JP2007172527A - 非接触式データキャリア装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式データキャリア装置において、小型化を図る一方で物品への取り付け性を改善し、しかも製造コストの増加を抑えつつ金属上での使用を容易に実現する。
【解決手段】本発明の非接触式データキャリア装置１ａは、複数の層に各々設けられたアンテナパターン６２、７２、８２、９２どうしを層間接続して構成された多層構造のアンテナコイル５２とこのアンテナコイル５２に接続された記憶回路及び通信制御回路を搭載するＩＣチップ５１と有する非接触式データキャリアインレット５と、この非接触式データキャリアインレット５を支持しつつ当該非接触式データキャリアインレット５を被取付対象物側から離間させる機能を有する絶縁樹脂製の台座部２とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、情報の交信を非接触で行う非接触式データキャリア装置に関する。

従来、電磁誘導方式を採用する非接触式データキャリアは、金属などに取り付けて使用する使用環境、すなわち渦電流の生じ得る使用環境では、リーダライタに対して応答できなくなる場合がある。このため、内部のアンテナコイルと金属などへの取付部分との間にフェライトなどの透磁率の高い磁性体を配置することで、渦電流の発生を防止する金属対応型の非接触式データキャリアが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また一方で、電磁誘導方式の非接触式データキャリアは、ＩＣカード型のものが一般ユーザなどに広く利用されているが、近年では、このＩＣカードのサイズよりも遥かに小さいサイズのものなども開発されるようになり、さらなる小型化が期待されている。

例えば、複数の層に分けて配置した各アンテナパターンを層間接続して一つのアンテナコイルを形成し、この多層構造のアンテナコイルにより、小型化を図った非接触式データキャリアが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２６１５２４号公報 特開２００４−２４０５２９号公報

しかしながら、小型化を追求した非接触式データキャリアでは、被取付対象物への取り付けのための接着層などを設けることや、そのデータキャリア本体を被取付対象物へ取り付ける際の作業自体が困難となる。また、小型化を図った非接触式データキャリアを上述した金属対応とする場合、データキャリア本体にフェライトなどの磁性体部品を組み込むことが難しく、さらにはこの磁性体部品の追加によって製造コストの増加を招くことになる。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小型化を図る一方で被取付対象物への取り付け性を改善でき、しかも、製造コストの増加を抑えつつ金属などの導電体に取り付けての使用を容易に実現する非接触式データキャリア装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る非接触式データキャリア装置は、複数の層に各々設けられたアンテナパターンどうしを層間接続して構成された多層構造のアンテナコイルとこのアンテナコイルに接続された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するＩＣチップとを備えた非接触式データキャリアインレットと、前記非接触式データキャリアインレットを支持しつつこの非接触式データキャリアインレットを被取付対象物側から離間させる機能を有する絶縁樹脂製の台座部と、を具備することを特徴とする。

すなわち、この発明によれば、構造体の小型化のためにアンテナコイルの形成パターンを多層化し、さらに被取付対象物側への取付用の部位として台座部を積極的に設けたことで、小型化を図れる一方で被取付対象物への取り付け性を改善することができる。また、この発明によれば、例えば被取付対象物が金属である場合などにおいて、交信時に発生し得る渦電流の影響を無視できる高さで絶縁樹脂製の台座部を構成しておくことで、渦電流発生防止用の透磁率の高い磁性体部品などを設けることなしに、金属などの導電体に取り付けての使用を容易に実現できる。

ここで、前記被取付対象物の表面に取り付けられる前記台座部の取付面から前記非接触式データキャリアインレットが備える前記アンテナコイルまでの最短距離は、２ｍｍ以上であることが望ましい。

また、本発明の非接触式データキャリア装置は、前記非接触式データキャリアインレットが、前記台座部上で樹脂封止されていることを特徴とする。
この発明によれば、外部の環境及び機械的ストレスから非接触式データキャリアインレットを保護することができる。ここで、上記の樹脂封止の手法としては、例えばトランスファ成形法などが例示される。

さらに、本発明の非接触式データキャリア装置は、絶縁樹脂材料を用いた射出成形によって、前記台座部と、前記非接触式データキャリアインレットを封止する樹脂封止部分とが一体成形されていることを特徴とする。
この発明によれば、封止樹脂よって非接触式データキャリアインレットを外部環境から保護できるとともに、射出成形を用いた樹脂封止部分と台座部との一体成形により、製造工程の簡素化を図ることができる。

また、本発明の非接触式データキャリア装置では、被取付対象物への取り付け性のさらなる改善を図るために、前記台座部の底部を接着層で構成することや、前記台座部に、ねじ止め用の孔を設けることなどが例示される。さらに、前記被取付対象物が磁性を有する金属である場合などを考慮して、前記被取付対象物側に取り付けられる台座部の底部の取付面にマグネットを設けた構造のものを本発明として適用することもできる。

また、本発明の非接触式データキャリア装置は、前記台座部が、ばね性を有する弾性変形部を備えることを特徴とする。
この発明によれば、例えば被取付対象物側から非接触式データキャリア装置側に衝撃が加わった場合でも、その衝撃力を弾性変形部のばね性によって緩和できるので、ＩＣチップを備える非接触式データキャリアインレット側の破損を抑制することができる。

