JP5563135B2 - Ｉｃタグ組み込みマンホール蓋およびマンホール蓋用ｉｃタグ - Google Patents

Description

本発明は、組み込まれたＩＣタグを用いてマンホール蓋の個体識別を行い得るようにするためのＩＣタグ組み込みマンホール蓋、およびこのマンホール蓋に使用されるマンホール蓋用ＩＣタグに関する。

従来、金属製のマンホール蓋の個体識別作業は、マンホール表面に構成された識別文字や識別番号を作業員が目視で確認することによって行われていた。しかしながら、この方法では、マンホール蓋の表面の汚れや摩耗減肉によって識別文字等が目視で確認し難くなることから、ヒューマンエラーが生じるおそれがあった。そのため、目視以外の機械的な読み取り（通信）作業が可能なように、電磁波（電波）を利用してマンホール蓋の上方から直接に個体識別が可能なＩＣタグ組み込みマンホール蓋が開発されるようになった。

このようなＩＣタグ組み込みマンホール蓋としては、例えば、マンホール蓋に操作具を挿入するための開閉用の凹部に土砂やゴミが侵入するのを防止するカバー（ゴム栓）を設け、そのカバーにＩＣタグを封入する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、表面側にＩＣタグが取り付けられたねじ状の取り付けロッドを作成し、この取り付けロッドをマンホール蓋に形成された貫通孔に通し、ねじで表裏から着脱可能に取り付ける技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、鉄蓋の表面に形成された穴や凹部にＩＣタグを埋設するものであって、ＩＣタグ内部のコイルアンテナ面が金属の穴や凹部の壁面に対向するように配置したものも知られている。これにより、誘導電磁波は、壁面から反れるように穴や凹部の外部へ積極的に誘導されるようになる（例えば、特許文献３参照）。

特開２００９−１２７３９５号公報 特開２００８−１５０９０３号公報 特開平０９−３３１２７９号公報

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、マンホール蓋上を車が通過した場合に、その衝撃でカバーが凹部から飛び出して脱落するおそれがある。また、操作具を使用するときに、カバーをマンホール蓋の凹部から外さなければならない。そのため、飛び出した或いは取り外したカバーが再び同じマンホール蓋に取り付けられることが担保できなければ、ＩＣタグとマンホール蓋との一体性が保証できなくなり、個体識別情報に誤りが生じるおそれがある。また、特許文献２の技術でも同様に、取り付けロッドが着脱可能な構造であるために、個体識別情報の一体性に課題がある。また、マンホール蓋に貫通穴を設けることによって蓋の強度が損なわれるという別の課題も生じてしまう。さらに、取り付けロッドの表面側にＩＣタグを取り付ける構造では、長期間の使用による経年摩耗が生じた場合、ＩＣタグがマンホール蓋自体から脱落するおそれがある。

さらに、特許文献３の技術では、リーダーから発射された動作電磁波がマンホール蓋の金属表面に当たったときに、この表面に電磁波を打ち消すように渦電流が発生する。そのため、発射された電磁波は、金属表面でこの渦電流によって弱められ、マンホール蓋の金属内部に埋設したＩＣタグまで届き難くなる。特に、電磁気学によれば、当てられる電磁波の周波数が高い高周波ほど（例えば、ＨＦ、ＵＨＦ帯の電磁波）、この渦電流の発生が強くなることが知られている。そのため、１２５ＫＨｚの低周波（ＬＦ）の電磁波を利用して渦電流の発生を低く抑え、渦電流の影響が実用上軽微である特徴を活用する技術もある。しかしながら、将来的には世界標準であるＭＨｚ帯域（ＵＨＦ）の高周波で通信を行うことが好ましいところ、高周波の場合では強い渦電流の発生によって通信ができないという課題がある。なお、ＨＦおよびＵＨＦとは、ＩＣタグで使用される電磁波がＨＦは１３．５６ＭＨｚであり、ＵＨＦは８６０から９６０ＭＨｚの帯域を含むこととする。

一方、電磁誘導式でＩＣタグを読み取るためのリーダー／ライター（以下、リーダーという）では、マンホール蓋に設置されたＩＣタグからリーダーまでの距離の２乗または３乗に反比例して電磁波が弱くなる。また、路面に設置された金属製のマンホール蓋は、経年摩耗によって減肉減少する（１５年間の使用で約３ｍｍの減肉が見込まれる）。そのため、埋め込まれるＩＣタグは、金属表面よりも５ｍｍ程度内部に設けたタグ用窪地に組み込むという条件を満たす必要がある。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、経時的な摩耗があってもＩＣタグ部分が容易に脱落することがなく、ＵＨＦの高周波帯域の電磁波を使用してもＩＣタグの個体識別情報を検出することができるＩＣタグ組み込みマンホール蓋を提供することにある。また、ＵＨＦの高周波帯域の電磁波を使用しても個体識別情報を検出することができるマンホール蓋用ＩＣタグを提供する。

上述のいずれかの課題を解決するため、本発明は、車輪や靴などの滑り防止やデザインのための金属表面に凹凸部が形成され、凹凸部に個体識別を行うためのＩＣタグが取り付けられるＩＣタグ組み込みマンホール蓋において、凹凸部の凹部内であって、路面における摩耗減肉の許容値である所定の深さ（あるいは長さ）よりも深い位置に螺合或いは嵌合によってＩＣタグが取り付けられ、金属表面にたとえばＵＨＦ９２０ＭＨｚ帯域の高周波電磁波を当てたときに、ＩＣタグの近傍の金属表面に渦電流とは異なる定在波の高周波電流が流れるように凹凸部を形成し、ＩＣタグ内のコイルアンテナを、高周波電流によって変圧器の１次電流と２次電流の電磁結合関係が成立するように定在波の中央部に近接して配置したことを特徴とする。（今後マンホール蓋表面の定在波電流を１次電流、ＩＣタグ内部のコイルアンテナに流れる電流を２次電流と呼ぶことにする）

また、ＩＣタグの外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部によって覆われており、本体部を円柱状に形成し、円柱状の外周面に雄ねじ加工が施された雄ねじ部を形成し、凹部側に、マンホール蓋の裏面まで貫通していないザグリ穴状のねじ穴を形成し、ねじ穴に雄ねじ部を螺合させることでＩＣタグを固定してもよい。

さらに、ねじ穴の全周における一部を欠損させ、渦電流の流路を遮断することができる。

さらにまた、凹部には、凹凸部の隣り合う２つの凸部からそれぞれに向かって突出する第１突部および第２突部が形成され、第１突部および第２突部の互いに対向する面にＩＣタグの雄ねじ部が螺合するねじ穴を形成し、第１突部および第２突部の幅寸法よりも、ねじ穴の直径が大きくなるように形成して、ねじ穴の全周における一部を欠損させることもできる。

また、ＩＣタグのコイルアンテナの平面は、マンホール蓋の表面に対してほぼ直交する態様で取り付けられ、かつ、第１突部および第２突部に形成されたねじ穴の欠損方向に対向するように配置することができる

一方、ＩＣタグの外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部によって覆われており、本体部を長尺に形成し、凹部側に、マンホール蓋の裏面まで貫通しておらず、ＩＣタグが挿入可能なようにＩＣタグの長尺な形状に合わせた長穴を形成するとともに、長穴の所定の長さよりも深い位置に、側方に向かって窪む脱落防止凹部を形成し、脱落防止凹部に樹脂材料を充填することでＩＣタグを固定することができる。

