特開 2023-66054 ＲＦＩＤタグ、導通判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066054

(43)【公開日】2023-05-15

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ、導通判定装置

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/07 20060101AFI20230508BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20230508BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

G06K19/07 160

G06K19/077 200

G06K7/10 184

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021176544

(22)【出願日】2021-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】391019658

【氏名又は名称】株式会社中部プラントサービス

(71)【出願人】

【識別番号】514221115

【氏名又は名称】株式会社イーガルド

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小▲浜▼ 清

(72)【発明者】

【氏名】加藤 孝宏

(72)【発明者】

【氏名】蟹江 吉弘

(72)【発明者】

【氏名】稲本 悦郎

(72)【発明者】

【氏名】亀井 翔平

(57)【要約】

【課題】２つの金属体間における導通状態を非接触で検出する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ２０は、一方向に長いブロック状のベース基板２１と、ベース基板２１の第１面２１Ａに重ねた状態で配置されるアンテナ基板２２と、ベース基板２１とアンテナ基板２２の間に位置し、ベース基板２１との対向面に第１電極３３Ａと第２電極３３Ｂを有するＩＣチップモジュール２３と、ＩＣチップモジュール２３の第１電極３３Ａに電気的に接続された第１検出端子２５Ａと、ＩＣチップモジュール２３の第２電極３３Ｂに電気的に接続された第２検出端子２５Ｂと、を備え、第１検出端子２５Ａと第２検出端子２５Ｂは、それぞれ第１金属体Ｍ１と第２金属体Ｍ２に電気的に接続され、アンテナ基板２２は、２つの金属体間の導通の有無の検出結果を電波で発信する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＲＦＩＤタグであって、
一方向に長いブロック状のベース基板と、
前記ベース基板の第１面に重ねた状態で配置されるアンテナ基板と、
前記ベース基板と前記アンテナ基板の間に位置し、前記ベース基板との対向面に第１電極と第２電極を有するＩＣチップモジュールと、
前記ＩＣチップモジュールの第１電極に電気的に接続された第１検出端子と、
前記ＩＣチップモジュールの第２電極に電気的に接続された第２検出端子と、を備え、
前記第１検出端子と前記第２検出端子は、それぞれ第１金属体と第２金属体に電気的に接続され、
前記アンテナ基板は、２つの金属体間の導通の有無の検出結果を電波で発信する、ＲＦＩＤタグ。

【請求項2】

請求項１に記載のＲＦＩＤタグであって、
前記ベース基板は、絶縁性の材料からなり、前記第１面の反対側に第２面を有し、
前記第２面は、前記第１面とは所定距離以上離隔しており、
前記第２面を装着面として、前記金属体に装着される、ＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のＲＦＩＤタグであって、
前記ベース基板に対して前記アンテナ基板を保持するクリップを備え、
前記第１検出端子及び前記第２検出端子は、前記クリップの弾性力により、前記第１電極及び前記第２電極との接触状態を保つことで、電極との電気的な接続を維持する、ＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグから非接触で検出結果を読み取るリーダと、を備えた、導通判定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の導通判定装置であって、
前記第１検出端子と前記第２検出端子には、犠牲防食効果を有する組み合わせの金属がそれぞれ接続される、導通判定装置。

【請求項6】

請求項４又は請求項５に記載の導通判定装置であって、
前記リーダは、
前記ＲＦＩＤタグとの間で電波を送受信するリーダ側アンテナと、
制御部と、を含み、
前記ＲＦＩＤタグは、受信した電波から電力の供給を受けて、導通状態の検出及び検出結果の発信を行うパッシブ型であり、
前記制御部は、前記リーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグが発信する検出結果を受信できるように、前記ＲＦＩＤタグに出力する電波のレベルを自動調整する、導通判定装置。

【請求項7】

請求項６に記載の導通判定装置であって、
前記制御部は、前記リーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグが発信する前記検出結果を受信できない場合、出力する電波のレベルを上昇させる、導通判定装置。

【請求項8】

請求項７に記載の導通判定装置であって、
前記検出結果は、前記第１検出端子と前記第２検出端子の間が導通しているときに検出されるクローズ信号、又は、導通していないときに検出されるオープン信号であり、
前記制御部は、受信した前記オープン信号及び前記クローズ信号の順序及び数に基づき、導通の有無を判定する、導通判定装置。

