JP2002334314A

JP2002334314A - データキャリア構造及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002334314A
Application number: JP2001139044A
Authority: JP
Inventors: Fujio Senba; 不二夫仙波; Nakamaro Hiyoudou; 仲麻呂兵頭
Original assignee: HANEX CHUO KENKYUSHO KK
Current assignee: HANEX CHUO KENKYUSHO KK
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP3607217B2

Abstract

(57)【要約】【課題】データキャリアの通信距離を簡単な構成で拡
大する。【解決手段】データキャリア構造10は、円盤状のアン
テナコイル２とＩＣ回路３を有し且つ樹脂製の密封容器
18に封入されたデータキャリア１と、密封容器18の上面
及び下面に沿って配置した第１のシート状磁性体11と第
２のシート状磁性体12とを、アルミニウム製の保護容器
13内に収容して構成される。保護容器13に設けた空隙17
を通してデータキャリア１からの磁束が漏洩することに
より形成される磁束路φを利用し外部と通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁波を利用して通
信を行えるデータキャリアを備えたデータキャリア構造
に関し、特に円盤状のアンテナコイルを有するデータキ
ャリアの通信距離を拡大したデータキャリア構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アンテナコイルとＩＣ回路を埋込んだＩ
ＣカードやＲＦＩＤタグ（Radio frequency Identifi
cation TAG）等のデータキャリアが各分野に広く普及
している。これ等データキャリア（子機）には携帯型、
または装置や機械もしくは各種部品に装着する固定型の
２種があり、いずれも無線通信領域である高周波の電磁
波を利用して、親機であるリーダライタ機（またはリー
ダ機）との間で非接触によりデータの送受信（通信）を
行う。

【０００３】尚、通常、データキャリア自体は作動用と
してのバッテリー等の電源を保有せず、リーダライタ機
から送信される電磁波の一部を電源として利用するよう
に構成されている。

【０００４】図12はデータキャリアの構造等を説明する
図であり、図13はそのブロック図である。図12（ａ）に
示すように、一般的なデータキャリア１は導線を空芯コ
イルに巻回して形成した円盤状のアンテナコイル２と、
そのアンテナコイル２の両端に接続されたＩＣ回路３を
有する。

【０００５】ＩＣ回路３は図13に示すように送受信回路
４、ＣＰＵ（中央演算装置）５、書き込み可能な不揮発
性記憶素子を有するメモリ６及び電力貯蔵用のコンデン
サ７を有している。そしてこれ等アンテナコイル２及び
ＩＣ回路３は非導電性材料である樹脂材を用いて薄い円
盤状もしくはカード状に一体成形するか、またはラミネ
ート加工されて外部環境から保護された密封型に形成さ
れる。

【０００６】上記データキャリア１の送受信方法を図13
により説明すると、先ず図示しないリーダライタ機が最
初のステップでデータキャリア１の呼び出し及び電力送
信用の電磁波を送信する。するとデータキャリア１はそ
の電磁波をアンテナコイル２と送受信回路４の同調作用
により受信し、その電力をコンデンサ７に貯蔵する。こ
れによってデータキャリア１は作動状態になるので、次
のステップでリーダライタ機からデータキャリア１に読
み出し用の電磁波を送信する。

【０００７】電磁波はデータキャリア１のアンテナコイ
ル２から送受信回路４を経てＣＰＵ５に入力し、ＣＰＵ
５はそれに応じて必要な情報をメモリ６から読み出し、
その情報を送受信回路４からアンテナコイル２を経て電
磁波としてリーダライタ機に送信する。リーダライタ機
からデータキャリア１のメモリにデータを書き込むとき
も上記方法に準じて実行される。尚、これ等一連のステ
ップはほぼ瞬時に行われる。

【０００８】図12（ｂ）はアンテナコイル２と電磁波の
関係を説明するものである。一般に電磁波は９０度の位
相差をもって交流的に伝播する電界と磁界により表すこ
とができ、その磁界とアンテナコイル２が鎖交すること
により該アンテナコイル２に流れる電流（高周波電流）
を利用して送受信が行われる。

【０００９】例えば、アンテナコイル２から電磁波が送
信される場合は、アンテナコイル２に流れる高周波電流
により図示のような高周波の磁界成分Ｈがアンテナコイ
ル２の中心を通るループ（磁束ループ）として分布し、
この磁束領域にリーダライタ機のアンテナコイルを置く
と、リーダライタ機はデータキャリア１からの情報を受
信できる。同様にリーダライタ機から電磁波を送信する
ときにも、データキャリア１のアンテナコイル２の周囲
には図示のような磁界成分Ｈが分布し、それをアンテナ
コイル２が受信することになる。

