JP5690126B2 - Ｉｃタグの設置方法及び冶具付きｉｃタグ - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣタグの設置方法及び冶具付きＩＣタグに関し、特に、ＩＣタグを鉄筋コンクリート体の内部に設置するためのＩＣタグの設置方法及びそれに用いられる冶具付きＩＣタグに関する。

コンクリート供試体やコンクリート躯体にＩＣタグを内挿し、コード番号やメモリ部分に書き込まれた情報を通信によって授受することにより、コンクリートの種別や品質等にかかわる情報を保存・活用する方法が各種提案されている。（特許文献１乃至５参照）

しかしながら、鉄筋コンクリートにＩＣタグを埋設した場合、金属製の鉄筋が存在することから、設置方法や設置位置によっては、ＩＣタグとリーダ／ライタとの間の通信特性に、悪影響を及ぼすことが危惧される。このため、対象とするコンクリート部材の比較的表層にＩＣタグを埋設する方法や、鉄筋にあらかじめＩＣタグを設置し、且つＩＣタグをコンクリート表面に向けるなどの方法が提案されている。さらに、後者の場合には、金属対応タグ等と称し、鉄筋の影響を受けにくい材質をもってケーシングするなどの方法が取られている。

他方、鉄筋コンクリートにおいては、鉄筋とコンクリート表面の厚み、所謂「かぶり厚さ」が設計上決められている。このため、上述したように、比較的表層に埋設する、あるいは鉄筋に固定すると共に、ＩＣタグをコンクリート表面に向けるなどの設置方法では、「かぶり厚さ」内にＩＣタグ等の「異物」が混入されることになるため、鉄筋コンクリートの耐久性に影響を与える可能性を否定できない。

鉄筋コンクリートの「かぶり厚さ」以深にＩＣタグを設置する場合には、ＩＣタグの通信特性は鉄筋の影響を大きく受けることとなる。しかも、「かぶり厚さ」は、通常、少なくとも５０ｍｍ程度はあるため、コンクリートへの埋設深さが５０ｍｍ以上であっても、安定的に非接触による通信が可能であるＩＣタグおよびその設置技術の確立が望まれている。

特開２００８−９３９９１号公報 特開２００８−２２１７７４号公報 特開２００６−３４８５３８号公報 特開２００８−１３７２８４号公報 特開２００７−３３２３８号公報

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、鉄筋コンクリート体の内部にＩＣタグを配置した場合でも、ＩＣタグとリーダ／ライタとの通信特性の劣化を抑制することが可能なＩＣタグの設置方法及びそれに用いられる冶具付きＩＣタグを提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、鉄筋コンクリート体の内部に埋設されるＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナとを有し、該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部とし、該ＩＣタグ部を、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置して鉄筋に固定した後、コンクリートを打設することを特徴とする。
なお、本発明における「管状容器」とは、円柱状容器や角柱状容器など、種々の形態が可能である。

なお、本発明における「管状容器」とは、円柱状容器や角柱状容器など、種々の形態が可能である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部
は、特定方向の鉄筋に平行かつ、前記特定方向の鉄筋から２０ｍｍ以上離間して設置され
ていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部は、該ＩＣチップが他の特定方向の鉄筋に重なるように設置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部は、前記他の特定方向の鉄筋に針金で結束されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部に支持体を設け、該支持体を鉄筋に取り付けることで、該ＩＣタグ部を該鉄筋から所定の距離だけ離間して設置することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、鉄筋コンクリート体の内部に埋設されて使用され、ＩＣチップとアンテナとを有するＩＣタグと、該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部と、該ＩＣタグ部に設けられ、該ＩＣタグ部を鉄筋から所定の距離だけ離間して配置する支持体とを有し、該ＩＣタグ部は、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置されることを特徴とする冶具付きＩＣタグである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該支持体は鉄筋に対して仮固定可能な機能を有する鉄筋把持部を有することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項６又は７に記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該支持体が複数の支持部から構成され、各支持部の長さが同一であり、該ＩＣタグ部を鉄筋と平行に保持することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項６乃至８のいずれかに記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該管状容器は、強アルカリに耐性を有する樹脂材料で構成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明により、鉄筋コンクリート体の内部に埋設されるＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナとを有し、該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部とし、該ＩＣタグ部を、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置して鉄筋に固定した後、コンクリートを打設するため、鉄筋コンクリート体の「かぶり厚さ」以深にＩＣタグ部を容易に設置することが可能となる。また、ＩＣタグは管状容器内に収容されて配置するため、コンクリートとアンテナが密着しないため、電波の損失を抑制することも可能となる。

