JP4080944B2

JP4080944B2 - Data carrier installation structure

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Publication number: JP4080944B2
Application number: JP2003132632A
Authority: JP
Inventors: 不二夫仙波; 仲麻呂兵頭
Original assignee: Hanex Co Ltd
Current assignee: Hanex Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: JP2004336604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部材の内部にデータキャリアを設置する構造に関し、特に金属部材による通信感度の減衰効果を回避したデータキャリアの設置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工業的に生産される製品、例えば自動車、家電製品、工具、治具等の有形な物体は生産現場で生産され、流通過程を経て使用現場に届けられ、そこで長期間の使用に供された後、更にリサイクル過程に搬出される。
【０００３】
近年、このような物体は生産現場、流通過程、使用現場、或いはリサイクル現場において、それぞれ個別管理を行うことが一般的になり、そのため物体ごとにその製造番号、形式、仕様、流通経路、メンテナンス経歴等の情報を記憶する手段が必要になる。
【０００４】
個々の物品の情報管理を効率的に行うには、物品自体に情報記憶手段を取り付けることが望ましい。従来から、物品に容易に取り付け可能な情報記憶手段として極めて小型に形成されたＲＦＩＤタグ（Radio frequency Identification TAG）等のデータキャリアが知られている。
【０００５】
通常、データキャリアは制御部とアンテナコイルを備え、例えばリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で無線周波数の電磁波を利用した非接触通信により情報の書き込みや読み出しを行うようになっている。
【０００６】
図９及び図10はデータキャリアの模式的構成図、図11は制御部のブロック図である。図９に示すデータキャリア６は、棒状に形成されたフェライト等のコア９の外周にアンテナコイル10を螺旋状に密に巻回したロッドアンテナを有し、そのアンテナコイル10の両端をＩＣ回路で構成した制御部11に接続して構成される。一方、図10に示すデータキャリア６は、円形の空心コイルで構成されたアンテナコイル10と、その両端に接続した制御部11を備えている。
【０００７】
そして、アンテナコイル10が送受信を行う際には、アンテナコイル10の中心を貫通する磁束φが発生し、その磁束φによりリーダライタ機やリーダ機等の通信手段との間で通信を行う。
【０００８】
尚、図９に示す全体が棒状に形成されたデータキャリア６は、コア９とアンテナコイル10を含むロッドアンテナ部分とＩＣ回路からなる制御部11を細長いガラス容器に密封し、外径直径が数ミリ程度で全長を十数ミリから数十ミリ程度に小型化したものが市販されており、図10に示す円形状或いは環状のデータキャリア６は、空心コイルからなるアンテナコイル10と、制御部11を樹脂に埋め込んで成形し、外径直径２０mm〜５０mm程度、厚さ０．７mm〜１２．０mm程度のものが市販されている。
【０００９】
図11は制御部11のブロック図である。制御部11はアンテナコイル10に接続した送受信部15と、該送受信部15に接続した電源用のコンデンサ16及びＣＰＵ（中央演算処理装置）17と、該ＣＰＵ17に接続した記憶部18を備え、コンデンサ16からの電源は送受信部15及びＣＰＵ17に供給される。
【００１０】
例えば、一般に使用されているリーダライタ機は制御部と送受信部を備え、送受信部には送受信用のアンテナコイルが設けられる。そして、そのアンテナコイルをデータキャリア６のアンテナコイル10に接近させた状態で電磁波通信により情報の書き込みや読み出しを行う。尚、データキャリア６を読み出し専用とする場合は、通信手段として簡単なリーダ機を使用することが出来る。
【００１１】
データキャリア６は精密電気部品であるため、外部からの強い衝撃で損傷することがある。そこで、データキャリア６は損傷を受けないようにプラスチック製のホルダに収容したり、物品の表面に凹部等を設けてそこに設置することが多い。
【００１２】
ところで、通常、データキャリア６は極めて小型に作られているため、その通信感度はそれほど高く出来ず、例えば小型の携帯式リーダライタによる通信可能距離は通常、数mm〜数十mm程度である。そこで、確実な通信をするためには通信手段を物体の外側から出来るだけデータキャリア６の設置位置に近付ける必要がある。
【００１３】
また、データキャリア６とリーダライタ機との間で電磁波通信を行う際に、データキャリア６の周囲に導電性を有する金属部材が存在すると、電磁波により発生する磁束の電磁誘導作用により金属部材に渦電流を生じ、それによって磁束の一部が吸収されて通信感度が減衰するという問題がある。
【００１４】
そこで、従来からデータキャリア６を金属部材に取り付ける場合には、データキャリア６と金属部材との間に間隙を設け、その間隙に非導電性部材や高比透磁率材料を介在させて電磁的に遮蔽する方法が採用されている。
【００１５】
本出願人は、データキャリアを金属部材に設けた設置溝部に特定の構造で設置することにより、そのデータキャリアと外部との間で実用的な通信感度を維持して電磁波通信を行えるようにした技術を提案している（例えば、特許文献１参照。）。また、金属部材で覆われたデータキャリアと外部との電磁波通信を実用的な通信感度で行えるようにした技術も提案している（例えば、特許文献２参照。）。これ等の技術は金属部材に形成した微小な間隙を通る漏洩磁束を利用して外部との間で電磁波通信を行っているが、通信距離はそれ程長くない。
【００１６】
一方、データキャリアにループアンテナを電磁的に結合し、そのループアンテナの延長部分にリーダライタ機を近づけて物体に設置したデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことで通信距離を拡大もしくは延長する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この技術ではデータキャリアを金属部材ではなくプラスチックパイプ等の非導電性材料にのみ設置している。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１５７５６８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７５６５号公報
【特許文献３】
特開平６−２８１７３５号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例によっても金属部材に設置した状態におけるデータキャリアの通信距離を延長する技術は実現されておらず、一方で外部からデータキャリアを完全に保護するには金属部材の内部に密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだ状態でデータキャリアを設置することが望ましいが、そのように金属部材で密封もしくは金属部材で実質的に取り囲んだデータキャリアと外部との間で実用的感度の電磁波通信を行う技術は実現されていない。
【００１９】
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、データキャリアを金属部材の内部に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供せんとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るデータキャリアの設置構造は、データキャリアを金属部材の内部に配置し、そのデータキャリアと電磁的に結合したループアンテナを少なくとも前記金属部材の外面部まで延長し、前記ループアンテナの延長部分を前記金属部材から遠隔された通信部まで延長したことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上述の如く構成したので、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２２】
即ち、データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２３】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されていることで、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００２４】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００２５】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００２６】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００２７】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００２８】
また、前記通信部は互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００２９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００３０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００３１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るデータキャリアの設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１はデータキャリアの設置構造の第１参考例を示す断面説明図である。
【００３３】
図１において、１は導電性材料からなる金属部材であり、該金属部材１の内部には、有底で断面円形の設置溝部２が穿設されており、その開口部で金属部材１の外面部１ａには該設置溝部２に連続する断面円形の拡開部２ａが形成されている。金属部材１に設置溝部２及び拡開部２ａを形成する場合には、ドリルやエンドミル等により形成することが出来る。
【００３４】
