JP7079943B2

JP7079943B2 - Ｒｆｉｄタグ用のコイル

Info

Publication number: JP7079943B2
Application number: JP2020138489A
Authority: JP
Inventors: 詩朗杉村; 孝裕石橋
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd; Phoenix Solution Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd; Phoenix Solution Co Ltd
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2040-08-19
Also published as: EP4202764A1; WO2022039159A1; WO2022039159A9; US20230274122A1; JP2022034679A; KR20230011362A; CN116034374A

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグ用のコイルに関する。

特許文献１（再表２００７－０８３５７４号公報）には、無線ＩＣチップと、無線ＩＣチップと接続され、所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を設けた給電回路基板と、給電回路基板が貼着又は近接配置されており、給電回路から供給された送信信号を放射する、及び／又は、受信信号を受けて給電回路に供給する放射板と、を備え、送信信号及び／又は受信信号の周波数は、共振回路の共振周波数に実質的に相当すること、を特徴とする無線ＩＣデバイスが開示されている。

特許文献２（特開２０１１－０９７５８６号公報）には、物品本体と電子タグの組立体であって、電子タグは、物品の固有のデータを記憶する電子デバイスと、電子デバイスに連結され、記憶されたデータをリモートリーダデバイスに送信するためのアンテナと、を有する種類のタグであり、物品のある部分が、少なくとも部分的に、ゴムを含む材料組成からなり、電子デバイスとアンテナが、物品のある部分に取り付けられるとともに、外部接触手段を有し、アンテナは可撓性であり、少なくとも部分的に可撓性導電材からなり、可撓性導電材は少なくとも部分的に導電ゴムを含む組立体が記載されている。

特許文献３（特開２０１７－１３２２９１号公報）には、ＲＦＩＤチップとアンテナとを備えたＲＦＩＤタグ内蔵タイヤにおいて、アンテナを、ＲＦＩＤチップに接続される第１のアンテナと、第１のアンテナの外部に設けられて第１のアンテナに電磁界結合される第２のアンテナとから構成するとともに、ＲＦＩＤチップと第１のアンテナとを第１の固定部材に固定し、ＲＦＩＤタグをタイヤのカーカスプライ端のタイヤ径方向外側に配置し、第２のアンテナをカーカスプライを構成する導電性のカーカスプライコードと電磁界結合させるようにしたＲＦＩＤタグ内蔵タイヤが開示されている。

再表２００７－０８３５７４号公報特開２０１１－０９７５８６号公報特開２０１７－１３２２９１号公報

電波を用いて情報の書き込みまたは読み出しを行うことができる非接触型の情報記録再生装置として、受動式無線周波数識別トランスポンダ（以下、ＲＦＩＤタグともいう）がある。トランスポンダをタイヤに取り付け、トランスポンダにタイヤに関する情報を書き込み、または読み出しを行うことによって、タイヤを管理することができる。
例えば、自動車等の車両用のタイヤでは、製造管理、流通管理、タイヤ使用中のメンテナンス管理、さらには１次ライフ終了後、摩耗したトレッド部を更生したリトレッドタイヤの製造管理、およびそのメンテナンス管理等において、その仕様、製造履歴、使用履歴等の各タイヤの固有情報を把握する必要がある。

ところで、車両走行時に発生するタイヤ内の歪みがＲＦＩＤタグなどの電子部品を被覆する被覆ゴムと隣接部材との境界面に集中し、その結果、電子部品と隣接部材との間に亀裂が発生するおそれがあり、問題が生じる。
一方、耐久性向上の観点から、電子部品を被覆する被覆ゴムにカーボンブラックが多量に配合されると、タイヤに取付けられたＲＦＩＤタグの通信性能に影響が生じてうまく通信できない場合がある。

従来、自動車タイヤなどのゴム製品に埋め込んで使用するＲＦＩＤタグの殆どが半波長ダイポールアンテナ方式を用いたＲＦＩＤタグを使用している。しかし、カーボンブラックを含むゴム製品の中にダイポールアンテナ方式を用いたＲＦＩＤタグを埋め込んだ場合、ＲＦＩＤタグの２つの給電点の間に数１０ＫΩから数１００ＫΩの抵抗が接続されることになり、これが半波長ダイポールアンテナの２つのアンテナエレメント間に存在することでアンテナのインピーダンスおよび実効電気長に大きく影響する。

また、通常のダイポールアンテナでは、ＲＦチップがダイポールアンテナの中央に配置されるため、タイヤが大きく伸縮した時には、ＲＦチップとＲＦチップの両端に接続される２つのアンテナ線との接合部が破損して通信ができなくなるとの課題もある。

また、ダイポールアンテナを備えたＲＦＩＤタグを直接タイヤに埋め込んだ場合、加硫時などタイヤの製造過程において、ダイポールアンテナの形状および電気長が変化し、ＲＦＩＤタグの通信周波数における通信可能距離などの特性が劣化するとの課題もある。

特許文献１に記載の発明の無線ＩＣデバイスは、無線ＩＣチップと放射板との間に所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を配置し、送信信号および／または受信信号の周波数を共振回路の共振周波数に実質的に相当するように構成したものである。
しかし、放射板が給電回路と電磁界結合および／または容量結合しているため（第１実施例、図１から図７参照）、放射板の信号源インピーダンスが高く、無線ＩＣデバイスを、カーボンブラックを含むゴム製品に埋め込んだ場合には無線ＩＣデバイスの通信可能距離などの特性がカーボンブラックのインピーダンスおよびゴム製品の比誘電率の影響を受けやすいとの課題があった。

特許文献２に記載の発明のタイヤゴムなどの物品本体と電子タグとの組立体は、アンテナに少なくとも部分的に導電ゴムを含む可撓性導電材を用いることにより、機械的に物品内に組み込むのに適したものである。
しかし、電子タグを、カーボンブラックを含むゴム製品に埋め込んだ場合には無線ＩＣデバイスの通信可能距離などの特性がカーボンブラックのインピーダンスおよびゴム製品の比誘電率の影響を受けやすい、また、導電性ゴムでアンテナを構成した場合、金属のアンテナに比べて抵抗成分が大きい、との課題があった。

特許文献３に記載の発明のＲＦＩＤタグ内蔵タイヤは、ＲＦＩＤチップに接続される第１のアンテナと、第１のアンテナの外部に設けられた第２のアンテナとを電磁界結合するとともに、第２のアンテナを導電性のカーカスプライコードと電磁界結合させたＲＦＩＤタグ内蔵タイヤである。
しかし、第１のアンテナと第２のアンテナとが電磁界結合しており、第２のアンテナの信号源インピーダンスが高いため、やはり、ＲＦＩＤタグを、カーボンブラックを含むゴム製品に埋め込んだ場合にはＲＦＩＤタグの通信可能距離などの特性がカーボンブラックのインピーダンスおよびゴム製品の比誘電率の影響を受けやすいとの課題があった。

本発明の主な目的は、タイヤに貼着または埋め込んで使用した場合でも、タイヤに含まれるカーボンブラックおよび、タイヤの比誘電率の影響を受けることが少なく、通信特性に優れたＲＦＩＤタグを構成することのできるＲＦタグ用のコイルを提供することである。

