JP2016173758A - 検出用器具 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルが邪魔になるのを防ぐことが可能な検出用器具を提供する。【解決手段】検査対象物１００に設けられているＩＣタグ１１０を検出するための検出用器具１０であって、外部のリーダ装置２００からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路５０と、通信路５０に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、ＩＣタグ１１０を高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部３０と、タグ検出部３０に対して電気的に接続されると共に通信路５０に対して電気的に非接触であり、高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部４０と、検査対象物１００に対して作用を行う作用部２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣタグを組み込んだ各種の部材の個体識別を行い易くするための検出用器具に関する。

ＩＣタグの小型化に伴って、近年、種々のものにＩＣタグを組み込んだものが考案されつつある。そのようなものとしては、たとえば、特許文献１および特許文献２に開示の技術内容がある。特許文献１には、小型ＩＣタグと、リーダ装置の間が入り組んでいたり、電波が直接進入できない空間配置であっても、検出ができるような構成について開示されている。かかる構成においては、同軸ケーブルの小型ＩＣタグ側の一端側には小型ループアンテナが接続されていて、小型ＩＣタグを検出可能としていると共に、同軸ケーブルのリーダ装置側のアンテナ付近では、リーダ装置のアンテナと対向したダイポールアンテナが接続されていて、これらの間の通信を可能としている。

ところで、電磁気学によれば、小型ＩＣタグ側のコイル状の小型ループアンテナから離れる距離をＲとすると、そのＲの２乗または３乗に逆比例して感度が弱くなる。すなわち、特許文献１開示の構成では、小型ループアンテナの直近のＩＣタグのみを検出するような、狙った被検出体をピンポイントで検出する能力を有していて、小型ＩＣタグが密集していても、狙った１つの小型ＩＣタグを検出可能としている。

また、特許文献２には、代表的な伝送ケーブルを同軸ケーブルとし、その同軸ケーブルの端部に接続されるアンテナの種類を、ＩＣタグの性能やリーダの装置の種類に整合させるように組み合わせ、リーダ装置のアンテナ部と離れた箇所に存在しているＩＣタグを電磁的に接続するといった技術内容について開示されている。

特開２００８−９０８１３号公報（図１１Ａ、図１２参照） 特開２０１０−２１８５３７号公報（図２３〜図２６）

上述したような技術内容では、次のような問題がある。すなわち、小型ＩＣタグを検出するための検出用器具に、例えば同軸ケーブルを適用する場合、その同軸ケーブルを内蔵するか、あるいは同軸ケーブル自身が検出用器具の筐体等の外部に露出するかのいずれかとなる。

しかしながら、同軸ケーブルを内蔵する場合には、検出用器具の大掛かりな設計変更が必要となる。また、同軸ケーブルが検出用器具の筐体等の外部に露出する態様で取り付けられる場合には、その同軸ケーブルが邪魔になる場合がある。特に、検出用器具が金属製の指し棒の如き伸縮可能なタイプのものである場合には、その検出用器具が縮められた状態では、同軸ケーブルが弛んでしまい、その弛み部分が引っ掛かる等して、断線や落下等の不具合が生じてしまう場合がある。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、ＩＣタグを検出する検査対象物と外部のリーダ装置との間で、同軸ケーブルが邪魔になるという課題を解決することが可能な検出用器具を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、検査対象物に設けられているＩＣタグを検出するための検出用器具であって、外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路と、通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、ＩＣタグを高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部と、タグ検出部に対して電気的に接続されると共に通信路に対して電気的に非接触であり、高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部と、検査対象物に対して作用を行う作用部と、を備えることを特徴とする検出用器具が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、アンテナ部は、複数回折り返された九十九折形状に設けられている、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、アンテナ部は、ストレート形状に設けられていて、かつ通信路に対向するように設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、タグ検出部に連続するように延長導体部が設けられていると共に、この延長導体部は、通信路に対して非接触の状態で対向して対向部位を形成し、高周波電流が流れる場合には、この対向部位で電磁結合を生じさせる、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、作用部は、指示棒における対象物を指し示す先端取付部である、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、作用部は、打音ハンマーにおけるヘッドである、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、作用部は、六角レンチにおける先端側の嵌合部である、ことが好ましい。

