(57)【要約】【課題】導電性部材内を伝搬する電波は鋼管内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたときに、導電性部材の各開口からデータの読み書きを容易に行う。【解決手段】シート体３の上面にインレットが貼り付けられている。シート体３においては、一方向に延在した矩形平面をそれぞれ有する第１スペーサ層と、共振層であるアンテナ層と、粘着層と、第２スペーサ層と、反射層であるグランド層とが順に積層されている。シート体３の端部が、鋼管１０の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されるように、シート体３の形状を設計する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第１層、及び、前記第１層と絶縁されている導電性の第２層が積層された無線通信タグ用シート体の設計方法であって、導電性部材に形成された複数の開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第１層及び前記第２層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第１層及び前記第２層の形状を決定する工程を備えていることを特徴とする無線通信タグ用シート体の設計方法。
【請求項２】
シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第１層、及び、前記第１層と絶縁されている導電性の第２層が積層された無線通信タグ用シート体の製造方法であって、導電性部材に形成された開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第１層及び前記第２層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第１層及び前記第２層の形状を決定する工程を備えていることを特徴とする無線通信タグ用シート体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信タグの通信状態を改善するために、無線通信タグに貼り付けられる無線通信タグ用シート体の設計方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導電磁界又は電波によって、非接触でＩＣタグのメモリ対してデータの読み書きを行うシステムとして、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）が知られている。ＩＣタグは、情報を記憶するメモリとアンテナとを有している無線機器である。ＩＣタグを商品に貼り付けることで、ＩＣタグのメモリに記憶されたデータに基づいて商品管理を行うことができる。このＩＣタグを導電材料（例えば、鉄）で形成された商品に貼り付けた場合、導電材料によって、ＩＣタグのアンテナのインピーダンスが変化して低下し、無線通信を行うことができなくなることがある。そこで、ＩＣタグを、通信周波数に共振する共振板と導電板（接地電位となる）とが積層されたパッチアンテナ（シート）に貼り付ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これによると、導電板がシールド材として作用するため、パッチアンテナ上に貼り付けられたＩＣタグが無線通信を行うことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３５８６７号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、両端に開口が形成された筒形状を有する鋼管の内部空間においては、内部径や電波の周波数によっては、電波は内部空間を進行するに伴って指数関数状に減衰する。このため、上記状況下で鋼管の内壁面にパッチアンテナと共にＩＣタグを貼り付けたとしても、両端からＩＣタグにまで電磁波を到達させることが難しい。特に、鋼管の内径が小さくなるに連れて電磁波が到達し難くなる。そこで、鋼管の延在方向に関する両側からＩＣタグとの通信を可能にするため、従来の方法では両端の開口近傍それぞれにパッチアンテナと共にＩＣタグを貼り付けることが考えられるが、ＩＣタグに対するデータの書き込みを二度行う必要があり煩雑である。
【０００５】
本発明の目的は、複数の開口を有する導電性部材の内壁面に貼り付けられたときに、各開口からデータの読み書きを容易に行うことができる無線通信タグ用シート体の設計方法及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無線通信タグ用シート体の設計方法は、シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第１層、及び、前記第１層と絶縁されている導電性の第２層が積層された無線通信タグ用シート体の設計方法である。導電性部材に形成された複数の開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第１層及び前記第２層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第１層及び前記第２層の形状を決定する工程を備えている。
【０００７】
本発明の無線通信タグ用シート体の製造方法は、シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第１層、及び、前記第１層と絶縁されている導電性の第２層が積層された無線通信タグ用シート体の製造方法である。導電性部材に形成された開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第１層及び前記第２層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第１層及び前記第２層の形状を決定する工程を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、導電性部材に形成された開口を有する内部空間で、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で導電性部材の内壁面に無線通信タグ用シート体を貼り付けるとき、導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に設置すると導電性部材の各開口から、導電性部材に貼り付けられた１つの無線通信タグに対してデータの読み書きを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に関するシート体を含むタグの外観図である。
【図２】図１に示すタグの使用状態図である。
【図３】図１に示すIII-III線に関するタグの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、タグ１は、ＲＦＩＤシステムのトランスポンダであり、リーダ５０とのＵＨＦ帯の無線通信により内部に記憶されるデータの読み書きが可能となっている。タグ１は、両端に開口が形成された円筒形状を有する鋼管１０の内部空間の内壁面に貼り付けられる。これにより、鋼管１０の情報管理を行うことができる。また、タグ１は、無線通信タグ本体であるインレット２と、インレット２が貼り付けられたシート体３とを含んでいる。
