JP5076582B2

JP5076582B2 - データ通信装置

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Publication number: JP5076582B2
Application number: JP2007077722A
Authority: JP
Inventors: 哲近藤; 耕史浜田; 智弥金子; 茂内田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP2008242523A

Description

本発明は、データ通信装置及びデータ通信方法、並びに試験体分類装置及び試験体分類方法に関し、特に、可搬性を有するデータ記憶媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置、及びデータ通信方法、並びに複数の試験体をカテゴリ別に分類する試験体分類装置及び試験体分類方法に関する。

水などの流体が流れる流路の健全性を検証するための通水試験を、試験体を用いて行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この通水試験方法では、建築物の排水配管などの流路内を流れる水に所定の試験体を供給し、流体の滞留や流路の分岐等により試験体が紛失するか否かを検証したり、試験体を流路へ投入するためのスタート位置から試験体が目標のゴール位置に到達するまでに要する時間を通水時間として計測したりしている。

上記試験体は、例えば、リーダライタとの間で無線を用いたデータ通信を行うことが可能なデータキャリア（データ記憶媒体）で構成される。リーダライタは、データ通信を行うことにより、データキャリアへのデータの書き込みや、データキャリアに記憶されているデータの読み込みを行う。

したがって、通水試験における通水時間の計測は、まず、スタート位置で試験体を流路へ投入するスタート時刻の情報を試験体に書き込んでおき、その後、ゴール位置に到達した後で、ゴール位置に到達したゴール到達時刻と、試験体から読み込んだスタート時刻とから算出することにより、容易に行うことができる。また、試験体が多数である場合には、ゴール位置において、試験体にゴール到達時刻の情報を書き込むことにより、通水時間を算出するためのスタート時刻及びゴール到達時刻を容易にデータ化することができる。
特開２００６−２５７７４５号公報

しかしながら、リーダライタでは、データキャリアに書き込まれたデータを読み込む際に、データの読み込み不良（読み取りエラー）が発生することがある。読み取りエラーの原因としては、流路内においてデータキャリアに書き込まれていたデータそのものが損傷したという理由（第１の理由）や、データキャリアにおいてデータが書き込まれているデータ書き込み面の水平方向と、データを読み込む際に用いる無線のデータ書き込み面に対する入射方向とが平行になったという理由（第２の理由）が考えられる。したがって、リーダライタの読み取りエラーを低減させて読み取り率を向上させることが求められている。同様に、データキャリアにデータを書き込む際の書き込み率を向上させることも求められている。

また、読み取りエラーが発生した場合、リーダライタは、読み取りエラーの原因を１種類の理由に特定することができない。このため、ゴール位置に到達した多数の試験体を所定のカテゴリ別に分類する際に、データが損傷しているデータキャリア（試験体）を迅速に抽出することは非常に困難である。したがって、従来の試験体分類方法では、複数の試験体の分類を確実に行うことができない。

本発明は、上述したような従来の問題に鑑みなされたものであり、データ通信の確立の成功率を向上させることができるデータ通信装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のデータ通信装置は、
球形の試験体との間でデータ通信を行うデータ通信装置であって、
前記試験体との間で無線を用いたデータ通信を行うデータ通信部と、
中空円筒形状を有し、天板と側壁と底板を備えた筐体と、
前記筐体内において旋回自在に配置された回転テーブルと、
を備えており、
前記天板は、上方から供給される前記試験体が通過する供給管を有し、
前記回転テーブルは、上部プレートと、下部プレートと、前記上部プレートと前記下部プレートとの間に立設された複数の保持管を有し、
前記上部プレートには、各保持管に連通する孔が形成されており、
前記下部プレートには、各保持管に連通する孔が形成されており、
上方から前記供給管を介して供給された前記試験体は、前記上部プレートの上面により前記保持管への進入が規制され、
前記回転テーブルが旋回することにより前記進入の規制が解除されて、前記試験体は、前記上部プレートに形成された孔を介して、複数の前記保持管のうちの一つの保持管に進入して前記底板に向けて自由落下し、
前記試験体は、前記上部プレートに形成された孔から前記保持管に進入してから前記下部プレートに形成された孔から出るまでの間において、前記回転テーブルが旋回を継続することによって前記保持管の内面から圧力を受けつつ前記保持管とともに旋回し、
前記下部プレートに形成された孔から出て前記底板に自由落下した前記試験体は、前記圧力を受けたことによって、前記底板上に移動軌跡を描いて移動し、
前記データ通信部は、前記移動軌跡上を移動中の前記試験体との間でデータ通信を行うことを特徴とする。

前記底板は、前記移動軌跡において、前記試験体の移動方向の前記データ通信部よりも下流側に、第１ゲートと第２ゲートを有し、
前記データ通信部が前記試験体との間のデータ通信の確立に失敗したときには、前記試験体は前記第１ゲートを通過し、
前記データ通信部が前記試験体との間のデータ通信の確立に成功したときには、前記試験体は前記第２ゲートを通過することとしてもよい。

前記保持管が上方を通過したことを検知するセンサを有し、
前記センサは、前記移動軌跡において、前記試験体の移動方向の前記データ通信部よりも下流側に設けられており、
前記保持管が上方に到達したことを前記センサが検知した時点において、前記データ通信部が前記試験体と間のデータ通信を確立できていないときは、当該データ通信が失敗したことを示すフラグをセットすることとしてもよい。

本発明によれば、データ通信の確立の成功率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るデータ通信装置を含む試験体分類装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。

図１に示す試験体分類装置１００は、複数の試験体１０をカテゴリ別に分類するための装置であり、例えば剛性の高いプラスチックで構成される。

試験体分類装置１００は、図１に示すように、中空円筒形状を有する筐体と、該筐体内において旋回自在に配置された回転テーブル１３０とを備える。筐体は、天板１１０、側壁１２０、及び底板１４０を備える。図１において、試験体１０は、試験体分類装置１００の上方（矢印Ａ方向）から筐体内部へ供給され、試験体分類装置１００の下方（矢印Ｂ，Ｃ方向）へ排出される。

