JPH06350495A - リードライトヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードライトヘッドとデータキャリアとの通
信範囲を拡大すること。 【構成】 リードライトヘッドの前面に、コアＣａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃ内に設けられた受信コイルＬＲ及びその外周に
送信コイルＬＴを設けてコイルユニット２を構成する。
このようなコイルユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ・・・を多
数ケースの前面に隣接して取付ける。送信コイルＬＴの
径をコアを有するデータキャリアのコア径とほぼ同一と
しておく。こうすればデータ通信領域をデータキャリア
及びリードライトヘッドの対向する面に沿って広い範囲
に拡大することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発振を断続させることに
よってデータキャリアとのデータ通信を行うＩＤシステ
ムに用いられるリードライトヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来工場等の組立搬送ラインにおいて
は、物品，製品の識別等を具体化するためには種々の物
品等を管理して識別するシステムが必要となる。そこで
特開平１−151832号のように、識別対象物にメモリを有
するデータキャリアを設け、外部からデータ伝送によっ
てデータキャリアに必要な情報を書込んでおき、必要に
応じてその情報を読出すようにした識別システムが提案
されている。このような識別システムでは、データキャ
リアとの伝送はリードライトヘッドによって行われる。
図７はリードライトヘッド及びデータキャリアの構成の
概略を示すブロック図である。本図に示すようにリード
ライトヘッド１０１はＩＤコントローラ１０２から送信
信号ＴＸＤが与えられ、変調回路１０３によってパルス
変調（ＰＮＭ）信号に変換して送信回路１０４に与えて
いる。送信回路１０４には送信コイルＬＴが接続され、
ＰＮＭ信号によって送信コイルＬＴを駆動することによ
ってデータキャリアに信号を与えている。又リードライ
トヘッド１０１内には受信コイルＬＲが設けられ、デー
タキャリアからの信号を受信回路１０５によって受信
し、信号を復調回路１０６により復調して受信データＲ
ＸＤとしてＩＤコントローラ１０２側に出力する。

【０００３】一方データキャリア１１０内にはリードラ
イトヘッド１０１から出射される周波数の信号をコイル
Ｌを介して受信及び送信する送受信部１１１が設けられ
る。そしてその受信出力は復調回路１１２に与えられ
る。復調回路１１２はこの信号を復調しメモリ制御部１
１３に与えている。メモリ制御部１１３にはメモリ１１
４が接続される。このメモリは例えばバッテリーによっ
てバックアップされたスタティックＲＡＭ、又はＥＥＰ
ＲＯＭによって形成される。メモリ制御部１１３はリー
ドライトヘッド１０１から与えられたコマンド及びデー
タに従ってデータを書込み又は読出すように制御するも
のであり、読出されたデータはシリアル信号に変換され
て変調回路１１５に与えられる。変調回路１１５はこの
信号を変調し送受信部１１１に与える。送受信部１１１
は例えば共振回路の共振周波数やＱを変化させることに
よって信号をリードライトヘッド側に与えるものであ
る。ここで送受信部１１１，復調回路１１２及び変調回
路１１６は、書込／読出制御ユニットから与えられたコ
マンドやデータを復調してメモリ制御部１１３に与え読
出されたデータを伝送するデータ伝送手段を構成してい
る。ＩＤコントローラ１０２及びリードライトヘッド１
０１はこのようなデータキャリア１１０にデータを伝送
して、そのメモリにデータを書込み又は読出すことがで
きる。

