(57)【要約】【課題】識別対象物が高温であっても付けることが可能なＩＣタグを提供する。【解決手段】識別対象物に付けられて、識別対象物を識別可能な識別情報を外部装置と非接触に送受信するＩＣタグ１であって、密閉された気相または真空の内部空間４を有し電磁波を透過させる容器３と、送受信が可能なようにＩＣチップ２ｂとアンテナ２ａを有し内部空間４に収納されたインレット２と、インレット２を内部空間４に面する容器３の内部壁面３ｄから離して支持する支持部５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別対象物に付けられて、前記識別対象物を識別可能な識別情報を外部装置と非接触に送受信するＩＣタグであって、
密閉された気相または真空の内部空間を有し、電磁波を透過させる容器と、
前記送受信が可能なようにＩＣチップとアンテナを有し、前記内部空間に収納されたインレットと、
前記インレットを、前記内部空間に面する前記容器の内部壁面から離して支持する支持部とを有することを特徴とするＩＣタグ。
【請求項２】
前記支持部には、断熱材が用いられていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣタグ。
【請求項３】
前記容器には、断熱材が用いられ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ＩＣタグ。
【請求項４】
前記支持部は、前記インレットと、点又は線で接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【請求項５】
前記支持部は、発泡体と多孔質体と綿状の繊維の少なくとも１つが前記内部空間に充填されたフィラと、前記内部壁面に固定され先端が前記インレットに接触可能な突起との、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、識別対象物に付けられて、その識別対象物を識別可能な識別情報を外部装置と非接触に送受信するＩＣ（Integrated Circuit）タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣタグは、小型軽量で価格も安いので、識別対象物となる工業製品等の商品の単体ごとに取り付けることができる。そして、記憶できる識別情報の量が大きいので、単体相互の識別が可能であるだけでなく、単体ごとの位置情報を記憶することもできる。位置情報を含め識別情報は、リーダ・ライタのような外部装置との無線による送受信により書き込んだり読み出したりすることができるので、煩雑な書き込み読み出しの作業を自動化することができる。このため、工業製品の製造工場での工程管理や、工業製品の卸業者やユーザ等を含めた一連の流通過程での在庫管理の共有化等に利用されている。
【０００３】
前記ＩＣタグは、識別情報の記憶と送受信が可能なようにＩＣチップとアンテナを有している。ＩＣチップとアンテナは樹脂製の基材に封止され、インレットを構成している。ＩＣタグが使用される環境は、識別対象物の工業製品ごとに異なっているので、それぞれの使用される環境にインレットが耐えられるように、ＩＣタグには、それぞれの環境に応じた耐環境保護層が設けられている。
【０００４】
そして、ＩＣタグを、高温な環境下で使用することを目的に、耐環境保護層として、断熱層や耐火層を設けることが提案されている。（例えば、特許文献１と特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２３６０２号公報（図５、請求項１）
【特許文献１】特開２００２−２３０５０３号公報（図４、請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＩＣタグの使用される工業製品の種類はますます広がっているなかで、使用される環境が高温であるがゆえに、まだ、ＩＣタグが付けられていない工業製品があることも事実である。それは、高温とはいっても従来のＩＣタグには使用可能な上限温度があり、より高温になる工業製品、たとえば、鋼材は熱処理が頻繁に行われその温度は３００℃以上になるが、このような鋼材には付けることができない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、これらの状況を解決すべく、識別対象物が高温であっても付けることが可能なＩＣタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決した本発明は、識別対象物に付けられて、前記識別対象物を識別可能な識別情報を外部装置と非接触に送受信するＩＣタグであって、密閉された気相または真空の内部空間を有し、電磁波を透過させる容器と、前記送受信が可能なようにＩＣチップとアンテナを有し、前記内部空間に収納されたインレットと、前記インレットを、前記内部空間に面する前記容器の内部壁面から離して支持する支持部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、識別対象物が高温であっても付けることが可能なＩＣタグを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係るＩＣタグ１を上方から透視した平面図を示す。ＩＣタグ１は、密閉された内部空間４を有し電磁波を透過させる容器３と、前記内部空間４に収納されたインレット２と、インレット２を内部空間４に面する容器３の内部壁面３ｄから離して支持する支持部５とを有する。前記内部空間４には、容器３によって外気から遮断された空気や窒素（Ｎ２）の気体が封入されており、内部空間４は気相の状態になっている。あるいは、内部空間４は、真空（減圧）の状態になっていてもよい。このため、インレット２の周囲が、気相や真空の状態になっているので、外部からの熱がインレット２に伝達しにくく、容器３が高温下にさらされても、インレット２の温度は容易には上昇しない。したがって、識別対象物が高温であっても、ＩＣタグ１をその識別対象物に付けることが可能である。