試験体１０は、例えば半径１３ｍｍの球形をなす転がり体であって、板状形状を有するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ１１を内包する（図３の断面図参照）。ＲＦＩＤタグ１１は、無線アンテナ付きのＩＣチップ（ＩＣタグ）であり、具体的には、略矩形のループ状に巻回されたコイルで形成された無線アンテナと、無線を用いたデータの書き込み／読み込みが可能に構成されたデータ保持部とを備える。無線アンテナは、周波数が例えば１３．５６ＭＨｚの無線の送受信を行う。ＲＦＩＤタグ１１のデータ保持部には、少なくとも試験体１０を特定可能な識別情報（ＩＤ）が予め書き込まれている。したがって、試験体１０は、ＲＦＩＤタグ１１でデータを保持した状態で搬送が可能であるため、可搬性を有するデータキャリア（データ記憶媒体）として機能する。

図１において、試験体分類装置１００の天板１１０は、筐体の蓋として機能するプレート１１１と、プレート１１１に形成されている孔に連通する孔１１２ａが形成された供給管１１２とを備える。この孔１１２ａを介して、試験体１０が試験体分類装置１００の筐体内に供給される。孔１１２ａの内径（直径）は、例えば３０ｍｍであるが、２つの試験体１０が内径方向に並んで入らないように設定されていればよい。

側壁１２０は、例えば内径（直径）１６０ｍｍの中空円筒形状をなす壁体であって、筐体の剛性を高めるべく、天板１１０及び底板１４０の間に配置される。また、側壁１２０は、回転テーブル１３０の外周を包囲するように配置され、これにより、試験体分類装置１００の安全性を向上させている。

回転テーブル１３０は、上部プレート１３１と、下部プレート１３２と、中空円筒形状をなす保持管１３３，１３４，１３５とを備え、不図示のモータにより駆動されて図１の矢印Ｗ方向へ等速で旋回する。

保持管１３３，１３４，１３５は、上部プレート１３１及び下部プレート１３２の間に立設しており、これにより、上部プレート１３１及び下部プレート１３２は、図１に示すように、距離ｄ、例えば３０ｍｍだけ離間する。この距離ｄは、試験体１０の直径よりも大きい。また、距離ｄの上限値は、１つの保持管内部に同時に２つ以上の試験体が入らず、且つ回転テーブル１３０の旋回により２つ目の試験体が保持管内部に入ろうとしたときに保持管と天板に挟まれて引っかかることのないように設定されていればよい。

また、３つの保持管１３３，１３４，１３５は、１つの円周上で等間隔となるように、下部プレート１３２の上面に配置されている。なお、等間隔に限られることはないが、読取領域１４６ａに２つ以上の保持管間が同時に進入しないように配置される。これにより、後述するリーダライタ１４６による読み取り動作が１つの試験体１０に対して行われる。

また、保持管１３３，１３４，１３５には、それぞれ、孔１１２ａと同径の孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａが形成されており、各孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａに連通するように上部プレート１３１及び下部プレート１３２にも孔が形成されている。各孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａは、回転テーブル１３０の旋回により、上記供給管１１２の孔１１２ａと連通する。したがって、各孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａには、供給管１１２の孔１１２ａを介して供給された試験体１０が進入する。これにより、保持管１３３，１３４，１３５は、試験体１０を保持する保持部材として機能する。

ここで、保持管１３３（内径３０ｍｍ）の内面と試験体１０（直径２６ｍｍ）の外面との間には最大４ｍｍのクリアランス（スペース）が生じる。クリアランスの大きさは、保持管１３３の内において試験体１０が転動可能で、１つの保持管内部に同時に２つ以上の試験体が入らず、且つ回転テーブル１３０の旋回により２つ目の試験体が保持管内部に入ろうとしたときに保持管と天板に挟まれて引っかかることのないように設定されていればよい。この条件を満たすように、保持管１３３，１３４，１３５の内径が設定され、本実施の形態では、保持管１３３，１３４，１３５は互いに同一の内径を有する。

試験体１０の半径がｒであるとき、保持管の高さを上記距離ｄにほぼ等しいｄとし且つ保持管の直径（内径）をＳとしたときの上記条件について詳述する。

保持管の高さｄは、試験体の直径２ｒよりも大きく、直径の１．５倍よりも小さい値となるという条件（即ち、２ｒ＜ｄ＜３ｒ）を満たし、且つ、保持管内部で互いに隣接する２つの試験体１０の中心の最短距離を考えた場合に得られる等式（２ｒ）²＝（Ｓ−２ｒ）²＋（ｄ−ｒ）²を満たすｄの値よりも高さｄが小さい値となるという条件を満たす。

また、保持管の内径Ｓは、試験体の直径２ｒよりも大きいという条件（即ち、２ｒ＜）を満たし、且つ、上記等式（２ｒ）²＝（Ｓ−２ｒ）²＋（ｄ−ｒ）²を満たすＳの値よりも保持管の内径Ｓが小さい値となるという条件を満たす。ここで、保持管の高さｄが最小値２ｒに等しいとき（ｄ＝２ｒ）、内径Ｓの最大値は（２＋√３）となり、したがって、保持管の内径Ｓの値の取り得る値の範囲は、２ｒ＜Ｓ＜（２＋√３）ｒとなる。

底板１４０は、筐体の底部をなすベースプレート１４１と、ベースプレート１４１に埋設された第１センサ１４５及び第２センサ１４７並びにリーダライタ（Ｒ／Ｗ）１４６と、スライドバー１５０とを備える。

ベースプレート１４１の周縁部には、側壁１２０の下面に当接する上面１４１ｂを有する段差部が形成されており、これにより、側壁１２０が支持される。

また、ベースプレート１４１の下面には、第１排出管１４２及び第２排出管１４３が立設している。第１排出管１４２には、孔１１２ａと同径の孔１４２ａが形成されており、ベースプレート１４１は、孔１４２ａに連通するように形成された孔を規定する内面（以下、「第１ゲート」という）を有する。同様に、第２排出管１４３には、孔１１２ａと同径の孔１４３ａが形成されており、ベースプレート１４１は、孔１４３ａに連通するように形成された孔を規定する内面（以下、「第２ゲート」という）を有する。

