JPWO2020122228A1 - 無線通信システム、電気機器、及び無線通信タグ - Google Patents

Abstract

コイルアンテナと無線通信タグとの結合を高める。無線通信システム（１）は、第１ユニット（２）と、コイルアンテナ（３）と、導電性リング（４）と、第２ユニット（５）と、無線通信タグ（６）とを備える。コイルアンテナ（３）の第１コイル導体（３１）は、第１ユニット（２）の第１側面（２３）に沿って巻回されている。導電性リング（４）は、第１ユニット（２）の第１側面（２３）に沿って設けられており、スリットを有する。第２ユニット（５）は、第２側面（５２）を有し、第１方向（Ｄ１）において第１ユニット（２）に対して取り外し可能に取り付けられる。無線通信タグ（６）は、第２コイル導体（６１）を含み、第２ユニット（５）の第２側面（５２）に沿って設けられている。第１方向（Ｄ１）において、導電性リング（４）と第２コイル導体（６１）との間の第１最小距離（Ｌ１１）は、第１コイル導体（３１）と第２コイル導体（６１）との間の第２最小距離（Ｌ２１）よりも短い。

Description

本発明は、一般に、無線通信システム、電気機器、及び無線通信タグに関し、より詳細には、コイルアンテナ及び無線通信タグを備える無線通信システム、この無線通信システムを備える電気機器、及び、無線通信システムに用いられる無線通信タグに関する。

従来、端末筐体とカード型アンテナモジュールとを備える通信端末が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された通信端末において、端末筐体は、端末筐体側アンテナを備え、カード型アンテナモジュールは、端末筐体側アンテナと結合する結合用コイルを備える。端末筐体側アンテナ及び結合用コイルは、共にコイルアンテナであり、巻回軸が一致している。

国際公開第２０１１／１３５９３４号

ところで、特許文献１に記載された通信端末では、互いに対面する領域が必要であり、小型化を図ることが難しいという問題があった。また、特許文献１に記載された通信端末では、物品その他の機能部品の配置によっては、スペースを十分に確保することが難しいという問題があった。

上記の問題点を解決するために、第１ユニットにコイルアンテナが設けられており、かつ、第２ユニットに無線通信タグが設けられている無線通信システムが考えられる。この無線通信システムでは、コイルアンテナと無線通信タグとの結合により、情報の授受が行われる。

しかしながら、上記の無線通信システムでは、コイルアンテナと無線通信タグとの間において、十分な結合が得られにくいという問題があった。特に、コイルアンテナの全周において無線通信タグの位置によっては、コイルアンテナと無線通信タグとの結合が十分に得られなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、コイルアンテナと無線通信タグとの結合を高めることができる無線通信システム、電気機器、及び無線通信タグを提供することにある。

本発明の一態様に係る無線通信システムは、第１ユニットと、コイルアンテナと、導電性リングと、第２ユニットと、無線通信タグとを備える。前記第１ユニットは、１つ又は複数の面で構成される第１側面を有する。前記コイルアンテナは、第１コイル導体を含む。前記第１コイル導体は、前記第１ユニットの前記第１側面に沿って巻回されている。前記導電性リングは、前記第１ユニットの前記第１側面に沿って設けられており、前記第１コイル導体の巻回方向と直交する方向に沿ってスリットを有する。前記第２ユニットは、１つ又は複数の面で構成される第２側面を有し、第１方向において前記第１ユニットに対して取り外し可能に取り付けられる。前記無線通信タグは、第２コイル導体を含み、前記第２ユニットの前記第２側面に沿って設けられている。前記第１方向において、前記導電性リングと前記第２コイル導体との間の第１最小距離は、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間の第２最小距離よりも短い。

本発明の一態様に係る電気機器は、前記無線通信システムと、動作部と、制御部とを備える。前記動作部は、所定の動作を行う。前記制御部は、前記無線通信タグの情報に応じて前記動作部を制御する。

本発明の一態様に係る無線通信タグは、無線通信システムに、タグとして用いられる無線通信タグである。前記無線通信システムは、第１ユニットと、コイルアンテナと、導電性リングと、第２ユニットと、前記タグとを備える。前記第１ユニットは、１つ又は複数の面で構成される第１側面を有する。前記コイルアンテナは、第１コイル導体を含む。前記第１コイル導体は、前記第１ユニットの前記第１側面に沿って巻回されている。前記導電性リングは、前記第１ユニットの前記第１側面に沿って設けられており、前記第１コイル導体の巻回方向と直交する方向に沿ってスリットを有する。前記第２ユニットは、１つ又は複数の面で構成される第２側面を有し、第１方向において前記第１ユニットに対して取り外し可能に取り付けられる。前記タグは、前記第２ユニットの前記第２側面に沿って設けられている。前記無線通信タグは、第２コイル導体を含む。前記第１方向において、前記導電性リングと前記第２コイル導体との間の第１最小距離は、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間の第２最小距離よりも短い。

本発明の上記態様に係る無線通信システム、電気機器、及び無線通信タグによれば、コイルアンテナと無線通信タグとの結合を高めることができる。

図１は、実施形態１に係る無線通信システムの概略図である。 図２は、同上に係る無線通信システムの斜視図である。 図３は、実施形態１の変形例１に係る無線通信システムの概略図である。 図４は、実施形態１の変形例３に係る無線通信システムの概略図である。 図５は、実施形態１の変形例４に係る無線通信システムにおいて、第１ユニットの第１側面、第２ユニットの第２側面、及び第１ユニットの突部が正三角形である場合の斜視図である。 図６は、実施形態１の変形例４に係る無線通信システムにおいて、第１ユニットの第１側面、第２ユニットの第２側面、及び第１ユニットの突部が正四角形である場合の斜視図である。 図７は、実施形態１の変形例４に係る無線通信システムにおいて、第１ユニットの第１側面、第２ユニットの第２側面、及び第１ユニットの突部が正八角形である場合の斜視図である。 図８は、実施形態２に係る電気機器の要部を示す概略図である。

