(57)【要約】【課題】コンクリート硬化体の強度性状を維持しつつ、通信性能を向上できるコンクリート埋設用ＩＣタグおよび該コンクリート埋設用ＩＣタグが埋設されたコンクリート硬化体を提供する。【解決手段】コンクリート硬化体Ａに埋設されるコンクリート埋設用ＩＣタグ１のＩＣタグ本体２を中心にして４つのアンテナ３，…を十字状に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに埋設されるコンクリート埋設用ＩＣタグのＩＣタグ本体を中心にして放射状に延びる複数のアンテナを備えたことを特徴とするコンクリート埋設用ＩＣタグ。
【請求項２】
前記アンテナは、十字状に配置されている請求項１に記載のコンクリート埋設用ＩＣタグ。
【請求項３】
前記ＩＣタグ本体は、一辺が１０ｍｍの立方体に収まる形状である請求項１または２に記載のコンクリート埋設用ＩＣタグ。
【請求項４】
前記各アンテナの断面積は、０．１〜０．４ｍｍ2である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコンクリート埋設用ＩＣタグ。
【請求項５】
前記各アンテナの長さは、コンクリート硬化体が円柱形状である場合の半径に対して４０〜６０％である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコンクリート埋設用ＩＣタグ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンクリート埋設用ＩＣタグが埋設されたことを特徴とするコンクリート硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートに埋設され、無線（ＲＦ：Radio  Frequency）電波を用いて識別（ＩＤ：Identification）情報を発信するコンクリート埋設用ＩＣタグおよび該コンクリート埋設用ＩＣタグが埋設されたコンクリート硬化体に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のコンクリート埋設用ＩＣタグは、コンクリートの材質、製造日、保管場所などの識別情報を保有している。この情報は、非接触式の外部読取装置（以下、リーダという）により読み取られ、コンクリート硬化体の管理に利用されている。
【０００３】
コンクリート埋設用ＩＣタグとしては、例えば、コンクリート硬化体の製造工程で混入されても破損、溶解することがないように、保護体にＩＣタグ本体を内蔵したものや、アンテナ感度の指向性を広くできるように、立体形状からなるコンクリート埋設用ＩＣタグ自体の曲面に倣ってアンテナ部を３次元的に形成したものが知られている（特許文献１参照）。保護体は、熱可塑性樹脂材により形成され、球体、楕円体、多面体などの立体形状を呈している。また、保護体は、その表面に複数の凹部が設けられている。そして、保護体は、複数の凹部を設けることで、該凹部にコンクリートが潜り込み、コンクリートなどとの密着性、親和性が得られるようになる。なお、ＩＣタグ本体は、チップ形状を呈している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、いずれのコンクリート埋設用ＩＣタグであっても、コンクリート埋設用ＩＣタグとリーダとの間にコンクリートが介在するため、通信性能が大幅に低下する。その対策として、アンテナ内蔵のコンクリート埋設用ＩＣタグが効果的であるが、アンテナの形状によっては、コンクリート埋設用ＩＣタグが大型化し、コンクリート硬化体の強度性状が著しく低下することになる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、コンクリート硬化体の強度性状を維持しつつ、通信性能を向上することができるコンクリート埋設用ＩＣタグおよび該コンクリート埋設用ＩＣタグが埋設されたコンクリート硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコンクリート埋設用ＩＣタグは、コンクリートに埋設されるコンクリート埋設用ＩＣタグのＩＣタグ本体を中心にして放射状に延びる複数のアンテナを備えたことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、ＩＣタグ本体を中心にして複数のアンテナを放射状に配置するようにしたので、リーダの信号電波がコンクリート硬化体に対して発信されたとしても、コンクリート硬化体内のコンクリート埋設用ＩＣタグは、その信号電波を効率よく受信できるようになる。そのため、ＩＣタグ本体とリーダとの通信性能を向上することができる。また、アンテナ形状が放射状であるため、コンクリート硬化体の強度性状に与える影響を極力少なくすることができる。
【０００９】
ここで、本発明の一態様として、前記アンテナは、十字状に配置されている構成を採用することができる。
【００１０】
アンテナの本数が少ないと、通信性能が低下し、アンテナの本数が多いと、コンクリート硬化体の強度性状が低下する。アンテナを十字状に配置すれば、双方を効果的に実現することができる。
