高温対応ＲＦＩＤタグ
【課題】きわめて高い温度の物体に対しても使用することが可能な高温対応ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、高温の対象物体Ｔに装着可能な装着面２１を有し、この装着面２１が対象物体Ｔに接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグ１０であって、データを記憶する半導体チップ１２０及び当該データを送受信可能なアンテナ１２２を含むタグ本体１２と、装着面２１とタグ本体１２との間に介在し、装着面２１に近い側の端部２６ａと装着面２１から遠い側の端部２６ｂとの温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子２６と、このゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却する冷却手段１４と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、高温の対象物体Ｔに装着可能な装着面２１を有し、この装着面２１が対象物体Ｔに接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグ１０であって、データを記憶する半導体チップ１２０及び当該データを送受信可能なアンテナ１２２を含むタグ本体１２と、装着面２１とタグ本体１２との間に介在し、装着面２１に近い側の端部２６ａと装着面２１から遠い側の端部２６ｂとの温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子２６と、このゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却する冷却手段１４と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体に装着されてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数同定）に使用されるＲＦＩＤタグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場や倉庫、店舗等での物品の識別にＲＦＩＤタグが多用されている。このＲＦＩＤタグの本体は、データを記憶するための半導体チップと、当該データを無線にて送受信するためのアンテナとを含み、これら半導体チップ及びアンテナは、一般にフィルム状の回路基板に実装される。
【０００３】
このＲＦＩＤタグの本体の使用は、通常、常温付近の温度下に制限される。これは、当該ＲＦＩＤタグを構成する前記半導体チップや樹脂製フィルム状基板の耐熱性が低いことによる。前記半導体チップの耐熱温度は、通常７０℃程度であり、耐熱性の高い仕様のものでも１２５℃程度であり、それ以上の温度に前記半導体チップが長期間曝されると、同チップに含まれる回路の破壊や記憶データの消去が生ずるおそれがある。
【０００４】
このようなＲＦＩＤタグ本体の低い耐熱性に関わらず、ＲＦＩＤタグの高温使用を可能にする手段として、断熱部材を併用する技術が知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、前記ＲＦＩＤタグ本体を構成する回路基板と、複数の断熱材と、これらの断熱材を積層状態で格納する外枠とを備え、適当な断熱材同士の間に前記回路基板が挟みこまれたＲＦＩＤタグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７５８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のＲＦＩＤタグに想定されている耐熱温度は、２００℃程度であり、それを超える耐熱温度を実現するための具体的な手段は当該文献に何ら開示されていない。その一方、鋼板等の製品を製造する現場、例えば、熱延工場においては、熱延鋼板のように熱延工程直後の高温状態（４００℃程度）のまま保管される製品がある。このようなきわめて高温の物体は、前記のＲＦＩＤタグの耐熱特性の限界を超えるものであることから、その適用対象に含まれない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、きわめて高い温度の物体に対しても使用することが可能な高温対応ＲＦＩＤタグ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】
【０００８】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、高温の対象物体に装着可能な装着面を有し、この装着面が前記対象物体に接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグであって、前記対象物体に装着されたときに当該対象物体と接する装着面と、データを記憶する半導体チップ及び当該データを送受信可能なアンテナを含むタグ本体と、前記装着面と前記タグ本体との間に介在し、前記装着面に近い側の端部と前記装着面から遠い側の端部との温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子と、このゼーベック熱電素子で発電された電力により前記タグ本体を冷却する冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱によりゼーベック熱電素子の端部のうち装着面に近い側の端部と遠い側の端部との間に温度差が生じ、即ち、ゼーベック熱電素子に温度差が加わり、この温度差に基づいて生じた電力を用いて冷却手段がタグ本体の冷却を行うことにより、前記対象物体が持つ熱からタグ本体を有効に保護して高い耐熱性能を実現することができる。言い換えると、単に断熱を図って対象物体の持つ熱からタグ本体を保護するのみでなく、冷却手段を用いて積極的にタグ本体を冷却することにより前記対象物体の持つ熱からタグ本体を有効に保護する。しかも、ゼーベック熱電素子が対象物体から装着面を通じて伝わる熱により発電可能なため、電力を消費して作動する冷却手段が設けられても外部から電力を供給する必要がない。
【００１０】
さらに、タグ本体と装着面との間にゼーベック熱電素子が介在することにより、対象物体からタグ本体までの間の熱抵抗が増え、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱がタグ本体に伝わり難くなり、対象物体が持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。
【００１１】
本発明に係る高温対応ＲＦＩＤタグにおいては、前記冷却手段は、ペルチェ素子で構成され、このペルチェ素子は、その冷却側が前記タグ本体に熱伝導可能に接続されるのが好ましい。
【００１２】
このようにタグ本体を冷却する冷却手段として安価で長寿命且つ低損失のペルチェ素子を用いることで、高温対応ＲＦＩＤタグを安価で且つ信頼性の高いものとすることができる。しかも、ペルチェ素子では加わる電圧値の変化に伴って冷却能力が変化するため、当該ペルチェ素子が冷却手段として用いられることにより、対象物体の温度が変化してもタグ本体の温度が略一定に保たれる。即ち、対象物体の温度が高くなると、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなり、これによりペルチェ素子に加わる電圧が高くなって当該ペルチェ素子の冷却能力が高くなる一方、対象物体の温度が低くなると、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が小さくなって起電力が小さくなり、これによりペルチェ素子に加わる電圧が低くなって当該ペルチェ素子の冷却能力が低くなる。その結果、対象物体の温度が変化してもタグ本体の温度は略一定に保たれる。
【００１３】
前記ゼーベック熱電素子は、前記装着面に沿って拡がる板状に形成され、このゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から遠い側の面と接するように拡がる伝熱板が配設され、この伝熱板は、前記ゼーベック熱電素子の遠い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成されると共に外部の空気と接する放熱部を有するのが好ましい。
【００１４】
このように伝熱板が熱伝導率の高い素材で形成されることにより放熱部が外部の空気と接することでその表面から空気に当該伝熱板の持つ熱が効果的に熱伝達（放出）されるため、対象物体から装着面を通じて伝わる熱による伝熱板の温度上昇が有効に抑制され、これによりゼーベック熱電素子に加わる温度差が維持されて当該ゼーベック熱電素子における起電力の低下が防がれる。
【００１５】
前記ペルチェ素子は、前記タグ本体と前記伝熱板との間に介在し、当該ペルチェ素子の加熱側が前記伝熱板と熱伝導可能に接続されるのが好ましい。
【００１６】
このようにペルチェ素子の加熱側と伝熱板とが熱伝導可能に接続されることで、伝熱板が冷却手段の一部を構成してペルチェ素子の加熱側に生じる熱を放熱部から空気中に放出可能となるため、ペルチェ素子のための放熱手段を別途設けなくてもよい。即ち、対象物体から装着面を通じて伝わる熱とペルチェ素子で生じる熱とを共通の伝熱板を通じて空気中へ放出することにより、高温対応ＲＦＩＤタグの小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、タグ本体と装着面との間にペルチェ素子が介在するため、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱がタグ本体により伝わり難くなる。
【００１８】
前記タグ本体は、前記伝熱板を挟んで前記ゼーベック熱電素子と反対側に配置され、前記ペルチェ素子は、前記伝熱板における面のうち前記装着面から遠い側の面に接続されると共に、前記タグ本体における端部のうち前記装着面に近い側の端部に接続されるのが好ましい。
【００１９】
このように装着面側から順にゼーベック熱電素子、伝熱板、ペルチェ素子、タグ本体が並ぶことで、タグ本体が装着面から離れた位置に配置されることになり、タグ本体と対象物体との間に熱抵抗となる部材が複数配設された状態となるため、対象物体から装着面を通して伝わる熱が伝わり難くなる。しかも、タグ本体の前記熱が伝わってくる側、即ち、装着面側にペルチェ素子が配設されることで、このペルチェ素子によりタグ本体へ向う熱の移動が妨げられると共に当該タグ本体が冷却されるため、タグ本体がより効果的に冷却され、対象物体の持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。さらに、ペルチェ素子とタグ本体とが接続されることで当該ペルチェ素子によってタグ本体がより効果的に冷却される。
【００２０】
前記伝熱板の放熱部は、当該伝熱板の持つ熱を空気中に放出するための複数の放熱用フィンを有するのが好ましい。
【００２１】
このように放熱部が複数の放熱用フィンを有することにより、当該放熱部の空気と接する表面積が大きくなるため伝熱板の持つ熱が効果的に空気中へ放出されて当該伝熱板の温度が下がり、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力がより増加する。そのため、ペルチェ素子に供給される電力が増加して当該ペルチェ素子の冷却能力が向上し、より効果的にタグ本体が冷却される。
【００２２】
前記のように伝熱板の放熱部が複数の放熱用フィンを有する場合、前記ゼーベック熱電素子で発電された電力により前記放熱用フィンに送風する送風手段をさらに備えるのがより好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、放熱部から空気中へ放出される熱量がさらに増加するため、ゼーベック熱電素子に加わる温度差がより大きくなって起電力がより大きくなる。従って、ペルチェ素子に供給される電力が増加し、当該ペルチェ素子の冷却能力が向上してより効果的にタグ本体が冷却される。しかも、ゼーベック熱電素子が対象物体から伝わる熱によって発電するため、電力を消費する送風手段が設けられても外部から電力を供給する必要がない。
【００２４】
前記のようにゼーベック熱電素子における面のうち装着面から遠い側の面に接するように前記の伝熱板が配設される場合、前記ゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から近い側の面と接するように拡がり、当該近い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成された伝熱板が配設されるのが好ましい。
【００２５】
このようにゼーベック熱電素子における面のうち装着面から遠い側の面と近い側の面とにそれぞれ伝熱板が配設されることにより、前記遠い側の面及び前記近い側の面における同一面内の温度むらがそれぞれ抑制され、これによりゼーベック熱電素子での起電力が大きくなり又は安定する。そのためペルチェ素子へ供給される電力が増加又は安定し、当該ペルチェ素子のタグ本体に対する冷却能力が向上又は安定する。
【００２６】
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、前記タグ本体は、電力が供給されることにより前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、前記タグ本体及び前記冷却手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値と共に前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値及び前記第３の閾値とそれぞれを比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部とを有するのが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、対象物体の温度がタグ本体を冷却手段によって冷却しなくてもよい程度に低い場合に、タグ本体にだけ電力を供給することにより、監視できる対象物体の温度範囲が大きくなる。
【００２８】