６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアであり、例えば、株式会社ハネックスから市販されているような外径直径２mm〜４mm、長さ１２mm〜１５mm程度と極めて小さいグラスタグを採用することが出来る。
【００３５】
データキャリア６は金属部材１の設置溝部２内部に収容して配置され、該データキャリア６には該データキャリア６と電磁的に結合したループアンテナ５が設けられている。そして、ループアンテナ５は少なくとも金属部材１の外面部１ａまで延長されている。
【００３６】
ループアンテナ５は、シリンダ状のコイルからなる電磁結合部３と、該電磁結合部３のコイルと直列に接続されたループ部を構成する円形空芯コイルからなる巻回部４とを有しており、データキャリア６の外周部に電磁結合部３が嵌装されて該データキャリア６のシリンダ状のアンテナコイル10と電磁結合する。
【００３７】
ループアンテナ５の金属部材１の外面部１ａまで延長した延長部分にループ部となる巻回部４が形成されており、該巻回部４は設置溝部２の拡開部２ａ内に収容配置されている。また、電磁結合部３から巻回部４に延長されたリード線５ａは電磁結合部３及び巻回部４の巻線コイルと同様に絶縁被覆されている。
【００３８】
そして、データキャリア６、電磁結合部３及び巻回部４等が設置溝部２内部に収容配置され、その隙間には接着剤等の充填材７が充填されている。
【００３９】
次に図１及び図11を参照して金属部材１の内部に設置されたデータキャリア６と外部との間で非接触通信を行う様子について説明する。先ず図１に示す金属部材１の外面部１ａに形成した設置溝部２の拡開部２ａに埋設された巻回部４に通信手段となるリーダライタ機８を接近して、その通信開始ボタン（図示せず）を押すと、該リーダライタ機８に予め設定されたシーケンスにより、該リーダライタ機８のアンテナコイルから最初に電源用電磁波が送信される。
【００４０】
その電磁波は巻回部４、リード線５ａ及び電磁結合部３を介してデータキャリア６のアンテナコイル10で受信され、該アンテナコイル10には電磁誘導による電流が流れ、その電流がコンデンサ16に充電され、該コンデンサ16が所定電圧まで充電されると送受信部15及びＣＰＵ17が作動状態になる。
【００４１】
次にデータキャリア６のアンテナコイル10から応答信号の電磁波がリーダライタ機８に送信され、それによってリーダライタ機８は次に読み出し信号または書き込み信号をデータキャリア６に送信する。
【００４２】
データキャリア６はその信号を受けてＣＰＵ17が読み出し制御または書き込み制御を行う。そして読み出し制御の場合は、その読み出し信号に応じた情報を記憶部18から読み出し、アンテナコイル10からリーダライタ機８に送信する。またリーダライタ機８から送信された書き込み情報は記憶部18に記憶される。
【００４３】
尚、リーダライタ機８はこの分野では周知のものであり、上記電源用電磁波送信、応答用電磁波送信、データキャリア６からの受信制御等のシーケンスは、前記通信開始ボタンを押した後、極めて短時間のインターバルで繰り返されるようになっている。
【００４４】
そして、リーダライタ機８を利用してデータキャリア６に、そのデータキャリア６が取り付けられる物品や設備に関する各種情報を非接触で記憶させるか、または読み出すことが出来る。
【００４５】
次に図２を用いてデータキャリアの設置構造の第２参考例について説明する。図２はデータキャリアの設置構造の第２参考例を示す断面説明図である。尚、前記第１参考例と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図２において、本参考例の金属部材１はデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体19と、その開口部に一体的に連結され且つ直径が拡大された通信部20とを有して構成され、該通信部20には図１に示して前述したと同様な巻回部４が配置されている。他の構成は前記第１参考例と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来るものである。
【００４７】
次に図３を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成について説明する。図３は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図３において、本実施形態でも金属部材１がデータキャリア６を収容する収容体を構成している。収容体として構成された金属部材１は有底筒体からなる本体19と、その本体19の開口部に螺着したキャップ体21とを有し、その螺着部にＯリングからなるパッキン22が設けられる。
【００４９】
そして、本体19の内部にデータキャリア６及び電磁結合部３等を収容配置して接着剤等の充填材７で固定し、本体19端部に対向する位置に設けられたキャップ体21の溝部21ａにＯリングからなるパッキン22を嵌入し、本体19の端部外周部に形成されたネジ部19ａとキャップ体21の内周部に形成されたネジ部21ｂとを螺合締結して収容体である金属部材１が防水型として構成される。尚、ケーブル被覆されるリード線５ａとキャップ体21との間も防水処理される。
【００５０】
尚、データキャリア６を収容する収容体として構成される金属部材１は、キャップ体21を省略した金属製の筒体のみで構成しても良い。収容体として筒体を使用した金属部材１を防水型にする場合は、充填材７として防水機能を有する接着剤等を使用することが出来る。
【００５１】
収容体となる金属部材１からループアンテナ５の延長部分であってループ部となる巻回部４がリード線５ａをケーブル被覆して外部に延長され、該金属部材１から遠隔された通信部20に接続される。通信部20は高さの低い有底筒体からなる本体23を有し、その内部に巻回部４が接着剤等の充填材７により固定される。
【００５２】
本実施形態では、ループアンテナ５のどの位置からリーダライタ機８を近接させてもデータキャリア６との間で通信することが出来る。尚、本実施形態では、データキャリア６を収容する収容体となる金属部材１を防水型とした場合の一例について説明したが、防水型に限定する必要はなく、非防水型の構成であっても良い。
【００５３】
次に図４を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成について説明する。図４は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は図３に示して前述した第１実施形態の変形例であり、図４に示すように、図10に示して前述した円形の空芯コイルを用いてアンテナコイル10とし、樹脂ケース12により被覆されて全体が薄い円板状に形成されたデータキャリア６を採用している。
【００５５】
そのため電磁結合部３もそれに合わせて円形の空芯コイルを用いており、データキャリア６のアンテナコイル10を構成する空芯コイルと、電磁結合部３の空芯コイルとは同軸的に互いに対面接近させて配置する。尚、キャップ体21と本体19とは図３に示して前述した第１実施形態と同様に防水型で構成されても良いし、非防水型で構成されても良く、その他の種々の結合形態で取り付けることが出来る。
【００５６】
尚、通信部20として図３及び図４に示すような本体23を使用せず、単に空芯コイルを複数巻き巻回しただけの巻回部４だけで構成することでも良いし、または単なる巻回しないループとしただけで構成することも出来る。このようにすると通信部20の構成が簡単化出来る。また通信部20を他の部材や機器に取付けるときにも簡単に使用することが出来る。
【００５７】
本発明者等が行った実験によれば、図４のような円形の空芯コイルからなるアンテナコイル10を用いたデータキャリア６の場合、金属部材１の導電性が高くなるほど、通信感度が低下することが分かった。例えば金属部材１が鉄やステンレス等の鉄系合金の場合には、通信感度の低下は殆ど問題にならないが、銅やアルミニウムのような高導電性を有する材料の場合には、より高感度の通信装置を使用して通信する必要が出てくる。
【００５８】
このような通信感度の低下を防止するには、データキャリアのアンテナ部分と高導電性金属部材との間に高比透磁率を有するシート状磁性体、例えば可撓性を有するシート状のアモルファス磁性体を介在させる方法がある。勿論、鉄や鉄合金の場合にもより通信感度を上げることを目的として、高比透磁率を有するシート状磁性体を介在しても良い。
【００５９】
例えば、前述した図１〜図３の例では、電磁結合部３の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させ、後述する図８の例ではデータキャリア６の周囲に筒状の高比透磁率を有するシート状磁性体を介在させることで、データキャリア６のアンテナコイル10、電磁結合部３或いはループアンテナ26と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、これによりアンテナコイル10と電磁結合部３或いはループアンテナ26との間の電磁結合作用を向上することが出来、通信感度を向上することが出来る。
【００６０】
アモルファス磁性体の比透磁率は数万から数百万のオーダを有し、このような高比透磁率のシート状磁性体は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル10、電磁結合部３或いはループアンテナ26を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体に沿って延長させ、アンテナコイル10と電磁結合部３或いはループアンテナ26との間の電磁結合作用を向上する機能を有する。
【００６１】
図５は図４に示す第２実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。尚、図４に示す第２実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図５において、データキャリア６の円形の空芯コイルからなるアンテナコイル10の金属部材１の本体19側の全面及び円形の空芯コイルからなる電磁結合部３のキャップ体21側の全面に高比透磁率のシート状磁性体25が互いに平行に配置されている。
【００６３】
そして、この２枚のシート状磁性体25により、その周囲に金属部材１が接近する場合でも、データキャリア６のアンテナコイル10及び電磁結合部３と金属部材１との間を電磁的に遮蔽することが出来、データキャリア６のアンテナコイル10及び電磁結合部３を通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体25に沿って延長させ、アンテナコイル10と電磁結合部３との間の電磁結合作用を向上することが出来、これにより通信感度を向上することが出来る。
