JP4729809B2 - タグ内蔵腕時計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いたタグを内蔵する腕時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、目視で人又は物品を確認するものとして、認識票や名札等のプレートがあるけれども、このプレートに表示可能な情報は極めて限られた量の情報しか表示できない。このため近年では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いて電子的に識別機能を付加したタグが知られている。この識別用タグはＩＣチップとこのＩＣチップに電気的に接続されたアンテナとを有し、この識別用タグを上記プレートに付ければ、プレートの表面に刻印された情報を目視で確認できることに加えて、上記ＩＣチップに多様な情報を記憶させることができる。例えば、上記タグ付プレートを人又は物品に取付け、自動的にＩＣチップに記憶された情報を取出して、人又は物品の出入管理又は出納管理を行うことができるようになっている。
【０００３】
なお、最近ではこのような識別用タグを、スキー場のリフト乗り場におけるゲートや各種遊園地の遊戯施設におけるゲートで入場のための識別装置として、又は電車やバスの乗車券や定期券として使用することがなされている。識別用タグをこのようなゲートの通過や乗車のための識別に使用すれば、リフトに乗ろうとする乗客、又は遊戯装置に搭乗しようとする乗客、若しくは乗車しようとする乗客は、そのタグをゲートに設けられた識別手段に近づけるための簡単な動作で正規の乗客であることを識別できるようになっている。
一方、リフトに乗る乗客又は遊戯装置やバス等に搭乗する乗客は通常その腕に時刻を表示する腕時計を着用しているのが一般的である。このため、その腕時計に識別用タグを内蔵しようとする試みがなされている。腕時計にこの識別用タグを内蔵できれば、別個独立の識別用タグを腕時計と別に携帯する必要はなく、識別用タグを違和感なく腕に着用することができるため、その利用分野が従来にも増して拡大することが期待されている。
【０００４】
ここで、一般的な腕時計は、図９に示すように、環状枠２ａとこの環状枠２ａの表側を封止するガラス蓋２ｂとこの環状枠２ａの裏側を封止する裏蓋２ｃとを有する時計ケース２と、その時計ケース２に収容された駆動部３と、時計ケース２に収容され駆動部３により駆動されて時刻を表示する表示部４とを有している。この腕時計１では、表側をガラス蓋２ｂで封止された環状枠２ａの内部に、表示部４と駆動部３をこの順序で収容し、最後に裏蓋で環状枠２ａの裏側を封止するような構造をなしている。従って、この従来の腕時計１に識別用タグを内蔵するに際しては比較的空間に余裕のある駆動部３の周囲、即ち環状枠２ａの内面に沿って駆動部３を包囲するようにコイルを巻回してＲＦＩＤタグのアンテナとすることが行われている。このようなコイルからなるアンテナは文字盤に垂直な磁化軸を持ち、最も大きな面積を有する文字盤に垂直な磁化軸により腕時計を識別装置にかざす際のＲＦＩＤタグの感度を向上させてその作動距離を長くすることが期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般的な腕時計は耐久性と高級感を醸し出すために、その時計ケースを構成する環状枠が電気導電性を有する金属により作られている。このため、この枠部材に沿ってコイルを巻回してアンテナを腕時計に収容すると、アンテナが電波を受けた際にその枠部材にも誘導電流が流れ、外部からの電波を相殺してしまう不具合がある。また、アンテナを構成するコイルに電流が流れた場合にも金属製の枠部材に電流が流れアンテナの感度を著しく低下させる不具合もあり、ＲＦＩＤタグの作動距離を著しく短縮させる問題点がある。この点を解消するために、腕時計の時計ケースにおける枠部材を非導電性の樹脂により形成することも考えられるが、樹脂により枠部材を形成すると、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができず、その耐久性も劣る不具合がある。
本発明の目的は、比較的感度が高いＲＦＩＤタグを内蔵した耐久性が高くかつ高級感を有するタグ内蔵腕時計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１、図２及び図８に示すように、環状枠１２ａとこの環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂとこの環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃとを有する時計ケース１２と、時計ケース１２に収容された駆動部１３と、時計ケース１２に収容され駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、時計ケース１２に収容されアンテナ１６とＩＣチップ１７とにより構成されたＲＦＩＤタグ１８とを備えたタグ内蔵腕時計の改良である。
その特徴ある構成は、環状枠１２ａが金属材料により形成され、裏蓋１２ｃが電気絶縁材料により形成され、環状枠１２ａが少なくとも１個所環状枠１２ａを切断することにより形成されたスリット１２ｅを有し、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備え、環状枠１２ａの表側又は裏側のいずれか一方又は双方に凹部１２ｆ，１２ｆが形成され、その凹部１２ｆ，１２ｆを臨む位置にスリット１２ｅが形成され、かつ凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇが非導電性樹脂２１を介して接着されたところにある。
【０００７】
この請求項１に記載されたタグ内蔵腕時計では、腕に装着したときにガラス蓋１２ｂの周囲に表出する環状枠１２ａが金属材料により形成されるので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。一方、裏蓋１２ｃを電気絶縁材料により形成するので、この裏蓋１２ｃが時計ケース１２に収容されたアンテナ１６が受信すべき電波の障壁になることが防止される。
また、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備えたので、そのアンテナ１６における磁化軸は文字盤に垂直になり、ＲＦＩＤタグ１８の感度は向上してその作動距離を比較的長くすることができる。この場合、環状枠１２ａが少なくとも１個所スリット１２ｅを形成するので、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはなく、アンテナ１６の感度は低下しない。
更に、嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇと凹部１２ｆ，１２ｆとの間に非導電性樹脂２１が介在すれば、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはない。その一方で、凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを接着することにより嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇによりスリット１２ｅを覆うことができ、スリット１２ｅ自体が外観に生じることを防止して腕時計の外観における美観を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、スリット１２ｅに非導電性樹脂２１が充填され、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面が互いに接着されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項２に記載されたタグ内蔵腕時計では、環状枠１２ａを切断したスリット１２ｅにおける切断平面を互いに接着するので、スリット１２ｅからの塵埃や水滴等の侵入を防止することができ、またスリット１２ｅが形成されたことに起因する環状枠１２ａの強度の低下を防止することができる。このため環状枠１２ａを備える時計ケース１２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面が連続した複数の切断平面からなるタグ内蔵腕時計である。
