JP2010041126A - Rfid tag, antenna apparatus for rfid system, and communication device of rfid system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アンテナコイルを含む部品がモールド樹脂により覆われて成るRFIDタグならびにRFIDシステム用のアンテナ装置と、このRFIDタグとアンテナ装置との組み合わせから成るRFIDシステムの交信装置とに関する。 The present invention relates to an RFID tag in which a component including an antenna coil is covered with a mold resin, an antenna device for the RFID system, and an RFID system communication device including a combination of the RFID tag and the antenna device.
近年、荷物の管理工場や工場の搬送ラインなどには、搬送される物品に種々の情報が書き込まれた記憶媒体を取り付け、リーダライタによってこの記憶媒体との間で無線通信を行うことにより、記憶媒体に対して非接触で情報の読み書きを行うRFIDシステムが導入されている(例えば特許文献1参照)。搬送される物品に取り付けられる記憶媒体は、「RFIDタグ」または「非接触ICタグ」などと呼ばれ、交信のためのアンテナコイルや半導体メモリを含むICチップなどを含む部品を内蔵している。 In recent years, a storage medium in which various information is written on a transported article is attached to a package management factory, a factory transport line, and the like, and the reader / writer performs wireless communication with the storage medium to store data. An RFID system that reads and writes information in a contactless manner with respect to a medium has been introduced (for example, see Patent Document 1). A storage medium attached to an article to be conveyed is referred to as an “RFID tag” or a “contactless IC tag”, and includes a component including an antenna coil for communication and an IC chip including a semiconductor memory.
図11は、RFIDシステムが工場の搬送ラインに導入された例を示している。RFIDタグ100は、物品搬送用のパレット105に取り付けられ、搬送される物品104とともに製造ライン上を移動する。リーダライタ101は、RFIDタグ100と交信を行うためのアンテナ装置102とアンテナ装置102の動作を制御するコントローラ103とを有している。アンテナ装置102は交信のためのアンテナコイルを内蔵しており、アンテナコイルを介して所定のコマンドや電力を含む電磁波をRFIDタグ100に送信する機能や、RFIDタグ100から受信した電磁波を復調して、前記コマンドに対する応答情報を取り出す機能を有している。コントローラ103は、アンテナ装置102を介してRFIDタグ100との間で交信を行い、RFIDタグ100に対して情報の読み書きを実行する。
FIG. 11 shows an example in which the RFID system is introduced into a factory transport line. The
RFIDタグ100およびアンテナ装置102の各アンテナコイル105,106は、図12に示すように、それぞれのコイル面110,111が互いに対向し得るように配備されている。ここで、「コイル面」とは、アンテナコイルの周回によって決まる仮想の平面、すなわち、発生する磁束が交叉する仮想平面のことである。RFIDタグ100がアンテナ装置102の交信可能領域に入ると、アンテナ装置102のアンテナコイル106で発生した磁束107はRFIDタグ100のアンテナコイル105と鎖交し、RFIDタグ100のアンテナコイル105に電磁誘導による誘導起電力を生じさせる。内部電源を持たないRFIDタグ100は、この誘導起電力によりRFIDタグ100内のICチップが作動するとともに、RFIDタグ100のアンテナコイル105とアンテナ装置102のアンテナコイル106とが電磁的に結合した状態となり、RFIDタグ100とアンテナ装置102との間で交信が可能となる。
As shown in FIG. 12, the
RFIDタグ100やアンテナ装置102は、アンテナコイル105,106などの部品を保護するために、全体がモールド樹脂108,109により覆われている。しかし、合成樹脂は外部からの衝撃に対する強度が十分でなく、また、耐久性が問題となる。例えば、データの読み書きを確実に実行するために、アンテナ装置102をRFIDタグ100の移行経路に接近させて設置したとき、搬送ライン上を移動中のパレットや搬送物品が振動などにより動くと、RFIDタグ100がアンテナ装置102に接触し、その衝撃によりそれぞれのモールド樹脂108,109が破損して内部のアンテナコイル105,106などの部品が損傷し、その結果、RFIDタグ100およびアンテナ装置102が壊れるおそれがある。
The
また、図13に示すように、ハンディタイプのリーダライタ112(アンテナ装置とコントローラとが同一の筐体内に組み込まれており、同様に全体がモールド樹脂113により覆われている)を用いて使用者の手によりRFIDタグ100との交信を行う場合には、使用者がデータの読み書きを確実に実行するために、リーダライタ112をRFIDタグ100に対して近づけるあまりRFIDタグ100にリーダライタ112が接触し、その衝撃によりそれぞれモールド樹脂108,113が破損して、内部の部品が損傷するおそれもある。
In addition, as shown in FIG. 13, the user uses a handy type reader / writer 112 (the antenna device and the controller are incorporated in the same casing, and the whole is similarly covered with the mold resin 113). When communicating with the
この発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、耐衝撃性および耐久性に優れかつ良好な交信性能を有するRFIDタグ、RFIDシステム用のアンテナ装置、およびRFIDシステムの交信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and provides an RFID tag having excellent impact resistance and durability and good communication performance, an antenna device for the RFID system, and a communication device for the RFID system The purpose is to do.
