ＲＦタグ
【課題】高温となる被着体に取り付けるのに適した新しいＲＦタグを提供する。
【解決手段】ＲＦタグ１を、ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部２と、該ＲＦタグ機能部２を設置する設置部６と該設置部６から延出する放熱部７とからなる放熱板３とにより構成して、被着体ＸとＲＦタグ機能部２の間に放熱板３が位置するように被着体Ｘに固定する。かかる構成にあっては、被着体ＸからＲＦタグ機能部２に伝わる伝導熱は、放熱板３を介して伝わることとなり、被着体Ｘから放熱板３に伝わる熱量の多くが放熱板３から放出されることで、ＲＦタグ機能部２まで伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部２の温度上昇を抑えられる。
【解決手段】ＲＦタグ１を、ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部２と、該ＲＦタグ機能部２を設置する設置部６と該設置部６から延出する放熱部７とからなる放熱板３とにより構成して、被着体ＸとＲＦタグ機能部２の間に放熱板３が位置するように被着体Ｘに固定する。かかる構成にあっては、被着体ＸからＲＦタグ機能部２に伝わる伝導熱は、放熱板３を介して伝わることとなり、被着体Ｘから放熱板３に伝わる熱量の多くが放熱板３から放出されることで、ＲＦタグ機能部２まで伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部２の温度上昇を抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温となる被着体に取り付けるのに適するＲＦタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工時に高温となる鋼材や、使用時に高温となるエンジンなどに取り付ける耐熱性のＲＦタグとしては、ＩＣチップ及びアンテナを断熱材で封入したものが知られている（例えば、特許文献１）。こうしたＲＦタグは、通常、被着体の表面に直接固着されて用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３５２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記耐熱性のＲＦタグにあって、断熱材として断熱性樹脂を用いたものは、耐熱性が比較的低く、長時間高温になる被着体に取り付けるには不向きであった。一方、断熱材としてガラスやセラミックを用いれば耐熱性の高いものが得られるが、高コストであるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、高温となる被着体に取り付けるのに適した新しいＲＦタグの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部と、該ＲＦタグ機能部を設置する設置部と該設置部から延出する放熱部とからなる放熱板とを備え、放熱板が、被着体とＲＦタグ機能部の間に位置するように被着体に固定されるものであることを特徴とするＲＦタグである。
【０００７】
かかる構成にあっては、被着体からＲＦタグ機能部に伝わる伝導熱は、放熱板を介して伝わることとなる。ここで、放熱板は、ＲＦタグ機能部が設置される設置部から放熱部が延出しており、被着体から放熱板に伝わる熱量の多くが放熱部から放出されることとなり、これにより、被着体からＲＦタグ機能部へ伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部の温度上昇を抑えることが可能となる。すなわち、図１に示すように、ＲＦタグ機能部を被着体の表面に直接固着する従来品では、被着体が高温となった時に、ＲＦタグ機能部の表面温度が被着体温度と略同じ温度にまで上昇していくのに対して、本発明では放熱板から継続的に熱が放出されるため、被着体が長時間高温となる場合でも、ＲＦタグ機能部の温度上昇を被着体よりも低い温度（図１中の飽和温度）に留めておくことができるのである。このため、本発明によれば、比較的耐熱性の低いＲＦタグ機能部を高温となる被着体に取り付けることができ、また、ＲＦタグ機能部が耐熱性に優れたものであれば、極めて高い温度となる被着体にも好適に取付可能となる。
【０００８】
本発明にあって、放熱板と被着体との間に配設されて、放熱板と被着体とを非接触とするスペーサを備えることが提案される。かかる構成とした場合には、被着体から放熱板に熱が直接伝達するのを防ぐことができ、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱をさらに軽減可能となる。
【０００９】
また、前記スペーサは、熱伝導率が低い断熱材からなることが望ましい。熱伝導率が低いものであれば、被着体から放熱板への熱伝導に時間がかかり、その分だけＲＦタグ機能部に伝達する熱を大きく軽減できる。
【００１０】
また、本発明にあって、放熱板は、細長形状の導電性板材からなることが提案される。発明者の研究によれば、かかる構成とすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。また、かかる構成にあって、さらに、放熱板の一端から他端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであるようにすることが望ましい。発明者の研究によれば、放熱板をかかる形状とすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を格段に向上させることができる。これは、放熱板が、ＲＦタグ機能部が送受信する電波の反射器として好適に機能するためと考えられる。
【００１１】
また、本発明にあって、放熱板には、スペーサが当接する部分と、設置部との間に切欠状のスリットが形成されていることが提案される。かかる構成にあっては、スペーサ当接部分から設置部に到る熱の伝導経路が、スリットを迂回する分だけ長くなるとともに、スリットによって切り欠かれた分だけ狭くなるから、スリット非形成の場合に比べて、スペーサ当接部分と設置部の間の熱抵抗が高くなり、これにより、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱を一層軽減可能となる。また、かかる構成にあっては、スリットを形成することで、放熱板の両端部間の沿面距離を稼ぐことができるため、上述のように、放熱板を導電性板材で構成してＲＦタグ機能部の通信性能を向上させる場合には、放熱板を過度に大型化することなく、放熱板の両端部間の沿面距離を適正な長さにすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明にあって、放熱板は、熱伝導率や導電性、強度等の点で、金属材料で構成することが望ましい。特に、放熱板は、材質の異なる金属板を貼り合わせたものである構成が提案される。かかる構成とすれば、例えば、熱伝導率の高い金属板と、強度に優れる金属板とを貼り合わせたりすることで、様々なニーズに応じた放熱板を容易に実現できる。また、材質の異なる金属板を貼り合わせる場合には、導電率の最も高い金属板を、ＲＦタグ機能部を設置する側に配置することが望ましい。導電率が高いものほどＲＦタグ機能部の送受信する電波を反射し易いためである。
【００１３】
また、本発明にあって、放熱板は、設置部と、該設置部の両側から延出する一対の放熱部とを備えてなり、該一対の放熱部で、夫々スペーサを介して被着体に固定されていることが提案される。かかる構成にあっては、放熱板を、設置部の両側で被着体に固定することで、ＲＦタグを被着体に安定して固定することができ、また、被着体とＲＦタグ機能部の間の熱伝導路を長くすることができる。
【００１４】
また、本発明の具体的構成としては、前記一対の放熱部は、被着体に固定するためのネジを挿通するネジ挿通孔が夫々切欠状に形成されて、平面視フック形状をなしている構成が提案される。かかる構成にあっては、ネジ挿通孔が切欠状となることで、当該切欠部分において、放熱部から設置部に到る熱の伝導経路が狭まって熱抵抗が高くなるため、放熱板をネジ止めするためのネジ挿通孔を利用して設置部への伝導熱を好適に低減可能となる。また、さらなる構成として、放熱板は、導電性板材からなり、一方の放熱部の先端から他方の放熱部の先端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の波長の略半分の長さに相当する構成が提案される。かかる構成によれば、放熱板をネジ止めするためのネジ挿通孔を利用して放熱板の端部間の沿面距離を稼ぐことができるから、放熱板の強度を保持しつつ、また、放熱板を大型化することなく、通信性能に優れたＲＦタグを実現できる。
【００１５】
また、本発明にあって、放熱板の少なくとも一面に、フィンが形成されている構成が提案される。かかる構成にあっては、フィンによって放熱板の表面積が増大することで放熱板の放熱性を高めることができ、また、放熱板の強度も高めることができる。
【００１６】
また、本発明にあって、放熱板は、平面視略渦巻形状をなす導電性板材を備えてなり、該導電性板材の両端には、コンデンサが接続されて、前記導電性板材を渦巻コイルとするＬＣ共振回路が形成されていることが提案される。かかる構成にあっては、ＬＣ共振回路の共振周波数を適宜設定することで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。特に、ＬＣ共振回路の共振周波数をＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の周波数と略等しくした時に、ＲＦタグ機能部の通信性能を大幅に向上させることができる。これは、ＬＣ共振回路がＲＦタグ機能部の電波の反射器として好適に機能するためである。なお、ＬＣ共振回路の共振周波数は、コンデンサ等を変更することで、ＲＦタグ機能部の電波の周波数に合わせた設定とすることが可能であり、短波などの比較的波長の長い電波に対しても好適に対応できる。
【００１７】
また、本発明にあって、間隔をおいて放熱板に積層されて、放熱板と被着体の間に介装される放熱補助板を備える構成が提案される。かかる構成にあっては、放熱補助板を介して被着体から放熱板に熱が伝わることとなり、放熱補助板が放熱作用を発揮することで、被着体から放熱板に伝わる伝導熱をさらに軽減可能となる。また、放熱補助板は、被着体と放熱板の間に介装されているから、被着体から放熱板に向けて放射される放射熱も遮断することができる。この放熱補助板は、複数枚積層することが可能であり、積層枚数が多いほど放熱板に伝わる熱量を軽減できる。また、放熱補助板は、その面積が大きいほど、放熱効果が高くなり、また、被着体から放射される放射熱の多くを遮断可能となる。
【００１８】
また、本発明にあって、放熱板を被着体に固定する固定手段は特に限定されないが、例えば、ネジや釘、溶接、接着剤による接着などが挙げられる。放熱板を固定するネジや釘、接着剤には、断熱性の高い材料を用いることが望ましい。また、エンジンのように、激しく振動する被着体に取り付けるＲＦタグは、振動による脱落を防止するために、ネジを用いて固定することが望ましい。また、被着体が常磁性体である場合には、ＲＦタグを、磁石を用いて被着体に固定することも提案される。
【００１９】
また、本発明にあって、ＲＦタグ機能部を放熱板に固定する固定手段は特に限定されないが、接着や係合などが挙げられる。放熱板とＲＦタグ機能部との間には、断熱材などを適宜介在させることができる。
【００２０】
本発明のＲＦタグを取り付ける被着体は特に限定されないが、好適な被着体としては、加工プロセスで高温となる鋼材や、使用時に高温となる車両のエンジンやモーターなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００２１】