【請求項9】

請求項８に記載の導通判定装置であって、
前記制御部は、前記クローズ信号を複数回受信する前に、前記オープン信号を１回以上受信した場合は、前記第１検出端子と、前記第２検出端子とが導通していないと判定し、
前記オープン信号を１回以上受信する前に、前記クローズ信号を複数回受信した場合は、前記第１検出端子と、前記第２検出端子とが導通していると判定する、導通判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２点間における導通の有無を検出するＲＦＩＤタグ、及び、導通の有無を判定する導通判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の鉄鋼材防食用保護シートは、鉄鋼材と、卑金属薄板（犠牲防食材）とが、導電性接着剤により電気的に接続されることで、犠牲防食効果により鉄鋼材の腐食を抑制する。しかし、鉄鋼材と卑金属薄板との導通が途切れると防食効果は失われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４６４３２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

金属体間の導通の有無は、例えばテスターを用いて判定することができるが、事前に表面を研磨して金属を露出させる必要がある。また、犠牲防食材等の検査対象物が高所にある場合は足場を設置する必要がある。非接触で導通の有無を判定できれば、表面の研磨や足場の設置は不要となり、作業効率は改善する。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、金属体間の導通状態を検出するＲＦＩＤタグ、並びに、金属体間の導通状態を非接触で判定する導通判定装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のＲＦＩＤタグは、一方向に長いブロック状のベース基板と、前記ベース基板の第１面に重ねた状態で配置されるアンテナ基板と、前記ベース基板と前記アンテナ基板の間に位置し、前記ベース基板との対向面に第１電極と第２電極を有するＩＣチップモジュールと、前記ＩＣチップモジュールの第１電極に電気的に接続された第１検出端子と、前記ＩＣチップモジュールの第２電極に電気的に接続された第２検出端子と、を備え、前記第１検出端子と前記第２検出端子は、それぞれ第１金属体と第２金属体に電気的に接続され、前記アンテナ基板は、２つの金属体間の導通の有無の検出結果を電波で発信する。

【0007】

このようにすると、導通の有無の検出結果を、電波を介して非接触で発信することができる。

【0008】

この発明の実施態様として、以下の構成が望ましい。前記ベース基板は、絶縁性の材料からなり、前記第１面の反対側に第２面を有し、前記第２面は、前記第１面とは所定距離以上離隔しており、ＲＦＩＤタグは、前記第２面を装着面として、前記金属体に装着される。

【0009】

金属体とＩＣチップモジュールの距離が所定距離未満まで接近すると、ＩＣチップモジュールが外乱の影響を受けて検出の正確性が低下するおそれがある。第１面と第２面との距離を所定距離以上にすると、金属体とＩＣチップモジュールが所定距離以上離隔するため、外乱による影響を低減し、より正確に導通の有無を検出できる。

【0010】

ＲＦＩＤタグは、前記ベース基板に対して前記アンテナ基板を保持するクリップを備え、前記第１検出端子及び前記第２検出端子は、前記クリップの弾性力により、前記第１電極及び前記第２電極との接触状態を保つことで、電極との電気的な接続を維持する。

【0011】

各端子と各電極は、クリップで押さえつけられることで接触状態を保ち、電気的な接続が維持される。電極に対して端子が固定されていないので、温度変化と線膨張係数の違いにより電極と端子の位置にずれが生じても、接続部分が破損せず、良好な接続状態を維持することができる。これにより、温度変化に強いＲＦＩＤタグにすることができる。

【0012】

導通判定装置は、ＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグから非接触で検出結果を読み取るリーダと、を備える。このようにすると、リーダを用いてＲＦＩＤタグの検出結果を非接触で受信できる。

【0013】

前記第１検出端子と前記第２検出端子には、犠牲防食効果を有する組み合わせの金属がそれぞれ接続されていてもよい。導通の有無から、犠牲防食の効果を維持しているか否かを判断できる。

【0014】

前記リーダは、前記ＲＦＩＤタグとの間で電波を送受信するリーダ側アンテナと、制御部と、を含み、前記ＲＦＩＤタグは、受信した電波から電力の供給を受けて、導通状態の検出及び検出結果の発信を行うパッシブ型であり、前記制御部は、前記リーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグが発信する検出結果を受信できるように、前記ＲＦＩＤタグに出力する電波のレベルを自動調整してもよい。