【００１０】上記のように構成されたデータキャリア１
がリーダライタ機との間で通信できる距離、即ち、通信
距離は通常数ｍｍ〜数ｃｍ程度である。例えば鉄道の自
動改札口の場合には、定期券等のデータキャリアをその
挿入口に差し込んで装置内部に設けたリーダ部に近接通
過させて読み取ることができるので、通信距離の問題は
ほとんどない。

【００１１】しかし、データキャリアとしてのＲＦＩＤ
タグ等を物品に装着して管理を行う場合等においては、
通信距離が短いとその利用範囲が制限される。また、管
理形態によっては特定方向の通信指向性の高いことが要
求されることもある。そこで従来からデータキャリアの
通信距離の延長方法または指向性向上方法について種々
の提案がされている。

【００１２】図14は特開2000-48152号公報で提案されて
いる方法を説明する図である。データキャリア１は、エ
ナメル線等の絶縁電線を巻回して形成した円形空芯コイ
ルからなる円盤状のアンテナコイル２と、その両端に接
続されたＩＣ回路３を有し、アンテナコイル２にはアモ
ルファスシートからなる細長いシート状磁性体８が挿通
される。そしてシート状磁性体８はその鋭いエッジでア
ンテナコイル２の表面に形成された絶縁被覆を傷つけな
いように、その周囲が絶縁シートで覆われている。

【００１３】シート状磁性体８はアンテナコイル２に挿
入できるように、アンテナコイル２の中空部の直径より
小さい幅のものを選択し、挿入後にアンテナコイル２と
シート状磁性体８を平坦に押圧整形する。

【００１４】そしてシート状磁性体８は空中よりも磁気
抵抗が著しく小さいので、アンテナコイル２と鎖交する
磁束はシート状磁性体８の長手方向に容易に延長してそ
の先端部を通る磁束ループとして空気中に分布する。従
って、通信距離は主としてシート状磁性体８の長手方向
に延長され、且つ該方向の通信指向性が高くなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記提案された
方法は、アンテナコイル２にシート状磁性体８を挿通さ
せるので、製造が難しく手間がかかるという問題があ
る。また、一般にＲＦＩＤタグ等のデータキャリア１は
アンテナコイル２とＩＣ回路３を一体的に樹脂封止して
大量生産され、短い通信距離の標準品が安価な価格で市
販流通している。しかし上記方法では製造過程でシート
状磁性体８をアンテナコイル２に挿入するので、標準品
とは別の特別な製造工程で作らなければならず、コスト
的に不利になる。

【００１６】更に、上記方法は、シート状磁性体８をア
ンテナコイル２に挿入してから両者を平坦に押圧整形す
る際に、アンテナコイル２の絶縁皮膜を損傷する恐れが
あり、その対策が必要になる。そこで本発明は、このよ
うな問題を解決することを課題とし、そのための新しい
データキャリア構造及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
の本発明に係る第１の発明は、円盤状のアンテナコイル
を有し電磁波により通信を行うデータキャリアを備えた
データキャリア構造であり、前記アンテナコイルの片面
から外側に向けて第１のシート状磁性体が延長され、反
対面から逆方向の外側に向けて第２のシート状磁性体が
延長され、前記第１のシート状磁性体と前記第２のシー
ト状の磁性体は前記アンテナコイルを通る連続的な磁束
路を形成していることを特徴とする。

【００１８】上記データキャリア構造において、前記第
１のシート状磁性体及び前記第２のシート状磁性体を高
比透磁率の磁性材料で作ることができる。

【００１９】上記いずれかのデータキャリア構造におい
て、データキャリアを薄型の非導電性材料で作られた密
封容器内に封入し、前記第１のシート状磁性体及び前記
第２のシート状磁性体を前記密封容器の外面に沿って延
長することができる。

【００２０】更に、上記いずれかのデータキャリア構造
において、前記第１のシート状磁性体及び前記第２のシ
ート状磁性体を含めた全体を、薄型で磁束が漏洩する保
護容器内に収容することができる。そして、その場合、
前記保護容器の少なくとも一方の表面部分をアルミニウ
ムもしくはその合金で作ることができる。更に、前記保
護容器の少なくとも一方の表面部分を磁性金属で作り、
その内面にアルミニウムもしくはその合金の薄層を形成
することができる。それ等表面部分は銘板として利用す
ることもできる。

【００２１】また、前記課題を達成するための本発明に
係る第２の発明は、データキャリア構造の製造方法であ
り、薄型の非導電性材料で作られた密封容器に封入され
たデータキャリアを使用し、その密封容器の片面から外
側に向けて第１のシート状磁性体を延長して配置すると
共に、反対面から逆方向の外側に向けて第２のシート状
磁性体を延長して配置し、その際、前記第１のシート状
磁性体と前記第２のシート状の磁性体が前記アンテナコ
イルを通る連続的な磁束路を形成するようにし、前記密
封容器、前記第１のシート状磁性体及び前記第２のシー
ト状磁性体を含めた全体を薄型で磁束が漏洩する保護容
器内に収容することを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に図面により本発明の実施の形
態を説明する。図１は本発明に係るデータキャリア構造
の基本的構成を示す平面図、図２は図１を拡大した側面
図である。これ等の図において、データキャリア構造10
は電磁波により通信を行なうデータキャリア１と、第１
のシート状磁性体11と及び第２のシート状磁性体12を備
えている。