第１ゲートは、回転テーブル１３０の旋回により、上記回転テーブル１３０の保持管１３３，１３４，１３５の孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａのいずれか１つと、第１排出管１４２の孔１４２ａとを連通させる。第２ゲートは、回転テーブル１３０の旋回により、上記回転テーブル１３０の保持管１３３，１３４，１３５の孔１３３ａ，１３４ａ，１３５ａのいずれか１つと、第２排出管１４３の孔１４３ａとを連通させる。

さらに、ベースプレート１４１の下面には、通気管１４８が立設している。通気管１４８に形成されている孔は、ベースプレート１４１を鉛直方向に貫通するように形成された９つの孔で構成される通気孔１６０と連通している。

第１センサ１４５及び第２センサ１４７は、保持管１３３，１３４，１３５のいずれかが第１センサ１４５の上方を通過したことを検知する位置センサである。位置センサとしては、非接触型の磁気センサを用いることが好ましいが、接触型のセンサを用いてもよい。

リーダライタ（Ｒ／Ｗ）１４６は、試験体分類装置１００のデータ通信部であって、略矩形のループ状に巻回されたコイルで形成された無線アンテナを備える。無線アンテナは、周波数が例えば１３．５６ＭＨｚの無線の送受信を行う。リーダライタ１４６及び試験体１０のＲＦＩＤタグ１１間のデータ通信は、リーダライタ１４６がＲＦＩＤタグ１１へ無線を送信することによって開始され、次いで、リーダライタ１４６からの無線を受信したＲＦＩＤタグ１１がリーダライタ１４６に無線を用いた返信を行うことでデータ通信が確立する。その後、リーダライタ１４６は、データキャリアである試験体１０から無線を用いてデータを読み取ると共に、試験体１０のＲＦＩＤタグ１１に無線を用いてデータを書き込むことが可能である。なお、ＲＦＩＤタグ１１から返信がなかった場合には、リーダライタ１４６はＲＦＩＤタグ１１との間におけるデータ通信の確立に失敗し、データの読み取り及び書き込みができない。

図２及び図３には、リーダライタ１４６の読取領域１４６ａが示されている。読取領域１４６ａは、試験体１０内のデータを読み取るときのベースプレート１４１の上面１４１ａでのデータ読取可能範囲を示す。この読取領域１４６ａを上面１４１ａに設定するための設定方法については後述する。

スライドバー１５０は、第１排出管１４２の孔１４２ａ及び第１ゲートの近傍においてベースプレート１４１に埋設されており、不図示のモータによって駆動される。スライドバー１５０は、ベースプレート１４１の水平方向にスライド自在な板状部材から構成されており、図１に示す位置（以下、「収納位置」という）と、図２に示す位置（以下、「突出位置」という）との間で移動する。スライドバー１５０用のモータは、第１センサ１４５及び第２センサ１４７の検知結果及びリーダライタ１４６の読取結果に応じて、スライドバー１５０の移動位置を収納位置と突出位置との間で切り替える制御を行う。

スライドバー１５０は、収納位置にあるときに第１ゲートをオープン状態に維持し（図１）、一方、突出位置にあるときに第１ゲートをクローズ状態に維持する（図２）。したがって、スライドバー１５０は第１ゲートのオープン／クローズの状態を切り替える切替部材として機能する。

図１の構成によれば、底板１４０、回転テーブル１３０、側壁１２０、及び天板１１０を、この順番で配置することにより試験体分類装置１００の組み立てを容易に行うことができると共に、逆の順番で試験体分類装置１００の分解を容易に行うことができる。したがって、ユーザは、試験体分類装置１００の清掃や設計変更などのメンテナンスを容易に行うことができるだけでなく、試験体分類装置１００の運搬を容易にすることができる。

なお、試験体分類装置１００の構成要素のうち、試験体１０が通過する通路を含む構成要素を透明材料で構成することが好ましい。このような構成要素としては、供給管１１２、側壁１２０、保持管１３３，１３４，１３５、第１排出管１４２、及び第２排出管１４３を挙げることができる。これにより、ユーザは、筐体内部を通過する試験体１０を試験体分類装置１００の外部から視認することができる。

次に、図１乃至図３を用いて、試験体分類装置１００の上方から試験体１０が供給された際の試験体１０の移動軌跡及び試験体分類装置１００の動作を説明する。

図２は、図１における線II−IIに沿う底板１４０の平面図である。なお、図２におけるスライドバー１５０は、図１の収納位置と異なる突出位置にある。また、図３は、図２における線III−IIIに沿う底板１４０の断面図である。なお、図３には、図２における点Ｃに位置していたときの試験体１０が試験体１０’として仮想線で示されていると共に、点Ｄに位置しているときの試験体１０が実線で示されている。

まず、図１において、試験体分類装置１００の上方（図１の矢印Ａ方向）から試験体１０が供給される。なお、試験体１０の供給は、ユーザによる投入で行われてもよい。

このとき、試験体１０は、筐体内部へ進入しようとするが、回転テーブル１３０の上部プレート１３１の上面により、進入の規制を受ける。この試験体１０の進入に対する規制は、回転テーブル１３０が図１の矢印Ｗ方向への旋回を継続することによって解除される。

具体的には、回転テーブル１３０が旋回した結果、図２に示す点Ａの上方において、例えば保持管１３３の孔１３３ａが孔１１２ａと連通することによって、試験体１０の進入に対する規制が解除される。これにより、試験体１０は、ベースプレート１４１の上面１４１ａに向かって自由落下して、その後、保持管１３３の内面及び上面１４１ａにより支持される。この間にも回転プレート１３０の旋回は継続されているので、試験体１０は、保持管１３３の内面によって保持管１３３の移動方向への圧力を受け、この結果、上面１４１上を転動する。したがって、上面１４１ａは、試験体１０が転動可能な軌道面を含む。