さらに、本発明の非接触式データキャリア装置は、前記台座部が、前記非接触式データキャリアインレットが装着される爪部を持つインレット装着部をさらに備えることを特徴とする。
この発明によれば、非接触式データキャリアインレットと台座部との一体化を、機械的な嵌め込みである装着作業により実現できるので、互いの接合に接着剤などが不要となり、生産性を高めることができる。また、この発明によれば、インレット装着部に設けられた爪部によって、非接触式データキャリアインレットを台座部側で比較的強固に保持できるので、非接触式データキャリアインレットが台座部から外れて例えば紛失してしまうことなどを抑制できる。

また、本発明の非接触式データキャリア装置においては、前記アンテナコイルのパターン表面と直交する方向からみた前記非接触式データキャリアインレットの外形サイズは、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ以下のサイズである。ここで、非接触式データキャリアインレットの形状としては、正方形、略正方形、長方形、略長方形、円形、楕円など、種々の形状が例示され、また、それ以外の形状で構成されていてもよい。
さらに、本発明の非接触式データキャリア装置は、前記アンテナコイルのパターン表面と直交する方向からみた前記非接触式データキャリアインレットの外形サイズよりも、同方向からみた前記台座部の外形サイズのほうが大きいことを特徴とする。
つまり、この発明では、上記のように小型サイズの非接触式データキャリアインレットに対し台座部を大きく構成することで、非接触式データキャリア装置全体の取り扱い性が高められている。

このように本発明によれば、小型化を図る一方で被取付対象物への取り付け性を改善でき、しかも、製造コストの増加を抑えつつ金属などの導電体に取り付けての使用を容易に実現する非接触式データキャリア装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す平面図、図２は、この非接触式データキャリア装置の正面図である。また、図３は、図１に示す非接触式データキャリア装置のＡ−Ａ断面図、図４は、Ｂ−Ｂ断面図である。さらに、図５は、図１の非接触式データキャリア装置が備える非接触式データキャリアインレットの構造を示す分解斜視図、図６は、図５に示す非接触式データキャリアインレットの断面図である。なお、図５の非接触式データキャリアインレットの分解斜視図においては、アンテナコイルを含む導体パターンの表面にハッチングを付与したかたちで図示を行っている。

図１〜図４に示すように、この実施形態に係る非接触式データキャリア装置１ａは、後に詳述するアンテナコイル５２及びＩＣチップ５１を備えた非接触式データキャリアインレット（図５、図６参照）５と、非接触式データキャリアインレット５を支持しつつこの非接触式データキャリアインレット５を被取付対象物（非接触式データキャリア装置１ａを取り付ける物品）側から離間させる機能を有する絶縁樹脂製の台座部２とを備える。

台座部２は、その外形部分が略四角錐形状を有しており、矩形状に形成された基台部８と、非接触式データキャリアインレット５の搭載部分として設けられたインレット搭載部３と、基台部８の表面の対角線上にそれぞれ起立した姿勢で配置され、インレット搭載部３を基台部８上に支持する四つのリブ状の支持部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとから主に構成される。また、台座部２の底部を構成する上記基台部８には、図１及び図４に示すように、第２の実施形態で説明する一対のねじ挿通孔７が形成されている。

ここで、台座部２は、例えば射出成形などによって形成されており、インレット搭載部３の底面や、リブ状の支持部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの側面の形状を成形するためのコア側の金型形状に対応する穴部９を中央部分に有する。つまり、台座部２の材料としては、ＡＢＳ（アクリロ二トリル・ブタジェン・スチレン）樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン（登録商標）、ポリアセタール、ポリスチレン、ＡＳ（アクリロ二トリル・スチレン）樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、セルローズアセテートなどの射出成形性に優れる絶縁樹脂材料などが例示される。

また、台座部２（基台部８）の底部には、図２〜図４に示すように、離形紙１１が貼り合わされた接着層（粘着層）１２が設けられている。これにより、離形紙１１を剥がして、非接触式データキャリア装置１本体を被取付対象物側へ容易に取り（貼り）付けることができる。

次に、非接触式データキャリアインレット５の構成を上記の図５及び図６に基づき説明する。ここで、図５では、各配線層の接続関係を把握し易くするために、実際よりも巻回数を少なくして図示の簡略化を図っている。実際のアンテナパターンの巻回数は、必要とされるインダクタンス値や設計にもよるが、例えば９巻き程度である。また、ここでは、一つのアンテナコイルを４層のアンテナパターンで構成する非接触式データキャリアインレット５を示すが、アンテナコイルは、例えば４層以外の層数で構成されるものであってもよい。

図５に示すように、非接触式データキャリアインレット５は、複数の層に各々設けられたアンテナパターン６２、７２、８２、９２どうしを層間接続して構成された多層構造のアンテナコイル５２を備えるものである。すなわち、非接触式データキャリアインレット５は、略正方形の絶縁基板の一方の主面に渦巻状のアンテナパターンを含めた配線層を持つ四つの単位アンテナ基板６０、７０、８０、９０が、絶縁層を介して積層一体化された４層配線板を有する。