この請求項３に記載されたタグ内蔵腕時計では、連続した複数の切断平面からスリット１２ｅを形成することにより、そのスリット１２ｅに充填された非導電性樹脂２１による接着力が向上して、環状枠１２ａの強度を更に向上させることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、図１に示すように、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように形成された磁芯部材１６ａを備え、コイル１６ｂが磁芯部材１６ａの外周に巻回されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項４に記載されたタグ内蔵腕時計では、アンテナ１６が磁芯部材１６ａを備えることにより、アンテナ１６自体の受信感度を向上させることができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明であって、磁芯部材１６ａが磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材によりコイルの巻枠を有するボビン状に形成されたタグ内蔵腕時計である。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明であって、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより磁芯部材１６ａが形成されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項５に記載されたタグ内蔵腕時計では、磁芯部材１６ａをボビン状にすることによりコイル１６ｂの巻回が容易になり、請求項６に記載されたタグ内蔵腕時計では、任意の形状における磁芯部材１６ａを得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ１６を得ることが可能になる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項４に係る発明であって、磁芯部材１６ａが磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られたタグ内蔵腕時計である。
この請求項７に記載されたタグ内蔵腕時計では、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材１６ａを得ることができ、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材１６ａを有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図４に示すように、腕時計１１は時計ケース１２と、ケース１２に収容された駆動部１３（図１）と、駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、アンテナ１６とＩＣチップ１７とにより構成されたＲＦＩＤタグ１８（図１）とを備える。図１に示すように、ケース１２は環状枠１２ａ，ガラス蓋１２ｂ及び裏蓋１２ｃにより構成される。環状枠１２ａは金属により円形リング状に形成され、ガラス蓋１２ｂは電気絶縁材料（ガラス板）により円板状に形成され、裏蓋１２ｃは電気絶縁材料（プラスチック等）により円板状に形成される。また表示部１４は文字盤１４ａと、駆動部１３により駆動されかつ文字盤１４ａ上を回転する短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針（図示せず）からなり、駆動部１３はこれらの短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針を文字盤１４ａ上を回転させて時刻を表示させるように構成される。駆動部１３は直方体状の外形に形成され、竜頭１３ａの回転により表示部１４における短針１４ｂ及び長針１４ｃの回転位置を変更可能に構成される。竜頭１３ａは支軸１３ｂを介して駆動部１３に接続され、支軸１３ｂはケース１２に形成された支軸孔１２ｋを貫通し竜頭１３ａをケース１２の外部から回転可能に支持する。
【００１５】
アンテナ１６は、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するようにリング状に形成された磁芯部材１６ａと、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するようにその磁芯部材１６ａの外周に巻回されたコイル１６ｂとを有する。磁芯部材１６ａはフェライト又はアモルファス箔の積層材によりリング状に形成するか、或いは磁性体である金属又はフェライトの粉末又はフレークとプラスチックとの複合材によりリング状に形成することが好ましい。複合材のプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができる。また複合材の金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、金属のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で微細化して粉末を成形した後に、この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークを用いることができる。
【００１６】
この実施の形態における磁芯部材１６ａは、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られ、コイル１６ｂの巻枠１６ｃを有するボビン状に形成される。この実施の形態におけるボビン状の磁芯部材１６ａを説明すると、図３に示すように、円板状に形成された中央に駆動部１３の外形形状に相応しかつその駆動部に嵌入可能な角孔１６ｄが形成され、その円板周囲の上縁及び下縁に巻枠１６ｃが全周にそれぞれ形成される。この磁芯部材１６ａの上縁及び下縁にそれぞれ形成された巻枠１６ｃの間の円周方向に形成される凹溝１６ｅにはコイル１６ｂを巻回可能に構成される。この磁芯部材１６ａの一方の面にはＩＣチップ１７を装着可能な窪み１６ｆが形成され、他方の面には竜頭１３ａを支持する支軸１３ｂが遊挿可能な窪み１６ｇが形成される。図１に戻って、コイル１６ｂは磁芯部材１６ａの外周に、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回され、このコイル１６ｂを有するアンテナ１６の軸線が文字盤１４ａに垂直になるように構成される。ＩＣチップ１７は磁芯部材１６ａの窪み１６ｆに装着され、コイル１６ｂの両端はＩＣチップ１７に電気的に接続される。このようにして、アンテナ１６とＩＣチップ１７とによりＲＦＩＤタグ１８が構成され、このタグ１８は磁芯部材１６ａの窪み１６ｇに支軸１３ｂを遊挿するように裏蓋１２ｃ側から環状枠１２ａに挿入することにより時計ケース１２に収容される。
【００１７】
図５に示すように、ＩＣチップ１７は、電源回路１７ａと、無線周波数（ＲＦ）回路１７ｂと、変調回路１７ｃと、復調回路１７ｄと、ＣＰＵ１７ｅと、このＣＰＵ１７ｅに接続され腕時計の所有者に関する情報を記憶するメモリ１７ｆとを有する。電源回路１７ａはコンデンサ（図示せず）を内蔵し、このコンデンサはアンテナ１６とともに共振回路を形成する。このコンデンサにはアンテナ１６が特定の周波数の電波（上記共振回路が共振する周波数）を受信したときにその相互誘導作用で生じる電力が充電される。電源回路１７ａはこの電力を整流し安定化してＣＰＵ１７ｅに供給し、ＩＣチップ１７を活性化する。メモリ１７ｆはＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（ramdom-access memory）及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable pogramable read only memory）を含み、ＣＰＵ１７ｅの制御の下で後述する識別手段２６からの電波のデータ通信による読出しコマンドに応じて記憶されたデータの読出しを行うとともに、識別手段２６からの書込みコマンドに応じてデータの書込みが行われる。
【００１８】
図４に示すように、環状枠１２ａにはスリット１２ｅが形成される。このスリット１２ｅは少なくとも１個所環状枠１２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、１個所のスリットを有する環状枠１２ａを示す。スリット１２ｅは、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに塗粒を付けた切断等の手段により環状枠１２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、図２に示すように、スリット１２ｅの対向する切断平面が連続した２枚の切断平面からなるように切断される。このスリット１２ｅには非導電性樹脂２１が充填され、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面がこの非導電性樹脂２１により互いに接着される。なお、図４の符号１２ｄ，１２ｄは環状枠１２ａに突設された一対の受け具であり、これらの受け具１２ｄ，１２ｄにはバンド１９の両端がそれぞれ枢着される。
