JP5386719B2

JP5386719B2 - 識別機能を有するケーブル

Info

Publication number: JP5386719B2
Application number: JP2009258174A
Authority: JP
Inventors: 久雄古市; 進熊谷
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: JP2011103246A

Description

本発明は、電線・ケーブル毎に設定される識別情報を有したＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）素子およびアンテナとを備えた識別タグを複数個所定の間隔に配置したテープを該電線・ケーブル内部に取り付け、該電線・ケーブルの表面から対象品を識別できる電線・ケーブルに関するものである。

一般的なケーブルの識別方法としては、ケーブル端末に電線・ケーブルの製品番号、製造年月日等をラベルで取り付ける、該電線・ケーブル中間部の表面に同様の内容をインクジェットによって印刷するか、もしくは、シースの色分け等による方法によってケーブルの識別を行っていた。

一方で、近時においては、外装上に、自己のケーブルを識別するための識別情報を記憶し、且つ外部から非接触で識別情報が読み書きできる情報記憶素子部を連続して配設してなるテープまたは紐をケーブル長手方向に沿って設けることにより、ケーブルの識別を行う情報記憶素子を備えたケーブルが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−１４６０６８号公報

従来のケーブルの識別方法では、端末のラベル・中間部での印刷等は長期間の敷設による汚れや、ケーブルの多条敷設による下段ケーブルの識別が困難であり、そのため、目視確認や電気信号での確認等で識別しなければならなかった。また、敷設時において、配線のチェックに膨大な工数を要し、加えて、人による配線では誤配線が発生する可能性があり、撤去時においても、端末のみのタグの取り付けではケーブルの中間部での識別ができず、ケーブルの中間部での誤切断の可能性があげられる。

そのため、特許文献１のように、電線・ケーブルに識別機能をもたせる場合、識別機能をもつＲＦＩＤ素子と、その情報の読み取りを行うためのアンテナをセットし、電線・ケーブルに挿入することになるが、電線・ケーブルを製造する際には、熱または圧力が加わり、また、敷設・使用する際には屈曲や引張による張力が加わるため、アンテナの折れや皴による読取機能の低下または損傷が発生する可能性があった。

本発明は、上記ＲＦＩＤ素子およびこれを実装したアンテナを備えた識別タグによるケーブルの正確な識別を行うことを可能とするとともに、ＲＦＩＤ素子およびアンテナをセットとした読取機能に関して、電線・ケーブルを製造する際の熱または圧力、もしくは敷設・使用する際の屈曲または引張による、アンテナの折れや皴を防止し、それによる読取機能の低下や損傷を防ぐことを課題としてなされたものである。

本発明の請求項１に係る発明は、非接触で識別情報を読み書きでき、該識別情報を無線で送出する機能を持つＲＦＩＤ素子と、該ＲＦＩＤ素子の周辺に配置したアンテナとを備えた複数の識別タグを所定の間隔でキャリアフィルム上に配置した識別用長尺テープを備え、この識別用長尺テープを長手方向に配した識別機能を有するケーブルにおいて、前記識別用長尺テープは、その長尺方向において易変形部を有し、前記易変形部は、前記識別用長尺テープの長手方向において設けられた凹凸部分、スリット、または貫通孔からなり、前記凹凸部分、前記スリット、または前記貫通孔は、前記識別用長尺テープの長手方向において隣接する複数の前記識別タグの間に形成されていることを特徴とする識別機能を有するケーブルである。

本発明の構成によれば、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４が所定の間隔に配置された識別用長尺テープ５に易変形部を備えることで柔軟性を持たせ、ケーブルに屈曲または引張による張力がかかる時、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４が所定の間隔に配置された識別用長尺テープが伸縮し、ＲＦＩＤ素子３にかかる負荷を軽減させることにより、アンテナの折れや皴を防止し、ＲＦＩＤ素子３の読取機能の低下もしくは損傷を防ぐことができる。

本発明の請求項２に係る発明は、前記凹凸部分は、前記識別用長尺テープの長手方向に沿ってエンボス加工を施すことにより形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の識別機能を有するケーブルである

