JP2022041006A - Ｒｆタグ及びｒｆタグ取付体 - Google Patents

Abstract

【課題】送受信時の電磁波の偏波の向き及びリーダライタとＲＦタグとの位置関係（ＲＦタグの取付け時の姿勢及び傾き）の制約を受けることがなく、リーダライタのアンテナとＲＦタグのアンテナの偏波面が一致しなくても、リーダライタと確実に通信を行うことができ、読漏らし（読取エラー）を防止することができる通信の信頼性に優れたＲＦタグ及びＲＦタグ取付体を提供する。【解決手段】管理対象物に取付けられてリーダライタと通信を行うＲＦタグ１０が、薄板状に形成され、円弧状に湾曲されて使用される。【選択図】図３

Description

本発明は、ＲＦＩＤ技術を利用した管理対象物のトラッキング（追跡）手段等に用いられるＲＦタグ及びＲＦタグ取付体に関する。

現在、自動車製造ライン等におけるトラッキング手段として、パッシブ型のＲＦタグを用いたＲＦＩＤ技術へのニーズが高まってきている。ＲＦＩＤでは、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リーダライタ（図示せず）のアンテナ３０とＲＦタグ３１との間で電磁波（電波）を送受信することにより、両者の間で情報のやり取り（データの読み取りと書き込み）を行うが、この電磁波には、電界が一定方向に振動しながら空間を伝搬する直線偏波（図５（Ａ）参照）と、電界が一定振幅で回転しながら空間を伝搬する円偏波（図５（Ｂ）参照）があり、送信側と受信側とでアンテナの偏波面を一致させることにより、良好な通信を行うことができる（図５（Ａ）、（Ｂ）の丸印の配置）。しかし、送信側と受信側とでアンテナの偏波面のずれ（傾き）が発生すると、受信効率が低下し、最悪の場合は通信不能となる（図５（Ａ）、（Ｂ）の二点鎖線で囲まれた配置）。特に、直線偏波では、電界の振動方向が一方向であるため、図５（Ａ）に示すように、送信側と受信側のアンテナの偏波面の配置（位置関係）に制約を受け易い。従って、平板状のＲＦタグ３１を紐で吊下げて使用するような場合、作業者のＲＦタグ３１の取付け方によっては、ＲＦタグ３１が大きく傾いて送信側と受信側とでアンテナの偏波面にずれ（不一致）が生じ、読漏らし（読取エラー）が発生するおそれがある。このような読漏らしが発生した場合には、ＲＦタグ３１を取付け直す（ＲＦタグ３１の向きを調整する）必要があり、作業者の負担が増加すると共に、生産ロス（生産効率の低下）にも繋がっていた。そこで、例えば、特許文献１では、所定の基準位置に位置しＩＣタグ（ＲＦタグ）の取付位置に向けて電波を送受信するアンテナと、アンテナの電波放射方向が変化するように、アンテナを基準位置から移動させるアンテナ移動装置と、ＩＣタグの情報を読み書きするＩＣタグリーダライタと、アンテナ移動装置とＩＣタグリーダライタを制御する制御装置とを備えたＩＣタグ読取装置が提案されている。

特開２０１０－１２２９４１号公報

しかしながら、特許文献１では、電波放射方向が変化するようにアンテナを移動させるためのアンテナ移動装置を必要とし、部品点数が増え、構成が複雑化するだけでなく、ＩＣタグの情報を読み書きする度に、アンテナを移動させなければならず、読み書きに要する時間が増大し、生産性が低下するという課題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、送受信時の電磁波の偏波の向き及びリーダライタとＲＦタグとの位置関係（ＲＦタグの取付け時の姿勢及び傾き）の制約を受けることがなく、リーダライタのアンテナとＲＦタグのアンテナの偏波面が一致しなくても、リーダライタと確実に通信を行うことができ、読漏らし（読取エラー）を防止することができる通信の信頼性に優れたＲＦタグ及びＲＦタグ取付体を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るＲＦタグは、管理対象物に取付けられてリーダライタと通信を行うＲＦタグであって、
薄板状に形成され、円弧状又は球面状（平面視して半円状）に湾曲されて使用される。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、貼着面が円弧状又は球面状に湾曲した支持体の前記貼着面に貼着されて使用されることが好ましい。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、前記貼着面に貼着される粘着層を有することが好ましい。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、円弧状又は球面状に湾曲されて使用される時に、必要な共振周波数が得られるようにアンテナのパターンが形成されていることが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係るＲＦタグ取付体は、管理対象物に取付けられてリーダライタと通信を行うＲＦタグ取付体であって、
円弧状又は球面状に湾曲した貼着面を有する支持体と、薄板状に形成され、前記貼着面に貼着されたＲＦタグとを有する。

