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技術 RFIDラベル及びそれを用いた状態検出方法

出願人 トッパン・フォームズ株式会社川崎重工業株式会社
発明者 菰田夏樹松保諒西村武宏佐藤與志
出願日 2018年12月21日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-239470
公開日 2020年7月2日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-101979
状態 未査定
技術分野 デジタルマーク記録担体
主要キーワード 検知ラベル 金属端 表裏貫通 管理用パソコン ラベル基体 検知端子 立体構造物 締め付け部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月2日)のものです。
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図面 (14)

課題

状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベルにおいて、金属に貼着された状態にて状態検出用配線が断線した場合に非接触通信に及ぶ影響を緩和する。

解決手段

被着体の金属面に直接貼着される貼着領域10bを具備し、貼着領域10b内に外力によって破断するミシン目14が設けられたフィルム基板10と、フィルム基板10の貼着領域10b以外の非貼着領域10aに形成されたアンテナ12と、フィルム基板10にミシン目14を跨いで形成された断線検知用配線13と、フィルム基板10の非貼着領域10aに配置され、アンテナ12及び断線検知用配線13と接続され、断線検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をアンテナ12を介して非接触送信するICチップ11とを有する。

概要

背景

昨今、情報化社会進展に伴って、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いて商品等の管理が行われている。このようなラベルやタグを用いた情報管理においては、ラベルやタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なICチップが搭載された非接触型ICラベル非接触型ICタグ等のRFID技術を利用した非接触通信媒体がその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

このような非接触通信媒体においては、金属からなる物品に取り付けられた場合、アンテナが金属の影響を受け、通信距離が短くなってしまう。そこで、金属の影響を避けるために、グランドを有した立体構造物を利用して非接触通信媒体を金属からなる物品に取り付けられることが行われているが、その構造が複雑であり高価なものとなってしまう。

ここで、ラベル基体RFIDが取り付けられてなるRFIDラベルであって、ラベル基体を、折り畳み可能な3つの領域から構成し、3つの領域のうち、RFIDが取り付けられた領域が被着体から離間するように折り畳んで被着体に保持することで、被着体が金属からなるものである場合に金属による影響を緩和するRFIDラベルが、特許文献1に開示されている。

また、アンテナ及びICチップが設けられた基材の一部を折り重ねることで、アンテナ及びICチップを物品の金属面から離間させ、それにより、金属による影響を緩和する非接触型データ受送信体が、特許文献2に開示されている。

また、アンテナの一端を金属面となる放射板容量結合させるとともに、アンテナの他端を放射板から離間させることで、金属による影響を緩和する無線ICデバイスが、特許文献3に開示されている。

ところで近年、開封部分具備する被着体にラベルを貼着しておき、ラベルが剥離されたり破断されたりした場合にそれを検知することで、被着体が開封されたことを検知するための様々な仕組みが考えられている。その中の1つとして、ICチップを用いて被着体の開封を検知する技術が考えられており、例えば、特許文献4に開示されている。

図12は、ICチップを用いて被着体の開封を検知するICタグの一例を示す図である。

本例は図12に示すように、フィルム基板510上に、非接触通信用のアンテナ512が形成されるとともに、これに接続されたICチップ511が搭載され、さらに、ICチップ511に接続されたループ状断線検知用配線513がフィルム基板510上に形成されて構成されている。

フィルム基板510には、対向する2辺間を結ぶミシン目514が形成されており、このミシン目514によって2つの領域510a,510bに分離可能となっている。そして、アンテナ512及びICチップ511が一方の領域510aに設けられており、断線検知用配線513がミシン目514を跨って形成されている。

上記のように構成されたRFIDラベル501においては、物品の開封部分にミシン目514が対向するように貼着された状態にて物品が開封されると、ミシン目514が破断してフィルム基板510が2つの領域510a,510bに分離し、それに伴って断線検知用配線513が断線する。そして、断線検知用配線513が断線した旨がICチップ511にて検出され、その旨がアンテナ512を介して非接触送信されることで、RFIDラベル501が貼着された物品が開封された旨が認識されることになる。

上述した断線検知用配線を有する非接触通信媒体においては、断線検知用配線が断線したことを検出することで、物品の開封検知に限らず、貼着した物品の品質管理にも利用することができ、その仕組みが特許文献5に開示されている。

概要

状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベルにおいて、金属に貼着された状態にて状態検出用配線が断線した場合に非接触通信に及ぶ影響を緩和する。被着体の金属面に直接貼着される貼着領域10bを具備し、貼着領域10b内に外力によって破断するミシン目14が設けられたフィルム基板10と、フィルム基板10の貼着領域10b以外の非貼着領域10aに形成されたアンテナ12と、フィルム基板10にミシン目14を跨いで形成された断線検知用配線13と、フィルム基板10の非貼着領域10aに配置され、アンテナ12及び断線検知用配線13と接続され、断線検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をアンテナ12を介して非接触送信するICチップ11とを有する。

目的

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベルにおいて、金属に貼着された状態にて状態検出用配線が断線した場合に非接触通信に及ぶ影響を緩和することができるRFIDラベル及びそれを用いた状態検出方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

金属面を具備する被着体に貼着され、前記被着体に加わる外力によって破断するRFIDラベルであって、一方の面に接着層が積層され、前記接着層によって前記金属面に直接貼着される金属貼着領域を具備し、前記金属貼着領域内に前記外力によって破断する破断容易線が設けられたシート基材と、前記シート基材の前記金属貼着領域以外の領域に形成されたアンテナと、前記シート基材に前記破断容易線を跨いで形成された状態検出用配線と、前記シート基材の前記金属貼着領域以外の領域に配置され、前記アンテナ及び状態検出用配線と接続され、前記状態検出用配線の導通状態を検出し、その検出結果を前記アンテナを介して非接触送信するICチップとを有する、RFIDラベル。