以下、実施形態１，２に係る無線通信システム、電気機器及び無線通信タグについて、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において参照する図１〜図８は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態１）
（１）無線通信システムの全体構成
実施形態１に係る無線通信システム１の全体構成について、図面を参照して説明する。

無線通信システム１は、図１に示すように、第１ユニット２と、コイルアンテナ３と、導電性リング４と、第２ユニット５と、無線通信タグ６とを備える。

無線通信システム１は、例えば、電動歯ブラシ、電動工具、ゲーム機、又は掃除機に用いられる。

（２）無線通信システムの各構成要素
以下、無線通信システム１の各構成要素について、図面を参照して説明する。

（２．１）第１ユニット
第１ユニット２は、図２に示すように、基部２１と、突部２２とを有する。突部２２は、基部２１と一体に形成されている。第１ユニット２の材料は、樹脂であり、第１ユニット２の透磁率は、例えば、金属よりも高い。

基部２１は、１つの連続した面である第１側面２３と、対向面２４とを有する。基部２１は、筒状又は柱状である。基部２１の軸は、第１方向Ｄ１に沿っている。基部２１の外形状は、第１方向Ｄ１から見て円状である。なお、第１方向Ｄ１は、第１ユニット２に第２ユニット５が取り付けられたり、第１ユニット２から第２ユニット５が外されたりする方向である。

突部２２は、基部２１から突出する。より詳細には、突部２２は、基部２１の対向面２４から第１方向Ｄ１に沿って突出する。突部２２は、筒状又は柱状である。突部２２の軸は、第１方向Ｄ１に沿っており、かつ、基部２１の軸と一致する。突部２２の外形状は、第１方向Ｄ１から見て円状である。

（２．２）コイルアンテナ
コイルアンテナ３は、図１及び図２に示すように、第１コイル導体３１を含む。第１コイル導体３１は、第１ユニット２の第１側面２３に沿って設けられている。より詳細には、第１コイル導体３１は、第１ユニット２の第１側面２３上に設けられている。

（２．３）導電性リング
導電性リング４は、図１及び図２に示すように、第１ユニット２の第１側面２３に沿って設けられている。例えば、導電性リング４は、第１ユニット２に嵌め込まれている。導電性リング４は、帯状であり、導電性を有する。導電性リング４の材料は、例えば、銅などの金属である。

導電性リング４は、第１ユニット２の第１側面２３に沿って設けられたときに、スリット４１を有する。スリット４１は、第１コイル導体３１の巻回方向と直交する方向に沿って形成されている。これにより、導電性リング４に閉ループが構成されないようにすることができる。なお、導電性リング４は、スリット４１を有するため、第１ユニット２の円周方向において、第１ユニット２の第１側面２３の全領域を覆うのではなく、第１側面２３の一部の領域を覆わずに設けられている。

ところで、実施形態１の導電性リング４は、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２から見て、コイルアンテナ３の第１コイル導体３１と重なる。より詳細には、第２方向Ｄ２から見て、導電性リング４は、第１方向Ｄ１における第１コイル導体３１の全領域と重なる。なお、導電性リング４は、スリット４１の領域を除いて、第２方向Ｄ２から見て第１コイル導体３１と重なる。

また、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２において、導電性リング４は、コイルアンテナ３の第１コイル導体３１の巻回軸に対して、コイルアンテナ３の第１コイル導体３１の外側に設けられている。つまり、導電性リング４は、第１ユニット２の第１側面２３と共に、第１コイル導体３１を覆っている。ただし、導電性リング４は、スリット４１を有するため、第１コイル導体３１の全領域を覆うのではなく、第１コイル導体３１の一部を覆わずに設けられている。

（２．４）第２ユニット
第２ユニット５は、図１及び図２に示すように、第１方向Ｄ１において第１ユニット２に対して取り外し可能に取り付けられる。第２ユニット５は、凹部５１と、１つの連続した面である第２側面５２と、対向面５３とを有する。凹部５１には、第１ユニット２の突部２２が嵌まる。第２ユニット５は、筒状又は柱状であり、第２ユニット５の軸は、第１方向Ｄ１に沿っている。第２ユニット５の外形状は、第１方向Ｄ１から見て円状である。第２ユニット５の材料は、樹脂であり、第２ユニット５の透磁率は、金属よりも高い。

実施形態１では、第１ユニット２に第２ユニット５が取り付けられた場合、第２側面５２が第１ユニット２の第１側面２３と面一になる。ここで、「第２側面５２が第１側面２３と面一になる」とは、第２側面５２と第１側面２３とが完全に同一面となる場合だけでなく、第２側面５２が第１側面２３と実質的に同一面となる場合も含む。

（２．５）無線通信タグ
無線通信タグ６は、図１及び図２に示すように、第２コイル導体６１と、基板６２と、ＲＦＩＣ（図示せず）とを含む。第２コイル導体６１は、平面コイルであり、複数回巻回された状態で基板６２上に設けられている。第２コイル導体６１の材料は、例えば銅のような金属である。基板６２は、例えば樹脂基板である。基板６２には、第２コイル導体６１及びＲＦＩＣが設けられている。ＲＦＩＣは、所定の情報を記憶する。

