(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスボンベの口部を囲繞しつつ口部に固定される固定部と固定部から延在する筐体を有し、筐体はインレットまたは誘電体板を収容するための複数のスロットを備え、スロットは内壁に複数のリブ状または点状のスペーサが形成されていることを特徴とするガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【請求項２】
前記スロットの延びる方向は、ガスボンベ口部円周の接線方向と同じであることを特徴とする請求項１に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【請求項３】
前記スロットは、ガスボンベ口部方向に整列していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【請求項４】
前記誘電体板は、インレットとガスボンベ口部の間にあるスロットに収容されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【請求項５】
前記インレットと誘電体板とを誘電体板をガスボンベ口部側にして一つのスロットに収容したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【請求項６】
前記スペーサの延びる方向は、インレットに形成されたアンテナの長手方向対して垂直であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスを収容する金属製ガスボンベにＩＣタグを取り付けるための取り付け治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガス、アセチレンガス、水素ガス又はプロパンガス等のガスが充填されたガスボンベには、高圧ガス保安法等の法規制により、容器検査等を定期的に行うことが定められている。このようなガスボンベに対しては、内容物の種類と容積、耐圧、製造年月日、製造者、製造番号等のガスボンベに関する各種情報を管理しておくことが要求される。
【０００３】
これまでは、管理者が金属製ガスボンベに刻印された製造番号を目視で確認・照合することでガスボンベの管理がなされていたため、非常に不便であり多大な手間もかかり、管理効率が極めて悪かった。
【０００４】
このような問題を解決するために、ガスボンベを構成するネックリングの溝部分に無線ＩＣタグを配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。金属製ガスボンベ本体を加工してＩＣタグを埋め込む構造にすることは、高圧ガス保安法上問題があるので、その代わりに、金属性ネックリングに溝部を形成して、その中に無線ＩＣタグを埋設するというものである。
【０００５】
特許文献１に開示されている無線ＩＣタグの取り付け構造では、金属製ネックリングに対して溝部を機械的に加工する必要がるので、コストが高いという問題がある。また、現在流通しているガスボンベには、そのまま適用することができず、ガスボンベを一旦回収した上でネックリングに溝加工を施し、その後ガスボンベを元に戻すということになるので、簡単に設置できるというものでもない。さらにまた、無線ＩＣタグが金属製のネックリング内に埋設されているために、無線ＩＣタグの通信電波強度が大幅に低下するので、外部端末との通信が不安定になるという問題もある。
【０００６】
また、ガスボンベに対して無線ＩＣを紐で吊るしたりガスボンベの表面に貼り付けたりする技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、無線ＩＣタグを紐で添付したり貼り付ける方法では、取り付けが容易である反面、無線ＩＣタグの紛失や故意・過失での取替え事故が簡単に発生してしまうという問題がある。したがって、特許文献２の方法では、ガスボンベと無線ＩＣタグとを１対１で連関するというタグ本来の特定・同定機能が損なわれやすいということになる。
【０００７】
さらに別の取り付け構造として、リング状の部材を使用するもので、リング内側の周壁がガスボンベのネックリングに密着固定するかもしくはネジ部に螺合するようにし、リングの内部もしくはリングから延在する張り出し部分を設け、当該部位にインレットを埋設するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。これは、ＩＣタグがガスボンベのネックリングに対し容易にかつ強固に取り付け可能であって、電波強度も低下せず外部端末と通信することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１８１２９６号公報
