JP3676245B2 - RFID tag installation structure and RFID tag installation method - Google Patents

RFID tag installation structure and RFID tag installation method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナコイルと、制御部とを有するＲＦＩＤタグを導電性部材に設ける場合の設置構造及び設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦＩＤタグ（Radio Frequency IDentification TAG）には、電磁誘導型と電磁結合型があり、何れも電磁波を利用してリードライト端末機等と非接触で通信を行うようになっている。
【０００３】
ＲＦＩＤタグはアンテナコイルと制御部を有し、リードライト端末機からの送信信号をアンテナコイルが受信すると、制御部がそれを電力としてコンデンサに蓄積すると共に、その電力を利用して記憶部に記憶されたＩＤコード等の情報を再びアンテナコイルからリードライト端末機に送信する。
【０００４】
送受信方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式と、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式があり、前者は電磁波の振幅偏移変調により送受信を行い、後者は電磁波の周波数変調により送受信を行う。
【０００５】
一般的なＲＦＩＤタグをアンテナコイル形式で分けると、円形の空心コイルを使用した円盤状のアンテナコイルと、棒状のフェライトコアにエナメル線等の絶縁被覆銅線を巻き付けたシリンダ状のアンテナコイルの２種類が存在し、外形は夫々のアンテナコイルの形状に対応して前者は円盤状に形成され、後者は棒状に形成される。
【０００６】
尚、円盤状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグは円形コイルの面方向の磁束変化を利用して通信を行い、シリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグは軸方向の磁束変化を利用して通信を行う。
【０００７】
ところで、電磁波は交流変化する電界と磁界が９０度の位相で伝播するものであるが、その磁界変化による交番磁束が鉄、アルミニウム、銅等の導電性部材と交差すると、該導電性部材中に渦電流が発生し、その渦電流により交番磁界を打ち消す方向に磁束が発生する。
【０００８】
そのため、従来からＲＦＩＤタグは、出来るだけ導電性部材から遠ざけて設置するのが一般的であった。
【０００９】
また、設置されたＲＦＩＤタグを外部からの応力や衝撃等から保護するために、その表面側を保護体で覆う必要があるが、保護体の外部からリードライト端末機等とＲＦＩＤタグが通信を行うためには保護体の材料として通信のバリアになる導電性材料は使用出来ず、プラスチック等の非導電性材料を使用するのが一般的であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチック等の非導電性材料は強度がそれ程高くないので、ＲＦＩＤタグを十分に保護出来ない場合が多かった。例えば、ＲＦＩＤタグを金属製のマンホールの蓋等に設置する場合には車両等の通過による交通荷重が絶えず印加されるので耐久性に問題があった。
【００１１】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、金属等の導電性部材に設置し、且つ、その表面側を強度が高く耐久性のある金属等の導電性材料で作られた保護体で覆っても、外部との通信が可能な新しいＲＦＩＤタグの設置構造を提供せんとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ＲＦＩＤタグを導電性部材に設置しても、磁束の一部は導電性部材の影響を受けて減少するものの、残りの磁束は導電性部材の設置面上の空間に分布し、その分布している磁束を利用してリードライト端末機等と通信をすることが可能であり、更に設置されたＲＦＩＤタグの表面側を導電性材料で作られた保護体で覆っても、該保護体と導電性部材との間等に微小な間隙からなる磁束漏洩路を形成すると、そこから導電性部材の設置面上の空間に分布する磁束の一部が外部に漏洩し、その漏洩磁束を利用して通信が出来ること等の知見を基に本発明を完成したものである。
【００１３】
即ち、請求項１に記載した本発明に係るＲＦＩＤタグの設置構造は、アンテナコイルと、制御部とを有するＲＦＩＤタグを、導電性部材の外部に開放された表面に設置する構造であって、前記ＲＦＩＤタグは、シリンダ状のアンテナコイルを有し、全体が棒状に形成され、且つＡＳＫ方式で通信を行うものであり、前記ＲＦＩＤタグを前記導電性部材の設置面に配置し、そのＲＦＩＤタグの表面側を導電性材料で作られた保護体で覆い、その際、前記導電性部材の表面に設置溝部を形成し、その底面を設置面として前記ＲＦＩＤタグを配置してその表面側を板状の前記保護体で覆い、または、前記導電性部材の表面を設置面として前記ＲＦＩＤタグを配置し、そのＲＦＩＤタグの周囲をキャップ状の前記保護体で覆うことにより、前記ＲＦＩＤタグの全ての周囲を前記導電性部材および前記保護体で覆うようにし、前記導電性部材と前記保護体との間に、前記ＲＦＩＤタグと前記保護体外部との間で漏洩磁束を利用した通信を可能とする狭い間隙からなる磁束漏洩路を形成したことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、ＲＦＩＤタグから出た磁束の一部が導電性部材の設置面上に分布し、それが磁気漏洩路から外部に漏洩し、その漏洩磁束を利用して外部のリードライト端末機等と通信することが出来る。
【００１５】
また、リードライト端末機等の発信装置から出た磁束は磁束漏洩路から保護体内に入り、その一部がＲＦＩＤタグのアンテナコイルで検出される。
【００１６】
従って、ＲＦＩＤタグを導電性部材に設置し、機械的強度の大きい金属等の導電性材料で作られた保護体で保護した状態で外部と通信することが出来る。
【００１７】
また、前記保護体を板体またはキャップ体により形成することが出来る。保護体を板状にした場合には導電性部材の設置面と反対側のＲＦＩＤタグの側面を保護することが出来、保護体をキャップ状にした場合にはＲＦＩＤタグの表面側全てを覆うことが出来る。
【００１８】
また、前記導電性部材に設置溝部を形成し、その設置溝部の底面を設置面として前記ＲＦＩＤタグを配置することも出来る。このように構成してもＲＦＩＤタグから出た磁束の一部、若しくはＲＦＩＤタグへ向かう磁束の一部は設置溝部の空間に分布し、それを利用して磁束漏洩路を通して通信することが出来る。
【００１９】
このようにすると、ＲＦＩＤタグ及び保護体を設置溝部から突出しないように設置出来る。
【００２０】
また、前記保護体を表面に収納部を形成したブロック体により形成し、その収納部内に前記ＲＦＩＤタグを収納し、前記導電性部材の設置溝部の底面からなる設置面側に前記保護体の収納部を対向させた状態で該保護体を設置溝部内に装着することが出来る。
【００２１】
このように保護体の収納部内にＲＦＩＤタグを収納して導電性部材の設置溝部に設置することによりＲＦＩＤタグを精確に位置決めして設置することが出来る。
【００２２】
また、シリンダ状のアンテナコイルを有し、且つ棒状に形成した前記ＲＦＩＤタグを、その軸方向を前記導電性部材の設置面と平行にし、且つ該設置面に略接して配置することが出来る。
【００２３】
このように設置してもＲＦＩＤタグから出た磁束の一部、若しくはＲＦＩＤタグへ向かうの磁束の一部は設置溝部の空間に分布し、それを利用して磁束漏洩路を通して通信することが出来る。
【００２４】
シリンダ状のアンテナコイルを有し、棒状に形成されたＲＦＩＤタグは、極めて小型化出来るので導電性部材に許容される設置面積が小さい場合でも容易に設置出来る。
【００２５】
また、上記何れかの設置構造において、固定手段により前記保護体を前記導電性部材に固定することが出来る。これによって、保護体を安定化して導電性部材に固定することが出来る。
【００２６】
また、前記固定手段により前記保護体を非導電性材料で作られたスペーサを介して前記導電性部材に固定することが出来る。これによって任意の寸法の磁束漏洩路を容易に形成することが出来る。
【００２７】
更に上記何れかの設置構造において、非導電性材料で作られた緩衝部材または断熱材を前記ＲＦＩＤタグに接して設けることが出来る。これによって外部衝撃または外気温度の急変からＲＦＩＤタグを有効に保護することが出来る。
【００２８】
また、請求項６に記載した本発明に係るＲＦＩＤタグの設置方法は、アンテナコイルと、制御部とを有するＲＦＩＤタグを導電性部材の外部に開放された表面に設置する方法であって、前記ＲＦＩＤタグは、シリンダ状のアンテナコイルを有し、全体が棒状に形成され、且つＡＳＫ方式で通信を行うものであり、導電性材料で作られたブロック体からなる保護体の表面に収納部を形成して該収納部内に前記ＲＦＩＤタグを収納すると共に、表面が開放された設置溝部を前記導電性部材の表面に形成し、前記保護体の収納部側を前記設置溝部の底面側にして該保護体を該設置溝部内に設置し、その際、前記ＲＦＩＤタグの全ての周囲が前記導電性部材および前記保護体で覆われると共に、前記ＲＦＩＤタグと前記保護体外部との間で漏洩磁束を利用した通信を可能とする狭い間隙からなる磁束漏洩路が該収納部と該設置溝部間に形成されるように該保護体を該設置溝部に設置することを特徴とする。
【００２９】
上記設置方法によれば、保護体を利用して小さい寸法のＲＦＩＤタグを導電性部材に設けた設置溝部内に精確に位置決めして容易に設置することが出来、その磁束漏洩路を通して漏洩する磁束を利用して通信することが出来る。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るＲＦＩＤタグの設置構造並びに設置方法の各実施形態を具体的に説明する。図１〜図14はシリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグに関する設置構造並びに設置方法を説明する図である。
【００３１】
先ず、図１〜図14を用いてシリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグに関する設置構造並びに設置方法について説明する。図１は導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを一部が該設置溝部内に挿入される凸部を有する板状の保護体により覆う様子を示す分解説明図、図２は図１の板状の保護体を各種の固定手段により導電性部材に固定した様子を示す断面説明図である。
【００３２】
また、図３はシリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグの構成を示す正面説明図、図４はＲＦＩＤタグの制御系の構成を示すブロック図、図５はシリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグに発生する磁界の様子を示す模式図である。
【００３３】
また、図６は導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを平坦な板状の保護体により覆う様子を示す断面説明図である。
【００３４】
また、図７は導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグの一部を収納する収納部を形成した板状の保護体により覆う様子を示す分解説明図、図８（ａ）は図７の断面説明図、図８（ｂ）は導電性部材の平坦な設置面上に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグ全体を収納する収納部を形成した板状の保護体により覆う様子を示す断面説明図である。
【００３５】
また、図９は導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグを収納する収納部を形成したキャップ体からなる保護体により覆う様子を示す断面説明図、図10は設置溝部及びキャップ体が断面円形状に構成された場合の一例を示す分解説明図、図11は設置溝部及びキャップ体が断面方形状に構成された場合の一例を示す分解説明図である。
【００３６】
また、図12及び図13は固定手段の一例としてネジ止めによりキャップ体からなる保護体を導電性部材の設置溝部内に装着した様子を示す断面説明図及び分解説明図である。
【００３７】
また、図 14はブロック体の収納部にＲＦＩＤタグを収納し、設置面側に該収納部を対向させた状態で設置溝部内に装着する様子を示す分解説明図である。
【００３８】
以下の各実施形態で好適に採用されるＲＦＩＤタグ１ａは、電磁結合方式、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグであり、以下の各実施形態では、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグを用いた場合の一実施形態について以下に説明する。
【００３９】
図１〜図14に示すＲＦＩＤタグ１ａは、シリンダ状のアンテナコイル２ａと、制御部となる半導体ＩＣチップ４とがプリント回路基板等を介さずに直結して一体的に形成されており、これによりＲＦＩＤタグ１ａの小型化を実現している。
