JP3634382B2 - 電子的物品監視のための防護要素 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのコイル状導電路と、この導電路との間に配置された誘電層を持つコンデンサとを含む、あるいは、少なくとも部分的に重なり合うように誘電層の両側に配置される２つのコイル状導電路（共振回路）を含む電子的物品監視のための防護要素に関する。
これまでは8.2MHzである予め定めた共振周波数で共振するように励振される共振回路は、物品を百貨店における窃盗から保護するために広く受入れられている。この回路は、しばしば、監視下に維持されるべき物品に固定される接着ラベルまたはボール紙タグの肝要な部分である。典型的には、百貨店は、共振回路を検出して、保護された物品が不当な状態で監視区域を通過する時に警報を生じる電子的監視システムを出口地域に据え付けている。共振回路は、顧客が商品の支払いを済ました時に非活動化状態にされる。このことは、物品がいったん購入により正当に取得された後に監視区域を通過すると、警報が生成されるのを阻止する。
勘定カウンタ地域にしばしば据え付けられる非活動化システムは、監視システムで生成されるよりも大きい振幅の共振信号を生成する。共振ラベルは、通常、1.5A/mより大きな電界強度で非活動化される。共振回路に対する種々の非活動化機構が、当技術では公知である。これらの機構は、２つの対向する導電路間の絶縁を破壊して短絡回路を生じること、あるいはある長さの導電路を過負荷に置いてこの導電路を溶断させることにより回路経路を遮断することを含む。非活動化の結果、共振回路の共振特性、即ち共振周波数および（または）「Ｑ」値が、共振ラベルが監視システムにより検出されることを止めるように大きく変更される。
非活動化された共振回路が、例えば商品を折り畳み、包んで運ぶこと、あるいはラベルを、従って共振回路を折り曲げることを含む機械的な操作によって偶然に再活動化され得るという危険が存在する。購入により正当に取得された物品に付けられる共振回路の偶発的な再活動化は警報を生じて、顧客と百貨店の双方にとって困惑をもたらす。
これまで、既に非活動化された共振ラベルの偶発的な再活動化の危険を減じる問題に関係する標準技術は公知ではなかった。共振ラベルの非活動化に関しては、異なる方法が当技術において記載されている。米国特許第4,876,555号およびその対応するヨーロッパ特許第０ 285 559 B1号において、２つの対向するコンデンサ面間の絶縁層に穴を作る針を用いることが堤案されている。この結果、故障がなく恒久的な非活動化機構をもたらすことになる。
米国特許第5,187,466号も、同様に、通常の状況下では破壊され得ない短絡回路によって非活動化可能な共振回路を生成するための方法を記載している。
最初に述べた米国特許第4,876,555号およびその対応ヨーロッパ特許第０ 285 559 B1号に関しては、これに開示された共振回路が誘電体材料の両側に配置されるコンデンサ極板を含むことに注意すべきである。２つのコンデンサ極板間に配置された誘電層は貫通孔を有する。
先に述べた米国特許第5,187,466号においては、誘電体の両側にコンデンサ極板を有し、かつコンデンサ極板が最初に短絡回路とされ、この短絡回路が後で電気的エネルギの印加により溶断される共振回路に適用される方法が記載される。
共振ラベルの非動作化の分野における更に重要であるが偶発的な再活動化の危険を減じることに関係するものではない手法が公知である。この方向に広がる特許群は、とりわけ、ヨーロッパ特許第０ 181 327 B1号、米国特許第4,457,473号および同第4,498,076号を含む。これら特許に記載される発明の共振ラベルは、下記の構成要素、即ち、誘電体として働く基板材料と、平坦な誘電体基板材料の両側における誘電性のコンデンサ極板と、非活動化区域と、前記誘電体材料に載置される共振回路とから成る。これまで、標準技術は、非活動化が良好に生じた後に望ましからざる再活動化を防止する如きものを呈示するものではなかった。
本発明の目的は、再活動化の可能性が減じられる共振回路を堤案することである。
この目的は、交番する磁界による充分に大きな量のエネルギの供給により、対向するコンデンサ極板間あるいはコイル状導電路間に短絡回路が生成され、かつ機械的な負荷により短絡回路（導電路）の破壊、従って防護要素の再非活動化が防止されるように、選択された領域が局部的に強められる、少なくとも１つの選択された領域（望ましい破断区域）に対する誘電体層が提供されることにおいて達成される。