【0015】

このようにすると、リーダは、ＲＦＩＤタグの検出結果を、より確実に受信することができる。

【0016】

前記制御部は、前記リーダ側アンテナで前記ＲＦＩＤタグが発信する前記検出結果を受信できない場合、出力する電波のレベルを上昇させてもよい。電波レベルの上昇により、リーダからＲＦＩＤタグに供給する電力が増大すると、ＲＦＩＤタグがリーダに向けて発信する電波のレベルも上昇する。これにより、リーダはより確実にＲＦＩＤタグからの電波を受信できる。

【0017】

前記検出結果は、前記第１検出端子と前記第２検出端子の間が導通しているときに検出されるクローズ信号、又は、導通していないときに検出されるオープン信号であり、前記制御部は、受信した前記オープン信号及び前記クローズ信号の順序及び数に基づき、導通の有無を判定してもよい。

【0018】

検出結果には、実際の導通状況とは異なる結果を示すエラーが含まれることがある。リーダが受信したオープン信号及びクローズ信号の順序及び数に基づいて導通の有無を判定することにより、エラーの影響を除外して、導通の有無をより正確に判定できる。

【0019】

前記制御部は、前記クローズ信号を複数回受信する前に、前記オープン信号を１回以上受信した場合は、前記第１検出端子と、前記第２検出端子とが導通していないと判定し、前記オープン信号を１回以上受信する前に、前記クローズ信号を複数回受信した場合は、前記第１検出端子と、前記第２検出端子とが導通していると判定してもよい。

【0020】

このようにすると、少なくとも最初に検出されるクローズ信号は導通の有無の判断には用いられないため、最初のクローズ信号がエラーであったとしても、判定結果に与える影響を除外することができる。２度目以降のクローズ信号により、正確な判定をすることができる。

【発明の効果】

【0021】

本開示のＲＦＩＤタグによれば、導通の有無についての検出結果を、非接触で発信することができる。本開示の導通判定装置によれば、導通の有無を非接触で判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】導通判定装置の説明図

【図2】ＲＦＩＤタグの斜視図

【図3】ＲＦＩＤタグの分解図

【図4a】ＩＣチップモジュールの底面図

【図4b】ＩＣチップモジュールのＢ－Ｂ断面図

【図5】ＲＦＩＤタグのＡ－Ａ断面図

【図6】リーダのブロック図

【図7a】エラー発生の説明図

【図7b】エラー発生の説明図

【図7c】エラー発生の説明図

【図7d】エラー発生の説明図

【図8】導通判定処理のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0023】

＜実施形態＞
図１から図８を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

【0024】

１．全体構成
図１は、鋼構造物を構成する金属体Ｍ１と、犠牲防食材である金属体Ｍ２との導通の有無を検出する導通判定装置１０を示す図である。鋼構造物は、例えば屋外に設置される橋梁、鉄塔、標識柱等である。

【0025】

導通判定装置１０は、リード線２７Ａ、２７Ｂを介して金属体Ｍ１、Ｍ２にそれぞれ電気的に接続され、金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通の有無を検出するＲＦＩＤタグ２０と、ＲＦＩＤタグ２０の検出結果を非接触で受信するリーダ４０と、を備える。金属体Ｍ１、Ｍ２はそれぞれ「第１金属体」、「第２金属体」の一例である。ＲＦＩＤタグ２０は、金属体Ｍ１又はＭ２の表面に取り付けられる。

【0026】

なお、図の簡略化のため、図１では金属体Ｍ１、Ｍ２及びＲＦＩＤタグ２０を保護するための防食被覆を図示省略している。防食被覆はシート状であり、金属体Ｍ２及びＲＦＩＤタグ２０を覆うように、金属体Ｍ１に貼り付けられる。

【0027】

金属体Ｍ１は、例えば屋外に設置される鋼構造物を構成する部材であり、その材質は鋼である。金属体Ｍ２は、鋼よりもイオン化傾向の高い、マグネシウム合金・亜鉛合金・アルミニウム合金などからなる板状の部材である。本実施形態では、一例として、金属体Ｍ２の材質をマグネシウム合金とする。金属体Ｍ２の大きさは、金属体Ｍ１と比べて小さい。金属体Ｍ２は導電性接着剤Ｐを介して金属体Ｍ１の表面に取り付けられる。

【0028】

導電性接着剤Ｐは、金属体Ｍ１と金属体Ｍ２の間の導通を保ちつつ、両者を接着する。導電性接着剤Ｐとしては、エポキシ系接着剤をバインダーとし、銀などの金属粒子を添加した接着剤を例示することができる。