図５及び図６に示すように、各配線層には、第１配線層から順に、渦巻状のアンテナパターン６２、７２、８２、９２が形成されている。各アンテナパターン６２、７２、８２、９２は、一つの内側端６２ａ、７２ａ、８２ａ、９２ａと、一つの外側端６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ、９２ｂを内包している。内側端６２ａ、７２ａ、８２ａ、９２ａには、それぞれ、一つの内側接続端子６３、７３、８３、９３が接続されている。外側端６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ、９２ｂには、それぞれ、一つの外側接続端子６４、７４、８４、９４が接続されている。内側接続端子６３、７３、８３、９３は、アンテナパターンの渦巻きの内側に設けられ、互いに層間接続される配線層の内側端子どうしが同じ位置に重なるように配置されている。各内側接続端子６３、７３、８３、９３には、複数ある貫通スルーホール５５ａ、５５ｂのうちの一つのみが導通するように形成されている。外側接続端子６４、７４、８４、９４は、アンテナ基板の四隅の一つに設けられ、互いに層間接続される配線層の外側端子どうしが同じ位置になるように設けられている。各外側接続端子６４、７４、８４、９４には、複数ある貫通スルーホール５６ａ、５６ｂのうちの一つのみが導通するように形成されている。

また、各配線層の四隅のうちの二箇所の隅には、スルーホールが設けられていない略直角二等辺三角形状の配線領域６９ａ、６９ｂ、７９ａ、７９ｂ、８９ａ、８９ｂ、９９ａ、９９ｂが形成されている。これらは、渦巻き状のアンテナパターンと一体化されているが、アンテナの構成要素としてはあってもなくてもよいダミーパターンである。

図５に示すように、第１配線層のアンテナパターン６２と第２配線層のアンテナパターン７２とは、その渦巻きの外側端において、外側接続端子６４、７４と導通したスルーホール５６ｂを介して接続されている。第２配線層のアンテナパターン７２と第３配線層のアンテナパターン８２とは、その渦巻きの内側端において、内側接続端子７３、８３と導通したスルーホール５５ａを介して互いに接続されている。第３配線層のアンテナパターン８２と第４配線層のアンテナパターン９２とは、その渦巻きの外側端において、外側接続端子８４、９４と導通したスルーホール５６ａを介して互いに接続されている。第４配線層のアンテナパターン９２と第１配線層のアンテナパターン６２とは、その渦巻きの内側端において、内側接続端子９３、６３と導通したスルーホール５５ｂを介して互いに接続されている。

すなわち、このような各アンテナパターン６２、７２、８２、９２は、これらの接続端子及び層間接続導体を介して、図６に示すように、電気的に直列に接続され、第１配線層（最上層）に両端子を有する単一のアンテナコイル５２を構成する。詳細には、このアンテナコイル５２の一端は、第１配線層の内側接続端子６３（チップ接続端子６６ａ）であり、その他端は、第１配線層の内側貫通スルーホール５５ｂに接続されたチップ接続端子６６ｂとなる。ここで、層間の接続にスルーホールを利用しているが、その他、略円錐形状の導体バンプで層間絶縁層を突き破って導通をとるB2it（登録商標）と呼ばれる層間接続法を適用することも可能である。これにより、全製造工程数を減らすことが可能である。

また、渦巻き状の上記したアンテナパターン６２、７２、８２、９２は、アンテナコイル５２の一端から各アンテナパターンの接続関係に沿って辿ったときに、渦巻きの旋回方向が同じ向き（例えば、時計回りなら時計回り、反時計回りなら反時計回り）になるように形成されている。すなわち、一定の方向の磁界を受けたときに発生する電流を打ち消しあわない向きで、各アンテナパターンが形成されている。

ＩＣチップ５１は、チップ搭載パッド５５の上に接着剤を用いて固定されている。ＩＣチップ５１の電極端子５３ａ、５３ｂは、低背ワイヤ５４ａ、５４ｂを介してチップ接続端子６６ａ、６６ｂにそれぞれ接続されている。チップ接続端子６６ｂは、配線６２ｃを介してスルーホール５５ｂに接続されている。また、ＩＣチップ５１やＩＣチップ５１の電極端子５３ａ、５３ｂなどは封止樹脂５７で封止されている。

ここで、ＩＣチップ５１は、図示を省略した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ロジック回路、中央演算処理装置（ＣＰＵ）から主に構成されている。ＣＰＵでは、ＲＯＭやＲＡＭに格納されたプログラムやデータなどを用いてリーダライタとの通信制御や応答処理など各種の演算処理を実行する。また、ＲＯＭには、非接触式データキャリアインレット５の製造時に、個々の非接触式データキャリアインレット５に固有に付与された識別情報であるタグ識別コードが記憶され、このタグ識別コードは書き換え不能となっている。また、ＩＣチップ５１には、電源バックアップ不要で且つ書き換え可能な記憶回路である不揮発性メモリや無線交信のための通信制御回路であるＲＦ回路の他、コンデンサなども搭載されている。