【００１１】
また、本発明の他態様として、前記ＩＣタグ本体は、一辺が１０ｍｍの立方体に収まる形状であることが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、ＩＣタグ本体を小型化することで、コンクリート硬化体の強度性状に与える影響をさらに少なくすることができる。
【００１３】
また、本発明の別の態様として、前記各アンテナの断面積は、０．１〜０．４ｍｍであることが好ましく、そして、前記各アンテナの長さは、コンクリート硬化体が円柱形状である場合の半径の４０〜６０％であることが好ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、アンテナが取り付けられたコンクリート埋設用ＩＣタグ全体の大きさを小型化できるので、コンクリート硬化体の強度性状を維持できるとともに、通信性能に優れ、しかも、アンテナの形状安定性もよい。
【００１５】
本発明に係るコンクリート硬化体は、前記いずれかのコンクリート埋設用ＩＣタグが埋設されたことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、アンテナの実効輻射面積が大きくなり、指向性が良好になる。その結果、通信性能が向上するようになり、コンクリート硬化体の管理が容易に且つ確実に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、コンクリート硬化体の強度性状を維持しつつ、通信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンクリート埋設用ＩＣタグを示す斜視図。
【図２】図１のコンクリート埋設用ＩＣタグの使用態様を示す図。
【図３】図１のコンクリート埋設用ＩＣタグをコンクリート硬化体に埋設する工程を示す図であり、（ａ）は、コンクリート型枠内のコンクリートにＩＣタグ本体を埋設した状態を示す側面図、（ｂ）は、図３（ａ）の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態に係るコンクリート埋設用ＩＣタグについて、図１〜図３（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、本実施形態においては、コンクリート硬化体として、直径が１０ｃｍで、高さが２０ｃｍの円柱状のコンクリート供試体Ａ（図２参照）を例にとって説明する。このコンクリート供試体Ａは、所定の保管場所に整列配置されて保管されている。
【００２０】
本実施形態に係るコンクリート埋設用ＩＣタグ１は、図１に示すように、ＩＣタグ本体２と、複数のアンテナ３，…とを備えている。
【００２１】
ＩＣタグ本体２は、例えば、直径が５ｍｍ、高さが１０ｍｍの円柱体からなる。また、ＩＣタグ本体２には、情報が記憶された不揮発性メモリ（図示せず）と、該不揮発性メモリの情報を、図２に示す非接触式のリーダ（外部読取装置）５に発信する通信回路（図示せず）と、受信電力から動作電源を作り出すための電源回路（図示せず）とを備えている。そして、不揮発性メモリには、例えば、コンクリート供試体Ａの材質、製造日、保管場合などの識別情報が記憶されている。そして、不揮発性メモリの情報は、リーダ５によって読み取られるようになっている。
【００２２】
アンテナ３，…は、図１に示すように、銅材によって作製された直線状の棒体からなり、本実施形態においては、４本設けられている。そして、４本のアンテナ３，…が同一平面上において十字状（放射状）に配置されるように（ＩＣタグ本体２の中心線に対して直交し且つ互いに直交する線上に位置するように）、ＩＣタグ本体２の外周面に半田付けなどによって機械的に取り付けられている。これにより、４本のアンテナ３，…は、コンクリート供試体Ａの中心から周面に延びるように配置されている。
【００２３】
そして、上述した保管場所において、整列配置されて保管されている複数のコンクリート供試体Ａ，…から所望するコンクリート供試体Ａを選択する場合は、図示しないロボットアームによって、所望するコンクリート供試体Ａの上方にリーダ５を位置させる。すなわち、アンテナ３，…が十字状に配置されている面に対して直交する位置にリーダ５を配置する。本実施形態においては、アンテナ３，…が十字状に配置されている面がコンクリート供試体Ａの上面（上端面）と平行であるので、リーダ５は、コンクリート供試体Ａの上面に対して直交する位置に配置される。そして、図２に示すように、リーダ５によってＩＣタグ本体２に記憶されている情報を読み取る。ＩＣタグ本体２から読み取られた情報は、サーバ６に発信され、該サーバ６に格納されたコンクリート供試体Ａの品質管理データと照合される。
【００２４】
ここで、コンクリート埋設用ＩＣタグ１をコンクリート供試体Ａの内部に埋設する工程について説明する。例えば、図３（ａ）に示すように、コンクリート供試体Ａを作製すべく、コンクリート型枠１０をボルトＢおよびナットＮを用いて組み立てる。すなわち、円板状の底型枠１０ａと、一対の半円筒状の側型枠１０ｂ，１０ｂとを有底筒状に組み立てる。この有底筒状部１００は、直径が１０ｃｍで、高さが２０ｃｍの円柱状のコンクリート供試体Ａを作製すべく、内径が１０ｃｍで、底型枠１０ａから上面開口部までの高さが２０ｃｍとなっている。
