WO2018163876A1 - Ｒｆｉｄタグ付き金属製リング及びｒｆｉｄタグの取付方法 - Google Patents

Ｒｆｉｄタグ付き金属製リング及びｒｆｉｄタグの取付方法 Download PDF

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WO2018163876A1
WO2018163876A1 PCT/JP2018/006881 JP2018006881W WO2018163876A1 WO 2018163876 A1 WO2018163876 A1 WO 2018163876A1 JP 2018006881 W JP2018006881 W JP 2018006881W WO 2018163876 A1 WO2018163876 A1 WO 2018163876A1
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WO
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rfid tag
metal ring
loop
metal
insulating sheet
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006881
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English (en)
French (fr)
Inventor
直徒 池田
健吾 松本
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention relates to a metal ring with an RFID tag (Radio Frequency Identification) and a method for attaching the RFID tag.
  • RFID tag Radio Frequency Identification
  • Patent Document 1 assumes that an article to which an RFID tag is attached has a flat surface facing the entire attachment surface of the RFID tag. For this reason, when the article to which the RFID tag is attached is a metal ring that does not have a flat surface facing the entire attachment surface of the RFID tag, the technique of Patent Document 1 functions more reliably as a radiation element. I can't let you.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a metal ring with an RFID tag and a method for attaching the RFID tag that can make the metal ring function more reliably as a radiating element.
  • a metal ring with an RFID tag includes a metal ring, An RFID tag having a UHF band RFIC element and a loop electrode connected to the RFIC element; With The RFID tag is provided such that a loop surface of the loop electrode extends along a circumferential direction of the metal ring, the loop electrode and the metal ring are coupled via a magnetic field, and the metal ring Is configured to function as a radiating element.
  • An RFID tag mounting method is a method of mounting a block-shaped RFID tag having a UHF band RFIC element and a loop-shaped electrode connected to the RFIC element to a metal wire.
  • the RFID tag is supported on an adhesive layer of an insulating sheet, and the insulating sheet is wound so as to cover the RFID tag and the metal wire with the adhesive layer inside.
  • the metal ring can function more reliably as a radiating element.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. It is an expanded sectional view of FIG. It is sectional drawing which shows the principle of operation in which a metal ring functions as a radiating element. It is sectional drawing which shows the magnetic field radiated
  • FIG. 9A It is a perspective view showing a modification of a RFID tag partially transparently. It is a perspective view showing a modification of a RFID tag partially transparently. It is sectional drawing which shows an example of the attachment method of the RFID tag which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is sectional drawing which shows the attachment process following FIG. 9A. It is a perspective view which shows schematic structure of the article
  • a metal ring with an RFID tag includes a metal ring, An RFID tag having a UHF band RFIC element and a loop electrode connected to the RFIC element; With The RFID tag is provided such that a loop surface of the loop electrode extends along a circumferential direction of the metal ring, the loop electrode and the metal ring are coupled via a magnetic field, and the metal ring Is configured to function as a radiating element.
  • the RFID tag by providing the RFID tag so that the loop surface of the loop electrode is along the circumferential direction of the metal ring, the loop electrode and the metal ring are coupled via a magnetic field, and the metal The ring can function more reliably as a radiating element.
  • the loop surface of the loop electrode has a longitudinal direction and a lateral direction, and the RFID tag may be provided so that the longitudinal direction of the loop surface is along the circumferential direction of the metal ring. Good. According to this configuration, the degree of coupling between the loop electrode and the metal ring can be improved, and the metal ring can function more reliably as a radiating element.
  • an insulating sheet having an adhesive layer may be further provided, and the insulating sheet may be wound so as to cover the RFID tag and the metal ring with the adhesive layer inside. According to this configuration, the RFID tag can be easily and firmly attached to the metal ring by the insulating sheet.
  • a buffer member that fills a gap between the RFID tag, the metal ring, and the adhesive layer may be further provided. According to this configuration, the strength of the metal ring with the RFID tag can be improved.
  • An RFID tag mounting method is a method of mounting a block-shaped RFID tag having a UHF band RFIC element and a loop-shaped electrode connected to the RFIC element to a metal wire.
  • the RFID tag is supported on an adhesive layer of an insulating sheet, and the insulating sheet is wound so as to cover the RFID tag and the metal wire with the adhesive layer inside.
  • the block-shaped RFID tag can be easily and firmly attached to the metal wire by the insulating sheet.
  • the loop surface of the loop electrode is formed of the metal wire so that the loop electrode and the metal wire are coupled via a magnetic field, and the metal wire functions as a radiating element. It may be provided along the extending direction. According to this method, by attaching the RFID tag to the metal ring so that the loop surface of the loop electrode is along the circumferential direction of the metal ring, the loop electrode and the metal ring are coupled via a magnetic field. Thus, the metal ring can function more reliably as a radiating element.
  • the loop surface of the loop electrode has a longitudinal direction and a short direction, and the RFID tag may be provided so that the longitudinal direction of the loop surface is along the extending direction of the metal wire. Good. According to this method, the degree of coupling between the loop electrode and the metal ring can be improved, and the metal ring can function more reliably as a radiating element.
  • the buffer member when the buffer member is provided on the adhesive layer of the insulating sheet and the insulating sheet is wound so as to cover the RFID tag and the metal wire, the buffer member serves as the RFID tag and the metal wire. And a gap between the insulating sheet and the insulating sheet. According to this method, the strength of the metal ring with an RFID tag can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a metal ring with an RFID tag according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG.
  • the metal ring 1 with an RFID tag includes a metal ring 2, an RFID tag 3, and an insulating sheet 4.
  • the metal ring 2 is, for example, a ring gear, a seal ring, or a bearing.
  • the metal ring 2 has a circular cross section.
  • the circumferential length of the metal ring 2 is, for example, a length of one or more wavelengths of the communication frequency in the 900 MHz band, that is, the UHF band.
  • the RFID tag 3 is a small, block-shaped RFID tag having a smaller cross section in the cross section of the metal ring 2.
  • the RFID tag 3 is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the size of the RFID tag 3 is, for example, 2.8 mm ⁇ 2.3 mm ⁇ 5.5 mm.
  • the insulating sheet 4 is a flexible sheet having insulating properties.
  • An adhesive layer 4 a is formed on one main surface of the insulating sheet 4.
  • the insulating sheet 4 is wound so as to cover the metal ring 2 and the RFID tag 3 with the adhesive layer 4 a inside.
  • the insulating sheet 4 is wound around the entire circumference of the metal ring 2.
  • the one end 4 b and the other end 4 c of the insulating sheet 4 are connected to each other by the adhesive layer 4 a on the outer peripheral side of the metal ring 2.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG.
  • illustration of the insulating sheet 4 is abbreviate
  • the RFID tag 3 includes a resin block 31, an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) element 32 serving as a power feeding unit, and a loop electrode 33 serving as an antenna element.
  • RFIC Radio Frequency Integrated Circuit
  • the resin block 31 has a first surface 31A that serves as an attachment surface (bonding surface) to the metal ring 2, and a second surface 31B that faces the first surface.
  • the resin block 31 is made of, for example, a hard resin material such as an epoxy resin.
  • the resin block 31 is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example.
  • the RFIC element 32 is mounted on one main surface of the substrate 34 so as to be embedded in the second surface 31B of the resin block 31.
  • the RFIC element 32 is an RFIC element corresponding to a communication frequency of 900 MHz band, that is, UHF band.