本発明によって、該当するケーブルの正確な識別が可能となることに加え、ケーブル製造時の熱または圧力及び敷設・使用時の屈曲または張力によるＲＦＩＤ素子およびアンテナを備えた識別タグの識別機能の低下もしくは損傷を防ぎ、安定した識別機能を提供することが可能となる。

本発明の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの側面斜視図である。本発明の実施例に使用した識別用長尺テープの正面図である。図２に示す識別用長尺テープの部分拡大図である。図３に示す識別用長尺テープのＡ−Ａ´線での断面図である。本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの側面斜視図である。本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの側面斜視図である。図５に示す識別機能を有するケーブルに使用する識別用長尺テープの拡大正面図である。本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルに使用する識別用長尺テープの拡大正面図である。図１に示す識別機能を有するケーブルの断面図である。本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの断面図である。本発明の識別用長尺テープに使用する識別タグを示す正面図である。

図１は本発明の実施例を適用する識別機能を有するケーブルの側面斜視図であり、ケーブルに適用した、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４とを備えた識別タグを所定の間隔に配置した識別用長尺テープ７の構造を示す。また、図２は図１中のＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４とを備えた識別タグを所定の間隔をもって配置し、その間隔に易変形部６を備えた識別用長尺テープ７を示す。以下、識別用長尺テープ７を構成する各部位について説明する。

（識別タグについて）
図１１は、本発明の識別用長尺テープに使用する識別タグを示す正面図である。識別タグ１６は、ＲＦＩＤ素子３、アンテナ４とキャリアフィルム１５とからなる。本明細書においてＲＦＩＤ素子３は、情報を無線で送出するための機能を持つ微小装置の総称として使っており、それらの機能を有する半導体チップ、他の一般のＲＦＩＤ素子を含め、その種類、形態を問わない。たとえば、ケーブルに内蔵されるＲＦＩＤ素子３は、ミューチップ（登録商標、（株）日立製作所製）を使用することができる。

アンテナは、ポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルムに支持されており、キャリアフィルム１５にラミネートされたアルミニウム箔をエッチング加工することで形成する。エッチングにより形成された溝を境界として互いに対向する第１の部分１３と第２の部分１４との夫々にＲＦＩＤ素子３が電極を介して実装されている。また、本発明はこの構造に限定されるものではなく、ＲＦＩＤ素子と誘導アンテナとが直接接続されていない識別タグに適用することもできる。

（識別用長尺テープについて）
キャリアフィルム１５上のアンテナ４にＲＦＩＤ素子３を実装した複数の識別タグを所定間隔で、幅３〜７ｍｍ程度のプラスチックテープ又は紙テープの上に接着剤を介して貼着させる。ここに、プラスチックテープとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどを使用することができる。

なお、識別用長尺テープは、ケーブル外部との間で非接触に通信できる状態であれば、図９に示すように、ケーブルシース１の直下であり、複数の絶縁電線を巻き回したバインダーテープ２の上に配置する場合に限定されず、図１０に示すように、ケーブルシースの下に設けたセパレータ１０の下に挿入して、直接ケーブルシース１と接触しないような挿入位置であってもよい。

（ケーブルについて）
本発明において、識別用長尺テープを適用する対象となるケーブルは、通信ケーブル、複合ケーブル、電力ケーブルのいずれであってもよい。このとき、使用されるケーブルはともにその規格は問わず、あらゆる絶縁ケーブルに適用可能である。

また、内部に配置する絶縁電線の本数についても特に制限がなく、中心導体の外周を絶縁被覆した単線であってもよく、また、このような単線を複数本寄せ集めて外周をバインダーテープで巻き回したようなものであってもよい。

その外側に使用する絶縁性のシースは、たとえば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ノンハロゲン難燃材などを使用することができる。

（識別情報について）
ＲＦＩＤ素子にはランダムな個体別の１２８ｂｉｔデータの識別情報を格納している。コンピュータを利用したデータベースを構築し、ＲＦＩＤ素子の識別情報に対し、製作番号、品名、製造時期などの情報をリンクさせている。

