JP2004336604A - データキャリアの設置構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、データキャリアを金属部材の内部に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】データキャリア６を金属部材１に形成した設置溝部２の内部に配置し、そのデータキャリア６と電磁的に結合した電磁結合部３に接続された巻回部４を有するループアンテナ５を少なくとも金属部材１の外面部１ａまで延長した構成であることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】データキャリア６を金属部材１に形成した設置溝部２の内部に配置し、そのデータキャリア６と電磁的に結合した電磁結合部３に接続された巻回部４を有するループアンテナ５を少なくとも金属部材１の外面部１ａまで延長した構成であることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部材の内部にデータキャリアを設置する構造に関し、特に金属部材による通信感度の減衰効果を回避したデータキャリアの設置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工業的に生産される製品、例えば自動車、家電製品、工具、治具等の有形な物体は生産現場で生産され、流通過程を経て使用現場に届けられ、そこで長期間の使用に供された後、更にリサイクル過程に搬出される。
【０００３】
近年、このような物体は生産現場、流通過程、使用現場、或いはリサイクル現場において、それぞれ個別管理を行うことが一般的になり、そのため物体ごとにその製造番号、形式、仕様、流通経路、メンテナンス経歴等の情報を記憶する手段が必要になる。
【０００４】
個々の物品の情報管理を効率的に行うには、物品自体に情報記憶手段を取り付けることが望ましい。従来から、物品に容易に取り付け可能な情報記憶手段として極めて小型に形成されたＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＴＡＧ）等のデータキャリアが知られている。
【０００５】
通常、データキャリアは制御部とアンテナコイルを備え、例えばリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で無線周波数の電磁波を利用した非接触通信により情報の書き込みや読み出しを行うようになっている。
【０００６】
図９及び図１０はデータキャリアの模式的構成図、図１１は制御部のブロック図である。図９に示すデータキャリア６は、棒状に形成されたフェライト等のコア９の外周にアンテナコイル１０を螺旋状に密に巻回したロッドアンテナを有し、そのアンテナコイル１０の両端をＩＣ回路で構成した制御部１１に接続して構成される。一方、図１０に示すデータキャリア６は、円形の空心コイルで構成されたアンテナコイル１０と、その両端に接続した制御部１１を備えている。
【０００７】
そして、アンテナコイル１０が送受信を行う際には、アンテナコイル１０の中心を貫通する磁束φが発生し、その磁束φによりリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で通信を行う。
【０００８】
尚、図９に示す全体が棒状に形成されたデータキャリア６は、コア９とアンテナコイル１０を含むロッドアンテナ部分とＩＣ回路からなる制御部１１を細長いガラス容器に密封し、外径直径が数ミリ程度で全長を十数ミリから数十ミリ程度に小型化したものが市販されており、図１０に示す円形状或いは環状のデータキャリア６は、空心コイルからなるアンテナコイル１０と、制御部１１を樹脂に埋め込んで成形し、外径直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、厚さ０．７ｍｍ〜１２．０ｍｍ程度のものが市販されている。
【０００９】
図１１は制御部１１のブロック図である。制御部１１はアンテナコイル１０に接続した送受信部１５と、該送受信部１５に接続した電源用のコンデンサ１６及びＣＰＵ（中央演算処理装置）１７と、該ＣＰＵ１７に接続した記憶部１８を備え、コンデンサ１６からの電源は送受信部１５及びＣＰＵ１７に供給される。
【００１０】
例えば、一般に使用されているリーダライタ機は制御部と送受信部を備え、送受信部には送受信用のアンテナコイルが設けられる。そして、そのアンテナコイルをデータキャリア６のアンテナコイル１０に接近させた状態で電磁波通信により情報の書き込みや読み出しを行う。尚、データキャリア６を読み出し専用とする場合は、通信手段として簡単なリーダ機を使用することが出来る。
【００１１】
データキャリア６は精密電気部品であるため、外部からの強い衝撃で損傷することがある。そこで、データキャリア６は損傷を受けないようにプラスチック製のホルダに収容したり、物品の表面に凹部等を設けてそこに設置することが多い。
【００１２】
ところで、通常、データキャリア６は極めて小型に作られているため、その通信感度はそれほど高く出来ず、例えば小型の携帯式リーダライタによる通信可能距離は通常、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度である。そこで、確実な通信をするためには通信手段を物体の外側から出来るだけデータキャリア６の設置位置に近付ける必要がある。
【００１３】
また、データキャリア６とリーダライタ機との間で電磁波通信を行う際に、データキャリア６の周囲に導電性を有する金属部材が存在すると、電磁波により発生する磁束の電磁誘導作用により金属部材に渦電流を生じ、それによって磁束の一部が吸収されて通信感度が減衰するという問題がある。
【００１４】
そこで、従来からデータキャリア６を金属部材に取り付ける場合には、データキャリア６と金属部材との間に間隙を設け、その間隙に非導電性部材や高比透磁率材料を介在させて電磁的に遮蔽する方法が採用されている。
【００１５】
本出願人は、データキャリアを金属部材に設けた設置溝部に特定の構造で設置することにより、そのデータキャリアと外部との間で実用的な通信感度を維持して電磁波通信を行えるようにした技術を提案している（例えば、特許文献１参照。）。また、金属部材で覆われたデータキャリアと外部との電磁波通信を実用的な通信感度で行えるようにした技術も提案している（例えば、特許文献２参照。）。これ等の技術は金属部材に形成した微小な間隙を通る漏洩磁束を利用して外部との間で電磁波通信を行っているが、通信距離はそれ程長くない。
【００１６】
一方、データキャリアにループアンテナを電磁的に結合し、そのループアンテナの延長部分にリーダライタ機を近づけて物体に設置したデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことで通信距離を拡大もしくは延長する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この技術ではデータキャリアを金属部材ではなくプラスチックパイプ等の非導電性材料にのみ設置している。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１５７５６８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７５６５号公報
【特許文献３】
特開平６−２８１７３５号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例によっても金属部材に設置した状態におけるデータキャリアの通信距離を延長する技術は実現されておらず、一方で外部からデータキャリアを完全に保護するには金属部材の内部に密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだ状態でデータキャリアを設置することが望ましいが、そのように金属部材で密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだデータキャリアと外部との間で実用的感度の電磁波通信を行う技術は実現されていない。
