JP6186803B2 - Ｒｆタグ - Google Patents

Description

本発明は、任意の物品・対象物に取り付けられて使用されるＲＦタグに関し、特に、商品の搬送・保管等に使用されるカゴ台車やカートラックを形成する金属パイプなどの柱状部材表面の曲面部分に貼着することができるＲＦタグに関する。

一般に、任意の物品や対象物に対して、当該物品や対象物に関する所定情報を読み書き可能に記憶したＩＣチップを内蔵した所謂ＲＦタグが広く使用されている。
ＲＦタグは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ，ＩＣタグ，非接触タグ等とも呼ばれ、ＩＣチップと無線アンテナを備えた電子回路が樹脂フィルム等の基材によって封止・コーティングされた所謂インレイ（インレット）が、タグ（荷札）状に形成されてなる超小型の通信端末であり、読取・書込装置（リーダ・ライタ）によってタグ内のＩＣチップに所定の情報が無線で読み取り／書き込み／読み書き（リードオンリー／ライトワンス／リード・ライト）されるようになっている。
そして、このようなＲＦタグに所定の情報を書き込んで任意の物品，対象物等に取り付けることにより、ＲＦタグに記録された情報がリーダ・ライタによりピックアップされ、タグに記録された情報を当該物品に関する所定情報として認識，出力，表示，更新等させることができる。

このようなＲＦタグは、ＩＣチップのメモリに数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能であり、物品等に関する情報としては十分な情報量を記録でき、また、読取・書込装置側とは非接触で通信が行えるため接点の磨耗や傷、汚れ等の心配もなく、さらに、タグ自体は無電源にすることができるため対象物に合わせた加工や小型化・薄型化が可能となる。
そして、このようなＲＦタグを用いることで、タグを取り付ける物品に関する種々の情報、例えば当該物品の名称や識別記号，内容物，成分，管理者，使用者，使用状態，使用状況，日時などの種々の情報が記録可能となり、ラベル表面に印刷表示される文字やバーコード等では不可能であった多種多様な情報を、小型化・薄型化されたタグを物品に装着するだけで正確に読み書きすることが可能となる。

ところで、このようなＲＦタグは、金属製の物品・対象物に取り付けた場合、金属の導電性によってＲＦタグが影響を受けてしまい、正確な無線通信が行えなくなるという問題が発生する。
すなわち、ＲＦタグを物品に対して取り付けると、ＲＦタグが発生する磁束は物品を貫通する方向に生じることになることから、タグを金属製の物品に取り付けた場合、アンテナ部が発する磁波・電磁波が金属側に吸収される熱損失等が生じてしまい、タグの通信特性が損なわれる事態が生じる。このため、通常の汎用されているＲＦタグをそのまま金属製の物品・対象物に取り付けると、タグが誤動作したり、リーダ・ライタとの無線通信が行えないという問題が発生する。

そこで、これまで、金属物品にＲＦタグを取り付ける場合には、ＲＦタグの構成を金属対応専用に変更して、金属からの影響を回避しようとする提案がなされている。例えば、図５に示すようなカゴ台車，カートラック等の金属製の台車等を構成する金属パイプに取り付けられるＲＦタグとして、特許文献１，２に提案されているような技術がある。
特許文献１に提案されている金属対応型の「ＩＣタグ装置」は、金属製の台車を構成する金属パイプに取り付ける場合に、金属パイプに固定されるパッキン部と、パッキン部の外側に配設された保護層との間にＲＦタグのインレットを挟み込むことで、金属パイプからの影響を回避するようになっている。
また、特許文献２に開示されている「無線ＩＣタグホルダー」は、金属パイプに無線ＩＣタグ（ＲＦタグ）を取り付ける場合に、金属パイプの外周に巻き付けて装着される、電磁波遮断層を備えたホルダーに無線ＩＣタグを収納することで、金属パイプからの影響を回避している。

