JPWO2016170752A1 - Ｒｆタグ - Google Patents

Abstract

ＩＣチップとアンテナを備えたインレイに対して補助アンテナを積層配置して金属製の筐体等に収納することにより、物理的な外力や衝撃からインレイやアンテナを確実に保護しつつ、インレイ及び補助アンテナによる筐体外部との無線通信も良好な状態で行わせることができる。ＩＣチップ１１とアンテナ１２を備えたインレイ１０と、インレイ１０を内部に収納する筐体５０とを備え、筐体５０が、インレイ１０の上面側を覆うトップカバー５１と下面側を多くバックカバー５２とを備え、トップカバー５１が、所定の金属材料で形成されるとともに、インレイ１０の上面側の一部に開口する切り欠き５１を備え、インレイ１０と電気的に接続されることにより、当該インレイ１０の補助アンテナとして機能する構成としてある。

Description

本発明は、例えば貨物用のパレットやコンテナなど、任意の物品や対象物に取り付けられて使用されるＲＦタグに関し、特に、ＩＣチップとアンテナを備えたインレイを筐体等に収納して保護するＲＦタグに関する。

一般に、任意の物品や対象物に対して、当該物品や対象物に関する所定情報を読み書き可能に記憶したＩＣチップを内蔵した所謂ＲＦタグが広く使用されている。ＲＦタグは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ，ＩＣタグ，非接触タグ等とも呼ばれ、ＩＣチップと無線アンテナを備えた電子回路が樹脂フィルム等の基材によって封止・コーティングされた所謂インレイ（インレット）が、タグ（荷札）状に形成されてなる超小型の通信端末であり、読取・書込装置（リーダ・ライタ）によってタグ内のＩＣチップに所定の情報が無線で読み取りや書き込み，読み書き（リードオンリー，ライトワンス，リード・ライト）が行えるようになっている。

そして、このようなＲＦタグに所定の情報を書き込んで任意の物品，対象物等に取り付けることにより、ＲＦタグに記録された情報がリーダ・ライタによりピックアップされ、タグに記録された情報を当該物品に関する所定情報として認識，出力，表示，更新等させることができる。
このようなＲＦタグは、ＩＣチップのメモリに数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能であり、物品等に関する情報としては十分な情報量を記録でき、また、読取・書込装置側とは非接触で通信が行えるため接点の磨耗や傷、汚れ等の心配もなく、さらに、タグ自体は無電源にすることができるため対象物に合わせた加工や小型化・薄型化が可能となる。

このようなＲＦタグを用いることで、タグを取り付ける物品に関する種々の情報、例えば当該物品の名称や識別記号，内容物，成分，管理者，使用者，使用状態，使用状況などの種々の情報が記録可能となり、ラベル表面に印刷表示される文字やバーコード等では不可能であった多種多様な情報を、小型化・薄型化されたタグを物品に装着するだけで正確に読み書きすることが可能となる。
ここで、このようなＲＦタグでは、汎用のインレイ（インレット）と呼ばれるＩＣチップとアンテナをフィルムコーティングしただけのＲＦタグが広く用いられている。この種のインレイは、小さく薄く、どのような対象物にも場所を取らずに容易に装着でき、直ちにＲＦタグとして使用できることから、近年広く普及している。

ところが、このような汎用のインレイは、ＩＣチップとアンテナを単にフィルムコーティングしただけのものであるため、そのままの状態では、外部から加わる衝撃等によって故障や誤動作，破損などが生じる原因となる。例えば貨物用のパレットやコンテナなどは、恒常的に物理的，機械的な外力・衝撃が加わる状態にあり、そのような対象物に取り付けられて用いられるＲＦタグの場合、インレイのままの状態では容易に故障・破損等してしまうおそれがあった。
このため、このような外力が加わり易い環境下で使用されるＲＦタグについては、汎用インレイを所定のカバーやケース，筐体などに収納することで、インレイを物理的・機械的な衝撃等から保護することが行われている。

例えば、特許文献１には、汎用インレイを断面コ字形状の保護金属板の間に挟み込んで保護するようにしたＲＦＩＤタグが提案されている。
また、特許文献２には、非導電性材料で封止した汎用インレイを、金属ホルダーの中空状のスロット内に埋設するようにしたＲＦＩＤタグが提案されている。
このように保護板やホルダー内に汎用インレイを収納・封止することで、インレイを周囲の環境から保護し、特に外部から加わる物理的・機械的な外力や衝撃，衝突等によっても、インレイが容易に故障や破損等しないように保護することができるようになる。

特開２０１１−２０４１３０号公報 特開２００７−１３５１８３号公報

しかしながら、特許文献１，２に提案されている技術では、汎用インレイに備えられるループ回路についての考慮がなされていなかった。
汎用のインレイでは、基本的な構成として、ＩＣチップ近傍にループ回路が形成されるようになっている。このループ回路は、ＩＣチップとアンテナのインピーダンス整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられるものであり、インレイの通信特性を維持するためには、このループ回路の磁界成分が阻害されないようにする必要がある。
ところが、特許文献１，２の技術では、上記のようなループ回路に対する考慮がなされておらず、インレイ全体を金属製の保護板やホルダー内に収納するだけの構造となっていた。このため、インレイが金属製の保護板やホルダー内に収納されると、ループ回路の磁界成分が金属製の保護板やホルダーによって影響を受けてしまい、良好な無線通信が行えなくなるおそれがあった。

また、特許文献１，２では、汎用インレイに対して更に補助アンテナを備えることについての考慮もなかった。
ＲＦタグとして汎用のインレイを用いる場合に、更に補助アンテナを積層することにより、汎用インレイの無線通信距離をより長くしたり、任意の周波数帯域での無線通信が行えるようにしたりする場合がある。
ところが、そのようなインレイ及び補助アンテナを、特許文献１，２に提案されているような金属製の保護板やホルダー内にそのまま収納すると、インレイ及び補助アンテナの全体が金属製のケースによって電気的に遮蔽・遮断されてしまい、補助アンテナを有効に機能させることができなくなるという問題が発生した。

