JPH1022722A - 複合材を用いたトランスポンダ用アンテナ及びトランスポンダ - Google Patents

複合材を用いたトランスポンダ用アンテナ及びトランスポンダ

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JPH1022722A
JPH1022722A JP8176544A JP17654496A JPH1022722A JP H1022722 A JPH1022722 A JP H1022722A JP 8176544 A JP8176544 A JP 8176544A JP 17654496 A JP17654496 A JP 17654496A JP H1022722 A JPH1022722 A JP H1022722A
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JP
Japan
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transponder
antenna
flake
resin
magnetic
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Application number
JP8176544A
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Takanori Endo
貴則 遠藤
Masami Miyake
政美 三宅
Takashi Tsuchida
隆 土田
Seiro Hachiman
誠朗 八幡
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚みが小さく、可撓性があり、しかも100
kHzを超える高周波でも損失が小さく、硬貨や包装用
アルミ箔等の影響を受けにくいトランスポンダ用アンテ
ナを提供することを目的とする。 【解決手段】 軟磁性のフレークと合成樹脂との複合材
よりなる板状の磁芯と、該磁芯に巻き付けられたコイル
とを備えてなる複合材を用いたトランスポンダ用アンテ
ナ。フレークを構成する軟磁性材料としては純鉄、珪素
鋼、パーマロイ(Fe−Ni合金)、鉄系/コバルト系
アモルファス合金等を使用できる。フレーク厚は30μ
以下、フレーク径は50〜2000μが好ましい。この
薄板状のアンテナ6,7と、渦巻き状アンテナ9とを、
各アンテナの軸心方向が直交3方向となるように配設し
てなるトランスポンダ8。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複合材を用いたトラ
ンスポンダ用アンテナに係り、特に100kHzを超え
る周波数において作動するIDカード用、定期券/回数
券用など人が携帯するのに好適なトランスポンダ用アン
テナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】アンテナとしてはフェライト製磁芯に巻
き線を施したものや、磁芯を持たず導線のみを巻いたコ
イルが用いられている。また交流磁場で使用するアンテ
ナでは、薄板を積層した磁芯を用いることにより渦電流
による損失を防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】IDカード用、定期券
/回数券用など人が携帯するトランスポンダに従来のア
ンテナを用いた場合は下記の問題が生じる。
【0004】フェライトは硬く、可撓性がないため、曲
げたとき割れるため、ポケットに入れ携帯するには適さ
ない。
【0005】磁芯を持たないコイルでは、同心的な渦巻
状コイルとすることにより薄くすることはできるが、こ
のコイルを有するトランスポンダをポケット内において
硬貨や、タバコの包みのアルミ箔等がコイル軸心と垂直
となるようにトランスポンダに重なった場合、特性が低
下する。使用の度にトランスポンダをポケットから取り
出すようにすればかかる特性低下は回避されるが、著し
く不便である。また、ポケットから取り出して使用する
場合、水滴または雪などが付着し、特性が低下すること
がある。
【0006】金属製の磁芯を交流で使用する場合は、相
互に絶縁した電気抵抗の高い磁性材料の薄板を積層して
渦電流による損失を防止することが広く行なわれてい
る。磁性材料の電気抵抗が高く厚さが薄いほどこの効果
は大きいが、周波数が数100kHzを超えると現在量
産されており工業的に使用できる最も電気抵抗が高く厚
さが薄い磁性材料(アモルファス金属 電気抵抗;13
7μΩcm、厚さ;23μ)を用いても、損失が多く使
用できない。
【0007】本発明は、厚みが小さく、可撓性があり、
しかも100kHzを超える高周波でも損失が小さく、
硬貨や包装用アルミ箔等の影響を受けにくいトランスポ
ンダ用アンテナ及びそれを用いたトランスポンダを提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明(請求項1)のト
ランスポンダ用アンテナは、軟磁性のフレークと合成樹
脂との複合材よりなる板状の磁芯と、該磁芯に巻き付け
られたコイルとを備えてなるものである。
【0009】かかるトランスポンダ用アンテナにあって
は、磁芯が軟磁性のフレークと合成樹脂との複合材より
なるため、薄く、可撓性があり、また高周波損失が小さ
い。
【0010】このトランスポンダ用アンテナは、トラン
スポンダに組み込まれた場合、磁束はトランスポンダの
板面と平行方向に流れるようになるため、トランスポン
ダの板面に硬貨やアルミ箔が重なっても、磁束は硬貨や
アルミ箔によって殆ど影響を受けない。
【0011】本発明(請求項2)のトランスポンダは、
板状のアンテナ2個および渦巻き状に導線を巻いた空芯
アンテナ1個を有してなるものである。この場合、2個
又は3個のアンテナの軸方向は互いに直交方向となって
いることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のトランスポンダ用アンテ
ナのフレークを構成する軟磁性材料としては純鉄、珪素
鋼、パーマロイ(Fe−Ni合金)、鉄系/コバルト系
アモルファス合金等を使用できるが、特にコバルト系
(Co−Fe−Ni−B−Si系)アモルファス合金が
適している。アモルファス合金は高周波特性が良く、ま
た溶湯流を気流により溶滴とし水冷した銅の表面にぶつ
けることにより急冷して製造したフレーク状のアモルフ
ァスが容易に入手できる。
【0013】渦電流の影響を防ぐためフレークの厚さは
30μm以下、望ましくは10μm以下が適当である。
複合材の透磁率を上げ磁芯の大きさを小さくするにはフ
レークの径が大きいほど良いが、フレークの径が大き過
ぎると磁芯の材質を均一とすることが困難となる。この
ためフレークの径は50〜2000μm、望ましくは1
00〜1000μmであるのが適当である。
【0014】合成樹脂としては、熱硬化性のエポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ジアクリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、珪素
樹脂、ポリウレタン樹脂、熱可塑性のポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニール樹脂、フッ素樹
脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、AS樹脂、A
BS樹脂、ABA樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリア
セタール樹脂、ポリイミド樹脂等が使用できる。
【0015】複合材中の合成樹脂の量が多くなるほど複
合材の可撓性は増し、形状付与も容易になる。また合成
