパターン１１１は，粘着材２３を介して上記スペーサ２３０に接している。
このように，少なくとも片側のアンテナパターン１１２が，金属製対象物１からスペーサ２３０で浮いていれば，アンテナの共振周波数が大きくずれてしまうことは無く，リーダからの電波に呼応することができる。
特開２００２−２５９９３４号公報

ところで，上記したような従来のＲＦＩＤタグの取り付け構造では，ＲＦＩＤタグが金属製対象物の外側にあるため，他の金属製対象物や周りの物体とぶつかったり，床や壁に押し付けられたりして破損することがあった。
金属製対象物が重く多数の金属製対象物を積み上げて保管するような場合には，特に破損が起こりやすい。
例えば金属製対象物が，直径１２０ｃｍ，長さ１４０ｃｍ，重さ２ｔの重い鋼鉄の線材コイルの場合，これを倉庫に２段積みするようなことがあり，間に挟まれたＲＦＩＤタグは，いとも簡単に破壊されてしまう。
破損を避けるには，金属製対象物の内側にＲＦＩＤタグを付けることが望ましいが，金属製対象物の内側にＲＦＩＤタグを取り付けた場合，その取り付け方によっては，外部のＲＦＩＤリーダで検知することが不可能になる場合が多く，確実に外部から検知するために工夫が必要である。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，複数の中空円筒型金属製対象物が同軸且つ一列に配置された場合にそれらの中空円筒型金属製対象物を順次判別出来るようにしたＲＦＩＤタグの検知方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は，中空円筒型金属製対象物の内側に取り付けられたＲＦＩＤタグの検知方法において，ＲＦＩＤタグが内部に取り付けられた複数の中空円筒型金属製対象物を同軸且つ一列に配置し，ＲＦＩＤリーダアンテナを上記中空円筒型金属製対象物の中心軸方向に該中空円筒型金属製対象物内に挿入して，中空円筒型金属製対象物の並んだ順に上記ＲＦＩＤタグを検知することを特徴とするＲＦＩＤタグの検知方法である。
上記スペーサとしては，磁性体，誘電体などが使用可能である。
上記誘電体の例を挙げると，発泡ポリエチレン，発泡スチロールなどの低誘電率のもの，ポリエチレン，スチロール，エポキシなどの誘電率が中程度のもの，あるいは高誘電率のものとして，セラミック，チタン酸バリウム，などがある。
また，磁性体の例としては，フェライト，鉄，ニッケルなどがある。
なお，磁性体として鉄，ニッケルなどの金属を使う場合は，渦電流損失を減らすために薄板（薄膜）にして絶縁し積層したり，粉末にしてエポキシなどの樹脂で固めたりして使用する。
一般に低誘電率のものは，軽量かつ安価なものが得られるという利点がある。
高誘電率のものを使うと，誘電体内部での電波の波長が誘電率の平方根に反比例するため，同じ波長なら，より小さな寸法に出来るという利点がある。
磁性体を使ったものは，薄く小さな寸法に出来るという利点があるが，渦電流損失の影響を受けるので比較的低い周波数で使われることが多い。
このようにＲＦＩＤタグが金属表面との間にスペーサを介して取り付けられるので，外部のアンテナとの間に効率よく通信回路を構成することができる。
上記のようなＲＦＩＤタグ検知用のＲＦＩＤリーダアンテナは，その中空円筒型金属製対象物の円周方向か，中心軸方向かいずれかの方向に合わせて設置される。
ＲＦＩＤタグの設置方向が，中空円筒型金属製対象物の中心軸の方向であれば，ＲＦＩＤリーダアンテナからの電波により発生した円筒内部の電波の定在波の電界の向きに沿ってＲＦＩＤタグのアンテナパターンが配置されるため，ＲＦＩＤリーダアンテナをＲＦＩＤタグの直上に来るまで中空円筒型金属製対象物内に挿入したときに，効率よくＲＦＩＤタグを検出することができる。この場合は，複数並んだＲＦＩＤタグを，順次検出するような場合に便利である。