本願の出願人及び発明者は、鋭意研究の結果、インレイを金属製の筐体に収納して周囲環境から保護しつつ、補助アンテナの機能を活用してインレイの無線通信を良好に行わせることができるＲＦタグの発明に想到するに至ったものである。
すなわち、本発明は、上記のような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであり、ＩＣチップとアンテナを備えたインレイを金属製の筐体に収納するとともに、当該筐体を、収納したインレイの補助アンテナとして機能させることにより、物理的・機械的な外力や衝撃等からインレイを確実に保護しつつ、補助アンテナによる筐体外部との無線通信も良好な状態で行わせることができるＲＦタグに関する。

上記目的を達成するため、本発明のＲＦタグは、ＩＣチップとアンテナを備えたインレイと、前記インレイを内部に収納する筐体と、を備え、前記筐体が、
前記インレイの少なくとも上面側を覆うトップカバーを備え、前記トップカバーが、所定の金属材料で形成されるとともに、前記インレイ上面側の一部に開口する切り欠きを備え、前記インレイと電気的に接続されることにより、当該インレイの補助アンテナとして機能する構成としてある。

本発明によれば、ＩＣチップとアンテナを備えたインレイを金属製の筐体に収納するとともに、当該筐体を、収納したインレイの補助アンテナとして機能させることにより、物理的・機械的な外力や衝撃等からインレイやアンテナを確実に保護しつつ、補助アンテナによる筐体外部との無線通信も良好な状態で行わせることができる
従って、本発明によれば、特に外部から物理的な力や衝撃が加わることの多い対象物、例えば貨物用のパレットやコンテナなどに使用される汎用インレイに好適なＲＦタグを実現することができる。

本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す、インレイを筐体内に収納した完成状態の斜視図であり、（ａ）は筐体平面側から見た状態、（ｂ）は筐体底面側から見た状態を示している。 図１（ａ）に示すＲＦタグの筐体のトップカバーとバックカバー，インレイ，保護部材を全て分解した状態の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る筐体のトップカバーの形状が異なる例を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの補助アンテナとなる筐体のトップカバーを示す平面図であり、（ａ）はトップカバーをインレイに積層した状態を示しており、（ｂ）はトップカバーで構成される補助アンテナの寸法関係を示している。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す断面正面図であり、筐体内の積層構造が異なる例を示している。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す断面正面図であり、（ａ）は保護部材をインレイの下面側のみに配置した場合、（ｂ）は同じく保護部材をインレイの上面側のみに配置した場合を示している。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグにおいて、インレイの上面を保護する保護部材が、筐体の切り欠き部を塞ぐ凸部を備える場合を示す、（ａ）は切り欠き部が筐体正面のほぼ中心に位置する場合の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面正面図であり、（ｃ）は切り欠き部が筐体長手方向の一端側に位置する場合の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの通信特性を示す、通信距離と周波数の関係を示す折れ線グラフであり、（ａ）はタグを金属製の対象物に取り付ける場合、（ｂ）はタグを金属製の対象物にネジ留めによって固定する場合、（ｃ）は図６（ａ）及び（ｂ）のＲＦタグの通信特性を対比した場合を示している。

以下、本発明に係るＲＦタグの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１を示す、インレイ１０を筐体５０内に収納した完成状態の斜視図であり、図２は、図１に示す本実施形態に係るＲＦタグ１の分解斜視図である。
また、図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る筐体５０のトップカバー５１の形状が異なる例を示す外観斜視図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、無線通信を行うＲＦタグを構成するインレイ１０が筐体５０内に収納されて保護される構造のＲＦタグであり、筐体５０によってインレイ１０が外的環境から守られるようになっている。特に本実施形態では、インレイ１０を収納する筐体５０の少なくともトップカバー５１を金属部材により形成することにより、筐体５０に外部から加わる衝撃や圧力などの物理的な力に対する耐久性や耐衝撃性，耐圧性等を向上させることにより、外力や衝撃によってインレイ１０が故障・破損等しないようになっている。
そして、本実施形態では、そのような筐体５０自体を、インレイ１０に対する補助アンテナとして機能させることで、ＲＦタグ１の通信特性を良好な状態に維持・向上させるようにしてある。

具体的には、本実施形態に係るＲＦタグ１は、図２に示すように、ＩＣチップ１１とアンテナ１２を備えたインレイ１０と、このインレイ１０を保護するための保護部材２０（２０ａ，２０ｂ）と、保護部材２０によって保護された状態のインレイ１０を内部に収納する筐体５０（５１，５２）とを備えた構成となっている。
そして、本実施形態では、筐体５０が金属部材によって形成されるとともに、筐体５０のトップカバー５１が、筐体５０内に収納されるインレイ１０の補助アンテナとして機能するように構成されている。
以下、各部を詳細に説明する。

［インレイ］
インレイ１０は、図示しないリーダ・ライタ（読取・書込装置）との間で無線による所定の情報の読み取りや書き込み，読み書きが行われるＲＦタグを構成しており、例えばリードオンリー型，ライトワンス型，リード・ライト型等の種類がある。
具体的には、インレイ１０は、ＩＣチップ１１と、ＩＣチップ１１に電気的に導通・接続されたアンテナ１２とを有し、これらＩＣチップ１１及びアンテナ１２が、基材となる例えばＰＥＴ樹脂等で形成された１枚の封止フィルム１３上に搭載，形成された後、もう１枚の封止フィルム１３が重ね合わされて、２枚の封止フィルム１３によって挟持された状態で封止・保護されている。
本実施形態では、ＩＣチップ１１とＩＣチップ１１の両側に伸びるアンテナ１２を長方形状の封止フィルム１３で挟持・封止した矩形状のインレイ１０を用いている。