本発明によると、検出用器具において、ＩＣタグを検知する検知部と外部のリーダ装置との間で、同軸ケーブルが邪魔になるのを防ぐことが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る検出用器具の基本構成を示すブロック図である。 図１における信号中継部のアンテナ部がストレート形状に設けられ、かつ通信路に対してアンテナ部が直交するように設けられている構成例を示す図である。 図１における信号中継部のアンテナ部がストレート形状に設けられ、かつ通信路に対してアンテナ部が平行に設けられている構成例を示す図である。 図１における信号中継部のアンテナ部が九十九折（つづら折）形状に設けられている構成例を示す図である。 図１の信号中継部におけるアンテナ部の九十九折形状の別の構成例を示す図である。 図１の信号中継部の最小構成例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面断面図を示している。 図１の信号中継部において、通信路が、タグ検出部およびアンテナ部とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。 図７に示す構成における感度パターンの一例を示す図である。 図３に示すような信号中継部において、ストレート形状のアンテナ部の角度配置を示す図である。 図９に示すストレート形状のアンテナ部と通信路を有する信号中継部の最小構成例を示す図である。 図９に示すストレート形状のアンテナ部を有する信号中継部において、通信路が、タグ検出部およびアンテナ部とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。 図１１に示す構成における感度パターンの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る検出用器具としての指示棒をリーダ装置に装着して一体化した状態を示す図である。 比較例に係り、同軸ケーブルを用いた指示棒をリーダ装置に装着して一体化した状態を示す図である。 図１３の指示棒を装着したリーダ装置を用いて、検査対象物であるボルトに取り付けられているＩＣタグを検出するイメージを示す図である。 本発明の一実施の形態に係る検出用器具としての打音ハンマーを示す図である。 図１６の打音ハンマーの更なる応用例（別の例）を示す斜視図である。 図１７に示す打音ハンマーを用いて、ボルトの緩みや破断を判断する際に、ボルトのＩＣタグと通信を行う際のイメージを示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係る検出用器具としての六角レンチを示す斜視図である。 図１９の六角レンチのうち、タグ検出部が取り付けられている先端側を拡大して示す側断面図である。 図１９とは異なる信号中継部の取付態様の六角レンチを示す図であり、（ａ）は部分的な断面を示す側面図、（ｂ）は底面図である。 図２１に示すアンテナ部の構造の詳細を説明するための側面図である。 図１９および図２２とは異なる信号中継部の取付態様の六角レンチを示す図であり、（ａ）は部分的な断面を示す側面図、（ｂ）は底面図である。 図２３に示すアンテナ部の構造の詳細を説明するための側面図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、検出用器具１０について説明する。最初に、検出用器具１０の基本構成について説明するものとし、その後に、検出用器具１０の基本構成を適用した各種の検出用器具１０について順次説明する。

なお、以下の構成においては、通信路５０の長手方向をＸ方向とし、図２における右側をＸ１側、それとは逆側をＸ２側とする。また、図２において、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、図２において奥側をＹ１側とし、それとは逆の手前側をＹ２側とする。ただし、これらを用いずに説明する場合もある。

＜１−１．検出用器具の基本構成について＞
図１は、本実施の形態の検出用器具１０の基本構成を示すブロック図である。この検出用器具１０は、信号中継部１１と、作用部２０とを有していて、信号中継部１１は、タグ検出部３０と、アンテナ部４０と、通信路５０とを備えている。

作用部２０は、検査対象物１００に対して仕事をする部分である。たとえば、検出用器具１０が工具のドライバーであれば、作用部２０は、先端側のプラス形状部分やマイナス形状部分が該当し、検出用器具１０が工具の六角レンチであれば、作用部２０は、六角穴付ボルトの六角穴に嵌め込まれる先端側の部分が該当する。また、検出用器具１０が打音ハンマーであれば、作用部２０は、検査対象物１００を叩くためのヘッド部分が対応する。また、検出用器具１０が確認用の指し棒であれば、先端側の検査対象物１００を指し示す部分が該当する。

なお、検査対象物１００としては、ＩＣタグ１１０を取り付けている各種のものが該当する。以下は、ＩＣタグ１１０を取り付け可能な検査対象物１００の例であるが、たとえば、ボルトやナット、マンホールの蓋、各種の配管、バルブ装置、分電盤のスイッチ部分等のような各種のスイッチ、定期的にメンテナンスする必要があるガス容器、はさみ、巻尺等が挙げられるが、列記した以外のものでも、ＩＣタグ１１０を取り付け可能であれば、そのＩＣタグ１１０が取り付けられたものが、検査対象物１００に該当する。

タグ検出部３０は、巻数の少ないコイル状部分（ループアンテナ）であり、１ターンから２〜３ターン程度の巻数に設けられている。なお、図７他では１ターンの場合を示しているが、1ターンに限定されるものではなく、巻数は、ループアンテナの感度にあわせた巻き数が望ましく、幾つであっても良い。このタグ検出部３０は、検査対象物１００に取り付けられているＩＣタグ１１０と近接して通信を行う部分であり、いわば磁界アンテナに相当する。

また、アンテナ部４０は、電界アンテナである放射アンテナに対応する部分であり、タグ検出部３０により多くの高周波電流を誘起させる役割がある。この役割がリーダ装置２００から放射される電磁波によって、アンテナ部４０を含めた導体部分により多くの高周波電流が流れ、その高周波電流によってより大きな定在波が発生し、その定在波に基づいて、リーダ装置２００との間で通信が可能となる。

ここで、リーダ装置２００から放射される電磁波の波長をλとすると、アンテナ部４０は、λ／４程度の長さを有しているアンテナ部分であり、その一端側でタグ検出部３０に電気的に接続されている。なお、通常は、タグ検出部３０とアンテナ部４０とは、同一の線材を用いて構成されている。しかしながら、タグ検出部３０とアンテナ部４０とは、別体的な線材であっても良く、それら別体的な線材を電気的に接続して構成されても良い。なお、λ／４程度とは、正確にλ／４の長さを有しているものも該当するが、概ねλ／４程度の長さであっても良い。すなわち、λ／４から長さがずれると、高周波電流の誘起が減少し最終的にタグ検出部３０の感度を低下させる方向に影響を与える。この感度低下が実用限度内であれば多少のずれた長さであっても良い。

また、通信路５０は、リーダ装置２００から放射される電磁波によって高周波電流が流れる部分である。かかる通信路５０を流れる高周波電流により、上記のタグ検出部３０およびアンテナ部４０を含めた導体部分に、定在波を形成する。そして、所定の位置、例えば半波長の位置ごとに、定在波のヌル点（節目となる点；高周波電流の大きさが０または最小となる点）を形成する。