前記中空円筒型金属製対象物の典型例として，線材コイルが挙げられる。
このように中空円筒型金属製対象物が線材コイルである場合には，前記ＲＦＩＤタグを，線材コイルを結束するフープ材に取り付けることが望ましい。線材の運搬時などに線材同士が擦れたり位置が変化したりしてぶつかったりするので，線材にＲＦＩＤタグを取り付けると，そのためにＲＦＩＤタグが損傷する可能性があるが，線材を結束するフープにＲＦＩＤタグを取り付けておけば，フープは鋼鉄であるから丈夫であり且つフープ自体は線材との接触やぶつかり合いを生じないので，線材の運搬時などにもＲＦＩＤタグが損傷するような不都合がないからである。

ＲＦＩＤアンテナを中空円筒型金属製対象物内部まで挿入することで，ＲＦＩＤタグの検知精度が飛躍的に向上することは言うまでもない。
この場合，前記ＲＦＩＤリーダアンテナを，移動用クレーンの先端に取り付けて，移動用クレーンで中空円筒型金属製対象物を搬送するついでに中空円筒型金属製対象物に取り付けられたＲＦＩＤタグを検知することで，中空円筒型金属製対象物の種別などを確認するような使い方が特に効果的である。

本発明によれば，外部のＲＦＩＤリーダにより複数のＲＦＩＤの並びを容易に検知できるＲＦＩＤタグの検知方法が提供される。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，円筒型金属内側にＲＦＩＤタグを円周方向に沿う向きに取り付けた場合の構成を示す概観図，図２は，円筒型金属の内側にＲＦＩＤタグを，中心軸に平行に取り付けた場合の構成を示す概観図，図３は，円筒型金属の外側からＲＦＩＤリーダアンテナの電波をＲＦＩＤタグに照射している状況を示す概観図，図４は，複数の同軸の円筒型金属の内部に，ＲＦＩＤリーダアンテナを先端に取り付けたクレーンアームを挿入し，ＲＦＩＤタグを順番に検知する状況を示す概観図，図５は，４つのフープで結束された鋼鉄の線材コイルの内側のフープ上にスペーサを介してＲＦＩＤタグを実装した写真，図６は，従来のＲＦＩＤタグの実装状態を示す断面図である。

図１は，本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの取り付け構造の構成図である。
図に示されるように，中空円筒型金属製対象物４の内側に発泡ポリエチレン・発泡ポリスチレンなどの誘電率の低い材料でできた厚さ１３ｍｍ程度のスペーサ２３０が設置され，このスペーサ２３０を間に挟んでＲＦＩＤタグ１１が，その長手方向（放射される電波の電界の向き）が上記中空円筒型金属製対象物４の円周方向に沿うように取り付けられる。
この例では，ＲＦＩＤタグ１１が，中空円筒型金属製対象物４の円周方向に取り付けられるが，図２に示すように中空円筒型金属製対象物４の中心軸に沿った方向に取り付けられても良い。
図２は，本発明の他の実施形態に係るＲＦＩＤタグの他の取り付け構造を示す構成図である。
中空円筒型金属製対象物４の内側に発泡ポリエチレン，発泡ポリスチレン，発泡ポリスチレンなどの誘電率の低い材料でできた厚さ１３ｍｍ程度のスペーサ２３０を間に挟んで，ＲＦＩＤタグ１１を長手方向（放射される電波の電界の向き）が中心軸に平行になるように取り付けられている。
この例では，スペーサ２３０として低誘電率材料が用いられているが，そのほかの材料として，磁性体などでもよい。

図３の例では，上記の中空円筒型金属製対象物４の図における左側に，ＲＦＩＤリーダ５を置き，ＲＦＩＤリーダアンテナ７とＲＦＩＤリーダ５とを同軸ケーブル６で接続し，ＲＦＩＤリーダアンテナ７からの電波を外部から中空円筒型金属製対象物４内のＲＦＩＤタグ１１に照射している。
ＲＦＩＤリーダアンテナ７から照射された電波の電界は，電波の進行方向に対して直角な向きを向いており，その進行方向は中空円筒型金属製対象物４の中心軸と平行であるため，中空円筒型金属製対象物４の内側の電界は，中心軸と直行する向き，即ち円周方向及び半径方向に発生する。
このため，図１のように，ＲＦＩＤタグ１１を，長手方向（放射される電波の電界の向き）が円周方向に沿うように取り付けてあると，アンテナ７からの電波を効率よく受けることができるが，図２のようにＲＦＩＤタグ１１を，長手方向（放射される電波の電界の向き）が中心軸に平行になるように取り付けてあると，アンテナ７からの電波をほとんど受けることができない。