さらに、ＩＣタグのアンテナは端部に最も電流が流れるため、後述するような冶具付きＩＣタグを用いることで、格子状に配置される鉄筋に対してもＩＣタグ部の端部、特にアンテナの端部付近に鉄筋を持たせないことにより、鉄筋による通信特性の劣化や不安定さを最小限に抑制することが可能となる。

ＩＣタグ部は、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置されているため、鉄筋コンクリート体の「かぶり厚さ」以深にＩＣタグ部を設置することが可能となる。

請求項２に係る発明により、ＩＣタグ部は、特定方向の鉄筋に平行かつ、前記特定方向
の鉄筋から２０ｍｍ以上離間して設置されているため、前記特定方向の鉄筋による通信特
性の劣化を最小限に抑制することが可能となる。

請求項３に係る発明により、ＩＣタグ部は、該ＩＣチップが他の特定方向の鉄筋に重なるように設置されているため、アンテナを鉄筋から離して配置することが可能となり、通信特性の劣化を最小限に抑制することが可能となる。

請求項４に係る発明により、ＩＣタグ部は、他の特定方向の鉄筋に針金で結束されているため、通常の針金による鉄筋の組み付け・結束作業の際に、ＩＣタグの設置も容易に行うことが可能となる。しかも、特別な取り付け部材も不要であり、設置コストを大幅に低減することも可能となる。

請求項５に係る発明により、ＩＣタグ部に支持体を設け、該支持体を鉄筋に取り付けることで、該ＩＣタグ部を該鉄筋から所定の距離だけ離間して設置するため、ＩＣタグを鉄筋コンクリート内の所定の位置に容易に設置することが可能となる。

請求項６に係る発明により、鉄筋コンクリート体の内部に埋設されて使用され、ＩＣチップとアンテナとを有するＩＣタグと、該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部と、該ＩＣタグ部に設けられ、該ＩＣタグ部を鉄筋から所定の距離だけ離間して配置する支持体とを有し、該ＩＣタグ部は、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置されることを特徴とする冶具付きＩＣタグであるため、ＩＣタグを鉄筋コンクリート内の所定の位置に容易に設置することが可能となる。

請求項７に係る発明により、冶具付きＩＣタグの支持体は鉄筋に対して仮固定可能な機能を有する鉄筋把持部を有するため、ＩＣタグ部を支える対象物である鉄筋に対して仮固定が可能であり、これによりコンクリートを打設するまでＩＣタグ部の位置を保持することが可能となる。

請求項８に係る発明により、冶具付きＩＣタグの支持体が複数の支持部から構成され、各支持部の長さが同一であり、該ＩＣタグ部を鉄筋と平行に保持するため、ＩＣタグ部を鉄筋と平行かつ所定の距離に、容易に設置することが可能となる。

請求項９に係る発明により、冶具付きＩＣタグにおいて、該管状容器は、強アルカリに耐性を有する樹脂材料で構成されているため、コンクリートの内部においても管状容器が腐食や変形することがないため、ＩＣタグを保護することが可能となる。

本発明に使用されるＩＣタグの概略図である。 図１のＩＣタグを管状容器に収納した様子を示す図である。 ＩＣタグ（ＩＣタグ部）と鉄筋との位置関係の影響を調べる試験方法を説明する図である。 図３の試験方法による試験結果を示すグラフである。 鉄筋コンクリート体のかぶり厚さとＩＣタグ部との位置関係を説明する図である。 ＩＣタグ部を鉄筋に結束した様子を示す図である。 格子状に配置された鉄筋に対するＩＣタグ部の設置状態を説明する図である。 冶具付きＩＣタグの概略を説明する図である。 冶具付きＩＣタグの支持体を説明する平面図である。 鉄筋を傾斜して組み合わせた場合におけるＩＣタグ部の設置状態を説明する図である。

