JP4040661B2 - Rfidタグの取り付け構造及び検知方法 - Google Patents
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Description
金属製対象物1の外側(図における左側)に厚さ1mmのスペーサ230が貼り付けられ,その上に接着剤23を介してRFIDタグ11が接着されている。RFIDタグ11の図中下側のアンテナパターン112は,接着剤23を介して容器状の金属製対象物1に接しているが,RFIDタグ11の図中上側のアンテナパターン111は,粘着材23を介して上記スペーサ230に接している。
このように,少なくとも片側のアンテナパターン112が,金属製対象物1からスペーサ230で浮いていれば,アンテナの共振周波数が大きくずれてしまうことは無く,リーダからの電波に呼応することができる。
金属製対象物が重く多数の金属製対象物を積み上げて保管するような場合には,特に破損が起こりやすい。
例えば金属製対象物が,直径120cm,長さ140cm,重さ2tの重い鋼鉄の線材コイルの場合,これを倉庫に2段積みするようなことがあり,間に挟まれたRFIDタグは,いとも簡単に破壊されてしまう。
破損を避けるには,金属製対象物の内側にRFIDタグを付けることが望ましいが,金属製対象物の内側にRFIDタグを取り付けた場合,その取り付け方によっては,外部のRFIDリーダで検知することが不可能になる場合が多く,確実に外部から検知するために工夫が必要である。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,複数の中空円筒型金属製対象物が同軸且つ一列に配置された場合にそれらの中空円筒型金属製対象物を順次判別出来るようにしたRFIDタグの検知方法を提供することである。
上記スペーサとしては,磁性体,誘電体などが使用可能である。
上記誘電体の例を挙げると,発泡ポリエチレン,発泡スチロールなどの低誘電率のもの,ポリエチレン,スチロール,エポキシなどの誘電率が中程度のもの,あるいは高誘電率のものとして,セラミック,チタン酸バリウム,などがある。
また,磁性体の例としては,フェライト,鉄,ニッケルなどがある。
なお,磁性体として鉄,ニッケルなどの金属を使う場合は,渦電流損失を減らすために薄板(薄膜)にして絶縁し積層したり,粉末にしてエポキシなどの樹脂で固めたりして使用する。
一般に低誘電率のものは,軽量かつ安価なものが得られるという利点がある。
高誘電率のものを使うと,誘電体内部での電波の波長が誘電率の平方根に反比例するため,同じ波長なら,より小さな寸法に出来るという利点がある。
磁性体を使ったものは,薄く小さな寸法に出来るという利点があるが,渦電流損失の影響を受けるので比較的低い周波数で使われることが多い。
このようにRFIDタグが金属表面との間にスペーサを介して取り付けられるので,外部のアンテナとの間に効率よく通信回路を構成することができる。
上記のようなRFIDタグ検知用のRFIDリーダアンテナは,その中空円筒型金属製対象物の円周方向か,中心軸方向かいずれかの方向に合わせて設置される。
RFIDタグの設置方向が,中空円筒型金属製対象物の中心軸の方向であれば,RFIDリーダアンテナからの電波により発生した円筒内部の電波の定在波の電界の向きに沿ってRFIDタグのアンテナパターンが配置されるため,RFIDリーダアンテナをRFIDタグの直上に来るまで中空円筒型金属製対象物内に挿入したときに,効率よくRFIDタグを検出することができる。この場合は,複数並んだRFIDタグを,順次検出するような場合に便利である。
このように中空円筒型金属製対象物が線材コイルである場合には,前記RFIDタグを,線材コイルを結束するフープ材に取り付けることが望ましい。線材の運搬時などに線材同士が擦れたり位置が変化したりしてぶつかったりするので,線材にRFIDタグを取り付けると,そのためにRFIDタグが損傷する可能性があるが,線材を結束するフープにRFIDタグを取り付けておけば,フープは鋼鉄であるから丈夫であり且つフープ自体は線材との接触やぶつかり合いを生じないので,線材の運搬時などにもRFIDタグが損傷するような不都合がないからである。