樹脂の量が過小であると複合材の強度がさがる。この観
点からは合成樹脂の量は大であるほど良い。しかし合成
樹脂の量が増すと透磁率が下がる。このため合成樹脂の
量は3%〜50%、好ましくは10%〜40%であるこ
とが適当である。
【0016】成形法は射出成形、圧縮成形、圧延法、ド
クターブレード法等が使用できるが圧縮成形、圧延法、
ドクターブレード法等を使用すればフレークの面が複合
材の面方向に並び磁気特性の優れた複合材が得られる。
携帯に適し所定の特性を得るように厚さは0.3mm〜
2mm、幅、長さは100mm以下が適当である。特に
厚さ0.3mm〜1mm、幅10mm〜25mm、長さ
は60mm〜80mmが好ましい。
【0017】巻き線の線径は太すぎるとアンテナ全体が
厚くなり、細すぎると抵抗が大きくなるので100μ〜
200μで適当である。
【0018】なお、このアンテナでは、長辺と垂直コイ
ルを巻き付けるすなわち、コイルの軸を長辺に平行する
ことが適当である。
【0019】
【実施例】
実施例1.平均厚さ5μ、平均径500μのCo系アモ
ルファス金属フレークにエポキシ系樹脂を10%混合し
160℃、200kg/cm2 で圧縮成形し磁芯材料と
した。その磁芯材料を厚さ0.6mm、幅25mm、長
さ80mmに切断し径0.15mmの導線を幅方向に平
行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0020】実施例2.平均厚さ5μ、平均径500μ
のCo系アモルファス金属フレークにエポキシ系樹脂を
20%混合し160℃、200kg/cm2 で圧縮成形
し磁芯材料とした。その磁芯材料を厚さ0.6mm、幅
25mm、長さ80mmに切断し径0.15mmの導線
を幅方向に平行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0021】実施例3.平均厚さ5μ、平均径500μ
のCo系アモルファス金属フレークにエポキシ系樹脂を
30%混合し160℃、200kg/cm2 で圧縮成形
し磁芯材料とした。その磁芯材料を厚さ0.6mm、幅
25mm、長さ80mmに切断し径0.15mmの導線
を幅方向に平行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0022】実施例4.平均厚さ5μ、平均径500μ
のCo系アモルファス金属フレークにエポキシ系樹脂を
40%混合し160℃、200kg/cm2 で圧縮成形
し磁芯材料とした。その磁芯材料を厚さ0.6mm、幅
25mm、長さ80mmに切断し径0.15mmの導線
を幅方向に平行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0023】実施例5.平均厚さ5μ、平均径300μ
のCo系アモルファス金属フレークにエポキシ系樹脂を
20%混合し160℃、200kg/cm2 で圧縮成形
し磁芯材料とした。その磁芯材料を厚さ0.6mm、幅
25mm、長さ80mmに切断し径0.15mmの導線
を幅方向に平行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0024】実施例6.平均厚さ10μ、平均径500
μのCo系アモルファス金属フレークにエポキシ系樹脂
を20%混合し160℃、200kg/cm2 で圧縮成
形し磁芯材料とした。その磁芯材料を厚さ0.6mm、
幅25mm、長さ80mmに切断し径0.15mmの導
線を幅方向に平行にLが3mHとなるだけ巻いた。
【0025】実施例7.平均厚さ5μ、平均径500μ
のCo系アモルファス金属フレークにウレタン系樹脂と
エポキシ系樹脂の混合樹脂を20%混合し160℃、2
00kg/cm2 で圧縮成形し磁芯材料とした。その磁
芯材料を厚さ0.6mm、幅25mm、長さ80mmに
切断し径0.15mmの導線を幅方向に平行にLが3m
Hとなるだけ巻いた。
【0026】比較例1 磁芯材料としては厚さ25μのアライドケミカル社製M
ETAGLAS2714Aを幅25mm、長さ50mm
の矩形に切断し、12枚重ね厚さ0.3mmの磁芯とし
径0.15mmの導線を幅方向に平行にLが3mHとな
るだけ巻いた。
【0027】それぞれのコイルの特性を横河ヒューレッ
ド・パッカード社製LCR測定器を用いて抵抗R(損
失)を測定した。その結果を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】表1より、本発明のアンテナは、100k
Hzを超える高周波でも損失が小さいことが明らかであ
る。
【0030】
【発明の効果】以上の通り、本発明のトランスポンダ用
アンテナは、厚みが小さく、可撓性があり、しかも10
0kHzを超える高周波でも損失が小さく、硬貨や包装
用アルミ箔等の影響を受けにくいという優れた効果を有
する。本発明のトランスポンダは、トランスポンダをポ
ケット等に入れたまま自動改札機等で使用する場合は読
みとり機の磁東の方向にトランスポンダのアンテナの軸
の方向が一致するとは限らない。この問題を解消するに
は本発明の板状アンテナ2を直交させて配置し、さらに
渦巻き状に導線を巻いた空芯アンテナ1個を配置すれば
良い。即ち、本発明のトランスポンダは、図1のように
本発明の薄板状アンテナ6,7を2個、コイル軸心線方
向(アンテナの軸方向)を交叉させて板状トランスポン
ダ8内に配置し、かつこのトランスポンダ8内に空芯の
渦巻き状コイル9よりなる空芯アンテナを、その軸心方
向が板状トランスポンダの板面と交叉方向となるように
配置したものである。なお、アンテナ6,7とコイル9
よりなるアンテナとの軸心方向は直交3方向とするのが
好ましい。11はチップ状回路を示す。
【0031】トランスポンダをIDカード、自動改札定
期券等としてポケット等に収納したまま使用する場合
は、質問機のアンテナとトランスポンダ方向は不特定で
あるから、トランスポンダはいずれの方向の電波にも感
応しうるものである必要がある。板状トランスポンダに
軸が直交する板状アンテナを2個設ければ板の面に平行
ないずれの方向にも感応するようにすることができる
が、面に垂直な面に感応させることはできない。これに
対し、図1の板状トランスポンダでは、該トランスポン
ダの指向方向にかかわりなく、全方位からの電波に感応
させることができる。即ち、X方向の電波に対してはア
ンテナ7が感応し、Y方向の電波に対してはアンテナ6
が感応し、Z方向の電波に対しては空芯のアンテナ(コ
イル)9が感応する。
【図面の簡単な説明】
【図1】トランスポンダの平面図及び側面図である。
【符号の説明】
6,7 薄板状アンテナ 8 トランスポンダ 9 渦巻き状アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 5/00 (72)発明者 八幡 誠朗 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 知 財サービス株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性のフレークと合成樹脂との複合材
    よりなる板状の磁芯と、該磁芯に巻き付けられたコイル
    とを備えてなる複合材を用いたトランスポンダ用アンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】 請求項1の板状のアンテナ2個および渦
    巻き状に導線を巻いた空芯アンテナ1個を有してなる板
    状トランスポンダ。
  3. 【請求項3】 請求項2において2個または3個のアン
    テナの軸方向が互いに直交方向となっていることを特徴
    とするトランスポンダ。
JP8176544A 1995-08-22 1996-07-05 複合材を用いたトランスポンダ用アンテナ及びトランスポンダ Pending JPH1022722A (ja)