特開２００８−２１００２３号公報 特開２００８−２９９４２４号公報

しかしながら、従来提案されている金属対応型のＲＦタグは、取付対象がカゴ台車やカートラックなどを構成する金属パイプの場合、特許文献１，２にも示されている通り、金属パイプの外周に装着・券装される大型のパッキンやホルダーを備えることを必要としていた。このため、汎用のＲＦタグ（インレイ）をそのままの形で使用することはできず、必ず大型のパッキンやホルダーを用意しなければならなかった。
このような大型のパッキン，ホルダー等は生産コストがかかる上に、タグ全体がパッキンやホルダーにより大型化、大重量化してしまい、小型・薄型で軽量で取扱い性にも優れるというＲＦタグの最大の利点が損なわれるという問題があった。
ＲＦタグは、安価で大量生産される汎用タグ（インレイ）を使用してこそ、低コストで小型軽量かつ大記憶容量の無線通信手段として使用できるという特徴を最大限に生かすことができるものであり、金属パイプ装着用の大型で複雑なパッキンやホルダーを必要とする従来の構造では、ＲＦタグとしてのメリット・特徴を著しく減殺するものであった。

一方で、カゴ台車やカートラックを構成する金属パイプに対して、汎用のインレイをそのまま直接貼り付けた場合、金属パイプの影響によってＲＦタグとして良好な通信特性を得ることができない。従って、汎用インレイを金属パイプに取り付けるとしても、何等かの金属対応の構成を備える必要がある。
さらに、カゴ台車やカートラック等を構成する金属パイプは、一般に円筒状等に形成されており、ＲＦタグを取り付ける取り付け面は一定の曲率を有する曲面となることも少なくない。従って、金属対応用の構成を採用するとしても、金属パイプ等の曲面に対して確実に取り付けることができ、また、不用意に剥離・脱落等が発生しない取付構造が必要となる。

本発明は、以上のような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであり、金属からの影響を回避しつつ、大型のカバーやケース，ホルダー等を必要とせず、汎用のインレイが使用可能となり、取付箇所が曲面の場合にも、剥離や脱落等を生じさせることなく確実に取り付けることができる、特にカゴ台車やカートラック等を形成する金属パイプの表面の曲面部分に取り付けるのに好適なＲＦタグの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＲＦタグは、ＩＣチップと、ＩＣチップの周囲をループ状に囲む導体からなるループ部と、ループ部を経由してＩＣチップと接続されるアンテナを備え、全体が絶縁部材によって封止されたインレイと、前記インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、積層された前記インレイ及び補助アンテナが搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイに対する誘電率調整層として機能する基材と、を備え、前記補助アンテナが、前記インレイの前記ループ部に重なるように配置される切り欠き部を備え、前記基材が、所定の曲率の曲面からなる金属製柱状部材の表面に長さ方向に沿って帯状に面接触状態で貼着可能な可撓性を有する構成としてある。

本発明によれば、金属からの影響を回避しつつ、大型で過剰なカバーやケース，ホルダー等を必要とせず、汎用のインレイが使用可能となり、取付箇所が曲面の場合にも、剥離や脱落等を生じさせることなく確実に取り付けることができる。
これによって、特にカゴ台車やカートラック等を形成する金属パイプの表面の曲面部分への取付にも好適なＲＦタグを実現することができる。

本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す外観図であり、（ａ）はＲＦタグの完成状態の斜視図、（ｂ）はＲＦタグを構成する表層，インレイ，補助アンテナ，基材を分解した状態の斜視図、（ｃ）は完成状態のＲＦタグから表層を取り除いた状態の平面図を示している。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの補助アンテナを示す平面図であり、（ａ）はインレイを補助アンテナに積層した状態を示しており、（ｂ）は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグを対象物の表面（曲面）に貼付した状態の外観図であり、（ａ）は金属パイプの長手方向に沿ってＲＦタグを貼付した状態の要部斜視図であり、（ｂ）は同じく金属パイプの端面側から見た正面図である。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの通信特性を示す説明図であり、（ａ）は通信可能範囲と周波数の関係を示す折れ線グラフ、（ｂ）は通信距離と角度の関係を示す極座標グラフである。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの取付対象となる物品・対象物を示す図であり、（ａ）はカゴ台車、（ｂ）はカートラックのそれぞれ外観斜視図である。