無線通信タグ６は、第２ユニット５に設けられている。より詳細には、無線通信タグ６は、第２ユニット５の第２側面５２上に設けられている。実施形態１では、上述したように第２ユニット５の第２側面５２が第１ユニット２の第１側面２３と面一になっているため、無線通信タグ６は、第１方向Ｄ１に沿って、第１コイル導体３１と隣接して設けられている。

（３）導電性リング、第１コイル導体及び第２コイル導体の位置関係
図１に示すように、第１方向Ｄ１において、導電性リング４の端部は、第１コイル導体３１の端部よりも、無線通信タグ６に近接している。言い換えると、第１方向Ｄ１において、第１コイル導体３１における無線通信タグ６側の端部と無線通信タグ６との間に、導電性リング４における無線通信タグ６側の端部が位置している。

したがって、第１方向Ｄ１において、導電性リング４と第２コイル導体６１との間の第１最小距離Ｌ１１は、第１コイル導体３１と第２コイル導体６１との間の第２最小距離Ｌ２１よりも短い。第１最小距離Ｌ１１は、第１方向Ｄ１において、導電性リング４における無線通信タグ６側の端部と第２コイル導体６１における導電性リング４側の端部との間の距離である。第２最小距離Ｌ２１は、第１方向Ｄ１において、第１コイル導体３１における無線通信タグ６側の端部と第２コイル導体６１における第１コイル導体３１側の端部との間の距離である。

（４）磁束の経路
以下、コイルアンテナ３から発生した磁束φ１の経路について、図１を参照して説明する。

上述したように、第１方向Ｄ１において、導電性リング４と第２コイル導体６１との間の第１最小距離Ｌ１１は、第１コイル導体３１と第２コイル導体６１との間の第２最小距離Ｌ２１よりも短い。つまり、導電性リング４の先端が第１コイル導体３１の先端よりも無線通信タグ６側に延びている。更に言い換えると、第１方向Ｄ１において、導電性リング４における無線通信タグ６側の端部が第１コイル導体３１における無線通信タグ６側の端部よりも無線通信タグ６側に延びている。したがって、コイルアンテナ３から発生した磁束φ１は、導電性リング４を避けるように、大きく周回する。詳細について、以下に説明する。

まず、導電性リング４には、磁束φ１が貫通しない。一方、磁束密度は、距離が一番短くなるような経路において高い。このため、導電性リング４が設けられていない場合、コイルアンテナ３から発生した磁束は、第１コイル導体３１の近くで小さく周回するような経路となる。一方、導電性リング４が設けられている場合、導電性リング４には、磁束φ１が貫通しないため、導電性リング４を避けるように、大きく周回するような経路となる。第１方向Ｄ１において、導電性リング４の先端が第１コイル導体３１の先端よりも無線通信タグ６側に延びているため、コイルアンテナ３から発生した磁束φ１は、第１コイル導体３１の近くで周回するのではなく、無線通信タグ６側に延びるように周回する。

上記より、導電性リング４が設けられている場合のほうが、導電性リング４が設けられていない場合に比べて、大きな磁束φ１が無線通信タグ６の第２コイル導体６１を鎖交する。これにより、導電性リング４が設けられていない場合に比べて、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

また、コイルアンテナ３の全周にわたって、導電性リング４が設けられているため（ただし、スリット４１の部分を除く）、第１ユニット２に第２ユニット５が取り付けられた際に、無線通信タグ６がどの位置に配置されていても、大きな磁束φ１が無線通信タグ６の第２コイル導体６１を鎖交する。これにより、第１ユニット２に第２ユニット５が取り付けられたときの無線通信タグ６の位置にかかわらず、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

また、上述したように、第２方向Ｄ２において、導電性リング４は、コイルアンテナ３の第１コイル導体３１の外側に設けられている。また、第１コイル導体３１の外側よりも内側のほうが、磁束が大きい。これにより、磁束が大きい位置に導電性リング４が設けられていないほうが、より大きな磁束φ１を無線通信タグ６に鎖交させることができる。

（５）効果
実施形態１に係る無線通信システム１によれば、コイルアンテナ３から発生した磁束φ１を導電性リング４が無線通信タグ６に誘導することができるので、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

また、実施形態１に係る無線通信システム１によれば、無線通信タグ６がコイルアンテナ３の全周にわたってどこに配置されていても、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

実施形態１に係る無線通信システム１によれば、第１コイル導体３１における互いに隣接する導体部分間の隙間に磁束が通ることを低減できるので、磁束を大きく周回させることができる。

実施形態１に係る無線通信システム１によれば、無線通信タグ６をコイルアンテナ３の全周にわたって配置することができ、無線通信タグ６がどこに配置されていても、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

実施形態１に係る無線通信システム１によれば、磁束φ１が集中する位置とは異なる位置に導電性リング４が設けられているので、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を更に高めることができる。

（６）変形例
以下、実施形態１の変形例について説明する。

（６．１）変形例１
実施形態１の導電性リング４は、図１に示すように、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２から見て、第１方向Ｄ１における第１コイル導体３１の全領域と重なるが、導電性リング４は、第１コイル導体３１の全領域と重なることに限定されない。図３に示すように、導電性リング４は、第２方向Ｄ２から見て、第１方向Ｄ１における第１コイル導体３１の一部のみと重なっていてもよい。要するに、導電性リング４は、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２から見て第１コイル導体３１の少なくとも一部と重なっていればよい。