【００１９】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、データキャリアを金属部材の内部に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供せんとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るデータキャリアの設置構造は、データキャリアを金属部材の内部に配置し、そのデータキャリアと電磁的に結合したループアンテナを少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上述の如く構成したので、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２２】
即ち、データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２３】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００２４】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２５】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００２６】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００２７】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されている場合には、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００２８】
また、前記通信部は互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００２９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００３０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００３１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るデータキャリアの設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【００３３】
図１において、１は導電性材料からなる金属部材であり、該金属部材１の内部には、有底で断面円形の設置溝部２が穿設されており、その開口部で金属部材１の外面部１ａには該設置溝部２に連続する断面円形の拡開部２ａが形成されている。金属部材１に設置溝部２及び拡開部２ａを形成する場合には、ドリルやエンドミル等により形成することが出来る。
【００３４】
６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアであり、例えば、株式会社ハネックスから市販されているような外径直径２ｍｍ〜４ｍｍ、長さ１２ｍｍ〜１５ｍｍ程度と極めて小さいグラスタグを採用することが出来る。
【００３５】
データキャリア６は金属部材１の設置溝部２内部に収容して配置され、該データキャリア６には該データキャリア６と電磁的に結合したループアンテナ５が設けられている。そして、ループアンテナ５は少なくとも金属部材１の外面部１ａまで延長されている。
【００３６】
ループアンテナ５は、シリンダ状のコイルからなる電磁結合部３と、該電磁結合部３のコイルと直列に接続されたループ部を構成する円形空芯コイルからなる巻回部４とを有しており、データキャリア６の外周部に電磁結合部３が嵌装されて該データキャリア６のシリンダ状のアンテナコイル１０と電磁結合する。
【００３７】
ループアンテナ５の金属部材１の外面部１ａまで延長した延長部分にループ部となる巻回部４が形成されており、該巻回部４は設置溝部２の拡開部２ａ内に収容配置されている。また、電磁結合部３から巻回部４に延長されたリード線５ａは電磁結合部３及び巻回部４の巻線コイルと同様に絶縁被覆されている。
【００３８】
そして、データキャリア６、電磁結合部３及び巻回部４等が設置溝部２内部に収容配置され、その隙間には接着剤等の充填材７が充填されている。
【００３９】
次に図１及び図１１を参照して金属部材１の内部に設置されたデータキャリア６と外部との間で非接触通信を行う様子について説明する。先ず図１に示す金属部材１の外面部１ａに形成した設置溝部２の拡開部２ａに埋設された巻回部４に通信手段となるリーダライタ機８を接近して、その通信開始ボタン（図示せず）を押すと、該リーダライタ機８に予め設定されたシーケンスにより、該リーダライタ機８のアンテナコイルから最初に電源用電磁波が送信される。
【００４０】
その電磁波は巻回部４、リード線５ａ及び電磁結合部３を介してデータキャリア６のアンテナコイル１０で受信され、該アンテナコイル１０には電磁誘導による電流が流れ、その電流がコンデンサ１６に充電され、該コンデンサ１６が所定電圧まで充電されると送受信部１５及びＣＰＵ１７が作動状態になる。
【００４１】
次にデータキャリア６のアンテナコイル１０から応答信号の電磁波がリーダライタ機８に送信され、それによってリーダライタ機８は次に読み出し信号または書き込み信号をデータキャリア６に送信する。
【００４２】
データキャリア６はその信号を受けてＣＰＵ１７が読み出し制御または書き込み制御を行う。そして読み出し制御の場合は、その読み出し信号に応じた情報を記憶部１８から読み出し、アンテナコイル１０からリーダライタ機８に送信する。またリーダライタ機８から送信された書き込み情報は記憶部１８に記憶される。
【００４３】
尚、リーダライタ機８はこの分野では周知のものであり、上記電源用電磁波送信、応答用電磁波送信、データキャリア６からの受信制御等のシーケンスは、前記通信開始ボタンを押した後、極めて短時間のインターバルで繰り返されるようになっている。
【００４４】
そして、リーダライタ機８を利用してデータキャリア６に、そのデータキャリア６が取り付けられる物品や設備に関する各種情報を非接触で記憶させるか、または読み出すことが出来る。
【００４５】
次に図２を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成について説明する。図２は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図２において、本実施形態の金属部材１はデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体１９と、その開口部に一体的に連結され且つ直径が拡大された通信部２０とを有して構成され、該通信部２０には図１に示して前述したと同様な巻回部４が配置されている。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来るものである。
【００４７】
次に図３を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成について説明する。図３は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図３において、本実施形態でも金属部材１がデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体１９と、その本体１９の開口部に螺着したキャップ体２１とを有し、その螺着部にＯリングからなるパッキン２２が設けられる。
【００４９】