また、長穴の全周における一部を欠損させ、渦電流の流路を遮断することもできる。

さらに、ＩＣタグのコイルアンテナの平面は、ＩＣタグの長尺方向と略直交するように配置することができる。

また、本発明は、上述したいずれかのマンホール蓋に取り付けられ、前記マンホール蓋の個体識別用の電磁波を発生させるマンホール蓋用ＩＣタグにおいて、前記マンホール蓋の表面に形成された長穴に組み付けられ、前記長穴の形状に合わせて長尺に形成された誘電性を有する本体部を有し、前記本体部の内部には、前記電磁波を発生させるコイルアンテナが平面状に配置されたＩＣタグ基板が埋め込まれており、前記コイルアンテナの平面が前記本体部の長手方向と略直交するように配置されている取り付けられるマンホール蓋用ＩＣタグである。

本発明に係るＩＣタグ組み込みマンホール蓋では、前記凹凸部の凹部内であって、路面における摩耗減肉の許容値である所定の長さよりも深い位置に螺合或いは嵌合によって前記ＩＣタグが取り付けられ、前記金属表面にＭＨｚ帯域の高周波電磁波を当てたときに、前記ＩＣタグの近傍の金属表面に渦電流とは異なる定在波の高周波電流が流れるように前記凹凸部を形成し、前記ＩＣタグ内のコイルアンテナを、前記高周波電流によって変圧器の１次電流と２次電流の電磁結合関係が成立するように前記定在波の中央部に近接して配置しているので、コイルアンテナにより大きな２次電流を発生させることができる。そのため、コイルアンテナから発生する磁力線を強くすることができ、手元（数ｃｍ）まで到達する誘導電磁波（距離の２乗や３乗に反比例し、距離が増えると急激に感度低下をする特徴の電磁波）の他に、定在波により例えば数ｍまで届く放射電磁波（距離の１乗に反比例し、長い距離を隔てた場所であっても急激には感度低下をしない特徴の電磁波）まで発生させることができる。その結果、ＵＨＦを使用するＩＣタグであっても、例えば、誤読を起こさない実用的飛距離数ｃｍないしは作業員の腰の高さまでの通信を許容することができる。これにより、経時的な摩耗があってもＩＣタグ部分が容易に脱落することがなく、ＵＨＦの高周波帯域の電磁波を使用してもＩＣタグの個体識別情報を検出することができる。

また、本発明に係るマンホール蓋用ＩＣタグでは、コイルアンテナの平面が本体部の長手方向と略直交するように配置されているので、誘電体を有する本体部の長手方向に沿って強い電磁波を発生させることができる。そのため、マンホール蓋の表面から高い位置まで電磁波が届くようになり、ＵＨＦの高周波帯域の電磁波を使用してもＩＣタグの個体識別情報を検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋の概要を表す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 ＩＣタグ組み込みマンホール蓋に組み込まれるＩＣタグの斜視図である。 図３に示すＩＣタグの断面図である。 図２のＢ部の拡大図であって、縁部と標示部との間にＩＣタグを組み込んだ状態を示すものである。 図５を斜め上側から見た斜視図である。 電磁放射の動作を説明する概要図である。 図１のＣ−Ｃ断面図であって、ＩＣタグをポストの近傍に組み込んだ状態を示すものである。 図８のＤ部の拡大図である。 第１実施形態の変形例であって、角形マンホール蓋にＩＣタグを組み込んだものの上面図である。 本発明の第２実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋の上面図である。 図１１のＥ−Ｅ断面図である。 図１２のＦ部拡大図である。 放射電波型の動作を説明する概要図である。 本発明の第３実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋に使用されるＩＣタグの斜視図である。 マンホール蓋のタグ挿入長穴を拡大して示す斜視図である。 図１６のタグ挿入長穴内にＩＣタグを組み込んだ状態を示す斜視図であって、第１実施形態の図６に対応するものである。 図１７のＧ−Ｇ断面図である。 本発明の第３実施形態に係るマンホール蓋全体の平面図である。 本発明の第４実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋の断面図であって、第２実施形態の図１４に対応するものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１（以下、マンホール蓋１という）について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明実施形態に係るマンホール蓋１の概要を表す斜視図である。また、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明で使用する方向は、図１の手前側（図２の紙面上側）を上側（マンホール蓋の表面側）といい、図１の奥側（図２の紙面下側）を下側（裏面側）というものとする。

マンホール蓋１は、図１に示すように、厚みを有する円板形状に形成されており、このマンホール蓋１の表面１Ａには、凹凸部２が形成されている。なお、この凹凸部２の形状は、マンホール蓋１の大きさや用途（例えば、下水用やガス用など）によって種々のものがあり、図１で示す凹凸形状はそのうちの一例として示すものである。

凹凸部２は、図１に示すように、マンホール蓋１の外周円に沿って連続する縁部２Ａと、この縁部２Ａによって囲まれる内側に形成された標示部２Ｂおよびポスト２Ｃと、これらの縁部２Ａ、標示部２Ｂおよびポスト２Ｃよりも窪んだ態様で低く形成された凹部２Ｄとで構成されている。この標示部２Ｂには、例えば、使用される都市のマークや文字などが表示される。また、ポスト２Ｃは、マンホール蓋１の表面１Ａの摩耗を防ぐために、縁部２Ａによって囲まれた内側に複数設けられている。また、この凹凸部２の凹部２Ｄには、詳細は後述する樹脂材料３が充填されて、この樹脂材料３の表面と、縁部２Ａ、標示部２Ｂおよびポスト２Ｃの表面とがほぼ面一な状態になるように仕上げられる。

凹凸部２の凹部２Ｄの深さ寸法は、マンホール蓋１が経年摩耗によって減肉減少する値（１５年で約３ｍｍ）を許容可能なように、所定の長さＸ（たとえば、５ｍｍ）に形成されている（図２参照）。なお、詳細は後述するＩＣタグ１０は、この所定の長さＸよりもさらに深い位置に埋め込まれるようになっており、経年摩耗が生じてもＩＣタグ１０がマンホール蓋１から露出しない。

また、マンホール蓋１の裏面１Ｂには、図２に示すように、その裏面１Ｂから表面１Ａ側に向かって凹んだ形状の窪み部４が形成されている。

図３は、ＩＣタグ１０の斜視図、図４は、ＩＣタグ１０の断面図を示している。ＩＣタグ１０は、誘電性を有する樹脂材料で形成された本体部１１と、この本体部１１に覆われる態様でその内部に埋め込まれたＩＣタグ基板１２とで構成されている。本体部１１は、略円柱形状に形成されており、その外周面に雄ねじ部１１Ａが形成されている。この雄ねじ部１１Ａは、マンホール蓋１に形成されたねじ穴７（詳細は後述する）に螺合して、ＩＣタグ１０がマンホール蓋１に固定されるようになる。また、本体部１１の上部には、このＩＣタグ１０をねじ穴７にねじ込むために本体部１１を回転させるための２つのねじ込み用穴１１Ｂ、１１Ｂが形成されている。

このＩＣタグ１０の本体部１１の外形寸法の代表例は、直径が８ｍｍ（Ｍ８ねじ）、高さ寸法Ｈが４ｍｍであり、非常に小型に形成されている。このように小型化が必要な理由としては、マンホール蓋１の強度に起因する。すなわち、外形の大きなＩＣタグを取り付けるためには、マンホール蓋１の金属部分に、より大きな穴明け加工（或いは溝加工）を施さなければならず、強度が低下してしまう。マンホール蓋１は、重量のある大型トラックやトレーラーが踏み付けるものであるから、その強度は強くなければならず、かつ、長期間に亘ってその強度が確保されていなければならない。そのため、摩耗減肉等を見込んでも十分な強度を確保できるようにする必要がある。ゆえに、ＩＣタグ１０の取り付けのための加工は、できるだけ小さくすることが望まれる。