ここで、保持管１３３の長手方向に関する中心線が上面１４１ａに形成する移動軌跡は、図２に示す上面１４１ａの中心点Ｏを中心とした半径Ｒ〔ｍ〕の円弧となる。この半径Ｒは例えば６０ｍｍである。また、試験体１０の移動軌跡Ｔ（図２）も、保持管１３３の移動軌跡に沿ったものとなる。図２に示す移動軌跡Ｔは、試験体１０が上面１４１ａとの間でなす当接点の集合で表されており、太い矢印は、移動軌跡Ｔの方向を示している。実際には、試験体１０の外面と保持管１３３の内面との間には上記クリアランスが設定されているので、保持管１３３の中心線がなす移動軌跡と試験体１０の移動軌跡１０は完全には一致しないが、少なくとも、保持管１３３の底面全体がなす移動軌跡（領域）は、試験体１０の移動軌跡Ｔを含む。

図２に示すように、試験体１０の移動軌跡Ｔは、上記点Ａを含み、さらに、上面１４１ａ上の点Ｂ，点Ｃ，点Ｄ，点Ｅ，点Ｆ，点Ｇを含む。試験体１０の移動軌跡Ｔは、スライドバー１５０が図２に示す突出位置にあるときに、点Ｈを含む。

点Ｂから点Ｆまでの区間を試験体１０が転動している間に、リーダライタ１４６がＲＦＩＤタグ１１からデータを読み取るための読み取り動作及びその関連動作が行われる。このデータ読み取り動作及びその関連動作については後述する。

その後、試験体１０は、図２に示す点Ｇに到達する。このとき、保持管１３３の孔１３３ａが第１排出管１４２の孔１４２ａと連通する。ところが、スライドバー１５０は、図２に示すような突出位置にあるために、孔１４２ａの上方にある第１ゲートはクローズ状態にある。この結果、試験体１０は、第１ゲートを通過することができず、孔１４２ａへ進入（自由落下）することができない。したがって、試験体１０は、スライドバー１５０の上方を通過することになる。

続いて、試験体１０は、図２に示す点Ｈに到達する。このとき、保持管１３３の孔１３３ａが第２排出管１４３の孔１４３ａと連通する。孔１４２ａの上方にある第２ゲートにはスライドバー１５０のようなものが配設されていないので、第２ゲートは常時オープン状態にある。この結果、試験体１０は、第２ゲートを通過して孔１４３ａへ進入し、第２排出管１４３の下方（図１に示す矢印Ｃ方向）へ自由落下する。第２排出管１４３の下方にはメインの回収ボックス（図示せず）が配設されており、これにより、試験体１０をメインの回収ボックス内に格納することができる。

なお、図２に示す点Ｇにおいて、スライドバー１５０が、図１に示すような収納位置にある場合には、第１ゲートがオープン状態にあるため、試験体１０は、第１ゲートを通過して孔１４２ａへ進入し、第１排出管１４２の下方（図１に示す矢印Ｂ方向）へ自由落下する。第１排出管１４２の下方にも上記メインの回収ボックスとは別の回収ボックス（以下、「サブの回収ボックス」という）が配設されており、これにより、試験体１０をサブの回収ボックス内に格納することができる。

以上詳細に説明したように、試験体分類装置１００は、スライドバー１５０の位置を突出位置と収納位置で切り替えることにより、１つの試験体１０を２種類の回収ボックスのいずれかに分類することができる。

なお、試験体分類装置１００には、多数の試験体１０をまとめて供給することが可能である。この場合には、幾つかの試験体１０が上部プレート１３１の上面により上記同様の進入規制を受けるが、保持管１３３，１３５，１３４の孔１３３ａ，１３５ａ，１３４ａが断続的に孔１１２ａと連通するため、進入規制が解除される。

ここで、上記距離ｄ及び上記クリアランスの大きさは上述したように試験体１０が１つの保持管内部に同時に２つ以上進入しないような大きさに設定されており、且つ２つ以上の保持管間が同時に読取領域１４６ａに進入しないように配置されているので、リーダライタ１４６の上方の読取領域１４６ａに到達する試験体１０の数を１つに限定することができ、リーダライタ１４６が複数のＲＦＩＤタグ１１からデータを読み込む必要がなくなる。この結果、読み取り率を向上させることができる。

次に、図２を用いて試験体分類装置１００において実行される読み取り動作及びその関連動作を説明する。

まず、図２に示す点Ｂにおいて、試験体分類装置１００の第１センサ１４５は、保持管１３３が第１センサ１４５の上方に到達したことを検出する。このとき、試験体分類装置１００は、リーダライタ１４６による試験体１０からのデータの読み取りを開始する準備を開始すると共に、スライドバー１５０が突出位置にあるか否かを判別し、スライドバー１５０が突出位置にない場合には、スライドバー１５０を突出位置に移動させる。

続く点Ｃでは、リーダライタ１４６から送信された無線が試験体１０のＲＦＩＤタグ１１に到達するようになり、リーダライタ１４６はＲＦＩＤタグ１１との間におけるデータ通信を開始する。この点Ｃは、後述するように設定されたリーダライタ１４６の読取領域１４６ａ内へ試験体１０が進入した時の位置に該当する。

その後、試験体１０は、点Ｄを経由して、点Ｅに到達する。この点Ｅでは、リーダライタ１４６から送信された無線が試験体１０のＲＦＩＤタグ１１に到達しなくなり、リーダライタ１４６とＲＦＩＤタグ１１との間におけるデータ通信が終了する。この点Ｅは、試験体１０が読取領域１４６ａ外へ移動した時の位置に該当する。

したがって、上記点Ｃから点Ｄを経由して点Ｅまでの読取区間を含む読取領域１４６ａにおいて、リーダライタ１４６がＲＦＩＤタグ１１との間でデータ通信の確立に失敗した場合には、データの読み取りを行うことができないことになる。

しかしながら、リーダライタ１４６は、試験体１０が読取領域１４６ａの外へ移動したか否かを判別することができないので、ＲＦＩＤタグ１１との間における通信の確立が失敗したか否かを判断する位置又は時間の基準がない。この基準を設定するために、読取領域１４６ａの外にある点Ｆの下方に配設した第２センサ１４７の検出結果を用いている。