中空円筒型金属製対象物４として重さ２トンの鋼鉄製線材コイルを用い，スペーサ２３０として厚さ１３ｍｍの発泡ポリエチレンを用い，ＲＦＩＤタグ１１として富士通フロンティック社のＵＨＦ帯ＲＦＩＤカード型タグを用いて，ＲＦＩＤタグ１１を中空円筒型金属製対象物４の端から３０ｃｍ内側の位置に取り付け，ＲＦＩＤリーダ５として富士通フロンティック社のＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダを用い，同軸ケーブル６として長さ３ｍの富士通製ケーブルを用い，ＲＦＩＤリーダアンテナ７として富士通製の円偏波アンテナを用いた実験によると，図１の配置の場合は中空円筒型対象物４から１８０ｃｍはなれた距離でも内部のＲＦＩＤタグ１１を検知することが可能であった。
なお，２つの鋼鉄製線材コイルに上記の配置でＲＦＩＤタグ１１を取り付けて中心軸を一致させて並べれば，２つのＲＦＩＤタグ１１両方を同時に検知することも可能である。
ＲＦＩＤタグ１１の向きを変えて，図２の配置にした場合，中空円筒型金属製対象物４から２０ｃｍ以下の距離までアンテナ７を接近させるか，アンテナ７を中空円筒型金属製対象物４の内部に挿入すれば内部のＲＦＩＤタグ１１を認識することができた。
なお，スペーサ２３０を省略して，ＲＦＩＤタグ１１を直接中空円筒型金属製対象物４に貼り付けた場合は，ＲＦＩＤリーダアンテナ７を中空円筒型金属製対象物４の内部に入れてもＲＦＩＤタグ１１を認識することができなかった。
このように，図１のＲＦＩＤ取り付け方法を採用すれば，外部のＲＦＩＤリーダアンテナ７で容易にＲＦＩＤタグ１１を認識することができる。

本発明の他の実施例について図４を参照して説明する。
図４は，本発明の他の一実施例によるＲＦＩＤタグの認識方法を示す図である。
図４においては，複数の中空円筒型金属製対象物４が中心軸が一致するように並べられており，その中に，図２と同じようにＲＦＩＤタグ１１を，長手方向（放射される電波の電界の向き）が中心軸に平行になるように取り付けてある。

左側の長さ４ｍの線材コイル移動用クレーンアーム８の先端には，細長いＲＦＩＤリーダアンテナ７が突き出ており，右側の複数の線材コイル（中空円筒型金属製対象物４）を一度に運搬するために，左側から右側に移動して，複数の線材コイルの中央に挿入される。
ＲＦＩＤリーダアンテナ７は，例えばＵＨＦ帯ダイポールアンテナのような細長いアンテナであり，放射される電波の電界の向きは，中心軸と平行となり，アンテナを中心として円の半径方向に一様に電波を放射する。
中空円筒型金属製対象物４の内部のＲＦＩＤタグ１１は，図２と同じようにＲＦＩＤタグ１１を，長手方向（放射される電波の電界の向き）が，中心軸に平行になるように取り付けてあるので，外部のＲＦＩＤリーダからの電波には反応しないが，内部に挿入されたＲＦＩＤリーダアンテナ７がＲＦＩＤタグ１１の真上に来たとき，電波の電界の向きが一致して検知することができる。

図２のようにＲＦＩＤタグ１１が配置されていると，ＲＦＩＤタグ１１の真上にＲＦＩＤリーダアンテナ７が来たときにのみ，ＲＦＩＤタグ１１を検知するので，クレーンアーム８が挿入された順に１個づつＲＦＩＤタグ１１を検知することができる。
このため，線材コイル移動用クレーンアーム８に，どのような順番でＲＦＩＤタグ１１の付けられた線材コイルが並んでいるかを認識できるという大きなメリットがある。
このように図２のＲＦＩＤ取り付け方法を使えば，特定のＲＦＩＤタグ１１のみを選択的に検知することが可能となり，図１のＲＦＩＤタグ取り付け方法を使えば，外部から遠くのＲＦＩＤタグ１１を一度に検知することが可能となる。

