データキャリア構造及びその設置構造
【課題】 本発明は、従来のデータキャリアを利用した可撓性及び防水性に優れたラベル、特に金属等の導電性部材の表面に設置するラベルとして好適なデータキャリア構造及びその設置構造を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】 データキャリア１の両面を樹脂シート７，８で保護し、その樹脂シート７，８の外側に可撓性及び防水性を有する金属シート11，12を配置し、一方の金属シート11は通信側に配置されて該金属シート11を介してデータキャリア１が電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成され、他方の金属シート12とその内側の樹脂シート８との間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シート13が配置され、該金属シート12が導電性部材３への設置側に配置されたことを特徴とする。
【解決手段】 データキャリア１の両面を樹脂シート７，８で保護し、その樹脂シート７，８の外側に可撓性及び防水性を有する金属シート11，12を配置し、一方の金属シート11は通信側に配置されて該金属シート11を介してデータキャリア１が電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成され、他方の金属シート12とその内側の樹脂シート８との間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シート13が配置され、該金属シート12が導電性部材３への設置側に配置されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性部材の表面に設置される可撓性のデータキャリア構造及びその設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般機械、自転車やオートバイク等の輸送機械、橋梁等の屋外設備等の物体は、その管理、使用、メンテナンスに際して、その特性、若しくは仕様、製造者や製造年月日、メンテナンス履歴等の物体に関する固有の情報を使用、もしくは作業現場において迅速に入手する必要がある。
【０００３】
そのため、従来から物体の表面に必要な情報を記載したラベルを貼着する方法が行われている。一般に用いられているラベルは必要な情報を印刷した紙片に粘着層を積層したものであり、物体の表面に貼着して取り付けるようになっている。このような紙ラベルは可撓性を有するため、自転車やオートバイクの車輪カバーやハンドル、または橋桁の金属管のような曲面上にも容易に貼着出来る利点がある。
【０００４】
しかし、紙ラベルは年月の経過により次第に汚損が進むので、印刷された情報の判読が次第に困難になり、または物体表面から剥がれる等により消失しやすいという問題があった。特に屋外において使用される物体に貼着した紙ラベルでは、その傾向が大きい。更に紙ラベルには記載出来る情報量が少ないという問題もある。
【０００５】
近年、このような紙ラベルの問題に鑑み、それ代わって多くの情報量が担持出来る安定なラベルとしてデータキャリア（若しくは、ＲＦＩＤタグ（Radio Frequency IDentification TAG））を利用した電子ラベルが開発されている。
【０００６】
図５は従来のデータキャリア１を利用した電子ラベル（以下、「データキャリア構造」という。）９を模式的に示した断面図である。尚、図５は理解を容易にするため、その厚さ方向の寸法を拡大して示している。従来のデータキャリア１を利用したデータキャリア構造９は、図５に示すように、全体が平面状に形成され、ＩＣ（Integrated Circuit）回路４に接続した円板状（円形）のアンテナコイル２を有し、全体が平面状に形成されたデータキャリア１と、その両外側面に例えばラミネートにより積層した薄い樹脂シート７，８により構成され、曲面上にも容易に貼着出来るように可撓性を有している。そしてデータキャリア１とリーダライタ等の通信装置６との間の電磁波通信は図５の点線で示す磁束Ｈにより行われる。
【０００７】
しかし、従来のデータキャリア構造９は、両面の樹脂シート７，８が外部からの紫外線により徐々に劣化し、微細な亀裂やピンホール等が発生するという問題がある。これら微細な亀裂やピンホール等が発生すると防水性が低下し、外部から侵入する湿気または水分により内部のデータキャリア１が損傷を受けて通信不可能になることがある。
【０００８】
それを解決するために、紫外線による劣化が内部まで進行する時間を長くするように厚い樹脂シート７，８を用いると、データキャリア構造９の可撓性が損なわれるという別の問題が発生する。更にこのデータキャリア構造９を金属等の導電性部材３の表面に設置すると、データキャリア１のアンテナコイル２を通るべき磁束Ｈが導電性部材３を通ってバイパスするので、その通信感度が低くなるという問題がある。
【０００９】
一方、平板状のデータキャリア１が外部の腐食ガスや紫外線の影響を受けないように、その両面を２枚の薄い金属層で覆い、その金属層を介して電磁誘導作用によりリーダライタ等の通信装置６との間で電磁波通信を行う技術が特開２００３−２０８５８８号公報（特許文献１）に記載されている。
【００１０】
ここで、図６を参照して特許文献１の電磁誘導作用による通信原理について説明する。データキャリア構造はデータキャリア１と、それを保護する金属層５を備え、データキャリア１は金属層５を介してリーダライタ（Ｒ／Ｗ）機等の通信装置６との間で通信を行う。
【００１１】
例えば、通信装置６のアンテナコイルからからデータキャリア構造に読み込み信号を電磁波Ｈ１として送信すると、その電磁波Ｈ１により金属層５の内部に表皮電流Ｉが発生し、その表皮電流Ｉによりデータキャリア構造の内部に電磁波Ｈ２が発生する。
【００１２】
即ち、通信装置６から送信された電磁波Ｈ１は金属層５を通しての電磁誘導作用によりデータキャリア１に電磁波Ｈ２を伝送することが出来る。逆にデータキャリア１のアンテナコイル２からの応答電磁波も金属層５を通しての電磁誘導作用により通信装置６に伝送される。
【００１３】
通信に使用される電磁波の周波数は数百Ｈｚ〜数ＭＨｚの範囲で種々選択されるが、そのような高周波の電磁波が金属層５に照射されると前述のように金属層５中には表皮電流Ｉが発生するが、その表皮電流Ｉの厚さｄは（πｆμρ）の１／２乗に反比例することが分かっている。ここでｆは電磁波の周波数、μは金属層５の誘電率、ρは金属層５の抵抗率である。
【００１４】
そして、金属層５を通しての電磁誘導作用により通信を行うには金属層５の厚さｔをｔ≦ｄとする必要があり、表皮電流Ｉの厚さｄを一定とすれば、金属層５の厚さｔの値がそれより小さいほど通信感度が向上することが分かった。
【００１５】
しかし、金属層５の厚さｔの値が小さいほど（即ち、金属層５が薄いほど）、その強度が低下し、ある限界に達すると、データキャリア１を保護する機能が果たせなくなる。そこで実用的な保護強度を達成しながら電磁誘導作用で通信可能とするには、表皮電流Ｉの厚さｄを大きく出来る金属材料を適宜選択することで対応可能であることが判明した。
【００１６】
更に別の技術として、導電性部材３の表面にデータキャリア１を設置する場合、磁束Ｈが導電性部材３側を通ることを防止するためにデータキャリア１と導電性部材３との間にアモルファス磁性シート等の高透磁性シートを配置することが特開２００３−１０８９６６号公報（特許文献２）に記載されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−２０８５８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１０８９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前述の特許文献１のデータキャリア構造も、それを金属等の導電性部材３の表面に設置するとデータキャリア１のアンテナコイル２を通るべき磁束Ｈが導電性部材３を通ってバイパスするので、その通信感度が低下するという問題がある。
【００１９】
また、特許文献２の技術は、データキャリア構造の外側に高透磁性シートを配置したものであり、全体の防水性は考慮されていない。
