JP2007096940A - 搬送容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】RFIDタグを装着したカゴ車等の搬送容器において、RFIDタグのアンテナ位置に制限されずにRFIDタグの情報を読取り可能とする。
【解決手段】本発明を適用したカゴ車1には、外周を構成する鉄枠3に複数の誘導アンテナ22-1,22-2,22-3が形成され、これらは被覆金属導体線路23によってRFID側誘導アンテナ24に接続されている。そして、このRFID側誘導アンテナ24とRFIDタグ10の送受信用アンテナが対向して配置されるように、RFIDタグ固定部4でRFIDタグ10が保持されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電子タグを用いた、物流で使用されるカゴ車等の搬送容器の管理に関するものである。
物流で用いられる搬送容器として、従来からカゴ車等が用いられている。このカゴ車とは、金属枠から構成され一方向に開口部を持つ立方体状の台車であり、例えば特許文献1に一般的な構造が説明されている。
流通センタでは、このカゴ車の出入り管理を行っており、特許文献2等に、電子タグであるRFIDタグを用いたカゴ車管理システムが提案されている。この特許文献2では、カゴ車にRFIDタグを、カゴ車出入り管理を行うためのゲート側にRFIDリーダライタを装着し(以下、読取りゲート)、読取りゲート側からカゴ車の識別情報やカゴ車の行き先(流通センターから取引先店舗)情報の管理や、入庫(取引先店舗から流通センター)情報の管理を行うものであり、RFIDタグを用いてカゴ車管理の自動化を行うものである。なお、特許文献2ではカゴ車に搭載される商品自体にもRFIDタグを装着して商品管理の自動化も同時に行っている。
特開平07−285442号公報 特開2003−327331号公報
RFIDタグを装着したカゴ車において、従来提案されている構成ではRFIDタグはカゴ車のある一面(例えば進行方向に向かって右ないしは左の側面)のあらかじめ決められた場所に装着されている。このため、RFIDタグのアンテナ位置も制限されるので、読取りゲート側からはRFIDタグの読取範囲が狭くなり、高い読取精度を確保できない可能性がある。
またカゴ車を押す人はカゴ車上のRFIDタグが正しく読めるように配慮しながら読取りゲートを通過せねばならず、作業性が必ずしも良いとはいえない。
ならば、同一のカゴ車に例えば左右側面の2面にRFIDタグを装着し読み出し面を増やすことも容易に考え得るが、この場合幾つかの問題が生じる。まず単純にRFIDタグのコストが2倍になるが、さらに、同じカゴ車に付けられた複数のRFIDタグは同じデータでなければならず、複数のRFIDタグ内の情報をいかに管理するかが課題となる。この結果、RFIDタグ情報の管理手段(例えば、RFIDタグ管理サーバ)の構成が必要以上に複雑になり、システム全体としてもコスト増加になる可能性がある。
上記課題を解決するために、本発明の搬送容器は、搬送容器の外周を構成する面に設けられたメッシュ状の導電体領域と、この導電体領域に形成された、複数の第1の誘導中継用ループアンテナと、導体線路によってこの複数の第1の誘導中継用ループアンテナと接続された第2の誘導中継用ループアンテナとを具える。そして、この第2の誘導中継用ループアンテナと電子タグの送受信用アンテナが対向して配置されるように電子タグを保持するための、電子タグ保持部が設けられている。
なお、上記メッシュ状の導電体領域を、搬送容器の外周を構成する面の2面以上に設け、上記複数の第1の誘導中継用ループアンテナがこの2面以上のメッシュ状の導電体領域に各々設ける構成としてもよい。
本発明の構成により、搬送容器の外周を構成する面に設けられたメッシュ状の導電体領域を利用して、複数の第1の誘導用中継ループアンテナを形成することが可能となり、搬送容器の外周の広い範囲を、電子タグのリーダライタの読取り可能面とすることができる。この結果、電子タグを装着したカゴ車等の搬送容器において、電子タグのアンテナ位置に制限されずに電子タグの情報を読取り可能とすることができる。