【００６４】
尚、データキャリア６を図５のようにキャップ体21と平行に配置する代わりに、キャップ体21に対して垂直に配置しても良い。その場合は容器状の金属部材１の形状は薄型の奥行きの深い形状にすることが出来る。そして高比透磁率を有するシート状磁性体25はデータキャリア６のアンテナコイル10及び電磁結合部３の外側に水平に２枚配置される。
【００６５】
次に図６を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成について説明する。図６は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す平面模式図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図６は図３〜図５に示して前述した通信部20を互いに間隔を置いて複数設けており、各通信部20にそれぞれ巻回部４を形成したものである。複数の巻回部４相互はループアンテナ５を構成するようにリード線５ａにより直列に接続されており、更に金属部材１の内部に配置されたデータキャリア６のアンテナコイル10と電磁結合された電磁結合部３と巻回部４とはリード線５ａにより直列に接続されている。
【００６７】
次に図７を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成について説明する。図７は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図７において、本実施形態では、通信部20が金属部材24の金属表面に存在する場合に、該通信部20の巻回部４と金属部材24の金属表面との間に前述したシート状のアモルファス磁性体等の高比透磁率のシート状磁性体25を介在させたものである。
【００６９】
本実施形態では、通信部20の巻回部４のアンテナコイル面に平行にして該アンテナコイルの全面に亘って該アンテナコイルの外側まで高比透磁率のシート状磁性体25が延長して設けられている。
【００７０】
このような高比透磁率のシート状磁性体25は、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φの一部を該シート状磁性体25に沿って外側まで延長させる機能を有する。
【００７１】
データキャリア６のアンテナコイル10が電磁結合部３及び巻回部４を介して送受信を行う際には、巻回部４のアンテナコイルを通るループ状の磁束φは、主としてシート状磁性体25を通り、金属部材24の外部に漏洩する。そのため、漏洩する磁束φを利用して、データキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７２】
次に図８を用いて本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５、第６実施形態の構成について説明する。図８（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す断面説明図、図８（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図８（ａ），（ｂ）に示す実施形態では、金属部材１に貫通孔１ｂを設け、その貫通孔１ｂの内部にデータキャリア６と、該データキャリア６に電磁的に結合したループアンテナ26とを配置し、そのループアンテナ26は貫通孔１ｂの両端から外部に延長した状態でループ形成されている。
【００７４】
金属部材１の貫通孔１ｂの内部に配置されたデータキャリア６は接着剤等の充填材７により固定され、データキャリア６は金属部材１により覆われて機械的な衝撃から保護される。
【００７５】
図８（ａ）に示す金属部材１は円筒状部材であり、図８（ｂ）に示す金属部材１は金属部材に貫通孔１ｂを穿設したものである。データキャリア６は図９に示して前述したようにロッドアンテナを有して全体が棒状に形成され、ガラス容器に密封されたデータキャリアを採用しており、シリンダ状のアンテナコイル10と同軸上でデータキャリア６の外周部にループアンテナ26が巻回されている。
【００７６】
貫通孔１ｂから外部に延長したループアンテナ26のループ形成部分には、該ループアンテナ26と電気的に通電された導電性を有する金属製の連結部27が設けてあり、該連結部27でループアンテナ26のループの形成（通電）または解除（絶縁）が可能とされている。尚、ループアンテナ26は導線に絶縁被覆したものである。
【００７７】
本実施形態の連結部27は、オス部27ａとそれを挿入するメス部27ｂを有しており、メス部27ｂにオス部27ａを挿入して電気的に連結することでループアンテナ26がループを形成し、このループアンテナ26に発生する磁束φを利用して、ループアンテナ26の付近のどの場所からでもデータキャリア６と外部の通信手段となるリーダライタ機８との間で通信が可能になる。
【００７８】
図８（ａ）に示すデータキャリアバンド28は、連結部27を解除した状態で目的の物体の外周に巻き付けて連結部27を連結することで使用出来、例えば、痴呆症老人や幼児等の腕輪として利用して氏名や連絡先情報、病歴や血液型等の各種個人情報をデータキャリア６の記憶部18に記憶させたり読み出したりすることが出来る。大衆が集まる遊園地、動物園、博物館、水族館等の施設入口でこのようなデータキャリアバンド28を装着して迷子防止のために利用することも出来る。また、家畜やペット等の首輪として利用してそれ等の各種情報をデータキャリア６の記憶部18に記憶させたり読み出したりすることが出来る。また、ケーブル、配管、建築資材、その他の各種物品の結束帯等として利用することも出来る。
【００７９】
図８（ｂ）に示すデータキャリアバンド29は、物品の金属部材１に貫通孔１ｂを形成するか、若しくは物品に予め設けられた貫通孔１ｂを利用して、その貫通孔１ｂ内部にループアンテナ26を巻回したデータキャリア６を挿入し、接着剤等の充填材７により固定する。そして、連結部27を連結することで使用出来る。
【００８０】
【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、データキャリアを金属部材に設置した場合において、その通信距離を大幅に延長もしくは拡大することが出来る設置構造を提供し、更に金属部材の内部に設置したデータキャリアと外部間の電磁波通信を行うことが出来る設置構造を提供することが出来る。
【００８１】
即ち、金属部材の内部に配置されたデータキャリアのアンテナコイルが該アンテナコイルと電磁的に結合したループアンテナにより少なくとも金属部材の外面部まで延長されることになるので、該外面部にリーダライタ機等を近付けることにより実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８２】
データキャリアは、その設置位置から少なくとも金属部材の外面まで通信距離を伸ばすことが出来る。そしてデータキャリアを金属部材の内部に設置していても前述のように外部との間で実用感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８３】
また、前記ループアンテナの延長部分が前記金属部材から遠隔された通信部まで延長されていることで、データキャリアの設置場所から離れた通信部にリーダライタ機等を近付けることにより、データキャリアとの間で遠隔的に電磁波通信を行うことが出来る。
【００８４】
また、前記ループアンテナが、前記データキャリアと電磁結合する電磁結合部と、その電磁結合部から少なくとも前記金属部材の外面部まで延長したループ部と、を有する構成にすると、データキャリアとループアンテナとを分離出来るので、データキャリアとして市販の標準品をそのまま使用出来、設置構造の構成を簡単化出来る。
【００８５】
また、前記ループアンテナの延長部分に巻回部を形成した場合には、その巻回部にリーダライタ機等を近付けることにより、より高感度でデータキャリアとの間で電磁波通信を行うことが出来る。
【００８６】
また、前記金属部材が前記データキャリアを収容する収容体を構成している場合には、データキャリアを金属部材に保護されたデータキャリア単体として構成出来、外部衝撃を受ける部分にデータキャリアをそのまま設置する場合に好適である。
【００８７】
また、前記収容体が防水型とされている場合には、例えば水中に設置したポンプ等にこのデータキャリア設置構造を取り付け、例えばループアンテナを水上或いは陸上まで延長することにより、データキャリアとの電磁波通信を水上或いは陸上において行うことが出来る。
【００８８】
また、前記通信部が互いに間隔を置いて複数設けられ、各通信部にそれぞれ巻回部を形成した場合には、ループアンテナのループを複数の通信部に巡回させるように延長することにより複数の通信部のいずれかにおいてリーダライタ機等で電磁波通信が可能になる。またループアンテナを各通信部において巻回部を形成したので、それら通信部における通信感度をより高めることが出来る。
【００８９】
また、前記通信部が金属表面に存在する場合、該通信部と金属表面との間に高比透磁率の磁性体を介在させた場合には、通信部が金属表面に存在していても高感度で電磁波通信を行うことが出来る。
【００９０】
また、前記金属部材に貫通孔を設け、その貫通孔の内部にデータキャリアと、該データキャリアに電磁的に結合したループアンテナとを配置し、そのループアンテナは前記貫通孔の両端から外部に延長した状態でループ形成されている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具としても利用出来、また蓋付き容器等の開閉の有無を確認するシール機構としても利用出来る。このシール機構は蓋を開閉するとループアンテナが破壊されて電磁波通信が不能になることにより、その開閉を確認出来るように構成することが出来る。
【００９１】
また、前記貫通孔から外部に延長した前記ループアンテナのループ形成部分に連結部を設け、その連結部でループの形成または解除が可能とされている場合には、例えば電気ケーブルや光ケーブルの束を結束するデータキャリア付き結束具として利用した場合に対象物に容易に着脱出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】データキャリアの設置構造の第１参考例の構成を示す断面説明図である。
【図２】データキャリアの設置構造の第２参考例の構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図５】図４に示す第２実施形態のデータキャリア及び電磁結合部の周囲に高比透磁率を有するシート状磁性体を配置した場合の１例を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第３実施形態の構成を示す平面模式図である。