【００４０】
単線巻きでシリンダ状に形成されたアンテナコイル２ａの内部には軸方向（図３の左右方向）に鉄心やフェライト等の円柱状のコア部材３が挿入されており、アンテナコイル２ａ、コア部材３、半導体ＩＣチップ４等が一体的に形成されて全体が棒状に構成されている。
【００４１】
半導体ＩＣチップ４はＩＣ（半導体集積回路）チップやＬＳＩ（半導体大規模集積回路）チップ等の一体的にパッケージされて構成されたものであり、該半導体ＩＣチップ４の内部には、図４に示すように、制御部となるＣＰＵ４ａ、記憶部となるメモリ４ｂ、送受信機４ｃ及び蓄電手段となるコンデンサ４ｄが設けられている。
【００４２】
図示しない外部のリーダライタ端末機から発信された信号は、送受信機４ｃを介してＣＰＵ４ａに伝達され、電力はコンデンサ４ｄに蓄電される。尚、蓄電手段となるコンデンサ４ｄが無く、外部のリーダライタ端末機から連続的に半導体ＩＣチップ４に電力が供給されるものでも良い。
【００４３】
ＣＰＵ４ａは中央演算処理装置であり、メモリ４ｂに格納されたプログラムや各種データを読み出し、必要な演算や判断を行い、各種制御を行うものである。
【００４４】
メモリ４ｂにはＣＰＵ４ａが動作するための各種プログラムやＲＦＩＤタグ１ａが設置された導電性部材５を含む製品や部品等に関する履歴データやロット管理データ等の各種情報が記憶されている。
【００４５】
本実施形態のＲＦＩＤタグ１ａは、無線周波が１波の振幅偏移変調（ＡＳＫ；Amplitude Shift Keying）の無線通信方式を使い、共振周波数帯域も広い、線径も数十ミクロンの空心或いはコア部材３を有するアンテナコイル２ａで特殊な送受信回路を組み込んだ消費電力の非常に少ないＣＭＯＳ−ＩＣを使ったＲＦＩＤタグ１ａを採用した。
【００４６】
このＲＦＩＤタグ１ａは振幅偏移変調（ＡＳＫ）の無線通信方式を使用している。このようなＡＳＫ方式を使用することによって、ＦＳＫ方式のように導電性部材の影響を受けて周波数ずれを生じ、受信電力が低下したり通信信号に乱れを発生するおそれが極めて少なく、磁束漏洩路12からの洩れ磁束で安定して通信を行うことが可能になる。
【００４７】
更に、本発明者等が行った実験結果によれば、磁界Ｈは狭い隙間であっても回析現象により狭い隙間から伝搬することが判明したものであり、所定の僅かな間隙を形成することによりＲＦＩＤタグ１ａと外部のリーダライタ端末機等との間で電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信することが出来ることを見い出したものである。
【００４８】
尚、ＲＦＩＤタグ１ａの通信や電力搬送を行う際に生じる磁界Ｈにより渦電流を発生して元の磁束を減衰する反対方向の磁束を発生し、通信に影響を及ぼす導電性材料としては、ステンレス板、銅板、アルミニウム板の他に鉄、コバルト、ニッケル、及びそれ等の合金、フェライト等の強磁性を有する金属、或いはアルミニウム、銅、クローム等の常磁性を有する金属、更には導電性プラスチック等が適用可能である。
【００４９】
図３に示すように、ＲＦＩＤタグ１ａはアンテナコイル２ａの径方向の外径Ｄ２に応じた外径Ｄ１を有する非導電性材料となるガラス材料で作られたガラス容器６により封止して全周が覆われている。
【００５０】
本実施形態で採用したＲＦＩＤタグ１ａのガラス容器６の軸方向の長さＬ１は７mm〜１５．７mm程度であり、外径Ｄ１は２．１２mm〜４．１２mm程度である。従って、導電性部材５の設置溝部７はＲＦＩＤタグ１ａの長さＬ１及び外径Ｄ１に応じた大きさで形成される。また、ＲＦＩＤタグ１ａの重量は、５５mg〜４００mg程度である。
【００５１】
以下に本実施形態で採用したＲＦＩＤタグ１ａのガラス容器６の軸方向の長さＬ１、外径Ｄ１、及びアンテナコイル２ａの軸方向の長さＬ２、外径Ｄ２の一例を示す。
【００５２】
【表１】

Figure 0003676245
【００５３】
アンテナコイル２ａの一例としては、例えば、直径３０μｍ程度の銅線が単線巻きで径方向に多重層で軸方向にシリンダ状に巻かれており、そのアンテナコイル２ａの内部にコア部材３が有る状態でのインダクタンスは９．５mH（周波数１２５kHz）程度で、アンテナコイル２ａに共振用に別途接続されたコンデンサの静電容量は１７０pF（周波数１２５kHz）程度であった。
【００５４】
一方、導電性部材５の表面５ａ側には表面を開放した断面方形状の設置溝部７が設けられており、ＲＦＩＤタグ１ａは該設置溝部７に挿入され、その軸方向（図２の左右方向）を該設置溝部７の設置面となる底面７ａと平行にして該底面７ａに略接するようにしてスペーサ等を介さずに直に設置される。
【００５５】
設置溝部７内に埋設されたＲＦＩＤタグ１ａのガラス容器６の外周には非導電性材料で作られた保護体となる樹脂８や接着剤等を充填して固定する。尚、設置溝部７内に埋設されたＲＦＩＤタグ１ａの外周に非導電性材料で作られたスポンジやガラスウール等の緩衝部材や断熱材をＲＦＩＤタグ１ａに接して設けても良い。
【００５６】
設置溝部７内に収納されたＲＦＩＤタグ１ａの表面側には保護体となる金属製等の導電性材料で作られた板体11が配置されてＲＦＩＤタグ１ａの表面側が覆われ、該板体11が固定手段となるビス10により導電性部材５に固定されている。
【００５７】
図１に示すＲＦＩＤタグ１ａは、その本体が棒状に構成され、設置溝部７はＲＦＩＤタグ１ａの大きさに応じた方形状で構成されている。板体11は中央部に設置溝部７の形状に応じた形状を有する方形状の嵌合部11ａが設置溝部７側に突出しており、該嵌合部11ａを設置溝部７に嵌合することで位置決めがされ、板体11の鍔部11ｂに形成された貫通穴11ｃを介して導電性部材５に設けられたタップ穴５ｂにビス10を螺合締着することで板体11が導電性部材５に固定される。尚、導電性部材５にタップ穴５ｂを設けずにビス10としてタッピングビスを用いて固定しても良い。
【００５８】
また、ＲＦＩＤタグ１ａはガラス容器６の代わりに樹脂等で封止したものを更に非導電性材料からなる樹脂や接着剤等を充填して固定しても良い。
【００５９】
図５はフリーの状態のＲＦＩＤタグ１ａから発生する磁界Ｈの様子を示す。
【００６０】
ＲＦＩＤタグ１ａのアンテナコイル２ａの軸方向の端部と、ガラス容器６の軸方向の端部とは上記表１に示したＬ１，Ｌ２の寸法差に応じた位置関係にあり、図１及び図２に示す設置溝部７の側面７ｂと、アンテナコイル２ａの軸方向の端部との間に所定の離間間隔が形成され、これによりアンテナコイル２ａを貫く磁束が形成され易く、磁界Ｈの形成に寄与する。
【００６１】
また、図２（ａ）に示すように、ビス10により固定される導電性部材５と、保護体となる板体11との間には互いに当接する接触面が形成され、この接触面により磁束を漏洩させる磁束漏洩路12が形成される。
【００６２】
上記の磁束漏洩路12を形成するための間隙は、所望の漏洩磁束の大きさにより変化させ、例えばビス10の締付力または接触面の粗面の程度などによって調整される。粗面化により磁束漏洩路12を形成させる場合には、対向する両表面は互いに分散接触し、磁束漏洩路12は分散する非接触部分を利用して形成される。
【００６３】
接触面の表面粗度は、互いに対向する表面の一方の表面粗度が０．０４μｍ程度に加工され、これにより接触面の隙間として０．０８μｍ程度が形成され、所望の電磁波の漏洩度が確保される。
【００６４】
また、図２（ｂ）では、導電性部材５と、保護体となる板体11との間にゴムや樹脂等の非導電性材料で作られたスペーサ13を介在させて固定手段となるビス10により固定したもので、比較的大きな厚さの磁束漏洩路12が確保出来る。
【００６５】
保護体となる板体11と導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサ13を介在させた場合には、密封性を確保しつつ、且つ導電性部材５と板体11との間に形成される非導電性材料により漏れ磁束が多くなるため好ましい。
【００６６】
また、図２（ｃ）では、導電性部材５と、保護体となる板体11とを、固定手段となる非導電性材料からなる接着剤14により固定したもので、接着による略平滑な接触面が形成され、この接触面により磁束を漏洩させる磁束漏洩路12が形成される。
【００６７】
また、保護体となる板体11を導電性部材５に対して接着剤14により固定した場合には、簡単な構成で固定出来、板体11と導電性部材５との間に介在する接着剤14の層により密封性を確保しつつ、且つ導電性部材５と板体11との間に非導電性材料からなる物理的な磁束漏洩路12が形成されるため漏れ磁束が多くなる。
【００６８】
尚、板体11と導電性部材５との間にスペーサ13を介在させて接着剤14により板体11とスペーサ13と導電性部材５とを接着しても良い。
【００６９】
本発明者等が行った実験結果によれば、磁界Ｈは狭い隙間であっても回析現象により狭い隙間から伝搬することが判明したものであり、上述のような物理的な僅かな隙間である磁束漏洩路12を実用的なレベルで送受信可能な量の磁束が漏洩し得るように形成し、それを検証することでＲＦＩＤタグ１ａと外部のリード端末機等との間で電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信することが出来ることを見い出したものである。
【００７０】
尚、磁束漏洩路12の経路長と該磁束漏洩路12の間隙幅（平均間隙幅）は外部のリードライト端末機との間に電磁波の送信が可能な最低値以上有れば良く、０．０８μｍ程度の間隙幅（平均間隙幅）があれば十分である。
【００７１】
ＲＦＩＤタグ１ａの表面側を覆う保護体となる板体11が導電性材料で作られ、該板体11と導電性部材５との間に磁束漏洩路12が形成されたことで、外部からの応力や衝撃に対して一層強いものとなり、且つ磁束漏洩路12を介して電磁波が漏洩し、ＲＦＩＤタグ１ａと外部のリーダライタ端末機等との間で電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信することが出来る。
【００７２】
従って、ＲＦＩＤタグ１ａを導電性部材５に設けた表面側が開放された設置溝部７の底面７ａに略密着して直付けで設置し、更に設置溝部７の表面側を金属製等の導電性材料で作られた保護体となる板体11により覆っても図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、導電性部材５の表面側に漏れ磁束による磁界Ｈが発生しており、外部のリーダライタ端末機等との間で通信が出来る。
【００７３】
図１の設置溝部７は保護体となる方形状の板体11に対応して断面方形状で形成した一例であるが、保護体として円盤状の板体11を用意し、該円盤状の板体11に対応して断面円形状の設置溝部７を形成することでも良い。
【００７４】
これ等は予め設置溝部７を想定して導電性部材５の形状を製作するか、図１の設置溝部７はドリル等で複数の穴を連続的に並設して断面方形状の設置溝部７を形成することも可能である。また、断面円形状の設置溝部７ではドリル等により容易に形成することが出来る。
【００７５】
また、アンテナコイル２ａにより形成される磁束の方向が、板体11と、導電性部材５との接合面と一致した方向（図２の左右方向）に配置されており、これにより漏れ磁束の回折現象による伝搬が効果的に出来、設置面の上部に形成される磁界Ｈの形成に寄与する。
【００７６】
上記構成によれば、ＲＦＩＤタグ１ａから出た磁束の一部が導電性部材５の設置面である底面７ａ上に分布し、それが磁気漏洩路12から外部に漏洩し、その漏洩磁束を利用して外部のリードライト端末機等と通信することが出来る。
【００７７】
また、リードライト端末機等の発信装置から出た磁束は磁束漏洩路12から保護体となる板体11で覆われた設置溝部７内に入り、その一部がＲＦＩＤタグ１ａのアンテナコイル２ａで検出される。
【００７８】
従って、ＲＦＩＤタグ１ａを導電性部材５に設置し、機械的強度の大きい金属等の導電性材料で作られた保護体となる板体11で保護した状態で外部と通信することが出来る。
【００７９】
また、導電性部材５に設置溝部７を形成し、その設置溝部７の底面７ａを設置面としてＲＦＩＤタグ１ａを配置したことで、ＲＦＩＤタグ１ａから出た磁束の一部、若しくはＲＦＩＤタグ１ａへ向かう磁束の一部は設置溝部７の空間に分布し、それを利用して磁束漏洩路12を通して通信することが出来る。
【００８０】
このようにすると、ＲＦＩＤタグ１ａ及び保護体となる板体11を設置溝部７から突出しないように設置出来る。
【００８１】
従って、従来のようにＲＦＩＤタグ１ａと導電性部材５との間に空間を確保したり非導電性材料を介在させることを排除して導電性部材５に形成する設置溝部７を浅くすることが出来、構成が簡単で別途、スペーサとして非導電性材料等を用意する必要もない。
【００８２】
また、導電性部材５に形成される設置溝部７の深さも小さくて済み、導電性部材５の強度を確保することが出来る。従って、導電性部材５が薄手の物に対してＲＦＩＤタグ１ａを設置する場合に有利である。
【００８３】
また、板体11によりＲＦＩＤタグ１ａを覆うことで該ＲＦＩＤタグ１ａの保全を確保することが出来、導電性部材５を有する製品に外力が作用して衝撃を受けてもＲＦＩＤタグ１ａが破損する等の虞が無い。
【００８４】
また、導電性部材５の設置溝部７や板体11の収納部15に緩衝部材や断熱材を介在させてＲＦＩＤタグ１ａを保護することで、より効果的にＲＦＩＤタグ１ａの保全を確保すると共に温度の安定化を図ることでＲＦＩＤタグ１ａの性能の安定化を図ることが出来る。