以下、本発明に係るＲＦタグの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す外観図であり、（ａ）はＲＦタグの完成状態の斜視図、（ｂ）はＲＦタグを構成する表層，インレイ，補助アンテナ，基材を分解した状態の斜視図、（ｃ）は完成状態のＲＦタグから表層を取り除いた状態の平面図を示している。
同図に示すように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、無線通信を行うＲＦタグを構成するインレイ１０と面状の補助アンテナ２０とが積層状態で配置され、それらインレイ１０，補助アンテナ２０が基材５０の表面に搭載された状態で、表層４０により被覆・保護されてＲＦタグ１を構成するようになっている。
そして、このようなＲＦタグ１は、図５に示すような商品の搬送・保管等に使用されるカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの柱状部材表面の曲面部分に貼着して使用できるようになっている。

具体的には、本実施形態に係るＲＦタグ１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＩＣチップ１１とアンテナ１２を備えたインレイ１０と、インレイ１０が絶縁状態で積層される面状の補助アンテナ２０と、積層されたインレイ１０及び補助アンテナ２０が搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイ１０に対する誘電率調整層として機能する基材５０と、基材５０に搭載・積層されたインレイ１０及び補助アンテナ２０を覆うカバーとなる表層４０とを備えた構成となっている。
そして、本実施形態に係るＲＦタグ１では、インレイ１０に対する基材層・誘電率調層となる基材５０が、例えば所定の曲率を有する円柱状・楕円柱状の金属パイプや、角柱状の金属パイプなど、金属製柱状部材の表面に長さ方向に沿って帯状に面接触状態で貼着可能な可撓性を有するようになっている。
以下、各部を詳細に説明する。

［インレイ］
インレイ１０は、図示しないリーダ・ライタ（読取・書込装置）との間で無線による所定の情報の読み取りや書き込み，読み書きが行われるＲＦタグを構成しており、例えばリードオンリー型，ライトワンス型，リード・ライト型等の種類がある。
具体的には、インレイ１０は、ＩＣチップ１１と、ＩＣチップ１１に電気的に導通・接続されたアンテナ１２とを有し、これらＩＣチップ１１及びアンテナ１２が、基材となる例えばＰＥＴ樹脂等で形成された１枚の封止フィルム１３上に搭載，形成された後、もう１枚の封止フィルム１３が重ね合わされて、２枚の封止フィルム１３によって挟持された状態で封止・保護されている。
本実施形態では、ＩＣチップ１１とＩＣチップ１１の両側に伸びるアンテナ１２を長方形状の封止フィルム１３で挟持・封止した矩形状のインレイ１０を用いている。

ＩＣチップ１１は、メモリ等の半導体チップからなり、例えば数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能となっている。
ＩＣチップ１１には、チップ周囲を囲むようにループ状の回路導体が接続されてループ部１１ａが形成されており、このループ部１１ａを経由して、ＩＣチップ１１の左右両側にアンテナ１２が接続されている。
そして、このアンテナ１２及び後述する補助アンテナ２０を介して図示しないリーダ・ライタとの間で無線通信による読み書き（データ呼び出し・登録・削除・更新など）が行われ、ＩＣチップ１１に記録されたデータが認識されるようになっている。
ＩＣチップ１１に記録されるデータとしては、例えば、商品の識別コード、名称、重量、内容量、製造・販売者名、製造場所、製造年月日、使用期限等、任意のデータが記録可能であり、また、書換も可能である。

アンテナ１２は、基材となる１枚の封止フィルム１３の表面に、例えば導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成される。
封止フィルム１３は、例えばポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリプロピレン，ポリイミド，ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の可撓性を有するフィルム材からなり、封止するＩＣチップ１１・アンテナ１２が外部から視認可能な透明のＰＥＴ樹脂等で構成されることが好ましい。また、封止フィルム１３の片面側のフィルム表面には、基材や物品への貼り付けができるように粘着層・接着層を備えることができる。

インレイ１０で使用される通信周波数帯としては、本実施形態のＲＦタグ１では、所謂ＵＨＦ帯に属する９２０ＭＨｚ帯（９１５−９３０ＭＨｚ：１５ＭＨｚ幅）を対象としている。
一般にＲＦタグで使用される周波数帯としては、例えば、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯等の数種類の周波数帯がある。そして、使用される周波数帯によって無線通信が可能な通信距離が異なるとともに、周波数帯によって最適なアンテナ長や配線パターンが異なってくる。