  • the RFIC element 32 is connected to the loop electrode 33.
  • the loop electrode 33 includes a first metal pin 331, a second metal pin 332, a plate electrode 333, a first conductor pattern 334, and a second conductor pattern 335.
  • the loop electrode 33 is configured by connecting a first conductor pattern 334, a first metal pin 331, a plate electrode 333, a second metal pin 332, and a second conductor pattern 335 in series.
  • the substrate 34 is provided on the second surface 31B side of the resin block 31.
  • the substrate 34 is provided so as to be embedded in the second surface 31 ⁇ / b> B of the resin block 31.
  • substrate 34 is comprised by hard resin materials, such as an epoxy resin, for example.
  • substrate 34 is formed in the rectangular shape, for example.
  • the loop surface of the loop electrode 33 is a circle of the metal ring 2 so that the loop electrode 33 and the metal ring 2 are coupled via a magnetic field, and the metal ring 2 functions as a radiating element. It is provided along the circumferential direction CD.
  • the loop surface is a plane that crosses the first metal pin 331, the second metal pin 332, the flat electrode 333, the first conductor pattern 334, and the second conductor pattern 335, respectively.
  • the loop surface of the loop electrode 33 has a longitudinal direction and a short direction. That is, the extending direction of the flat electrode 333, the first conductor pattern 334, and the second conductor pattern 335 is the longitudinal direction, and the extending direction of the first metal pin 331 and the second metal pin 332 is the short direction.
  • the RFID tag 3 is provided such that the longitudinal direction of the loop surface is along the circumferential direction CD of the metal ring 2.
  • the RFID tag 3 and the metal ring 2 may be in contact with each other or may not be in contact with each other. In the first embodiment, the RFID tag 3 is not in contact with the metal ring 2. Further, a protective layer may be provided on the first surface 31 ⁇ / b> A of the resin block 31 so as to cover the flat electrode 333.
  • two chip capacitors connected to the first conductor pattern 334 and the second conductor pattern 335 are mounted on the substrate 34.
  • the two chip capacitors are arranged in parallel with the RFIC element 32, and the RFIC element 32 is impedance-matched by the loop electrode 33 and the two chip capacitors.
  • the loop electrode 33 and the two chip capacitors constitute an LC resonance circuit.
  • FIG. 4 is a sectional view showing the operation principle.
  • the metal ring 2 When the metal ring 2 receives a radio wave radiated from a reader device (not shown) to read the information of the RFID tag 3, the metal ring 2 is shown in the metal ring 2 in FIG. A current flows through 2. This current generates a magnetic field as shown by the dotted arrow in FIG. This magnetic field flows across the loop surface of the loop electrode 33. As a result, as indicated by a solid arrow in the RFID tag 3 in FIG. 4, a current flows through the loop electrode 33 to generate an electromotive force that activates the RFIC element 32. Information stored in the RFIC element 32 is connected to the loop electrode 33 and the metal ring 2 via a magnetic field, and the metal ring 2 functions as a magnetic field radiation type radiating element. (Not shown). Thereby, the information stored in the RFIC element 32 can be read.
  • the RFID tag 3 is provided so that the loop surface of the loop electrode 33 is along the circumferential direction CD of the metal ring 2.
  • the loop-shaped electrode 33 and the metal ring 2 can be coupled via a magnetic field, so that the metal ring 2 can function more reliably as a radiating element.
  • the RFID tag 3 is provided so that the longitudinal direction of the loop surface of the loop electrode 33 is along the circumferential direction of the metal ring 2. .
  • the coupling degree of the loop electrode 33 and the metal ring 2 can be improved, and the metal ring 2 can function more reliably as a radiation element.
  • the insulating sheet 4 is wound so as to cover the RFID tag 3 and the metal ring 2 with the adhesive layer 4a inside. .
  • the RFID tag 3 can be easily and firmly secured to the metal ring 2 by the insulating sheet 4 even for the metal ring 2 that does not have a flat surface facing the entire first surface 31 ⁇ / b> A serving as the mounting surface of the RFID tag 3. Can be attached to.
  • the size (peripheral length) of the metal ring 2 is sufficiently larger than the size of the RFID tag 3, so that as shown in FIG.
  • the magnetic field radiated from the metal ring 2 can be reduced as the distance from the RFID tag 3 increases.
  • a plurality of RFID tags 3 may be attached to one metal ring 2.
  • the plurality of RFID tags 3 are preferably attached to the metal ring 2 at equal intervals.
  • emitted from the perimeter of the metal ring 2 can be made more uniform.
  • the identifiers for example, EPC (Electronic Product Code), TID (Tag ID)
  • EPC Electronic Product Code
  • TID Tag ID
  • the identifiers of the plurality of RFID tags 3 may be attached to the metal ring 2 with the same identifier.
  • a part of the identifiers (for example, EPC) of each RFID tag 3 may be rewritten so as to be different from each other.
  • the insulating sheet 4 is wound around the entire circumference of the metal ring 2 as shown in FIG. It is not limited to this.
  • the insulating sheet 4 may be wound only on the attachment part of the RFID tag 3 of the metal ring 2.
  • the one end 4 b and the other end 4 c of the insulating sheet 4 are connected on the outer peripheral side of the metal ring 1.
  • the present invention is not limited to this.
  • the one end 4 b and the other end 4 c of the insulating sheet 4 may be connected on the inner peripheral side of the metal ring 1.
  • the metal ring 2 is formed in a complete ring shape having no end portion. Is not limited to this.
  • the metal ring 2 may be formed by winding a metal wire in an annular shape.
  • the metal ring 2 may have a notch in part. That is, both ends of the metal ring 2 may not be connected.
  • providing a notch in a part of metal ring 2 providing in the position away from the RFID tag 3 is preferable. Thereby, the fall of the characteristic as an antenna of metal rings 2 can be controlled.
  • the metal ring 2 has a circular cross section as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this.
  • the cross section of the metal ring 2 may be a polygon such as a rectangle or a hexagon, or an ellipse. That is, the metal ring 2 may be, for example, a cylindrical metal sleeve (see FIG. 10 described later).
  • the RFID tag 3 is attached to the metal ring 2 by the insulating sheet 4, but the present invention is not limited to this.
  • the RFID tag 3 may be attached to the metal ring 2 with an adhesive or the like.
  • the RFID tag 3 is provided so that the loop surface of the loop electrode 33 extends along the circumferential direction CD of the metal ring 2, thereby coupling the loop electrode 33 and the metal ring 2 via a magnetic field.
  • the metal ring 2 can function as a radiating element.
  • the RFID tag 3 having the structure shown in FIG. 3 is used, but the present invention is not limited to this.
  • the RFID tag 3 as shown in FIG. 8A, an RFID tag in which a first metal pin 331 and a first conductor pattern 334, and a second metal pin 332 and a second conductor pattern 335 are arranged shifted in the depth direction. 3A may be used.
  • the RFID tag 3 has a substrate 34 that is smaller in size than the resin block 31, and the first conductor pattern 334 and the second conductor pattern 335 are formed on the second surface 31B of the resin block 31 and the substrate 34.
  • An RFID tag 3B formed on the other main surface may be used.
  • an RFID tag 3C having a loop electrode formed in a coil shape by dividing the flat electrode 333 into a plurality of pieces may be used.
  • the loop electrode includes a plurality of flat electrodes 333, a plurality of first metal pins 331, a plurality of second metal pins 332, a first conductor pattern 334, a second conductor pattern 335, and a substrate 34.