【００２０】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、従来のデータキャリアを利用した可撓性及び防水性に優れたラベル、特に金属等の導電性部材の表面に設置するラベルとして好適なデータキャリア構造及びその設置構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するための本発明に係るデータキャリア構造の第１の構成は、円板状のアンテナコイルを有するデータキャリアの両面をそれぞれ樹脂シートで保護した可撓性のデータキャリア構造において、前記各樹脂シートの外側に可撓性及び防水性を有する金属シートがそれぞれ配置され、その一方の金属シートが通信側とされ、他方の金属シートが導電性部材への設置側とされ、前記一方の金属シートは、それを介して前記データキャリアが電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されており、前記他方の金属シートとその内側の樹脂シートとの間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シートが配置されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第２の構成は、前記第１の構成において、前記磁束遮蔽シートは、前記アンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第３の構成は、前記第１、第２の構成において、前記金属シートは、アルミニウムシートまたはステンレスシートにより構成されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第４の構成は、前記第３の構成において、前記アルミニウムシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲であり、前記ステンレスシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第５の構成は、前記第１〜第４の構成において、前記磁束遮蔽シートは、アモルファス磁性シートであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第６の構成は、前記第１〜第５の構成において、前記各金属シートの外側に更に樹脂コーティング層または塗料層が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るデータキャリアの設置構造は、前述の第１〜第６のデータキャリア構造を導電性部材の表面に設置した構造であって、前記データキャリア構造は、前記他方の金属シート側が前記導電性部材の表面側になるようにして該導電性部材に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るデータキャリア構造の第１の構成によれば、樹脂シートの両外側に配置した金属シートにより外部からの浸水を防止し、且つその内側の樹脂シートが紫外線で劣化することを阻止出来るので、外側の金属シートと内側の樹脂シートとの相乗効果によりデータキャリアの浸水等のよる損傷を確実に防止することが出来る。
【００２９】
また、通信側の金属シートは、それを介してデータキャリアが前述した電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されているので、データキャリアとしての通信機能が十分に確保出来る。
【００３０】
また、導電性部材へ設置する側の金属シートとその内側の樹脂シートの間に高透磁性を有する磁束遮蔽シートを配置しているので、データキャリア構造を金属等の導電性部材の表面に設置した場合に、そのデータキャリアのアンテナコイルを通るべき磁束が導電性部材にバイパスして減少するのを防止出来る。しかも磁束遮蔽シートは防水性を有する金属シートの内側に配置されているので、例えばフェライト粉末の成形によって作られたアモルファス磁性シートを使用したとしても、それが湿気による劣化や機能低下を起こす恐れもない。
【００３１】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第２の構成によれば、上記データキャリア構造において、磁束遮蔽シートをアンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置したことにより、磁束遮蔽シートの使用量を少なく出来、しかも後述する実験データから分かるように実用的な通信感度も十分に確保出来る。
【００３２】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第３の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、金属シートをアルミニウムシートやステンレスシートにより構成したことにより、安価な材料で防水性や通信機能を十分に確保出来る。
【００３３】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第４の構成によれば、上記データキャリア構造において、上記アルミニウムシートの厚さを、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲に設定し、或いは上記ステンレスシートの厚さを、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲に設定することでデータキャリア構造を可撓性に保ち、且つ通信装置との間で電磁誘導作用による通信が可能である。
【００３４】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第５の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、上記磁束遮蔽シートをアモルファス磁性シートとしたことにより、それが薄い層であっても導電性部材に対する十分な磁束遮蔽効果を発揮出来る。
【００３５】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第６の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、上記各金属シートの外側に更に樹脂コーティング層または塗料層を形成することにより、金属シートの周囲に腐食性ガスが存在するような場合でも、腐食性ガスから金属シートを保護出来る。
【００３６】
また、本発明に係るデータキャリア構造の設置構造によれば、上記データキャリア構造は他方の金属シート側が導電性部材の表面側になるようにして設置されているので、防水性及び実用的な通信感度を十分に確保出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図により本発明に係るデータキャリア構造及びその設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るデータキャリア構造を模式的に示す断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面説明図、図３は図１に示すＩＣ回路のブロック図、図４は本発明に係るデータキャリア構造の通信実験の方法を説明する模式図である。
【００３８】
図１及び図２において、本実施形態のデータキャリア構造10は、図５に示して前述したデータキャリア構造９を用い、その外側に新たな部材を積層したものである。即ち、従来のデータキャリア構造９をそのまま利用して本発明のデータキャリア構造10が構成される。
【００３９】
本実施形態のデータキャリア構造10は、ＩＣ回路４に接続した円板状（円形）のアンテナコイル２を有するデータキャリア１と、その両面外側に例えばラミネートにより積層した可撓性を有する樹脂シート７，８を備えており、該樹脂シート７，８により可撓性のデータキャリア構造10が保護されている。
【００４０】
樹脂シート７の外側には可撓性及び防水性を有する一方の金属シート11が接着剤により接着されて積層配置され、樹脂シート８の外側には高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シート13が粘着剤または接着剤により接着されて積層配置される。一方の金属シート11は通信装置６への通信側に配置され、該金属シート11を介してデータキャリア１が電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成される。