ＩＣチップ１１は、メモリ等の半導体チップからなり、例えば数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能となっている。
ＩＣチップ１１には、チップ周囲を囲むようにループ状の回路導体が接続されてループ部１１ａが形成されており、このループ部１１ａを経由して、ＩＣチップ１１の左右両側にアンテナ１２が接続されている。
そして、このアンテナ１２及び後述する補助アンテナ２０を介して図示しないリーダ・ライタとの間で無線通信による読み書き（データ呼び出し・登録・削除・更新など）が行われ、ＩＣチップ１１に記録されたデータが認識されるようになっている。
ここで、ＩＣチップ１１に記録されるデータとしては、例えば、商品の識別コード、名称、重量、内容量、製造・販売者名、製造場所、製造年月日、使用期限等、任意のデータが記録可能であり、また、書換も可能である。

アンテナ１２は、基材となる１枚の封止フィルム１３の表面に、例えば導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成される。
封止フィルム１３は、例えばポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリプロピレン，ポリイミド，ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の可撓性を有するフィルム材からなり、封止するＩＣチップ１１・アンテナ１２が外部から視認可能な透明のＰＥＴ樹脂等で構成されることが好ましい。また、封止フィルム１３の片面側のフィルム表面には、基材や物品への貼り付けができるように粘着層・接着層を備えることができる。

インレイ１０で使用される通信周波数帯としては、本実施形態のＲＦタグ１では、例えば所謂ＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯を対象とすることができる。
一般にＲＦタグで使用される周波数帯としては、例えば、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯等の数種類の周波数帯がある。そして、使用される周波数帯によって無線通信が可能な通信距離が異なるとともに、周波数帯によって最適なアンテナ長などや配線パターンが異なってくる。

本実施形態では、インレイ１０が小型化でき、また、筐体５０のトップカバー５１が補助アンテナとして機能することによって、波長が短くアンテナが小型化できるＵＨＦ帯を対象とすることができ、例えば８６０ＭＨｚ帯や９２０ＭＨｚ帯を対象とすることができ、これらの周波数帯において良好な通信特性が得られるようにすることが可能となる。
但し、インレイ１０や筐体５０の大きさの制約等がなければ、本発明に係る技術思想自体は、特定の周波数帯に限定されるものではなく、例えばＵＨＦ帯以外の任意の周波数帯域についても適用できることは勿論である。

［保護部材］
保護部材２０は、上記のようなインレイ１０を搭載する基材・基台となるとともに、インレイ１０の上面及び／又は下面を保護するための保護手段である。
本実施形態では、例えば図２に示すように、保護部材２０（２０ａ，２０ｂ）は、インレイ１０の上面及び下面を覆う、インレイ１０より一回り程度大きい矩形状の２枚の板状部材２０ａ，２０ｂによって構成することができる。
なお、保護部材２０は、後述するように、インレイ１０の上面又は下面の少なともいずれか一面を保護するようになっていればよい（図５〜７参照）。

また、保護部材２０は、図２に示すような分離した２枚の板状部材に限らず、後述するように、例えばインレイ１０の全体を樹脂封止する樹脂材料で構成したり、筐体５０内に収納されたインレイ１０の上面に嵌合された溶着される樹脂部材によって構成したりすることもできる（図５参照）。
さらに、保護部材２０は、インレイ１０の上面側に配置される場合に、筐体５０のトップカバー５１に備えられる切り欠き部５１ａに係合・嵌合する凸部２１を備えることもできる（図７参照）。
保護部材２０の実施形態の変更例・応用例については、後述する図５〜７を参照して後述する。

このような保護部材２０を備えることにより、インレイ１０は、後述する筐体５０の内部に収納される際に、保護部材２０によって上面や下面を覆われた状態となるので、インレイ１０に対する緩衝性や防水性・耐熱性等を向上させることができ、インレイ１０の保護をより万全なものとすることができる。
また、筐体５０は、特にトップカバー５１が金属材料で構成されることから、保護部材２０をインレイ１０に対する金属材料の影響を調整して通信特性を良好にするための誘電率調整層として機能させることができる。

ここで、本実施形態では、後述するように筐体５０のトップカバー５１がインレイ１０の補助アンテナとして機能するようになっている。このため、そのようなインレイ１０の通信特性を調整する誘電率調整層として保護部材２０を機能させる場合には、保護部材２０を所定の誘電率となるよう材質や形状を設定することができる。
具体的には、インレイ１０に対する誘電率調整層として機能させることができる保護部材２０の材質・材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂，アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体（ＡＥＳ）樹脂，ポリプロピレン樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリスチレン樹脂，アクリル樹脂，ポリエステル樹脂，ポリフェレニンサルファイド樹脂，アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂，ポリ塩化ビニル樹脂，ポリウレタン樹脂，フッ素樹脂，シリコーン樹脂などの熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等の樹脂材料がある。
このうち、耐候性や耐熱性，耐水性等に優れ、インレイ１０の通信特性に合わせた形成，加工等も容易であることから、例えば耐候ＡＥＳ樹脂又は耐候ポリカーボネート樹脂で保護部材２０を形成することができる。

また、インレイ１０の誘電率調整層として機能する保護部材２０の形状としては、例えばインレイ１０の下面側に板状・シート状の保護部材２０を配置し、その保護部材２０を所定の厚みで形成するとともに、インレイ１０が搭載・積層される搭載面の所定箇所に、保護部材２０を貫通する一又は二以上の貫通部（貫通孔）を設けることができる。
このように貫通部を形成することで、保護部材２０は、搭載されるインレイ１０に対して部分的に誘電体を配置させることができるようになる。これによって、使用するインレイ１０の種類や通信特性，筐体５０や保護部材２０の材質，ＲＦタグ１を使用する物品・使用環境・使用周波数帯域などの諸条件を考慮して、誘電率調整層となる保護部材２０に適宜貫通部を形成することで、保護部材２０のみを選択・交換することで、ＲＦタグ１を異なる物品に使用したり、異なる通信周波数に対応させたりすることが可能となる。