【００２３】データキャリア１は図12及び図13に示した
ものと同様に構成され、図２に示すような円盤状のアン
テナコイル２とＩＣ回路３を有している。データキャリ
ア１の通信方式には、例えば１２５ｋＨｚと１１７ｋＨ
ｚの２波を使用する周波数偏移変調方式（ＦＳＫ：Freq
uency Shift Keying）及び１波のみ使用する振幅偏移
変調方式（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）の２種
存在するが、データキャリア１の近くに金属等の導電性
部材が存在しても比較的安定してリーダライタ機等と通
信できるＡＳＫ方式が望ましい。

【００２４】第１のシート状磁性体11及び第２のシート
状磁性体12はいずれも１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さを
有するシート状磁性体を方形に切断加工して形成され
る。第１のシート状磁性体11はアンテナコイル２の上面
に沿って、図１におけるその中央部やや左側から右方向
外側まで延長され、その一部がアンテナコイル２の上面
側に接着等により固定されている。

【００２５】また第２のシート状磁性体12はアンテナコ
イル２の下面に沿って、図１におけるその中央部やや右
側から左方向外側まで延長され、その一部がアンテナコ
イル２の下面側に接着等により固定されている。

【００２６】その結果、アンテナコイル２の中央部側に
位置する第１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性
体12の端部は、それ等一部が互いに重なって（オーバラ
ップして）いる。

【００２７】そして図12（ｂ）に示した磁束の少なくと
も一部は、この場合には空中よりも著しく磁気抵抗の少
ない第１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性体12
をそれぞれ通り、アンテナコイル２を介する図２の破線
で示すような扁平に拡大された磁束路（磁束ループ）φ
を形成する。

【００２８】尚、図面を見易くするために、図１におけ
る第２のシート状磁性体12は第１のシート状磁性体11よ
りも幅が若干小さくなっているが、実際は同じ幅とされ
る。

【００２９】図２に示すように、磁束路φはアンテナコ
イル２の面に平行な方向に拡大されるので、該方向の通
信距離が延長し且つその方向への通信指向性が高くな
る。尚、このように通信距離が拡大する原理は前記した
図14の場合と同様に考えることができる。

【００３０】しかし、図14に示した従来例ではシート状
磁性体８をアンテナコイル２に貫通させているが、本実
施形態ではそのような貫通方式を採用せず、アンテナコ
イル２の片面から外側に向けて第１のシート状磁性体11
を延長し、更に、反対面から逆方向の外側に向けて第２
のシート状磁性体12を延長し、それ等第１、第２のシー
ト状磁性体11，12がアンテナコイル２を通る連続的な磁
束路φを形成していることに特徴がある。

【００３１】データキャリア構造10の通信感度は磁束路
φの磁束密度に比例し、その磁束密度は第１のシート状
磁性体11及び第２のシート状磁性体12の比透磁率に比例
する。従って第１のシート状磁性体11及び第２のシート
状磁性体12は比透磁率のできるだけ高いものを選択すべ
きであり、少なくとも１万以上の比透磁率を有する磁性
体が望ましい。このような高い比透磁率を有する磁性材
料からなる磁性体として、シート状に形成したアモルフ
ァス磁性体を挙げることができる。

【００３２】一般にアモルファス磁性体の比透磁率は数
万から数百万の範囲にあり、極めて比透磁率が高い。例
えば米国のアライドケミカル社から市販されているＦｅ
―Ｎｉ―Ｍｏ―Ｂ−Ｓ系で比透磁率が８０万のシート状
アモルファス磁性体があり、更に、類似組成でより高比
透磁率のシート状アモルファス磁性体が日立金属（株）
から市販されており、いずれも本発明に使用できる。

【００３３】図３は他の実施形態によるデータキャリア
構造10である。この例は図１に示すデータキャリア１、
第１のシート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12を
含めた全体を薄型で磁束が漏洩する保護容器13内に収容
して構成される。

【００３４】保護容器13は円板状の上蓋14と下蓋15及び
それ等を連結するリング状の中間枠体16により構成され
る。保護容器13は樹脂のような非導電性材料またはアル
ミニウムもしくはその合金（例えばジュラルミン）で作
ることができる。

【００３５】図３のデータキャリア構造10を構成するに
は、先ずデータキャリア１の上側と下側にそれぞれ第１
のシート状磁性体11と第２のシート状磁性体12を接着等
により貼り付けて延長させる。次に下蓋15の上に中間枠
体16を配置し、その内側に前記データキャリア１等を収
容する。次に容器内に接着剤もしくは充填剤を充填し、
上蓋14で封鎖して固化させることにより、下蓋15、中間
枠体16及び上蓋14が一体化されると共に、その内部にデ
ータキャリア１等が安定に固定される。

