JP7160627B2 - 無線タグ読取装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 第２０回 自動認識総合展 東京ビッグサイト 開催日 平成３０年９月１２日～１４日

本発明の実施形態は、無線タグ読取装置に関する。

従来、無線タグが記憶するデータを読み取ることにより当該無線タグが付された物品の在庫や入出庫を管理することが行われている。無線タグは、例えば、所定の周波数帯の電波により遠隔的にデータを読み取り可能なＩＣチップを含むタグ（ＩＣタグ）である。データの読み取りには、例えばＲＦＩＤ（radio frequency identifier）、すなわち近距離無線通信を用いた自動認識技術が、用いられる。

上述のような用途において、区切られた空間内に存在する無線タグを読み取るようにした装置がある。さらに、そのような用途において、無線タグが付された１以上の物品が箱などに収められたものを次々流して読み取るようにした装置が、考え出されている。

後者の装置においては、電波の漏れを抑えながら空間を区切ることと、当該空間に、物品が収められた箱を次々送り込むことと、を両立させる必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、無線タグの読み取りに用いる区切られた空間から電波が漏れにくい構造の無線タグ読取装置を提供することである。

実施形態の無線タグ読取装置は、搬送部と、被覆部と、アンテナと、遮蔽部と、漏れ抑制部とを備える。搬送部は、無線タグが付された物品を載置状態で搬送する。被覆部は、前記搬送部上の前記物品の出入を許容する開口部を有し、前記搬送部の載置面上の所定の領域を囲み、当該領域内で発せられる電波が前記領域の外に漏れることを抑える。アンテナは、前記領域内に設けられて、所定の周波数帯の電波により前記無線タグと通信する。遮蔽部は、前記被覆部の前記開口部を開閉するものであって、当該開口部から前記アンテナの電波が前記領域の外に漏れることを抑える。漏れ抑制部は、前記遮蔽部の下端部に設けられ前記載置面に対向する対向面と、当該対向面の前記被覆部内に位置する部分から上向きに屈曲されて立ち上がっている屈曲部と、を有する。

図１は、実施形態の無線タグ読取装置の外観を示す斜視図である。 図２は、無線タグ読取装置の内部構造を、部材の一部を取り除いて示す斜視図である。 図３は、無線タグ読取装置の内部構造を示す断面図である。 図４は、搬送部と遮蔽部の下端部との対向状態を示す図である。 図５は、遮蔽部と、当該遮蔽部の下端部に設けられた漏れ抑制部とがなす概略形状を示す図である。 図６は、遮蔽部への漏れ抑制部の取り付け状態の例を示す図である。 図７は、漏れ抑制部の形状の他の例を示す図である。 図８は、漏れ抑制部の形状のさらに他の例を示す図である。

（第１の実施形態）
実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態の無線タグ読取装置１００の外観を示す斜視図である。図１における物品の流れ方向は、図中左上から右下である。また、図２は、無線タグ読取装置１００の内部構造を、部材（側壁）の一部を取り除いて示す斜視図である。図２における物品の流れ方向は、図中左下から右上である。図３は、無線タグ読取装置１００の内部構造を示す断面図である。図３における物品の流れ方向は、図中左から右である。

無線タグは、所定の周波数帯の電波により遠隔的にデータを読み取り（さらには書き換え）可能な記憶媒体である。無線タグは、例えばＩＣチップおよびアンテナを備えて構成され、ＩＣチップにデータを記憶し、アンテナが電波を受けることで動作してＩＣチップのデータを送信し、或いは書き換える。無線タグは、商品などの物品に付される（貼付あるいは添付される）。

無線タグ読取装置１００は、搬送部１１０、被覆部１２０、リーダ１３０，１４０（図２参照）、遮蔽部１５０、漏れ抑制部１６０、補助搬送部１７０，１８０、駆動部１９０および制御部２００などを備えている。

搬送部１１０は、無線タグが付された物品を載置状態で搬送するものであって、例えば、ベルトコンベアにより実現される。ベルトコンベアである搬送部１１０は、載置面１１１に載置された物品を、一方向に移動あるいは往復移動させる。

搬送部１１０は、無終端ベルト１１２およびベース１１３（ともに図４参照）を主要な構成として備える。無終端ベルト１１２は、環状のベルトであって、載置面１１１を構成する。ベース１１３は、金属製で板状であって、無終端ベルト１１２の内側から無終端ベルト１１２を支える。

