JP6464235B2 - Ｉｃタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法およびｉｃタグ - Google Patents

Description

この発明はＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法およびＩＣタグに関し、特に、ＩＣタグに格納されたデータを確実に読み取ることが可能な、ＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法およびＩＣタグに関する。

従来、コンクリート構造物にＩＣタグを埋め込む方法や、それを用いたコンクリート構造物の管理方法が提案されている。特開２００７-７９２７号公報（特許文献１）によれば、コンクリート構造物の下面又は側面に凹部を形成し、該凹部に埋設物を配置したコンクリート構造物の製造方法において、コンクリート構造物を成形する型枠に該凹部に対応した凸部を設け、該型枠を用いてコンクリートを成形し、該型枠を除去した後、該コンクリートの凹部にＩＣタグを配置している。

特開２００７-２１６５２７号公報（特許文献２）によれば、予めＩＣタグの周囲および背面をセメント材料または他の成形材料で固める工程と、コンクリート型枠面に、当該成形材料で固められたＩＣタグを接着剤または粘着剤を用いて仮固定する工程と、当該コンクリート型枠を用いてＩＣタグ側にコンクリートを打設する工程と、コンクリートが固まった後に、ＩＣタグをコンクリート構造体表面に残して当該コンクリート型枠を脱型する工程と、から構成されている。

特開２００８−１３７２８４号公報（特許文献３）によれば、Ｌ型擁壁は、コンクリート体の打設面近傍に、薄板状のＩＣタグが、そのアンテナ部のアンテナ面がコンクリート体の側面と平行になるように埋め込まれている。具体的には、型枠をＬ型擁壁の形状に組み立て、この型枠内に所定の生コンクリートを打設し、この生コンクリートの打設面から、ＩＣタグを、このＩＣタグのアンテナ部が打設面近傍、かつ、一つの型枠の内面の近傍に位置するように、生コンクリート内に埋め込んでいる。また、ここには、ＩＣタグの書き込み／読み取り時の感度及び安定性を考慮すると、ＩＣタグのアンテナ部のアンテナ面を、型枠の内面と平行とすることが好ましい、という記載がある。

特許第４２３２１１７号公報（特許文献４）によれば、ＩＣタグは、セメント製品の製造工程で混入されて、無線交信で情報の書き込み・読み取り可能なアンテナ部と半導体材料等よりなる不揮発性機能を有するメモリ装置を用いて電池を内蔵せずに受信した電波に共振して発電する電源部を備えており、立体形状でセメント製品の混練時に偏在することなく混入すべく、セメント製品中に共に混練される骨材と略同一の大きさおよび比重に形成され、このセメント製品の測定工程に配置された自動測定装置により該セメント製品の製品特性値を測定するとともに自動測定装置と連結したＩＣタグ書き込み装置が自動測定装置により測定した製品特性値及び製造年月日等の製造情報を自動的に書き込み、セメント製品が現場で打設されて構造物となった後、この構造物中のＩＣタグに記録されたデータをＩＣタグ読み取り装置を用いて読み取りが可能である。

特開２００７-７９２７号公報 特開２００７-２１６５２７号公報 特開２００８−１３７２８４号公報 特許第４２３２１１７号公報

従来のＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法や、ＩＣタグを用いたコンクリート構造物の管理方法は上記のように構成されていた。ここで、ＩＣタグとは、ＲＦタグを用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムにおいて、ＲＦタグをワンチップのＩＣとしたものである。

しかしながら、従来の方法では、ＩＣタグの位置決めや取り付けに時間や手間がかかるという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、容易にＩＣタグを所定の位置に埋め込むことが可能な、ＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法およびそれ用のＩＣタグを提供することを目的とする。

ＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法は、第１部分と、第１部分と異なる位置に位置する第２部分とを有するＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法である。コンクリート構造物の製造方法は、コンクリート型枠内の底面の所定の位置にＩＣタグの第２部分が接するようにＩＣタグを載置するステップと、載置されたＩＣタグの上部からＩＣタグを埋めるように生コンクリートを流し込むステップとを含み、ＩＣタグは、平板部と前記平板部の両側に設けられた複数の平板状または尖頭状の突起部を含み、平板部が第１部分であり、突起部先端が第２部分である。

この発明の他の局面においては、ＩＣタグは、第１部分と異なる位置に位置する第２部分とを有する。ＩＣタグは、平板部と平板部の両側に設けられた複数の平板状または尖頭状の突起部を含み、平板部が第１部分であり、突起部先端が第２部分であり、第１部分にアンテナが埋め込まれている。

