JPH0659046A - バッジまたは類似物に組み込むチップトランスポンダ用のフラットな可撓性アンテナコアの製造方法及びアンテナコア - Google Patents

バッジまたは類似物に組み込むチップトランスポンダ用のフラットな可撓性アンテナコアの製造方法及びアンテナコア

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JPH0659046A
JPH0659046A JP1897493A JP1897493A JPH0659046A JP H0659046 A JPH0659046 A JP H0659046A JP 1897493 A JP1897493 A JP 1897493A JP 1897493 A JP1897493 A JP 1897493A JP H0659046 A JPH0659046 A JP H0659046A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低損失で、十分に高いＱを有する可撓性磁気
アンテナコアの製造方法及びそのアンテナコアを提供す
る。 【構成】 高いμを有する軟性の磁性材料からなり、相
互に絶縁され、縦方向に伸長する複数のチェーンの細長
いストリップ状体を形成する。ストリップ状体が可撓性
アンテナコアを構成する。ストリップ状体を構成するチ
ェーンは、高いμを有する軟性の磁性材料からなる粉末
の永久チェーン、絶縁層で覆われた磁気軟鉄の薄いワイ
ヤ、または相互に絶縁され、磁界の方向と一致する縦方
向を有する非晶質合金で構成することができる。ストリ
ップ状またはスタック状に構成した可撓性アンテナコア
の回りに、電気巻線を巻き付けることによって、可撓性
アンテナを得る。チェーンの複数個は、相互に絶縁され
て縦方向にアレンジされているので、磁界中でうず電流
の発生を十分に抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッジまたは類似物に
組み込むチップトランスポンダ用の可撓性を有する磁気
アンテナコアであって、高いＱ及び低い磁気損失を有す
る材料からなる該アンテナコアの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】対象物、即ち動物を識別する技術では、
最近、小型アンテナを有するチップトランスポンダを用
いた使用が増加している。最近、バッジ、カードまたは
類似の可撓性シートに配設したチップトランスポンダが
使用に供されるようになってきた。この応用に使用する
アンテナは、一般に、周囲にアンテナ巻線を巻き付け得
る、平坦で可撓性を有する必要があると共に、特定のア
ンテナ特性をもたらすべく、高いＱ（ｑｕａｌｉｔｙ
ｆａｅｄｏｖ）を有する必要がある。これまで使用され
てきたフェライト部品は、比較的硬く、可撓性に乏しい
ため、曲げたとき、折れてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、所望のアンテナ放射特性をもたらすために、損失が
低く、十分に高いＱを有するこの種可撓性磁気アンテナ
コアを製造する方法を提供することである。
【０００４】本発明の目的は、磁気アンテナコアとし
て、高いμを有する軟性の磁性材料からなる、相互に絶
縁されて縦方向に伸長したチェーンの細長いストリップ
を形成する、上述した本発明による方法において達成さ
れる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】態様において、この方法
は、磁性を有する軟鉄からなり絶縁層で被覆された薄い
ワイヤの前記チェーンを形成する段階と、こういったワ
イヤをフラットな束状体またはストリップ状体に形成す
る段階と、を含んでいる。
【０００６】別の態様において、この方法は、非晶質合
金からなり、絶縁層で覆われた薄いストリップ状体の前
記チェーンを形成する段階を含んでいる。この後、単一
のこの種ストリップ状体または複数のスタック式この種
ストリップ状体の周囲に、電気巻線を形成する。
【０００７】また別の態様において、この方法は、高い
μを有する軟性の磁性材料からなる粉末状の小さな粒子
を形成する段階と、該粉末に合成樹脂を混合することに
よって、該混合物中の磁性材料の高い飽和状態が真空中