被覆部１２０は、搬送部１１０の載置面１１１上の所定の領域を囲んで当該領域内で発せられる電波が領域の外に漏れることを抑える。また、被覆部１２０は、搬送部１１０上の物品の出入を許容する開口部を有する。

本実施形態の被覆部１２０は、トンネル状で一対の開口部１２１，１２２を有する。したがって、物品は、被覆部１２０を通過する。つまり、物品は、一方の開口部１２１から入って他方の開口部１２２から出る。
また、本実施形態の被覆部１２０は、図１に示すような概ね直方体の形状を有し、最も面積の小さい対向する２面に開口部１２１，１２２を有し、長手方向が搬送部１１０の搬送方向に沿うように設置されている。
なお、図２に示す被覆部１２０は、側壁１２３（図１参照）の一部が取り除かれた状態である。本実施形態の被覆部１２０は、フレーム１２４に側壁１２３や天井１２５が取り付けられて形成されている。側壁１２３や天井１２５の内側面は、電波を反射する。

リーダ１３０，１４０は、所定の周波数帯の電波を送受するアンテナを含み、アンテナが送受する電波を介して当該電波を受けた無線タグが記憶するデータを読み取る。なお、リーダ１３０，１４０は、無線タグのデータの読み取りに加えて書き換えも実行できるリーダライタであってよい。

リーダ１３０は、フレーム１２４に取り付けられ、フレーム１２４に沿って上下に移動可能である。リーダ１４０は、搬送部１１０を構成する無終端ベルト１１２とベース１１３との間に配置され、搬送部１１０の幅方向に移動可能である。

遮蔽部１５０は、いわゆる遮蔽扉として機能するものである。遮蔽部１５０は、開口部１２１，１２２を塞ぐように被覆部１２０に取り付けられ、開口部１２１，１２２を開閉する。遮蔽部１５０は、被覆部１２０で囲まれる領域内で発せられる電波が、開口部１２１，１２２から領域外に漏れることを抑える。

本実施形態の遮蔽部１５０は、シールドメッシュ１５１およびバー１５２などにより構成されている。シールドメッシュ１５１は、所定の周波数帯の電波を遮蔽するメッシュ状の部材である。バー１５２は、一般に金属製であり、シールドメッシュ１５１の下端部の保護や補強、上下同時の錘としての機能を果たす。

本実施形態の遮蔽部１５０は、開口部１２１，１２２に吊下げ状態で設けられ、上下方向に移動することで開口部１２１，１２２を開閉する。シールドメッシュ１５１は軽く、また、曲げや巻取りが可能である。そこで、本実施形態においては、シールドメッシュ１５１の巻取りによって、開口部１２１，１２２を開放するように構成する。

遮蔽部１５０は、上記構成として、例えば、開口部１２１，１２２の内側上部に配置されてシールドメッシュ１５１を巻き取る巻取軸や当該巻取軸を回転させるモータなどを備える。これにより、遮蔽部１５０による開口部１２１，１２２の開閉が、被覆部１２０の周囲に余剰スペースを広く取れない場所でも可能である。

補助搬送部１７０，１８０は、例えば、ローラコンベア（コロコンベア）などと呼ばれるもので実現される。ローラコンベアは、複数の円筒状の部材が、軸方向が搬送方向と直交するように並べられた状態で、回転自在に保持されたものである。補助搬送部１７０は、搬送部１１０の搬送方向上流側に配置され、補助搬送部１８０は、搬送部１１０の搬送方向下流側に配置される。つまり、補助搬送部１７０，１８０で搬送部１１０を挟む。これにより、移動する物品の搬送が、補助搬送部１７０から搬送部１１０に引き継がれ、また、搬送部１１０から補助搬送部１８０に引き継がれる。

制御部２００は、制御ユニット２１０や表示操作部２２０、非常灯２３０を備えている。制御ユニット２１０は、搬送部１１０、リーダ１３０，１４０、駆動部１９０、表示操作部２２０、非常灯２３０などを、統括的に制御する。