具体的に、通常、データの送信に用いられる電力よりも冷却手段を駆動する電力の方が大きい。そのため、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいときには、タグ本体のみに電力が供給されることによって対象物体の温度が監視される一方、対象物体の温度が高くゼーベック熱電素子での起電力が十分大きいときには、タグ本体に加え冷却手段にも電力が供給されることによって対象物体の温度の監視が可能となると共にタグ本体の冷却が行われる。その結果、タグ本体と冷却手段との両方に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいとき、即ち、起電力の電圧値が第３の閾値以下の範囲においても対象物体の温度を監視することが可能となる。
【００２９】
しかも、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さく送信部を作動させることができない場合でも、制御手段において、蓄電部が前記起電力を蓄え、比較部が蓄電部に蓄えられた電力が第１の閾値を超えたと判断したときに電力出力部が当該蓄電部の蓄えた電力をタグ本体へ出力することによってタグ本体が作動できる。即ち、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が第１の閾値以下の範囲においても対象物体の温度を監視することが可能となる。
【００３０】
前記温度測定手段は、前記対象物体に装着される熱電対を有するのが好ましい。このように熱電対を用いることで信頼性の高い温度測定手段が得られる。即ち、熱電対は、高温又は低温の何れで使用されても熱起電力が安定し、寿命が長く、耐熱性が高く、高温においても機械的強度が保たれ、且つ耐食性が高い。そのため、高温の対象物体表面のように厳しい環境に置かれても信頼性の高い温度測定手段が得られる。
【００３１】
前記の放熱用フィンと送風手段とを備える高温対応ＲＦＩＤタグでは、前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体、前記送風手段及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、前記タグ本体は、前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、このタグ本体、前記冷却手段及び前記送風手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値、前記送風手段が作動可能な最小の電圧値である第２の閾値、及び前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値、前記第２の閾値及び第３の閾値とをそれぞれ比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力し、前記電圧値が前記第２の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記送風手段へ出力し、前記電圧値が前記第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部と、を有し、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第３の閾値より小さいのが好ましい。
【００３２】
かかる構成によれば、対象物体の温度に基づくゼーベック熱電素子での起電力に応じて制御手段が電力の供給先を変更することにより、監視できる対象物体の温度範囲が大きくなると共に、対象物体の温度がより低い温度のときに冷却手段を作動させてタグ本体をより有効に保護することができる。
【００３３】
具体的に、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子で発電される電力によって冷却手段や送風手段を作動できない温度においても、タグ本体には電力が供給されて対象物体の温度の監視が可能となる。これにより、タグ本体、送風手段及び冷却手段に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいときにも対象物体の温度を監視することが可能となる。しかも、送風手段を冷却手段よりも低い電圧値で作動させることにより、送風手段がない若しくは作動していない場合に比べて対象物体の温度が低いときにも冷却手段が作動してタグ本体が冷却される。即ち、送風手段によって放熱部から放出される熱量が増加して伝熱板の温度が引き下げられ、これによりゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなることにより、送風手段がない若しくは作動していない場合に比べ、対象物体の温度が低くても冷却手段への電力供給が開始される。その結果、タグ本体が効果的に冷却されて対象物体の持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。
【発明の効果】
【００３４】
以上より、本発明によれば、きわめて高い温度の物体に対しても使用することが可能な高温対応ＲＦＩＤタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る高温対応ＲＦＩＤタグの使用状態における概略構成図を示す。
【図２】前記高温対応ＲＦＩＤタグの回路図を示す。
【図３】他実施形態に係る高温対応ＲＦＩＤタグの使用状態における概略構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
図１は、高温対応ＲＦＩＤタグ１０の使用状態における構成図である。この高温対応ＲＦＩＤタグ（以下、単に「ＲＦＩＤタグ」と称する。）１０は、高い耐熱性を有するために、高温の対象物体Ｔの表面に装着することが可能となっている。
【００３８】
ＲＦＩＤタグ１０は、対象物体Ｔに装着される基部２０と、この基部２０における装着面２１（図１における下面）と反対側の端部に配置されるタグ本体１２、ペルチェ素子（冷却手段）１４、及び制御手段３０と、対象物体Ｔの温度を測定する熱電対１６とを備える。
【００３９】
基部２０は、装着面２１に沿って拡がる板状の複数の部材が積層されることにより構成されている。具体的には、基部２０は、装着面２１側から順に、断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６及び第２の伝熱板２８が積層されることにより構成されている。
【００４０】
断熱板２２は、装着面２１を含む板状に形成され、対象物体Ｔから装着面２１を通してゼーベック熱電素子２６へ伝わる熱を低減するための部材である。即ち、断熱板２２は、対象物体Ｔから伝わる熱によりゼーベック熱電素子２６の温度が高くなり過ぎないように対象物体Ｔとゼーベック熱電素子２６との間の熱抵抗として用いられる。従って、対象物体Ｔの温度がゼーベック熱電素子２６の使用可能な温度範囲内であれば、断熱板２２を基部２０に用いる必要がない。本実施形態では、断熱板２２は、ケイ酸カルシウムで形成されている。尚、断熱板２２の素材は限定されず、熱抵抗値が高く（即ち、熱伝導率が低く）、機械強度が大きければよく、セラミック・ファイバー・ボード等でもよい。
【００４１】
第１の伝熱板２４は、対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱を装着面２１に沿う方向において一様にしてゼーベック熱電素子２６に伝えるための板状の部材である。即ち、第１の伝熱板２４は、ゼーベック熱電素子２６の面のうち装着面２１に近い側の面（第１の面：図１において下面）２６ａにおける温度むらを抑制して温度を一様にする。この第１の伝熱板２４は、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａよりも熱伝導率の高い素材で形成されている。本実施形態では、厚さが一定のアルミ板により構成されている。
【００４２】
ゼーベック熱電素子２６は、板状に形成され、装着面２１に近い側の面（第１の面）２６ａと、装着面２１から遠い側の面（第２の面：図１において上面）２６ｂとの温度差に基づき発電可能な素子である。即ち、ゼーベック熱電素子２６は、第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差に基づく熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な素子である。このゼーベック熱電素子２６は、本実施形態では、例えば２５０個のビスマス・テルル系の熱電素子を直列に接続することにより構成されている。このようなゼーベック熱電素子２６の熱起電力（起電力）は、１段あたり約２００μＶ／℃であるため、全体では、５０ｍＶ／℃である。
【００４３】
第２の伝熱板２８は、ゼーベック熱電素子２６の第２の面２６ｂにおける温度むらを抑制して温度を一様にする板状の部材である。この第２の伝熱板２８は、ゼーベック熱電素子２６の第２の面２６ｂよりも熱伝導率の高い素材で形成されている。本実施形態では、第１の伝熱板２４同様の、厚さが一定のアルミ板を主部材とする。この第２の伝熱板２８は、放熱用フィン（放熱部）２９を有する。また、第２の伝熱板２８における面２８ａ，２８ｂのうち装着面２１から遠い側の面２８ｂの中央部には、タグ本体１２、ペルチェ素子１４及び制御手段３０が配置されている。
【００４４】
放熱用フィン２９は、第２の伝熱板２８における外部の空気と接し、第２の伝熱板２８の持つ熱と空気の持つ熱との熱交換が行われる部位、即ち、第２の伝熱板２８の持つ熱を空気中に放出（熱伝達）するための部位である。この放熱用フィン２９は、板状の部材であり、第２の伝熱板２８に立設するように設けられている。また、放熱用フィン２９は、複数設けられ、隣り合う放熱用フィン２９の間を空気が流通できるように互いに間隔をおいて平行に並んでいる。本実施形態では、放熱用フィン２９は、アルミ板で構成されている。この放熱用フィン２９には、当該放熱用フィン２９に送風するための送風ファン（送風手段）Ｆが設けられている。この送風ファンＦは、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によって作動し、ＲＦＩＤタグ１０の外部の空気を放熱用フィン２９に向けて送風する。
【００４５】
尚、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８との素材は、限定されない。本実施形態では、第１の伝熱板２４及び第２の伝熱板２８は、共にアルミ板で構成されているが、熱伝導率の高い素材で且つ構造体として放熱用フィン２９や送風ファンＦ等を支持できればよく、銅や鉄、ステンレス等でもよい。また、第１の伝熱板２４及び第２の伝熱板２８は、金属に限定されず、ダイヤモンド等の熱伝導率の高い素材であればよい。さらに、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８とは、同一素材である必要もなく、異なる素材であってもよい。また、同一厚さである必要もない。
【００４６】
ペルチェ素子１４は、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却するための素子である。このペルチェ素子１４は、板状に形成され、電力が供給（即ち、電圧が印加）されることにより、一方の面１４ａが加熱面で他方の面１４ｂが冷却面となる。ペルチェ素子１４は、タグ本体１２及び制御手段３０と第２の伝熱板２８との間に介在し、冷却面１４ｂがタグ本体１２及び制御手段３０と熱伝導可能に接続され、加熱面１４ａが第２の伝熱板２８と熱伝導可能に接続される。即ち、ペルチェ素子１４は、タグ本体１２と制御手段３０とを冷却可能に配置されている。
【００４７】
タグ本体１２は、データを記憶する半導体チップ１２０と、当該データを送受信するためのアンテナ１２２と、電力が供給されることで熱電対１６から取得したデータを前記アンテナ１２２から送信する送信部１２４と、フィルム基板１２６とを備える。タグ本体１２は、フィルム基板１２６に半導体チップ１２０、アンテナ１２２及び送信部１２４が実装されたものであり、全体が扁平な形状をなしている。このタグ本体１２は、電力が供給されていないときは、パッシブ・タグとして働き、電力が供給されると、送信部１２４が作動することにより、アクティブ・タグとして働く。
【００４８】
制御手段３０は、ゼーベック熱電素子２６からタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４への電力供給を制御する回路である。従って、タグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４は、図２にも示されるように、制御手段３０を介してゼーベック熱電素子２６と電気的に接続されている。この制御手段３０は、蓄電部３２と、記憶部３４と、比較部３６と、電力出力部３８とを備える。
【００４９】
蓄電部３２は、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力を蓄えることが可能な部位である。本実施形態では、蓄電部３２はコンデンサにより構成されている。
【００５０】
記憶部３４は、第１の閾値と第２の閾値と第３の閾値とを予め格納している部位である。第１の閾値はタグ本体１２の送信部１２４が作動可能な最小の電圧値であり、第２の閾値は送風ファンＦが作動可能な最小の電圧値であり、第３の閾値はペルチェ素子１４が作動可能な最小の電圧値である。これら第１乃至第３の閾値は、本実施形態では、例えば、第１の閾値が１．３Ｖ、第２の閾値が２．５Ｖ、第３の閾値が４．０Ｖである。
【００５１】
比較部３６は、記憶部３４から第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値を引き出し、これら第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値と蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値とをそれぞれ比較する部位である。
【００５２】
電力出力部３８は、比較部３６での判断に基づき蓄電部３２に蓄えられた電力をタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４へ出力する部位である。具体的に、電力出力部３８は、比較部３６で蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値が第１の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力をタグ本体１２へ出力し、比較部３６で前記電圧値が第２の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力を送風ファンＦへ出力し、比較部３６で前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力をペルチェ素子１４へ出力する。