（１）
一局面に従うＲＦタグ用のコイルは、ＲＦチップと、ＲＦチップに接続されたパターンコイルを搭載した基板と、を有するＲＦＩＤタグにおいて用いられる。ＲＦチップとパターンコイルとは、基板の表面に配置するように搭載されていても良いし、基板の内部に埋め込まれるように搭載されていても良い。
基板とコイルとは、ハウジングの中に収納されており、コイルは前記基板を周回し、コイルの第１の端部は基板から延設してアンテナの第１エレメントを構成し、コイルの第２の端部は基板から延設してアンテナの第２エレメントを構成し、第１エレメントと前記第２エレメントとは平行で、かつ、第１エレメントは第２エレメントよりも延設長さが長く、コイルとパターンコイルとは結合トランスを構成し、コイルの巻き線数はパターンコイルの巻き線数より小さい。

この場合、結合トランスの１次側に相当するコイルの巻き線数を２次側に相当するパターンコイルの巻き線数より小さくすることにより、第１エレメントと第２エレメントとが接続されるコイルの入力インピーダンスを低インピーダンスとし、２次側を高インピーダンスに変換して、ＲＦチップの入力インピーダンスに適合させることができる。
また、ハウジングに設けられたガイド部により、基板と、コイルとの位置関係を安定させることができる。
本発明のＲＦＩＤタグを構成するコイルは、タイヤ等のゴム製品に取り付けた場合に、第２エレメントが抵抗性のインピーダンスを有するタイヤ等のゴム製品と電気的に接続されることによって、タイヤ等のゴム製品がＲＦＩＤタグのグランドとして機能するため、高感度で通信を行うことができる。したがって、タイヤ等のゴム製品に取り付けた場合に、通信特性に優れたＲＦＩＤタグとすることができる。
また、本発明のコイルで構成したＲＦＩＤタグは、基板の上面に結合トランスの１次側を配置する必要がないため、基板のサイズを効果的に小さくすることができる。これにより、変形を伴うタイヤ等のゴム製品に取り付けた場合でも破損または剥離しにくくかつ耐久性に優れたＲＦＩＤタグとすることができる。
本発明のコイルは空芯コイルであってよい。

（２）
第２の発明にかかるコイルは、一局面に従うコイルにおいて、コイルとコイルの端部の第１エレメントと第２エレメントとは１本の導線を折り曲げて形成されていてもよい。

この場合、コイルと第１エレメントおよび第２エレメントとの接続をはんだ付け等で行う必要がないため、製造工程が簡単でかつ電気的接続の信頼性が高い。

（３）
第３の発明にかかるコイルは、一局面または第２の発明にかかるコイルにおいて、ハウジングは、コイルの形状を保持するするガイド部と、基板を収納する収納部と、を有し、パターンコイルの軸心、およびコイルの軸心が一致してもよい。

この場合、コイルおよび基板がハウジングに固定されるので、パターンコイルの中心軸とコイルの中心軸とを正確に一致させることができる。したがって、結合トランスの効率を高くすることができる。

（４）
第４の発明にかかるコイルは、一局面から第３の発明にかかるコイルにおいて、ＲＦＩＤタグの通信周波数における電波の波長をλとしたとき、第１エレメントの電気長がλ／４、λ／２、（３／４）λ、（５／８）λであってもよい。

この場合、第１エレメントの電気長をλ／４、λ／２、（３／４）λ、（５／８）λとすることにより、第１エレメントの共振周波数をＲＦＩＤタグの通信周波数と一致させることができ、ＲＦＩＤタグの通信距離を伸ばすことができる。

（５）
第５の発明にかかるコイルは、一局面から第４の発明にかかるコイルにおいて、コイルおよび基板が樹脂でハウジングにモールドされてもよい。

この場合、埋め込み時の結合トランスの１次側と基板との位置ずれ等を防止できる。また、ＲＦチップを樹脂でモールドすることができるため、ＲＦチップをパッケージされていないベアチップの状態でパターンコイルの上に搭載することができる。

（Ａ）
第Ａの発明にかかるコイルは、第２の発明にかかるコイルにおいて、１本の導線は導体の編線であってもよい。

この場合、第１エレメントおよび第２エレメントが導体の編線（編銅線、編導線）で形成されることにより、仮にタイヤが大きく変形しても一度に全ての編線が破断することがないため通信を維持することができ、耐久性に優れる。

（Ｂ）
第Ｂの発明にかかるコイルは、一局面から第５の発明にかかるコイルにおいて、コイルがタイヤの内側に貼着され、またはタイヤのゴムに埋め込まれてもよい。

この場合、タイヤを維持管理するための各種データを、タイヤの内側に貼着され、またはタイヤのゴムに埋め込まれたＲＦＩＤタグで管理することができる。

（Ｃ）
第Ｃの発明にかかるＲＦＩＤタグ内蔵タイヤは、一局面から第５の発明にかかるコイルを備えたＲＦＩＤタグがタイヤの内側に貼着され、またはタイヤのゴムに埋め込まれていてもよい。

この場合、タイヤの内側に貼着され、またはタイヤのゴムに埋め込まれたＲＦＩＤタグと通信することにより、タイヤを維持管理するための仕様、製造履歴、使用履歴等の各タイヤの固有情報を書き込み、あるいは読み出すことができる。

ＲＦＩＤタグの、基板の第１面側から見た模式的正面図である。基板の第１面側から見た模式的拡大正面図である。基板の第２面側から見た模式的拡大背面図である。図３のａ－ａ’線で基板を切断した場合の模式的断面図である。ＲＦＩＤタグの等価回路図である。ＲＦチップを第１の角度に配置したときの、ＲＦチップと結合トランスの２次側との接続を示す模式的図面である。ＲＦチップを第１の角度と直交する第２の角度に配置したときの、ＲＦチップと結合トランスの２次側との接続を示す模式的図面である。ブチルゴムシートに粘着配置した状態のＲＦＩＤタグを基板の第２面側から見た模式的平面図である。ＲＦＩＤタグをブチルゴムシートと第２のゴムシートで挟み込んだ状態の、ゴム被覆ＲＦＩＤタグを側面から見た模式的断面図である。ゴム被覆ＲＦＩＤタグをタイヤの内側に貼り付けて測定した、ＲＦＩＤタグの通信可能距離の周波数特性の一例を示す図である。ゴム被覆ＲＦＩＤタグをタイヤの内側に貼り付けた状態を示す模式的断面図である。ゴム被覆ＲＦＩＤタグの製造ラインの一例を示す模式図である。テーピング状態のＲＦＩＤタグを用いてゴム被覆ＲＦＩＤタグを製造する場合の製造ラインの一部を示す模式的図面である。図４の他の例を示す模式的断面図である。ゴム被覆ＲＦＩＤタグの製造ラインの他の例を示す模式図である。ＲＦＩＤタグをタイヤに取り付けた場合の周波数と通信距離との模式図である。第３の実施形態のコイルを備えたＲＦＩＤタグの模式的斜視図である。図１８（ａ）は第３の実施形態の、端部に第１エレメントと第２エレメントとを備えたコイル、および基板の模式的斜視図であり、図１８（ｂ）は第３の実施形態のコイルを備えたＲＦＩＤタグの、基板に搭載されたパターンコイルとＲＦチップとの模式的斜視図である。第３の実施形態のコイルを備えたＲＦＩＤタグの、ハウジングに収納されたコイルおよび基板の模式的斜視図である。第３の実施形態のコイルを備えたＲＦＩＤタグの、ハウジングの収納部およびガイド部を示す模式的斜視図である。図２１（ａ）は、第１の変形例のコイルを備えたＲＦＩＤタグの模式的斜視図であり、図２１（ｂ）は第１の変形例のコイルを備えたＲＦＩＤタグの模式的上面図である。図２２（ａ）は、第２の変形例のコイルを備えたＲＦＩＤタグの模式的斜視図であり、図２１（ｂ）は第２の変形例のコイルを備えたＲＦＩＤタグの模式的上面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
なお、特許請求の範囲に記載の請求項に係る発明は、下記の第３の実施形態のコイルに相当する。