  • a plurality of third conductor patterns 336 formed on the other main surface of the first conductor pattern 336 are connected in series.
  • the resin block 31 is shown in a transparent manner, and only the components constituting the loop electrode are hatched.
  • 9A and 9B are cross-sectional views showing the attachment method.
  • the block-like RFIC tag 3 is supported on the adhesive layer 4 a of the insulating sheet 4.
  • the insulating sheet 4 is wound so as to cover the RFID tag 3 and the metal ring 2 with the adhesive layer 4a inside.
  • the RFID tag 3 is arranged so that the loop surface of the loop electrode 33 is along the extending direction (circumferential direction CD) of the metal ring 2. More specifically, the RFID tag 3 is disposed such that the longitudinal direction of the loop surface of the loop electrode 33 is along the extending direction (circumferential direction CD) of the metal ring 2.
  • one end 4b and the other end 4c of the insulating sheet 4 are connected to each other by the adhesive layer 4a on the outer peripheral side of the metal ring 2, and the RFID tag 3 is connected to the metal ring. 2 is attached.
  • the block-like RFID tag 3 can be easily and firmly attached to the metal ring 2 by the insulating sheet 4.
  • the RFID tag 3 is provided so that the loop surface of the loop electrode 33 is along the extending direction of the metal ring 2. Thereby, the loop-shaped electrode 33 and the metal ring 2 can be coupled via a magnetic field, so that the metal ring 2 can function more reliably as a radiating element.
  • the longitudinal direction of the loop surface of the loop-shaped electrode 33 is provided along the extending direction of the metal ring 2.
  • the RFID tag 3 is attached to the metal ring 2 in the method of attaching the RFID tag 3 according to the first embodiment, the present invention is not limited to this.
  • the insulating sheet 4 even for a metal wire that does not have a flat surface facing the entire first surface 31 ⁇ / b> A of the RFID tag 3, for example, an arc-shaped wire or a wire with a rectangular cross section with a small width, The tag 3 can be easily and firmly attached.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of an article management system 100 using the metal ring 1 with an RFID tag according to the first embodiment.
  • the Z-axis direction indicates the height direction
  • the X-axis direction and the Y-axis direction indicate the horizontal direction. This XYZ coordinate system is intended to facilitate understanding of the invention and is not intended to limit the invention.
  • the article management system 100 is a system that manages a plurality of articles using the metal ring 1 with an RFID tag.
  • the metal ring 2 is a cylindrical metal sleeve and the RFID tag 3 is attached to the inner peripheral side of the metal ring 1 as an example.
  • the insulating sheet 4 is not shown in consideration of easy viewing of the drawing.
  • the article management system 100 includes an article holder 101 that holds a plurality of metal rings 1 with RFID tags and a reader device 102.
  • the article holder 101 includes a main body part 111, two arm parts 112 extending from the main body part 111 in a lateral direction and on which a plurality of metal rings 1 with RFID tags are hung, and a cable antenna 113. .
  • a plurality of casters 114 are attached to the main body 111 so that the article holder 101 can travel.
  • the two arm portions 112 are arranged in parallel in the height direction (Z direction), and are attached to the main body portion 111 so as to extend in the horizontal direction (Y-axis direction), respectively.
  • the cable antenna 113 is an antenna for performing wireless communication with the RFID tag 3.
  • the cable antenna 113 is attached along the lower portion of the arm portion 112 so as to be positioned inside the plurality of metal rings 1 with RFID tags that are hung on the arm portion 112.
  • the base end portion of the cable antenna 113 is connected to the auxiliary antenna 115.
  • the auxiliary antenna 115 is attached to the main body 111.
  • the reader device 102 is, for example, a portable handheld device. In the first embodiment, the reader device 102 does not perform wireless communication directly with the RFID tag 3 but performs wireless communication with the RFID tag 3 via the cable antenna 113 and the auxiliary antenna 115. Each RFID tag 3 stores information on the metal ring 2 to which the RFID tag 3 is attached, for example, information such as an identification number, a lot number, and a manufacturing date.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the cable antenna 113 and the auxiliary antenna 115.
  • hatching is omitted for some components in consideration of easy viewing of the drawing.
  • the cable antenna 113 includes a cable part 121, a matching circuit part 122, and a magnetic body 123.
  • the cable part 121 is a part that functions as an antenna for transmitting and receiving radio waves (signals) S.
  • the cable portion 121 has a so-called coaxial cable shape, for example, an inner conductor 124 such as a copper wire, an insulator 125 that covers the inner conductor 124, and an outer conductor 126 such as a copper mesh that covers the insulator 125. It has. That is, the outer conductor 126 is spaced apart from the inner conductor 124 (so that the characteristic impedance of the signal conductor is constant (for example, 50 ⁇ )), and the extending direction of the cable antenna 113 together with the inner conductor 124 ( (Y-axis direction).
  • a sheath (not shown) made of an insulating material may be provided outside the outer conductor 126.
  • the matching circuit unit 122 is provided at the tip 113a of the cable antenna 113.
  • the matching circuit unit 122 is configured to be connected between one end of the inner conductor 124 of the cable unit 121 and one end of the outer conductor 126 to perform impedance matching.
  • the matching circuit unit 122 is configured as a circuit board.
  • the matching circuit unit 122 includes an insulating substrate 131, a front-side electrode 132 formed on one surface of the insulating substrate 131, and a back-side electrode 133 formed on the other surface of the insulating substrate 131. It is configured as a substrate.
  • One end of the cable portion 121 of the cable antenna 113 is attached to one surface of the insulating substrate 131, that is, a portion of the surface where the front electrode 132 is not present.
  • the inner conductor 124 of the cable portion 121 is electrically (direct current) connected to the front electrode 132.
  • the front-side electrode 132 that is electrically connected to the inner conductor 124 of the cable part 121 is electrically (DC) connected to the back-side electrode 133 via an interlayer connector 134 such as a via-hole conductor formed on the insulating substrate 131. Yes.
  • a part of the back side electrode 133 faces the external conductor 126 of the cable portion 121 with the insulating substrate 131 interposed therebetween, and a capacitance is formed between them (capacitive coupling).
  • FIG. 12 shows an equivalent circuit of the matching circuit unit 122.
  • the equivalent circuit of the matching circuit unit 122 includes a capacitance C and an inductance L.
  • Capacitance C is realized by capacitively coupling a part of the back-side electrode 133 to the external conductor 126 of the cable unit 121 with the insulating substrate 131 interposed therebetween.
  • the inductance L is realized by the parasitic inductances of the front side electrode 132, the back side electrode 133, and the interlayer connector 134, and the like.
  • the thickness of the insulating substrate 131, the size (area) of the portion of the back electrode 133 that faces the external conductor 126 across the insulating substrate 131, the size and shape of the front electrode 132 and the back electrode 133, and the thickness of the interlayer connector 134 By appropriately determining the above, a desired capacitance C and inductance L can be obtained. Thereby, the matching circuit unit 122 can achieve impedance matching between the inner conductor 124 and the outer conductor 126 so that transmission loss is suppressed at the communication frequency of the RFID tag 3.
  • a cable antenna 113 even if it is in contact with or close to a metal body (metal arm portion 112) or surrounded by a metal body (metal ring 2), it can be used as an antenna of another structure. Compared to communication characteristics, it is less affected.
  • the magnetic body 123 is a sleeve-shaped member made of a magnetic material.