第２の発明に係るＲＦタグ取付体において、前記支持体は円柱状又は球状に形成されていることが好ましい。

第２の発明に係るＲＦタグ取付体において、前記支持体に吊下げ部材が取付けられていることが好ましい。

第１の発明に係るＲＦタグは、薄板状に形成され、円弧状又は球面状に湾曲されて使用されることにより、ＲＦタグの取付け時に、リーダライタに対してＲＦタグが傾いたり、回転したりしても、湾曲したＲＦタグの一部をリーダライタに正対させて通信を維持することができ、リーダライタのアンテナとＲＦタグのアンテナの偏波面が一致していなくても、読漏らし（読取エラー）の発生を効果的に防止することができる。その結果、作業者は、ＲＦタグの取付け時の位置や角度を細かく気にする必要がなくなり、作業者の負担を軽減することができる。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、貼着面が円弧状又は球面状に湾曲した支持体の貼着面に貼着されて使用される場合、ＲＦタグを支持体の貼着面に沿って所定の形状に湾曲させ、その形状を維持することができ、リーダライタとの通信の安定性に優れる。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、貼着面に貼着される粘着層を有する場合、別途、固定手段を必要とすることなく、ＲＦタグを簡単かつ確実に支持体の貼着面に貼着することができ、施工性に優れる。

第１の発明に係るＲＦタグにおいて、円弧状又は球面状に湾曲されて使用される時に、必要な共振周波数が得られるようにアンテナのパターンが形成されている場合、使用時（湾曲時）に通信感度を向上させることができ、リーダライタとの通信の確実性に優れる。

第２の発明に係るＲＦタグ取付体は、円弧状又は球面状に湾曲した貼着面を有する支持体と、薄板状に形成され、貼着面に貼着されたＲＦタグとを有するので、支持体によってＲＦタグを所定の形状に湾曲させて固定することができ、リーダライタのアンテナとＲＦタグのアンテナの偏波面が一致していなくても、リーダライタとＲＦタグとの通信状態を安定的に保つことができる。

第２の発明に係るＲＦタグ取付体において、支持体が円柱状又は球状に形成されている場合、支持体の形状安定性及び生産性に優れ、ＲＦタグの貼着作業を容易に行うことができると共に、使用時（取付け後）に支持体が傾いたり、回転したりしても、リーダライタとＲＦタグとの通信状態を維持することができる。

第２の発明に係るＲＦタグ取付体において、支持体に吊下げ部材が取付けられている場合、吊下げ部材を管理対象物に引っ掛けるだけで簡単に取付け作業を行うことができ、作業性に優れる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るＲＦタグの斜視図であり、（Ｂ）は同ＲＦタグの構造を示す分解斜視図である。 同ＲＦタグの使用状態を示す説明図である。 （Ａ）は同ＲＦタグを備えたＲＦタグ取付体を示す側面図であり、（Ｂ）は同平面図である。 （Ａ）は同ＲＦタグを備えたＲＦタグ取付体の変形例を示す側面図であり、（Ｂ）は同平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ直線偏波及び円偏波に対する従来のシート状（平板状）のＲＦタグの指向性を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示す本発明の一実施の形態に係るＲＦタグ１０は、リーダライタ（図示せず）との間で電磁波（電波）を送受信する（通信を行う）ことにより、両者の間で情報のやり取り（データの読み取りと書き込み）を行うものである。よって、このＲＦタグ１０を例えば自動車製造ライン等を流れる各種部品（製品）等の管理対象物に取付け、ラインに沿って要所に設置されたリーダライタと、ライン上を移動する各管理対象物のＲＦタグ１０との間で適宜、通信を行わせることにより、管理対象物のトラッキング（追跡）を行うことができる。