（第１の実施形態）
図１は、ＲＦＩＤタグ１００の、基板９０の第１面９１側から見た模式的正面図であり、アンテナを構成する第１エレメント５０、第２エレメント６０、および基板９０を備えたＲＦＩＤタグ１００を示す。図２は基板９０の第１面９１側から見た模式的拡大正面図であり、図３は基板９０の第２面９２側から見た模式的拡大背面図であり、図４は図３のａ－ａ’線で基板９０を切断した場合の模式的断面図である。また、図５はＲＦＩＤタグ１００の等価回路図である。

図１から図４に示すように、直方体状に形成される基板９０の第１面９１にレール状の溝６５（図４参照）が形成され、また基板９０の第１面９１に長方形状の導体で形成された第２エレメント６０が設けられている。溝６５の底部には複数のスルーホール７０が設けられている。複数のスルーホール７０は適宜間隔で設けることができる。この実施の形態では５つのスルーホール７０が設けられているが、２以上が好ましく、４以上がさらに好ましい。溝６５内に導体の編線で形成された第１エレメント５０が配設されている。

ここで、溝６５に第１エレメント５０が配設されているとは、第１エレメント５０とスルーホール７０とが電気接続されていればその形態は問わない。例えば、溝６５内に変形性を有する第１エレメント５０が圧入されていてもよく、溝６５内に第１エレメント５０が配置されブチルゴムシート１２０の一部が溝６５内に入り込むことで第１エレメント５０とスルーホール７０とが電気接続されるようにしてもよく、容量結合される状態でもよい。
溝６５に第１エレメント５０が配設され、第１エレメント５０の一方側端部と他方側端部とは基板９０から外側に延設された状態となる。本実施形態の場合、一方側端部の延設長さは第１エレメント５０の全長の約１／１０、他方側端部の延設長さは第１エレメント５０の全長の約４／５である。第１エレメント５０の他方側端部の延出方向は、基板９０の長手方向に実質的に沿っている。

（第１エレメント５０）
第１エレメント５０に使用される編線としては、銅線、鉄線、真鍮線など任意の金属線を編んで構成される線（網線を含めるものとする。）を使用することができる。また、可撓性および導電性を有する他の金属素材（例えば、テープ状、リボン状など）を使用することもできる。
編線は複数の金属線の集合で構成されているため、ブチルゴムシート１２０（図９参照）の成分が編線の内部にまで浸透し、編線はブチルゴムシート１２０と一体化し、ＲＦＩＤタグ１００がブチルゴムシート１２０およびタイヤ１６０（図１１参照）から剥離することを確実に防止することができる。

さらに、第１エレメント５０を編線により形成することで、第１エレメント５０の曲げ、ひねり、変形等が可能になる。それゆえ、タイヤ１６０が変形あるいは振動した場合に、第１エレメント５０がタイヤ１６０の変形、振動に追従するため、第１エレメント５０は破線することを抑止し、また基板９０との接続部分が剥がれることも抑止される。

第２エレメント６０は金属パターン、金属箔、金属板などで形成することができる。第２エレメント６０表面はタイヤ１６０とのインピーダンスを低くするために基板９０の表面に露出している。第２エレメント６０の大きさは限定するものではないが、本実施形態の場合、約５．５ｍｍ×２．５ｍｍの矩形状である。第２エレメント６０の形状は必ずしも長方形である必要はなく、例えば円形等でもよい。ただし、第２エレメント６０とタイヤ１６０との接続インピーダンスを低くするため、第２エレメント６０の面積は３ｍｍ²以上が好ましく、５ｍｍ^２以上であることがより好ましい。

次に、基板９０の第２面９２に、ＲＦチップ１０と結合トランス２０とが設けられている。結合トランス２０の１次側３０の２つの端子は、溝６５の底部に設けられたスルーホール７０、および基板９０に設けられたスルーホール８０を介して、それぞれ第１エレメント５０および第２エレメント６０に接続されている。また、結合トランス２０の２次側４０の２つの端子は、それぞれ、ＲＦチップ１０の端子にワイヤボンドにより接続されている。
なお、本実施の形態においては、結合トランス２０の１次側３０と２次側４０とは、基板９０の第２面９２にいずれも設ける場合について説明するが、これに限らず、１次側３０と２次側４０とを基板９０の別の面にそれぞれ設けて結合トランス２０を構成してもよく、基板９０を複数積層にして、異なる層に設けても良い。

ＲＦチップ１０はエポキシ系ダイボンド材等の接着剤により、結合トランス２０の２次側４０の表面に、あるいは基板９０に接着されている。また、結合トランス２０の２次側４０とＲＦチップ１０とは樹脂層で封止されている。
樹脂層としては、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂（アクリル樹脂及び誘導体を主成分とした樹脂）、ウレタン樹脂等の絶縁性樹脂を使用することができる。
ＲＦチップ１０は、一般に使用される市販品を使用することができ、特に１２０℃程度の加硫温度に耐性を有するものを用いることが好ましい。
なお、本実施形態のＲＦＩＤタグ１００は、図９に示すように、通常、ブチルゴムシートからなる第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０との間に挟まれた状態でタイヤ１６０に貼り付けて、または、埋め込んで使用される。

具体的な構成は以下のとおりである。
第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０との間にＲＦＩＤタグ１００を配設し、第１のゴムシート１２０、ＲＦＩＤタグ１００および第２のゴムシート１３０がこの順で積層された積層体を圧着してゴムに被覆されたＲＦＩＤタグ（以下、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０ともいう。）が構成される。ここで、第１エレメント５０と基板９０の第１面９１とが第１のゴムシート１２０側に配置され、第１エレメント５０と基板９０の第２面９２とが第２のゴムシート１３０側に配置されるように、ＲＦＩＤタグ１００を第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０との間に挟み込む。得られたゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０においては、基板９０の第１面９１は第１のゴムシート１２０で被覆され、第２面９２は第２のゴムシート１３０で被覆された形態となる。