また、ＩＣタグ基板１２には、略矩形状をなす平板形状に形成されており、図４に示すように、この平板状の平面にＩＣチップ１３と、ＩＣタグ用のコイルアンテナ１４とが配置されている。また、このＩＣタグ基板１２の平面は、ＩＣタグ１０の本体部１１の中心線Ｓと略平行になるように本体部１１に埋め込まれている。このように、コイルアンテナ１４を本体部１１の内部に埋め込み、本体部１１の外側には設けない構造にすることによって、ＩＣタグ１０のさらなる小型化を図っている。

図５は、図２のＢ部の拡大図であって、縁部２Ａと標示部２Ｂとの間の凹部２ＤにＩＣタグ１０を組み込んだ状態を示している。また、図６は、図５を斜め上側から見た斜視図を示している。ＩＣタグ１０は、図６に示すように、標示部２Ｂと縁部２Ａとの間の凹部２Ｄに取り付けられている。より詳細には、凹部２Ｄには、標示部２Ｂの側部から縁部２Ａに向けて突出する第１突部５Ａと、縁部２Ａの側部から標示部２Ｂに向けて突出する第２突部５Ｂとが形成されており、これらの第１突部５Ａと第２突部５Ｂとの互いに対向する面に、本体部１１の雄ねじ部１１Ａが螺合するためのねじ穴７が形成されている。また、第１突部５Ａと第２突部５Ｂの左右には、図１に示すように、凹部２Ｄが延在している。

これらの第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂを形成する方法としては、マンホール蓋１の素材の状態で標示部２Ｂと縁部２Ａとを結ぶ連結部を形成しておき、この連結部の中央部の上側からドリルで穴を空けることによって形成される。例えば、このドリルで形成された穴の直径（Ｍ８）８ｍｍは、第１突部５Ａと第２突部５Ｂの幅寸法Ｌ（連結部の幅寸法。約６ｍｍ）よりも大きいため、第１突部５Ａと第２突部５Ｂは、このドリル穴によって縁部２Ａ側と標示部２Ｂ側とで完全に分割される態様で（連結部の側部が欠損した状態で）構成されるようになる。その後、ドリルで空けた穴にタップ加工を施すことによって、ねじ穴７が形成される。穴は鋳型などで最初から形成することも可能であるが理解しやすくするため、試作や少量生産などで行うドリル穴あけで説明した。欠損部の形成が量産製造の、例えば鋳型への溶融金属の流し込みやその他の合理的手法で行われてもかまわないことは言うまでもない。

ＩＣタグ１０は、雄ねじ部１１Ａをねじ穴７に螺合させることで、ＩＣタグ１０の中心線Ｓが上下方向に向くようにしてマンホール蓋１に取り付けられる。すなわち、ＩＣタグ１０内部のＩＣタグ基板１２の平面は、マンホール蓋１の表面１Ａに対してほぼ直交する態様で取り付けられることになる。なお、「ほぼ直交」とは、ある程度の角度でずれることを許容する意味であり、厳密に直交していることに限定されないことを意味している。また、ＩＣタグ１０の内部のＩＣタグ基板１２のコイルアンテナ１４の面が第１突部５Ａと第２突部５Ｂに形成されたねじ穴７の欠損した方向に対向するように、ＩＣタグ１０のねじ込みの回転位置を合わせる。すなわち、コイルアンテナ１４の面を通る磁力線Φに対してネジ部７の金属が妨げないねじ込み回転位置とする。

このねじ穴７の深さは、図５および図６に示すように、上述した凹部２Ｄの所定長さＸ（５ｍｍ）にＩＣタグ１０の高さ寸法Ｈ（４ｍｍ）を足した寸法（Ｘ＋Ｈ）で形成されている。すなわち、ＩＣタグ１０をねじ穴７の下側まで完全にねじ込んだ状態では、ＩＣタグ１０の頭部１０Ａが所定長さＸの下側に位置するようになる。これにより、マンホール蓋１の表面１Ａが経年摩耗によって減肉減少したとしても、ＩＣタグ１０がマンホール蓋１から露出するおそれがなくなる。

また、ねじ穴７は、図５に示すように、マンホール蓋１の裏面１Ｂ側の窪み部４まで貫通しておらず、底部を有するザグリ穴状に形成されている。そのため、ＩＣタグ１０が裏面１Ｂ側から下に脱落することがない。また、貫通穴になっていないので、マンホール蓋１の剛性を弱めることなく製作することができる。さらに、貫通穴になっていないので、例えばマンホール蓋１を下水道用に使用している場合、溢れ出た下水によって裏面１Ｂ側が浸されたとしても、ＩＣタグ１０が濡れるおそれがない。

また、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの左右両側には、図６に示すように、凹部２Ｄの底面をさらに下側に掘り下げた態様の傾斜溝部８が形成されている。この傾斜溝部８は、ＩＣタグ１０をねじ穴７の下側まで完全にねじ込んだ状態で、ＩＣタグ１０の側部（雄ねじ部１１Ａ）が第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの側面から表出するように形成されている。言い換えると、傾斜溝部８は、ＩＣタグ１０を完全にねじ込んだ状態で、このＩＣタグ１０の側部で第１突部５Ａと第２突部５Ｂとが完全に分離した構造になるように形成されている。

このように、第１突部５Ａと第２突部５Ｂとを分離させる構造にしたのは、マンホール蓋１の表面１Ａに向けて電磁波を当てた場合に、マンホール蓋１の表面１ＡにＩＣタグ１０を中心にした渦電流が発生しないようにするためである。すなわち、第１突部５Ａと第２突部５Ｂとが完全に分離された構造にすることによって、マンホール蓋１の表面を通ってこの第１突部５Ａから第２突部５Ｂへ（第２突部５Ｂから第１突部５Ａへ）流れる渦電流の流路を遮断することができ、これにより渦電流の発生を防止している。

凹凸部２の凹部２Ｄに充填される樹脂材料３は、注入された状態で、ＩＣタグ１０の上方を覆うようになる。これにより、樹脂材料３は、ＩＣタグ１０がマンホール蓋１から脱落するのを保護している。また、この樹脂材料３に接着作用が無いか微弱な材料を用いると、万が一樹脂材料３が凹部２Ｄから剥離するようなことがあっても、樹脂材料３がＩＣタグ１０と一緒に脱落するような力を作用させることはない（伝染剥離の防止）。

また、この樹脂材料３は、マンホール蓋１の交換寿命を知らせる役割も果たしている。すなわち、樹脂材料３は所定の長さＸを埋めるように注入されているので、この樹脂材料３が所定の長さＸだけ摩滅して凹部２Ｄの金属面が表出した場合に、作業員はマンホール蓋１の摩耗限界に達したことを知ることができる。

この樹脂材料３としては、電磁波を自由に通過させる材料が使用されている。また、樹脂材料３は、例えば、磁路の流れを良くするために、誘電体或いは磁性体の粉末、または誘電体と磁性体の粉末の混合体などの電波媒質を混ぜ合わせて形成したものであってもよい。また、樹脂材料３は、マンホール蓋１の種類に合わせて、種々に着色された材料を使用するようにしてもよい。さらに、この樹脂材料３は、滑り止めの効果を持たせたり、防水、防錆の効果を持たせるようにすることもできる。

また、ＩＣタグ１０を埋め込んだ部分の近傍には、図１、２、５、６に示すように、埋め込んだ部分を目視で把握可能なように、ＩＣタグ封入目印６が設けられている。このＩＣタグ封入目印６は、例えば、図５に示すように、マンホール蓋１の表面１Ａ側から奥側に向けてザグリ穴６Ａを形成し、このザグリ穴６Ａに着色された樹脂材料６Ｂが注入されている。この着色は、上述した凹部２Ｄに注入される樹脂材料３とは異なる色を使用することで、作業員が目印を認識できるようにしてある。