【００１９】
一方、ＩＣチップ１７に記憶された情報を読取る識別手段２６は、図５に示すように、アンテナ１６と相互誘導作用する送受信アンテナ２７と、送受信アンテナ２７から電波を発信させかつ送受信アンテナ２７の受けた電波を処理する処理部２８と、ＩＣチップ１７に記憶された情報を表示する表示部２９を備える。受信アンテナ２７は腕時計１１に取付けられたＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６に電波を送信しかつそのアンテナ１６からの電波を受信可能に構成される。また処理部２８は送受信アンテナ２７に接続され、バッテリを内蔵する電源回路２８ａと、無線周波数（ＲＦ）回路２８ｂと、変調回路２８ｃと、復調回路２８ｄと、ＣＰＵ２８ｅと、このＣＰＵ２８ｅに接続されＩＣチップ１７から読取った情報を記憶するメモリ２８ｆとを有する。また処理部２８のＣＰＵ２８ｅには入力部２８ｇが接続され、この入力部２８ｇにより入力された情報はＩＣチップ１７に書込み可能に構成される。
【００２０】
このように識別用タグを内蔵した腕時計の使用方法を説明する。
先ず腕時計１１を着用する以前に、識別手段２６の入力部２８ｇから腕時計１１を着用する者の固有の情報を入力して、ＩＣチップ１７のメモリ１７ｆにこの腕時計１１を着用する者に関する固有の情報を記憶させる。この実施の形態では、電車の乗車券に関する情報を入力するものとし、具体的な入力内容は電車への乗車を許容する乗車開始日及び終了日及び乗車区間に関する情報がメモリ１７ｆに記憶される。情報を入力した後に、その腕時計１１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、本発明のタグ内蔵腕時計１１では、腕に装着したときにガラス蓋１２ｂの周囲に表出する環状枠１２ａが金属材料により形成されるので、その腕時計１１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、本発明のタグ内蔵腕時計１１では、環状枠１２ａを切断したスリット１２ｅにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着するので、スリット１２ｅが形成されたことに起因する環状枠１２ａの強度が低下することはなく、時計ケース１２が本来的に有する耐久性は確保される。
【００２１】
一方、駅の搭乗口におけるゲートには識別手段２６が設けられ、腕時計１１を着用した者がそのゲートを通過する時には、そのゲートに設けられた識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計１１を近づける。識別手段２６は送受信アンテナ２７からＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。腕時計１１は裏蓋１２ｃが電気絶縁材料により形成されるので、この裏蓋１２ｃが時計ケース１２に収容されたＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６が受信すべき電波の障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波はガラス蓋１２ｂと裏蓋１２ｃを通過してアンテナ１６に受信される。アンテナ１６は環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備えたので、そのアンテナ１６における磁化軸は文字盤１４ｃに垂直になり、ＲＦＩＤタグ１８の感度は向上してその作動距離を比較的長くなる。また、環状枠１２ａが少なくとも１個所スリット１２ｅを形成するので、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはなく、特にこの実施の形態におけるアンテナ１６は磁芯部材１６ａを備えるので、アンテナ１６自体の受信感度は向上し、そのアンテナ１６は送受信アンテナ２７から発せられた電波を有効に受信する。
【００２２】
ＲＦＩＤタグ１８におけるアンテナ１６が電波を受信すると、電源回路１７ａのコンデンサに電力が充電される。電源回路１７ａは電力をＣＰＵ１７ｅに供給し、ＩＣチップ１７を活性化し、ＲＦ回路１７ｂを介して復調回路１７ｄで元のデジタル信号の質問信号を再現させる。ＣＰＵ１７ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１７ｆに記憶されていたその腕時計１１に関する情報を送信する。この情報の送信は２値化されたデータ信号をＩＣチップ１７の変調回路１７ｃで変調し、ＲＦ回路１７ｂで増幅してアンテナ１６から送出することにより行われる。送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８はＲＦＩＤタグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示するとともに、ゲートに設けられた扉を開いて腕時計１１を着用した者が電車に乗れるように開放する。
【００２３】
なお、上述した実施の形態では、連続した２枚の切断平面からなるスリットを説明したが、図６に示すように、スリット１２ｅは対向する切断平面が単一面を形成するものであっても良く、図７に示すように、対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するものであっても良い。また、図示しないが、スリットは対向する切断平面が４枚、５枚又は６枚以上の複数の連続した切断平面からなるものであっても良い。
また、上述した実施の形態では、スリットを１個所形成した環状枠１２ａを示したが、２個所以上形成しても良い。但し、スリット１２ｅを２個所以上形成した場合には、環状枠１２ａ自体が複数の部材から構成されることになり、その環状枠１２ａの機械的強度を向上させる必要からも、それぞれのスリット１２ｅは対向する切断平面が複数の連続した切断平面から構成して、そのスリット１２ｅに充填される非導電性樹脂２１による複数の部材相互間における接着力を強固に行うことが好ましい。
【００２４】
また、上述した実施の形態では、スリットを形成した環状枠１２ａを示したが、環状枠１２ａの表側又は裏側のいずれか一方、又は図８に示すように環状枠１２ａの表側及び裏側の双方に凹部１２ｆ，１２ｆを形成し、その凹部１２ｆ，１２ｆを臨む位置にスリット１２ｅを形成し、そしてその凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを非導電性樹脂２１を介して接着しても良い。このように嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを接着しても、その嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇと凹部１２ｆ，１２ｆとの間に非導電性樹脂２１が介在すれば、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはない。その一方で、凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材を接着することにより嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇによりスリット１２ｅを覆うことができ、スリット１２ｅ自体が外観に生じることを防止して腕時計１１の外観における美観を向上させることができる。
【００２５】
更に、上述した実施の形態では、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られた磁芯部材１６ａを説明したが、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が比較的少ない場合には、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材１６ａを作製しても良い。この場合の磁性塗膜は、磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を電気絶縁フィルムに塗布乾燥することにより形成され、塗布する際に用いられた電気絶縁フィルムとともに磁性塗膜を巻回しても良く、電気絶縁フィルムから剥離した磁性塗膜のみを巻回しても良い。ここでインク又は塗料に含ませる磁性材料の粉末又はフレークとしては前述した複合材に用いられるものと同一のものを使用できる。形成された磁性塗膜の厚さは１０〜８００μｍが好ましく、更に好ましくは３０〜３００μｍである。なお、塗料を一度塗布しただけでは所定の厚さが得られない場合には、繰り返し同一の塗料を塗布乾燥することにより所望の厚さの塗膜を得ることができ、その磁性塗膜を巻回する回数を増減させることにより巻回された部分の肉厚を調整することが可能になる。この磁性塗膜を巻回して得られた磁芯部材の肉厚は極めて薄いものになり、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることが可能になる。このため、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【００２６】