例えば、特に図示はしないが、上面にインレイ１０が搭載される保護部材２０のほぼ中心に、インレイ１０のＩＣチップ１１及びループ部１１ａに対応する位置に、インレイ１０の幅（短手方向の長さ）より一回り大きい矩形状の貫通部を形成したり、この中央の貫通部を挟んだ両側の対象位置には、それぞれ別の貫通部を形成したりするようにする。
このような保護部材２０に形成する貫通部の位置や形状，大きさ，数などは、保護部材２０の材質や形状・形態、インレイ１０の通信特性や通信周波数、ＲＦタグ１を使用する物品や使用環境，使用地域などの条件を考慮・勘案して設計・変更することができる。

また、保護部材２０に、上記のような貫通部を形成せず、孔等のない完全な板状・シート状に形成することもできる。このようにすると、インレイ１０に対して片面側の全面に所定の誘電率を有する誘電率調整層が配置されることになり、これによってインレイ１０が良好な通信特性を得られる設計となっている。
このように、誘電率調整層として機能する保護部材２０は、形成する樹脂材料，インレイ１０の通信特性，ＲＦタグ１を使用する物品，使用状況等に応じて、適宜設計・変更することができ、適宜貫通部を設けたり、そのような貫通部をまったく設けないようにすることができる。

［筐体］
筐体５０は、保護部材２０で保護されたインレイ１０を内部に収納することで、当該インレイ１０を保護するための保護手段である。
本実施形態では、インレイ１０が、保護部材２０によって上面／下面が保護された状態で筐体５０の内部に着脱可能に収納されるようになっている。
この筐体５０及び保護部材２０によってインレイ１０が保護されることにより、ＲＦタグとしての耐久性や耐衝撃性・耐候性・耐熱性・防水性等が高められるようになる。

具体的には、筐体５０は、図１〜３に示すように、保護部材２０で保護されたインレイ１０の上面側を覆うトップカバー５１及び下面側を覆うバックカバー５２とを備えた、全体が矩形直方体形状となっている。
そして、本実施形態では、筐体５０を構成するトップカバー５１及びバックカバー５２を、金属材料により所定の形状に形成している。
筐体５０を金属製とすることにより、ＲＦタグ１に加わる機械的・物理的な外力・衝撃等に対しても、金属製の筐体５０が有する強度・耐久性・耐衝撃性によって筐体内部を保護することができ、筐体５０内に収納されるインレイ１０が破損したり故障したりすることを有効に防止することができる。
ここで、筐体５０のトップカバー５１及びバックカバー５２を構成する金属材料としては、例えば鋼鉄や銅，ステンレス，アルミ合金，亜鉛合金等を用いることができる。

なお、筐体５０を金属製とするのは、ＲＦタグ１の表面に加わる機械的・物理的な外力に対する耐久性・耐衝撃性等を得るとともに、ＲＦタグ１の表面に配置される金属部材によってインレイ１０の補助アンテナを構成するためである。
従って、そのような目的を達成するためには、ＲＦタグ１の表面側に配置されるトップカバー５１が少なくとも金属製であれば良く、バックカバー５２については非金属製、例えば合成樹脂製とすることも可能である。

また、筐体５０の外形は、内部に保護部材２０で保護されたインレイ１０が収納できる限り、外形の形状・構造等は変更可能であり、例えばＲＦタグ１を使用する物品の構造や大きさ、タグの使用状態等に応じて筐体５０の外形は適宜設計・変更することができる。
図２に示す例では、保護部材２０で保護された状態のインレイ１０の厚みを考慮して、トップカバー５１は両端部が正面視Ｌ字形状に曲折形成され、また、バックカバー５２には、インレイ１０を保護した保護部材２０が搭載される台部５２ａが突設されている。そして、このようなトップカバー５１とバックカバー５２が重ね合わされることにより、内部にインレイ１０及び保護部材２０を収納するための収納空間が構成される。この場合、筐体５０の長手方向に沿った正面側及び背面側は、収納されたインレイ１０及び保護部材２０が視認可能となる開口部となる。

なお、図２に示すように、重ね合わされるトップカバー５１とバックカバー５２の両端部には、ＲＦタグ１を対象物に固定するための螺子（図５〜７に示す螺子１０１参照）等が挿入される貫通孔を設けることができる。
そして、トップカバー５１とバックカバー５２によって覆われた状態で、筐体５０はＲＦタグ１を使用する物品・対象物に対して、例えば上述したネジ止めや接着剤等で取り付けられたり、物品・対象物の所定箇所に設置・嵌合されて使用したりすることができる。

このようなトップカバー５１及びバックカバー５２の構成・形状により、筐体５０内に収納されたインレイ１０及び保護部材２０は、トップカバー５１及びバックカバー５２の間に隙間なく配置・収納されるようになり（図５〜７参照）、筐体５０内でインレイ１０がズレたりガタついたりすることを防止できる。
そして、このようなトップカバー５１及びバックカバー５２の形状、例えばトップカバー５１の両端Ｌ字形状の厚み（高さ）や、バックカバー５２の台部５２ａの厚み（高さ）を調整・変更することで、収納するインレイ１０及び保護部材２０の厚み（高さ）に対応させた適切な収納空間を構成することができる。従って、例えばバックカバー５２側の台部５２ａを省略することもでき、また、トップカバー５１側に内部に突出・膨出する台部やスペーサ等を設けることもできる。