【００３６】このような保護容器13内にデータキャリア
構造10の主要部を収容することにより、保管、運搬及び
使用上において外部からの物理的、化学的な影響や浸水
による影響を回避でき、更に、良好な外観を有するデー
タキャリア構造10を構成できる。

【００３７】また本発明におけるデータキャリア構造10
は、例えば機械、装置またはそれ等を構成する部品等の
表面に取り付けて、情報格納型の銘板として利用するこ
とができる。その場合には保護容器13の全体または少な
くともその表面部分（例えば、上蓋14部分）をアルミニ
ウムもしくはその合金、或いは磁性金属で構成し、該表
面部分に文字、記号等を刻印すると耐久性のよい銘板と
することができる。

【００３８】一般に、データキャリア１を導電性部材、
特に電気抵抗の小さい金属部材等の保護容器で覆うと、
通信に際しての磁束（高周波磁束）により導電性部材に
渦電流が発生し、その渦電流により生じる反対方向の打
消し磁束により通信に必要な磁束が減少する傾向があ
り、更に、保護容器の内外に磁束が通らないことによ
り、多くの場合通信が不可能になる。

【００３９】しかし、本発明者等の実験によれば、保護
容器13を導電性部材であるアルミニウムもしくはその合
金で作り、更に、保護容器13を磁束漏洩型とすることに
より、通信が可能であることが分かった。保護容器13を
磁束漏洩型とするには、該保護容器13に何らかの方法で
磁束を漏洩させる空隙を形成すればよい。

【００４０】従って、保護容器13を樹脂で形成する場合
は、樹脂自体が磁束を漏洩するので問題はない。アルミ
ニウムもしくはその合金で構成する場合には、図３のよ
うに保護容器13を上蓋14、下蓋15及び中間枠体16のよう
に分割可能に形成し、例えば上蓋14と中間枠体16の間及
び下蓋15と中間枠体16の間に磁束漏洩用の空隙17を設
け、その空隙17にゴム等の非導電性物質を介在させる
か、またはその空隙17を維持するようにして、前記のよ
うな非導電性物質である接着剤等を内部に充填して固定
する。

【００４１】尚、空隙17の厚さ、即ち、上蓋14及び下蓋
15と中間枠体16の間に形成する隙間量は所望する磁束漏
洩量にもよるが、通常の通信には数百μｍ〜数ｍｍ程度
の範囲に設定すれば十分である。

【００４２】上記のように構成すると、保護容器13内の
データキャリア１からの磁束は、例えば図３に示すよう
に第２のシート状磁性体12から図３の左側の空隙17を通
って外部に漏洩し、図３の右側の空隙17からアンテナコ
イル２を経て第１のシート状磁性体11に戻る破線のよう
な磁束路φが形成される。そしてこの磁束路φを利用し
てデータキャリア１と外部のリーダライタ機との間で通
信ができる。

【００４３】第１のシート状磁性体11及び第２のシート
状磁性体12の先端部を空隙17に近づけるほど通信感度は
向上する。例えば、それ等先端部を保護容器13の外部に
臨む程度まで空隙17に挿入すると通信感度は最も高くな
る。

【００４４】図４は更に、他の実施形態によるデータキ
ャリア構造10を示す断面図、図５は図４の平面図であ
る。この例は大量生産され市場に流通している標準的な
データキャリアを利用し、それに図１と同様な第１のシ
ート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12を組み合わ
せて保護容器13内に収容したものである。これ等の図に
おいて、データキャリア１は薄型で樹脂等の非導電性材
料で作られた密封容器18内に円盤状のアンテナコイル２
とＩＣ回路３を封入して構成される。

【００４５】密封容器18の上面に沿って第１のシート状
磁性体11を平行に配置して接着等によって固定し、該密
封容器18の下面に沿って第２のシート状磁性体12を同様
に平行に配置して接着等によって固定する。

【００４６】そして第１のシート状磁性体11の先端部は
密封容器18内に配置されたアンテナコイル２の図５にお
ける中央部よりやや右側から左方向の外側まで延長さ
せ、第２のシート状磁性体12の先端部は密封容器18内に
配置されたアンテナコイル２の図５における中央部より
やや左側から右方向の外側まで延長させる。

【００４７】そして、それ等第１のシート状磁性体11及
び第２のシート状磁性体12を密封容器18と共に保護容器
13内に収容し、接着剤等を充填してモールドすることに
より図４に示すデータキャリア構造10が形成される。
尚、図４の保護容器13も図３と同様に構成され、それを
金属材料で構成する場合には、例えば、上蓋14及び下蓋
15と中間枠体16の間に同様に空隙17を形成する。