  • the magnetic body 123 is extrapolated to the cable portion 121.
  • the magnetic body 123 is used to limit a portion of the cable antenna 113 from which the radio wave S is radiated (or receives the radio wave). Specifically, the radio wave S is radiated from the radio wave radiation portion 113b of the cable antenna 113 from the magnetic body 123 to the tip portion 113a. On the other hand, the emission of radio waves from the portion from the magnetic body 123 to the base end side is suppressed.
  • the auxiliary antenna 115 connected to the cable antenna 113 is, for example, a patch antenna, and a radiation plate 141 that transmits and receives the radio wave S, and a ground that is disposed at a distance from the radiation plate 141.
  • the other end of the inner conductor 124 of the cable portion 121 of the cable antenna 113 is electrically (direct current) connected to the radiation plate 141 of the auxiliary antenna 115 as a power feeding portion of the cable antenna 113.
  • the other end of the external conductor 126 is connected to the ground plate 142.
  • the ground plate 142 is grounded.
  • Such cable antenna 113 and auxiliary antenna 115 function as a so-called repeater in communication between the reader device 102 and the RFID tag 3. That is, as shown in FIG. 11, the radio wave S from the reader device 102 is received by the radiation plate 141 of the auxiliary antenna 115 and radiated from the external conductor 126 of the cable portion 121 of the cable antenna 113. The radio wave S radiated from the external conductor 126 reaches the RFID tag 3.
  • the radio wave from the RFID tag 3 is received by the outer conductor 126 of the cable portion 121 of the cable antenna 113 and transmitted from the radiation plate 141 of the auxiliary antenna 115 toward the reader device 102.
  • the cable antenna 113 has a coaxial cable structure.
  • the present invention is not limited to this, and the cable antenna 113 may have a flat cable structure, a leaky coaxial cable structure, or the like. Good.
  • the reader device 102 has a reader function for reading information of the RFID tag 3, but the present invention is not limited to this.
  • the reader device 102 may be configured to have a reader / writer function of reading information from the RFID tag 3 and writing information to the RFID tag 3.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view showing a schematic configuration of a metal ring 1A with an RFID tag according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the metal ring 1A with an RFID tag according to the second embodiment is different from the metal ring 1 with an RFID tag according to the first embodiment in the gap between the RFID tag 3, the metal ring 2, and the adhesive layer 4a.
  • the buffer member 5 is provided.
  • the buffer member 5 is made of, for example, a rubber material or a foam material.
  • the buffer member 5 can eliminate the gap between the RFID tag 3, the metal ring 2, and the adhesive layer 4a. Thereby, the intensity
  • 14A and 14B are cross-sectional views showing the attachment method.
  • the buffer member 5 is provided on the adhesive layer 4 a of the insulating sheet 4, and the block-like RFIC tag 3 is supported by the buffer member 5. At this time, the one end 4 b and the other end 4 c of the insulating sheet 4 are exposed so as not to be covered by the buffer member 5.
  • the insulating sheet 4 is wound so as to cover the RFID tag 3 and the metal ring 2 with the adhesive layer 4a inside.
  • the RFID tag 3 is arranged so that the loop surface of the loop electrode 33 is along the extending direction (circumferential direction CD) of the metal ring 2. More specifically, the RFID tag 3 is disposed such that the longitudinal direction of the loop surface of the loop electrode 33 is along the extending direction (circumferential direction CD) of the metal ring 2.
  • the one end 4b and the other end 4c of the insulating sheet 4 are connected to each other by the adhesive layer 4a on the outer peripheral side of the metal ring 2, and the RFID tag 3 is connected to the metal ring. 2 is attached. Further, when the insulating sheet 4 is wound so as to cover the RFID tag 3 and the metal ring 2, the buffer member 5 is deformed so as to fill a gap between the RFID tag 3, the metal ring 2 and the insulating sheet 4. . Thereby, the intensity
  • the metal ring can be made to function more reliably as a radiating element, which is useful for applications such as process management and logistics management of articles provided with the metal ring.