この発明によるRFIDタグは、アンテナコイルを含む部品がモールド樹脂により覆われて成るものであり、交信するアンテナ装置と対向させる面が金属板により形成されるとともに、前記アンテナコイルは、磁束が交叉するコイル面が前記金属板の板面と直交する向きにモールド樹脂内に配置されている。 The RFID tag according to the present invention is such that a part including an antenna coil is covered with a mold resin, a surface facing a communicating antenna device is formed of a metal plate, and magnetic flux crosses the antenna coil. The coil surface is disposed in the mold resin in a direction orthogonal to the plate surface of the metal plate.
この発明の上記した構成において、「アンテナコイル」は、典型的には、プリント基板の板面上にアンテナコイルを構成するコイルパターンを印刷などによって形成したものである。この態様のものでは、「コイル面」は、コイルパターンが形成されたプリント基板の板面であってコイルパターンにより囲まれた領域である。なお、アンテナコイルは、例えば、銅線を巻いて形成したものであってもよい。 In the above-described configuration of the present invention, the “antenna coil” is typically a coil pattern that forms an antenna coil formed on a plate surface of a printed board by printing or the like. In this embodiment, the “coil surface” is a plate surface of the printed board on which the coil pattern is formed, and is an area surrounded by the coil pattern. The antenna coil may be formed by winding a copper wire, for example.
上記した構成のRFIDタグによれば、アンテナ装置と対向させる面が機械的強度の大きい金属板により形成されているので、その金属板にアンテナ装置のRFIDタグとの対向面が接触するなどして外部から衝撃が作用したとしても、その衝撃によってモールド樹脂が破損してアンテナコイルが損傷するようなことはない。また、アンテナコイルは、そのコイル面が金属板の板面と直交する向きを向いているので、アンテナコイルでの発生磁束は金属板に向かわず、金属板を乗り越えて外部へ作用し、その磁束によってアンテナ装置と交信される。 According to the RFID tag configured as described above, the surface facing the antenna device is formed of a metal plate having a high mechanical strength, so that the surface facing the RFID tag of the antenna device contacts the metal plate. Even if an impact is applied from the outside, the mold resin is not broken by the impact and the antenna coil is not damaged. In addition, since the coil surface of the antenna coil is oriented in a direction perpendicular to the plate surface of the metal plate, the magnetic flux generated by the antenna coil does not go to the metal plate, but moves over the metal plate and acts outside. To communicate with the antenna device.
また、この発明によるRFIDシステム用のアンテナ装置は、アンテナコイルを含む部品がモールド樹脂により覆われて成るものであり、交信するRFIDタグと対向させる面が金属板により形成されるとともに、前記アンテナコイルは、磁束が交叉するコイル面が前記金属板の板面と直交する向きにモールド樹脂内に配置されている。 An antenna device for an RFID system according to the present invention is such that a component including an antenna coil is covered with a mold resin, and a surface facing an RFID tag to be communicated is formed of a metal plate, and the antenna coil Are arranged in the mold resin so that the coil surface where the magnetic flux intersects is perpendicular to the plate surface of the metal plate.
アンテナ装置の「アンテナコイル」も、典型的には、プリント基板の板面上にアンテナコイルを構成するコイルパターンを印刷などによって形成したものであり、コイルパターンが形成されたプリント基板の表面が「コイル面」である。 The “antenna coil” of the antenna device is also typically formed by printing a coil pattern constituting the antenna coil on the plate surface of the printed board, and the surface of the printed board on which the coil pattern is formed is “ Coil surface ".
上記した構成のRFIDシステム用のアンテナ装置によれば、RFIDタグと対向させる面が機械的強度の大きい金属板により形成されているので、その金属板にRFIDタグのアンテナ装置との対向面が接触するなどして外部から衝撃が作用したとしても、その衝撃によってモールド樹脂が破損してアンテナコイルが損傷するようなことはない。また、アンテナコイルは、そのコイル面が金属板の板面と直交する向きを向いているため、アンテナコイルでの発生磁束は金属板に向かわずに金属板を乗り越えて外部へ作用し、その磁束によってRFIDタグと交信される。 According to the antenna device for an RFID system having the above-described configuration, the surface facing the RFID tag is formed of a metal plate having high mechanical strength, so that the surface facing the antenna device of the RFID tag contacts the metal plate. Even if an impact is applied from the outside, the mold resin is not damaged by the impact and the antenna coil is not damaged. In addition, since the coil surface of the antenna coil is oriented in a direction perpendicular to the plate surface of the metal plate, the magnetic flux generated by the antenna coil does not go to the metal plate, but moves over the metal plate and acts outside. To communicate with the RFID tag.