【0029】

金属体Ｍ１、Ｍ２のイオン化傾向の違いにより、金属体Ｍ１と導通している金属体Ｍ２は犠牲防食効果を有する。具体的には、鋼構造物に水分等の電解質が付着すると、金属体Ｍ２中のマグネシウム・亜鉛・アルミニウムなどがイオン化（腐食）し、これに伴い発生した電子が導電性接着剤Ｐを介して金属体Ｍ１に移動する。これにより、金属体Ｍ２の腐食が進行する代わりに金属体Ｍ１の腐食は抑制される。

【0030】

金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通が途切れると、上述した電子の移動ができなくなるため、防食効果が失われ、金属体Ｍ１の腐食が進行する。したがって、金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通の有無を検出することで、防食効果が維持できているか否かを判定することができる。

【0031】

金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通が失われる原因としては、導電性接着剤Ｐからの金属体Ｍ２の剥離や、腐食が進行することによる金属体Ｍ２の消耗等が考えられる。

【0032】

２．ＲＦＩＤタグ２０について
図２から図６を用いてＲＦＩＤタグ２０について説明する。ＲＦＩＤタグ２０は、リーダ４０の求めに応じて金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通状態を検出し、検出結果をリーダ４０に電波で送信する機能を有している。

【0033】

図２及び図３に示すように、ＲＦＩＤタグ２０は、ベース基板２１と、アンテナ基板２２と、ＩＣチップモジュール２３と、クリップ２４と、接続端子２５（２５Ａ、２５Ｂ）と、カシメ端子２６と、リード線２７（２７Ａ、２７Ｂ）と、からなる。以下の説明において、図２に示すベース基板２１の長手方向をＸ方向、ベース基板２１からリード線２７が延出する方向をＹ方向、Ｘ方向とＹ方向の両方に直交する方向をＺ方向（上下方向）とする。接続端子２５Ａ、２５Ｂは、それぞれ「第１検出端子」、「第２検出端子」の一例である。

【0034】

ベース基板２１は、絶縁性を有する合成樹脂等からなり、その形状はＸ方向に長い略直方体状（ブロック状）である。以降の説明において、ベース基板２１のＺ方向の長さを、ベース基板２１の厚みともいう。

【0035】

ベース基板２１の上面２１Ａには、後述する接続端子２５及びＩＣチップモジュール２３が格納される格納部２８が凹設されている。上面２１Ａは、「第１面」の一例である。格納部２８は、ベース基板２１の上面２１Ａに凹設された第１格納部２８Ａと、第１格納部２８Ａの底面に凹設された第２格納部２８Ｂと、からなる。

【0036】

第２格納部２８Ｂには、接続端子２５の一部が格納され、第１格納部２８Ａには、ＩＣチップモジュール２３が格納される。

【0037】

アンテナ基板２２は、後述するＩＣチップモジュール２３の内層に形成されている内層アンテナ３２と電磁結合して、内層アンテナ３２の感度を向上させる機能を有している。

【0038】

アンテナ基板２２は、アルミ合金等の金属板からなり、Ｘ方向に長いアンテナ本体２２Ａと、アンテナ本体２２ＡのＹ方向の端縁から下向きに延びる４つの爪部２２Ｂと、を備える。アンテナ本体２２Ａは、ベース基板２１の上面２１Ａを覆うが、一部には後述するクリップ２４との干渉を避けるための切り欠き部２２Ｃが形成されている。

【0039】

爪部２２Ｂは、Ｙ方向に間隔を空けて並ぶ２つを一対として、アンテナ基板２２に２対設けられている。一対の爪部２２Ｂは、ベース基板２１を両側から挟み込み、アンテナ基板２２をベース基板２１に対して固定する。

【0040】

爪部２２Ｂの上下方向の長さは、ベース基板２１の厚みよりも小さく、爪部２２Ｂはベース基板２１の下面２１Ｂよりも下方には突出しない。

【0041】

ＩＣチップモジュール２３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、パッケージ２９と、ＩＣチップ３０と、を有する。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。パッケージ２９は、セラミックを絶縁材とした矩形板状の積層基板であり、ＩＣチップ３０が実装されている。

【0042】

ＩＣチップモジュール２３は、リーダ４０が発する電波から電力の供給を受けたＩＣチップ３０が２つの電極３３（３３Ａ、３３Ｂ）間の導通の有無を検出し、検出結果をリーダ４０に送信することができるモジュールである。ＩＣチップモジュール２３はいわゆるパッシブ型であり、受信する電波から電力を得るため、モジュール側の電源は不要である。