また、我が国では、電波法の改正により、ＲＦタグについては、これまで使用されていた９５０ＭＨｚ帯（９５０−９５８ＭＨｚ：８ＭＨｚ幅）から９２０ＭＨｚ帯（９１５−９３０ＭＨｚ：１５ＭＨｚ幅）へ移行されることになり、利用可能な周波数帯が拡大されるようになった。
そこで、本実施形態では、インレイ１０が小型化でき、また、後述する補助アンテナ２０を所定のサイズに形成する関係上、波長が短くアンテナが小型化できるＵＨＦ帯を対象とするようにしてあり、具体的には９２０ＭＨｚ帯を対象として、この９２０ＭＨｚ帯において良好な通信特性が得られるようにしている。
但し、インレイ１０や補助アンテナ２０の大きさの制約がなければ、本発明に係る技術思想自体は、９２０ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯以外の周波数帯域についても適用できることは勿論である。

［補助アンテナ］
補助アンテナ２０は、上述したインレイ１０の通信特性を向上・調整するためのエクストラアンテナとして機能するものであり、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、インレイ１０の片面側に積層配置される面状の導電性部材からなり、封止フィルム１３によって樹脂封止されたインレイ１０とは絶縁状態となっている。
すなわち、インレイ１０は、封止フィルム１３によって全体が樹脂封止されており、導電性部材からなる補助アンテナ２０とは物理的には絶縁状態となっている。そして、このような補助アンテナ２０がインレイ１０に直接積層されることで、補助アンテナ２０とインレイ１０のＩＣチップ１１は、封止フィルム１３を介して対向配置されるようになり、所謂コンデンサカップリングによって電気的接続がなされるようになる。
これによって、インレイ１０には補助アンテナ２０が縦方向（高さ方向）に積層されることで、インレイ１０のアンテナ１２と補助アンテナ２０により二次元アンテナが構成され、補助アンテナ２０が通信電波のブースターとして機能することになり、インレイ１０の通信特性の調整・向上が図られることになる。

補助アンテナ２０は、例えばＰＥＴ樹脂等の基材となるフィルムの表面に導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成することができる。
図２に本実施形態に係る補助アンテナの平面図を示してあり、同図（ａ）は補助アンテナ２０にインレイ１０を積層した状態を、また、同図（ｂ）は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。
同図に示すように、本実施形態では、補助アンテナ２０は、短辺がインレイ１０の短辺とほぼ同等の長さで、長辺がインレイ１０の長辺より長い矩形面状（帯状）に形成されるようになっている。

そして、この補助アンテナ２０は、特に矩形の長辺がインレイ１０の電波周波数の波長の略１／２の長さとなるように形成される。
さらに、矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４ずつの長さに二分割する切り欠き部２１が形成されるようになっている。
切り欠き部２１は、補助アンテナ２０の一方の長辺の縁部に開口した、インレイ１０のＩＣチップ１１が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成されている。

まず、パッチアンテナの原理により、補助アンテナ２０の長辺の長さは通信電波の波長の１／２，１／４，１／８とすることにより整合を取ることができる。
そして、ＲＦタグ１の全体の大きさ（長さ）は、補助アンテナ２０の長さによってほぼ規定されることになり、例えば補助アンテナ２０の長さを１／２波長とすれば、ＲＦタグ１の全体の大きさ（長さ）もほぼ１／２波長かそれよりやや大きい（長い）ものとなる。

ここで、図５に示したように、本実施形態においてＲＦタグ１の取付対象となるカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂは、長尺の金属パイプが縦横に直交して配置されて構成されており、金属パイプの長手方向に沿ってＲＦタグ１を配置させることで、ＲＦタグ１の長手方向の長さを吸収させることができる。すなわち、金属パイプに対して、パイプ長手方向に沿って配置することで、ＲＦタグ１の全長は大きな問題とはならなくなる。
従って、むしろこのような取付対象となるカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂの構造上の特徴を利用することにより、補助アンテナ２０の大きさ（長さ）は、通信特性として最適なものに設定することが好ましい。
そこで、本実施形態では、補助アンテナ２０の長辺の長さを、インレイ１０の電波周波数の波長の略１／２の長さとしてある。これによって、ＲＦタグ１が良好な通信特性を得られるようになる。

