JP2020130063A - 環状ｒｆタグ体 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナを生き物に巻くことを前提に設計したＲＦタグを提供する。【解決手段】本発明に係る環状ＲＦタグ体１は，環状ＲＦタグ体１そのものを動物などの生き物に巻くことを前提として設計されたＲＦタグで，生き物に巻かれた状態で環状を形成する補助アンテナ１０と，環状を形成した補助アンテナ１０と磁界結合する位置に配置されＩＣチップ１１０と接続している環状の給電アンテナ１１を備えている。本発明に係る環状ＲＦタグ体１は，翼帯や鼻環に適用でき，更には，シールラベルの形態にすることもできる。【選択図】図１

Description

本発明は，無線による個体識別で使用するＲＦタグに関する発明である。

従来，動物などの生き物の個体識別では，個体識別番号を印字または刻印した個体識別標（例えば，耳標，脚帯や翼帯）が使用されていたが，ＲＦタグが普及したことを受けて，ＲＦタグを使用した無線による生き物の個体識別が行われている（例えば，特許文献１）。

生き物の個体識別に使用する様々なＲＦタグが既に開示されている。牛や豚などの家畜の耳に装着する耳標に係る従来のＲＦタグはネームタグの態様をなしており，ネームタグのプレート部分にアンテナやＩＣチップを内蔵させている（例えば，特許文献２，３）。また，鶏の脚に装着する脚帯（脚環とも言う）に係る従来のＲＦタグは，鶏の脚と脚帯の間に通して装着する結束バンドの態様をなしている（例えば，特許文献４）。また，鶏の翼に装着する翼帯に係るＲＦタグは，羽に引っ掛る鉤爪突起を設けた帯状輪体から吊下げた取付け片に取付けられた態様をなしている（例えば，特許文献５）。更に，ペットなどの動物の体内に埋め込んで装着する従来のＲＦタグは，ＩＣチップとアンテナを実装したシート状のインレットを樹脂性の可撓性素材からなる棒材の外周に貼付し，その上から樹脂性の生体親和性素材からなるカバーで覆った態様をなしている（例えば，特許文献６）。

特開平８−３３６３３８号公報 特開平７−３０６２６５号公報 特開２０１０−１８７６１０号公報 実用新案登録第３１５６０８７号公報 特開２００９−７２１６６号公報 特開２００８−４３３０２号公報

脚帯や翼帯など個体識別標は生き物に巻いて利用するものが多いが，生き物の個体識別に使用する従来のＲＦタグは，アンテナを生き物に巻くことを前提に設計されていなかった。そこで，本発明は，アンテナを生き物に巻くことを前提に設計したＲＦタグを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１発明は，生き物に巻かれた状態で環状を形成する補助アンテナと，環状を形成した前記補助アンテナと磁界結合する位置に配置されＩＣチップと接続している環状の給電アンテナを備え，前記補助アンテナの周長を動作周波数の波長以下とし，前記給電アンテナの周長に対する前記補助アンテナの周長の比を３倍から１０倍未満にしたことを特徴とする環状ＲＦタグ体である。第１発明に係る環状ＲＦタグ体は，補助アンテナを生き物に巻くことを前提に設計されている。

更に，第２発明は，第１発明に記載した環状ＲＦタグ体において，一か所を分離させた前記補助アンテナの少なくとも一方の端側に，他方の端側と電気的に結合した状態で連結する連結要素を設け，前記連結要素により，環状を形成していない状態から環状を形成した状態に前記補助アンテナの状態を切り替えられるようにしたことを特徴とする。第２発明は，生き物に巻き易くするため，環状を形成していない状態から環状を形成した状態に前記補助アンテナの状態を切り替えられるようにした発明である。