このように構成された非接触式データキャリアインレット５は、アンテナパターン９２の配線された単位アンテナ基板９０側（図６における非接触式データキャリアインレット５の底面側）が、図２〜図４に示すように、台座部２のインレット搭載部３の表面（上面）に接着剤などを介して接合される。ここで、上記の構成では、単位アンテナ基板９０側を台座部２に接合させているが、このように単位アンテナ基板９０側を台座部２に接合した構成に限定されるものではない。例えば、非接触式データキャリアインレット５の封止樹脂５７を単位アンテナ基板９０と同じサイズとし、尚且つ表面を平坦化することにより、封止樹脂５７側を台座部２のインレット搭載部３の表面（上面）に接着剤などを介して接合することも可能である。このような構造を適用することで、例えば金属などで構成され得る被取付対象物とアンテナコイル５２との間をより離間させることができ、これにより、非接触式データキャリアインレット５の動作の安定化を図ることができる。

また、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ａにおいては、アンテナコイル５２を構成するアンテナパターン６２、７２、８２、９２のパターン表面と直交する方向からみた非接触式データキャリアインレット５の外形サイズは、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ以下のサイズである。さらに、非接触式データキャリア装置１ａは、上記のアンテナパターン６２、７２、８２、９２のパターン表面と直交する方向からみた非接触式データキャリアインレット５の外形サイズよりも、同方向からみた台座部２の外形サイズのほうが大きくなるように形成されている。つまり、上記のように１０ｍｍ角以下の小型サイズの非接触式データキャリアインレット５に対し台座部２を大きく構成することで、非接触式データキャリア装置１ａ全体の取り扱い性が高められている。

次に、絶縁樹脂製の台座部２が有する、非接触式データキャリアインレット５を被取付対象物側から離間させるための構成について図２及び図６に基づき説明を行う。
同図２及び図６に示すように、被取付対象物の表面に取り付けられる台座部２の取付面から非接触式データキャリアインレット５が備えるアンテナコイル５２までの最短距離、すなわち、図２に示す接着層１２の表面（底面）から図６に示すアンテナパターン９２のパターン表面（底面）までの離間距離ｈ１（図２参照）が２ｍｍ以上となるように、台座部２の高さ（スペーサとしての厚さ）が定められている。この離間距離ｈ１を２ｍｍ以上とすることで、非接触式データキャリア装置１ａを取り付ける被取付対象物が金属などの導電体で構成されていたとしても、交信時における被取付対象物側での渦電流の発生が防止され、これにより、非接触式データキャリア装置１ａ側とリーダライタ側との交信が実現される。

なお、図２〜図４では、台座部２の接着層１２の表面が水平面となる姿勢で非接触式データキャリア装置１ａ自体が被取付対象物上に配置される例を実質的に図示しているが、これに代えて、台座部２の接着層１２の表面が垂直面や傾斜面となる姿勢で非接触式データキャリア装置１ａを被取付対象物上に配置することも可能である。また、図２〜図４では、台座部２のインレット搭載部３の表面が水平面として図示され、この面に非接触式データキャリアインレット５を水平に寝かせた姿勢で配置している例を図示しているが、これに代えて、インレット搭載部３の表面を傾斜面や垂直方向に起立した面で形成し、これに応じて非接触式データキャリアインレット５を斜めに傾けて配置したり、垂直方向に起立した姿勢で配置してもよい。なお、非接触式データキャリアインレット５を垂直方向に起立した姿勢で配置する場合や、斜めに傾けて配置する場合においても、被取付対象物の表面に取り付けられる台座部２の取付面（接着層１２の表面）からアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ１）を、上記した２ｍｍ以上とすることが好ましい。

ここで、台座部２の取付面（底面）からアンテナコイル５２までの最短距離を２ｍｍ以上とするのは、この距離が２ｍｍより短い場合には、リーダライタとの好適な通信距離が得られないからである。一方、この距離が、２ｍｍ以上であれば、リーダライタとの好適な通信距離が得られるが、非接触式データキャリア装置１ａの実用上のサイズを考慮すると、例えば５０ｍｍ程度を上限値とするのが好ましいが、この値は用途に応じて適宜変更することが可能である。

なお、上記した、台座部２の取付面（底面）からアンテナコイル５２までの最短距離を２ｍｍ以上とするのが好ましいのは、アンテナサイズ（アンテナコイル５２を構成するアンテナパターン６２、７２、８２、９２の最外周の周回パターンの縦及び横の長さ）が４.７５ｍｍ×４.７５ｍｍの場合であり、５ｍｍ×５ｍｍの場合には、台座部２の取付面（底面）からアンテナコイル５２までの最短距離が、１ｍｍ以上であれば、非接触式データキャリア装置１ａを取り付ける被取付対象物が金属などの導電体で構成されていたとしても、交信時における被取付対象物側での渦電流の発生が防止され、これにより、非接触式データキャリア装置１ａ側とリーダライタ側との交信が実現される。換言すると、非接触式データキャリア装置１ａに使用されるアンテナコイル５２のサイズにより、台座部２の取付面からアンテナコイル５２までの好適な離間距離ｈ１は変化するが、この離間距離ｈ１を２ｍｍ以上とすることで、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ａに使用される非接触式データキャリアインレット５のすべてのアンテナサイズに対して、被取付対象物が金属などで構成されていたとしても、情報の通信が阻害されることなく、リーダライタ側との交信が行える。

