ＲＦＩＤタグの取付構造
【課題】 特に、効果的に最大通信距離を延ばすことができるＲＦＩＤタグの取付構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 表面１ａから裏面１ｂにかけて貫通孔８が形成された金属部材１と、下から第１磁性シート５、スペーサ６及びＲＦＩＤタグ７の順に配置された機能部２と、を有する。機能部２は、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが金属部材１の表面１ａから突出するように貫通孔８に配置されており、貫通孔８の空間に樹脂モールド部３が埋設されている。
【解決手段】 表面１ａから裏面１ｂにかけて貫通孔８が形成された金属部材１と、下から第１磁性シート５、スペーサ６及びＲＦＩＤタグ７の順に配置された機能部２と、を有する。機能部２は、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが金属部材１の表面１ａから突出するように貫通孔８に配置されており、貫通孔８の空間に樹脂モールド部３が埋設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材にＲＦＩＤタグを取り付けたＲＦＩＤタグの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）タグは、情報を記録するＩＣカードと、金属製のアンテナを備え、リーダライタとの間で無線通信を可能としている。
【０００３】
ＲＦＩＤタグは、例えば、特許文献１に記載されているように、手術器具の識別管理システムに利用できる。特許文献１では、特許文献１の図３に示すように手術器具に凹部を設け、この凹部内に、ＲＦＩＤタグ（識別タグ２）を埋め込むように付設している。また他の特許文献に記載された発明も、ＲＦＩＤタグを金属部材に埋め込んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１７７２号公報
【特許文献２】特開２００３−８５５１５号公報
【特許文献３】特開２００６−２００７３６号公報
【特許文献４】特開２００４−３３６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＲＦＩＤタグの近傍に金属があると、リーダライタからの磁界により金属に渦電流が生じ、渦電流による反磁界が、無線通信に必要な磁界をキャンセルしてしまうことが知られている。そして、前記反磁界によりＲＦＩＤタグとリーダライタ間の最大通信距離（通信が行えなくなるときの距離）が急激に小さくなり、最悪の場合、全く通信できなくなる。
【０００６】
特許文献２から特許文献４に記載された発明は、いずれも、金属部材にＲＦＩＤタグを取り付けた構造において、データ通信を良好に行うために取付構造を改良したものであるが、簡単な構造で、効果的に通信距離を延ばす構造にまで至っていない。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、効果的に最大通信距離を延ばすことができるＲＦＩＤタグの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるＲＦＩＤタグの取付構造は、
表面から裏面にかけて貫通孔が形成された金属部材と、下から第１磁性シート、スペーサ及びＲＦＩＤタグの順に配置された機能部と、を有し、
前記機能部は、前記ＲＦＩＤタグの表面が前記金属部材の表面から突出するように貫通孔に配置されており、前記貫通孔の空間に樹脂モールド部が埋設されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、第１磁気シールドをＲＦＩＤタグの裏面側にスペーサを介して配置すること、ＲＦＩＤタグの表面を前記金属部材の表面よりも突出させること、さらに、金属部材に貫通する貫通孔を設けて、機能部を配置するとともに、貫通孔の空間内を樹脂シールド部により埋める構造を採用することで、金属部材による反磁界を抑制して磁束をＲＦＩＤタグへ貫通させやすくでき、簡単な構成で効果的に、最大通信距離を延ばすことが出来る。
【００１０】
本発明では、前記機能部は前記貫通孔の側面から離間して埋設されていることが好ましい。
【００１１】
本発明では、ＲＦＩＤタグ全体が前記金属部材の表面から突出していることが好ましい。これにより、最大通信距離をより延ばすことが出来る。
【００１２】
また本発明では、前記金属支持体の表面には第２磁性シートが設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記のように第２磁性シートを金属部材の表面に設置することで、より効果的に、金属部材による反磁界を抑制でき、通信距離をより延ばすことが出来る。
【００１４】
また本発明では、前記ＲＦＩＤタグの表面は、前記第２磁性シートの表面に対して同一高さ以上に突出していることが、さらに、通信距離を延ばすことができてより好ましい。
【００１５】
また本発明では、少なくとも前記機能部の表面を覆う非磁性の保護シートが設けられることが、耐久性を向上させることができて好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＲＦＩＤタグの取付構造によれば、簡単な構成で、効果的に、通信距離を延ばすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図２】本発明の第２実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図３】本発明の第３実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図４】本発明の第４実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図５】比較例におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、図２は、本発明の第２実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、図３は、本発明の第３実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、及び、図４は、本発明の第４実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図である。