【００５３】
これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０は、断熱囲い部材４０によってその周囲を囲まれている。断熱囲い部材４０は、一端（図１における下部）が開口した箱型に形成された断熱部材である。具体的には、第２の伝熱板２８における面２８ａ，２８ｂのうち装着面２１から遠い側の面２８ｂ上にペルチェ素子１４とタグ本体１２及び制御手段３０とが順に重ねられ、これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０が内部空間に収納されるように被せられている。即ち、これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０が前記第２の伝熱板２８の遠い側の面２８ｂと共に断熱囲い部材４０によってその周囲全体が囲まれている。
【００５４】
熱電対１６は、ＲＦＩＤタグ１０と共に対象物体Ｔに装着され、当該対象物体Ｔの温度を測定するための部材である。この熱電対１６は、タグ本体１２に接続され、対象物体Ｔの温度により生じた電位差（電圧）をタグ本体１２に伝達する。タグ本体１２は、送信部１２４において、この熱電対１６から伝達された電位差を対象物体Ｔの温度データに変換し、電力が供給されることによりアンテナ１２２を介して前記温度データを送信する。このような熱電対１６を用いることで信頼性の高い温度測定手段が得られる。即ち、熱電対１６は、高温又は低温の何れで使用されても熱起電力が安定し、寿命が長く、耐熱性が高く、高温においても機械的強度が保たれ、且つ耐食性が高い。そのため、高温の対象物体Ｔ表面のように厳しい環境に置かれても信頼性の高い温度測定手段が得られる。
【００５５】
以上のように構成されるＲＦＩＤタグ１０は、装着面２１が対象物体Ｔ表面に接する状態で対象物体Ｔに装着され（図１参照）、以下のように作用する。
【００５６】
ＲＦＩＤタグ１０が対象物体Ｔに装着されると、この対象物体Ｔが持つ熱が装着面２１を通じてＲＦＩＤタグ１０の内部に伝わり、放熱用フィン２９から空気中へ放出される。即ち、対象物体Ｔの持つ熱が装着面２１から放熱用フィン２９に向ってＲＦＩＤタグ１０の内部を流れて放熱用フィン２９から放出される。具体的には、装着面２１から入った熱は、断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６、第２の伝熱板２８の順に伝わり、放熱用フィン２９から当該放熱用フィン２９に接する空気に熱伝達される。
【００５７】
詳細には、例えば、前記のＲＦＩＤタグ１０を、熱延工場において熱延工程直後の熱延鋼板等の高温の金属素材（対象物体）Ｔに装着した場合について説明する。この対象物体Ｔの温度は、４００℃であり、ＲＦＩＤタグ１０の有するタグ本体１２の耐熱温度は、７０℃である。
【００５８】
ＲＦＩＤタグ１０が対象物体Ｔに装着されると、前記のように装着面２１を通して対象物体Ｔの熱が内部に伝わり、第１の伝熱板２４の温度が２００℃、第２の伝熱板２８の温度が１００℃となる。従って、このときのゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差は１００℃となる。本実施形態に係るゼーベック熱電素子２６では、前記のように５０ｍＶ／℃の起電力が得られるため、この状態では第１の面２６ａの温度と第２の面２６ｂの温度との温度差が１００℃なので、ゼーベック熱電素子２６から５Ｖの起電力が得られる。
【００５９】
この起電力は、制御手段３０の蓄電部３２に送られる。ゼーベック熱電素子２６から送られる起電力（５Ｖ）は、第３の閾値（４．０Ｖ）よりも大きな値であるため、比較部３６で各閾値と比較された後、電力出力部３８によってタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４にそれぞれ出力される。このとき、本実施形態のペルチェ素子１４には５０℃の冷却力があり、当該ペルチェ素子１４の加熱面１４ａ（第２の伝熱板２８）の温度が１００℃であるため、ペルチェ素子１４の冷却面１４ｂの温度は５０℃となる。タグ本体１２は、ペルチェ素子１４の冷却面１４ｂに接続され冷却されているため、当該タグ本体１２の温度も５０℃となる。前記のようにタグ本体１２の耐熱温度が７０℃であるため、タグ本体１２は正常に作動することができる。
【００６０】
前記のように送風ファンＦにも電力が供給されているため、送風ファンＦが作動して外部の空気を放熱用フィン２９に向けて送風する。これにより、第２の伝熱板２８の持つ熱が放熱用フィン２９から効果的に放出され、第２の伝熱板２８の温度が低下する。そうすると、ゼーベック熱電素子２６において、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８との温度差、即ち、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなり、当該ゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなる。そのためペルチェ素子１４へ供給される電力が増加し、これによりペルチェ素子１４の冷却能力が向上してタグ本体１２がより効果的に冷却される。その結果、ＲＦＩＤタグ１０においてより高い耐熱性能が実現される。
【００６１】
また、タグ本体１２にも電力が供給されているため、送信部１２４が作動して対象物体Ｔの温度データを外部に送信する。具体的に、タグ本体１２では、送信部１２４が電力を供給されることにより対象物体Ｔに装着された熱電対１６から伝達された電位差（電圧）情報を対象物体Ｔの温度データに変換し、この変換した温度データをアンテナ１２２を介して外部に送信する。この温度データを受信することにより、対象物体Ｔから離れた位置において当該対象物体Ｔの温度の監視が可能となる。
【００６２】
ここで、前記の状態から対象物体Ｔの温度が変化した場合のＲＦＩＤタグ１０におけるタグ本体１２の温度変化について観察する。尚、この場合の対象物体Ｔの温度変化は、ゼーベック熱電素子２６での起電力の電圧値が第３の閾値以下にならないような温度範囲である。
【００６３】
まず対象物体Ｔの温度が高くなった場合には、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差、即ち、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなる。具体的に、例えば、対象物体Ｔの温度がケルビン単位で２倍になればゼーベック熱電素子２６に加わる温度差も２倍になる。このようにゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなれば当該ゼーベック熱電素子２６での起電力も大きくなり、これに伴ってペルチェ素子１４に供給される電力も大きくなる。ペルチェ素子１４は、供給される電力が大きくなると、即ち、ペルチェ素子１４に印加される電圧が大きくなるとその冷却能力が高くなる。従って、ゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなることでタグ本体１２がより強力に冷却されるため、対象物体Ｔの温度が高くなっても、タグ本体１２の温度はあまり変化しない。
【００６４】
一方、前記の状態から対象物体Ｔの温度が低くなった場合には、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が小さくなる。そうすると、ゼーベック熱電素子２６での起電力が小さくなり、これに伴ってペルチェ素子１４に供給される電力も小さくなる。そうすると、ペルチェ素子１４の冷却能力が小さくなりタグ本体１２に対する冷却力が弱まるため、対象物体Ｔの温度が低くなってもタグ本体１２の温度はあまり変化しない。
【００６５】
以上のように、対象物体Ｔの温度が変化してもＲＦＩＤタグ１０においてタグ本体１２の温度は、略一定に保たれる。
【００６６】
前記の高温（４００℃）の対象物体Ｔを室温で放置すると、当該対象物体Ｔの温度が低下する。このとき、対象物体Ｔの温度低下に伴ってゼーベック熱電素子２６での起電力も低下する。ゼーベック熱電素子２６での起電力が第２の閾値よりも大きく且つ第３の閾値以下になると、ペルチェ素子１４を作動させることができない。しかし、このときのゼーベック熱電素子２６での起電力は、第１及び第２の閾値よりも大きいことからタグ本体１２及び送風ファンＦには電力が供給されている。即ち、タグ本体１２から外部に対象物体Ｔの温度データが送信されると共に、送風ファンＦによって放熱用フィン２９に送風がなされている。
【００６７】
さらに対象物体Ｔを室温で放置すると、より対象物体Ｔの温度が低下し、ゼーベック熱電素子２６での起電力が低下する。ゼーベック熱電素子２６での起電力が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下になると、送風ファンＦを作動させることができない。尚、このときの前記起電力は、第１の閾値よりも大きいことからタグ本体１２には電力が供給され、タグ本体１２から外部に対象物体Ｔの温度データが送信されている。
【００６８】
さらに室温で放置して対象物体Ｔの温度が低下し、ゼーベック熱電素子２６での起電力が第１の閾値以下になると、ゼーベック熱電素子２６から制御手段３０に送られている起電力では、タグ本体１２を作動させることができなくなるが、制御手段３０において、蓄電部３２が前記起電力を蓄え、比較部３６が蓄電部３２に蓄えられた電力が第１の閾値を超えたと判断したときに電力出力部３８が当該蓄電部３２の蓄えた電力をタグ本体１２へ出力することによってタグ本体１２が作動できる。具体的には、タグ本体１２は間欠的に（例えば、毎分１回で１秒程度）作動する。
【００６９】
以上のように本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１０では、高温の対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱によりゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの間に温度差が生じ、即ち、ゼーベック熱電素子２６に温度差が加わり、この温度差に基づいて生じた電力を用いてペルチェ素子１４がタグ本体１２の冷却を行うことにより、対象物体Ｔが持つ熱からタグ本体１２を有効に保護して高い耐熱性能を実現することができる。言い換えると、単に断熱を図って対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２を保護するのみでなく、ペルチェ素子１４を用いて積極的にタグ本体１２を冷却することにより対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２を有効に保護する。
【００７０】
しかも、ゼーベック熱電素子２６が対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱により発電可能なため、電力を消費して作動するペルチェ素子（冷却手段）１４が設けられても外部から電力を供給する必要がない。また、当該ＲＦＩＤタグ１０が使用される高温の環境に耐える電池等の電源を設ける必要もない。
【００７１】
さらに、タグ本体１２と装着面２１との間にペルチェ素子１４及び基部２０（断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６及び第２の伝熱板２８）が介在することにより、対象物体Ｔからタグ本体１２までの間の熱抵抗が大きく、高温の対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱がタグ本体１２に伝わり難くなり、対象物体Ｔが持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。
【００７２】
また、タグ本体１２を冷却する冷却手段として安価で長寿命且つ低損失のペルチェ素子１４を用いることで、ＲＦＩＤタグ１０を安価で且つ信頼性の高いものとすることができる。しかも、ペルチェ素子１４では加わる電圧値の変化に伴って冷却能力が変化するため、当該ペルチェ素子１４が冷却手段として用いられることにより、対象物体Ｔの温度が変化してもタグ本体１２の温度が略一定に保たれる。
【００７３】
第２の伝熱板２８が熱伝導率の高い素材で形成されることにより放熱用フィン（放熱部）２９が外部の空気と接することでその表面から空気に当該第２の伝熱板２８の持つ熱が効果的に熱伝達されるため、対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱による第２の伝熱板２８の温度上昇が有効に抑制され、これによりゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が維持されて当該ゼーベック熱電素子２６における起電力の低下が防がれる。
【００７４】
ペルチェ素子１４の加熱面１４ａと第２の伝熱板２８とが熱伝導可能に接続される（面接触する）ことで、第２の伝熱板２８が冷却手段の一部を構成してペルチェ素子１４の加熱面１４ａに生じる熱を放熱用フィン２９から空気中に放出可能となるため、ペルチェ素子１４のための放熱手段を別途設けなくてもよい。即ち、対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱とペルチェ素子１４で生じる熱とを共通の第２の伝熱板２８を通じて空気中へ放出することにより、ＲＦＩＤタグ１０の小型化を図ることが可能となる。
【００７５】
装着面２１側から順に断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６、第２の伝熱板２８、ペルチェ素子１４、タグ本体１２が並ぶことで、タグ本体１２が装着面２１から離れた位置に配置されることになり、タグ本体１２と対象物体Ｔとの間に熱抵抗となる部材が複数配設された状態となるため、対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱が伝わり難くなる。しかも、前記熱が伝わってくる側、即ち、装着面２１側にペルチェ素子１４が配設されることで、このペルチェ素子１４によりタグ本体１２へ向う対象物体Ｔからの熱の移動が妨げられると共に当該タグ本体１２が冷却されるため、タグ本体１２がより効果的に冷却され、対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。さらに、ペルチェ素子１４とタグ本体１２とが接続されることで当該ペルチェ素子１４によってタグ本体１２がより効果的に冷却される。これによりＲＦＩＤタグ１０のより高い耐熱性能が実現される。