【実施例】
次に本発明の参考例を比較例とともに詳しく説明する。
＜比較例１＞
ステンレスから構成され内径が２８ｍｍの内径を有する環状枠１２ａと、この環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂと、この環状枠１２ａの裏側を封止するポリカーボネート樹脂から構成された裏蓋１２ｃとを有する時計ケース１２を用意した。一方、太さが０．３ｍｍの被覆銅線を直径が２０ｍｍになるように４回巻回してコイルのみからなるアンテナを作成した。このアンテナを時計ケースに収容してタグ内蔵腕時計を得た。この腕時計を比較例１とした。
＜参考例１＞
比較例１と同一の時計ケース１２と、比較例１と同一のコイルのみからなるアンテナを準備した。そして時計ケースの環状枠の一部を幅０．０７ｍｍで切断してその環状枠にスリットを形成した。その後アンテナを時計ケースに収容してタグ内蔵腕時計を得た。このスリットを有する環状枠を用いた腕時計を参考例１とした。
【００２７】
＜参考例２＞
参考例１と同一のスリットが形成された環状枠を有する時計ケース１２を準備した。
一方、厚さが５０μｍの電気絶縁フィルムの一方の主面に、磁性材料からなるフレークを含む塗料を塗布乾燥させて厚さが１３０μｍの磁性塗膜を得た。この磁性塗膜が一方の主面に形成されたフィルムを磁性塗膜とともに幅が３ｍｍであって長さが１７０ｍｍになるように切断し、切断された電気絶縁フィルムを磁性塗膜とともに直径が２０ｍｍになるように巻回して磁性塗膜からなる磁芯部材を形成した。この磁芯部材の外表面に太さが０．３ｍｍの被覆銅線を４回巻回して磁芯部材とコイルからなるアンテナを作成した。このアンテナをスリットが形成された環状枠を有する時計ケース１２に収容してタグ内蔵腕時計を得た。この磁芯部材を有しかつスリットを有する環状枠を用いた腕時計を参考例２とした。
【００２８】
＜比較試験＞
上述した比較例１及び参考例１並びに参考例２におけるアンテナのコイルに、コイル特性を測定する測定器（HEWLETT PACKARD社製 ４３９５）の測定用ターミナルを接続させ、その測定器により所定の周波数に対するアンテナのＬ値並びにＱ値をそれぞれ測定した。
また、比較例１及び参考例１並びに参考例２のアンテナのコイルにそれぞれＩＣチップを接続して１３．５６ＭＨｚで作動するＲＦＩＤタグとした後にそのタグを電池ケースに収容した。このタグ内蔵腕時計を１３．５６ＭＨｚで動作する識別手段の送受信アンテナに近づけ、その識別手段の動作の有無を確認し、動作した場合には最初に動作した送受信アンテナとタグ内蔵腕時計の間の距離を測定した。これらの結果を表１にそれぞれ示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１から明らかなように、参考例１及び２と比較例１ではＱ値の著しい差があるとは思われない。しかし比較例１のアンテナのコイルにＩＣチップを接続しても識別手段が動作することはなかったのに対して、参考例１及び２のアンテナのコイルにそれぞれＩＣチップを接続したものは識別手段が動作した。比較例１で動作しないのは、比較例１の環状枠にはスリットが形成されていないので、その枠部材に誘導電流が流れてアンテナの感度が低下したことに起因するものと考えられる。一方、参考例１及び２で動作したのは、それらの環状枠にスリットを形成したので、枠部材に誘導電流が流れることはなく、アンテナの感度の低下が抑制された結果によるものと考えられ、参考例２が参考例１の倍の距離で動作したのは磁芯部材の有無に起因するものと考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、時計ケースにおけるガラス蓋の周囲に表出する環状枠を金属材料により形成したので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。その一方で、裏蓋を電気絶縁材料により形成したので、この裏蓋が時計ケースに収容されたアンテナが受信すべき電波の障壁になることを防止することができる。また、アンテナが環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するように巻回されたコイルを備えるので、そのアンテナにおける磁化軸は文字盤に垂直になり、ＲＦＩＤタグの感度は向上してその作動距離を比較的長くすることができる。この場合、環状枠に少なくとも１個所のスリットを形成するので、枠部材に誘導電流が流れることはなく、アンテナの感度の低下を防止することができる。
【００３２】
また、スリットに非導電性樹脂を充填して、スリットを形成する対向する切断平面を互いに接着すれば、スリットが形成されたことに起因する環状枠の強度の低下を防止することができ、スリットを形成する対向する切断平面が連続した複数の切断平面からなるようにすれば、そのスリットに充填された非導電性樹脂による接着力が向上して、環状枠の強度を更に向上させることができる。この場合、環状枠の表側又は裏側のいずれか一方又は双方に凹部を形成し、その凹部を臨む位置にスリットを形成し、そして凹部に環状枠と同一材質の嵌め込み部材を非導電性樹脂を介して接着すれば、枠部材に誘導電流が流れることを防止しつつ、嵌め込み部材によりスリットを覆うことができ、スリット自体が外観に生じることを防止して腕時計の外観における美観を向上させることができる。
【００３３】
更に、アンテナが環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するようにリング状に形成された磁芯部材を備え、コイルをその磁芯部材の外周に巻回すれば、アンテナが磁芯部材を備えることにより、アンテナ自体の受信感度を向上させることができる。この場合、磁芯部材を複合材により形成すれば、任意の形状における磁芯部材を得ることが可能になり、磁芯部材をボビン状にすることによりコイルの巻回が容易になり、比較的安価なアンテナを得ることが可能になる。一方、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材を作れば、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることができ、環状枠の内面と駆動部の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のタグ内蔵腕時計を示す図４のＡ−Ａ線断面図。
【図２】その環状枠を図１のＢ方向から見た側面図。
【図３】その駆動部を包囲するように形成された磁芯部材の斜視図。
【図４】その腕時計の平面図。
【図５】そのＲＦＩＤタグと識別手段の関係を示すブロック線図。
【図６】対向する切断平面が単一面を形成するスリットを示す側面図。
【図７】対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するスリットを示す側面図。
【図８】環状枠の凹部に嵌め込み部材が接着された図２に対応する側面図。
【図９】従来の一般的な腕時計の断面図。
【符号の説明】
１１ タグ内蔵腕時計
１２ 時計ケース
１２ａ 環状枠
１２ｂ ガラス蓋
１２ｃ 裏蓋
１２ｅ スリット
１２ｆ 凹部
１２ｇ 嵌め込み部材
１３ 駆動部
１４ 表示部
１６ アンテナ
１６ａ 磁芯部材
１６ｂ コイル
１６ｃ 巻枠
１７ ＩＣチップ
１８ ＲＦＩＤタグ
２１ 非導電性樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いたタグを内蔵する腕時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、目視で人又は物品を確認するものとして、認識票や名札等のプレートがあるけれども、このプレートに表示可能な情報は極めて限られた量の情報しか表示できない。このため近年では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いて電子的に識別機能を付加したタグが知られている。この識別用タグはＩＣチップとこのＩＣチップに電気的に接続されたアンテナとを有し、この識別用タグを上記プレートに付ければ、プレートの表面に刻印された情報を目視で確認できることに加えて、上記ＩＣチップに多様な情報を記憶させることができる。例えば、上記タグ付プレートを人又は物品に取付け、自動的にＩＣチップに記憶された情報を取出して、人又は物品の出入管理又は出納管理を行うことができるようになっている。