【００１９】
図１に示すＲＦＩＤタグの取付構造Ａは、金属部材１、機能部２、樹脂モールド部３及び保護シート４を有して構成される。機能部２は、下から第１磁性シート５、スペーサ６及びＲＦＩＤタグ７の順に配置される。
【００２０】
金属部材１の材質は問わない。金属部材１は、ＲＦＩＤタグを取り付けるための器具の材質等により種々変更可能である。
【００２１】
図１に示すように金属部材１には表面１ａから裏面１ｂにまで貫通する貫通孔８が形成されている。貫通孔８の平面形状や大きさは問わないが、例えば円形状で、直径が１０ｍｍ程度である。
【００２２】
図１に示すように、機能部２は、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが、金属部材１の表面１ａよりも突出するように貫通孔８に配置される。そして、機能部２は、突出部２ａを除く側面２ｂ及び裏面２ｃが、金属部材１の貫通孔８の空間に埋設される樹脂モールド部３により保持される。
【００２３】
図１に示すように、樹脂モールド部３の機能部２の周囲に広がる表面３ａは、金属部材１の表面１ａと略同一面である。樹脂モールド部３の裏面３ｂは、金属部材１の裏面１ｂと略同一面である。
【００２４】
樹脂モールド部３は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の別を問わず、使用用途によって、種々変更可能である。例えば、図１に示すＲＦＩＤタグの取付構造Ａが、医療用器具に使用される場合、消毒等の高温処理工程があるので、それに耐えうるようにガラス転移温度が比較的高いエポキシ樹脂等を用いるのが好適である。
【００２５】
樹脂モールド部３は圧入により貫通孔８内に埋設してもよいし、溶融樹脂を貫通孔８内に流し込んで埋設してもよい。
【００２６】
図１に示す第１磁性シート５の材質は問わない。透磁率の実数部μ´が高い磁性シートを用いることが好適である。例えば、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ−Ｃ−Ｂ系の磁性シート、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系の磁性シート、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系の磁性シート、フェライトシートを使用できる。第１磁性シート５の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００２７】
スペーサ６は絶縁材料で形成されるが材質は限定されず有機・無機の別を問わない。またスペーサ６は１層であっても複数層が積層された構成であってもよい。スペーサ６の厚さは０．１〜１ｍｍ程度である。スペーサ６は、共振周波数ずれを小さくするために第１磁性シート５とＲＦＩＤタグ７の間に設けられる。
【００２８】
ＲＦＩＤタグ７は、基板上にアンテナ及びＩＣチップが形成された一般的な形態である。ＲＦＩＤタグ７の厚さは、０．３〜０．６ｍｍ程度である。
【００２９】
機能部２の平面形状は問わない。機能部２の平面形状は、貫通孔８の平面形状と略同一でも異なっていてもよい。例えば機能部２の平面形状は貫通孔８と同じ円形状である。また、機能部２の平面形状は、貫通孔８の平面形状よりも小さく形成し、金属部材１に形成された貫通孔８の側壁から離間して埋設されることがより好適である。これにより、図１に示すように、機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間にも樹脂モールド部３が介在し、機能部２の周囲に樹脂モールド部３の表面３ａが現れる。機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間隔Ｔは、０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００３０】
保護シート４は、図１に示すように機能部２の表面から金属部材１の表面１ａにかけて設けられる。保護シート４は絶縁性のシートであり、金属部材１の表面１ａから突出するＲＦＩＤタグ７を外的要因から保護して耐久性を向上させている。
【００３１】
また保護シート４は、樹脂モールド部３と同様に使用用途に合わせて必要とされる特性（例えば耐熱性）を備えていることが好適である。このような保護シートの例として、ＰＥＴ、ポリイミド、ＰＰＳ、シリコーン樹脂アクリル樹脂等が適しており、このような樹脂を塗布したり、フィルム状にして貼り付けたりする。
【００３２】
図２に示す第２の実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｂは、金属部材１の表面１ａに第２磁性シート１０が設けられている点で図１と異なっている。なお図２において、第２磁性シート１０以外の構成は図１と同様である。
【００３３】
第２磁性シート１０は第１磁性シート５と同じものであっても異なるものであってもよい。第２磁性シート１０の厚さは、第１磁性シート５と同様に、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００３４】
第２磁性シート１０は、図２に示すように、金属部材１の表面１ａのみならず、機能部２の周囲に広がる樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出して形成されている。第２磁性シート１０と、機能部２との間には０．５〜１．０ｍｍ程度のギャップＧが設けられる。このギャップＧは、ＲＦＩＤタグの共振周波数、通信距離等に応じて適宜決められるものである。図３に示す第３実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｃは、図２の第２磁性シート１０の設置位置を変更したものである。すなわち図３では、樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出した第２磁性シート１０を、ＲＦＩＤタグ７に接触させている。
【００３５】
図２，図３に示す実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａと第２磁性シート１０の表面１０ａとが同じ高さ位置にある。