（第１のゴムシート１２０）
本発明に使用される第１のゴムシート１２０は、ブチルゴムを含有するゴム組成物をシート状にして形成されている。例えば、所定寸法を有する第１のゴムシート１２０は、ゴム組成物をロールなどにより圧延して長尺なシートとし、このシートを所定の形状、寸法に裁断することで容易に得ることができる。
第１のゴムシート１２０におけるブチルゴムの含有率は、粘着性およびガス透過性等を向上させるために、５０重量％以上であるのが好ましく、７０重量％以上９５重量％以下の範囲内であるのがさらに好ましい。ゴム組成物は、ハロゲン化ブチルゴム、ジエン系ゴム、エピクロロヒドリンゴム等を含有することができる。
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等が挙げられる。これらジエン系ゴムは一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記第１のゴムシート１２０には、さらにゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、補強性充填材、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を目的に応じて適宜配合することができる。これら配合剤は市販品を好適に使用することができる。第１のゴムシート１２０の厚さは任意であるが、５μｍ以上５００μｍ以下の範囲とすることができ、特に１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。
第１のゴムシート１２０は通常、未加硫ゴムシートであり粘着性に優れているため、例えば空気入りのタイヤ１６０のインナーライナー用部材として用いることができる。

（第２のゴムシート１３０）
第２のゴムシート１３０は、ゴムを含有する第２のゴム組成物をシート状にして形成されている。例えば、所定寸法を有する第２のゴムシート１３０は、第２のゴム組成物をロールなどにより圧延して長尺なシートとし、このシートを所定の形状、寸法に裁断することで容易に得ることができる。
ゴムの種類としては、従来汎用されている天然ゴムおよび／または各種合成ゴムのうちから１種または２種以上を適宜選択して用いることができる。
合成ゴムとしては、具体的には例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ＩＩＲ、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。

第２のゴム組成物は、上記第１のゴム組成物を使用することができるが、架橋剤を含有することが好ましい。そのような架橋剤としては、通常ゴム組成物の架橋に使用される架橋剤であればどのような種類のものでも使用することができる。例えば、硫黄、有機過酸化物、有機硫黄化合物などが挙げられる。架橋剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対し、通常０．１重量部以上１０重量部以下、好適には１重量部以上５重量部以下とすることができる。

また、ゴム組成物中には、ゴム業界で通常使用される加硫促進剤、充填剤、オイル、老化防止剤等の各種ゴム用添加剤を適宜配合することができる。
加硫促進剤としては、例えば、ステアリン酸、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＺ）、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＺ）、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対し、通常０．１重量部以上１０重量部以下、好適には１重量部以上３重量部以下とすることができる。

充填剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、亜鉛華、硫酸バリウム、酸化チタン等を挙げることができ、これらは１種を単独で、または２種以上を併用することができる。充填剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対し、通常１０重量部以上２００重量部以下、好適には３０重量部以上１５０重量部以下とすることができる。

オイルとしては、例えば、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系プロセスオイル、エチレン－α－オレフィンのコオリゴマー、パラフィンワックス、流動パラフィン等の鉱物油、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油等の植物油などのオイルを用いることができる。これらは１種を単独で、または２種以上を併用することができる。オイルの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し、通常０．１重量部以上１００重量部以下、好適には１重量部以上５０重量部以下とすることができる。

老化防止剤としては、例えば、フェニル－α－ナフチルアミン等のナフチルアミン系；オクチルジフェニルアミン等のジフェニルアミン系；Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ナフチル－ｐ－フェニレンジアミン等のｐ－フェニレンジアミン系；２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系；２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール、スチレン化フェノール、テトラキス－［メチレン－３－（３’，５’－ジ－ｔ－ブチル－４’－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等のフェノール系老化防止剤などが挙げられる。老化防止剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対し、通常０．１重量部以上２０重量部以下、好適には０．５重量部以上１０重量部以下とすることができる。
これらの添加剤は、第１のゴムシート１２０のゴム組成物に配合してもよい。
第２のゴムシート１３０の厚さは任意であるが、５μｍ以上５００μｍ以下の範囲とすることができ、特に１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。

第２のゴムシート１３０が加硫剤を含有し、加熱によって硬化する未加硫のゴムシートである場合、加熱により加硫シートを製造するには、第２のゴムシート１３０を、通常１２０℃以上、好ましくは１２５℃以上２００℃以下、より好ましくは１３０℃以上１８０℃以下の温度で加熱・加硫処理するのが好ましい。この加熱によって加硫シートが得られる。この加熱・加硫処理は、通常タイヤの加硫時に行われる。
このように、タイヤの加硫時に第２のゴムシート１３０を加熱・加硫処理する場合には、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の第１のゴムシート１２０側をタイヤ１６０内面に接着させた状態で加熱・加硫処理を行うことができる。

（ＲＦＩＤタグ内蔵タイヤ５００）
図１１は、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０をタイヤ１６０の内側に貼り付けられた状態を示す模式的断面図であり、タイヤ１６０に後述のゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０が取り付けられたＲＦＩＤタグ内蔵タイヤ５００を示す。ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、タイヤ１６０の内側に貼着されてもよいし、タイヤ１６０のゴムに埋め込まれてもよい。
本実施の形態においては、タイヤ１６０にゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０を取り付けているが、タイヤ１６０にＲＦＩＤタグ１００を取付けても良い。タイヤ１６０は典型的にはカーボンブラックを含むタイヤであり、カーボンブラックはタイヤのインピーダンスに影響を与える。
ＲＦＩＤタグ１００またはゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、タイヤ１６０に取り付けられることによって、第２エレメント６０がタイヤ１６０と電気的に接続され、その結果、タイヤ１６０がＲＦＩＤタグ１００のグランドとして機能する。したがって、本発明のＲＦＩＤタグ１００またはゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、タイヤ１６０に取り付けられた場合も高感度に通信を行うことができる。なお、第２エレメント６０とタイヤ１６０と接続は、容量接続であってもよいし、直接接続していてもよい。

（タイヤ１６０）
本発明で使用し得るタイヤ１６０としては、特に限定されるものではないが、通常、ゴム製の空気タイヤであり、典型的にはカーボンブラックを含有したタイヤ１６０である。そのタイヤ１６０の内周面側に、ＲＦＩＤタグ１００が埋設または貼着される。タイヤ１６０が取り付けられる車両等も特に限定されるものではなく、例えば、自動車、オートバイ、自転車、建設機械、飛行機などが挙げられる。
図１１において、タイヤ１６０は、ホイールリム１６１、サイドウォール１６６およびトレッド１６５を含み、ビードワイヤ１６２、カーカス１６３、ブレーカーコード１６４が埋設されている。
タイヤ１６０は、ゴム成分（天然ゴム、合成ゴム）、カーボンブラック、加硫剤、充填剤などを含有する。一般的には、カーボンブラックは、ゴム１００重量部に対して、４０重量部以上６０重量部以下、特に、４５重量部以上５５重量部以下配合されている。
ＲＦＩＤタグ１００は、タイヤ１６０の内周面に第１のゴムシート１２０を用いて貼着される。第１のゴムシート１２０は粘着性を有しており、また第１のゴムシート１２０は、タイヤ１６０の内側からブリードするブリード成分（油脂成分など）に接触した場合でも、ブリード成分と混和することができる。その結果、長期においてタイヤ１６０内面にＲＦＩＤタグ１００を貼着させることができる。
ＲＦＩＤタグ１００は、タイヤ１６０のトレッドパターンが配置された部分の内周面に貼着してもよいが、タイヤ１６０のビード部の内周面に貼着しても良い。