そして、本体１９の内部にデータキャリア６及び電磁結合部３等を収容配置して接着剤等の充填材７で固定し、本体１９端部に対向する位置に設けられたキャップ体２１の溝部２１ａにＯリングからなるパッキン２２を嵌入し、本体１９の端部外周部に形成されたネジ部１９ａとキャップ体２１の内周部に形成されたネジ部２１ｂとを螺合締結して収容体である金属部材１が防水型として構成される。尚、ケーブル被覆されるリード線５ａとキャップ体２１との間も防水処理される。
【００５０】
尚、データキャリア６を収容する収容体として構成される金属部材１は、キャップ体２１を省略した金属製の筒体のみで構成しても良い。収容体として筒体を使用した金属部材１を防水型にする場合は、充填材７として防水機能を有する接着剤等を使用することが出来る。
【００５１】
収容体となる金属部材１からループアンテナ５の延長部分であってループ部となる巻回部４がリード線５ａをケーブル被覆して外部に延長され、該金属部材１から遠隔された通信部２０に接続される。通信部２０は高さの低い有底筒体からなる本体２３を有し、その内部に巻回部４が接着剤等の充填材７により固定される。
【００５２】
本実施形態では、ループアンテナ５のどの位置からリーダライタ機８を近接させてもデータキャリア６との間で通信することが出来る。尚、本実施形態では、データキャリア６を収容する収容体となる金属部材１を防水型とした場合の一例について説明したが、防水型に限定する必要はなく、非防水型の構成であっても良い。
【００５３】
次に図４を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成について説明する。図４は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は図３に示して前述した第３実施形態の変形例であり、図４に示すように、図１０に示して前述した円形の空芯コイルを用いてアンテナコイル１０とし、樹脂ケース１２により被覆されて全体が薄い円板状に形成されたデータキャリア６を採用している。
【００５５】
そのため電磁結合部３もそれに合わせて円形の空芯コイルを用いており、データキャリア６のアンテナコイル１０を構成する空芯コイルと、電磁結合部３の空芯コイルとは同軸的に互いに対面接近させて配置する。尚、キャップ体２１と本体１９とは図３に示して前述した第３実施形態と同様に防水型で構成されても良いし、非防水型で構成されても良く、その他の種々の結合形態で取り付けることが出来る。
【００５６】
尚、通信部２０として図３及び図４に示すような本体２３を使用せず、単に空芯コイルを複数巻き巻回しただけの巻回部４だけで構成することでも良いし、または単なる巻回しないループとしただけで構成することも出来る。このようにすると通信部２０の構成が簡単化出来る。また通信部２０を他の部材や機器に取付けるときにも簡単に使用することが出来る。
【００５７】
本発明者等が行った実験によれば、図４のような円形の空芯コイルからなるアンテナコイル１０を用いたデータキャリア６の場合、金属部材１の導電性が高くなるほど、通信感度が低下することが分かった。例えば金属部材１が鉄やステンレス等の鉄系合金の場合には、通信感度の低下は殆ど問題にならないが、銅やアルミニウムのような高導電性を有する材料の場合には、より高感度の通信装置を使用して通信する必要が出てくる。
【００５８】
このような通信感度の低下を防止するには、データキャリアのアンテナ部分と高導電性金属部材との間に高比透磁率を有するシート状磁性体、例えば可撓性を有するシート状のアモルファス磁性体を介在させる方法がある。勿論、鉄や鉄合金の場合にもより通信感度を上げることを目的として、高比透磁率を有するシート状磁性体を介在しても良い。
【００５９】
例えば、前述した図１〜図３の例では、電磁結合部３の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させ、後述する図８の例ではデータキャリア６の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させることで、データキャリア６のアンテナコイル１０、電磁結合部３或いはループアンテナ２６と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、これによりアンテナコイル１０と電磁結合部３或いはループアンテナ２６との間の電磁結合作用を向上することが出来、通信感度を向上することが出来る。
【００６０】
アモルファス磁性体の比透磁率は数万から数百万のオーダを有し、このような高比透磁率のシート状磁性体は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル１０、電磁結合部３或いはループアンテナ２６を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体に沿って延長させ、アンテナコイル１０と電磁結合部３或いはループアンテナ２６との間の電磁結合作用を向上する機能を有する。
【００６１】
図５は図４に示す第４実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。尚、図４に示す第４実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図５において、データキャリア６の円形の空芯コイルからなるアンテナコイル１０の金属部材１の本体１９側の全面及び円形の空芯コイルからなる電磁結合部３のキャップ体２１側の全面に高比透磁率のシート状磁性体２５が互いに平行に配置されている。
【００６３】
そして、この２枚のシート状磁性体２５により、その周囲に金属部材１が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、データキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体２５に沿って延長させ、アンテナコイル１０と電磁結合部３との間の電磁結合作用を向上することが出来、これにより通信感度を向上することが出来る。
【００６４】
尚、データキャリア６を図５のようにキャップ体２１と平行に配置する代わりに、キャップ体２１に対して垂直に配置しても良い。その場合は容器状の金属部材１の形状は薄型の奥行きの深い形状にすることが出来る。そして高比透磁率を有するシート状磁性体２５はデータキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３の外側に水平に２枚配置される。
【００６５】
次に図６を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成について説明する。図６は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す平面模式図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図６は図３〜図５に示して前述した通信部２０を互いに間隔を置いて複数設けており、各通信部２０にそれぞれ巻回部４を形成したものである。複数の巻回部４相互はループアンテナ５を構成するようにリード線５ａにより直列に接続されており、更に金属部材１の内部に配置されたデータキャリア６のアンテナコイル１０と電磁結合された電磁結合部３と巻回部４とはリード線５ａにより直列に接続されている。
【００６７】
次に図７を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成について説明する。図７は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図７において、本実施形態では、通信部２０が金属部材２４の金属表面に存在する場合に、該通信部２０の巻回部４と金属部材２４の金属表面との間に前述したシート状のアモルファス磁性体等の高比透磁率のシート状磁性体２５を介在させたものである。
【００６９】