【００４１】
更に磁束遮蔽シート13の外側には可撓性及び防水性を有する他方の金属シート12が接着剤により接着されて積層配置される。そして、他方の金属シート12は接着剤により樹脂シート８及び磁束遮蔽シート13と一体化される。他方の金属シート12は導電性部材３への設置側に配置される。
【００４２】
尚、上記各接着剤は、例えば一方の金属シート11、他方の金属シート12、磁束遮蔽シート13等の裏面に予め設けられた剥離紙付きの接着剤を用いることが出来る。そして、このように構成されたデータキャリア構造10は全体として可撓性を有する。
【００４３】
一方の金属シート11と他方の金属シート12は、例えば、その厚さが０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲のアルミニウムシートまたはオーステナイト系（例えばＳＵＳ３０４）等のステンレスシートで構成出来る。
【００４４】
アルミニウムシートは薄膜であれば通信可能であることが判明しており、その通信可能なアルミニウムシートの厚さの範囲は０．１０mm以下であり、十分な可撓性及び防水性を発揮しつつ通信可能な更に好ましい範囲は、０．０１mm以上、且つ０．０６mm以下である。
【００４５】
また、ステンレスシートにおける通信可能なステンレスシートの厚さの範囲は１．００mm以下であり、十分な可撓性及び防水性を発揮しつつ通信可能な更に好ましい範囲は、０．０１mm以上、且つ０．０５mm以下である。
【００４６】
本実施形態のデータキャリア構造10の金属シート11，12としてアルミニウムシートを採用する場合には例えば厚さ３０μｍ程度の市販のアルミ箔を用いることが出来る。
【００４７】
アルミニウムやステンレス材料を用いると極めて薄いシート層が容易に製造出来、上記範囲のアルミニウムシートやステンレスシートの層はそれを介しての電磁誘導作用による通信を実用的な通信感度で行うことが出来る。
【００４８】
磁束遮蔽シート13は、データキャリア構造10を金属等の導電性部材３の表面に接着剤等を介して設置する場合に、通信に用いる磁束Ｈが導電性部材３にバイパスすることを抑制してアンテナコイル２を効率良く貫通するために設けられる。
【００４９】
本実施形態のデータキャリア構造10では、図２に示すように、磁束遮蔽シート13がアンテナコイル２のアンテナコイル面の略半分と重なるように配置されている。しかし磁束遮蔽シート13はアンテナコイル２のアンテナコイル面の少なくとも半分から全面までの範囲で重なるように配置することが出来、その重なり面積が大きくなるほど磁束遮蔽効果は大きくなる。
【００５０】
本実施形態では、アンテナコイル２のアンテナコイル面の半分程度と磁束遮蔽シート13の端部表面は互いに平行して接近状態でオーバーラップして対向配置され、それによって磁束遮蔽シート13で吸収して補足した磁束Ｈをアンテナコイル２に効率良く伝達し、逆にアンテナコイル２で発生した磁束Ｈを磁束遮蔽シート13に効率良く伝達することが出来る。
【００５１】
磁束遮蔽シート13は例えばアモルファス磁性シートを用いることが出来る。一般にアモルファス磁性シートの比透磁率は数万から数百万の範囲にあり、極めて比透磁率が高い。例えば米国のアライドケミカル社から市販されているＦｅ―Ｎｉ―Ｍｏ―Ｂ−Ｓ系で比透磁率が８０万のアモルファス磁性シートがあり、更に、類似組成でより高比透磁率のアモルファス磁性シートが日立金属（株）から市販されており、いずれも本発明のデータキャリア構造10の磁束遮蔽シート13として適用出来る。
【００５２】
アモルファス磁性シートの特徴としては透磁率が高い、保磁力が小さい、鉄損が小さく、ヒステリシス損失、渦電流損失が少ない、磁歪を広い範囲で制御出来る、電気抵抗率が高く温度変化が小さい、熱膨張係数や剛性率の温度係数が小さいこと等がある。
【００５３】
このような高比透磁率のアモルファス磁性シートは、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、データキャリア１のアンテナコイル２と導電性部材３との間を電磁的に遮蔽することが出来、導電性部材３へバイパスしようとする磁束Ｈを遮蔽して通信感度の低下を防止することが出来る。
【００５４】
しかしながら、アモルファス磁性体の単位重量当たりの価格は現状では非常に高い。従って、アモルファス磁性体をシート状とすることで、少ない材料でも通信距離の拡大効果が高く、コスト的にも極めて有利である。
【００５５】
また、アモルファス磁性シートは、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さとすることにより、可撓性と実用上の強度の両者を満たすことが出来る。また、シート状であるため重量増加が極めて少なく、軽量化を図ることが出来、好ましい。
【００５６】
アモルファス磁性シートは、アモルファス合金をシート状に形成したものであり、この非晶質合金は一般に超急冷法により靱性のある箔体に形成される。
【００５７】
また、このアモルファス合金はフレーク状に形成することが出来る。このフレーク状に形成されたアモルファス合金は、例えば、株式会社リケン製のアモリシックシート（商品名）のようにシート状に形成される。
【００５８】
即ち、このアモリシックシートは高透磁率コバルトアモルファス合金の笹の葉状フレークを絶縁フィルムに均一に分散し、サンドイッチ状に固定したシートである。また、フレーク状のアモルファス磁性体を散布した状態で、これをシート状に成形することにより構成した磁束遮蔽シート13を使用することでも良い。
【００５９】
また、磁束遮蔽シート13としてフェライト系アモルファス磁性シートを採用することも出来る。フェライト系アモルファス磁性シートとしては、例えば日立金属製の商品名「ファイメットシート」、型式FT-3M、比透磁率１０００００、厚さ３０μｍが市販されており、フェライト系アモルファス磁性シートの厚さは可撓性を有する例えば１８μｍ〜３０μｍ程度の厚さ範囲とされる。
【００６０】
図３において、アンテナコイル２は導線を空芯コイルに巻回して形成した同心円板状のアンテナコイルであり、４は記憶部となるメモリ４ｂを有する半導体ＩＣチップ（制御チップ）からなるＩＣ回路である。
【００６１】
ＩＣ回路４は制御部となるＣＰＵ（中央演算装置）４ａ、書き込み可能な不揮発性記憶素子を有する記憶部となるメモリ４ｂ、送受信部となる送受信機４ｃ及び電力貯蔵用のコンデンサ４ｄ等を有している。
【００６２】
上記データキャリア１の送受信方法を図３により説明すると、先ずリーダライタ機等の通信装置６が最初のステップでデータキャリア１の呼び出し及び電力送信用の電磁波を送信すると、データキャリア１はその電磁波をアンテナコイル２と送受信回路からなる送受信機４ｃの同調作用により受信し、その電力をコンデンサ４ｄに貯蔵する。これによってデータキャリア１は作動状態になるので、次のステップでリーダライタ機からデータキャリア１に読み出し用の電磁波を送信する。
【００６３】
電磁波はデータキャリア１のアンテナコイル２から送受信機４ｃを経てＣＰＵ４ａに入力され、該ＣＰＵ４ａはそれに応じて必要な情報をメモリ４ｂから読み出し、その情報を送受信機４ｃからアンテナコイル２を経て電磁波としてリーダライタ機に送信する。リーダライタ機からデータキャリア１のメモリ４ｂにデータを書き込む場合も上記方法に準じて実行される。尚、これ等一連のステップは略瞬時に行われる。
【００６４】
一般に電磁波は９０度の位相差をもって交流的に伝播する電界と磁界により表すことが出来、その磁界とアンテナコイル２が鎖交することにより該アンテナコイル２に流れる電流（高周波電流）を利用して送受信が行われる。
【００６５】
例えば、アンテナコイル２から電磁波が送信される場合は、アンテナコイル２に流れる高周波電流により高周波の磁界成分がアンテナコイル２の中心を通るループ（磁束Ｈループ）として分布し、この磁束Ｈ領域にリーダライタ機のアンテナコイルを置くと、リーダライタ機はデータキャリア１からの情報を受信出来る。
【００６６】
同様にリーダライタ機から電磁波を送信する場合にも、データキャリア１のアンテナコイル２の周囲に磁界成分が分布し、それをアンテナコイル２が受信することになる。
【００６７】