【００７６】
第２の伝熱板２８において放熱部位が複数の放熱用フィン２９を有することにより、当該放熱部位の空気と接する表面積が大きくなるため第２の伝熱板２８の持つ熱が効果的に空気中へ放出されて当該第２の伝熱板２８の温度が下がり、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなって起電力がより増加する。そのため、ペルチェ素子１４に供給される電力が増加して当該ペルチェ素子１４の冷却能力が向上し、より効果的にタグ本体１２が冷却される。
【００７７】
また、第２の伝熱板２８が複数の放熱用フィン２９を有する場合、送風ファンＦをさらに備えることで、放熱用フィン２９から空気中へ放出される熱量がさらに増加するため、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差がより大きくなって起電力がより大きくなる。従って、ペルチェ素子１４に供給される電力が増加し、当該ペルチェ素子１４の冷却能力が向上してより効果的にタグ本体１２が冷却される。しかも、ゼーベック熱電素子２６が対象物体Ｔから伝わる熱によって発電するため、電力を消費する送風ファンＦが設けられても外部から電力を供給する必要がない。また、蓄電池等の電源を別途設ける必要もない。
【００７８】
ゼーベック熱電素子２６を第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８とによって挟み込むことで、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａ及び第２の面２６ｂにおける同一面内の温度むらがそれぞれ抑制され、これによりゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなり又は安定する。そのためペルチェ素子１４へ供給される電力が増加又は安定し、当該ペルチェ素子１４のタグ本体１２に対する冷却能力が向上又は安定する。
【００７９】
制御手段３０において、電力出力部３８が比較部３６で蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値が第１の閾値を超えたと判断されたときに電力をタグ本体１２へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに電力をペルチェ素子１４へ出力することで、対象物体Ｔの温度がタグ本体１２をペルチェ素子１４によって冷却しなくてもよい程度に低い場合に、タグ本体１２にだけ電力を供給することにより、監視できる対象物体Ｔの温度範囲が大きくなる。
【００８０】
具体的に、通常、データの送信に用いられる電力よりもペルチェ素子１４を駆動する電力の方が大きい。そのため、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいときには、タグ本体１２のみに電力が供給されることによって対象物体Ｔの温度が監視される一方、対象物体Ｔの温度が高くゼーベック熱電素子２６での起電力が十分大きいときには、タグ本体１２に加えペルチェ素子１４にも電力が供給されることによって対象物体Ｔの温度の監視が可能となると共にタグ本体１２の冷却が行われる。その結果、タグ本体１２とペルチェ素子１４との両方に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいとき、即ち、起電力の電圧値が第３の閾値以下の範囲においても対象物体Ｔの温度を監視することが可能となる。
【００８１】
また、対象物体Ｔの温度に基づくゼーベック熱電素子２６での起電力に応じて制御手段３０が電力の供給先を変更することにより、監視できる対象物体Ｔの温度範囲が大きくなると共に、対象物体Ｔの温度がより低い温度のときにペルチェ素子１４を作動させてタグ本体１２をより有効に保護することができる。
【００８２】
具体的に、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６で発電される電力によってペルチェ素子１４や送風ファンＦを作動できない温度においても、タグ本体１２には電力が供給されて対象物体Ｔの温度の監視が可能となる。これにより、タグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいときにも対象物体Ｔの温度を監視することが可能となる。しかも、送風ファンＦをペルチェ素子１４よりも低い電圧値で作動させることにより、送風ファンＦがない若しくは作動していない場合に比べて対象物体Ｔの温度が低いときにもペルチェ素子１４が作動してタグ本体１２が冷却される。即ち、送風ファンＦによって放熱用フィン（放熱部）２９から放出される熱量が増加して第２の伝熱板２８の温度が引き下げられ、これによりゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなることにより、送風ファンＦがない若しくは作動していない場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くてもペルチェ素子１４への電力供給が開始される。その結果、タグ本体１２が効果的に冷却されて対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。
【００８３】
尚、本発明のＲＦＩＤタグ１０は、上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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８４】
タグ本体１２の冷却手段の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態ではペルチェ素子１４が用いられているが、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却できれば、他の冷却手段が用いられてもよい。
【００８５】
また、図３に示されるように、ＲＦＩＤタグ１０は制御手段３０を備えなくてもよい。この場合、対象物体Ｔの温度に基づくゼーベック熱電素子２６での起電力に応じて当該起電力の供給先を変更することができないため、送風ファンＦ及びタグ本体１２の送信部１２４を設けない構成が好ましい。即ち、起電力に応じた適切な電力の供給先の切り換えができないため、ゼーベック熱電素子２６の起電力が全てペルチェ素子（冷却手段）１４に供給されるように構成することで、対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２が有効に保護される。
【００８６】
また、本実施形態では、ペルチェ素子１４で生じた熱と対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱とを共通の第２の伝熱板２８の放熱用フィン（放熱部）２９から空気中に放出しているが、これに限定されない。例えば、ペルチェ素子１４の加熱面１４ａにも放熱用フィン等の放熱手段を設け、ペルチェ素子１４のための放熱手段と、対象物体Ｔから装着面２１を通して第２の伝熱板２８に伝わる熱の放出手段とを別々に備えてもよい。
【００８７】
また、本実施形態では、共通のタグ本体１２がアクティブ・タグとパッシブ・タグとの働きをするが、アクティブ・タグとして働く第１のタグ本体と、パッシブ・タグとして働く第２のタグ本体とを別々に設けてもよい。この場合、第２のタグ本体が制御手段３０を介してゼーベック熱電素子２６に電気的に接続される。即ち、第１のタグ本体は、ゼーベック熱電素子から電力の供給を受けない。
【００８８】
第２の伝熱板２８の放熱部の構成は、限定されない。例えば、本実施形態においては、放熱部として放熱用フィン２９が設けられているが、放熱用フィン２９がない状態、即ち、第２の伝熱板２８が放熱部も含めて単なる板状体であってもよい。放熱部がこのような形状であっても、外部の空気と接することで第２の伝熱板２８と空気との熱交換が可能であるため、第２の伝熱板２８の持つ熱が放熱部から空気中に放出される。
【００８９】
対象物体Ｔの温度測定手段の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態では、熱電対１６が用いられているが、これに限定されず、他の温度測定手段が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 高温対応ＲＦＩＤタグ
１２ タグ本体
１４ ペルチェ素子（冷却手段）
２１ 装着面
２６ ゼーベック熱電素子
２６ａ 第１の面（装着面に近い側の面（端部））
２６ｂ 第２の面（装着面から遠い側の面（端部））
１２０ 半導体チップ
１２２ アンテナ
Ｔ 対象物体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体に装着されてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数同定）に使用されるＲＦＩＤタグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場や倉庫、店舗等での物品の識別にＲＦＩＤタグが多用されている。このＲＦＩＤタグの本体は、データを記憶するための半導体チップと、当該データを無線にて送受信するためのアンテナとを含み、これら半導体チップ及びアンテナは、一般にフィルム状の回路基板に実装される。
【０００３】
このＲＦＩＤタグの本体の使用は、通常、常温付近の温度下に制限される。これは、当該ＲＦＩＤタグを構成する前記半導体チップや樹脂製フィルム状基板の耐熱性が低いことによる。前記半導体チップの耐熱温度は、通常７０℃程度であり、耐熱性の高い仕様のものでも１２５℃程度であり、それ以上の温度に前記半導体チップが長期間曝されると、同チップに含まれる回路の破壊や記憶データの消去が生ずるおそれがある。
【０００４】
このようなＲＦＩＤタグ本体の低い耐熱性に関わらず、ＲＦＩＤタグの高温使用を可能にする手段として、断熱部材を併用する技術が知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、前記ＲＦＩＤタグ本体を構成する回路基板と、複数の断熱材と、これらの断熱材を積層状態で格納する外枠とを備え、適当な断熱材同士の間に前記回路基板が挟みこまれたＲＦＩＤタグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７５８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のＲＦＩＤタグに想定されている耐熱温度は、２００℃程度であり、それを超える耐熱温度を実現するための具体的な手段は当該文献に何ら開示されていない。その一方、鋼板等の製品を製造する現場、例えば、熱延工場においては、熱延鋼板のように熱延工程直後の高温状態（４００℃程度）のまま保管される製品がある。このようなきわめて高温の物体は、前記のＲＦＩＤタグの耐熱特性の限界を超えるものであることから、その適用対象に含まれない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、きわめて高い温度の物体に対しても使用することが可能な高温対応ＲＦＩＤタグ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】
【０００８】
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、高温の対象物体に装着可能な装着面を有し、この装着面が前記対象物体に接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグであって、前記対象物体に装着されたときに当該対象物体と接する装着面と、データを記憶する半導体チップ及び当該データを送受信可能なアンテナを含むタグ本体と、前記装着面と前記タグ本体との間に介在し、前記装着面に近い側の端部と前記装着面から遠い側の端部との温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子と、このゼーベック熱電素子で発電された電力により前記タグ本体を冷却する冷却手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱によりゼーベック熱電素子の端部のうち装着面に近い側の端部と遠い側の端部との間に温度差が生じ、即ち、ゼーベック熱電素子に温度差が加わり、この温度差に基づいて生じた電力を用いて冷却手段がタグ本体の冷却を行うことにより、前記対象物体が持つ熱からタグ本体を有効に保護して高い耐熱性能を実現することができる。言い換えると、単に断熱を図って対象物体の持つ熱からタグ本体を保護するのみでなく、冷却手段を用いて積極的にタグ本体を冷却することにより前記対象物体の持つ熱からタグ本体を有効に保護する。しかも、ゼーベック熱電素子が対象物体から装着面を通じて伝わる熱により発電可能なため、電力を消費して作動する冷却手段が設けられても外部から電力を供給する必要がない。
【００１０】
さらに、タグ本体と装着面との間にゼーベック熱電素子が介在することにより、対象物体からタグ本体までの間の熱抵抗が増え、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱がタグ本体に伝わり難くなり、対象物体が持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。
【００１１】
本発明に係る高温対応ＲＦＩＤタグにおいては、前記冷却手段は、ペルチェ素子で構成され、このペルチェ素子は、その冷却側が前記タグ本体に熱伝導可能に接続されるのが好ましい。
【００１２】
このようにタグ本体を冷却する冷却手段として安価で長寿命且つ低損失のペルチェ素子を用いることで、高温対応ＲＦＩＤタグを安価で且つ信頼性の高いものとすることができる。しかも、ペルチェ素子では加わる電圧値の変化に伴って冷却能力が変化するため、当該ペルチェ素子が冷却手段として用いられることにより、対象物体の温度が変化してもタグ本体の温度が略一定に保たれる。即ち、対象物体の温度が高くなると、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなり、これによりペルチェ素子に加わる電圧が高くなって当該ペルチェ素子の冷却能力が高くなる一方、対象物体の温度が低くなると、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が小さくなって起電力が小さくなり、これによりペルチェ素子に加わる電圧が低くなって当該ペルチェ素子の冷却能力が低くなる。その結果、対象物体の温度が変化してもタグ本体の温度は略一定に保たれる。