この場合,前記RFIDリーダアンテナを,移動用クレーンの先端に取り付けて,移動用クレーンで中空円筒型金属製対象物を搬送するついでに中空円筒型金属製対象物に取り付けられたRFIDタグを検知することで,中空円筒型金属製対象物の種別などを確認するような使い方が特に効果的である。
ここに,図1は,円筒型金属内側にRFIDタグを円周方向に沿う向きに取り付けた場合の構成を示す概観図,図2は,円筒型金属の内側にRFIDタグを,中心軸に平行に取り付けた場合の構成を示す概観図,図3は,円筒型金属の外側からRFIDリーダアンテナの電波をRFIDタグに照射している状況を示す概観図,図4は,複数の同軸の円筒型金属の内部に,RFIDリーダアンテナを先端に取り付けたクレーンアームを挿入し,RFIDタグを順番に検知する状況を示す概観図,図5は,4つのフープで結束された鋼鉄の線材コイルの内側のフープ上にスペーサを介してRFIDタグを実装した写真,図6は,従来のRFIDタグの実装状態を示す断面図である。
図に示されるように,中空円筒型金属製対象物4の内側に発泡ポリエチレン・発泡ポリスチレンなどの誘電率の低い材料でできた厚さ13mm程度のスペーサ230が設置され,このスペーサ230を間に挟んでRFIDタグ11が,その長手方向(放射される電波の電界の向き)が上記中空円筒型金属製対象物4の円周方向に沿うように取り付けられる。
この例では,RFIDタグ11が,中空円筒型金属製対象物4の円周方向に取り付けられるが,図2に示すように中空円筒型金属製対象物4の中心軸に沿った方向に取り付けられても良い。
図2は,本発明の他の実施形態に係るRFIDタグの他の取り付け構造を示す構成図である。
中空円筒型金属製対象物4の内側に発泡ポリエチレン,発泡ポリスチレン,発泡ポリスチレンなどの誘電率の低い材料でできた厚さ13mm程度のスペーサ230を間に挟んで,RFIDタグ11を長手方向(放射される電波の電界の向き)が中心軸に平行になるように取り付けられている。
この例では,スペーサ230として低誘電率材料が用いられているが,そのほかの材料として,磁性体などでもよい。
RFIDリーダアンテナ7から照射された電波の電界は,電波の進行方向に対して直角な向きを向いており,その進行方向は中空円筒型金属製対象物4の中心軸と平行であるため,中空円筒型金属製対象物4の内側の電界は,中心軸と直行する向き,即ち円周方向及び半径方向に発生する。
このため,図1のように,RFIDタグ11を,長手方向(放射される電波の電界の向き)が円周方向に沿うように取り付けてあると,アンテナ7からの電波を効率よく受けることができるが,図2のようにRFIDタグ11を,長手方向(放射される電波の電界の向き)が中心軸に平行になるように取り付けてあると,アンテナ7からの電波をほとんど受けることができない。
なお,2つの鋼鉄製線材コイルに上記の配置でRFIDタグ11を取り付けて中心軸を一致させて並べれば,2つのRFIDタグ11両方を同時に検知することも可能である。
RFIDタグ11の向きを変えて,図2の配置にした場合,中空円筒型金属製対象物4から20cm以下の距離までアンテナ7を接近させるか,アンテナ7を中空円筒型金属製対象物4の内部に挿入すれば内部のRFIDタグ11を認識することができた。
なお,スペーサ230を省略して,RFIDタグ11を直接中空円筒型金属製対象物4に貼り付けた場合は,RFIDリーダアンテナ7を中空円筒型金属製対象物4の内部に入れてもRFIDタグ11を認識することができなかった。
このように,図1のRFID取り付け方法を採用すれば,外部のRFIDリーダアンテナ7で容易にRFIDタグ11を認識することができる。
図4は,本発明の他の一実施例によるRFIDタグの認識方法を示す図である。
図4においては,複数の中空円筒型金属製対象物4が中心軸が一致するように並べられており,その中に,図2と同じようにRFIDタグ11を,長手方向(放射される電波の電界の向き)が中心軸に平行になるように取り付けてある。