点Ｆでは、第２センサ１４７は、保持管１３３が第２センサ１４７の上方に到達したことを検出する。保持管１３３が第２センサ１４７の上方に到達したことが検出された時点において、リーダライタ１４６及びＲＦＩＤタグ１１との間においてデータ通信が確立できていないときは、試験体分類装置１００は、リーダライタ１４６によるデータの読み取りに失敗した旨を示すべく失敗フラグをＯＮにセットする。一方、データ通信が確立できたときには、試験体分類装置１００は、失敗フラグをＯＦＦにし、リーダライタ１４６は、読み込んだデータの解析を行う。このデータ解析では、少なくとも、試験体１０の識別情報（ＩＤ情報）に基づいて試験体１０の特定を行う。

また、このとき、試験体分類装置１００は、失敗フラグＯＮにセットされたか否かを判別し、失敗フラグがＯＮであるときには、突出位置にあるスライドバー１５０を収納位置に退避させて第１ゲートをオープン状態にし、一方、失敗フラグがＯＮでないときには、スライドバー１５０を突出位置に移動させて第１ゲートをクローズ状態にする。なお、ＯＮにセットされた失敗フラグは、次の保持管１３５が点Ｆに到達する前までにリセットされＯＦＦとなる。

本実施の形態の試験体分類装置１００によれば、リーダライタ１４６及びＲＦＩＤタグ１１との間におけるデータ通信の確立に成功した場合には第１ゲートがクローズ状態になり、一方、データ通信の確立に失敗した場合には第１ゲートがオープン状態になる。この結果、リーダライタ１４６によるデータの読み取りに失敗したというカテゴリに属する試験体１０は、第１ゲートを通過して、サブの回収ボックスに回収され、一方、データの読み取りに成功したというカテゴリに属する試験体１０は、第２ゲートを通過して、メインの回収ボックスに回収される。

換言すれば、試験体分類装置１００は、多数の試験体１０を、データの読み取りに成功したというカテゴリに属する試験体と、読み取りに失敗したというカテゴリに属する試験体とに分類することができる。

次に、リーダライタ１４６の読取領域１４６ａの設定方法について説明する。

図２及び図３に示す読取領域１４６ａは、上述したように、リーダライタ１４６のデータ読取可能範囲を示しており、読取領域１４６ａの外縁は、リーダライタ１４６の無線アンテナがなす矩形と同様に略矩形をなす。なお、リーダライタ１４６及びＲＦＩＤタグ間のデータ通信がリーダライタ１４６からの無線送信により開始されるため、読取領域１４６ａの面積は、リーダライタ１４６に内蔵されている無線アンテナからの無線の拡散方向（指向性）に依存し、図３に示すように、リーダライタ１４６（無線アンテナ）の上面の面積よりも若干広い。

ここで、リーダライタ１４６がＲＦＩＤタグ１１との間でのデータ通信を確立するために必要な条件（以下、「通信確立条件」という）を考える。

図３の試験体１０’に示すように、ＲＦＩＤタグ１１の平面がリーダライタ１４６の無線の放射方向と実質的に平行である場合、ＲＦＩＤタグ１１は、リーダライタ１４６からの無線が到達していてもＲＦＩＤタグ１１の無線アンテナはそれを受信することができないため、リーダライタ１４６及びＲＦＩＤタグ１１間のデータ通信の確立に失敗する。

一方、図３の試験体１０に示すように、ＲＦＩＤタグ１１の平面がリーダライタ１４６の無線の放射方向に対して平行ではない回転角θ₂〔ラジアン〕、例えばπ／６ラジアン（即ち、３０°）を有する場合、ＲＦＩＤタグ１１の無線アンテナはリーダライタ１４６からの無線を受信することができ、データ通信の確立に成功する。

したがって、通信確立条件としては、試験体１０’のような試験体が読取領域１４６ａ上を転動している間に、回転角θ₂がある下限値θ_Aを上回る（即ち、θ₂＞θ_A）場面が１回でも発生すればよいことになる。しかしながら、試験体１０’のような試験体が図３における横方向（ｘ方向）に垂直な方向に何回回転しても回転角θ₂がその下限値θ_Aを上回る場面が発生することはない。

そこで、本実施の形態では、試験体１０’のような試験体に対してｘ方向への回転力を付与すべく、試験体１０を保持管１３３の移動軌跡である円弧に沿って移動させている。円弧に限らず曲線であればよい。これにより、試験体が試験体１０’のような状態で読取領域１４６ａ内に進入した場合であったとしても、読取領域１４６ａの面積が十分に広ければ、読取領域１４６ａ上を転動している間に、回転角θ₂がその下限値θ_Aを上回る場面が少なくとも１回は発生する。

したがって、読取領域１４６ａの面積（広さ）の設定は、リーダライタ１４６によるデータ通信の確立の成功率、ひいてはデータの読み取り率を向上させる上で重要である。

本実施の形態では、上述した読取区間の始点Ｃ、中間点Ｄ、及び終点Ｅの配置を予め決定し、これらの点を含むように読取領域１４６ａを設定する。ここで、始点Ｃ、中間点Ｄ及び終点Ｅが単一の円弧（移動軌跡Ｔ）上に配置されていると仮定する。なお、読取区間の中間点Ｄは、図２に示すように、始点Ｃ及び終点Ｅの移動軌跡Ｔ上における中点である。

第１に、読取区間の始点Ｃ及び終点Ｅを決定するために、図２において上面１４１ａの中心点Ｏを中心とする円弧ＣＥを考える。円弧ＣＥの中心角ＣＯＥの角度をθ₁〔ラジアン〕とする。

第２に、試験体１０が図２において点Ｃから点Ｅまでの間の経路を直進的に転動せずに、中間点Ｄを経由した曲線軌道上を転動するのに必要な横方向（図３のｘ方向）の移動を考える。

そのため、まず、図３に示す点Ｃから点Ｄまでの断面上の距離ｘを考える。この距離ｘは、円弧ＣＥの弦ＣＥから中間点Ｄまでの最短距離に該当する（図２参照）。ここで、移動軌跡Ｔを含む円弧の半径はＲ〔ｍ〕である。このとき、距離ｘは、中心角θ₁の関数ｆ(θ₁)であって、下記式１で表される。
ｘ＝ｆ(θ₁)＝Ｒ−Ｒcosα …（１）