コンクリート型枠内の底面の所定の位置にＩＣタグの第２部分が接するようにＩＣタグを載置し、載置されたＩＣタグの上部からＩＣタグを埋めるように生コンクリートを流し込むため、ＩＣタグの埋め込み位置はコンクリート型枠の底面の所定の位置となる。

その結果、容易にＩＣタグを所定の位置に埋め込むことが可能な、ＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法およびそれ用のＩＣタグを提供できる。

この発明の一実施の形態に係るＩＣタグが埋め込まれたコンクリート構造物を示す斜視図である。 図１に示したコンクリート構造物を形成する型枠を示す図である。 コンクリート構造物に埋め込まれるＩＣタグを示す図である。 図３に示したＩＣタグをコンクリート構造物に埋め込む方法を示す図である。 コンクリート構造物に埋め込まれる他のＩＣタグを示す図である。 コンクリート構造物に埋め込まれるさらに他のＩＣタグを示す図である。 他のコンクリート構造物を示す図である。 他のコンクリート構造物を作成するための型枠を示す斜視図である。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施の形態に係るＩＣタグが埋め込まれたコンクリート構造物を示す斜視図であり、図２は図１に示したコンクリート構造物を形成するための型枠と、型枠内に載置されたＩＣタグとを示す図である。

図１を参照して、この実施の形態におけるコンクリート構造物はコンクリート製のＵ字状の溝（以下、「Ｕ字溝」という）４０であり、長手方向に延在する一対の壁部４１ａ，４１ｂと、一対の壁部４１ａ，４１ｂをその下端面で接続する底面部４２とを含む。

図２（Ａ）は型枠１０をその長手方向に直交する方向の断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）において矢印ＩＩＢ-ＩＩＢで示す部分の断面図である。

図２（Ａ）を参照して、型枠１０はＵ字を逆転した形状を有し、対向する一対の壁を形成する２対の壁部材１１ａ，１２ａ、１１ｂ，１２ｂと、壁部材１１ａ、１２ａの底部、および、壁部材１１ｂ，１２ｂのそれぞれの下部を接続する底部１３ａ，１３ｂと、内側の壁部材１２ａ，１２ｂをその上端部で接続する上側接続部１４とを含む。図２（Ｂ）を参照して、型枠１０の長手方向の両端部には端部壁部材１５，１６が設けられ、それによって、型枠１０の上端部に矩形の開口１８が形成されている。

図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ここではＩＣタグ２０は一定の幅を有する波板状であり、型枠１０の一方側の壁部材１１ａ，１２ａにその幅方向を挟まれて、長手方向に波型が延在するように、型枠１０の一方側端部壁部材１５に近接して載置されている。

次に、ＩＣタグ２０について説明する。図３はＩＣタグ２０を示す図である。図３（Ａ）は平面図（図３（Ｂ）において矢印ＩＩＩＡ-ＩＩＩＡで示す矢視図）であり、図３（Ｂ）は側面図（図３（Ａ）において矢印ＩＩＩＢ-ＩＩＩＢで示す矢視図）である。図３を参照して、ＩＣタグ２０は一定の幅を有する波型であり、上層２１と下層２３と上層２１および下層２３に挟まれた中間層２２とを含む。この中間層２２にＩＣタグとなるアンテナ等が含まれている。また、ＩＣタグ２０は側面から見たとき、上方向に突出する上側凸部（第１部分）２４と、下方向に突出する下側凸部（第２部分）２５とを周期的に含む。図３（Ｂ）に示すように、下側凸部２５が型枠１０の底部１３ａに載置される。

なお、波型の上下層に挟まれることなくＩＣタグと樹脂とを一体化し、波板状に成形されたものでもよい。

図２に示すように、ＩＣタグ２０が型枠１０に載置されるときは、ＩＣタグ２０の下側凸部２５が型枠１０の底部１３ａに当接するように載置される。

図３（Ｃ）はＩＣタグ２０の変形例を示す平面図であり、図３（Ａ）に該当する。なお、側面図は図３（Ｂ）と同じである。図３（Ｃ）を参照して、変形例では、ＩＣタグ２０の上側凸部２４の幅が広く、下側凸部２５の幅が狭くなっている。

このような構成であると、ＩＣタグ２０の上側凸部２４の突出部２４ａが壁部材１１ａ，１２ａまたは１１ｂ，１２ｂの内側に点接触してこれに沿うように配置される。その結果、ＩＣタグ２０を露出することなく、かつ壁に沿って配置できる。