請求項2

請求項1に記載のRFIDラベルにおいて、前記シート基材は、前記金属貼着領域以外の領域が非金属製の材料を介して前記金属面に貼着される、RFIDラベル。

請求項3

請求項1または請求項2に記載のRFIDラベルを用いた状態検出方法であって、前記ICチップが、前記状態検出用配線の導通状態を検出するステップと、前記ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、前記ICチップに、前記検出結果を前記アンテナを介して非接触送信させるステップと、前記読取手段に接続された処理手段が、前記ICチップから前記読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて前記被着体の状態を判断するステップとを有する、状態検出方法。

技術分野

0001

本発明は、状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベル及びそれを用いた状態検出方法に関する。

背景技術

0002

昨今、情報化社会進展に伴って、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いて商品等の管理が行われている。このようなラベルやタグを用いた情報管理においては、ラベルやタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なICチップが搭載された非接触型ICラベル非接触型ICタグ等のRFID技術を利用した非接触通信媒体がその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

0003

このような非接触通信媒体においては、金属からなる物品に取り付けられた場合、アンテナが金属の影響を受け、通信距離が短くなってしまう。そこで、金属の影響を避けるために、グランドを有した立体構造物を利用して非接触通信媒体を金属からなる物品に取り付けられることが行われているが、その構造が複雑であり高価なものとなってしまう。

0004

ここで、ラベル基体RFIDが取り付けられてなるRFIDラベルであって、ラベル基体を、折り畳み可能な3つの領域から構成し、3つの領域のうち、RFIDが取り付けられた領域が被着体から離間するように折り畳んで被着体に保持することで、被着体が金属からなるものである場合に金属による影響を緩和するRFIDラベルが、特許文献1に開示されている。

0005

また、アンテナ及びICチップが設けられた基材の一部を折り重ねることで、アンテナ及びICチップを物品の金属面から離間させ、それにより、金属による影響を緩和する非接触型データ受送信体が、特許文献2に開示されている。

0006

また、アンテナの一端を金属面となる放射板容量結合させるとともに、アンテナの他端を放射板から離間させることで、金属による影響を緩和する無線ICデバイスが、特許文献3に開示されている。

0007

ところで近年、開封部分具備する被着体にラベルを貼着しておき、ラベルが剥離されたり破断されたりした場合にそれを検知することで、被着体が開封されたことを検知するための様々な仕組みが考えられている。その中の1つとして、ICチップを用いて被着体の開封を検知する技術が考えられており、例えば、特許文献4に開示されている。

0008

図12は、ICチップを用いて被着体の開封を検知するICタグの一例を示す図である。

0009

本例は図12に示すように、フィルム基板510上に、非接触通信用のアンテナ512が形成されるとともに、これに接続されたICチップ511が搭載され、さらに、ICチップ511に接続されたループ状断線検知用配線513がフィルム基板510上に形成されて構成されている。

0010

フィルム基板510には、対向する2辺間を結ぶミシン目514が形成されており、このミシン目514によって2つの領域510a,510bに分離可能となっている。そして、アンテナ512及びICチップ511が一方の領域510aに設けられており、断線検知用配線513がミシン目514を跨って形成されている。

0011

上記のように構成されたRFIDラベル501においては、物品の開封部分にミシン目514が対向するように貼着された状態にて物品が開封されると、ミシン目514が破断してフィルム基板510が2つの領域510a,510bに分離し、それに伴って断線検知用配線513が断線する。そして、断線検知用配線513が断線した旨がICチップ511にて検出され、その旨がアンテナ512を介して非接触送信されることで、RFIDラベル501が貼着された物品が開封された旨が認識されることになる。

0012

上述した断線検知用配線を有する非接触通信媒体においては、断線検知用配線が断線したことを検出することで、物品の開封検知に限らず、貼着した物品の品質管理にも利用することができ、その仕組みが特許文献5に開示されている。

先行技術

0013

特許第4799243号公報
特許第4916841号公報
特許第6137362号公報
特開2012−198589号公報
特開2018−13944号公報

発明が解決しようとする課題

0014

上述したような断線検知用配線を有するRFIDラベルにおいても、金属面を有する被着体となる物品に貼着して使用する場合、非接触通信への金属による影響を緩和する必要がある。

0015

図13は、図12に示したRFIDラベル501におけるICチップ511への影響を説明するための図であり、(a)はICチップ511が有する端子を示す図、(b)は(a)に示した端子515a〜515d間の等価回路を示す図である。

0016

図12に示したRFIDラベル501におけるICチップ511には、図13(a)に示すように4つの端子515a〜515dが設けられている。この4つの端子515a〜515dのうち、端子515a,515bはアンテナ512にそれぞれ接続され、端子515cは断線検知用配線513の一端に接続され、端子515dは断線検知用配線515の他端に接続されている。ICチップ511においては、2つの端子515c,515d間の抵抗値の変化を検出することで、断線検知用配線513の断線の有無が判断されることになる。

0017

ここで、図12に示したRFIDラベル501を金属面を有する物品に貼着する場合、ICチップ511の端子515a,515b及びアンテナ512を金属面から離間させることで、非接触通信への金属による影響を緩和することができる。そのため、ICチップ511の端子515a,515b及びアンテナ512が設けられていない領域510bが金属面に対向するように貼着することになるが、アンテナ512に接続された端子515a,515bと、断線検知用配線513に接続された端子515c,515dとは、物理的に独立しているものの、ICチップ511内においては、図13(b)に示すように、抵抗成分R1,R2や容量成分C1,C2を介して電気的に接続された状態となって完全に独立したものとはなっていない。そのため、ミシン目514が破断することで断線検知用配線513が断線した場合に、断線検知用配線513と金属面との容量結合がなくなることでその影響がアンテナ512を介した非接触通信特性に及び、通信距離が短くなってしまうという問題点がある。