以上に述べたように、本発明のＲＦタグを用いれば、被着体の温度に対するＲＦタグ機能部の温度上昇を抑えることができるから、比較的温度耐久性の低いものをＲＦタグ機能部として採用することができ、これによりＲＦタグの低コスト化が可能となる。また、耐熱性の高いＲＦタグ機能部を放熱板と組み合わせることで、従来では実現困難であった耐熱性能を有するＲＦタグを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＲＦタグの作用効果を示すグラフである。
【図２】実施例１のＲＦタグ１の斜視図である。
【図３】実施例１のＲＦタグ１の分解斜視図である。
【図４】実施例１のＲＦタグ１を被着体Ｘに固定した状態の側面図である。
【図５】放熱板３の平面図である。
【図６】実施例１のＲＦタグ１の作用説明図である。
【図７】実施例２〜４のＲＦタグ１ａ，１ｂ，１ｃの側面図である。
【図８】実施例５，６のＲＦタグ１ｄ，１ｅの斜視図である。
【図９】実施例７に係る放熱板３の平面図である。
【図１０】実施例８のＲＦタグ１ｆの分解斜視図である。
【図１１】実施例８のＲＦタグ１ｆの作用説明図である。
【図１２】実施例９のＲＦタグ１ｇの側面図である。
【図１３】実施例１０のＲＦタグ１ｈの側面図である。
【図１４】実施例１１のＲＦタグ１ｉの分解斜視図である。
【図１５】実施例１１のＲＦタグ１ｉの側面図である。
【図１６】実施例１２のＲＦタグ１ｊの分解斜視図である。
【図１７】実施例１３のＲＦタグ１ｋの斜視図である。
【図１８】実施例１３に係る放熱板３の平面図である。
【図１９】実施例１４のＲＦタグ１ｍの分解斜視図である。
【図２０】実施例１４に係る放熱板３の回路構成を示す説明図である。
【図２１】温度変化テスト１の結果を示すグラフである。
【図２２】通信テストの概要を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態を、以下の実施例に従って説明する。
【００２４】
＜実施例１＞
本実施例のＲＦタグ１は、図２〜４に示すように、ＲＦタグ機能部２と放熱板３と、該放熱板３を被着体Ｘに固定するためのボルトネジ４と、放熱板３と被着体Ｘの間に介装されるスペーサ５とで構成される。
【００２５】
ＲＦタグ機能部２は、図２，３に示すように、ＩＣチップ１０と、該ＩＣチップ１０に接続されたアンテナ１１とを、板状のケーシング１２に封入してなるものである。ケーシング１２は断熱性樹脂からなり、また、ケーシング１２内にもＩＣチップ１０及びアンテナ１１とともに断熱材が充填されている。このＲＦタグ機能部２は、既存のものを好適に採用できる。
【００２６】
放熱板３は、矩形状の金属板によって構成されており、その中央部を、ＲＦタグ機能部２を設置する設置部６とし、該設置部６の左右両側からそれぞれ延出する部分を放熱部７，７としている。
【００２７】
設置部６は、ＲＦタグ機能部２を載置し得る幅寸法をなしている。設置部６の縁には、４本の係止爪８が一体的に立設されており、ＲＦタグ機能部２は、これらの係止爪８と係合することで、設置部６の上面に保持される。また、設置部６とＲＦタグ機能部２との間には、断熱シート９が介装される。
【００２８】
各放熱部７，７には、ボルトネジ４が挿通する左右に長尺なネジ挿通孔１３が形成されている。このネジ挿通孔１３は、図５に示すように、外周縁に繋がる連通溝１５によって切欠状に形成されており、これにより、各放熱部７は平面視フック形状をなし、放熱板３は、設置部６を中心とする平面視略Ｓ字状をなしている。そして、本実施例では、放熱板３は、一方の放熱部７のフックの先端１４と、他方の放熱部７のフックの先端１４とを結ぶ、放熱板面上の沿面距離ＬがＲＦタグ機能部２が送受信する電波の波長の略半分の長さとなるように設計されている。
【００２９】
本実施例のＲＦタグ１は、図４に示すように、一対の放熱部７，７をボルトネジ４でネジ止めすることによって、被着体Ｘに固定される。この時、放熱板３は、設置部６に設置されたＲＦタグ機能部２を被着体Ｘの反対側に向けて、ＲＦタグ機能部２と被着体Ｘの間に位置するように固定される。また、図４に示すように、放熱部７と被着体Ｘの間には、円環板状のスペーサ５がボルトネジ４に外嵌するように介装され、スペーサ５が放熱板３と被着体Ｘに接触することで、放熱板３と被着体Ｘは非接触となり、設置部６と被着体Ｘの間には空隙が形成される。なお、ボルトネジ４は、図４に示すように、被着体Ｘと螺合させるだけでなく、被着体Ｘを貫通させて、被着体Ｘの裏側からナットで締め付けるようにしてもよい。
【００３０】
かかるＲＦタグ１では、図６に示すように、被着体Ｘが高温となった時に、被着体Ｘの熱は、被着体Ｘと接するボルトネジ４とスペーサ５を介して放熱板３に伝わり、さらに、放熱板３から断熱シート９を介してＲＦタグ機能部２に伝わることとなる。ここで、被着体Ｘから放熱板３に伝わる熱量の多くは、放熱板３の放熱作用によって放熱部７，７から放出されることとなるから、被着体ＸからＲＦタグ機能部２へ伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部２の温度上昇が抑えられる。
【００３１】
また、かかるＲＦタグ１ａでは、スペーサ５によって放熱板３と被着体Ｘが非接触となっているため、被着体Ｘから放熱板３に熱が直接伝達するのを防ぐことができ、スペーサ５を介して被着体Ｘから放熱板３に熱が伝わる分だけ、放熱板３への熱の伝達を遅らせることでき、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱をさらに軽減可能となる。
【００３２】
また、放熱板３は、金属製で導電性を有しているため、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射することで、ＲＦタグ機能部２の通信距離や通信精度を向上させることができる。特に、本実施例では、平面視略Ｓ字状をなす放熱板３の、先端１４と先端１４とを結ぶ放熱板面上の距離Ｌが、ＲＦタグ機能部２の送受信する波長の半波長に相当するように設計されているため、放熱板３が前記電波を反射するのに適した反射器として機能することとなり、ＲＦタグ機能部２の通信距離や通信精度を大幅に向上させることができる。特に、かかる放熱板３では、ネジ挿通孔１３を切欠状とすることで放熱板３をＳ字状の細長形状としているため、必要最小限の切欠で放熱板３を細長湾曲形状とすることができ、放熱板３の強度を大きく損なうことなく、また、放熱板を大型化することなく、通信性能に優れたＲＦタグを実現できるという利点がある。
【００３３】
また、本実施例のＲＦタグ１は、設置部６の両側の放熱部７，７にて、スペーサ５を介して被着体Ｘに固定されており、設置部６と被着体Ｘの間には空隙が形成されているから、被着体ＸからＲＦタグ機能部２への熱伝導路を長くできるという利点がある。また、設置部６と被着体Ｘの間に空隙が形成されていても、設置部６の両側で被着体Ｘにネジ止めしているから、ＲＦタグ１を被着体Ｘに強固に固定することができる。
【００３４】
本実施例にあって、放熱板３は、銅などの熱伝導率の高い材料で構成することが望ましい。熱伝導率の高い材料ほど熱を放出し易く、放熱板３の放熱性能を高めることができるためである。また、ボルトネジ４やスペーサ５は、熱伝導率が低い断熱材で構成することが望ましい。熱伝導率が低いほど被着体Ｘから放熱板３への熱伝導を遅らせることができ、その分、ＲＦタグ機能部２に伝わる熱を軽減できるためである。また、ボルトネジ４やスペーサ５は、導電材料で構成すると放熱板３の電波反射機能と干渉するおそれがあるため、絶縁材料で構成することが望ましい。また、本実施例に係るスペーサ５は、硬質材料で構成することが望ましい。エンジンなどの激しく振動する被着体にＲＦタグを取り付ける場合、ＲＦタグを被着体に確実に固定する必要があるが、スペーサが柔軟であるとネジのトルク管理が難しくなり、ＲＦタグを安定して固定し難くなるためである。
【００３５】
以下に、上記実施例１の構成を変更した実施例２〜１２のＲＦタグについて説明する。
【００３６】
＜実施例２＞
本実施例のＲＦタグ１ａは、図７（ａ）に示すように、ボルトネジを介さずに放熱板３とスペーサ５と被着体Ｘとを耐熱性接着剤で接着したものである。また、本実施例では、ＲＦタグ機能部２を、断熱シートを介さずに、放熱板３の設置部６の表面に直接接着している。このように、本発明のＲＦタグは、被着体に接着や溶接によって固定されるものであってもかまわない。
【００３７】
＜実施例３＞
本実施例のＲＦタグ１ｂは、図７（ｂ）に示すように、放熱板３を銅板３ａとステンレス板３ｂの貼り合せとしたものである。かかる構成にあっては、熱伝導率の高い銅板の利点と、強度に優れたステンレス板の利点とを組み合わせることで、放熱性と強度のバランスの取れた放熱板を容易に実現できる。また、かかる構成にあっては、ＲＦタグ機能部２を設置する側に、導電性に優れた銅板３ａを配置しているため、導電性に劣るステンレス板３ｂを設置する場合に比べて、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波を強く反射でき、高い通信性能を実現可能となる。
【００３８】
＜実施例４＞
本実施例のＲＦタグ１ｃは、図７（ｃ）に示すように、設置部６の底面側で放熱板３を被着体Ｘに接着するとともに、設置部６の両側で放熱板３を屈曲して、放熱部７を設置部６の両側から上方に延出させたものである。このように、本発明では、設置部と被着体を直接接着することもできるし、また、放熱板を屈曲させることもできる。
【００３９】
＜実施例５＞
本実施例のＲＦタグ１ｄは、図８（ａ）に示すように、放熱板３の設置部６の底面側に、長尺方向に沿ったフィン１６を立設したものである。かかる構成では、放熱板３の表面積が拡大することで、放熱板３の放熱性能が向上し、また、放熱板３の強度も向上する。
【００４０】
＜実施例６＞
本実施例のＲＦタグ１ｅは、図８（ｂ）に示すように、放熱板３の設置部６から四方に放熱部７を延成して、放熱板３を十字形状にしたものである。このように、本発明にあって、放熱板の平面形状は適宜変更可能である。
【００４１】
＜実施例７＞
本実施例は、図９に示すように、放熱板３の設置部６の両側に矩形の開口部１７，１７を形成し、これにより、スペーサ５が当接する部分と設置部６との間に狭部１８，１８を形成したものである。かかる構成では、狭部１８の形成部位において熱抵抗が高くなるため、実施例１に比べて、放熱板３の断熱性能を向上させることができる。
【００４２】
＜実施例８＞
本実施例のＲＦタグ１ｆは、図１０に示すように、放熱板３の下方に放熱補助板１９を積層したものである。放熱補助板１９は、矩形状のステンレス板であり、板面に形成された長孔２０，２０にボルトネジ４，４を挿通することで、放熱板３と被着体Ｘの間に介装される。この時、放熱板３と放熱補助板１９の間、放熱補助板１９と被着体Ｘの間には、それぞれスペーサ５が介装されて、放熱補助板１９は、放熱板３及び被着体Ｘと直接接触しないように間隔をおいて配設される。また、放熱補助板１９は、放熱板３の下方全体を覆う本体部２１ａと、該本体部２１ａの側縁から、放熱板３の短尺方向に延出する翼部２１ｂ，２１ｂとを備えている。かかる構成にあっては、被着体Ｘの熱が、放熱補助板１９を介して放熱板３に伝わることとなるが、放熱補助板１９が放熱作用を発揮することで、被着体Ｘから放熱板３に伝わる伝導熱が軽減されることとなる。また、図１１に示すように、放熱補助板１９は、被着体Ｘから放熱板３に向けて放射される放射熱を遮ることもできる。特に、放熱補助板１９は、放熱板３の外側に延出する翼部２１ｂ，２１ｂを有しているから、放熱板３直下からの放射熱だけでなく、放熱板３の周囲からＲＦタグ機能部２や放熱板３に向けて放射される放射熱も遮断することができる。さらには、各翼部２１ｂ，２１ｂは、外側斜め上方に延出しているため、水平方向に延出するのに比べて、被着体ＸからＲＦタグ機能部２や放熱板３へ放射される放射熱を効率よく遮断できる。
【００４３】
＜実施例９＞