【００８５】
また、板体11はビス10や接着剤14で固定する以外にも、スライド式等で開閉可能なシャッター構造やヒンジ部材等を介して回動して開閉可能な構造としても良い。
【００８６】
図６（ａ），（ｂ）は、保護体となる板体11が設置溝部７側に突出した前記実施形態の嵌合部11ａを除去した平板からなるものであり、図６（ａ）では板体11が導電性部材５に対して直に当接され、固定手段となるビス10により固定された一例を示す。
【００８７】
尚、前記実施形態と同様に板体11と導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサ13を介在させたり、接着剤14により板体11を導電性部材５に接着することでも良い。
【００８８】
図６（ｂ）では導電性部材５の設置溝部７の上部表面側に段部５ｃが形成され、該段部５ｃに平板からなる板体11が嵌合されたものであり、板体11の表面と導電性部材５の表面とが略面一になって突出を無くしたものである。
【００８９】
図６（ｂ）も板体11が導電性部材５に対して直に当接され、ビス10により固定された一例を示したものであるが、板体11と導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサ13を介在させたり、接着剤14により板体11を導電性部材５に接着しても良い。
【００９０】
尚、図２に示したように板体11に設置溝部７側に突出した嵌合部11ａを形成したものを用意し、該板体11の鍔部11ｂを段部５ｃに嵌合すると共に、設置溝部７に嵌合部11ａを嵌合するようにして段部５ｃに板体11を落とし込んだ構成で、ビス止めやスペーサ13を介在させたり接着剤14により固定しても良い。
【００９１】
図７は金属製等の導電性材料で作られた保護体として板体からなる方形状の板体11の中央部に導電性部材５の方形状の設置溝部７に対応して該設置溝部７と反対側に上方に突出した方形状の箱部11ｄが設けられており、該箱部11ｄの内部には設置溝部７に対向した方形状の収納部15が形成されている。本実施形態では、この収納部15にＲＦＩＤタグ１ａの一部が収納される。
【００９２】
そして、導電性部材５の設置溝部７と保護体となる板体11の収納部15の内部にＲＦＩＤタグ１ａを収納し、導電性部材５の設置溝部７側に板体11の収納部15を対向させた状態で該板体11を導電性部材５に固定してＲＦＩＤタグ１ａが覆われる。
【００９３】
即ち、本実施形態の板体11は、図７に示すように、ハット形状で構成されている。そして、図８（ａ）では、ハット形状の板体11が導電性部材５に対して直に当接され、ビス10により固定される。尚、前述と同様に、板体11と導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサ13を介在させたり、接着剤14により板体11を導電性部材５に接着しても良い。
【００９４】
アンテナコイル２ａがシリンダ状に形成された棒状のＲＦＩＤタグ１ａでは、その軸方向（図８（ａ）の左右方向）に磁力線が発生するため、図８（ａ）に示すように、板体11と導電性部材５との接合部に形成された磁束漏洩路12の方向とＲＦＩＤタグ１ａの軸方向とが一致した場合に漏れ磁束がより効果的に回析現象により導電性部材５と板体11との接合部の狭い磁束漏洩路12を経由して伝搬することが出来、これにより、設置溝部７の設置面となる底面７ａの上方で磁界Ｈが形成され、ＲＦＩＤタグ１ａと図示しない外部のリーダライタ端末機等との間でより感度良く、電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信することが出来る。
【００９５】
図８（ｂ）は導電性部材５の設置面が平面状で、その上部にハット形状の板体11を固定したものである。図８（ｂ）ではハット形状の板体11が導電性部材５に対して直に当接され、ビス10により固定された一例であるが、前述と同様に、板体11と導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサ13を介在させたり、接着剤14により板体11を導電性部材５に接着しても良い。
【００９６】
尚、図７でも設置溝部７は保護体となる方形状の板体11に対応して断面方形状で形成した一例を示したが、保護体として円盤状の板体11を用意し、該円盤状の板体11に対応して断面円形状の設置溝部７を形成することでも良い。
【００９７】
また、前述したように導電性部材５と板体11との接合部の磁束漏洩路12は、接合面の離間間隔が０．０８μｍ以上に設定されており、これにより漏れ磁束の回折が効果的に出来、磁界Ｈの形成に寄与するが、特に、磁束漏洩路12が図２等に示す板体11の嵌合部11ａや図６（ｂ）等に示す導電性部材５の段部５ｃによるクランク形状になっていない方が効果的であり、図６（ａ）等に示すようにストレート形状であればより好ましいことが実験的に判明した。
【００９８】
図９〜図11に示すシリンダ状のアンテナコイル２ａを有するＲＦＩＤタグ１ａは、保護体として金属製等の導電性材料で作られたキャップ体21ａ，21ｂの内部に収納され、樹脂８や接着剤等の封止材により封止されて固定されている。尚、キャップ体21ａ，21ｂ内に埋設されたＲＦＩＤタグ１に接して非導電性材料からなるスポンジやガラスウール等の緩衝部材や断熱材を配置しても良い。
【００９９】
ＲＦＩＤタグ１を収納したキャップ体21ａ，21ｂは、該ＲＦＩＤタグ１を覆った状態で導電性部材５の設置溝部７の設置面となる底面７ａ側にキャップ体21ａ，21ｂの収納部を対向させた状態で該キャップ体21ａ，21ｂを設置溝部７内に装着して固定される。
【０１００】
図10に示すキャップ体21ａは、ＲＦＩＤタグ１ａの大きさに応じた円筒形状の側板21a1と円盤形状の天板21a2を有して構成され、導電性部材５に形成された設置溝部７はキャップ体21ａの大きさに応じた円筒形状で構成されている。
【０１０１】
そして、キャップ体21ａの側面部と底面部、或いは導電性部材５の設置溝部７内に接着剤14が塗布された状態で、キャップ体21ａの天板21a2が導電性部材５の表面５ａ側に配置される向きで該キャップ体21ａが設置溝部７内に挿入され、接着剤14により接合されて固定される。
【０１０２】
図11に示すキャップ体21ｂは、ＲＦＩＤタグ１の大きさに応じた方形状の側板21b1と方形状の天板21b2を有して構成され、導電性部材５に形成された設置溝部７はキャップ体21ｂの大きさに応じた方形状で構成されている。
【０１０３】
そして、キャップ体21ｂの側面部と底面部、或いは導電性部材５の設置溝部７内に接着剤14が塗布された状態で、キャップ体21ｂの天板21b2が導電性部材５の表面５ａ側に配置される向きで該キャップ体21ｂが設置溝部７内に挿入され、接着剤14により接合されて固定される。尚、接着剤14はキャップ体21ａ，21ｂか導電性部材５の設置溝部７内の少なくともどちらか一方の一部に塗布されても良い。
【０１０４】
図９にはキャップ体21ａ，21ｂの内部に収納され、該キャップ体21ａ，21ｂに覆われた状態で導電性部材５の設置溝部７の内部に埋設されたＲＦＩＤタグ１から発生する漏れ磁束により設置溝部７の設置面となる底面７ａ上に形成される磁界Ｈの様子を併せて図示したものである。
【０１０５】
ＲＦＩＤタグ１ａのアンテナコイル２ａの軸方向の端部と、キャップ体21ａ，21ｂの側板21a1，21b1の内壁面21a3，21b3との間には所定の離間間隔が形成され、これによりアンテナコイル２を貫く磁束が形成され易く、磁界Ｈの形成に寄与する。
【０１０６】
磁界Ｈは導電性部材５の設置溝部７とキャップ体21ａ，21ｂとの接合面に形成される磁束漏洩路12を通る漏れ磁束の回析現象により設置溝部７の設置面となる底面７ａの上部に伝搬することが出来、これにより、ＲＦＩＤタグ１ａと図示しない外部のリーダライタ端末機等との間で電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信することが出来るものである。
【０１０７】
ＲＦＩＤタグ１ａを導電性部材５の設置溝部７の底面７ａに略密着して設置し、更にキャップ体21ａ，21ｂにより上部を覆っても図９に示すように導電性部材５の設置溝部７の底面７ａ上部に磁界Ｈが発生している。
【０１０８】
尚、キャップ体21ａ，21ｂと導電性部材５との間に図示しないゴムや樹脂等の非導電性材料からなるスペーサを介在させて設けても良い。キャップ体21ａ，21ｂと導電性部材５との間に非導電性材料からなるスペーサを介在させた場合には、密封性を確保しつつ、且つ導電性部材５とキャップ体21ａ，21ｂとの間に形成される非導電性材料により漏れ磁束が多くなるため好ましい。
【０１０９】
また、キャップ体21ａ，21ｂと導電性部材５との間にスペーサを介在させた場合には、スペーサと導電性部材５及びスペーサとキャップ体21ａ，21ｂとの間に接着剤14を介在させて固定させても良い。
【０１１０】
また、キャップ体21ａ，21ｂを導電性部材５に対して接着剤14により固定した場合には、簡単な構成で固定出来、キャップ体21ａ，21ｂと導電性部材５との間に介在する接着剤14の層により導電性部材５とキャップ体21ａ，21ｂとの間に非導電性材料からなる磁束漏洩路12が形成されるため漏れ磁束が多くなる。これにより、ＲＦＩＤタグ１と外部のリーダライタ端末機等の間で電力送電媒体及び情報通信媒体である交流磁界を相互に送受信する場合に有利である。
【０１１１】
また、磁束漏洩路12は、キャップ体21ａ，21ｂと、導電性部材５との接合面の離間間隔が０．０８μｍ以上の隙間が確保されるように設定されており、これにより漏れ磁束の回折現象による伝搬が効果的に出来、設置溝部７の設置面となる底面７ａの上部に磁界Ｈが形成され、これにより電力や信号の授受が可能になっている。
【０１１２】
上記構成によれば、導電性部材５に形成される設置溝部７の深さも小さくて済み、導電性部材５の性能や強度を確保することが出来る。従って、導電性部材５が薄手の物に対してＲＦＩＤタグ１を設置する場合に有利である。
【０１１３】
従って、従来のようにＲＦＩＤタグ１と導電性部材５との間に空間を確保したり非導電性材料を介在させることを排除して導電性部材５に形成する設置溝部７を浅くすることが出来、構成が簡単で別途、スペーサとして非導電性材料等を用意する必要もない。
【０１１４】
また、キャップ体21ａ，21ｂによりＲＦＩＤタグ１を覆うことで該ＲＦＩＤタグ１の保全を確保することが出来、導電性部材５を有する製品に外力が作用して衝撃を受けてもＲＦＩＤタグ１が破損する等の虞が無い。
【０１１５】
また、キャップ体21ａ，21ｂの内部の収納部に緩衝部材や断熱材を介在させてＲＦＩＤタグ１を保護することで、より効果的にＲＦＩＤタグ１の保全を確保すると共に温度の安定化を図ることでＲＦＩＤタグ１の性能の安定化を図ることが出来る。
【０１１６】
図12及び図13に示す実施形態では、保護体となるキャップ体21ａの側板21a1の外壁面21a4にネジ部21a5が形成されており、該ネジ部21a5に対応して導電性部材５の設置溝部７の側面７ｂにネジ部7b1が形成されている。
【０１１７】
そして、キャップ体21ａの内部の収納部にＲＦＩＤタグ１ａを収納して樹脂８等の封止材により封止して固定した後、導電性部材５の設置溝部７の設置面となる側面７ｂ側にキャップ体21ａのＲＦＩＤタグ１を収納した収納部を対向させた状態で該キャップ体21ａのネジ部21a5を設置溝部７のネジ部7b1に螺合締着して該キャップ体21ａを設置溝部７内に装着固定する。
【０１１８】
尚、キャップ体21ａの天板21a2の上面には係合穴21a6が形成されており、図示しない締着治具を該係合穴21a6に係合させてキャップ体21ａを導電性部材５に螺合締着して固定することが出来るようになっている。
【０１１９】
本実施形態の場合、キャップ体21ａのネジ部21a5と設置溝部７のネジ部7b1との螺合により締着固定されるが、ネジ部7b1，21a5相互間の接合面の離間間隔が０．０８μｍ以上の隙間が確保されて磁束漏洩路12が形成されるため、該磁束漏洩路12を通して漏れ磁束が回折現象により伝播し、設置溝部７の設置面となる底面７ａの上部に磁界Ｈが形成される。これにより、外部のリードライト端末機等との間で電力や信号の授受が可能になっている。
【０１２０】
図14は金属製等の導電性材料で作られた保護体となる円柱状のブロック体23の表面に直線状の収納部となる溝23ａが形成されており、その溝23ａ内にＲＦＩＤタグ１ａをその軸方向が設置溝部７の設置面となる底面７ａと平行になるように収納し、導電性部材５の設置溝部７の設置面となる底面７ａ側に溝23ａを対向させた状態で該ブロック体23を設置溝部７内に装着される。
【０１２１】
そして、ブロック体23の側面部と底面部、或いは導電性部材５の設置溝部７内に接着剤12が塗布された状態で該ブロック体23が設置溝部７内に挿入され、接着剤12により接合固定されて設置される。
【０１２２】
このようにブロック体23の溝23ａにＲＦＩＤタグ１ａを収納して導電性部材５の設置溝部７に設置することによりＲＦＩＤタグ１ａを精確に位置決めして設置することが出来、施工も容易である。
【０１２３】
尚、図示しないが、ＲＦＩＤタグ１ａの大きさに応じた他の種々の形状の設置溝部７内に設置される場合であっても良く、ＲＦＩＤタグ１ａの大きさに応じた他の種々の形状のブロック体23がその形状に応じた設置溝部７内に挿入されて固定されるものであっても良い。
【０１２４】