なお、式２において、角度α〔ラジアン〕は上記中心角θ₁の半分（θ₁／２）に等しく、図２における角ＣＯＤ又は角ＤＯＥに該当する。

次に、試験体１０は、点Ｃから点Ｄまでの間の距離（円弧ＣＤ）を転動している間に、様々な方向に回転するが、ｘ方向に関する回転角θ₂だけを考える。この回転角θ₂は、図３に示すように、ＲＦＩＤタグ１１の長手方向と、ベースプレート１４１の上面１４１ａと垂直な方向（鉛直方向）とがなす角のｘ方向に関する成分に該当する。試験体１０の半径がｒ〔ｍ〕であるとき、回転角θ₂を中心角とする円弧の長さｌはｒθ₂に等しい。ここで、回転角θ₂の最大値をβ〔ラジアン〕とすると、円弧の最大長さＬは、下記式２によって表される。
Ｌ＝ｒβ …（２）
ここで、円弧の最大長さＬは、ｘ方向に関するものであるから、上記距離ｘに等しいので、下記式３，４が成立する。
Ｌ＝ｘ＝ｒβ …（３）
β＝ｆ(θ₁)／ｒ …（４）
したがって、回転角θ₂の最大値βは、中心角θ₁で表すことができる。

ここで、図３を用いて説明したように、通信確立条件は、試験体１０が読取領域１４６ａ上で転動した結果、回転角θ₂及びその最大値βが下限値θ_Aを上回ることである（β ＞ θ_A）。本実施の形態では、通信確立条件として、下記の関係式５を設定している。
β ＞２θ_A …（５）
この関係式５のβに上記式１，４を適用すると、θ₁とθ_Aの間の関係を示す下記関係式６が求められる。
（１−cos(θ₁／２)）Ｒ／ｒ＞２θ_A …（６）
なお、式６において、θ_Aとしてπ／１２ラジアン（１５°）を用いると右辺の値は定数（約０．５２３）となる。

したがって、式６において、保持管１３３，１３４，１３５の中心線の移動軌道の半径Ｒの値と、試験体１０の半径ｒの値が定まれば、中心角θ₁の値を決定できる。決定した中心角θ₁の値に基づいて、始点Ｃ及び終点Ｅの位置を決定すると共に、中間点Ｄの位置又は円弧ＣＥを決定し、これらの始点Ｃ、中間点Ｄ、及び終点Ｅ（円弧ＣＥ）を含むように読取領域１４６ａを設定する。そして、このように設定した読取領域１４６ａを含むようにリーダライタ１４６（無線アンテナ）をベースプレート１４１に埋設する。

なお、試験体分類装置１００に用いるリーダライタ１４６の形状及びその無線アンテナの無線送信範囲が予め決まっている場合には、その無線送信範囲で決まる点Ｃ及び点Ｅから中心角θ₁を算出し、算出した中心角θ₁が、上記関係式６に示す通信確立条件を満足するか否かを検証すればよい。本実施の形態では、中心角θ₁の値としてπ／６ラジアン（６０°）が設定されている。

本実施の形態によれば、上述したように読取領域１４６ａ及びその広さが設定されているので、試験体１０は、点Ｃから点Ｄを経由して点Ｅまでの読取区間を転動する間に、上記回転角θ₂が下限値θ_Aを上回る場面がほぼ１００％の確率で発生する。これは、転動（自転）可能な試験体１０が、弦ＣＥよりもベースプレート１４１の外縁側（ｘ方向）に配置された点Ｄを通過することにより実現される。すなわち、転動（自転）可能な試験体１０の移動軌跡Ｔが直線ではなく曲線をなすことによって実現されている。

この結果、データキャリアにおいてデータが書き込まれているデータ書き込み面（無線アンテナ）の水平方向と、データ読み取り部がデータを読み込む際に用いる無線のデータ書き込み面に対する入射方向とが平行になることを理由とする読み取りエラーが解消される。よって、本実施の形態の試験体分類装置１００によれば、リーダライタ１４６の読み取り率を大幅に向上させてほぼ１００％にすることができる。なお、ＲＦＩＤタグ１１に格納されているデータが破損している場合にはこの限りでない。

また、リーダライタ１４６の読み取り率がほぼ１００％であるため、読み取り失敗の原因を、ＲＦＩＤタグ１１内でのデータ破損によるものとして扱うことができる。すなわち、上述したように読み取り失敗のカテゴリに分類された試験体（サブの回収ボックス内の試験体）は、ＲＦＩＤタグ１１のデータが破損している可能性が非常に高いと云える。従って、本実施の形態によれば、ＲＦＩＤタグ１１のデータが破損しているか否かの判別を、リーダライタ１４６と同様のリーダライタを用いてユーザがマニュアル的に行うよりも迅速且つ簡便に行うことができる。

なお、上記実施の形態では、主として、データの読み取りについて説明したが、データの書き込みについても同様に説明される。
また、上記実施の形態では、３つの保持管１３３，１３４，１３５が等間隔に配置されるとしたが、保持管の数は、１つ以上であればいくつであってもよく、この場合、少なくとも１つの保持管に試験体１０が保持される。また、保持管の数が複数である場合には、読取領域１４６ａに２つ以上の保持管間が同時に進入しないように保持管の間隔が設定される。

さらに、上記実施の形態では、多数の試験体１０を、データの読み取り結果（成否）に応じた２種類のカテゴリに分類したが、これに代えて、試験体１０から読み込んだデータの属性などの内容に応じた２種類のカテゴリに分類してもよい。このときのカテゴリの決定は、リーダライタ１４６がＲＦＩＤタグ１１から受信したデータを解析することによって行う。なお、この場合、データの読み取りに失敗した試験体１０は、スライドバー１５０が設けられていない第２排出管１４３（第２ゲート）側のメインの回収ボックスに回収されるが、メインの回収ボックスに回収された試験体１０に対して、データ読み取り結果に応じた分類を再度行うことで、データの読み取りに失敗した試験体１０を抽出することができる。これにより、データの内容に応じた分類を迅速に行うことができる。