【特許文献２】特開平０５−２８８２９９号公報
【特許文献３】特開２００９−２８８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記いずれのＩＣタグ取り付け構造であっても、ＩＣタグがボンベの金属に近接した状態で通信が行われるため、通信性能（通信距離）にばらつきが大きいという問題がある。
また、ＩＣタグ本来の通信周波数の周辺で共振する周波数を可変にできるのが望ましいが、上記に記載の構造では、アンテナデザインや筐体自体の再設計等が必要で多大な労力と時間を必要とするという問題がある。
そこで、本発明は、安定した通信性能を備えるとともに容易に周波数特性を変えることができる金属ガスボンベ用のＩＣタグ取り付け治具を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するための請求項１に記載の発明は、ガスボンベの口部を囲繞しつつ口部に固定される固定部と固定部から延在する筐体を有し、筐体はインレットまたは誘電体板を収容するための複数のスロットを備え、スロットは内壁に複数のスペーサが形成されていることを特徴とするガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００１１】
スロットにインレットを挿入する筐体構成としたことで、インレットの交換が容易となり同時に金属ボンベとインレットの距離を長く設定することができる。また、誘電体板もスロットに挿入できるので通信に使用する共振周波数のチューニングが可能となる。
また、スロット内面にスペーサを設けることでインレットと筺体の接触面積が少なくなり、周波数のチューニング性能を引き出しつつ誘電体板の通信距離に与える影響を低減できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記スロットの延びる方向は、ガスボンベ口部円周の接線方向と同じであることを特徴とする請求項１に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００１３】
かかる構成とすると、スロットに挿入するインレットは短手方向から挿入し、インレットの長手方向がガスボンベの口部円周に巻きつく状態で配置されることとなる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記スロットは、ガスボンベ口部方向に整列していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記誘電体板は、インレットとガスボンベ口部の間にあるスロットに収容されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００１６】
上記の構成とすることで、通信周波数のチューニングが容易且つ効率的になされる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記インレットと誘電体板とを誘電体板をガスボンベ口部側にして一つのスロットに収容したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００１８】
上記発明は、誘電体板の装着態様の別の一例を特定するものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記スペーサの延びる方向とインレットに形成されたアンテ
ナの長手方向が垂直であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガスボンベ用ＩＣタグ取り付け治具としたものである。
【００２０】
長手方向に対して垂直に延びることで、インレットと筐体が直接接する面積を小さくすることができるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＩＣタグを金属ボンベから一定距離離れた位置に設置する構成としたことで金属の影響を受けにくくなるので通信性能が安定化する。
また、誘電体板をスロットに挿入するようにして、インレット自体を交換可能としたことで、筺体やインレットの構成を根本的に変えることなしに共振周波数のチューニングと変更が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）インレットを収容して金属ボンベに取り付けるための取り付け治具の外観斜視図である。（ｂ）インレットの外観斜視図である。
【図２】（ａ）金属ボンベに取り付け治具を装着した様子を説明する正面模式図である。(ｂ)〜（ｄ)はスロットにインレット及び誘電体板を収容した様子を説明する正面視の図である。