尚、前述の板体11やキャップ体21ａ，21ｂ、或いはブロック体23は導電性部材５に対してビス止め接合や接着剤接合により固定する以外にも嵌め合い接合、カシメ接合、ネジ嵌合接合、シーム接合、粘着材接合により磁束漏洩路を実用的なレベルで送受信可能な量の磁束が漏洩し得るように固定することでも良い。シーム結合とは金属板同士の間に高密度ポリエチレン等を介して接合部位を共巻きにして接合されたものである。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、ＲＦＩＤタグから出た磁束の一部が導電性部材の設置面上に分布し、それが磁気漏洩路から外部に漏洩し、その漏洩磁束を利用して外部のリードライト端末機等と通信することが出来る。
【０１２６】
また、リードライト端末機等の発信装置から出た磁束は磁束漏洩路から保護体内に入り、その一部がＲＦＩＤタグのアンテナコイルで検出される。
【０１２７】
従って、ＲＦＩＤタグを導電性部材に設置し、機械的強度の大きい金属等の導電性材料で作られた保護体で保護した状態で外部と通信することが出来る。
【０１２８】
また、保護体を板状にした場合には導電性部材の設置面と反対側のＲＦＩＤタグの側面を保護することが出来、保護体をキャップ状にした場合にはＲＦＩＤタグの表面側全てを覆うことが出来る。
【０１２９】
また、導電性部材に設置溝部を形成し、その設置溝部の底面を設置面としてＲＦＩＤタグを配置した構成としてもＲＦＩＤタグから出た磁束の一部、若しくはＲＦＩＤタグへ向かう磁束の一部は設置溝部の空間に分布し、それを利用して磁束漏洩路を通して通信することが出来る。
【０１３０】
このようにすると、ＲＦＩＤタグ及び保護体を設置溝部から突出しないように設置出来る。
【０１３１】
また、保護体を表面に収納部を形成したブロック体により形成し、その収納部にＲＦＩＤタグを収納し、導電性部材の設置溝部の底面からなる設置面側に保護体の収納部を対向させた状態で該保護体を設置溝部内に装着して設置した場合にはＲＦＩＤタグを精確に位置決めして設置することが出来る。
【０１３２】
また、シリンダ状のアンテナコイルを有し、且つ棒状に形成されたＲＦＩＤタグを採用した場合には極めて小型化出来るので導電性部材に許容される設置面積が小さい場合でも容易に設置出来る。
【０１３３】
また、固定手段により保護体を非導電性材料で作られたスペーサを介して導電性部材に固定した場合には任意の寸法の磁束漏洩路を容易に形成することが出来る。
【０１３４】
また、非導電性材料で作られた緩衝部材または断熱材をＲＦＩＤタグに接して設けた場合には外部衝撃や外気温度の急変からＲＦＩＤタグを有効に保護することが出来る。
【０１３５】
また、本発明に係るＲＦＩＤタグの設置方法によれば、保護体を利用して小さい寸法のＲＦＩＤタグを導電性部材に設けた設置溝部内に精確に位置決めして容易に設置することが出来、その磁束漏洩路を通して漏洩する磁束を利用して通信することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを一部が該設置溝部内に挿入される凸部を有する板状の保護体により覆う様子を示す分解説明図である。
【図２】 図１の板状の保護体を各種の固定手段により導電性部材に固定した様子を示す断面説明図である。
【図３】 シリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグの構成を示す正面説明図である。
【図４】 ＲＦＩＤタグの制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】 シリンダ状のアンテナコイルを有するＲＦＩＤタグに発生する磁界の様子を示す模式図である。
【図６】 導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを平坦な板状の保護体により覆う様子を示す断面説明図である。
【図７】 導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグの一部を収納する収納部を形成した板状の保護体により覆う様子を示す分解説明図である。
【図８】 （ａ）は図７の断面説明図、（ｂ）は導電性部材の平坦な設置面上に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグ全体を収納する収納部を形成した板状の保護体により覆う様子を示す断面説明図である。
【図９】 導電性部材の設置溝部に配置されたＲＦＩＤタグを、該ＲＦＩＤタグを収納する収納部を形成したキャップ体からなる保護体により覆う様子を示す断面説明図である。
【図10】 設置溝部及びキャップ体が断面円形状に構成された場合の一例を示す分解説明図である。
【図11】 設置溝部及びキャップ体が断面方形状に構成された場合の一例を示す分解説明図である。
【図12】 固定手段の一例としてネジ止めによりキャップ体からなる保護体を導電性部材の設置溝部内に装着した様子を示す断面説明図及び分解説明図である。
【図13】 固定手段の一例としてネジ止めによりキャップ体からなる保護体を導電性部材の設置溝部内に装着した様子を示す断面説明図及び分解説明図である。
【図14】 ブロック体の収納部にＲＦＩＤタグを収納し、設置面側に該収納部を対向させた状態で設置溝部内に装着する様子を示す分解説明図である。
【符号の説明】
１ａ…ＲＦＩＤタグ
２ａ…アンテナコイル
３…コア部材
４…半導体ＩＣチップ
４ａ…ＣＰＵ
４ｂ…メモリ
４ｃ…送受信機
４ｄ…コンデンサ
５…導電性部材
５ａ…表面
５ｂ…タップ穴
５ｃ…段部
６…ガラス容器
７…設置溝部
７ａ…底面
７ｂ…側面
7b1…ネジ部
８…樹脂
10…ビス
11…板体
11ａ…嵌合部
11ｂ…鍔部
11ｃ…貫通穴
11ｄ…箱部
11ｅ…スリット
12…磁束漏洩路
13…スペーサ
14…接着剤
15…収納部
21ａ，21ｂ…キャップ体
21a1，21b1…側板
21a2，21b2…天板
21a3，21b3…内壁面
21a4…外壁面
21a5…ネジ部
21a6…係合穴
22…スリット
23…ブロック体
23ａ…溝
31…樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an installation structure and an installation method when an RFID tag having an antenna coil and a control unit is provided on a conductive member.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, RFID tags (Radio Frequency IDentification TAGs) are classified into an electromagnetic induction type and an electromagnetic coupling type, and both use non-contact communication with a read / write terminal using an electromagnetic wave.
[0003]
  The RFID tag has an antenna coil and a control unit, and when the antenna coil receives a transmission signal from the read / write terminal, the control unit accumulates it in the capacitor as power, and stores the power in the storage unit. The information such as the ID code is transmitted from the antenna coil to the read / write terminal again.
[0004]
  As a transmission / reception method, there are an ASK (Amplitude Shift Keying) method and an FSK (Frequency Shift Keying) method. The former performs transmission / reception by amplitude shift modulation of electromagnetic waves, and the latter performs transmission / reception by frequency modulation of electromagnetic waves.
[0005]
  When a general RFID tag is divided into antenna coil types, a disc-shaped antenna coil using a circular air-core coil and a cylinder-shaped antenna coil in which an insulation-coated copper wire such as an enamel wire is wound around a rod-shaped ferrite core are used. There are various types, and the outer shape is formed in a disk shape corresponding to the shape of each antenna coil, and the latter is formed in a bar shape.
[0006]
  An RFID tag having a disk-shaped antenna coil performs communication using a change in magnetic flux in the surface direction of a circular coil, and an RFID tag having a cylindrical antenna coil performs communication using a change in magnetic flux in the axial direction. .
[0007]
  By the way, an electromagnetic wave propagates an alternating electric field and a magnetic field with a phase of 90 degrees. When an alternating magnetic flux due to the magnetic field change intersects with a conductive member such as iron, aluminum, or copper, An eddy current is generated, and a magnetic flux is generated in a direction that cancels the alternating magnetic field by the eddy current.
[0008]
  For this reason, the RFID tag has conventionally been installed as far away from the conductive member as possible.
[0009]
  In addition, in order to protect the installed RFID tag from external stress or impact, it is necessary to cover the surface side with a protector. However, the RFID tag communicates with the read / write terminal from the outside of the protector. In order to do this, a conductive material that becomes a communication barrier cannot be used as a material for the protector, and a non-conductive material such as plastic is generally used.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
  However, since non-conductive materials such as plastics are not so strong, there are many cases where RFID tags cannot be sufficiently protected. For example, when an RFID tag is installed on a metal manhole cover or the like, there is a problem in durability because a traffic load due to the passage of a vehicle or the like is constantly applied.
