JP2008131115A - アンテナコイル及び通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル部、磁性部材及びシールド部材の３層構造における金属製のシールド部材にスリットを設けることにより、渦電流が低減され、通信距離を伸ばすことが可能なアンテナコイル及び通信機器を提供する。
【解決手段】空芯コイル２が設けられた基板３と、磁性部材４、シールド部材５を、互いに平行に積層することによって、アンテナコイル１を構成する。シールド部材５は、通信距離を向上させるために配設された金属製の平板とする。シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線状のスリット６が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いたＩＣカード、識別タグなどに用いられるアンテナコイル及び通信機器に関する。

近年、情報を電子的に記憶することができるＩＣチップと、このＩＣチップと外部との間で情報をやり取りするインタフェースを備えたカードやタグを利用したシステムが、その多様な可能性から注目を集めている。かかるシステムは、一般的には、ＲＦＩＤシステムと呼ばれ、小型の記録媒体（カードやタグ）とこれに読み書きを行うリーダライタとの組み合わせによって、様々な場面での固体認証やデータの送受信に利用することができる。

小型の記録媒体については、ＲＦＩＤカード、ＩＣカード、ワイヤレスカード、ＲＦＩＤタグ、ＩＣタグ等、種々の称呼がある。以下、ＲＦＩＤカードと呼ぶが、特定の種類のものに限定する意図ではなく、上記のようなカードやタグ等を全て含む広い概念である。このようなＲＦＩＤカードは、従来のカードに用いられていた磁気記録方式のものに比べて、ＩＣチップのメモリに大量の情報を記憶しておくことができ、偽造の防止も可能となるため、クレジットカード、電子マネー、電子乗車券、テレフォンカード、ＩＤカード、貨物管理用タグ等として、広く利用されている。

また、リーダライタとの間で情報を送受信するための方式としては、ＲＦＩＤカードの表面に設けられた電極接点とリーダライタに設けられた接触端子とを接触させる接触型、ＲＦＩＤカードとリーダライタに設けられたアンテナコイルを介して無線により行う非接触型がある。特に、非接触型のＲＦＩＤカードは、接触による磨耗がないこと、リーダライタ側にＲＦＩＤカードを移動させる機構が必要ないこと、送受信の際の方向性の自由度が高いことなどから、高い耐久性と利便性を有するものとして、普及が期待されている。

ところで、上記のようにアンテナコイルを介して送受信を行う非接触型のＲＦＩＤリーダライタは、裏面に金属が有る場合、その通信距離が著しく低下する。これに対処するため、アンテナコイルと平行に平板状の磁性部材と金属製のシールド部材が配置されたものが提案されている（特許文献１〜３参照）。
特開２００４−３０４３７０号公報 特開２００５−３４０７５９号公報 特開２００６−１３９７６号公報

以上のような従来技術によれば、アンテコイルと平行に平板状の磁性部材と金属製のシールド部材を配置する（以下、３層構造と呼ぶ）ことにより、アンテナコイルの裏面に金属がある場合でも、通信距離の劣化を防止することができる。しかしながら、このような３層構造であっても、アンテナコイルの裏面に金属がなく、アンテナコイルのみの場合と比較すると、その通信距離は短い。このため、３層構造においても、さらに通信距離を伸ばす必要性がある。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、裏面に金属がある場合であっても、金属がない場合と同等以上に通信距離を伸ばすことができるアンテナコイル及び通信機器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、平面内で渦巻き状に巻回されたコイル部と、平板状の磁性部材と、金属製のシールド部材とを備えたアンテナコイルにおいて、前記シールド部材にスリットを入れたことを特徴とする。

他の望ましい態様としては、次のようなアンテナコイルが考えられる。
(1) 前記コイル部と前記磁性部材との間に間隙が形成されている。
(2) 前記コイル部、前記磁性部材及び前記シールド部材とが、互いに平行となるように対向配置されている。
(3)前記磁性部材の大きさが、前記コイル部と同等かそれ以上である。

(4) 前記シールド部材の大きさが前記コイル部と同等であり、若しくは前記シールド部材が複数に分割されている。
(5) 前記スリットが、前記シールド部材の厚み方向に貫通しないハーフカットである。