【０００３】
なお、最近ではこのような識別用タグを、スキー場のリフト乗り場におけるゲートや各種遊園地の遊戯施設におけるゲートで入場のための識別装置として、又は電車やバスの乗車券や定期券として使用することがなされている。識別用タグをこのようなゲートの通過や乗車のための識別に使用すれば、リフトに乗ろうとする乗客、又は遊戯装置に搭乗しようとする乗客、若しくは乗車しようとする乗客は、そのタグをゲートに設けられた識別手段に近づけるための簡単な動作で正規の乗客であることを識別できるようになっている。
一方、リフトに乗る乗客又は遊戯装置やバス等に搭乗する乗客は通常その腕に時刻を表示する腕時計を着用しているのが一般的である。このため、その腕時計に識別用タグを内蔵しようとする試みがなされている。腕時計にこの識別用タグを内蔵できれば、別個独立の識別用タグを腕時計と別に携帯する必要はなく、識別用タグを違和感なく腕に着用することができるため、その利用分野が従来にも増して拡大することが期待されている。
【０００４】
ここで、一般的な腕時計は、図９に示すように、環状枠２ａとこの環状枠２ａの表側を封止するガラス蓋２ｂとこの環状枠２ａの裏側を封止する裏蓋２ｃとを有する時計ケース２と、その時計ケース２に収容された駆動部３と、時計ケース２に収容され駆動部３により駆動されて時刻を表示する表示部４とを有している。この腕時計１では、表側をガラス蓋２ｂで封止された環状枠２ａの内部に、表示部４と駆動部３をこの順序で収容し、最後に裏蓋で環状枠２ａの裏側を封止するような構造をなしている。従って、この従来の腕時計１に識別用タグを内蔵するに際しては比較的空間に余裕のある駆動部３の周囲、即ち環状枠２ａの内面に沿って駆動部３を包囲するようにコイルを巻回してＲＦＩＤタグのアンテナとすることが行われている。このようなコイルからなるアンテナは文字盤に垂直な磁化軸を持ち、最も大きな面積を有する文字盤に垂直な磁化軸により腕時計を識別装置にかざす際のＲＦＩＤタグの感度を向上させてその作動距離を長くすることが期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般的な腕時計は耐久性と高級感を醸し出すために、その時計ケースを構成する環状枠が電気導電性を有する金属により作られている。このため、この枠部材に沿ってコイルを巻回してアンテナを腕時計に収容すると、アンテナが電波を受けた際にその枠部材にも誘導電流が流れ、外部からの電波を相殺してしまう不具合がある。また、アンテナを構成するコイルに電流が流れた場合にも金属製の枠部材に電流が流れアンテナの感度を著しく低下させる不具合もあり、ＲＦＩＤタグの作動距離を著しく短縮させる問題点がある。この点を解消するために、腕時計の時計ケースにおける枠部材を非導電性の樹脂により形成することも考えられるが、樹脂により枠部材を形成すると、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができず、その耐久性も劣る不具合がある。
本発明の目的は、比較的感度が高いＲＦＩＤタグを内蔵した耐久性が高くかつ高級感を有するタグ内蔵腕時計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１、図２及び図８に示すように、環状枠１２ａとこの環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂとこの環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃとを有する時計ケース１２と、時計ケース１２に収容された駆動部１３と、時計ケース１２に収容され駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、時計ケース１２に収容されアンテナ１６とＩＣチップ１７とにより構成されたＲＦＩＤタグ１８とを備えたタグ内蔵腕時計の改良である。
その特徴ある構成は、環状枠１２ａが金属材料により形成され、裏蓋１２ｃが電気絶縁材料により形成され、環状枠１２ａが少なくとも１個所環状枠１２ａを切断することにより形成されたスリット１２ｅを有し、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備え、環状枠１２ａの表側又は裏側のいずれか一方又は双方に凹部１２ｆ，１２ｆが形成され、その凹部１２ｆ，１２ｆを臨む位置にスリット１２ｅが形成され、かつ凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇが非導電性樹脂２１を介して接着されたところにある。
【０００７】
この請求項１に記載されたタグ内蔵腕時計では、腕に装着したときにガラス蓋１２ｂの周囲に表出する環状枠１２ａが金属材料により形成されるので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。一方、裏蓋１２ｃを電気絶縁材料により形成するので、この裏蓋１２ｃが時計ケース１２に収容されたアンテナ１６が受信すべき電波の障壁になることが防止される。
また、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備えたので、そのアンテナ１６における磁化軸は文字盤に垂直になり、ＲＦＩＤタグ１８の感度は向上してその作動距離を比較的長くすることができる。この場合、環状枠１２ａが少なくとも１個所スリット１２ｅを形成するので、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはなく、アンテナ１６の感度は低下しない。
更に、嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇと凹部１２ｆ，１２ｆとの間に非導電性樹脂２１が介在すれば、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはない。その一方で、凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを接着することにより嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇによりスリット１２ｅを覆うことができ、スリット１２ｅ自体が外観に生じることを防止して腕時計の外観における美観を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、スリット１２ｅに非導電性樹脂２１が充填され、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面が互いに接着されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項２に記載されたタグ内蔵腕時計では、環状枠１２ａを切断したスリット１２ｅにおける切断平面を互いに接着するので、スリット１２ｅからの塵埃や水滴等の侵入を防止することができ、またスリット１２ｅが形成されたことに起因する環状枠１２ａの強度の低下を防止することができる。このため環状枠１２ａを備える時計ケース１２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面が連続した複数の切断平面からなるタグ内蔵腕時計である。
この請求項３に記載されたタグ内蔵腕時計では、連続した複数の切断平面からスリット１２ｅを形成することにより、そのスリット１２ｅに充填された非導電性樹脂２１による接着力が向上して、環状枠１２ａの強度を更に向上させることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、図１に示すように、アンテナ１６が環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように形成された磁芯部材１６ａを備え、コイル１６ｂが磁芯部材１６ａの外周に巻回されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項４に記載されたタグ内蔵腕時計では、アンテナ１６が磁芯部材１６ａを備えることにより、アンテナ１６自体の受信感度を向上させることができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明であって、磁芯部材１６ａが磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材によりコイルの巻枠を有するボビン状に形成されたタグ内蔵腕時計である。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明であって、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより磁芯部材１６ａが形成されたタグ内蔵腕時計である。