以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、鉄筋コンクリート体の内部に埋設されるＩＣタグの設置方法において、図１に示すように、該ＩＣタグ（ＴＧ）は、ＩＣチップ（ＩＣ）とアンテナ（ＡＮ）とを有し、図２に示すように、該ＩＣタグ（ＴＧ）を、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器２内に密閉して収容したＩＣタグ部（ＩＰ）は、該ＩＣタグ部を鉄筋に固定した後、コンクリートを打設することを特徴とする。

本発明に使用される非接触通信媒体であるＩＣタグ（ＴＧ）は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification，電波方式個体識別）タグであり、ＵＨＦ帯（９５０〜９５６ＭＨｚ）又はＨＦ帯，ＬＦ帯を利用したパッシブ型ＩＣタグである。図１に示すように、絶縁性シート１（又は薄板）にエッチングや印刷等によりアンテナ部（ＡＮ）を形成し、ＩＣチップ（ＩＣ）を貼り付けて構成される。ＩＣタグの特徴は、絶縁性シート１上にＩＣチップ（ＩＣ）を配置し、長方形のアンテナ部（ＡＮ）を形成している。

アンテナ部の形状は特に限定されないが、組み立てた鉄筋の隙間（空間）にアンテナ部が露出するように構成することが好ましく、図１に示すように細長い形状とすることで、ＩＣタグを鉄筋に固定してもアンテナの大部分が鉄筋の隙間（空間）に露出させることが可能となる。特に、ＩＣチップを挟んで上下にアンテナを配置する場合には、後述するように、ＩＣチップ部分を鉄筋の位置に合わせ、アンテナ部分を鉄筋に掛らないよう配置することが可能となる。

図１のＩＣタグは、図２に示す直径１０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの管状容器２の内部に収納される。管状容器の形状は、図２に示すような円筒状に限らず角柱状の容器であっても良い。また、例えば、管状容器の外表面に目印を付け、内部のＩＣチップの位置が、外部から容易に判別できるよう構成を付加する場合には、透明又は半透明な樹脂に限定されるものではない。

また、管状容器２の内部でＩＣタグ（ＴＧ）が移動しないように、ウレタンやスポンジなどの弾性体をストッパー３として、容器内に配置している。ＩＣタグを収納した管状容器を、本発明では「ＩＣタグ部」（ＩＰ）と称している。

管状容器の外径は、鉄筋の径より小さくなるように設定されている。この構成により、特定方向の鉄筋と平行に配置した場合でも、鉄筋コンクリート体の「かぶり厚さ」以深にＩＣタグ部を容易に設置することが可能となる。

さらに、管状容器内にＩＣタグを配置するため、コンクリートとアンテナ部が直接接触しないため、送受信感度の低下を抑制することが可能となる。

さらに、ＩＣタグ部（ＩＰ）は、図８に示すように、支持体ＳＰを有し、冶具付きＩＣタグを構成することが可能である。

図９は、図８の支持体ＳＰの形状（平面図。図９（ａ）参照）と他の応用例（平面図。図９（ｂ）参照）を示している。冶具付きＩＣタグの支持体（ＳＰ）は鉄筋Ｆに対して仮固定可能な機能を有する鉄筋把持部５（５’）を有している。また、支持体には支持部６が設けられ、ＩＣタグ部（ＩＰ）と鉄筋Ｆとの間の距離Ｓを規定している。

支持体の形状は、ＩＣタグ部を保持すると共に、鉄筋把持部５を備えれば、任意の形状が採用可能である。ただし、図９（ｂ）に示すように、支持体を鉄筋Ｆに仮固定した際に、鉄筋よりもコンクリート表面側に支持体が突出しないように構成することが好ましい。また、支持体が大きくなる場合には、支持体（支持部）の一部にはコンクリートの打設を阻害しないように貫通孔を形成することが好ましい。