変形例１に係る無線通信システム１においても、第１コイル導体３１における互いに隣接する導体部分間の隙間に磁束φ１が通ることを低減できるので、磁束φ１を大きく周回させることができる。

（６．２）変形例２
実施形態１では、第１ユニット２が突部２２を有し、第２ユニット５が凹部５１を有するが、実施形態１の変形例２として、第１ユニット２が凹部を有し、第２ユニット突部を有してもよい。要するに、第１ユニット２及び第２ユニット５の一方が突部を有し、残りが凹部を有していればよい。

変形例２に係る無線通信システム１においても、無線通信タグ６をコイルアンテナ３の全周にわたって配置することができ、無線通信タグ６がどこに配置されていても、コイルアンテナ３と無線通信タグ６との結合を高めることができる。

（６．３）変形例３
上述したように、実施形態１では、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２において、導電性リング４は、第１コイル導体３１の外側に設けられているが（図１参照）、実施形態１の変形例３として、図４に示すように、第２方向Ｄ２において、導電性リング４は、第１コイル導体３１の内側に設けられていてもよい。

変形例３では、第１コイル導体３１において、外側よりも磁束φ１が大きい内側に導電性リング４が設けられるため、導電性リング４が外側に設けられている場合に比べて、磁束φ１が小さくなる。しかしながら、第１最小距離Ｌ１１が第２最小距離Ｌ２１よりも短い導電性リング４が設けられているため、変形例３においても、実施形態１と同様、導電性リング４が設けられていない場合に比べて、無線通信タグ６を鎖交する磁束φ１を大きくすることができる。

（６．４）変形例４
第１ユニット２の第１側面２３及び第２ユニット５の第２側面５２の第１方向Ｄ１から視た外形状は、図２に示すような円状に限定されず、例えば、図５〜図７に示すような多角形状（正多角形状を含む）であってもよい。この場合、第１ユニット２の第１側面２３及び第２ユニット５の第２側面５２は、１つの連続した面ではなく、複数の面で構成されている。

また、第１ユニット２の突部２２の第１方向Ｄ１から視た外形状は、図２に示すような円状に限定されず、例えば、図５〜図７に示すような多角形状（正多角形状を含む）であってもよい。第１ユニット２の突部２２の外形状は、第１ユニット２に対する第２ユニット５の少なくとも２つの位置で、第１ユニット２に第２ユニット５を取付可能な形状であればよい。このような形状であれば、突部２２の形状は、円状及び正多角形状以外の形状であってもよい。

例えば、図５に示すように突部２２の形状が正三角形である場合、第１ユニット２に対して第２ユニット５が１２０°ずつ回転したいずれの状態においても、第１ユニット２に第２ユニット５を取り付けることができる。図６に示すように突部２２の形状が正四角形である場合、第１ユニット２に対して第２ユニット５が９０°ずつ回転したいずれの状態においても、第１ユニット２に第２ユニット５を取り付けることができる。図７に示すように突部２２の形状が正八角形状である場合、第１ユニット２に対して第２ユニット５が４５°ずつ回転したいずれの状態においても、第１ユニット２に第２ユニット５を取り付けることができる。

第１ユニット２の第１側面２３、第２ユニット５の第２側面５２、及び第１ユニット２の突部２２の外形（第１方向Ｄ１から見たときの形状）は、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。つまり、第１ユニット２の第１側面２３、第２ユニット５の第２側面５２、及び第１ユニット２の突部２２の外形は、様々な組合せであってもよい。

（６．５）その他の変形例
第１ユニット２において、突部２２は、基部２１と一体に形成されていることに限定されず、基部２１とは別体に形成されていてもよい。

第１コイル導体３１は、第１ユニット２の外側に設けられていることに限定されず、第１ユニット２にモールドされていてもよい。この場合も、第１コイル導体３１は、第１ユニット２の第１側面２３に沿って設けられるように、第１ユニット２にモールドされる。

導電性リング４は、第１ユニット２に嵌め込まれることに限定されず、第１ユニット２の第１側面２３上に貼り付けられることによって、第１ユニット２の第１側面２３上に設けられていてもよい。あるいは、導電性リング４は、第１ユニット２にモールドされていてもよい。

導電性リング４の先端は、第１方向Ｄ１において、第１ユニット２の対向面２４と同じ位置であることに限定されず、第１ユニット２の対向面２４よりも無線通信タグ６側の位置であってもよい。言い換えると、第１方向Ｄ１において、導電性リング４における無線通信タグ側の端部は、第１ユニット２の対向面２４よりも無線通信タグ６側の位置であってもよい。例えば、導電性リング４の先端は、無線通信タグ６の第２コイル導体６１の最外周と同じ位置であってもよい。このほうが、コイルアンテナ３から発生した磁束φ１を大きく周回させることができるので、大きな磁束φ１を無線通信タグ６の第２コイル導体６１に鎖交させることができる。要するに、導電性リング４と第２コイル導体６１との間の第１最小距離Ｌ１１が第１コイル導体３１と第２コイル導体６１との間の第２最小距離Ｌ２１よりも短いという条件を満たす範囲で、導電性リング４の先端は、無線通信タグ６に近づけてもよい。

導電性リング４は、第１方向Ｄ１において、無線通信タグ６側とは反対側にも延びていてもよい。つまり、導電性リング４の端部は、第１コイル導体３１と同じ位置ではなく、無線通信タグ６側とは反対側に延びていてもよい。言い換えると、第１方向Ｄ１において、導電性リング４における無線通信タグ６側とは反対側の端部は、第１コイル導体３１における無線通信タグ６側とは反対側の端部よりも、無線通信タグ６側とは反対側に延びていてもよい。