この請求項５に記載されたタグ内蔵腕時計では、磁芯部材１６ａをボビン状にすることによりコイル１６ｂの巻回が容易になり、請求項６に記載されたタグ内蔵腕時計では、任意の形状における磁芯部材１６ａを得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ１６を得ることが可能になる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項４に係る発明であって、磁芯部材１６ａが磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られたタグ内蔵腕時計である。
この請求項７に記載されたタグ内蔵腕時計では、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材１６ａを得ることができ、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材１６ａを有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図４に示すように、腕時計１１は時計ケース１２と、ケース１２に収容された駆動部１３（図１）と、駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、アンテナ１６とＩＣチップ１７とにより構成されたＲＦＩＤタグ１８（図１）とを備える。図１に示すように、ケース１２は環状枠１２ａ，ガラス蓋１２ｂ及び裏蓋１２ｃにより構成される。環状枠１２ａは金属により円形リング状に形成され、ガラス蓋１２ｂは電気絶縁材料（ガラス板）により円板状に形成され、裏蓋１２ｃは電気絶縁材料（プラスチック等）により円板状に形成される。また表示部１４は文字盤１４ａと、駆動部１３により駆動されかつ文字盤１４ａ上を回転する短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針（図示せず）からなり、駆動部１３はこれらの短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針を文字盤１４ａ上を回転させて時刻を表示させるように構成される。駆動部１３は直方体状の外形に形成され、竜頭１３ａの回転により表示部１４における短針１４ｂ及び長針１４ｃの回転位置を変更可能に構成される。竜頭１３ａは支軸１３ｂを介して駆動部１３に接続され、支軸１３ｂはケース１２に形成された支軸孔１２ｋを貫通し竜頭１３ａをケース１２の外部から回転可能に支持する。
【００１５】
アンテナ１６は、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するようにリング状に形成された磁芯部材１６ａと、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するようにその磁芯部材１６ａの外周に巻回されたコイル１６ｂとを有する。磁芯部材１６ａはフェライト又はアモルファス箔の積層材によりリング状に形成するか、或いは磁性体である金属又はフェライトの粉末又はフレークとプラスチックとの複合材によりリング状に形成することが好ましい。複合材のプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができる。また複合材の金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、金属のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で微細化して粉末を成形した後に、この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークを用いることができる。
【００１６】
この実施の形態における磁芯部材１６ａは、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られ、コイル１６ｂの巻枠１６ｃを有するボビン状に形成される。この実施の形態におけるボビン状の磁芯部材１６ａを説明すると、図３に示すように、円板状に形成された中央に駆動部１３の外形形状に相応しかつその駆動部に嵌入可能な角孔１６ｄが形成され、その円板周囲の上縁及び下縁に巻枠１６ｃが全周にそれぞれ形成される。この磁芯部材１６ａの上縁及び下縁にそれぞれ形成された巻枠１６ｃの間の円周方向に形成される凹溝１６ｅにはコイル１６ｂを巻回可能に構成される。この磁芯部材１６ａの一方の面にはＩＣチップ１７を装着可能な窪み１６ｆが形成され、他方の面には竜頭１３ａを支持する支軸１３ｂが遊挿可能な窪み１６ｇが形成される。図１に戻って、コイル１６ｂは磁芯部材１６ａの外周に、環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回され、このコイル１６ｂを有するアンテナ１６の軸線が文字盤１４ａに垂直になるように構成される。ＩＣチップ１７は磁芯部材１６ａの窪み１６ｆに装着され、コイル１６ｂの両端はＩＣチップ１７に電気的に接続される。このようにして、アンテナ１６とＩＣチップ１７とによりＲＦＩＤタグ１８が構成され、このタグ１８は磁芯部材１６ａの窪み１６ｇに支軸１３ｂを遊挿するように裏蓋１２ｃ側から環状枠１２ａに挿入することにより時計ケース１２に収容される。
【００１７】
図５に示すように、ＩＣチップ１７は、電源回路１７ａと、無線周波数（ＲＦ）回路１７ｂと、変調回路１７ｃと、復調回路１７ｄと、ＣＰＵ１７ｅと、このＣＰＵ１７ｅに接続され腕時計の所有者に関する情報を記憶するメモリ１７ｆとを有する。電源回路１７ａはコンデンサ（図示せず）を内蔵し、このコンデンサはアンテナ１６とともに共振回路を形成する。このコンデンサにはアンテナ１６が特定の周波数の電波（上記共振回路が共振する周波数）を受信したときにその相互誘導作用で生じる電力が充電される。電源回路１７ａはこの電力を整流し安定化してＣＰＵ１７ｅに供給し、ＩＣチップ１７を活性化する。メモリ１７ｆはＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（ramdom-access memory）及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable pogramable read only memory）を含み、ＣＰＵ１７ｅの制御の下で後述する識別手段２６からの電波のデータ通信による読出しコマンドに応じて記憶されたデータの読出しを行うとともに、識別手段２６からの書込みコマンドに応じてデータの書込みが行われる。
【００１８】
図４に示すように、環状枠１２ａにはスリット１２ｅが形成される。このスリット１２ｅは少なくとも１個所環状枠１２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、１個所のスリットを有する環状枠１２ａを示す。スリット１２ｅは、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに塗粒を付けた切断等の手段により環状枠１２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、図２に示すように、スリット１２ｅの対向する切断平面が連続した２枚の切断平面からなるように切断される。このスリット１２ｅには非導電性樹脂２１が充填され、スリット１２ｅを形成する対向する切断平面がこの非導電性樹脂２１により互いに接着される。なお、図４の符号１２ｄ，１２ｄは環状枠１２ａに突設された一対の受け具であり、これらの受け具１２ｄ，１２ｄにはバンド１９の両端がそれぞれ枢着される。
【００１９】
一方、ＩＣチップ１７に記憶された情報を読取る識別手段２６は、図５に示すように、アンテナ１６と相互誘導作用する送受信アンテナ２７と、送受信アンテナ２７から電波を発信させかつ送受信アンテナ２７の受けた電波を処理する処理部２８と、ＩＣチップ１７に記憶された情報を表示する表示部２９を備える。受信アンテナ２７は腕時計１１に取付けられたＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６に電波を送信しかつそのアンテナ１６からの電波を受信可能に構成される。また処理部２８は送受信アンテナ２７に接続され、バッテリを内蔵する電源回路２８ａと、無線周波数（ＲＦ）回路２８ｂと、変調回路２８ｃと、復調回路２８ｄと、ＣＰＵ２８ｅと、このＣＰＵ２８ｅに接続されＩＣチップ１７から読取った情報を記憶するメモリ２８ｆとを有する。また処理部２８のＣＰＵ２８ｅには入力部２８ｇが接続され、この入力部２８ｇにより入力された情報はＩＣチップ１７に書込み可能に構成される。
【００２０】
このように識別用タグを内蔵した腕時計の使用方法を説明する。