[0011]
  The present invention solves the above-mentioned problems. The object of the present invention is to install it on a conductive member such as metal and to make the surface side of the conductive material such as metal having high strength and durability. It is intended to provide a new RFID tag installation structure capable of communicating with the outside even if covered with a protected body.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  Even if the present inventors install the RFID tag on the conductive member, a part of the magnetic flux decreases due to the influence of the conductive member, but the remaining magnetic flux is distributed in the space on the installation surface of the conductive member. In addition, it is possible to communicate with a read / write terminal using the distributed magnetic flux, and even if the surface side of the installed RFID tag is covered with a protective body made of a conductive material When a magnetic flux leakage path composed of a minute gap is formed between the protector and the conductive member, a part of the magnetic flux distributed in the space on the installation surface of the conductive member leaks to the outside. The present invention has been completed based on the knowledge that communication can be performed using leakage magnetic flux.
[0013]
  That is, the RFID tag installation structure according to the first aspect of the present invention includes an RFID tag having an antenna coil and a control unit.Externally open surfaceThe structure to be installed inThe RFID tag has a cylindrical antenna coil, is formed in a rod shape as a whole, and performs communication using the ASK method., The RFID tagSaidPlace on the installation surface of the conductive member, cover the surface side of the RFID tag with a protector made of conductive material,At that time, an installation groove is formed on the surface of the conductive member, the RFID tag is arranged with the bottom surface as the installation surface, and the surface side is covered with the plate-shaped protector, or the surface of the conductive member The RFID tag is placed with the mounting surface as the installation surface, and the periphery of the RFID tag is covered with the cap-shaped protective body so that the entire periphery of the RFID tag is covered with the conductive member and the protective body., Between the conductive member and the protectorAnd a narrow gap that enables communication utilizing leakage magnetic flux between the RFID tag and the outside of the protector.A magnetic flux leakage path is formed.
[0014]
  According to the above configuration, a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag is distributed on the installation surface of the conductive member, which leaks to the outside from the magnetic leakage path, and uses the leakage magnetic flux to external read / write terminals. It can communicate with the machine.
[0015]
  Further, the magnetic flux emitted from a transmitting device such as a read / write terminal enters the protection body from the magnetic flux leakage path, and a part thereof is detected by the antenna coil of the RFID tag.
[0016]
  Therefore, it is possible to communicate with the outside in a state where the RFID tag is installed on a conductive member and protected by a protector made of a conductive material such as a metal having high mechanical strength.
[0017]
  The protective body can be formed of a plate body or a cap body. When the protective body is plate-shaped, the side surface of the RFID tag opposite to the installation surface of the conductive member can be protected, and when the protective body is cap-shaped, the entire surface side of the RFID tag is covered. I can do it.
[0018]
  Moreover, an installation groove part can be formed in the said electroconductive member, and the said RFID tag can also be arrange | positioned by making the bottom face of the installation groove part into an installation surface. Even with this configuration, a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag or a part of the magnetic flux directed to the RFID tag is distributed in the space of the installation groove portion, and can be communicated through the magnetic flux leakage path using this.
[0019]
  In this way, the RFID tag and the protector can be installed so as not to protrude from the installation groove.
[0020]
  Further, the protective body is formed by a block body having a storage portion formed on the surface, and the storage portionInsideThe RFID tag is housed in the protective groove, and the protective body can be mounted in the installation groove portion with the storage portion of the protective body facing the installation surface, which is the bottom surface of the installation groove portion of the conductive member.
[0021]
  Thus, the storage part of the protectorInsideThe RFID tag can be accurately positioned and installed by storing the RFID tag in the mounting groove portion of the conductive member.
[0022]
  In addition, the RFID tag having a cylindrical antenna coil and formed in a rod shape can be arranged with its axial direction parallel to the installation surface of the conductive member and substantially in contact with the installation surface.
[0023]
  Even if it is installed in this way, a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag or a part of the magnetic flux directed to the RFID tag is distributed in the space of the installation groove portion, and can be communicated through the magnetic flux leakage path using this. .
[0024]
  An RFID tag having a cylindrical antenna coil and formed in a rod shape can be extremely miniaturized, so that it can be easily installed even when the installation area allowed for the conductive member is small.
[0025]
  In any of the above installation structures, the protective body can be fixed to the conductive member by a fixing means. Thereby, the protector can be stabilized and fixed to the conductive member.
[0026]
  Moreover, the said protection body can be fixed to the said electroconductive member through the spacer made from the nonelectroconductive material by the said fixing means. As a result, a magnetic flux leakage path having an arbitrary size can be easily formed.
[0027]
  Furthermore, in any of the above installation structures, a buffer member or a heat insulating material made of a non-conductive material can be provided in contact with the RFID tag. As a result, the RFID tag can be effectively protected from external impacts or sudden changes in outside air temperature.
[0028]
  Claims6The RFID tag installation method according to the present invention described in 1 is a method in which an RFID tag having an antenna coil and a controller is connected to a conductive memberSurface open to the outsideThe method of installing inThe RFID tag has a cylindrical antenna coil, is formed in a rod shape as a whole, and performs communication using the ASK method.A storage portion is formed on the surface of a protective body made of a block body made of a conductive material;InsideAnd storing the RFID tag inInstall the groove on the surface of the conductive member.Forming the protective body in the installation groove with the storage portion side of the protection body being the bottom side of the installation groove,A magnetic flux leakage path comprising a narrow gap in which the entire periphery of the RFID tag is covered with the conductive member and the protective body and enables communication using the leakage magnetic flux between the RFID tag and the outside of the protective body. Between the storage and the installation grooveInstall the protector in the installation groove so that it is formedDoIt is characterized by that.
[0029]
  According to the above installation method, a small-sized RFID tag can be accurately positioned and easily installed in the installation groove provided in the conductive member by using the protector, and the magnetic flux leaks through the magnetic flux leakage path. You can communicate using.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Each embodiment of the RFID tag installation structure and installation method according to the present invention will be described specifically with reference to the drawings. Figure 114Describes the installation structure and installation method for an RFID tag having a cylindrical antenna coilIt is a figure.
[0031]
  First of all, FIG.14An installation structure and an installation method related to an RFID tag having a cylindrical antenna coil will be described. FIG. 1 is an exploded explanatory view showing a state in which a part of an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a plate-shaped protective body having a convex portion inserted into the installation groove portion, and FIG. It is sectional explanatory drawing which shows a mode that the plate-shaped protection body of this was fixed to the electroconductive member with the various fixing means.
[0032]
  3 is a front explanatory view showing a configuration of an RFID tag having a cylindrical antenna coil, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the RFID tag, and FIG. 5 is an RFID tag having a cylindrical antenna coil. It is a schematic diagram which shows the mode of the magnetic field to generate | occur | produce.
[0033]
  FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the RFID tag arranged in the installation groove portion of the conductive member is covered with a flat plate-shaped protective body.
[0034]
  FIG. 7 is an exploded explanatory view showing a state in which the RFID tag arranged in the installation groove portion of the conductive member is covered with a plate-like protector in which a storage portion for storing a part of the RFID tag is formed, FIG. 7A is a cross-sectional explanatory view of FIG. 7, and FIG. 8B is a plate-shaped protector in which an RFID tag arranged on a flat installation surface of a conductive member is formed and a storage portion for storing the entire RFID tag is formed. It is sectional explanatory drawing which shows a mode that it covers by.
[0035]
  Also figure9FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing a state in which an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a protective body made of a cap body in which a storage portion for storing the RFID tag is formed.TenIs an exploded explanatory view showing an example when the installation groove and the cap body are formed in a circular cross section,11These are exploded explanatory drawings which show an example when an installation groove part and a cap body are comprised by the cross-sectional square shape.
[0036]
  Also figure12And figure13These are sectional explanatory drawing and exploded explanatory drawing which show a mode that the protective body which consists of a cap body as an example of a fixing means was mounted in the installation groove part of an electroconductive member.
[0037]
  Also figure 14FIG. 5 is an exploded explanatory view showing a state in which an RFID tag is stored in a storage portion of a block body and is mounted in an installation groove portion with the storage portion facing the installation surface.
[0038]
  Adopted suitably in the following embodimentsRFID tag 1aAre electromagnetic coupling type and electromagnetic induction type RFID tags. In the following embodiments, an embodiment using an electromagnetic induction type RFID tag will be described below.
[0039]
  Figure 114The RFID tag 1a shown in FIG. 1 is formed by integrally connecting a cylindrical antenna coil 2a and a semiconductor IC chip 4 serving as a control unit directly without using a printed circuit board or the like. Miniaturization is realized.
[0040]
  A cylindrical core member 3 such as an iron core or ferrite is inserted in the axial direction (left and right direction in FIG. 3) inside the antenna coil 2a formed in a cylindrical shape by winding a single wire, and the antenna coil 2a and the core member 3 are inserted. The semiconductor IC chip 4 and the like are integrally formed so as to have a rod shape as a whole.
[0041]
  The semiconductor IC chip 4 is formed by integrally packaging an IC (semiconductor integrated circuit) chip, an LSI (semiconductor large-scale integrated circuit) chip, or the like. As shown, a CPU 4a serving as a control unit, a memory 4b serving as a storage unit, a transceiver 4c, and a capacitor 4d serving as a power storage unit are provided.
[0042]
  A signal transmitted from an external reader / writer terminal (not shown) is transmitted to the CPU 4a via the transceiver 4c, and the electric power is stored in the capacitor 4d. The capacitor 4d serving as the power storage means may be omitted, and power may be continuously supplied to the semiconductor IC chip 4 from an external reader / writer terminal.
[0043]
  The CPU 4a is a central processing unit, and reads programs and various data stored in the memory 4b, performs necessary calculations and determinations, and performs various controls.
[0044]
  The memory 4b has various programs for operating the CPU 4a,RFID tag 1aVarious information such as history data and lot management data relating to products and parts including the conductive member 5 on which is installed is stored.
[0045]
  Of this embodimentRFID tag 1aUses an Amplitude Shift Keying (ASK) wireless communication system with a single radio frequency, and has an air core or core member 3 with a wide resonance frequency band and a wire diameter of several tens of microns.Antenna coil 2aUsing a CMOS-IC with very low power consumption, incorporating a special transceiver circuitRFID tag 1aIt was adopted.
[0046]
  thisRFID tag 1aUses an amplitude shift keying (ASK) wireless communication system. By using such an ASK system, there is very little risk of a frequency shift due to the influence of the conductive member as in the FSK system, a decrease in received power or a disturbance in the communication signal, and a magnetic flux leakage path. It becomes possible to communicate stably with the leakage flux from 12.
[0047]
  Furthermore, according to the results of experiments conducted by the present inventors, it has been found that the magnetic field H propagates from a narrow gap due to diffraction phenomenon even in a narrow gap, and a predetermined slight gap is formed. ByRFID tag 1aIt has been found that an AC magnetic field, which is a power transmission medium and an information communication medium, can be mutually transmitted and received between the terminal and an external reader / writer terminal.
[0048]
  still,RFID tag 1aAs the conductive material that affects the communication, the magnetic flux generated in the opposite direction that attenuates the original magnetic flux by generating the eddy current due to the magnetic field H generated during the communication and power transfer of stainless steel, copper plate, aluminum In addition to plates, iron, cobalt, nickel and alloys thereof, ferromagnetic metals such as ferrite, paramagnetic metals such as aluminum, copper, and chrome, and conductive plastics are also applicable. .
[0049]
  As shown in FIG. 3, the RFID tag 1a has an outer diameter D in the radial direction of the antenna coil 2a.2Outer diameter D according to1The entire circumference is covered with a glass container 6 made of a glass material which is a non-conductive material having a slag.
[0050]
  The length L in the axial direction of the glass container 6 of the RFID tag 1a employed in this embodiment.1Is about 7 mm to 15.7 mm and the outer diameter D1Is about 2.12 mm to 4.12 mm. Accordingly, the installation groove portion 7 of the conductive member 5 has a length L of the RFID tag 1a.1And outer diameter D1It is formed in the size according to. The RFID tag 1a has a weight of about 55 mg to 400 mg.