本発明の防護要素の有利な更なる特質によれば、実質的に均一な厚さでかつ付加的な製造上の欠陥（例えば、空気の封入）のない誘電体層が提供される。
更に他の堤案によれば、２つの少なくとも部分的に重なる導電路が使用される場合に、これら導電路が反対方向に巻回され、選択された領域は導電路の外端部に配置される。これは、誘導電圧がその最も高いレベルにある個所である。
本発明の防護の有利な特質においては、誘電体層を選択された領域において他の領域より薄く作ることが堤案される。
代替的な解決法によれば、選択された領域は、誘電体層がこの領域において残りの領域とは異なる物理的または化学的な特性を有することを特徴とする。
本発明の防護要素の有利な更なる特質によれば、誘電体層が少なくとも２つの要素からなる。ちなみに、誘電層の１つの要素の融解点が防護要素に対する製造温度より高いことが特に有利である。更に他の特質によれば、誘電体層の要素が、これら要素を被覆プロセスあるいは積層プロセスのいずれかで作ることを可能にする性質を呈する。
本発明の防護要素の有利な特徴によれば、非活動化が生じる選択された領域が付加的な圧力の印加によって強化される。圧縮が、コンデンサ極板間の結合あるいは少なくとも部分的に重なり合う導電路を強化する。コンデンサ極板あるいは少なくとも部分的に重なり合う導電路を３次元形状に形成することを含む、強化のための圧力形成手法を用いることが有利であることを証明した。この点に関して、強化された結合およびコンデンサ極板または導電路の形成が単一の操作で行われるならば、特に有利である。
共振回路が強い区域の領域、即ち非活動化が生じる区域において折り曲げられあるいは折り畳まれると、共振回路が非活動化個所において曲がり、剪断し、摺動し、あるいは積層剥離する危険が依然として存在する。このことは、共振回路の望ましからざる再活動化を生じることになる。この危険を未然に防ぐために、本発明の更なる特質は、強い区域の両側に弱い区域を設けることを含む。外部の折り曲げモーメントが印加されると、共振回路は、強い区域における折り畳みあるいは破断よりも弱い区域の領域においてはるかに畳まれ易く、あるいは更に破断し易い。従って、この弱い区域は、好ましい破断または折り曲げ区域と呼ぶことができる。
弱い区域を得る１つの試みは、導電路の幅を狭めることを含む。あるいはまた、コイル状導電路間の著しく減じた結合が存在するように、かかる弱い区域における接着層を処理する可能性が存在する。あるいは更に、この弱い区域は導電路に穴をあけることによって作ることができる。
本発明の更に他の有利な特質によれば、上下の導電路間のキャパシタンスがコイルの内端部に集中するように共振回路が構成される。特に、コイルの内端部においては、導電路の重なり領域が大きく、それに比例して大きなキャパシタンスを生じる結果となるが、コイルの外端部における重なり領域は非常に小さくなる。
本発明の装置の更に他の有利な特質においては、２つの導電路間の重なり領域、従って導電路間のキャパシタンスが導電路の内端部に集中することが堤案される。特に、２つの導電路の外端部が小さな領域において重なり合い、導電路の外端部に隣接して重なりのない比較的長い領域が存在する。このトポロジの利点は、上下の導電路の外端部間の重なり領域が導電路間の最高電圧電位点であるため、この重なり領域に非活動化が生じる結果となることである。
従って、非活動化の個所が選択された領域にあることの高い確度が存在する。
本発明については、以降において添付図面に関して更に詳細に説明される。図面において、
図１は、本発明の共振回路の一つの実施の形態の平面図、
図２は、図１の線II−IIに関する断面図、
図３は、２つの部分的に重なるコイル状の導電路に生じる電圧を示す等価電気回路、
図４は、コイル状導電路の外端部領域の平面図、
図５は、上側コイルと誘電体層の上側要素との拡大断面図、
図６は、本発明の共振回路の詳細な断面図、
図７は、強い区域の平面図、
図8aは、適切な工具の断面図、
図8bは、図8aに示された工具の平面図、
図９は、弱い区域を持つ導電路の平面図、
図10は、弱い区域を持つ他の導電路の平面図、
図11aは、下側コイルの形態の平面図、
図11bは、上部コイルの形態の平面図、
図11cは、図11aと図11bに示されたコイルからなる如き共振回路の図、および
図12は、図11cに示された本発明の共振回路の実施の形態の電圧関係を示す等価電気回路である。