【0043】

パッケージ２９は、キャビティ３１、内層アンテナ３２、２つの電極３３（３３Ａ、３３Ｂ）を備える。電極３３Ａ、３３Ｂは、それぞれ「第１電極」「第２電極」の一例である。

【0044】

キャビティ３１は、パッケージ２９の表面に開口した凹部であり、キャビティ３１の底にＩＣチップ３０が実装される。キャビティ３１の底面には、内層アンテナ３２及び電極３３Ａ、３３Ｂにそれぞれ接続される複数の電極（図示せず）が設けられている。これらの電極と、ＩＣチップ３０側の電極とは、ワイヤボンディングで接続される。ワイヤボンディングは、ワイヤに変位裕度があり、温度変化に対する接続信頼性が高い接続方法である。

【0045】

キャビティ３１は、エポキシ樹脂等からなるモールド材３５で隙間なく埋められ、ＩＣチップ３０及びＩＣチップ３０とパッケージ２９との接続を保護する。

【0046】

内層アンテナ３２は、パッケージ２９の内層に設けられた導体パターンにより形成されたアンテナである。内層アンテナ３２は、ＩＣチップ３０と電気的に接続され、ＩＣチップ３０への電力の供給や電波の送受信を行う。内層アンテナ３２は、アンテナ本体２２Ａと電磁結合しているため、内層アンテナ３２とアンテナ基板２２を併せて、感度の高い１つのアンテナとして取り扱うことができる。

【0047】

ＲＦＩＤタグ２０は、金属体Ｍ１又は金属体Ｍ２の表面に取り付けられるため（図１参照）、アンテナ本体２２Ａ及び内層アンテナ３２は、金属体Ｍ１、Ｍ２の表面で反射した電波に起因する外乱の影響を受けやすい。外乱の影響は、距離が近いほど大きくなるため、アンテナ本体２２Ａ及び内層アンテナ３２と、金属体Ｍ１、Ｍ２との距離は、送受信に影響しない距離（所定距離）以上離隔する必要がある。

【0048】

ＲＦＩＤタグ２０では、ベース基板２１の厚みを所定距離以上に設定している。上面２１Ａと対向する下面２１Ｂが、金属体Ｍ１に対する装着面である。アンテナ本体２２Ａ及び内層アンテナ３２と、金属体Ｍ１、Ｍ２との間にベース基板２１が位置するため、両者は所定距離以上離隔され、外乱の影響を受けにくくなる。下面２１Ｂは「第２面」の一例である。なお、ベース基板２１の厚みは所定距離以上の値で任意に変更することができる。

【0049】

電極３３Ａ、３３Ｂは、パッケージ２９の表面に２つ並んで配されている。ＩＣチップモジュール２３が第１格納部２８Ａに格納されている状態では、電極３３はベース基板２１との対向面に位置する。電極３３Ａ、３３Ｂと、ＩＣチップ３０とは、パッケージ２９の内層において電気的に接続されている。

【0050】

接続端子２５は、金属製であり、接続部２５１と、接続部２５１からＹ方向に延びる延設部２５２と、からなる。接続部２５１は、略正方形状であり、上面には上方に向けて円柱状に突出した凸部２５３が形成されている。延設部２５２は、接続部２５１よりも幅が狭く、Ｙ方向に長い長方形状である。接続端子２５と、リード線２７とは、カシメ端子２６を介して連結され、かつ電気的に接続されている。

【0051】

２本のリード線２７は、図１に示すようにそれぞれ金属体Ｍ１、Ｍ２と接続される。

【0052】

クリップ２４は、弾性を有する線材を所定の形状に屈曲したものである。クリップ２４は、図３に示すように、ＩＣチップモジュール２３の上面に当接する上側当接部２４Ａと、ベース基板２１の下面２１Ｂに当接する下側当接部２４Ｂと、上側当接部２４Ａと下側当接部２４Ｂとを繋ぐ中間部２４Ｃと、からなる。

【0053】

図５に示すように、クリップ２４は、弾性力によってＩＣチップモジュール２３の上面と、ベース基板２１の下面２１Ｂとを挟み込み、ＩＣチップモジュール２３がベース基板２１から離れないように保持する。同時に、クリップ２４の弾性力により、ＩＣチップモジュール２３の底面に位置する電極３３は、接続端子２５に押し当てられる。これにより、電極３３と接続端子２５との接触状態が保たれて、電気的な接続が維持される。