本発明の他の実施例について図５を参照して説明する。
図５は線材コイルにＲＦＩＤタグを実装した状態を示す写真である。
中空円筒型金属製対象物４に相当するものは，鋼鉄製の線材コイル４であり，４本の幅３２ｍｍ，厚さ０．７ｍｍの鋼鉄製結束用フープ９によって結束されている。
結束用フープ９の内側３０ｃｍの位置に，厚さ１３ｍｍの発泡ポリエチレン製のスペーサ２３０が接着され，その上に富士通フロンティック社製のプラスティック・カード型ＲＦＩＤタグ１１が中心軸に平行に取り付けられている。
ＲＦＩＤタグをコイルを結束するフープに取り付けていることを除けば，図２の実施例とまったく同じである。
線材コイルは，移動する時の振動などで線材が動くため，鋼鉄の線材に直接ＲＦＩＤタグを接着した状態で線材コイルを移動すると，その振動などで線材の相互の位置関係が変化してしまい，ＲＦＩＤタグが線材の間に挟まって破損したり，引きちぎられたりしてしまうことがあるが，鋼鉄製の結束用フープ９に取り付けていれば，線材により損傷する心配がなくなる。
このように本実施例に係るのＲＦＩＤタグの取り付け構造では，中空円筒型金属製対象物の内側に，スペーサを介し，その長手方向が円周に沿う向きとなるようにＲＦＩＤタグを配置しているため，ＲＦＩＤタグの損傷を避けることができ，且つＲＦＩＤタグを外部のリーダから容易に検知することができる。

円筒型金属内側にＲＦＩＤタグを，円周方向に沿う向きに取り付けた場合の 構成を示す概観図。 円筒型金属の内側にＲＦＩＤタグを，中心軸に平行に取り付けた場合の構成を示す概観図。 円筒型金属の外側からＲＦＩＤリーダアンテナの電波をＲＦＩＤタグに照射している状況を示す概観図。 複数の同軸の円筒型金属の内部に，ＲＦＩＤリーダアンテナを先端に取り付けたクレーンアームを挿入し，ＲＦＩＤタグを順番に検知する状況を示す概観図。 ４つのフープで結束された鋼鉄の線材コイルの内側のフープ上にスペーサを介してＲＦＩＤタグを実装した図面に代わる写真。 従来のＲＦＩＤタグの実装状態を示す断面図。

符号の説明

４…中空円筒型金属製対象物
５…ＲＦＩＤリーダ
６…同軸ケーブル
７…ＲＦＩＤリーダアンテナ
８…線材コイル移動用クレーンアーム
９…結束用フープ
１１…ＲＦＩＤタグ
２３…接着剤
１１１…アンテナパターン
１１２…アンテナパターン
２３０…スペーサ

Claims (5)

1. 中空円筒型金属製対象物の内側に取り付けられたＲＦＩＤタグの検知方法において，
   ＲＦＩＤタグが内部に取り付けられた複数の中空円筒型金属製対象物を同軸且つ一列配置し，ＲＦＩＤリーダアンテナを上記中空円筒型金属製対象物の中心軸方向に該中空円筒型金属製対象物内に挿入して，中空円筒型金属製対象物の並んだ順に上記ＲＦＩＤタグを検知することを特徴とするＲＦＩＤタグの検知方法。
2. 上記ＲＦＩＤタグは，上記中空円筒型金属製対象物の内側に，該ＲＦＩＤタグの電界の発生する向きが上記中空円筒型金属製対象物の中心軸と平行となる方向に，金属表面との間にスぺーサを介して取り付けられてなり，
   上記ＲＦＩＤリーダアンテナは，電界の発生する向きが上記中空円筒型金属製対象物の中心軸と平行となる方向である請求項１記載のＲＦＩＤタグの検知方法。
3. 上記中空円筒型金属製対象物が，線材コイルである請求項１或いは２のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの検知方法。
4. 上記ＲＦＩＤタグが，線材コイルを結束するフープ材に取り付けられてなる請求項３に記載のＲＦＩＤタグの検知方法。
5. 上記ＲＦＩＤリーダアンテナが，移動用クレーンの先端に取り付けられてなる請求項１〜４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグの検知方法。

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