さらに、冶具付きＩＣタグの支持体が、図８に示すように、複数の支持部６から構成され、各支持部の長さ（ＩＣタグ部と鉄筋との距離を規定する部分の長さ）が同一とすることで、ＩＣタグ部（ＩＰ）を鉄筋と平行に保持することが可能となる。

ＩＣタグ部を構成する管状容器や支持体は、コンクリート内部に配置されるため、強アルカリに耐性を有する絶縁材料で構成することが好ましく、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の樹脂材料が利用可能である。特に、管状容器は内部のＩＣタグを保護するためにも、強アルカリに耐性を有する樹脂材料で構成することが好ましい。

図３は、ＩＣタグ部（ＩＰ）と鉄筋との位置関係の影響を調べる試験方法を説明する図である。１００ｍｍの間隔で配置した２本の１３ｍｍ径の異形鉄筋Ｆに対して、ＩＣタグを収納した管状容器（ＩＰ）を、鉄筋Ｆに平行で、一方の鉄筋Ｆから距離Ｌだけ離した場合のリーダ・ライタの読取可能出力を調査した。リーダ・ライタは、ＩＣタグ部（ＩＰ）の正面位置に約４００ｍｍ離して配置した。なお、ＩＣタグ部（ＩＰ）は、鉄筋を配置する平面に対して、その前側に配置した場合と後ろ側に配置した場合の２種類の状態で、試験を行った。

距離Ｌを変化させた場合の読取可能出力（ｄＢｍ）の結果を図４に示す。図４のグラフからも明らかなように、鉄筋を配置した面の後ろ側にＩＣタグ部（ＩＰ）を配置する場合には、鉄筋からの距離が２０ｍｍ未満の場合には、読取可能出力が増加しており、通信特性が劣化していることが分かる。よって、ＩＣタグ部（ＩＰ）は、特定方向の鉄筋Ｆに平行かつ、前記特定方向の鉄筋Ｆから２０ｍｍ以上離間して設置することが好ましい。なお、鉄筋を配置する平面より前側にＩＣタグ部（ＩＰ）を配置する場合には、鉄筋の影響は殆どないことが容易に理解される。

図５は、鉄筋コンクリート体の表面４からの「かぶり厚さ」（Ｄ_０）に対して、より深い位置ＤにＩＣタグ部（ＩＰ）を配置した状態を示す図である。例えば、縦方向の鉄筋Ｆ１に平行で、横方向の鉄筋Ｆ２に接触してＩＣタグ部（ＩＰ）を配置しても、上述したように、ＩＣタグ部（ＩＰ）の管状容器の幅が鉄筋Ｆ１の径よりも小さいため、鉄筋Ｆ１より表面４側にＩＣタグ部（ＩＰ）は入り込むことが無く、配置することができる。

図６は、ＩＣタグ部（ＩＰ）を鉄筋Ｆ２に結束した様子を示す図である。図６のように、ＩＣタグ部（ＩＰ）は、特定方向の鉄筋Ｆ２に垂直に配置する場合には、ＩＣタグ（ＴＧ）のＩＣチップ（ＩＣ）が鉄筋に重なるように設置することが好ましい。これは、ＩＣチップを挟むように配置されたアンテナ部（ＡＮ）を鉄筋Ｆ２から離して配置することが可能となり、通信特性の劣化を最小限に抑制することができるためである。

図７に示すように、格子状に配置された鉄筋に対して、ＩＣタグ部（ＩＰ）の設置状態を変化させた場合の読取可能出力（ｄＢｍ）を調べた。図７（ａ）のように、ＩＣチップを鉄筋に重ねた場合は、図７（ｂ）のように、アンテナ部が２つの鉄筋に掛かるように配置した場合と比較し、５ｄＢｍ程度、図７（ｂ）の方が通信特性が劣化することが確認された。