【図７】本発明に係るデータキャリアの設置構造の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図８】（ａ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第５実施形態の構成を示す断面説明図、（ｂ）は本発明に係るデータキャリアの設置構造の第６実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図９】棒状データキャリアの模式的構成図である。
【図10】円形データキャリアの模式的構成図である。
【図11】データキャリアの制御部のブロック図である。
【符号の説明】
１…金属部材
１ａ…外面部
１ｂ…貫通孔
２…設置溝部
２ａ…拡開部
３…電磁結合部
４…巻回部
５…ループアンテナ
５ａ…リード線
６…データキャリア
７…充填材
８…リーダライタ機
９…コア
10…アンテナコイル
11…制御部
12…樹脂ケース
15…送受信部
16…コンデンサ
17…ＣＰＵ
18…記憶部
19…本体
19ａ…ネジ部
20…通信部
21…キャップ体
21ａ…溝部
21ｂ…ネジ部
22…パッキン
23…本体
24…金属部材
25…シート状磁性体
26…ループアンテナ
27…連結部
27ａ…オス部
27ｂ…メス部
28，29…データキャリアバンド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure in which a data carrier is installed inside a metal member, and more particularly to a data carrier installation structure that avoids the effect of attenuation of communication sensitivity due to the metal member.
[0002]
[Prior art]
Industrially produced products, such as tangible objects such as automobiles, home appliances, tools, jigs, etc., are produced at the production site, delivered to the use site through the distribution process, and then used for a long time there Then, it is taken out to the recycling process.
[0003]
In recent years, it has become common for such objects to be individually managed at the production site, distribution process, use site, or recycling site. Therefore, the serial number, type, specification, distribution route, maintenance history for each object has become common. A means for storing such information is required.
[0004]
In order to efficiently manage information on individual articles, it is desirable to attach information storage means to the articles themselves. Conventionally, a data carrier such as an RFID tag (Radio frequency Identification TAG) formed in an extremely small size is known as an information storage unit that can be easily attached to an article.
[0005]
Usually, a data carrier includes a control unit and an antenna coil, and writes and reads information by contactless communication using radio frequency electromagnetic waves with a communication means such as a reader / writer machine or a reader machine. Yes.
[0006]
9 and 10 are schematic configuration diagrams of the data carrier, and FIG. 11 is a block diagram of the control unit. A data carrier 6 shown in FIG. 9 has a rod antenna in which an antenna coil 10 is densely wound spirally on the outer periphery of a core 9 such as a ferrite formed in a rod shape, and both ends of the antenna coil 10 are IC circuits. It is configured by connecting to the configured control unit 11. On the other hand, the data carrier 6 shown in FIG. 10 includes an antenna coil 10 formed of a circular air-core coil and a control unit 11 connected to both ends thereof.
[0007]
When the antenna coil 10 performs transmission / reception, a magnetic flux φ penetrating the center of the antenna coil 10 is generated, and communication is performed with communication means such as a reader / writer machine or a reader machine by the magnetic flux φ.
[0008]
9 has a rod antenna portion including a core 9 and an antenna coil 10 and a control unit 11 composed of an IC circuit sealed in an elongated glass container, and has an outer diameter diameter of several. A circular or circular data carrier 6 shown in FIG. 10 has an antenna coil 10 composed of an air-core coil, and a control unit 11. Embedded in a resin and molded, and those having an outer diameter of about 20 mm to 50 mm and a thickness of about 0.7 mm to 12.0 mm are commercially available.
[0009]
FIG. 11 is a block diagram of the control unit 11. The control unit 11 includes a transmission / reception unit 15 connected to the antenna coil 10, a power supply capacitor 16 and a CPU (central processing unit) 17 connected to the transmission / reception unit 15, and a storage unit 18 connected to the CPU 17. The power from 16 is supplied to the transmission / reception unit 15 and the CPU 17.
[0010]
For example, a generally used reader / writer machine includes a control unit and a transmission / reception unit, and the transmission / reception unit is provided with an antenna coil for transmission / reception. Information is written and read out by electromagnetic wave communication in a state where the antenna coil is brought close to the antenna coil 10 of the data carrier 6. If the data carrier 6 is read-only, a simple reader can be used as the communication means.
[0011]
Since the data carrier 6 is a precision electrical component, it may be damaged by a strong impact from the outside. Therefore, the data carrier 6 is often housed in a plastic holder so as not to be damaged, or provided with a recess or the like on the surface of the article.