更に，第３発明は，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体において，前記連結要素を設けた前記補助アンテナとして，一方の端側に差込片を設け他方の端側に差込口を設けた金属製の翼帯を備え，前記補助アンテナとして機能させる前記翼帯と磁界結合させるために，前記給電アンテナをシールラベル化し，前記給電アンテナの一部または全てが前記翼帯の外側に突出するように前記翼帯に貼り付けたことを特徴とする。第３発明は，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体を翼帯に適用した発明である。

更に，第４発明は，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体において，前記連結要素を設けた前記補助アンテナとして，一方の端側にワイヤー端子を設け他方の端側に前記ワイヤー端子のロック機構を設けた金属製のワイヤーを有する鼻環を備え，前記補助アンテナとして機能させる前記鼻環の前記ワイヤーと磁界結合させるために，前記給電アンテナを前記ロック機構に内蔵させたことを特徴とする。第４発明は，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体を鼻環に適用した発明である。

更に，第５発明は，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体において，一か所を分離させた前記補助アンテナの形状をなしている帯状導体と，シート材を介して前記帯状導体と対向するように配置した前記給電アンテナを備え，環状を形成するときに端側を重ねる重ね部を一方の端側に設けたシールラベルの構成にしたことを特徴とする。第５発明は，プラスチック製の個体識別標に貼ることができるように，第２発明に記載した環状ＲＦタグ体をシールラベル化した発明である。

本発明に係る環状ＲＦタグ体は，生き物の巻いた状態で動作するように， ループアンテナの原理を利用して設計されている。

環状ＲＦタグ体の基本構成を説明する図。 第１態様に係る環状ＲＦタグ体を説明する図。 第２態様に係る環状ＲＦタグ体を説明する図。 第３態様に係る環状ＲＦタグ体を説明する図。

ここから，本発明に係る実施形態について記載する。本実施形態は，本発明の理解を容易にするためのものであり，本発明は，本実施形態に限定されるものではない。また，特に断りのない限り，図面は，本発明の理解を容易にするために描かれた模式的な図である。

図１は，本実施形態に係る環状ＲＦタグ体１の基本構成を説明する図である。本実施形態に係る環状ＲＦタグ体１は，環状ＲＦタグ体１そのものを動物などの生き物に巻くことを前提として，ループアンテナの原理を適用したＵＨＦ帯のＲＦタグで，生き物に巻かれた状態で環状を形成する補助アンテナ１０と，環状を形成した補助アンテナ１０と磁界結合する位置に配置されＩＣチップ１１０と接続している環状の給電アンテナ１１（カップリングアンテナ）を備えている。

環状になっている補助アンテナ１０は，リーダライタが発する電波（電磁波）を受信するアンテナ素子になり，給電アンテナ１１は，環状の補助アンテナ１０と電磁結合し，環状の補助アンテナ１０が発生する磁界を利用してＩＣチップ１１０に供給する高周波の電力を発生するアンテナ素子になる。なお，電波の受信効率を高めるため，補助アンテナ１０は線状ではなく帯状になっている。

ループアンテナの原理からすると，ＲＦタグとして実用上の支障が起きない範囲で，補助アンテナ１０の周長は，環状ＲＦタグ体１が利用する動作周波数の波長以下になり，給電アンテナ１１の周長は，補助アンテナ１０の周長より短くなる。本実施形態では，給電アンテナ１１の周長に対する補助アンテナ１０の周長の比は３倍から１０倍未満が好適で，これは，補助アンテナ１０の周長が，給電アンテナ１１の周長の３倍から１０倍未満であることを意味している。

動物などの生き物に巻いた状態で取り付けることを前提にしている都合上，図１で図示した補助アンテナ１０は，生き物に巻く前は環状を形成していないことが望ましい。そこで，図１では，一か所を分離させた補助アンテナ１０の少なくとも一方の端側に，他方の端側と電気的に結合した状態で連結する連結要素１０１を補助アンテナ１０に設け，連結要素１０１により，環状を形成していない状態から環状を形成した状態に補助アンテナ１０の状態を切り替えられるようにしている。

