JP2000511661A - 対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベルは、非磁性で電気的に非伝導性であり且つ外部影響に耐性を有する材料から成ると共に、下側部分(10)およびカバー(11)を備え且つその間にはキャビティ(12)が形成されるカプセル状ハウジング(10,11)と、上記キャビティ(12)内に配置されると共に、高い磁気角運動量結合を有するアモルファス磁気弾性材料から作成された少なくとも一個の長寸センサ要素(13)と、を有する。上記キャビティ(12)に面する内部表面の全てにおいて上記ハウジング(10,11)は、上記センサ要素が曲げ力もしくは捩り力による一切の悪影響無しで且つ当該ハウジング(10,11)の内側との摩擦もしくは接触に依るエネルギ損失の危険性無しで、該センサ要素が共鳴するときにその直線性を維持すると共に実質的に縦方向の損失を受けない様に上記センサ要素(13)を受容すべく、その個数、長さおよび密度が選択された微細毛状体すなわちファイバ(14)、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベル 技術分野 本発明は、非磁性で電気的に非伝導性であり且つ外部影響に耐性を有する材料 から成ると共に、下側部分およびカバーを備え且つその間にはキャビティが形成 されるカプセル状ハウジングと、上記キャビティ内に配置されると共に、高い磁 気角運動量結合を有するアモルファス磁気弾性材料から成る少なくとも１つの長 寸センサ要素とを備えた、対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベルに関する 。 従来技術の説明 上述した種類のラベルは、例えば、欧州特許出願公開EP-A2-0 093 281号およ び欧州特許出願公開EP-A2- 0 096 182号、米国特許第4,647,917号、国際特許出 願第WO88/01427号、および、公告されたスウェーデン国特許出願第9402943-6号 に開示されている。これらの公報によれば、ラベルには内部スペースが備えられ 、その中には単一のセンサ要素もしくは複数のセンサ要素が配置されている。各 センサ要素は、リボン、細片もしくはワイヤの形状を有すると共に、該センサ要 素に対して高い磁気角運動量結合(magneto-mechanical coupling)により磁気弾 性(magneto-elastic)特性を与える特定組成のアモルファス金属合金から成って いる。その磁気角運動量結合を介してセンサ要素は強制的に物理共鳴させられ得 るが、これは例えば、センサ要素に対して照会信号もしくは干渉信号として磁気 エネルギを供給することで行われる。センサ要素はその縦方向に振 動すると共に、この縦共鳴がコイルなどの適切な磁気検出手段により検出される 。 更に、各ラベルは上述の如く数個のセンサ要素を備えることも多い。ラベルの センサ要素を、各センサ要素の共鳴周波数が固有周波数帯域内に入る様に設計す ることにより、ラベル内に存在するセンサ要素の全ての共鳴周波数が同時に検出 され得る。各ラベルのセンサ要素を相互に関して所定関係に配置することにより 、ラベルを識別する為のコードが、従って、ラベルを取付けた対象物を識別する 為のコードが実現され得る。コード化処置に依れば、ラベルの各センサ要素間の 角度はコード値を定義すべく使用されることから、角度を変化させることにより 所定数の範囲内で任意の所定コード値が実現され得る。 上記WO88/01427においては、検出領域内の幾つかの同一のラベルもしくはセン サを同時検出する方法が開示されている。この目的の為に、磁気的バイアスもし くは制御磁界が使用されるが、これはその方向及び／又は強度に関して検出領域 の内側で不均質なものである。センサ要素の共鳴周波数は周囲の磁界により強く 影響を受けると共にバイアス磁界が変化することから斯かるセンサ要素は同時に 検出され得るが、これらのセンサ要素は同一であっても検出領域内の別個の位置 に配置されていることから異なる強度もしくは方向の磁界に晒されている。 上述した種類のラベルに対しては、周囲からの擾乱を最小限にしてセンサ要素 の縦共鳴振動が生じ得ることが極めて重要である。擾乱の一般的な要因は例えば 、不可避の重力、ラベル内のセンサ要素の懸架もしくは取付けに起因する運動自 由度の制限、センサ要素とラベルの内部スペースの周囲壁との接触に依る摩擦損 失、等である。センサ用途において可及的に有用である為に、センサ要素は基本 的に、方向性に全く依存せずに完全に均一な振動を行うべきである。