Abstract

金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができるＲＦＩＤタグ付き金属製リングを提供する。本発明に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングは、金属製リングと、ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子及び前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極を有するＲＦＩＤタグと、を備え、ＲＦＩＤタグは、ループ状電極のループ面が金属製リングの円周方向に沿うように設けられ、ループ状電極と金属製リングとが磁界を介して結合し、金属製リングが放射素子として機能するように構成されている。

Description

ＲＦＩＤタグ付き金属製リング及びＲＦＩＤタグの取付方法
　本発明は、ＲＦＩＤタグ（Radio Frequency Identification）付き金属製リング及びＲＦＩＤタグの取付方法に関する。
　従来、物品の金属面を放射体として利用するように構成されたＲＦＩＤタグ（電磁結合モジュール）付き物品が知られている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開公報第２００７／１２５６８３号
　特許文献１では、ＲＦＩＤタグを取り付ける物品がＲＦＩＤタグの取付面全体に対向する平面を有するものであることを前提にしている。このため、ＲＦＩＤタグを取り付ける物品がＲＦＩＤタグの取付面全体に対向する平面を有しない金属製リングである場合には、特許文献１の技術では、当該金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができない。
　本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができるＲＦＩＤタグ付き金属製リング及びＲＦＩＤタグの取付方法を提供することにある。
　本発明の一態様に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングは、金属製リングと、
　ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子及び前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極を有するＲＦＩＤタグと、
　を備え、
　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ状電極のループ面が前記金属製リングの円周方向に沿うように設けられ、前記ループ状電極と前記金属製リングとが磁界を介して結合し、前記金属製リングが放射素子として機能するように構成されている。
　本発明の一態様に係るＲＦＩＤタグの取付方法は、ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子と前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極とを有するブロック状のＲＦＩＤタグを金属製線材に取り付ける方法であって、
　絶縁性シートの粘着層に前記ＲＦＩＤタグを支持させ、前記絶縁性シートを、前記粘着層を内側にして前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と覆うように巻きつけることを含む。
　本発明によれば、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができる。
本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングの概略構成を示す断面図である。 図１のＡ１－Ａ１線断面図である。 図１の拡大断面図である。 金属製リングが放射素子として機能する動作原理を示す断面図である。 金属製リングから放射される磁界を示す断面図である。 １つの金属製リングに対して複数のＲＦＩＤタグが取り付けられたＲＦＩＤタグ付き金属製リングの概略構成を示す断面図である。 金属製リングのＲＦＩＤタグの取付部分のみに絶縁性シートを巻き付けた変形例を示す断面図である。 ＲＦＩＤタグの変形例を一部透過して示す斜視図である。 ＲＦＩＤタグの変形例を一部透過して示す斜視図である。 ＲＦＩＤタグの変形例を一部透過して示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの取付方法の一例を示す断面図である。 図９Ａに続く取付工程を示す断面図である。 図１のＲＦＩＤタグ付き金属製リングを用いた物品管理システムの概略構成を示す斜視図である。 ケーブルアンテナ及び補助アンテナの概略構成を示す断面図である。 整合回路部の等価回路を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングの概略構成を示す拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの取付方法の一例を示す断面図である。 図１４Ａに続く取付工程を示す断面図である。
　本発明の一態様に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングは、金属製リングと、
　ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子及び前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極を有するＲＦＩＤタグと、
　を備え、
　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ状電極のループ面が前記金属製リングの円周方向に沿うように設けられ、前記ループ状電極と前記金属製リングとが磁界を介して結合し、前記金属製リングが放射素子として機能するように構成されている。
　この構成によれば、ループ状電極のループ面が金属製リングの円周方向に沿うようにＲＦＩＤタグを設けることで、ループ状電極と金属製リングとを磁界を介して結合させて、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができる。
　なお、前記ループ状電極のループ面は、長手方向と短手方向とを有し、前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ面の長手方向が前記金属製リングの円周方向に沿うように設けられてもよい。この構成によれば、ループ状電極と金属製リングとの結合度を向上させて、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、粘着層を有する絶縁性シートを更に備え、前記絶縁性シートは、前記粘着層を内側にして前記ＲＦＩＤタグと前記金属製リングとを覆うように巻きつけられてもよい。この構成によれば、絶縁性シートによってＲＦＩＤタグを金属製リングに簡単且つ強固に取り付けることができる。
　また、前記ＲＦＩＤタグと前記金属製リングと前記粘着層との隙間を埋める緩衝部材を更に備えてもよい。この構成によれば、ＲＦＩＤタグ付き金属製リングの強度を向上させることができる。
　本発明の一態様に係るＲＦＩＤタグの取付方法は、ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子と前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極とを有するブロック状のＲＦＩＤタグを金属製線材に取り付ける方法であって、
　絶縁性シートの粘着層に前記ＲＦＩＤタグを支持させ、前記絶縁性シートを、前記粘着層を内側にして前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と覆うように巻きつけることを含む。
　この方法によれば、絶縁性シートによってブロック状のＲＦＩＤタグを金属製線材に簡単且つ強固に取り付けることができる。
　なお、前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ状電極と前記金属製線材とが磁界を介して結合し、前記金属製線材が放射素子として機能するように、前記ループ状電極のループ面が前記金属製線材の延在方向に沿うように設けられてもよい。この方法によれば、ループ状電極のループ面が金属製リングの円周方向に沿うようにＲＦＩＤタグを金属製リングに取り付けることで、ループ状電極と金属製リングとを磁界を介して結合させて、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、前記ループ状電極のループ面は、長手方向と短手方向とを有し、前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ面の長手方向が前記金属製線材の延在方向に沿うように設けられてもよい。この方法によれば、ループ状電極と金属製リングとの結合度を向上させて、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、前記絶縁性シートの粘着層上に緩衝部材を設け、前記絶縁性シートを前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と覆うように巻きつけたとき、前記緩衝部材が前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と前記絶縁性シートとの隙間を埋めてもよい。この方法によれば、ＲＦＩＤタグ付き金属製リングの強度を向上させることができる。
　以下、実施の形態に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング及びＲＦＩＤタグの取付方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リングの概略構成を示す断面図である。図２は、図１のＡ１－Ａ１線断面図である。
　図１及び図２に示すように、ＲＦＩＤタグ付き金属製リング１は、金属製リング２と、ＲＦＩＤタグ３と、絶縁性シート４とを備えている。