ＩＣチップ１１０と接続している給電アンテナ１１は，環状を形成した補助アンテナ１０と磁界結合する位置に配置することが必要になるが，補助アンテナ１０を生き物に巻く都合上，補助アンテナ１０を生き物に巻くときの邪魔にならないように給電アンテナ１１の配置位置を決定することも必要である。図１では，環状を形成した補助アンテナ１０の内側に生き物の部位（例えば，脚）があることを想定し，環状を形成した補助アンテナ１０の淵の近傍に給電アンテナ１１を配置している。

本実施形態に係る環状ＲＦタグ体１の具体的な態様は，環状ＲＦタグ体１を適用する個体識別標で変わるため，ここから，本実施形態に係る環状ＲＦタグ体１の具体的な態様についていくつか例示する。

環状ＲＦタグ体１に係る第１態様は，環状ＲＦタグ体１を適用する個体識別標を，鳥５ａの羽に巻く金属製の翼帯２０とした態様である。図２は，第１態様に係る環状ＲＦタグ体２を説明する図で，図２（ａ）では，第１態様に係る環状ＲＦタグ体２の外観を図示し，図２（ｂ）では，給電アンテナの構造を図示し，そして，図２（ｃ）では，鳥５ａに巻いた状態の第１態様に係る環状ＲＦタグ体２を図示している。

図２（ａ）で図示したように，第１態様に係る環状ＲＦタグ体２は，連結要素１０１を設けた補助アンテナ１０として，一方の端側に差込片２０１を設け他方の端側に差込口２０２を設けた金属製の翼帯２０を備え，補助アンテナ１０として機能させる翼帯２０と磁界結合させるために，給電アンテナ２１をシールラベル化し，給電アンテナ２１を実装したシールラベル２１ａを，給電アンテナ２１の一部が翼帯２０から突出するように翼帯２０に貼り付けた構造になっている。

図２（a）に図示したように，鳥５ａの羽に巻き付ける金属製の翼帯２０は，略長方形の金属板で，翼帯２０の端側に設けられ差込片２０１と差込口２０２が連結要素１０１として機能する。

図２（ｂ）で図示したように，給電アンテナ２１をシールラベル化したシールラベル２１ａは，表面になる表面シート２１２と，表面シート２１２の裏面に積層した第１粘着層２１３と，給電アンテナ２１とこれと接合するＩＣチップ２１０を少なくとも実装したインレイシート２１１と，インレイシート２１１の裏面側に積層した第２粘着層２１４を順に積層させた構成になっている。図２（ｂ）おいて，シールラベル２１ａを翼帯２０に貼り付けるための粘着層は第２粘着層２１４になる。インレイシート２１１の裏面全面に設けなくても，翼帯２０に貼り付けるシールラベル２１ａの部分にのみ第２粘着層２１４を設けておくことができる。また，表面シート２１２やインレイシート２１１は，翼帯２０から突出した部分が容易に折れ曲がられない程度の剛性を有している。

図２（ｃ）で図示したように，第１態様に係る環状ＲＦタグ体２は，鳥５ａの翼に翼帯２０を巻いた後，翼帯２０の一方の端側に設けられた差込片２０１を，翼帯２０の他方の端側に設けられた差込口２０２に挿入することで鳥５ａの翼に取りけられる。翼帯２０は金属製であるため，差込口２０２に挿入した差込片２０１の先端を折るなどして差込片２０１を差込口２０２に係止すると，差込片２０１と差込口２０２が接触して翼帯２０の両端は接点結合し，かつ，翼帯２０の形状は環状を形成する。

図１では，給電アンテナ１１の環状面と補助アンテナ１０の環状面は平行になっているが，給電アンテナ１１の環状面が，補助アンテナ１０の環状面に対して垂直になっていても，給電アンテナ１１は，補助アンテナ１０が発生する磁界を受信することができるため，第１態様に係る環状ＲＦタグ体２では，シールラベル２１ａを，給電アンテナ２１の一部が突出するように翼帯２０に貼り付けている。