【００３６】
また、図２，図３に示す実施形態では、保護シート４は、機能部２の表面から、第２磁性シート１０の表面にかけて形成されている。
【００３７】
図４に示す第４実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｄは、図２の機能部２の形成位置を変更したものである。すなわち図４では、機能部２を更に突出させ、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを第２磁性シート１０の表面１０ａよりも上方に突出させている。図４では、ＲＦＩＤタグ７の全体がほぼ金属部材１の表面１ａから突出している。なお図１ないし図３では、ＲＦＩＤタグ７の半分程度が樹脂モールド部３に埋められている。
【００３８】
次に、図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造は、比較例の形態である。図５に示す取付構造では金属部材２０に有底の凹部２０ａが形成されている。そして、下から第１磁性シート２１、スペーサ２２及びＲＦＩＤタグ２３の順に配置された機能部２４が、凹部２０ａ内に埋め込まれている。図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａは金属部材２０の表面２０ｂと同一面である。また図５に示すように金属部材２０の表面２０ｂには第２磁性シート２５が設けられている。
【００３９】
このように、図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造は、図１ないし図４に示す実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄと同様に、下から第１磁性シート２１、スペーサ２２及びＲＦＩＤタグ２３の順に配置された機能部２４を備える。また、金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート２５を有している。
【００４０】
しかしながら図１ないし図４に示す実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄと、図５の比較例のＲＦＩＤタグの取付構造とでは以下の点に相違がある。
【００４１】
本実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを、金属部材１の表面１ａから突出させているのに対し、比較例では、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａと金属部材２０の表面２０ｂとが同一面である。
【００４２】
本実施形態では、金属部材１に貫通する貫通孔８を設けて、機能部２を配置するとともに、貫通孔８の空間を樹脂モールド部３で埋めているのに対し、比較例では金属部材２０に有底の凹部２０ａを形成し、この凹部２０ａ内に隙間無く機能部２４を埋め込んでいる。
【００４３】
比較例の形態でも、第１磁性シート２１をＲＦＩＤタグ２３の裏面側にスペーサ２２を介して配置し、さらに金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート２５を配置しているため、磁性シートによる磁束を引き寄せる作用により、後述の実験に示すように、比較例の形態でも全く通信できないわけではない。しかしながら、最大通信距離（通信不能となる限界の通信距離）は数ｍｍ程度（最低値は２ｍｍ）と極めて小さくなることがわかった。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、第１磁性シート５をＲＦＩＤタグ７の裏面側にスペーサ６を介して配置したことに加え、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを、金属部材１の表面１ａから突出させ、さらに金属部材１に貫通する貫通孔８を設けて、機能部２を配置するとともに貫通孔８の空間を樹脂モールド部３で埋めている特徴的構成を備える。これにより、効果的に、金属部材１による反磁界を抑制して磁束をＲＦＩＤタグ７に貫通させやすくでき、簡単な構成で、最大通信距離（通信不能となる限界の通信距離）を延ばすことが出来る。
【００４５】
図２ないし図５に示すように金属部材１の表面１ａに第２磁性シート１０を設けることで、反磁界の抑制効果をより効果的に発揮でき、最大通信距離をより延ばすことが出来る。第２磁性シート１０は図２ないし図４に示すように、機能部２の周囲に露出する樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出し、ＲＦＩＤタグ７に近接配置されることが好適である。
【００４６】
また、図４に示す実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが第２磁性シート１０の表面１０ａよりも突出している。図４では、ＲＦＩＤタグ７のほぼ全体が金属部材１の表面１ａから突出しているが、この形態は第２磁性シート１０を有しない図１の実施形態にも適用できる。これにより、更に最大通信距離を延ばすことが出来る。ＲＦＩＤタグ７の表面７ａと、第２磁性シート１０の表面１０ａ間の間隔Ｌは、０．３〜０．６ｍｍ程度とするとよい。
【００４７】
本実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄは、例えば医療用器具や工具に適用できるが使用用途を限定するものでない。
【実施例】
【００４８】
（ＲＦＩＤタグ単体の実験）
ＲＦＩＤタグ（φ８ｍｍ）単体の共振周波数及び最大通信距離を測定した。最大通信距離の測定は、リーダライタからＲＦＩＤタグを徐々に離していき、タグを検知できる最大のリーダライタ／ＲＦＩＤタグ間隔を「最大通信距離」と規定した。
（図５に示す比較例の実験）
図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造を作製した。
【００４９】
金属部材２０をステンレス鋼で形成した。また、金属部材２０に有底の凹部２０ａを設け、この凹部２０ａ内に下から第１磁性シート２１、スペーサ２２、及び上記で使用したＲＦＩＤタグの順に配置された機能部２４を埋め込んだ。