本実施例のＲＦタグ１ｇは、図１２に示すように、放熱板３と被着体Ｘの間に、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂを積層したものである。ここで、放熱板３と放熱補助板１９ａの間、また、放熱補助板１９ｂと被着体Ｘの間、さらに、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂの間には、それぞれスペーサ５，５ａが介装されて、各放熱補助板１９ａ，１９ｂと放熱板３と被着体Ｘとが相互に当接しないよう構成される。このように、放熱板３と被着体Ｘの間に複数枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂを間隔をおいて積層すれば、各放熱補助板１９ａ，１９ｂが放熱作用を発揮することとなり、積層した放熱補助板の枚数分だけ、放熱板３に伝わる伝導熱を軽減可能となる。
【００４４】
また、本実施例では、被着体Ｘに対向する放熱補助板１９ｂと被着体Ｘとが、鉄などの常磁性体で構成され、また、これらの間に介装される一対のスペーサ５ａ，５ａは磁石で構成されており、スペーサ５ａの磁力で放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに吸着させることにより、ＲＦタグ１ｇが被着体Ｘに取り付けられる。このように、被着体が常磁性体である場合には、被着体に対向する放熱板や放熱補助板を常磁性体で構成し、磁石を介してＲＦタグを被着体に固定することで、ＲＦタグの脱着が容易となる。また、本実施例では、放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに吸着する二枚のスペーサ５ａ，５ａは、夫々の極性が上下逆向きとなるように設置される。かかる構成では、図１２中の矢印に示すように、左右のスペーサ５ａ，５ａと、放熱補助板１９ｂと、被着体Ｘとの間に、ループ状の安定な磁気回路が形成されることとなり、これにより、放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに強固に吸着可能となる。
【００４５】
また、本実施例のように、放熱板と被着体の間に放熱補助板を積層する構成では、放熱板を比較的導電性に優れた材料で構成して放熱板の電波反射特性を高めるとともに、放熱補助板を比較的強度の高い材料で構成して放熱板の強度を補うようにすることが望ましい。具体的には、本実施例の場合、放熱板３を導電性に優れた銅板で構成し、放熱板側の放熱補助板１９ａを強度に優れたステンレス板で構成し、被着体側の放熱補助板１９ｂを常磁性体である鉄板で構成することが挙げられる。もちろん、本発明の放熱板や放熱補助板の構成材料は、かかる組合せに限らず、その用途に応じて様々に変更することができる。例えば、高放射線条件下で使用するＲＦタグでは、放熱板や放熱補助板を、ガンマ線遮蔽材によって構成することが提案される。ガンマ線遮蔽材としては、鉛やタングステンなどが挙げられる。かかる構成とすれば、ＲＦタグ機能部を被着体から放射されるガンマ線から保護することができ、ガンマ線によってＲＦタグ機能部のＩＣチップが誤作動するのを防止できる。なお、ガンマ線遮蔽材は、放熱板や放熱補助板の全体を構成する必要はなく、放熱板や放熱補助板の、ＲＦタグ機能部下方部位に部分的に貼り合わせるだけでもよい。
【００４６】
＜実施例１０＞
本実施例のＲＦタグ１ｈは、実施例９の構成を変更し、図１３に示すように、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂの間のスペーサ５，５を、中央方向にずらした位置に配設したものである。かかる構成では、放熱補助板１９ａ，１９ｂの表裏でスペーサ５，５ａが厚み方向に重ならないため、図１３中の矢印に示すように、被着体Ｘから放熱板３に伝わる伝導熱は、放熱補助板１９ａ，１９ｂの厚み方向に伝わるだけでなく、放熱補助板１９ａ，１９ｂの面方向に伝わってから放熱板３へと到達することとなる。このように、スペーサ５，５ａを放熱補助板１９ａ，１９ｂの表裏で重ならないよう配置した場合には、被着体Ｘから放熱板３への熱伝導の経路を稼ぐことができ、これにより、放熱板３に伝わる熱量を低減することが可能となる。
【００４７】
＜実施例１１＞
本実施例のＲＦタグ１ｉは、図１４，１５に示すように、放熱板３と被着体Ｘの間に、一対の放熱補助板１９ｃ，１９ｃを介装したものである。各放熱補助板１９ｃ，１９ｃは、放熱板３の略半分の長さの金属板からなり、夫々の内側端部２４，２４を対向させるようにして同一面上に配置される。そして、各放熱補助板１９ｃ，１９ｃは、その外側部表裏に接合されたスペーサ５ｂ，５ｃによって、放熱板３及び被着体Ｘと直接接触しないように間隔をおいて配設される。ここで、放熱板３と、放熱補助板１９ｃと、放熱板３と放熱補助板１９ｃ間のスペーサ５ｂは、導電性材料で構成されており、図１５に示すように、ＲＦタグ１ｉには、放熱補助板１９ｃの各内側端部２４，２４相互を結ぶ開環状の導電経路Ｍが形成される。そして、本実施例では、この導電経路Ｍが、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波の波長の整数倍となるように設計されている。かかる構成によれば、放熱板３と放熱補助板１９ｃを、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射するのに適した反射器として一体的に機能させることが可能となり、放熱板の大きさや形状を制限することなく、ＲＦタグの通信性能を向上可能となる。
【００４８】
＜実施例１２＞
本実施例のＲＦタグ１ｊは、実施例１の放熱板３の構成を変更したものである。具体的には、図１６に示すように、放熱板３の各放熱部７には、スペーサ５の当接部分から外方に延出する外方延出部２５，２５が形成されている。そして、各外方延出部２５，２５の上面には、放熱板本体よりも熱伝導率の高い材料からなる放熱促進板片２６，２６が貼付される。この放熱促進板片２６の材料としてはアルミが好適である。かかる構成では、外方延出部２５の放熱促進板片２６から多量の熱が放出され、これにより、スペーサ５から放熱板３に伝わる熱の多くが、外方延出部２５側に流れることとなるから、内方の設置部６に伝わる熱量をさらに軽減することができる。
【００４９】
＜実施例１３＞
本実施例のＲＦタグ１ｋは、実施例１の放熱板３の構成を変更したものである。具体的には、本実施例に係る放熱板３は、図１７に示すように、切欠状のスリット２８，２８によって、平面視略Ｓ字状に形成されており、両先端部２９，２９にスペーサ５，５を配設することにより、被着体と直接接触せずに間隔をおいて固定される。設置部６は、放熱板３の中央部に配設され、該設置部６の上に、断熱シート９を介してＲＦタグ機能部２が接着される。かかる構成にあっては、スペーサ５の当接部分２９と、設置部６との間にスリット２８が形成されて、該当接部分２９から設置部６に到る熱の伝導経路が細く、長い形状となるため、スリット２８を形成しない場合に比べて、スペーサ５の当接部分２９と設置部６の間の熱抵抗を高め、ＲＦタグ機能部２に伝わる熱量を軽減することができる。
【００５０】
また、本実施例に係る放熱板３は、導電性の金属板材で構成されるとともに、図１８に示すように、両先端部２９，２９を結ぶ、放熱板面上の沿面距離Ｌが、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波の半波長に相当する長さとなるように設計されており、実施例１に係る放熱板と同様に、ＲＦタグ機能部２の電波を反射するのに適した反射器として機能する。ここで、本実施例では、放熱板３に形成されたスリット２８，２８によって、両端部２９，２９の間の沿面距離を稼ぐことができるから、放熱板を過度に大型化せずに、両端部２９，２９の間の沿面距離を適正な長さに設定できるという利点がある。なお、実施例１及び本実施例では、放熱板の両端部間の沿面距離を、ＲＦタグ機能部２の電波の半波長に相当する長さとしているが、両端部間の沿面距離は、当該電波の半波長相当に限らず、半波長の倍数に相当する長さに設定しても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
＜実施例１４＞
本実施例のＲＦタグ１ｍは、放熱板３にＬＣ共振回路を配設したものである。具体的には、本実施例に係る放熱板３は、図１９に示すように、平面視略渦巻状に形成されたステンレス板３ｃと、該ステンレス板３ｃの上に貼り合わされたプリント基板３ｄとによって構成され、スペーサ５，５を介して被着体に固定される。プリント基板３ｄには、コンデンサ３０が実装されるとともに、ステンレス板３ｃと貼り合わせた状態で、コンデンサ３０を、ステンレス板３ｃの内側端部３２ａと外側端部３２ｂに接続するプリント配線３１，３１が配設されている。また、プリント基板３ｄの上面中央部には、ＲＦタグ機能部２が接着される。かかる構成では、図２０に示すように、ステンレス板３ｃが渦巻コイルを構成し、該渦巻きコイルの両端部３２ａ，３２ｂに接続されたコンデンサ３０とによって、ＬＣ共振回路が形成されることとなる。そして、本実施例では、ＬＣ共振回路の共振周波数が、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波の周波数Ｆと等しくなるよう構成される。すなわち、ＲＦタグ１ｍは、ステンレス板３ｃのインダクタンスＬと、コンデンサ３０の静電容量Ｃと、前記電波の周波数Ｆとが、
Ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））
の条件を満足するように設計される。かかる構成にあっては、ＬＣ共振回路がＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射することで、ＲＦタグ機能部２の通信性能を大幅に向上させることができる。特に、本構成は、ＲＦタグ機能部の送受信する電波の波長が長い場合に適する。すなわち、上記実施例１３（図１８参照）の構成では、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波が、比較的波長の長い短波（波長１０〜１００ｍ）である場合には、放熱板３の両端部２９，２９の間の沿面距離を、当該電波の半波長に相当する長さ（０．５〜５ｍ）にすると、放熱板３を実用的なサイズに収めることができない。これに対して、本実施例の構成では、コンデンサを適宜選択することでＬＣ共振回路の共振周波数を変更できるため、ＲＦタグ機能部の電波の波長が長い場合でも、放熱板を大型化することなく、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。
【００５２】
＜温度変化テスト１＞
本発明のＲＦタグの耐熱性を評価するために、下記の温度変化テストを行った。
【００５３】
（試験品）
本試験に用いる５つの試験品を準備した。試験品１は、上記実施例１に準じたものである。具体的には、放熱板は０．５ｍｍ厚のステンレス板で構成し、スペーサは２ｍｍ厚のステンレスとし、ＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートは、１ｍｍ厚の断熱性不織布を使用した。
【００５４】
試験品２〜４は、試験品１からスペーサを変更したものである。具体的には、表１に示すように、試験品２では、試験品１のステンレス製スペーサを、左右両側でそれぞれ二枚重ねて使用した。試験品３では、試験品１のステンレス製スペーサを放熱板に溶接するとともに、さらに、セラミック断熱材からなるスペーサを左右のステンレス製スペーサの下にそれぞれ配置した。また、試験品４は、試験品１のステンレス製スペーサを放熱板に溶接しただけのものである。また、試験品５は、試験品４からＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートを除去したものである。