先ず腕時計１１を着用する以前に、識別手段２６の入力部２８ｇから腕時計１１を着用する者の固有の情報を入力して、ＩＣチップ１７のメモリ１７ｆにこの腕時計１１を着用する者に関する固有の情報を記憶させる。この実施の形態では、電車の乗車券に関する情報を入力するものとし、具体的な入力内容は電車への乗車を許容する乗車開始日及び終了日及び乗車区間に関する情報がメモリ１７ｆに記憶される。情報を入力した後に、その腕時計１１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、本発明のタグ内蔵腕時計１１では、腕に装着したときにガラス蓋１２ｂの周囲に表出する環状枠１２ａが金属材料により形成されるので、その腕時計１１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、本発明のタグ内蔵腕時計１１では、環状枠１２ａを切断したスリット１２ｅにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着するので、スリット１２ｅが形成されたことに起因する環状枠１２ａの強度が低下することはなく、時計ケース１２が本来的に有する耐久性は確保される。
【００２１】
一方、駅の搭乗口におけるゲートには識別手段２６が設けられ、腕時計１１を着用した者がそのゲートを通過する時には、そのゲートに設けられた識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計１１を近づける。識別手段２６は送受信アンテナ２７からＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。腕時計１１は裏蓋１２ｃが電気絶縁材料により形成されるので、この裏蓋１２ｃが時計ケース１２に収容されたＲＦＩＤタグ１８のアンテナ１６が受信すべき電波の障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波はガラス蓋１２ｂと裏蓋１２ｃを通過してアンテナ１６に受信される。アンテナ１６は環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回されたコイル１６ｂを備えたので、そのアンテナ１６における磁化軸は文字盤１４ｃに垂直になり、ＲＦＩＤタグ１８の感度は向上してその作動距離を比較的長くなる。また、環状枠１２ａが少なくとも１個所スリット１２ｅを形成するので、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはなく、特にこの実施の形態におけるアンテナ１６は磁芯部材１６ａを備えるので、アンテナ１６自体の受信感度は向上し、そのアンテナ１６は送受信アンテナ２７から発せられた電波を有効に受信する。
【００２２】
ＲＦＩＤタグ１８におけるアンテナ１６が電波を受信すると、電源回路１７ａのコンデンサに電力が充電される。電源回路１７ａは電力をＣＰＵ１７ｅに供給し、ＩＣチップ１７を活性化し、ＲＦ回路１７ｂを介して復調回路１７ｄで元のデジタル信号の質問信号を再現させる。ＣＰＵ１７ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１７ｆに記憶されていたその腕時計１１に関する情報を送信する。この情報の送信は２値化されたデータ信号をＩＣチップ１７の変調回路１７ｃで変調し、ＲＦ回路１７ｂで増幅してアンテナ１６から送出することにより行われる。送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８はＲＦＩＤタグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示するとともに、ゲートに設けられた扉を開いて腕時計１１を着用した者が電車に乗れるように開放する。
【００２３】
なお、上述した実施の形態では、連続した２枚の切断平面からなるスリットを説明したが、図６に示すように、スリット１２ｅは対向する切断平面が単一面を形成するものであっても良く、図７に示すように、対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するものであっても良い。また、図示しないが、スリットは対向する切断平面が４枚、５枚又は６枚以上の複数の連続した切断平面からなるものであっても良い。
また、上述した実施の形態では、スリットを１個所形成した環状枠１２ａを示したが、２個所以上形成しても良い。但し、スリット１２ｅを２個所以上形成した場合には、環状枠１２ａ自体が複数の部材から構成されることになり、その環状枠１２ａの機械的強度を向上させる必要からも、それぞれのスリット１２ｅは対向する切断平面が複数の連続した切断平面から構成して、そのスリット１２ｅに充填される非導電性樹脂２１による複数の部材相互間における接着力を強固に行うことが好ましい。
【００２４】
また、上述した実施の形態では、スリットを形成した環状枠１２ａを示したが、環状枠１２ａの表側又は裏側のいずれか一方、又は図８に示すように環状枠１２ａの表側及び裏側の双方に凹部１２ｆ，１２ｆを形成し、その凹部１２ｆ，１２ｆを臨む位置にスリット１２ｅを形成し、そしてその凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを非導電性樹脂２１を介して接着しても良い。このように嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇを接着しても、その嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇと凹部１２ｆ，１２ｆとの間に非導電性樹脂２１が介在すれば、枠部材１２ａに誘導電流が流れることはない。その一方で、凹部１２ｆ，１２ｆに環状枠１２ａと同一材質の嵌め込み部材を接着することにより嵌め込み部材１２ｇ，１２ｇによりスリット１２ｅを覆うことができ、スリット１２ｅ自体が外観に生じることを防止して腕時計１１の外観における美観を向上させることができる。
【００２５】
更に、上述した実施の形態では、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られた磁芯部材１６ａを説明したが、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が比較的少ない場合には、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材１６ａを作製しても良い。この場合の磁性塗膜は、磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を電気絶縁フィルムに塗布乾燥することにより形成され、塗布する際に用いられた電気絶縁フィルムとともに磁性塗膜を巻回しても良く、電気絶縁フィルムから剥離した磁性塗膜のみを巻回しても良い。ここでインク又は塗料に含ませる磁性材料の粉末又はフレークとしては前述した複合材に用いられるものと同一のものを使用できる。形成された磁性塗膜の厚さは１０〜８００μｍが好ましく、更に好ましくは３０〜３００μｍである。なお、塗料を一度塗布しただけでは所定の厚さが得られない場合には、繰り返し同一の塗料を塗布乾燥することにより所望の厚さの塗膜を得ることができ、その磁性塗膜を巻回する回数を増減させることにより巻回された部分の肉厚を調整することが可能になる。この磁性塗膜を巻回して得られた磁芯部材の肉厚は極めて薄いものになり、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることが可能になる。このため、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【００２６】
【実施例】
次に本発明の参考例を比較例とともに詳しく説明する。
＜比較例１＞
ステンレスから構成され内径が２８ｍｍの内径を有する環状枠１２ａと、この環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂと、この環状枠１２ａの裏側を封止するポリカーボネート樹脂から構成された裏蓋１２ｃとを有する時計ケース１２を用意した。一方、太さが０．３ｍｍの被覆銅線を直径が２０ｍｍになるように４回巻回してコイルのみからなるアンテナを作成した。このアンテナを時計ケースに収容してタグ内蔵腕時計を得た。この腕時計を比較例１とした。
＜参考例１＞
比較例１と同一の時計ケース１２と、比較例１と同一のコイルのみからなるアンテナを準備した。そして時計ケースの環状枠の一部を幅０．０７ｍｍで切断してその環状枠にスリットを形成した。その後アンテナを時計ケースに収容してタグ内蔵腕時計を得た。このスリットを有する環状枠を用いた腕時計を参考例１とした。
【００２７】
＜参考例２＞
参考例１と同一のスリットが形成された環状枠を有する時計ケース１２を準備した。