上述した構造を有するマンホール蓋１では、マンホール蓋１の上方からＭＨｚ帯域の高周波の電磁波を当てた場合であっても、上述したように、ＩＣタグ１０が固定された第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの表面に渦電流が発生しない。その代わりに、マンホール蓋１の金属表面には、この表面に沿って高周波電流ＩＡが流れるようになる。この原理について図７を用いて説明する。

図７は、電磁放射の動作を説明するための概要図である。なお、図７では、説明の都合上、誘電体である樹脂材料３およびＩＣタグ１０の本体部１１は省略して記載してある。また、図７は、図５の断面に沿って流れる電流を概略として示したものである。高周波電流ＩＡは、上述したように、マンホール蓋１の金属表面に沿って流れるようになる。なお、この金属表面とは、マンホール蓋１の表面１Ａに形成された凹凸部２の全ての表面をいうものであり、樹脂材料３の表面は含まれない。

すなわち、高周波電流（１次電流）ＩＡは、例えば、金属表面である標示部２Ｂの上側表面 → 第１突部５Ａの上側表面 → 第１突部５Ａのねじ穴７のねじ部 → ねじ穴７の底面 → 第２突部５Ｂのねじ穴７のねじ部 → 第２突部５Ｂの上側表面 → 縁部２Ａの上側表面 の経路で流れる（進行波）。一方、この電流ＩＡは、マンホール蓋１の端部などの不連続部分で反射して、上述の経路と逆の経路を辿りながら流れる（反射波）。このとき、進行波と反射波の２つの電流が干渉した電流の定在波を形成する。定在波は電磁気学などで広く知られるように、電流経路においていくつも発生し複数の節目ＣＦが生じる。また定在波からは腰の高さなど遠くまで届く放射電磁波が放射される。この定在波のＣＦ−ＣＦ間の距離は高周波電流ＩＡの経路長で波長の半分に相当する。逆に言えば、電磁波で誘起した高周波電流ＩＡの波長からＣＦ−ＣＦ間の距離が決定できる。なお、上記不連続部分とは、マンホール蓋１のような金属面において、表面が平坦な部分から急激に変化する部位を指す。表面が途切れる不連続部分としては、例えば縁部２Ａではその外縁や端の部分がある。途切れる場所ではないが表面が急激に変化する不連続部分として、凹凸構造の、例えば凹凸部２の金属表面が急激に立ち上がる部分や急激に下がる角部分などがある。

すなわち、この定在波は、電磁波の波長λに対し、λ／２の距離で向きが入れ替わるようになる。また、定在波の最大波高は、１つの定在波の中央部となる。これらを踏まえ、定在波の波長の中央部がねじ穴７の底面７Ａにくるように構成する。また、ＩＣタグ１０のコイルアンテナ１４をこの定在波の中央部に近接するように配置している。

一方、ＩＣタグ基板１２上のコイルアンテナ１４には、高周波電流ＩＡを変圧器の１次電流として増幅された２次電流ＩＢが流れる。マンホール蓋１の表面１Ａ側には、この２次電流ＩＢによって誘導される高周波の磁力線Φが発生することになる。

この磁力線Φは、図７に示すように、閉じたループを形成し、コイルアンテナ１４の中心部を始点として出発した時、マンホール蓋１の表面１Ａから外部空間に伸び、再びマンホール蓋１の表面１Ａからコイルアンテナ１４の中心部を終点として閉ループを形成する。この磁力線Φのループは、電磁気学によれば、必ず閉じるように形成される。また、磁力線Φのループの経路は、真空、空気、絶縁物などの損失のない媒質（誘電体または磁性体）の内部を通過し、電流の流れる金属などの導体内部は通過しない。そのため、第１突部５Ａと第２突部５Ｂの左右には凹部２Ｄを形成し、磁力線Φのループ経路に妨害となる金属がないようにしている。

他方、ＩＣタグ１０は、縁部２Ａと標示部２Ｂとの間の凹部２Ｄ以外であっても、例えば、ポスト２Ｃの近傍の凹部２Ｄに組み込むこともできる。図８は、図１のＣ−Ｃ断面図であって、ＩＣタグ１０をポスト２Ｃ近傍の凹部２Ｄに組み込んだものを示している。また、図９は、図８のＤ部拡大図である。

この図８および図９に示すＩＣタグ１０は、２つのポスト２Ｃ、２Ｃの間に位置する凹部２Ｄに埋め込まれている。この取り付け構造等は、上述した縁部２Ａと標示部２Ｂとの間に取り付ける構造と同じであり、互いに対向するように第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂを設け、その間にあるねじ穴７にＩＣタグ１０を螺合させて取り付けている。また、所定の長さＸよりも下側にＩＣタグ１０が取り付けられるようにしている構造も同じである。また、ＩＣタグ基板１２を通過する閉じた磁力線ループ経路に妨害となる金属がないよう凹部２Ｄの構造に、例えば図６に示すような傾斜部８など妨害除去の構造工夫を施すということは言うまでもない。

なお、図８および図９で示す構造では、ＩＣタグ封入目印６をいずれか一方のポスト２Ｃに設けている。これにより、作業員がＩＣタグ１０の位置を目視で確認できるようにしている。

また、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂは、上述した標示部２Ｂと縁部２Ａとの間の凹部２Ｄや、２つのポスト２Ｃ、２Ｃの間の凹部２Ｄだけでなく、例えば、縁部２Ａとポスト２Ｃの間の凹部２Ｄや、標示部２Ｂとポスト２Ｃとの間の凹部２Ｄに形成して、ＩＣタグ１０を取り付けるようにすることもできる。すなわち、凹凸部２の隣り合う２つの凸部（縁部２Ａ、標示部２Ｂ、ポスト２Ｃのうちのいずれか２つ）の間に位置する凹部２Ｄに、それぞれの凸部に向かって突出する第１突部５Ａおよび第２凸部５Ｂを形成することができる。

すなわち、マンホール蓋１の金属基材に組み込まれるＩＣタグがコイルアンテナ１４を用いる電磁誘導型である場合、設置される金属面に対してコイルアンテナ１４のコイル面を直立するように組み込み、その位置からの放射電磁波が周囲の金属面に直接対向入射しないような構造を形成し、さらにＩＣタグ内部のコイルアンテナ１４に流れる高周波電流と直近の金属表面に誘導される高周波電流とがより強固な電磁誘導で、例えば変圧器の１次電流と２次電流の関係となる強い電磁結合を行わせるように近接させた設置を行っている。これらの工夫により、リーダーからのＩＣタグ情報検出用電磁波がその検出距離に反比例して届く放射電磁波であるＵＨＦで動作するＩＣタグであっても、この電磁波がマンホール蓋１の表面１Ａに当たり、凹凸や溝の表面に沿って流れる高周波電流ＩＡが流れる。これは、表面電流を１次電流ＩＡとし、ＩＣタグ内部のコイルアンテナ１４に流れる電流を２次電流ＩＢとした変圧器の強い電磁結合と見立てることが可能となる。このような動作からマンホール蓋１の金属表面よりもさらに深部、すなわち、摩耗や減肉により消耗することを考慮した深さ、例えば５ｍｍ以上の深さＸの所定の凹部２Ｄや窪地に埋設させたＩＣタグ１０を、隣接マンホール蓋を誤検出することのない例えば、小口径（直径２０ｃｍ）蓋を５ｃｍ上空で正常に検出可能にしている。