上記データキャリア構造10の電磁波通信に用いる周波数（通信周波数）は、この分野で使用されている数十ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの範囲、例えば慣用されている１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ等の周波数に適宜設定することが出来る。この周波数は例えばデータキャリア１の送受信機４ｃの共振周波数を適宜選択することにより簡単に設定出来る。
【００６８】
金属シート11，12の外側には更に樹脂コーティング層または塗料層を形成することが出来る。
【００６９】
このようなデータキャリア構造10を導電性部材３の表面に設置する場合には、他方の金属シート12側が導電性部材３の表面側になるようにして該導電性部材３に設置する。
【００７０】
以下に図４に示す実験装置を用いて、本発明に係るデータキャリア構造10を導電性部材３の表面に配置した状態で、その通信距離を測定した実験結果について具体的に説明する。
【００７１】
＜実験の概要＞
図４は実験方法を説明する模式的な図であり、導電性部材３の上に金属シート12、磁束遮蔽シート13を順次積載して配置し、その上にデータキャリア１を配置した。さらにデータキャリア１の上に金属シート11を配置した。
【００７２】
データキャリア１は、円板状のアンテナコイル１とＩＣ回路４との両側を可撓性の樹脂シート７，８で封止した構造を有し、周波数１２５ｋＨｚのＡＳＫ（Amplitude Shift Keying；振幅偏移変調）の無線通信方式を採用し、全体の直径が３０mmφ、厚さ０．６mmに構成したもの（株式会社ハネックスから市販されている商品名「Clear Disk Tag ３０mm UNIQE）を使用した。
【００７３】
導電性部材３は幅１００mm、長さ２００mm、厚さ０．５mmのアルミニウム板を使用し、金属シート11，12は縦５０mm、横５０mm、厚さ０．０６mmのアルミニウムシートを使用し、磁束遮蔽シート13は縦２５mm、横２５mm、厚さ０．１４mmの高透磁率のフェライト系アモルファス磁性シートを使用した。そして、これらデータキャリア１、金属シート11，12及び磁束遮蔽シート13により本発明のデータキャリア構造10の１例を模擬的に構成した。
【００７４】
データキャリア１と通信装置６との間の通信距離を測定するために、図４に示すように、データキャリア１の中央部上方に通信装置６としてリーダライタ（株式会社ハネックス製、商品名「HX001」）の測定部６ａを配置した。測定部６ａは長さ２８mm、直径９mmのフェライトアンテナ（フェライトロッドにアンテナコイルを巻回して構成したもの）であり、その軸方向をデータキャリア１のアンテナコイル面に垂直（図４の実線で示す測定部６ａ）に配置した垂直通信実験と、その軸方向をデータキャリア１のアンテナコイル面に平行（図４の点線で示す測定部６ａ）に配置した場合のそれぞれについて通信実験した。尚、通信距離はリーダライタによりデータキャリア１に記憶された情報内容を読み取ることができる距離をmm単位で測定した。
【００７５】
＜基礎実験＞
先ず通信感度の基準を知るため、基礎実験を行った。基礎実験は図４における金属シート11及び磁束遮蔽シート13を取り除いた状態で行った。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１７mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１０mmであった。
【００７６】
＜実施例１＞
次に図４のように構成したデータキャリア構造10の通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１８mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１２mmであった。
【００７７】
＜実施例２＞
次に図４における磁束遮蔽シート13の左縁がデータキャリア１の中心線（円板状のアンテナコイル２の中心線）に一致するように右方にずらせた状態（即ち、図１及び図２に示す状態）で前記実施例１と同様に通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１６mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１５mmであった。
【００７８】
＜比較例＞
次に図４における磁束遮蔽シート13を取り除いた状態で前記実施例１と同様に通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１２mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は３mmであった。
【００７９】
本発明のデータキャリア構造10は導電性部材３の表面に配置した状態において、前記実施例１から明らかなように、データキャリア１の上側（通信側）に金属シート11が存在する場合でも、前記基礎実験と略同様な通信距離が得られる。また、前記実施例２の結果から、磁束遮蔽シート13をアンテナコイル２のアンテナコイル面の半分と重複させた場合でも、それほど通信距離が落ちないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のデータキャリア構造は以下の導電性部材、特にそれらの曲面上に好適に設置できる。(1)自転車、オートバイク等の輸送機械の金属製の車輪カバー、支柱、ハンドル等、(2)道路や施設に設置した金属製のポールや手すり等、(3)屋外に設置される水または液の処理装置、(4)屋外で使用される工事車両や工具等。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るデータキャリア構造を模式的に示す断面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面説明図である。
【図３】図１に示すＩＣ回路のブロック図である。
【図４】本発明に係るデータキャリア構造の通信実験の方法を説明する模式図である。
【図５】従来のデータキャリア構造の一例を説明する図である。
【図６】電磁誘導作用による通信原理について説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…データキャリア
２…アンテナコイル
３…導電性部材
４…ＩＣ回路
４ａ…ＣＰＵ
４ｂ…メモリ
４ｃ…送受信機
４ｄ…コンデンサ
５…金属層
６…通信装置
６ａ…測定部
７，８…樹脂シート
９，10…データキャリア構造
11，12…金属シート
13…磁束遮蔽シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性部材の表面に設置される可撓性のデータキャリア構造及びその設置構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般機械、自転車やオートバイク等の輸送機械、橋梁等の屋外設備等の物体は、その管理、使用、メンテナンスに際して、その特性、若しくは仕様、製造者や製造年月日、メンテナンス履歴等の物体に関する固有の情報を使用、もしくは作業現場において迅速に入手する必要がある。
【０００３】
そのため、従来から物体の表面に必要な情報を記載したラベルを貼着する方法が行われている。一般に用いられているラベルは必要な情報を印刷した紙片に粘着層を積層したものであり、物体の表面に貼着して取り付けるようになっている。このような紙ラベルは可撓性を有するため、自転車やオートバイクの車輪カバーやハンドル、または橋桁の金属管のような曲面上にも容易に貼着出来る利点がある。
【０００４】
しかし、紙ラベルは年月の経過により次第に汚損が進むので、印刷された情報の判読が次第に困難になり、または物体表面から剥がれる等により消失しやすいという問題があった。特に屋外において使用される物体に貼着した紙ラベルでは、その傾向が大きい。更に紙ラベルには記載出来る情報量が少ないという問題もある。
【０００５】
近年、このような紙ラベルの問題に鑑み、それ代わって多くの情報量が担持出来る安定なラベルとしてデータキャリア（若しくは、ＲＦＩＤタグ（Radio Frequency IDentification TAG））を利用した電子ラベルが開発されている。
【０００６】