【0054】

３．リーダ４０について
リーダ４０は、ＲＦＩＤタグ２０に対してＵＨＦ帯の電波を送信して非接触で電力を供給し、導通の有無を検出させる機能と、ＲＦＩＤタグ２０が発信した電波を受信して、検出結果を受信する機能とを有する。リーダ４０とＲＦＩＤタグ２０は、数ｍ以上離れた距離でも、電力の供給及び通信をすることができる。

【0055】

図６は、リーダ４０の電気的構成を示すブロック図である。リーダ４０は、制御部４１と、送信回路４２と、受信回路４３と、リーダ側アンテナ４４と、表示部４５と、を備える。

【0056】

制御部４１は、リーダ４０の制御装置である。制御部４１は、ＣＰＵ４６とメモリ４７とを有している。

【0057】

制御部４１は、リーダ４０を制御するコントローラである。メモリ４７には、ＲＦＩＤタグ２０に送信する電波のレベルを決定したり、ＲＦＩＤタグ２０から受信した信号に基づき導通の有無を判定したりする導通判定処理のプログラム等が記憶されている。また、メモリ４７は、受信した検出結果を累積的に記憶する記憶媒体である。

【0058】

表示部４５は、液晶パネルやタッチパネル等の表示装置であり、リーダ４０の動作状況に関する情報や、送信した電波のレベル、受信した検出結果等を表示する。

【0059】

送信回路４２は、制御部４１からの指示により、ＵＨＦ帯の電波を出力する。電波はリーダ側アンテナ４４から放射され、電波を受信したＲＦＩＤタグ２０に電力を供給する。リーダ側アンテナ４４から放射する電波レベルは、一例として最大３０ｄＢｍである。また、リーダ側アンテナ４４は、ＲＦＩＤタグ２０が発信する検出結果を受信する。受信した検出結果は受信回路４３で増幅されたのちに、制御部４１に送信される。

【0060】

４．検出原理及び検出エラーについて
上述したように、ＲＦＩＤタグ２０はリーダ４０が発信した電波により供給された電力を使って金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通の有無を検出し、検出結果をリーダ４０に送信する。以下、ＲＦＩＤタグ２０の検出原理及びエラーの発生について説明する。

【0061】

図７（ａ）、（ｂ）は、ＲＦＩＤタグ２０の２つの接続端子２５間がショートしている状態と、オープンしている状態を示している。図７（ａ）に示すように、ＲＦＩＤタグ２０は、一方の接続端子２５Ａから電荷が放出され、他方の接続端子２５Ｂに電荷が到達したことを観測すると、接続端子２５間の導通があると判断し、内層アンテナ３２から「クローズ信号ＣＳ」を発信する。これに対し、図７（ｂ）に示すように、接続端子２５Ｂに戻る電荷を観測できない場合や、接続端子２５Ａから電荷が放出できない場合は、接続端子２５間に導通がないと判断し、「オープン信号ＯＳ」を発信する。

【0062】

しかし、接続端子２５間に金属体Ｍ１、Ｍ２を接続する実際の測定においては、接続端子２５間の導通がない場合であっても、ＲＦＩＤタグ２０が「クローズ信号ＣＳ（導通あり）」を発信することがある。

【0063】

図７（ｃ）は、金属体Ｍ１、Ｍ２が剥離しており、導通していない状態を示している。しかし、リーダ４０が発信する電波を受けた金属体Ｍ１、Ｍ２には電荷が発生する。発生した電荷は、金属体Ｍ２から接続端子２５Ｂに供給され、ＲＦＩＤタグ２０は、接続端子２５Ａから放出した電荷が接続端子２５Ｂに戻ってきたと判断する。この場合、実際には導通していないにもかかわらず、「クローズ信号ＣＳ」が発信されるというエラーが発生する。

【0064】

図７（ｄ）は、金属体Ｍ１、Ｍ２間が導電性接着剤Ｐによって導通している状態を示している。この状態で、リーダ４０が発信する電波を受けて金属体Ｍ１で発生した電荷が、接続端子２５Ａに向かうことがある。

【0065】

この場合、実際には接続端子２５間は導通しているにもかかわらず、接続端子２５Ａから金属体Ｍ１に向かう電荷が、金属体Ｍ１で発生した電荷によって阻害されて接続端子２５Ｂに到達できない。実際には導通しているにもかかわらず、「オープン信号ＯＳ」が発信されるというエラーが発生する。