リーダ装置２００は、たとえば９２０ＭＨｚといった所定の周波数の電磁波を送受信する装置である。このリーダ装置２００は、ハンディタイプであることが好ましい。また、リーダ装置２００は、インターネットのようなコンピュータネットワークに接続可能なものが望ましい。そして、リーダ装置２００で読み取った情報を、リーダ装置２００とは異なる外部のデータベースに保存可能としていることが好ましい。いわば、リーダ装置２００は、モノのインターネット（Internet of Things；IoT）の構成要素であることが好ましい。

ところで、上述した図１に示す検出用器具１０の信号中継部１１を、より具体的に示すと、図２から図４に示すようなイメージとなる。図２は、信号中継部１１のアンテナ部４０がストレート形状に設けられ、かつ通信路５０に対してアンテナ部４０が直交するように設けられている構成例を示す図である。図３は、信号中継部１１のアンテナ部４０がストレート形状に設けられ、かつ通信路５０に対してアンテナ部４０が平行に設けられている構成例を示す図である。また、図４は、信号中継部１１のアンテナ部４０が九十九折（つづら折）形状に設けられている構成例を示す図である。

図２に示す構成においては、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、その線長は、λ／４となるように設けられている。かかる図２に示す構成では、アンテナ部４０は、モノポールアンテナに相当するものであり、アンテナ部４０は、通信路５０の長手方向（Ｘ方向）に対して直交するＹ方向に延伸する配置となっている。

また、図３に示す構成も、図２に示す構成と同様に、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、その線長は、λ／４となるように設けられている。また、アンテナ部４０は、通信路５０に対しては電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。ただし、図３に示す構成では、アンテナ部４０は、通信路５０に対して平行に設けられていて、しかも互いに近接対向するように設けられている。このようにすることで、図３に示す構成では、図２に示す構成と比較して、幅方向に突出する部位が存在しない構成とすることが可能となっている。そのため、狭い場所に挿入しながら、ＩＣタグ１１０を検出することが可能となる。

かかる図３に示す構成においては、アンテナ部４０と通信路５０とが対向している部分では、その電流が必ず平行で逆向きとなる。しかも、図３に示す構成では、ヌル点Ｔ（０）とヌル点Ｔ（１）とは、近接した位置に位置していて、アンテナ部４０および通信路５０の長手方向では、概ね同じ位置に位置している。そのため、アンテナ部４０に流れる電流は、このアンテナ部４０と近接対向する通信路５０を流れる逆方向の電流で打ち消され、アンテナ部４０の放射アンテナとしての機能（より遠くまで感度を維持する機能）がなくなる、という問題がある。

図４に示す構成においては、アンテナ部４０が九十九折形状に曲げられている。この場合も、アンテナ部４０の線長は、λ／４となるように設けられている。この図４に示す構成のように、アンテナ部４０が九十九折形状に曲げられていることにより、全体的にコンパクトな構成とすることが可能となっている。しかも、九十九折形状のように、アンテナ部４０の折り曲げ部位を多くすると、ヌル点Ｔ（０）とヌル点Ｔ（１）とは離れる。そのため、アンテナ部４０側に流れる高周波電流と、通信路５０に流れる高周波電流の位相が、図３に示す場合から変化し、上記したような電流の打ち消し効果が減じられる。

また、図４に示す構成では、高周波電流が流れる方向が、通信路５０に対して直交する部分を長くすることができる。ここで、電磁気学においては、直交関係の電流では、相互干渉がなくなるので、アンテナ部４０のアンテナ機能がさほど弱くならずにタグ検出部３０周辺の構造を出っ張りの少ないコンパクト構造にまとめることができる。

ここで、アンテナ部４０は、通信路５０に対しては電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。そのような構成とするために、アンテナ部４０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良い。また、アンテナ部４０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

＜１−２．基本構成に関する効果＞
以上のような構成の信号中継部１１を備えた検出用器具１０によると、信号中継部１１は、通信路５０と、タグ検出部３０と、アンテナ部４０とを備えているが、通信路５０では、外部のリーダ装置２００からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる。この高周波電流の効果的な発生の方法は、リーダ装置２００を通信路５０に近接させ、さらにリーダ装置２００からの放射電磁波方向が通信路５０の長手方向（Ｘ方向）に向くように配置する。また、タグ検出部３０は、通信路５０に対して電気的に接続されていると共に、ＩＣタグ１１０を高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状の部分である。また、アンテナ部４０は、タグ検出部３０に対して電気的に接続されると共に通信路５０に対して電気的に非接触であり、外部空間に向けて、高周波電流に基づいて電磁波を放射している。また、検出用器具１０は、作用部２０を備えていて、その作用部２０は、ＩＣタグ１１０を備える検査対象物１００に対して仕事をする部分である。

このような構成を採用することにより、通信路５０は同軸ケーブルに代わり、外部のリーダ装置２００から放射される電磁波に基づいて、高周波電流を導通させるので、同軸ケーブルを用いずに済む。そのため、通信路５０を同軸ケーブルとした場合、ＩＣタグ１１０を検出する検査対象物１００と外部のリーダ装置２００との間で、作用部２０が仕事をするのに同軸ケーブルが邪魔になるという課題を根本から解決することが可能となる。また、同軸ケーブルを内蔵する場合のような、検出用器具の大掛かりな設計変更が不要となる