さらに、図１０に示すように、縦方向の鉄筋Ｆ１に斜め方向に鉄筋Ｆ３を組み合わせている場合には、鉄筋Ｆ３の一つにＩＣチップ（ＩＣ）が重なるように配置し、可能な限り、アンテナ部（ＡＮ）は、鉄筋Ｆ３に掛らないように配置することが好ましい。

また、ＩＣタグ部（ＩＰ）は、図６に示すように、鉄筋Ｆ２に針金ＷＲで結束されている。このように、針金だけで鉄筋に結束固定できため、通常の針金による鉄筋の組み付け・結束作業の際に、ＩＣタグ部（ＩＰ）の設置も容易に行うことが可能となる。しかも、特別な取り付け部材も不要であり、設置コストを大幅に低減することも可能となる。なお、本発明は、特別な取り付け部材を別途使用することを排除するものではない。

さらに、図１０のように、ＩＣタグ部（ＩＰ）の管状容器を長く形成し、ＩＣタグ部が複数の鉄筋に跨るように構成することにより、ＩＣタグ（ＩＣ）が配置された位置だけでなく、上下に伸びた管状容器の一部７を利用して、ＩＣタグ部を鉄筋Ｆ３に固定することも可能である。これにより、図６のような一箇所を固定する場合と比較して、ＩＣタグ部の移動や回転を確実に抑制することも可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、鉄筋コンクリート体の内部にＩＣタグを配置した場合でも、ＩＣタグとリーダ／ライタとの通信特性の劣化を抑制することが可能なＩＣタグの設置方法及びそれに用いられる冶具付きＩＣタグを提供することが可能となる。

ＴＧ ＩＣタグ
ＩＰ ＩＣタグ部
ＡＮ アンテナ部
ＩＣ ＩＣチップ
Ｆ１〜Ｆ３ 鉄筋

Claims (9)

1. 鉄筋コンクリート体の内部に埋設されるＩＣタグの設置方法において、
   該ＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナとを有し、該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部とし、該ＩＣタグ部を、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置して鉄筋に固定した後、コンクリートを打設することを特徴とするＩＣタグの設置方法。
2. 請求項１に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部は、特定方向の鉄筋に平行かつ、前記特定方向の鉄筋から２０ｍｍ以上離間して設置されていることを特徴とするＩＣタグの設置方法。
3. 請求項１又は２に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部は、該ＩＣチップが他の特定方向の鉄筋に重なるように設置されていることを特徴とするＩＣタグの設置方法。
4. 請求項３に記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部は、前記他の特定方向の鉄筋に針金で結束されていることを特徴とするＩＣタグの設置方法。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＣタグの設置方法において、該ＩＣタグ部に支持体を設け、該支持体を鉄筋に取り付けることで、該ＩＣタグ部を該鉄筋から所定の距離だけ離間して設置することを特徴とするＩＣタグの設置方法。
6. 鉄筋コンクリート体の内部に埋設されて使用され、ＩＣチップとアンテナとを有するＩＣタグと、
   該ＩＣタグを、外径が鉄筋の径より小さい幅を有する管状容器内に密閉して収容したＩＣタグ部と、
   該ＩＣタグ部に設けられ、該ＩＣタグ部を鉄筋から所定の距離だけ離間して配置する支持体とを有し、
   該ＩＣタグ部は、鉄筋コンクリート体の表面に最も近接した鉄筋よりもより該表面から深い位置に配置されることを特徴とする冶具付きＩＣタグ。
7. 請求項６に記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該支持体は鉄筋に対して仮固定可能な機能を有する鉄筋把持部を有することを特徴とする冶具付きＩＣタグ。
8. 請求項６又は７に記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該支持体が複数の支持部から構成され、各支持部の長さが同一であり、該ＩＣタグ部を鉄筋と平行に保持することを特徴とする冶具付きＩＣタグ。
9. 請求項６乃至８のいずれかに記載の冶具付きＩＣタグにおいて、該管状容器は、強アルカリに耐性を有する樹脂材料で構成されていることを特徴とする冶具付きＩＣタグ。

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