【００４８】上記のように構成されたデータキャリア構
造10は、図１の例と同様に、アンテナコイル２の中央部
側に位置する第１のシート状磁性体11と第２のシート状
磁性体12の端部は一部が互いに重なって（オーバラップ
して）いる。

【００４９】そして、図４に示すように、磁束の少なく
とも一部は空中よりも著しく磁気抵抗の少ない第１のシ
ート状磁性体11と第２のシート状磁性体12、及びアンテ
ナコイル２を通って破線で示すような扁平で拡大された
磁束路（磁束ループ）φを形成する。

【００５０】尚、この例においても図３と同様に、第１
のシート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12の先端
部を保護容器13の外部に臨む程度まで空隙17に挿入する
と通信感度は最も高くなる。

【００５１】保護容器13を導電性材料で形成する場合に
は、前記のようにアルミニウムもしくはその合金を用い
ることにより良好な通信を確保できることが分かってい
る。しかし実験によれば、それ以外の導電性材料、例え
ば鉄、ステンレス、銅、真鍮等の磁性金属で作られた保
護容器13であっても、その内面にアルミニウムもしくは
その合金の薄層19を形成することによって使用できるこ
とが分かった。

【００５２】図６はそのようなデータキャリア構造10を
示す断面図である。尚、図６は図４に準じて描かれてお
り、図４と同じ部分には同一符号が付されている。保護
容器13は上蓋14、下蓋15及び中間枠体16により構成さ
れ、上蓋14及び下蓋15と中間枠体16の間に磁束を漏洩す
るための空隙17が形成される。

【００５３】これ等は鉄、ステンレス、銅、真鍮等の導
電性材料（磁性金属）で作られ、その上蓋14と下蓋15の
内面にそれぞれアルミニウムもしくはその合金の薄層19
が接着等により固定される。このような薄層19を設ける
と、理由は明らかではないが、アルミニウムもしくはそ
の合金で作られた図４の保護容器13と同様に作用して通
信可能になる。

【００５４】尚、この例においても図３と同様に、第１
のシート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12の先端
部を保護容器13の外部に臨む程度まで空隙17に挿入する
と通信感度は最も高くなる。

【００５５】図７は更に、他の実施形態によるデータキ
ャリア構造10を示す平面図である。この例では第１のシ
ート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12の形状を三
角形とし、それぞれの１つの頂部をアンテナコイル２の
中央部に対向させ、そこから面積が次第に拡大するよう
に外側に延長させている。

【００５６】このように構成した場合においても、図１
及び図２と同様にアンテナコイル２の面方向外側に磁束
路φが拡大され、それによって通信距離が広がり、その
方向における通信指向性も向上する。

【００５７】尚、図７にはアンテナコイル２、第１のシ
ート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12が二点鎖線
で示す保護容器13に収容される場合を示しているが、こ
の例においても図４のような密封容器18を用いて構成で
きる。

【００５８】図８は更に、他の実施形態によるデータキ
ャリア構造10を示す平面図である。この例でも第１のシ
ート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12の形状を三
角形とし、それぞれの１つの辺部をアンテナコイル２の
中央部に対向させ、そこから面積が次第に縮小するよう
に外側に延長させている。

【００５９】このように構成しても図１及び図２と同様
にアンテナコイル２の面方向外側に磁束路φが拡大さ
れ、それによって通信距離が広がり、その方向における
通信指向性が向上する。

【００６０】尚、図８もアンテナコイル２、第１のシー
ト状磁性体11及び第２のシート状磁性体12が二点鎖線で
示す保護容器13に収容される場合を示しているが、この
例においても図４のような密封容器18を用いて構成でき
る。

【００６１】図９は更に、他の実施形態によるデータキ
ャリア構造10を示す平面図である。この例では第１のシ
ート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12の形状をＬ
型に形成している。

【００６２】第１のシート状磁性体11は１辺を図９の左
右方向に平行に配置し、その先端部をアンテナコイル２
の上面側中央部に位置させ、他辺を図９の上方（縦方
向）に延長するように配置する。第２のシート状磁性体
12は１辺を図９の左右方向に平行に配置し、その先端部
をアンテナコイル２の下面側中央部に位置させ、他辺を
図９の下方（縦方向）に延長するように配置する。

【００６３】第１のシート状磁性体11の先端部と第２の
シート状磁性体12の先端部はアンテナコイル２を上下か
ら挟んで一部が互いに重なって配置される。そしてアン
テナコイル２を挟んで第１のシート状磁性体11における
図９の左右方向の辺と、第２のシート状磁性体12におけ
る図９の左右方向の辺により第１の磁束路φ₁が形成さ
れ、アンテナコイル２を挟んで第１のシート状磁性体11
における図９の左右方向及び縦方向の辺と第２のシート
状磁性体12における図９の左右方向及び縦方向の辺によ
り第２の磁束路φ₂が形成される。