　金属製リング２は、例えば、リングギア、シールリング、ベアリングである。本実施の形態１において、金属製リング２は、円形断面を有している。金属製リング２の円周の長さは、例えば、９００ＭＨｚ帯、すなわちＵＨＦ帯の通信周波数の１波長以上の長さである。
　ＲＦＩＤタグ３は、金属製リング２の断面により小さい断面を有する小型でブロック状のＲＦＩＤタグである。本実施の形態１において、ＲＦＩＤタグ３は、直方体形状に形成されている。ＲＦＩＤタグ３のサイズは、例えば、２．８ｍｍ×２．３ｍｍ×５．５ｍｍである。
　絶縁性シート４は、絶縁性を有するフレキシブルなシートである。絶縁性シート４の一方の主面には粘着層４ａが形成されている。絶縁性シート４は、図２に示すように、粘着層４ａを内側にして金属製リング２とＲＦＩＤタグ３とを覆うように巻きつけられている。本実施の形態１において、絶縁性シート４は、金属製リング２の全周に巻きつけられている。また、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとは、金属製リング２の外周側で互いの粘着層４ａにより接続されている。
　図３は、図１の拡大断面図である。なお、図３においては、絶縁性シート４の図示を省略している。
　図３に示すように、ＲＦＩＤタグ３は、樹脂ブロック３１と、給電部となるＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）素子３２と、アンテナ素子となるループ状電極３３とを備えている。
　樹脂ブロック３１は、金属製リング２に対して取付面（結合面）となる第１面３１Ａと、第１面に対して対向する第２面３１Ｂとを有している。樹脂ブロック３１は、例えば、エポキシ樹脂などの硬質な樹脂材料により構成されている。また、樹脂ブロック３１は、例えば、直方体形状に形成されている。
　ＲＦＩＣ素子３２は、基板３４の一方の主面に実装され、樹脂ブロック３１の第２面３１Ｂに埋め込まれるように設けられている。ＲＦＩＣ素子３２は、例えば、９００ＭＨｚ帯、すなわちＵＨＦ帯の通信周波数に対応するＲＦＩＣ素子である。ＲＦＩＣ素子３２は、ループ状電極３３に接続されている。
　ループ状電極３３は、第１金属ピン３３１と、第２金属ピン３３２と、平板状電極３３３と、第１導体パターン３３４と、第２導体パターン３３５とを備えている。ループ状電極３３は、第１導体パターン３３４、第１金属ピン３３１、平板状電極３３３、第２金属ピン３３２、第２導体パターン３３５を直列に接続することにより構成されている。
　基板３４は、樹脂ブロック３１の第２面３１Ｂ側に設けられている。本実施の形態１において、基板３４は、樹脂ブロック３１の第２面３１Ｂに埋め込まれるように設けられている。基板３４は、例えば、エポキシ樹脂などの硬質な樹脂材料により構成されている。また、基板３４は、例えば、矩形状に形成されている。
　ＲＦＩＤタグ３は、ループ状電極３３と金属製リング２とが磁界を介して結合し、金属製リング２が放射素子として機能するように、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の円周方向ＣＤに沿うように設けられている。ここで、ループ面とは、第１金属ピン３３１、第２金属ピン３３２、平板状電極３３３、第１導体パターン３３４、及び第２導体パターン３３５をそれぞれ横切る平面である。
　また、本実施の形態１において、ループ状電極３３のループ面は、長手方向と短手方向とを有している。すなわち、平板状電極３３３、第１導体パターン３３４、及び第２導体パターン３３５の延在方向が長手方向となり、第１金属ピン３３１及び第２金属ピン３３２の延在方向が短手方向となる。ＲＦＩＤタグ３は、ループ面の長手方向が金属製リング２の円周方向ＣＤに沿うように設けられている。
　なお、ＲＦＩＤタグ３と金属製リング２とは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。本実施の形態１において、ＲＦＩＤタグ３は、金属製リング２に対して接触していないものとする。また、樹脂ブロック３１の第１面３１Ａには、平板状電極３３３を覆うように保護層が設けられてもよい。
　また、基板３４には、図示しないが、第１導体パターン３３４と第２導体パターン３３５とに接続される２つのチップキャパシタが実装されている。２つのチップキャパシタは、ＲＦＩＣ素子３２と並列に配置され、ＲＦＩＣ素子３２は、ループ状電極３３と２つのチップキャパシタとによりインピーダンス整合される。ループ状電極３３と２つのチップキャパシタとでＬＣ共振回路が構成されている。
　次に、ループ状電極３３と金属製リング２とが磁界を介して結合し、金属製リング２が放射素子として機能する動作原理について簡単に説明する。図４は、当該動作原理を示す断面図である。
　ＲＦＩＤタグ３の情報を読み取るためにリーダ装置（図示せず）から放射された電波を金属製リング２が受けると、図４にて金属製リング２内に実線矢印で示すように、金属製リング２に電流が流れる。この電流により、図４にて点線矢印に示すように、磁界が発生する。この磁界は、ループ状電極３３のループ面を横切るように流れる。これにより、図４にてＲＦＩＤタグ３内に実線矢印で示すように、ループ状電極３３に電流が流れ、ＲＦＩＣ素子３２を起動させる起電力が発生する。ＲＦＩＣ素子３２に記憶された情報は、ループ状電極３３と金属製リング２とが磁界を介して結合して、金属製リング２が磁界放射型の放射素子として機能することにより、リーダ装置（図示せず）に送信される。これにより、ＲＦＩＣ素子３２に記憶された情報を読み取ることが可能になる。
　本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１によれば、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の円周方向ＣＤに沿うようにＲＦＩＤタグ３を設けられている。これにより、ループ状電極３３と金属製リング２とを磁界を介して結合させて、金属製リング２を放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１によれば、ループ状電極３３のループ面の長手方向が金属製リング２の円周方向に沿うようにＲＦＩＤタグ３を設けている。これにより、ループ状電極３３と金属製リング２との結合度を向上させて、金属製リング２を放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１によれば、絶縁性シート４が粘着層４ａを内側にしてＲＦＩＤタグ３と金属製リング２とを覆うように巻きつけられている。これにより、ＲＦＩＤタグ３の取付面となる第１面３１Ａの全体に対向する平面を有しない金属製リング２に対しても、絶縁性シート４によってＲＦＩＤタグ３を金属製リング２に簡単且つ強固に取り付けることができる。
　なお、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、ＲＦＩＤタグ３の大きさに比べて金属製リング２の大きさ（周長）が十分大きいので、図５に示すように、ＲＦＩＤタグ３から離れるほど金属製リング２から放射される磁界が小さくなり得る。このため、図６に示すように、１つの金属製リング２に対して複数のＲＦＩＤタグ３を取り付けてもよい。これにより、金属製リング２の全周から磁界を放射することが可能になる。また、この場合、複数のＲＦＩＤタグ３は、均等間隔で金属製リング２に取り付けられることが好ましい。これにより、金属製リング２の全周から放射される磁界をより均一にすることができる。その結果、リーダ装置（図示せず）を金属製リング２のどの部分に近づけても、当該リーダ装置によってＲＦＩＤタグ３の情報をより確実に読み取ることができる。なお、この場合、複数のＲＦＩＤタグ３の識別子（例えば、ＥＰＣ（Electronic Product Code）、ＴＩＤ（Tag ID））を同一にして金属製リング２に取り付ければよい。複数のＲＦＩＤタグ３の間で更に識別する必要がある場合、各ＲＦＩＤタグ３の識別子の一部（例えば、ＥＰＣ）を互いに異なるように書き換えればよい。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、図１に示すように、絶縁性シート４が金属製リング２の全周に巻きつけられるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、絶縁性シート４は、金属製リング２のＲＦＩＤタグ３の取付部分のみに巻き付けられてもよい。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、図２に示すように、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとが金属製リング１の外周側で接続されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとは、金属製リング１の内周側で接続されてもよい。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、図１に示すように、金属製リング２が端部を有しない完全な環状に形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、金属製リング２は、金属製線材を環状に巻き回して形成されてもよい。また、金属製リング２は、一部に切欠きを有してもよい。すなわち、金属製リング２は、両端部が接続されていなくてもよい。なお、金属製リング２の一部に切欠きを設ける場合は、ＲＦＩＤタグ３から離れた位置に設けることが好ましい。これにより、金属製リング２のアンテナとしての特性の低下を抑えることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、図２に示すように、金属製リング２の断面が円形であるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、金属製リング２の断面は、四角形、六角形などの多角形や、楕円形などであってもよい。すなわち、金属製リング２は、例えば、円筒状の金属スリーブ（後述する図１０参照）であってもよい。