また、データの内容に応じた分類とデータの読み取り結果に応じた分類とを組み合わせてもよい。このためには、排出管を３つ設けて、これらのうち試験体１０の移動方向の手前側の２つの排出管に上記スライドバー１５０と同様のスライドバーが設置される。これにより、データの読み取りに失敗した試験体１０の分類も同時に分類することができる。

さらに、データの内容に応じた分類を行う場合には、分類可能なカテゴリの数は２種類に限られることはなく、３種類以上であってもよい。このためには、カテゴリの数に合わせて排出管及びスライドバー１５０が設置される。

また、本実施の形態では、軌道面上を転動する試験体１０の移動軌跡Ｔが曲線をなすように、回転テーブル１３０を用いたが、これに代えて、ベースプレート１４１の上面１４１ａに、曲線形状をなすスリット（溝）又は一対のレールなどにより構成される試験体１０用の案内路を設けてもよいし、これらを組み合わせてもよい。

次に、図１の試験体分類装置１００の使用例を説明する。
本使用例では、試験体分類装置１００は、通水試験の際に用いた試験体１０をカテゴリ別に分類するために使用される。

図４は、図１の試験体分類装置１００が接続された試験体回収装置の概略的な構成を示す部分断面図である。

図４に示す試験体回収装置２００は、通水試験の際に、商業ビルやマンション等の建築物に配設された排水配管に投入した試験体１０を排水配管内から回収するための装置である。排水配管内には水が流れているので、試験体回収装置２００は、試験体１０を回収する際に同時に回収される水の分離が可能となるように構成されている。

通水試験の際、試験体１０のＲＦＩＤタグ１１には、排水配管に試験体１０が投入される前に、スタート地点に関する情報が書き込まれ、排水配管から回収された後に、ゴール地点に関する情報が書き込まれる。例えば、ＲＦＩＤタグ１１に時刻に関する情報を書き込むことにより、スタート地点からゴール地点に到達するまでに要した通水時間を計測することができる。また、スタート地点に関する情報は、試験体１０を投入する担当者が携帯していたリーダライタを特定するためのＩＤや、目標とするゴール地点を特定するためのＩＤなども含まれる。ゴール地点に関する情報は、実際に試験体１０を回収したゴール地点を特定するためのＩＤなども含まれる。これにより、目標としていたゴール地点と試験体１０を回収したゴール地点とが一致しているか否かを容易に判別することができる。

試験体回収装置２００は、回収ホース２１０と、液体回収管２２０と、気体と液体を分離する気液分離装置２３０と、不図示の真空ポンプを含む吸引機２４０と、吸引管２５０とを備える。図４に示す矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、吸引機２４０による吸引経路を示している。

回収ホース２１０は、その一端２１０ａが、例えば排水桝（マンホール）を介して地下２ｍの排水配管に挿入され、一端２１０ａから回収した試験体１０が通過するためのホースであり、柔軟性の高い樹脂材料で構成されている。回収ホース２１０は、その他端２１０ｂにおいて、試験体分類装置１００の上部に設けられている供給管１１２と気密に接続される。また、回収ホース２１０の他端２１０ｂ側には、後述する羽根体３００が気密性を保持すべく回転可能に内嵌されている。なお、回収ホース２１０は、ホースに限られることはなく、塩化ビニル樹脂などで構成されたパイプであってもよい。

液体回収管２２０は、回収ホース２１０から分岐するためにその一端２２０ａにおいて回収ホース２１０と気密に接続されており、他端２２０ｂにおいて気液分離装置２３０と気密に接続されている。

また、液体回収管２２０の一端２２０ａと回収ホース２１０の分岐点には、一端２２０ａの開口を覆うフィルタ２１５が配設されている。フィルタ２１５は、試験体１０の直径よりも小さい直径の孔が多数形成されており、これにより、試験体１０と試験体１０に伴って回収された水とが分離される。フィルタ２１５により分離された水は、液体回収管２２０を通過する。なお、フィルタ２１５は、試験体１０と試験体１０に伴って回収された水とを分離できればいかなるものであってもよく、例えば試験体１０の直径よりも小さい間隔で離間した一対のレールであってもよい。

気液分離装置２３０は、気体や液体を取り込む取込口２３１と、気体を排出するための排気口２３２と、液体を排出するための排液口２３３とを有する。取込口２３１は、液体回収管２２０の他端２２０ｂと気密に接続され、排気口２３２は、吸引機２４０と気密に接続される。

また、気液分離装置２３０は、排液口２３３上方に弁２３５が配設されている。弁２３５の板状部材２３５ａの上方のスペースには、取込口２３１を介して取り込んだ液体が蓄積される。蓄積した液体が所定量を超えると、弁２３５の軸２３５ａが作動して、排液口２３３を介して液体が排出される。

吸引管２５０は、一端２５０ａにおいて、試験体分類装置１００の下部に設けられた通気管１４８と気密に接続され、他端２５０ｂにおいて、液体回収管２２０と気密に接続される。

吸引機２４０は、矢印Ｇ方向に排気を行うための排気口２４１を備え、真空ポンプを用いて排気を行うことにより、図４に示す矢印Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆで特定される吸引経路を介した吸引、及び矢印Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｆで特定される吸引経路を介した吸引を行う。

羽根体３００は、不図示のモータによって回転駆動される回転軸３１０と、回転軸３１０に固定された複数の羽根３２０とを備える。互いに隣接する一対の羽根３２０の間のスペースには、回収ホース２１０の一端２１０ａから回収した複数の試験体１０が個別に収納される。個別に収納された複数の試験体１０は、回転軸３１０の回転に伴って、順次、回収ホース２１０の他端２１０ｂに向かって自由落下する。これにより、試験体分類装置１００の供給管１１２に試験体１０が１つずつ供給される。

図４における作動を説明する。
まず、試験体回収装置２００は、排水配管に回収ホース２１０の一端２１０ａが挿入された状態で、吸引機２４０により吸引を開始し、これにより、回収ホース２１０を介して試験体１０を排水配管から回収する。このとき、試験体１０に伴って回収された水は、液体回収管２２０を介して気液分離装置２３０に回収される。排水配管から回収された試験体１０は、試験体分類装置１００に供給される。