[0012]
By the way, since the data carrier 6 is usually made extremely small, its communication sensitivity cannot be so high. For example, the communicable distance by a small portable reader / writer is usually several mm to several tens mm. Therefore, in order to perform reliable communication, it is necessary to bring the communication means as close as possible to the installation position of the data carrier 6 from the outside of the object.
[0013]
In addition, when performing electromagnetic wave communication between the data carrier 6 and the reader / writer machine, if there is a conductive metal member around the data carrier 6, the metal member is vortexed by the electromagnetic induction effect of the magnetic flux generated by the electromagnetic wave. There is a problem that a current is generated, whereby a part of the magnetic flux is absorbed and the communication sensitivity is attenuated.
[0014]
Therefore, when the data carrier 6 is conventionally attached to a metal member, a gap is provided between the data carrier 6 and the metal member, and a non-conductive member or a high relative permeability material is interposed in the gap to electromagnetically. A shielding method is employed.
[0015]
The present applicant has made it possible to perform electromagnetic wave communication while maintaining a practical communication sensitivity between the data carrier and the outside by installing the data carrier in the installation groove portion provided in the metal member with a specific structure. A technique has been proposed (for example, see Patent Document 1). In addition, a technique has been proposed in which electromagnetic wave communication between a data carrier covered with a metal member and the outside can be performed with practical communication sensitivity (see, for example, Patent Document 2). These techniques perform electromagnetic wave communication with the outside using leakage magnetic flux passing through a minute gap formed in a metal member, but the communication distance is not so long.
[0016]
On the other hand, a loop antenna is electromagnetically coupled to the data carrier, and the communication distance is expanded or extended by performing electromagnetic wave communication with the data carrier installed on the object by bringing the reader / writer machine close to the extended portion of the loop antenna. A technique has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, in this technique, the data carrier is installed only on a non-conductive material such as a plastic pipe, not a metal member.
[0017]
[Patent Document 1]
JP 2002-157568 A
[Patent Document 2]
JP 2002-157565 A
[Patent Document 3]
JP-A-6-281735
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technology for extending the communication distance of the data carrier in the state where it is installed on the metal member has not been realized even by the above-described conventional example. On the other hand, in order to completely protect the data carrier from the outside, it is sealed inside the metal member. Alternatively, it is desirable to install the data carrier in a state of being substantially surrounded by the metal member, but the electromagnetic wave having practical sensitivity between the data carrier sealed by the metal member or substantially surrounded by the metal member and the outside. Communication technology has not been realized.
[0019]
The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an installation structure capable of greatly extending or expanding the communication distance when a data carrier is installed inside a metal member. Furthermore, it is intended to provide an installation structure capable of performing electromagnetic wave communication between a data carrier installed inside a metal member and the outside.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a data carrier installation structure according to the present invention includes a data carrier disposed inside a metal member, and a loop antenna that is electromagnetically coupled to the data carrier is extended to at least the outer surface of the metal member. Shi The extended portion of the loop antenna is extended to the communication unit remote from the metal member. It is characterized by that.
[0021]
Since the present invention is configured as described above, the antenna coil of the data carrier arranged inside the metal member is extended to at least the outer surface of the metal member by a loop antenna electromagnetically coupled to the antenna coil. Therefore, electromagnetic wave communication can be performed with practical sensitivity by bringing a reader / writer machine or the like closer to the outer surface.
[0022]
That is, the data carrier can extend the communication distance from its installation position to at least the outer surface of the metal member. Even if the data carrier is installed inside the metal member, electromagnetic wave communication can be performed with practical sensitivity with the outside as described above.
[0023]
Further, the extended portion of the loop antenna is extended to the communication unit remote from the metal member. By The electromagnetic wave communication can be performed remotely with the data carrier by bringing the reader / writer machine or the like closer to the communication unit away from the installation location of the data carrier.
[0024]
When the loop antenna includes an electromagnetic coupling portion that electromagnetically couples with the data carrier, and a loop portion that extends from the electromagnetic coupling portion to at least the outer surface portion of the metal member, the data carrier and the loop antenna Can be separated, so that a commercially available standard product can be used as it is as a data carrier, and the configuration of the installation structure can be simplified.
[0025]
In addition, when a winding part is formed in the extended part of the loop antenna, electromagnetic wave communication can be performed with a data carrier with higher sensitivity by bringing a reader / writer machine or the like closer to the winding part. .
[0026]
In addition, when the metal member constitutes a housing for housing the data carrier, the data carrier can be configured as a single data carrier protected by the metal member, and the data carrier is installed as it is in a portion that receives an external impact. It is suitable when doing.
[0027]
When the container is waterproof, for example, the data carrier installation structure is attached to a pump installed in water, for example, the loop antenna is extended to the water or land, so that the electromagnetic wave with the data carrier is Communication can be done on the water or on land.
[0028]
Further, a plurality of the communication units are provided at intervals, and when a winding unit is formed in each communication unit, a plurality of communication units are extended by circulating the loop of the loop antenna to the plurality of communication units. Electromagnetic wave communication can be performed with a reader / writer or the like in any of the communication units. Further, since the loop antenna is formed with the winding part in each communication part, the communication sensitivity in these communication parts can be further increased.
[0029]
Further, when the communication part is present on the metal surface, when a magnetic material having a high relative permeability is interposed between the communication part and the metal surface, the communication part is present even if the communication part is present on the metal surface. Electromagnetic wave communication can be performed with sensitivity.
[0030]
Also, a through hole is provided in the metal member, and a data carrier and a loop antenna electromagnetically coupled to the data carrier are disposed inside the through hole, and the loop antenna extends outward from both ends of the through hole. When a loop is formed in this state, for example, it can be used as a binding device with a data carrier for bundling a bundle of electric cables and optical cables, and can also be used as a sealing mechanism for checking whether a lidded container is opened or closed. . This sealing mechanism can be configured so that when the lid is opened and closed, the loop antenna is destroyed and electromagnetic wave communication becomes impossible, so that the opening and closing can be confirmed.
[0031]
In addition, when a connecting portion is provided in a loop forming portion of the loop antenna extending to the outside from the through hole, and the loop can be formed or released at the connecting portion, for example, a bundle of electric cables and optical cables is connected. When used as a binding tool with a data carrier for binding, it can be easily attached to and detached from an object.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a data carrier installation structure according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. Is de 1st data carrier installation structure Reference example FIG.
[0033]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a metal member made of a conductive material. Inside the metal member 1, an installation groove portion 2 having a bottom and a circular cross section is bored, and an outer surface of the metal member 1 is formed at the opening. The part 1 a is formed with an expanded part 2 a having a circular cross section that is continuous with the installation groove part 2. In the case where the installation groove portion 2 and the expanded portion 2a are formed in the metal member 1, it can be formed by a drill, an end mill, or the like.
[0034]
Reference numeral 6 denotes a data carrier having a rod antenna as shown in FIG. 9 and formed in a rod shape as a whole and sealed in a glass container. For example, an outer diameter diameter commercially available from Hanex Co., Ltd. An extremely small glass tag having a length of about 2 mm to 4 mm and a length of about 12 mm to 15 mm can be employed.
[0035]
The data carrier 6 is accommodated and disposed inside the installation groove 2 of the metal member 1, and the data carrier 6 is provided with a loop antenna 5 that is electromagnetically coupled to the data carrier 6. The loop antenna 5 is extended to at least the outer surface portion 1 a of the metal member 1.