なお、「アンテナ装置」は、RFIDタグとの交信のためのアンテナコイルの他、信号を送受信する回路を含むものであり、一般的には、アンテナ装置とは別体のコントローラが信号の送受信動作を制御することでアンテナ装置がRFIDタグとの間で交信を行ってRFIDタグに対する情報の読み書きを実行する構成のものであるが、アンテナ装置はコントローラと一体化された構成のものであってもよい。 The “antenna device” includes a circuit for transmitting and receiving signals in addition to an antenna coil for communication with the RFID tag. In general, a controller separate from the antenna device performs signal transmission and reception operations. By controlling the antenna device, the antenna device communicates with the RFID tag to read / write information from / to the RFID tag. However, the antenna device may be integrated with the controller. Good.
この発明の好ましい実施態様においては、RFIDタグおよびアンテナ装置の各金属板は、モールド樹脂に被せられる外枠の一部を構成し、外枠は金属板の両端部に一体連結された一対の金属枠を備えている。この実施態様によれば、金属板は一対の金属枠により両端部が支持されてその強度が高められているので、外部から強い衝撃を受けても変形や破損が防止され、耐衝撃性および耐久性が一層向上される。
なお、各金属枠は、典型的にはモールド樹脂の外側に配備されるが、モールド樹脂の内側に配備される構成であってもよい。
In a preferred embodiment of the present invention, each metal plate of the RFID tag and the antenna device constitutes a part of an outer frame that covers the mold resin, and the outer frame is a pair of metals integrally connected to both ends of the metal plate. Has a frame. According to this embodiment, both ends of the metal plate are supported by a pair of metal frames and the strength thereof is increased, so that deformation and breakage are prevented even when a strong impact is applied from the outside, and the impact resistance and durability are improved. The property is further improved.
Each metal frame is typically disposed outside the mold resin, but may be configured to be disposed inside the mold resin.
この発明の好ましい実施態様においては、一対の各金属枠は、アンテナコイルのコイル面と対向していない位置にそれぞれ位置決めされている。
ここで、「アンテナコイルのコイル面と対向していない位置」とは、アンテナコイルの両側方のコイル面に沿う位置、換言すれば、発生磁束が作用しない位置のことである。
この実施態様によると、RFIDタグおよびアンテナ装置のアンテナコイルでの発生磁束は金属枠が存在することの影響を受けることがない。
In a preferred embodiment of the present invention, each of the pair of metal frames is positioned at a position not facing the coil surface of the antenna coil.
Here, the “position not facing the coil surface of the antenna coil” is a position along the coil surfaces on both sides of the antenna coil, in other words, a position where the generated magnetic flux does not act.
According to this embodiment, the magnetic flux generated in the RFID tag and the antenna coil of the antenna device is not affected by the presence of the metal frame.
一対の各金属枠は、上記した位置に代えて、アンテナコイルのコイル面と対向する位置とその対角位置とにそれぞれ位置決めすることもできる。ここで、「アンテナコイルのコイル面と対向する位置」とは、アンテナコイルのコイル面に対する上方位置、換言すれば、発生磁束が作用する位置のことである。したがって、この場合は、金属枠が存在することの磁束に対する影響が最小限度に済むように金属枠の幅をできるだけ小さく設定するのが望ましい。
なお、金属板は一対(2本)の金属枠によって必要な強度が得られるが、一層の強度を得るために金属枠の本数を増やすことも可能である。
The pair of metal frames can be positioned at a position facing the coil surface of the antenna coil and a diagonal position thereof instead of the above-described positions. Here, the “position facing the coil surface of the antenna coil” is a position above the coil surface of the antenna coil, in other words, a position where the generated magnetic flux acts. Therefore, in this case, it is desirable to set the width of the metal frame as small as possible so that the influence of the presence of the metal frame on the magnetic flux is minimized.
In addition, although a metal plate can obtain required strength by a pair (two) of metal frames, it is possible to increase the number of metal frames in order to obtain further strength.
この発明の好ましい実施態様においては、RFIDタグおよびアンテナ装置の各金属板またはモールド樹脂の表面に、モールド樹脂内のアンテナコイルのコイル面の向きを示すマークが表されている。
この実施態様によると、RFIDタグおよびアンテナ装置の金属板またはモールド樹脂の表面に表されたマークによって、モールド樹脂内のアンテナコイルのコイル面の向きが容易に認識できるので、RFIDタグやアンテナ装置の設置作業に支障をきたすおそれはなく、また、設置不良を招くおそれもない。
In a preferred embodiment of the present invention, marks indicating the orientation of the coil surface of the antenna coil in the mold resin are represented on the surface of each metal plate or mold resin of the RFID tag and the antenna device.