【図３】スロットにインレット及び誘電体板を挿入したときの周波数特性測定結果を説明する図である。縦軸は最小動作電力。横軸は周波数である。実線：インレットのみ、破線：インレットと誘電体板を別のスロットに挿入、一点鎖線：インレットと誘電体板を同じスロットに挿入。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明になる取り付け治具１の外観斜視図を図１（ａ）に示すが、当該治具自体は筐体２（以下、本体部と記す。）と支持体３（以下、固定部と記す。）からなる。
また、インレット５をスロット４収容した状態で該治具をガスボンベ口部に装着したときの正面視の様子を図２（ａ）に、スロット４に挿入されるインレット５（ＩＣタグ）の斜視図を図１（ｂ）に示した。図中の矢印９（→）はインレット５がスロット４に挿入される方向を示している。
【００２５】
取り付け治具１は、インレット５を収容するスロット４と誘電体板を収容可能なスロット４を供える本体部２と、本体底部から延在する固定部３を備え、固定部３は金属ボンベの口部が貫通し口部を囲繞する形状をなしている。固定部３の内周壁は金属ボンベ口部に形成されたネジと螺合するようにしても良いし、単に口部に貫通させて上から保護キャップ１４で押えて使用する形態でもよい。
【００２６】
スロット４の内壁にはスペーサ１５を形成する。スペーサ１５の伸びる方向はインレット５に形成した放射部（アンテナ）７の長手方向と垂直になるようにする。スペーサ１５とその向きはインレット５と筐体間の接触面積を少なくし、取り付け治具を組成する誘電体の影響を受けにくくするためである。従って、スペーサの形状は、リブのような細長いものでも、アイランドのような点状物でも構わない。
【００２７】
本体２に設けられたスロット４は、一番外側のスロットとガスボンベ口部間を結ぶ直線上に複数個配置される筐体構造とする。複数のスロットのうちいずれか１つにインレット５が入り、残りのいずれかに誘電体板１７が挿入される。誘電体板１７は必ずしも不可欠ではないが、収容される場合にはインレット５から見て、金属ボンベ側に挿入する。同じ
スロット４にインレット５と誘電体板１７を、誘電体板１７を内側にして挿入しても構わない（図２（ｃ））。
【００２８】
インレット５及び誘電体板１７を納める本体２を金属ボンベに固定する固定部３は、図１（ａ）から推測できるように、少なくともインレットと金属口部を結ぶ線上には存在しない構造にするのが好ましく、存在する場合には固定部体積の１０％以下に抑えるのが望ましい。挿入したインレットと金属の間に固定部３が存在すると、インレットが筐体の影響を受けやすくなり通信性能にバラつきが生じてしまうため、空間を持たせ、前記線上には筐体本体のみであることが望ましい。
【００２９】
誘電体板１７の誘電率と厚みは、通信周波数をシフトさせるシフト量に対応して種々の値のものが使用できる。誘電体１７側にスペーサ１５を形成することもできる。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ、誘電率２．０〜２．３）のような低誘電のものから青色ガラス（誘電率７．３）のような高誘電率のものまで、加工可能な材料が用いられ、その厚さは１ｍｍ、大きさはインレットサイズ以上が望ましい。また材料は、筐体と同じでも構わない。
【００３０】
次に、取り付け治具の製造方法につき説明する。
【００３１】
取り付け治具は、充填用金型を使用し射出成型法にて製造する。
すなわち、取り付け治具と同一の形状を内部空間として有する金属塊を想定し、これを上金型と下金型とに、内容物が取り外しできるように上下一対に分割した２枚構成の金型を製造する。上下一対の金型を対抗させて型締めしてできる内部空間が取り付け治具の形状をなすものである。金型は内部空間に樹脂を注入するための注入口を備えている。
【００３２】
実際には、注入口から、内部空間内に加熱溶融した充填樹脂を注入し、成型された樹脂物を得る。成型後、冷却してから上金型を外し、成型された治具を下金型から取り出す。これにより、取り付け治具が形成される。尚、本体部２と固定部３を別々に成型加工して、それらを適切な手段で接合させても構わない。
【００３３】
充填用樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）などの有機高分子材料が使用できる。また、１種の樹脂又は、複数種の樹脂の混合樹脂を用いても構わない。
【００３４】
次に、本発明になる取り付け冶具１に収容されるインレット５の製法の（ｂ）に示すように、インレットは、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）により形成された可撓性を有する基材上に、所定のアンテナ回路とＩＣチップを備えたものである。基材の厚さは、例えば、１００μｍ〜５００μｍの範囲から適宜選択されるが１５０μｍ程度が好ましい。