【００１３】
前記ゼーベック熱電素子は、前記装着面に沿って拡がる板状に形成され、このゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から遠い側の面と接するように拡がる伝熱板が配設され、この伝熱板は、前記ゼーベック熱電素子の遠い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成されると共に外部の空気と接する放熱部を有するのが好ましい。
【００１４】
このように伝熱板が熱伝導率の高い素材で形成されることにより放熱部が外部の空気と接することでその表面から空気に当該伝熱板の持つ熱が効果的に熱伝達（放出）されるため、対象物体から装着面を通じて伝わる熱による伝熱板の温度上昇が有効に抑制され、これによりゼーベック熱電素子に加わる温度差が維持されて当該ゼーベック熱電素子における起電力の低下が防がれる。
【００１５】
前記ペルチェ素子は、前記タグ本体と前記伝熱板との間に介在し、当該ペルチェ素子の加熱側が前記伝熱板と熱伝導可能に接続されるのが好ましい。
【００１６】
このようにペルチェ素子の加熱側と伝熱板とが熱伝導可能に接続されることで、伝熱板が冷却手段の一部を構成してペルチェ素子の加熱側に生じる熱を放熱部から空気中に放出可能となるため、ペルチェ素子のための放熱手段を別途設けなくてもよい。即ち、対象物体から装着面を通じて伝わる熱とペルチェ素子で生じる熱とを共通の伝熱板を通じて空気中へ放出することにより、高温対応ＲＦＩＤタグの小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、タグ本体と装着面との間にペルチェ素子が介在するため、高温の対象物体から装着面を通じて伝わる熱がタグ本体により伝わり難くなる。
【００１８】
前記タグ本体は、前記伝熱板を挟んで前記ゼーベック熱電素子と反対側に配置され、前記ペルチェ素子は、前記伝熱板における面のうち前記装着面から遠い側の面に接続されると共に、前記タグ本体における端部のうち前記装着面に近い側の端部に接続されるのが好ましい。
【００１９】
このように装着面側から順にゼーベック熱電素子、伝熱板、ペルチェ素子、タグ本体が並ぶことで、タグ本体が装着面から離れた位置に配置されることになり、タグ本体と対象物体との間に熱抵抗となる部材が複数配設された状態となるため、対象物体から装着面を通して伝わる熱が伝わり難くなる。しかも、タグ本体の前記熱が伝わってくる側、即ち、装着面側にペルチェ素子が配設されることで、このペルチェ素子によりタグ本体へ向う熱の移動が妨げられると共に当該タグ本体が冷却されるため、タグ本体がより効果的に冷却され、対象物体の持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。さらに、ペルチェ素子とタグ本体とが接続されることで当該ペルチェ素子によってタグ本体がより効果的に冷却される。
【００２０】
前記伝熱板の放熱部は、当該伝熱板の持つ熱を空気中に放出するための複数の放熱用フィンを有するのが好ましい。
【００２１】
このように放熱部が複数の放熱用フィンを有することにより、当該放熱部の空気と接する表面積が大きくなるため伝熱板の持つ熱が効果的に空気中へ放出されて当該伝熱板の温度が下がり、ゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力がより増加する。そのため、ペルチェ素子に供給される電力が増加して当該ペルチェ素子の冷却能力が向上し、より効果的にタグ本体が冷却される。
【００２２】
前記のように伝熱板の放熱部が複数の放熱用フィンを有する場合、前記ゼーベック熱電素子で発電された電力により前記放熱用フィンに送風する送風手段をさらに備えるのがより好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、放熱部から空気中へ放出される熱量がさらに増加するため、ゼーベック熱電素子に加わる温度差がより大きくなって起電力がより大きくなる。従って、ペルチェ素子に供給される電力が増加し、当該ペルチェ素子の冷却能力が向上してより効果的にタグ本体が冷却される。しかも、ゼーベック熱電素子が対象物体から伝わる熱によって発電するため、電力を消費する送風手段が設けられても外部から電力を供給する必要がない。
【００２４】
前記のようにゼーベック熱電素子における面のうち装着面から遠い側の面に接するように前記の伝熱板が配設される場合、前記ゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から近い側の面と接するように拡がり、当該近い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成された伝熱板が配設されるのが好ましい。
【００２５】
このようにゼーベック熱電素子における面のうち装着面から遠い側の面と近い側の面とにそれぞれ伝熱板が配設されることにより、前記遠い側の面及び前記近い側の面における同一面内の温度むらがそれぞれ抑制され、これによりゼーベック熱電素子での起電力が大きくなり又は安定する。そのためペルチェ素子へ供給される電力が増加又は安定し、当該ペルチェ素子のタグ本体に対する冷却能力が向上又は安定する。
【００２６】
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、前記タグ本体は、電力が供給されることにより前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、前記タグ本体及び前記冷却手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値と共に前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値及び前記第３の閾値とそれぞれを比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部とを有するのが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、対象物体の温度がタグ本体を冷却手段によって冷却しなくてもよい程度に低い場合に、タグ本体にだけ電力を供給することにより、監視できる対象物体の温度範囲が大きくなる。
【００２８】
具体的に、通常、データの送信に用いられる電力よりも冷却手段を駆動する電力の方が大きい。そのため、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいときには、タグ本体のみに電力が供給されることによって対象物体の温度が監視される一方、対象物体の温度が高くゼーベック熱電素子での起電力が十分大きいときには、タグ本体に加え冷却手段にも電力が供給されることによって対象物体の温度の監視が可能となると共にタグ本体の冷却が行われる。その結果、タグ本体と冷却手段との両方に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいとき、即ち、起電力の電圧値が第３の閾値以下の範囲においても対象物体の温度を監視することが可能となる。
【００２９】
しかも、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さく送信部を作動させることができない場合でも、制御手段において、蓄電部が前記起電力を蓄え、比較部が蓄電部に蓄えられた電力が第１の閾値を超えたと判断したときに電力出力部が当該蓄電部の蓄えた電力をタグ本体へ出力することによってタグ本体が作動できる。即ち、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が第１の閾値以下の範囲においても対象物体の温度を監視することが可能となる。
【００３０】
前記温度測定手段は、前記対象物体に装着される熱電対を有するのが好ましい。このように熱電対を用いることで信頼性の高い温度測定手段が得られる。即ち、熱電対は、高温又は低温の何れで使用されても熱起電力が安定し、寿命が長く、耐熱性が高く、高温においても機械的強度が保たれ、且つ耐食性が高い。そのため、高温の対象物体表面のように厳しい環境に置かれても信頼性の高い温度測定手段が得られる。
【００３１】
前記の放熱用フィンと送風手段とを備える高温対応ＲＦＩＤタグでは、前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体、前記送風手段及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、前記タグ本体は、前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、このタグ本体、前記冷却手段及び前記送風手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値、前記送風手段が作動可能な最小の電圧値である第２の閾値、及び前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値、前記第２の閾値及び第３の閾値とをそれぞれ比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力し、前記電圧値が前記第２の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記送風手段へ出力し、前記電圧値が前記第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部と、を有し、前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第３の閾値より小さいのが好ましい。
【００３２】
かかる構成によれば、対象物体の温度に基づくゼーベック熱電素子での起電力に応じて制御手段が電力の供給先を変更することにより、監視できる対象物体の温度範囲が大きくなると共に、対象物体の温度がより低い温度のときに冷却手段を作動させてタグ本体をより有効に保護することができる。
【００３３】
具体的に、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子で発電される電力によって冷却手段や送風手段を作動できない温度においても、タグ本体には電力が供給されて対象物体の温度の監視が可能となる。これにより、タグ本体、送風手段及び冷却手段に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体の温度が低くゼーベック熱電素子での起電力が小さいときにも対象物体の温度を監視することが可能となる。しかも、送風手段を冷却手段よりも低い電圧値で作動させることにより、送風手段がない若しくは作動していない場合に比べて対象物体の温度が低いときにも冷却手段が作動してタグ本体が冷却される。即ち、送風手段によって放熱部から放出される熱量が増加して伝熱板の温度が引き下げられ、これによりゼーベック熱電素子に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなることにより、送風手段がない若しくは作動していない場合に比べ、対象物体の温度が低くても冷却手段への電力供給が開始される。その結果、タグ本体が効果的に冷却されて対象物体の持つ熱からタグ本体がより有効に保護される。
【発明の効果】
【００３４】
以上より、本発明によれば、きわめて高い温度の物体に対しても使用することが可能な高温対応ＲＦＩＤタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る高温対応ＲＦＩＤタグの使用状態における概略構成図を示す。
【図２】前記高温対応ＲＦＩＤタグの回路図を示す。
【図３】他実施形態に係る高温対応ＲＦＩＤタグの使用状態における概略構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
図１は、高温対応ＲＦＩＤタグ１０の使用状態における構成図である。この高温対応ＲＦＩＤタグ（以下、単に「ＲＦＩＤタグ」と称する。）１０は、高い耐熱性を有するために、高温の対象物体Ｔの表面に装着することが可能となっている。
【００３８】
ＲＦＩＤタグ１０は、対象物体Ｔに装着される基部２０と、この基部２０における装着面２１（図１における下面）と反対側の端部に配置されるタグ本体１２、ペルチェ素子（冷却手段）１４、及び制御手段３０と、対象物体Ｔの温度を測定する熱電対１６とを備える。
【００３９】
基部２０は、装着面２１に沿って拡がる板状の複数の部材が積層されることにより構成されている。具体的には、基部２０は、装着面２１側から順に、断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６及び第２の伝熱板２８が積層されることにより構成されている。
【００４０】
断熱板２２は、装着面２１を含む板状に形成され、対象物体Ｔから装着面２１を通してゼーベック熱電素子２６へ伝わる熱を低減するための部材である。即ち、断熱板２２は、対象物体Ｔから伝わる熱によりゼーベック熱電素子２６の温度が高くなり過ぎないように対象物体Ｔとゼーベック熱電素子２６との間の熱抵抗として用いられる。従って、対象物体Ｔの温度がゼーベック熱電素子２６の使用可能な温度範囲内であれば、断熱板２２を基部２０に用いる必要がない。本実施形態では、断熱板２２は、ケイ酸カルシウムで形成されている。尚、断熱板２２の素材は限定されず、熱抵抗値が高く（即ち、熱伝導率が低く）、機械強度が大きければよく、セラミック・ファイバー・ボード等でもよい。
【００４１】
第１の伝熱板２４は、対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱を装着面２１に沿う方向において一様にしてゼーベック熱電素子２６に伝えるための板状の部材である。即ち、第１の伝熱板２４は、ゼーベック熱電素子２６の面のうち装着面２１に近い側の面（第１の面：図１において下面）２６ａにおける温度むらを抑制して温度を一様にする。この第１の伝熱板２４は、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａよりも熱伝導率の高い素材で形成されている。本実施形態では、厚さが一定のアルミ板により構成されている。