0018

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベルにおいて、金属に貼着された状態にて状態検出用配線が断線した場合に非接触通信に及ぶ影響を緩和することができるRFIDラベル及びそれを用いた状態検出方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0019

上記目的を達成するために本発明は、
金属面を具備する被着体に貼着され、前記被着体に加わる外力によって破断するRFIDラベルであって、
一方の面に接着層が積層され、前記接着層によって前記金属面に直接貼着される金属貼着領域を具備し、前記金属貼着領域内に前記外力によって破断する破断容易線が設けられたシート基材と、
前記シート基材の前記金属貼着領域以外の領域に形成されたアンテナと、
前記シート基材に前記破断容易線を跨いで形成された状態検出用配線と、
前記シート基材の前記金属貼着領域以外の領域に配置され、前記アンテナ及び状態検出用配線と接続され、前記状態検出用配線の導通状態を検出し、その検出結果を前記アンテナを介して非接触送信するICチップとを有する。

0020

上記のように構成された本発明においては、ICチップによって状態検知用配線の導通状態が検出され、その検出結果がアンテナを介して非接触送信される。ここで、金属面を具備する被着体に貼着された場合、状態検知用配線が、被着体の金属面に直接貼着される金属貼着領域内に設けられた破断容易線を跨いで形成されていることにより、状態検知用配線と金属面との間で容量結合が生じた状態となっている。その状態から破断容易線が破断することで状態検知用配線が断線した場合であっても、破断容易線が被着体の金属面に直接貼着される金属貼着領域内に設けられていることで、状態検知用配線のICチップに接続された側と被着体の金属面との間にて容量結合が維持された状態となり、それにより、被着体に加わる外力によって破断した場合においても、アンテナを介した非接触通信特性が大きく変化することがなくなり、非接触通信に及ぶ影響が緩和されることになる。

0021

また、このようなRFIDラベルにおいて、シート基材が、金属貼着領域以外の領域が非金属製の材料を介して金属面に貼着される構成とすれば、RFIDラベルが金属面を具備する被着体に貼着された場合でも、金属による影響を大きく受けることなくアンテナを介して非接触通信を行うことができながらも、被着体に外力が加わった場合に破断容易線が破断しやすくなる。

0022

上記のようなRFIDラベルを用いた状態検出方法においては、ICチップが、状態検出用配線の導通状態を検出し、ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、ICチップに、検出結果をアンテナを介して非接触送信させ、読取手段に接続された処理手段が、ICチップから読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて被着体の状態を判断することにより、被着体の状態が検出されることになる。

発明の効果

0023

本発明によれば、被着体に加わった外力によって破断する破断容易線が、被着体の金属面に直接貼着される金属貼着領域内に設けられていることにより、被着体に加わった外力によって状態検知用配線が断線した場合でも、状態検知用配線のICチップに接続された側と被着体の金属面との間にて容量結合が維持された状態となり、それにより、状態検出用配線を有し、状態検出用配線の導通状態に応じて被着体の状態を検出するRFIDラベルにおいて、金属に貼着された状態にて状態検出用配線が断線した場合に非接触通信に及ぶ影響を緩和することができる。

0024

また、このようなRFIDラベルにおいて、シート基材が、金属貼着領域以外の領域が非金属製の材料を介して金属面に貼着される構成としたものにおいては、RFIDラベルが金属面を具備する被着体に貼着された場合でも、金属による影響を大きく受けることなくアンテナを介して非接触通信を行うことができながらも、被着体に外力が加わった場合に破断容易線を破断しやすくすることができる。

0025

また、上記のようなRFIDラベルを用いた状態検出方法としては、ICチップが、状態検出用配線の導通状態を検出し、ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、ICチップに、検出結果をアンテナを介して非接触送信させ、読取手段に接続された処理手段が、ICチップから読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて被着体の状態を判断することにより、被着体の状態を検出することができる。

図面の簡単な説明

0026

本発明のRFIDラベルの第1の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は(a)に示したA−A’断面図である。
図1に示したRFIDラベルが金属からなる被着体に貼着された状態において被着体の状態の変化によってミシン目が破断した場合の作用を説明するための図である。
図1に示したRFIDラベルが図2に示したように箱に貼着された場合の通信距離を測定した結果を図12に示したRFIDラベルと比較して示す図である。
本発明のRFIDラベルの第2の実施の形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。
図4に示した緩み検知ラベルが貼着される被着体の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。
図4に示した緩み検知ラベルが図5に示した被着体に貼着された状態の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図、(c)は(a)に示すB方向から見た側面図である。
図4に示した緩み検知ラベルが図6に示したようにボルト土台とに跨って貼着された状態においてボルトに緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図、(c)はボルトに緩みが生じた際の緩み検知ラベル101の状態を示す図である。
図4に示した緩み検知ラベルを用いて土台に対するボルトの緩みを検知するためのシステムの一例を示す図である。
図8に示したシステムにおいて図4に示した緩み検知ラベルを用いて土台に対するボルトの緩みを検知する方法を説明するためのフローチャートである。
本発明のRFIDラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は裏面図である。
本発明のRFIDラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は裏面図である。
ICチップを用いて被着体の開封を検知するICタグの一例を示す図である。
図12に示したRFIDラベルにおけるICチップへの影響を説明するための図であり、(a)はICチップが有する端子を示す図、(b)は(a)に示した端子間の等価回路を示す図である。