制御ユニット２１０は、コンピュータ構成であって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成されている。ＲＯＭは、各種プログラムやデータを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭは、各種プログラムや各種データを一時的に記憶する記憶媒体である。ＣＰＵは、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することにより機能し、無線タグ読取装置１００の動作を統括的に制御する。

表示操作部２２０は、無線タグ読取装置１００のオペレータに対して情報を表示するとともに、オペレータから操作指示を受け付ける。非常灯２３０は、例えば赤、黄、緑の３色のランプを備え、色によって無線タグ読取装置１００の状態を報知する。

駆動部１９０は、センサ１９１～１９４やモータ１９５（図３参照）を備えている。モータ１９５は、搬送部１１０を駆動させる。センサ１９１は、搬送部１１０の上流側の補助搬送部１７０を流れてくる物品を検知する。このセンサ１９１が物品を検知すると、制御部２００は、モータ１９５により搬送部１１０を稼働させる。このとき、開口部１２１が閉じられていた場合には、制御部２００は、遮蔽部１５０にシールドメッシュ１５１を巻き上げさせる。

センサ１９２，１９３は、開口部１２１，１２２の内側すぐの位置に物品が存在するかを検知する。センサ１９１による検知に応じて搬送部１１０が稼働された場合に、制御部２００は、センサ１９２が、物品を検知した状態を経て物品を検知しない状態に変化したことをもって、物品の全体が被覆部１２０の内側に入ったとし、遮蔽部１５０にシールドメッシュ１５１を下ろさせる。

また、センサ１９２，１９３は、被覆部１２０内の物品を搬送部１１０によって移動させるときに、物品が遮蔽部１５０に当たるのを防ぐためにも用いられる。センサ１９２，１９３が物品を検知すると、制御部２００は、搬送部１１０を停止させるか、或いは逆方向に移動させる。

センサ１９４は、開口部１２２の外側すぐの位置に物品が存在するかを検知する。制御部２００は、センサ１９４が、物品を検知した状態を経て物品を検知しない状態に変化したことをもって、物品の全体が被覆部１２０を出たと判断する。

さて、上述のような無線タグ読取装置１００においては、遮蔽部１５０の下端部からの電波の漏れをいかに抑制するかが重要である。なぜなら、電波が漏れると、被覆部１２０の外にある無線タグをも、リーダ１３０，１４０が読み取ってしまうからである。

図４は、搬送部１１０と遮蔽部１５０の下端部との対向状態を示す概略断面図である。この図は、搬送部１１０の搬送方向に平行で載置面１１１に直交する断面図である。この図に示すように、遮蔽部１５０を下げきった状態でも、遮蔽部１５０の下端部と搬送部１１０のベース１１３との間には、少なくとも無終端ベルト１１２の厚み分以上の隙間αが残る。この隙間αが大きいほど、電波は漏れやすい。

ここで、図５は、遮蔽部１５０と、当該遮蔽部１５０の下端部に設けられた漏れ抑制部１６０とがなす概略形状を示す図である。この図に、搬送部１１０による順搬送方向を矢印で示す。本実施形態の無線タグ読取装置１００は、漏れ抑制部１６０を備えている。

漏れ抑制部１６０は、遮蔽部１５０の下端部に設けられる。漏れ抑制部１６０は、搬送部１１０の載置面１１１に対向する面（対向面）１６１を有している。対向面１６１は、搬送部１１０の載置面１１１の搬送方向に沿った所定範囲に渡って、載置面１１１と対向する広さを有する。

漏れ抑制部１６０は、例えば図５に示すような断面Ｌ字型（Ｌ字状）の金属製の部材である。このように、載置面１１１に隙間αを介して対向する対向面１６１を広くすることによって、被覆部１２０の内側から外側への電波の漏れが、抑えられる。
隙間αに入り込んだ電波が隙間αから脱するまでに十分に減衰されるためには、対向面１６１の広さが広い（すなわちＬ字型の底面の矢印方向の長さが長い）ほど、効果的である。しかしながら、遮蔽部１５０の巻き上げを考慮して、大きさや重さを考え合わせると、対向面１６１の搬送方向寸法は概ね２０ｍｍ程度が良好であると考えられる。

図６は、遮蔽部１５０への漏れ抑制部１６０の取り付け状態の例を示す図である。遮蔽部１５０は、シールドメッシュ１５１の下端部にバー１５２を備えているので、漏れ抑制部１６０は、バー１５２に取り付けることで、図５に示す状態を得ることができる。