According to this embodiment, the orientation of the coil surface of the antenna coil in the mold resin can be easily recognized by the marks shown on the surface of the RFID tag and the antenna device metal plate or the mold resin. There is no risk of disturbing the installation work, and there is no risk of poor installation.
この発明によるRFIDシステムの交信装置は、上記したいずれかの構成のRFIDタグと上記したいずれかの構成のRFIDシステム用のアンテナ装置との組み合わせから成るものであり、それぞれの金属板が対向し得るようにRFIDタグとアンテナ装置とを配置したとき、RFIDタグのアンテナコイルのコイル面とアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面とが同じ方向を向く交信可能な状態と、RFIDタグのアンテナコイルのコイル面とアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面とが直角をなす方向を向く交信不能な状態とを設定することが可能になっている。 An RFID system communication device according to the present invention comprises a combination of an RFID tag having any one of the above-described configurations and an antenna device for an RFID system having any one of the above-described configurations, and the respective metal plates can face each other. When the RFID tag and the antenna device are arranged as described above, the coil surface of the antenna coil of the RFID tag and the coil surface of the antenna coil of the antenna device can communicate with each other, and the coil surface of the antenna coil of the RFID tag. It is possible to set a state in which communication is impossible, in which the coil surface of the antenna coil of the antenna device and the coil surface of the antenna device are perpendicular to each other.
上記したRFIDシステムの交信装置において、それぞれのアンテナコイルのコイル面が同方向を向くようにRFIDタグおよびアンテナ装置を設置すると、アンテナ装置のアンテナコイルでの発生磁束は、アンテナ装置の金属板を乗り越え、さらに、RFIDタグの金属板も乗り越えてRFIDタグのアンテナコイルに達して鎖交する。RFIDタグのアンテナコイルでの発生磁束も、RFIDタグの金属板を乗り越え、さらに、アンテナ装置の金属板も乗り越えてアンテナ装置のアンテナコイルに達して鎖交する。これにより、RFIDタグのアンテナコイルとアンテナ装置のアンテナコイルとが電磁的に結合した状態となり、アンテナ装置とRFIDタグとの間でデータの交信が可能となる。
一方、それぞれのアンテナコイルのコイル面が直角方向を向くようにRFIDタグおよびアンテナ装置を設置すると、アンテナ装置(またはRFIDタグ)のアンテナコイルでの発生磁束はRFIDタグ(またはアンテナ装置)のアンテナコイルと鎖交せず、RFIDタグとアンテナ装置との間でのデータの交信が不能となる。
In the RFID system communication device described above, when the RFID tag and the antenna device are installed so that the coil surfaces of the respective antenna coils face the same direction, the magnetic flux generated in the antenna coil of the antenna device gets over the metal plate of the antenna device. Furthermore, the metal plate of the RFID tag gets over and reaches the antenna coil of the RFID tag and is linked. The magnetic flux generated in the antenna coil of the RFID tag also gets over the metal plate of the RFID tag, and further gets over the metal plate of the antenna device, reaches the antenna coil of the antenna device, and is linked. As a result, the antenna coil of the RFID tag and the antenna coil of the antenna device are electromagnetically coupled, and data communication is possible between the antenna device and the RFID tag.
On the other hand, when the RFID tag and the antenna device are installed so that the coil surfaces of the respective antenna coils are oriented in a right angle direction, the magnetic flux generated in the antenna coil of the antenna device (or RFID tag) is the antenna coil of the RFID tag (or antenna device). The data communication between the RFID tag and the antenna device becomes impossible.
上記したRFIDシステムの交信装置では、仮に、RFIDタグとアンテナ装置とが、何らかの要因で対向する面同士が接触したとしても、いずれの対向する面も金属板により形成されているので、接触による衝撃によってモールド樹脂が破損して内部のアンテナコイルなどの部品が損傷することはない。 In the RFID system communication device described above, even if the RFID tag and the antenna device face each other for any reason, the opposing surfaces are formed of a metal plate. As a result, the mold resin is not damaged and the internal antenna coil and other components are not damaged.
さらに、搬送ライン上を流れる物品に対して、アンテナ装置との交信を必要とするものについては、RFIDタグの向きをそのアンテナコイルのコイル面がアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面と同じ方向を向くように、アンテナ装置との交信が不要なものについては、RFIDタグの向きをそのアンテナコイルのコイル面がアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面と直角方向を向くように、それぞれ設定することによって、交信が必要なRFIDタグだけをアンテナ装置との交信が可能な状態に設定することができ、交信処理の効率化を実現し得る。
また、搬送ライン上で、アンテナ装置を交信可能な向きに設置したり交信不能な向きに設置したりすることで、アンテナ装置とRFIDタグとの間でデータの交信を行う領域(交信領域)と交信を行わない領域(非交信領域)とを設定したりすることも可能である。
Furthermore, for articles that require communication with the antenna device for articles flowing on the transport line, the direction of the RFID tag is the same as the coil surface of the antenna coil of the antenna device. Thus, for those that do not require communication with the antenna device, communication is performed by setting the direction of the RFID tag so that the coil surface of the antenna coil faces the direction perpendicular to the coil surface of the antenna coil of the antenna device. It is possible to set only the RFID tag that needs to be in a state in which communication with the antenna device is possible, and it is possible to realize efficient communication processing.