また、ＵＨＦやマイクロ波などの誘導電磁波動作のＩＣタグ１０の場合、マンホール蓋１の金属表面での衝撃や摩耗などが及ばない深さに配置しても、マンホール蓋１の外部空間の実用的な距離、例えば、誤読を起こさない実用的距離、作業員の手元数ｃｍの距離から放射電磁波による作業員の腰の高さで動作させることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１によれば、凹凸部２の凹部２Ｄ内であって、路面における摩耗減肉の許容値である所定の長さＸよりも深い位置に螺合によってＩＣタグ１０が取り付けられ、金属表面にＭＨｚ帯域の高周波電磁波を当てたときに、ＩＣタグ１０の近傍の金属表面に渦電流とは異なる定在波の高周波電流ＩＡが流れるように凹凸部２を形成し、ＩＣタグ１０内のコイルアンテナ１４を、高周波電流ＩＡによって変圧器の１次電流と２次電流の電磁結合関係が成立するように定在波の中央部に近接して配置しているので、コイルアンテナ１４により大きな２次電流を発生させることができる。そのため、コイルアンテナ１４から発生する磁力線Φを強くすることができる。すなわち、手元（数ｃｍ）まで到達する誘導電磁波の他に数ｍまで届く放射電磁波まで発生させることができる。その結果、ＵＨＦを使用するＩＣタグ１０であっても、例えば、作業員の腰の高さまでの通信を許容することができる。

また、路面における摩耗減肉の許容値である所定の長さＸよりも深い位置に螺合によってＩＣタグ１０が取り付けられているので、経年摩耗が生じてもＩＣタグ１０がマンホール蓋１から脱落しないようにすることができる。また、このような深い位置にねじで螺合することで、作業員が必要に応じてＩＣタグ１０を着脱しない構造であるため、ＩＣタグ１０とマンホール蓋１との一体性が確保され、個体識別情報に誤りが生じるおそれがない。

また、ＩＣタグ１０の外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部１１によって覆われており、本体部１１を円柱状に形成し、この円柱状の外周面に雄ねじ加工が施された雄ねじ部１１Ａを形成し、凹部２Ｄ側に、マンホール蓋１の裏面１Ｂまで貫通していないざぐり穴状のねじ穴７を形成し、ねじ穴７に雄ねじ部１１Ａを螺合させることでＩＣタグ１０を固定しているので、ＩＣタグ１０を一度取り付けたら脱落しないようにすることができる。これにより、ＩＣタグ１０とマンホール蓋１との一体性が確保され、個体識別情報に誤りが生じるおそれがない。

また、ＩＣタグ１０の外部を本体部１１で構成し、他のアンテナ類を外部に構成していないので、ＩＣタグ１０自体を小型で構成することができる。これにより、マンホール蓋１に不必要に大きな加工を施すことなくＩＣタグ１０を取り付けることができるので、マンホール蓋１の剛性を必要以上に低くすることがない。

さらに、ねじ穴７の全周における一部を欠損させ、渦電流の流路を遮断しているので、より簡単な加工によって、渦電流の発生を抑えることができる。

また、凹部２Ｄには、凹凸部２の隣り合う２つの凸部（縁部２Ａ、標示部２Ｂ、ポスト２Ｃのうちのいずれか２つ）からそれぞれに向かって突出する第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂが形成され、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの互いに対向する面にＩＣタグ１０の雄ねじ部１１Ａが螺合するねじ穴７を形成し、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの幅寸法Ｌよりも、ねじ穴７の直径が大きくなるように形成して、ねじ穴７の全周における一部を欠損させているので、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂがねじ穴７によって分離（欠損）するように構成することができる。これにより金属表面にＵＨＦ帯域の電磁波を当てたとしても、ＩＣタグ１０を中心とする渦電流の流路が断たれているので、渦電流が発生しないようにすることができる。

さらにまた、ＩＣタグ１０のコイルアンテナ１４は、マンホール蓋１の表面に対してほぼ直交する態様で取り付けられ、かつ、第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂに形成されたねじ穴７の欠損方向に対向するように配置されているので、ねじ穴７の底部を流れる２次電流ＩＡと、コイルアンテナ１４に流れる２次電流ＩＢが近接するように配置することができる。これにより、２次電流ＩＢによって誘導される高周波の磁力線Φをより強くすることができる。

以上、本発明の第１実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１について述べたが、本発明は既述実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

例えば、本実施形態では、ねじ穴７の底面７Ａ（金属表面）に沿って流れる高周波電流ＩＡを用いて、２次電流ＩＢを電磁誘導させているが、ねじ穴７をドリル等で加工した場合、底面７Ａが必ずしも平面にならず、一般的なドリルの先端形状と同じような山形に窪んだ形状に加工されてしまう。この場合、山形に窪んだ底面に沿って流れる１次電流ＩＡとコイルアンテナ１４を流れる２次電流ＩＢとの距離が離れてしまい、電磁誘導するのに適さない。そのため、ＩＣタグ１０の本体部１１の底面に、例えばアルミニウムなどの導電性を有する金属板を貼り付けておくようにして、１次電流ＩＡがこの金属板に沿ってコイルアンテナ１４と平行に流れるように工夫することもできる。これによれば、より安定した強度の電磁波を得ることができるようになる。

また、本実施形態では、マンホール蓋１の外形形状を円形状（円板形状）で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、水道メーターなどの蓋としてよく見かける小型で角形のマンホール蓋５０にも同様に適用することができる。このマンホール蓋５０の表面には複数の格子リブ５１が形成されており、この格子リブ５１の間の凹部に樹脂材料３が注入される。そして、この樹脂材料３の下側であって、いずれかの凹部にＩＣタグ１０を取り付けることができる。また、ＩＣタグ１０の近傍にＩＣタグ封入目印６を設けることもできる。

さらに、本実施形態では、電磁誘導によって通信距離を長くしているが、必要以上に電波の届く距離が長い場合には、リーダーのソフトウェアによって短く調整することができるようにしてもよい。例えば、隣り合うマンホール蓋１の設置位置が近い場合、通信距離が長いと隣のマンホール蓋１の個体識別情報を検出してしまうことが考えられる。そのため、通信距離を短く調節することで、このような誤検出を防止することができるようにする。

また、本実施形態では、ＩＣタグ１０の本体部１１の外部に雄ねじ加工を施し、凹部２Ｄ側にねじ穴７を形成し、これらを螺合することで固定しているが、これに限定されない。例えば、本体部１１をねじ穴７（ただし、ねじ加工は不要）に嵌合によって固定するようにしてもよい。これにより、ＩＣタグ１０は凹部２Ｄから容易に外れないようになるので、ＩＣタグ１０とマンホール蓋１との一体性が確保でき、個体識別情報に誤りが生じるおそれがない。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１０１（以下、マンホール蓋１０１という）について説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋の上面図である。また、図１２は、図１１のＥ−Ｅ断面図、図１３は、図１２のＦ部拡大図である。さらに、図１４は、放射電波型の動作を説明する概要図である。

マンホール蓋１０１は、第１実施形態で用いたマンホール蓋１の表面１Ａの凹凸部１０２の形状、およびＩＣタグとその取り付け構造を変更したものである。以下、マンホール蓋１と異なる点を説明し、同じ構造については同一符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

マンホール蓋１０１の凹凸部１０２は、図１１に示すように、マンホール蓋１０１の外周円に沿って連続する縁部１０２Ａと、この縁部２Ａによって囲まれる範囲のほぼ中央部に形成された標示部１０２Ｂと、縁部１０２Ａおよび標示部１０２Ｂの間に立設されたポスト１０２Ｃと、これらの縁部１０２Ａ、標示部１０２Ｂおよびポスト１０２Ｃよりも窪んだ態様で低く形成された凹部１０２Ｄとで構成されている。