[0051]
  The length L in the axial direction of the glass container 6 of the RFID tag 1a employed in the present embodiment is described below.1, Outer diameter D1, And the axial length L of the antenna coil 2a2, Outer diameter D2An example is shown.
[0052]
[Table 1]
Figure 0003676245
[0053]
  As an example of the antenna coil 2a, for example, a state in which a copper wire having a diameter of about 30 μm is wound in a cylindrical shape in the axial direction with multiple layers in the radial direction by single wire winding, and the core member 3 is inside the antenna coil 2a In this case, the inductance was about 9.5 mH (frequency 125 kHz), and the capacitance of the capacitor separately connected to the antenna coil 2a for resonance was about 170 pF (frequency 125 kHz).
[0054]
  On the other hand, on the surface 5a side of the conductive member 5, an installation groove portion 7 having a rectangular cross section with an open surface is provided. The RFID tag 1a is inserted into the installation groove portion 7, and its axial direction (the horizontal direction in FIG. 2). ) In parallel with the bottom surface 7a serving as the installation surface of the installation groove 7 so as to be substantially in contact with the bottom surface 7a without using a spacer or the like.
[0055]
  The outer periphery of the glass container 6 of the RFID tag 1a embedded in the installation groove 7 is filled and fixed with a resin 8 or an adhesive serving as a protector made of a non-conductive material. In addition, you may provide buffer members and heat insulating materials, such as sponge and glass wool made from a nonelectroconductive material, in contact with the RFID tag 1a on the outer periphery of the RFID tag 1a embedded in the installation groove portion 7.
[0056]
  A plate body 11 made of a conductive material such as a metal serving as a protector is disposed on the surface side of the RFID tag 1a housed in the installation groove portion 7 so that the surface side of the RFID tag 1a is covered. 11 is fixed to the conductive member 5 by screws 10 as fixing means.
[0057]
  The RFID tag 1a shown in FIG. 1 has a main body configured in a bar shape, and the installation groove portion 7 is configured in a square shape corresponding to the size of the RFID tag 1a. The plate body 11 has a square fitting portion 11 a having a shape corresponding to the shape of the installation groove portion 7 at the center portion protruding toward the installation groove portion 7, and by fitting the fitting portion 11 a to the installation groove portion 7. The plate body 11 is electrically conductive by positioning and screwing and fastening the screw 10 to the tap hole 5b provided in the conductive member 5 through the through hole 11c formed in the flange portion 11b of the plate body 11. 5 is fixed. The conductive member 5 may be fixed using a tapping screw as the screw 10 without providing the tap hole 5b.
[0058]
  In addition, the RFID tag 1a may be fixed by sealing a resin or the like instead of the glass container 6 with a resin or an adhesive made of a non-conductive material.
[0059]
  FIG. 5 shows a state of the magnetic field H generated from the RFID tag 1a in a free state.
[0060]
  The axial end of the antenna coil 2a of the RFID tag 1a and the axial end of the glass container 6 are shown in Table 1 above.1, L21 and FIG. 2, a predetermined spacing is formed between the side surface 7b of the installation groove 7 shown in FIGS. 1 and 2 and the axial end of the antenna coil 2a. A magnetic flux penetrating the coil 2a is easily formed and contributes to the formation of the magnetic field H.
[0061]
  Further, as shown in FIG. 2A, a contact surface that is in contact with each other is formed between the conductive member 5 fixed by the screw 10 and the plate body 11 serving as a protective body, and the contact surface forms a magnetic flux. A magnetic flux leakage path 12 is formed to leak.
[0062]
  The gap for forming the magnetic flux leakage path 12 is changed according to the desired magnitude of the leakage magnetic flux, and is adjusted by, for example, the tightening force of the screw 10 or the degree of roughness of the contact surface. When the magnetic flux leakage path 12 is formed by roughening, both opposing surfaces are in dispersed contact with each other, and the magnetic flux leakage path 12 is formed using a non-contact portion that is dispersed.
[0063]
  The surface roughness of the contact surface is processed so that one of the surfaces facing each other has a surface roughness of about 0.04 μm, thereby forming a clearance of about 0.08 μm as a gap between the contact surfaces, thereby ensuring the desired electromagnetic wave leakage. Is done.
[0064]
  In FIG. 2B, a screw serving as a fixing means by interposing a spacer 13 made of a non-conductive material such as rubber or resin between the conductive member 5 and the plate 11 serving as a protective body. A fixed magnetic flux leakage path 12 having a relatively large thickness can be secured.
[0065]
  When a spacer 13 made of a non-conductive material is interposed between the plate 11 serving as a protective body and the conductive member 5, the sealing between the conductive member 5 and the plate 11 is ensured while ensuring sealing performance. The non-conductive material formed therebetween is preferable because the leakage magnetic flux increases.
[0066]
  In FIG. 2 (c), the conductive member 5 and the plate 11 serving as a protective body are fixed by an adhesive 14 made of a non-conductive material serving as a fixing means. A surface is formed, and a magnetic flux leakage path 12 for leaking magnetic flux is formed by this contact surface.
[0067]
  In addition, when the plate 11 serving as a protective body is fixed to the conductive member 5 with the adhesive 14, it can be fixed with a simple configuration, and the adhesive interposed between the plate 11 and the conductive member 5. Since the physical flux leakage path 12 made of a non-conductive material is formed between the conductive member 5 and the plate 11 while securing the sealing performance by the 14 layers, the leakage magnetic flux increases.
[0068]
  Alternatively, the spacers 13 may be interposed between the plate body 11 and the conductive member 5, and the plate body 11, the spacer 13, and the conductive member 5 may be bonded by the adhesive 14.
[0069]
  According to the results of experiments conducted by the present inventors, it has been found that the magnetic field H propagates from the narrow gap due to the diffraction phenomenon even in a narrow gap. A magnetic flux leakage path 12 is formed so that an amount of magnetic flux that can be transmitted and received at a practical level can be leaked, and by verifying it, an electric power transmission medium between the RFID tag 1a and an external lead terminal and the like It has been found that an AC magnetic field, which is an information communication medium, can be transmitted and received mutually.
[0070]
  Note that the path length of the magnetic flux leakage path 12 and the gap width (average gap width) of the magnetic flux leakage path 12 need only be equal to or greater than the minimum value at which electromagnetic waves can be transmitted to an external read / write terminal. A gap width (average gap width) of about 08 μm is sufficient.
[0071]
  A plate body 11 serving as a protector covering the surface side of the RFID tag 1a is made of a conductive material, and a magnetic flux leakage path 12 is formed between the plate body 11 and the conductive member 5, so that an external An AC magnetic field that is stronger against stress and impact, leaks electromagnetic waves through the magnetic flux leakage path 12, and is an electric power transmission medium and information communication medium between the RFID tag 1a and an external reader / writer terminal. Can be sent and received between each other.
[0072]
  Accordingly, the RFID tag 1a is installed on the conductive member 5 by directly attaching the RFID tag 1a to the bottom surface 7a of the installation groove 7 whose surface side is open, and the surface of the installation groove 7 is made of a conductive material such as metal. 2A to 2C, a magnetic field H due to leakage magnetic flux is generated on the surface side of the conductive member 5, even when covered with the plate 11 serving as a protective body made of Communication with reader / writer terminals is possible.
[0073]
  The installation groove 7 in FIG. 1 is an example formed in a square cross section corresponding to the square plate 11 serving as a protector, but a disc-like plate 11 is prepared as a protector, and the disc-like plate is prepared. The installation groove portion 7 having a circular cross section may be formed corresponding to the body 11.
[0074]
  In this case, the shape of the conductive member 5 is manufactured assuming the installation groove portion 7 in advance, or the installation groove portion 7 of FIG. It is also possible to form Further, the installation groove portion 7 having a circular cross section can be easily formed by a drill or the like.
[0075]
  In addition, the direction of the magnetic flux formed by the antenna coil 2a is arranged in the direction (left and right direction in FIG. 2) that coincides with the joint surface between the plate 11 and the conductive member 5, thereby diffracting the leakage magnetic flux. Propagation due to the phenomenon can be effectively performed, which contributes to the formation of the magnetic field H formed on the upper part of the installation surface.
[0076]
  According to the above configuration, a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag 1a is distributed on the bottom surface 7a which is the installation surface of the conductive member 5, which leaks to the outside from the magnetic leakage path 12, and uses the leakage magnetic flux. And can communicate with an external read / write terminal.
[0077]
  Further, the magnetic flux emitted from a transmitting device such as a read / write terminal enters the installation groove portion 7 covered with the plate 11 serving as a protector from the magnetic flux leakage path 12, and a part thereof is the antenna coil 2a of the RFID tag 1a. Detected.
[0078]
  Therefore, it is possible to communicate with the outside in a state where the RFID tag 1a is installed on the conductive member 5 and protected by the plate 11 which is a protective body made of a conductive material such as a metal having high mechanical strength.
[0079]
  In addition, the installation groove portion 7 is formed in the conductive member 5, and the RFID tag 1a is disposed with the bottom surface 7a of the installation groove portion 7 as the installation surface, so that a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag 1a or the RFID tag 1a. Part of the magnetic flux heading is distributed in the space of the installation groove 7 and can be used to communicate through the magnetic flux leakage path 12.
[0080]
  In this way, the RFID tag 1a and the plate 11 serving as a protector can be installed so as not to protrude from the installation groove 7.
[0081]
  Therefore, it is possible to make the installation groove portion 7 formed in the conductive member 5 shallower by eliminating a space between the RFID tag 1a and the conductive member 5 as in the prior art or by interposing a nonconductive material. The structure is simple and there is no need to separately prepare a non-conductive material or the like as a spacer.
[0082]
  Moreover, the depth of the installation groove part 7 formed in the electroconductive member 5 may be small, and the intensity | strength of the electroconductive member 5 can be ensured. Therefore, the conductive member 5 is advantageous when the RFID tag 1a is installed on a thin object.
[0083]
  Further, the RFID tag 1a can be secured by covering the RFID tag 1a with the plate body 11, and the RFID tag 1a is damaged even when an external force is applied to the product having the conductive member 5 to receive an impact. There is no fear of such.
[0084]
  Further, by protecting the RFID tag 1a by interposing a buffer member or a heat insulating material in the installation groove portion 7 of the conductive member 5 or the storage portion 15 of the plate body 11, the RFID tag 1a can be more effectively maintained. By stabilizing the temperature, the performance of the RFID tag 1a can be stabilized.
[0085]
  Further, the plate body 11 may have a shutter structure that can be opened and closed by a slide type or a structure that can be rotated and opened via a hinge member or the like, in addition to being fixed by the screw 10 or the adhesive 14.
[0086]
  6 (a) and 6 (b) are made of a flat plate from which the fitting portion 11a of the above-described embodiment in which the plate 11 serving as a protective body protrudes toward the installation groove 7 is removed, and in FIG. 6 (a). An example is shown in which the plate body 11 is brought into direct contact with the conductive member 5 and fixed by screws 10 serving as fixing means.
[0087]
  As in the above-described embodiment, a spacer 13 made of a nonconductive material is interposed between the plate 11 and the conductive member 5 or the plate 11 is bonded to the conductive member 5 with an adhesive 14. good.
[0088]
  In FIG. 6B, a step portion 5c is formed on the upper surface side of the installation groove portion 7 of the conductive member 5, and a plate body 11 made of a flat plate is fitted to the step portion 5c. The surface and the surface of the conductive member 5 are substantially flush with each other to eliminate protrusions.
[0089]
  FIG. 6 (b) also shows an example in which the plate body 11 is brought into direct contact with the conductive member 5 and fixed with screws 10, but between the plate body 11 and the conductive member 5. A spacer 13 made of a nonconductive material may be interposed, or the plate 11 may be bonded to the conductive member 5 with an adhesive 14.
[0090]
  As shown in FIG. 2, a plate body 11 having a fitting portion 11a protruding toward the installation groove 7 is prepared, and the flange portion 11b of the plate body 11 is fitted to the step portion 5c. The plate body 11 may be dropped into the stepped portion 5c so that the fitting portion 11a is fitted into the installation groove portion 7, and may be fixed with screws 14 or spacers 13 or with an adhesive 14.