さらに、トップカバー５１の形状としては、例えば図３に示すように、適宜変更・調整することができる。
なお、図３では特に図示は省略してあるが、図２で示したものと同様に、トップカバー５１及びバックカバー５２の例えば両端部などの適切な位置に、ＲＦタグ１を対象物に固定するための螺子等が挿入される貫通孔（図１，２参照）を設けることができる。
図３（ａ）は、図１，２に示した形態であり、保護部材２０及びインレイ１０の厚みを考慮して、トップカバー５１の両端部がバックカバー５２に向かって正面視Ｌ字形状に曲折形成される場合である。

これに対して、図３（ｂ）に示すように、トップカバー５１の正面側及び背面側の縁部（長手方向縁部）が、保護部材２０及びインレイ１０の厚みに対応して正面側及び背面側にほぼ９０度に曲折形成されるドーム型形状（側面視逆Ｕ字形状）のトップカバー５１とすることもできる。
この場合には、トップカバー５１は短手方向の側面は、収納されたインレイ１０及び保護部材２０が視認可能となる開口部となる。

また、図３（ｃ）に示すように、トップカバー５１を、端部・縁部が曲折形成されない平板状に形成することもできる。
この場合には、バックカバー５２の上面に搭載されたインレイ１０・保護部材２０の上面に、一枚の板状のトップカバー５１が搭載される状態となり、筐体５０の外周四辺が、収納されたインレイ１０及び保護部材２０が視認可能な開口部となる。
このように、筐体５０を構成するトップカバー５１・バックカバー５２の構成は、収納するインレイ１０や保護部材２０の大きさや厚み（高さ）、ＲＴタグ１を使用する環境や取付対象などに応じて、適宜変更・調整することができる。

［補助アンテナ］
そして、本実施形態では、以上のような筐体５０を構成するトップカバー５１が、筐体５０内に収納されるインレイ１０の補助アンテナとして機能するようになっている。
補助アンテナとは、上述したインレイ１０の通信特性を向上・調整するためのアンテナとして機能するものであり、通常、インレイ１０の片面側（上面側）に積層配置される面状の導電性部材によって構成され、封止フィルム１３によって樹脂封止されたインレイ１０とは絶縁状態となって配置される。

すなわち、金属等の導電性部材からなる補助アンテナは、インレイ１０が封止フィルム１３によって全体が樹脂封止されていることから、物理的にはインレイ１０と絶縁状態となっている。そして、そのような補助アンテナがインレイ１０の片面側に積層・配置されることで、補助アンテナとインレイ１０のＩＣチップ１１は、封止フィルム１３を介して対向配置されるようになり、所謂コンデンサカップリングによって電気的接続がなされるようになる。
これによって、インレイ１０には補助アンテナが縦方向（高さ方向）に積層されることで、インレイ１０のアンテナ１２と補助アンテナにより二次元アンテナが構成され、補助アンテナ２０が通信電波のブースターとして機能することになり、インレイ１０の通信特性の調整・向上が図られることになる。

そして、本実施形態では、このような補助アンテナを、インレイ１０の上面側に配置・積層される導電性部材である筐体５０のトップカバー５１によって構成するようにしてある。
本実施形態の筐体５０のトップカバー５１は、上述のように金属製のため、インレイ１０の上面側に配置される導電性部材となる。また、インレイ１０は封止フィルム１３によって樹脂封止され、さらに、インレイ１０の上面側に合成樹脂製の保護部材２０（２０ａ）が積層配置される場合があり、トップカバー５１とインレイ１０とは絶縁状となり、所謂コンデンサカップリングによって電気的に接続されるようになる。
従って、トップカバー５１を所定の形状に形成することで、金属製のトップカバー５１それ自体を、筐体５０内に収納されるインレイ１０の補助アンテナとして機能させることができる。

図４に、インレイ１０の補助アンテナとして機能する筐体５０のトップカバー５１の平面図を示す。同図（ａ）はインレイ１０の上面にトップカバー５１を積層配置した状態を、また、同図（ｂ）はトップカバー５１によって構成される補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。
同図に示すように、本実施形態では、トップカバー５１によって構成される補助アンテナは、短辺がインレイ１０の短辺よりも長く、長辺がインレイ１０の長辺とほぼ同じ長さの矩形・面状に形成される。

そして、図４（ｂ）に示すように、特に矩形の長辺がインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さとなるように形成することができる。
さらに、矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する、インレイ１０の上面側の一部に開口する切り欠き部５１ａが形成されるようになっている。
切り欠き部５１ａは、補助アンテナを構成するトップカバー５１の一方の長辺の縁部に開口した、インレイ１０のＩＣチップ１１が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成されるようになっている。

補助アンテナを構成するトップカバー５１の長さは、ＲＦタグ１の全体の大きさを規定することになり、例えば１／２波長に対応する長さにトップカバー５１を形成した場合、寸法が長くなり過ぎる（大き過ぎる）ことになり、小型化が要請されるＲＦタグの性質上好ましくない。
そこで、本実施形態では、トップカバー５１によって構成される補助アンテナの長辺の長さを、インレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さとすることができる。
ここで、「略１／４」とは、電波周波数の波長に対して厳密に「１／４（０．２５）」である場合は勿論のこと、概ね「１／４」であってもよく、例えば１／４波長の±２０％の範囲（０．２〜０．３）等であっても、本発明に係る「略１／４」に該当する。

また、面状の補助アンテナがインレイ１０に積層される場合、インレイ１０のＩＣチップ１１に補助アンテナが重なって位置すると、補助アンテナを形成する導電性部材によりＩＣチップ１１の通信特性が損なわれてしまう。
すなわち、インレイ１０のＩＣチップ１１近傍にはループ回路が形成されており（ループ部１１ａ）、このループ部１１ａは、インピーダンスの整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられており、この磁界成分が補助アンテナを構成する導体によって阻害されないようにする必要がある。
そこで、本実施形態では、補助アンテナを構成するトップカバー５１をインレイ１０に重ねて積層するにあたり、ＩＣチップ１１が位置する部分には補助アンテナを構成する導電性部材が存在しないように、トップカバー５１に切り欠き部５１ａを形成するようにしている。