環状ＲＦタグ体１に係る第２態様は，環状ＲＦタグ体１を適用する個体識別標を，牛５ｂの鼻に巻く鼻環３０ａとした態様である。図３は，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３を説明する図で，図３（ａ）では，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３の外観を図示し，図３（ｂ）では，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３におけるロック機構３０２を図示し，そして，図３（ｃ）では，牛５ｂに巻いた状態の第２態様に係る環状ＲＦタグ体３を図示している。

図３（ａ）で図示したように，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３は，連結要素１０１を設けた補助アンテナ１０として，一方の端側にワイヤー端子３０１を設け他方の端側にワイヤー端子３０１のロック機構３０２を設けた金属製のワイヤー３０を有する鼻環を備え，補助アンテナ１０として機能させる鼻環３０ａのワイヤー３０と磁界結合させるために，給電アンテナ２１をロック機構３０２に内蔵させた構成になっている。

図３（ｂ）に図示したように，ロック機構３０２は，ワイヤー端子３０１が挿入される金属製の差込口３０２ａを有し，差込口３０２ａは，ワイヤー端子３０１と反対側になるワイヤー３０の端と電気的に接続しており，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３では，ワイヤー端子３０１とロック機構３０２が連結要素１０１として機能する。差込口３０２ａに挿入されたワイヤー端子３０１をロックする仕組みは任意に決定できるが，図３（ｂ）では，差込口３０２ａに差し込まれたワイヤー端子３０１のロックにネジ３０２ｂを利用している。

図３（ｃ）で図示したように，第２態様に係る環状ＲＦタグ体３は，牛５ｂの鼻孔に開けた孔にワイヤー端子３０１を通し，孔を通したワイヤー端子３０１をロック機構３０２の差込口３０２ａに差し込んでロックすることで，巻いた状態で牛５ｂの鼻孔に取り付けられる。ワイヤー端子３０１をロック機構３０２の差込口３０２ａに挿入して係止すると，ワイヤー端子３０１とロック機構３０２の差込口３０２ａが接触してワイヤー３０の両端が接点接合し，かつ，ワイヤー３０は環状を形成する。

第２態様に係る環状ＲＦタグ体３では，補助アンテナ１０として機能させる鼻環３０ａのワイヤー３０と磁界結合させるため，ワイヤー３０が形成した環状の外側に給電アンテナ３１の一部またはすべてが突出するように，ＩＣチップ３１０を接続させた給電アンテナ３１をロック機構３０２に内蔵させている。

環状ＲＦタグ体１に係る第３態様は，環状ＲＦタグ体１をシールラベル化した態様である。図４は，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４を説明する図で，図４（ａ）では，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の外観を図示し，図４（ｂ）では，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の構造を図示し，図４（ｃ）では，脚帯５ｄに巻いた状態の第３態様に係る環状ＲＦタグ体４を図示している。

図４（ａ）で図示したように，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４は，一か所を分離させた補助アンテナ１０の形状をなしている帯状導体４０と，シート材を介して帯状導体４０と対向するように配置しＩＣチップ４１０が接続している給電アンテナ４１を備え，環状を形成するときに端側を重ねる重ね部４８を一方の端側に設けたシールラベルの構成になっている。

第３態様に係る環状ＲＦタグ体４は，動物に装着した非金属製（プラスチック製）の個体識別標の上に巻いて利用される。図４（ａ）に図示したように，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の形状は長方形で，長手方向の長さを個体識別標の周方向の長さよりも長くすることで，環状を形成するときに端側を重ねる重ね部４８を一方の端側（（図４（ａ）では，右側）に設けている。また，一か所で分離させた補助アンテナ１０の形状をなしている帯状導体４０は，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の長手方向に延設している。