で得られると共に、粒子を、印加磁界と平行を保つチェ
ーンに形成するように作用する強力な静磁界に晒しなが
ら、混合物をブロック状体に硬化するようになす段階
と、を含んでいる。次いで、ブロック状体から、フラッ
トのストリップ状体がチェーン方向と平行にカットされ
る。
【０００８】
【実施例】フラットで可撓性を有するアンテナコアを製
造する場合、電気巻線が巻き付けられることとなる、高
いμを有する軟性の磁性材料からなる複数のチェーンの
基本ストリップ状体を製造しようと試みることが好まし
い。この種ストリップ状体においては、最大の透磁率を
有するチェーンの磁気特性が誘導磁力計の縦軸と平行な
各チェーンの磁気粒子間の距離によって影響を受けるこ
とが問題である。最適化した磁気アンテナ特性に要求さ
れる良好な磁気伝導に対しては、磁気粒子が、最小の可
能離隔距離で以って配列されることが要求される。別な
要求は、ストリップ軸の縦方向と交差する方向におい
て、粒子が相互に電気的に接触しないように、粒子間に
距離を置く必要があるということである。これによっ
て、そうでない場合に、アンテナとしての使用の際に、
材料中に形成されるうず電流が、最小限に制限され、こ
の結果、アンテナ損失は低くなる、即ち、Ｑが高くな
る。図１において、一例が挙げられており、その固定金
属コアでは、これをアンテナとして使用すれば、うず電
流の増大をきたす。こういったうず電流は、磁界Ｈと垂
直方向に発生するため、かなりの損失及び低いＱ値を引
き起こすこととなる。従って、最適のアンテナ設計をす
る場合、ストリップ状体中において、ストリップ軸の縦
方向に最小の可能離隔距離で以って磁気粒子を配列する
と共に、ストリップ軸の縦方向と直交する方向に、スト
リップ間の絶縁をもたらすことが必要である。
【０００９】本発明による方法の一態様において、高い
μを有するフェライトまたは別の磁気軟鉄からなる小径
粒子の粉末が形成される。この粉末を合成樹脂と混合す
ることによって、この混合物中の磁性材料の高い飽和が
得られる。硬化後に材料中に空洞が発生するのを回避す
るため、混合処理は真空中で行う。
【００１０】粒子の縦方向において、磁気粒子ができる
限り相互に近接している混合物を得るために、強力な磁
場に晒しながら、混合物を硬化させる。この処理は、図
２の図示したような装置を使って行う。強力な静磁場を
印加することによって、混合物中の磁気粒子は、磁界Ｈ
の形成するラインと平行に、端と端とがチェーン状につ
ながれて配列する。硬化処理後、磁場を取り去ると、印
加した磁場と平行に形成されたチェーンがそのまま残
る。次に、得られたブロック状体を、図２ｂに示すよう
に、前に印加した磁界Ｈの方向と平行な切断方向に沿っ
て、ストリップ状にカットする。最後に、図３に示すよ
うに、高いμを有する硬化した軟磁性材料からなるフラ
ットはストリップ状コアを得る。各ストリップ状体の周
囲には、電気巻線を巻き付ける。
【００１１】本発明による方法の別の態様において、細
長いストリップ状コアは、磁性を有する軟鉄の薄いワイ
ヤｈからなると共に、絶縁層１で被覆されており、各ワ
イヤは前述したように、チェーンを形成している。図４
は、この種絶縁ワイヤを図示している。引き続き、多数
のこういったワイヤは、フラットな束状ストリップ状体
に形成される。これに関連する図５ａ及び図５ｂは、そ
れぞれ平面図及び断面図を示している。この断面図は、
このストリップ状体がどのようにして横方向及び縦方向
に積み重ねられているかを概略的に示すものである。ス
トリップ状コアの周囲には、前述したように、電気巻線
が巻き付けられている。
【００１２】図６は、図７と比較可能な図であって、磁
界Ｈの方向に向いた図５のフラットなストリップ状体を
示しており、もはやうず電流は生じないことを明示して
いる。
【００１３】図７に示すように、図５のストリップ状ア
ンテナコアの変形例においては、絶縁層で被覆された軟
鉄からなるワイヤの代わりに、非晶質合金からなる絶縁
ストリップ状体が、磁気コアとして使用されている。こ
の合金を使用する理由は、軟鉄に比して高い動作周波数
で低い誘導損失がもたらされると共に、良好な機械的可
撓性並びに曲げに対する抵抗力及び高い初期透磁率があ
り、しかも磁気特性が機械的ストレスによって影響を受
けないということに依るものである。