また、図３（Ｄ）はＩＣタグ２０の更なる変形例を示す平面図である。ここでは、ＩＣタグ２０の幅方向の両端部は、同一周期の平行な波型である。この場合も突出部は図３（Ｃ）の場合と同様の効果を奏する。

次に、この実施の形態に係るコンクリート構造物の製造方法について説明する。図４は図３に示したＩＣタグ２０が埋め込まれた図１に示したＵ字溝の製造方法をステップごとに示す図である。図４においては、図２（Ｂ）で示した断面を示している。

図４（Ａ）を参照して、型枠１０の一方側端部１５にＩＣタグ２０を載置する。そしてＩＣタグ２０の直上に生コンクリートを吐出する吐出口３０を位置させ、吐出口３０から生コンクリートをＩＣタグ２０上に吐出する。吐出口３０は図中矢印Ａで示す方向に移動する。ＩＣタグ２０は吐出された生コンクリートによって上から押さえつけられるとともに、図３（Ａ）における矢印Ｃで示すように、その側面から上側凸部２４の裏側２６と型枠１０の底部１３ａとの間の空間に生コンクリートが充填するため、載置された場所にほぼ固定される。その結果、ＩＣタグ２０はその下側凸部２５が型枠１０内の底面近傍か又は底面に当接した状態でコンクリート構造物に埋め込まれる。

その後、生コンクリートの吐出口３０は図４（Ｂ）のように矢印Ａ方向へ移動され、反対側の端部まで型枠１０内に生コンクリートが充填される。その後、図４（Ｃ）に示すように、吐出口３０は反対方向（矢印Ｂ方向）に移動される。これを繰り返すことによって、型枠１０全体に生コンクリート３１が充填されて、ＩＣタグ２０が埋め込まれたＵ字溝４０が完成する。

ここで、生コンクリートは水、セメント、細骨材（砂)、粗骨材（礫）を混ぜ合わせたものであり、その比重は２．３程度となる。

一方、この実施の形態においては、ＩＣタグ２０の比重は、ＩＣタグをポリカーボネイト等の樹脂で被覆するため、１前後となる。また、粗骨材の粒径は、５〜４０ｍｍである。

このようにして製造されたＵ字溝４０は図１において、Ｕ字溝４０の一方側の壁面４１の上表面４３近接の位置にＩＣタグ２０が埋め込まれる。したがって、このＩＣタグ２０にＵ字溝４０のＩＤ、品名、製造日、製造工場、配合等の情報を記録しておけば、読み取り装置を用いてその情報を確実に知ることができる。

なお、上記のようにＩＣタグが所定の位置からほとんどずれないのは、生コンクリートが次のように広がるためである。すなわち、津波のように、生コンクリートが横移動するのではなく、上に積み重なった生コンクリートが、下に向かって転がり落ちるように広がり、ＩＣタグの前面に生コンクリートが落ちても、ＩＣタグは、横から押されて移動するのではなく、積み重なった生コンクリートが崩れ落ちることで、ＩＣタグは大きく移動することなく生コンクリートが行き渡っていくためである。

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。上記実施の形態においては、コンクリート構造物の表面近傍にＩＣタグを埋め込むために、波型のＩＣタグ２０を用いる場合について説明したが、この実施の形態においては、他の形状のＩＣタグについて説明する。

図５は他の形状のＩＣタグ５０，６０を示す図である。図５（Ａ）は板状の脚を有するＩＣタグ５０を示す斜視図である。図５（Ａ）を参照して、ＩＣタグ５０は、矩形状の平板部５１（第１部分）と、平板部５１の長手方向の両端部において、斜め上方向に平板状に延びる一対の脚部５２ａ，５２ｂ（第２部分）と、平板部５１の長手方向の両端部において、斜め下方向に平板状に延びる一対の脚部５２ｃ，５２ｄ（第２部分）とを含む。ＩＣタグ５０の要部（アンテナやメモリ）は平板部５１に収容されている。

このＩＣタグ５０を図２で示したように型枠１０内の端面に近い所定の位置に載置すれば、ＩＣタグ５０の要部が表面近傍に位置するＵ字溝を提供できる。

図５（Ｂ）は尖頭状の脚を有するＩＣタグ６０を示す斜視図である。図５（Ｂ）を参照して、ＩＣタグ６０は、矩形状の平板部６１（第１部分）と、平板部６１の長手方向の両面において、外側に斜めに尖頭状に延びる６対の脚部６２ａ〜６２ｆおよび６３ａ〜６３ｆ（第２部分）とを含む。ＩＣタグ６０の要部であるアンテナやメモリは平板部６１に収容されている。