Also, on the transport line, by installing the antenna device in a communicable direction or in an incommunicable direction, an area (communication region) for data communication between the antenna device and the RFID tag It is also possible to set a non-communication area (non-communication area).
この発明によると、交信相手と対向させる面を金属板によって形成したから、RFIDタグおよびアンテナ装置の外部からの衝撃による損傷を防止でき、耐衝撃性および耐久性を向上できる。また、RFIDタグおよびアンテナ装置が内蔵する各アンテナコイルは、それぞれのコイル面が金属板の板面と直交する向きを向いているから、アンテナコイルでの発生磁束が各金属板を乗り越えて交信相手のアンテナコイルに達するもので、金属板の存在によってRFIDタグとアンテナ装置との間の交信に支障をきたすことがない。 According to the present invention, since the surface facing the communication partner is formed by the metal plate, it is possible to prevent damage due to an impact from the outside of the RFID tag and the antenna device, and to improve the impact resistance and durability. In addition, each antenna coil built in the RFID tag and the antenna device has its coil surface oriented in a direction orthogonal to the plate surface of the metal plate, so the magnetic flux generated by the antenna coil gets over each metal plate and communicates with it. The presence of the metal plate does not hinder communication between the RFID tag and the antenna device.
図1は、この発明の一実施例であるRFIDシステムの交信装置1の構成と外観とを示している。図示例の交信装置1は、例えば、工場の製造ライン上を搬送される物品またはパレットに取り付けられるRFIDタグ2と、RFIDタグ2の移行経路沿いの適所に設置されその設置位置を通過するRFIDタグ2との間で各種データの交信を行うアンテナ装置3とを有している。
FIG. 1 shows the configuration and appearance of a
RFIDタグ2は、交信用のアンテナコイル4(図2に示す)やICチップ(図示せず)などの部品の全体が、例えばPPS樹脂などのモールド樹脂により覆われた構成のものであり、円柱状のモールド樹脂成形体(以下「本体部」という。)20と、この本体部20の外側に被せられる金属製の外枠6とで構成されている。
The
RFIDタグ2のアンテナコイル4は、図2に示すように、矩形状のプリント基板5の一方の板面に矩形渦巻状のコイルパターン50が印刷されることにより形成されている。このコイルパターン50により囲まれたプリント基板5の板面上の領域がコイル面40であり、このコイル面40をアンテナコイル4で発生した磁束が交叉する。プリント基板5は、図3および図4に示すように、コイル面40が本体部20の前端面20aおよびその前端面20aが重ねられる後述する金属板60の板面64と直交する向きに本体部20内に配置されている。なお、以下の説明では、RFIDタグ2およびアンテナ装置3は、互いに対向させる側を「前」、その反対側を「後」としている。
RFIDタグ2は、通常は、例えば、アンテナコイル4が水平となるように物品搬送用のパレットなどに取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
For example, the
プリント基板5の板面には、コイルパターン40と導通する図示しない回路パターンが印刷され、その回路パターン上に図示しないICチップが実装される。ICチップは、CPUやメモリ、交信用の回路などを含み、アンテナコイル4を介してアンテナ装置3との間で各種データの交信を行う。RFIDタグ2は電源を内蔵しておらず、アンテナ装置3からの磁束がアンテナコイル4と鎖交することによって生じる誘導起電力を電源としている。
A circuit pattern (not shown) that is electrically connected to the
外枠6は、例えばステンレス鋼からなり、図1〜図4に示すように、前後に対向する金属板60および金属環61と、左右に対向する一対の金属枠62A,62Bとで構成されており、各金属枠62A,62Bを介して金属板60と金属環61とが一体化されている。
The
金属板60は、本体部20の径より大きい径の円板であり、内側の板面64に本体部20の前端面20aが密接している。なお、金属板60の板面64と本体部20の前端面20aとの間を接着剤などで固着することにより両者を一体化してもよいが、この実施例では、後述する止めリング24によって外枠6に対して本体部20が空回りしないように固定している。金属板60の板面64に本体部20の前端面20aを密接させたとき、アンテナコイル4のコイル面40は金属板60の板面64と直交する向き(図では上向き)になっている。
The