【００１４】合金の初期透磁率が高いことによって仮ア
ンテナ応用におけるロッドの実効透磁率が極めて安定す
ることになる。高い透磁率のためにアンテナ応用におけ
る。実効、即ち「ロッド」透磁率は、コアの機械的許容
量にただ依存するに過ぎない。これによって、合金の製
造法におけるバッジの変量、または動作温度依存性によ
って引き起こされる透磁率の如何なる変動も除去され
る。この非晶質合金の他の有益な特性は、曲げ等の機械
的力を加えられたときの磁気パラメータの高い安定性に
ある。この安定性は、他の磁性材料に比して相当優れて
いる。材料に関する上述の特性は、フラットなトランス
ポンダ・アンテナに対して、実用的要求をかなりの度合
いで満たす特性をもたらすと共に、非常に高い大量生産
の再現性をもたらす。
【００１５】図７は、非晶質（アモルファス）合金から
なる薄い絶縁層のいくつかのスタック状体を示す斜視図
である。この積み重ねと位置合せの際、一方の非晶質ス
トリップ状体の他方に対する向きは、正しく維持する必
要がある。何故なら、この材料の磁気特性が、図７に示
すように、磁場の「磁界」の向きに対して感度が強いか
らである。更に、アンテナの個々のワイヤにおけるよう
に、単一のスタック及び隣接タックの図７のストリップ
状層状体は、うず電流に起因する磁気コアの損失を防止
するために、電気的に相互に絶縁されている。こういっ
たうず電流は、通常、図１に示すように、磁界Ｈに垂直
方向に発生することから、各層状体間を絶縁することに
よって、こういったうず電流が低減される。従って、金
属ファイバ、即ちワイヤを有する本実施例におけるよう
に、相互に平行な非晶質金属からなるストリップ状体を
使用することによって、うず電流を一層低減することが
できよう。
【００１６】例えば、非晶質合金の絶縁ストリップ状体
が、長さ５０ｍｍ、厚さ２０μｍ、幅１２ｍｍであっ
て、スタック状体が長さ５０ｍｍ及び幅１２ｍｍを保っ
たまま、厚さが２０μｍを上回るように積み重ねられる
のであれば、得られるコアは、幾分低いＱ特性を示し、
損失を有する。しかしながら、ストリップ状体の幅を１
２ｍｍから２ないし３ｍｍの範囲にカットすれば、コア
のＱ特性は大幅に高められる。更に、ストリップ状体が
狭ければそれだけ、Ｑ特性は高まる。この現象は、うず
電流を最小に維持するためには、うず電流の増加を助長
する、ストリップ軸の縦方向と垂直の横方向において、
ストリップ状体は幅が広くあってはならないとする上記
原理を支持する。どちらかと言えば、数千もの絶縁非晶
質ファイバを、図５ａのワイヤで示すように、フラット
な束状ストリップ状体に形成することが、可撓性アンテ
ナの最適設計となろう。
【００１７】１つのスタック状体をなすストリップ状体
間の絶縁は、プラスチック等の箔状の非導電性材料を非
晶質層の間に充填することによって実現することができ
る。また、合金ストリップ状体の一方の側の１つの表面
を、例えば酸化することによって化学的に処理すること
ができ、この結果、電流に対して高い抵抗が得られ、磁
界Ｈと垂直なコアの断面に誘起されるうず電流に対して
障壁（ｂａｖｖｉｅｒ）がもたらされる。隣接するスタ
ック状体間の絶縁は、こういったスタック状体の間にあ
る程度のスペースを維持することによっても実現するこ
とができる。
【００１８】ストリップ状体は、例えば図８に示すよう
に、縦方向及び横方向の何れにおいても、パッケージ全
体が可撓性を失うことがないようにして積み重ねる必要
がある。図８ａは、４つのストリップ状体が相互に積み
重ねられた状態において、ストリップ状体の中間領域
「ｄ」が機械的に相互に固着されることによって、端部
が相互に自由に動けるようにしたことを概略的に示す側
面図である。図８ｂは、ストリップ状体の隣接し相互に
絶縁された３つのスタック状体において、このスタック
状体が上側及び下側の中間領域「ｅ」で相互に固着され
た状態を概略的に示す平面図である。応用に応じて、１
つ以上の隣接したスタック状体（例えば、図８ｂの３つ
のスタック状体）を使用する。全体の回りに、巻線を巻
き付ける。図８ｃでは、３つの端部「ｇ」が相互に動き
得るようにすることによって、ストリップ状コアの可撓
性を保証するようにした状態を示している。この動きの
際、中間領域「ｆ」は、その位置を保持する。ストリッ