また、図４に示すように、アンテナ部４０は、複数回折り返された九十九折形状に設けることも可能である。この場合には、九十九折の分だけアンテナ部４０を全体的にコンパクトな構成とすることが可能となる。しかも、九十九折形状のように、アンテナ部４０がコンパクトになると、アンテナ部４０側のヌル点Ｔ（０）と通信路５０側のヌル点Ｔ（１）とは離れるので、それらの間での電流の打ち消し効果が減じられる。また、アンテナ部４０を九十九折形状とすると、アンテナ部４０には通信路５０に対して直交する成分が多くなるので、アンテナ部４０のアンテナ機能がさほど弱くならずに済む。しかしながらアンテナ部４０は、コンパクトになるほどアンテナ感度が低い方向に向かうので、作用部２０の邪魔にならない程度とするのが好ましい。

また、図３に示すように、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、かつ通信路５０に対向するように設けることも可能である。この場合には、図２に示すような構成と比較して、幅方向に突出する部位が存在しない構成とすることが可能となる。そのため、狭い場所に挿入しながら、ＩＣタグ１１０を検出することが可能となる。なお、この場合は、アンテナ部４０のまわりの外部空間に対するアンテナ機能が無くなるので、ＩＣタグ１１０を検出する領域が減少する。

＜２−１．九十九折形状のアンテナ部の応用例について＞
続いて、図４で説明した信号中継部１１における九十九折形状のアンテナ部４０の応用例を以下に説明する。図５は、信号中継部１１におけるアンテナ部４０の九十九折形状の別の構成例を示す図である。なお、図５に示す構成では、アンテナ部４０を９０度倒すことによって、図４に示す構成となる。ただし、九十九折部分のアンテナ部４０が、図４に示す構成よりも、Ｙ方向に突出する長さが短い場合には、図５に示すような九十九折部分のアンテナ部４０を採用するのが有利な場合がある。

また、図６は、信号中継部１１の保護カバー６０で保護する構成例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面断面図を示している。この図６に示す構成では、通信路５０は、λ／４の長さかそれ以上の長さを有している。また、少なくともアンテナ部４０は、樹脂等のような電気的な絶縁性を有する材質で形成された保護カバー６０で覆われていて、通信路５０の一部も、その保護カバー６０で覆われている。

通信路５０の長さが、λ／４といった短い長さであっても、アンテナ部４０と通信路５０とで共振を生じ、タグ検出部３０におけるＩＣタグ１１０の検出と、アンテナ部４０における放射アンテナとしての機能を発揮させることができる。

また、図７は、信号中継部１１において、通信路５０が、タグ検出部３０およびアンテナ部４０とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。この構成では、タグ検出部３０から更にＸ１側に向かい、延長導体部７０が延伸している。延長導体部７０は、通信路５０に対して、互いに近接対向するように設けられている。そのため、延長導体部７０と通信路５０は、電磁結合によって、電気的に接続された状態となっている。このとき、コンデンサと同様に、延長導体部７０と通信路５０の間が狭いほど、電磁結合が強くなる。このように、延長導体部７０と通信路５０が物理的に別体とすることで、タグ検出部３０とこれに続くアンテナ部４０を１つの部品化ができ、故障時などの部品交換をし易くすることができる。

かかる図７に示すような構成を採用する場合には、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接点を設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。また、図７に示すような構成は、延長導体部７０と通信路５０の間が機械的に接続されていないので、たとえば伸縮式の差し棒といった伸縮可能な検出用器具１０への適用が容易となる。

なお、上述した九十九折形状のアンテナ部４０と同様に、延長導体部７０と通信路５０とは、電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。そのような構成とするために、延長導体部７０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良く、延長導体部７０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

ここで、図７に示すような構成の感度パターンの一例を図８に示す。図８に示すように、タグ検出部３０の感度領域Ｓ１は、この部分が磁界アンテナであるため、非常に狭い領域となっている。一方、遠くまで感度を維持した通信が可能な放射電磁波で動作するアンテナ部４０と通信路５０と延長導体部７０のそれぞれの感度領域は重ね合わされて、感度領域Ｓ１と比較して非常に広い領域を有する感度領域Ｓ２が形成される。

なお、上述した各構成のうち、図７に示す構成では、タグ検出部３０に連続するように延長導体部７０が設けられていると共に、この延長導体部７０は、通信路５０に対して非接触の状態で対向して対向部位を形成し、高周波電流が流れる場合には、この対向部位で電磁結合を生じさせている。このため、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接点を設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。また、延長導体部７０と通信路５０の間が機械的に接続されていないので、たとえば伸縮式の差し棒といった伸縮可能な検出用器具１０への適用が容易となる。

＜２−２．ストレート形状のアンテナ部の応用例について＞
続いて、図３で説明したストレート形状のアンテナ部４０の応用例を以下に説明する。図９は、図３に示すような信号中継部１１において、ストレート形状のアンテナ部４０の角度配置を示す図である。図９のようなストレート形状のアンテナ部４０を有する検出用器具１０においては、通信路５０をグランドアースと見た場合に、Ｘ方向に対して９０度をなすようにアンテナ部４０が配置されている場合に、モノポールアンテナとして最大の能力を発揮する。この９０度の角度配置の場合が、図３において破線で示されている。

これに対して、図９において実線で示すように、Ｘ方向に対してなす角度が０度となる位置までアンテナ部４０を倒すと、アンテナ部４０はＹ方向に突出しなくなるので、検出用器具１０は、突出部分の存在しない、スマートな構成とすることが可能となる。