第１ユニット２、第１コイル導体３１、及び導電性リング４の外形（第１方向Ｄ１から見たときの形状）は、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。つまり、第１ユニット２、第１コイル導体３１、及び導電性リング４の外形は、様々な組合せであってもよい。ただし、第１ユニット２、第１コイル導体３１、及び導電性リング４の外形が同じ形状である場合、これらの外形が異なる形状である場合に比べて、小型化すなわち省スペース化を図ることができる。

第２ユニット５の材料は、第１ユニット２の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

無線通信タグ６は、第２ユニット５の第２側面５２上に設けられていることに限定されず、第２ユニット５にモールドされていてもよい。

上記の各変形例に係る無線通信システム１においても、実施形態１に係る無線通信システム１と同様の効果を奏する。

（実施形態２）
実施形態２では、無線通信システム１ａを用いた電気機器７について、図８を参照して説明する。

（１）電気機器の構成
実施形態２に係る電気機器７は、図８に示すように、無線通信システム１ａと、動作部８１と、制御部８２と、第２機構部品９とを備える。

実施形態２に係る無線通信システム１ａは、図８に示すように、第１ユニット２ａと、コイルアンテナ３ａと、導電性リング４ａと、第２ユニット５ａと、無線通信タグ６ａとを備える。なお、実施形態２の無線通信システム１ａに関し、実施形態１の無線通信システム１（図１参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

第１ユニット２ａは、実施形態１と同様、図８に示すように、基部２１ａと、突部２２ａとを有する。突部２２ａは、基部２１ａと一体に形成されている。基部２１ａは、第１側面２３ａと、対向面２４ａとを有する。突部２２ａは、基部２１ａの対向面２４ａから第１方向Ｄ１に沿って突出する。第１ユニット２ａには、コイルアンテナ３ａ及び導電性リング４ａが内部に収容されている。なお、第１ユニット２ａに関し、実施形態１の第１ユニット２（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

コイルアンテナ３ａは、図８に示すように、第１コイル導体３１ａを含む。第１コイル導体３１ａは、第１ユニット２ａの第１側面２３ａに沿って設けられている。より詳細には、第１コイル導体３１ａは、第１ユニット２ａの第１側面２３ａ上ではなく、第１ユニット２ａの内部に設けられている。第１コイル導体３１ａは、例えば、樹脂モールドにより、第１ユニット２ａの内部に設けられている。なお、コイルアンテナ３ａに関し、実施形態１のコイルアンテナ３（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

導電性リング４ａは、図８に示すように、第１ユニット２ａの第１側面２３ａに沿って設けられている。より詳細には、導電性リング４ａは、第１ユニット２ａの第１側面２３ａ上ではなく、第１ユニット２ａの内部に設けられている。導電性リング４ａは、例えば、樹脂モールドにより、第１ユニット２ａの内部に設けられている。実施形態２においても、導電性リング４ａは、スリット（図示せず）を有し、第２方向Ｄ２から見て、コイルアンテナ３ａの第１コイル導体３１ａと重なる。なお、導電性リング４ａに関し、実施形態１の導電性リング４（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

第２ユニット５ａは、実施形態１と同様、図８に示すように、第１方向Ｄ１において第１ユニット２ａに対して取り外し可能に取り付けられる。第２ユニット５ａは、凹部５１（図２参照）と、第２側面５２ａと、対向面５３（図２参照）とを有する。凹部５１には、第１ユニット２ａの突部２２ａが嵌まる。第１ユニット２ａには、無線通信タグ６ａが内部に収容されている。なお、第２ユニット５ａに関し、実施形態１の第２ユニット５（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

無線通信タグ６ａは、実施形態１と同様、図８に示すように、第２コイル導体６１ａと、基板６２ａと、ＲＦＩＣ（図示せず）とを含む。無線通信タグ６ａは、第２ユニット５ａに設けられている。より詳細には、無線通信タグ６ａは、第２ユニット５ａの第２側面５２ａ上ではなく、第２ユニット５ａの内部に設けられている。無線通信タグ６ａは、例えば、樹脂モールドにより、第２ユニット５ａの内部に設けられている。なお、無線通信タグ６ａに関し、実施形態１の無線通信タグ６（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

動作部８１は、所定の動作を行う。より詳細には、動作部８１は、第１機構部品８３を含む。

第１機構部品８３は、第１ユニット２ａのうち、第１方向Ｄ１から見て第１コイル導体３１ａよりも内側に設けられている。より詳細には、第１機構部品８３は、第１方向Ｄ１から見て、コイルアンテナ３ａの第１コイル導体３１ａよりも第１ユニット２ａの中央部に設けられている。

第１機構部品８３は、長尺状である。第１機構部品８３の長手方向は、第１方向Ｄ１である。第１機構部品８３は、第１方向Ｄ１において第１ユニット２ａから突出する先端部８４を有する。第１機構部品８３の先端部８４は、第１ユニット２ａに第２ユニット５ａが取り付けられたときに、第２ユニット５ａに収容される。

第１機構部品８３は、導電性を有し、第１機構部品８３の材料は、例えば金属である。第１機構部品８３の材料は、銅であることが好ましい。第１機構部品８３の材料が銅である場合、第１機構部品８３の材料が鉄である場合よりも、損失を小さくすることができる。

制御部８２は、無線通信タグ６ａの情報に従って動作部８１を制御する。より詳細には、制御部８２は、例えば、プロセッサ及びメモリを含むコンピュータ（マイクロプロセッサを含む）で構成されている。メモリに記憶されているプログラムに従ってプロセッサが動作することによって、制御部８２は、動作部８１を制御する。