また、面状の補助アンテナ２０がインレイ１０に積層される場合に、インレイ１０のＩＣチップ１１に補助アンテナ２０が重なって位置すると、補助アンテナ２０を形成する導電性部材によりＩＣチップ１１の通信特性が損なわれる。
すなわち、インレイ１０のＩＣチップ１１近傍にはループ回路が形成されており（ループ部１１ａ）、このループ部１１ａは、インピーダンスの整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられており、この磁界成分を補助アンテナ２０の導体により阻害しないようにする必要がある。
そこで、補助アンテナ２０をインレイ１０に重ねて積層するにあたり、ＩＣチップ１１が位置する部分には補助アンテナ２０の導電性部材が存在しないように、切り欠き部２１を形成するようにしている。

さらに、この切り欠き部２１を形成するにあたり、切り欠き部２１を、補助アンテナ２０の長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４ずつの長さに二分割する位置、すなわち当該長辺の中心位置に形成するようにする。
なお、切り欠き部２１の大きさ（幅及び深さ）は、少なくともインレイ１０のＩＣチップ１１に重ねて補助アンテナ２０が存在しない大きさであれば良く、また、この切り欠き部２１の幅及び深さを適宜調整することで、ＩＣチップ１１の電波周波数や後述する基材５０の材質、ＲＦタグ１を取り付ける物品からの影響等に応じて、インピーダンス整合を図ることができるようになる。

従って、切り欠き部２１は、少なくともＩＣチップ１１が配置可能な大きさであって、その幅及び深さは補助アンテナ２０の大きさの範囲内で適宜調整・変更することができるものであれば良い。
より具体的には、本実施形態が対象とするインレイ１０の通信周波数９２０ＭＨｚの場合には、λ≒３２６．０ｍｍ，λ／２≒１６３．０ｍｍ，λ／４≒８１．５ｍｍとなる。
従って、補助アンテナ２０は、長辺の長さが１６３．０ｍｍ前後となるように形成し、これによって切り欠き部２１が形成される一方の長辺は、それぞれが８１．５ｍｍ前後の長さに２分割されることになる。

ここで、通常インレイは、アンテナ＋基材となるＰＥＴ層の２層（ＵＨＦタグ）あるいは、更にＰＥＴ層の下にインピーダンス調整アンテナとして３層として構成されている。
このため、本実施形態に係るインレイ１０においても、導体である補助アンテナ２０とインレイ１０のアンテナ１２に挟まれた、ＰＥＴ層との構造が波長短縮効果を生み、このＰＥＴ層を利用することで、見かけの波長が短縮されることになる。ＰＥＴの比誘電率はおよそ「４」である。
このため、本実施形態における補助アンテナ２０の長辺の長さもおよその値であり、略λ／２，略λ／４の値となっていれば十分であり、ＲＦタグ１の基材５０の材質や誘電率，タグの使用環境，使用態様等による通信特性の変化に応じて長さが前後することはある。
従って、補助アンテナ２０は、例えば長辺の長さを１３５ｍｍ、切り欠き部２１の幅を１５．５ｍｍ、切り欠き部２１によって二分割される長辺を、それぞれが５９．７５ｍｍずつの寸法に形成することができる。

また、補助アンテナ２０に形成される切り欠き部２１は、使用するインレイ１０の寸法を基準にして設定されるようになっており、インレイ１０のＩＣチップ１１の部分に補助アンテナ２０の導電性部材が重ならないような幅及び深さに形成される。
具体的には、まず切り欠き部２１の幅については、インレイ１０のＩＣチップ１１のループ部１１ａの幅を基準にしており、補助アンテナ２０の導体が、ＩＣチップ１１及びループ部１１ａに重ならず、又はＩＣチップ１１には重ならずループ部１１ａの周縁の一部に重なるような大きさに形成する。例えばループ部１１ａの幅のサイズが１５〜１８ｍｍ程度である場合には、切り欠き部２１の幅は約１０〜２０ｍｍの範囲の長さ（例えば上記した１５．５ｍｍ）とする。
また、切り欠き部２１の深さについては、インレイ１０及び補助アンテナ２０の幅（短手方向の長さ）と、ループ部１１ａの上部の位置を基準にして設定し、少なくともＩＣチップ１１にアンテナ導体が重ならないようにする。例えばインレイ１０及び補助アンテナ２０の幅が７〜１０ｍｍ程度である場合、切り欠き部２１の深さは約２〜５ｍｍの範囲の長さ（例えば３．０ｍｍ）とする。