【００５５】
（試験）
温度を略一定に保持した試験用ホットプレートの上に、ボルトネジを使用せずに試験品１〜５を載せて加熱し、ＲＦタグ機能部の直下の温度変化を計測した。試験の概要を表１に示し、その結果を図２１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
図２１に示されるように、本試験では、いずれの試験品においても、加熱開始から１５分程度で測定温度の上昇が止まり、温度が略一定となった。かかる状態では、ホットプレートから伝わる熱と、放熱板から放出される熱が略等しくなることで、ＲＦタグ機能部の温度が平衡状態に達したものと考えられる。かかる平衡状態の温度は、ホットプレートの温度よりも５０〜１００℃程度低くなっていた。この結果は、放熱板の放熱作用によってＲＦタグ機能部に伝わる熱を大幅に軽減できることを示している。
【００５８】
平衡状態の温度を比較すると、試験品１と試験品４は殆ど同じであり、スペーサの溶接はＲＦタグ機能部の温度に殆ど影響しないことがわかった。また、試験品５の温度は、試験品４よりも１５℃ほど高くなっていた。この結果は、ＲＦタグ機能部の下の断熱シートによって、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることを示している。また、試験品２の温度は、試験品１よりも２０℃ほど低くなっており、さらに、試験品３の温度は、試験品２よりも１０℃ほど低くなっていた。この結果は、スペーサを厚くしたり、熱伝導率の低い材料をスペーサに用いたりすることで、ＲＦタグ機能部の温度上昇を軽減できることを示唆している。
【００５９】
＜通信テスト＞
本発明のＲＦタグの通信性能を評価するために、下記の通信テストを行った。
【００６０】
（試験品）
本試験に用いるＲＦタグ機能部としてＵＨＦパッシブタグを準備し、図２２に示すように、かかるＲＦタグ機能部を用いて７つの試験品Ａ〜Ｇを準備した。試験品Ａは、ＲＦタグ機能部を放熱板に設置せず、単体で用いたものである。
【００６１】
試験品Ｂは、上記実施例１の放熱板にＲＦタグ機能部を装着したものである。具体的には、放熱板は、７５×２５ｍｍのステンレス板を、平面視略Ｓ字状になるように切り欠いたものであり、両先端の間の板面に沿った距離は、ＲＦタグ機能部の送受信する電波（周波数９５３ＭＨｚ）の波長の略半分に相当する１５７ｍｍとなっている。
【００６２】
また、試験品Ｃは、試験品Ｂの放熱部の下に、それぞれ２ｍｍ厚のステンレス製スペーサを配置したものであり、試験品Ｄは、試験品Ｃの放熱板とスペーサを、ステンレス製のボルトネジとナットで締結したものである。
【００６３】
また、試験品Ｅ〜Ｇは、ＲＦタグ機能部を銅製放熱板に設置したものである。具体的には、試験品Ｅの放熱板は、切欠きのない長さ７５ｍｍの銅板であり、試験品Ｆでは、長さ１５７ｍｍ（通信電波の半波長）の銅板を使用した。そして、試験品Ｇの放熱板は、試験品Ｅと同サイズの銅板を平面視略Ｓ字状に切り欠いて、先端間の沿面距離が長さ１５７ｍｍとなるようにしたものである。
【００６４】
（試験）
円偏波アンテナを接続した通信装置（４Ｗ相当）を用いて、上記試験品Ａ〜Ｇについて最長交信距離と、交信が不安定又は不能となるヌル点までの最短距離を測定した。結果を図２２に示す。なお、測定結果は、自由空間での簡易測定によるものである。
【００６５】
図２２に示されるように、試験品Ｂ〜Ｇは、ＲＦタグ機能部単体の試験品Ａよりも高い通信性能が認められた。この結果により、ＲＦタグ機能部を金属製放熱板に設置することで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上できることが示された。
【００６６】
また、試験品Ｃ，Ｄの通信性能は、試験品Ｂよりも若干劣っていた。この結果は、導電性のスペーサやボルトネジが放熱板に接触することで、放熱板の導電路が短絡され、これにより、放熱板の電波反射作用が低減したためと説明でき、スペーサやボルトネジを用いる場合は、通信性能を向上させるために、これらを絶縁材料で構成したほうが好ましいことがわかった。
【００６７】
また、試験品Ｆの通信性能は、試験品Ｅよりも極めて高いものであった。この結果は、放熱板の長さを通信電波の半波長の長さとすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を大幅に向上できることを示している。また、試験品Ｇでは、試験品Ｆよりも若干低いものの、試験品Ｅに比べて大幅な通信性能の向上が確認された。この結果は、放熱板を切り欠いて湾曲細長形状とし、放熱板の端部間の板面に沿った距離を通信電波の半波長とすることで、放熱板を大きくすることなく、通信性能を大幅に向上できることを示している。
【００６８】
＜温度変化テスト２＞
本発明のＲＦタグの耐熱性について、さらなる評価をするために、下記の温度変化テストを行った。
【００６９】
（試験品）
本試験に用いる８つの試験品ａ〜ｈを準備した。試験品ａは、上記温度変化テスト１の試験品２と同じものである。すなわち、試験品ａは、放熱板を０．５ｍｍ厚のステンレス板で構成し、放熱板と被着体の間に、２ｍｍ厚のステンレス製スペーサを左右両側に夫々二枚重ねで配設し、さらに、ＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートに１ｍｍ厚の断熱性不織布を使用したものである。
【００７０】
【表２】
【００７１】
試験品ｂは、表２に示すように、試験品ａの構成を一部変更し、放熱板と被着体の間に配設するスペーサとして、ステンレスよりも熱伝導率の低い、セラミック製スペーサを二枚重ねで用いたものである。
【００７２】
試験品ｃは、表２に示すように、試験品ａの構成を一部変更し、放熱板と被着体の間にスペーサを介して放熱補助板一枚を配設するとともに、放熱補助板と被着体の間に配設する底部スペーサとして二枚重ねのステンレス製スペーサを用いたものである。
【００７３】
試験品ｄは、試験品ｃの構成を一部変更し、放熱補助板と被着体の間に配設する底部スペーサに、三枚重ねのステンレス製スペーサを用いたものである。また、試験品ｅは、底部スペーサとして二枚重ねのセラミック製スペーサを用いたものである。
【００７４】
また、試験品ｆは、試験品ｄから放熱補助板の構成を変更したものである。すなわち、試験品ｄの放熱補助板は、図１０に示す放熱補助板１９と同様に、本体部２１ａと翼部２１ｂで構成したのに対し、試験品ｆの放熱補助板は、翼部２１ｂを設けず、放熱板３の直下を覆う本体部２１ａのみで構成した。
【００７５】
また、試験品ｇは、試験品ｄの構成を変更し、放熱板と被着体の間にスペーサを介して放熱補助板を２枚積層するとともに、放熱補助板と被着体の間に三枚重ねのステンレス製スペーサを配設したものである。
【００７６】
また、試験品ｈは、試験品ｇの構成を変更し、各放熱補助板を長手方向に拡張して、放熱板側の放熱補助板の面積を約２５％、被着体側の放熱補助板の面積を約５０％拡大したものである。
【００７７】
（試験）
温度を３００℃に保持した試験用ホットプレートの上に、ボルトネジを使用せずに試験品ａ〜ｈを載せて加熱し、ＲＦタグ機能部の直下の温度変化を４５分間計測した。また、試験品ｅ，ｇ，ｈについては、ホットプレートの温度を５００℃に変更する他は同様の試験を別途行った。なお、本試験では、試験品の周囲のホットプレート表面から試験品に放射熱が放射されるように、２５ｃｍ四方のホットプレートの中央に各試験品を載置した。試験の結果、いずれの試験品においても、加熱してしばらくすると測定温度の上昇が止まり、温度が略一定となった。表２に、各試験品について、測定温度が平衡状態となった時の最高温度を示す。
【００７８】
平衡状態の温度を比較すると、試験品ｃの温度は試験品ａよりも３０℃以上低くなっており、放熱板と被着体の間に放熱補助板を介装することで、ＲＦタグ機能部の温度を低減できることがわかった。また、試験品ｇの温度は試験品ｄよりも３０℃以上低くなっており、放熱板と被着体の間に積層する放熱補助板の枚数を増やすほど、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることが示唆された。
【００７９】
また、試験品ｈの温度は、試験品ｇよりも２０℃以上低くなっていた。この結果は、放熱補助板は、その面積が広いほど放熱効果や放射熱遮断効果が高くなり、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることを示唆している。また、試験品ｆの温度は、試験品ｄに比べて１５℃ほど高くなっており、放熱補助板の翼部が、ＲＦタグ機能部の温度上昇の抑制に寄与していることが示された。
【００８０】
さらに、試験品ａと試験品ｂ、ならびに、試験品ｃと試験品ｅを比較すると、セラミック製スペーサを用いた試験品ｂ，ｅの方が温度が低くなっており、熱伝導率の低い材料をスペーサに用いることで、ＲＦタグ機能部の温度を低減できることがわかった。また、試験品ｄの温度は、試験品ｃよりも低くなっており、被着体の上に配設するスペーサを厚くするほど、断熱効果が高くなることが示唆された。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ａ〜１ｋ，１ｍ ＲＦタグ
２ ＲＦタグ機能部
３ 放熱板
３ａ 銅板
３ｂ，３ｃ ステンレス板
３ｄ プリント基板
４ ボルトネジ
５，５ａ，５ｂ，５ｃ スペーサ
６ 設置部
７ 放熱部
８ 係止爪
９ 断熱シート
１０ ＩＣチップ
１１ アンテナ
１２ ケーシング
１３ ネジ挿通孔
１５ 連通溝
１６ フィン
１９，１９ａ〜１９ｃ 放熱補助板
２８ スリット
３０ コンデンサ
Ｘ 被着体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温となる被着体に取り付けるのに適するＲＦタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工時に高温となる鋼材や、使用時に高温となるエンジンなどに取り付ける耐熱性のＲＦタグとしては、ＩＣチップ及びアンテナを断熱材で封入したものが知られている（例えば、特許文献１）。こうしたＲＦタグは、通常、被着体の表面に直接固着されて用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３５２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記耐熱性のＲＦタグにあって、断熱材として断熱性樹脂を用いたものは、耐熱性が比較的低く、長時間高温になる被着体に取り付けるには不向きであった。一方、断熱材としてガラスやセラミックを用いれば耐熱性の高いものが得られるが、高コストであるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、高温となる被着体に取り付けるのに適した新しいＲＦタグの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部と、該ＲＦタグ機能部を設置する設置部と該設置部から延出する放熱部とからなる放熱板とを備え、放熱板が、被着体とＲＦタグ機能部の間に位置するように被着体に固定されるものであることを特徴とするＲＦタグである。
【０００７】
かかる構成にあっては、被着体からＲＦタグ機能部に伝わる伝導熱は、放熱板を介して伝わることとなる。ここで、放熱板は、ＲＦタグ機能部が設置される設置部から放熱部が延出しており、被着体から放熱板に伝わる熱量の多くが放熱部から放出されることとなり、これにより、被着体からＲＦタグ機能部へ伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部の温度上昇を抑えることが可能となる。すなわち、図１に示すように、ＲＦタグ機能部を被着体の表面に直接固着する従来品では、被着体が高温となった時に、ＲＦタグ機能部の表面温度が被着体温度と略同じ温度にまで上昇していくのに対して、本発明では放熱板から継続的に熱が放出されるため、被着体が長時間高温となる場合でも、ＲＦタグ機能部の温度上昇を被着体よりも低い温度（図１中の飽和温度）に留めておくことができるのである。このため、本発明によれば、比較的耐熱性の低いＲＦタグ機能部を高温となる被着体に取り付けることができ、また、ＲＦタグ機能部が耐熱性に優れたものであれば、極めて高い温度となる被着体にも好適に取付可能となる。