【００６４】このように構成することにより、通信距離
は磁束路φ１による図９の左右方向及び磁束路φ２によ
る図９の上下方向のいずれにも延長できると共に、それ
等両方向における通信指向性も向上する。従って、この
ように構成することにより、平面的な方向における方向
性のない（もしくは少ない）データキャリア構造10を得
ることができる。

【００６５】尚、図９もアンテナコイル２、第１のシー
ト状磁性体11及び第２のシート状磁性体12が二点鎖線で
示す保護容器13に収容される場合を示しているが、この
例においても図４のような密封容器18を用いて構成でき
ることは言うまでもない。

【００６６】図10は図４及び図５に示すデータキャリア
構造10の通信距離を測定した結果である。実験に使用し
たデータキャリア構造10は次のように製造した。先ず円
盤状のアンテナコイル２とＡＳＫ方式で通信を行うＩＣ
回路３を樹脂製の密封容器18でモールドしたデータキャ
リア１を用意し、その密封容器18の上面に第１のシート
状磁性体11を接着し、下面に第２のシート状磁性体12を
接着し、次にそれ等を一体としてアルミニウム製の保護
容器13に収容した。

【００６７】第１のシート状磁性体11と第２のシート状
磁性体12は前記したアライドケミカル社の比透磁率８０
万のシート状アモルファス磁性体を使用した。保護容器
13は図４のように上蓋14、下蓋15及び中間枠体16により
構成し、それ等全てをアルミニウム材で作った。

【００６８】そして、上蓋14と中間枠体16の連結部に磁
束漏洩路として厚さ数百μｍ程度の空隙17を全周に沿っ
て設けた。尚、保護容器13は、横方向の長さ（図５の左
右方向の長さ）８５ｍｍ、縦方向の長さ５５ｍｍ、厚さ
１ｍｍとした。

【００６９】上記のようなデータキャリア構造10を３
種、即ち、アンテナコイル２の口径（平均直径）が１０
ｍｍ、２５ｍｍ及び５０ｍｍの３種のものについて、そ
れぞれ第１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性体
12の重なり関係を変えて通信距離を測定した。

【００７０】尚、第１のシート状磁性体11と第２のシー
ト状磁性体12の幅はそれぞれ対応するアンテナコイル２
の口径に一致させ、長さは保護容器13の横方向の長さ
（図５の左右方向の長さ）８５ｍｍに略一致させた。

【００７１】図10の横軸は、アンテナコイル２の中心部
における第１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性
体12の重なり関係で、＋は重なり幅（オーバラップ
幅）、−は間隙幅（離反幅）である。また縦軸は測定さ
れた通信距離である。通信距離の測定はリーダライタ機
を各データキャリア構造10の長手方向延長上（図４の左
右方向）に配置し、データキャリア１との間で電磁波に
より送受信が可能な距離をｍｍ単位で計測した。

【００７２】図10の結果から、アンテナコイル２の口径
にもよるが、アンテナコイル２の中心部における第１の
シート状磁性体11と第２のシート状磁性体12の端部関係
が、５ｍｍ程度の間隙幅を有するものから２５ｍｍ程度
重なり幅を有するものまで通信可能であることが分かっ
た。

【００７３】しかし、好ましい範囲は０ｍｍ〜２０ｍｍ
程度の重なり幅の範囲であり、より好ましくは１０ｍｍ
±５ｍｍ程度の範囲である。但し最適な範囲はアンテナ
コイル２の口径に比例して重なり幅の大きい領域にシフ
トする傾向がある。更に、アンテナコイル２の口径が大
きくなるほど通信距離が拡大することも分かった。

【００７４】参考までに、口径５０ｍｍφのアンテナコ
イル２を有するデータキャリア構造10について、その第
１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性体12の重な
り幅を０ｍｍとしたときに、それ等シートの幅を１０ｍ
ｍ、５ｍｍとした場合の通信距離を測定したところ、そ
れぞれ１５０ｍｍ、９０ｍｍであった。

【００７５】更に、各データキャリア構造10について、
保護容器13の上蓋14のみをアルミニウム性から非導電性
材料の樹脂製に代えて同様に通信距離の測定をした。そ
の結果、通信距離は図10に比べて約２倍程度それぞれ拡
大した。

【００７６】図11は図９に示すデータキャリア構造10を
図４及び図５のように保護容器13に収容して図10の場合
と同様にして通信距離を測定した結果である。データキ
ャリア構造10は、口径２５ｍｍφのアンテナコイル２
と、ＡＳＫ方式で通信するＩＣ回路３を樹脂製の密封容
器18に封入したデータキャリア１を使用し、それに第１
のシート状磁性体11及び第２のシート状磁性体12として
Ｌ型で幅２０ｍｍの前記アライドケミカル社シート状ア
モルファス磁性体を接着してからアルミニウム製の保護
容器13内にモールドした。