なお、インレイ１０に対してデータの読み書きが行われる際に補助アンテナ２０に流れる電流は、面状の補助アンテナ２０の周縁部分にしか流れない（表皮効果）。
そこで、補助アンテナ２０は、上述した切り欠き部２１を有する凹形状の周縁外形を有していれば、面状部分を例えばメッシュ（網目）状，格子状等に形成することができる。
このように補助アンテナ２０をメッシュ状等に形成することで、表皮効果によりアンテナとしての機能は損なわれず、かつ、補助アンテナ２０の全体の導体部分の面積を少なくすることができ、補助アンテナ２０を形成する導電性インク等の導体材料を節減でき、ＲＦタグ１の更なる低コスト化を図ることができるようになる。

［基材］
基材５０は、上述した積層されたインレイ１０及び補助アンテナ２０が搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイ１０に対する誘電率調整層として機能する部材である。本実施形態では、インレイ１０及び補助アンテナ２０がはみ出さずに搭載・積層できるように、積層された状態のインレイ１０及び補助アンテナ２０の外形よりも一回り大きな帯状に形成されている。
そして、この基材５０が、一定の可撓性・柔軟性を有しており、例えば角柱状の金属パイプの表面（平面）は勿論のこと、図５に示したカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの曲面部分に対しても、パイプ長手方向に沿って面接触状態で配設・貼着できるようになっている。

基材５０の一面側（図１の上面側）には、補助アンテナ２０及びインレイ１０が積層配置される。そして、インレイ１０・補助アンテナ２０が搭載・積層された基材５０の一面（上面）は、カバー部材となる表層４０によって被覆・コーティングされる。これによって、インレイ１０及び補助アンテナ２０は、積層状態で基材５０と表層４０によって挟持された状態で封止され、外部から保護されるようになる。
表層４０は、インレイ１０及び補助アンテナ２０を搭載した基材５０の一面に貼着・接着されるシート状部材であり、例えば、紙や合成紙、ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリプロピレン，ポリイミド等の樹脂からなる可撓性を有するシート材，フィルム材によって形成することがでる。

一方、基材５０のもう一方の面側（図１の下面側）には、特に図示しないが両面テープ（粘着テープ）等からなる粘着材が備えられ、粘着材の粘着力によって、取付対象となる金属パイプの表面に貼着されるようになっている。これによって、ＲＦタグ１は、基材５０が取付対象の表面に粘着材を介して貼付されて、容易に剥離されないように金属パイプの表面に配置・固着される。
図３に、本実施形態に係るＲＦタグ１を金属パイプの長手方向に沿って配設・貼付した状態を示す。

以上のような基材５０は、本実施形態では、補助アンテナ２０とともに積層されたインレイ１０の通信特性を調整する所定の比誘電率を有するように形成されており、これによって、基材５０に対して搭載・積層されたインレイ１０に対する誘電率調整層として機能するようになっている。
例えば、基材５０は、所定の部材によって、所定の厚みで形成されることにより、インレイ１０の通信特定に対して好適な比誘電率を有する誘電率調整層として形成することができる。
これによって、使用するインレイ１０の種類や通信特性，ＲＦタグ１を使用する物品・使用環境・使用周波数帯域などの諸条件を考慮して、基材５０として適切な材質と厚みを選定し、基材５０のみを選択・交換することで、ＲＦタグ１を異なる物品に使用したり、異なる通信周波数に対応させることが可能となる。

ここで、基材５０は、比誘電率としては、１．０以上１．８以下、より好ましくは、１．０以上１．５以下とする。
また、基材５０の厚みとしては、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、より好ましくは、１．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とする。
一般に、基材５０を構成する部材の比誘電率が高くなると、部材の硬度も高くなり、柔軟性・可撓性が低くなる傾向にある。また、基材５０の厚みが大きくなっても、同様に柔軟性・可撓性が劣化する。その結果、基材５０をカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの曲面部分に取り付けた場合、基材５０を曲面に沿って変形・湾曲させることが困難となり、基材縁部が浮いてしまったり、基材自体が折れ曲がってしまい、曲面に対して面接触させることができなくなる。
一方、基材５０の比誘電率が低過ぎたり、厚みが小さ過ぎると、取付対象となる金属からの影響を回避することができなくなり、基材５０をインレイ１０に対する誘電率調整層として機能させることができず、ＲＦタグ１の通信特性を向上させることが困難となる。