[0091]
  FIG. 7 shows the installation groove portion 7 corresponding to the rectangular installation groove portion 7 of the conductive member 5 at the center portion of the rectangular plate body 11 made of a plate body as a protective body made of a conductive material such as metal. A rectangular box portion 11d that protrudes upward is provided on the opposite side, and a rectangular storage portion 15 that faces the installation groove portion 7 is formed inside the box portion 11d. In the present embodiment, a part of the RFID tag 1a is stored in the storage unit 15.
[0092]
  Then, the RFID tag 1a is housed inside the installation groove portion 7 of the conductive member 5 and the storage portion 15 of the plate body 11 serving as a protector, and the storage portion 15 of the plate body 11 is placed on the installation groove portion 7 side of the conductive member 5. In a state of being opposed to each other, the plate body 11 is fixed to the conductive member 5 to cover the RFID tag 1a.
[0093]
  That is, the plate body 11 of the present embodiment has a hat shape as shown in FIG. In FIG. 8A, the hat-shaped plate 11 is brought into direct contact with the conductive member 5 and fixed with screws 10. As described above, a spacer 13 made of a nonconductive material may be interposed between the plate 11 and the conductive member 5, or the plate 11 may be bonded to the conductive member 5 with an adhesive 14. .
[0094]
  In the rod-shaped RFID tag 1a in which the antenna coil 2a is formed in a cylinder shape, magnetic lines of force are generated in the axial direction (the left-right direction in FIG. 8A). Therefore, as shown in FIG. When the direction of the magnetic flux leakage path 12 formed at the junction between the conductive member 5 and the conductive member 5 coincides with the axial direction of the RFID tag 1a, the leakage magnetic flux is more effectively diffracted by the diffraction phenomenon. 11 can be propagated via a narrow magnetic flux leakage path 12 at the junction with 11, whereby a magnetic field H is formed above the bottom surface 7 a serving as an installation surface of the installation groove 7, and the RFID tag 1 a and an external not shown The AC magnetic field, which is a power transmission medium and an information communication medium, can be transmitted and received between the reader / writer terminals and the like with higher sensitivity.
[0095]
  In FIG. 8B, the installation surface of the conductive member 5 is flat, and a hat-shaped plate 11 is fixed to the top. FIG. 8B shows an example in which the hat-shaped plate 11 is brought into direct contact with the conductive member 5 and fixed with screws 10. However, the plate 11 and the conductive member 5 are the same as described above. A spacer 13 made of a non-conductive material may be interposed between them, or the plate 11 may be bonded to the conductive member 5 with an adhesive 14.
[0096]
  7 shows an example in which the installation groove portion 7 is formed to have a square cross section corresponding to the square plate 11 serving as a protector. However, a disc-like plate 11 is prepared as the protector, and the disc The installation groove 7 having a circular cross section may be formed corresponding to the plate-like plate 11.
[0097]
  Further, as described above, the magnetic flux leakage path 12 at the joint portion between the conductive member 5 and the plate body 11 is set so that the separation interval of the joint surface is 0.08 μm or more, and this effectively diffracts the leakage magnetic flux. In particular, the magnetic flux leakage path 12 is formed by the fitting portion 11a of the plate 11 shown in FIG. 2 and the step 5c of the conductive member 5 shown in FIG. 6B and the like. It has been experimentally found that the crank shape is more effective, and a straight shape is more preferable as shown in FIG.
[0098]
  Figure9~ Figure11The RFID tag 1a having the cylindrical antenna coil 2a shown in FIG. 2 is housed in cap bodies 21a and 21b made of a conductive material such as metal as a protective body, and is a sealing material such as a resin 8 or an adhesive. It is sealed and fixed by. In addition, you may arrange | position buffer members and heat insulating materials, such as sponge and glass wool which consist of nonelectroconductive materials in contact with the RFID tag 1 embed | buried in the cap bodies 21a and 21b.
[0099]
  The cap bodies 21a and 21b in which the RFID tag 1 is stored have the storage portions of the cap bodies 21a and 21b opposed to the bottom surface 7a side which is the installation surface of the installation groove 7 of the conductive member 5 in a state of covering the RFID tag 1. In this state, the cap bodies 21a and 21b are mounted in the installation groove portion 7 and fixed.
[0100]
  FigureTenThe cap body 21a shown in FIG. 1 includes a cylindrical side plate 21a1 and a disk-shaped top plate 21a2 corresponding to the size of the RFID tag 1a, and the installation groove portion 7 formed in the conductive member 5 has a cap body 21a. It is comprised by the cylindrical shape according to the magnitude | size.
[0101]
  Then, the top plate 21a2 of the cap body 21a is placed on the surface 5a side of the conductive member 5 in a state where the adhesive 14 is applied to the side surface portion and the bottom surface portion of the cap body 21a or the installation groove portion 7 of the conductive member 5. The cap body 21a is inserted into the installation groove portion 7 in the direction in which it is arranged, and is joined and fixed by the adhesive 14.
[0102]
  Figure11The cap body 21b shown in FIG. 1 includes a rectangular side plate 21b1 and a square top plate 21b2 corresponding to the size of the RFID tag 1, and the installation groove portion 7 formed in the conductive member 5 has a cap body 21b. It is configured in a square shape according to the size of the.
[0103]
  Then, the top plate 21b2 of the cap body 21b is placed on the surface 5a side of the conductive member 5 in a state where the adhesive 14 is applied to the side surface portion and the bottom surface portion of the cap body 21b or the installation groove portion 7 of the conductive member 5. The cap body 21 b is inserted into the installation groove portion 7 in the direction in which it is arranged, and is bonded and fixed by the adhesive 14. Note that the adhesive 14 may be applied to a part of at least one of the cap bodies 21 a and 21 b or the installation groove portion 7 of the conductive member 5.
[0104]
  Figure9Is installed in the cap bodies 21a and 21b, and the installation groove portion is formed by the leakage magnetic flux generated from the RFID tag 1 embedded in the installation groove portion 7 of the conductive member 5 while being covered with the cap bodies 21a and 21b. 7 also illustrates the state of the magnetic field H formed on the bottom surface 7a, which is the installation surface of FIG.
[0105]
  A predetermined spacing is formed between the axial end of the antenna coil 2a of the RFID tag 1a and the inner wall surfaces 21a3 and 21b3 of the side plates 21a1 and 21b1 of the cap bodies 21a and 21b. The penetrating magnetic flux is easily formed and contributes to the formation of the magnetic field H.
[0106]
  The magnetic field H is an upper portion of the bottom surface 7a that becomes the installation surface of the installation groove 7 due to the diffraction phenomenon of leakage magnetic flux passing through the magnetic flux leakage path 12 formed on the joint surface between the installation groove 7 of the conductive member 5 and the cap bodies 21a and 21b. As a result, an AC magnetic field, which is a power transmission medium and an information communication medium, can be transmitted and received between the RFID tag 1a and an external reader / writer terminal (not shown).
[0107]
  Even if the RFID tag 1a is installed in close contact with the bottom surface 7a of the installation groove portion 7 of the conductive member 5, and the upper portion is covered with the cap bodies 21a and 21b, FIG.9As shown in FIG. 2, a magnetic field H is generated at the upper part of the bottom surface 7a of the installation groove 7 of the conductive member 5.
[0108]
  A spacer made of a non-conductive material such as rubber or resin (not shown) may be interposed between the cap bodies 21a and 21b and the conductive member 5. When a spacer made of a non-conductive material is interposed between the cap bodies 21a and 21b and the conductive member 5, the sealing member is secured and the gap between the conductive member 5 and the cap bodies 21a and 21b is secured. This is preferable because the non-conductive material formed on the substrate increases the leakage magnetic flux.
[0109]
  When a spacer is interposed between the cap bodies 21a and 21b and the conductive member 5, an adhesive 14 is interposed between the spacer and the conductive member 5 and between the spacer and the cap bodies 21a and 21b. It may be fixed.
[0110]
  Further, when the cap bodies 21a and 21b are fixed to the conductive member 5 with the adhesive 14, the adhesive can be fixed with a simple configuration and is interposed between the cap bodies 21a and 21b and the conductive member 5. Since the magnetic flux leakage path 12 made of a nonconductive material is formed between the conductive member 5 and the cap bodies 21a and 21b by the 14 layers, the leakage magnetic flux increases. This is advantageous when the AC magnetic field, which is a power transmission medium and an information communication medium, is mutually transmitted and received between the RFID tag 1 and an external reader / writer terminal.
[0111]
  Further, the magnetic flux leakage path 12 is set so that a clearance of 0.08 [mu] m or more is secured between the cap bodies 21a and 21b and the conductive member 5 at the separation surface, thereby diffracting the leakage magnetic flux. Propagation due to the phenomenon can be effectively performed, and a magnetic field H is formed on the upper surface of the bottom surface 7a, which is the installation surface of the installation groove portion 7, thereby enabling transmission and reception of electric power and signals.
[0112]
  According to the said structure, the depth of the installation groove part 7 formed in the electroconductive member 5 may be small, and the performance and intensity | strength of the electroconductive member 5 can be ensured. Therefore, it is advantageous when the RFID tag 1 is installed on an object having a thin conductive member 5.
[0113]
  Therefore, it is possible to make the installation groove portion 7 formed in the conductive member 5 shallower by eliminating the space between the RFID tag 1 and the conductive member 5 or interposing a nonconductive material as in the prior art. The structure is simple and there is no need to separately prepare a non-conductive material or the like as a spacer.
[0114]
  Further, the RFID tag 1 can be secured by covering the RFID tag 1 with the cap bodies 21a and 21b, and the RFID tag 1 can be protected even if an external force acts on the product having the conductive member 5 and receives an impact. There is no risk of damage.
[0115]
  Further, by protecting the RFID tag 1 by interposing a buffer member or a heat insulating material in the storage portions inside the cap bodies 21a and 21b, the RFID tag 1 can be more effectively maintained and the temperature can be stabilized. Thus, the performance of the RFID tag 1 can be stabilized.
[0116]
  Figure12And figure13In the embodiment shown in FIG. 2, a screw portion 21a5 is formed on the outer wall surface 21a4 of the side plate 21a1 of the cap body 21a serving as a protector, and the side surface 7b of the installation groove portion 7 of the conductive member 5 corresponds to the screw portion 21a5. A screw portion 7b1 is formed.
[0117]
  Then, after the RFID tag 1a is housed in the housing portion inside the cap body 21a and sealed with a sealing material such as the resin 8 and fixed, the side surface 7b side serving as the installation surface of the installation groove portion 7 of the conductive member 5 is provided. In the state where the storage portion storing the RFID tag 1 of the cap body 21a is opposed, the screw portion 21a5 of the cap body 21a is screwed and fastened to the screw portion 7b1 of the installation groove portion 7 so that the cap body 21a is installed. Install and fix inside.
[0118]
  An engagement hole 21a6 is formed on the top surface of the top plate 21a2 of the cap body 21a, and a fastening jig (not shown) is engaged with the engagement hole 21a6 to screw the cap body 21a into the conductive member 5. It can be fixed by fastening.
[0119]
  In the case of the present embodiment, the screw portion 21a5 of the cap body 21a and the screw portion 7b1 of the installation groove portion 7 are fastened and fixed, but the separation distance of the joint surface between the screw portions 7b1 and 21a5 is 0.08 μm. Since the above gap is secured and the magnetic flux leakage path 12 is formed, the leakage magnetic flux propagates through the magnetic flux leakage path 12 by a diffraction phenomenon, and the magnetic field H is formed on the upper surface of the bottom surface 7a which is the installation surface of the installation groove portion 7. The As a result, power and signals can be exchanged with an external read / write terminal or the like.