【０００８】
本発明にあって、放熱板と被着体との間に配設されて、放熱板と被着体とを非接触とするスペーサを備えることが提案される。かかる構成とした場合には、被着体から放熱板に熱が直接伝達するのを防ぐことができ、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱をさらに軽減可能となる。
【０００９】
また、前記スペーサは、熱伝導率が低い断熱材からなることが望ましい。熱伝導率が低いものであれば、被着体から放熱板への熱伝導に時間がかかり、その分だけＲＦタグ機能部に伝達する熱を大きく軽減できる。
【００１０】
また、本発明にあって、放熱板は、細長形状の導電性板材からなることが提案される。発明者の研究によれば、かかる構成とすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。また、かかる構成にあって、さらに、放熱板の一端から他端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであるようにすることが望ましい。発明者の研究によれば、放熱板をかかる形状とすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を格段に向上させることができる。これは、放熱板が、ＲＦタグ機能部が送受信する電波の反射器として好適に機能するためと考えられる。
【００１１】
また、本発明にあって、放熱板には、スペーサが当接する部分と、設置部との間に切欠状のスリットが形成されていることが提案される。かかる構成にあっては、スペーサ当接部分から設置部に到る熱の伝導経路が、スリットを迂回する分だけ長くなるとともに、スリットによって切り欠かれた分だけ狭くなるから、スリット非形成の場合に比べて、スペーサ当接部分と設置部の間の熱抵抗が高くなり、これにより、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱を一層軽減可能となる。また、かかる構成にあっては、スリットを形成することで、放熱板の両端部間の沿面距離を稼ぐことができるため、上述のように、放熱板を導電性板材で構成してＲＦタグ機能部の通信性能を向上させる場合には、放熱板を過度に大型化することなく、放熱板の両端部間の沿面距離を適正な長さにすることが可能となる。
【００１２】
また、本発明にあって、放熱板は、熱伝導率や導電性、強度等の点で、金属材料で構成することが望ましい。特に、放熱板は、材質の異なる金属板を貼り合わせたものである構成が提案される。かかる構成とすれば、例えば、熱伝導率の高い金属板と、強度に優れる金属板とを貼り合わせたりすることで、様々なニーズに応じた放熱板を容易に実現できる。また、材質の異なる金属板を貼り合わせる場合には、導電率の最も高い金属板を、ＲＦタグ機能部を設置する側に配置することが望ましい。導電率が高いものほどＲＦタグ機能部の送受信する電波を反射し易いためである。
【００１３】
また、本発明にあって、放熱板は、設置部と、該設置部の両側から延出する一対の放熱部とを備えてなり、該一対の放熱部で、夫々スペーサを介して被着体に固定されていることが提案される。かかる構成にあっては、放熱板を、設置部の両側で被着体に固定することで、ＲＦタグを被着体に安定して固定することができ、また、被着体とＲＦタグ機能部の間の熱伝導路を長くすることができる。
【００１４】
また、本発明の具体的構成としては、前記一対の放熱部は、被着体に固定するためのネジを挿通するネジ挿通孔が夫々切欠状に形成されて、平面視フック形状をなしている構成が提案される。かかる構成にあっては、ネジ挿通孔が切欠状となることで、当該切欠部分において、放熱部から設置部に到る熱の伝導経路が狭まって熱抵抗が高くなるため、放熱板をネジ止めするためのネジ挿通孔を利用して設置部への伝導熱を好適に低減可能となる。また、さらなる構成として、放熱板は、導電性板材からなり、一方の放熱部の先端から他方の放熱部の先端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の波長の略半分の長さに相当する構成が提案される。かかる構成によれば、放熱板をネジ止めするためのネジ挿通孔を利用して放熱板の端部間の沿面距離を稼ぐことができるから、放熱板の強度を保持しつつ、また、放熱板を大型化することなく、通信性能に優れたＲＦタグを実現できる。
【００１５】
また、本発明にあって、放熱板の少なくとも一面に、フィンが形成されている構成が提案される。かかる構成にあっては、フィンによって放熱板の表面積が増大することで放熱板の放熱性を高めることができ、また、放熱板の強度も高めることができる。
【００１６】
また、本発明にあって、放熱板は、平面視略渦巻形状をなす導電性板材を備えてなり、該導電性板材の両端には、コンデンサが接続されて、前記導電性板材を渦巻コイルとするＬＣ共振回路が形成されていることが提案される。かかる構成にあっては、ＬＣ共振回路の共振周波数を適宜設定することで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。特に、ＬＣ共振回路の共振周波数をＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の周波数と略等しくした時に、ＲＦタグ機能部の通信性能を大幅に向上させることができる。これは、ＬＣ共振回路がＲＦタグ機能部の電波の反射器として好適に機能するためである。なお、ＬＣ共振回路の共振周波数は、コンデンサ等を変更することで、ＲＦタグ機能部の電波の周波数に合わせた設定とすることが可能であり、短波などの比較的波長の長い電波に対しても好適に対応できる。
【００１７】
また、本発明にあって、間隔をおいて放熱板に積層されて、放熱板と被着体の間に介装される放熱補助板を備える構成が提案される。かかる構成にあっては、放熱補助板を介して被着体から放熱板に熱が伝わることとなり、放熱補助板が放熱作用を発揮することで、被着体から放熱板に伝わる伝導熱をさらに軽減可能となる。また、放熱補助板は、被着体と放熱板の間に介装されているから、被着体から放熱板に向けて放射される放射熱も遮断することができる。この放熱補助板は、複数枚積層することが可能であり、積層枚数が多いほど放熱板に伝わる熱量を軽減できる。また、放熱補助板は、その面積が大きいほど、放熱効果が高くなり、また、被着体から放射される放射熱の多くを遮断可能となる。
【００１８】
また、本発明にあって、放熱板を被着体に固定する固定手段は特に限定されないが、例えば、ネジや釘、溶接、接着剤による接着などが挙げられる。放熱板を固定するネジや釘、接着剤には、断熱性の高い材料を用いることが望ましい。また、エンジンのように、激しく振動する被着体に取り付けるＲＦタグは、振動による脱落を防止するために、ネジを用いて固定することが望ましい。また、被着体が常磁性体である場合には、ＲＦタグを、磁石を用いて被着体に固定することも提案される。
【００１９】
また、本発明にあって、ＲＦタグ機能部を放熱板に固定する固定手段は特に限定されないが、接着や係合などが挙げられる。放熱板とＲＦタグ機能部との間には、断熱材などを適宜介在させることができる。
【００２０】
本発明のＲＦタグを取り付ける被着体は特に限定されないが、好適な被着体としては、加工プロセスで高温となる鋼材や、使用時に高温となる車両のエンジンやモーターなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００２１】
以上に述べたように、本発明のＲＦタグを用いれば、被着体の温度に対するＲＦタグ機能部の温度上昇を抑えることができるから、比較的温度耐久性の低いものをＲＦタグ機能部として採用することができ、これによりＲＦタグの低コスト化が可能となる。また、耐熱性の高いＲＦタグ機能部を放熱板と組み合わせることで、従来では実現困難であった耐熱性能を有するＲＦタグを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のＲＦタグの作用効果を示すグラフである。
【図２】実施例１のＲＦタグ１の斜視図である。
【図３】実施例１のＲＦタグ１の分解斜視図である。
【図４】実施例１のＲＦタグ１を被着体Ｘに固定した状態の側面図である。
【図５】放熱板３の平面図である。
【図６】実施例１のＲＦタグ１の作用説明図である。
【図７】実施例２〜４のＲＦタグ１ａ，１ｂ，１ｃの側面図である。
【図８】実施例５，６のＲＦタグ１ｄ，１ｅの斜視図である。
【図９】実施例７に係る放熱板３の平面図である。
【図１０】実施例８のＲＦタグ１ｆの分解斜視図である。
【図１１】実施例８のＲＦタグ１ｆの作用説明図である。
【図１２】実施例９のＲＦタグ１ｇの側面図である。
【図１３】実施例１０のＲＦタグ１ｈの側面図である。
【図１４】実施例１１のＲＦタグ１ｉの分解斜視図である。
【図１５】実施例１１のＲＦタグ１ｉの側面図である。
【図１６】実施例１２のＲＦタグ１ｊの分解斜視図である。
【図１７】実施例１３のＲＦタグ１ｋの斜視図である。
【図１８】実施例１３に係る放熱板３の平面図である。
【図１９】実施例１４のＲＦタグ１ｍの分解斜視図である。
【図２０】実施例１４に係る放熱板３の回路構成を示す説明図である。
【図２１】温度変化テスト１の結果を示すグラフである。
【図２２】通信テストの概要を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態を、以下の実施例に従って説明する。
【００２４】
＜実施例１＞
本実施例のＲＦタグ１は、図２〜４に示すように、ＲＦタグ機能部２と放熱板３と、該放熱板３を被着体Ｘに固定するためのボルトネジ４と、放熱板３と被着体Ｘの間に介装されるスペーサ５とで構成される。
【００２５】
ＲＦタグ機能部２は、図２，３に示すように、ＩＣチップ１０と、該ＩＣチップ１０に接続されたアンテナ１１とを、板状のケーシング１２に封入してなるものである。ケーシング１２は断熱性樹脂からなり、また、ケーシング１２内にもＩＣチップ１０及びアンテナ１１とともに断熱材が充填されている。このＲＦタグ機能部２は、既存のものを好適に採用できる。
【００２６】
放熱板３は、矩形状の金属板によって構成されており、その中央部を、ＲＦタグ機能部２を設置する設置部６とし、該設置部６の左右両側からそれぞれ延出する部分を放熱部７，７としている。
【００２７】
設置部６は、ＲＦタグ機能部２を載置し得る幅寸法をなしている。設置部６の縁には、４本の係止爪８が一体的に立設されており、ＲＦタグ機能部２は、これらの係止爪８と係合することで、設置部６の上面に保持される。また、設置部６とＲＦタグ機能部２との間には、断熱シート９が介装される。
【００２８】
各放熱部７，７には、ボルトネジ４が挿通する左右に長尺なネジ挿通孔１３が形成されている。このネジ挿通孔１３は、図５に示すように、外周縁に繋がる連通溝１５によって切欠状に形成されており、これにより、各放熱部７は平面視フック形状をなし、放熱板３は、設置部６を中心とする平面視略Ｓ字状をなしている。そして、本実施例では、放熱板３は、一方の放熱部７のフックの先端１４と、他方の放熱部７のフックの先端１４とを結ぶ、放熱板面上の沿面距離ＬがＲＦタグ機能部２が送受信する電波の波長の略半分の長さとなるように設計されている。
【００２９】