【0066】

エラーの発生を抑制するためには、金属体Ｍ１、Ｍ２で発生する電荷の量を少なくするために、リーダ４０から送信する電波のレベルを低くすることが有効である。しかし、電波のレベルが低いとＲＦＩＤタグ２０に供給する電力が減少し、ＲＦＩＤタグ２０が発信する電波レベルも低下するため、リーダ４０での受信が困難になる。

【0067】

そこで、リーダ４０において、後述する導通判定処理を行い、エラーが発生したとしても、導通の有無を正確に判定する。

【0068】

５．導通判定処理について
図８は、リーダ４０の制御部４１で行われる、導通判定処理のフローチャートである。メモリ４７には、下記のフローチャートを実行するためのプログラムが保存されている。

【0069】

制御部４１の指示により導通判定処理がスタートすると、制御部４１は、リーダ４０が発信する電波レベルの初期値を調整する（Ｓ１０）。電波レベルの初期値は、例えばリーダ４０とＲＦＩＤタグ２０との距離に基づき制御部４１が自動的に設定する。電波レベルの初期値は、リーダ４０のユーザが任意の値を入力してもよいし、設定しうる最も小さい値としてもよい。

【0070】

原則として、リーダ４０とＲＦＩＤタグ２０の距離が遠いほど、電波レベルの初期値を大きく設定する。一例として、距離５０ｃｍのときの初期値は９ｄＢｍ、距離５０ｃｍ～２ｍのときの初期値は１５ｄＢｍ、距離２ｍ以上のときの初期値は２０ｄＢｍである。

【0071】

次に、制御部４１は、調整された電波レベルの値で、所定時間（例えば２秒間）電波を送信する（Ｓ２０）。電波の送信は、例えば毎秒５０回の頻度で行われる。ＲＦＩＤタグ２０は、リーダ４０からの電波を受信すると、その都度検出結果（「オープン信号ＯＳ」又は「クローズ信号ＣＳ」）を、リーダ４０に送信する。検出結果は、メモリ４７に累積的に保存される。リーダ４０は、ＲＦＩＤタグ２０に向けて電波を送信しつつ、同時に、受信した検出結果について下記の処理を行う。なお、ＲＦＩＤタグ２０に十分な電力が供給されず電波を送信できなかった場合や、ＲＦＩＤタグ２０が送信した電波が微弱なためリーダ４０で受信できなかった場合には、検出結果は保存されない。

【0072】

制御部４１は、メモリ４７に保存されている検出結果を受信した順にカウントし、「オープン信号ＯＳ」が１以上含まれている場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、金属体Ｍ１、Ｍ２間の導通がないと判定する。判定した時点で電波の送信開始から所定時間経過していなくても、導通判定処理を終了する。このとき、制御部４１は、導通がないことを表示部４５に表示したり、音を鳴らしたりして、リーダ４０のユーザに判定結果（導通なし）を報知する。

【0073】

「オープン信号ＯＳ」が１以上ない場合、つまり１度も「オープン信号ＯＳ」を受信していない場合は（Ｓ３０：ＮＯ）、制御部４１は、累積保存されている検出結果中に、「クローズ信号ＣＳ」が３以上含まれているか否かを判断する（Ｓ４０）。

【0074】

「クローズ信号ＣＳ」が３以上含まれている場合は（Ｓ４０：ＹＥＳ）、制御部４１は、金属体Ｍ１、Ｍ２間が導通していると判定し、電波の送信開始から所定時間経過前であっても導通判定処理を終了する。そして、制御部４１は、ユーザに判定結果（導通あり）を報知する。

【0075】

「クローズ信号ＣＳ」が３以上含まれていない場合は（Ｓ４０：ＮＯ）、制御部４１は、リーダ４０が出力する電波のレベルが３０ｄＢｍ（リーダ４０の最大出力）に到達しているか否かを判定する（Ｓ５０）。電波のレベルが３０ｄＢｍに到達している場合は（Ｓ５０：ＹＥＳ）、一旦導通判定処理を終了する。この場合、導通判定装置１０は導通の有無を判定できていない。

【0076】

制御部４１は、表示部４５に、例えば「リーダをＲＦＩＤタグに近付けて再度計測してください」と表示させ、ユーザに対してリーダ４０をＲＦＩＤタグ２０に近付けた上で、再度導通判定処理を開始するよう促す。リーダ４０とＲＦＩＤタグ２０を近付けることで、ＲＦＩＤタグ２０に供給される電力が増大するため、再度の導通判定処理において判定結果が得られる可能性がある。