プ状体の中央領域を共に連結するために、接着剤を使用
することができるか、または点溶接や超音波溶接等の連
結技術を用いることができる。連結点または連結領域の
面積が小さく保たれている限り、この領域の断面におけ
るうず電流の増加は最低となる。
【００１９】以上述べた方法は、高いＱを有すると共
に、例えば、バッジ若しくはクレジットカードまたは類
似物に組み込むトランスポンダ用のアンテナとしての応
用に好適なフラットで可撓性を有するアンテナを提供す
ることができて有益である。
【００２０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）相互に固定した関係で取り付けられ、軟性の磁性
材料からなる複数の縦方向に伸長するチェーンと、該軟
性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェーン
の隣接するもの同士を相互に絶縁する絶縁材料とを含ん
だ、高いＱを有する可撓性アンテナコアと、前記可撓性
アンテナコアを取り囲む電気巻線と、を具備することを
特徴とする可撓性アンテナ。
【００２１】（２）第１項記載の可撓性アンテナにおい
て、前記絶縁材料が合成樹脂であると共に、前記軟性の
磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェーンの各
々が、前記絶縁されて縦方向に伸長するチェーンを固定
位置に維持すべく、前記合成樹脂と結合し混合した磁性
材料の粉末を含んでいることを特徴とする前記可撓性ア
ンテナ。
【００２２】（３）第１項記載の可撓性アンテナにおい
て、前記磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェ
ーンの各々が、絶縁層で覆われた磁気軟鉄からなる薄い
ワイヤを含んでいることを特徴とする前記可撓性アンテ
ナ。
【００２３】（４）第１項記載の可撓性アンテナにおい
て、前記磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェ
ーンの各々が、被選択磁界と平行の縦方向を有する非晶
質合金を含んでいることを特徴とする前記可撓性アンテ
ナ。
【００２４】（５）相互に固定した関係で取り付けら
れ、軟性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチ
ェーンから、高いＱを有する可撓性アンテナコアを形成
すると共に、該軟性の磁性材料からなる複数の縦方向に
伸長するチェーンの隣接するもの同士を相互に絶縁する
段階と、前記可撓性アンテナに電気巻線を巻き付ける段
階と、を具備することを特徴とする可撓性アンテナの製
造方法。
【００２５】（６）第５項記載の方法において、前記形
成段階が更に、高いＱを有する磁性材料からなる小径粒
子の粉末を、合成樹脂と真空中で混合する段階と、前記
混合物を静磁界中に置いて、前記粉末を端と端をつない
で該磁界と平行なチェーン状に配列させ、該粉末のチェ
ーンが前記樹脂により相互に絶縁されてなる段階と、前
記混合物を硬化して、前記粉末を結合させると共に前記
チェーン状に維持する段階と、前記磁界を除去する段階
と、を具備することを特徴とする前記方法。
【００２６】（７）第６項記載の方法において、粉末及
び樹脂からなる前記混合物をブロック状に形成すると共
に、前に印加した磁界の方向に対応する縦方向に沿っ
て、該ブロックをストリップ状体にカットして、複数の
可撓性磁気コアを形成する段階を更に具備することを特
徴とする前記方法。
【００２７】（８）第５項記載の方法において、前記形
成段階は更に、絶縁層で覆われた磁気軟鉄からなる複数
のワイヤをもたらす段階と、前記複数のワイヤを可撓性
を有する束状ストリップ状体にアレンジして、前記可撓
性アンテナコアを形成してなる段階と、を具備すること
を特徴とする前記方法。
【００２８】（９）第５項記載の方法において、前記形
成段階は、非晶質合金からなる複数の細長い絶縁ストリ
ップ状体をもたらし、この際、該細長いストリップ状体
の縦方向が該非晶質合金の磁界の方向と一致してなる段
階と、前記細長い絶縁ストリップ状体をアレンジして、
前記可撓性アンテナコアを形成する段階と、を具備する
ことを特徴とする前記方法。
【００２９】（１０）第９項記載の方法において、前記