本実施例のＲＦタグ１は、図４に示すように、一対の放熱部７，７をボルトネジ４でネジ止めすることによって、被着体Ｘに固定される。この時、放熱板３は、設置部６に設置されたＲＦタグ機能部２を被着体Ｘの反対側に向けて、ＲＦタグ機能部２と被着体Ｘの間に位置するように固定される。また、図４に示すように、放熱部７と被着体Ｘの間には、円環板状のスペーサ５がボルトネジ４に外嵌するように介装され、スペーサ５が放熱板３と被着体Ｘに接触することで、放熱板３と被着体Ｘは非接触となり、設置部６と被着体Ｘの間には空隙が形成される。なお、ボルトネジ４は、図４に示すように、被着体Ｘと螺合させるだけでなく、被着体Ｘを貫通させて、被着体Ｘの裏側からナットで締め付けるようにしてもよい。
【００３０】
かかるＲＦタグ１では、図６に示すように、被着体Ｘが高温となった時に、被着体Ｘの熱は、被着体Ｘと接するボルトネジ４とスペーサ５を介して放熱板３に伝わり、さらに、放熱板３から断熱シート９を介してＲＦタグ機能部２に伝わることとなる。ここで、被着体Ｘから放熱板３に伝わる熱量の多くは、放熱板３の放熱作用によって放熱部７，７から放出されることとなるから、被着体ＸからＲＦタグ機能部２へ伝わる熱が大幅に軽減されて、ＲＦタグ機能部２の温度上昇が抑えられる。
【００３１】
また、かかるＲＦタグ１ａでは、スペーサ５によって放熱板３と被着体Ｘが非接触となっているため、被着体Ｘから放熱板３に熱が直接伝達するのを防ぐことができ、スペーサ５を介して被着体Ｘから放熱板３に熱が伝わる分だけ、放熱板３への熱の伝達を遅らせることでき、被着体からＲＦタグ機能部に伝達する熱をさらに軽減可能となる。
【００３２】
また、放熱板３は、金属製で導電性を有しているため、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射することで、ＲＦタグ機能部２の通信距離や通信精度を向上させることができる。特に、本実施例では、平面視略Ｓ字状をなす放熱板３の、先端１４と先端１４とを結ぶ放熱板面上の距離Ｌが、ＲＦタグ機能部２の送受信する波長の半波長に相当するように設計されているため、放熱板３が前記電波を反射するのに適した反射器として機能することとなり、ＲＦタグ機能部２の通信距離や通信精度を大幅に向上させることができる。特に、かかる放熱板３では、ネジ挿通孔１３を切欠状とすることで放熱板３をＳ字状の細長形状としているため、必要最小限の切欠で放熱板３を細長湾曲形状とすることができ、放熱板３の強度を大きく損なうことなく、また、放熱板を大型化することなく、通信性能に優れたＲＦタグを実現できるという利点がある。
【００３３】
また、本実施例のＲＦタグ１は、設置部６の両側の放熱部７，７にて、スペーサ５を介して被着体Ｘに固定されており、設置部６と被着体Ｘの間には空隙が形成されているから、被着体ＸからＲＦタグ機能部２への熱伝導路を長くできるという利点がある。また、設置部６と被着体Ｘの間に空隙が形成されていても、設置部６の両側で被着体Ｘにネジ止めしているから、ＲＦタグ１を被着体Ｘに強固に固定することができる。
【００３４】
本実施例にあって、放熱板３は、銅などの熱伝導率の高い材料で構成することが望ましい。熱伝導率の高い材料ほど熱を放出し易く、放熱板３の放熱性能を高めることができるためである。また、ボルトネジ４やスペーサ５は、熱伝導率が低い断熱材で構成することが望ましい。熱伝導率が低いほど被着体Ｘから放熱板３への熱伝導を遅らせることができ、その分、ＲＦタグ機能部２に伝わる熱を軽減できるためである。また、ボルトネジ４やスペーサ５は、導電材料で構成すると放熱板３の電波反射機能と干渉するおそれがあるため、絶縁材料で構成することが望ましい。また、本実施例に係るスペーサ５は、硬質材料で構成することが望ましい。エンジンなどの激しく振動する被着体にＲＦタグを取り付ける場合、ＲＦタグを被着体に確実に固定する必要があるが、スペーサが柔軟であるとネジのトルク管理が難しくなり、ＲＦタグを安定して固定し難くなるためである。
【００３５】
以下に、上記実施例１の構成を変更した実施例２〜１２のＲＦタグについて説明する。
【００３６】
＜実施例２＞
本実施例のＲＦタグ１ａは、図７（ａ）に示すように、ボルトネジを介さずに放熱板３とスペーサ５と被着体Ｘとを耐熱性接着剤で接着したものである。また、本実施例では、ＲＦタグ機能部２を、断熱シートを介さずに、放熱板３の設置部６の表面に直接接着している。このように、本発明のＲＦタグは、被着体に接着や溶接によって固定されるものであってもかまわない。
【００３７】
＜実施例３＞
本実施例のＲＦタグ１ｂは、図７（ｂ）に示すように、放熱板３を銅板３ａとステンレス板３ｂの貼り合せとしたものである。かかる構成にあっては、熱伝導率の高い銅板の利点と、強度に優れたステンレス板の利点とを組み合わせることで、放熱性と強度のバランスの取れた放熱板を容易に実現できる。また、かかる構成にあっては、ＲＦタグ機能部２を設置する側に、導電性に優れた銅板３ａを配置しているため、導電性に劣るステンレス板３ｂを設置する場合に比べて、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波を強く反射でき、高い通信性能を実現可能となる。
【００３８】
＜実施例４＞
本実施例のＲＦタグ１ｃは、図７（ｃ）に示すように、設置部６の底面側で放熱板３を被着体Ｘに接着するとともに、設置部６の両側で放熱板３を屈曲して、放熱部７を設置部６の両側から上方に延出させたものである。このように、本発明では、設置部と被着体を直接接着することもできるし、また、放熱板を屈曲させることもできる。
【００３９】
＜実施例５＞
本実施例のＲＦタグ１ｄは、図８（ａ）に示すように、放熱板３の設置部６の底面側に、長尺方向に沿ったフィン１６を立設したものである。かかる構成では、放熱板３の表面積が拡大することで、放熱板３の放熱性能が向上し、また、放熱板３の強度も向上する。
【００４０】
＜実施例６＞
本実施例のＲＦタグ１ｅは、図８（ｂ）に示すように、放熱板３の設置部６から四方に放熱部７を延成して、放熱板３を十字形状にしたものである。このように、本発明にあって、放熱板の平面形状は適宜変更可能である。
【００４１】
＜実施例７＞
本実施例は、図９に示すように、放熱板３の設置部６の両側に矩形の開口部１７，１７を形成し、これにより、スペーサ５が当接する部分と設置部６との間に狭部１８，１８を形成したものである。かかる構成では、狭部１８の形成部位において熱抵抗が高くなるため、実施例１に比べて、放熱板３の断熱性能を向上させることができる。
【００４２】
＜実施例８＞
本実施例のＲＦタグ１ｆは、図１０に示すように、放熱板３の下方に放熱補助板１９を積層したものである。放熱補助板１９は、矩形状のステンレス板であり、板面に形成された長孔２０，２０にボルトネジ４，４を挿通することで、放熱板３と被着体Ｘの間に介装される。この時、放熱板３と放熱補助板１９の間、放熱補助板１９と被着体Ｘの間には、それぞれスペーサ５が介装されて、放熱補助板１９は、放熱板３及び被着体Ｘと直接接触しないように間隔をおいて配設される。また、放熱補助板１９は、放熱板３の下方全体を覆う本体部２１ａと、該本体部２１ａの側縁から、放熱板３の短尺方向に延出する翼部２１ｂ，２１ｂとを備えている。かかる構成にあっては、被着体Ｘの熱が、放熱補助板１９を介して放熱板３に伝わることとなるが、放熱補助板１９が放熱作用を発揮することで、被着体Ｘから放熱板３に伝わる伝導熱が軽減されることとなる。また、図１１に示すように、放熱補助板１９は、被着体Ｘから放熱板３に向けて放射される放射熱を遮ることもできる。特に、放熱補助板１９は、放熱板３の外側に延出する翼部２１ｂ，２１ｂを有しているから、放熱板３直下からの放射熱だけでなく、放熱板３の周囲からＲＦタグ機能部２や放熱板３に向けて放射される放射熱も遮断することができる。さらには、各翼部２１ｂ，２１ｂは、外側斜め上方に延出しているため、水平方向に延出するのに比べて、被着体ＸからＲＦタグ機能部２や放熱板３へ放射される放射熱を効率よく遮断できる。
【００４３】
＜実施例９＞
本実施例のＲＦタグ１ｇは、図１２に示すように、放熱板３と被着体Ｘの間に、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂを積層したものである。ここで、放熱板３と放熱補助板１９ａの間、また、放熱補助板１９ｂと被着体Ｘの間、さらに、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂの間には、それぞれスペーサ５，５ａが介装されて、各放熱補助板１９ａ，１９ｂと放熱板３と被着体Ｘとが相互に当接しないよう構成される。このように、放熱板３と被着体Ｘの間に複数枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂを間隔をおいて積層すれば、各放熱補助板１９ａ，１９ｂが放熱作用を発揮することとなり、積層した放熱補助板の枚数分だけ、放熱板３に伝わる伝導熱を軽減可能となる。
【００４４】
また、本実施例では、被着体Ｘに対向する放熱補助板１９ｂと被着体Ｘとが、鉄などの常磁性体で構成され、また、これらの間に介装される一対のスペーサ５ａ，５ａは磁石で構成されており、スペーサ５ａの磁力で放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに吸着させることにより、ＲＦタグ１ｇが被着体Ｘに取り付けられる。このように、被着体が常磁性体である場合には、被着体に対向する放熱板や放熱補助板を常磁性体で構成し、磁石を介してＲＦタグを被着体に固定することで、ＲＦタグの脱着が容易となる。また、本実施例では、放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに吸着する二枚のスペーサ５ａ，５ａは、夫々の極性が上下逆向きとなるように設置される。かかる構成では、図１２中の矢印に示すように、左右のスペーサ５ａ，５ａと、放熱補助板１９ｂと、被着体Ｘとの間に、ループ状の安定な磁気回路が形成されることとなり、これにより、放熱補助板１９ｂを被着体Ｘに強固に吸着可能となる。
【００４５】
また、本実施例のように、放熱板と被着体の間に放熱補助板を積層する構成では、放熱板を比較的導電性に優れた材料で構成して放熱板の電波反射特性を高めるとともに、放熱補助板を比較的強度の高い材料で構成して放熱板の強度を補うようにすることが望ましい。具体的には、本実施例の場合、放熱板３を導電性に優れた銅板で構成し、放熱板側の放熱補助板１９ａを強度に優れたステンレス板で構成し、被着体側の放熱補助板１９ｂを常磁性体である鉄板で構成することが挙げられる。もちろん、本発明の放熱板や放熱補助板の構成材料は、かかる組合せに限らず、その用途に応じて様々に変更することができる。例えば、高放射線条件下で使用するＲＦタグでは、放熱板や放熱補助板を、ガンマ線遮蔽材によって構成することが提案される。ガンマ線遮蔽材としては、鉛やタングステンなどが挙げられる。かかる構成とすれば、ＲＦタグ機能部を被着体から放射されるガンマ線から保護することができ、ガンマ線によってＲＦタグ機能部のＩＣチップが誤作動するのを防止できる。なお、ガンマ線遮蔽材は、放熱板や放熱補助板の全体を構成する必要はなく、放熱板や放熱補助板の、ＲＦタグ機能部下方部位に部分的に貼り合わせるだけでもよい。
【００４６】
＜実施例１０＞
本実施例のＲＦタグ１ｈは、実施例９の構成を変更し、図１３に示すように、二枚の放熱補助板１９ａ，１９ｂの間のスペーサ５，５を、中央方向にずらした位置に配設したものである。かかる構成では、放熱補助板１９ａ，１９ｂの表裏でスペーサ５，５ａが厚み方向に重ならないため、図１３中の矢印に示すように、被着体Ｘから放熱板３に伝わる伝導熱は、放熱補助板１９ａ，１９ｂの厚み方向に伝わるだけでなく、放熱補助板１９ａ，１９ｂの面方向に伝わってから放熱板３へと到達することとなる。このように、スペーサ５，５ａを放熱補助板１９ａ，１９ｂの表裏で重ならないよう配置した場合には、被着体Ｘから放熱板３への熱伝導の経路を稼ぐことができ、これにより、放熱板３に伝わる熱量を低減することが可能となる。
【００４７】