なお、バー１５２や漏れ抑制部１６０などの各部材は、図６に示すように、エッジを丸めて成形されていることが望ましい。なぜなら、エッジが立っている（角張っている）と、エッジ部分から電波が再放射されやすいからである。バー１５２は、曲げ加工により、シールドメッシュ１５１の下端部を包むよう成形されていれば、エッジが立たない状態となり、電波の再放射を防ぐことができる。同様に、漏れ抑制部１６０も、屈曲部分を曲げ加工により成形することで、エッジが立つことを防ぐことができる。

また、漏れ抑制部１６０の、バー１５２に接しない方の縁部１６２は、被覆部１２０の内側に向ける。このような配置であると、縁部１６２が例え電波を再放射しても、被覆部１２０の内側であるので問題ない。

漏れ抑制部１６０は、遮蔽部１５０や搬送部１１０の全幅に渡って設けられていると、幅方向両端部での電波の漏れも防止されやすくなるので、電波を漏れにくくする上での効果が高いと考えられる。なお、ここでの幅方向は、搬送部１１０の搬送方向に直交し、載置面１１１に沿う方向である。

このような装置においては、遮蔽部１５０の下には電波の通り道としての隙間αが残ることは避けにくいが、本実施形態によれば、隙間αに入り込む電波は、漏れ抑制部１６０とベース１１３との間を通るうちに、十分に減衰される。したがって、遮蔽部１５０の下から漏れる電波によって被覆部１２０の外にある無線タグをリーダ１３０，１４０が読み取ってしまう不都合の発生を、抑えることができる。

このような構成の無線タグ読取装置１００において、オペレータが人力で物品（商品が入った段ボール箱など）を補助搬送部１７０上に載せ、搬送部１１０へ向かって押すと、物品は搬送部１１０へ向かって移動する。この物品を、センサ１９１が検知すると、制御部２００は搬送部１１０を稼働させるとともに、巻き上げていたシールドメッシュ１５１を遮蔽部１５０に下げさせる。

開口部１２１，１２２が遮蔽部１５０で遮蔽された状態で、制御部２００は、リーダ１３０，１４０のアンテナに電波を放射させ、物品が含む無線タグの読み取りを行う。

このとき、入出荷処理等、マスタと付き合わせる検品を行っているのであれば、存在するはずの無線タグが全て読み取られるか、所定の上限時間（或いは回数などの上限値）を超えるまでの間、制御部２００は、搬送部１１０により物品を往復移動させたり、リーダ１３０をフレーム１２４に沿って上下動させたり、また、リーダ１４０を搬送部１１０の幅方向に往復移動させたりする。

制御部２００は、存在するはずの無線タグが全て読み取られたか、所定の上限時間（或いは回数などの上限値）を超えた場合に、リーダ１３０，１４０のアンテナによる電波の放射を停止させる。そして制御部２００は、遮蔽部１５０にシールドメッシュ１５１を巻き上げさせて開口部１２１，１２２を開放し、搬送部１１０により物品を移動させて開口部１２２から出す。開口部１２２から出された物品は、搬送部１１０から補助搬送部１８０に移って慣性で移動する。これをオペレータが受け取る。

このように、本実施形態によれば、無線タグの読み取りに用いる区切られた空間から電波が漏れにくい構造の無線タグ読取装置１００を提供することができる。

なお、本実施形態の漏れ抑制部１６０は例えば金属製であるとしたが、実施にあたってはこれに限らない。例えば、漏れ抑制部１６０は、フェライトシートなどの磁性を有するものや薄い電波吸収体が板金の表面を覆った構成とされていてもよい。

（変形例１）
図７は、漏れ抑制部１６０の形状の他の例を示す図である。この図に示すように、漏れ抑制部１６０は、搬送方向に沿った断面が逆Ｔ字型（～字状）を有するものであってもよい。逆Ｔ字型は、載置面１１１に対して上下が逆のＴ字型であって、横線部分が載置面１１１に対向し、横線部分の中央部から上向きに縦線部分が伸びた形状である。
このような構成によれば、対向面１６１の広さがＬ字型の漏れ抑制部１６０の場合よりもさらに広いので、隙間α内で、電波を、より小さく減衰させることができる。