また、図７は、非接触式データキャリア装置１ａに対して、その非接触式データキャリアインレット５を台座部２（インレット搭載部３）上で、エポキシ樹脂などを用いて樹脂封止して構成される非接触式データキャリア装置１ｂを図示している。樹脂封止の手法としては、例えばトランスファ成形法などが例示される。この非接触式データキャリア装置１ｂによれば、外部の環境及び機械的ストレスから非接触式データキャリアインレット５を保護することができる。

既述したように、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ、１ｂによれば、構造体の小型化のためにアンテナコイル５２の形成パターンを多層化し、さらに被取付対象物側への取付用の部位として台座部２を積極的に設けたことで、小型化を図れる一方で被取付対象物への取り付け性を改善することができる。また、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ、１ｂによれば、例えば被取付対象物が金属である場合などにおいて、交信時に発生し得る渦電流の影響を無視できる高さで絶縁樹脂製の台座部２が構成されているので、渦電流発生防止用の透磁率の高い磁性体部品などを設けることなしに、金属などの導電体に取り付けての使用を容易に実現できる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図８に基づき説明する。
ここで、図８は、本発明の第２の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図である。なお、図８においては、第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ、１ｂが備えていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。

図８に示すように、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｃは、図７に示した第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ｂから接着層１２（及び離形紙１１）を削除するとともに、台座部２と一部構造の異なる絶縁樹脂製の台座部４２が適用されたかたちで構成されている。すなわち、接着層１２の代わりに、台座部４２（基台部４８）上のねじ挿通孔７を挿通させたねじ（雄ねじ部材）１６を、被取付対象物１５側に形成された雌ねじ部１７にねじ止めして、非接触式データキャリア装置１ｃが、被取付対象物１５に取り付けられている。

また、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｃでは、台座部の取付面（基台部４８の底面）からアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ２）を２ｍｍ以上とするために、接着層１２を削除した分、基台部分を厚くした基台部４８を有する台座部４２が適用されている。したがって、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｃにおいても、第１の実施形態と同様に、被取付対象物１５への取り付けが容易で、しかも金属などの導電体に取り付けての使用が可能となる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施形態を図９に基づき説明する。
ここで、図９は、本発明の第３の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図である。なお、図９では、第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ、１ｂが備えていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。

図９に示すように、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｄは、図７に示した第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ｂの台座部２の底部を構成する接着層１２の底面に、マグネット１８を取り付けたかたちで構成されている。また、非接触式データキャリア装置１ｄでは、台座部２の底部の接着層１２とマグネット１８との界面からアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ３）が２ｍｍ以上になるように構成されている。
すなわち、本実施形態に係る非接触式データキャリア装置１ｄによれば、被取付対象物が磁性を有する金属である場合などに取付けが容易であるとともに、リーダライタ側との間での交信を好適に行うことができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施形態を図１０〜図１２に基づき説明する。
ここで、図１０は、本発明の第４の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す平面図であり、図１１は、図１０に示す非接触式データキャリア装置のＣ−Ｃ断面図である。また、図１２は、第４の実施形態に係る他の構成の非接触式データキャリア装置を示す断面図である。なお、図１０〜図１２では、第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ、１ｂが備えていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。

まず、図１０及び図１１に示すように、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｅは、図７に示した第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ｂの台座部２と一部構造の異なる絶縁樹脂製の台座部２２が適用されている。なお、この実施形態の非接触式データキャリア装置１ｅにおいても、台座部２２の取付面（接着層１２の表面）からアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ４）が２ｍｍ以上に定められている。また、この台座部２２は、非接触式データキャリアインレット５を搭載するインレット搭載部３を弾性的に支持できるように、第１の実施形態の台座部２の支持部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの肉厚を細く形成したかたちの、ばね性を有する弾性変形部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを備える。

したがって、非接触式データキャリア装置１ｅによれば、例えば被取付対象物側から非接触式データキャリア装置１ｅ側に衝撃が加わった場合でも、その衝撃力を弾性変形部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄのばね性によって緩和できるので、ＩＣチップ５１を備える非接触式データキャリアインレット５側の破損を抑制することができる。

また、図１２は、上記の台座部２２と構造の異なる絶縁樹脂製の台座部３２を適用した非接触式データキャリア装置１ｆを例示している。なお、この非接触式データキャリア装置１ｆにおいても、台座部３２の取付面（接着層１２の表面）からアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ５）が２ｍｍ以上に定められている。また、非接触式データキャリア装置１ｆが有する台座部３２は、非接触式データキャリアインレット５を搭載するインレット搭載部３３を、ばね性を有する弾性変形部３６によって片持ちで支持する。さらに、片持ちで支持されるインレット搭載部３３の先端部には、爪部３５が形成されており、この爪部３５より内側（弾性変形部３６）で、かつ基台部８とインレット搭載部３３に挟まれた空間部分に例えば電気部品の信号線などを束ねるための束線部３９が形成されている。

したがって、非接触式データキャリア装置１ｆによれば、非接触式データキャリアインレット５側に加わり得る衝撃力を片持ちの弾性変形部３６のばね性によって好適に緩和できるとともに、信号線などの束線を行うこともできる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施形態を図１３〜図１５に基づき説明する。
図１３〜図１５は、各々構成が一部異なる第５の実施形態の非接触式データキャリア装置を示す断面図である。なお、図１３〜図１５において、第１〜第４の実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ〜１ｆが備えていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。