【００５０】
比較例１では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．８８ｍｍの両面テープを用いた。
【００５１】
比較例２では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．７７ｍｍの両面テープを用いた。
【００５２】
比較例３では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．６６ｍｍの両面テープを用いた。
【００５３】
比較例４では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＸＳ（６０Ｒ）（厚さ０．０５ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５４】
比較例５では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＸＳ（６０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５５】
比較例６では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＺＳ（８０Ｒ）（厚さ０．０５ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５６】
比較例７では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＺＳ（８０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５７】
なお、各比較例において、凹部２０ａの深さは、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａが金属部材２０の表面２０ｂと略同一面となるように調整した。
【００５８】
さらに、各比較例では、図５に示すように、金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート（アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を設けた。
【００５９】
そして各比較例のＲＦＩＤタグ取付構造を用いて、共振周波数及び最大通信距離を測定した。
【００６０】
ＲＦＩＤ単体、及び各比較例における共振周波数及び最大通信距離の実験結果が以下の表１に示されている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（図４に示す実施例の実験）
図４に示すＲＦＩＤタグの取付構造を作製した。
金属部材１をステンレス鋼で形成した。また、金属部材１に貫通孔８を設けた。またＲＦＩＤタグ７の表面７ａが第２磁性シート１０の表面１０ａよりも突出するように、貫通孔８に埋設される樹脂モールド部３からの突出量を調整した。また機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間隔Ｔ（図１参照）を、０．５ｍｍ程度とした。また、樹脂モールド部３にはエポキシ樹脂を用いた。
【００６３】
実施例１では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６４】
実施例２では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．４ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６５】
実施例３では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．４ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６６】
実施例４では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．６ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６７】
そして各実施例のＲＦＩＤタグ取付構造を用いて、共振周波数及び最大通信距離を測定した。
【００６８】
ＲＦＩＤ単体、及び各実施例における共振周波数及び最大通信距離の実験結果が以下の表２に示されている。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２に示す実施例では、表１に示す比較例に比べて最大通信距離を効果的に延ばすことが可能であるとわかった。具体的には比較例での最大通信距離は７ｍｍ以下であったのに対し実施例では最大通信距離を１３ｍｍ以上にできた。また実施例では共振周波数のばらつきも小さかった。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ〜Ｄ ＲＦＩＤタグ取付構造
１ 金属部材
２ 機能部
３ 樹脂モールド部
４ 保護シート
５ 第１磁性シート
６ スペーサ
７ ＲＦＩＤタグ
８ 貫通孔
１０ 第２磁性シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材にＲＦＩＤタグを取り付けたＲＦＩＤタグの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency ID）タグは、情報を記録するＩＣカードと、金属製のアンテナを備え、リーダライタとの間で無線通信を可能としている。
【０００３】
ＲＦＩＤタグは、例えば、特許文献１に記載されているように、手術器具の識別管理システムに利用できる。特許文献１では、特許文献１の図３に示すように手術器具に凹部を設け、この凹部内に、ＲＦＩＤタグ（識別タグ２）を埋め込むように付設している。また他の特許文献に記載された発明も、ＲＦＩＤタグを金属部材に埋め込んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１７７２号公報
【特許文献２】特開２００３−８５５１５号公報
【特許文献３】特開２００６−２００７３６号公報