【００４２】
ゼーベック熱電素子２６は、板状に形成され、装着面２１に近い側の面（第１の面）２６ａと、装着面２１から遠い側の面（第２の面：図１において上面）２６ｂとの温度差に基づき発電可能な素子である。即ち、ゼーベック熱電素子２６は、第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差に基づく熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な素子である。このゼーベック熱電素子２６は、本実施形態では、例えば２５０個のビスマス・テルル系の熱電素子を直列に接続することにより構成されている。このようなゼーベック熱電素子２６の熱起電力（起電力）は、１段あたり約２００μＶ／℃であるため、全体では、５０ｍＶ／℃である。
【００４３】
第２の伝熱板２８は、ゼーベック熱電素子２６の第２の面２６ｂにおける温度むらを抑制して温度を一様にする板状の部材である。この第２の伝熱板２８は、ゼーベック熱電素子２６の第２の面２６ｂよりも熱伝導率の高い素材で形成されている。本実施形態では、第１の伝熱板２４同様の、厚さが一定のアルミ板を主部材とする。この第２の伝熱板２８は、放熱用フィン（放熱部）２９を有する。また、第２の伝熱板２８における面２８ａ，２８ｂのうち装着面２１から遠い側の面２８ｂの中央部には、タグ本体１２、ペルチェ素子１４及び制御手段３０が配置されている。
【００４４】
放熱用フィン２９は、第２の伝熱板２８における外部の空気と接し、第２の伝熱板２８の持つ熱と空気の持つ熱との熱交換が行われる部位、即ち、第２の伝熱板２８の持つ熱を空気中に放出（熱伝達）するための部位である。この放熱用フィン２９は、板状の部材であり、第２の伝熱板２８に立設するように設けられている。また、放熱用フィン２９は、複数設けられ、隣り合う放熱用フィン２９の間を空気が流通できるように互いに間隔をおいて平行に並んでいる。本実施形態では、放熱用フィン２９は、アルミ板で構成されている。この放熱用フィン２９には、当該放熱用フィン２９に送風するための送風ファン（送風手段）Ｆが設けられている。この送風ファンＦは、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によって作動し、ＲＦＩＤタグ１０の外部の空気を放熱用フィン２９に向けて送風する。
【００４５】
尚、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８との素材は、限定されない。本実施形態では、第１の伝熱板２４及び第２の伝熱板２８は、共にアルミ板で構成されているが、熱伝導率の高い素材で且つ構造体として放熱用フィン２９や送風ファンＦ等を支持できればよく、銅や鉄、ステンレス等でもよい。また、第１の伝熱板２４及び第２の伝熱板２８は、金属に限定されず、ダイヤモンド等の熱伝導率の高い素材であればよい。さらに、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８とは、同一素材である必要もなく、異なる素材であってもよい。また、同一厚さである必要もない。
【００４６】
ペルチェ素子１４は、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却するための素子である。このペルチェ素子１４は、板状に形成され、電力が供給（即ち、電圧が印加）されることにより、一方の面１４ａが加熱面で他方の面１４ｂが冷却面となる。ペルチェ素子１４は、タグ本体１２及び制御手段３０と第２の伝熱板２８との間に介在し、冷却面１４ｂがタグ本体１２及び制御手段３０と熱伝導可能に接続され、加熱面１４ａが第２の伝熱板２８と熱伝導可能に接続される。即ち、ペルチェ素子１４は、タグ本体１２と制御手段３０とを冷却可能に配置されている。
【００４７】
タグ本体１２は、データを記憶する半導体チップ１２０と、当該データを送受信するためのアンテナ１２２と、電力が供給されることで熱電対１６から取得したデータを前記アンテナ１２２から送信する送信部１２４と、フィルム基板１２６とを備える。タグ本体１２は、フィルム基板１２６に半導体チップ１２０、アンテナ１２２及び送信部１２４が実装されたものであり、全体が扁平な形状をなしている。このタグ本体１２は、電力が供給されていないときは、パッシブ・タグとして働き、電力が供給されると、送信部１２４が作動することにより、アクティブ・タグとして働く。
【００４８】
制御手段３０は、ゼーベック熱電素子２６からタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４への電力供給を制御する回路である。従って、タグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４は、図２にも示されるように、制御手段３０を介してゼーベック熱電素子２６と電気的に接続されている。この制御手段３０は、蓄電部３２と、記憶部３４と、比較部３６と、電力出力部３８とを備える。
【００４９】
蓄電部３２は、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力を蓄えることが可能な部位である。本実施形態では、蓄電部３２はコンデンサにより構成されている。
【００５０】
記憶部３４は、第１の閾値と第２の閾値と第３の閾値とを予め格納している部位である。第１の閾値はタグ本体１２の送信部１２４が作動可能な最小の電圧値であり、第２の閾値は送風ファンＦが作動可能な最小の電圧値であり、第３の閾値はペルチェ素子１４が作動可能な最小の電圧値である。これら第１乃至第３の閾値は、本実施形態では、例えば、第１の閾値が１．３Ｖ、第２の閾値が２．５Ｖ、第３の閾値が４．０Ｖである。
【００５１】
比較部３６は、記憶部３４から第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値を引き出し、これら第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値と蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値とをそれぞれ比較する部位である。
【００５２】
電力出力部３８は、比較部３６での判断に基づき蓄電部３２に蓄えられた電力をタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４へ出力する部位である。具体的に、電力出力部３８は、比較部３６で蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値が第１の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力をタグ本体１２へ出力し、比較部３６で前記電圧値が第２の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力を送風ファンＦへ出力し、比較部３６で前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに当該蓄電部３２に蓄えられた電力をペルチェ素子１４へ出力する。
【００５３】
これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０は、断熱囲い部材４０によってその周囲を囲まれている。断熱囲い部材４０は、一端（図１における下部）が開口した箱型に形成された断熱部材である。具体的には、第２の伝熱板２８における面２８ａ，２８ｂのうち装着面２１から遠い側の面２８ｂ上にペルチェ素子１４とタグ本体１２及び制御手段３０とが順に重ねられ、これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０が内部空間に収納されるように被せられている。即ち、これらペルチェ素子１４、タグ本体１２及び制御手段３０が前記第２の伝熱板２８の遠い側の面２８ｂと共に断熱囲い部材４０によってその周囲全体が囲まれている。
【００５４】
熱電対１６は、ＲＦＩＤタグ１０と共に対象物体Ｔに装着され、当該対象物体Ｔの温度を測定するための部材である。この熱電対１６は、タグ本体１２に接続され、対象物体Ｔの温度により生じた電位差（電圧）をタグ本体１２に伝達する。タグ本体１２は、送信部１２４において、この熱電対１６から伝達された電位差を対象物体Ｔの温度データに変換し、電力が供給されることによりアンテナ１２２を介して前記温度データを送信する。このような熱電対１６を用いることで信頼性の高い温度測定手段が得られる。即ち、熱電対１６は、高温又は低温の何れで使用されても熱起電力が安定し、寿命が長く、耐熱性が高く、高温においても機械的強度が保たれ、且つ耐食性が高い。そのため、高温の対象物体Ｔ表面のように厳しい環境に置かれても信頼性の高い温度測定手段が得られる。
【００５５】
以上のように構成されるＲＦＩＤタグ１０は、装着面２１が対象物体Ｔ表面に接する状態で対象物体Ｔに装着され（図１参照）、以下のように作用する。
【００５６】
ＲＦＩＤタグ１０が対象物体Ｔに装着されると、この対象物体Ｔが持つ熱が装着面２１を通じてＲＦＩＤタグ１０の内部に伝わり、放熱用フィン２９から空気中へ放出される。即ち、対象物体Ｔの持つ熱が装着面２１から放熱用フィン２９に向ってＲＦＩＤタグ１０の内部を流れて放熱用フィン２９から放出される。具体的には、装着面２１から入った熱は、断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６、第２の伝熱板２８の順に伝わり、放熱用フィン２９から当該放熱用フィン２９に接する空気に熱伝達される。
【００５７】
詳細には、例えば、前記のＲＦＩＤタグ１０を、熱延工場において熱延工程直後の熱延鋼板等の高温の金属素材（対象物体）Ｔに装着した場合について説明する。この対象物体Ｔの温度は、４００℃であり、ＲＦＩＤタグ１０の有するタグ本体１２の耐熱温度は、７０℃である。
【００５８】
ＲＦＩＤタグ１０が対象物体Ｔに装着されると、前記のように装着面２１を通して対象物体Ｔの熱が内部に伝わり、第１の伝熱板２４の温度が２００℃、第２の伝熱板２８の温度が１００℃となる。従って、このときのゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差は１００℃となる。本実施形態に係るゼーベック熱電素子２６では、前記のように５０ｍＶ／℃の起電力が得られるため、この状態では第１の面２６ａの温度と第２の面２６ｂの温度との温度差が１００℃なので、ゼーベック熱電素子２６から５Ｖの起電力が得られる。
【００５９】
この起電力は、制御手段３０の蓄電部３２に送られる。ゼーベック熱電素子２６から送られる起電力（５Ｖ）は、第３の閾値（４．０Ｖ）よりも大きな値であるため、比較部３６で各閾値と比較された後、電力出力部３８によってタグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４にそれぞれ出力される。このとき、本実施形態のペルチェ素子１４には５０℃の冷却力があり、当該ペルチェ素子１４の加熱面１４ａ（第２の伝熱板２８）の温度が１００℃であるため、ペルチェ素子１４の冷却面１４ｂの温度は５０℃となる。タグ本体１２は、ペルチェ素子１４の冷却面１４ｂに接続され冷却されているため、当該タグ本体１２の温度も５０℃となる。前記のようにタグ本体１２の耐熱温度が７０℃であるため、タグ本体１２は正常に作動することができる。
【００６０】
前記のように送風ファンＦにも電力が供給されているため、送風ファンＦが作動して外部の空気を放熱用フィン２９に向けて送風する。これにより、第２の伝熱板２８の持つ熱が放熱用フィン２９から効果的に放出され、第２の伝熱板２８の温度が低下する。そうすると、ゼーベック熱電素子２６において、第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８との温度差、即ち、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなり、当該ゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなる。そのためペルチェ素子１４へ供給される電力が増加し、これによりペルチェ素子１４の冷却能力が向上してタグ本体１２がより効果的に冷却される。その結果、ＲＦＩＤタグ１０においてより高い耐熱性能が実現される。
【００６１】
また、タグ本体１２にも電力が供給されているため、送信部１２４が作動して対象物体Ｔの温度データを外部に送信する。具体的に、タグ本体１２では、送信部１２４が電力を供給されることにより対象物体Ｔに装着された熱電対１６から伝達された電位差（電圧）情報を対象物体Ｔの温度データに変換し、この変換した温度データをアンテナ１２２を介して外部に送信する。この温度データを受信することにより、対象物体Ｔから離れた位置において当該対象物体Ｔの温度の監視が可能となる。
【００６２】
ここで、前記の状態から対象物体Ｔの温度が変化した場合のＲＦＩＤタグ１０におけるタグ本体１２の温度変化について観察する。尚、この場合の対象物体Ｔの温度変化は、ゼーベック熱電素子２６での起電力の電圧値が第３の閾値以下にならないような温度範囲である。
【００６３】
まず対象物体Ｔの温度が高くなった場合には、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの温度差、即ち、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなる。具体的に、例えば、対象物体Ｔの温度がケルビン単位で２倍になればゼーベック熱電素子２６に加わる温度差も２倍になる。このようにゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなれば当該ゼーベック熱電素子２６での起電力も大きくなり、これに伴ってペルチェ素子１４に供給される電力も大きくなる。ペルチェ素子１４は、供給される電力が大きくなると、即ち、ペルチェ素子１４に印加される電圧が大きくなるとその冷却能力が高くなる。従って、ゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなることでタグ本体１２がより強力に冷却されるため、対象物体Ｔの温度が高くなっても、タグ本体１２の温度はあまり変化しない。
【００６４】