第２機構部品９は、第２ユニット５ａに設けられている。第２機構部品９は、第１機構部品８３の動作に連動して動作する。

図２の例では、電気機器７は、電動歯ブラシであり、第２機構部品９は、柄９１と、ブラシ部９２とを含む。ブラシ部９２は、柄９１の先端に設けられている。

（２）導電性リング、第１コイル導体及び第２コイル導体の位置関係
実施形態２においても、実施形態１と同様、図８に示すように、第１方向Ｄ１において、導電性リング４ａの端部は、第１コイル導体３１ａの端部よりも、無線通信タグ６ａ側に位置する。言い換えると、第１方向Ｄ１において、第１コイル導体３１ａにおける無線通信タグ６ａ側の端部と無線通信タグ６ａとの間に、導電性リング４ａにおける無線通信タグ６ａ側の端部が位置している。

したがって、第１方向Ｄ１において、導電性リング４ａと第２コイル導体６１ａとの間の第１最小距離Ｌ１２は、第１コイル導体３１ａと第２コイル導体６１ａとの間の第２最小距離Ｌ２２よりも短い。

（３）磁束の経路
上述したように、第１方向Ｄ１において、導電性リング４ａと第２コイル導体６１ａとの間の第１最小距離Ｌ１２は、第１コイル導体３１ａと第２コイル導体６１ａとの間の第２最小距離Ｌ２２よりも短い。つまり、導電性リング４ａの先端が第１コイル導体３１ａの先端よりも突出している。したがって、実施形態２においても、実施形態１と同様、コイルアンテナ３ａから発生した磁束φ２は、導電性リング４ａを避けるように、大きく周回する。

一方、第１ユニット２ａの中央部に第１機構部品８３が設けられているため、コイルアンテナ３ａから発生した磁束φ２は、第１ユニット２ａの中央部を通りにくく、第２ユニット５ａの周囲部を通るようになる。これにより、より大きな磁束φ２が無線通信タグ６ａを通ることになる。

（４）電気機器の動作
以下、電気機器７の動作について、図８を参照して説明する。図８の例では、電気機器７は、電動歯ブラシであり、第２機構部品９は、柄９１及びブラシ部９２を有する。第２機構部品９は、第２ユニット５ａと一体になるように取り付けられている。第２機構部品９の種類に応じて、無線通信タグ６ａには異なる情報が記憶されている。

まず、第１ユニット２ａに第２ユニット５ａが取り付けられる。制御部８２は、使用開始前に、コイルアンテナ３ａから磁束φ２を発生するようにコイルアンテナ３ａに電流を流し、無線通信タグ６ａに記憶されている情報を無線通信タグ６ａから取得する。

その後、制御部８２は、無線通信タグ６ａからの情報に従って、動作部８１の第１機構部品８３を動作させる。第１機構部品８３の動作に連動して第２機構部品９が動作する。具体的には、制御部８２は、無線通信タグ６ａからの情報に従って、振動回数、振動幅、振動時間を調整して、第１機構部品８３及び第２機構部品９を動作させる。

（５）効果
実施形態２に係る無線通信システム１ａ及び電気機器７によれば、コイルアンテナ３ａから発生した磁束φ２を、第１ユニット２ａの内側よりも第１ユニット２ａの外側に集めることができるので、集磁効果を高めることができる。

実施形態２に係る電気機器７によれば、コイルアンテナ３ａから発生した磁束φ２を導電性リング４ａが無線通信タグ６ａに誘導することができるので、コイルアンテナ３ａと無線通信タグ６ａとの結合を高めることができる。

また、実施形態２に係る電気機器７によれば、無線通信タグ６ａがコイルアンテナ３ａの全周にわたってどこに配置されていても、コイルアンテナ３ａと無線通信タグ６ａとの結合を高めることができる。

さらに、実施形態２に係る電気機器７によれば、第２ユニット５ａに対応した動作内容で動作部８１を動作させることができる。

（６）変形例
導電性リング４ａは、実施形態１及び変形例の導電性リング４（図１及び図２参照）と同様、図８に示すようにコイルアンテナ３ａの第１コイル導体３１ａの外側に設けられていてもよいし、第１コイル導体３１ａの内側に設けられていてもよい。

実施形態２の変形例として、電気機器７は、無線通信システム１ａに代えて、実施形態１に係る無線通信システム１を備えてもよいし、実施形態１の各変形例に係る無線通信システム１を備えてもよい。

電気機器７は、電動歯ブラシに限定されず、本体に対して複数の部品が取替可能な機器であればよい。電気機器７は、例えば、電動工具、ゲーム機、又は掃除機であってもよい。

上記の各変形例に係る電気機器７においても、実施形態２に係る電気機器７と同様の効果を奏する。

以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（態様）
以上説明した実施形態及び変形例より以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）と、コイルアンテナ（３；３ａ）と、導電性リング（４；４ａ）と、第２ユニット（５；５ａ）と、無線通信タグ（６；６ａ）とを備える。第１ユニット（２；２ａ）は、１つ又は複数の面で構成される第１側面（２３；２３ａ）を有する。コイルアンテナ（３；３ａ）は、第１コイル導体（３１；３１ａ）を含む。第１コイル導体（３１；３１ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）の第１側面（２３；２３ａ）に沿って巻回されている。導電性リング（４；４ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）の第１側面（２３；２３ａ）に沿って設けられており、第１コイル導体（３１；３１ａ）の巻回方向と直交する方向に沿ってスリット（４１）を有する。第２ユニット（５；５ａ）は、１つ又は複数の面で構成される第２側面（５２；５２ａ）を有し、第１方向（Ｄ１）において第１ユニット（２；２ａ）に対して取り外し可能に取り付けられる。無線通信タグ（６；６ａ）は、第２コイル導体（６１；６１ａ）を含み、第２ユニット（５；５ａ）の第２側面（５２；５２ａ）に沿って設けられている。第１方向（Ｄ１）において、導電性リング（４；４ａ）と第２コイル導体（６１；６１ａ）との間の第１最小距離（Ｌ１１；Ｌ１２）は、第１コイル導体（３１；３１ａ）と第２コイル導体（６１；６１ａ）との間の第２最小距離（Ｌ２１；Ｌ２２）よりも短い。