図１は、本発明の共振回路６の１つの実施の形態を平面図で示している。図２は、図１の共振回路６を断面図で示している。共振回路６の非活動化は、誘電体層４を介して、アルミニウムから作られることが望ましい２つのコイル状導電路２、３間に短絡回路を作ることによって生じる。監視システムにより例えば放射される如き交番磁界の印加が、共振回路６の２つのコイル状導電路２、３に交流を誘起する。コイル状導電路２、３は、少なくとも部分的に重なり合い、反対方向に巻回されている。従って、上側コイル３の内端部が上側コイル３の外端部に関して正の電位を有するとき、下側コイル２の外端部は下側コイル２の内端部に関して正の電位を有する。従って、２つのコイル状導電路２、３間に誘起された交流電圧が最高レベルにある個所／領域はコイル２、３の端部領域にあることが理解されよう。
図１に示された事例において、上側コイル３は下側コイル２より少ない巻数を有することを考慮すると、最高電圧は上側コイル３の端部とその真下に位置する下側コイル２の領域との間に生成される。
図３は、本発明の共振回路６の有利な更なる特質により使用に適する共振回路６の２つの少なくとも部分的に重なり合うコイル状導電路２、３の異なる領域における電圧の関係を明瞭に示している。
コイル状導電路２、３間の誘電体層４が均一な厚さである先に述べた共振回路６においては、上側コイル３と下側コイル２との端部領域が誘起された電位がその最高レベルにある場所であるので、これら端部領域で非活動化が生じる。電界の強度は小さな半径を持つ面上に集束されるので、図４に示されるように、非活動化は正確にコイル状導電路２、３の端部で生じる。
しかし、誘電体層４が均一な厚さではないか、あるいは製造時の欠陥の結果として容易に生じ得る空気封入部７を含むならば、非活動化はコイル状導電路２、３の色々な領域で生じる。このような製造時の欠陥は、局部的な弱さを生じ、更には誘電体層４における空気封入部７に起因する穴を生じ得る。その結果、電圧電位は局部的な弱い個所の方が上側コイル３と下側コイル２との端部よりも低いが、誘電体層４はこれらの個所で壊れる。電圧電位はコイル状導電路２、３の端部よりも局部的な弱い個所の方が低いので、非活動化短絡回路を作るために利用可能な電気的エネルギは、上側コイル３の端部に非活動化短絡回路を生じるのに必要な電気的エネルギより小さい。
図５は、空気封入部７および面領域における凹凸の形態における製造時の欠陥を呈する誘電体層４の断面を示している。このような製造時欠陥を避けるため、厚さにおいて実質的に均一でありかつ局部的な弱い個所７のほとんどない誘電体層４が更なる特質において構成される。コイル状導電路２、３の端部領域が最も高い誘起電圧およびエネルギの個所であるので、このような均一な誘電体層４は、かかる領域における非活動化を保証する。このような非活動化により生じる短絡回路は、偶発的な再活動化をほとんど生じにくく非常に堅固である。
本発明の共振回路６の有利な更なる特質により、誘電体層４は、上側要素4aと下側要素4bとを含む少なくとも２つの要素4a、4bから成る。下側要素4bは、打ち抜きおよび熱間打ち出しに先立って下側コイル３に添付される。上側要素4aは、下側コイル３に添付される。上側要素4aは、比較的低い融点を持つので、下側コイル３に対する上側コイル２の熱間打ち出しの期間においてホットメルト・タイプの接着剤として働き、２つのコイル状導電路２、３を一緒に接着結合するように働くことを可能にする。誘電体層４の上側要素4aは、上側コイル２の熱間打ち出しの期間において融解する。誘電体層４の下側要素4bは、より高い融点を持つので、上側コイル２における熱間打ち出しの期間において融解しない。誘電体層４の融解しない下側要素4bの均一性は、誘電体層４の厚さの均一性を全面的に改善する。
図６は、２つの要素4a、4bからなる誘電体層４を有する共振回路６の断面を示している。下側要素4bは、下側コイル３を被覆することにより、あるいは、下側コイル３に対して誘電体層４の下側要素4bを積層することによって作ることができる。典型的に、コイル材料（アルミニウム）は幅広のコイルの形態で入手可能であり、誘電体層４の表面の均一性を維持することを可能にし、例えば、空気封入部７により生じる他の欠陥を最小限にすることを可能にする。
誘電体層４が非常に均一で欠陥７が大幅に減少するときでさえ、折り畳みあるいは他の機械的な操作によって短絡回路が破壊され、非活動化短絡回路が誘導エネルギがその最高レベルにある上側導電路の端部にもっぱら生じる危険がある。（このことは、無論、望ましい破断の選択された領域が設けられない場合にのみ妥当する。）２つの金属層の相対的な剪断または摺動、あるいは２つの層の積層剥離が、偶発的な再活動化を生じる結果となり得る。