（凹凸部分について）
図３は、図２に示す識別用長尺テープの部分拡大図であり、特に凹凸部分が施された識別用長尺テープの正面図である。また、図４は、図３に示す識別用長尺テープ７の長尺方向におけるＡ−Ａ´線での断面図である。図３に示すように、この凹凸部分を正面からみると、格子状に凹凸部分が形成されている。そして図４に示すように、正面図において凸部である部分は、その裏面の対応する部分が凹部になっている。また、正面図のうち、凹部である部分は、その裏面の対応する部分が凸部になっている。このように本発明では、識別用長尺テープの長尺方向であって、ＲＦＩＤ素子およびアンテナを備えた識別タグが存在する部分以外の部分において予め余長する部分を備えている。その意味で凹凸部分は、識別用長尺テープの長尺方向において予め余長する部分であればよく、特に図３および図４に示す形状に限定するものではない。

この凹凸部分の形成方法は、たとえば、識別用長尺テープの製作時において、エンボス加工を施した１対の金属ロールを用い、この間に原反テープを通すことにより該テープにエンボス加工を施すことにより行う。

（貫通孔・スリットについて）
本発明において、貫通孔およびスリットは、特にその形状および大きさは限定されるものではなく、以下に記す本発明の作用を奏する限りにおいては、いかなる形状であってもよい。よって、貫通孔については、以下に菱形状の貫通孔の実施形態を示したが、それに限られるものではなく円形、楕円形であってもよく、その他の矩形状であってもよい。また、スリットについては、以下に矩形の切り欠き形状の実施形態を示したが、それに限られるものではなく、半円形、流線形であってもよい。また実施形態においては、１対のスリットを互いに向かい合うように形成したが、長手方向において千鳥状に配置することもできる。

また、貫通孔およびスリットの形成方法は、識別用長尺テープの製造時において、一定間隔でプレス加工し、打ち抜いて形成する。

（作用）
本発明の識別機能を有するケーブルであれば、ケーブルの引張による張力に対しては、識別用長尺テープに設けられた易変形部が変位することにより長尺方向に伸びやすく、識別用長尺テープの長手方向に過度な張力がかかったとしても、易変形部が伸長することにより、引張応力を緩和することができるため、他の部位に比して強度の弱いアンテナ部分において折れやシワが生じることを抑制し、ＲＦＩＤ素子とアンテナとが接続されている識別タグの場合には、ＲＦＩＤ素子とアンテナとの剥離を防止し、それによる読取機能の低下やアンテナの損傷を防止することができる。

また、本発明の識別機能を有するケーブルであれば、ケーブルの屈曲による応力に対しては、識別用長尺テープに設けられた易変形部が変位することにより長尺方向に伸びやすく、識別用長尺テープの厚さ方向に過度な屈曲が加わったとしても易変形部が伸長することにより、屈曲応力を緩和することができるため、他に比して強度の弱いアンテナ部分の折れやシワが生じることを抑制し、ＲＦＩＤ素子とアンテナとが接続されている識別タグの場合には、ＲＦＩＤ素子とアンテナとの剥離を防止し、それによる読取機能の低下やアンテナの損傷を防止することができる。

本発明者らは、ＲＦＩＤ素子とアンテナとが剥離する原因およびアンテナ部分が損傷する原因について以下のように考えている。
識別用長尺テープに使用する熱可塑性接着剤がケーブル製造時の熱又は圧力により溶け出し、これがケーブルのシースなどに粘着し、これらが常温に戻ることでケーブルのシースに一部貼り付き固定された識別用長尺テープに対し、過度の引張り応力又は屈曲応力が発生する。また、この接着剤の溶け出しがなくても、シースに使用する材料によっては、識別用長尺テープと密着する場合もあり、たとえシースの直下でない位置に識別用長尺テープを配置した場合にも識別用長尺テープがケーブル内を自由に動けなくなり、過度の引張り張力又は屈曲応力を受ける場合も生じる。この過度の引張り張力又は屈曲応力は識別用長尺テープのうち、ＲＦＩＤ素子とアンテナの周辺に影響し、剥離若しくは損傷を生じて読取機能が低下してしまう。

そこで、本発明によれば、識別用長尺テープの長手方向に連続的に易変形部を設けることで、識別用長尺テープに使用する熱可塑性接着剤がケーブルのシースなどに一部固着し、識別用長尺テープに過度の引張り応力又は屈曲応力が発生したとしても、易変形部が上記のように作用することにより、これらの応力がＲＦＩＤ素子とアンテナの周辺に影響することがないため、剥離若しくは損傷を生じることなく、ケーブルの正確な識別を行うことができる。