本実施形態では、通信部２０の巻回部４のアンテナコイル面に平行にして該アンテナコイルの全面に亘って該アンテナコイルの外側まで高比透磁率のシート状磁性体２５が延長して設けられている。
【００７０】
このような高比透磁率のシート状磁性体２５は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体２５に沿って外側まで延長させる機能を有する。
【００７１】
データキャリア６のアンテナコイル１０が電磁結合部３及び巻回部４を介して送受信を行う際には、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φは、主としてシート状磁性体２５を通り、金属部材２４の外部に漏洩する。そのため、漏洩する磁束φを利用して、データキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７２】
次に図８を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７、第８実施形態の構成について説明する。図８（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７実施形態の構成を示す断面説明図、図８（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第８実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図８（ａ），（ｂ）に示す実施形態では、金属部材１に貫通孔１ｂを設け、その貫通孔１ｂの内部にデータキャリア６と、該データキャリア６に電磁的に結合したループアンテナ２６とを配置し、そのループアンテナ２６は貫通孔１ｂの両端から外部に延長した状態でループ形成されている。
【００７４】
金属部材１の貫通孔１ｂの内部に配置されたデータキャリア６は接着剤等の充填材７により固定され、データキャリア６は金属部材１により覆われて機械的な衝撃から保護される。
【００７５】
図８（ａ）に示す金属部材１は円筒状部材であり、図８（ｂ）に示す金属部材１は金属部材に貫通孔１ｂを穿設したものである。データキャリア６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアを採用しており、シリンダ状のアンテナコイル１０と同軸上でデータキャリア６の外周部にループアンテナ２６が巻回されている。
【００７６】
貫通孔１ｂから外部に延長したループアンテナ２６のループ形成部分には、該ループアンテナ２６と電気的に通電された導電性を有する金属製の連結部２７が設けてあり、該連結部２７でループアンテナ２６のループの形成（通電）または解除（絶縁）が可能とされている。尚、ループアンテナ２６は導線に絶縁被覆したものである。
【００７７】
本実施形態の連結部２７は、オス部２７ａとそれを挿入するメス部２７ｂを有しており、メス部２７ｂにオス部２７ａを挿入して電気的に連結することでループアンテナ２６がループを形成し、このループアンテナ２６に発生する磁束φを利用して、ループアンテナ２６の付近のどの場所からでもデータキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７８】
図８（ａ）に示すデータキャリアバンド２８は、連結部２７を解除した状態で目的の物体の外周に巻き付けて連結部２７を連結することで使用出来、例えば、痴呆症老人や幼児等の腕輪として利用して氏名や連絡先情報、病歴や血液型等の各種個人情報をデータキャリア６の記憶部１８に記憶させたり読み出したりすることが出来る。大衆が集まる遊園地、動物園、博物館、水族館等の施設入口でこのようなデータキャリアバンド２８を装着して迷子防止のために利用することも出来る。また、家畜やペット等の首輪として利用してそれ等の各種情報をデータキャリア６の記憶部１８に記憶させたり読み出したりすることが出来る。また、ケーブル、配管、建築資材、その他の各種物品の結束帯等として利用することも出来る。
【００７９】
図８（ｂ）に示すデータキャリアバンド２９は、物品の金属部材１に貫通孔１ｂを形成するか、若しくは物品に予め設けられた貫通孔１ｂを利用して、その貫通孔１ｂ内部にループアンテナ２６を巻回したデータキャリア６を挿入し、接着剤等の充填材７により固定する。そして、連結部２７を連結することで使用出来る。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、データキャリアを金属部材に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供することが出来る。
【００８１】
即ち、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８２】
データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８３】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００８４】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８５】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００８６】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００８７】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されている場合には、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００８８】
また、前記通信部が互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００８９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００９０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００９１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図５】図４に示す第４実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す平面模式図である。
【図７】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図８】（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７実施形態の構成を示す断面説明図、（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第８実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図９】棒状データキャリアの模式的構成図である。
【図１０】円形データキャリアの模式的構成図である。
【図１１】データキャリアの制御部のブロック図である。
【符号の説明】
１…金属部材
１ａ…外面部
１ｂ…貫通孔
２…設置溝部
２ａ…拡開部
３…電磁結合部
４…巻回部
５…ループアンテナ
５ａ…リード線
６…データキャリア
７…充填材
８…リーダライタ機
９…コア
１０…アンテナコイル
１１…制御部
１２…樹脂ケース
１５…送受信部
１６…コンデンサ
１７…ＣＰＵ
１８…記憶部
１９…本体
１９ａ…ネジ部
２０…通信部
２１…キャップ体
２１ａ…溝部
２１ｂ…ネジ部
２２…パッキン
２３…本体
２４…金属部材
２５…シート状磁性体
２６…ループアンテナ
２７…連結部
２７ａ…オス部
２７ｂ…メス部
２８，２９…データキャリアバンド