[0036]
The loop antenna 5 includes an electromagnetic coupling portion 3 composed of a cylindrical coil, and a winding portion 4 composed of a circular air-core coil constituting a loop portion connected in series with the coil of the electromagnetic coupling portion 3. The electromagnetic coupling portion 3 is fitted on the outer peripheral portion of the data carrier 6 to be electromagnetically coupled to the cylindrical antenna coil 10 of the data carrier 6.
[0037]
A winding portion 4 serving as a loop portion is formed in an extension portion extending to the outer surface portion 1 a of the metal member 1 of the loop antenna 5, and the winding portion 4 is accommodated and disposed in the expanded portion 2 a of the installation groove portion 2. ing. Further, the lead wire 5 a extended from the electromagnetic coupling portion 3 to the winding portion 4 is insulated and coated as in the case of the winding coil of the electromagnetic coupling portion 3 and the winding portion 4.
[0038]
The data carrier 6, the electromagnetic coupling part 3, the winding part 4 and the like are accommodated in the installation groove part 2, and the gap is filled with a filler 7 such as an adhesive.
[0039]
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 11, a state where non-contact communication is performed between the data carrier 6 installed inside the metal member 1 and the outside will be described. First, a reader / writer machine 8 serving as communication means is brought close to the winding part 4 embedded in the widened part 2a of the installation groove part 2 formed in the outer surface part 1a of the metal member 1 shown in FIG. When the button (not shown) is pressed, an electromagnetic wave for power supply is first transmitted from the antenna coil of the reader / writer device 8 according to a sequence preset in the reader / writer device 8.
[0040]
The electromagnetic wave is received by the antenna coil 10 of the data carrier 6 via the winding part 4, the lead wire 5 a and the electromagnetic coupling part 3, and a current due to electromagnetic induction flows through the antenna coil 10, and the current is charged in the capacitor 16. When the capacitor 16 is charged to a predetermined voltage, the transmission / reception unit 15 and the CPU 17 are activated.
[0041]
Next, the electromagnetic wave of the response signal is transmitted from the antenna coil 10 of the data carrier 6 to the reader / writer 8, whereby the reader / writer 8 next transmits a read signal or a write signal to the data carrier 6.
[0042]
The data carrier 6 receives the signal and the CPU 17 performs read control or write control. In the case of read control, information corresponding to the read signal is read from the storage unit 18 and transmitted from the antenna coil 10 to the reader / writer 8. The write information transmitted from the reader / writer device 8 is stored in the storage unit 18.
[0043]
The reader / writer 8 is well known in this field, and the sequence such as the power transmission electromagnetic wave transmission, response electromagnetic wave transmission, and reception control from the data carrier 6 is extremely short after the communication start button is pressed. It is repeated at time intervals.
[0044]
Then, the reader / writer 8 can be used to store or read various information related to the article and equipment to which the data carrier 6 is attached in a non-contact manner.
[0045]
Next, using FIG. De 2nd data carrier installation structure Reference example Will be described. FIG. Is de 2nd data carrier installation structure Reference example FIG. The first Reference example Components that are configured in the same manner as in FIG.
[0046]
In FIG. Reference example The metal member 1 constitutes a housing for housing the data carrier 6. The metal member 1 configured as a container includes a main body 19 formed of a bottomed cylindrical body, and a communication unit 20 that is integrally connected to the opening and has an enlarged diameter. 1 is provided with a winding portion 4 similar to that described above with reference to FIG. The other configuration is the first Reference example And the same effect can be obtained.
[0047]
Next, a data carrier installation structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 The configuration of the embodiment will be described. FIG. 3 shows a data carrier installation structure according to the present invention. 1 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment. In addition, what was comprised similarly to each said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0048]
In FIG. 3, the metal member 1 also constitutes a housing for housing the data carrier 6 in this embodiment. The metal member 1 configured as a container has a main body 19 formed of a bottomed cylindrical body and a cap body 21 screwed into an opening of the main body 19, and a packing 22 formed of an O-ring is formed in the screwed portion. Provided.
[0049]
Then, the data carrier 6 and the electromagnetic coupling portion 3 are accommodated in the main body 19 and fixed with a filler 7 such as an adhesive, and the groove portion 21a of the cap body 21 provided at a position facing the end portion of the main body 19 is provided. A packing 22 made of an O-ring is inserted into the screw body, and a screw portion 19a formed on the outer peripheral portion of the end portion of the main body 19 and a screw portion 21b formed on the inner peripheral portion of the cap body 21 are screwed and fastened. A certain metal member 1 is configured as a waterproof type. It is to be noted that a waterproof treatment is also performed between the lead wire 5a covered with the cable and the cap body 21.
[0050]
The metal member 1 configured as a container for housing the data carrier 6 may be composed of only a metal cylinder without the cap body 21. When the metal member 1 using a cylindrical body as a container is made waterproof, an adhesive having a waterproof function can be used as the filler 7.
[0051]
A winding portion 4 which is an extended portion of the loop antenna 5 from the metal member 1 serving as a container and covering the lead wire 5a is extended to the outside, and the communication portion 20 remote from the metal member 1 is extended. Connected to. The communication unit 20 has a main body 23 formed of a bottomed cylindrical body having a low height, and the winding unit 4 is fixed therein by a filler 7 such as an adhesive.
[0052]
In the present embodiment, communication with the data carrier 6 can be performed regardless of the position of the loop antenna 5 from which the reader / writer 8 is brought close. In the present embodiment, an example in which the metal member 1 serving as a housing for housing the data carrier 6 is a waterproof type has been described. However, the metal member 1 is not necessarily limited to a waterproof type, and has a non-waterproof type configuration. Also good.
[0053]
Next, referring to FIG. 4, the data carrier installation structure according to the present invention will be described. 2 The configuration of the embodiment will be described. FIG. 4 shows the structure of the data carrier installation structure according to the present invention. 2 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment. In addition, what was comprised similarly to each said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0054]
This embodiment is shown in FIG. 1 FIG. 4 shows a modification of the embodiment. As shown in FIG. 4, the circular air-core coil shown in FIG. 10 is used as the antenna coil 10 and is covered with a resin case 12 to form a thin disk as a whole. The data carrier 6 is adopted.
[0055]
For this reason, the electromagnetic coupling unit 3 also uses a circular air-core coil, and the air-core coil constituting the antenna coil 10 of the data carrier 6 and the air-core coil of the electromagnetic coupling unit 3 are coaxially facing each other. Let them be arranged. The cap body 21 and the main body 19 are the same as those shown in FIG. 1 As in the embodiment, it may be configured as a waterproof type, or may be configured as a non-waterproof type, and can be attached in various other coupling forms.
[0056]
3 and 4 may be used as the communication unit 20, and the winding unit 4 may be configured by simply winding a plurality of air-core coils. It can also be configured with a loop that does not rotate. In this way, the configuration of the communication unit 20 can be simplified. Further, it can be easily used when the communication unit 20 is attached to another member or device.
[0057]
According to experiments conducted by the present inventors, in the case of the data carrier 6 using the antenna coil 10 formed of a circular air-core coil as shown in FIG. 4, the communication sensitivity decreases as the conductivity of the metal member 1 increases. I found out that For example, when the metal member 1 is an iron-based alloy such as iron or stainless steel, a decrease in communication sensitivity is hardly a problem. However, when the metal member 1 is a material having high conductivity such as copper or aluminum, the sensitivity is higher. It becomes necessary to communicate using a communication device.