そこで、本実施形態では、基材５０の柔軟性・可撓性を確保しつつ、金属の影響を回避してＲＦタグ１の通信特性を向上させることができる最適な範囲として、比誘電率が１．０以上１．８以下、より好ましくは、１．０以上１．５以下、厚みが１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、より好ましくは、１．６ｍｍ以上１．８ｍｍ以下となるように、基材５０を形成するようにしてある。
基材５０をこのような範囲の比誘電率と厚みを有するように形成することで、基材５０に一定の柔軟性・可撓性を付与することができ、角柱状の金属パイプの表面（平面）は勿論のこと、カゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの曲面部分に対しても、面接触状態で取付・貼着させることができるようになる（図３（ｂ）参照）。
また、基材５０がこの範囲の比誘電率・厚みを有することにより、ＲＦタグ１の取付対象となる金属からの影響を基材５０によって回避・吸収することができ、ＲＦタグ１の通信特性として、後述するような良好な通信距離・通信範囲を得ることができるようになる（図４参照）。

ここで、本実施形態のＲＦタグ１の取付対象は、カゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの柱状部材であり、図３にも示す通り、内部が中空の筒状となっている。このような中空筒状のために、金属パイプ内を経由した電路が構成されることになり、電路断面が大きくなるためにインピーダンスが小さくなり、筒体の表面に配置されたＲＦタグ１に対する金属の影響は、非中空状（中実状）の金属と比較して低くなる。
非中空（中実）の金属、例えば金属製の棒状部材や厚みが数ｃｍ以上の金属物体などの場合、上記のような中空筒状部材におけるようなインピーダンスの減少は発生せず、従って、ＲＦタグ１の通信特性を確保するためには、誘電率調整層として備える比誘電率は２〜３以上が必要となる。このような比誘電率を有する部材は、一般に硬度が高くなり、そのような部材により基材を形成すると、柔軟性・可撓性がなく、また、基材の厚みを薄く形成することも困難となる。
また、カゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプは、一般に規格が統一されており、金属パイプを構成する柱状部材の表面は、曲率８０（ｒ＝１２．５ｍｍ）の曲面となる、φ２５の金属製パイプが用いられている。

そこで、本実施形態では、取付対象としてカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成する金属パイプなどの中空状の金属製柱状部材に特化することで、ＲＦタグ１の通信特性を良好な状態に確保することができる基材５０として、上記所定範囲の比誘電率と厚みを備えた基材５０を採用するに至ったものである。
このような基材５０を採用することにより、９２０ＭＨｚ帯の通信周波数が使用されるＲＦタグ１を、φ２５，曲率８０（ｒ＝１２．５ｍｍ）の金属パイプを備えたカゴ台車１００ａやカートラック１００ｂに取り付けることで、７ｍ以上１０ｍ以下の範囲で良好な通信が行えるようになり（図４参照）、かつ、ＲＦタグ１は、基材５０が湾曲状に撓んで、金属パイプの表面に面接触状態で配設・貼着できるようになる（図３参照）。
なお、基材５０は、当然ながら平面状部分に対して面接触状態で配設・貼着させることができ、角柱状の金属パイプの表面（平面）に面接触状態で取り付けることも勿論できる。また、円柱状の金属パイプとしては、真円柱状のものに限らず、楕円柱状のものであっても良いことは勿論である。

以上のような本実施形態に係る基材５０としては、例えば、発泡ポリエチレン，発泡ポリプロピレン等の架橋ポリオレフィン発泡体によって形成することがでる。
また、基材５０は、上記のような架橋ポリオレフィン発泡体により形成した単一の帯状部材によって構成することもでき、また、複数（例えば二層）の帯状部材を重ね合わせて一つの基材５０を構成することもできる。