これは理想 的には、センサ要素が真空中に浮遊している状況と考えられるが、明らかに十分 となる如く実現するのは実際は不可能である。 ラベル内にセンサ要素を収納する既知の方法は、とりわけ、以下の如き相当の 擾乱および欠点を有している。 ・平坦に存在し又は長手側壁から起立しているセンサ要素はその共鳴振動に関 し、当該要素の重量に依る摩擦力と、ラベルに対する接触面に関する摩擦特性と 、により制限を受ける。 ・もしセンサ要素が短辺側から起立して配置されると、該要素の振動運動はラ ベルの周囲部分に伝達され、該要素の共鳴周波数が50%減少するか、または、断 続的な振動モードが引き起こされる。 ・何らかの理由により相当に屈曲されもしくは捩られたセンサ要素では、縦共 鳴振幅が相当に減少せしめられる。 ・物理的な理由から、センサ要素はその中心点で取付けるのが強く推奨される 。しかし、正しい中心点からほんの僅かでも逸れると共鳴振動のうなりが生ずる ものの、斯かる中心点を正確に発見することは製造上の理由から困難であること は分かっている。また、十分に正確な中心点取付を行うには、相当の製造コスト が必要とされる。更に、リボンの端部は地球の重力場により屈曲される可能性が ある。 ・代替的に、センサ要素がその両端部にて支持された場合、これは物理的な見 地からは合理的であるが、この状況においても重力および要素重量に依る屈曲の 危険性は無視できない程度に存在する。 ・もしセンサ要素が上述した以外の箇所にて取付られもしくは支持されたとし ても、該要素の共鳴振動には不都合な擾乱が存在することになる。 本出願人による先願である上記スウェーデン国特許出願第9402943-6号におい てはラベルの設計態様が開示されており、ラベル内に収納されたセンサ要素に対 する例えば周囲重力場からの悪影響の可能性が減少されている。センサ要素には 、より良く該要素の直線性を維持可能とする非平坦部材形状(non-planar sectio nal shape)が与えられている。しかしながら、各センサ要素に対しては少なくと も一個の取付点が依然として必要であることから、上述の如き問題が生じている 。更に、非平坦部材形状は不都合である、と言うのも、ラベルの内側における垂 直方向においてセンサ要素が更なるスペースを要することからラベルの外部高さ が大きくなり、且つ、斯かるセンサ要素の製造が困難である結果として高価にな るからである。 上記欧州特許出願公開EP-A2-0 093 281号および欧州特許出願公開EP-A2-0 096 182号は、センサ要素を二片の織物の間に載置する一方、これらの織物片をポリ マフィルム包装部材内に含ませることを示唆している。斯かるラベルはサイズが 小さくなるという長所を有するが、他方では、その柔軟性の故にラベルは外部影 響に対する防護性が弱くなる。 欧州特許出願公開第EP-A1-0 704 828号は、例えばクロックラジオなどの装置 ハウジングの一体部分として形成された対応キャビティ内に、磁気弾性的なもし くは磁歪的なセンサ要素を載置する可能性を示唆している。代替的に、物品用に 厚紙などで作られた包装内のキャビティ内にセンサ要素は載置され得る。従って 、センサ要素は外部力に対しては比較的良好に保護されるが、キャビティ内の− 摩擦による−内部力は上記要素のセンサ機能を相当に低下させる可能性がある。 これに加え、この解決策はコスト効率的とは思われない。 発明の要約 本発明の課題は、上述の問題を解消すると共に、減衰および干渉の危険性が最 小となる様に単一個のもしくは複数個のセンサ要素が当該ラベル内に配置もしく は収容され、且つ、当該ラベルの設計態様に依りセンサ要素は外部の物理的影響 に対して良好に保護されるラベル、を提供するにある。更に、該ラベルは大量生 産を行う上でも極めて簡素かつ安価なものであり、且つ、自身を貫通する磁束と 干渉するものであってはならない。 本発明は特に、センサ要素の捻りもしくは屈曲が防止され、当該要素の固定的 な取付けもしくは収容の必要性を排除し、センサ要素の表面と当該ラベルの内側 の内部表面との間の摩擦が最小とされ、ラベルの縦共鳴振動が当該ラベルの囲繞 部分に伝達される程度は可及的に最小限とされ、且つ、センサ要素の磁気特性が 当該ラベルの設計態様により影響を受けない、というラベルの提供を目的とする 。 上述の課題および目的は、添付の請求の範囲に定義された特徴を備えた本発明 に係るラベルにより達成される。 図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照して本発明を説明する。 図１は、本発明の好適実施例に係るラベルの拡大斜視図であり、ラベルの内側 部分をより良く示すためにラベルのカバーは取り外されている。 