【０００４】主に工作機械の工具の管理や生産，搬送ラ
インで用いられるデータキャリア１１０は金属体に埋め
込まれて使用されるので、小型であり、しかも金属に埋
め込まれても通信距離が大きく低下しないことが要求さ
れる。従来より電子回路部を数個のＩＣチップで構成す
ることによって超小型のデータキャリアが実現できてい
る。又データキャリア１１０は図８に示すように円筒形
のフェライトコア１２０に溝を設け、この溝１２０内に
コイルＬを埋設して構成される。このようなコアを使用
することによって、リードライトヘッド１０１とデータ
キャリア１１０との電磁結合において、金属体に引っ張
られる磁束数を減少させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なコアを用いたリードライトヘッドでは、リードライト
ヘッド１０１側のコイル径が限定されることとなる。図
９（ａ）に示すようにリードライトヘッド１０１側では
送信コイルＬＴ，受信コイルＬＲが同軸上に構成されて
おり、受信側のコイルＬＲにのみコア１２１が設けられ
る。このとき送信コイルＬＴのコイル径がほぼデータキ
ャリア１１０側のコア１２０の径に等しい場合には、図
９（ａ）に示すように通信距離はほぼ最大となる。しか
しながら送信コイルＬＴの径がデータキャリア１１０の
コア１２０の径より大きい場合には、図９（ｂ）に示す
ように外側の送信コイルからデータキャリアへの磁束が
通過し難く、通信領域は図９（ｂ）に示すように小さく
なる。一方データキャリア１１０にコアを設けていなけ
れば、送信側のコイルＬＴ，ＬＲの径は大きい方が好ま
しい。しかるにデータキャリアのコアの径がφ12mmの場
合、図９（ａ）に示すようにＸ軸方向の幅Ｘｄは大きく
ても10mm以下であり、リードライトヘッドの位置決めが
難しく取扱いが難しいという欠点があった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、リードライトヘッド側の位置決
めを容易に行えるようにすることを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はコア内に埋設さ
れたアンテナコイルを含み、リードライトヘッドとの間
でデータの送受信を行いメモリにデータを書込み又は読
出すデータキャリアを含むＩＤシステムに用いられ、デ
ータキャリアにデータを書込み又は読出すリードライト
ヘッドであって、コアの溝内に受信コイルが収納され、
その外周部にデータキャリアのコアの径と実質的に同一
の径を有する送信コイルを巻回した複数のコイルユニッ
トと、送信信号によって各コイルユニットの送信コイル
を同時に駆動する送信回路と、各コイルユニットの受信
コイルに得られるデータキャリアからの信号を受信する
受信回路と、を具備し、複数のコイルユニットはリード
ライトヘッドのケースの前面に隣接して配置したことを
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】このような特徴を有する本願発明によれば、リ
ードライトヘッドの前面に送信コイルと受信コイルを含
むコイルユニットが隣接して配置される。又送信回路は
送信信号によって各コイルユニットの送信コイルを同時
に駆動し、受信回路は各コイルユニットの受信コイルに
得られる信号を受信している。こうすればデータ通信領
域が広がり、データキャリアとリードライトヘッドとの
位置決め精度を正確にしなくても、コイルユニットが配
置されている広い範囲でのデータ通信が可能となる。

【０００９】

【実施例】図１（ａ）は本発明の一実施例によるリード
ライトヘッドとデータキャリアとを示す縦断面図、図１
（ｂ）はその通信領域を示す図である。本図に示すよう
に本実施例によるリードライトヘッド１は複数のコイル
ユニット２Ａ〜２Ｇを有している。コイルユニット２Ａ
は送信コイルＬＴａとその内周に環状の溝を有する円筒
形コアＣａ及びその溝内に収納された受信コイルＬＲａ
から成り立っており、他のコイルユニット２Ｂ〜２Ｇも
同様の構造を有している。ここで各送信コイルＬＴａ〜
ＬＴｇの径はデータキャリアのコア径とほぼ同一であ
り、図９（ａ）に示すような最適の通信距離を有するも
のとする。このようなコイルユニット２Ａ〜２Ｇはケー
ス内に隣接した位置に配置されている。

【００１０】図２（ａ）はこのような複数のコイルユニ
ットを含むリードライトヘッドの構成を示す正面図、
（ｂ）はその断面図である。本図に示すようにリードラ
イトヘッド１のケース３内には例えば７個のコイルユニ
ット２Ａ〜２Ｇが中心のコイルユニット２Ｂを中心とし
てその周囲に隙間なく取付けられている。又図２（ｂ）
に示すようにケース３の各コイルユニット２Ａ〜２Ｇの
背後には、ＩＤコントローラから与えられる信号を変調
し、得られた信号を復調する電子回路を実装したプリン
ト基板４が取付けられている。