次いで、図５のＲＦＩＤタグ１００の等価回路図を参照する。例えば受信時には、第１エレメント５０と第２エレメント６０とで受信した電波が、結合トランス２０を介して、ＲＦチップ１０に伝達される。この場合、ＲＦチップ１０のインピーダンスは数ｋΩから１０ｋΩ程度であるのに対して、第１エレメント５０と第２エレメント６０との間のインピーダンスは１００Ω程度と小さい。

第１エレメント５０と第２エレメント６０との間のインピーダンスが小さいのは、アンテナ自体のインピーダンスに加えて、第２のゴムシート１３０およびその周囲のタイヤ１６０に含まれるカーボンブラックの抵抗成分による影響が大きい。加硫ゴムタイヤ１６０はタイヤの種類によっては数１０ｋΩ・ｃｍ程度の抵抗率がある。一方、ＲＦチップ１０はインピーダンス数ｋΩから１０ｋΩ程度である。
したがって、本実施形態のＲＦＩＤタグ１００を加硫ゴムタイヤ１６０に埋め込んだ場合、ＲＦチップ１０の端子を直接第１エレメント５０と第２エレメント６０とに接続すると、受信した電波を効率よくＲＦチップ１０に導くことができない。

入力インピーダンスＺのＲＦチップ１０と、第１エレメント５０および第２エレメント６０との間に、２次側４０の巻き線数を１次側３０の巻き線数で除した巻き線数比ｎの結合トランス２０を介して接続した場合、結合トランス２０の１次側３０のインピーダンスはＺ／ｎ^２となる。
そこで、第１の実施形態のＲＦＩＤタグ１００では、結合トランス２０の２次側４０の巻き線数と１次側３０の巻き線数との比を調整することによって、結合トランス２０の１次側３０は低インピーダンスで入力し、２次側４０を高インピーダンスに変換させてＲＦチップ１０の入力インピーダンスに適合させている。
ただし、２次側４０の巻き線数を大きくすることには、結合トランス２０の面積などの制約があり、２次側４０と１次側３０との巻き線数の比は、ＩＣチップの仕様、またはタイヤの材質、カーボンブラックの含有量等によって調整されることが好ましい。

本実施形態の場合、第１エレメント５０が基板９０から一方向に伸びており、ＲＦＩＤタグ１００のアンテナは、第２エレメント６０をグランドプレーン、第１エレメント５０をアンテナ線としたモノポールアンテナと類似の動作となる。
したがって、ＲＦＩＤタグ１００の通信周波数における波長をλとして、第１エレメント５０の電気長をλ／４、またはλ／２とすることにより、第１エレメント５０の共振周波数をＲＦＩＤタグ１００の通信周波数と一致させることができるので好ましい。
また、ＲＦＩＤタグ１００を加硫ゴムタイヤ１６０に貼り付けた場合、または埋め込んだ場合には、第２エレメント６０が加硫ゴムタイヤ１６０と電気的に接続することにより、グランドプレーンがさらに強化される。

また、本実施形態では、導体の編線で形成された第１エレメント５０の一方の端部の近傍が基板９０に形成した溝６５内に配設（例えば、嵌合）され、他方の端部は基板９０から延在している。
従来のダイポールアンテナ形式のＲＦＩＤタグではＲＦチップを搭載した基板の両端にそれぞれ電気長λ／４のアンテナエレメントを接続している。しかし、この構成では、タイヤが伸縮し、２つのアンテナエレメントにそれぞれ逆方向の応力が加わった場合、アンテナエレメントと基板との間の接続が破損する可能性がある。
これに対して、本実施形態のように、第１エレメント５０の一方の端部近傍を基板９０に配設し、他方の端部を開放した場合、第１エレメント５０の端部と基板９０との接続が破損しにくいとの利点がある。

さらに本実施形態では、編線で形成された第１エレメント５０を基板９０に形成した溝６５に挟み込んで配設し、スルーホール７０に押し付けて導電接続することで、はんだ付けを用いた場合に比べて、第１エレメント５０と基板９０との接続がタイヤ１６０の伸縮に強く、第１エレメント５０と基板９０との位置関係も安定する。

（ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造）
次に、本発明にかかるゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造装置およびその製造方法を説明する。
図１２は、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造ラインの一例を示す模式図である。
図１２において、編線ロール２００は第１エレメント５０となる編線２０５を供給するロールであり、ブチルゴムロール２１０は第１のゴムシート１２０を供給するロールであり、帯状の第１のゴムシート１２０が巻かれている。ブチルゴムロール２１０から送出された第１のゴムシート１２０上に編線２０５が配置される。第１のゴムシート１２０上に配置された編線２０５は第１のゴムシート１２０に粘着する。

ブチルゴムロール２１０の供給側にアイドラー２２０およびタグスタッカー２３０が配設されている。タグスタッカー２３０は、複数の基板９０が上下に配置されており、１つの基板９０を順次第１のゴムシート１２０上に貼り付けできるように構成されている。基板９０の下面側に形成された凹の溝６５が供給方向に沿って配置され、その凹の溝６５内に編線２０５が挿入されるよう基板９０と編線２０５とが位置決めされている。

本実施の形態においては、タグスタッカー２３０に配置される基板９０には、基板９０の第１面９１に第２エレメント６０が設けられ、基板９０の第２面９２はＲＦチップ１０と結合トランス２０とが設けられたものを使用する。
すなわち、タグスタッカー２３０に充填される基板９０は、上述のＲＦＩＤタグ１００のうち第１エレメント５０を含まないものであり、ここで説明するゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造方法を用いることによって、第１エレメント５０も備えたゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０が製造されることになる。
なお、基板９０に第２エレメント６０および結合トランス２０などを設ける方法は、エッチングなど既知の方法を用いることができる。また、基板９０にＲＦチップ１０を設ける方法は、ワイヤボンディングなど既知の方法を用いることができる。

図１２中の第２のゴムロール２４０は第１のゴムシート１２０上に配置された基板９０上に加硫ゴムシート１３０を供給するためのロールであり、アイドラー２５０およびアイドラー２６０は第１のゴムシート１２０、基板９０および加硫ゴムシート１３０が積層された積層体を圧着するアイドラーである。
第１のゴムシート１２０、基板９０および加硫ゴムシート１３０がこの順で積層された積層体を、アイドラー２５０およびアイドラー２６０で圧着することにより、第１のゴムシート１２０であるブチルゴムシート１２０の一部が凹の溝６５内に入り込み、凹の溝６５内に配置された編線は凹の溝６５内に確実に保持される。

ブチルゴムシート１２０および第２のゴムシート１３０の一部は、基板９０の周囲から外側に延在しているため、ブチルゴムシート１２０および第２のゴムシート１３０の周囲は互いに接触して加圧により接着する。
よって、基板９０、および基板９０の第１面９１および第２面９２に設けられた各素子（ＲＦチップ１０、結合トランス２０、第２エレメント６０）、および第１エレメント５０（編線２０５）はブチルゴムシート１２０および第２のゴムシート１３０によって保護された状態となる。
図１２中、カッター２７０、カッター２８０は、第１のゴムシート１２０、編線２０５、および加硫ゴムシート１３０からなる積層体を設定位置で切断し、設定寸法とするものである。