図２は、本発明の好適実施例に係るラベルの断面図である。 図３は、本発明の好適実施例に係るラベルの一部の拡大詳細図である。 図４は、本発明の代替実施例に係るラベルの概略的平面図である 。 図５は、本発明の別実施例に係るラベルの概略的平面図である。 実施例の詳細な説明 図１及び図２に示された如く、本発明の好適実施例に係るラベルは下側部分10 と上側部分すなわちカバー11とを備えたハウジングから成り、これらの部分は両 者共にプラスチックもしくは類似の材料から好適に作成されるが、該材料は磁気 特性を有さず且つ低コストで大量生産され得るものである。上記ラベルは、店頭 商品、家具、衣服などの所望対象物に対し、例えば接着、取付もしくは縫い付け などにより結着すべく配置される。ラベルハウジング10、11の内側部分内には、 下側部分10内の長手凹所によりキャビティ12が形成される。カバー11の内側には 、下側部分10内の凹所に追従する対応突出部が形成される。また、上記凹所と突 出部との間にはスペースが形成されるが、その体積は、以下に記述するセンサ要 素13を受容かつ収容するに十分な大きさである。 センサ要素13は、高い磁気角運動量結合を有するアモルファス磁気弾性材料製 の長寸リボンであると共に、全ての本質的な点において上述した先行技術に係る センサ要素に対応することから、該センサ要素に関して本明細書中では更なる詳 述は行わない。 ハウジング10、11は、キャビティ12に面する全ての内部表面上に微細毛状体も しくは微細ファイバ14を備えるが、これはキャビティの内壁から直角に延伸する と共に例えばプラスチック材料で作成される。これらの毛状体もしくはファイバ の間には平坦な長寸スペースが画成されるが、その中には磁気弾性的なセンサ要 素13が緩く（loosely）配置される。このスペースのサイズは、センサ要素13を 精度を以て受容すべく注意深く選択されており、故に、上記要素の固 定取付もしくは収容の必要性は排除される。尚、図示を目的として上記スペース の寸法は特に鉛直方向において誇張されていることを銘記されたい。実際には、 上記スペースはセンサ要素よりも僅かだけ大きくされ、センサ要素13と周囲毛状 体すなわちファイバ14との厳密な嵌合が達成されている。この嵌合は、本発明の 好適実施例に係るラベルの一部の詳細な拡大図である図３に更に明確に現われて いる。図３および上記図面中においては同一の参照番号が使用されていることか ら、ここではそれらの反復は行わない。故に、センサ要素13は毛状体即ちファイ バ14上に緩く(loosely)係止している。固定的な取付点が無いことから、重力と 当該要素の重量に起因する屈曲による上記問題は回避される。 上記毛状体即ちファイバ14は、共鳴の間に本質的に振動を減衰すること無くセ ンサ要素13の縦共鳴を十分に支持する屈曲弾性を有しており、且つ、これと同時 に上記毛状体は、振動しているセンサ要素がラベルの硬質内部表面へ到達接触せ ず、従って縦共鳴エネルギがラベルに伝達されるのを防止する様に、自身の軸心 方向において十分に強靱である。毛状体すなわちファイバの設計態様および配置 に依り、全方向の減衰が極めて小さくなると同時に、センサ要素は振動モードに おいて厳しい外部衝撃から確実に保護される。 上記カバー11は、製造の間の適宜な時点で、例えば接着もしくは挟持により下 側部分10に取付け且つ固定される。 故に、上述したラベルは、共鳴時におけるその縦共鳴に関して実質的に減衰が 無いセンサ要素13の収容法を提供する。同時に、捩れもしくは屈曲に依るセンサ 要素13への悪影響も防止されるが、これは公知のラベルが蒙って来たものである 。上記センサ要素は更に、汚れ、塵埃および湿気からも良好に保護される。 本発明の代替実施例に依れば、上記記述と対応する様に、上記ハ ウジングは複数個のキャビティおよび対応する群の弾性毛状体すなわちファイバ を備えて成る。各キャビティは夫々の磁気弾性的センサ要素を受容すべく配置さ れると共に、夫々のセンサ要素の長さおよび質量を調整することによりラベルを 識別する為のコードを達成し得るが、これは上記のスウェーデン国特許出願第94 02943-6号に記述されたものと類似している。 図４には、上述した代替実施例に係るラベルが概略的に示されている。円形の 下側部分ハウジング部10内には、例えば星形配置構成に依る複数個の（ここでは ３個の）キャビティ12a、12b、12cが長寸凹所として形成される。上記と同様に 、（不図示の）上側ハウジング部はその内側に対応突出部を備えている。各キャ ビティ12a、12b、12c内には、センサ要素13a、13b、13cが夫々配置される。