このＩＣタグ６０を図２で示したように型枠１０内の所定の位置にその底部が当接するように載置すれば、ＩＣタグ６０の要部が表面近傍に位置するＵ字溝を提供できる。

以上のようにＩＣタグ２０、５０、６０はＵ字溝４０の上面端部に埋め込まれている。この埋め込み位置は、Ｕ字溝側面４１とＵ字溝上面４３から表面に突出しないように、かつ、その表面から３０ｍｍ以内の位置に配置させることが可能である。

波板形状および脚付のＩＣタグは、型枠と点当たりや線当たりで接触しているため、自立性に優れ、生コンクリート打設時でもＩＣタグが型枠近傍に存在するため、ＩＣタグを読取時の通信精度も向上する。

次に、他の実施の形態について説明する。図６はさらに他の形状のＩＣタグ７０を示す図である。この実施の形態に係るＩＣタグ７０はスペーサを含む。ここでスペーサとは建設工事において、鉄筋コンクリートを打設する際に、鉄筋が移動しないように所定の位置に固定させるとともに、必要なかぶり厚を保つために用いる材料である。スペーサは、コンクリートや、モルタルや、プラスチック等で形成されている。

図６（Ａ）〜（Ｃ）はスペーサ７０ａ等がコンクリート製、または、モルタル製の場合の例を示す図である。図６（Ａ）を参照して、ＩＣタグ７０はスペーサ７０ａとスペーサ７０ａの内部に収容されたアンテナ等を含むＩＣタグの要部７８とを含む。スペーサ７０ａは全体が略直方体状であり、その上面にＵ字状の溝７６を有している。すなわち、スペーサ７０ａは型枠に載置時に型枠と当接する下面７１と、下面７１に接続されＵ字状の溝が延在する方向に平行な側面７２，７３と、下面７１に接続されＵ字状の溝が延在する方向に直交する側面７４，７５とを含む。

このＩＣタグ７０においては、アンテナ等のＩＣタグの要部７８の設けられている位置が第１部分であり、下面７１が第２部分となる。なお、Ｕ字状の溝７６にはコンクリート構造物を構成する鉄筋７７（図中点線で示す）等が載置される。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示したスペーサの変形例である。図６（Ｂ）を参照して、この例においては、Ｕ字状の溝７６が側面７４,７５を除く４面に形成されている。それによって、スペーサ７０ｂは４面に溝が形成されているため型枠に載置する面として複数の面を利用できるとともに、型枠との当接面積を減らすことができる。

なお、この場合、要部７８の延在する面、当接する型枠の底面と平行であるのが好ましいが、これに限らず、任意の方向でもリーダによる読取は可能である。

なお、スペーサは上記に限らず、図６（Ｃ）に示すように、全体が円柱状であってもよい。なお、この例では、下面は型枠との接触面積を減らすように下面の一部においてのみ型枠に当接するように、下面に一対の突出部が設けられている。

次に、スペーサ７０ａがプラスチック製の場合について、図６（Ｄ）を参照して説明する。プラスチック製のスペーサの場合は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示したコンクリート製等の場合に比ベて鉄筋の延在する方向において同一形状の厚さの薄いスペーサ７０ｃ，７０ｄが連続して設けられている。図６（Ｄ）を参照して、ここでは、これら１対の薄いスペーサ７０ｃ，７０ｄがプラスチック製の接続板７０ｅで接続されている。

上記の実施の形態においては、ＩＣタグが鉄筋を保持するための凹溝７６を有しているため、ＩＣタグ自身が鉄筋によって位置決めされるという効果を奏する。

なお、上記各実施の形態において、ＩＣタグの要部を矩形の点線で示している。なお、この場合も先の実施の形態と同様の効果を奏する。

これらの実施の形態においては、ＩＣタグ２０（５０，６０，７０を含む）はＵ字溝４０の壁部４１ａ，４１ｂや底面部４２に接する位置からせいぜい３０ｍｍ程度内部に埋め込まれる。作業者はＵ字溝４０から通常１ｍ程度離れた位置でＩＣタグを読取るが、一般にＩＣタグ２０の読み取り距離は１．５ｍ以内であるため、ＩＣタグ２０からの情報を十分読取ることができる。