本発明の実施の形態を、以下の第1〜第4の実施例を用いて説明する。なお、これら実施例は、本発明の搬送容器としてカゴ車を例にとった説明がなされており、以下の説明において、RFIDタグが電子タグ、鉄枠がメッシュ状の導電体領域、RFIDタグ固定部が電子タグ保持部、誘導中継アンテナが第1の誘導中継用ループアンテナ、被覆金属導体線路が導体線路、RFID側誘導アンテナが第2の誘導中継用ループアンテナ、RFIDタグ内蔵アンテナが電子タグの送受信用アンテナ、金属棒が導電性の小片に各々相当する。
(第1の実施例)
本発明の第1の実施例は、カゴ車に装着されたRFIDタグと読出しゲート側のRFIDリーダライタとの間に、誘導中継用ループアンテナを組み合わせたRFIDタグ用誘導アンテナ装置を設置した、RFIDタグリーダライタシステムでる。
図1はカゴ車の構成を示した斜視図であり、カゴ車1の外観は、車輪2付きの鉄枠3にRFIDタグ固定部4が付加された構成となっている。
このカゴ車1に取り付けられたRFIDタグ用誘導アンテナ装置は、カゴ車1を構成する金属導体であるメッシュ状の鉄枠3に金属棒21a,21bを接続(電気的に接続することを意味する)することにより構成される複数の誘導中継アンテナ22-1,22-2,22-3と、これら複数の誘導中継アンテナに接続する被覆金属導体線路23、およびこれら被覆金属導体線路23の他端に接続されたRFID側誘導アンテナ24から構成されている。
ここで被覆金属導体線路23を用いるのは、カゴ車1を構成する鉄枠3と電気的に絶縁するためである。また被覆金属導体線路23の配線にあたっては、図示されていないゲート側のRFIDリーダライタのアンテナを、カゴ車1に近接させた時に電磁結合効果がでないような配慮が必要であり、たとえば被覆金属導体線路23として、より対線ケーブルを用いるのが一つの方法である。なお、ここでは2本の被覆金属導体線路を1対として被覆金属導体線路23と称している。
この図1に示すように、カゴ車1の四角形の外周を構成する構造材である鉄枠3に、一端が切り欠いたループアンテナとなるように、金属棒21a,21bが配置され固定されている。この金属棒21a,21bの端部は被覆金属導体線路23を経由してループアンテナであるRFID側誘導アンテナ24に接続される。そしてRFID側誘導アンテナ24は、RFIDタグ10が本来備えているアンテナと対向するように、RFIDタグ10が保持されているRFIDタグ固定部4内に配置されている。
図2は、図1のカゴ車の側面図である。図3は、カゴ車1の鉄枠3上に形成される誘導中継アンテナの領域を示した図である。図4は、カゴ車1の鉄枠3上に形成された誘導中継アンテナに沿って生成されるループ電流の様子を示した図である。図5は、RFID読取りゲート30側のRFIDリーダライタ31とカゴ車1側のRFIDタグ10の間に形成される、RFID用中継アンテナ装置20の等価的な回路構成を示した図である。図6は、RFIDタグ10の読取り可能範囲を示した図である。そして図7は、カゴ車1がゲートを通過するときの図を示す。
これら図1〜7を用いて、この実施例の動作を説明する。カゴ車1の鉄枠3上に設置された金属棒21a,21bの近傍に、図5,図7等に示したRFID読取りゲート30側のRFIDリーダライタ31のアンテナ32が近づくと、アンテナ32と、鉄枠3と金属棒21a,21bで形成される複数の誘導中継アンテナとの電磁結合効果により各誘導中継アンテナにループ電流が流れる。
この様子を図示したのが図3及び図4であり、誘導中継アンテナとして22-1(二点破線),22-2(点線),22-3(一点破線)が形成され(これ以外の誘導中継アンテナも形成されるが簡単のため図示せず)、各誘導中継アンテナにはループ電流i1,i2,i3がそれぞれ発生することを示している。なお、理解を助けるために図3では、カゴ車の鉄枠3とRFIDタグ誘導アンテナシステムとを同一平面上に描いたものを示し、図4では鉄枠3と金属棒21a,21b以外の構成の記載を省略する。