しかしながら、この場合には、上述したように、アンテナ部４０と通信路５０とが対向している部分では、同じ大きさの電流が平行で逆向きとなっている。そのため、この対向部分では、電磁波を放射する能力が大きく減じられ、モノポールアンテナとしての機能を発揮できなくなってしまう。そのため、Ｙ方向においてアンテナ部４０から離れると、ほとんど通信不能となる。すなわち、アンテナ部４０付近での通信は困難になる。しかしながら、通信路５０は、電磁波の波長よりも長く設けることができ、その電磁波によって通信路５０の軸方向（Ｘ方向）で表面を伝達する高周波電流が生じ、その高周波電流により定在波が形成され、通信路５０の一端に接続点Ｐで接続されるタグ検出部３０と、λ／４の長さのアンテナ部４０が配置されることで、電磁気学で知れるように、その根元にあたる検出部３０で最大の高周波電流となる。そのためタグ検出部３０の直近のＩＣタグ１１０と最良の通信を確保することが可能になる。

アンテナ部４０と通信路５０が平行に対向している部分では、アンテナ機能を失っているのでもはやアンテナという呼び方よりも平行二線式の伝送線と呼ぶほうがふさわしく、この平行部分は、損失の少ない状態で電磁波の伝送を行うことができる。また、この平行二線式のＸ２側の終端には、タグ検出部３０が設けられているので、タグ検出部３０がＩＣタグ１１０の情報を検出することで、平行二線式の伝送線となる部分（対向している部分）を介して通信路５０を伝わって、リーダ装置２００側へと読み取った情報を伝えることができる。

なお、図１０は、図９に示すストレート形状のアンテナ部４０と通信路５０を有する信号中継部１１の最小構成例を示す図である。図１０に示す構成では、アンテナ部４０は、λ／４の長さを有していると共に、通信路５０は、アンテナ部４０と対向している部分の長さがλ／４であり、さらにその対向部分からＸ１側に向かってλ／４の長さを有している。

また、図１１は、図９に示すストレート形状のアンテナ部４０を有する信号中継部１１において、通信路５０が、タグ検出部３０およびアンテナ部４０とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。この構成でも、図７に示す構成と同様に、タグ検出部３０から更にＸ１側に向かい、延長導体部７０が延伸していて、この延長導体部７０は、通信路５０に対して近接対向するように設けられ、これらの間で電磁結合を生じさせ、それによって、電気的に接続された状態となっている。

なお、この図１１に示す構成においても、アンテナ部４０と延長導体部７０と通信路５０とは、電気的には、互いに直接接触しない構成とすることが必要である。そのために、アンテナ部４０と延長導体部７０の間、および延長導体部７０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良く、アンテナ部４０と延長導体部７０のうち少なくとも一方、および延長導体部７０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

かかる図１１に示す構成においても、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接続点Ｐを設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。

また、図１１に示すような構成の感度パターンの一例を図１２に示す。図１２に示すように、タグ検出部３０の感度領域Ｓ３は、上述した図８に示す感度領域Ｓ１と同程度の領域となっている。しかしながら、アンテナ部４０、通信路５０および延長導体部７０とが重ね合わされた感度領域Ｓ４は、非常に狭いか、またはアンテナ部４０と通信路５０との間の打ち消しによって事実上ゼロとなる。図１２では、感度領域Ｓ４が非常に狭い状態のイメージを示している。

なお、図９から図１１に示す構成では、アンテナ部４０に代わり、通信路５０によって種々の方向に位置可能なリーダ装置２００との間の通信が可能であるが、上述したように感度領域Ｓ４の幅が狭く、Ｘ２方向とＸ１方向に長く分布している。また、九十九折形状のアンテナ部４０ではなく、ストレート形状のアンテナ部４０が存在する構成のため、検出用器具１０の先端側を細くすることが可能となる。

＜３．検出用器具の具体例について＞
次に、上述したような各構成を適用した検出用器具１０の具体例について、図面に基づいて説明する。

図１３は、検出用器具１０としての指示棒１０Ａを示す図である。かかる指示棒１０Ａの最も先端側には、先端取付部６０Ａが取り付けられている。先端取付部６０Ａの内部には、上述したタグ検出部３０と、アンテナ部４０とが配置されている。すなわち、信号中継部１１の一部が指示棒１０Ａの先端側に取り付けられているとみなすこともできるし、通信路５０が指示棒１０Ａの把持部８０Ａまで連続していると見ることができる。

また、図１３に示す構成では、指示棒１０Ａは、通信路５０を構成する導体製の伸縮ポール部５０Ａを備えている。伸縮ポール部５０Ａは、直径の大きな筒状の導体部に、直径の小さな導体部を収納することで、複数段階に延長可能に設けられている。そして、この伸縮ポール部５０Ａの一端側（先端側）には、信号中継部１１が取り付けられている。なお、図１３に示す構成では、信号中継部１１は、キャップ状の保護カバー６０を介して伸縮ポール部５０Ａの先端側に取り付けられている。なお、リーダ装置２００と指示棒１０Ａは一体的に片手で操作できるように互いに装着可能とすることが望ましい。