【００２５】
そして、有底筒状部１００の内部にコンクリートＣを打設した後、図３（ｂ）に示すように、有底筒状部１００の上面開口部からＩＣタグ本体２の中心位置までの距離ａが例えば５ｃｍ、有底筒状部１００の内周面からＩＣタグ本体２の中心位置までの距離ｂが例えば５ｃｍの位置（すなわち、有底筒状部１００の中心位置）に、コンクリート埋設用ＩＣタグ１を指で押し込む。このとき、アンテナ３，…が十字状に配置されている面が有底筒状部１００の中心と直交するように、前記有底筒状部１００の内部において、コンクリート埋設用ＩＣタグ１のＩＣ本体２の位置決めがなされる。
【００２６】
そして、底型枠１０ａと略同一形状の蓋型枠（図示せず）によって、有底筒状部１００の上面開口部を密閉する。
【００２７】
そして、２４〜４８時間経過後、蓋型枠、側型枠１０ｂ，１０ｂ、底型枠１０ａを取り外すと、コンクリート埋設用ＩＣタグ１が埋設されたコンクリート供試体Ａが完成する。
【００２８】
この場合、コンクリートＣに埋設されたコンクリート埋設用ＩＣタグ１とリーダ５との通信性能は、コンクリート埋設用ＩＣタグ１の上面からリーダ５の読取部５ａとの距離が３０〜４０ｃｍの範囲で確保される。また、コンクリート供試体Ａの長軸に対して４５°以内であれば、コンクリート埋設用ＩＣタグ１とリーダ５との通信が行える。
【実施例】
【００２９】
アンテナ３の無しのＩＣタグ本体２を１つ用意するとともに、アンテナ３の断面積およびアンテナ３の長さの異なるコンクリート埋設用ＩＣタグ１を複数用意して、通信性能、コンクリート供試体（コンクリート硬化体）Ａの強度（コンクリートマトリックスと骨材との界面に対する強度）への影響、コンクリート供試体Ａの内部におけるアンテナ３の形状安定性について試験を行った。なお、アンテナ３の形状安定性については、コンクリート供試体Ａを表面から削って、内部に埋設されたコンクリート埋設用ＩＣタグ１のアンテナ３の形状が維持されているか否かを判定する。
【００３０】
アンテナ３なしのＩＣタグ本体２のみをサンプル１とし、断面積が０．０５ｍｍ2で、長さが２０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル２とし、断面積が０．１ｍｍ2で、長さが１５ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル３とし、断面積が０．１ｍｍ2で、長さが２０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル４とし、断面積が０．１ｍｍ2で、長さが３０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル５とし、断面積が０．４ｍｍ2で、長さが１５ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル６とし、断面積が０．４ｍｍ2で、長さが２０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル７とし、断面積が０．４ｍｍ2で、長さが３０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル８とし、断面積が０．５ｍｍ2で、長さが２０ｍｍのアンテナ３，…を十字状に配置したコンクリート埋設用ＩＣタグ１をサンプル９とする。そして、サンプル１〜９のそれぞれについて、通信性能、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響、形状安定性をみる。
【００３１】
結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示す結果について説明する。まず、アンテナ３の有無による性能の差と、アンテナ３の有効断面積を検討する。サンプル１は、アンテナ３を無しにして、コンクリート埋設用ＩＣタグ１のＩＣタグ本体２のみで、その通信性能をみる。アンテナ３がない分、当然のことながら通信性能は悪い。サンプル２は、アンテナ３の断面積が０．０５ｍｍ2、アンテナ３の長さが２０ｍｍ、と極めて小さく設定されている。この場合、通信性能がよく、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響もない。しかしながら、アンテナ３の断面積が０．０５ｍｍ2と小さいので、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性が悪い。
【００３４】