ループ電流の大きさはアンテナ32と各誘導中継アンテナ22-1,22-2,22-3との磁束の結合度に応じて変化し、具体的にはアンテナ32と各誘導中継アンテナ22-1,22-2,22-3との位置関係や各アンテナの面積により変わる。例えばアンテナ32を、誘導中継アンテナ22-2に対して平行にした状態で近接させることにより、高い電磁結合効果を得られ、ループ電流i2が大きくなる。逆にアンテナ32を誘導中継アンテナ22-1との磁束の結合度が最も高くなるように近接させると、ループ電流i1が大きくなる。そして、被覆金属導体線路23には、これら複数のループ電流(ここではi1,i2,i3)の総和が流れる。
なお、図3において金属棒21a,21bの上側に形成される誘導中継アンテナ(22-2,22-3)と下側に形成される誘導中継アンテナ(22-1)では、アンテナ32からみた場合のループの向きが逆になるため、発生するループ電流の方向が逆となる。したがって被覆金属導体線路23に流入するループ電流の総和はi3+i2−i1(ないしは−i3−i2+i1)となり、RFID側誘導アンテナ24からみると等価的に1ループが存在しており、その時の流れるループ電流は図5に示すように、i3+i2−i1(ないしは−i3−i2+i1)となる。そしてこのループ電流が被覆金属導体線路23を経由してRFID側誘導アンテナ24に伝わり、RFIDタグ10内のRFIDチップ11に接続されているRFID内蔵アンテナ12との電磁結合効果が得られる。
なお、アンテナ32を金属棒21a,21bによって形成された誘導中継アンテナの位置に近づけてRFIDタグ10を読むに際して、アンテナ32を近接させる場所によってはループ電流の時計方向電流量(ここではi2+i3)と反時計方向電流量(ここではi1)とが同量(均衡)状態となりループ電流があたかも発生しない場合も考え得る。しかしながら、そのような場合は、アンテナ32の近接位置をずらすなどして、時計方向電流量と反時計方向電流量とが同量(均衡)となる状態から抜け出させることで、ループ電流が発生させることができる。
したがって、時計方向電流量と反時計方向電流量とが同量(均衡)になる場所を除いて、カゴ車1に装着したRFIDタグ10の読取可能範囲は形成される誘導中継アンテナ22-1〜3の範囲であり、より正確に言えば金属棒21a,21b周辺になる。この読取可能範囲を図6に示す。しかしながら前述のとおり、形成される誘導中継アンテナは22-1〜3以外でも形成されうるため、ゲート側RFIDリーダライタ31を誘導中継アンテナ22-1〜3以外の場所に近接しても、RFID側誘導アンテナ24からみて等価的にRFIDタグ10をアクセスするに十分なループ電流が発生するのであれば、読取り可能範囲は図6の範囲に限定されない。
そして、この読取り範囲は、金属棒21a,21bをクリップやネジ止めにより着脱可能な構成とし、別の位置に設置し接続することにより、誘導中継アンテナの位置が変わるので、アンテナ32によるRFIDタグ10の読取り範囲も変わることになる。
以上説明したように、この第1の実施例は、カゴ車の鉄枠の一部に複数の誘導中継アンテナの機能を持たせている。この複数の誘導中継アンテナとRFID側誘導アンテナを金属導体で接続したRFIDタグ用誘導アンテナ装置を介することで、ゲート側のRFIDリーダライタ31は、カゴ車1上に設置されたRFIDタグ10のRFIDチップ11と情報のやり取りが可能となる。
なお、カゴ車1の鉄枠が中空の金属パイプ等の場合は、誘導中継アンテナとRFID側誘導アンテナを接続する被覆金属導体はパイプ内を通すことも可能である。
このような第1の実施例の構成により、カゴ車1の鉄枠の一部に誘導中継アンテナの機能を持たせることが可能となり、ゲート側30のRFIDリーダライタ31による、カゴ車1に装着したRFIDタグ10の読取範囲を、広くすることができる。また金属棒21の移動によりRFIDタグ10の読取り範囲が変わるので、読取り範囲の変更調整が可能である。よってRFID読取りゲート30の位置等に合わせた読取り範囲の調整がきわめて簡易に実現でき、RFIDタグ10によるカゴ車管理の自動化が容易になる。