実施例

0027

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0028

(第1の実施の形態)
図1は、本発明のRFIDラベルの第1の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は(a)に示したA−A’断面図である。

0029

本形態におけるRFIDラベルは図1に示すように、フィルム基板10の裏面の一部に粘着層50が積層されて構成されている。

0030

フィルム基板10は、本願発明におけるシート基材となるものであって、例えば、厚さが70μmのPETフィルムからなる。フィルム基板10は、裏面の一部に粘着層50が積層されており、粘着層50が積層された領域が金属貼着領域となる貼着領域10bとなり、粘着層50が積層されていない領域が非貼着領域10aとなっている。フィルム基板10の貼着領域10bには、フィルム基板10の対向する2つの端辺間に亘って破断容易線となるミシン目14が形成されている。フィルム基板10の表面には、アンテナ12及び断線検知用配線13が形成されているとともに、ICチップ11が搭載されている。

0031

アンテナ12は、フィルム基板10の非貼着領域10aに、例えば、23mmの長さを具備する厚さが18μmの銅箔による2つの帯状導体が直線状に並ぶようにして形成されており、ダイポールアンテナを構成している。

0032

断線検知用配線13は、本願発明における状態検出用配線となるものであって、非貼着領域10aに一端部を有し、そこから貼着領域10bに延び、さらにミシン目14を跨いで延びて折り返してきて非貼着領域10aに他端部を有するループ状となっており、それにより、フィルム基板10のミシン目14を跨いで形成されたものとなっている。断線検知用配線14は、例えば、厚さが18μmの銅箔によって形成されている。

0033

ICチップ11は、一方の面に、2つのアンテナ端子(不図示)と、2つの断線検知端子(不図示)とが設けられており、これらアンテナ端子及び断線検知端子が設けられた面が搭載面となって、フィルム基板10の非貼着領域10aに搭載されている。ICチップ11のアンテナ端子はそれぞれ、アンテナ12の一端に接続されており、ICチップ11の断線検知端子は、断線検知用配線13のループ状の両端部にそれぞれ接続されている。ICチップ11は、アンテナ12を介した非接触通信によって得た電力による電流を断線検知用配線13に流すことで断線検知用配線13の抵抗値を検出し、その抵抗値に基づいて断線検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をデジタル情報に変換してアンテナ12を介して非接触送信する。ICチップ12としては、例えば、NXP社のUCODE G2iM+が挙げられる。

0034

粘着層50は、本願発明における接着層となるものであって、フィルム基板10の裏面の貼着領域10bに、例えば、リンテック社製のTL−85シリーズ粘着剤を塗布することで積層されている。

0035

以下に、上記のように構成されたRFIDラベル1の利用方法及びその際の作用について説明する。

0036

図2は、図1に示したRFIDラベル1が金属からなる被着体に貼着された状態において被着体の状態の変化によってミシン目14が破断した場合の作用を説明するための図である。

0037

図1に示したRFIDラベル1は、例えば、図2(a)に示すように、金属からなる本体2bに金属からなる蓋2aが開閉自在に取り付けられた金属製の箱2の開封検知に利用することができる。このように図1に示したRFIDラベル1を金属製の箱2の開封検知に利用する場合は、箱2の開封部分となる蓋2aと本体2bとの境界部分にミシン目14が重なるとともに、貼着領域10bが箱2に対向するようにRFIDラベル1を粘着層50によって箱2に貼着することになる。その際、非貼着領域10aが箱2に対向しないことでアンテナ12が箱2から離間し、アンテナ12を介した非接触通信への金属による影響を緩和することができる。

0038

そして、図1に示したRFIDラベル1が図2(a)に示したように箱2に貼着された状態において箱2が開封されていない場合は、ミシン目14が破断しておらず、それにより、断線検知用配線13が断線していない。その状態において、RFIDラベル1に対して非接触通信を行う外部装置がRFIDラベル1に翳されると、外部装置から供給された電力によって断線検知用配線13に電流が供給されることになるが、断線検知用配線13が断線していないことから、ICチップ11においては断線検知用配線13自体の抵抗値が検出されることになる。

0039

ICチップ11においては、検出された抵抗値が断線検知用配線13自体の抵抗値である場合は、断線検知用配線13に断線が生じていないと判断され、その判断結果が断線検知用配線13の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ12を介して外部装置に非接触送信される。なお、断線検知用配線13が断線している場合にICチップ11にて検出される抵抗値が、後述するようにほぼ無限大となることから、ICチップ11において、断線検知用配線13に断線が生じていないと判断するための抵抗値として、断線検知用配線13自体の抵抗値ではなく、一定の閾値以下のものを用いてもよい。

0040

一方、図1に示したRFIDラベル1が図2(a)に示したように箱2に貼着された状態において箱2が開封された場合は、図2(b)に示すように、ミシン目14が破断し、それにより、断線検知用配線13が断線する。その状態においては、RFIDラベル1に対して非接触通信を行う外部装置がRFIDラベル1に翳されることで、外部装置から供給された電力によって断線検知用配線13に電流が供給されても、断線検知用配線13が断線していることから断線検知用配線13には電流が流れず、それにより、ICチップ11において検出される抵抗値は、ほぼ無限大となる。

0041

ICチップ11においては、検出された抵抗値がほぼ無限大である場合は、断線検知用配線13に断線が生じていると判断され、その判断結果が断線検知用配線13の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ12を介して外部装置に非接触送信される。なお、断線検知用配線13が断線している場合にICチップ11にて検出される抵抗値がほぼ無限大となることから、ICチップ11において、断線検知用配線13に断線が生じていると判断するための抵抗値としてほぼ無限大ではなく、断線検知用配線13自体の抵抗値よりも大きな一定の閾値以上のものを用いてもよい。