(6) 前記磁性部材が、軟磁性金属、アモルファス若しくはフェライトの粉末若しくはフレークと、プラスチック若しくはゴムとの複合材により形成されている。
(7) ケース内に、前記シールド部材が固定されるとともに、前記磁性部材を含んだ樹脂材料がポッティングされている。

(8) 前記磁性部材の中に、前記シールド部材が埋め込まれている。
(9) 前記磁性部材は、磁性材料を含んだ樹脂を、前記シールド部材に印刷することにより形成されている。

(10) 前記磁性部材は、球形の磁性材料の層と扁平状の磁性材料の層の２層を含む構造である。
(11) 前記磁性部材が、磁性材料を含む層と磁性材料を含まない樹脂のみの層の２層を含む構造である。

また、本発明の通信機器は、前記アンテナコイルを用いた通信機器において、前記アンテナコイルは、導体基板上でインピーダンスマッチングされていることを特徴とする。
他の望ましい態様としては、前記磁性部材の下に、回路基板が配置されている通信機器も考えられる。

以上の通り、本発明では、コイル部、磁性部材及びシールド部材の３層構造における金属製のシールド部材にスリットを設けることにより、渦電流が低減され、通信距離を伸ばすことができる。また、アンテナコイルと磁性部材との間に間隙を設けることにより、さらに通信距離を伸ばすことが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態とする）を説明する。なお、本実施形態は、例えば、組込み型ＲＦＩＤに適用されるアンテナコイルであるが、ＲＦＩＤの具体的構造については、特定のものには限定されないため、説明を省略する。

［第１の実施形態］
［構成］
本発明の第１の実施形態の構成を、図１及び図２を参照して説明する。すなわち、図１に示すように、本実施形態のアンテナコイル１は、空芯コイル２が設けられた基板３と、磁性部材４、シールド部材５を、互いに平行に積層することによって構成されている。

空芯コイル２は、図２に示すように、平面内に形成された電波の送受信用のコイルであり、図示しないＲＦＩＤの回路に電気的に接続されている。この空芯コイル２の材質は、例えば、銅若しくはアルミニウム等で形成することが考えられるが、これには限定されない。

基板３は、空芯コイル２が配設された絶縁性の部材である。基板３の材質は、例えば、ポリイミド等によって形成することが考えられるが、これには限定されない。磁性部材４は、磁芯として機能する材質で構成された平板状の部材である。磁性部材４の材質は、例えば、軟磁性金属、アモルファス若しくはフェライトの粉末（又はフレーク）と、プラスチック若しくはゴムとの複合材を用いることが考えられるが、これには限定されない。

シールド部材５は、通信距離を向上させるために配設された金属製の平板である。シールド部材５の材質は、例えば、アルミニウム等にすることが考えられるが、これには限定されない。さらに、シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線状のスリット６が設けられている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例と比較例に基づいて説明する。
［スリット長の異なる実施例］
まず、スリット長の異なる複数の実施例を作製した。基板３、磁性部材４及びシールド部材５の大きさは、７５×７０ｍｍとした。シールド部材５は、アルミニウム板で、厚さ１．０ｍｍのものを用いた。そして、スリット６の深さは、１．０ｍｍ（厚み方向に貫通）、幅０．８ｍｍとして、スリット６の長さ（この例では、図１に示すようなシールド部材５の一辺を一端とする直線状の距離）について異なる実施例１〜７を作製した。実施例１〜７は、それぞれスリット６の長さを、１、２、３、４、５、６、７．５ｃｍとした。なお、基板３と磁性部材４との間には間隙はない。

また、比較例１として、シールド部材５のスリット６がない（スリット長０．０ｍｍ）以外は、実施例１〜７と同様のものを作製した。さらに、シールド部材５がない以外は、実施例１〜７と同様のものも作製した（磁性シートのみ）。

［スリット長とコイル特性］
以上の実施例１〜７におけるスリット長とコイル特性との関係を表１に示し、スリット長とＬ値、ΔＬの関係を図３のグラフに示す。

ここで、ΔＬは、シールド部材５がないもの（表１中、「磁性シートのみ」）のＬ値をＬo、シールド部材５があるときのＬ値をＬｓとしたとき、ΔＬ＝Ｌｏ−Ｌｓと定義される。このようなΔＬは、金属板中の渦電流から発生した反磁界の大きさを表すものであり、ΔＬが大きいほど反磁界が大きくて、Ｌ値の低下も大きくなると考えられる。