なお、かかる先端取付部６０Ａが、作用部２０としても機能する。そして、リーダ装置２００から電磁波が放射されている状況下で、先端取付部６０Ａ（作用部２０）で検査対象物１００のＩＣタグ１１０を指し示すことで、リーダ装置２００とＩＣタグ１１０との間で通信を行うことを可能としている。なお、リーダ装置２００Ａと指示棒１０Ａは片手で一体的に操作できるよう互いに付着可能な構成とすることが望ましい。

また、伸縮ポール部５０Ａの他端側には、ユーザが把持するための把持部８０Ａが設けられている。そして、この把持部８０Ａを把持したとき、リーダ装置２００に設けられるトリガレバー８１を引く動作が、他の部分によって妨げられずに行うことができ、このトリガレバー８１を引いたとき、リーダ装置２００から電磁波が放射される構成となっている。なお、リーダ装置２００は、把持部８０Ａに一体的に設けられていても良く、把持部８０Ａとは別体的に設けられていても良い。

図１４は、比較例に係り、同軸ケーブル５０Ｓを用いた指示棒１０Ｓを示す図である。図１４に示す指示棒１０Ｓでは、同軸ケーブル５０Ｓは、伸縮ポール部５０Ａに対して弛んだ状態で配置されることがある。特に、伸縮ポール部５０Ａが縮んでいる状態では、この同軸ケーブル５０Ｓの弛みが顕著となる。

これに対して、図１３に示す指示棒１０Ａでは、伸縮ポール部５０Ａを通信路５０として利用しているので、同軸ケーブル５０Ｓを別途設ける場合のように、弛む等の問題が生じることがない。したがって、同軸ケーブル５０Ｓの弛み部分が引っ掛かる等して、断線や落下等の不具合が生じるのを防止可能となる。

なお、図１５は、指示棒１０Ａを用いて、検査対象物１００であるボルト１００Ａに取り付けられているＩＣタグ１１０（図示省略）を検出するイメージを示す図である。このように、指示棒１０Ａの先端側のタグ検出部３０をボルト１００Ａに近接させることにより、ボルト１００ＡのＩＣタグ１１０と通信を行うことを可能としていて、通信を行った特定のボルト１００Ａに関する情報が、リーダ装置２００側に送信される。なお、図１５では、ボルト１００Ａと、そのボルト１００Ａが取り付けられている設置部位との間で、マーキングＭ１，Ｍ２がされている状態を示しており、図１５の左側のボルト１００Ａでは、ボルト１００Ａの緩みにより、ボルト１００Ａ側のマーキングＭ１と設置部位側のマーキングＭ２がずれた状態を示している。目視でボルト１００Ａの緩みをマーキングＭ１，Ｍ２のずれで発見したとき、このずれたボルト１００Ａに指示棒１０Ａの検出部３０をタッチさせるなどの近接操作を行う。そして、最終的にリーダ装置２００の情報処理機能などにより、ボルト１００Ａの情報検索など自動認識が実現できる。

また、図１６は、検出用器具１０としての打音ハンマー１０Ｂを示す図である。打音検査の際には、図１６に示すような打音ハンマー１０Ｂが用いられる。かかる打音ハンマー１０Ｂは、たとえば鋼鉄のような硬い金属材質から形成されているヘッド２０Ｂを備えていて、このヘッド２０Ｂが作用部２０に相当する。また、打音ハンマー１０Ｂは、木製の柄部８０Ｂを有していて、この柄部８０Ｂには、通信路５０に相当する導電路５０Ｂが設けられている。導電路５０Ｂは、柄部８０Ｂの表面にたとえばアルミ箔を貼付することによって形成しても良く、柄部８０Ｂの内部に埋め込む構成としても良い。導電路５０Ｂは、タグ検出部３０に対して接続点Ｐを介して電気的に接続されている。

なお、図１６においては、アンテナ部８２を有するリーダ装置２００を、打音ハンマー１０Ｂに対して一体的に装着可能な状態が示されている（リーダ装置２００は破線で示されている）。

また、図１７は、打音ハンマー１０Ｂの更なる応用例を示す斜視図である。また、図１８は、図１７に示す打音ハンマー１０Ｂを用いて、ボルト１００Ｂの緩みや破断を判断する際に、ボルト１００ＢのＩＣタグ１１０と通信を行う際のイメージを示す側面図である。なお、図１７および図１８では、ボルト１００Ｂのネジ部の先端が、締結の対象物から突出している状態が示されているものの、ボルト１００Ｂの頭部は、締結の対象物の裏面側に位置しているので、図示はされていない。また、図１７および図１８では、締結の対象物の表面側において、ボルト１００Ｂのネジ部にナット１２０Ｂが捻じ込まれている状態が示されている。

ＩＣタグ１１０が、導電路５０Ｂからヘッド２０Ｂを経てボルト１００Ｂに伝わる高周波電流（不図示）で動作する高感度タイプのＩＣタグである場合には、タグ検出部３０やアンテナ部４０に近接しないで、ヘッド２０Ｂをボルト１００Ｂに直接タッチさせて高周波電流を流すことにより、通信することができる。

この打音ハンマー１０Ｂでは、ヘッド２０Ｂに切欠部２１Ｂが設けられている。切欠部２１Ｂは、その内部にボルト１００Ｂを位置させて、いわばボルト１００Ｂを引っ掛けることを可能としている。それにより、ボルト１００ＢのＩＣタグ１１０との通信を行う際に、その位置決めを容易に行うことができる。