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部材の内部にデータキャリアを設置する構造に関し、特に金属部材による通信感度の減衰効果を回避したデータキャリアの設置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工業的に生産される製品、例えば自動車、家電製品、工具、治具等の有形な物体は生産現場で生産され、流通過程を経て使用現場に届けられ、そこで長期間の使用に供された後、更にリサイクル過程に搬出される。
【０００３】
近年、このような物体は生産現場、流通過程、使用現場、或いはリサイクル現場において、それぞれ個別管理を行うことが一般的になり、そのため物体ごとにその製造番号、形式、仕様、流通経路、メンテナンス経歴等の情報を記憶する手段が必要になる。
【０００４】
個々の物品の情報管理を効率的に行うには、物品自体に情報記憶手段を取り付けることが望ましい。従来から、物品に容易に取り付け可能な情報記憶手段として極めて小型に形成されたＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＴＡＧ）等のデータキャリアが知られている。
【０００５】
通常、データキャリアは制御部とアンテナコイルを備え、例えばリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で無線周波数の電磁波を利用した非接触通信により情報の書き込みや読み出しを行うようになっている。
【０００６】
図９及び図１０はデータキャリアの模式的構成図、図１１は制御部のブロック図である。図９に示すデータキャリア６は、棒状に形成されたフェライト等のコア９の外周にアンテナコイル１０を螺旋状に密に巻回したロッドアンテナを有し、そのアンテナコイル１０の両端をＩＣ回路で構成した制御部１１に接続して構成される。一方、図１０に示すデータキャリア６は、円形の空心コイルで構成されたアンテナコイル１０と、その両端に接続した制御部１１を備えている。
【０００７】
そして、アンテナコイル１０が送受信を行う際には、アンテナコイル１０の中心を貫通する磁束φが発生し、その磁束φによりリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で通信を行う。
【０００８】
尚、図９に示す全体が棒状に形成されたデータキャリア６は、コア９とアンテナコイル１０を含むロッドアンテナ部分とＩＣ回路からなる制御部１１を細長いガラス容器に密封し、外径直径が数ミリ程度で全長を十数ミリから数十ミリ程度に小型化したものが市販されており、図１０に示す円形状或いは環状のデータキャリア６は、空心コイルからなるアンテナコイル１０と、制御部１１を樹脂に埋め込んで成形し、外径直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、厚さ０．７ｍｍ〜１２．０ｍｍ程度のものが市販されている。
【０００９】
図１１は制御部１１のブロック図である。制御部１１はアンテナコイル１０に接続した送受信部１５と、該送受信部１５に接続した電源用のコンデンサ１６及びＣＰＵ（中央演算処理装置）１７と、該ＣＰＵ１７に接続した記憶部１８を備え、コンデンサ１６からの電源は送受信部１５及びＣＰＵ１７に供給される。
【００１０】
例えば、一般に使用されているリーダライタ機は制御部と送受信部を備え、送受信部には送受信用のアンテナコイルが設けられる。そして、そのアンテナコイルをデータキャリア６のアンテナコイル１０に接近させた状態で電磁波通信により情報の書き込みや読み出しを行う。尚、データキャリア６を読み出し専用とする場合は、通信手段として簡単なリーダ機を使用することが出来る。
【００１１】
データキャリア６は精密電気部品であるため、外部からの強い衝撃で損傷することがある。そこで、データキャリア６は損傷を受けないようにプラスチック製のホルダに収容したり、物品の表面に凹部等を設けてそこに設置することが多い。
【００１２】
ところで、通常、データキャリア６は極めて小型に作られているため、その通信感度はそれほど高く出来ず、例えば小型の携帯式リーダライタによる通信可能距離は通常、数ｍｍ〜数十ｍｍ程度である。そこで、確実な通信をするためには通信手段を物体の外側から出来るだけデータキャリア６の設置位置に近付ける必要がある。
【００１３】
また、データキャリア６とリーダライタ機との間で電磁波通信を行う際に、データキャリア６の周囲に導電性を有する金属部材が存在すると、電磁波により発生する磁束の電磁誘導作用により金属部材に渦電流を生じ、それによって磁束の一部が吸収されて通信感度が減衰するという問題がある。
【００１４】
そこで、従来からデータキャリア６を金属部材に取り付ける場合には、データキャリア６と金属部材との間に間隙を設け、その間隙に非導電性部材や高比透磁率材料を介在させて電磁的に遮蔽する方法が採用されている。
【００１５】
本出願人は、データキャリアを金属部材に設けた設置溝部に特定の構造で設置することにより、そのデータキャリアと外部との間で実用的な通信感度を維持して電磁波通信を行えるようにした技術を提案している（例えば、特許文献１参照。）。また、金属部材で覆われたデータキャリアと外部との電磁波通信を実用的な通信感度で行えるようにした技術も提案している（例えば、特許文献２参照。）。これ等の技術は金属部材に形成した微小な間隙を通る漏洩磁束を利用して外部との間で電磁波通信を行っているが、通信距離はそれ程長くない。
【００１６】
一方、データキャリアにループアンテナを電磁的に結合し、そのループアンテナの延長部分にリーダライタ機を近づけて物体に設置したデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことで通信距離を拡大もしくは延長する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この技術ではデータキャリアを金属部材ではなくプラスチックパイプ等の非導電性材料にのみ設置している。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１５７５６８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７５６５号公報
【特許文献３】
特開平６−２８１７３５号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例によっても金属部材に設置した状態におけるデータキャリアの通信距離を延長する技術は実現されておらず、一方で外部からデータキャリアを完全に保護するには金属部材の内部に密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだ状態でデータキャリアを設置することが望ましいが、そのように金属部材で密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだデータキャリアと外部との間で実用的感度の電磁波通信を行う技術は実現されていない。
【００１９】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、データキャリアを金属部材の内部に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供せんとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るデータキャリアの設置構造は、データキャリアを金属部材の内部に配置し、そのデータキャリアと電磁的に結合したループアンテナを少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上述の如く構成したので、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２２】