【００１１】
インレット２は、外部装置との送受信が可能なように、ＩＣチップ２ｂと、ＩＣチップ２ｂに接続されたアンテナ２ａとを有している。ＩＣチップ２ｂとアンテナ２ａとは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂製の基材２ｃに封止されて固定されている。アンテナ２ａの形状は送受信に使われる無線の周波数よって変えられるが、周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯であれば、図１に示すようなパッチ（短冊）形状のアルミニウム（Ａｌ）箔にＬ字状のスリット２ｄが設けられたアンテナ２ａを用いることができる。ＩＣチップ２ｄはアンテナ２ａのスリット２ｄを挟んだ両側に接続されている。スリット２ｄの長さを変えることにより、アンテナ２ａとＩＣチップ２ｂとからなる回路のインピーダンス整合を取ることができる。
【００１２】
また、前記容器３に、断熱材を用いることでさらにインレット２の温度上昇を抑制することができる。断熱材としては、菱電化成製のガラス基材を強化材とするミオレックスＰＧＸ５９５やミオレックスＰＭＸ５６１を用いることができる。また、日光化成製のロスナボードや、ガラスファイバを主体とするニチアス製のインシュライトやドイツブランデンバーガー製のＫＶ−３を用いることができる。容器３の内部壁面３ｄは、内部空間４への輻射熱を抑制するような表面仕上げがなされている。
【００１３】
また、前記支持部５にも、断熱材を用いることでさらにインレット２の温度上昇を抑制することができる。熱が外部から支持部５を経由してインレット２へ伝導しても、支持部５を断熱材にすることにより、伝導する熱量を少なくすることができる。支持部５の断熱材には、前記容器３の断熱材と同じ材質の断熱材を用いることができる。材質が同じであれば、支持部５と容器３とを一体成形することができ、容器３への支持部５の固定が容易である。
【００１４】
支持部５は、インレット２が、ｘ軸方向に移動しないように支持する支持部５ｘ１と支持部５ｘ２を有している。支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、インレット２をｘ軸方向に挟むように配置されている。支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、容器３のｘ軸方向に対向する内部壁面３ｄの一方と他方に分かれて固定されている。支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、根元が内部壁面３ｄに配置され、先端がインレット２に接触するような突起になっている。すなわち、支持部５ｘ１と支持部５ｘ２の突起の高さの分だけ、ｘ軸方向にインレット２を内部壁面３ｄから離して支持することができる。突起は、高さが高いほど、また高さ方向を法線とする平面での断面積が小さいほど、インレット２への熱の伝導を抑制することができる。このため、支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、板状になっている。なお、板状の支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、内部空間４を仕切ることになり、内部空間４内の気体が熱を伝達するために対流するのを抑制することができる。気体は対流しにくく気体の対流を介しての熱の伝導を低減できる。また、支持部５ｘ１と支持部５ｘ２は、それらの先端を、とがらせたり丸めたりすることにより、インレット２と面ではなく線で接している。このことによれば、支持部５ｘ１と支持部５ｘ２からインレット２への熱の伝導を抑制することができる。なお、突起による断熱の理解を容易にするために、突起の高さを強調して記載しているが、高さはｃｍオーダに限らず、ｍｍオーダ、サブｍｍオーダであってもよく、後記するｙ軸方向、ｚ軸方向に支持する支持部５ｙ１や５ｚ１等の高さも同様に強調して記載している。
【００１５】
また、支持部５は、インレット２が、ｙ軸方向に移動しないように支持する支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３を有している。支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３は、インレット２をｙ軸方向に互い違いに挟むように配置されている。互い違いであれば、支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３が熱膨張して、インレット２に圧縮応力が生じても分散させることができ、インレット２は、支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３とに、大きな力で圧接されることはないので、支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３からインレット２への熱伝導を抑制することができる。支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３は、容器３のｙ軸方向に対向する内部壁面３ｄの一方と他方に分かれて固定されている。支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３は、根元が内部壁面３ｄに配置され、先端がインレット２に接触するような突起になっている。すなわち、支持部５ｙ１と支持部５ｙ２（支持部５ｙ３）の突起の高さの分だけ、ｙ軸方向にインレット２を内部壁面３ｄから離して支持することができる。支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３は、板状になっている。支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３は、それらの先端を、とがらせたり丸めたりすることにより、インレット２と面ではなく線で接している。