【００１１】複数のコイルユニット２Ａ〜２Ｇは図１に
示すように夫々送信コイルＬＴａ〜ＬＴｇと受信コイル
ＬＲ１〜ＬＲｇにより構成されている。このような送受
信コイルは直列、並列方式によって又は独立して駆動さ
れる。図３は直列方式の駆動回路を示している。即ちリ
ードライトヘッド１にはＩＤコントローラより送信信号
ＴＸＤが与えられ、変調回路１１に入力される。変調回
路１１は送信信号ＴＸＤに基づいて変調信号ＰＮＭ信号
を生成するものである。ＰＮＭ信号はスイッチング素子
Ｑ１のゲート端子に与えられる。スイッチング素子Ｑ１
のソースは接地され、ドレインは抵抗Ｒ１及びコンデン
サＣ１を介して電源Ｖccに接続される。コンデンサＣ１
には複数の送信コイルＬＴａ〜ＬＴｇの直列接続体が並
列接続されて共振回路を構成している。スイッチング素
子Ｑ１は変調回路１１からのＰＮＭ信号によって電源と
この共振回路とを断続するものである。スイッチング素
子Ｑ１と抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１は各送信コイルと共
に送信回路１２を構成している。

【００１２】一方受信側では受信コイルＬＲａ〜ＬＲｇ
は直列接続され、コンデンサＣ２と共に共振回路が構成
される。この共振回路には抵抗Ｒ２とアナログスイッチ
Ｓの直列回路が並列接続されており、共振回路の両端は
増幅器１３ａに与えられる。増幅器１３ａはこの受信コ
イルに得られる共振信号を増幅するものであって、抵抗
Ｒ２，アナログスイッチＳ，コンデンサＣ２及び各受信
コイルと共に受信回路１３を構成している。そして受信
回路１３の出力は復調回路１４に与えられる。復調回路
は受信信号を受信データＲＸＤに復調し、ＩＤコントロ
ーラ側に出力するものである。

【００１３】このような構成のリードライトヘッド１で
は複数のコイルユニット２Ａ〜２Ｇの送信コイルＬＴａ
〜ＬＴｇを同時に駆動し、受信コイルＬＲａ〜ＬＲｇか
らの信号を受信しているため、データキャリアとの通信
領域が図１（ｂ）の断面図上でＸ軸方向に広がり、通信
領域が従来例に比べて大幅に拡大することとなる。この
ためリードライトヘッドの位置決めを極めて容易に行う
ことができる。

【００１４】尚本実施例は複数のＬＴａ〜ＬＴｇを直列
に接続し、コンデンサＣ１と共に共振回路を構成してい
る。しかし図４に示すように変調回路１１に複数の送信
回路１２Ａ〜１２Ｇを接続し、これらの送信回路に各コ
イルユニットの送信コイルＬＴａ〜ＬＴｇを接続するよ
うにしてもよい。各送信回路１２Ａは図４（ｂ）に示す
ように図３の送信回路と同様の構成を有するものとす
る。又各受信コイルＬＲａ〜ＬＲｇには図３と同一の構
成を有する受信回路１３Ａ〜１３Ｇを接続する。そして
各受信回路１３Ａ〜１３Ｇの出力を加算回路１５によっ
てそのまま加算し、復調回路１４に与えるようにしても
よい。この場合にも第１実施例と同様にして通信領域を
大幅に拡大することができる。この場合には多数の送受
信回路が必要となるが、図３に示すような直列又は後述
するように並列にコイルを接続した場合に比べてＳ／Ｎ
比を向上させることができる。

【００１５】又図５に示すように各送信コイルＬＴａ〜
ＬＴｇを並列接続し、共振コンデンサＣ３と共に同調回
路を構成して送信回路１６としてもよい。同様にして受
信回路側では各受信コイルＬＲａ〜ＬＲｇを並列接続
し、コンデンサＣ４と共に共振回路を構成する。この共
振回路には並列に抵抗Ｒ４とアナログスイッチＳの直列
接続体を接続し、演算増幅器１７ａによってその両端の
電圧を増幅する受信回路１７を構成している。そしてこ
うして得られた信号を第１実施例と同様に復調回路１４
に入力して受信データＲＸＤとする。この場合も第１実
施例と同様に通信領域を拡大することができる。