即ち、データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２３】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００２４】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２５】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００２６】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００２７】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されている場合には、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００２８】
また、前記通信部は互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００２９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００３０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００３１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るデータキャリアの設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【００３３】
図１において、１は導電性材料からなる金属部材であり、該金属部材１の内部には、有底で断面円形の設置溝部２が穿設されており、その開口部で金属部材１の外面部１ａには該設置溝部２に連続する断面円形の拡開部２ａが形成されている。金属部材１に設置溝部２及び拡開部２ａを形成する場合には、ドリルやエンドミル等により形成することが出来る。
【００３４】
６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアであり、例えば、株式会社ハネックスから市販されているような外径直径２ｍｍ〜４ｍｍ、長さ１２ｍｍ〜１５ｍｍ程度と極めて小さいグラスタグを採用することが出来る。
【００３５】
データキャリア６は金属部材１の設置溝部２内部に収容して配置され、該データキャリア６には該データキャリア６と電磁的に結合したループアンテナ５が設けられている。そして、ループアンテナ５は少なくとも金属部材１の外面部１ａまで延長されている。
【００３６】
ループアンテナ５は、シリンダ状のコイルからなる電磁結合部３と、該電磁結合部３のコイルと直列に接続されたループ部を構成する円形空芯コイルからなる巻回部４とを有しており、データキャリア６の外周部に電磁結合部３が嵌装されて該データキャリア６のシリンダ状のアンテナコイル１０と電磁結合する。
【００３７】
ループアンテナ５の金属部材１の外面部１ａまで延長した延長部分にループ部となる巻回部４が形成されており、該巻回部４は設置溝部２の拡開部２ａ内に収容配置されている。また、電磁結合部３から巻回部４に延長されたリード線５ａは電磁結合部３及び巻回部４の巻線コイルと同様に絶縁被覆されている。
【００３８】
そして、データキャリア６、電磁結合部３及び巻回部４等が設置溝部２内部に収容配置され、その隙間には接着剤等の充填材７が充填されている。
【００３９】
次に図１及び図１１を参照して金属部材１の内部に設置されたデータキャリア６と外部との間で非接触通信を行う様子について説明する。先ず図１に示す金属部材１の外面部１ａに形成した設置溝部２の拡開部２ａに埋設された巻回部４に通信手段となるリーダライタ機８を接近して、その通信開始ボタン（図示せず）を押すと、該リーダライタ機８に予め設定されたシーケンスにより、該リーダライタ機８のアンテナコイルから最初に電源用電磁波が送信される。
【００４０】
その電磁波は巻回部４、リード線５ａ及び電磁結合部３を介してデータキャリア６のアンテナコイル１０で受信され、該アンテナコイル１０には電磁誘導による電流が流れ、その電流がコンデンサ１６に充電され、該コンデンサ１６が所定電圧まで充電されると送受信部１５及びＣＰＵ１７が作動状態になる。
【００４１】
次にデータキャリア６のアンテナコイル１０から応答信号の電磁波がリーダライタ機８に送信され、それによってリーダライタ機８は次に読み出し信号または書き込み信号をデータキャリア６に送信する。
【００４２】
データキャリア６はその信号を受けてＣＰＵ１７が読み出し制御または書き込み制御を行う。そして読み出し制御の場合は、その読み出し信号に応じた情報を記憶部１８から読み出し、アンテナコイル１０からリーダライタ機８に送信する。またリーダライタ機８から送信された書き込み情報は記憶部１８に記憶される。
【００４３】
尚、リーダライタ機８はこの分野では周知のものであり、上記電源用電磁波送信、応答用電磁波送信、データキャリア６からの受信制御等のシーケンスは、前記通信開始ボタンを押した後、極めて短時間のインターバルで繰り返されるようになっている。
【００４４】
そして、リーダライタ機８を利用してデータキャリア６に、そのデータキャリア６が取り付けられる物品や設備に関する各種情報を非接触で記憶させるか、または読み出すことが出来る。
【００４５】
次に図２を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成について説明する。図２は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図２において、本実施形態の金属部材１はデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体１９と、その開口部に一体的に連結され且つ直径が拡大された通信部２０とを有して構成され、該通信部２０には図１に示して前述したと同様な巻回部４が配置されている。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来るものである。
【００４７】
次に図３を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成について説明する。図３は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図３において、本実施形態でも金属部材１がデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体１９と、その本体１９の開口部に螺着したキャップ体２１とを有し、その螺着部にＯリングからなるパッキン２２が設けられる。
【００４９】
そして、本体１９の内部にデータキャリア６及び電磁結合部３等を収容配置して接着剤等の充填材７で固定し、本体１９端部に対向する位置に設けられたキャップ体２１の溝部２１ａにＯリングからなるパッキン２２を嵌入し、本体１９の端部外周部に形成されたネジ部１９ａとキャップ体２１の内周部に形成されたネジ部２１ｂとを螺合締結して収容体である金属部材１が防水型として構成される。尚、ケーブル被覆されるリード線５ａとキャップ体２１との間も防水処理される。
【００５０】
尚、データキャリア６を収容する収容体として構成される金属部材１は、キャップ体２１を省略した金属製の筒体のみで構成しても良い。収容体として筒体を使用した金属部材１を防水型にする場合は、充填材７として防水機能を有する接着剤等を使用することが出来る。
【００５１】
収容体となる金属部材１からループアンテナ５の延長部分であってループ部となる巻回部４がリード線５ａをケーブル被覆して外部に延長され、該金属部材１から遠隔された通信部２０に接続される。通信部２０は高さの低い有底筒体からなる本体２３を有し、その内部に巻回部４が接着剤等の充填材７により固定される。
【００５２】