以下、ＲＦタグ１０の詳細について説明する。
図１（Ａ）に示すシート状（薄板状）のＲＦタグ１０は、図１（Ｂ）に示すように、それぞれが長方形状に形成された基材１１と表層材１２との間に、ＩＣチップ１３とアンテナ１４を備えたアンテナ付きＩＣチップ（インレイ）１５を挟み込んだものである。アンテナ１４は、基材１１の表面に、導電性を有するインクでパターンを印刷して作製することや、蒸着等によりアルミニウム等の金属薄膜を形成しエッチング等でパターン加工して作製することができるが、その作製方法はこれらに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。そして、アンテナの作製方法に応じて、紙（木材パルプを主原料とする一般的な紙以外に、ポリプロピレン等の合成樹脂を主原料とする合成紙を含む）又はポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリルニトリル－ブタジエン－スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の合成樹脂フィルム等を選択し、基材として用いることができるが、基材の材質はこれらに限定されるものではない。また、表層材１２の材質としては、基材１１と同様の紙が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。なお、アンテナ付きＩＣチップ１５の表面全体をＰＥＴ等の合成樹脂フィルムで封止（ラミネート）した上で、表層材１２で覆ってもよい。

基材１１の裏面には粘着層１７を介して剥離紙（台紙）１８が貼り付けられており、使用時に剥離紙１８を剥がすだけで、図２に示すように、ＲＦタグ１０を支持体１９の貼着面２０に貼着することができる。そして、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持体１９の上面中央部に紐等で形成された環状の吊下げ部材２２を取付けることにより、ＲＦタグ取付体２３として、管理対象物（図示せず）の適宜の場所に吊下げて使用することができる。なお、吊下げ部材の取付け位置は、適宜、選択することができる。
このように、ＲＦタグ１０を円弧状に湾曲させて使用することにより、リーダライタに対して、ＲＦタグ１０（支持体１９）が傾いて取付けられたとしても、ＲＦタグ１０の一部をリーダライタと正対させることができ、ＲＦタグ１０とリーダライタとの間で通信を行う際に、偏波の影響を受けることがなく、リーダライタのアンテナとＲＦタグ１０のアンテナ１４の偏波面が一致しないにも関わらず、確実かつ安定した通信を実現して、読漏らし（読取エラー）を防止することができる。なお、ＲＦタグ１０の寸法（縦及び横の長さ）は適宜、選択することができる。

ここで、ＲＦタグ１０とリーダライタとの通信の確実性を左右する要素の１つは、ＲＦタグ１０の共振周波数であり、ＲＦタグ１０とリーダライタとの通信で使用される電磁波（電波）の周波数帯（ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯では８６０～９６０ＭＨｚであり、日本国内での割当ては９２０ＭＨｚ）に合わせて、アンテナ１４のパターンを形成する必要がある。従来のようにＲＦタグ１０をフラット（平坦）な状態で使用する場合、ＲＦタグ１０の近くに共振点に影響を与える金属等がなければ、ＲＦタグ１０の共振周波数ｆは、アンテナ付きＩＣチップ１５のリアクタンスＬとキャパシタンスＣから次式（１）で求められる。
ｆ＝１／２π（ＬＣ）^１／２・・・（１）
これに対し、図２に示すように、ＲＦタグ１０を円弧状（平面視して半円状）に湾曲させた場合、ＲＦタグ１０の長手方向の両端部が対向することにより、アンテナ１４の一側と他側との間にキャパシタンスＣ１が発生すると考えられ、その時のＲＦタグ１０の共振周波数ｆ１は、次式（２）となる。
ｆ１＝１／２π｛Ｌ（Ｃ＋Ｃ１）｝^１／２・・・（２）
従って、ＲＦタグ１０を円弧状に湾曲させて使用することにより、ＲＦタグ１０の共振周波数がｆからｆ１に変化（低下）し、電磁波（電波）の周波数帯とのずれが発生して、通信感度が低下すると考えられる。
そこで、ＲＦタグ１０の湾曲によって増加するキャパシタンスＣ１を考慮して、湾曲時のＲＦタグ１０の共振周波数がｆとなるように、アンテナ１４のパターンを形成することにより、通信感度の低下を防ぐことができ、良好な通信状態が得られる。