[0120]
  Figure14Is formed with a groove 23a serving as a linear storage portion on the surface of a cylindrical block body 23 serving as a protector made of a conductive material such as metal, and the RFID tag 1a is placed in the groove 23a. The block body is housed so that the axial direction is parallel to the bottom surface 7a serving as the installation surface of the installation groove portion 7, and the groove 23a is opposed to the bottom surface 7a side serving as the installation surface of the installation groove portion 7 of the conductive member 5. 23 is mounted in the installation groove 7.
[0121]
  Then, the block body 23 is inserted into the installation groove portion 7 in a state where the adhesive 12 is applied to the side surface portion and the bottom surface portion of the block body 23 or the installation groove portion 7 of the conductive member 5, and is joined by the adhesive 12. Fixed and installed.
[0122]
  In this way, the RFID tag 1a is housed in the groove 23a of the block body 23 and installed in the installation groove portion 7 of the conductive member 5, so that the RFID tag 1a can be accurately positioned and installed, and the construction is also easy. .
[0123]
  Although not shown, it may be installed in the installation groove portion 7 having various other shapes according to the size of the RFID tag 1a, and other various shapes depending on the size of the RFID tag 1a. The block body 23 may be inserted and fixed in the installation groove portion 7 corresponding to the shape thereof.
[0124]
  The plate body 11, the cap bodies 21 a and 21 b, or the block body 23 are not only fixed to the conductive member 5 by screwing bonding or adhesive bonding, but are also fitted, crimped, and screw-fitted. Alternatively, the magnetic flux leakage path may be fixed by seam bonding or adhesive material bonding so that an amount of magnetic flux that can be transmitted and received at a practical level can be leaked. The seam bonding is a bonding between metal plates with high-density polyethylene or the like wound together at a bonding site.
[0125]
【The invention's effect】
  Since the present invention has the above-described configuration and operation, a part of the magnetic flux emitted from the RFID tag is distributed on the installation surface of the conductive member, which leaks to the outside from the magnetic leakage path, and the leakage magnetic flux. Can be used to communicate with external read / write terminals.
[0126]
  Further, the magnetic flux emitted from a transmitting device such as a read / write terminal enters the protection body from the magnetic flux leakage path, and a part thereof is detected by the antenna coil of the RFID tag.
[0127]
  Therefore, it is possible to communicate with the outside in a state where the RFID tag is installed on a conductive member and protected by a protector made of a conductive material such as a metal having high mechanical strength.
[0128]
  In addition, when the protective body is in a plate shape, the side surface of the RFID tag opposite to the installation surface of the conductive member can be protected, and when the protective body is in a cap shape, the entire surface side of the RFID tag can be protected. Can be covered.
[0129]
  In addition, even if the installation groove part is formed in the conductive member and the RFID tag is arranged with the bottom surface of the installation groove part as the installation surface, part of the magnetic flux emitted from the RFID tag or part of the magnetic flux directed to the RFID tag is installed. It is distributed in the space of the groove portion, and communication can be performed through the magnetic flux leakage path by using it.
[0130]
  In this way, the RFID tag and the protector can be installed so as not to protrude from the installation groove.
[0131]
  In addition, the protection body is formed by a block body having a storage portion formed on the surface, the RFID tag is stored in the storage portion, and the storage portion of the protection body is opposed to the installation surface side formed by the bottom surface of the installation groove portion of the conductive member. When the protective body is mounted and installed in the installation groove in a state where the RFID tag is placed, the RFID tag can be accurately positioned and installed.
[0132]
  Further, when an RFID tag having a cylindrical antenna coil and formed into a rod shape is adopted, the size can be extremely reduced, so that the installation can be easily performed even when the installation area allowed for the conductive member is small.
[0133]
  Further, when the protector is fixed to the conductive member by the fixing means via the spacer made of a non-conductive material, a magnetic flux leakage path of any size can be easily formed.
[0134]
  Further, in the case where a buffer member or a heat insulating material made of a non-conductive material is provided in contact with the RFID tag, the RFID tag can be effectively protected from an external impact or a sudden change in the outside air temperature.
[0135]
  Further, according to the RFID tag installation method according to the present invention, a small-sized RFID tag can be accurately positioned in the installation groove provided in the conductive member using a protector, and can be easily installed. Communication can be performed using magnetic flux leaking through the magnetic flux leakage path.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded explanatory view showing a state where a part of an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a plate-shaped protector having a convex portion inserted into the installation groove portion.
2 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the plate-shaped protective body of FIG. 1 is fixed to a conductive member by various fixing means.
FIG. 3 is a front explanatory view showing a configuration of an RFID tag having a cylindrical antenna coil.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the RFID tag.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of a magnetic field generated in an RFID tag having a cylindrical antenna coil.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a state where an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a flat plate-shaped protector.
FIG. 7 is an exploded explanatory view showing a state in which an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a plate-like protector in which a storage portion for storing a part of the RFID tag is formed.
8A is a cross-sectional explanatory view of FIG. 7, and FIG. 8B is a plate shape in which an RFID tag arranged on a flat installation surface of a conductive member is formed with a storage portion for storing the entire RFID tag. It is sectional explanatory drawing which shows a mode that it covers with a protector.
[Figure9FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which an RFID tag arranged in an installation groove portion of a conductive member is covered with a protective body made of a cap body in which a storage portion for storing the RFID tag is formed.
[FigureTenAn exploded explanatory view showing an example when the installation groove and the cap body are formed in a circular cross section.
[Figure11An exploded explanatory view showing an example when the installation groove and the cap body are formed in a square cross section.
[Figure12An example of fixing means is a cross-sectional explanatory view and an exploded explanatory view showing a state in which a protective body made of a cap body is mounted in an installation groove portion of a conductive member by screwing.
[Figure13An example of fixing means is a cross-sectional explanatory view and an exploded explanatory view showing a state in which a protective body made of a cap body is mounted in an installation groove portion of a conductive member by screwing.
[Figure14An exploded explanatory view showing a state in which an RFID tag is housed in a housing portion of a block body and is mounted in an installation groove portion with the housing portion facing the installation surface.
[Explanation of symbols]
  1a... RFID tag
  2a... antenna coil
  3. Core member
  4 ... Semiconductor IC chip
  4a ... CPU
  4b ... Memory
  4c ... transceiver
  4d: Capacitor
  5 ... Conductive member
  5a ... Surface
  5b ... Tap hole
  5c ... Step
  6 ... Glass container
  7 ... Installation groove
  7a ... Bottom
  7b ... Side
  7b1 ... Screw part
  8 ... resin
  10 ... Screw
  11 ... Plate
  11a ... Fitting part
  11b ... Buttocks
  11c ... through hole
  11d ... box
  11e ... Slit
  12 ... Magnetic flux leakage path
  13 ... Spacer
  14… Adhesive
  15 ... Storage section
  21a, 21b ... Cap body
  21a1, 21b1 ... Side plate
  21a2, 21b2 ... top plate
  21a3, 21b3 ... Inner wall surface
  21a4… Outer wall surface
  21a5 ... Screw part
  21a6 ... engagement hole
  22 ... Slit
  23… Block body
  23a ... Groove
  31… Resin

Claims (6)

アンテナコイルと、制御部とを有するＲＦＩＤタグを、導電性部材の外部に開放された表面に設置する構造であって、
前記ＲＦＩＤタグは、シリンダ状のアンテナコイルを有し、全体が棒状に形成され、且つＡＳＫ方式で通信を行うものであり、
前記ＲＦＩＤタグを前記導電性部材の設置面に配置し、そのＲＦＩＤタグの表面側を導電性材料で作られた保護体で覆い、その際、前記導電性部材の表面に設置溝部を形成し、その底面を設置面として前記ＲＦＩＤタグを配置してその表面側を板状の前記保護体で覆い、または、前記導電性部材の表面を設置面として前記ＲＦＩＤタグを配置し、そのＲＦＩＤタグの周囲をキャップ状の前記保護体で覆うことにより、前記ＲＦＩＤタグの全ての周囲を前記導電性部材および前記保護体で覆うようにし、
前記導電性部材と前記保護体との間に、前記ＲＦＩＤタグと前記保護体外部との間で漏洩磁束を利用した通信を可能とする狭い間隙からなる磁束漏洩路を形成したことを特徴とするＲＦＩＤタグの設置構造。An RFID tag having an antenna coil and a control unit is installed on the surface opened to the outside of the conductive member,
The RFID tag has a cylindrical antenna coil, is formed in a rod shape as a whole, and performs communication by the ASK method .
It said RFID tag is arranged on an installation surface of the conductive member, covering the surface side of the RFID tag with a protective body made of electrically conductive material, whereby to form an installation groove in the surface of the conductive member, The RFID tag is arranged with the bottom surface as an installation surface and the surface side is covered with the plate-shaped protective body, or the RFID tag is arranged with the surface of the conductive member as the installation surface, and the periphery of the RFID tag By covering the entire periphery of the RFID tag with the conductive member and the protective body ,
A magnetic flux leakage path including a narrow gap that enables communication using leakage magnetic flux between the RFID tag and the outside of the protective body is formed between the conductive member and the protective body. RFID tag installation structure. 前記保護体を表面に収納部を形成したブロック体により形成し、その収納部内に前記ＲＦＩＤタグを収納し、前記導電性部材の設置面側に前記保護体の収納部を対向させた状態で該保護体を設置溝部内に装着したことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグの設置構造。Wherein the protective member is formed by the block body formed a housing portion on the surface, in that the RFID tag housed in the housing portion, while being opposed to receiving portions of said protective member to the installation surface of the conductive member The RFID tag installation structure according to claim 1 , wherein the protector is mounted in an installation groove. 固定手段により前記保護体を前記導電性部材に固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグの設置構造。The RFID tag installation structure according to claim 1 or 2 , wherein the protective body is fixed to the conductive member by a fixing means. 前記固定手段により前記保護体を非導電性材料で作られたスペーサを介して前記導電性部材に固定したことを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤタグの設置構造。The RFID tag installation structure according to claim 3 , wherein the protective body is fixed to the conductive member by a spacer made of a non-conductive material by the fixing means. 非導電性材料で作られた緩衝部材または断熱材を前記ＲＦＩＤタグに接して設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグの設置構造。The RFID tag installation structure according to any one of claims 1 to 4 , wherein a buffer member or a heat insulating material made of a non-conductive material is provided in contact with the RFID tag. アンテナコイルと、制御部とを有するＲＦＩＤタグを導電性部材の外部に開放された表面に設置する方法であって、
前記ＲＦＩＤタグは、シリンダ状のアンテナコイルを有し、全体が棒状に形成され、且つＡＳＫ方式で通信を行うものであり、
導電性材料で作られたブロック体からなる保護体の表面に収納部を形成して該収納部内に前記ＲＦＩＤタグを収納すると共に、表面が開放された設置溝部を前記導電性部材の表面に形成し、前記保護体の収納部側を前記設置溝部の底面側にして該保護体を該設置溝部内に設置し、その際、前記ＲＦＩＤタグの全ての周囲が前記導電性部材および前記保護体で覆われると共に、前記ＲＦＩＤタグと前記保護体外部との間で漏洩磁束を利用した通信を可能とする狭い間隙からなる磁束漏洩路が該収納部と該設置溝部間に形成されるように該保護体を該設置溝部に設置することを特徴とするＲＦＩＤタグの設置方法。A method of installing an RFID tag having an antenna coil and a control unit on a surface opened to the outside of a conductive member,
The RFID tag has a cylindrical antenna coil, is formed in a rod shape as a whole, and performs communication by the ASK method .
Conductive material-made to form a receiving portion on the surface of the protective body comprising a block body with housing the RFID tag within the housing unit, the installation groove surface is opened on the surface of the conductive member The protective body is installed in the installation groove portion with the storage portion side of the protection body being the bottom surface side of the installation groove portion. At that time, the entire periphery of the RFID tag is the conductive member and the protection body. And a magnetic flux leakage path consisting of a narrow gap that enables communication utilizing leakage magnetic flux between the RFID tag and the outside of the protective body is formed between the storage portion and the installation groove portion. installation method of an RFID tag which is characterized by placing a protective member to the installation groove.
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