次に、ＩＣタグが埋め込まれた他のコンクリート構造物（張ブロック）について説明する。図７は他のコンクリート構造物８０を示す図であり、図８はそれ用の型枠９０を示す図である。

図７を参照して、このコンクリート構造物８０は、矩形状の平板部８１と、平板部８１の裏面に設けられた４つの脚部８２ａ〜８２ｄを含む。また、矩形状の平板部８１の一つの側面の隅部にＩＣタグ２０が埋め込まれている。

次に、この場合の型枠９０について説明する。図８は型枠９０の斜視図である。図８を参照して、型枠９０は平板部を構成する部分９１と、４つの脚部を形成する部分９２ａ〜９２ｄとを含む。

この型枠９０に生コンクリートを流し込むときは、型枠９０を４つの脚部を形成する部分９２ａ〜９２ｄのうち、長手方向の一方端側の脚部（ここでは、９２ｃ，９２ｄ）が床面に載置されるように位置決めし、その状態で図４と同様に、型枠９０の隅であって、床面に長手方向が平行になるように（この場合は脚部９２の近傍の隅部）にＩＣタグ２０を載置する。その後、ＩＣタグ２０の上方から生コンクリートを流し込む。

なお、型枠としては、矩形状の平板部８１が床面に平行になるような型枠を用いてもよい。

また、複数の型枠を平面上に連続して並べ、順に生コンクリートを流し込んで複数のコンクリート構造物を連続的に製造してもよい。

次に、このようにＩＣタグが埋め込まれるための生コンクリートの特性について説明する。生コンクリートの流動性を示す指標として生コンクリートのスランプ値が存在する。この値が大きいほど生コンクリートの流動性は高い。

この実施の形態においては、この値としては、８０〜１５０ｍｍ程度が好ましい。スランプ値が大きいと流動性が良くなり、ＩＣタグが所定の位置より移動してしまうことが考えられ、逆にスランプ値が小さいとＩＣタグの下面側に生コンクリートが充填しない。

また、生コンクリートの流動性（スランプ値）と吐出ノズル３０を移動させる速度についても特に限定されない。

なお、上記実施の形態においては、生コンクリートの打設を、ノズルを動かして、全体に行き渡らせる方法で行う場合について説明したが、これに限らず、製品によっては、１個所から動かさず、生コンクリートの流動性に任せて生コンクリートを流し込んでもよい。

以上のように、ＩＣタグをコンクリート構造物に埋め込むことで、従来用いられてきたコンクリート構造物に貼り付ける方法よりも半永久的にコンクリートの情報管理が可能になる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明によれば、簡単かつ確実に、記録されたデータを読み取ることが可能なＩＣタグが埋め込まれたコンクリート構造物の製造方法を提供できるため、ＩＣタグのコンクリート構造物への埋め込み方法として有利に使用される。

１０ 型枠、１１ａ，１２ａ、１１ｂ，１２ｂ 壁部材、１３ａ，１３ｂ 底部、１４ 上側接続部、１５,１６ 端部壁部材、１８ 開口、２０、５０，６０，７０ ＩＣタグ、４０ Ｕ字溝、４１ａ，４１ｂ 壁部、４２ 底面部、４３ 上表面、８０ コンクリート構造物。

Claims (2)

1. 第１部分と、前記第１部分と異なる位置に位置する第２部分とを有するＩＣタグを埋め込んだコンクリート構造物の製造方法であって、
   コンクリート型枠内の底面の所定の位置にＩＣタグの第２部分が接するようにＩＣタグを載置するステップと、
   載置されたＩＣタグの上部からＩＣタグを埋めるように生コンクリートを流し込むステップとを含み、
   前記ＩＣタグは、平板部と前記平板部の両側に設けられた複数の平板状または尖頭状の突起部を含み、
   前記平板部が前記第１部分であり、前記突起部先端が前記第２部分であり、前記突起部は、外部の載置部に線接触又は点接触する、コンクリート構造物の製造方法。
2. 第１部分と異なる位置に位置する第２部分とを有するＩＣタグであって、前記ＩＣタグは、平板部と前記平板部の両側に設けられた複数の平板状または尖頭状の突起部を含み、
   前記平板部が第１部分であり、突起部先端が第２部分であり、前記突起部は、外部の載置部に線接触又は点接触し、
   第１部分にアンテナが埋め込まれている、ＩＣタグ。

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