(第2の実施例)
第1の実施例ではカゴ車1の鉄枠3に金属棒21を装着させ誘導中継アンテナを構成したが、第2の実施例では鉄筋の一部を切り欠いて誘導中継アンテナを構成している。なお、実際には切り欠いたままではカゴ車1の強度が保てない場合もあるので、切り欠いた部分に絶縁性の物質を充填したりはめ込んだりしてカゴ車1の強度を維持することもできる。
図8に、第2の実施例である、切り欠き部25をもつカゴ車の図を示す。金属棒21に代えて切り欠き部25が設けられている以外は、第1の実施例と同一の構成であり、RFIDタグ固定部4については構成を見易くするため記載を省略している。また、発生するループ電流はi1,i2であらわす。図9は、このカゴ車に装着したRFIDタグ10の読取可能範囲を示した図である。
図8に示すように、鉄枠3の一部を切り欠いて形成した切り欠き部25の近傍に、上記図5に記載したようなゲート側のRFIDリーダライタ31のアンテナ32が近づくと、アンテナ32と、鉄枠3と切り欠き部25で形成される複数の誘導中継アンテナとの電磁結合効果により各誘導中継アンテナにループ電流が流れる。
図8では複数の誘導中継アンテナ22-1,22-2が形成され(これ以外の誘導中継アンテナも形成されるが簡単のため図示せず)、各誘導中継アンテナにはループ電流i1,i2がそれぞれ発生することを示している。
ループ電流i1,i2の特性は、第1の実施例での説明と同じであり、第1の実施例と同様に、RFID側誘導アンテナ24からみると等価的に1ループが存在している。そして、この時の流れるループ電流はi2−i1(ないしは−i2+i1)となる。このループ電流が、被覆金属導体線路23を経由してRFID側誘導アンテナ24に伝わり、第1の実施例と同様に、RFIDタグ10に伝わる。
したがって、時計方向電流量と反時計方向電流量とが同量(均衡)になる場所を除いて、カゴ車1に装着したRFIDタグ10の読取可能範囲は、図9に網掛けの領域で示すとおり、切り欠き部25で形成される誘導中継アンテナ22-1〜22-2の範囲である。
第1の実施例は、カゴ車1の鉄枠3から誘導中継アンテナ22のための金属棒21がはみ出しており、運搬作業の邪魔になる場合や、他のカゴ車と衝突して外れる場合もが考えられるが、この第2の実施例では、突起物等が鉄枠3からはみ出すことがないので、この点が改善される。
(第3の実施例)
第1及び第2の実施例では、カゴ車1のある一つの側面に誘導中継アンテナ22を複数設置し、RFID側誘導アンテナ24を1つ設置する構成であったが、第3の実施例ではRFID側誘導アンテナを複数個設置する構成となっている。
図10は、第3の実施例の、カゴ車1の構成を示した斜視図であり、第2の実施例で説明した切り欠き部25が鉄枠3に2箇所設けられている。なお、第3の実施例も第1,第2の実施例と同様にRFIDタグ固定部4を備えるが、構成を見易くするため記載を省略している。
図11は、第3の実施例の、RFIDタグ10とRFID側誘導アンテナ24の位置関係を示した図である。図12は、第3の実施例のカゴ車1における、RFIDタグ10の読取り可能範囲を示した図である。
図10に示すように、このカゴ車1には、鉄枠3の直角に交わる2つの面(図10ではA面,B面と表記)に各々切り欠き部25を設けることで、誘導中継アンテナ22-1,22-2と誘導中継アンテナ22-3,22-4が設置されている。誘導中継アンテナ22-1,22-2と誘導中継アンテナ22-3,22-4は個別の被覆金属導体線路23によって、個別のRFID側誘導アンテナ24に接続しており、これら2つのRFID側誘導アンテナ24が、RFIDタグ10が本来備えているアンテナと対向するように、RFIDタグ10が保持されているRFIDタグ固定部4内に配置されている。