【００７７】また、第１のシート状磁性体11と第２のシ
ート状磁性体12におけるそれぞれのＬ型の寸法は図９の
ように保護容器13の長さ及び幅に一致させた。図11の結
果から、第１のシート状磁性体11と第２のシート状磁性
体12の重なり０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で図９の縦方向及
び左右方向共に１００ｍｍ以上の通信距離が得られるこ
とが分かった。

【００７８】この場合において、データキャリア構造10
における保護容器13の上蓋14のみをアルミニウム製から
非導電性材料の樹脂製に代えて同様に通信距離の測定を
したところ、通信距離は図11に比べて約２倍程度拡大す
ることが分かった。

【００７９】更に、図７または図８に示すデータキャリ
ア構造10を図４及び図５のように保護容器13に収容して
同様に通信距離を測定した。実験に使用したデータキャ
リア構造10は、先ず口径２５ｍｍφのアンテナコイル２
と、ＡＳＫ方式で通信するＩＣ回路３を樹脂製の密封容
器18に封入したデータキャリア１を用意し、第１のシー
ト状磁性体11と第２のシート状磁性体12として、前記ア
ライドケミカル社シート状アモルファス磁性体を、図７
及び図８の縦方向における辺長が５５ｍｍ、左右方向の
垂線長が４５ｍｍとなるように三角形型に加工した。

【００８０】次にそれ等シートを前記密封容器18の上下
の面に沿って接着し、最後にそれ等を一体としてアルミ
ニウム製の保護容器13内にモールドすることにより製造
した。

【００８１】尚、第１のシート状磁性体11と第２のシー
ト状磁性体12との重なり幅はそれぞれ１０ｍｍとした。
その結果、図７、図８のデータキャリア構造10における
図面左右方向の通信距離はそれぞれ１２０ｍｍ、６０ｍ
ｍであった。

【００８２】これ等の場合において、データキャリア構
造10における保護容器13の上蓋14のみをアルミニウム製
から非導電性材料の樹脂製に代えて同様に通信距離の測
定をした結果、通信距離は上述の通信距離と比べて約２
倍程度拡大した。

【００８３】これまでの説明では、図３、図４及び図６
に示す保護容器13は上蓋14、下蓋15及び中間枠体16によ
り構成され、それ等は同じ材料で作られている。しか
し、これ等各部材は互いに別の材料を組み合わせて作る
こともできる。また場合によっては上蓋14を省略するこ
ともできる。上蓋14を省略する場合には下蓋15と中間枠
体16で構成される保護容器13の内部を耐久性のある樹脂
などで封鎖する。

【００８４】また、図６の保護容器13における上蓋14を
アルミニウムもしくはその合金、或いは樹脂で作る場合
には、その内面に設けるアルミニウムもしくはその合金
の薄層19を省略できる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るデータ
キャリア構造は、アンテナコイルの片面から外側に向け
て第１のシート状磁性体が延長され、反対面から逆方向
の外側に向けて第２のシート状磁性体が延長され、それ
等磁性体はアンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成
していることを特徴とする。

【００８６】そのため磁性体を延長した方向に通信距離
を拡大することができる。またアンテナコイルの上面と
した面にそれぞれシート状磁性体を配置するだけでよい
ので、製造が簡単で手間がかからない。更に、従来のよ
うにシート状磁性体をアンテナコイルに挿入しないので
構造が簡単になり、アンテナコイルがシート状磁性体に
よって損傷を受ける恐れもない。

【００８７】上記データキャリア構造において、第１の
シート状磁性体及び第２のシート状磁性体をアモルファ
ス磁性体のような高比透磁率の磁性材料で作ることがで
き、それによって通信距離をより拡大することができ
る。

【００８８】上記いずれかのデータキャリア構造におい
て、データキャリアを薄型の非導電性材料で作られた密
封容器内に封入し、第１のシート状磁性体及び第２のシ
ート状磁性体を密封容器の外面に沿って延長することが
できる。このように構成すると、標準品として市販され
流通している樹脂封入のデータキャリアをそのまま利用
することができ、低コストで信頼性の高いデータキャリ
ア構造を提供することができる。

【００８９】更に、上記いずれかのデータキャリア構造
において、第１のシート状磁性体及び第２のシート状磁
性体を含めた全体を薄型で磁束が漏洩する保護容器内に
収容することができる。そのように構成すると、保管、
運搬及び使用上において、データキャリアに対する外部
からの物理的、化学的な影響や浸水による影響を回避で
き、更に、良好な通信性及び外観性を有するデータキャ
リア構造とすることができる。

【００９０】上記データ構造において、保護容器の少な
くとも一方の表面部分をアルミニウムもしくはその合金
で作ることができる。そのように構成すると、物理的強
度がより向上すると共に、耐久性を有する銘板として使
用することができる。