一方、厚さが５０μｍの電気絶縁フィルムの一方の主面に、磁性材料からなるフレークを含む塗料を塗布乾燥させて厚さが１３０μｍの磁性塗膜を得た。この磁性塗膜が一方の主面に形成されたフィルムを磁性塗膜とともに幅が３ｍｍであって長さが１７０ｍｍになるように切断し、切断された電気絶縁フィルムを磁性塗膜とともに直径が２０ｍｍになるように巻回して磁性塗膜からなる磁芯部材を形成した。この磁芯部材の外表面に太さが０．３ｍｍの被覆銅線を４回巻回して磁芯部材とコイルからなるアンテナを作成した。このアンテナをスリットが形成された環状枠を有する時計ケース１２に収容してタグ内蔵腕時計を得た。この磁芯部材を有しかつスリットを有する環状枠を用いた腕時計を参考例２とした。
【００２８】
＜比較試験＞
上述した比較例１及び参考例１並びに参考例２におけるアンテナのコイルに、コイル特性を測定する測定器（HEWLETT PACKARD社製 ４３９５）の測定用ターミナルを接続させ、その測定器により所定の周波数に対するアンテナのＬ値並びにＱ値をそれぞれ測定した。
また、比較例１及び参考例１並びに参考例２のアンテナのコイルにそれぞれＩＣチップを接続して１３．５６ＭＨｚで作動するＲＦＩＤタグとした後にそのタグを電池ケースに収容した。このタグ内蔵腕時計を１３．５６ＭＨｚで動作する識別手段の送受信アンテナに近づけ、その識別手段の動作の有無を確認し、動作した場合には最初に動作した送受信アンテナとタグ内蔵腕時計の間の距離を測定した。これらの結果を表１にそれぞれ示す。
【００２９】
【表１】
表１から明らかなように、参考例１及び２と比較例１ではＱ値の著しい差があるとは思われない。しかし比較例１のアンテナのコイルにＩＣチップを接続しても識別手段が動作することはなかったのに対して、参考例１及び２のアンテナのコイルにそれぞれＩＣチップを接続したものは識別手段が動作した。比較例１で動作しないのは、比較例１の環状枠にはスリットが形成されていないので、その枠部材に誘導電流が流れてアンテナの感度が低下したことに起因するものと考えられる。一方、参考例１及び２で動作したのは、それらの環状枠にスリットを形成したので、枠部材に誘導電流が流れることはなく、アンテナの感度の低下が抑制された結果によるものと考えられ、参考例２が参考例１の倍の距離で動作したのは磁芯部材の有無に起因するものと考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、時計ケースにおけるガラス蓋の周囲に表出する環状枠を金属材料により形成したので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。その一方で、裏蓋を電気絶縁材料により形成したので、この裏蓋が時計ケースに収容されたアンテナが受信すべき電波の障壁になることを防止することができる。また、アンテナが環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するように巻回されたコイルを備えるので、そのアンテナにおける磁化軸は文字盤に垂直になり、ＲＦＩＤタグの感度は向上してその作動距離を比較的長くすることができる。この場合、環状枠に少なくとも１個所のスリットを形成するので、枠部材に誘導電流が流れることはなく、アンテナの感度の低下を防止することができる。
【００３２】
また、スリットに非導電性樹脂を充填して、スリットを形成する対向する切断平面を互いに接着すれば、スリットが形成されたことに起因する環状枠の強度の低下を防止することができ、スリットを形成する対向する切断平面が連続した複数の切断平面からなるようにすれば、そのスリットに充填された非導電性樹脂による接着力が向上して、環状枠の強度を更に向上させることができる。この場合、環状枠の表側又は裏側のいずれか一方又は双方に凹部を形成し、その凹部を臨む位置にスリットを形成し、そして凹部に環状枠と同一材質の嵌め込み部材を非導電性樹脂を介して接着すれば、枠部材に誘導電流が流れることを防止しつつ、嵌め込み部材によりスリットを覆うことができ、スリット自体が外観に生じることを防止して腕時計の外観における美観を向上させることができる。
【００３３】
更に、アンテナが環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するようにリング状に形成された磁芯部材を備え、コイルをその磁芯部材の外周に巻回すれば、アンテナが磁芯部材を備えることにより、アンテナ自体の受信感度を向上させることができる。この場合、磁芯部材を複合材により形成すれば、任意の形状における磁芯部材を得ることが可能になり、磁芯部材をボビン状にすることによりコイルの巻回が容易になり、比較的安価なアンテナを得ることが可能になる。一方、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材を作れば、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることができ、環状枠の内面と駆動部の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するＲＦＩＤタグを収容することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のタグ内蔵腕時計を示す図４のＡ−Ａ線断面図。
【図２】その環状枠を図１のＢ方向から見た側面図。
【図３】その駆動部を包囲するように形成された磁芯部材の斜視図。
【図４】その腕時計の平面図。
【図５】そのＲＦＩＤタグと識別手段の関係を示すブロック線図。
【図６】対向する切断平面が単一面を形成するスリットを示す側面図。
【図７】対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するスリットを示す側面図。
【図８】環状枠の凹部に嵌め込み部材が接着された図２に対応する側面図。
【図９】従来の一般的な腕時計の断面図。
【符号の説明】
１１ タグ内蔵腕時計
１２ 時計ケース
１２ａ 環状枠
１２ｂ ガラス蓋
１２ｃ 裏蓋
１２ｅ スリット
１２ｆ 凹部
１２ｇ 嵌め込み部材
１３ 駆動部
１４ 表示部
１６ アンテナ
１６ａ 磁芯部材
１６ｂ コイル
１６ｃ 巻枠
１７ ＩＣチップ
１８ ＲＦＩＤタグ
２１ 非導電性樹脂
Claims (7)
- 環状枠(12a)とこの環状枠(12a)の表側を封止するガラス蓋(12b)とこの環状枠(12a)の裏側を封止する裏蓋(12c)とを有する時計ケース(12)と、前記時計ケース(12)に収容された駆動部(13)と、前記時計ケース(12)に収容され前記駆動部(13)により駆動されて時刻を表示する表示部(14)と、前記時計ケース(12)に収容されアンテナ(16)とＩＣチップ(17)とにより構成されたＲＦＩＤタグ(18)とを備えたタグ内蔵腕時計において、
前記環状枠(12a)が金属材料により形成され、前記裏蓋(12c)が電気絶縁材料により形成され、前記環状枠(12a)が少なくとも１個所環状枠(12a)を切断することにより形成されたスリット(12e)を有し、
前記アンテナ(16)が前記環状枠(12a)の内面に沿って前記駆動部(13)を包囲するように巻回されたコイル(16b)を備え、
前記環状枠(12a)の表側又は裏側のいずれか一方又は双方に凹部(12f,12f)が形成され、前記凹部(12f,12f)を臨む位置に前記スリット(12e)が形成され、かつ前記凹部(12f,12f)に前記環状枠(12a)と同一材質の嵌め込み部材(12g,12g)が非導電性樹脂(21)を介して接着された
ことを特徴とするタグ内蔵腕時計。 - 前記スリット(12e)に非導電性樹脂(21)が充填され、前記スリット(12e)を形成する対向する切断平面が互いに接着された請求項１記載のタグ内蔵腕時計。
- 前記スリット(12e)を形成する対向する切断平面が連続した複数の切断平面からなる請求項２記載のタグ内蔵腕時計。
- 前記アンテナ(16)が前記環状枠(12a)の内面に沿って前記駆動部(13)を包囲するように形成された磁芯部材(16a)を備え、前記コイル(16b)が前記磁芯部材(16a)の外周に巻回された請求項１ないし３いずれか１項に記載のタグ内蔵腕時計。
- 前記磁芯部材(16a)が磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材によりコイルの巻枠(16c)を有するボビン状に形成された請求項４記載のタグ内蔵腕時計。
- 前記複合材を射出成形又は圧縮成形することにより前記磁芯部材(16a)が形成された請求項５記載のタグ内蔵腕時計。
- 前記磁芯部材(16a)が磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られた請求項４記載のタグ内蔵腕時計。
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