本実施形態では、ループアンテナ５のどの位置からリーダライタ機８を近接させてもデータキャリア６との間で通信することが出来る。尚、本実施形態では、データキャリア６を収容する収容体となる金属部材１を防水型とした場合の一例について説明したが、防水型に限定する必要はなく、非防水型の構成であっても良い。
【００５３】
次に図４を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成について説明する。図４は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は図３に示して前述した第３実施形態の変形例であり、図４に示すように、図１０に示して前述した円形の空芯コイルを用いてアンテナコイル１０とし、樹脂ケース１２により被覆されて全体が薄い円板状に形成されたデータキャリア６を採用している。
【００５５】
そのため電磁結合部３もそれに合わせて円形の空芯コイルを用いており、データキャリア６のアンテナコイル１０を構成する空芯コイルと、電磁結合部３の空芯コイルとは同軸的に互いに対面接近させて配置する。尚、キャップ体２１と本体１９とは図３に示して前述した第３実施形態と同様に防水型で構成されても良いし、非防水型で構成されても良く、その他の種々の結合形態で取り付けることが出来る。
【００５６】
尚、通信部２０として図３及び図４に示すような本体２３を使用せず、単に空芯コイルを複数巻き巻回しただけの巻回部４だけで構成することでも良いし、または単なる巻回しないループとしただけで構成することも出来る。このようにすると通信部２０の構成が簡単化出来る。また通信部２０を他の部材や機器に取付けるときにも簡単に使用することが出来る。
【００５７】
本発明者等が行った実験によれば、図４のような円形の空芯コイルからなるアンテナコイル１０を用いたデータキャリア６の場合、金属部材１の導電性が高くなるほど、通信感度が低下することが分かった。例えば金属部材１が鉄やステンレス等の鉄系合金の場合には、通信感度の低下は殆ど問題にならないが、銅やアルミニウムのような高導電性を有する材料の場合には、より高感度の通信装置を使用して通信する必要が出てくる。
【００５８】
このような通信感度の低下を防止するには、データキャリアのアンテナ部分と高導電性金属部材との間に高比透磁率を有するシート状磁性体、例えば可撓性を有するシート状のアモルファス磁性体を介在させる方法がある。勿論、鉄や鉄合金の場合にもより通信感度を上げることを目的として、高比透磁率を有するシート状磁性体を介在しても良い。
【００５９】
例えば、前述した図１〜図３の例では、電磁結合部３の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させ、後述する図８の例ではデータキャリア６の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させることで、データキャリア６のアンテナコイル１０、電磁結合部３或いはループアンテナ２６と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、これによりアンテナコイル１０と電磁結合部３或いはループアンテナ２６との間の電磁結合作用を向上することが出来、通信感度を向上することが出来る。
【００６０】
アモルファス磁性体の比透磁率は数万から数百万のオーダを有し、このような高比透磁率のシート状磁性体は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル１０、電磁結合部３或いはループアンテナ２６を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体に沿って延長させ、アンテナコイル１０と電磁結合部３或いはループアンテナ２６との間の電磁結合作用を向上する機能を有する。
【００６１】
図５は図４に示す第４実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。尚、図４に示す第４実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図５において、データキャリア６の円形の空芯コイルからなるアンテナコイル１０の金属部材１の本体１９側の全面及び円形の空芯コイルからなる電磁結合部３のキャップ体２１側の全面に高比透磁率のシート状磁性体２５が互いに平行に配置されている。
【００６３】
そして、この２枚のシート状磁性体２５により、その周囲に金属部材１が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、データキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体２５に沿って延長させ、アンテナコイル１０と電磁結合部３との間の電磁結合作用を向上することが出来、これにより通信感度を向上することが出来る。
【００６４】
尚、データキャリア６を図５のようにキャップ体２１と平行に配置する代わりに、キャップ体２１に対して垂直に配置しても良い。その場合は容器状の金属部材１の形状は薄型の奥行きの深い形状にすることが出来る。そして高比透磁率を有するシート状磁性体２５はデータキャリア６のアンテナコイル１０及び電磁結合部３の外側に水平に２枚配置される。
【００６５】
次に図６を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成について説明する。図６は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す平面模式図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図６は図３〜図５に示して前述した通信部２０を互いに間隔を置いて複数設けており、各通信部２０にそれぞれ巻回部４を形成したものである。複数の巻回部４相互はループアンテナ５を構成するようにリード線５ａにより直列に接続されており、更に金属部材１の内部に配置されたデータキャリア６のアンテナコイル１０と電磁結合された電磁結合部３と巻回部４とはリード線５ａにより直列に接続されている。
【００６７】
次に図７を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成について説明する。図７は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図７において、本実施形態では、通信部２０が金属部材２４の金属表面に存在する場合に、該通信部２０の巻回部４と金属部材２４の金属表面との間に前述したシート状のアモルファス磁性体等の高比透磁率のシート状磁性体２５を介在させたものである。
【００６９】
本実施形態では、通信部２０の巻回部４のアンテナコイル面に平行にして該アンテナコイルの全面に亘って該アンテナコイルの外側まで高比透磁率のシート状磁性体２５が延長して設けられている。
【００７０】
このような高比透磁率のシート状磁性体２５は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体２５に沿って外側まで延長させる機能を有する。
【００７１】
データキャリア６のアンテナコイル１０が電磁結合部３及び巻回部４を介して送受信を行う際には、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φは、主としてシート状磁性体２５を通り、金属部材２４の外部に漏洩する。そのため、漏洩する磁束φを利用して、データキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７２】