さらに、この切り欠き部５１ａを形成するにあたり、トップカバー５１は、補助アンテナの長辺の長さであるインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さが、当該周波数の波長の略１／８の長さとなるように、切り欠き部５１ａを、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する位置に形成するようにする。
なお、ここで言う「略１／８」は、上述した「略１／４」の場合と同様に、電波周波数の波長に対して厳密に「１／８（０．１２５）」である場合は勿論のこと、概ね「１／８」であってもよく、例えば１／８波長の±２０％の範囲（０．１〜０．１５）等であっても、本発明に係る「略１／８」に該当する。

また、トップカバー５１に設ける切り欠き部５１ａの大きさ（幅及び深さ）は、少なくともインレイ１０のＩＣチップ１１に重ねてトップカバー５１（補助アンテナ）が存在しない大きさであれば良く、また、この切り欠き部５１ａの幅及び深さを適宜調整することで、ＩＣチップ１１の電波周波数や後述する筐体５０の材質、ＲＦタグ１を取り付ける物品からの影響等に応じて、インピーダンス整合を図ることができるようになる。
従って、切り欠き部５１ａは、少なくともＩＣチップ１１が配置可能な大きさであって、その幅及び深さはトップカバー５１（補助アンテナ）の大きさの範囲内で適宜調整・変更することができるものであれば良い。

より具体的には、例えばインレイ１０の通信周波数が９２０ＭＨｚの場合には、λ≒３２６．０ｍｍ，λ／４≒８１．５ｍｍ，λ／８≒４０．８ｍｍとなる。従って、トップカバー５１によって構成される補助アンテナは、長辺の長さが８１．５ｍｍ前後となるように形成し、これによって切り欠き部５１ａが形成される一方の長辺は、それぞれが４０．８ｍｍ前後の長さに２分割されることになる。

インレイと補助アンテナを積層する、誘電率調整プレートは波長短縮効果を生み、このプレートを利用することで、見かけの波長が短縮されることになる。その誘電率はおよそ「２〜４」である。
従って、本実施形態におけるトップカバー５１によって構成される補助アンテナの長辺の長さもおよその値であり、略λ／４，略λ／８の値となっていれば十分であり、ＲＦタグ１の筐体５０の材質、タグの使用環境，使用態様等による通信特性の変化に応じて長さが前後することはある。

また、補助アンテナを構成するトップカバー５１に形成される切り欠き部５１ａは、使用するインレイ１０の寸法を基準にして設定されるようになっており、インレイ１０のＩＣチップ１１の部分にトップカバー５１（補助アンテナ）の導電性部材が重ならないような幅及び深さに形成される。
具体的には、まず切り欠き部５１ａの幅については、インレイ１０のＩＣチップ１１のループ部１１ａの幅を基準にしており、トップカバー５１が、ＩＣチップ１１及びループ部１１ａに重ならず、又はＩＣチップ１１には重ならずループ部１１ａの周縁の一部に重なるような大きさに形成する。例えばループ部１１ａの幅のサイズが１５〜１８ｍｍ程度である場合には、切り欠き部５１ａの幅は約１０〜２０ｍｍの範囲の長さとする。
また、切り欠き部５１ａの深さについては、インレイ１０の幅（短手方向の長さ）と、ループ部１１ａの上部の位置を基準にして設定し、少なくともＩＣチップ１１にトップカバー５１が重ならないようにする。例えばインレイ１０の幅が１０〜３０ｍｍ程度である場合、切り欠き部５１ａの深さは約５〜２０ｍｍの範囲の長さとする。

［インレイ・保護部材の積層パターン］
次に、以上のような構成からなる本実施形態に係るＲＦタグ１の、インレイ１０と保護部材２０の筐体５０内における具体的な積層・配置パターンについて、図５〜７を参照しつつ説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１を示す断面正面図であり、取付対象となる対象物１００に対して取り付けられ、螺子１０１で固定される場合であり、筐体５０内のインレイ１０と保護部材２０の積層構成がそれぞれ異なっている。

図５（ａ）に示すＲＦタグ１では、インレイ１０を合成樹脂製の保護部材２０の内部にインモールド成形により封止・密封している。
このようにすると、インレイ１０の全体が保護部材２０によって被覆された状態で保護されるので、例えば筐体５０のトップカバー５１の切り欠き部５１ａから雨水や埃，塵等が浸入してもインレイ１０が濡れることがなく、ＲＦタグ１としての、耐水性や耐候性，耐熱性等を向上させることができる。

図５（ｂ）にＲＦタグ１は、筐体５０のトップカバー５１と、インレイ１０を載置したバックカバー５２との間を、全面に亘って合成樹脂製の保護部材２０を溶着させるようにしてある。
このようにすると、インレイ１０はバックカバー５２に搭載された状態で合成樹脂製の保護部材２０で全体が被覆・密封されることになり、上述した図５（ａ）の場合と同様に、トップカバー５１の切り欠き部５１ａから水分が浸入してもインレイ１０が濡れることがなく、ＲＦタグ１の耐水性や耐候性，耐熱性等を向上させることができる。

図５（ｃ）にＲＦタグ１では、インレイ１０が搭載されたバックカバー５２の台部５２ａに対して、インレイ１０の上方から、蓋状に形成された保護部材２０が台部５２ａの外縁に嵌め込まれるようになっている。
このようにすると、蓋状の保護部材２０をバックカバー５２の台部５２ａにはめ込むだけでインレイ１０を保護・密閉することができ、組立作業・製造工程を容易化することができ、また、蓋状の保護部材２０がバックカバー５２の台部５２ａに隙間無く嵌合することで、上述した図５（ａ），（ｂ）の場合と同様に、インレイ１０を水分等から隔離することができ、ＲＦタグ１の耐水性や耐候性，耐熱性等を向上させることができる。