第１の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、コイルアンテナ（３；３ａ）から発生した磁束（φ１；φ２）を導電性リング（４；４ａ）が無線通信タグ（６；６ａ）に誘導することができるので、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を高めることができる。

第２の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）では、第１の態様において、第２ユニット（５；５ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）に対して、第１方向（Ｄ１）を軸とする少なくとも２つの回転位置で取付可能である。

第２の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、第２ユニット（５；５ａ）が第１ユニット（２；２ａ）に対してどの回転位置で取り付けられていても、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を高めることができる。

第３の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）では、第１又は２の態様において、第１ユニット（２；２ａ）には、第１方向（Ｄ１）から見て第１コイル導体（３１；３１ａ）よりも内側に導電性の（第１）機構部品（８３）が設けられる。

第３の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、コイルアンテナ（３；３ａ）から発生した磁束（φ１；φ２）を、第１ユニット（２；２ａ）の内側よりも第１ユニット（２；２ａ）の外側に集めることができるので、集磁効果を高めることができる。

第４の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）では、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、導電性リング（４；４ａ）は、第１方向（Ｄ１）と直交する第２方向（Ｄ２）から見て第１コイル導体（３１；３１ａ）の少なくとも一部と重なる。

第４の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、第１コイル導体（３１；３１ａ）における互いに隣接する導体部分間の隙間に磁束（φ１；φ２）が通ることを低減できるので、磁束（φ１；φ２）を大きく周回させることができる。

第５の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、第１ユニット（２；２ａ）は、基部（２１；２１ａ）と、突部（２２；２２ａ）とを有する。基部（２１；２１ａ）は、第１側面（２３；２３ａ）を有する。突部（２２；２２ａ）は、基部（２１；２１ａ）から突出する。第２ユニット（５；５ａ）は、凹部（５１）を有する。凹部（５１）には、突部（２２；２２ａ）が嵌まる。突部（２２；２２ａ）の外形状は、第１方向（Ｄ１）から見て円状である。

第５の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、無線通信タグ（６；６ａ）をコイルアンテナ（３；３ａ）の全周にわたって配置することができ、無線通信タグ（６；６ａ）がどこに配置されていても、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を高めることができる。

第６の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）では、第１〜５の態様のいずれか１つにおいて、第１方向（Ｄ１）と直交する第２方向（Ｄ２）において、導電性リング（４；４ａ）は、第１コイル導体（３１；３１ａ）の巻回軸に対して、第１コイル導体（３１；３１ａ）の外側に設けられている。

第６の態様に係る無線通信システム（１；１ａ）によれば、磁束（φ１；φ２）が集中する位置とは異なる位置に導電性リング（４；４ａ）が設けられているので、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を更に高めることができる。

第７の態様に係る電気機器（７）は、第１〜６の態様のいずれか１つの無線通信システム（１；１ａ）と、動作部（８１）と、制御部（８２）とを備える。動作部（８１）は、所定の動作を行う。制御部（８２）は、無線通信タグ（６；６ａ）の情報に応じて動作部（８１）を制御する。

第７の態様に係る電気機器（７）によれば、コイルアンテナ（３；３ａ）から発生した磁束（φ１；φ２）を導電性リング（４；４ａ）が無線通信タグ（６；６ａ）に誘導することができるので、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を高めることができる。

さらに、第７の態様に係る電気機器（７）によれば、無線通信タグ（６；６ａ）の情報に応じて動作部（８１）を制御することによって、第２ユニット（５；５ａ）に対応した動作内容で動作部（８１）を動作させることができる。

第８の態様に係る電気機器（７）では、第７の態様において、動作部（８１）は、導電性の（第１）機構部品（８３）を含む。（第１）機構部品（８３）は、第１方向（Ｄ１）から見て第１コイル導体（３１；３１ａ）よりも第１ユニット（２；２ａ）の中央部に設けられている。

第８の態様に係る電気機器（７）によれば、コイルアンテナ（３；３ａ）から発生した磁束（φ１；φ２）を、第１ユニット（２；２ａ）の内側よりも第１ユニット（２；２ａ）の外側に集めることができるので、集磁効果を高めることができる。