また、図１９は、検出用器具１０としての六角レンチ１０Ｃを示す斜視図である。図２０は、六角レンチ１０Ｃのうち、タグ検出部３０が取り付けられている先端側を拡大して示す側断面図である。この六角レンチ１０Ｃは、検査対象物１００としての六角ボルト１００Ｃに先端側の嵌合部２０Ｃが嵌合する。そして、六角レンチ１０Ｃを回転させることで、六角ボルト１００Ｃを締め付けたり緩めたりすることが可能となっている。このため、先端側の嵌合部２０Ｃは、作用部２０に相当する。

図１９に示すように、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられているが、六角レンチ１０Ｃの金属製の本体部５０Ｃの形状に合わせて、適宜曲げられている。かかるアンテナ部４０が、六角レンチ１０Ｃの側面部に露出する状態で取り付けられている。

ここで、六角レンチ１０Ｃの金属製の本体部５０Ｃは、通信路５０として機能する部分である。そのため、アンテナ部４０は、金属製の本体部５０Ｃと接触しない状態にする必要があるので、金属製の本体部５０Ｃの側面に長細いスリット状溝５１を形成し、そのスリット状溝５１に樹脂等の絶縁部材５２を配置し、その絶縁部材５２を介してアンテナ部４０が取り付けられている。

また、本体部５０Ｃの先端側には、凹部５３が設けられていて、この凹部５３にはタグ検出部３０が取り付けられている。ただし、金属製の本体部５０Ｃと直接接触するのを防ぐため、凹部５３に樹脂等の絶縁部材５４を配置し、その絶縁部材５４を介してタグ検出部３０が取り付けられている。また、タグ検出部３０は、金属製の本体部５０Ｃに対して接続点Ｐを介して電気的に接続されている。

このような六角レンチ１０Ｃを用いる場合、検査対象物１００としての六角ボルト１００Ｃを締結する際に、六角ボルト１００ＣのＩＣタグ１１０（図示省略）と通信を行うことが可能となり、通信を行った特定の六角ボルト１００Ｃに関する情報が、リーダ装置２００側に送信される。

図２１は、図１９とは異なる信号中継部１１の取付態様の六角レンチ１０Ｃを示す図であり、（ａ）は部分的な断面を示す側面図、（ｂ）は底面図である。この図２１（ａ）、（ｂ）に示す構成では、本体部５０Ｃの先端側に凹部５３が設けられていて、この凹部５３にタグ検出部３０を配置して、タグ検出部３０が絶縁部材５４で埋め込まれるようにして固定する。また、金属製の本体部５０Ｃの先端側には、渦電流を防止するための切欠５７が形成されている。なお、タグ検出部３０のコイルからは、その一端から延伸する導線と、もう一端から延伸する導線という、２本の導線が非接触で絡み合いながら溝部５５内を這って進む。コイルの一端から延伸する導線は、溝部５５の側面に接続点Ｐを介して電気的に接続される。コイルのもう一端から延伸する導線は、アンテナ部４０に連続してつながるように配線され、絶縁部材５２で固定される。

図２２は、図２１に示すアンテナ部４０の構造の詳細を説明するための側面図である。図２２においては、信号中継部１１のアンテナ部４０が九十九折（つづら折）形状に設けられ、そのアンテナ部４０が溝部５５に埋め込まれている。なお、溝部５５には、樹脂を材質とする絶縁部材５２が充填され、さらにアンテナ部４０全体を絶縁部材５６で覆うことで、アンテナ部４０が保持されている。図２２に示す構成では、アンテナ部４０は、外部から見えるように露出している状態が示されている。ここで、アンテナ部４０はストレート形状ではなく、九十九折形状に設けられている。そのため、アンテナ部４０の九十九折部分では、スリット状溝５１の幅が広く設けられている。

なお、図２１（ａ）に示すように、タグ検出部３０の接続点Ｐは、溝部５５の内部で六角レンチ１０Ｃの金属製の本体と電気的に接続されている。

図２３は、図１９および図２２とは異なる信号中継部１１の取付態様の六角レンチ１０Ｃを示す図であり、（ａ）は部分的な断面を示す側面図、（ｂ）は底面図である。この図２３に示す構成では、六角レンチ１０Ｃのボルトとの嵌合部２０Ｃの機械的強度を高めるための工夫が施されている。すなわち、六角レンチ１０Ｃを用いて、六角ボルト１００Ｃを捻じ込む場合、溝部５５のような切欠部を六角レンチ１０Ｃの側面に設けると、機械的強度が低下してしまう場合も考えられる。

そこで、図２３に示す構成では、六角レンチ１０Ｃには、貫通孔５８が設けられている。具体的には、六角レンチ１０Ｃの底面側（六角ボルト１００Ｃの六角穴に入り込む面側）の凹部５３から、六角レンチ１０ＣのＬ字状の曲がり部に到達するように、貫通孔５８が設けられている。この貫通孔５８は、六角レンチ１０Ｃの中心部分（断面六角形の中心）を貫くように設けられている。そして、この貫通孔５８の内部に、アンテナ部４０の一部を配置し、その貫通孔５８に樹脂を材質とする絶縁部材５２が充填されることで、アンテナ部４０の一部が保持されている。

なお、図２３（ａ）、（ｂ）に示す構成では、タグ検出部３０の接続点Ｐは、凹部５３のいずれの場所でも良いが、例えば図２３（ｂ）では凹部５３近傍の切欠５７の内部にて、六角レンチ１０Ｃの金属製の本体と電気的に接続点Ｐで接続されている。