ＩＣタグ１１０は、金属対応のＩＣタグであり、図１２および図１３に示すように、外側を金属の箱で覆われている。この外側の金属箱は、ＩＣタグのアンテナの役割を果たしている。また、このＩＣタグ１１０の内部には、上述した第１実施形態で記載したＩＣタグ１０およびこのＩＣタグ１０を支持する第１突部５Ａおよび第２突部５Ｂの構造がそのまま内包されている。そのため、第１実施形態で記載した通り、このＩＣタグ１１０では、その単体で渦電流の発生を抑え、この渦電流によって電磁波が打ち消されることがない。

このＩＣタグ１１０は、図１２および図１３に示すように、凹部１０２Ｄよりもさらに裏面１Ｂ側に向けて窪んだ溝部１０９の中に置かれて取り付けられる。なお、この溝部１０９の深さ寸法は、ＩＣタグ１１０の高さ寸法Ｈよりも深く形成されている。これにより、ＩＣタグ１１０の頭部が凹部１０２Ｄよりも下側に位置するようになり、凹部１０２Ｄの所定の長さＸ以上に摩耗減肉が進んでも、ＩＣタグ１１０が脱落しないようになっている。なお、ＩＣタグ１１０の下側であって、ＩＣタグ１１０とマンホール蓋１０１の金属表面との間には、取り付け台座１０８が取り付けられ、脱落しないように一体化されている。例えば、一体化の方法は、図にはあえて示していないが溶接やネジ止めなどである。

なお、ＩＣタグ１１０が溝部１０９に取り付けられた状態で、凹部１０２Ｄ内には樹脂材料３が注入される。この樹脂材料３によって、ＩＣタグ１１０が所定の位置に固定されるようになる。

次に、ＩＣタグ１１０を使用した放射電波の動作を、図１４を用いて説明する。ＭＨｚ帯域の電磁波をＩＣタグ１１０に向けて発射した場合、ＩＣタグ１１０の頂部には、図１４に示すように、紙面表面から裏側に向かう方向に高周波電流ＩＦが流れる。この電流ＩＦによって、右ねじの法則により磁力線φがループ状に発生する。この磁力線Φは、そのループ状の経路上にこれを阻止する金属面がない場合、外部空間へ放射電波となってより遠方まで伝わるようになる。なお、図１４では放射電磁波を磁力線Φのループがマンホール蓋１０１の上方に連なる様子の一部を打ち切って示している。ちなみに向きの異なる１組の磁力線Φが１波長λに相当する。

本発明の第２実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１０１によれば、ＩＣタグが放射電波型で寸法が十分小型でこれを設置するマンホール蓋１の窪地も機械的強度が確保できる場合には、当初からマンホール蓋１に組み込むＩＣタグを放射電波型とすることができる。放射電波型のＩＣタグは、金属表面に流れる１次電流とＩＣタグ内部に流れる２次電流の電磁結合の強度を当初から強力に結合させる仕組みが出来上がっているため、電磁誘導型で考慮していた１次電流と２次電流の強固な電磁結合をさせるための近接配置を考慮する必要がない。このため、ＵＨＦ電波では、組み込み深さを５ｍｍ以上としても上空数十センチメートル以上の飛距離が確保できる。これにより、マンホール識別作業負担が大幅に軽減される。放射電波型は飛距離が比較的大きく取れる。そのため、マンホール蓋が小口径であると隣接する蓋まで誤って検出する可能性が大きくなる。従って、大口径の蓋が好適となる。

また、放射電波動作のＩＣタグ組み込みマンホール蓋を用いることで、路上での識別作業は、作業員の腰の高さで行うことができ、作業負担が軽減される。その結果、道路の通行止め時間を短縮したり地下埋設物情報の取得や保守管理のヒューマンエラーが削減され、情報の精度の向上が期待でき、かつ安全性にも寄与できる。

以上、本発明の第２実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋１０１について述べたが、本発明は既述実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

例えば、本実施形態では、マンホール蓋１の外形形状を円形状（円板形状）で説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、第１実施形態の変形例で説明した図１０に示すように、水道メーターなどの蓋としてよく見かける小型で角形のマンホール蓋５０にも同様に適用することができる。

さらに、本実施形態では、第１実施形態の変形例で説明したように、必要以上に電波の届く距離が長い場合には、リーダーのソフトウェアによって通信距離を短く調整することができるようにしてもよい。

（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋２０１（以下、マンホール蓋２０１という）、およびマンホール蓋用ＩＣタグ２１０について説明する。図１５は、ＩＣタグ２１０を単体で示す斜視図である。また、図１６は、マンホール蓋２０１のタグ挿入長穴２０７を拡大して示す斜視図である。さらに、図１７は、タグ挿入長穴２０７にＩＣタグ２１０を組み込んだ状態を示す斜視図（図６に対応するもの）であり、図１８は、図１７のＧ−Ｇ断面図である。

本発明の第３実施形態に係るマンホール蓋２０１は、第１実施形態で説明したマンホール蓋１の凹凸部２の形状、取り付けるＩＣタグ１０の形状、およびＩＣタグ１０の取り付け構造を変更したものである。以下の説明では、マンホール蓋１と異なる点を説明し、同じ構造については同一符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

ＩＣタグ２１０は、図１５に示すように、Ｍ方向（ＩＣタグ基板１２の平面と略直交する方向）に長尺であり、略直方体形状に形成されている。なお、略直方体形状はあくまでも一例であり他の角形であってもよい。このＩＣタグ基板１２は、誘電性を有する樹脂材料で形成された本体部２１１の内部に埋め込まれている。また、本体部２１１の高さ寸法Ｈは、第１実施形態で示した本体部１１と同じ寸法に形成されている。なお、ＩＣタグ２１０の長尺方向の長さは、詳細は後述するが、ＩＣタグ基板１２の平面（ＩＣタグ１２のコイルアンテナ１４の平面）から垂直に放出される磁力線Φ（図７参照）の磁路を確保できる長さに形成されている。

一方、マンホール蓋２０１の第１突部２０５Ａと第２突部２０５Ｂとの間には、図１６に示すように、タグ挿入長穴２０７と底部２０７Ｂが形成されている。タグ挿入長穴２０７の側壁面の形状は、ＩＣタグ２１０の外側面の形状と同じまたは若干隙間が空く程度に形成されており、ＩＣタグ２１０をタグ挿入穴２０７に表面１Ａ側から挿入する（押し込む）ことで底部２０７Ｂに取り付けられる（図１７参照）。また、タグ挿入長穴２０７の側壁面は、ＩＣタグ２１０をタグ挿入長穴２０７に挿入する際にＩＣタグ２１０の外側面と接触し、挿入方向へガイドする機能を有している。底部２０７Ｂは、上述したＩＣタグ２１０をマンホール蓋２０１に取り付けて固定することができるように、ＩＣタグ２１０の略直方体形状に合わせた凹部を凹部２Ｄの底面に形成している。

このタグ挿入長穴２０７は、図１６に示すように、その長手方向が、凹部２Ｄに向く方向（第１突部２０５Ａと第２突部２０５Ｂの突出方向と略直交する方向）に向けて形成されている。これにより、ＩＣタグ２１０をタグ挿入長穴２０７に挿入する際に、ＩＣタグ２１０の向きが一定になり、ＩＣタグ２１０内に埋め込まれたＩＣタグ基板１２の向きも常に一定になる。より詳細には、ＩＣタグ基板１２の平面は、マンホール蓋２０１の表面１Ａに対してほぼ直交すると共に、凹部２Ｄに向く方向とほぼ直交する方向（第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂの突出方向（対向する方向）とほぼ平行になる方向）で取り付けられる。これにより、磁力線Φが凹部２Ｄに向けて（図７参照）閉じたループを描くようになる。