図１３に示すように、非接触式データキャリア装置１ｇは、図１〜図４に示した第１の実施形態の非接触式データキャリア装置１ｂの台座部２と一部構造の異なる絶縁樹脂製の台座部１０２を備える。台座部１０２には、離形紙１１の付いた接着層１２を底部に備える基台部１０８上に、例えば一対の爪部１０３を持つインレット装着部１０４が設けられている。このインレット装着部１０４は、非接触式データキャリアインレット５を台座部１０２の内部に収容するための空隙部分として形成されている。一対の爪部１０３を一時的に撓ませるようにして、非接触式データキャリアインレット５は、その厚さ方向からインレット装着部１０４内に装着されている。

非接触式データキャリア装置１ｈは、図１４に示すように、爪部１１３を持つインレット装着部１１４が基台部１１８上に設けられた台座部１１２を備える。爪部１１３は、インレット装着部１１４の側部に設けられている。すなわち、爪部１１３を一時的に撓ませるようにして、非接触式データキャリアインレット５は、その厚さ方向と直交する方向からスライドさせつつ、台座部１１２内の空隙部分であるインレット装着部１１４内に装着（収容）されている。

非接触式データキャリア装置１ｉは、図１５に示すように、例えば一対の爪部１２３を持つインレット装着部１２４が基台部１２８上に設けられた台座部１２２を有する。台座部１２２は、基台部１２８のねじ挿通孔７に挿通されたねじ（雄ねじ部材）１６と螺合する雌ねじ部１７を通じて、被取付対象物１５側にねじ止めされている。上記の一対の爪部１２３を一時的に撓ませて、非接触式データキャリアインレット５は、その厚さ方向からインレット装着部１２４内に装着（収容）されている。

したがって、本実施形態に係る非接触式データキャリア装置１ｇ〜１ｉによれば、非接触式データキャリアインレット５と台座部１０２、１１２、１２２との一体化を、機械的な嵌め込みである装着作業により実現できるので、互いの接合に接着剤などが不要となり、非接触式データキャリア装置本体の生産性を向上させることができる。また、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ｇ〜１ｉによれば、インレット装着部１０４、１１４、１２４に設けられた爪部によって、非接触式データキャリアインレット５を台座部側で比較的強固に保持できるので、非接触式データキャリアインレット５が台座部側から外れて例えば紛失してしまうことなどを抑制できる。

ここで、本実施形態のこれら非接触式データキャリア装置１ｇ〜１ｉにおいても、被取付対象物への台座部１０２、１１２、１２２の取付面（接着層１２の底面又は台座部１２２の底面）から、非接触式データキャリアインレット５のアンテナコイル５２までの最短距離（離間距離ｈ６、ｈ７、ｈ８）が２ｍｍ以上となるように構成されている。なお、図１３〜図１５では、非接触式データキャリアインレット５が、台座部１０２、１１２、１２２の取付面とほぼ平行に配置される態様を例示しているが、非接触式データキャリアインレット５を斜めに傾けて配置したり、台座部１０２、１１２、１２２の取付面と直交する起立した姿勢で配置できるように、上記したインレット装着部の構造に変更を加えてもよい。また、非接触式データキャリアインレット５を上記のように傾けて配置する場合や、起立した姿勢で配置する場合においても、被取付対象物への台座部１０２、１１２、１２２の取付面からアンテナコイル５２までの最短距離を、上記した２ｍｍ以上とすることが好ましい。また、図１３及び図１４に示す非接触式データキャリア装置１ｇ、１ｈの接着層１２の底部にマグネットを配置してもよい。マグネットを配置する場合には、接着層とマグネットとの界面からアンテナコイル５２までの最短距離を２ｍｍ以上とすることが好ましい。

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施形態を図１６〜図１８に基づき説明する。
図１６〜図１８は、各々構成が一部異なる第６の実施形態の非接触式データキャリア装置を示す断面図である。なお、図１６〜図１８において、第１〜第５の実施形態の非接触式データキャリア装置１ａ〜１ｉが備えていたものと同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。

この実施形態に係る非接触式データキャリア装置１ｊ、１ｋ、１ｍは、図１６〜図１８に示すように、被取付対象物１５への取付面から非接触式データキャリアインレット５のアンテナコイル５２までの最短距離ｈ９、ｈ１０、ｈ１１を２ｍｍ以上とりつつ非接触式データキャリアインレット５を被取付対象物１５とで包囲するようにして当該非接触式データキャリアインレット５を保持する台座部１３２、１４２、１５２をそれぞれ備える。

これらの台座部１３２、１４２、１５２は、基台部１３３のねじ挿通孔７に挿通されたねじ（雄ねじ部材）１６と螺合する雌ねじ部１７を通じて、被取付対象物１５側にねじ止めされている。また、台座部１３２、１４２、１５２には、直接的に非接触式データキャリアインレット５を被取付対象物１５側（内側）に保持するインレット保持部１３８、１４８、１５８が設けられている。