【特許文献４】特開２００４−３３６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＲＦＩＤタグの近傍に金属があると、リーダライタからの磁界により金属に渦電流が生じ、渦電流による反磁界が、無線通信に必要な磁界をキャンセルしてしまうことが知られている。そして、前記反磁界によりＲＦＩＤタグとリーダライタ間の最大通信距離（通信が行えなくなるときの距離）が急激に小さくなり、最悪の場合、全く通信できなくなる。
【０００６】
特許文献２から特許文献４に記載された発明は、いずれも、金属部材にＲＦＩＤタグを取り付けた構造において、データ通信を良好に行うために取付構造を改良したものであるが、簡単な構造で、効果的に通信距離を延ばす構造にまで至っていない。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、効果的に最大通信距離を延ばすことができるＲＦＩＤタグの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるＲＦＩＤタグの取付構造は、
表面から裏面にかけて貫通孔が形成された金属部材と、下から第１磁性シート、スペーサ及びＲＦＩＤタグの順に配置された機能部と、を有し、
前記機能部は、前記ＲＦＩＤタグの表面が前記金属部材の表面から突出するように貫通孔に配置されており、前記貫通孔の空間に樹脂モールド部が埋設されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、第１磁気シールドをＲＦＩＤタグの裏面側にスペーサを介して配置すること、ＲＦＩＤタグの表面を前記金属部材の表面よりも突出させること、さらに、金属部材に貫通する貫通孔を設けて、機能部を配置するとともに、貫通孔の空間内を樹脂シールド部により埋める構造を採用することで、金属部材による反磁界を抑制して磁束をＲＦＩＤタグへ貫通させやすくでき、簡単な構成で効果的に、最大通信距離を延ばすことが出来る。
【００１０】
本発明では、前記機能部は前記貫通孔の側面から離間して埋設されていることが好ましい。
【００１１】
本発明では、ＲＦＩＤタグ全体が前記金属部材の表面から突出していることが好ましい。これにより、最大通信距離をより延ばすことが出来る。
【００１２】
また本発明では、前記金属支持体の表面には第２磁性シートが設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記のように第２磁性シートを金属部材の表面に設置することで、より効果的に、金属部材による反磁界を抑制でき、通信距離をより延ばすことが出来る。
【００１４】
また本発明では、前記ＲＦＩＤタグの表面は、前記第２磁性シートの表面に対して同一高さ以上に突出していることが、さらに、通信距離を延ばすことができてより好ましい。
【００１５】
また本発明では、少なくとも前記機能部の表面を覆う非磁性の保護シートが設けられることが、耐久性を向上させることができて好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＲＦＩＤタグの取付構造によれば、簡単な構成で、効果的に、通信距離を延ばすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図２】本発明の第２実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図３】本発明の第３実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図４】本発明の第４実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【図５】比較例におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、図２は、本発明の第２実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、図３は、本発明の第３実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図、及び、図４は、本発明の第４実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造を示す縦断面図である。
【００１９】
図１に示すＲＦＩＤタグの取付構造Ａは、金属部材１、機能部２、樹脂モールド部３及び保護シート４を有して構成される。機能部２は、下から第１磁性シート５、スペーサ６及びＲＦＩＤタグ７の順に配置される。
【００２０】
金属部材１の材質は問わない。金属部材１は、ＲＦＩＤタグを取り付けるための器具の材質等により種々変更可能である。
【００２１】
図１に示すように金属部材１には表面１ａから裏面１ｂにまで貫通する貫通孔８が形成されている。貫通孔８の平面形状や大きさは問わないが、例えば円形状で、直径が１０ｍｍ程度である。
【００２２】
図１に示すように、機能部２は、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが、金属部材１の表面１ａよりも突出するように貫通孔８に配置される。そして、機能部２は、突出部２ａを除く側面２ｂ及び裏面２ｃが、金属部材１の貫通孔８の空間に埋設される樹脂モールド部３により保持される。
【００２３】
図１に示すように、樹脂モールド部３の機能部２の周囲に広がる表面３ａは、金属部材１の表面１ａと略同一面である。樹脂モールド部３の裏面３ｂは、金属部材１の裏面１ｂと略同一面である。
【００２４】
樹脂モールド部３は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の別を問わず、使用用途によって、種々変更可能である。例えば、図１に示すＲＦＩＤタグの取付構造Ａが、医療用器具に使用される場合、消毒等の高温処理工程があるので、それに耐えうるようにガラス転移温度が比較的高いエポキシ樹脂等を用いるのが好適である。
【００２５】
樹脂モールド部３は圧入により貫通孔８内に埋設してもよいし、溶融樹脂を貫通孔８内に流し込んで埋設してもよい。
【００２６】