【００９１】また、本発明に係るデータキャリア構造の
製造方法は、薄型の非導電性材料で作られた密封容器に
封入されたデータキャリアを使用し、その密封容器の片
面から外側に向けて第１のシート状磁性体を延長して配
置すると共に、反対面から逆方向の外側に向けて第２の
シート状磁性体を延長して配置し、その際、第１のシー
ト状磁性体と第２のシート状の磁性体がアンテナコイル
を通る連続的な磁束路を形成するようにし、密封容器、
第１のシート状磁性体及び第２のシート状磁性体を含め
た全体を薄型で磁束が漏洩する保護容器内に収容するこ
とを特徴とする。

【００９２】そのため市販され流通している樹脂封入の
データキャリアをそのまま利用してデータキャリア構造
を低コストで且つ容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータキャリア構造の基本的構成
を示す平面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本発明に係るデータキャリア構造の他の実施形
態によるデータキャリア構造を示す断面図である。

【図４】本発明に係るデータキャリア構造の更に、他の
実施形態によるデータキャリア構造を示す断面図であ
る。

【図５】図４の平面図である。

【図６】本発明に係るデータキャリア構造の他の実施形
態によるデータキャリア構造を示す断面図である。

【図７】本発明に係るデータキャリア構造の他の実施形
態によるデータキャリア構造を示す平面図である。

【図８】本発明に係るデータキャリア構造の他の実施形
態によるデータキャリア構造を示す平面図である。

【図９】本発明に係るデータキャリア構造の他の実施形
態によるデータキャリア構造を示す平面図である。

【図10】図４及び図５に示すデータキャリア構造の通信
距離を測定した結果を示すグラフである。

【図11】図９に示すデータキャリア構造の通信距離を測
定した結果を示すグラフである。

【図12】一般的なデータキャリアの構造を説明する図で
ある。

【図13】図12のデータキャリアのブロック図である。

【図14】通信距離を拡大した従来のデータキャリアの構
造を説明する図である。

【符号の説明】

１…データキャリア２…アンテナコイル３…ＩＣ回路４…送受信回路５…ＣＰＵ６…メモリ７…コンデンサ８…シート状磁性体 10…データキャリア構造 11…第１のシート状磁性体 12…第２のシート状磁性体 13…保護容器 14…上蓋 15…下蓋 16…中間枠体 17…空隙 18…密封容器 19…薄層 φ，φ₁，φ₂…磁束路Ｈ…磁界成分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状のアンテナコイルを有し電磁波に
より通信を行うデータキャリアを備えたデータキャリア
構造において、前記アンテナコイルの片面から外側に向
けて第１のシート状磁性体が延長され、反対面から逆方
向の外側に向けて第２のシート状磁性体が延長され、前
記第１のシート状磁性体と前記第２のシート状磁性体は
前記アンテナコイルを通る連続的な磁束路を形成してい
ることを特徴とするデータキャリア構造。
【請求項２】前記第１のシート状磁性体及び前記第２
のシート状磁性体が高比透磁率の磁性材料で作られてい
ることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア構
造。
【請求項３】前記データキャリアが薄型の非導電性材
料で作られた密封容器内に封入され、前記第１のシート
状磁性体及び前記第２のシート状磁性体が前記密封容器
の外面に沿って延長されることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載のデータキャリア構造。
【請求項４】前記データキャリア、前記第１のシート
状磁性体及び前記第２のシート状磁性体を含めた全体が
薄型で磁束が漏洩する保護容器内に収容されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデー
タキャリア構造。
【請求項５】前記保護容器の少なくとも一方の表面部
分がアルミニウムもしくはその合金で作られていること
を特徴とする請求項４に記載のデータキャリア構造。
【請求項６】前記保護容器の少なくとも一方の表面部
分が磁性金属で作られ、その内面にアルミニウムもしく
はその合金からなる薄層が形成されていることを特徴と
する請求項４に記載のデータキャリア構造。
【請求項７】アルミニウムもしくはその合金、または
磁性金属で作られた前記保護容器の表面部分が銘板を構
成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載
のデータキャリア構造。
【請求項８】データキャリア構造の製造方法におい
て、薄型の非導電性材料で作られた密封容器に封入され
たデータキャリアを使用し、その密封容器の片面から外
側に向けて第１のシート状磁性体を延長して配置すると
共に、反対面から逆方向の外側に向けて第２のシート状
磁性体を延長して配置し、その際、前記第１のシート状
磁性体と前記第２のシート状磁性体が前記アンテナコイ
ルを通る連続的な磁束路を形成するようにし、前記密封
容器、前記第１のシート状磁性体及び前記第２のシート
状磁性体を含めた全体を薄型で磁束が漏洩する保護容器
内に収容することを特徴とするデータキャリア構造の製
造方法。