図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１を示す断面正面図であり、図５の場合と同様に、対象物１００に対して螺子１０１で固定されるようになっており、筐体５０内のインレイ１０と保護部材２０の積層パターンが異なる場合を示している。
図６（ａ）では、板状の保護部材２０をインレイの下面側のみに配置した場合である。このようにすると、保護部材２０の厚み（高さ）の分だけ対象物１００とインレイ１０との距離を離間させることができ、例えば対象物１００が金属である場合には、インレイ１０に対する対象物１００の影響を低減・抑制することができ、ＲＦタグ１の通信性能を向上させることが可能となる。
また、このような積層パターンによれば、トップカバー５１の切り欠き部５１ａに対してインレイ１０を直接対向させることができ、インレイ１０が切り欠き部５１ａを介して外部に露出することになるので、その点からもインレイ１０の通信性能を向上させることが可能となる。

一方、図６（ｂ）では、同じく板状の保護部材２０をインレイの上面側のみに配置した場合である。
このようにすると、図５に示した場合と同様に、インレイ１０の上面を保護部材２０によって覆うことができ、インレイ１０はトップカバー５１の切り欠き部５１ａから直接露出せず、インレイ１０を雨水等の侵入などの外部環境から保護することができる。
また、この場合には、図６（ａ）の場合と比較して、インレイ１０と対象物１００との距離が近くなるため、対象物１００としては、非金属製の物体等でインレイ１０の通信特性に影響を及ぼすことのない場合の構成として採用することが好ましい。
このように、本実施形態に係る保護部材２０は、インレイ１０の上面又は下面の少なくとも一方を保護するものであれば良い。

図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１において、インレイ１０の上面を保護する保護部材２０が、筐体５０のトップカバー５１の切り欠き部５１ａを塞ぐ凸部２１を備える場合を示している。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、インレイ１０の上面側に保護部材２０が配置される場合には、保護部材２０の上面に、トップカバー５１の切り欠き部５１ａに係合する凸部２１を設けることができる。
このようにすると、トップカバー５１の切り欠き部５１ａを保護部材２０の凸部２１に塞ぐことができ、インレイ１０はトップカバー５１の切り欠き部５１ａから直接露出せず、図５（ａ）〜（ｃ），図６（ｂ）に示した場合と同様に、インレイ１０を雨水等の侵入などの外部環境から保護することができる。

また、図７（ｃ）では、トップカバー５１の切り欠き部５１ａが筐体５０の長手方向の一端側に形成される場合を示している。
トップカバー５１の切り欠き部５１ａは、インレイ１０のループ部１１ａの位置に対応して設けられる開口部である。従って、インレイ１０のループ部１１ａが例えば長手方向の一端側に配置される場合には、トップカバー５１の切り欠き部５１ａも、それに対応して長手方向の一端側に形成することができる。

このような形態としては、例えばインレイ１０が、ループ部１１ａを残して、アンテナ１２の一部（長手方向一側）をカット（切断）する場合がある。
このようにすると、例えば長尺なインレイ１０を、本来の長手方向の長さより短くすることができる。
このような場合には、インレイ１０のループ部１１ａは、アンテナ１２の一部がカットされることで、例えば長手方向の一端側に配置されるようになるため、筐体５０のトップカバー５１に設ける切り欠き部５１ａについても、インレイ１０のループ部１１ａに対応する位置（長手方向の一端側）に形成することができる。

そして、この場合にも、図７（ｃ）に示すように、上述した図７（ａ），（ｂ）の場合と同様に、保護部材２０の上面に、トップカバー５１の切り欠き部５１ａに係合する凸部２１を設けることで、切り欠き部５１ａを保護部材２０の凸部２１に塞ぐことができる。
このように、トップカバー５１に形成される切り欠き部５１ａや、切り欠き部５１ａに係合する保護部材２０の凸部２１は、インレイ１０のループ部１１ａの位置に対応して設けられるものであり、図７（ｃ）に示す長手方向一端側の場合に限らず、ループ部１１ａの対応する任意の位置に設けることができるものである。

［通信特性］
次に、以上のような構成からなる本実施形態に係るＲＦタグ１の通信特性について、図８を参照しつつ説明する。
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るＲＦタグの通信特性を示す、通信距離と周波数の関係を示す折れ線グラフである。
まず、図８（ａ）は、図５（ａ）〜（ｃ）に示した本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１を金属製の対象物１００に取り付けた場合の通信距離と周波数の関係を示している。

同図に示すように、３つのＲＦタグ１は、金属製の対象物１００に取り付ける場合、対象物１００とＲＦタグ１が絶縁されている場合には、それぞれ、図８（ａ）の破線で示すように、９２０〜９６０ＭＨｚ帯・９８０Ｍ〜１０００ＭＨｚ帯・１０００Ｍ〜１０４０ＭＨｚ帯において通信距離のピーク（約８〜１２ｍ）が得られる。
この場合、ＲＦタグ１と対象物１００の絶縁は、例えば筐体５０のバックカバー５２を非導通性の合成樹脂で構成したり、金属製のバックカバー５２と対象物１００との間に非導通性の物質、例えば合成樹脂のシートや板状部材等を挟むことで、図８（ａ）の破線で示すような通信性能が得られる。
これに対して、ＲＦタグ１と対象物１００とが絶縁されずに導通する場合には、図８（ａ）の実線で示すように、いずれの周波数帯においても通信性能が著しく低下してしまい、無線通信が困難乃至不可能となる。

図８（ｂ）は、ＲＦタグ１を金属の対象物にネジ留めによって固定する場合の通信性能を示している。
ＲＦタグ１をネジ留めによって対象物１００に固定する場合、螺子１０１（図５〜７参照）が金属製の場合、対象物１００とＲＦタグ１とが、螺子１０１を介して電気的に導通することがある。
その場合、図８（ｂ）の実線で示すように、ＲＦタグ１の通信性能が低下してしまい、無線通信が困難乃至不可能となる。

