JP4226742B2 - 非接触idタグ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触IDタグに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工場、倉庫または店頭などでは、商品等に非接触IDタグを貼付または紐等で取り付け、この非接触IDタグに記憶されたデータを読み取り、そのデータに基づいて工程や売上の管理を行っている。
【0003】
従来の非接触IDタグでは、フィルム状の回路基板にデータを記憶するICチップが搭載されるとともに、当該データを非接触で送受信するアンテナがプリント配線技術によりパターニングされており、用途によって異なるが、通常は回路基板を水や埃等から保護する為に回路基板がフィルム等で封止されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非接触IDタグでは、常温での使用には何ら支障を生じないが、高温条件下、一例として摂氏65度より高いような高温条件下では、データの読み書きが出来なくなる等の不都合を生じ使用することが出来なかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、データを記憶するICチップと当該データを電波により送受信するアンテナとを搭載した回路基板の周囲に、前記回路基板を熱から保護する断熱部材を設けるとともに、前記断熱部材の前記熱を発生する熱源に近い側に、前記回路基板と対向するように前記熱を反射するとともに前記電波を反射する反射部材を設け、前記反射部材と前記回路基板との間の距離が、前記データを送受信する電波の波長をλとしたときに、1/4λの関係となるように設定されていることを特徴とするものである。
【0007】
また、断熱部材または反射部材と被取付物体との間に介在させて両者間に空間を形成する脚を設けることが好ましい。
【0008】
また、脚は磁性材で形成されていることが好ましい。
【0009】
また、断熱部材の周囲を電波が通りやすい高分子樹脂またはセラミックスの外枠で囲む構成とすることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。この非接触IDタグ12は、被取付物体である後述の鉄板に取り付けられて工程の管理に用いられるものである。
【0011】
図4は、非接触データキャリアシステム5の構成を示した模式図である。この非接触データキャリアシステム5にはパソコンが設けられ、パソコンはディスプレー5aとパソコン本体5bとで構成されている。パソコン本体5bにはスキャナ5cがシリアルインターフェイスのケーブル5dで接続されている。スキャナ5cには図示しない送受信部に4素子のパッチアンテナが内蔵されている。そして、非接触IDタグ12をスキャナ5cの図示しない送受信部に数十cm隔てて対向させることにより周波数2.45GHz程度のマイクロ波を使って、非接触IDタグ12にパソコンに入力された所定のデータを書き込み、また、非接触IDタグ12に書き込まれたデータを読み込んで、そのデータをパソコンのディスプレー5aに表示できるようになっている。
【0012】
具体的には次のとおりに非接触データキャリアシステム5の工程管理動作が行われる。予め製品名・製造年月日・ロット番号などの管理項目を非接触IDタグ12に記憶させておき、被取付物体13(この場合は摂氏約200度になりベルトで巻かれた鉄板)に非接触IDタグ12を取り付ける。この後、各工程に置かれた非接触データキャリアシステム5の端末で上記の管理項目を読み出し、当該データに基づいて工程管理が行われる。
【0013】
図1は、非接触IDタグ12の主要部の構成を示すもので、フィルム状の回路基板2に製品名等のデータを記憶するICチップ3が搭載されているとともに、当該データを非接触で送受信するアンテナ4がプリント配線技術によりパターニングされている。
【0014】
図2では、非接触IDタグ12の全体の具体的構成が示されている。外枠6は上枠6aの凹部と下枠6bの凹部とが対向して接合され、矩形箱状に形成されている。外枠6の材質はPPS(ポリフェニレンサルファイド)である。上枠6aと下枠6bとの間の中空部6cには回路基板2と断熱部材としての断熱材7が配置されている。また、上枠6aと下枠6bの接合部から熱や異物が入りにくいように上枠6aと下枠6bの内周には段部6d、6eが設けられている。断熱材7は板状のメラミン樹脂フォームを3枚重ね合わされた物が用いられ、回路基板2は断熱材7の中段の上に固着され、上段と中段の間に配置されている。
【0015】
反射部材としての反射板8は外枠6の下面に接合され、薄いアルミ板またはアルミ箔で形成されている。脚9は反射板8の下面に取り付けられ、円筒形の永久磁石で形成されている。上枠6a、下枠6b、反射板8と脚9は、ネジ11でネジ止めされて一体となっている。回路基板2と反射板8との距離は、電波の波長をλとすれば、λ/4の距離であることが望ましい。反射板8からの反射波が入射波と同相になって強まる為、スキャナ5cと回路基板2との通信距離が伸びるからである。但し、金属製の反射板8やネジ11がスキャナ5cと回路基板2との通信へ影響を与えないように、回路基板2の高さを越えないことが必要である。
【0016】