上記製造装置を用い、本発明にかかるゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、次のようにして製造することができる。
ブチルゴムロール２１０から送出された第１のゴムシート１２０の上に編線ロール２００から送出された編線２０５を重ね、タグスタッカー２３０で、第１のゴムシート１２０と編線２０５との定められた位置に基板９０を配置し、基板９０の溝６５内に編線２０５を配置させる。その際、基板９０をアイドラー２２０側に加圧することで、編線は溝６５内に圧入される。

次に、第１のゴムシート１２０上に付着した基板９０に、第２のゴムロール２４０から送出された第２のゴムシート１３０を配置する。
次に、第１のゴムシート１２０と、基板９０と、第２のゴムシート１３０とが積層された積層体を、アイドラー２５０、アイドラー２６０の間を通過させることで積層体を圧着する。
次に、圧着された積層体を所定寸法に切断する。

（他のゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造方法）
図１２に示した製造方法では、タグスタッカー２３０から供給された基板９０をブチルゴムシート１２０上に供給する構成としたが、次の方法で基板９０をブチルゴムシート１２０上に供給するようにしてもよい。
図１３に示す製造装置は、伸縮しないテープ状の基材上に複数の基板９０を一定間隔に設置して基材に付着させ、この基材を巻いたタグ供給ロール２９０と、第１アイドラー２２０および第１アイドラー２２０と対向して配置された第２アイドラー３１０と、巻き取りロール３００と、を備えている。

タグ供給ロール２９０から基板９０が一定間隔に設置された基材を送り出し、第１アイドラー２２０および第２アイドラー３１０の間を通すことで、ブチルゴムシート１２０上に基板９０を転着するように構成されている。
この製造装置においても、第１のゴムシート１２０上の編線２０５が基板９０の溝６５内に嵌り込み、編線２０５は溝６５内に配置される。

次いで、図８は、上記の製造方法によって製造されたゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０において、ＲＦＩＤタグ１００を第１のゴムシート１２０に粘着配置した状態を示す平面図である。また、図９は、図８に示す第１のゴムシート１２０の上に粘着配置したＲＦＩＤタグ１００に、さらに第２のゴムシート１３０を被覆して圧着し、ＲＦＩＤタグ１００を第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０とで挟み込んだ状態のゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０を示す断面図である。

なお、図８には、製造時に第１のゴムシート１２０、編線２０５（第１エレメント５０）、第２のゴムシート１３０（図９参照）を切断する切断面１１０も示した。
切断面１１０は、基板９０の端部から少し離れており、その結果、第１エレメント５０の端部が基板９０の端部から少し突出している。そのため、切断後でも基板９０の全体が第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０とで確実に被覆され、露出することを防止することができる。なお、本実施形態の場合、基板９０の端面と切断面１１０との距離は約５ｍｍである。基板９０の端面と切断面１１０との距離は５ｍｍ以上であることが好ましい。

ＲＦＩＤタグ１００を第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０とで挟み込むことによって、自動車の走行時などタイヤ１６０が伸縮した場合にも、第１エレメント５０の溝６５への配設、およびスルーホール７０との導電接続を確実にするとともに、第１エレメント５０と基板９０との位置関係を安定化させることができる。

図１１は、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０をタイヤ１６０の内側に貼り付けた状態を示す模式的断面図である。
図１１において、タイヤ１６０は、ホイールリム１６１、サイドウォール１６６およびトレッド１６５を含み、ビードワイヤ１６２、カーカス１６３、ブレーカーコード１６４が埋設されている。
ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、第１エレメント５０がタイヤの回転軸を中心として放射方向に沿うようタイヤ１６０の内側の面に貼り付けられている。ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の第１のゴムシート１２０側がタイヤの内面に接するようにゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０はタイヤ１６０の内側の面に貼り付けられている。

よって、ＲＦＩＤタグ１００は、ブチルゴムシート１２０の粘着性によってタイヤ内面に貼着される。また、ブチルゴムシート１２０がタイヤの内側からブリードするブリード成分に接触した場合でも、ブチルゴムシート１２０はブリード成分と混和することができるため、長期においてタイヤ内周面にＲＦＩＤタグ１００を貼着させることができる。
なお、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０のタイヤ１６０への固定方法は上記に限定されず、タイヤ１６０の任意の箇所に貼り付け、または埋め込むことができる。例えば、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０は、タイヤのトレッドパターンが配置された部分の内周面に貼着してもよく、タイヤのビード部の内周面に貼着しても良い。

図１０は、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０をタイヤ１６０の内側に貼り付けて測定した、ＲＦＩＤタグ１００の通信可能距離の周波数特性を示す図である。
タイヤ１６０に埋め込まれるＲＦＩＤタグでは、タイヤ１６０に含まれるカーボンブラックによるアンテナの周波数特性の変動を避けるために、ＲＦチップからアンテナに至る経路に急峻な共振特性を持たせることがある。しかし、一般にＲＦＩＤタグではＥＵ（通信周波数８６０ＭＨｚ）と日本（通信周波数９２０ＭＨｚ）とで通信周波数が異なる。このため、ＲＦチップからアンテナに至る経路に急峻な共振特性を持たせたＲＦＩＤタグでは、ＥＵ向けと日本向けとで異なるＲＦＩＤタグを準備することが必要となる。

これに対して、本発明のゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０では、ＲＦチップ１０と第１エレメント５０および第２エレメント６０との間に巻き線数の異なる結合トランス２０を設け、１次側３０のインピーダンスを低くして、タイヤゴムに含まれるカーボンブラックの影響を除外した。そして、このことにより、図１０に示すような、ＥＵおよび日本を含む広い範囲の周波数での通信が可能なＲＦＩＤタグ１００を実現した。

また、本発明のゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０では、ＲＦＩＤタグ１００を第１のゴムシート１２０と第２のゴムシート１３０とで挟み込んだ状態で測定することによって、ＲＦＩＤタグ１００をタイヤ１６０に貼り付けた場合、あるいはタイヤ１６０に埋め込んだ場合のＲＦＩＤタグ１００の通信特性を確認することができるとの利点もある。

（第２の実施形態）
次いで、図６および図７に第２の実施形態における結合トランス２０の２次側４０とＲＦチップ１０との接続の２つの例を示す。
第２の実施形態のＲＦＩＤタグ１００は、ＲＦチップ１０の基板９０への搭載方法、および、ＲＦチップ１０と結合トランス２０の２次側４０との接続方法のみ第１の実施形態と異なっており、その他は第１の実施形態と同一である。

第２の実施形態のＲＦチップ１０はいわゆるＢＧＡパッケージが用いられており、電気接続用端子として、２つのバンプ８７を備えている。（通常、さらに、パッケージの固定用として電気接続の無い追加のバンプ８７を有する。）結合トランス２０の２次側４０の一端は直接ＲＦチップ１０の第１のバンプ８７に、他端は２つのスルーホール８５および第１面９１側の配線８６を介してＲＦチップ１０の第２のバンプ８７に接続されている。
図６と図７とでは結合トランス２０の２次側４０の形状は同一である。しかし、ＲＦチップ１０は、図６では２つのバンプ８７が図の横方向に、図７では図の縦方向に配置され、その結果、図７の２次側４０の巻き線数が図６の２次側４０の巻き線数より１／４大きくなっている。