表１及び図３から明らかなように、磁性部材４の下にシールド部材５を入れると、シールド部材５を構成する金属中に発生する渦電流が逆向きの磁界（反磁界）を発生させるので、アンテナコイル１のＬ値は減少する（比較例１で最小）。この渦電流の流れを絶つために、スリット６を入れる。スリット６を入れた実施例１〜７においては、スリット長が長くなるに従ってＬ値が増加していることから、スリット６の存在によって渦電流を低減できることが分かる。このように、スリット６が渦電流の流れを絶つことにより、電力のロスが無くなり、かつ、反磁界が小さくなりより遠くに磁束が届くようになって、後述の測定結果が示すように、通信距離が伸びる。また、下面側からのノイズにも強くなる。

［スリット長と通信距離］
次に、上記の比較例１と実施例１〜７について、外部に金属があるものと無いものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表２、図４のグラフに示す。

この表２及び図４から明らかなように、外部に金属がない状態であっても、外部に金属がある状態であっても、スリット６の長さが増加すると、通信距離も伸びることが分かる。また、図２に示すように、スリット６の始点から空芯コイル２の内側まで０．５ｍｍある場合に、空芯コイル２の内側（図４の「アンテナコイル内」で示す範囲）では、スリット６が１ｃｍ長くなると、通信距離も１〜２ｍｍ程度伸びることが分かる。

［スリット幅の異なる実施例］
次に、スリット幅の異なる複数の実施例を作製した。各部材は、上記の実施例と同様のものを用いた。そして、図５に示すように、スリット６の深さを１．０ｍｍ（厚み方向に貫通）、長さ７．５ｃｍ（２つに分割）の一定として、幅が０．１〜３．０ｍｍまでの異なる実施例８〜１８を作製した。なお、基板３と磁性部材４との間には間隙はない。また、比較例２として、シールド部材５のスリット６がない（０．０ｍｍ）以外は、実施例８〜１８と同様のものを作製した。

［スリット幅と通信距離］
以上の実施例８〜１８と比較例２について、外部に金属があるものと無いものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表３、図６のグラフに示す。

この表３及び図６から明らかなように、外部に金属がない状態であっても、外部に金属がある状態であっても、スリット幅が大きくなると通信距離が増加し、０．８ｍｍ以上でほぼ飽和するが、スリット６を入れることによって、通信距離が１〜５ｍｍ延びることが分かる。

［第２の実施形態］
［構成］
本発明の第２の実施形態の構成を、図７を参照して説明する。すなわち、本実施形態のアンテナコイル１は、空芯コイル２が設けられた基板３と、磁性部材４との間に空隙が形成されるように、スペーサ７が挿入されている。スリット６は、図２に示したものと同様である。その他の構成についても、上記の第１の実施形態と同様である。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例と比較例に基づいて説明する。
［空隙の異なる実施例］
まず、空隙の異なる複数の実施例を作製した。基板３、磁性部材４及びシールド部材５の大きさは、７５×７０ｍｍとした。磁性部材４の厚さは２．０ｍｍ、アルミニウム製のシールド部材５の厚さは１．０ｍｍとした。スリット６の深さは、１．０ｍｍ（厚み方向に貫通）、幅０．８ｍｍ、長さ７０ｍｍとした。そして、基板３と磁性部材４との空隙が異なる実施例２０を作製した。空隙は、０、２．４、４．０、７．２ｍｍとした。なお、空隙が０のものは、上記の第１の実施形態と同様である。

また、比較例３として、図８及び図９に示すように、シールド部材５が無い以外は、実施例２０と同様のものを作製した。図８は、スペーサ７が無いもの（スペーサ高さ０ｍｍ）である。比較例４として、図１０及び図１１に示すように、スリット６が無い以外は、実施例２０と同様のものを作製した。図１０は、スペーサ７が無いもの（スペーサ高さ０ｍｍ）である。

［空隙と通信距離］
上記の比較例３（Ａ）、比較例４（Ｂ）と実施例２０（Ｃ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表４に示す。また、表４における空隙（スペーサ高さ）が０ｍｍの場合の通信距離の比較を、図１２のグラフに示す。さらに、表４をグラフ化したものを、図１３に示す。