0042

このようにして断線検知用配線13の導通状態がRFIDラベル1から外部装置に送信されることで、外部装置においては、断線検知用配線13が導通状態である場合は箱2が開封されていないと判断し、断線検知用配線13が非導通状態である場合は箱2が開封されたと判断することができる。

0043

ここで、図1に示したRFIDラベル1において、ミシン目14が貼着領域10bに形成されていることによる作用効果について説明する。

0044

図3は、図1に示したRFIDラベル1が図2に示したように箱2に貼着された場合の通信距離を測定した結果を図12に示したRFIDラベル501と比較して示す図である。なお、RFIDラベル1,501の通信距離の測定においては、外部装置として、ATiD社製AT880のハンディリーダライタを用い、920MHz帯周波数を用いて、1.0Wの出力でRFIDラベル1に対して非接触通信を行った。

0045

図2に示したRFIDラベル1のアンテナ12と金属端面となる蓋2aとの距離dを5.0mmとした場合の通信距離を測定した結果、図3に示すように、断線検知用配線13が断線していない状態においては通信距離が560mmであったのに対して、ミシン目14が破断することで断線検知用配線13が断線した状態においては、図12に示したRFIDラベル501では、250mmと通信距離が極端に短くなってしまう。これは、上述したように、ICチップ511に設けられた端子においては、アンテナ512に接続された端子と、断線検知用配線513に接続された端子とが、抵抗成分や容量成分を介して電気的に接続された状態となって完全に独立したものとはなっていないところ、ミシン目514が破断することで断線検知用配線513が断線した場合に、これまで容量結合していた断線検知用配線513と箱2とが容量結合していない状態となってしまい、それにより、アンテナ512を介した非接触通信特性が大きく変化してしまうことによるものである。

0046

一方、図1に示したRFIDラベル1においては、断線検知用配線13が断線したとしても、図3に示すように、通信距離が1020mmとなり、断線検知用配線13が断線していない状態に対して通信距離が極端に短くなってしまうことがなくなる。これは、ミシン目14が蓋2aに貼着される貼着領域10bに設けられていることで、ミシン目14が破断することで断線検知用配線13が破断したとしても、断線検知用配線13のICチップ11に接続された側と箱2との間にて容量結合が維持された状態となり、それにより、アンテナ12を介した非接触通信特性が大きく変化することがなくなり、金属による非接触通信への影響が緩和されるためである。

0047

また、図2に示したRFIDラベル1のアンテナ12と金属端面となる蓋2aとの距離dを10.0mmとした場合においても、図3に示すように、断線検知用配線13が断線していない状態においては通信距離が560mmであったのに対して、ミシン目14が破断することで断線検知用配線13が断線した状態においては、図12に示したRFIDラベル501では、240mmと通信距離が極端に短くなってしまうものの、図1に示したRFIDラベル1では、通信距離が1020mmとなり、断線検知用配線13が断線していない状態に対して通信距離が極端に短くなってしまうことがなくなる。

0048

また、図2に示したRFIDラベル1のアンテナ12と金属端面となる蓋2aとの距離dを20.0mmとした場合においても、図3に示すように、断線検知用配線13が断線していない状態においては通信距離が580mmであったのに対して、ミシン目14が破断することで断線検知用配線13が断線した状態においては、図12に示したRFIDラベル501では、220mmと通信距離が極端に短くなってしまうものの、図1に示したRFIDラベル1では、通信距離が1000mmとなり、断線検知用配線13が断線していない状態に対して通信距離が極端に短くなってしまうことがなくなる。

0049

このように、断線検知用配線13が断線していない状態においては、断線検知用配線13が金属である蓋2aや本体2bと容量結合し、断線検知用配線13が断線した状態においても、断線検知用配線13のICチップ11に接続された側と箱2との間にて容量結合が維持されることになる。これにより、RFIDラベル1が図2に示した金属製の箱2に取り付けられた状態にて断線検知用配線13が断線した場合に、箱2との容量結合の変化によって非接触通信に及ぶ影響を緩和することができる。

0050

(第2の実施の形態)
図4は、本発明のRFIDラベルの第2の実施の形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。

0051

本形態におけるRFIDラベルは図4に示すように、フィルム基板110の一方の面に、粘着層140を介して保護フィルム120が積層され、フィルム基板110の他方の面に、スペーサ130と粘着層150とがこの順で積層されてラベル形態となった緩み検知ラベル101である。

0052

フィルム基板110は、本願発明におけるシート基材となるものであって、例えば、厚さが50μmのPETフィルムからなる。フィルム基板110は、正六角形からなる正六角形領域110aと、正六角形領域110aの1つの端辺から突出した突出領域110bとからなり、フィルム基板110の保護フィルム120との積層面には、2つのアンテナ112及び状態検出用配線113が形成されているとともに、ICチップ111が搭載されている。なお、突出領域110bが、本願発明における金属貼着領域となる。

0053

2つのアンテナ112はそれぞれ、フィルム基板110の保護フィルム120との積層面のうち正六角形領域110aに、例えば、23mmの長さを具備する厚さが18μmの銅箔による2つの帯状の導体が直線状に並ぶようにして形成されており、ダイポールアンテナを構成している。