第９の態様に係る無線通信タグ（６；６ａ）は、無線通信システム（１；１ａ）に、タグとして用いられる無線通信タグである。無線通信システム（１；１ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）と、コイルアンテナ（３；３ａ）と、導電性リング（４；４ａ）と、第２ユニット（５；５ａ）と、タグとを備える。第１ユニット（２；２ａ）は、１つ又は複数の面で構成される第１側面（２３；２３ａ）を有する。コイルアンテナ（３；３ａ）は、第１コイル導体（３１；３１ａ）を含む。第１コイル導体（３１；３１ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）の第１側面（２３；２３ａ）に沿って巻回されている。導電性リング（４；４ａ）は、第１ユニット（２；２ａ）の第１側面（２３；２３ａ）に沿って設けられており、第１コイル導体（３１；３１ａ）の巻回方向と直交する方向に沿ってスリット（４１）を有する。第２ユニット（５；５ａ）は、１つ又は複数の面で構成される第２側面（５２；５２ａ）を有し、第１方向（Ｄ１）において第１ユニット（２；２ａ）に対して取り外し可能に取り付けられる。タグは、第２ユニット（５；５ａ）の第２側面（５２；５２ａ）に沿って設けられている。無線通信タグ（６；６ａ）は、第２コイル導体（６１；６１ａ）を含む。第１方向（Ｄ１）において、導電性リング（４；４ａ）と第２コイル導体（６１；６１ａ）との間の第１最小距離（Ｌ１１；Ｌ１２）は、第１コイル導体（３１；３１ａ）と第２コイル導体（６１；６１ａ）との間の第２最小距離（Ｌ２１；Ｌ２２）よりも短い。

第９の態様に係る無線通信タグ（６；６ａ）によれば、コイルアンテナ（３；３ａ）から発生した磁束（φ１；φ２）を導電性リング（４；４ａ）が無線通信タグ（６；６ａ）に誘導することができるので、コイルアンテナ（３；３ａ）と無線通信タグ（６；６ａ）との結合を高めることができる。

１，１ａ 無線通信システム
２，２ａ 第１ユニット
２１，２１ａ 基部
２２，２２ａ 突部
２３，２３ａ 第１側面
３，３ａ コイルアンテナ
３１，３１ａ 第１コイル導体
４，４ａ 導電性リング
４１ スリット
５，５ａ 第２ユニット
５１ 凹部
５２，５２ａ 第２側面
６，６ａ 無線通信タグ
６１，６１ａ 第２コイル導体
７ 電気機器
８１ 動作部
８２ 制御部
８３ 第１機構部品
Ｌ１１，Ｌ１２ 第１最小距離
Ｌ２１，Ｌ２２ 第２最小距離
φ１，φ２ 磁束
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向

第２ユニット５ａは、実施形態１と同様、図８に示すように、第１方向Ｄ１において第１ユニット２ａに対して取り外し可能に取り付けられる。第２ユニット５ａは、凹部５１（図２参照）と、第２側面５２ａと、対向面５３（図２参照）とを有する。凹部５１には、第１ユニット２ａの突部２２ａが嵌まる。第２ユニット５ａには、無線通信タグ６ａが内部に収容されている。なお、第２ユニット５ａに関し、実施形態１の第２ユニット５（図１及び図２参照）と同様の構成及び機能については説明を省略する。

図８の例では、電気機器７は、電動歯ブラシであり、第２機構部品９は、柄９１と、ブラシ部９２とを含む。ブラシ部９２は、柄９１の先端に設けられている。

Claims (9)

1. １つ又は複数の面で構成される第１側面を有する第１ユニットと、
   前記第１ユニットの前記第１側面に沿って巻回されている第１コイル導体を含むコイルアンテナと、
   前記第１ユニットの前記第１側面に沿って設けられており、前記第１コイル導体の巻回方向と直交する方向に沿ってスリットを有する導電性リングと、
   １つ又は複数の面で構成される第２側面を有し、第１方向において前記第１ユニットに対して取り外し可能に取り付けられる第２ユニットと、
   第２コイル導体を含み、前記第２ユニットの前記第２側面に沿って設けられている無線通信タグと、を備え、
   前記第１方向において、前記導電性リングと前記第２コイル導体との間の第１最小距離は、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間の第２最小距離よりも短い、
   無線通信システム。
2. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して、前記第１方向を軸とする少なくとも２つの回転位置で取付可能である、
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記第１ユニットには、前記第１方向から見て前記第１コイル導体よりも内側に導電性の機構部品が設けられる、
   請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記導電性リングは、前記第１方向と直交する第２方向から見て前記第１コイル導体の少なくとも一部と重なる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記第１ユニットは、
   前記第１側面を有する基部と、
   前記基部から突出する突部と、を有し、
   前記第２ユニットは、
   前記突部が嵌まる凹部を有し、
   前記突部の外形状は、前記第１方向から見て円状である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 前記第１方向と直交する第２方向において、前記導電性リングは、前記第１コイル導体の巻回軸に対して、前記第１コイル導体の外側に設けられている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システムと、
   所定の動作を行う動作部と、
   前記無線通信タグの情報に応じて前記動作部を制御する制御部と、を備える、
   電気機器。
8. 前記動作部は、前記第１方向から見て前記第１コイル導体よりも前記第１ユニットの中央部に設けられている導電性の機構部品を含む、
   請求項７に記載の電気機器。
9. １つ又は複数の面で構成される第１側面を有する第１ユニットと、
   前記第１ユニットの前記第１側面に沿って巻回されている第１コイル導体を含むコイルアンテナと、
   前記第１ユニットの前記第１側面に沿って設けられており、前記第１コイル導体の巻回方向と直交する方向に沿ってスリットを有する導電性リングと、
   １つ又は複数の面で構成される第２側面を有し、第１方向において前記第１ユニットに対して取り外し可能に取り付けられる第２ユニットと、
   前記第２ユニットの前記第２側面に沿って設けられているタグと、を備える、
   無線通信システムに、前記タグとして用いられる無線通信タグであって、
   第２コイル導体を含み、
   前記第１方向において、前記導電性リングと前記第２コイル導体との間の第１最小距離は、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体との間の第２最小距離よりも短い、
   無線通信タグ。

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