図５は従来のデータキャリア１を利用した電子ラベル（以下、「データキャリア構造」という。）９を模式的に示した断面図である。尚、図５は理解を容易にするため、その厚さ方向の寸法を拡大して示している。従来のデータキャリア１を利用したデータキャリア構造９は、図５に示すように、全体が平面状に形成され、ＩＣ（Integrated Circuit）回路４に接続した円板状（円形）のアンテナコイル２を有し、全体が平面状に形成されたデータキャリア１と、その両外側面に例えばラミネートにより積層した薄い樹脂シート７，８により構成され、曲面上にも容易に貼着出来るように可撓性を有している。そしてデータキャリア１とリーダライタ等の通信装置６との間の電磁波通信は図５の点線で示す磁束Ｈにより行われる。
【０００７】
しかし、従来のデータキャリア構造９は、両面の樹脂シート７，８が外部からの紫外線により徐々に劣化し、微細な亀裂やピンホール等が発生するという問題がある。これら微細な亀裂やピンホール等が発生すると防水性が低下し、外部から侵入する湿気または水分により内部のデータキャリア１が損傷を受けて通信不可能になることがある。
【０００８】
それを解決するために、紫外線による劣化が内部まで進行する時間を長くするように厚い樹脂シート７，８を用いると、データキャリア構造９の可撓性が損なわれるという別の問題が発生する。更にこのデータキャリア構造９を金属等の導電性部材３の表面に設置すると、データキャリア１のアンテナコイル２を通るべき磁束Ｈが導電性部材３を通ってバイパスするので、その通信感度が低くなるという問題がある。
【０００９】
一方、平板状のデータキャリア１が外部の腐食ガスや紫外線の影響を受けないように、その両面を２枚の薄い金属層で覆い、その金属層を介して電磁誘導作用によりリーダライタ等の通信装置６との間で電磁波通信を行う技術が特開２００３−２０８５８８号公報（特許文献１）に記載されている。
【００１０】
ここで、図６を参照して特許文献１の電磁誘導作用による通信原理について説明する。データキャリア構造はデータキャリア１と、それを保護する金属層５を備え、データキャリア１は金属層５を介してリーダライタ（Ｒ／Ｗ）機等の通信装置６との間で通信を行う。
【００１１】
例えば、通信装置６のアンテナコイルからからデータキャリア構造に読み込み信号を電磁波Ｈ１として送信すると、その電磁波Ｈ１により金属層５の内部に表皮電流Ｉが発生し、その表皮電流Ｉによりデータキャリア構造の内部に電磁波Ｈ２が発生する。
【００１２】
即ち、通信装置６から送信された電磁波Ｈ１は金属層５を通しての電磁誘導作用によりデータキャリア１に電磁波Ｈ２を伝送することが出来る。逆にデータキャリア１のアンテナコイル２からの応答電磁波も金属層５を通しての電磁誘導作用により通信装置６に伝送される。
【００１３】
通信に使用される電磁波の周波数は数百Ｈｚ〜数ＭＨｚの範囲で種々選択されるが、そのような高周波の電磁波が金属層５に照射されると前述のように金属層５中には表皮電流Ｉが発生するが、その表皮電流Ｉの厚さｄは（πｆμρ）の１／２乗に反比例することが分かっている。ここでｆは電磁波の周波数、μは金属層５の誘電率、ρは金属層５の抵抗率である。
【００１４】
そして、金属層５を通しての電磁誘導作用により通信を行うには金属層５の厚さｔをｔ≦ｄとする必要があり、表皮電流Ｉの厚さｄを一定とすれば、金属層５の厚さｔの値がそれより小さいほど通信感度が向上することが分かった。
【００１５】
しかし、金属層５の厚さｔの値が小さいほど（即ち、金属層５が薄いほど）、その強度が低下し、ある限界に達すると、データキャリア１を保護する機能が果たせなくなる。そこで実用的な保護強度を達成しながら電磁誘導作用で通信可能とするには、表皮電流Ｉの厚さｄを大きく出来る金属材料を適宜選択することで対応可能であることが判明した。
【００１６】
更に別の技術として、導電性部材３の表面にデータキャリア１を設置する場合、磁束Ｈが導電性部材３側を通ることを防止するためにデータキャリア１と導電性部材３との間にアモルファス磁性シート等の高透磁性シートを配置することが特開２００３−１０８９６６号公報（特許文献２）に記載されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−２０８５８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１０８９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前述の特許文献１のデータキャリア構造も、それを金属等の導電性部材３の表面に設置するとデータキャリア１のアンテナコイル２を通るべき磁束Ｈが導電性部材３を通ってバイパスするので、その通信感度が低下するという問題がある。
【００１９】
また、特許文献２の技術は、データキャリア構造の外側に高透磁性シートを配置したものであり、全体の防水性は考慮されていない。
【００２０】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、従来のデータキャリアを利用した可撓性及び防水性に優れたラベル、特に金属等の導電性部材の表面に設置するラベルとして好適なデータキャリア構造及びその設置構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するための本発明に係るデータキャリア構造の第１の構成は、円板状のアンテナコイルを有するデータキャリアの両面をそれぞれ樹脂シートで保護した可撓性のデータキャリア構造において、前記各樹脂シートの外側に可撓性及び防水性を有する金属シートがそれぞれ配置され、その一方の金属シートが通信側とされ、他方の金属シートが導電性部材への設置側とされ、前記一方の金属シートは、それを介して前記データキャリアが電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されており、前記他方の金属シートとその内側の樹脂シートとの間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シートが配置されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第２の構成は、前記第１の構成において、前記磁束遮蔽シートは、前記アンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第３の構成は、前記第１、第２の構成において、前記金属シートは、アルミニウムシートまたはステンレスシートにより構成されることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第４の構成は、前記第３の構成において、前記アルミニウムシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲であり、前記ステンレスシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第５の構成は、前記第１〜第４の構成において、前記磁束遮蔽シートは、アモルファス磁性シートであることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第６の構成は、前記第１〜第５の構成において、前記各金属シートの外側に更に樹脂コーティング層または塗料層が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るデータキャリアの設置構造は、前述の第１〜第６のデータキャリア構造を導電性部材の表面に設置した構造であって、前記データキャリア構造は、前記他方の金属シート側が前記導電性部材の表面側になるようにして該導電性部材に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るデータキャリア構造の第１の構成によれば、樹脂シートの両外側に配置した金属シートにより外部からの浸水を防止し、且つその内側の樹脂シートが紫外線で劣化することを阻止出来るので、外側の金属シートと内側の樹脂シートとの相乗効果によりデータキャリアの浸水等のよる損傷を確実に防止することが出来る。
【００２９】
また、通信側の金属シートは、それを介してデータキャリアが前述した電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されているので、データキャリアとしての通信機能が十分に確保出来る。