【００３５】
インレット基材の表面には、アンテナ回路が形成されている。アンテナ回路は、基板上に概略図２（ｂ）で示すような回路パターンであって２つの部分からなっている。該回路パターンは、整合ループ回路６と当該ループ回路とは電気的に接続していない放射素子部（アンテナ）７からなっている。整合ループ回路と放射素子部(アンテナ）７は電磁的に結合するように適切なクリアランスを保って形成されている。
【００３６】
アンテナ回路は、例えば、基板の表面に形成されたアルミニウムの薄膜をエッチング等によりパターニングすることで形成される。その中で、枠状の整合ループ回路６は１辺の
中央部８で分離しており、両側の回路パターン端部は略円形状に面積が拡大され、端子部が形成されている。
【００３７】
上記端子部の中央部に対応する基板の部位では、エポキシ樹脂と金属微粒子を主成分とする異方導電性ペーストが塗布され、その上部から図示しないベアＩＣチップが載置され加圧された状態で過熱されることでＩＣチップの電極とアンテナ端子部との電気的接続が図られている。ＩＣチップと端子部の接続は、異方導電性ペースト以外にワイヤーボンディング、フリップチップ接続等があるが、ベアチップを使用するのかモジュールタイプのＩＣチップを使用するのかなど接続端子数や許容面積に依存して適宜選択することができる。
【００３８】
また、放射素子部(アンテナ）７は、図１（ｂ）に示すような細長い板状形状で構わないが、整合ループ回路６と該放射素子部（アンテナ）７の間の位置にメアンダライン、スパイラルインダクタ等のインダクタンス成分を形成して設置しても構わない。
【００３９】
最終的に、上記のアンテナ基材をコア基材として、カバー材、アンテナ基材、カバー材（図示せず）の積層構成としてから加圧しながら適切な温度で熱ラミネートすることによりＩＣタグを得ることができる。
【実施例】
【００４０】
図２（ａ）、（ｂ)で示すような形状の取り付け治具１を、ポリプロピレン樹脂を使用して射出成型法にて製造した。本体部２は３個のスロット４（開口部高さ１３ｍｍ、厚み空間３ｍｍ、インレット挿入深さ１３０ｍｍ）を有し、内壁にはスペーサ１５を所定数形成したものである。インレットとガスボンベ口部表面までの距離は５ｃｍとなるように、固定部の長さを設定した。隣接するスロット間の離間距離は３ｍｍである。
インレット５は厚さ１ｍｍのＰＥＴ基材上に、整合ループ回路６と直線状の放射部（アンテナ）７を厚さ１０μｍで線幅が概ね１ｍｍとなるようにアルミニウム箔をエッチングして形成した。整合ループ回路６と放射部７のクリアランスは１ｍｍである。
整合ループ回路に接続したＩＣチップの複素インピーダンスは周波数９５０ＭＨｚで２０−ｊ１８３Ω（ｊは虚数単位）であった。
また、スロットに挿入する通信周波数制御用の誘電体材料として、厚さ５００μｍのポリプロピレン樹脂を使用した。
【００４１】
次に、インレットを金属ボンベから見て一番外側のスロットに挿入して、インレットの最小動作電力を通信周波数の関数として測定した（ケース１）。通信の共振周波数が変化するかどうかを調べるために、インレットの内側のスロットにポリプロピレ板を接するように挿入して最小動作電力を測定した（ケース２）比較のために、ポリプロピレン板を内側にしてインレットと重ねたものをスロットに挿入し同様な測定を行った（ケース３）。
【００４２】
図３に、ケース１、ケース２、ケース３の場合の結果を、実線、破線、一点鎖線でそれぞれ示した。
この結果から、誘電体板１７の有無で、通信の周波数特性が容易に変動させられることが分かった。誘電体とインレットを直接接触させると、共振の周波数特性が劣化するが、隙間を設けることで通信性能が確保できることが分かった。
誘電体板を介在させることで通信周波数のチューニングが可能で、且つその誘電体板にインレットが直接接しない構成となるようにスペーサを備えることが通信性能確保の上で効果的である。ケース内にもスペーサを設けることで、図３（ｃ）のように誘電板を介在させなくても、ケース本体の影響による通信性能劣化の防止に効果的である。
【符号の説明】
【００４３】
１、取り付け治具  
２、本体（ケース）
３、固定部（支持部）
４、スロット 
５、インレット
６、整合回路
７、放射素子部（アンテナ）
８、ＩＣチップ
９、挿入方向 
１１、本体部
１２、固定部
１３、金属ボンベ
１４、保護キャップ
１５、スペーサ
１７、誘電体板
【図１】
0005482450.tif 000002
【図２】
0005482450.tif 000003
【図３】
0005482450.tif 000004