図４（ｂ）で図示したように，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４は，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の表面になる表面シート４４と，表面シート４４の裏面全面に積層した第１粘着層４５と，給電アンテナ４１とこれと接合するＩＣチップ４１０を少なくとも実装したインレイシート４２と，インレイシート４２の裏面全面に積層した第２粘着層４３と，帯状導体４０を少なくとも実装した裏面シート４６と，裏面シート４６の裏面側に積層した第３粘着層４７を順に積層させた構造になっている。なお，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４では，第３粘着層４７が個体識別標に貼り付けるための粘着層になる。

図４（ｃ）では，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４を巻く非金属製の個体識別標を鳥５ｃの脚に巻くプラスチック製の脚帯５ｄとし，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４を，重ね部４８を反対側の端側と重ねた状態で脚帯５ｄの上に巻くことで，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４は環状を形成している。また，重ね部が４８重なっている箇所に実装されている帯状導体４０はシート材（インレイシート４２と裏面シート４６）を少なくとも挟んで対向してコンデンサを形成するため，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４の両端は容量接合する。

また，第３態様に係る環状ＲＦタグ体４では，環状を形成した帯状導体４０と磁界結合させるため，帯状導体４０の外側に給電アンテナ４１の一部が突出するように，インレイシート４２と第２粘着層４３を挟んで帯状導体４０と対向させた状で給電アンテナ４１を配置している。

１ 環状ＲＦタグ体
１０ 補助アンテナ
１０１ 連結要素
１１ 給電アンテナ
１１０ ＩＣチップ
２ 第１態様に係る環状ＲＦタグ体
２０ 翼帯
２０１ 差込片
２０２ 差込口
２１ａ シールラベル
２１ 給電アンテナ
２１０ ＩＣチップ
３ 第２態様に係る環状ＲＦタグ体
３０ａ 鼻環
３０ ワイヤー
３０１ ワイヤー端子
３０２ ロック機構
３０２ａ 差込口
４ 第３態様に係る環状ＲＦタグ体
４０ 帯状導体
４１ 給電アンテナ
４１０ ＩＣチップ
４２ インレイシート
４６ 裏面シート

Claims (5)

1. 生き物に巻かれた状態で環状を形成する補助アンテナと，環状を形成した前記補助アンテナと磁界結合する位置に配置されＩＣチップと接続している環状の給電アンテナを備え，前記補助アンテナの周長を動作周波数の波長以下とし，前記給電アンテナの周長に対する前記補助アンテナの周長の比を３倍から１０倍未満にしたことを特徴とする環状ＲＦタグ体。
2. 一か所を分離させた前記補助アンテナの少なくとも一方の端側に，他方の端側と電気的に結合した状態で連結する連結要素を設け，前記連結要素により，環状を形成していない状態から環状を形成した状態に前記補助アンテナの状態を切り替えられるようにしたことを特徴とする，請求項１に記載した環状ＲＦタグ体。
3. 前記連結要素を設けた前記補助アンテナとして，一方の端側に差込片を設け他方の端側に差込口を設けた金属製の翼帯を備え，前記補助アンテナとして機能させる前記翼帯と磁界結合させるために，前記給電アンテナをシールラベル化し，前記給電アンテナの一部または全てが前記翼帯の外側に突出するように前記翼帯に貼り付けたことを特徴とする，請求項２に記載した環状ＲＦタグ体。
4. 前記連結要素を設けた前記補助アンテナとして，一方の端側にワイヤー端子を設け他方の端側に前記ワイヤー端子のロック機構を設けた金属製のワイヤーを有する鼻環を備え，前記補助アンテナとして機能させる前記鼻環の前記ワイヤーと磁界結合させるために，前記給電アンテナを前記ロック機構に内蔵させたことを特徴とする，請求項２に記載した環状ＲＦタグ体。
5. 一か所を分離させた前記補助アンテナの形状をなしている帯状導体と，シート材を介して前記帯状導体と対向するように配置した前記給電アンテナを備え，環状を形成するときに端側を重ねる重ね部を一方の端側に設けたシールラベルの構成にしたことを特徴とする，請求項２に記載した環状ＲＦタグ体。