一方、前記の状態から対象物体Ｔの温度が低くなった場合には、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が小さくなる。そうすると、ゼーベック熱電素子２６での起電力が小さくなり、これに伴ってペルチェ素子１４に供給される電力も小さくなる。そうすると、ペルチェ素子１４の冷却能力が小さくなりタグ本体１２に対する冷却力が弱まるため、対象物体Ｔの温度が低くなってもタグ本体１２の温度はあまり変化しない。
【００６５】
以上のように、対象物体Ｔの温度が変化してもＲＦＩＤタグ１０においてタグ本体１２の温度は、略一定に保たれる。
【００６６】
前記の高温（４００℃）の対象物体Ｔを室温で放置すると、当該対象物体Ｔの温度が低下する。このとき、対象物体Ｔの温度低下に伴ってゼーベック熱電素子２６での起電力も低下する。ゼーベック熱電素子２６での起電力が第２の閾値よりも大きく且つ第３の閾値以下になると、ペルチェ素子１４を作動させることができない。しかし、このときのゼーベック熱電素子２６での起電力は、第１及び第２の閾値よりも大きいことからタグ本体１２及び送風ファンＦには電力が供給されている。即ち、タグ本体１２から外部に対象物体Ｔの温度データが送信されると共に、送風ファンＦによって放熱用フィン２９に送風がなされている。
【００６７】
さらに対象物体Ｔを室温で放置すると、より対象物体Ｔの温度が低下し、ゼーベック熱電素子２６での起電力が低下する。ゼーベック熱電素子２６での起電力が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下になると、送風ファンＦを作動させることができない。尚、このときの前記起電力は、第１の閾値よりも大きいことからタグ本体１２には電力が供給され、タグ本体１２から外部に対象物体Ｔの温度データが送信されている。
【００６８】
さらに室温で放置して対象物体Ｔの温度が低下し、ゼーベック熱電素子２６での起電力が第１の閾値以下になると、ゼーベック熱電素子２６から制御手段３０に送られている起電力では、タグ本体１２を作動させることができなくなるが、制御手段３０において、蓄電部３２が前記起電力を蓄え、比較部３６が蓄電部３２に蓄えられた電力が第１の閾値を超えたと判断したときに電力出力部３８が当該蓄電部３２の蓄えた電力をタグ本体１２へ出力することによってタグ本体１２が作動できる。具体的には、タグ本体１２は間欠的に（例えば、毎分１回で１秒程度）作動する。
【００６９】
以上のように本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１０では、高温の対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱によりゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａと第２の面２６ｂとの間に温度差が生じ、即ち、ゼーベック熱電素子２６に温度差が加わり、この温度差に基づいて生じた電力を用いてペルチェ素子１４がタグ本体１２の冷却を行うことにより、対象物体Ｔが持つ熱からタグ本体１２を有効に保護して高い耐熱性能を実現することができる。言い換えると、単に断熱を図って対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２を保護するのみでなく、ペルチェ素子１４を用いて積極的にタグ本体１２を冷却することにより対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２を有効に保護する。
【００７０】
しかも、ゼーベック熱電素子２６が対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱により発電可能なため、電力を消費して作動するペルチェ素子（冷却手段）１４が設けられても外部から電力を供給する必要がない。また、当該ＲＦＩＤタグ１０が使用される高温の環境に耐える電池等の電源を設ける必要もない。
【００７１】
さらに、タグ本体１２と装着面２１との間にペルチェ素子１４及び基部２０（断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６及び第２の伝熱板２８）が介在することにより、対象物体Ｔからタグ本体１２までの間の熱抵抗が大きく、高温の対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱がタグ本体１２に伝わり難くなり、対象物体Ｔが持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。
【００７２】
また、タグ本体１２を冷却する冷却手段として安価で長寿命且つ低損失のペルチェ素子１４を用いることで、ＲＦＩＤタグ１０を安価で且つ信頼性の高いものとすることができる。しかも、ペルチェ素子１４では加わる電圧値の変化に伴って冷却能力が変化するため、当該ペルチェ素子１４が冷却手段として用いられることにより、対象物体Ｔの温度が変化してもタグ本体１２の温度が略一定に保たれる。
【００７３】
第２の伝熱板２８が熱伝導率の高い素材で形成されることにより放熱用フィン（放熱部）２９が外部の空気と接することでその表面から空気に当該第２の伝熱板２８の持つ熱が効果的に熱伝達されるため、対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱による第２の伝熱板２８の温度上昇が有効に抑制され、これによりゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が維持されて当該ゼーベック熱電素子２６における起電力の低下が防がれる。
【００７４】
ペルチェ素子１４の加熱面１４ａと第２の伝熱板２８とが熱伝導可能に接続される（面接触する）ことで、第２の伝熱板２８が冷却手段の一部を構成してペルチェ素子１４の加熱面１４ａに生じる熱を放熱用フィン２９から空気中に放出可能となるため、ペルチェ素子１４のための放熱手段を別途設けなくてもよい。即ち、対象物体Ｔから装着面２１を通じて伝わる熱とペルチェ素子１４で生じる熱とを共通の第２の伝熱板２８を通じて空気中へ放出することにより、ＲＦＩＤタグ１０の小型化を図ることが可能となる。
【００７５】
装着面２１側から順に断熱板２２、第１の伝熱板２４、ゼーベック熱電素子２６、第２の伝熱板２８、ペルチェ素子１４、タグ本体１２が並ぶことで、タグ本体１２が装着面２１から離れた位置に配置されることになり、タグ本体１２と対象物体Ｔとの間に熱抵抗となる部材が複数配設された状態となるため、対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱が伝わり難くなる。しかも、前記熱が伝わってくる側、即ち、装着面２１側にペルチェ素子１４が配設されることで、このペルチェ素子１４によりタグ本体１２へ向う対象物体Ｔからの熱の移動が妨げられると共に当該タグ本体１２が冷却されるため、タグ本体１２がより効果的に冷却され、対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。さらに、ペルチェ素子１４とタグ本体１２とが接続されることで当該ペルチェ素子１４によってタグ本体１２がより効果的に冷却される。これによりＲＦＩＤタグ１０のより高い耐熱性能が実現される。
【００７６】
第２の伝熱板２８において放熱部位が複数の放熱用フィン２９を有することにより、当該放熱部位の空気と接する表面積が大きくなるため第２の伝熱板２８の持つ熱が効果的に空気中へ放出されて当該第２の伝熱板２８の温度が下がり、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなって起電力がより増加する。そのため、ペルチェ素子１４に供給される電力が増加して当該ペルチェ素子１４の冷却能力が向上し、より効果的にタグ本体１２が冷却される。
【００７７】
また、第２の伝熱板２８が複数の放熱用フィン２９を有する場合、送風ファンＦをさらに備えることで、放熱用フィン２９から空気中へ放出される熱量がさらに増加するため、ゼーベック熱電素子２６に加わる温度差がより大きくなって起電力がより大きくなる。従って、ペルチェ素子１４に供給される電力が増加し、当該ペルチェ素子１４の冷却能力が向上してより効果的にタグ本体１２が冷却される。しかも、ゼーベック熱電素子２６が対象物体Ｔから伝わる熱によって発電するため、電力を消費する送風ファンＦが設けられても外部から電力を供給する必要がない。また、蓄電池等の電源を別途設ける必要もない。
【００７８】
ゼーベック熱電素子２６を第１の伝熱板２４と第２の伝熱板２８とによって挟み込むことで、ゼーベック熱電素子２６の第１の面２６ａ及び第２の面２６ｂにおける同一面内の温度むらがそれぞれ抑制され、これによりゼーベック熱電素子２６での起電力が大きくなり又は安定する。そのためペルチェ素子１４へ供給される電力が増加又は安定し、当該ペルチェ素子１４のタグ本体１２に対する冷却能力が向上又は安定する。
【００７９】
制御手段３０において、電力出力部３８が比較部３６で蓄電部３２に蓄えられた電力の電圧値が第１の閾値を超えたと判断されたときに電力をタグ本体１２へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに電力をペルチェ素子１４へ出力することで、対象物体Ｔの温度がタグ本体１２をペルチェ素子１４によって冷却しなくてもよい程度に低い場合に、タグ本体１２にだけ電力を供給することにより、監視できる対象物体Ｔの温度範囲が大きくなる。
【００８０】
具体的に、通常、データの送信に用いられる電力よりもペルチェ素子１４を駆動する電力の方が大きい。そのため、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいときには、タグ本体１２のみに電力が供給されることによって対象物体Ｔの温度が監視される一方、対象物体Ｔの温度が高くゼーベック熱電素子２６での起電力が十分大きいときには、タグ本体１２に加えペルチェ素子１４にも電力が供給されることによって対象物体Ｔの温度の監視が可能となると共にタグ本体１２の冷却が行われる。その結果、タグ本体１２とペルチェ素子１４との両方に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいとき、即ち、起電力の電圧値が第３の閾値以下の範囲においても対象物体Ｔの温度を監視することが可能となる。
【００８１】
また、対象物体Ｔの温度に基づくゼーベック熱電素子２６での起電力に応じて制御手段３０が電力の供給先を変更することにより、監視できる対象物体Ｔの温度範囲が大きくなると共に、対象物体Ｔの温度がより低い温度のときにペルチェ素子１４を作動させてタグ本体１２をより有効に保護することができる。
【００８２】
具体的に、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６で発電される電力によってペルチェ素子１４や送風ファンＦを作動できない温度においても、タグ本体１２には電力が供給されて対象物体Ｔの温度の監視が可能となる。これにより、タグ本体１２、送風ファンＦ及びペルチェ素子１４に同時に電力が供給される場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くゼーベック熱電素子２６での起電力が小さいときにも対象物体Ｔの温度を監視することが可能となる。しかも、送風ファンＦをペルチェ素子１４よりも低い電圧値で作動させることにより、送風ファンＦがない若しくは作動していない場合に比べて対象物体Ｔの温度が低いときにもペルチェ素子１４が作動してタグ本体１２が冷却される。即ち、送風ファンＦによって放熱用フィン（放熱部）２９から放出される熱量が増加して第２の伝熱板２８の温度が引き下げられ、これによりゼーベック熱電素子２６に加わる温度差が大きくなって起電力が大きくなることにより、送風ファンＦがない若しくは作動していない場合に比べ、対象物体Ｔの温度が低くてもペルチェ素子１４への電力供給が開始される。その結果、タグ本体１２が効果的に冷却されて対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２がより有効に保護される。
【００８３】
尚、本発明のＲＦＩＤタグ１０は、上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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８４】
タグ本体１２の冷却手段の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態ではペルチェ素子１４が用いられているが、ゼーベック熱電素子２６で発電された電力によりタグ本体１２を冷却できれば、他の冷却手段が用いられてもよい。
【００８５】
また、図３に示されるように、ＲＦＩＤタグ１０は制御手段３０を備えなくてもよい。この場合、対象物体Ｔの温度に基づくゼーベック熱電素子２６での起電力に応じて当該起電力の供給先を変更することができないため、送風ファンＦ及びタグ本体１２の送信部１２４を設けない構成が好ましい。即ち、起電力に応じた適切な電力の供給先の切り換えができないため、ゼーベック熱電素子２６の起電力が全てペルチェ素子（冷却手段）１４に供給されるように構成することで、対象物体Ｔの持つ熱からタグ本体１２が有効に保護される。
【００８６】
また、本実施形態では、ペルチェ素子１４で生じた熱と対象物体Ｔから装着面２１を通して伝わる熱とを共通の第２の伝熱板２８の放熱用フィン（放熱部）２９から空気中に放出しているが、これに限定されない。例えば、ペルチェ素子１４の加熱面１４ａにも放熱用フィン等の放熱手段を設け、ペルチェ素子１４のための放熱手段と、対象物体Ｔから装着面２１を通して第２の伝熱板２８に伝わる熱の放出手段とを別々に備えてもよい。
【００８７】
また、本実施形態では、共通のタグ本体１２がアクティブ・タグとパッシブ・タグとの働きをするが、アクティブ・タグとして働く第１のタグ本体と、パッシブ・タグとして働く第２のタグ本体とを別々に設けてもよい。この場合、第２のタグ本体が制御手段３０を介してゼーベック熱電素子２６に電気的に接続される。即ち、第１のタグ本体は、ゼーベック熱電素子から電力の供給を受けない。
【００８８】
第２の伝熱板２８の放熱部の構成は、限定されない。例えば、本実施形態においては、放熱部として放熱用フィン２９が設けられているが、放熱用フィン２９がない状態、即ち、第２の伝熱板２８が放熱部も含めて単なる板状体であってもよい。放熱部がこのような形状であっても、外部の空気と接することで第２の伝熱板２８と空気との熱交換が可能であるため、第２の伝熱板２８の持つ熱が放熱部から空気中に放出される。