なお、アンテナのパターンは本実施の形態に限定されるものではなく、パターン全体の形状、各部の形状及び大きさ（長さ、幅、面積等）は、適宜、選択することができる。
また、ＲＦタグ１０は、円弧状又は球面状に湾曲させて使用することを前提としており、本実施の形態では、円柱状に形成された支持体１９の円弧状に湾曲した外周面を貼着面２０とすることにより、ＲＦタグ１０を円弧状に湾曲させたが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す変形例のＲＦタグ取付体２５のように、球状に形成された支持体２６の球面状に湾曲した表面を貼着面２７として、ＲＦタグ１０を球面状に湾曲させて使用してもよい。このとき、支持体２６の正面側に貼着されたＲＦタグ１０の長手方向と、支持体２６の背面側に貼着されたＲＦタグ１０の長手方向とが、正面視して直交していることにより、ＲＦタグ取付体２５の姿勢（傾き及び回転）の変化が通信感度に与える影響を低減することができ好ましいが、支持体２６の表面（貼着面２７）に貼着するＲＦタグ１０は１枚でもよい。支持体２６が球状に形成されたＲＦタグ取付体２５でも、貼着面２７に貼着されるＲＦタグ１０は、平面視して円弧状（半円状）に湾曲するため、ＲＦタグ取付体２３と同様の作用、効果が得られる。
支持体１９の直径と長さ及び支持体２６の直径は、ＲＦタグ１０の寸法に応じて、適宜、選択することができるが、ＲＦタグ１０の長手方向の寸法（横の長さ）が、支持体１９及び支持体２６の外周の半周分の長さと同程度となるように直径を選択することにより、ＲＦタグ取付体２３（支持体１９）及びＲＦタグ取付体２５（支持体２６）の取付け時の姿勢（傾きや回転）が通信感度の低下に与える影響を効果的に抑えることができる。
なお、ＩＣタグ１０は、リードオンリー型、ライトワンス型、リード・ライト型のいずれでもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、ＲＦタグとしては、電池を内蔵する必要がないパッシブ型のＲＦタグが好適に用いられるが、アクティブ型又はセミアクティブ型のＲＦタグを用いることもできる。また、リーダライタとＲＦタグとの通信にはＵＨＦ帯（特に９２０ＭＨｚ）が好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、従来公知の周波数帯を用いることができ、リーダライタ及びＲＦタグの仕様に応じて、適宜、選択することができる。
支持体の材質としては、塩化ビニル混和物（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の合成樹脂が好適に用いられるが、これらに限定されるものではなく、ＲＦタグの通信感度に影響を与えないものを適宜、選択することができる。なお、ＲＦタグ取付体を吊下げた時の姿勢の安定性から、支持体は円柱状又は球状に形成することが好ましいが、少なくとも貼着面が円弧状又は球面状に湾曲していればよく、支持体を半円柱状、半球状又はその他の形状に形成してもよい。また、支持体は必ずしも中実である必要はなく、中空（例えば円筒状）でもよい。

１０：ＲＦタグ、１１：基材、１２：表層材、１３：ＩＣチップ、１４：アンテナ、１５：アンテナ付きＩＣチップ（インレイ）、１７：粘着層、１８：剥離紙（台紙）、１９：支持体、２０：貼着面、２２：吊下げ部材、２３：ＲＦタグ取付体、２５：ＲＦタグ取付体、２６：支持体、２７：貼着面、３０：リーダライタのアンテナ、３１：ＲＦタグ

Claims (7)

1. 管理対象物に取付けられてリーダライタと通信を行うＲＦタグであって、
   薄板状に形成され、円弧状又は球面状に湾曲されて使用されることを特徴とするＲＦタグ。
2. 請求項１記載のＲＦタグにおいて、貼着面が円弧状又は球面状に湾曲した支持体の前記貼着面に貼着されて使用されることを特徴とするＲＦタグ。
3. 請求項２記載のＲＦタグにおいて、前記貼着面に貼着される粘着層を有することを特徴とするＲＦタグ。
4. 請求項１～３のいずれか１記載のＲＦタグにおいて、円弧状又は球面状に湾曲されて使用される時に、必要な共振周波数が得られるようにアンテナのパターンが形成されていることを特徴とするＲＦタグ。
5. 管理対象物に取付けられてリーダライタと通信を行うＲＦタグ取付体であって、
   円弧状又は球面状に湾曲した貼着面を有する支持体と、薄板状に形成され、前記貼着面に貼着されたＲＦタグとを有することを特徴とするＲＦタグ。
6. 請求項５記載のＲＦタグ取付体において、前記支持体は円柱状又は球状に形成されていることを特徴とするＲＦタグ取付体。
7. 請求項５又は６記載のＲＦタグにおいて、前記支持体に吊下げ部材が取付けられていることを特徴とするＲＦタグ取付体。

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