【００１６】図６（ａ）はリードライトヘッドを円筒形
に構成した例を示している。このようなリードライトヘ
ッド１Ａは例えばその先端面に多数のコイルユニットを
埋設して構成するものとする。そして図６（ａ）に示す
ようにツールシャンク２１の先端に埋設されたデータキ
ャリア１１０のデータを読取り又はデータを書込むもの
とする。この場合にはマシニングセンタのオートマチッ
クツールチェンジャーによって自動的にデータキャリア
１１０に接近し、データの読取り，書込みを行うように
すれば、リードライトヘッド１Ａとデータキャリア１１
０との位置決めを厳密することなくデータ通信が容易と
なり、構成を簡略化することができる。

【００１７】又図６（ｂ）に示すようにハンドヘルド型
のリードライトヘッド１Ｂを用いてデータキャリア１１
０とのデータ通信を行う場合には、作業者がパンチプレ
ス２２内のデータキャリア１１０に近接させてデータの
読取り，書込みを行う。この場合には本発明のリードラ
イトヘッド１Ｂを用いれば通信領域が広くなるため、正
確な位置合わせを行う必要がなく、取扱いを容易にする
ことができる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、データキャリアとリードライトヘッドとは所定の間
隔を隔てていれば広い範囲でデータ通信が可能となる。
従ってデータキャリアとリードライトヘッド間を正確に
位置決めする必要がなく、データ伝送を確実にすること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例によるデータキャリ
アとリードライトヘッドとの関係を示す断面図、（ｂ）
はそのデータ通信領域を示す図である。

【図２】（ａ）は本実施例のリードライトヘッドの構成
を示す正面図、（ｂ）はその断面図である。

【図３】本発明の第１実施例によるリードライトヘッド
の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第２実施例によるリードライトヘッド
の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第３実施例によるリードライトヘッド
の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の他の実施例によるリードライトヘッド
の外観を示す斜視図、及びデータキャリアをツールシャ
ンクに取付けた概略図であり、（ｂ）はハンドヘルド型
リードライトヘッドとパンチプレスを示す斜視図であ
る。

【図７】従来のリードライトヘッドとデータキャリアの
構成を示す概略ブロック図である。

【図８】従来のリードライトヘッドとデータキャリアの
コイルユニットを示す断面図である。

【図９】リードライトヘッドの送受信コイル径とデータ
キャリアのコアの径及び通信距離の関係を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ リードライトヘッド ２Ａ〜２Ｇ コイルユニット １１ 変調回路 １２，１２Ａ〜１２Ｇ 送信回路 １３，１３Ａ〜１３Ｇ 受信回路 １４ 復調回路 ２１ ツールシャンク ２２ パンチプレス １１０ データキャリア ＬＴａ〜ＬＴｇ 送信コイル ＬＲａ〜ＬＲｇ 受信コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア内に埋設されたアンテナコイルを含
   み、リードライトヘッドとの間でデータの送受信を行い
   メモリにデータを書込み又は読出すデータキャリアを含
   むＩＤシステムに用いられ、前記データキャリアにデー
   タを書込み又は読出すリードライトヘッドであって、 コアの溝内に受信コイルが収納され、その外周部に前記
   データキャリアのコアの径と実質的に同一の径を有する
   送信コイルを巻回した複数のコイルユニットと、 送信信号によって前記各コイルユニットの送信コイルを
   同時に駆動する送信回路と、 前記各コイルユニットの受信コイルに得られる前記デー
   タキャリアからの信号を受信する受信回路と、を具備
   し、 前記複数のコイルユニットはリードライトヘッドのケー
   スの前面に隣接して配置したものであることを特徴とす
   るリードライトヘッド。
2. 【請求項２】 前記送信回路は、前記各送信コイル毎に
   駆動される複数の送信回路であり、 前記受信回路は、前記各受信コイルに得られる信号を夫
   々受信する複数の受信回路であり、 前記複数の受信回路の出力を加算する加算回路を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のリードライトヘッド。