詳述すると、非接触式データキャリア装置１ｊの台座部１３２では、図１６に示すように、非接触式データキャリアインレット５は、インレット保持部１３８の内側に例えば接着剤などを用いて接合されている。また、図１７に示すように、非接触式データキャリア装置１ｋでは、絶縁樹脂材料を用いた例えば射出成形によって、台座部１４２と、非接触式データキャリアインレット５を封止する樹脂封止部分、つまり、インレット保持部１４８とが一体成形されている。この非接触式データキャリア装置１ｋによれば、射出成形を用いた樹脂封止部分と台座部との一体成形により、製造工程の簡素化を図ることができる。さらに、図１８に示すように、非接触式データキャリア装置１ｍの台座部１５２には、一対の爪部１５３を持つインレット装着部１５４がインレット保持部１５８に設けられている。すなわち、非接触式データキャリアインレット５は、空隙部分として形成されたインレット装着部１５４内に装着されるかたちで、インレット保持部１５８に保持されている。

また、非接触式データキャリアインレット５を保持する上記のインレット保持部１３８、１４８、１５８は、第４の実施形態の非接触式データキャリア１ｅ、１ｆとほぼ同様に、肉厚を比較的細く形成して、ばね性を持たせた弾性変形部１３６により支持されている。

したがって、このように構成される本実施形態の非接触式データキャリア装置１ｊ、１ｋ、１ｍによれば、例えば被取付対象物１５側から非接触式データキャリア装置１ｅ側に衝撃が加わった場合でも、その衝撃力を弾性変形部１５６のばね性によって緩和できるので、ＩＣチップ５１を備える非接触式データキャリアインレット５側の破損を抑制することができる。また、本実施形態の非接触式データキャリア装置１ｊ、１ｋ、１ｍによれば、台座部１３２、１４２、１５２のインレット保持部１３８、１４８、１５８によって、非接触式データキャリアインレット５が、外側から覆われるように保持されているので、外部の環境や機械的ストレスから非接触式データキャリアインレット５を保護することができる。

以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記した台座部を絶縁樹脂材料以外の他の電気絶縁材料で構成してもよい。

また、図７〜図１５を用いて説明した実施形態の非接触式データキャリア装置では、非接触式データキャリアインレット５の単位アンテナ基板９０（図５参照）側を、被取付対象物側（図７〜図１５の下側）に向けて台座部側と接合させる構成例について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。つまり、このような構成に代えて、非接触式データキャリアインレット５の封止樹脂１４側を被取付対象物側に向けて、非接触式データキャリアインレット５と台座部とを互いに接合することも可能である。ここで、接着剤などを用いての接合を適用する場合には、台座部に接合される封止樹脂１４の接合面は平坦化されていることが望ましい。このような構造を適用することで、例えば金属などで構成され得る被取付対象物とアンテナコイルとの間をより離すことができ、これにより、非接触式データキャリアインレット５の動作の安定化を図ることができる。なお、図７〜図１２に例示した構造の非接触式データキャリア装置において、非接触式データキャリアインレット５の単位アンテナ基板９０側を、被取付対象物側に向けて、台座部と接合した構成を適用している場合、封止樹脂５７（図５、図６参照）により封止されたＩＣチップ５１をさらに外側から封止する封止樹脂１４（樹脂封止）を、図１〜図４に示した実施態様のように削除することも可能である。

また、図１６〜図１８に基づき説明した第６の実施形態の非接触式データキャリア装置では、非接触式データキャリアインレット５の封止樹脂１４側を被取付対象物１５側に向けて、非接触式データキャリアインレット５と台座部とを一体化する構成について例示したが、これに代えて、非接触式データキャリアインレット５の単位アンテナ基板９０（図５参照）側を被取付対象物１５側に向けて、非接触式データキャリアインレット５と台座部とを一体化する構成を適用することもできる。なお、図１６に例示した構造の非接触式データキャリア装置において、非接触式データキャリアインレット５の単位アンテナ基板９０側を、被取付対象物１５側に向けて、台座部と接合した構成を適用している場合、封止樹脂５７（図５、図６参照）により封止されたＩＣチップ５１をさらに外側から封止する封止樹脂１４を削除することが可能である。

［実施例］
次に、本発明を実施例により説明する。
すなわち、この実施例では、図１〜図１８に示した第１〜第６の実施形態の非接触式データキャリア装置において、被取付対象物の表面に取り付けられる台座部の取付面（図９に示す第３の実施形態の非接触式データキャリア装置１ｄでは、台座部２の底部の接着層１２とマグネット１８との界面）から非接触式データキャリアインレット５が備えるアンテナコイル５２までの最短距離を２ｍｍ以上とすることが好適な理由を説明する。

すなわち、金属板上に、板状スペーサの積層枚数を調整することで、その厚さを変えることができるスペーサ部を介して非接触式データキャリアインレットを設置した。この板状スペーサは、ポリプロピレン（ＰＰ）で形成され、その１枚の厚さは１ｍｍである。また、非接触式データキャリアインレットは、アンテナサイズ（アンテナコイルを構成するアンテナパターンの最外周の周回パターンの縦及び横の長さ）が４.７５ｍｍ×４.７５ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍのものを用いた。