[0058]
In order to prevent such a decrease in communication sensitivity, a sheet-like magnetic body having a high relative permeability between the antenna portion of the data carrier and the highly conductive metal member, for example, a flexible sheet-like amorphous magnetism There is a method of interposing the body. Of course, in the case of iron or an iron alloy, a sheet-like magnetic body having a high relative permeability may be interposed for the purpose of increasing communication sensitivity.
[0059]
For example, in the example of FIGS. 1 to 3 described above, a sheet-like magnetic material having a cylindrical high relative permeability is interposed around the electromagnetic coupling portion 3, and in the example of FIG. 8 described later, around the data carrier 6. By interposing a sheet-like magnetic body having a cylindrical high relative permeability, the antenna coil 10 of the data carrier 6, the electromagnetic coupling portion 3 or the loop antenna 26 and the metal member 1 can be electromagnetically shielded. Thus, the electromagnetic coupling action between the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling unit 3 or the loop antenna 26 can be improved, and the communication sensitivity can be improved.
[0060]
The relative magnetic permeability of the amorphous magnetic material is on the order of tens of thousands to several millions. Such a high magnetic permeability sheet-like magnetic material is used even when a metal object approaches the data carrier 6. A part of the loop-shaped magnetic flux φ passing through the antenna coil 10, the electromagnetic coupling portion 3, or the loop antenna 26 is extended along the sheet-like magnetic body, and between the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling portion 3 or the loop antenna 26. It has the function of improving the electromagnetic coupling action.
[0061]
FIG. 5 shows the first shown in FIG. 2 It is sectional explanatory drawing which shows an example at the time of arrange | positioning the sheet-like magnetic body which has a high relative magnetic permeability around the data carrier and electromagnetic coupling part of embodiment. The first shown in FIG. 2 Components similar to those of the embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0062]
In FIG. 5, the ratio of the antenna coil 10 made of a circular air core coil of the data carrier 6 to the entire surface of the metal member 1 on the main body 19 side and the entire surface of the electromagnetic coupling portion 3 made of a circular air core coil on the cap body 21 side is high. Permeability sheet-like magnetic bodies 25 are arranged in parallel to each other.
[0063]
The two sheet-like magnetic bodies 25 electromagnetically shield the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling portion 3 of the data carrier 6 from the metal member 1 even when the metal member 1 approaches the periphery. A part of the loop-shaped magnetic flux φ passing through the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling portion 3 of the data carrier 6 is extended along the sheet-like magnetic body 25, and between the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling portion 3. The electromagnetic coupling action can be improved, thereby improving the communication sensitivity.
[0064]
The data carrier 6 may be arranged perpendicular to the cap body 21 instead of being arranged in parallel with the cap body 21 as shown in FIG. In that case, the shape of the container-like metal member 1 can be a thin and deep shape. Two sheet-like magnetic bodies 25 having a high relative magnetic permeability are horizontally disposed outside the antenna coil 10 and the electromagnetic coupling portion 3 of the data carrier 6.
[0065]
Next, a data carrier installation structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 The configuration of the embodiment will be described. FIG. 6 shows the structure of the data carrier installation structure according to the present invention. 3 It is a plane schematic diagram which shows the structure of embodiment. In addition, what was comprised similarly to each said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0066]
FIG. 6 shows a plurality of communication units 20 shown in FIGS. 3 to 5 described above and spaced apart from each other, and each communication unit 20 is formed with a winding unit 4. The plurality of winding portions 4 are connected in series by a lead wire 5a so as to constitute a loop antenna 5, and are further electromagnetically coupled to an antenna coil 10 of a data carrier 6 arranged inside the metal member 1. The coupling portion 3 and the winding portion 4 are connected in series by a lead wire 5a.
[0067]
Next, a data carrier installation structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 The configuration of the embodiment will be described. FIG. 7 shows the structure of the data carrier installation structure according to the present invention. 4 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment. In addition, what was comprised similarly to each said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0068]
In FIG. 7, in the present embodiment, when the communication unit 20 exists on the metal surface of the metal member 24, the sheet-like shape described above is interposed between the winding portion 4 of the communication unit 20 and the metal surface of the metal member 24. A sheet-like magnetic body 25 having a high relative permeability such as an amorphous magnetic body is interposed.
[0069]
In the present embodiment, a sheet-like magnetic body 25 having a high relative permeability extends to the outside of the antenna coil so as to extend in parallel with the antenna coil surface of the winding portion 4 of the communication unit 20. It has been.
[0070]
The sheet-like magnetic body 25 having such a high relative permeability allows a part of the loop-shaped magnetic flux φ that passes through the antenna coil of the winding portion 4 to be part of the sheet-like magnetic material even when a metal object approaches the periphery. It has a function of extending outward along the body 25.
[0071]
When the antenna coil 10 of the data carrier 6 performs transmission / reception via the electromagnetic coupling portion 3 and the winding portion 4, the loop-shaped magnetic flux φ passing through the antenna coil of the winding portion 4 mainly passes through the sheet-like magnetic body 25. And leaks to the outside of the metal member 24. Therefore, it becomes possible to communicate between the data carrier 6 and the reader / writer 8 serving as an external communication means by using the leaked magnetic flux φ.
[0072]
Next, a data carrier installation structure according to the present invention will be described with reference to FIG. 5 The second 6 The configuration of the embodiment will be described. FIG. 8 (a) shows a data carrier installation structure according to the present invention. 5 FIG. 8B is a cross-sectional explanatory view showing the configuration of the embodiment, and FIG. 6 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment. In addition, what was comprised similarly to each said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0073]
In the embodiment shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a through hole 1b is provided in the metal member 1, a data carrier 6 inside the through hole 1b, and a loop antenna 26 electromagnetically coupled to the data carrier 6. The loop antenna 26 is formed in a loop extending from both ends of the through hole 1b to the outside.
[0074]
The data carrier 6 disposed inside the through hole 1b of the metal member 1 is fixed by a filler 7 such as an adhesive, and the data carrier 6 is covered with the metal member 1 and protected from mechanical impact.
[0075]
The metal member 1 shown in FIG. 8 (a) is a cylindrical member, and the metal member 1 shown in FIG. 8 (b) has a through hole 1b formed in the metal member. As shown in FIG. 9, the data carrier 6 has a rod antenna and is formed in a rod shape as a whole and employs a data carrier sealed in a glass container, and is coaxial with the cylindrical antenna coil 10. A loop antenna 26 is wound around the outer periphery of the data carrier 6.
[0076]
A loop-forming portion of the loop antenna 26 extended to the outside from the through hole 1b is provided with a conductive metal connecting portion 27 that is electrically energized with the loop antenna 26. The loop of the antenna 26 can be formed (energized) or released (insulated). The loop antenna 26 is a conductor in which an insulation coating is applied.
[0077]
The connecting portion 27 of the present embodiment has a male portion 27a and a female portion 27b for inserting the male portion 27a. By inserting the male portion 27a into the female portion 27b and electrically connecting the loop antenna 26, the loop antenna 26 has a loop. By using the magnetic flux φ generated in the loop antenna 26, communication is possible between the data carrier 6 and the reader / writer 8 serving as an external communication means from any place near the loop antenna 26. .