以下、本発明であるＲＦＩＤ素子３およびこれを実装したアンテナ４とを備えた識別タグ１６が所定の間隔で挿入された識別用長尺テープ７を備えたケーブルの第１の実施例について説明する。

図１は本発明の実施例を適用するケーブルの横断面図であり、ケーブルの実施例を適用するに、ケーブルに貼付されるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４を約３０ｃｍの間隔に配置した識別用長尺テープ７の構造を示す。また、図２は図１中のＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４を約３０ｃｍの間隔に配置した識別用長尺テープ７に凹凸部分６を形成した状態を示す。

複数の絶縁線心を撚り合せ上に、バインダーテープを巻き回したものを用意し、その上に識別用長尺テープ７を縦添えする。この識別用長尺テープ７を縦添えすると同時に、その上からシースを同時に押し出し成形する。

識別用長尺テープ７は、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４を配置する前に予めエンボス加工を加え、原反テープに間欠的に凹凸部分６を形成し、これをシース押出時にケーブルの長手方向に添うようにして配置させる。

ここに、ケーブル押出時に挿入されたＲＦＩＤ素子３およびこれを貼付したアンテナ４を備えた識別タグは、使用温度２００℃と同時に５kgの加重を６０分間維持する耐熱・耐圧実験を行った場合であっても、正常に機能し、その性能に問題はないものであった。

（実施例特有の効果）
識別用長尺テープ７に施したエンボス加工により、識別用長尺テープ７を貼付したケーブルを敷設または使用した場合の屈曲もしくは引張に対し、凹凸部分が伸縮し、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４にかかる変形の負荷を軽減または抑制させる。それにより、通常、ケーブルの変形によって生じる恐れのあるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４間の乖離もしくは破損を防ぐことができ、ＲＦＩＤ素子３の安定した識別機能を提供することができる。

ケーブルに対する引張又は屈曲に対しては、識別用長尺テープの長手方向に過度な張力がかかったとしても、凹凸部分６が伸長することにより、引張応力を緩和することができるため、他に比して強度の弱いアンテナ部分の折れやシワが生じることを抑制し、ＲＦＩＤ素子３とアンテナ４との剥離を防止し、それによる読取機能の低下やアンテナの損傷を防止することができる。

また、本発明によれば、識別用長尺テープの長手方向に連続的に凹凸部分を設けることで、識別用長尺テープに使用する熱可塑性接着剤がケーブルのシースなどに一部固着した場合などで、識別用長尺テープに過度の引張り応力又は屈曲応力が発生したとしても、凹凸部分が上記のように作用することにより、これらの応力がＲＦＩＤ素子とアンテナとの接合部周辺に集中することがないため、剥離若しくは損傷を生じることなく、ケーブルの正確な識別を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

図５は、本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの側面斜視図である。本発明の第１の実施例との相違点は、ケーブルに貼付されるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４を備えた識別タグを約３０ｃｍの間隔で配置し、ケーブル押出時などに挿入される識別用長尺テープに対し、隣接する複数の識別タグ１６の間隔にＶ字状のスリット８を設けた点にあり、その他の点は第１の実施例に示したケーブルと同様である。

図７は、図５に示す識別機能を有するケーブルに使用する識別用長尺テープの拡大正面図である。ここでは、識別用長尺テープの側面にスリット８としてＶ字状の切欠きが互いに対向するように形成されている。

設けるスリット８の深さ、形式は問わないが、スリット８を設けていない箇所との強度差が生じる程度であることが好ましい。

（実施例特有の効果）
識別用長尺テープ７に設けたスリット８によって、識別用長尺テープ７を備えたケーブルを敷設または使用した場合の屈曲もしくは張力が加わった場合、スリット８が変位し、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４にかかる変形の負荷を軽減または抑制することができる。それによって、ケーブルの変形によるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４間の乖離もしくは破損を防ぐことができ、ＲＦＩＤ素子３の安定した識別機能を提供することができる。