つぎに、アンテナ３の断面積を０．１ｍｍ2と同じにして、アンテナ３の長さを１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍと変化させて実験を行う。サンプル３は、アンテナ３の断面積が０．１ｍｍ2、アンテナ３の長さが１５ｍｍ（サンプル２よりも短い）に設定されている。この場合、通信性能は悪いが、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響はなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。サンプル４は、アンテナ３の断面積が０．１ｍｍ2、アンテナ３の長さが２０ｍｍに設定されている。この場合、通信性能がよく、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。サンプル５は、アンテナ３の断面積が０．１ｍｍ2、アンテナ３の長さが３０ｍｍに設定されている。この場合、サンプル４と同様に、通信性能がよく、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。すなわち、アンテナ３の断面積が０．１ｍｍ2、アンテナ３の長さが２０〜３０ｍｍが好適であると考察される。
【００３５】
つぎに、アンテナ３の断面積を０．４ｍｍ2と同じにして、アンテナ３の長さを１５ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍと変化させて実験を行う。サンプル６は、アンテナ３の長さが１５ｍｍで、サンプル４，５に比して短いため、通信性能が悪い。しかしながら、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。サンプル７は、アンテナ３の断面積が０．４ｍｍ2、アンテナ３の長さが２０ｍｍに設定されている。この場合、通信性能がよく、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。サンプル８は、アンテナ３の断面積が０．４ｍｍ2、アンテナ３の長さが３０ｍｍに設定されている。この場合、通信性能がよく、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がなく、十字状に配置したアンテナ３の形状安定性もよい。
【００３６】
サンプル９は、アンテナ３の断面積が０．５ｍｍ2、アンテナ３の長さが２０ｍｍに設定されている。この場合、通信性能、および、十字状に配置したアンテナの形状安定性はよいが、コンクリート供試体Ａに対する強度への影響がある。すなわち、アンテナ３の断面積が０．１ｍｍ2増えただけでも、コンクリート供試体Ａに対する影響が出ている。
【００３７】
以上の結果より、各アンテナ３の断面積は、０．１〜０．４ｍｍ2の範囲が好ましく、各アンテナ３の長さは、２０〜３０ｍｍの範囲、すなわち、コンクリート供試体Ａの半径に対して４０〜６０％の範囲が好ましいと考察される。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、ＩＣタグ本体２を中心にして、複数のアンテナ３，…を同一平面上において十字状に配置するようにしたので、コンクリート供試体（コンクリート硬化体）Ａの内部に埋設しても、コンクリート供試体（コンクリート硬化体）Ａの強度性状を維持しつつ、通信性能を向上することができる。
【００３９】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【００４０】
例えば、前記実施形態の場合、ＩＣタグ本体２を中心にして、４本のアンテナ３，…を、同一平面上において十字状に配置するようにしたが、アンテナ３，…の数を増やして放射状に配置するようにしてもよい。この場合、リーダ５の信号電波がコンクリート硬化体Ａに対して多方向から発信されたとしても、コンクリート硬化体Ａ内のコンクリート埋設用ＩＣタグ１は、その信号電波を効率よく受信できるようになる。
【００４１】
また、前記実施形態の場合、直線状のアンテナ３を使用したが、湾曲したアンテナを使用してもよい。
【００４２】
また、前記実施形態の場合、直径が５ｍｍ、高さが１０ｍｍの円柱体からなるＩＣタグ本体２としたが、一辺が１０ｍｍの立方体に収まる形状であれば、その形状は特に限定されるものではなく、例えば、球体や直方体のいずれであってもよい。
【００４３】
また、前記実施形態の場合、リーダ（外部読取装置）を使用したが、読み書き両方できるリーダ・ライタ（外部読書装置）を使用してもよい。その場合、ＩＣタグ本体２の不揮発性メモリに対し、リーダ・ライタ（外部読書装置）を使用して情報を書き込むことができる。
【００４４】
また、前記実施形態の場合、無線周波数は、特に限定していないが、ＬＦ（１２５ｋＨｚ）帯、ＨＦ（１３．５６ＭＨｚ）帯、ＵＨＦ帯、ＥＨＦ（２．４ＧＨｚ）帯の利用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…コンクリート埋設用ＩＣタグ、２…ＩＣタグ本体、３…アンテナ、５…リーダ（外部読取装置）、６…サーバ、Ａ…コンクリート供試体（コンクリート硬化体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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