また、タグ挿入長穴２０７の長手方向の両端部には、第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂの両側部（凹部２Ｄ）まで延びる分離溝２０９がそれぞれ形成されている。これらの分離溝２０９およびタグ挿入穴２０７は、第１突部２０５Ａと第２突部２０５Ｂを突出方向において完全に分離させ（タグ挿入長穴２０７の全周における一部を欠損させ）、第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂの表面１Ａに渦電流が発生しないようにしている。

タグ挿入長穴２０７の深さは、図１８に示すように、凹部２Ｄの所定の長さＸにＩＣタグ２１０の高さ寸法Ｈを足した寸法（Ｘ＋Ｈ）で形成されており、ＩＣタグ２１０は、所定の長さＸよりも下側まで押し込まれるようにして底部２０７Ｂに取り付けられる。また、底部２０７Ｂに取り付けられたＩＣタグ２１０の両側方（第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂの突出方向における両側方）には、脱落防止凹部２０７Ａがそれぞれ形成されている。

この脱落防止凹部２０７Ａは、タグ挿入長穴２０７の長手方向の全長に亘って形成されている。この脱落防止凹部２０７Ａには、図１８に示すように、ＩＣタグ２１０が取り付けられた後に凹部２Ｄに樹脂材料３が充填されると、この樹脂材料３が凹部２Ｄに沿って脱落防止凹部２０７Ａおよび底部２０７Ｂへ流入する。凹部２Ｄを覆っている樹脂材料３は、この脱落防止凹部２０７Ａに流入（充填）された樹脂材料３によって側面が引っ掛かり、タグ挿入長穴２０７に充填された樹脂材料３の剥離を防止し、ＩＣタグ２１０の逸脱を防止することができる。

図１９は、本発明の第３実施形態に係るマンホール蓋２０１全体の平面図を示している。図１９の右側上部（符号Ｋで示す）には、上述したタグ挿入長穴２０７（左右方向に長尺に形成。分離溝２０９あり）内にＩＣタグ２１０が挿入されている。このＫ部の構成によって、より強い電磁波をマンホール蓋２０１の表面１Ａよりも高い位置まで届かせるようにしている。

一方、隣り合う他のマンホール蓋から発生する電磁波との誤検出を防止するために、電磁波を弱く（高い位置まで届かせないように）することが望まれる場合がある。そのときには、図１０の左側上部（符号Ｍで示す）のように、タグ挿入長穴２０７の長手方向端部に分離溝２０９を設けない（ＩＣタグ２１０の外側部の全周を覆う）構造にすることで、
電磁波が高い位置まで届かないようにすることができる。

ＩＣタグ２１０は、上述したＫ部およびＭ部のいずれか一方、或いは両方に取り付けることができる。このように、マンホール蓋の種類や設置位置などによってＩＣタグ２１０をＫ部、Ｍ部に選択して取り付けるようにすることで、状況に合わせて個体識別情報を取得できるようになる。

なお、図１９で示すＫ部およびＭ部の長手方向の向きは例示であって、凹部２Ｄの形状に合わせて上下左右に任意に向けて構成することができる。また、マンホール蓋２０１に図１９に示すＫ部およびＭ部を必ずしもそれぞれ１つずつ設けなくてもよく、Ｋ部のみ、あるいはＭ部のみ設けられているマンホール蓋としてもよい。

本発明の第３実施形態に係る電磁誘導型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋２０１によれば、ＩＣタグ２１０の外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部２１１によって覆われており、本体部２１１を長尺な略直方体形状に形成し、凹部２Ｄ側に、マンホール蓋２０１の裏面１Ｂまで貫通しておらず、ＩＣタグ２１０が挿入可能なようにＩＣタグ２１０の長尺な形状に合わせたタグ挿入長穴２０７を形成するとともに、タグ挿入長穴２０７の所定の長さＸよりも深い位置に、側方に向かって窪む脱落防止凹部２０７Ａを形成し、脱落防止凹部２０７Ａに樹脂材料３を充填することでＩＣタグ２１０を固定しているので、第１実施形態のようにＩＣタグ２０をねじ状に形成して螺合して取り付ける必要がない。そのため、ＩＣタグ２１０の組み込み作業を容易に行うことができる。

また、脱落防止凹部２０７Ａに充填された樹脂材料３は、樹脂材料３を上側に剥離させる力に対して抵抗になり、樹脂材料３の剥離防止の強度を高める機能も有している。

さらに、ＩＣタグ２１０を長尺に形成することで、第１実施形態で設けた傾斜溝部８（図６参照）を設ける必要がなくなる。より詳細には、傾斜溝部８は、ＩＣタグ基板１２の平面から垂直方向に放出される磁力線Φ（図７参照）の磁路を確保するために形成されているが、本第３実施形態のようにＩＣタグ２１０を長尺に形成し、この長尺方向（図１５のＭ方向）の長さを磁路が確保できるようにすることで、凹部２Ｄに敢えて傾斜溝部８を形成する必要がない。そのため、マンホール蓋２０１の凹凸部２の形状をより簡素に構成することができる。

また、ＩＣタグ２１０およびタグ挿入長穴２０７を長尺に形成することによって、ＩＣタグ２１０の取付方向が１つに決定されるようになる。そのため、ＩＣタグ２１０内に埋め込まれたＩＣタグ基板１２の平面の向きを、ＩＣタグ２１０を取り付けるだけで常に一定方向（凹部２Ｄに向かう方向）に向けて取り付けることができる。そのため、第１実施形態のようにＩＣタグ１０を螺合によって固定する際にＩＣタグ基板１２の平面の向きを調整する必要がなくなり、ＩＣタグ２１０の組み込み作業を容易に行うことができる。

他方、ＩＣタグ２１０は、マンホール蓋２０１の表面に形成されたタグ挿入長穴２０７に組み付けられ、タグ挿入長穴２０７の形状に合わせて長尺に形成された誘電性を有する本体部２１１を有し、本体部２１１の内部には、電磁波を発生させるコイルアンテナ１４が平面状に配置されたＩＣタグ基板１２が埋め込まれており、コイルアンテナ１４の平面が本体部２１１の長手方向と略直交するように配置されているので、誘電体で構成する本体部２１１の長手方向に沿って強い電磁波を発生させることができる。そのため、マンホール蓋２０１の表面１Ａから高い位置まで電磁波が届くようになり、ＵＨＦの高周波帯域の電磁波を使用してもＩＣタグ２１０の個体識別情報を検出することができる。

なお、本第３実施形態では、第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂをタグ挿入長穴２０７および分離溝２０９によって完全に分離させ（タグ挿入長穴２０７の全周における一部を欠損させ）ているが、タグ挿入長穴２０７を第１突部２０５Ａおよび第２突部２０５Ｂの両側部（凹部２Ｄ）まで連続して設け、分離溝２０９を設けずに構成することもできる。すなわち、分離溝２０９を設けずに、タグ挿入穴２０７のみで完全に分離させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ＩＣタグ２１０を長尺な略直方体形状に構成し、タグ挿入長穴２０７をＩＣタグ２１０に合わせた形状にしているが、略直方体形状に限定されるものではない。すなわち、ＩＣタグ２１０をタグ挿入長穴２０７に取り付ける際に、ＩＣタグ２１０の向きが常に一定（ＩＣタグ基板１２の平面が凹部２Ｄに向かう方向）になるものであれば、楕円形状、その他の多角形状であっても構わない。