このように構成されている非接触IDタグ12では、被取付物体としての鉄板13に脚9を介して取り付けられる。すなわち、非接触IDタグ12を鉄板13上に載置すれば脚9が鉄板13と磁気的に吸着して非接触IDタグ12が鉄板13に取り付けられる。この取付状態では反射板8と鉄板13の間に空間10が形成される。
【0017】
上記構成の非接触IDタグ12によれば、回路基板2の周囲に断熱材7を設けたので高温の鉄板13を用いたとしても鉄板13の熱が断熱材7によって遮られて回路基板2が熱から保護されることとなり、支障なくデータの送受信が可能である。また、断熱材7の外周に反射板8を設けたので、鉄板13の熱を反射板8で反射して、更なる断熱効果が期待できる。また、反射板8と鉄板13との間に空間10を形成する脚9を設けたので、より一層の断熱効果が期待できる。また、脚9は永久磁石で形成されているので、鉄板13への非接触IDタグ12の着脱が容易である。また、断熱材7の周囲を電波が通りやすい高分子樹脂の外枠6で囲む構成としたので、スキャナ5cと非接触IDタグ12の通信状態が外枠6によって大きな影響を受けることがない。
【0018】
なお、外枠6をPPS(ポリフェニレンサルファイド)で形成したが、この他にフッ素系樹脂、ポリアミド等の耐熱性の良好なプラスチックやセラミックス等で外枠6を形成するようにしても良い。また、断熱材7をメラミン樹脂フォームで形成したが、この他にシリコンフォーム、ウレタンフォーム、発泡セラミックス、石綿またはガラス繊維等で断熱材7を形成するようにしても良い。断熱材7の構成は、本実施形態の様に3枚に限るものでなく、上下2枚や1枚だけの構成も可能である。また、反射板8をアルミ板またはアルミ箔で形成したが、この他に各種金属の板や箔またはメッキにより反射板8を形成するようにしてもよい。
【0019】
また、回路基板2を断熱材7の上段と中段の間に配置したが、外部の熱が一方向から伝わるときは熱源と反対でかつ最も遠い部位に回路基板2を置くことが望ましい。反射板8の位置も外枠6の下面に限るものでなく、側面や上面でも熱源に対向した面ならば良い。外枠6の形状についても直方体等の平面に限るものではなく、円柱や曲面を用いた形状でも良い。また、回路基板2は外枠6を使わず断熱材7に固着するか、断熱材7に挟み込む構成としても良い。
【0020】
図3は、被取付物体13を想定した実験結果を示すものである。摂氏25度の室温において摂氏200度になる図示しないホットプレートの上に断熱材7に取り付けられた回路基板2を置き、一定時間経過したときの温度変化を調べたものである。Aはホットプレートの上に断熱材7を直接置いた場合、Bは断熱材7の下に磁石の脚9をつけて置いた場合、Cは断熱材7の下にアルミ製の反射板8を設けて磁石の脚9をつけた場合である。温度は熱電対で測定し、いずれの場合も約1時間ほどで温度上昇は止まりそれ以降の温度変化は起こらなかった。このうちCの場合だけが非接触IDタグ12の適用温度範囲の上限である摂氏65度以下を満足した。このように摂氏200度のホットプレート上では断熱材7、反射板8、脚9の3点の構成により回路基板2が適用温度範囲内に抑制されることが判明した。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に掛かる非接触IDタグでは、回路基板の周囲に断熱部材を設けたので高温条件下においても支障なくデータの送受信が可能である。また、断熱部材の外周に反射部材を設ける構成とすれば、熱を反射部材で反射して、更なる断熱効果が期待できる。また、反射部材と被取付物体との間に介在させて両者間に空間を形成する脚を設ける構成とすれば、より一層の断熱効果が期待できる。また、脚を磁性材で形成すれば、鉄などの被取付物体への着脱が容易である。また、断熱部材の周囲を電波が通りやすい高分子樹脂またはセラミックの外枠で囲む構成とすれば、通信状態が外枠によって大きな影響を受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】非接触IDタグの回路基板の構成図である。
【図2】本発明を適用した非接触IDタグの中央部断面図である。
【図3】実験結果を示すグラフである。
【図4】非接触データキャリアシステムの構成図である。
【符号の説明】
2 回路基板
5 非接触データキャリアシステム
6 外枠
7 断熱材(断熱部材)
8 反射板(反射部材)
9 脚
12 非接触IDタグ
Claims (4)
- データを記憶するICチップと当該データを電波により送受信するアンテナとを搭載した回路基板の周囲に、前記回路基板を熱から保護する断熱部材を設けるとともに、前記断熱部材の前記熱を発生する熱源に近い側に、前記回路基板と対向するように前記熱を反射するとともに前記電波を反射する反射部材を設け、
前記反射部材と前記回路基板との間の距離が、前記データを送受信する電波の波長をλとしたときに、1/4λの関係となるように設定されている、
ことを特徴とする非接触IDタグ。 - 請求項1において、前記断熱部材または前記反射部材と被取付物体との間に介在させて両者間に空間を形成する脚を設けたことを特徴とする非接触IDタグ。
- 請求項2において、前記脚は磁性材で形成されていることを特徴とする非接触IDタグ。
- 請求項1または2において、前記回路基板及び前記断熱部材の周囲を電波が通りやすい高分子樹脂またはセラミックスの外枠で囲む構成としたことを特徴とする非接触IDタグ。
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