このような構成とすることで、上記図5に記載したようなゲート側のRFIDリーダライタ31のアンテナ32を用いると、複数の誘導中継アンテナ22-1,22-2及び複数の誘導中継アンテナ22-3,22-4では、各々ループ電流i1,i2及びループ電流i3,i4がそれぞれ発生するが、各々の動作は上記第1及び第2の実施例と同様なので、説明は省略する。
そしてこの結果、A面の方向からとB面の方向からカゴ車1に設置されたRFIDタグ10を読み出すことができる。
この第3の実施例によれば、鉄枠3の複数面に誘導中アンテナ22を設け、複数面からカゴ車1に装着したRFIDタグ10を読み出せるので、第1及び第2の実施例に比較して、ゲート通過時のカゴ車1とゲート側との位置や角度の自由度が増す。これによりRFIDタグ10の読取り精度が向上する。
さらにゲート側に装着される、カゴ車1上のRFIDタグ10の読取り精度を高めるために既定の位置にカゴ車1を誘導する装置(例えば位置誘導装置や位置ガイダンス装置)の構成が簡単になる。
さらに、カゴ車1を押す人(作業者)はカゴ車1とゲート側との位置関係にさほど神経を使わずにカゴ車1を操作できるので、作業者の作業性が向上する。
(第4の実施例)
第2及び第3の実施例では、カゴ車1の側面に切り欠き部25を設けることにより誘導中継アンテナとしているが、第4の実施例は切り欠き部25をカゴ車1の底面に設けることにより誘導中継アンテナとしたものである。
図13は、第4の実施例の構成と、RFIDリーダライタとの位置関係を示した斜視図であり、カゴ車1は底面に切り欠き部25を2箇所設けた構成となっている。なお、この第4の実施例は、切り欠き部25の位置以外は上記他の実施例と同様であり、RFIDタグ固定部については構成を見易くするため記載を省略している。
この図13に示すように、カゴ車1の進行方向に向かって平行に2つ切り欠き部25を設けたので、進行方向に向かって左右に広がる形で誘導中継アンテナが構成される。これにより、カゴ車1中に網掛け領域で示されるように、カゴ車1の進行方向に対して左右に延在したRFIDタグ読取可能部分が広がる。
第1〜第3の実施例に比較して実施例4では、カゴ車1底面からRFIDタグ10を読めるので、ゲート装置の一部を構成するゲート側RFIDリーダライタ33のアンテナを床下に設置することができ、省スペース化を実現することができる。
以上説明した上記各実施例では、RFIDタグ誘導アンテナ装置を介してのみカゴ車上のRFIDタグを読むようにしているが、RFIDタグ自身のアンテナを介して直接RFIDタグを読むことも可能である。つまりゲート側のRFIDリーダライタはそのアンテナ位置によりRFIDタグを直接読み出してもよいし、誘導アンテナを介して読み出してもよい。
また、上記各実施例では本発明の搬送容器としてカゴ車を例に取り説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車輪がついていないコンテナ形状の搬送容器や、スーパー等で用いられる買い物カゴにも適用することができる。
さらに、上記各実施例ではメッシュ状の導電体領域として、カゴ車を構成する鉄枠を利用しているが、これに限定されるものではなく、導電体であれば、アルミや銅の金属枠や、プラスチック製の枠にメッキを施した構成であっても適用できる。さらに、搬送容器の構造材とは別に、金属枠等のメッシュ状の導電体領域を付加する構成とすることもできる。
同様に、メッシュ状の導電体領域に付加する導電性の小片として上記第1の実施例では、金属棒21a,21bを用いたが、金枠等に付加することでループアンテナを形成可能な形状であれば、金属棒に限定されない。また、当然のことながら、導電性の小片を付加してループアンテナを形成する構成についても、第3及び第4の実施例のように、複数面及び又は複数箇所に設ける構成とすることができる。