（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋３０１（以下、マンホール蓋３０１という）について説明する。図２０は、本発明の第４実施形態に係る放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋の断面図であって、図１４に対応するものである。

本第４実施形態に係るマンホール蓋３０１は、第２実施形態で説明したマンホール蓋１０１の凹凸部１０２の形状、およびＩＣタグ１１０の取り付け構造を変更したものである。以下の説明では、マンホール蓋１０１と異なる点を説明し、同じ構造については同一符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

ＩＣタグ１１０は、図２０に示すように、凹部３０２Ｄよりもさらに裏面１Ｂ側に向けて窪んだ溝部３０９の中に置かれて取り付けられる。なお、この溝部３０９の深さ寸法は、ＩＣタグ１１０の高さ寸法Ｈよりも深く形成されている。これにより、ＩＣタグ１１０の頭部が凹部３０２Ｄよりも下側に位置するようになり、凹部３０２Ｄの所定の長さＸ以上に摩耗減肉が進んでも、ＩＣタグ１１０が脱落しないようになっている。なお、ＩＣタグ１１０の下側であって、ＩＣタグ１１０とマンホール蓋３０１の金属表面との間には、取り付け台座１０８が取り付けられ、脱落しないように一体化されている。例えば、一体化の方法は、図にはあえて示していないが溶接やネジ止めなどである。

また、取り付けられたＩＣタグ２１０の両側方には、図２０に示すように、脱落防止凹部３３１がそれぞれ形成されている。この脱落防止凹部３３１の高さ方向の寸法は、ＩＣタグ２１０の取り付け台座１０８の高さ寸法よりも大きく形成されている。また、この脱落防止凹部３３１は、溝部３０９の長手方向の全長に亘って形成されている。この脱落防止凹部３３１には、図２０に示すように、ＩＣタグ１１０が置かれて配置された後に凹部２Ｄに樹脂材料３が充填されると、この樹脂材料３が凹部３０２Ｄに沿って流入する。ＩＣタグ２１０は、この脱落防止凹部３３１に流入（充填）された樹脂材料３によって側面から押さえられ、溝部３０９の底部で固定されるようになる。

また、脱落防止凹部３３１に充填された樹脂材料３は、樹脂材料３を上側に剥離させる力に対して抵抗になり、樹脂材料３の剥離防止の強度を高める機能も有している。これにより、樹脂材料３の剥離と一緒にＩＣタグ１１０が外れてしまうことを防止することができる。

１、５０、２０１ ＩＣタグ組み込みマンホール蓋（マンホール蓋）
１Ａ 表面
１Ｂ 裏面
２、１０２、２０２ 凹凸部
２Ａ、１０２Ａ 縁部
２Ｂ、１０２Ｂ 標示部
２Ｃ、１０２Ｃ ポスト
２Ｄ、１０２Ｄ 凹部
３ 樹脂材料
４ 窪み部
５Ａ、２０５Ａ 第１突部
５Ｂ、２０５Ｂ 第２突部
６ ＩＣタグ封入目印
６Ａ ザグリ穴
６Ｂ 樹脂材料
７ ねじ穴
７Ａ ねじ穴の底面
８ 傾斜溝部
１０ ＩＣタグ
１０Ａ ＩＣタグ表面
１１ 本体部
１１Ａ 雄ねじ部
１１Ｂ ねじ込み用穴
１２ ＩＣタグ基板
１３ ＩＣチップ
１４ コイルアンテナ
５１ 格子状リブ
１０１、３０１ 放射電波型ＩＣタグ組み込みマンホール蓋（マンホール蓋）
１０８ 取り付け台座
１０９、３０９ 溝部
１１０ ＩＣタグ
２０７ タグ挿入長穴
２０７Ａ 脱落防止凹部
２０７Ｂ 底部
２０９ 分離溝
２１０ ＩＣタグ（マンホール蓋用ＩＣタグ）
２１１ 本体部
３３１ 脱落防止凹部
ＩＡ 高周波電流（１次電流）
ＩＢ ２次電流
ＩＦ 高周波電流
ＣＦ 定在波の節目
Ｌ 第１突部および第２突部の幅寸法
Ｈ ＩＣタグの高さ寸法
Ｓ ＩＣタグの中心線
Ｘ 所定の長さ（所定の深さ）
Φ 磁力線

Claims (9)

1. 金属表面に凹凸部が形成され、前記凹凸部に個体識別を行うためのＩＣタグが取り付けられるＩＣタグ組み込みマンホール蓋において、
   前記凹凸部の凹部内であって、路面における摩耗減肉の許容値である所定の長さよりも深い位置に螺合或いは嵌合によって前記ＩＣタグが取り付けられ、
   前記金属表面にＭＨｚ帯域の高周波電磁波を当てたときに、前記ＩＣタグの近傍の金属表面に渦電流とは異なる定在波の高周波電流が流れるように前記凹凸部を形成し、
   前記ＩＣタグ内のコイルアンテナを、前記高周波電流によって変圧器の１次電流と２次電流の電磁結合関係が成立するように前記定在波の中央部に近接して配置した
   ことを特徴とするＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
2. 前記ＩＣタグの外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部によって覆われており、前記本体部を円柱状に形成し、前記円柱状の外周面に雄ねじ加工が施された雄ねじ部を形成し、
   前記凹部側に、マンホール蓋の裏面まで貫通していないザグリ穴状のねじ穴を形成し、
   前記ねじ穴に前記雄ねじ部を螺合させることで前記ＩＣタグを固定したことを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
3. 前記ねじ穴の全周における一部を欠損させ、渦電流の流路を遮断したことを特徴とする請求項２に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
4. 前記凹部には、前記凹凸部の隣り合う２つの凸部からそれぞれに向かって突出する第１突部および第２突部が形成され、前記第１突部および第２突部の互いに対向する面に前記ＩＣタグの雄ねじ部が螺合するねじ穴を形成し、
   前記第１突部および第２突部の幅寸法よりも前記ねじ穴の直径が大きくなるように形成して、前記ねじ穴の全周における一部を欠損させたことを特徴とする請求項２および請求項３に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
5. 前記ＩＣタグのコイルアンテナの平面は、マンホール蓋の表面に対してほぼ直交する態様で取り付けられ、かつ、前記第１突部および第２突部に形成されたねじ穴の欠損方向に対向するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
6. 前記ＩＣタグの外側が誘電性樹脂材料で形成された本体部によって覆われており、前記本体部を長尺に形成し、
   前記凹部側に、マンホール蓋の裏面まで貫通しておらず、前記ＩＣタグが挿入可能なように前記ＩＣタグの長尺な形状に合わせた長穴を形成するとともに、前記長穴の前記所定の長さよりも深い位置に、側方に向かって窪む脱落防止凹部を形成し、
   前記脱落防止凹部に樹脂材料を充填することで前記ＩＣタグを固定したことを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
7. 前記長穴の全周における一部を欠損させ、渦電流の流路を遮断したことを特徴とする請求項６に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
8. 前記ＩＣタグのコイルアンテナの平面は、前記ＩＣタグの長尺方向と略直交するように配置されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＩＣタグ組み込みマンホール蓋。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のマンホール蓋に取り付けられ、前記マンホール蓋の個体識別用の電磁波を発生させるマンホール蓋用ＩＣタグにおいて、
   前記マンホール蓋の表面に形成された長穴に組み付けられ、前記長穴の形状に合わせて長尺に形成された誘電性を有する本体部を有し、前記本体部の内部には、前記電磁波を発生させるコイルアンテナが平面状に配置されたＩＣタグ基板が埋め込まれており、前記コイルアンテナの平面が前記本体部の長手方向と略直交するように配置されていることを特徴とするマンホール蓋用ＩＣタグ。

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