0054

緩み検知用配線113は、本願発明における状態検出用配線となるものであって、フィルム基板110の保護フィルム120との積層面に、例えば、厚さが18μmの銅箔によって形成されている。緩み検知用配線113は、正六角形領域110aに一端部を有し、そこから突出領域110bに延びて折り返してきて正六角形領域110aに他端部を有するループ状となっている。これにより、緩み検知用配線113は、正六角形領域110aと突出領域110bとに跨って形成されている。なお、緩み検知用配線113は、貼着領域10aの突出領域110bにおいては、フィルム基板110の端辺に沿った直線状となっている。

0055

ICチップ111は、一方の面に、2つのアンテナ端子(不図示)と、2つの緩み検知端子(不図示)とが設けられており、これらアンテナ端子及び緩み検知端子が設けられた面が搭載面となって、フィルム基板110の正六角形領域110aに搭載されている。ICチップ111のアンテナ端子はそれぞれ、アンテナ112の一端に接続されており、ICチップ111の緩み検知端子は、緩み検知用配線113のループ状の両端部にそれぞれ接続されている。ICチップ111は、図1に示したものと同様に、アンテナ112を介した非接触通信によって得た電力による電流を緩み検知用配線113に流すことで緩み検知用配線113の抵抗値を検出し、その抵抗値に基づいて緩み検知用配線113の導通状態を検出し、その検出結果をデジタル情報に変換してアンテナ112を介して非接触送信する。ICチップ111としては、例えば、NXP社のUCODE G2iM+が挙げられる。

0056

保護フィルム120は、例えば、フィルム基板110と同一の材料からなり、フィルム基板110のアンテナ112及び緩み検知用配線113が積層された面の全面に粘着層140によって積層されている。

0057

スペーサ130は、フィルム基板110のアンテナ112及び緩み検知用配線113が積層された面とは反対側の面のうち正六角形領域110aのみに積層されている。スペーサ130は、発泡性アクリル樹脂等のように柔らかい非金属製の材料から構成されており、例えば、ロジャース・イノアック社製のPORONを用いることができる。

0058

粘着層150は、本願発明における接着層となるものであって、フィルム基板110のスペーサ130が積層された面の全面に、例えば、リンテック社製のTL−85シリーズの粘着剤を塗布することで積層されている。

0059

このように積層されたフィルム基板110、保護フィルム120及び粘着層140,150には、突出領域110bに、表裏貫通した破断容易線となるミシン目114が形成されており、緩み検知用配線113は、このミシン目114を跨いで形成されている。この際、ミシン目114は、ミシン目114を構成するカット部が緩み検知用配線113を断線しないように形成されている。

0060

以下に、上記のように構成された緩み検知ラベル101の利用方法及びその際の作用について説明する。

0061

図5は、図4に示した緩み検知ラベル101が貼着される被着体の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。

0062

図4に示した緩み検知ラベル101は、例えば、図5に示すように、締め付け対象部品となる金属製の土台103と、この土台103に締め付けられる締め付け部材となる金属製のボルト102とからなる被着体に貼着されて使用される。この被着体は、正六角形からなるヘッド部102aとヘッド部102aの一方の面から伸びたねじ部102bとから構成されるボルト102が、土台103に形成されたねじ孔103aにねじ部102bがねじ込まれることで、ボルト102が土台103に締め付けられることになる。その際、外部から加わる振動等によってボルト102が緩む可能性があり、その緩みを検知するために図4に示した緩み検知ラベル101が利用されることになる。

0063

図6は、図4に示した緩み検知ラベル101が図5に示した被着体に貼着された状態の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図、(c)は(a)に示すB方向から見た側面図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル101の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0064

図4に示した緩み検知ラベル101を図5に示した被着体に貼着してボルト102の緩み検知に利用する場合は、図6に示すように、フィルム基板110の正六角形領域110aがボルト102のヘッド部102aの上面に対向するとともに、フィルム基板110の突出領域110bについては、ミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域がヘッド部102aの1つの側面に対向し、ミシン目114を介して正六角形領域110aとは反対側の領域が土台103に対向するように、緩み検知ラベル101を粘着層150によってボルト102と土台103とに跨って貼着する。この際、フィルム基板110は、ボルト102及び土台103との貼着面のうち正六角形領域110aのみにスペーサ130が積層されているため、突出領域110bが粘着層150によってボルト102及び土台103に直接貼着され、正六角形領域110aがスペーサ130を介してボルト102に貼着された状態となる。

0065

このようにしてボルト102と土台103とに跨って貼着された緩み検知ラベル101においては、緩み検知用配線113が、ループ状に形成されていることで導通状態となっている。そのため、後述するように、ICチップ111において、緩み検知用配線113が導通状態である旨が検出されることになるが、突出領域110bが粘着層150によってボルト102及び土台103に直接貼着されていることで、緩み検知用配線113とボルト102及び土台103との間にて容量結合が生じた状態となっている。

0066

図7は、図4に示した緩み検知ラベル101が図6に示したようにボルト102と土台103とに跨って貼着された状態においてボルト102に緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図、(c)はボルト102に緩みが生じた際の緩み検知ラベル101の状態を示す図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル101の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0067

図4に示した緩み検知ラベル101が図6に示すようにボルト102と土台103とに跨って貼着された状態において、外部から加わる振動等によってボルト102が図7(a)に示すように反時計回りに回転して土台103に対して緩みが生じると、フィルム基板110の突出領域110bが、ミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域がヘッド部102aの1つの側面に対向し、ミシン目114を介して正六角形領域110aとは反対側の領域が土台103に対向するように、ボルト102と土台103とに跨って貼着されているため、図7(b),(c)に示すようにミシン目114が破断することで、フィルム基板110が、正六角形領域110a及び突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域と、突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110aとは反対側の領域とに分離する。それにより、緩み検知用配線113が断線することになる。その際、スペーサ130が、フィルム基板110のアンテナ112及び緩み検知用配線113が積層された面とは反対側の面のうち正六角形領域110aのみに積層されていることで、突出領域110bには積層されていないため、ボルト102が回転して土台103に対して変位した場合に、ミシン目114が破断しやすくなっており、それにより、ボルト102と土台103との相対変位を確実に検知することができる。