本発明によれば、共振回路６は、上側コイル２の端部領域において、あるいは処理される領域の区域において、局部的に補強される。強い区域10は、剪断および摺動運動あるいは積層剥離を受けにくい。局部的に補強することによって、２つのコイル状導電路２、３は、局部的に補強された区域10の付近で、しかし区域10内ではない場所でのみ剪断し、摺動し、折り畳み、あるいは積層剥離するので、共振回路６に折り畳みあるいは折り曲げによって課される応力、歪みあるいは負荷を減じることができる。
本発明の共振回路６の有利な更なる特質により、２つのコイル状導電路２、３の一方、この場合は上側コイル２の端部の周囲の区域が、局部区域10に対して付加的な圧力を印加してアルミニウムであることが望ましい該金属が平坦でない形状を取るように形成されることにより補強される。局部的な圧力の印加により、２つのコイル状導電路２、３間、および、下該コイル２と誘電体層４との間に改善された結合が生じる。かかる圧力が予め定めた輪郭を持つ突起（パンチ12）を有する成形具11により加えられるとき、共振回路６の再活動化に対する抵抗性が実質的に改善されるようにコイル状導電路２、３を形成することができる。無論、成形具11は平坦な形態で予め定めた寸法を持ち得ることが理解されよう。
金属の構造的特性に関しては、溝、出っ張りその他の構造に加工された形状を有する金属板片の方が平坦な金属板片よりも曲げを受けにくいことが周知である。ここで、局部的に補強された区域10を作るのに同じ原理が適用される。大きな面領域にわたる共振回路６の折り畳みまたは折り曲げが、強い区域10内ではないがその付近における共振回路６の折り曲げ、折り畳み、剪断あるいは積層剥離を招く。このことは、偶発的な再活動化の危険を低減する。強い区域10の実際の形状は重要ではなく、強い区域10における形成されたコイル状導電路２、３の実際の輪郭も重要ではない。
図７は、上側コイル２の一端部における強い区域10の１つの実施の形態を平面図で示している。
図8aは、強い区域10を作るのに適する成形具11の断面図であり、図8bはその平面図である。
非活動化が起きることが知られかつ慎重に補強された区域である強い区域10の領域で共振回路６が折り曲げられるか折り畳まれる時、共振回路６が曲がり、剪断し、摺動しあるいは積層剥離する危険が依然として存在する。このことは、共振回路６の望ましくない再活動化を生じるおそれがある。この危険を未然に防ぐため、本発明の更なる特質は、強い区域10の両側に弱い区域13を設けることを含む。外部の折り曲げモーメントが加えられる時、共振回路６は弱い区域13の領域において折れ、あるいは破断さえしそうである。従って、弱い区域13は、望ましい折り曲げあるいは破断の区域と呼ばれる。弱い区域13は、図９および図10に示されるように、コイル状導電路２、３の幅を狭めることにより、あるいはコイル状導電路２、３間に著しく弱い結合が存在するように弱い区域13における接着層を適宜に処理することによって、弱く作ることができる。弱い区域13を得る更なる可能性は、コイル状導電路２、３に穴をあけることを含む。
本発明の更に他の特質において、コイル状導電路２、３および共振回路６は、上下の導電路２、３間のキャパシタンスがコイル状導電路２、３の内端部に集中されるように構成される。対応する共振回路６が、図11a、図11bおよび図11cに示される。これらの図から明らかなように、コイル状導電路２、３の内端部では、導電路２、３の重なり領域が大きく、それに比例して大きなキャパシタンスを生じる結果となるが、コイル状導電路２、３の外端部においては重なり点は非常に小さい。
当該構成の等価回路が図12に示される。２つのコイル２、３の外端部においてこれらコイル間に生成される電圧差は、コイル２、３間の他の任意の点におけるよりも著しく大きい。図11cおよび図12を一緒に調べれば、下側の導電路２の外側巻線の大部分が上側の導電路２とは全く重なり合わないことも判る。このため、非活動化が重なりのない部分９に沿って生じる可能性は存在しない。下側コイル３の外側巻線を上側コイル２との重なりの小さな領域が存在する端点からトレースすると、コイル状導電路２、３の重なりが存在し、従って非活動化の可能性が存在する次の点が更に下側導電路２の外側部に沿って更に戻ることが判るであろう。この点は、上下の導電路２、３間に著しく小さい電圧電位を有する。
２つの導電路間の誘電体層４の厚さが完全に均一でなく、あるいは他の弱い箇所７が完全にないわけでなくても、この点においてコイル状導電路２、３間に著しく大きい電位差が存在するので、非活動化が外側の重なりのこの点において生じることになる。