この変形例１においては、漏れ抑制部１６０の一対の縁部１６３，１６４のうち、一方の縁部１６４が被覆部１２０の外側に位置しているので、縁部１６４から電波が再放射されることで被覆部１２０の外にある無線タグを読み取ってしまうおそれがないとは言えない。しかしながら、縁部１６３側から入り込んだ電波は、縁部１６４に至るまでに十分に減衰するので、例え縁部１６４から電波が再放射されたとしても、出力が十分に小さくなっている。このため、縁部１６４が放射する電波は、被覆部１２０の外にある無線タグを読み取るに足る出力には至らないと考えられ、つまり、問題ないと考えられる。

（変形例２）
図８は、漏れ抑制部１６０の形状のさらに他の例を示す図である。この図に示すように、本変形例の漏れ抑制部１６０は、対向面１６１からさらに、載置面１１１から離れる向きに屈曲された形状を有し、縁部１６５は上向きである。本変形例によれば、上記実施形態の縁部１６２に比べて、縁部１６５からの電波の再放射は少ないと考えられる。

また、縁部１６５からさらに屈曲させて、縁部を遮蔽部１５０へ向けてもよい。漏れ抑制部１６０の縁部が屈曲を重ねられ巻かれた状態に近くなるほど、縁部からの電波の再放射が抑えられ、無線タグの読み取りに好影響であると考えられる。

以上説明した実施形態および変形例によれば、隙間αからの電波の漏れを抑えることができるので、隙間αから漏れ出た電波により所定の領域外に存在する無線タグを誤って読み取ってしまう不都合の発生を抑えることができる。

また、以上の実施形態および変形例は、遮蔽部１５０を、主にシールドメッシュ１５１により構成しているので、軽量な遮蔽部１５０とすることができる。このため、開口部１２１，１２２の開閉を素早く行うことができる。また、シールドメッシュ１５１が曲げ可能な部材であるので巻取りにより開口部１２１，１２２を開閉できる。このため、曲げが不可能な部材（例えば板金）で遮蔽部が構成されるような場合とは異なり、被覆部１２０の周囲のスペースが少なかったとしても、本無線タグ読取装置１００を設置し用いることが可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…無線タグ読取装置
１１０…搬送部、１１１…載置面、１１２…無終端ベルト、１１３…ベース
１２０…被覆部、１２１，１２２…開口部、
１２３…側壁、１２４…フレーム、１２５…天井
１３０，１４０…リーダ
１５０…遮蔽部、１５１…シールドメッシュ、１５２…バー
１６０…漏れ抑制部、１６１…対向面、１６２～１６５…縁部
１７０，１８０…補助搬送部
１９０…駆動部、１９１～１９４…センサ、１９５…モータ
２００…制御部、２１０…制御ユニット、２２０…表示操作部
２３０…非常灯

特開２００６－２５２１８１号公報

Claims (4)

1. 無線タグが付された物品を載置状態で搬送する搬送部と、
   前記搬送部上の前記物品の出入を許容する開口部を有し、前記搬送部の載置面上の所定の領域を囲み、当該領域内で発せられる電波が前記領域の外に漏れることを抑える被覆部と、
   前記領域内に設けられて、所定の周波数帯の電波により前記無線タグと通信するアンテナと、
   前記被覆部の前記開口部を開閉するものであって、当該開口部から前記アンテナの電波が前記領域の外に漏れることを抑える遮蔽部と、
   前記遮蔽部の下端部に設けられ前記載置面に対向する対向面と、当該対向面の前記被覆部内に位置する部分から上向きに屈曲されて立ち上がっている屈曲部と、を有する漏れ抑制部と、
   を備える無線タグ読取装置。
2. 前記漏れ抑制部は、前記対向面を、前記被覆部の内側および外側の両側に有している
   請求項１に記載の無線タグ読取装置。
3. 前記遮蔽部は、前記開口部に吊下げ状態で設けられ、上下方向に移動することで前記開口部を開閉するものである
   請求項１または２に記載の無線タグ読取装置。
4. 前記漏れ抑制部は、前記搬送部の載置面の全幅に渡って存在する
   請求項１～３のいずれか１つに記載の無線タグ読取装置。

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