0068

それにより、後述するように、ICチップ111において、緩み検知用配線113が非導通状態である旨が検出されることになるが、突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域が粘着層150によってボルト102に直接貼着されていることで、断線した緩み検知用配線113のうち、突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域に形成された部分、すなわち、ICチップ111に接続された側とボルト102との間にて容量結合が維持された状態となっている。

0069

以下に、上述した作用を利用して土台103に対するボルト102の緩みを検知する具体的な方法について説明する。

0070

図8は、図4に示した緩み検知ラベル101を用いて土台103に対するボルト102の緩みを検知するためのシステムの一例を示す図である。

0071

図4に示した緩み検知ラベル101を用いて土台103に対するボルト102の緩みを検知するためのシステムとしては、図8に示すように、緩み検知ラベル101に対して非接触通信が可能な読取手段となるリーダライタ105と、リーダライタ105と有線または無線を介して接続された処理手段となる管理用パソコン106とを有するシステムが考えられる。なお、読取手段のみならず処理手段が内蔵されたハンディターミナルをリーダライタとして用いることも考えられ、その場合、管理用パソコンが不要となる。

0072

図9は、図8に示したシステムにおいて図4に示した緩み検知ラベル101を用いて土台103に対するボルト102の緩みを検知する方法を説明するためのフローチャートである。

0073

図4に示した緩み検知ラベル101においては、リーダライタ105が緩み検知ラベル101に近接され、リーダライタ105にて緩み検知ラベル101が検出されると(ステップ1)、まず、リーダライタ105から、緩み検知ラベル101に電力が供給されるとともに、緩み検知用配線113の導通状態の検出及びその検出結果の送信をする旨の命令が緩み検知ラベル101に対して送信される(ステップ2)。この際、フィルム基板110のアンテナ112が形成された正六角形領域110aのボルト102との貼着面に、非金属からなるスペーサ130が積層されているため、緩み検知ラベル101が金属からなるボルト102に貼着された場合でも、金属による影響を大きく受けることなくリーダライタ105にて緩み検知ラベル101との間にて非接触通信を行うことができる。

0074

リーダライタ105から供給された電力が緩み検知ラベル101にて得られるとともに、リーダライタ105から送信された命令が緩み検知ラベル101のアンテナ112を介してICチップ111にて受信されると(ステップ3)、リーダライタ105から供給された電力によって緩み検知用配線113に電流が供給される。

0075

ICチップ111においては、供給された電流を用いて緩み検知用配線113の抵抗値が検出されることで、緩み検知用配線113の導通状態が検出されることになる(ステップ4)。ここで、緩み検知ラベル101がボルト102及び土台103に跨って貼着され、図6に示したようにボルト102が緩んでいない場合は、緩み検知用配線113が導通状態となっているため、ICチップ111においては緩み検知用配線113自体の抵抗値が検出されることになる。またこの際、突出領域110bが粘着層150によってボルト102及び土台103に直接貼着されていることで、緩み検知用配線113とボルト102及び土台103との間にて容量結合が生じた状態となっている。

0076

ICチップ111においては、検出された抵抗値が緩み検知用配線113自体の抵抗値である場合は、緩み検知用配線113が導通状態にあると判断され、その判断結果が緩み検知用配線113の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ112を介してリーダライタ105に非接触送信される(ステップ5)。この際、上述したように、ICチップ111のアンテナ112に接続されたアンテナ端子と、緩み検知用配線113に接続された緩み検知端子とは、ICチップ111内において抵抗成分や容量成分を介して電気的に接続された状態となっており、緩み検知用配線113とボルト102及び土台103との間にて容量結合が生じた状態となっていることで、アンテナ112を介したリーダライタ105への検出結果の非接触送信は、この容量結合の影響を有する状態で行われることになる。なお、緩み検知用配線113が非導通状態となっている場合にICチップ111にて検出される抵抗値が、後述するようにほぼ無限大となることから、ICチップ111において、緩み検知用配線113が導通状態にあると判断するための抵抗値として、緩み検知用配線113自体の抵抗値ではなく、一定の閾値以下のものを用いてもよい。

0077

一方、緩み検知ラベル101がボルト102及び土台103に跨って貼着され、図7に示したようにボルト102に緩みが生じることにより緩み検知ラベル101がミシン目114にて破断して緩み検知用配線113が断線している場合は、緩み検知用配線113が非導通状態となっている。その状態においては、リーダライタ105から供給された電力によって緩み検知用配線113に電流が供給されても、緩み検知用配線113が非導通状態となっていることから緩み検知用配線113には電流が流れず、それにより、ICチップ111において検出される抵抗値は、ほぼ無限大となる。

0078

ICチップ111においては、検出された抵抗値がほぼ無限大である場合は、緩み検知用配線113が非導通状態になっている判断され、その判断結果が緩み検知用配線113の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ112を介してリーダライタ105に非接触送信される。この際、突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域が粘着層150によってボルト102に直接貼着されていることで、断線した緩み検知用配線113のうち、突出領域110bのミシン目114を介して正六角形領域110a側の領域に形成された部分、すなわち、ICチップ111に接続された側とボルト102との間にて容量結合が維持された状態となっていることで、この場合においても、アンテナ112を介したリーダライタ105への検出結果の非接触送信は、この容量結合の影響を有する状態で行われることになる。なお、緩み検知用配線113が非導通状態である場合にICチップ111にて検出される抵抗値がほぼ無限大となることから、ICチップ111において、緩み検知用配線113が非導通状態であると判断するための抵抗値としてほぼ無限大ではなく、緩み検知用配線113自体の抵抗値よりも大きな一定の閾値以上のものを用いてもよい。