板状スペーサの積層枚数を調整することで、金属板の表面と、この金属板の表面に対向する非接触式データキャリアインレットのアンテナコイルのパターン表面との距離を変えて、通信距離の測定を実施した。ここで、通信距離の測定は、非接触式データキャリアインレットのアンテナコイルのパターン表面と、それに対向した上方位置において、リーダライタ（タカヤ製；出力１０ｍＷ）の位置を変えて実施した。なお、ここでの通信距離とは、リーダライタとそれに対向する非接触式データキャリアインレットのアンテナコイルのパターン表面との間の距離である。

図１９は、通信距離の測定結果を示す。同図１９に示すように、アンテナサイズが４.７５ｍｍ×４.７５ｍｍ、５ｍｍ×５ｍｍの双方の場合において、金属板の表面とアンテナコイルのパターン表面との間の距離が２ｍｍ以上で、１０ｍｍ以上の通信距離が得られた。また、アンテナサイズが５ｍｍ×５ｍｍの場合には、金属板の表面とアンテナコイルのパターン表面との間の距離が１ｍｍ以上で、５ｍｍ以上の通信距離が得られた。

この測定結果から、非接触式データキャリア装置を金属の表面に取り付けた場合でも、金属板の表面とアンテナコイルのパターン表面との間の距離を２ｍｍ以上とすることで、リーダライタとの好適な通信距離が得られることがわかった。また、アンテナサイズが５ｍｍ×５ｍｍの場合には、金属板の表面とアンテナコイルのパターン表面との間の距離が１ｍｍで、既にリーダライタとの好適な通信距離が得られることがわかった。

本発明の第１の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す平面図。 図１に示す非接触式データキャリア装置の正面図。 図１に示す非接触式データキャリア装置のＡ−Ａ断面図。 図１に示す非接触式データキャリア装置のＢ−Ｂ断面図。 図１の非接触式データキャリア装置が備える非接触式データキャリアインレットの構造を示す分解斜視図。 図５に示す非接触式データキャリアインレットの断面図。 第１の実施形態に係る他の構成の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の第４の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す平面図。 図１０に示す非接触式データキャリア装置のＣ−Ｃ断面図。 第４の実施形態に係る他の構成の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の第５の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図。 第５の実施形態において、図１３に示す非接触式データキャリア装置と構成の異なる他の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 第５の実施形態において、図１３及び図１４に示す非接触式データキャリア装置と構成の異なる他の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の第６の実施形態に係る非接触式データキャリア装置を示す断面図。 第６の実施形態において、図１６に示す非接触式データキャリア装置と構成の異なる他の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 第６の実施形態において、図１６及び図１７に示す非接触式データキャリア装置と構成の異なる他の非接触式データキャリア装置を示す断面図。 本発明の実施例における通信距離の測定結果を示す図。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ…非接触式データキャリア装置、２，２２，３２，４２，１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５２…台座部、５…非接触式データキャリアインレット、７…ねじ挿通孔、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，３６，１３６…弾性変形部、１２…接着層、１４，５７…封止樹脂、１５…被取付対象物、１６…ねじ（雄ねじ部材）、１７…雌ねじ部、１８…マグネット、５１…ＩＣチップ、５２…アンテナコイル、６２，７２，８２，９２…アンテナパターン、１０４，１１４，１２４，１５４…インレット装着部、１０３，１１３，１２３，１５３…爪部。

Claims (11)

1. 複数の層に各々設けられたアンテナパターンどうしを層間接続して構成された多層構造のアンテナコイルとこのアンテナコイルに接続された少なくとも記憶回路及び通信制御回路を搭載するＩＣチップとを備えた非接触式データキャリアインレットと、
   前記非接触式データキャリアインレットを支持しつつこの非接触式データキャリアインレットを被取付対象物側から離間させる機能を有する絶縁樹脂製の台座部と、
   を具備することを特徴とする非接触式データキャリア装置。
2. 前記被取付対象物の表面に取り付けられる前記台座部の取付面から前記非接触式データキャリアインレットが備える前記アンテナコイルまでの最短距離は、２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の非接触式データキャリア装置。
3. 前記非接触式データキャリアインレットは、前記台座部上で樹脂封止されていることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触式データキャリア装置。
4. 絶縁樹脂材料を用いた射出成形によって、前記台座部と、前記非接触式データキャリアインレットを封止する樹脂封止部分とが一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２記載の非接触式データキャリア装置。
5. 前記台座部の底部は、接着層で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
6. 前記台座部には、ねじ止め用の孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
7. 前記被取付対象物側に取り付けられる前記台座部の前記取付面には、マグネットが設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
8. 前記台座部は、ばね性を有する弾性変形部を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
9. 前記台座部は、前記非接触式データキャリアインレットが装着される爪部を持つインレット装着部をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
10. 前記アンテナコイルの表面と直交する方向からみた前記非接触式データキャリアインレットの外形サイズは、１０ｍｍ×１０ｍｍ以下のサイズであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。
11. 前記アンテナコイルの表面と直交する方向からみた前記非接触式データキャリアインレットの外形サイズよりも、同方向からみた前記台座部の外形サイズのほうが大きいことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の非接触式データキャリア装置。

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