次に図８を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７、第８実施形態の構成について説明する。図８（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７実施形態の構成を示す断面説明図、図８（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第８実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図８（ａ），（ｂ）に示す実施形態では、金属部材１に貫通孔１ｂを設け、その貫通孔１ｂの内部にデータキャリア６と、該データキャリア６に電磁的に結合したループアンテナ２６とを配置し、そのループアンテナ２６は貫通孔１ｂの両端から外部に延長した状態でループ形成されている。
【００７４】
金属部材１の貫通孔１ｂの内部に配置されたデータキャリア６は接着剤等の充填材７により固定され、データキャリア６は金属部材１により覆われて機械的な衝撃から保護される。
【００７５】
図８（ａ）に示す金属部材１は円筒状部材であり、図８（ｂ）に示す金属部材１は金属部材に貫通孔１ｂを穿設したものである。データキャリア６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアを採用しており、シリンダ状のアンテナコイル１０と同軸上でデータキャリア６の外周部にループアンテナ２６が巻回されている。
【００７６】
貫通孔１ｂから外部に延長したループアンテナ２６のループ形成部分には、該ループアンテナ２６と電気的に通電された導電性を有する金属製の連結部２７が設けてあり、該連結部２７でループアンテナ２６のループの形成（通電）または解除（絶縁）が可能とされている。尚、ループアンテナ２６は導線に絶縁被覆したものである。
【００７７】
本実施形態の連結部２７は、オス部２７ａとそれを挿入するメス部２７ｂを有しており、メス部２７ｂにオス部２７ａを挿入して電気的に連結することでループアンテナ２６がループを形成し、このループアンテナ２６に発生する磁束φを利用して、ループアンテナ２６の付近のどの場所からでもデータキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７８】
図８（ａ）に示すデータキャリアバンド２８は、連結部２７を解除した状態で目的の物体の外周に巻き付けて連結部２７を連結することで使用出来、例えば、痴呆症老人や幼児等の腕輪として利用して氏名や連絡先情報、病歴や血液型等の各種個人情報をデータキャリア６の記憶部１８に記憶させたり読み出したりすることが出来る。大衆が集まる遊園地、動物園、博物館、水族館等の施設入口でこのようなデータキャリアバンド２８を装着して迷子防止のために利用することも出来る。また、家畜やペット等の首輪として利用してそれ等の各種情報をデータキャリア６の記憶部１８に記憶させたり読み出したりすることが出来る。また、ケーブル、配管、建築資材、その他の各種物品の結束帯等として利用することも出来る。
【００７９】
図８（ｂ）に示すデータキャリアバンド２９は、物品の金属部材１に貫通孔１ｂを形成するか、若しくは物品に予め設けられた貫通孔１ｂを利用して、その貫通孔１ｂ内部にループアンテナ２６を巻回したデータキャリア６を挿入し、接着剤等の充填材７により固定する。そして、連結部２７を連結することで使用出来る。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、データキャリアを金属部材に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供することが出来る。
【００８１】
即ち、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８２】
データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８３】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００８４】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８５】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００８６】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００８７】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されている場合には、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００８８】
また、前記通信部が互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００８９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００９０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００９１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図５】図４に示す第４実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す平面模式図である。
【図７】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図８】（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第７実施形態の構成を示す断面説明図、（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第８実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図９】棒状データキャリアの模式的構成図である。
【図１０】円形データキャリアの模式的構成図である。
【図１１】データキャリアの制御部のブロック図である。
【符号の説明】
１…金属部材
１ａ…外面部
１ｂ…貫通孔
２…設置溝部
２ａ…拡開部
３…電磁結合部
４…巻回部
５…ループアンテナ
５ａ…リード線
６…データキャリア
７…充填材
８…リーダライタ機
９…コア
１０…アンテナコイル
１１…制御部
１２…樹脂ケース
１５…送受信部
１６…コンデンサ
１７…ＣＰＵ
１８…記憶部
１９…本体
１９ａ…ネジ部
２０…通信部
２１…キャップ体
２１ａ…溝部
２１ｂ…ネジ部
２２…パッキン
２３…本体
２４…金属部材
２５…シート状磁性体
２６…ループアンテナ
２７…連結部
２７ａ…オス部
２７ｂ…メス部
２８，２９…データキャリアバンド
Claims (10)
- データキャリアを金属部材の内部に配置し、そのデータキャリアと電磁的に結合したループアンテナを少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したことを特徴とするデータキャリアの設置構造。
- 前記ループアンテナは、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記収容体が防水型とされていることを特徴とする請求項４に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記通信部は互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成したことを特徴とする請求項６に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリアの設置構造。
- 前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされていることを特徴とする請求項９に記載のデータキャリアの設置構造。
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