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JP8176544A JPH1022722A (ja) 1996-07-05 1996-07-05 複合材を用いたトランスポンダ用アンテナ及びトランスポンダ
TW085109524A TW337621B (en) 1996-07-05 1996-08-06 Antenna for transponder and transponder
KR1019960034104A KR100459839B1 (ko) 1995-08-22 1996-08-17 트랜스폰더용안테나및트랜스폰더
DE69600910T DE69600910T2 (de) 1995-08-22 1996-08-22 Antenne für einen Transponder und ein Transponder
US08/701,457 US6930646B2 (en) 1995-08-22 1996-08-22 Transponder and antenna
EP96113479A EP0762535B1 (en) 1995-08-22 1996-08-22 Antenna for transponder and transponder

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003060838A3 (en) * 2001-12-21 2003-11-27 Sensormatic Electronics Corp Magnetic core transceiver antenna for electronic article surveillance
JP2004505476A (ja) * 2000-07-21 2004-02-19 ミクロシッド エス アー 受動トランスポンダ用高感度読み取り装置
JP2006081140A (ja) * 2003-12-11 2006-03-23 Hitachi Metals Ltd アンテナ及びこれを用いた電波時計、キーレスエントリーシステム、rfidシステム
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US10164337B2 (en) 2013-03-15 2018-12-25 Ricoh Company, Ltd. Antenna device

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Effective date: 20020924