【００３０】
また、導電性部材へ設置する側の金属シートとその内側の樹脂シートの間に高透磁性を有する磁束遮蔽シートを配置しているので、データキャリア構造を金属等の導電性部材の表面に設置した場合に、そのデータキャリアのアンテナコイルを通るべき磁束が導電性部材にバイパスして減少するのを防止出来る。しかも磁束遮蔽シートは防水性を有する金属シートの内側に配置されているので、例えばフェライト粉末の成形によって作られたアモルファス磁性シートを使用したとしても、それが湿気による劣化や機能低下を起こす恐れもない。
【００３１】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第２の構成によれば、上記データキャリア構造において、磁束遮蔽シートをアンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置したことにより、磁束遮蔽シートの使用量を少なく出来、しかも後述する実験データから分かるように実用的な通信感度も十分に確保出来る。
【００３２】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第３の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、金属シートをアルミニウムシートやステンレスシートにより構成したことにより、安価な材料で防水性や通信機能を十分に確保出来る。
【００３３】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第４の構成によれば、上記データキャリア構造において、上記アルミニウムシートの厚さを、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲に設定し、或いは上記ステンレスシートの厚さを、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲に設定することでデータキャリア構造を可撓性に保ち、且つ通信装置との間で電磁誘導作用による通信が可能である。
【００３４】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第５の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、上記磁束遮蔽シートをアモルファス磁性シートとしたことにより、それが薄い層であっても導電性部材に対する十分な磁束遮蔽効果を発揮出来る。
【００３５】
また、本発明に係るデータキャリア構造の第６の構成によれば、上記いずれかのデータキャリア構造において、上記各金属シートの外側に更に樹脂コーティング層または塗料層を形成することにより、金属シートの周囲に腐食性ガスが存在するような場合でも、腐食性ガスから金属シートを保護出来る。
【００３６】
また、本発明に係るデータキャリア構造の設置構造によれば、上記データキャリア構造は他方の金属シート側が導電性部材の表面側になるようにして設置されているので、防水性及び実用的な通信感度を十分に確保出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図により本発明に係るデータキャリア構造及びその設置構造の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るデータキャリア構造を模式的に示す断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面説明図、図３は図１に示すＩＣ回路のブロック図、図４は本発明に係るデータキャリア構造の通信実験の方法を説明する模式図である。
【００３８】
図１及び図２において、本実施形態のデータキャリア構造10は、図５に示して前述したデータキャリア構造９を用い、その外側に新たな部材を積層したものである。即ち、従来のデータキャリア構造９をそのまま利用して本発明のデータキャリア構造10が構成される。
【００３９】
本実施形態のデータキャリア構造10は、ＩＣ回路４に接続した円板状（円形）のアンテナコイル２を有するデータキャリア１と、その両面外側に例えばラミネートにより積層した可撓性を有する樹脂シート７，８を備えており、該樹脂シート７，８により可撓性のデータキャリア構造10が保護されている。
【００４０】
樹脂シート７の外側には可撓性及び防水性を有する一方の金属シート11が接着剤により接着されて積層配置され、樹脂シート８の外側には高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シート13が粘着剤または接着剤により接着されて積層配置される。一方の金属シート11は通信装置６への通信側に配置され、該金属シート11を介してデータキャリア１が電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成される。
【００４１】
更に磁束遮蔽シート13の外側には可撓性及び防水性を有する他方の金属シート12が接着剤により接着されて積層配置される。そして、他方の金属シート12は接着剤により樹脂シート８及び磁束遮蔽シート13と一体化される。他方の金属シート12は導電性部材３への設置側に配置される。
【００４２】
尚、上記各接着剤は、例えば一方の金属シート11、他方の金属シート12、磁束遮蔽シート13等の裏面に予め設けられた剥離紙付きの接着剤を用いることが出来る。そして、このように構成されたデータキャリア構造10は全体として可撓性を有する。
【００４３】
一方の金属シート11と他方の金属シート12は、例えば、その厚さが０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲のアルミニウムシートまたはオーステナイト系（例えばＳＵＳ３０４）等のステンレスシートで構成出来る。
【００４４】
アルミニウムシートは薄膜であれば通信可能であることが判明しており、その通信可能なアルミニウムシートの厚さの範囲は０．１０mm以下であり、十分な可撓性及び防水性を発揮しつつ通信可能な更に好ましい範囲は、０．０１mm以上、且つ０．０６mm以下である。
【００４５】
また、ステンレスシートにおける通信可能なステンレスシートの厚さの範囲は１．００mm以下であり、十分な可撓性及び防水性を発揮しつつ通信可能な更に好ましい範囲は、０．０１mm以上、且つ０．０５mm以下である。
【００４６】
本実施形態のデータキャリア構造10の金属シート11，12としてアルミニウムシートを採用する場合には例えば厚さ３０μｍ程度の市販のアルミ箔を用いることが出来る。
【００４７】
アルミニウムやステンレス材料を用いると極めて薄いシート層が容易に製造出来、上記範囲のアルミニウムシートやステンレスシートの層はそれを介しての電磁誘導作用による通信を実用的な通信感度で行うことが出来る。
【００４８】
磁束遮蔽シート13は、データキャリア構造10を金属等の導電性部材３の表面に接着剤等を介して設置する場合に、通信に用いる磁束Ｈが導電性部材３にバイパスすることを抑制してアンテナコイル２を効率良く貫通するために設けられる。
【００４９】
本実施形態のデータキャリア構造10では、図２に示すように、磁束遮蔽シート13がアンテナコイル２のアンテナコイル面の略半分と重なるように配置されている。しかし磁束遮蔽シート13はアンテナコイル２のアンテナコイル面の少なくとも半分から全面までの範囲で重なるように配置することが出来、その重なり面積が大きくなるほど磁束遮蔽効果は大きくなる。
【００５０】
本実施形態では、アンテナコイル２のアンテナコイル面の半分程度と磁束遮蔽シート13の端部表面は互いに平行して接近状態でオーバーラップして対向配置され、それによって磁束遮蔽シート13で吸収して補足した磁束Ｈをアンテナコイル２に効率良く伝達し、逆にアンテナコイル２で発生した磁束Ｈを磁束遮蔽シート13に効率良く伝達することが出来る。
【００５１】
磁束遮蔽シート13は例えばアモルファス磁性シートを用いることが出来る。一般にアモルファス磁性シートの比透磁率は数万から数百万の範囲にあり、極めて比透磁率が高い。例えば米国のアライドケミカル社から市販されているＦｅ―Ｎｉ―Ｍｏ―Ｂ−Ｓ系で比透磁率が８０万のアモルファス磁性シートがあり、更に、類似組成でより高比透磁率のアモルファス磁性シートが日立金属（株）から市販されており、いずれも本発明のデータキャリア構造10の磁束遮蔽シート13として適用出来る。