そこで、そのような場合には、非導電性の螺子１０１を用いるか、螺子以外の固定手段、例えば粘着テープや接着剤等でＲＦタグ１を対象物１００に固定することができる。
そのようにすることで、図８（ｂ）の破線で示すように、所定の周波数帯域において無線通信が可能となる。図８（ｂ）で示す例では、破線で示されるように、８００〜８２０ＭＨｚ帯において通信距離のピーク（約６ｍ）が得られるようになる。
このように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、筐体５０が金属製の取付対象（対象物１００）に取り付けられ固定される場合には、筐体５０と取付対象とを絶縁する絶縁手段を備えることで、ＲＦタグ１の通信特性を良好に維持・向上させることができる。

図８（ｃ）は。図６（ａ）及び（ｂ）のＲＦタグ１の通信特性を対比した場合を示している。
図６に示したように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、保護部材２０を、インレイ１０の下面側のみに配置することも、インレイ１０の上面側のみに配置することもできる。そして、いずれの場合においても、図８（ｃ）に示すように、ＲＦタグ１は良好な通信性能で無線通信を行うことができる。
図８（ｃ）で示す例では、図６（ａ）のＲＦタグ１では、細い破線で示されるように、８６０〜８８０ＭＨｚ帯において通信距離のピーク（約１５ｍ）が得られるようになり、また、図６（ｂ）のＲＦタグ１では、太い破線で示されるように、８６０〜９２０ＭＨｚ帯において通信距離のピーク（約１６ｍ）が得られるようになる。

以上説明したように、本実施形態のＲＦタグ１によれば、インレイ１０を収納・保護する保護手段となる筐体５０について、インレイ１０を内部に収納する筐体５０の少なくともトップカバー５１を金属部材により形成することにより、筐体５０に外部から加わる衝撃や圧力などの物理的な力に対する耐久性や耐衝撃性，耐圧性等を向上させることができる。
これによって、外力や衝撃によってインレイ１０が故障・破損等しないようになっている。

その上で、本実施形態では、そのような金属製の筐体５０自体を、インレイ１０に対する補助アンテナとして機能させるために、金属製のトップカバー５１が、インレイ１０上面側の一部に開口する切り欠き部５１ａを備え、その切り欠き部５１ａがインレイ１０のループ回路の上面側に開口する切り欠き部５１ａを備えるとともに、インレイ１０と所謂コンデンサカップリングによって電気的に接続されるようにしてある。
これによって、インレイ１０を保護する金属製の筐体５０のトップカバー５１自体を、インレイ１０の補助アンテナとして有効に機能させることができ、ＲＦタグ１の通信特性を良好な状態に維持・向上させることができる。

このように、本実施形態に係るＲＦタグ１によれば、ＩＣチップ１１とアンテナ１２を備えたインレイ１０を、補助アンテナとして機能する金属製の筐体５０内に収納することにより、金属製の筐体５０によって物理的・機械的な外力や衝撃等からインレイ１０やアンテナ１２，ＩＣチップ１１を確実に保護しつつ、筐体５０自体が補助アンテナとして機能することで、インレイ１０と筐体５０外部との無線通信も良好な状態で行わせることが可能となる。
従って、例えば貨物用のパレットやコンテナなどのように、特に外部から物理的な力や衝撃が加わることの多い対象物に装着等されるＲＦタグ１として好適に使用することができる。

以上、本発明のＲＦタグ及び金属容器について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るＲＦタグは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るＲＦタグを使用する物品として、貨物用のパレットやコンテナを例にとって説明したが、本発明のＲＦタグを使用できる物品，対象物としては、貨物用のパレットやコンテナに限定されるものではない。
すなわち、ＲＦタグが使用され、リーダ・ライタを介して所定の情報・データが読み書きされる物品，対象物であれば、どのような物品・対象物であっても本発明に係るＲＦタグを適用することができる。

この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。

本発明は、例えば貨物用のパレットやコンテナなど任意の物品や対象物に取り付けられて使用される、耐久性や耐衝撃性等を高めるためにＲＦタグのインレイが金属製の筐体内に収納・封止される構造のＲＦタグとして好適に利用することができる。

１ ＲＦタグ
１０ インレイ
１１ ＩＣチップ
１１ａ ループ部
１２ アンテナ
１３ 封止フィルム
２０ 保護部材
２１ 凸部
３０ 誘電率調整プレート
５０ 筐体
５１ トップカバー
５１ａ 切り欠き部
５２ バックカバー

Claims (5)

1. ＩＣチップとアンテナを備えたインレイと、
   前記インレイを内部に収納する筐体と、を備え、
   前記筐体が、
   前記インレイの少なくとも上面側を覆うトップカバーを備え、
   前記トップカバーが、
   所定の金属材料で形成されるとともに、
   前記インレイ上面側の一部に開口する切り欠きを備え、
   前記インレイと電気的に接続されることにより、当該インレイの補助アンテナとして機能することを特徴とするＲＦタグ。
2. 前記インレイのアンテナが、前記ＩＣチップ近傍にループ回路を形成し、
   前記切り欠きが、前記インレイのループ回路の上面側に開口する請求項１記載のＲＦタグ。
3. 前記インレイの上面及び／又は底面を覆う保護部材を備える請求項１又は２記載のＲＦタグ。
4. 前記保護部材が、前記インレイの上面を覆う場合に、
   当該保護部材が、前記切り欠きに係合する凸部を備える請求項３記載のＲＦタグ。
5. 前記筐体が、金属製の取付対象に取り付けられる場合に、
   前記筐体と前記取付対象とを絶縁する絶縁手段を備える請求項１乃至４のいずれか一項記載のＲＦタグ。
   

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