すなわち、ＲＦチップ１０をＢＧＡパッケージとし、結合トランス２０の２次側４０の形状を図６または図７に示す形状とすることにより、同一の基板９０を用いて、同一のＲＦチップ１０の配置角度を変更するだけで、結合トランス２０の巻き線数比を変更することができる。したがって、第２の実施形態のＲＦＩＤタグ１００では、例えば、貼り付けられる、または、埋め込まれるタイヤ１６０のゴムの材質等により、結合トランス２０の１次側３０のインピーダンスを変更したい場合、ＲＦチップ１０の配置角度を変更することにより、同じ入力インピーダンスのＲＦチップ１０に対して、結合トランス２０の１次側３０のインピーダンスを変更することができる。
なお、上記の例では、結合トランス２０の２次側４０の巻き線数の差は１／４であるが、結合トランス２０の２次側４０の形状を工夫することにより巻き線数の差をより大きくできることは、当業者であれば容易に理解されよう。

次に、図１４は、図４の他の例を示す模式的断面図である。図１４のＲＦＩＤタグ１００では、図４の溝６５の代わりに、スルーホール７０の周囲でかつ第１面９１上に凸部（ガイド部）６５を形成している。その結果、第１エレメント５０を所定の位置に配置することができる。
なお、凸部６５は、部分的であってもよく、直線的に形成されていてもよい。

次いで、図１５は、ゴム被覆ＲＦＩＤタグ１５０の製造ラインの他の例を示す模式図である。
図１５に示した製造ラインが、図１２で示した製造ラインと異なる点は、図１２の製造ラインにおいて、初めに第１のゴムシート１２０およびブチルゴムシート１２０の上に、第１エレメント５０を載置することとしていたが、図１５の製造ラインにおいては、基板９０を図１２とは逆の面で、いわゆる溝６５が上面を向くように配置され、その後、第１エレメント５０を当該溝６５に配置する手法である。

最後に、図１６は、ＲＦＩＤタグ１００をタイヤ１６０に取り付けた場合の周波数と通信距離との模式図である。
図１６に示すように、タイヤ１６０の種類を２種類（Ａ、Ｂ）用意した。また、ＲＦＩＤタグ１００のスルーホール７０および第１エレメント５０が直接結合された場合（Ａ１、Ｂ１）、容量結合された場合（Ａ２、Ｂ２）との２種類で周波数と通信距離とを計測した。

ここで、容量結合とは、第１エレメント５０の編線と、スルーホール７０とが直接的に接合されることが主であるが、製造現場において、仮に第１エレメント５０の編線と、スルーホール７０とが、わずかの距離離間した場合、第１エレメント５０とスルーホール７０との間に容量を介して結合する状態となる。本例においては、当該状態を容量結合としている。

図１６に示すように、タイヤ１６０の種類が異なることで、グラフＡ１およびグラフＢ１を比較した結果、差がわずかに生じることがわかった。同様に、グラフＡ２およびグラフＢ２を比較した結果、差がわずかに生じることがわかった。
また、図１６に示すグラフＡ１およびグラフＡ２を比較した場合、直接結合の方が通信距離は長いものの、容量結合されたグラフＡ２が、８６０Ｈｚ，９２０Ｈｚのいずれにおいても、通信距離５ｍ以上を示しているため、実用に充分であることがわかった。
同様に、図１６に示すグラフＢ１およびグラフＢ２を比較した場合、直接結合の方が通信距離は長いものの、容量結合されたグラフＢ２が、８６０Ｈｚ，９２０Ｈｚのいずれにおいても、通信距離５ｍ以上を示しているため、実用に充分であることがわかった。

（第３の実施形態）
本実施の形態は、特願２０１９－２２２４２１に記載のＲＦＩＤタグにおいて、結合トランスの一部であるコイルを改良した変形例の一つである。
図１７は第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の模式的斜視図であり、図１８（ａ）は第３の実施形態の、端部に第１エレメント５０と第２エレメント６０とを備えたコイル３０、および基板９０の模式的斜視図であり、図１８（ｂ）は第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の、基板９０に搭載されたパターンコイル４０とＲＦチップ１０との模式的斜視図である。また、図１９は第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の、ハウジング７５に収納されたコイル３０および基板９０の模式的斜視図であり、図２０は第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の、ハウジング７５の収納部７６およびガイド部７７を示す模式的拡大斜視図である。

第１の実施形態のＲＦＩＤタグ１００では、結合トランス２０の１次側３０と第２エレメント６０がそれぞれ基板９０の表面に形成されていた。これに対して、第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、結合トランスの１次側を、導線を上面視で基板９０を周回するようにハウジング７５のガイド部７７に保持されたコイル３０で形成している。第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、さらに、コイル３０の一端を延設して第１エレメント５０とし、コイル３０の他端を第１エレメント５０と同方向に延設して第２エレメント６０とし、第１エレメント５０の延設長を第２エレメント６０の延設長より長くしている。第１エレメント５０と第２エレメント６０とはほぼ平行に配置される。

すなわち、第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００は、ＲＦチップ１０およびＲＦチップ１０に接続されたパターンコイル４０を搭載した基板９０と、パターンコイル４０と結合トランスを構成するコイル３０と、基板９０およびコイル３０を収納するハウジング７５と、を有するＲＦＩＤタグ１００である。そして、コイル３０の第１の端部３１はハウジング７５の第１の溝から延設してアンテナの第１エレメント５０が構成され、コイル３０の第２の端部３２はハウジング７５の第２の溝から第１エレメント５０と同方向に延設してアンテナの第２エレメント６０が構成され、第１エレメント５０は第２エレメント６０よりも延設長さが長く、コイル３０の巻き線数はパターンコイル４０の巻き線数より小さい。

第１エレメント５０および第２エレメント６０の延設長さ、コイル３０の巻き線数およびパターンコイル４０の巻き線数は、ＩＣチップの仕様、タイヤの材質、カーボンブラックの含有量等によって調整されることが好ましい。
なお、第１エレメント５０および第２エレメント６０の延設長さは、それぞれ直線部分の第１エレメント５０および第２エレメント６０の長さとする。

そして、ハウジング７５には、コイル３０を保持するように固定するガイド部７７と、基板９０を収納する収納部７６とが形成され、ハウジング７５によってパターンコイル４０の軸心およびコイル３０の軸心が一致するように、基板９０およびコイル３０が固定される。すなわち、ハウジング７５内には、ガイド部７７として、コイル３０をガイドするリング状溝が形成され、基板９０を保持するための壁片が設けられている。なお、パターンコイル４０の軸の中心点およびコイル３０の軸の中心点は軸方向でも一致している方がより好ましい。
また、本実施の形態における基板９０は、プリント基板のようにＲＦチップ１０およびパターンコイル４０を基板９０の表面に配置するように搭載してもよいし、図１８（ｂ）に示すように、ＲＦチップ１０およびパターンコイル４０を基板９０の内部に埋め込まれるように搭載していてもよい。この場合には、基板９０は複数の樹脂層を積層して構成され、隣接する樹脂層の間にＲＦチップ１０およびパターンコイル４０が埋設される。
また、本実施の形態におけるパターンコイル４０は、結合トランスを構成するコイルとして動作すればよく、蒸着等で形成される平面状のコイルに限られず、導線のコイルであってもよい。