【００５２】
アモルファス磁性シートの特徴としては透磁率が高い、保磁力が小さい、鉄損が小さく、ヒステリシス損失、渦電流損失が少ない、磁歪を広い範囲で制御出来る、電気抵抗率が高く温度変化が小さい、熱膨張係数や剛性率の温度係数が小さいこと等がある。
【００５３】
このような高比透磁率のアモルファス磁性シートは、その周囲に金属製の物体が接近する場合でも、データキャリア１のアンテナコイル２と導電性部材３との間を電磁的に遮蔽することが出来、導電性部材３へバイパスしようとする磁束Ｈを遮蔽して通信感度の低下を防止することが出来る。
【００５４】
しかしながら、アモルファス磁性体の単位重量当たりの価格は現状では非常に高い。従って、アモルファス磁性体をシート状とすることで、少ない材料でも通信距離の拡大効果が高く、コスト的にも極めて有利である。
【００５５】
また、アモルファス磁性シートは、例えば１０μｍ〜５０μｍ程度の厚さとすることにより、可撓性と実用上の強度の両者を満たすことが出来る。また、シート状であるため重量増加が極めて少なく、軽量化を図ることが出来、好ましい。
【００５６】
アモルファス磁性シートは、アモルファス合金をシート状に形成したものであり、この非晶質合金は一般に超急冷法により靱性のある箔体に形成される。
【００５７】
また、このアモルファス合金はフレーク状に形成することが出来る。このフレーク状に形成されたアモルファス合金は、例えば、株式会社リケン製のアモリシックシート（商品名）のようにシート状に形成される。
【００５８】
即ち、このアモリシックシートは高透磁率コバルトアモルファス合金の笹の葉状フレークを絶縁フィルムに均一に分散し、サンドイッチ状に固定したシートである。また、フレーク状のアモルファス磁性体を散布した状態で、これをシート状に成形することにより構成した磁束遮蔽シート13を使用することでも良い。
【００５９】
また、磁束遮蔽シート13としてフェライト系アモルファス磁性シートを採用することも出来る。フェライト系アモルファス磁性シートとしては、例えば日立金属製の商品名「ファイメットシート」、型式FT-3M、比透磁率１０００００、厚さ３０μｍが市販されており、フェライト系アモルファス磁性シートの厚さは可撓性を有する例えば１８μｍ〜３０μｍ程度の厚さ範囲とされる。
【００６０】
図３において、アンテナコイル２は導線を空芯コイルに巻回して形成した同心円板状のアンテナコイルであり、４は記憶部となるメモリ４ｂを有する半導体ＩＣチップ（制御チップ）からなるＩＣ回路である。
【００６１】
ＩＣ回路４は制御部となるＣＰＵ（中央演算装置）４ａ、書き込み可能な不揮発性記憶素子を有する記憶部となるメモリ４ｂ、送受信部となる送受信機４ｃ及び電力貯蔵用のコンデンサ４ｄ等を有している。
【００６２】
上記データキャリア１の送受信方法を図３により説明すると、先ずリーダライタ機等の通信装置６が最初のステップでデータキャリア１の呼び出し及び電力送信用の電磁波を送信すると、データキャリア１はその電磁波をアンテナコイル２と送受信回路からなる送受信機４ｃの同調作用により受信し、その電力をコンデンサ４ｄに貯蔵する。これによってデータキャリア１は作動状態になるので、次のステップでリーダライタ機からデータキャリア１に読み出し用の電磁波を送信する。
【００６３】
電磁波はデータキャリア１のアンテナコイル２から送受信機４ｃを経てＣＰＵ４ａに入力され、該ＣＰＵ４ａはそれに応じて必要な情報をメモリ４ｂから読み出し、その情報を送受信機４ｃからアンテナコイル２を経て電磁波としてリーダライタ機に送信する。リーダライタ機からデータキャリア１のメモリ４ｂにデータを書き込む場合も上記方法に準じて実行される。尚、これ等一連のステップは略瞬時に行われる。
【００６４】
一般に電磁波は９０度の位相差をもって交流的に伝播する電界と磁界により表すことが出来、その磁界とアンテナコイル２が鎖交することにより該アンテナコイル２に流れる電流（高周波電流）を利用して送受信が行われる。
【００６５】
例えば、アンテナコイル２から電磁波が送信される場合は、アンテナコイル２に流れる高周波電流により高周波の磁界成分がアンテナコイル２の中心を通るループ（磁束Ｈループ）として分布し、この磁束Ｈ領域にリーダライタ機のアンテナコイルを置くと、リーダライタ機はデータキャリア１からの情報を受信出来る。
【００６６】
同様にリーダライタ機から電磁波を送信する場合にも、データキャリア１のアンテナコイル２の周囲に磁界成分が分布し、それをアンテナコイル２が受信することになる。
【００６７】
上記データキャリア構造10の電磁波通信に用いる周波数（通信周波数）は、この分野で使用されている数十ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの範囲、例えば慣用されている１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ等の周波数に適宜設定することが出来る。この周波数は例えばデータキャリア１の送受信機４ｃの共振周波数を適宜選択することにより簡単に設定出来る。
【００６８】
金属シート11，12の外側には更に樹脂コーティング層または塗料層を形成することが出来る。
【００６９】
このようなデータキャリア構造10を導電性部材３の表面に設置する場合には、他方の金属シート12側が導電性部材３の表面側になるようにして該導電性部材３に設置する。
【００７０】
以下に図４に示す実験装置を用いて、本発明に係るデータキャリア構造10を導電性部材３の表面に配置した状態で、その通信距離を測定した実験結果について具体的に説明する。
【００７１】
＜実験の概要＞
図４は実験方法を説明する模式的な図であり、導電性部材３の上に金属シート12、磁束遮蔽シート13を順次積載して配置し、その上にデータキャリア１を配置した。さらにデータキャリア１の上に金属シート11を配置した。
【００７２】
データキャリア１は、円板状のアンテナコイル１とＩＣ回路４との両側を可撓性の樹脂シート７，８で封止した構造を有し、周波数１２５ｋＨｚのＡＳＫ（Amplitude Shift Keying；振幅偏移変調）の無線通信方式を採用し、全体の直径が３０mmφ、厚さ０．６mmに構成したもの（株式会社ハネックスから市販されている商品名「Clear Disk Tag ３０mm UNIQE）を使用した。
【００７３】
導電性部材３は幅１００mm、長さ２００mm、厚さ０．５mmのアルミニウム板を使用し、金属シート11，12は縦５０mm、横５０mm、厚さ０．０６mmのアルミニウムシートを使用し、磁束遮蔽シート13は縦２５mm、横２５mm、厚さ０．１４mmの高透磁率のフェライト系アモルファス磁性シートを使用した。そして、これらデータキャリア１、金属シート11，12及び磁束遮蔽シート13により本発明のデータキャリア構造10の１例を模擬的に構成した。
【００７４】
データキャリア１と通信装置６との間の通信距離を測定するために、図４に示すように、データキャリア１の中央部上方に通信装置６としてリーダライタ（株式会社ハネックス製、商品名「HX001」）の測定部６ａを配置した。測定部６ａは長さ２８mm、直径９mmのフェライトアンテナ（フェライトロッドにアンテナコイルを巻回して構成したもの）であり、その軸方向をデータキャリア１のアンテナコイル面に垂直（図４の実線で示す測定部６ａ）に配置した垂直通信実験と、その軸方向をデータキャリア１のアンテナコイル面に平行（図４の点線で示す測定部６ａ）に配置した場合のそれぞれについて通信実験した。尚、通信距離はリーダライタによりデータキャリア１に記憶された情報内容を読み取ることができる距離をmm単位で測定した。
【００７５】
＜基礎実験＞
先ず通信感度の基準を知るため、基礎実験を行った。基礎実験は図４における金属シート11及び磁束遮蔽シート13を取り除いた状態で行った。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１７mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１０mmであった。
【００７６】
＜実施例１＞