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、絶縁性シート４によってＲＦＩＤタグ３を金属製リング２に取り付けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、接着剤等によってＲＦＩＤタグ３を金属製リング２に取り付けてもよい。この構成によっても、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の円周方向ＣＤに沿うようにＲＦＩＤタグ３を設けることで、ループ状電極３３と金属製リング２とを磁界を介して結合させて、金属製リング２を放射素子として機能させることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１においては、ＲＦＩＤタグ３として図３に示す構造のものを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＲＦＩＤタグ３として、図８Ａに示すように、第１金属ピン３３１及び第１導体パターン３３４と、第２金属ピン３３２及び第２導体パターン３３５とが奥行き方向にずれて配置されたＲＦＩＤタグ３Ａを用いてもよい。また、ＲＦＩＤタグ３として、図８Ｂに示すように、基板３４が樹脂ブロック３１よりもサイズが小さく、第１導体パターン３３４及び第２導体パターン３３５が樹脂ブロック３１の第２面３１Ｂ及び基板３４の他方の主面に形成されたＲＦＩＤタグ３Ｂを用いてもよい。また、ＲＦＩＤタグ３として、図８Ｃに示すように、平板状電極３３３を複数に分割して、コイル状に構成されたループ状電極を有するＲＦＩＤタグ３Ｃを用いてもよい。この場合、ループ状電極は、複数の平板状電極３３３と、複数の第１金属ピン３３１と、複数の第２金属ピン３３２と、第１導体パターン３３４と、第２導体パターン３３５と、基板３４の他方の主面に形成された複数の第３導体パターン３３６とを直列に接続することにより構成される。なお、図８Ａ～図８Ｃでは、樹脂ブロック３１を透過して示し、ループ状電極を構成する部品にのみハッチングを付している。
　次に、金属製リング２に対するＲＦＩＤタグ３の取付方法の一例について説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、当該取付方法を示す断面図である。
　まず、図９Ａに示すように、絶縁性シート４の粘着層４ａにブロック状のＲＦＩＣタグ３を支持させる。
　次いで、図９Ｂに示すように、絶縁性シート４を、粘着層４ａを内側にしてＲＦＩＤタグ３と金属製リング２とを覆うように巻きつける。このとき、ＲＦＩＤタグ３は、図３に示すように、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の延在方向（円周方向ＣＤ）に沿うように配置する。より具体的には、ＲＦＩＤタグ３は、ループ状電極３３のループ面の長手方向が金属製リング２の延在方向（円周方向ＣＤ）に沿うように配置する。
　これにより、図２に示すように、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとが、金属製リング２の外周側で互いの粘着層４ａにより接続され、ＲＦＩＤタグ３が金属製リング２に取り付けられる。
　本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ３の取付方法によれば、絶縁性シート４によってブロック状のＲＦＩＤタグ３を金属製リング２に簡単且つ強固に取り付けることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ３の取付方法によれば、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の延在方向に沿うようにＲＦＩＤタグ３を設けている。これにより、ループ状電極３３と金属製リング２とを磁界を介して結合させて、金属製リング２を放射素子としてより確実に機能させることができる。
　また、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ３の取付方法によれば、ループ状電極３３のループ面の長手方向が金属製リング２の延在方向に沿うように設けられている。これにより、ループ状電極３３と金属製リング２との結合度を向上させて、金属製リング２を放射素子としてより確実に機能させることができる。
　なお、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ３の取付方法においては、ＲＦＩＤタグ３を金属製リング２に取り付けるものとしたが、本発明はこれに限定されない。絶縁性シート４を用いることで、ＲＦＩＤタグ３の第１面３１Ａの全体に対向する平面を有しない金属製線材、例えば、円弧状の線材や幅が小さい矩形断面の線材に対しても、ＲＦＩＤタグ３を簡単且つ強固に取り付けることができる。
　次に、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１を用いた物品管理システム１００について説明する。図１０は、本実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１を用いた物品管理システム１００の概略構成を示す斜視図である。なお、図中に示すＸ－Ｙ－Ｚ座標系は、Ｚ軸方向が高さ方向を示し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向を示している。このＸ－Ｙ－Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。
　物品管理システム１００は、ＲＦＩＤタグ付き金属製リング１を利用して複数の物品を管理するシステムである。以下では、金属製リング２が円筒状の金属スリーブであり、ＲＦＩＤタグ３が金属製リング１の内周側に取り付けられたものを例に挙げて説明する。なお、絶縁性シート４は、図面の見易さを考慮して、図示を省略している。
　図１０に示すように、物品管理システム１００は、複数のＲＦＩＤタグ付き金属製リング１を保持する物品保持具１０１と、リーダ装置１０２とを有している。
　物品保持具１０１は、本体部１１１と、本体部１１１から横方向に延在して複数のＲＦＩＤタグ付き金属製リング１が掛けられる２本のアーム部１１２と、ケーブルアンテナ１１３とを備えている。
　本体部１１１には、物品保持具１０１が走行可能となるように、複数のキャスタ１１４が取り付けられている。２本のアーム部１１２は、高さ方向（Ｚ方向）に並列に配置され、それぞれ水平方向（Ｙ軸方向）に延在するように本体部１１１に取り付けられている。
　ケーブルアンテナ１１３は、ＲＦＩＤタグ３と無線通信を行うためのアンテナである。ケーブルアンテナ１１３は、アーム部１１２に掛けられる複数のＲＦＩＤタグ付き金属製リング１の内側に位置するように、アーム部１１２の下部に沿って取り付けられている。ケーブルアンテナ１１３の基端部は、補助アンテナ１１５に接続されている。補助アンテナ１１５は、本体部１１１に取り付けられている。
　リーダ装置１０２は、例えば、持ち運び可能なハンディタイプの装置である。本実施の形態１において、リーダ装置１０２は、ＲＦＩＤタグ３と直接的に無線通信を行わず、ケーブルアンテナ１１３及び補助アンテナ１１５を介してＲＦＩＤタグ３と無線通信を行う。各ＲＦＩＤタグ３には、当該ＲＦＩＤタグ３が取り付けられた金属製リング２の情報、例えば、識別番号、ロット番号、製造年月日などの情報が記憶されている。
　図１１は、ケーブルアンテナ１１３及び補助アンテナ１１５の概略構成を示す断面図である。なお、図１１においては、図面の見易さを考慮して、一部の構成要素についてはハッチングを省略している。
　図１１に示すように、ケーブルアンテナ１１３は、ケーブル部１２１と、整合回路部１２２と、磁性体１２３とを備えている。
　ケーブル部１２１は、電波（信号）Ｓを送受信するアンテナとして機能する部分である。また、ケーブル部１２１は、いわゆる同軸ケーブル状であって、例えば銅線などの内部導体１２４と、内部導体１２４を被覆する絶縁体１２５と、絶縁体１２５を被覆する銅網などの外部導体１２６とを備えている。すなわち、外部導体１２６は、内部導体１２４に対して所定の間隔をあけて（信号導体の特性インピーダンスが一定（例えば５０Ω）になるように）、内部導体１２４とともに、ケーブルアンテナ１１３の延在方向（Ｙ軸方向）に配置されている。なお、外部導体１２６の外側には、絶縁材料から作製されたシース（図示せず）が設けられてもよい。
　整合回路部１２２は、ケーブルアンテナ１１３の先端部１１３ａに設けられている。また、整合回路部１２２は、ケーブル部１２１の内部導体１２４における一方の端部と外部導体１２６における一方の端部との間に接続されてインピーダンス整合をとるように構成されている。
　本実施の形態１において、整合回路部１２２は、回路基板として構成されている。具体的には、整合回路部１２２は、絶縁基板１３１と、絶縁基板１３１の一方の表面に形成された表側電極１３２と、絶縁基板１３１の他方の表面に形成された裏側電極１３３とを備える回路基板として構成されている。
　ケーブルアンテナ１１３のケーブル部１２１における一方の端部は、絶縁基板１３１の一方の表面上に、すなわち表側電極１３２がない表面の部分に取り付けられている。ケーブル部１２１の内部導体１２４は、表側電極１３２に電気的（直流的）に接続されている。
　ケーブル部１２１の内部導体１２４と電気的に接続する表側電極１３２は、絶縁基板１３１に形成されたビアホール導体などの層間接続体１３４を介して裏側電極１３３に電気的（直流的）に接続されている。
　また、裏側電極１３３の一部が、絶縁基板１３１を挟んでケーブル部１２１の外部導体１２６に対向し、それらの間に容量を形成している（容量結合している）。
　図１２は、整合回路部１２２の等価回路を示している。図１２に示すように、整合回路部１２２の等価回路は、キャパシタンスＣとインダクタンスＬとによって構成されている。キャパシタンスＣは、裏側電極１３３の一部が絶縁基板１３１を挟んでケーブル部１２１の外部導体１２６に容量結合することによって実現される。インダクタンスＬは、表側電極１３２、裏側電極１３３、及び層間接続体１３４のそれぞれの寄生インダクタンスなどによって実現される。