この表４、図１２及び図１３から、以下のことが分かる。すなわち、磁性部材４のみ（Ａ：比較例２）は、外部の金属がある状態では通信距離が著しく低下する。この解決法として、磁性部材４の下に金属製のシールド部材５を配置する方法（Ｂ：比較例３）があり、外部に金属がある状態での通信距離は伸びるが、十分ではない。

そこで、金属製のシールド部材５にスリット６を入れることで、無い時に比べて通信距離が伸ばせる（Ｃ：実施例２０）。さらに、この構造において、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を設けることで、通信距離をより一層伸ばすことができる（図１３）。

［第３の実施形態］
［構成］
本発明の第３の実施形態の構成を、図１４〜図１７を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には上記第１の実施形態（スペーサ７無し）、第２の実施形態（スペーサ７有り）と同様の構成である。但し、本実施形態は、図１４及び図１５に示すように、シールド部材５のスリット６が、複数本形成されている点に特徴を有している。

図１４の例では、シールド部材５の一方の辺から直線状に伸びて、対向する辺に達しない長さのスリット６が、交互に３本形成されている。図１５の例では、シールド部材５を２分割する直線上の１本と、これに直交するがシールド部材５の辺よりも短い１本のスリット６が形成されている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例に基づいて説明する。
［スリット形状の異なる実施例］
まず、図２に示したように、長さ６０ｍｍの１本のスリット６を形成したものを実施例２１（Ｄ）とし、図１４に示すように、長さ６０ｍｍの３本のスリット６を、空芯コイル２の内側とスリット６及びスリット６同士の間隔ｌが、１６ｍｍとなるように形成したものを実施例２２（Ｅ）とした。

また、図５に示したように、長さ７０ｍｍ（２つに分割）の１本のスリット６を形成したものを実施例２３（Ｆ）とし、図１５に示すように、シールド部材５を分割する１本のスリット６と互いの中央で直交する１本のスリット６を形成したものを実施例２４（Ｇ）とした。分割するスリット６と空芯コイル２の内側との間隔をＬ／２、これに直交するスリット６の半分の長さを２Ｌ／３とした。

さらに、それぞれの実施例２１〜２４について、図１６に示すように、基板３と磁性部材４との空隙が無いもの（スペーサ高さ０ｍｍ）と、図１７に示すように、スペーサ７の挿入により、基板３と磁性部材４との空隙が異なるもの（スペーサ高さ２．４、４．０、７．２ｍｍ）を作製した。

［スリット形状と通信距離］
以上の実施例２１〜２４について、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表５に示す。また、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおけるスペーサ高さ（空隙）と通信距離の関係を測定した結果を、図１８のグラフに示す。

この表５、図１８から、以下のことが分かる。すなわち、外部の金属がある場合には、スリット６の本数が多いほど、スリット６が長いほど、通信距離が伸びている。また、このような構造においても、基板３と磁性部材４との間に空隙を設けることで、さらに通信距離を伸ばすことができる。シールド部材５を２分割したもので、さらにスリット６を入れたものであっても、同様に通信距離を伸ばすことができる。

［第４の実施形態］
［構成］
本発明の第４の実施形態の構成を、図１９及び図２０を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には上記第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、図１９及び図２０に示すように、シールド部材５のスリット６が、貫通型ではなく、ハーフカット型となっている点に特徴を有している。

図１９の例では、シールド部材５の対向する２辺間を結ぶ１本の直線状のスリット６が、厚み方向には貫通しないように形成されている。また、図２０の例では、図１９と同様のスリット６に加え、これに直交するように、対向する２辺間を結ぶ１本の直線状のスリット６が、厚み方向には貫通しないように形成されている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例に基づいて説明する。
［ハーフカット型のスリットの実施例］
まず、図１９に示すようなスリット６を、幅１．０ｍｍ、深さ０．５ｍｍで形成したものを実施例２５（Ｈ）、図２０に示すような十字のスリット６を、幅１．０ｍｍ、深さ０．５ｍｍで形成したものを実施例２６（Ｉ）とした。基板３と磁性部材４との空隙は、０ｍｍ、シールド部材５の大きさは、７５×７０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍである。比較例としては、上記のスリット６の無い比較例３（Ｂ）のうち、基板３と磁性部材４との空隙が０ｍｍのものを用いた。