同様に、電子タグ保持部であるRFIDタグ固定部4について、上記各実施例では、電磁結合効果が大きくなるようにRFID側誘導アンテナ24と、RFIDタグ内臓アンテナ12が適切に結合するよう保持されるよう両者の位置関係を固定していることのみ説明したが、例えばRFIDタグ10をカード状に形成し、RFIDタグ固定部4を、電磁結合効果が大きくなる適切な位置にRFID側誘導アンテナ24を配置したカードスロットのような形状とすることもできる。このような構造とすれば、RFIDタグ10は取り外しが可能となり、カゴ車1の利用目的やRFIDリーダライタ31の使用する帯域に応じてRFIDタグ10の種類を変えることや、RFIDタグ10の再利用等が容易になる。
第1の実施例の、カゴ車の構成を示した斜視図である。 第1の実施例の側面図である。 第1の実施例のカゴ車の、鉄枠上に形成される誘導中継アンテナ22を示した図である。 第1の実施例のカゴ車の鉄枠上に形成された、誘導中継アンテナ22に沿って生成されるループ電流の様子を示す。 第1の実施例における、ゲート側RFIDリーダライタ31とカゴ車側RFIDタグ10の間に形成される等価的な回路構成を示した図である。 第1の実施例における、RFIDタグ10の読取り可能範囲を示した図である。 第1の実施例のカゴ車がRFID読取りゲート30を通過するときの図を示す。 第2の実施例の、カゴ車の構成を示した斜視図である。 第2の実施例における、RFIDタグ10の読取り可能範囲を示した図である。 第3の実施例の、カゴ車の構成を示した斜視図である。 第3の実施例の、RFIDタグ10とRFID側誘導アンテナ24の位置関係を示した図である。 第3の実施例における、RFIDタグ10の読取り可能範囲を示した図である。 第4の実施例の、カゴ車の構成を示した斜視図である。
符号の説明
1 カゴ車
2 車輪
3 鉄枠
4 RFIDタグ固定部
10 RFIDタグ
11 RFIDチップ
12 RFIDタグ内蔵アンテナ
20 RFID用誘導中継アンテナ装置
21 金属棒
22-1,22-2,22-3,22-4 誘導中継アンテナ
23 被覆金属導体線路
24 RFID側誘導アンテナ
25 切り欠き部
30 RFID読取りゲート
31 RFIDリーダライタ
32 アンテナ
33 床に設置されたゲート側RFIDリーダライタ

Claims (6)

  1. 搬送容器の外周を構成する面に設けられたメッシュ状の導電体領域と、
    前記導電体領域に形成された、複数の第1の誘導中継用ループアンテナと、
    前記複数の第1の誘導中継用ループアンテナに接続された導体線路と、
    前記導体線路によって前記複数の第1の誘導中継用ループアンテナと接続された第2の誘導中継用ループアンテナと、
    前記第2の誘導中継用ループアンテナと電子タグの送受信用アンテナが対向して配置されるよう前記電子タグを保持するための電子タグ保持部と
    を有することを特徴とする搬送容器。
  2. 請求項1記載の搬送容器において、前記メッシュ状の導電体領域が前記搬送容器の外周を構成する面の2面以上に設けられており、前記複数の第1の誘導中継用ループアンテナが前記2面以上のメッシュ状の導電体領域に各々設けられていることを特徴とする搬送容器。
  3. 請求項1記載の搬送容器において、前記メッシュ状の導電体領域が前記搬送容器自身の構造材であり、前記複数の第1の誘導中継用ループアンテナは前記メッシュ状の導電体領域に前記導体線路が接続した導電性の小片を付加することで形成することを特徴とする搬送容器。
  4. 請求項3記載の搬送容器において、前記導体線路が接続された導電性の小片が前記メッシュ状の導電体領域に着脱可能であることを特徴とする搬送容器。
  5. 請求項1記載の搬送容器において、前記メッシュ状の導電体領域が前記搬送容器自身の構造材であり、前記複数の第1の誘導中継用ループアンテナは前記メッシュ状の導電体領域の一部を切り欠いて形成することを特徴とする搬送容器。
  6. 請求項1記載の搬送容器において、前記電子タグが前記電子タグ保持部に着脱可能に保持されることを特徴とする搬送容器。
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