【００１２】
インレット２は、フィルム基材２１と、ＩＣ２２と、アンテナ２３とを有するフィルム状の汎用ＩＣタグ製品であり、シート体３に対して着脱自在となっている。アンテナ２３は、ダイポールアンテナである。なお、アンテナ２３は、指向性の強いアンテナであってもよい。インレット２がリーダ５０と無線通信を行うことによって、ＩＣ２２内のメモリに対してデータの読み書きが行われる。
【００１３】
図３に示すように、シート体３は、表面に貼り付けられたインレット２の通信環境を改善するものである。インレット２近傍に金属などの導電性材料が存在すると、インレット２のインピーダンスが著しく低下し、無線通信を行うことが困難となる。インレット２をシート体３に貼り付けることによって、このような導電性材料の無線通信に対する悪影響を低減することができる。
【００１４】
シート体３は、一方向に延在した矩形平面をそれぞれ有する第１スペーサ３１と、アンテナ層３２と、粘着層３３と、第２スペーサ３４と、グランド層３５とが順に積層された積層体である。第１スペーサ３１は、絶縁体であるＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）で形成されており、その上面が、インレット２が貼り付けられる貼り付け面となっている。アンテナ層３２及びグランド層３５は、アルミで形成されている。粘着層３３は、アクリル性の粘着材であり、アンテナ層と第２スペーサ３４とを互いに固定している。第２スペーサ３４は、絶縁体である発泡ＰＥ（Polyethylene）で形成されている。
【００１５】
シート体３の中央には、第１スペーサ３１、アンテナ層３２及び粘着層３３を積層方向に沿って貫通するように形成された矩形の不連続領域（欠落部）である凹部３ａが形成されている。インレット２は、凹部３ａを封止するように、シート体３の上面に貼り付けられている。第１スペーサ３１によって、インレット２とアンテナ層３２とが絶縁されている。
【００１６】
シート体３の延在方向の長さが、貼り付け対象である鋼管１０の延在方向に関する長さＬ０より短く、鋼管内を伝搬する電波は鋼管内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で、鋼管10の延在方向から電波が伝搬可能な範囲内に、シート体３が設計及び形成されている。
【００１７】
上述したように、第１スペーサ３１によってアンテナ層３２がインレット２から絶縁されている。そして、インレット２とリーダ５０との無線通信に用いられる電磁波の電界に対してアンテナ層３２が共振するように、第１スペーサ３１の厚みと、凹部３ａの形状とが決定されている。つまり、アンテナ層３２が共振層となっている。シート体３に係るインレット２の反対側の面が鋼管１０などの金属部材側に配置されたとき、グランド層３５が、金属部材による無線通信に係る電磁波に対する影響力を遮断するシールド、つまり、反射層として機能する。これにより、タグ１が金属部材上に貼り付けられた場合でも、インレット２とリーダ５０との間で無線通信が可能となる。このように、インレット２をシート体３の貼り付け面に貼り付けられることによって、互いに絶縁されているアンテナ層３２とグランド層３５とがインレット２のパッチアンテナ４として機能する。
【００１８】
本実施形態においては、鋼管内を伝搬する電波が進行方向に減衰していく時シート体３の延在方向の両端が、鋼管１０の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されるように、タグ１が鋼管１０の内壁面に貼り付けられる。これにより、１つのタグ１が鋼管１０内に配置されている場合であっても、鋼管１０の両端開口近傍に配置されたパッチアンテナ４の一部を介してインレット２とリーダ５０との間で無線通信が可能となる。
【００１９】
以上説明した本実施形態によると、鋼管内を伝搬する電波が進行方向に減衰していく時、シート体３の延在方向の両端が、鋼管１０の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されることで、鋼管１０の各開口から、１つのタグ１に対してデータの読み書きを容易に行うことができる。
【００２０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、シート体３の延在方向の両端が、鋼管１０の各開口から露出しない構成であるが、シート体の延在方向の両端の少なくともいずれか一方が、鋼管１０の開口から露出するように、シート体の延在方向の長さがより長くなるように、シート体３を設計及び製造してもよい。
【００２１】
また、上述の実施形態では、鋼管１０の内部空間の形状に合わせて、シート体３が一方向に延在するように設計及び形成される構成であるが、シート体の端部が、鋼管の開口から内側に向かってマージンＬ１までの範囲内に位置するように、シート体を配置することが可能であれば、シート体の形状は、鋼管の内部空間の形状に合わせて設計及び形成することが好ましい。例えば、鋼管がU字状に湾曲している場合は、シート体も鋼管の形状に合わせてU字状に湾曲していることが好ましい。
【００２２】
加えて、上述の実施形態では、第１スペーサ３１が絶縁体であるＰＥＴで形成される構成であるが、第１スペーサ３１がＰＥＴ以外の絶縁体で形成されていてもよい。また、アンテナ層３２及びグランド層３５がアルミで形成される構成であるが、アンテナ層３２及びグランド層３５の少なくともいずれかがアルミ以外の導電性部材で形成されていてもよい。さらに、第２スペーサ３４が発泡ＰＥで形成される構成であるが、発泡ＰＥ以外の絶縁体で形成されていてもよい。
【００２３】
また、上述の実施形態においては、シート体３が上面に開口を有する矩形状の凹部３ａが形成される構成であるが、このような不連続領域の形状は任意のものであってよい。例えば、不連続領域が楕円形状を有していてもよい。さらには、アンテナ層３２がインレット２とリーダ５０との無線通信に用いられる電磁波の電界に対して共振するのであれば、シート体３に凹部３ａが形成されない構成であってもよい。
【００２４】
また、上述の実施形態においては、インレット２とリーダ５０とがＵＨＦ帯で無線通信を行う構成であるが、インレット２とリーダ５０とが他の帯域で無線通信を行う構成であってもよい。
【００２５】
さらに、上述の実施形態では、円筒形状を有する鋼管１０内に貼り付けられるタグ１のシート体に本発明を適用した例について説明したが、鉄以外の導電性材料で形成された管内に貼り付けられるタグのシート体に本発明を適用してもよい。なお、これら管は、円筒形状に限られるものではなく、矩形など円形以外の断面形状を有していてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１     タグ
２     インレット
３     シート体
３ａ   凹部
１０   鋼管
２１   フィルム基材
２３   アンテナ
３１   第１スペーサ
３２   アンテナ層
３３   粘着層
３４   第２スペーサ
３５   グランド層
５０   リーダ
【図１】
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【図２】
2012114581.tif 000004
【図３】
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