細長いストリップ状体は、幅が３ｍｍしかないことを特
徴とする前記方法。
【００３０】（１１）第９項記載の方法において、前記
細長いストリップ状体は、非晶質ファイバであることを
特徴とする前記方法。
【００３１】（１２）バッジまたは類似物に組み込むチ
ップトランスポンダ用の可撓性磁気アンテナコアであっ
て、高いＱを有する材料からなる該アンテナコアを製造
する方法において、高いμを有する軟性の磁性材料から
なり、相互に絶縁され、縦方向に伸長するチェーンの細
長いストリップ状体を形成することを特徴とする前記方
法。一態様において、高いμを有する軟性の磁性材料か
らなる小径粒子の粉末を合成樹脂と混合することによっ
て、該混合物中の磁性材料の高い飽和を、真空中で形成
する。前記混合物を、強力な静磁界中に晒しながら、ブ
ロック状に硬化し、粒子は、印加磁界と平行な永久チェ
ーンを形成する。前記ブロックは前に印加した磁界の方
向と対応する縦方向に沿って、薄いストリップ状体にカ
ットされ、この種ストリップ状体の各々が、アンテナコ
アを構成する。別な態様において、前記チェーンは、絶
縁層で覆われた磁気軟鉄からなる薄いワイヤで構成され
る。こういったワイヤは、フラットな束状ストリップ状
体に形成され、この種ストリップ状体が、アンテナコア
を構成する。更に別の態様において、前記細長いストリ
ップ状体は、非晶質合金で形成され、その縦方向は磁界
の方向と一致し、該ストリップ状体は相互に絶縁されて
いる。１つ以上のこういったストリップ状体によってス
タック状体が形成され、この種スタック状体がアンテナ
コアを構成する。フラットな可撓性アンテナは、１つ以
上の上述したストリップまたはスタック状のアンテナコ
アの回りに電気巻線を巻き付けることによって得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁界Ｈ及びうず電流の向きが図示された金属ブ
ロックの斜視図である。
【図２】強力な磁界に晒しながら、軟性の磁性材料の粉
末及び合成樹脂の混合物を硬化する装置の略図、及びこ
の種静磁場に置かれたこの種混合物のブロック図であ
る。
【図３】図２ｂのブロックから縦方向にカットすると共
に、電気巻線を巻き付けた状態の、本発明の第１の実施
例であるストリップ状アンテナコアの斜視図である。
【図４】絶縁層を有する磁気軟鉄からなる単一の薄いワ
イヤの図である。
【図５】図５のワイヤの多数のものからなるフラットな
束状ストリップ状体が電気巻線で巻かれた状態の、本発
明による実施例のアンテナコアを示す平面図、及び断面
図である。
【図６】図５に示すストリップ状アンテナコアにうず電
流が生じることなく磁界Ｈが通る状態を示す斜視図であ
る。
【図７】図６のアンテナコアの変形例を示す、非晶質合
金からなるスタック式の多数のストリップ状体の図であ
る。
【図８】図７のスタック式ストリップ状体の相互接続の
例を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に固定した関係で取り付けられ、軟
    性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェーン
    と、該軟性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長する
    チェーンの隣接するもの同士を相互に絶縁する絶縁材料
    とを含んだ、高いＱを有する可撓性アンテナコアと、 前記可撓性アンテナコアを取り囲む電気巻線と、を具備
    することを特徴とする可撓性アンテナ。
  2. 【請求項２】 相互に固定した関係で取り付けられ、軟
    性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長するチェーン
    から、高いＱを有する可撓性アンテナコアを形成すると
    共に、該軟性の磁性材料からなる複数の縦方向に伸長す
    るチェーンの隣接するもの同士を相互に絶縁する段階
    と、 前記可撓性アンテナに電気巻線を巻き付ける段階と、を
    具備することを特徴とする可撓性アンテナの製造方法。
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