次に、試験体分類装置１００は、供給された試験体１０を図１乃至図３を用いて説明したように分類する。試験体１０を分類するためのカテゴリは、通水試験の結果に応じたものである。例えば、試験体分類装置１００は、試験体回収装置２００が回収した複数の試験体１０を、通水時間が予め設定した設定時間を超えるというカテゴリに属する試験体と、通水時間が設定時間内であるというカテゴリに属する試験体とに分類する。

なお、試験体分類装置１００に進入した水は、試験体分類装置１００に形成された通気孔１６０及び上記吸引管２５０を介して気液分離装置２３０に回収される。

図４の構成によれば、試験体１０の排水配管からの回収から、カテゴリ別の分類までの一連の作業を、人手を掛けずに自動的に行うことができる。

また、図４の構成によれば、試験体回収装置２００は、各接続部が気密に接続されているので、内部の圧力を低い状態で維持することができ、連続的な吸引を行うことができる。また、試験体分類装置１００には通気孔１６０が設けられているので、試験体分類装置１００の筐体内部の圧力も低い状態で維持することができる。これらにより、試験体１０の排水配管からの回収を確実に行うことができると共に、回収した試験体１０の排水配管への逆流を防止することができる。

なお、試験体回収装置２００は、気液分離装置２３０を備えるとしたが、備えていなくてもよい。この場合には、吸引機２４０として、排水機能を有するものを用いる。これにより、試験体回収装置２００の構成を簡略化することができる。

また、図４に示す試験体回収装置２００は、回収ホース２１０に内嵌された羽根体３００を備えるとしたが、本使用例のように試験体分類装置１００を用いる場合には、気密性が十分に高いので、羽根体３００を備えている必要はない。

なお、上述した実施の形態において、板状形状を有するＲＦＩＤタグ１１は、ラベル型、カード型、又はスティック型などのタグがあり、いずれであってもよい。

また、上記実施の形態では、切替部材として、スライドバー１５０を用いたが、これに限られることはなく、スライド式の蓋や、開閉式の扉を用いてもよい。

さらに、本実施の形態における試験体１０は、略球形をなすとしたが、試験体１０の形状は、試験体１０が転動可能な形状であればいかなる形状であってもよく、例えば、多面体であってもよい。また、試験体が転動困難な形状を有する場合には、該試験体を略球形などの転動容易な形状に成形することが好ましい。

また、本実施の形態では、試験体１０は、ベースプレート１４１の上面１４１ａに含まれる軌道面上を転動するとしたが、試験体１０が転動する場所は面上に限られることはない。例えば、液体又は気体などの流体に試験体１０が浮遊する場合、試験体１０はその形状に拘わらず転動（自転）可能であるため、試験体１０が転動する場所は、流体の流れる軌道線上であればどこであってもよい。この場合には、流体の軌道線を規定する流路（例えば、水路や排気路）が曲線となるように形成される。

本発明の実施の形態に係るデータ通信装置を含む試験体分類装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。図１における線II−IIに沿う底板の平面図である。図２における線III−IIIに沿う底板の断面図である。図１の試験体分類装置が接続された試験体回収装置の概略的な構成を示す部分断面図である。

符号の説明

１０試験体
１１ＲＦＩＤタグ
１００試験体分類装置
１１０天板
１１２供給管
１３０回転テーブル
１３３，１３４，１３５保持管
１４０底板
１４２第１排出管
１４３第２排出管
１４６リーダライタ
１４８通気管
１５０スライドバー
２００試験体回収装置

Claims

球形の試験体との間でデータ通信を行うデータ通信装置であって、
前記試験体との間で無線を用いたデータ通信を行うデータ通信部と、
中空円筒形状を有し、天板と側壁と底板を備えた筐体と、
前記筐体内において旋回自在に配置された回転テーブルと、
を備えており、
前記天板は、上方から供給される前記試験体が通過する供給管を有し、
前記回転テーブルは、上部プレートと、下部プレートと、前記上部プレートと前記下部プレートとの間に立設された複数の保持管を有し、
前記上部プレートには、各保持管に連通する孔が形成されており、
前記下部プレートには、各保持管に連通する孔が形成されており、
上方から前記供給管を介して供給された前記試験体は、前記上部プレートの上面により前記保持管への進入が規制され、
前記回転テーブルが旋回することにより前記進入の規制が解除されて、前記試験体は、前記上部プレートに形成された孔を介して、複数の前記保持管のうちの一つの保持管に進入して前記底板に向けて自由落下し、
前記試験体は、前記上部プレートに形成された孔から前記保持管に進入してから前記下部プレートに形成された孔から出るまでの間において、前記回転テーブルが旋回を継続することによって前記保持管の内面から圧力を受けつつ前記保持管とともに旋回し、
前記下部プレートに形成された孔から出て前記底板に自由落下した前記試験体は、前記圧力を受けたことによって、前記底板上に移動軌跡を描いて移動し、
前記データ通信部は、前記移動軌跡上を移動中の前記試験体との間でデータ通信を行うことを特徴とするデータ通信装置。
請求項１に記載のデータ通信装置において、
前記底板は、前記移動軌跡において、前記試験体の移動方向の前記データ通信部よりも下流側に、第１ゲートと第２ゲートを有し、
前記データ通信部が前記試験体との間のデータ通信の確立に失敗したときには、前記試験体は前記第１ゲートを通過し、
前記データ通信部が前記試験体との間のデータ通信の確立に成功したときには、前記試験体は前記第２ゲートを通過することを特徴とするデータ通信装置。
請求項２に記載のデータ通信装置において、
前記保持管が上方を通過したことを検知するセンサを有し、
前記センサは、前記移動軌跡において、前記試験体の移動方向の前記データ通信部よりも下流側に設けられており、
前記保持管が上方に到達したことを前記センサが検知した時点において、前記データ通信部が前記試験体と間のデータ通信を確立できていないときは、当該データ通信が失敗したことを示すフラグをセットすることを特徴とするデータ通信装置。