一対の各金属枠62A,62Bは、前端が金属板60の外周部の対角位置に、後端が金属環61の対角位置に、それぞれ一体連結されており、アンテナコイル4のコイル面40と対向していない位置、すなわち、アンテナコイル4の両側方のコイル面40に沿う位置に位置決めされている。この位置には、アンテナコイル4での発生磁束は殆ど作用せず、この位置に金属枠62A,62Bが存在していてもアンテナコイル4での発生磁束はなんら影響を受けることがない。各金属枠62A,62Bの内面は本体部20の外周面に面接触している。
The pair of metal frames 62 </ b> A and 62 </ b> B are integrally connected to the diagonal position of the outer peripheral portion of the
金属環61は、本体部20の外径と一致する内径を有し、内周面に本体部20の外周面が嵌っている。本体部20の後端面20bの外周部には、図1に示される周溝21が形成されており、周溝21の対角位置であって各金属枠62A,62Bが位置する角度位置には切欠溝22,23が形成されている。この周溝21には止めリング24が嵌め込まれ、各切欠溝22,23には止めリング24の対応箇所に設けられた突起25,26が係合している。止めリング24は金属環61の内周面に接着剤により固着されており、この止めリング24によって本体部20が外枠6より抜け出るのが阻止されるとともに、外枠6に対して本体部20が空回りしてコイル面40と金属枠62A,62Bとの位置関係がずれないようにしている。
上記した構成の外枠6の内側へ金属環61の側より本体部20を押し込んでその先端面20aを金属板60の板面64に押し当てた後、金属環61の内側に止めリング24を嵌着して本体部20を外枠6内に固定する。
The
The
この実施例のRFIDタグ2では、本体部20の外周面と外枠6の金属板60および各金属枠62A,62Bの表面に、図1〜図4に示すように、内蔵するアンテナコイル4のコイル面40の向きやコイル面40と交叉する磁束の向きが外部から分かるように、複数のマークA1,A2,B1,B2が印刷などによりそれぞれ表されている。
In the
金属板60の表面には2種類のマークA1,B1が表されている(図4)。一方のマークA1は1本の長い太線であり、アンテナコイル4のコイル面40の位置および幅方向を表している。この1本の長い太線は金属板60の表面を直径線の全長にわたって横切っている。他方のマークB1は2本の短い太線であり、アンテナコイル4のコイル面40に対して直交する方向を表している。この2本の短い太線は金属板60の外周部の対角位置にそれぞれ表されている。
Two types of marks A1 and B1 are shown on the surface of the metal plate 60 (FIG. 4). One mark A <b> 1 is one long thick line and represents the position and the width direction of the
一対の各金属枠62A,62Bの表面の金属板60の近傍にはマークA2が表されている(図1〜図3)。このマークA2は1本の短い太線であり、アンテナコイル4のコイル面40の位置および長さ方向を表している。
本体部20の外周面の金属板60の近傍にはマークB2が表されている(図1および図3)。このマークB2は2本の短い太線であり、コイル面40に対して直交する方向を表している。この2本の短い太線は本体部20の外周面の対角位置にそれぞれ表されている。上記したマークB1,B2によってコイル面40と交叉する磁束の向きを把握し得る。
A mark A2 is shown in the vicinity of the
A mark B2 is shown near the
図1に戻って、アンテナ装置3は、交信用のアンテナコイル7(図2に示す)や送信回路、受信回路、および制御回路を構成するICチップ(図示せず)などの部品の全体が、例えばPPS樹脂などのモールド樹脂により覆われた構成のものであり、円柱状のモールド樹脂成形体(以下「本体部」という。)30と、本体部30の外側に被せられる外枠8とで構成されている。このアンテナ装置3は、電源ラインや信号ラインを含むケーブル9により図示しないコントローラに接続されている。コントローラはケーブル9を介してアンテナ装置3へ電力を供給したり各種のコマンド信号を出力したりする。また、コントローラはケーブル9を介して前記コマンド信号に対するRFIDタグ2からのレスポンス信号をアンテナ装置3から取り込む。
Returning to FIG. 1, the
アンテナ装置3のアンテナコイル7は、図2に示すように、矩形状のプリント基板10の一方の板面に矩形渦巻状のコイルパターン71が印刷されることにより形成されている。このコイルパターン71により囲まれるプリント基板10の板面上の領域がコイル面70であり、このコイル面70をアンテナコイル7で発生した磁束が交叉する。プリント基板10は、図5および図6に示すように、コイル面70が本体部30の前端面30aおよびその前端面30aが重ねられる後述する金属板80の板面84と直交する向きに本体部30内に配置されている。プリント基板10上には、送信回路、受信回路、および制御回路を構成するICチップなどの部品も実装されている。
アンテナ装置3は、アンテナコイル7が水平となるように、RFIDタグ2の移行経路沿いの適所に設置される。なお、アンテナコイル7が垂直となるように、アンテナ装置3を設置すれば、RFIDタグ2との間でデータの交信を行わない非交信領域を設定することも可能である。
As shown in FIG. 2, the
The
外枠8は、例えばステンレス鋼からなり、図1、図2、図5、および図6に示すように、前後に対向する金属板80および金属筒81と、左右に対向する一対の金属枠82A,82Bとで構成されており、各金属枠82A,82Bを介して金属板80と金属筒81とが一体化されている。
The