【００８９】
対象物体Ｔの温度測定手段の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態では、熱電対１６が用いられているが、これに限定されず、他の温度測定手段が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０ 高温対応ＲＦＩＤタグ
１２ タグ本体
１４ ペルチェ素子（冷却手段）
２１ 装着面
２６ ゼーベック熱電素子
２６ａ 第１の面（装着面に近い側の面（端部））
２６ｂ 第２の面（装着面から遠い側の面（端部））
１２０ 半導体チップ
１２２ アンテナ
Ｔ 対象物体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の対象物体に装着可能な装着面を有し、この装着面が前記対象物体に接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグであって、
データを記憶する半導体チップ及び当該データを送受信可能なアンテナを含むタグ本体と、
前記装着面と前記タグ本体との間に介在し、前記装着面に近い側の端部と前記装着面から遠い側の端部との温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子と、
このゼーベック熱電素子で発電された電力により前記タグ本体を冷却する冷却手段と、を備えることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記冷却手段は、ペルチェ素子で構成され、
このペルチェ素子は、その冷却側が前記タグ本体に熱伝導可能に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項２に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子は、前記装着面に沿って拡がる板状に形成され、
このゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から遠い側の面と接するように拡がる伝熱板が配設され、
この伝熱板は、前記ゼーベック熱電素子の遠い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成されると共に外部の空気と接する放熱部を有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
請求項３に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ペルチェ素子は、前記タグ本体と前記伝熱板との間に介在し、当該ペルチェ素子の加熱側が前記伝熱板と熱伝導可能に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項４に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記タグ本体は、前記伝熱板を挟んで前記ゼーベック熱電素子と反対側に配置され、
前記ペルチェ素子は、前記伝熱板における面のうち前記装着面から遠い側の面に接続されると共に、前記タグ本体における端部のうち前記装着面に近い側の端部に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れか１項に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記伝熱板の放熱部は、当該伝熱板の持つ熱を空気中に放出するための複数の放熱用フィンを有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子で発電された電力により前記放熱用フィンに送風する送風手段をさらに備えることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項３乃至７の何れか１項に記載の高温対応ＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から近い側の面と接するように拡がり、当該近い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成された伝熱板が配設されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記タグ本体は、電力が供給されることにより前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、
前記タグ本体及び前記冷却手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、
前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値と共に前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値及び前記第３の閾値とそれぞれを比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部とを有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
請求項９に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記温度測定手段は、前記対象物体に装着される熱電対を有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項７に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体、前記送風手段及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記タグ本体は、前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、
このタグ本体、前記冷却手段及び前記送風手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、
前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値、前記送風手段が作動可能な最小の電圧値である第２の閾値、及び前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、
前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値、前記第２の閾値及び第３の閾値とをそれぞれ比較する比較部と、
この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力し、前記電圧値が前記第２の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記送風手段へ出力し、前記電圧値が前記第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部と、を有し、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第３の閾値よりも小さいことを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
高温の対象物体に装着可能な装着面を有し、この装着面が前記対象物体に接する状態で装着される高温対応ＲＦＩＤタグであって、
データを記憶する半導体チップ及び当該データを送受信可能なアンテナを含むタグ本体と、
前記装着面と前記タグ本体との間に介在し、前記装着面に近い側の端部と前記装着面から遠い側の端部との温度差に基づき発電するゼーベック熱電素子と、
このゼーベック熱電素子で発電された電力により前記タグ本体を冷却する冷却手段と、を備えることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記冷却手段は、ペルチェ素子で構成され、
このペルチェ素子は、その冷却側が前記タグ本体に熱伝導可能に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項２に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子は、前記装着面に沿って拡がる板状に形成され、
このゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から遠い側の面と接するように拡がる伝熱板が配設され、
この伝熱板は、前記ゼーベック熱電素子の遠い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成されると共に外部の空気と接する放熱部を有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
請求項３に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ペルチェ素子は、前記タグ本体と前記伝熱板との間に介在し、当該ペルチェ素子の加熱側が前記伝熱板と熱伝導可能に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項４に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記タグ本体は、前記伝熱板を挟んで前記ゼーベック熱電素子と反対側に配置され、
前記ペルチェ素子は、前記伝熱板における面のうち前記装着面から遠い側の面に接続されると共に、前記タグ本体における端部のうち前記装着面に近い側の端部に接続されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れか１項に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記伝熱板の放熱部は、当該伝熱板の持つ熱を空気中に放出するための複数の放熱用フィンを有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子で発電された電力により前記放熱用フィンに送風する送風手段をさらに備えることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項３乃至７の何れか１項に記載の高温対応ＦＩＤタグにおいて、
前記ゼーベック熱電素子における面のうち前記装着面から近い側の面と接するように拡がり、当該近い側の面よりも熱伝導率の高い素材で形成された伝熱板が配設されることを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記タグ本体は、電力が供給されることにより前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、
前記タグ本体及び前記冷却手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、
前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値と共に前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値及び前記第３の閾値とそれぞれを比較する比較部と、この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力すると共に前記電圧値が第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部とを有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
請求項９に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記温度測定手段は、前記対象物体に装着される熱電対を有することを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項７に記載の高温対応ＲＦＩＤタグにおいて、
前記対象物の温度を測定する温度測定手段と、前記ゼーベック熱電素子から前記タグ本体、前記送風手段及び前記冷却手段への電力供給を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記タグ本体は、前記温度測定手段で測定された温度データを前記アンテナから送信する送信部を有し、
このタグ本体、前記冷却手段及び前記送風手段は、前記制御手段を介して前記ゼーベック熱電素子と電気的に接続され、
前記制御手段は、ゼーベック熱電素子で発電された電力を蓄える蓄電部と、前記送信部が作動可能な最小の電圧値である第１の閾値、前記送風手段が作動可能な最小の電圧値である第２の閾値、及び前記冷却手段が作動可能な最小の電圧値である第３の閾値を予め格納している記憶部と、
前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値と前記第１の閾値、前記第２の閾値及び第３の閾値とをそれぞれ比較する比較部と、
この比較部で前記蓄電部に蓄えられた電力の電圧値が前記第１の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記タグ本体へ出力し、前記電圧値が前記第２の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記送風手段へ出力し、前記電圧値が前記第３の閾値を超えたと判断されたときに前記蓄電部に蓄えられた電力を前記冷却手段へ出力する電力出力部と、を有し、
前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも大きく且つ前記第３の閾値よりも小さいことを特徴とする高温対応ＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２３１４１９（Ｐ２０１０−２３１４１９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７１８６（Ｐ２００９−７７１８６）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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