図１に示す第１磁性シート５の材質は問わない。透磁率の実数部μ´が高い磁性シートを用いることが好適である。例えば、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ−Ｃ−Ｂ系の磁性シート、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系の磁性シート、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系の磁性シート、フェライトシートを使用できる。第１磁性シート５の厚さは、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００２７】
スペーサ６は絶縁材料で形成されるが材質は限定されず有機・無機の別を問わない。またスペーサ６は１層であっても複数層が積層された構成であってもよい。スペーサ６の厚さは０．１〜１ｍｍ程度である。スペーサ６は、共振周波数ずれを小さくするために第１磁性シート５とＲＦＩＤタグ７の間に設けられる。
【００２８】
ＲＦＩＤタグ７は、基板上にアンテナ及びＩＣチップが形成された一般的な形態である。ＲＦＩＤタグ７の厚さは、０．３〜０．６ｍｍ程度である。
【００２９】
機能部２の平面形状は問わない。機能部２の平面形状は、貫通孔８の平面形状と略同一でも異なっていてもよい。例えば機能部２の平面形状は貫通孔８と同じ円形状である。また、機能部２の平面形状は、貫通孔８の平面形状よりも小さく形成し、金属部材１に形成された貫通孔８の側壁から離間して埋設されることがより好適である。これにより、図１に示すように、機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間にも樹脂モールド部３が介在し、機能部２の周囲に樹脂モールド部３の表面３ａが現れる。機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間隔Ｔは、０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００３０】
保護シート４は、図１に示すように機能部２の表面から金属部材１の表面１ａにかけて設けられる。保護シート４は絶縁性のシートであり、金属部材１の表面１ａから突出するＲＦＩＤタグ７を外的要因から保護して耐久性を向上させている。
【００３１】
また保護シート４は、樹脂モールド部３と同様に使用用途に合わせて必要とされる特性（例えば耐熱性）を備えていることが好適である。このような保護シートの例として、ＰＥＴ、ポリイミド、ＰＰＳ、シリコーン樹脂アクリル樹脂等が適しており、このような樹脂を塗布したり、フィルム状にして貼り付けたりする。
【００３２】
図２に示す第２の実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｂは、金属部材１の表面１ａに第２磁性シート１０が設けられている点で図１と異なっている。なお図２において、第２磁性シート１０以外の構成は図１と同様である。
【００３３】
第２磁性シート１０は第１磁性シート５と同じものであっても異なるものであってもよい。第２磁性シート１０の厚さは、第１磁性シート５と同様に、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００３４】
第２磁性シート１０は、図２に示すように、金属部材１の表面１ａのみならず、機能部２の周囲に広がる樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出して形成されている。第２磁性シート１０と、機能部２との間には０．５〜１．０ｍｍ程度のギャップＧが設けられる。このギャップＧは、ＲＦＩＤタグの共振周波数、通信距離等に応じて適宜決められるものである。図３に示す第３実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｃは、図２の第２磁性シート１０の設置位置を変更したものである。すなわち図３では、樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出した第２磁性シート１０を、ＲＦＩＤタグ７に接触させている。
【００３５】
図２，図３に示す実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａと第２磁性シート１０の表面１０ａとが同じ高さ位置にある。
【００３６】
また、図２，図３に示す実施形態では、保護シート４は、機能部２の表面から、第２磁性シート１０の表面にかけて形成されている。
【００３７】
図４に示す第４実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ｄは、図２の機能部２の形成位置を変更したものである。すなわち図４では、機能部２を更に突出させ、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを第２磁性シート１０の表面１０ａよりも上方に突出させている。図４では、ＲＦＩＤタグ７の全体がほぼ金属部材１の表面１ａから突出している。なお図１ないし図３では、ＲＦＩＤタグ７の半分程度が樹脂モールド部３に埋められている。
【００３８】
次に、図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造は、比較例の形態である。図５に示す取付構造では金属部材２０に有底の凹部２０ａが形成されている。そして、下から第１磁性シート２１、スペーサ２２及びＲＦＩＤタグ２３の順に配置された機能部２４が、凹部２０ａ内に埋め込まれている。図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａは金属部材２０の表面２０ｂと同一面である。また図５に示すように金属部材２０の表面２０ｂには第２磁性シート２５が設けられている。
【００３９】
このように、図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造は、図１ないし図４に示す実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄと同様に、下から第１磁性シート２１、スペーサ２２及びＲＦＩＤタグ２３の順に配置された機能部２４を備える。また、金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート２５を有している。
【００４０】
しかしながら図１ないし図４に示す実施形態のＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄと、図５の比較例のＲＦＩＤタグの取付構造とでは以下の点に相違がある。