また、本発明の第２の実施例においては、識別用長尺テープ７を備えたケーブルを敷設または使用し、過度の屈曲もしくは張力が加わった場合にも、スリット８の箇所において識別用長尺テープ７が切断されることにより、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４にかかる変形の負荷を確実に抑制することができる。

図６は、本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルの側面斜視図であり、図５に示したケーブルとの相違点は、識別用長尺テープ７を螺旋状に巻き回した点にある。この実施態様によっても、第２の実施例におけるケーブルと同様の効果が得られる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。

図８は、本発明の他の実施例にかかる識別機能を有するケーブルに使用する識別用長尺テープの拡大正面図である。

本発明の第１の実施例との相違点は、ケーブルに貼付されるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４とを備えた識別タグを約３０ｃｍの間隔で配置し、ケーブル押出時に挿入される識別用長尺テープに対し、隣接する複数の識別タグの間隔に菱形状の貫通孔９を設けた点にある。

設ける貫通孔９の深さ、形式は問わないが、該貫通孔９を設けていない箇所との強度差が生じる程度であることが好ましい。

（実施例特有の効果）
識別用長尺テープ７に設けた貫通孔９によって、識別用長尺テープ７を備えたケーブルを敷設または使用した場合の屈曲もしくは張力が加わった場合、貫通孔９の周辺部分が変位され、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４にかかる変形の負荷を軽減または抑制することができる。それによって、ケーブルの変形によるＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４間の乖離もしくは破損を防ぐことができ、ＲＦＩＤ素子３の安定した識別機能を提供することができる。

また、本発明の実施例２に係る発明においては、識別用長尺テープ７を備えたケーブルを敷設または使用し、ケーブルに過度の屈曲もしくは張力が加わった場合にも、貫通孔８の箇所において識別用長尺テープ７が切断されることにより、ＲＦＩＤ素子３およびアンテナ４にかかる変形の負荷を確実に抑制することができる。

（試験方法）
本発明の上記実施例のケーブルの、ケーブル外径に対し直径がその８倍のマンドレルに沿って、５往復屈曲した後、夫々のケーブルにリーダライターを翳して読取性を確認したところ、いずれの実施例のケーブルもＲＦＩＤ素子に格納された情報を読み取ることができ、良品であることが確認された。

また、他の実施例として、識別用長尺テープ７の周囲にさらに滑剤を塗布する識別機能を有するケーブルであってもよい。それによって、該電線・ケーブルを屈曲または引張を行った場合も、識別用長尺テープ７がケーブル内をかかる負荷に応じて、バインダー（絶縁電線の場合、導体又はセパレータ）の表面を滑る様に動き、その負荷を軽減または抑制することとなる。それによって、ケーブルの変形によって生じるＲＦＩＤ素子３とアンテナ４間の乖離、もしくは破損を防ぎ、安定した識別機能を提供することができる。

１シース
２バインダーテープ（絶縁電線の場合、導体またはセパレータ）
３ＲＦＩＤ素子
４アンテナ部分
５ケーブル
６易変形部（凹凸部分）
７識別用長尺テープ
８易変形部（スリット）
９易変形部（貫通孔）
１０セパレータ
１１凸部
１２凹部
１３第１の部分
１４第２の部分
１５キャリアフィルム
１６識別タグ

Claims

非接触で識別情報を読み書きでき、該識別情報を無線で送出する機能を持つＲＦＩＤ素子と、該ＲＦＩＤ素子の周辺に配置したアンテナとを備えた複数の識別タグを所定の間隔でキャリアフィルム上に配置した識別用長尺テープを備え、この識別用長尺テープを長手方向に配した識別機能を有するケーブルにおいて、前記識別用長尺テープは、その長尺方向において易変形部を有し、
前記易変形部は、前記識別用長尺テープの長手方向において設けられた凹凸部分、スリット、または貫通孔からなり、
前記凹凸部分、前記スリット、または前記貫通孔は、前記識別用長尺テープの長手方向において隣接する複数の前記識別タグの間に形成されていることを特徴とする識別機能を有するケーブル。
前記凹凸部分は、前記識別用長尺テープの長手方向に沿ってエンボス加工を施すことにより形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の識別機能を有するケーブル。