＜実施例１１＞
本実施例のＲＦタグ１ｉは、図１４，１５に示すように、放熱板３と被着体Ｘの間に、一対の放熱補助板１９ｃ，１９ｃを介装したものである。各放熱補助板１９ｃ，１９ｃは、放熱板３の略半分の長さの金属板からなり、夫々の内側端部２４，２４を対向させるようにして同一面上に配置される。そして、各放熱補助板１９ｃ，１９ｃは、その外側部表裏に接合されたスペーサ５ｂ，５ｃによって、放熱板３及び被着体Ｘと直接接触しないように間隔をおいて配設される。ここで、放熱板３と、放熱補助板１９ｃと、放熱板３と放熱補助板１９ｃ間のスペーサ５ｂは、導電性材料で構成されており、図１５に示すように、ＲＦタグ１ｉには、放熱補助板１９ｃの各内側端部２４，２４相互を結ぶ開環状の導電経路Ｍが形成される。そして、本実施例では、この導電経路Ｍが、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波の波長の整数倍となるように設計されている。かかる構成によれば、放熱板３と放熱補助板１９ｃを、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射するのに適した反射器として一体的に機能させることが可能となり、放熱板の大きさや形状を制限することなく、ＲＦタグの通信性能を向上可能となる。
【００４８】
＜実施例１２＞
本実施例のＲＦタグ１ｊは、実施例１の放熱板３の構成を変更したものである。具体的には、図１６に示すように、放熱板３の各放熱部７には、スペーサ５の当接部分から外方に延出する外方延出部２５，２５が形成されている。そして、各外方延出部２５，２５の上面には、放熱板本体よりも熱伝導率の高い材料からなる放熱促進板片２６，２６が貼付される。この放熱促進板片２６の材料としてはアルミが好適である。かかる構成では、外方延出部２５の放熱促進板片２６から多量の熱が放出され、これにより、スペーサ５から放熱板３に伝わる熱の多くが、外方延出部２５側に流れることとなるから、内方の設置部６に伝わる熱量をさらに軽減することができる。
【００４９】
＜実施例１３＞
本実施例のＲＦタグ１ｋは、実施例１の放熱板３の構成を変更したものである。具体的には、本実施例に係る放熱板３は、図１７に示すように、切欠状のスリット２８，２８によって、平面視略Ｓ字状に形成されており、両先端部２９，２９にスペーサ５，５を配設することにより、被着体と直接接触せずに間隔をおいて固定される。設置部６は、放熱板３の中央部に配設され、該設置部６の上に、断熱シート９を介してＲＦタグ機能部２が接着される。かかる構成にあっては、スペーサ５の当接部分２９と、設置部６との間にスリット２８が形成されて、該当接部分２９から設置部６に到る熱の伝導経路が細く、長い形状となるため、スリット２８を形成しない場合に比べて、スペーサ５の当接部分２９と設置部６の間の熱抵抗を高め、ＲＦタグ機能部２に伝わる熱量を軽減することができる。
【００５０】
また、本実施例に係る放熱板３は、導電性の金属板材で構成されるとともに、図１８に示すように、両先端部２９，２９を結ぶ、放熱板面上の沿面距離Ｌが、ＲＦタグ機能部２が送受信する電波の半波長に相当する長さとなるように設計されており、実施例１に係る放熱板と同様に、ＲＦタグ機能部２の電波を反射するのに適した反射器として機能する。ここで、本実施例では、放熱板３に形成されたスリット２８，２８によって、両端部２９，２９の間の沿面距離を稼ぐことができるから、放熱板を過度に大型化せずに、両端部２９，２９の間の沿面距離を適正な長さに設定できるという利点がある。なお、実施例１及び本実施例では、放熱板の両端部間の沿面距離を、ＲＦタグ機能部２の電波の半波長に相当する長さとしているが、両端部間の沿面距離は、当該電波の半波長相当に限らず、半波長の倍数に相当する長さに設定しても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
＜実施例１４＞
本実施例のＲＦタグ１ｍは、放熱板３にＬＣ共振回路を配設したものである。具体的には、本実施例に係る放熱板３は、図１９に示すように、平面視略渦巻状に形成されたステンレス板３ｃと、該ステンレス板３ｃの上に貼り合わされたプリント基板３ｄとによって構成され、スペーサ５，５を介して被着体に固定される。プリント基板３ｄには、コンデンサ３０が実装されるとともに、ステンレス板３ｃと貼り合わせた状態で、コンデンサ３０を、ステンレス板３ｃの内側端部３２ａと外側端部３２ｂに接続するプリント配線３１，３１が配設されている。また、プリント基板３ｄの上面中央部には、ＲＦタグ機能部２が接着される。かかる構成では、図２０に示すように、ステンレス板３ｃが渦巻コイルを構成し、該渦巻きコイルの両端部３２ａ，３２ｂに接続されたコンデンサ３０とによって、ＬＣ共振回路が形成されることとなる。そして、本実施例では、ＬＣ共振回路の共振周波数が、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波の周波数Ｆと等しくなるよう構成される。すなわち、ＲＦタグ１ｍは、ステンレス板３ｃのインダクタンスＬと、コンデンサ３０の静電容量Ｃと、前記電波の周波数Ｆとが、
Ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））
の条件を満足するように設計される。かかる構成にあっては、ＬＣ共振回路がＲＦタグ機能部２の送受信する電波を反射することで、ＲＦタグ機能部２の通信性能を大幅に向上させることができる。特に、本構成は、ＲＦタグ機能部の送受信する電波の波長が長い場合に適する。すなわち、上記実施例１３（図１８参照）の構成では、ＲＦタグ機能部２の送受信する電波が、比較的波長の長い短波（波長１０〜１００ｍ）である場合には、放熱板３の両端部２９，２９の間の沿面距離を、当該電波の半波長に相当する長さ（０．５〜５ｍ）にすると、放熱板３を実用的なサイズに収めることができない。これに対して、本実施例の構成では、コンデンサを適宜選択することでＬＣ共振回路の共振周波数を変更できるため、ＲＦタグ機能部の電波の波長が長い場合でも、放熱板を大型化することなく、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上させることができる。
【００５２】
＜温度変化テスト１＞
本発明のＲＦタグの耐熱性を評価するために、下記の温度変化テストを行った。
【００５３】
（試験品）
本試験に用いる５つの試験品を準備した。試験品１は、上記実施例１に準じたものである。具体的には、放熱板は０．５ｍｍ厚のステンレス板で構成し、スペーサは２ｍｍ厚のステンレスとし、ＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートは、１ｍｍ厚の断熱性不織布を使用した。
【００５４】
試験品２〜４は、試験品１からスペーサを変更したものである。具体的には、表１に示すように、試験品２では、試験品１のステンレス製スペーサを、左右両側でそれぞれ二枚重ねて使用した。試験品３では、試験品１のステンレス製スペーサを放熱板に溶接するとともに、さらに、セラミック断熱材からなるスペーサを左右のステンレス製スペーサの下にそれぞれ配置した。また、試験品４は、試験品１のステンレス製スペーサを放熱板に溶接しただけのものである。また、試験品５は、試験品４からＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートを除去したものである。
【００５５】
（試験）
温度を略一定に保持した試験用ホットプレートの上に、ボルトネジを使用せずに試験品１〜５を載せて加熱し、ＲＦタグ機能部の直下の温度変化を計測した。試験の概要を表１に示し、その結果を図２１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
図２１に示されるように、本試験では、いずれの試験品においても、加熱開始から１５分程度で測定温度の上昇が止まり、温度が略一定となった。かかる状態では、ホットプレートから伝わる熱と、放熱板から放出される熱が略等しくなることで、ＲＦタグ機能部の温度が平衡状態に達したものと考えられる。かかる平衡状態の温度は、ホットプレートの温度よりも５０〜１００℃程度低くなっていた。この結果は、放熱板の放熱作用によってＲＦタグ機能部に伝わる熱を大幅に軽減できることを示している。
【００５８】
平衡状態の温度を比較すると、試験品１と試験品４は殆ど同じであり、スペーサの溶接はＲＦタグ機能部の温度に殆ど影響しないことがわかった。また、試験品５の温度は、試験品４よりも１５℃ほど高くなっていた。この結果は、ＲＦタグ機能部の下の断熱シートによって、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることを示している。また、試験品２の温度は、試験品１よりも２０℃ほど低くなっており、さらに、試験品３の温度は、試験品２よりも１０℃ほど低くなっていた。この結果は、スペーサを厚くしたり、熱伝導率の低い材料をスペーサに用いたりすることで、ＲＦタグ機能部の温度上昇を軽減できることを示唆している。
【００５９】
＜通信テスト＞
本発明のＲＦタグの通信性能を評価するために、下記の通信テストを行った。
【００６０】
（試験品）
本試験に用いるＲＦタグ機能部としてＵＨＦパッシブタグを準備し、図２２に示すように、かかるＲＦタグ機能部を用いて７つの試験品Ａ〜Ｇを準備した。試験品Ａは、ＲＦタグ機能部を放熱板に設置せず、単体で用いたものである。
【００６１】
試験品Ｂは、上記実施例１の放熱板にＲＦタグ機能部を装着したものである。具体的には、放熱板は、７５×２５ｍｍのステンレス板を、平面視略Ｓ字状になるように切り欠いたものであり、両先端の間の板面に沿った距離は、ＲＦタグ機能部の送受信する電波（周波数９５３ＭＨｚ）の波長の略半分に相当する１５７ｍｍとなっている。
【００６２】
また、試験品Ｃは、試験品Ｂの放熱部の下に、それぞれ２ｍｍ厚のステンレス製スペーサを配置したものであり、試験品Ｄは、試験品Ｃの放熱板とスペーサを、ステンレス製のボルトネジとナットで締結したものである。
【００６３】
また、試験品Ｅ〜Ｇは、ＲＦタグ機能部を銅製放熱板に設置したものである。具体的には、試験品Ｅの放熱板は、切欠きのない長さ７５ｍｍの銅板であり、試験品Ｆでは、長さ１５７ｍｍ（通信電波の半波長）の銅板を使用した。そして、試験品Ｇの放熱板は、試験品Ｅと同サイズの銅板を平面視略Ｓ字状に切り欠いて、先端間の沿面距離が長さ１５７ｍｍとなるようにしたものである。
【００６４】
（試験）
円偏波アンテナを接続した通信装置（４Ｗ相当）を用いて、上記試験品Ａ〜Ｇについて最長交信距離と、交信が不安定又は不能となるヌル点までの最短距離を測定した。結果を図２２に示す。なお、測定結果は、自由空間での簡易測定によるものである。
【００６５】
図２２に示されるように、試験品Ｂ〜Ｇは、ＲＦタグ機能部単体の試験品Ａよりも高い通信性能が認められた。この結果により、ＲＦタグ機能部を金属製放熱板に設置することで、ＲＦタグ機能部の通信性能を向上できることが示された。
【００６６】
また、試験品Ｃ，Ｄの通信性能は、試験品Ｂよりも若干劣っていた。この結果は、導電性のスペーサやボルトネジが放熱板に接触することで、放熱板の導電路が短絡され、これにより、放熱板の電波反射作用が低減したためと説明でき、スペーサやボルトネジを用いる場合は、通信性能を向上させるために、これらを絶縁材料で構成したほうが好ましいことがわかった。
【００６７】
また、試験品Ｆの通信性能は、試験品Ｅよりも極めて高いものであった。この結果は、放熱板の長さを通信電波の半波長の長さとすることで、ＲＦタグ機能部の通信性能を大幅に向上できることを示している。また、試験品Ｇでは、試験品Ｆよりも若干低いものの、試験品Ｅに比べて大幅な通信性能の向上が確認された。この結果は、放熱板を切り欠いて湾曲細長形状とし、放熱板の端部間の板面に沿った距離を通信電波の半波長とすることで、放熱板を大きくすることなく、通信性能を大幅に向上できることを示している。