[0078]
The data carrier band 28 shown in FIG. 8A can be used by wrapping the outer periphery of a target object with the connecting portion 27 released and connecting the connecting portion 27. For example, a bracelet for an elderly person with dementia or an infant It is possible to store and read various personal information such as name, contact information, medical history and blood type in the storage unit 18 of the data carrier 6. The data carrier band 28 can be worn at the entrance of facilities such as amusement parks, zoos, museums, and aquariums where the masses gather, and can be used to prevent lost children. In addition, it can be used as a collar for livestock, pets, and the like, and various information thereof can be stored in the storage unit 18 of the data carrier 6 and read out. Moreover, it can also be used as a binding band for cables, piping, building materials, and other various articles.
[0079]
The data carrier band 29 shown in FIG. 8 (b) has a through-hole 1b formed in the metal member 1 of the article, or a loop antenna inside the through-hole 1b using the through-hole 1b previously provided in the article. A data carrier 6 wound with 26 is inserted and fixed with a filler 7 such as an adhesive. And it can be used by connecting the connecting portion 27.
[0080]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and operation, when the data carrier is installed on a metal member, the present invention provides an installation structure capable of greatly extending or expanding the communication distance, and further, the interior of the metal member. The installation structure which can perform electromagnetic wave communication between the data carrier installed in the outside and the outside can be provided.
[0081]
That is, the antenna coil of the data carrier arranged inside the metal member is extended to at least the outer surface portion of the metal member by the loop antenna electromagnetically coupled to the antenna coil. Etc., electromagnetic wave communication can be performed with practical sensitivity.
[0082]
The data carrier can extend the communication distance from its installation position to at least the outer surface of the metal member. Even if the data carrier is installed inside the metal member, electromagnetic wave communication can be performed with practical sensitivity with the outside as described above.
[0083]
Further, the extended portion of the loop antenna is extended to the communication unit remote from the metal member. By The electromagnetic wave communication can be performed remotely with the data carrier by bringing the reader / writer machine or the like closer to the communication unit away from the installation location of the data carrier.
[0084]
When the loop antenna includes an electromagnetic coupling portion that electromagnetically couples with the data carrier, and a loop portion that extends from the electromagnetic coupling portion to at least the outer surface portion of the metal member, the data carrier and the loop antenna Can be separated, so that a commercially available standard product can be used as it is as a data carrier, and the configuration of the installation structure can be simplified.
[0085]
In addition, when a winding part is formed in the extended part of the loop antenna, electromagnetic wave communication can be performed with a data carrier with higher sensitivity by bringing a reader / writer machine or the like closer to the winding part. .
[0086]
In addition, when the metal member constitutes a housing for housing the data carrier, the data carrier can be configured as a single data carrier protected by the metal member, and the data carrier is installed as it is in a portion that receives an external impact. It is suitable when doing.
[0087]
When the container is waterproof, for example, the data carrier installation structure is attached to a pump installed in water, for example, the loop antenna is extended to the water or land, so that the electromagnetic wave with the data carrier is Communication can be done on the water or on land.
[0088]
In addition, when a plurality of the communication units are provided at intervals, and each of the communication units is formed with a winding unit, a plurality of communication units are provided by extending the loop of the loop antenna so that the plurality of communication units circulate. Electromagnetic wave communication can be performed with a reader / writer or the like in any of the communication units. Further, since the loop antenna is formed with the winding part in each communication part, the communication sensitivity in these communication parts can be further increased.
[0089]
Further, when the communication part is present on the metal surface, when a magnetic material having a high relative permeability is interposed between the communication part and the metal surface, the communication part is present even if the communication part is present on the metal surface. Electromagnetic wave communication can be performed with sensitivity.
[0090]
Also, a through hole is provided in the metal member, and a data carrier and a loop antenna electromagnetically coupled to the data carrier are disposed inside the through hole, and the loop antenna extends outward from both ends of the through hole. When a loop is formed in this state, for example, it can be used as a binding device with a data carrier for bundling a bundle of electric cables and optical cables, and can also be used as a sealing mechanism for checking whether a lidded container is opened or closed. . This sealing mechanism can be configured so that when the lid is opened and closed, the loop antenna is destroyed and electromagnetic wave communication becomes impossible, so that the opening and closing can be confirmed.
[0091]
In addition, when a connecting portion is provided in a loop forming portion of the loop antenna extending to the outside from the through hole, and the loop can be formed or released at the connecting portion, for example, a bundle of electric cables and optical cables is connected. When used as a binding tool with a data carrier for binding, it can be easily attached to and detached from an object.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1] De 1st data carrier installation structure Reference example It is a section explanatory view showing the composition.
[Figure 2] De 2nd data carrier installation structure Reference example It is a section explanatory view showing the composition.
FIG. 3 shows a data carrier installation structure according to the present invention. 1 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment.
FIG. 4 shows a data carrier installation structure according to the present invention. 2 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment.
FIG. 5 shows the first shown in FIG. 2 It is sectional explanatory drawing which shows an example at the time of arrange | positioning the sheet-like magnetic body which has a high relative magnetic permeability around the data carrier and electromagnetic coupling part of embodiment.
FIG. 6 shows the structure of the data carrier installation structure according to the present invention. 3 It is a plane schematic diagram which shows the structure of embodiment.
FIG. 7 is a diagram of a data carrier installation structure according to the present invention. 4 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment.
FIG. 8 (a) shows a data carrier installation structure according to the present invention. 5 FIG. 4B is a cross-sectional explanatory view showing the configuration of the embodiment. FIG. 6 It is a section explanatory view showing the composition of an embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a rod-shaped data carrier.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a circular data carrier.
FIG. 11 is a block diagram of a data carrier control unit.
[Explanation of symbols]
1 ... Metal member
1a ... outer surface
1b ... through hole
2 ... Installation groove
2a ... Expansion part
3 ... Electromagnetic coupling
4 ... winding part
5 ... Loop antenna
5a ... Lead wire
6. Data carrier
7 ... Filler
8 ... Reader / writer
9 ... Core
10 ... Antenna coil
11 ... Control unit
12 ... resin case
15 ... Transceiver
16 ... Capacitor
17 ... CPU
18… Memory part
19 ... Body
19a ... Screw part
20… Communication Department
21… Cap body
21a ... Groove
21b ... Screw part
22 ... Packing
23 ... Body
24… Metal parts
25… Sheet magnetic material
26 ... Loop antenna
27 ... Connecting part
27a… Male part
27b ... Female part
28, 29 ... Data carrier band

Claims

A data carrier is disposed inside a metal member, a loop antenna electromagnetically coupled to the data carrier is extended to at least the outer surface of the metal member, and an extended portion of the loop antenna is remote from the metal member. Data carrier installation structure characterized by extending to

The data carrier installation structure according to claim 1 , wherein a plurality of the communication units are provided at intervals, and a winding unit is formed in each communication unit.

If the communication unit is present on the metal surface, the data carrier according to claim 1 or claim 2, characterized in that by interposing a magnetic body of high relative magnetic permeability between the communication unit and the metal surface Installation structure.

A through hole is provided in the metal member, a data carrier and a loop antenna electromagnetically coupled to the data carrier are disposed in the through hole, and the loop antenna extends outward from both ends of the through hole. The data carrier installation structure according to claim 1, wherein the data carrier is formed in a loop.

5. The data carrier according to claim 4 , wherein a connection portion is provided at a loop formation portion of the loop antenna extending outward from the through hole, and the formation or release of the loop is enabled at the connection portion. Installation structure.