【００１６】
次に、支持部５によるインレット２のｚ軸方向の支持方法について説明する。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図であり、図２（ａ）におけるｚ軸方向は紙面の下から上への方向に対応している。また、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るＩＣタグ１を正面から透視した図であり、図２（ａ）と同様に、図２（ｂ）におけるｚ軸方向は紙面の下から上への方向に対応している。そして、支持部５は、インレット２が、ｚ軸方向に移動しないように支持する支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４を有している。支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、インレット２をｚ軸方向に互い違いに挟むように配置されている。支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、容器３のｚ軸方向に対向する内部壁面３ｄの一方と他方に分かれて固定されている。支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、根元が内部壁面３ｄに配置され、先端がインレット２に接触するような突起になっている。すなわち、支持部５ｚ１（支持部５ｚ２）と支持部５ｚ３（支持部５ｚ４）の突起の高さの分だけ、ｚ軸方向にインレット２を内部壁面３ｄから離して支持することができる。支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、板状になっている。支持部５ｚ１と支持部５ｚ２と支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、それらの先端を、とがらせたり丸めたりすることにより、インレット２と面ではなく線で接している。
【００１７】
前記に説明したように、インレット２は、支持部５によって、ｘ軸方向に移動しないように支持され、ｙ軸方向にも移動しないように支持され、ｚ軸方向にも移動しないように支持されている。こうして、支持部５は、インレット２を容器３の内部壁面３ｄに接しないように離して支持することができる。なお、インレット２を挟むように、ｘ軸方向の両側に支持部５ｘ１と支持部５ｘ２を配置したが、必ずしも両側に配置する必要はなく、片側のみに配置してもよい。ただ、片側のみに配置する場合は、この片側とインレット２とを接着剤等で離れないように接続しておく。同様に、ｙ軸方向でも、ｚ軸方向でも、支持部５を両側から片側に減らしてもよい。なお、接着剤としては、インレット２の基材２ｃと同程度の耐熱性を有していればよく、樹脂系やシリコーン系の接着剤を用いることができる。
【００１８】
前記容器３は、上側容器３ａと下側容器３ｂとに分けて製造する。接着層３ｃで、上側容器３ａと下側容器３ｂとを接続することで、内部空間４を密閉させている。支持部５ｘ１と支持部５ｘ２とはそれぞれ、上側容器３ａと下側容器３ｂとに、半分ずつに分けて製造しておき、接着層３ｃで上側容器３ａと下側容器３ｂとを接続することにより、互いに対向する面が面接触するようにしている。同様に、支持部５ｙ１と支持部５ｙ２と支持部５ｙ３とはそれぞれ、上側容器３ａと下側容器３ｂとに、半分ずつに分けて製造しておき、接着層３ｃで上側容器３ａと下側容器３ｂとを接続することにより、互いに対向する面が面接触するようにしている。また、支持部５ｚ１と支持部５ｚ２は、上側容器３ａに固定しておき、支持部５ｚ３と支持部５ｚ４は、下側容器３ｂに固定しておく。下側容器３ｂ内に配置された支持部５ｚ１と支持部５ｚ２の所定の位置にインレット２を置き、上側容器３ａと下側容器３ｂとの対向面に接着層３ｃをそれぞれ塗って張り合わせる。このことによれば、内部空間４には空気が封入されることになる。また、内部空間４に封入する気体の種類に合わせて、上側容器３ａと下側容器３ｂとを張り合わせる際の室内をその気体に置換しておけば、内部空間４には窒素のような任意の気体を封入することができる。また、室内を真空にすれば、内部空間４を真空にすることができる。接着層３ｃとしては、耐熱性の無機接着剤を用いる。この耐熱性の無機接着剤としては、たとえば、日本特殊セラミックス製のニッセラ・コートを用いることができる。
【００１９】
図３に示すように、第１の実施形態に係るＩＣタグ１であれば、外部からの熱がインレット２に伝達しにくく、容器３が高温下にさらされても、インレット２の温度は容易には上昇しないので、たとえば、ロール状に巻かれて結束帯８で止められた鋼材７に付けることも可能である。ロール状の鋼材７において、落下しにくく外部構造物と接触しにくい配置場所はロールの内周面上であり、図３に示すように、必然的にＩＣタグ１はロールの内周面上に置かれる。この内周面上に置かれたＩＣタグ１には、３００℃以上の高温に熱せられた鋼材７に下面が接するので、下面から熱が伝導する。そして、ロールの内周面から放射される輻射熱が、ＩＣタグ１の上面と側面から入射してくる。このような厳しい高温下においても、ＩＣタグ１は、鋼材７の識別情報等を記憶しておくことができる。
【００２０】