金属板80は、本体部30の径より大きい径の円板であり、内側の板面84に本体部30の前端面30aが密接している。なお、金属板80の板面84と本体部30の前端面30aとの間を接着剤などで固着することにより両者を一体化してもよいが、この実施例では、RFIDタグ2の止めリング24と同様の構成の止めリング(図示せず)によって外枠8に対して本体部30が空回りしないように固定している。金属板80の板面84に本体部30の前端面30aを密接させたとき、アンテナコイル7のコイル面70は金属板80の板面84と直交する向き(図では上向き)になっている。
The
一対の各金属枠82A,82Bは、前端が金属板80の外周部の対角位置に、後端が金属筒81の対角位置に、それぞれ一体連結されており、アンテナコイル7のコイル面70と対向していない位置、すなわち、アンテナコイル7の両側方のコイル面70に沿った位置に位置決めされている。この位置には、アンテナコイル7での発生磁束が殆ど作用せず、この位置に金属枠82A,82Bが存在していてもアンテナコイル7での発生磁束はなんら影響を受けることがない。各金属枠82A,82Bの内面は本体部30の外周面に面接触している。
The pair of metal frames 82 </ b> A and 82 </ b> B are integrally connected to the diagonal position of the outer periphery of the
金属筒81は、本体部30の外径と一致する内径を有し、内周面に本体部30の外周面が嵌っている。金属筒81の外周面には、アンテナ装置3を適所の設置箇所に取付け固定するためのねじ山85が形成されている。本体部30の後端面の外周部には、図示していないが周溝が形成され、周溝には抜け止めと回り止めとを兼ねる止めリングが嵌め込まれている。なお、周溝や止めリングの構成はRFIDタグ2のものと同様であり、ここでは図示ならびに説明を省略する。
上記した構成の外枠8の内側へ金属筒81の側より本体部30を押し込んでその先端面30aを金属板80の板面84に押し当てた後、金属筒81の内側に止めリングを嵌着して本体部30を外枠8内に固定する。
The
The
上記のアンテナ装置3の本体部30の外周面と外枠8の金属板80および各金属枠82A,82Bの表面には、図1、図2、図5、および図6に示すように、内蔵するアンテナコイル7のコイル面70の向きやコイル面70と交叉する磁束の向きが外部から分かるように、複数のマークC1,C2,D1,D2が印刷などによりそれぞれ表されている。
As shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6, the outer peripheral surface of the
金属板80の表面には2種類のマークC1,D1が表されている(図1、図2、図6)。一方のマークC1は1本の長い太線であり、アンテナコイル7のコイル面70の位置および幅方向を表している。この1本の長い太線は金属板80の表面を直径線の全長にわたって横切っている。他方のマークD1は2本の短い太線であり、アンテナコイル7のコイル面70に対して直交する方向を表している。この2本の短い太線は金属板80の外周部の対角位置にそれぞれ表されている。
Two types of marks C1 and D1 are shown on the surface of the metal plate 80 (FIGS. 1, 2, and 6). One mark C <b> 1 is one long thick line and represents the position and the width direction of the
一対の各金属枠82A,82Bの表面の金属板80の近傍にはマークC2が表されている(図1、図2、図5)。このマークC2は1本の短い太線であり、アンテナコイル7のコイル面70の位置および長さ方向を表している。
本体部30の外周面の金属板80の近傍にはマークD2が表されている(図1および図5)。このマークD2は2本の短い太線であり、コイル面70に対して直交する方向を表している。この2本の短い太線は本体部30の外周面の対角位置にそれぞれ表されている。上記したマークD1,D2によってコイル面70と交叉する磁束の向きを把握し得る。
A mark C2 is shown in the vicinity of the
A mark D2 is shown in the vicinity of the
図7および図8は、この発明の他の実施例であるRFIDシステムの交信装置1を示している。図示例のRFIDタグ2は、外枠6を構成する一対の各金属枠62A,62Bが、アンテナコイル4のコイル面40と対向する位置、すなわち、アンテナコイル4のコイル面40に対する上方位置とその対角位置とにそれぞれ位置決めされている。
同様にアンテナ装置3も、枠体8を構成する一対の各金属枠82A,82Bが、アンテナコイル7のコイル面70と対向する位置、すなわち、アンテナコイル7のコイル面70に対する上方位置とその対角位置とにそれぞれ位置決めされている。
7 and 8 show an RFID
Similarly, in the
この実施例においても、RFIDタグ2およびアンテナ装置3の本体部20,30の外周面と外枠6,8の金属板60,80および各金属枠62A,62B、82A,82Bの表面には、内蔵するアンテナコイル4,7のコイル面40,70の向きやコイル面40,70と交叉する磁束の向きが外部から分かるように、複数のマークA1,A2,B1,B2,C1,C2,D1,D2が印刷などによりそれぞれ表示されている。
なお、各マークA1,A2,B1,B2,C1,C2,D1,D2の位置およびその他の構成は図1〜図6に示した実施例と同様であり、ここでは対応する箇所に同一の符号を付することで詳細な説明は省略する。
Also in this embodiment, the outer peripheral surfaces of the
The positions and other configurations of the marks A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, and D2 are the same as those in the embodiment shown in FIGS. Detailed description will be omitted.