第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の第１エレメント５０、結合トランス２０の１次側３０、および第２エレメント６０は、図１８（ａ）に示すように、１本の導線を曲げるようにして形成されており、コイル３０が、図１８（ｂ）の基板９０の外周部に巻き付けられている。
図１８（ｂ）に示すように、基板９０には、パターンコイル４０の上部にＲＦチップ１０が搭載され、ＲＦチップ１０の２つの出力端子は、一方がパターンコイル４０の一端に、他方がパターンコイル４０の他端に接続されている。
図１９に示すように、ハウジング７５には、ＲＦチップ１０およびパターンコイル４０を搭載した基板９０と、コイル３０とが固定される。そして、ハウジング７５内に基板９０およびコイル３０が収納され、基板９０およびコイル３０が樹脂などのモールド（ポッティング）によってハウジング７５に封止される（図示しない）。封止されたハウジング７５からは、コイル３０から延設された第１エレメント５０および第２エレメント６０が平行に突出する。
図２０に示すように、ハウジング７５には、ガイド部７７が形成され、このガイド部７７がコイル３０の導線の形状を保持する役割を果たしている。

第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００でも第１の実施形態のＲＦＩＤタグ１００同様、コイル３０の巻き線数をパターンコイル４０の巻き線数より小さくすることにより、第１エレメント５０と第２エレメント６０とが接続されるコイル３０の入力を低インピーダンスとし、パターンコイル４０の出力を高インピーダンスに変換して、ＲＦチップ１０の入力インピーダンスに適合させることができる。
また、第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、タイヤ等のゴム製品に取り付けた場合に、第１エレメント５０だけではなく第２エレメント６０も抵抗性のインピーダンスを有するタイヤ等のゴム製品に埋め込まれるか又は貼着され、電気的に接続されることによって、第２エレメント６０に接続されたタイヤ等のゴム製品がＲＦＩＤタグ１００のグランドとして機能するため、高感度で通信を行うことができる。したがって、タイヤ等のゴム製品に取り付けた場合に、通信特性に優れたＲＦＩＤタグ１００とすることができる。
さらに、第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、コイル３０と第１エレメント５０と第２エレメント６０とが１本の導線を折り曲げて形成されており、はんだ付け等の接続が不要であるため、製造工程が簡単でかつ電気的接続の信頼性が高い。

第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００は、タイヤ等のゴム製品に取り付ける場合、そのままゴム製品の中に埋め込むことも可能ではある。しかし、ハウジング７５を樹脂９３でモールドした樹脂モールドＲＦＩＤタグ１５５として、樹脂モールドＲＦＩＤタグ１５５をゴム製品の中に埋め込む方が、埋め込み時のコイル３０と基板９０との位置ずれ等を防止できる点で好ましい。また、ＲＦチップ１０を樹脂９３でモールドすることができるため、ＲＦチップ１０をパッケージされていないベアチップの状態でパターンコイル４０の上に搭載することができる。
モールド樹脂としては、通常の熱硬化性のエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、これにシリカ（SiO₂、二酸化ケイ素）の微粒子を混ぜることで、放熱性や熱膨張率などの機能性を付与することが好ましい。

図２１に第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の第１の変形例を、また、図２２には第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の第２の変形例を示した。
図２１（ａ）は、第１の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の模式的斜視図であり、図２１（ｂ）は第１の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の模式的上面図である。また、図２２（ａ）は、第２の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の模式的斜視図であり、図２２（ｂ）は第２の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００の模式的上面図である。
図１７乃至図２０に示す第３の実施形態のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、リング形に巻回されたコイル３０が、方形の基板９０の外周部に巻き付けられているのに対して、図２１の第１の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、リング形に巻回されたコイル３０が、円柱形の基板９０の外周部に巻き付けられている。また、図２２の第２の変形例のコイル３０を備えたＲＦＩＤタグ１００では、リング形に巻回されたコイル３０が、方形の基板９０の角部に当接するように基板９０の周囲に巻きつけられている。

本発明において、ＲＦチップ１０が『ＲＦチップ』に相当し、結合トランス２０が『結合トランス』に相当し、第１エレメント５０が『第１エレメント』に相当し、第２エレメント６０が『第２エレメント』に相当し、基板９０が『基板』に相当し、コイル３０・１次側３０が『コイル』に相当し、パターンコイル４０・２次側４０が『パターンコイル』に相当し、ハウジング７５が『ハウジング』に相当し、収納部７６が『収納部』に相当し、溝６５とガイド部７７が『ガイド部』に相当し、ＲＦＩＤタグ１００、および樹脂モールドＲＦＩＤタグ１５５が『ＲＦＩＤタグ』に相当する。

本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１０ＲＦチップ
２０結合トランス
３０コイル
４０パターンコイル
５０第１エレメント
６０第２エレメント
７５ハウジング
７６収納部
７７ガイド部
９０基板
１００ＲＦＩＤタグ
１６０タイヤ
５００ＲＦＩＤタグ内蔵タイヤ

Claims

ＲＦチップと、前記ＲＦチップに接続されたパターンコイルを搭載した基板と、を有し、タイヤのゴムに埋め込まれるＲＦＩＤタグにおいて用いられるコイルであって、
前記コイルは、前記基板が収納されるハウジングに保持されて、前記基板を周回し、
前記ハウジングは第１の溝と第２の溝とを備え、
前記コイルの第１の端部は前記ハウジングの前記第１の溝から延設してアンテナの第１エレメントを構成し、
前記コイルの第２の端部は前記ハウジングの前記第２の溝から延設して前記アンテナの第２エレメントを構成し、
前記第１エレメントと前記第２エレメントとは平行に配置され、かつ、前記第１エレメントは前記第２エレメントよりも延設長さが長く、
前記コイルと前記パターンコイルとは結合トランスを構成し、前記コイルの巻き線数は前記パターンコイルの巻き線数より小さい、ＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記第１の溝は前記第２の溝よりも溝の深さが深い、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記ハウジングはさらに前記コイルを保持するためのガイド部を備え、前記コイルは前記ガイド部のリング状溝を１回以上巻回する、請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記コイルと前記コイルの端部の前記第１エレメントと前記第２エレメントとは１本の導線を曲げて形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記ハウジングは、前記コイルの形状を保持するガイド部と、前記基板を収納する収納部と、を有し、
前記パターンコイルの軸心、および前記コイルの軸心が一致する、請求項１から４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記ＲＦＩＤタグの通信周波数における電波の波長をλとしたとき、前記第１エレメントの電気長がλ／４、λ／２、（３／４）λまたは（５／８）λである、請求項１から５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。
前記コイルおよび前記基板が樹脂で前記ハウジングにモールドされた、請求項１から６のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用のコイル。