【００４１】
本実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを、金属部材１の表面１ａから突出させているのに対し、比較例では、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａと金属部材２０の表面２０ｂとが同一面である。
【００４２】
本実施形態では、金属部材１に貫通する貫通孔８を設けて、機能部２を配置するとともに、貫通孔８の空間を樹脂モールド部３で埋めているのに対し、比較例では金属部材２０に有底の凹部２０ａを形成し、この凹部２０ａ内に隙間無く機能部２４を埋め込んでいる。
【００４３】
比較例の形態でも、第１磁性シート２１をＲＦＩＤタグ２３の裏面側にスペーサ２２を介して配置し、さらに金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート２５を配置しているため、磁性シートによる磁束を引き寄せる作用により、後述の実験に示すように、比較例の形態でも全く通信できないわけではない。しかしながら、最大通信距離（通信不能となる限界の通信距離）は数ｍｍ程度（最低値は２ｍｍ）と極めて小さくなることがわかった。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、第１磁性シート５をＲＦＩＤタグ７の裏面側にスペーサ６を介して配置したことに加え、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａを、金属部材１の表面１ａから突出させ、さらに金属部材１に貫通する貫通孔８を設けて、機能部２を配置するとともに貫通孔８の空間を樹脂モールド部３で埋めている特徴的構成を備える。これにより、効果的に、金属部材１による反磁界を抑制して磁束をＲＦＩＤタグ７に貫通させやすくでき、簡単な構成で、最大通信距離（通信不能となる限界の通信距離）を延ばすことが出来る。
【００４５】
図２ないし図５に示すように金属部材１の表面１ａに第２磁性シート１０を設けることで、反磁界の抑制効果をより効果的に発揮でき、最大通信距離をより延ばすことが出来る。第２磁性シート１０は図２ないし図４に示すように、機能部２の周囲に露出する樹脂モールド部３の表面３ａにまで延出し、ＲＦＩＤタグ７に近接配置されることが好適である。
【００４６】
また、図４に示す実施形態では、ＲＦＩＤタグ７の表面７ａが第２磁性シート１０の表面１０ａよりも突出している。図４では、ＲＦＩＤタグ７のほぼ全体が金属部材１の表面１ａから突出しているが、この形態は第２磁性シート１０を有しない図１の実施形態にも適用できる。これにより、更に最大通信距離を延ばすことが出来る。ＲＦＩＤタグ７の表面７ａと、第２磁性シート１０の表面１０ａ間の間隔Ｌは、０．３〜０．６ｍｍ程度とするとよい。
【００４７】
本実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付構造Ａ〜Ｄは、例えば医療用器具や工具に適用できるが使用用途を限定するものでない。
【実施例】
【００４８】
（ＲＦＩＤタグ単体の実験）
ＲＦＩＤタグ（φ８ｍｍ）単体の共振周波数及び最大通信距離を測定した。最大通信距離の測定は、リーダライタからＲＦＩＤタグを徐々に離していき、タグを検知できる最大のリーダライタ／ＲＦＩＤタグ間隔を「最大通信距離」と規定した。
（図５に示す比較例の実験）
図５に示すＲＦＩＤタグの取付構造を作製した。
【００４９】
金属部材２０をステンレス鋼で形成した。また、金属部材２０に有底の凹部２０ａを設け、この凹部２０ａ内に下から第１磁性シート２１、スペーサ２２、及び上記で使用したＲＦＩＤタグの順に配置された機能部２４を埋め込んだ。
【００５０】
比較例１では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．８８ｍｍの両面テープを用いた。
【００５１】
比較例２では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．７７ｍｍの両面テープを用いた。
【００５２】
比較例３では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ０．６６ｍｍの両面テープを用いた。
【００５３】
比較例４では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＸＳ（６０Ｒ）（厚さ０．０５ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５４】
比較例５では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＸＳ（６０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５５】
比較例６では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＺＳ（８０Ｒ）（厚さ０．０５ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５６】
比較例７では、第１磁性シート２１に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＺＳ（８０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ２２には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。
【００５７】
なお、各比較例において、凹部２０ａの深さは、ＲＦＩＤタグ２３の表面２３ａが金属部材２０の表面２０ｂと略同一面となるように調整した。
【００５８】
さらに、各比較例では、図５に示すように、金属部材２０の表面２０ｂに第２磁性シート（アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を設けた。
【００５９】
そして各比較例のＲＦＩＤタグ取付構造を用いて、共振周波数及び最大通信距離を測定した。
【００６０】