【0077】

未だ電波のレベルが３０ｄＢｍに到達していない場合は（Ｓ５０：ＮＯ）、制御部４１は、送信回路４２に電波のレベルを１ｄＢｍ増加させるよう指示し、増加後の電波レベルで所定時間にわたって電波を送信する（Ｓ２０）。

【0078】

この構成では、リーダ４０が受信したＲＦＩＤタグ２０の信号に応じて、リーダ４０が出力する電波レベルが自動調整されるため、ユーザが電波レベルを逐一調整する必要がない。

【0079】

また、測定開始時点では電波レベルの低い電波をＲＦＩＤタグ２０に向けて発信するため、金属体Ｍ１、Ｍ２に発生する電荷の量が少なくなり、発生した電荷に起因したエラー（図７（ｃ）、（ｄ）参照）の発生を抑制できる。

【0080】

リーダ４０が発信する電波レベルが低ければ、ＲＦＩＤタグ２０に供給される電力が少なくなり、ＲＦＩＤタグ２０からリーダ４０に向けて発信する電波レベルも低くなる。しかし、制御部４１がリーダ４０から繰り返し発信される電波レベルを次第に上昇するように自動調整することで、ＲＦＩＤタグ２０が発信する電波レベルも上昇するため、最終的にはリーダ４０で受信可能な電波レベルになる。これにより、エラーの発生を抑制しつつ、導通の有無をより確実に判定することができる。

【0081】

また、上述したように、金属体Ｍ１、Ｍ２に発生した電荷に起因して、実際にはオープン状態であるにもかかわらず、クローズ信号ＣＳを発信するというエラーが発生しうる（図７（ｃ）参照）。一方、ＲＦＩＤタグ２０がクローズ信号ＣＳ又はオープン信号ＯＳを発信する際には、電荷が消費される。

【0082】

本実施形態では、図８のＳ４０に示すように、制御部４１は、３回以上クローズ信号ＣＳを受信した場合にのみ、導通ありと判定する。つまり、クローズ信号ＣＳの検出回数が２回以下の場合は、導通ありとは判定しない。このようにすると、金属体Ｍ１、Ｍ２に発生した電荷は、ＲＦＩＤタグ２０による２度のクローズ信号ＣＳの発信により消費されるため、３回目以降にリーダ４０が受信するクローズ信号ＣＳにはエラーが含まれる可能性が低くなる。これにより、発生した電荷の影響を除外して、より正確に導通の有無を判定することができる。

【0083】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0084】

（１）上記実施形態では、リーダ４０が発信する電波により金属体Ｍ１、Ｍ２に電荷が発生していたが、リード線２７の導体部分にも同様に電荷が発生する。リード線２７に発生する電荷が検出結果に及ぼす影響を小さくするために、リード線２７の長さを短くしてもよい。例えばリード線２７の長さを５０ｃｍ以下にすれば、検出結果に及ぼす影響を低減できる。

【0085】

（２）リード線２７に電流が流れると起電力が生じ、ＩＣチップモジュール２３の検出に影響を及ぼすおそれがある。リード線２７がループを形成するように取り回すことで、起電力の影響を相殺して、より正確な検出結果を得ることができる。

【0086】

（３）上記実施形態では、金属体Ｍ１は鋼、金属体Ｍ２はマグネシウム合金の場合を例示したが、他の金属材料でも本発明は適用可能である。金属体Ｍ１、Ｍ２は、犠牲防食効果を有しない金属の組み合わせであってもよい。

【0087】

（４）上記実施形態では、リーダ４０とＲＦＩＤタグ２０間の通信にＵＨＦ帯の電波を用いたが、他の周波数帯の電波で通信してもよい。

【0088】

（５）リーダ４０は検査結果を累積的に記憶したデータを他の端末（例えばパーソナルコンピュータ）に送信するインターフェース部を備えていてもよい。

【0089】

（６）上記実施形態では、クローズ信号ＣＳを３回以上受信した際に導通ありと判定する場合を例示したが、クローズ信号ＣＳの受信回数は、「複数回」であればよく、３回に限られない。２回や４回以上としてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１０ 導通判定装置
２０ ＲＦＩＤタグ
２１ ベース基板
２１Ａ 第１面
２２ アンテナ基板
２３ ＩＣチップモジュール
２５Ａ 第１検出端子
２５Ｂ 第２検出端子
３３Ａ 第１電極
３３Ｂ 第２電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図8】