【００６８】
＜温度変化テスト２＞
本発明のＲＦタグの耐熱性について、さらなる評価をするために、下記の温度変化テストを行った。
【００６９】
（試験品）
本試験に用いる８つの試験品ａ〜ｈを準備した。試験品ａは、上記温度変化テスト１の試験品２と同じものである。すなわち、試験品ａは、放熱板を０．５ｍｍ厚のステンレス板で構成し、放熱板と被着体の間に、２ｍｍ厚のステンレス製スペーサを左右両側に夫々二枚重ねで配設し、さらに、ＲＦタグ機能部の下に敷く断熱シートに１ｍｍ厚の断熱性不織布を使用したものである。
【００７０】
【表２】
【００７１】
試験品ｂは、表２に示すように、試験品ａの構成を一部変更し、放熱板と被着体の間に配設するスペーサとして、ステンレスよりも熱伝導率の低い、セラミック製スペーサを二枚重ねで用いたものである。
【００７２】
試験品ｃは、表２に示すように、試験品ａの構成を一部変更し、放熱板と被着体の間にスペーサを介して放熱補助板一枚を配設するとともに、放熱補助板と被着体の間に配設する底部スペーサとして二枚重ねのステンレス製スペーサを用いたものである。
【００７３】
試験品ｄは、試験品ｃの構成を一部変更し、放熱補助板と被着体の間に配設する底部スペーサに、三枚重ねのステンレス製スペーサを用いたものである。また、試験品ｅは、底部スペーサとして二枚重ねのセラミック製スペーサを用いたものである。
【００７４】
また、試験品ｆは、試験品ｄから放熱補助板の構成を変更したものである。すなわち、試験品ｄの放熱補助板は、図１０に示す放熱補助板１９と同様に、本体部２１ａと翼部２１ｂで構成したのに対し、試験品ｆの放熱補助板は、翼部２１ｂを設けず、放熱板３の直下を覆う本体部２１ａのみで構成した。
【００７５】
また、試験品ｇは、試験品ｄの構成を変更し、放熱板と被着体の間にスペーサを介して放熱補助板を２枚積層するとともに、放熱補助板と被着体の間に三枚重ねのステンレス製スペーサを配設したものである。
【００７６】
また、試験品ｈは、試験品ｇの構成を変更し、各放熱補助板を長手方向に拡張して、放熱板側の放熱補助板の面積を約２５％、被着体側の放熱補助板の面積を約５０％拡大したものである。
【００７７】
（試験）
温度を３００℃に保持した試験用ホットプレートの上に、ボルトネジを使用せずに試験品ａ〜ｈを載せて加熱し、ＲＦタグ機能部の直下の温度変化を４５分間計測した。また、試験品ｅ，ｇ，ｈについては、ホットプレートの温度を５００℃に変更する他は同様の試験を別途行った。なお、本試験では、試験品の周囲のホットプレート表面から試験品に放射熱が放射されるように、２５ｃｍ四方のホットプレートの中央に各試験品を載置した。試験の結果、いずれの試験品においても、加熱してしばらくすると測定温度の上昇が止まり、温度が略一定となった。表２に、各試験品について、測定温度が平衡状態となった時の最高温度を示す。
【００７８】
平衡状態の温度を比較すると、試験品ｃの温度は試験品ａよりも３０℃以上低くなっており、放熱板と被着体の間に放熱補助板を介装することで、ＲＦタグ機能部の温度を低減できることがわかった。また、試験品ｇの温度は試験品ｄよりも３０℃以上低くなっており、放熱板と被着体の間に積層する放熱補助板の枚数を増やすほど、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることが示唆された。
【００７９】
また、試験品ｈの温度は、試験品ｇよりも２０℃以上低くなっていた。この結果は、放熱補助板は、その面積が広いほど放熱効果や放射熱遮断効果が高くなり、ＲＦタグ機能部に伝わる熱を軽減できることを示唆している。また、試験品ｆの温度は、試験品ｄに比べて１５℃ほど高くなっており、放熱補助板の翼部が、ＲＦタグ機能部の温度上昇の抑制に寄与していることが示された。
【００８０】
さらに、試験品ａと試験品ｂ、ならびに、試験品ｃと試験品ｅを比較すると、セラミック製スペーサを用いた試験品ｂ，ｅの方が温度が低くなっており、熱伝導率の低い材料をスペーサに用いることで、ＲＦタグ機能部の温度を低減できることがわかった。また、試験品ｄの温度は、試験品ｃよりも低くなっており、被着体の上に配設するスペーサを厚くするほど、断熱効果が高くなることが示唆された。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ａ〜１ｋ，１ｍ ＲＦタグ
２ ＲＦタグ機能部
３ 放熱板
３ａ 銅板
３ｂ，３ｃ ステンレス板
３ｄ プリント基板
４ ボルトネジ
５，５ａ，５ｂ，５ｃ スペーサ
６ 設置部
７ 放熱部
８ 係止爪
９ 断熱シート
１０ ＩＣチップ
１１ アンテナ
１２ ケーシング
１３ ネジ挿通孔
１５ 連通溝
１６ フィン
１９，１９ａ〜１９ｃ 放熱補助板
２８ スリット
３０ コンデンサ
Ｘ 被着体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部と、
該ＲＦタグ機能部を設置する設置部と該設置部から延出する放熱部とからなる放熱板とを備え、
放熱板が、被着体とＲＦタグ機能部の間に位置するように被着体に固定されるものであることを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
放熱板と被着体との間に配設されて、放熱板と被着体とを非接触とするスペーサを備えることを特徴とする請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記スペーサは、熱伝導率が低い断熱材からなることを特徴とする請求項２に記載のＲＦタグ。
【請求項４】
放熱板は、細長形状の導電性板材からな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ＲＦタグ。
【請求項５】
放熱板の一端から他端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであることを特徴とする請求項４に記載のＲＦタグ。
【請求項６】
放熱板には、スペーサが当接する部分と、設置部との間に切欠状のスリットが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項７】
放熱板は、材質の異なる金属板を貼り合わせたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項８】
放熱板は、設置部と、該設置部の両側から延出する一対の放熱部とを備えてなり、該一対の放熱部で、夫々スペーサを介して被着体に固定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項９】
前記一対の放熱部は、被着体に固定するためのネジを挿通するネジ挿通孔が夫々切欠状に形成されて、平面視フック形状をなしていることを特徴とする請求項８に記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
放熱板は、導電性板材からなり、一方の放熱部の先端から他方の放熱部の先端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであることを特徴とする請求項９に記載のＲＦタグ。
【請求項１１】
放熱板の少なくとも一面に、フィンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項１２】
放熱板は、平面視略渦巻形状をなす導電性板材を備えてなり、
該導電性板材の両端には、コンデンサが接続されて、前記導電性板材を渦巻コイルとするＬＣ共振回路が形成され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ＲＦタグ。
【請求項１３】
間隔をおいて放熱板に積層されて、放熱板と被着体の間に介装される放熱補助板を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項１】
ＩＣチップとアンテナとを封入したＲＦタグ機能部と、
該ＲＦタグ機能部を設置する設置部と該設置部から延出する放熱部とからなる放熱板とを備え、
放熱板が、被着体とＲＦタグ機能部の間に位置するように被着体に固定されるものであることを特徴とするＲＦタグ。
【請求項２】
放熱板と被着体との間に配設されて、放熱板と被着体とを非接触とするスペーサを備えることを特徴とする請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項３】
前記スペーサは、熱伝導率が低い断熱材からなることを特徴とする請求項２に記載のＲＦタグ。
【請求項４】
放熱板は、細長形状の導電性板材からな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ＲＦタグ。
【請求項５】
放熱板の一端から他端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであることを特徴とする請求項４に記載のＲＦタグ。
【請求項６】
放熱板には、スペーサが当接する部分と、設置部との間に切欠状のスリットが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項７】
放熱板は、材質の異なる金属板を貼り合わせたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項８】
放熱板は、設置部と、該設置部の両側から延出する一対の放熱部とを備えてなり、該一対の放熱部で、夫々スペーサを介して被着体に固定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項９】
前記一対の放熱部は、被着体に固定するためのネジを挿通するネジ挿通孔が夫々切欠状に形成されて、平面視フック形状をなしていることを特徴とする請求項８に記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
放熱板は、導電性板材からなり、一方の放熱部の先端から他方の放熱部の先端までの、板面に沿った沿面距離が、ＲＦタグ機能部のアンテナが送受信する電波の半波長の倍数に相当する長さであることを特徴とする請求項９に記載のＲＦタグ。
【請求項１１】
放熱板の少なくとも一面に、フィンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【請求項１２】
放熱板は、平面視略渦巻形状をなす導電性板材を備えてなり、
該導電性板材の両端には、コンデンサが接続されて、前記導電性板材を渦巻コイルとするＬＣ共振回路が形成され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ＲＦタグ。
【請求項１３】
間隔をおいて放熱板に積層されて、放熱板と被着体の間に介装される放熱補助板を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のＲＦタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１６８９１７（Ｐ２０１２−１６８９１７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０２７７（Ｐ２０１１−１３０２７７）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００１８６５６６）小林クリエイト株式会社 (169)
【出願人】（３０９０３１６０６）株式会社テララコード研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００１８６５６６）小林クリエイト株式会社 (169)
【出願人】（３０９０３１６０６）株式会社テララコード研究所 (5)
【Ｆターム（参考）】
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