JP6465260B1

JP6465260B1 - Ｒｆｉｄタグ付き金属製リング及びｒｆｉｄタグの取付方法

Info

Publication number: JP6465260B1
Application number: JP2018545246A
Authority: JP
Inventors: 直徒池田; 健吾松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2038-02-26
Also published as: JPWO2018163876A1; WO2018163876A1

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

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。

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。

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。

１，１ＡＲＦＩＤタグ付き金属製リング
２金属製リング
３，３Ａ，３Ｂ，３ＣＲＦＩＤ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
３２ＲＦＩＣ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

ＵＨＦ帯の通信周波数の１波長以上の円周の長さを有する金属製リングと、
前記金属製リングに対して互いに間隔を空けて設けられ、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複数のＲＦＩＤタグと、
粘着層を有する環状の絶縁性シートと、
を備え、
前記複数のＲＦＩＤタグのそれぞれは、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て、前記金属製リングが放射素子として機能し、
前記絶縁性シートは、前記粘着層を内側にして前記複数のＲＦＩＤタグ及び前記金属製リングの全周を覆い且つ前記絶縁性シートの幅方向の一端部と他端部とが前記金属製リングの内周側又は外周側で前記粘着層により接続されるように取り付けられている、
ＲＦＩＤタグ付き金属製リング。
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。
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１又は２に記載のＲＦＩＤタグ付き金属製リング。