RFIDリーダアンテナ7は,例えばUHF帯ダイポールアンテナのような細長いアンテナであり,放射される電波の電界の向きは,中心軸と平行となり,アンテナを中心として円の半径方向に一様に電波を放射する。
中空円筒型金属製対象物4の内部のRFIDタグ11は,図2と同じようにRFIDタグ11を,長手方向(放射される電波の電界の向き)が,中心軸に平行になるように取り付けてあるので,外部のRFIDリーダからの電波には反応しないが,内部に挿入されたRFIDリーダアンテナ7がRFIDタグ11の真上に来たとき,電波の電界の向きが一致して検知することができる。
このため,線材コイル移動用クレーンアーム8に,どのような順番でRFIDタグ11の付けられた線材コイルが並んでいるかを認識できるという大きなメリットがある。
このように図2のRFID取り付け方法を使えば,特定のRFIDタグ11のみを選択的に検知することが可能となり,図1のRFIDタグ取り付け方法を使えば,外部から遠くのRFIDタグ11を一度に検知することが可能となる。
図5は線材コイルにRFIDタグを実装した状態を示す写真である。
中空円筒型金属製対象物4に相当するものは,鋼鉄製の線材コイル4であり,4本の幅32mm,厚さ0.7mmの鋼鉄製結束用フープ9によって結束されている。
結束用フープ9の内側30cmの位置に,厚さ13mmの発泡ポリエチレン製のスペーサ230が接着され,その上に富士通フロンティック社製のプラスティック・カード型RFIDタグ11が中心軸に平行に取り付けられている。
RFIDタグをコイルを結束するフープに取り付けていることを除けば,図2の実施例とまったく同じである。
線材コイルは,移動する時の振動などで線材が動くため,鋼鉄の線材に直接RFIDタグを接着した状態で線材コイルを移動すると,その振動などで線材の相互の位置関係が変化してしまい,RFIDタグが線材の間に挟まって破損したり,引きちぎられたりしてしまうことがあるが,鋼鉄製の結束用フープ9に取り付けていれば,線材により損傷する心配がなくなる。
このように本実施例に係るのRFIDタグの取り付け構造では,中空円筒型金属製対象物の内側に,スペーサを介し,その長手方向が円周に沿う向きとなるようにRFIDタグを配置しているため,RFIDタグの損傷を避けることができ,且つRFIDタグを外部のリーダから容易に検知することができる。
5…RFIDリーダ
6…同軸ケーブル
7…RFIDリーダアンテナ
8…線材コイル移動用クレーンアーム
9…結束用フープ
11…RFIDタグ
23…接着剤
111…アンテナパターン
112…アンテナパターン
230…スペーサ
Claims (5)
- 中空円筒型金属製対象物の内側に取り付けられたRFIDタグの検知方法において,
RFIDタグが内部に取り付けられた複数の中空円筒型金属製対象物を同軸且つ一列配置し,RFIDリーダアンテナを上記中空円筒型金属製対象物の中心軸方向に該中空円筒型金属製対象物内に挿入して,中空円筒型金属製対象物の並んだ順に上記RFIDタグを検知することを特徴とするRFIDタグの検知方法。 - 上記RFIDタグは,上記中空円筒型金属製対象物の内側に,該RFIDタグの電界の発生する向きが上記中空円筒型金属製対象物の中心軸と平行となる方向に,金属表面との間にスぺーサを介して取り付けられてなり,
上記RFIDリーダアンテナは,電界の発生する向きが上記中空円筒型金属製対象物の中心軸と平行となる方向である請求項1記載のRFIDタグの検知方法。 - 上記中空円筒型金属製対象物が,線材コイルである請求項1或いは2のいずれかに記載のRFIDタグの検知方法。
- 上記RFIDタグが,線材コイルを結束するフープ材に取り付けられてなる請求項3に記載のRFIDタグの検知方法。
- 上記RFIDリーダアンテナが,移動用クレーンの先端に取り付けられてなる請求項1〜4のいずれかに記載のRFIDタグの検知方法。
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