キャ ビティ12a、12b、12cの壁部は上述の如く、夫々のセンサ要素を緊密に受容すべ く微細毛状体すなわちファイバ14を備えている。同様に、上側部分の突出部も斯 かる微細毛状体すなわちファイバ14を備えている。 上述の如き要素の星形配置構成に依り、夫々のセンサ要素13a、13b、13c間に は中間要素は不要となる、と言うのも、振動するセンサ要素の縦運動は要素の中 心では（たとえこの箇所において張力が最大に達したとしても）最小だからであ る。従って、キャビティ12a、12b、12cおよびセンサ要素13a、13b、13cは実質的 に同一の水平面内に配置され得ることから、最小限のラベル高さを許容する。更 なる情報に関しては、本発明の好適実施例に関する上記の説明を言及されたい。 図５においては、本発明の別の代替実施例に係るラベルが概略的に示されてい る。この場合、下側ハウジング部10は好適に矩形である。下側部分10内の凹所と 、該図面中には示されていない上側ハウ ジング部の内側の対応突出部との間には、この場合には３個とされた複数個のキ ャビティ12a、12b、12cが形成される。上記と同様に、キャビティ12a、12b、12c の壁部は、夫々のキャビティ12a、12b、12c内に配置されたセンサ要素13a、13b 、13cを緊密に受容する為の微細毛状体すなわちファイバ14が備えられる。この 代替実施例に係るキャビティは、故にセンサ要素も、本質的に相互に対して平行 である。図５に見られる如く、センサ要素13a、13b、13cの長さは異なり、その 結果として異なる共鳴周波数を有している。故に、この実施例に係る要素の配置 構成は、上述した角度的コード配置構成の代替物である。 上記の代替例として、上記凹所もしくはキャビティは、別個の水平面内に相互 に関して所定の角度を以て配置しても良い。更に、幾つかの下側ハウジング部を 相互に対して一定の相互角度変位を以て重ね合わせてステープル綴じすることに より、上記に係る角度的コードを確立することが可能である。 上述した本発明の好適実施例および代替実施例の説明は、単なる例示的な実施 例と見做されるものとする。本発明は特に、材料、ラベル設計態様またはセンサ 要素の配置構成に関して上述した選択事項に限定されるものでない。添付の請求 の範囲により定義された如く、本発明の範囲内で他の実施例が等しく実現可能で ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．非磁性で電気的に非伝導性であり且つ外部影響に耐性を有する材料から成 ると共に、下側部分(10)およびカバー(11)を備え且つその間にはキャビティ(12) が形成されるカプセル状ハウジング(10,11)と、 上記キャビティ(12)内に配置されると共に、高い磁気角運動量結合を有するア モルファス磁気弾性材料から成る少なくとも１つの長寸センサ要素(13)と、を備 えた、対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベルにおいて、 上記ハウジング(10,11)は上記キャビティ(12)に面する該ハウジング(10,11)の 内部表面の全てに、 上記センサ要素(13)が曲げ力もしくは捩り力による一切の悪影響無しで且つ当 該ハウジング(10,11)の内側との摩擦もしくは接触に依るエネルギ損失の危険性 無しで、該センサ要素の共鳴の間にその直線性を維持すると共に実質的に縦方向 の損失を受けない様に上記センサ要素(13)を受容すべく、その個数、長さおよび 密度が選択された微細毛状体すなわちファイバ(14)を備えることを特徴とする、 対象物のマーキングおよび遠隔検出用ラベル。 ２．前記キャビティ(12)は前記下側ハウジング部(10)内の長手凹所として形成 されることを特徴とする、請求項１記載のラベル。 ３．前記微細毛状体すなわちファイバ(14)は、前記キャビティ(12)に面するハ ウジング(10,11)の内部表面に対して本質的に直角に配置されることを特徴とす る、請求項１又は２記載のラベル。 ４．前記微細毛状体すなわちファイバ(14)はプラスチックもしくは他の合成材 料から成る、請求項１から３のいずれか１項記載のラベル。 ５．前記ハウジング(10,11)は、夫々のセンサ要素(13a,13b,13c)を受容する複 数のキャビティ(12a,12b,12c)を備えることを特徴とする、請求項１から４のい ずれか１項記載のラベル。 ６．前記キャビティ(12a,12b,12c)および前記センサ要素(13a,13b13c)は、当 該ラベル内の本質的に同一の水平面内に星形配置構成で配置されることを特徴と する、請求項５記載のラベル。