第１の実施形態に係るＩＣタグ１であれば、識別対象物となる鋼材７の単体ごとに取り付けられ、単体相互の識別が可能な識別情報と、単体ごとの位置情報を記憶しておくことが可能である。位置情報を含め識別情報は、リーダ・ライタ６のような外部装置との無線による送受信により非接触に書き込んだり読み出したりすることができる。送受信の通信距離は１ｍ程度に達するので、位置決めや結線を省略でき煩雑な書き込み読み出しの作業を自動化することができる。このため、鋼材７の製造工場での工程管理や、鋼材７の卸業者やユーザ等を含めた一連の流通過程での在庫管理の共有化等が可能である。なお、識別情報等は、鋼材７が高温でもＩＣタグ１に記憶されている必要はあるが、書き込み読み出し作業は、鋼材７が冷めてから、あるいはＩＣタグ１を鋼材７から外してから、行ってもよい。このことによれば、従来の断熱性能の高くないリーダ・ライタ６を使用することができる。逆に、インレット２に対して施したＩＣタグ１の断熱構造に準じた断熱構造で、リーダ・ライタ６を覆えば、リーダ・ライタ６の断熱性が向上し、高温な鋼材７に置かれたＩＣタグ１に対して、その近傍において書き込み読み出し作業を実行することができる。
【００２１】
（第１の実施形態の変形例）
図４に、本発明の第１の実施形態の変形例に係るＩＣタグ１を上方から透視した平面図を示す。第１の実施形態の変形例に係るＩＣタグ１が、第１の実施形態のＩＣタグ１と異なる点は、内部空間４に綿状の繊維５ａがフィラ（充填材）として充填されている点である。このことによれば、綿状の繊維５ａは、含んだ気体が動くのを妨げるので、内部空間４での対流の発生を抑制することができる。綿状の繊維５ａとしては、ガラス繊維等を用いることができる。なお、含んだ気体が動くのを妨げられればよいので、綿状の繊維５ａに限らず、空気等の気体を大量に含んだ発泡体や多孔質体であってもよい。
【００２２】
（第２の実施形態）
図５（ａ）に、本発明の第２の実施形態に係るＩＣタグ１を上方から透視した平面図を示し、図５（ｂ）に、図５（ａ）のＢ−Ｂ方向の矢視断面図を示している。第２の実施形態に係るＩＣタグ１が、第１の実施形態に係るＩＣタグ１と異なる点は、支持部５が、容器３の内部壁面３ｄに固定された突起（５ｘ１等）ではなく、内部空間４にフィラ（充填材）として充填された発泡体又は多孔質体５ｂである点が異なっている。充填された発泡体又は多孔質体５ｂは、球形等をしており、互いに点で接し、お互いに相手の移動を制限している。インレット２が内部空間４の中央になるように、発泡体又は多孔質体５ｂでインレット２の周囲を囲んでいる。インレット２は全面において発泡体又は多孔質体５ｂと互いに点で接しているので、インレット２の移動は制限され内部空間４の中央に固定されている。したがって、第２の実施形態によっても、インレット２を、容器３の内部壁面３ｄから離して支持することができる。発泡体又は多孔質体５ｂとしては、パーライトを原料とするバルーンである昭和化学工業製のマイクロフィラや、セラミックの中空体である昭和電工製のショウバルーンＢＳを用いることができる。
【００２３】
発泡体又は多孔質体５ｂは、大量の空気を含み、含んだ空気は流動しにくくなるので、内部空間４は、実質的に対流しにくい気体で満たされていると考えることができる。したがって、インレット２への伝熱を抑制することができる。なお、含んだ空気が流動しにくくなればよいので、発泡体又は多孔質体５ｂに限らず、第１の実施形態の変形例で用いた綿状の繊維５ａを用いてもよい。なお、発泡体又は多孔質体５ｂであれば、インレット２とは点で接し、綿状の繊維５ａであれば、インレット２とは線で接するので、インレット２への熱抵抗を大きくでき熱伝導を抑制することができる。この点接触の理解を容易にするために、発泡体又は多孔質体５ｂのひとつひとつを大きく記載しているが、大きさはこのｍｍオーダに限らず、発泡体又は多孔質体５ｂの幅が１ｍｍ以下さらにはμｍオーダであってもよい。なお、発泡体又は多孔質体５ｂの充填を容易にするために、接着層３ｃの位置を上方に移動している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＩＣタグを上方から透視した平面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ方向の矢視断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るＩＣタグを正面から透視した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＩＣタグの使用される状況を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例に係るＩＣタグを上方から透視した平面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るＩＣタグを上方から透視した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      ＩＣタグ
２      インレット
２ａ    アンテナ
２ｂ    ＩＣチップ
２ｃ    基材
２ｄ    スリット
３      容器
３ａ    上側容器
３ｂ    下側容器
３ｃ    接着層
３ｄ    内部壁面
４      内部空間
５      支持部
５ａ    綿状の繊維（フィラ）
５ｂ    発泡体又は多孔質体（フィラ）
５ｘ１、５ｘ２、５ｙ１、５ｙ２、５ｙ３、５ｚ１、５ｚ２、５ｚ３、５ｚ４  突起
６      リーダ・ライタ（外部装置）
７      鋼材（識別対象物）
８      結束帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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