0079

このように、リーダライタ105においては、緩み検知ラベル101にて検出された緩み検知用配線113の導通状態を、アンテナ112を介して非接触送信させることになる。

0080

上記のようにして緩み検知ラベル101からリーダライタ105に非接触送信された検出結果がリーダライタ105にて受信されると(ステップ6)、リーダライタ105にて受信された検出結果は管理用パソコン106に転送される(ステップ7)。

0081

リーダライタ5から転送されてきた検出結果が管理用パソコン6にて受信されると(ステップ8)、管理用パソコン106において、緩み検知ラベル101からリーダライタ105に非接触送信され、管理用パソコン106に転送されてきた検出結果に基づいて、ボルト102に緩みが生じているかが判断されることになる(ステップ9)。具体的には、リーダライタ105から管理用パソコン106に転送されてきた検出結果において、緩み検知用配線113が導通状態である場合はボルト102に緩みが生じていないと判断され、緩み検知用配線113が非導通状態である場合はボルト102に緩みが生じていると判断されることになる。

0082

このように本形態においては、緩み検知用配線113が断線していない状態においては、緩み検知用配線113が金属であるボルト102や土台103と容量結合し、緩み検知用配線113が断線した状態においても、緩み検知用配線113のICチップ111に接続された側とボルト102との間にて容量結合が維持されることになる。これにより、緩み検知ラベル101が図5に示した金属製のボルト102と土台103とに跨って貼着された状態で緩み検知用配線113が断線した場合に、ボルト102及び土台103との容量結合の変化によって非接触通信に及ぶ影響を緩和することができる。

0083

このように構成された緩み検知ラベル101は、例えば、新幹線台車等において、台車を固定するボルトの緩み検知に用いることができる。その場合、スペーサ130が発泡性アクリル樹脂等のように柔らかい材料から構成されていれば、新幹線が走行中に緩み検知ラベル101が風で飛ばされたり振動で脱落したりした場合でも、緩み検知ラベル101が人体等に当たることによる被害を小さくすることができる。

0084

(他の実施の形態)
図10は、本発明のRFIDラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は裏面図である。

0085

本形態のRFIDラベルは図10に示すように、図1に示したものに対して、ミシン目214が、フィルム基板210の隣接する2つの端辺間に亘って形成されている点が異なるものである。

0086

上記のように構成されたRFIDラベル201においても、粘着層250が積層されることで金属面に貼着される貼着領域210bにミシン目214が形成され、断線検知用配線213がミシン目214を跨って形成されていることにより、貼着領域210bが金属からなる被着体に貼着された場合に、ミシン目214が破断していないことで断線検知用配線213が断線していない状態においては、断線検知用配線213が被着体の金属と容量結合し、ミシン目214が破断して断線検知用配線213が断線した状態においても、断線検知用配線213のICチップ211に接続された側と被着体の金属との間にて容量結合が維持されることになる。これにより、RFIDラベル201が金属からなる被着体に貼着された状態にて、被着体の状態の変化によって断線検知用配線213が断線した場合に、被着体の金属との容量結合の変化によって非接触通信に及ぶ影響を緩和することができる。

0087

図11は、本発明のRFIDラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面図、(b)は裏面図である。

0088

本形態のRFIDラベルは図11に示すように、図1に示したものに対して、断線検知用配線313が円型となっている点が異なるものである。

0089

上記のように構成されたRFIDラベル301においても、粘着層350が積層されることで金属面に貼着される貼着領域310bにミシン目314が形成され、断線検知用配線213がミシン目214を跨って形成されていることにより、貼着領域310bが金属からなる被着体に貼着された場合に、ミシン目314が破断していないことで断線検知用配線313が断線していない状態においては、断線検知用配線313が被着体の金属と容量結合し、ミシン目314が破断して断線検知用配線313が断線した状態においても、断線検知用配線313のICチップ311に接続された側と被着体の金属との間にて容量結合が維持されることになる。これにより、RFIDラベル301が金属からなる被着体に貼着された状態にて、被着体の状態の変化によって断線検知用配線313が断線した場合に、被着体の金属との容量結合の変化によって非接触通信に及ぶ影響を緩和することができる。

0090

なお、上述した実施の形態においては、破断容易線としてミシン目14,114,214,314を例に挙げて説明したが断線検知用配線13,213,313や緩み検知用配線113を避けるようにスリット加工抜き加工を施すことで破断容易線を構成してもよい。

0091

また、上述した実施の形態においては、ICチップ11,111,211,311に2つのアンテナ12,112,212,312が接続された構成を例に挙げて説明したが、ループ状の1つのアンテナがICチップに接続された構成であってもよい。

0092

1,201,301RFIDラベル
2 箱
2a 蓋
2b 本体
10,110,210,310フィルム基板
10a,210a,310b 非貼着領域
10b,210b,310b 貼着領域
11,111,211,311ICチップ
12,112,212,312アンテナ
13,213,313断線検知用配線
14,114,214,314ミシン目
50,140,150,250,350粘着層
101 緩み検知ラベル
105リーダライタ
106管理用パソコン
110a正六角形領域
110b突出領域
113 緩み検知用配線
120保護フィルム
130スペーサ
102ボルト
102aヘッド部
102bねじ部
103土台
103a ねじ孔

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