次に図４のように構成したデータキャリア構造10の通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１８mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１２mmであった。
【００７７】
＜実施例２＞
次に図４における磁束遮蔽シート13の左縁がデータキャリア１の中心線（円板状のアンテナコイル２の中心線）に一致するように右方にずらせた状態（即ち、図１及び図２に示す状態）で前記実施例１と同様に通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１６mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１５mmであった。
【００７８】
＜比較例＞
次に図４における磁束遮蔽シート13を取り除いた状態で前記実施例１と同様に通信距離を測定した。その結果、測定部６ａを垂直配置（図４の実線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は１２mmであり、測定部６ａを水平配置（図４の点線で示す測定部６ａ）した場合の通信距離は３mmであった。
【００７９】
本発明のデータキャリア構造10は導電性部材３の表面に配置した状態において、前記実施例１から明らかなように、データキャリア１の上側（通信側）に金属シート11が存在する場合でも、前記基礎実験と略同様な通信距離が得られる。また、前記実施例２の結果から、磁束遮蔽シート13をアンテナコイル２のアンテナコイル面の半分と重複させた場合でも、それほど通信距離が落ちないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のデータキャリア構造は以下の導電性部材、特にそれらの曲面上に好適に設置できる。(1)自転車、オートバイク等の輸送機械の金属製の車輪カバー、支柱、ハンドル等、(2)道路や施設に設置した金属製のポールや手すり等、(3)屋外に設置される水または液の処理装置、(4)屋外で使用される工事車両や工具等。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るデータキャリア構造を模式的に示す断面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面説明図である。
【図３】図１に示すＩＣ回路のブロック図である。
【図４】本発明に係るデータキャリア構造の通信実験の方法を説明する模式図である。
【図５】従来のデータキャリア構造の一例を説明する図である。
【図６】電磁誘導作用による通信原理について説明する模式図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…データキャリア
２…アンテナコイル
３…導電性部材
４…ＩＣ回路
４ａ…ＣＰＵ
４ｂ…メモリ
４ｃ…送受信機
４ｄ…コンデンサ
５…金属層
６…通信装置
６ａ…測定部
７，８…樹脂シート
９，10…データキャリア構造
11，12…金属シート
13…磁束遮蔽シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状のアンテナコイルを有するデータキャリアの両面をそれぞれ樹脂シートで保護した可撓性のデータキャリア構造において、
前記各樹脂シートの外側に可撓性及び防水性を有する金属シートがそれぞれ配置され、その一方の金属シートが通信側とされ、他方の金属シートが導電性部材への設置側とされ、
前記一方の金属シートは、それを介して前記データキャリアが電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されており、
前記他方の金属シートとその内側の樹脂シートとの間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シートが配置されていることを特徴とするデータキャリア構造。
【請求項２】
前記磁束遮蔽シートは、前記アンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア構造。
【請求項３】
前記金属シートは、アルミニウムシートまたはステンレスシートにより構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータキャリア構造。
【請求項４】
前記アルミニウムシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲であり、前記ステンレスシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲であることを特徴とする請求項３に記載のデータキャリア構造。
【請求項５】
前記磁束遮蔽シートは、アモルファス磁性シートであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のデータキャリア構造。
【請求項６】
前記各金属シートの外側にさらに樹脂コーティング層または塗料層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のデータキャリア構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のデータキャリア構造を導電性部材の表面に設置した構造であって、
前記データキャリア構造は、前記他方の金属シート側が前記導電性部材の表面側になるようにして該導電性部材に設置されていることを特徴とするデータキャリアの設置構造。
【請求項１】
円板状のアンテナコイルを有するデータキャリアの両面をそれぞれ樹脂シートで保護した可撓性のデータキャリア構造において、
前記各樹脂シートの外側に可撓性及び防水性を有する金属シートがそれぞれ配置され、その一方の金属シートが通信側とされ、他方の金属シートが導電性部材への設置側とされ、
前記一方の金属シートは、それを介して前記データキャリアが電磁誘導作用により外部との間で通信可能な厚さに形成されており、
前記他方の金属シートとその内側の樹脂シートとの間に高透磁性及び可撓性を有する磁束遮蔽シートが配置されていることを特徴とするデータキャリア構造。
【請求項２】
前記磁束遮蔽シートは、前記アンテナコイル面の少なくとも半分と重なるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア構造。
【請求項３】
前記金属シートは、アルミニウムシートまたはステンレスシートにより構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータキャリア構造。
【請求項４】
前記アルミニウムシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ０．１mm以下の範囲であり、前記ステンレスシートの厚さは、０．０１mm以上、且つ１．０mm以下の範囲であることを特徴とする請求項３に記載のデータキャリア構造。
【請求項５】
前記磁束遮蔽シートは、アモルファス磁性シートであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のデータキャリア構造。
【請求項６】
前記各金属シートの外側にさらに樹脂コーティング層または塗料層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のデータキャリア構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のデータキャリア構造を導電性部材の表面に設置した構造であって、
前記データキャリア構造は、前記他方の金属シート側が前記導電性部材の表面側になるようにして該導電性部材に設置されていることを特徴とするデータキャリアの設置構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−９４５６８（Ｐ２００７−９４５６８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８０５３９（Ｐ２００５−２８０５３９）
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
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