　絶縁基板１３１の厚さ、絶縁基板１３１を挟んで外部導体１２６に対向する裏側電極１３３の部分の大きさ（面積）、表側電極１３２と裏側電極１３３の大きさや形状、層間接続体１３４の太さなどを適切に決定することにより、所望のキャパシタンスＣとインダクタンスＬを得ることができる。これにより、整合回路部１２２は、ＲＦＩＤタグ３の通信周波数において伝送損失が抑制されるように、内部導体１２４と外部導体１２６との間でインピーダンス整合をとることができる。
　このようなケーブルアンテナ１１３によれば、金属体（金属製のアーム部１１２）に接触又は近接していても、金属体（金属製リング２）に囲まれていても、他の構造のアンテナに比べて通信特性に対する影響を受けにくい。
　磁性体１２３は、磁性材料から作製されたスリーブ状の部材である。磁性体１２３は、ケーブル部１２１に外挿されている。この磁性体１２３は、電波Ｓが放射される（又は電波を受信する）ケーブルアンテナ１１３の部分を制限するために使用される。具体的には、電波Ｓは、磁性体１２３から先端部１１３ａまでのケーブルアンテナ１１３の電波放射部１１３ｂから放射される。一方、磁性体１２３から基端部側までの部分からの電波の放射は抑制される。
　図１１に示すように、ケーブルアンテナ１１３に接続される補助アンテナ１１５は、例えばパッチアンテナであって、電波Ｓを送受信する放射板１４１と、放射板１４１に対して間隔をあけて配置されたグランド板１４２とを備える。ケーブルアンテナ１１３のケーブル部１２１の内部導体１２４における他方の端部が、ケーブルアンテナ１１３の給電部としての補助アンテナ１１５の放射板１４１に電気的（直流的）に接続されている。また、外部導体１２６における他方の端部がグランド板１４２に接続されている。グランド板１４２は接地されている。
　このようなケーブルアンテナ１１３と補助アンテナ１１５は、リーダ装置１０２とＲＦＩＤタグ３との間の通信において、いわゆるリピータとして機能する。すなわち、図１１に示すように、リーダ装置１０２からの電波Ｓは、補助アンテナ１１５の放射板１４１によって受信され、ケーブルアンテナ１１３のケーブル部１２１の外部導体１２６から放射される。外部導体１２６から放射され電波Ｓは、ＲＦＩＤタグ３に到達する。
　一方、ＲＦＩＤタグ３からの電波は、ケーブルアンテナ１１３のケーブル部１２１の外部導体１２６によって受信され、補助アンテナ１１５の放射板１４１からリーダ装置１０２に向かって送信される。
　なお、本実施の形態１では、ケーブルアンテナ１１３は、同軸ケーブル状の構造を有するものとしたが、これに限定されず、フラットケーブル状や漏洩同軸ケーブル状などの構造を有するものであってもよい。
　また、本実施の形態１では、リーダ装置１０２は、ＲＦＩＤタグ３の情報を読み取るリーダ機能を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、リーダ装置１０２は、ＲＦＩＤタグ３の情報を読み取るとともに、ＲＦＩＤタグ３に情報を書き込むリーダライタ機能を有するように構成されてもよい。
（実施の形態２）
　図１３は、本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１Ａの概略構成を示す拡大断面図である。本実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１Ａが前記実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１と異なる点は、ＲＦＩＤタグ３と金属製リング２と粘着層４ａとの隙間に緩衝部材５が設けられている点である。緩衝部材５は、例えば、ゴム材や発泡材等により構成されている
　本実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ付き金属製リング１Ａによれば、緩衝部材５によって、ＲＦＩＤタグ３と金属製リング２と粘着層４ａとの隙間を無くすことができる。これにより、ＲＦＩＤタグ付き金属製リング１の強度を向上させることができる。
　次に、金属製リング２に対するＲＦＩＤタグ３の取付方法の一例について説明する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、当該取付方法を示す断面図である。
　まず、図１４Ａに示すように、絶縁性シート４の粘着層４ａ上に緩衝部材５を設け、当該緩衝部材５にブロック状のＲＦＩＣタグ３を支持させる。このとき、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとは、緩衝部材５により覆われないように露出させる。
　次いで、図１４Ｂに示すように、絶縁性シート４を、粘着層４ａを内側にしてＲＦＩＤタグ３と金属製リング２とを覆うように巻きつける。このとき、ＲＦＩＤタグ３は、図３に示すように、ループ状電極３３のループ面が金属製リング２の延在方向（円周方向ＣＤ）に沿うように配置する。より具体的には、ＲＦＩＤタグ３は、ループ状電極３３のループ面の長手方向が金属製リング２の延在方向（円周方向ＣＤ）に沿うように配置する。
　これにより、図１３に示すように、絶縁性シート４の一端部４ｂと他端部４ｃとが、金属製リング２の外周側で互いの粘着層４ａにより接続され、ＲＦＩＤタグ３が金属製リング２に取り付けられる。また、絶縁性シート４をＲＦＩＤタグ３と金属製リング２と覆うように巻きつけたとき、緩衝部材５がＲＦＩＤタグ３と金属製リング２と絶縁性シート４との隙間を埋めるように変形する。これにより、ＲＦＩＤタグ付き金属製リング１の強度を向上させることができる。
　本発明をある程度の詳細さをもって各実施形態において説明したが、これらの実施形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
　本発明によれば、金属製リングを放射素子としてより確実に機能させることができるので、金属製リングを備える物品の工程管理や物流管理などの用途に有用である。
　　１，１Ａ　ＲＦＩＤタグ付き金属製リング
　　２　　金属製リング
　　３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ　ＲＦＩＤタグ
　　４　　絶縁性シート
　　４ａ　粘着層
　　４ｂ　一端部
　　４ｃ　他端部
　　５　　緩衝部材
　３１　　樹脂ブロック
　３１Ａ　第１面
　３１Ｂ　第２面
　３２　　ＲＦＩＣ素子
　３３　　ループ状電極
　３４　　基板
１００　　物品管理システム
１０１　　物品保持具
１０２　　リーダ装置
１１１　　本体部
１１２　　アーム部
１１３　　ケーブルアンテナ
１１３ａ　先端部
１１３ｂ　電波放射部
１１４　　キャスタ
１１５　　補助アンテナ
１２１　　ケーブル部
１２２　　整合回路部
１２３　　磁性体
１２４　　内部導体
１２５　　絶縁体
１２６　　外部導体
１３１　　絶縁基板
１３２　　表側電極
１３３　　裏側電極
１３４　　層間接続体
１４１　　放射板
１４２　　グランド板
３３１　　第１金属ピン
３３２　　第２金属ピン
３３３　　平板状電極
３３４　　第１導体パターン
３３５　　第２導体パターン
３３６　　第３導体パターン

Claims (8)

  1. 　金属製リングと、
    　ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子及び前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極を有するＲＦＩＤタグと、
    　を備え、
    　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ状電極のループ面が前記金属製リングの円周方向に沿うように設けられ、前記ループ状電極と前記金属製リングとが磁界を介して結合し、前記金属製リングが放射素子として機能する、
    　ＲＦＩＤタグ付き金属製リング。
  2. 　前記ループ状電極のループ面は、長手方向と短手方向とを有し、
    　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ面の長手方向が前記金属製リングの円周方向に沿うように設けられている、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ付き金属製リング。
  3. 　粘着層を有する絶縁性シートを更に備え、
    　前記絶縁性シートは、前記粘着層を内側にして前記ＲＦＩＤタグと前記金属製リングとを覆うように巻きつけられている、請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ付き金属製リング。
  4. 　前記ＲＦＩＤタグと前記金属製リングと前記粘着層との隙間を埋める緩衝部材を更に備える、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ付き金属製リング。
  5. 　ＵＨＦ帯のＲＦＩＣ素子と前記ＲＦＩＣ素子に接続されたループ状電極とを有するブロック状のＲＦＩＤタグを金属製線材に取り付ける方法であって、
    　絶縁性シートの粘着層に前記ＲＦＩＤタグを支持させ、前記絶縁性シートを、前記粘着層を内側にして前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と覆うように巻きつけることを含む、ＲＦＩＤタグの取付方法。
  6. 　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ状電極と前記金属製線材とが磁界を介して結合し、前記金属製線材が放射素子として機能するように、前記ループ状電極のループ面が前記金属製線材の延在方向に沿うように設けられる、請求項５に記載のＲＦＩＤタグの取付方法。
  7. 　前記ループ状電極のループ面は、長手方向と短手方向とを有し、
    　前記ＲＦＩＤタグは、前記ループ面の長手方向が前記金属製線材の延在方向に沿うように、前記金属製線材に取り付けられている、請求項６に記載のＲＦＩＤタグの取付方法。
  8. 　前記絶縁性シートの粘着層上に緩衝部材を設け、前記絶縁性シートを前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と覆うように巻きつけたとき、前記緩衝部材が前記ＲＦＩＤタグと前記金属製線材と前記絶縁性シートとの隙間を埋める、請求項５～７のいずれか１つに記載のＲＦＩＤタグの取付方法。
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