［通信特性］
以上のような構成からなる本実施形態に係るＲＦタグ１の通信特性について、図４を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態に係るＲＦタグ１を、カゴ台車１００ａやカートラック１００ｂを形成するφ２５（曲率８０（ｒ＝１２．５ｍｍ））の金属パイプの表面に、パイプ長手方向に沿って貼付して交信距離評価を行った結果を示している。
同図（ａ）から明らかなように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、９２０ＭＨｚをピークとしてほぼ１０ｍの通信距離が得られることが分かる。
また、同図（ｂ）から明らかなように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、リーダ・ライタに対して０°（真正面）の位置をピークとして７ｍ以上の通信距離が得られ、９０°・２７０°（真横）の位置においてもほぼ５ｍの通信距離が得られ、さらに、１８０°（真後ろ）の位置においても１ｍ以上の通信距離が得られていることが分かる。

以上説明したように、本実施形態のＲＦタグ１によれば、金属に取り付けられて使用されるＲＦタグ１を構成する基材５０を、所定の柔軟性・可撓性を有し、かつ、所定の比誘電率を備えるように形成することで、例えば金属パイプのような所定の曲率を有する柱状部材に対しても、柱状部材の長手方向に沿って配置・貼着させて、良好な通信特性を得ることが可能となる。
これによって、金属パイプからの影響を回避しつつ、大型で過剰なカバーやケース，ホルダー等を必要とすることなく、特定の通信周波数（９２０ＭＨｚ帯）において、長く広い範囲で通信を行わせることができ、取付箇所が曲面であっても、剥離や脱落等が生じることなく面接触状態で取り付けることができるようになる。
従って、特にカゴ台車やカートラック等を形成する金属パイプの表面の曲面部分に取り付けるのに好適なＲＦタグを実現することができる。

以上、本発明のＲＦタグ及び金属容器について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るＲＦタグは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るＲＦタグを取り付けて使用する物品・対象物として、金属パイプによって構成されるカゴ台車やカートラックを例にとって説明したが、本発明のＲＦタグを使用できる物品，対象物としては、カゴ台車やカートラックに限定されるものではない。
すなわち、ＲＦタグが使用され、リーダ・ライタを介して所定の情報・データが読み書きされる物品，対象物であれば、どのような物品・対象物であっても本発明に係るＲＦタグを適用することができる。
特に、所定の曲率を有する曲面を備えた柱状部材・金属パイプを備えた物品・対象物であることが好ましく、例えばカゴ台車やカートラック以外では、金属製パレットやパイプ椅子，パイプベッド，折り畳み台車，自転車などに好適に用いることができる。

本発明は、例えばカゴ台車やカートラックなど任意の物品や対象物に取り付けられて使用される、特に所定の曲率を有する曲面を備えた柱状部材・金属パイプを備えた物品・対象物に取り付けられる金属対応型のＲＦタグとして好適に利用することができる。

１ ＲＦタグ
１０ インレイ
１１ ＩＣチップ
１１ａ ループ部
１２ アンテナ
１３ 封止フィルム
２０ 補助アンテナ
２１ 切り欠き部
４０ 表層
５０ 基材
１００ 金属パイプ

Claims (5)

1. ＩＣチップと、ＩＣチップの周囲をループ状に囲む導体からなるループ部と、ループ部を経由してＩＣチップと接続されるアンテナを備え、全体が絶縁部材によって封止されたインレイと、
   前記インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、
   積層された前記インレイ及び補助アンテナが搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイに対する誘電率調整層として機能する基材と、を備え、
   前記補助アンテナが、
   前記インレイの前記ループ部に重なるように配置される切り欠き部を備え、
   前記基材が、所定の曲率の曲面からなる金属製柱状部材の表面に長さ方向に沿って帯状に面接触状態で貼着可能な可撓性を有することを特徴とするＲＦタグ。
2. 前記補助アンテナが、
   長辺が前記インレイの電波周波数の波長の略１／２の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、
   一方の長辺を前記インレイの電波周波数の波長の略１／４ずつの長さに二分割する切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部が、
   前記一方の長辺の縁部に開口した、前記インレイのＩＣチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された請求項１記載のＲＦタグ。
3. 前記基材の比誘電率が１．０以上１．５以下である請求項１又は２記載のＲＦタグ。
4. 前記金属製柱状部材の表面が、曲率８０（ｒ＝１２．５ｍｍ）の曲面からなる請求項１乃至３のいずれか一項記載のＲＦタグ。
5. 前記金属製柱状部材が、φ２５の金属製パイプからなる請求項１乃至４のいずれか一項記載のＲＦタグ。

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