図２４は、図２３に示すアンテナ部４０の構造の詳細を説明するための側面図である。図２４においては、貫通孔５８の開口端部が示されている。そして、アンテナ部４０は、この開口端部から引き出されているが、そのアンテナ部４０は、絶縁部材５６で覆われている。なお、引き出されたアンテナ部４０は、六角レンチ１０Ｃの金属製の本体とは接触しない状態で、その外周側で九十九折に折り曲げられ、その九十九折の状態を維持しながら、絶縁部材５６で覆われている。

なお、タグ検出部３０は、図２１で説明したのと同様に、絶縁部材５６で覆われる状態で凹部５３に配置されているので、その詳細についての説明は省略する。

このように構成することで、貫通孔５８は、六角レンチ１０Ｃの金属部分によって、特に嵌合部２０Ｃの全周が覆われた構成を実現可能となる。そのため、六角レンチ１０Ｃがタグ検出部３０およびアンテナ部４０を取り付けていながらも、機械的強度を確保可能となる。なお、貫通孔５８は、六角レンチ１０Ｃの中心から多少ずれた位置に設けられていても良い。

また、上述した図２１から図２４に示す六角レンチ１０Ｃを用いる場合、ストレート形状のアンテナ部４０ではなく、九十九折形状のアンテナ部４０を用いることができるので、リーダ装置２００との間での通信可能な距離を大きくすることが可能となる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態においては、リーダ装置２００は、検出用器具１０とは別途の部位に存在するものとしている。しかしながら、リーダ装置２００は、検出用器具１０と一体的に設けられる構成を採用しても良い。たとえば、図１３に点線で示したように一体的に装着できるように構成してもよい。この場合、指示棒１０Ａにおいて、リーダ装置２００を把持部８０Ａに取り付けるように構成しても良い。

また、上述の実施の形態では、図７に示すように、延長導体部７０は、通信路５０に対して、互いに近接対向することで、コンデンサと同様な電磁結合を生じさせている。しかしながら、電磁結合は、たとえばコンデンサ方式ではなくトランス方式で実現するようにしても良い。なお、トランス方式やコンデンサ方式においては、必要に応じて、位相を調整する位相調整用の回路を用いるようにしても良い。

また、上述の実施の形態においては、ＲＦＩＤ通信にて用いられるＵＨＦ帯の周波数として９２０ＭＨｚが挙げられている。しかしながら、ＲＦＩＤ通信にて用いられるＵＨＦ帯の周波数としては、たとえば８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚの帯域であれば、どのような周波数であっても良い。また、ＲＦＩＤ通信にて用いられる周波数としては、ＵＨＦ帯の周波数には限られず、２．４５ＧＨｚを中心とする周波数であっても良く、４３３ＭＨｚを中心とする周波数であっても良く、その他の周波数であっても良い。

１０…検出用器具、１０Ａ…指示棒、１０Ｂ…打音ハンマー、１０Ｃ…六角レンチ、１０Ｓ…指示棒、１１…信号中継部、２０…作用部、２０Ｂ…ヘッド、２０Ｃ…嵌合部、２１Ｂ…切欠部、３０…タグ検出部、４０…アンテナ部、５０…通信路、５０Ａ…伸縮ポール部、５０Ｂ…導電路、５０Ｃ…本体部、５０Ｓ…同軸ケーブル、５１…スリット状溝、５２，５４…絶縁部材、５３…凹部、５５…溝部、５６…絶縁部材、５７…切欠、５８…貫通孔、６０…保護カバー、６０Ａ…先端取付部、６１…取付部材、７０…延長導体部、８０Ａ…把持部、８０Ｂ…柄部、８１…トリガレバー、８２…アンテナ部、１００…検査対象物、１００Ａ，１００Ｂ…ボルト、１００Ｃ…六角ボルト、１１０…ＩＣタグ、２００…リーダ装置、Ｍ１，Ｍ２…マーキング、Ｓ１〜Ｓ４…感度領域

Claims (7)

1. 検査対象物に設けられているＩＣタグを検出するための検出用器具であって、
   外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路と、
   前記通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、前記ＩＣタグを前記高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部と、
   前記タグ検出部に対して電気的に接続されると共に前記通信路に対して電気的に非接触であり、前記高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部と、
   前記検査対象物に対して作用を行う作用部と、
   を備えることを特徴とする検出用器具。
2. 請求項１記載の検出用器具であって、
   前記アンテナ部は、複数回折り返された九十九折形状に設けられている、
   ことを特徴とする検出用器具。
3. 請求項１記載の検出用器具であって、
   前記アンテナ部は、ストレート形状に設けられていて、かつ前記通信路に対向するように設けられている、
   ことを特徴とする検出用器具。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の検出用器具であって、
   前記タグ検出部に連続するように延長導体部が設けられていると共に、この延長導体部は、前記通信路に対して非接触の状態で対向して対向部位を形成し、前記高周波電流が流れる場合には、この対向部位で電磁結合を生じさせる、
   ことを特徴とする検出用器具。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の検出用器具であって、
   前記作用部は、指示棒における対象物を指し示す先端取付部である、
   ことを特徴とする検出用器具。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の検出用器具であって、
   前記作用部は、打音ハンマーにおけるヘッドである、
   ことを特徴とする検出用器具。
7. 請求項１から４のいずれか１項に記載の検出用器具であって、
   前記作用部は、六角レンチにおける先端側の嵌合部である、
   ことを特徴とする検出用器具。