更に他の利点は、コイル状導電路２、３の全長に沿った電位差の分布が均等でないゆえに、コイル状導電路２、３間に非活動化短絡回路を作るため利用可能なエネルギ量は均等な電圧およびキャパシタンスの分布の場合におけるよりも大きい必要がないことである。より大きいエネルギは、より信頼性の高い短絡回路を、従って自動的に、偶発的な再活動化の危険性がより少ないことを意味する。
参照符号のリスト
１ 基板材料
２ 上側コイル
３ 下側コイル
４ 誘電体層
4a 上側要素
4b 下側要素
５ 接着層
６ 共振回路または防護要素
７ 空気封入部
８、９ （処理された）選択された重なりのない領域
10 強い区域
11 工具
12 パンチ
13 弱い区域

Claims (17)

1. 電子的物品監視のための防護要素であって、少なくとも１つのコイル状導電路と、中間に誘電体層が配置されたコンデンサとを備え、あるいは少なくとも部分的に重なるように誘電体層の両側に配置される２つのコイル状導電路を備える防護要素において、
   交流磁界により充分な量のエネルギの供給により、短絡回路が対向する前記コンデンサの極板間あるいは前記コイル状導電路（２、３）間に作られる、少なくとも１つの選択された領域（８）（望ましい破断区域）が前記誘電体層（４）に設けられ、機械的な負荷による前記短絡回路の破壊、従って前記防護要素（６）の再活動化が防止されるように前記選択された領域（８）が局部的に補強される防護要素。
2. 前記誘電体層（４）が、実質的に均一な厚さであり、付加的な製造時の欠陥（空気封入部７）を持たない請求項１記載の防護要素。
3. ２つの少なくとも部分的に重なり合う導電路（２、３）が使用される場合に、当該導電路が反対方向に巻回され、前記選択された領域（８）が、誘起電圧がその最高レベルにある導電路の外端部領域に配置される請求項１または２のいずれかに記載の防護要素。
4. 前記選択された領域（８）が、前記誘電体層（４）が前記領域において残りの領域におけるより薄いこと、あるいは穴を有することを特徴とする請求項１記載の防護要素。
5. 前記選択された領域（８）が、前記誘電体層が前記領域において残りの領域における化学的または物理的な特性が異なることを特徴とする請求項１記載の防護要素。
6. 前記誘電体層（４）が少なくとも２つの要素（4a、4b）からなる請求項１または２のいずれかに記載の防護要素。
7. 前記誘電体層（４）の１つの要素（4a、4b）の融点が前記防護要素（６）に対する製造温度より高い請求項６記載の防護要素。
8. 前記誘電体層（４）の前記要素が、被覆プロセスまたは積層プロセスにより該要素を作ることを可能にする性質である請求項３記載の防護要素。
9. 強い区域（10）における補強が、前記コンデンサ極板間あるいは少なくとも部分的に重なり合う前記導電路（２、３）間の結合を強化するために、付加的な圧力の印加により行われる請求項１、３、４または５のいずれか一つに記載の防護要素。
10. 前記強い区域（10）は、前記コンデンサ極板あるいは少なくとも部分的に重なり合う前記導電路（２、３）を３次元形状に形成する圧力により得られる請求項９記載の防護要素。
11. 前記強化された結合と、前記コンデンサ極板または前記導電路（２、３）の形成とが単一の操作において行われる請求項９または10のいずれかに記載の防護要素。
12. 弱い区域（13）が前記選択された領域（８）のいずれかの側あるいはその反対側に設けられる請求項１、３、４または５のいずれか一つに記載の防護要素。
13. 前記弱い区域（13）が前記導電路（２、３）の幅を狭めることにより形成される請求項12記載の防護要素。
14. 前記弱い区域（13）において、前記誘電体層（４）が残りの領域よりも少ない強さで前記コンデンサ極板または前記導電路（２、３）に対して結合される請求項12または13のいずれかに記載の防護要素。
15. 前記弱い区域（13）が、前記コンデンサ極板または前記導電路（２、３）に穴があけられることを特徴とする請求項12または13のいずれかに記載の防護要素。
16. ２つの前記導電路（２、３）間の重なり領域、従って該導電路（２、３）間のキャパシタンスが該導電路（２、３）の内端部に集中される請求項２記載の防護要素。
17. ２つの前記導電路（２、３）の外端部が小さな領域において重なり合い、前記導電路（２、３）の外端部に隣接して重なりがない比較的長い領域が存在する請求項16記載の防護要素。

Images