上記した構成のRFIDシステムの交信装置1において、RFIDタグ2がアンテナ装置3との交信領域に入ってアンテナ装置3との間で交信を行うとき、図2および図9に示すように、RFIDタグ2のアンテナコイル4のコイル面40とアンテナ装置3のアンテナコイル7のコイル面70とは同じ方向を向いているので、アンテナ装置3のアンテナコイル7での発生磁束11は、アンテナ装置3の金属板80を乗り越え、さらに、RFIDタグ2の金属板60をも乗り越えてアンテナコイル4に達して鎖交する。これにより、アンテナコイル4の誘導起電力がRFIDタグ2へ供給されてICチップが作動するとともに、RFIDタグ2のアンテナコイル4とアンテナ装置3のアンテナコイル7とが電磁的に結合した状態となり、アンテナ装置3とRFIDタグ2との間でデータの交信が可能になる。
When the
一方、図10に示すように、アンテナ装置3のアンテナコイル7のコイル面70に対してRFIDタグ2のアンテナコイル4のコイル面40が直角方向を向いていると、アンテナ装置3のアンテナコイル7での発生磁束はRFIDタグ2のアンテナコイル4と鎖交せず、RFIDタグ2とアンテナ装置3との間での交信が不可能になる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when the
上記した構成のRFIDシステムの交信装置1によると、RFIDタグ2とアンテナ装置3の対向する面は金属板60,80により形成されているので、アンテナ装置3とRFIDタグ2の対向する面同士が接触するなどして衝撃が作用したとしても、その衝撃によってそれぞれの本体部20,30が破損することはない。加えて、各金属板60,80はそれぞれ金属枠62A,62B、82A,82Bによって補強されてその強度が一層高められているので、RFIDタグ2およびアンテナ装置3の変形や破損が完全に防止される。
According to the
さらに、搬送ライン上を流れる物品に対して、アンテナ装置3との交信を必要とするものについては、RFIDタグ2の向きをそのアンテナコイル4のコイル面40がアンテナ装置3のアンテナコイル7のコイル面70と同じ方向を向くように(図2参照)、アンテナ装置3との交信が不要なものについては、RFIDタグ2の向きをそのアンテナコイル4のコイル面40がアンテナ装置3のアンテナコイル7のコイル面70と直角方向を向くように(図10参照)、それぞれ設定することによって、交信が必要なRFIDタグ2だけをアンテナ装置3との交信が可能な状態に設定することができ、交信処理の効率化を実現し得る。
Further, for an article that needs to communicate with the
1 RFIDシステムの交信装置
2 RFIDタグ
3 RFIDシステム用のアンテナ装置
4 RFIDタグのアンテナコイル
7 アンテナ装置のアンテナコイル
20 RFIDタグの本体部
30 アンテナ装置の本体部
60 金属板
61 金属環
62A,62B 金属枠
80 金属板
81 金属環
82A,82B 金属枠
DESCRIPTION OF
Claims (9)
それぞれの金属板が対向し得るようにRFIDタグとアンテナ装置とを配置したとき、RFIDタグのアンテナコイルのコイル面とアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面とが同じ方向を向く交信可能な状態と、RFIDタグのアンテナコイルのコイル面とアンテナ装置のアンテナコイルのコイル面とが直角をなす方向を向く交信不能な状態とを設定することが可能になっているRFIDシステムの交信装置。 A combination of the RFID tag according to any one of claims 1 to 4 and the antenna device for an RFID system according to any one of claims 5 to 8,
When the RFID tag and the antenna device are arranged so that the respective metal plates can face each other, the coil surface of the RFID tag antenna coil and the antenna coil coil surface of the antenna device can communicate in the same direction, and An RFID system communication device capable of setting an incommunicable state in which a coil surface of an antenna coil of an RFID tag and a coil surface of an antenna coil of an antenna device are perpendicular to each other.
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