ＲＦＩＤ単体、及び各比較例における共振周波数及び最大通信距離の実験結果が以下の表１に示されている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（図４に示す実施例の実験）
図４に示すＲＦＩＤタグの取付構造を作製した。
金属部材１をステンレス鋼で形成した。また、金属部材１に貫通孔８を設けた。またＲＦＩＤタグ７の表面７ａが第２磁性シート１０の表面１０ａよりも突出するように、貫通孔８に埋設される樹脂モールド部３からの突出量を調整した。また機能部２の側面２ｂと貫通孔８の壁面８ａとの間隔Ｔ（図１参照）を、０．５ｍｍ程度とした。また、樹脂モールド部３にはエポキシ樹脂を用いた。
【００６３】
実施例１では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６４】
実施例２では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．２ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．４ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６５】
実施例３では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．４ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６６】
実施例４では、第１磁性シート５に、アルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＬＸＳ（２０Ｒ）（厚さ０．１ｍｍ））を使用し、また、スペーサ６には厚さ１．３２ｍｍの両面テープを用いた。また、第２磁性シート１０にアルプス電気（株）製の磁性シート（型番：ＨＭＳＵＳ（４０Ｒ）（厚さ０．６ｍｍ））を使用し、ＲＦＩＤタグ７の第２磁性シート１０からの突出量（間隔Ｌ）を、０．３ｍｍとした。
【００６７】
そして各実施例のＲＦＩＤタグ取付構造を用いて、共振周波数及び最大通信距離を測定した。
【００６８】
ＲＦＩＤ単体、及び各実施例における共振周波数及び最大通信距離の実験結果が以下の表２に示されている。
【００６９】
【表２】
【００７０】
表２に示す実施例では、表１に示す比較例に比べて最大通信距離を効果的に延ばすことが可能であるとわかった。具体的には比較例での最大通信距離は７ｍｍ以下であったのに対し実施例では最大通信距離を１３ｍｍ以上にできた。また実施例では共振周波数のばらつきも小さかった。
【符号の説明】
【００７１】
Ａ〜Ｄ ＲＦＩＤタグ取付構造
１ 金属部材
２ 機能部
３ 樹脂モールド部
４ 保護シート
５ 第１磁性シート
６ スペーサ
７ ＲＦＩＤタグ
８ 貫通孔
１０ 第２磁性シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から裏面にかけて貫通孔が形成された金属部材と、下から第１磁性シート、スペーサ及びＲＦＩＤタグの順に配置された機能部と、を有し、
前記機能部は、前記ＲＦＩＤタグの表面が前記金属部材の表面から突出するように貫通孔に配置されており、前記貫通孔の空間に樹脂モールド部が埋設されていることを特徴とするＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項２】
前記機能部は前記貫通孔の側面から離間して埋設されている請求項１に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項３】
ＲＦＩＤタグ全体が前記金属部材の表面から突出している請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項４】
前記金属支持体の表面には第２磁性シートが設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグの表面は、前記第２磁性シートの表面に対して同一高さ以上に突出している請求項４記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項６】
少なくとも前記機能部の表面を覆う絶縁性の保護シートが設けられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項１】
表面から裏面にかけて貫通孔が形成された金属部材と、下から第１磁性シート、スペーサ及びＲＦＩＤタグの順に配置された機能部と、を有し、
前記機能部は、前記ＲＦＩＤタグの表面が前記金属部材の表面から突出するように貫通孔に配置されており、前記貫通孔の空間に樹脂モールド部が埋設されていることを特徴とするＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項２】
前記機能部は前記貫通孔の側面から離間して埋設されている請求項１に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項３】
ＲＦＩＤタグ全体が前記金属部材の表面から突出している請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項４】
前記金属支持体の表面には第２磁性シートが設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグの表面は、前記第２磁性シートの表面に対して同一高さ以上に突出している請求項４記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【請求項６】
少なくとも前記機能部の表面を覆う絶縁性の保護シートが設けられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグの取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２０４８４５（Ｐ２０１０−２０４８４５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８３２６（Ｐ２００９−４８３２６）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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