［ハーフカット型のスリットと通信距離］
以上の実施例２５（Ｈ）、実施例２６（Ｉ）、比較例３（Ｂ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表６に示す。また、表６をグラフ化したものを、図２１に示す。

この表６、図２１から、以下のことが分かる。すなわち、スリット６をハーフカット型にした場合も、スリット６が無い場合と比べて、通信距離を伸ばすことができる。特に、スリット６を複数本設けることによって、より一層通信距離を伸ばすことができる。

［第５の実施形態］
［構成］
本発明の第５の実施形態の構成を、図２２を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、ケース８の底面に、シールド部材５を固定して、磁性材料を含んだ樹脂でポッティングすることにより磁性部材４を形成し、空芯コイル２が設けられた基板３を積層することによって構成されている。シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線上のスリット６が設けられている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した実施例と比較例に基づいて説明する。
［ポッティング型の実施例］
まず、ポッティング型の実施例を作製した。ケース８の大きさは１００×７５ｍｍ、磁性部材４のポッティングの厚さは２ｍｍ、シールド部材５は大きさ７５×７０ｍｍ、厚み１ｍｍで、スリット６の長さ７０ｍｍ、幅０．８ｍｍとしたものを、実施例２７（Ｋ）とした。また、シールド部材５のスリット６がない以外は、実施例２７と同様のものを作製して、比較例５（Ｊ）とした。その断面図を、図２３に示す。

［ポッティング型と通信距離］
上記の実施例２７（Ｋ）と比較例４（Ｊ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれ通信距離を測定した結果を、表７、これをグラフ化したものを図２４に示す。

この表７及び図２４から明らかなように、ポッティング型のアンテナコイル１においても、シールド部材５にスリット６を入れることにより、通信距離を伸ばすことができる。なお、ポッティング型のアンテナコイル１の他の例としては、上記の実施形態で示したように、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を形成したもの（図２５）、基板３と磁性部材４との間に磁性材料を含まない樹脂層９を形成したもの（図２６）が考えられるが、これらについても、同様の効果が得られる。

［第６の実施形態］
［構成］
本発明の第６の実施形態の構成を、図２７を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、磁性部材４の内部に、シールド部材５を埋め込んだ複合磁性シートを作製して、空芯コイル２が設けられた基板３を積層することによって構成されている。シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線上のスリット６が設けられている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した実施例と比較例に基づいて説明する。
［複合磁性シート型の実施例］
まず、複合磁性シート型の実施例を作製した。複合磁性シートの大きさは、７５×７０ｍｍ、厚さは３ｍｍ（磁性部材２ｍｍ）であり、使用したシールド部材５は、大きさ７５×７０ｍｍ、厚み１ｍｍで、スリットは長さ７０ｍｍ、幅０．８ｍｍとしたものを、実施例２８（Ｍ）とした。また、比較例として、シールド部材５のスリット６がない以外は、実施例２８と同様のものを作製して、比較例５（Ｌ）とした。その断面図を、図２８に示す。

［複合磁性シート型と通信距離］
上記の実施例２８（Ｍ）と比較例５（Ｌ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれ通信距離を測定した結果を、表８、これをグラフ化したものを図２９に示す。

この表８及び図２９から明らかなように、複合磁性シート型のアンテナコイル１においても、シールド部材５にスリット６を入れることにより、通信距離を伸ばすことができる。なお、複合磁性シート型のアンテナコイル１の他の例としては、上記の実施形態で示したように、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を形成したもの（図３０）、基板３と磁性部材４との間に磁性材料を含まない樹脂層９を形成したもの（図３１）が考えられるが、これらについても、同様の効果が得られる。

［第７の実施形態］
［構成］
本発明の第７の実施形態の構成を、図３２を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には、上記の第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態のアンテナコイル１は、図３２に示すように、導体板１１上に置かれた基板３上で、電力伝送を損失なく伝達するため、インピーダンスマッチングを行う（以下、マッチング作業と言う）点に特徴を有している。シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線上のスリット６が設けられている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した実施例と比較例に基づいて説明する。
［マッチング型の実施例］
まず、導体板１１上でマッチング作業を行う実施例を作製した。シールド部材５は大きさ７５×７０ｍｍ、厚み１ｍｍで、スリットの長さ７０ｍｍ、幅０．８ｍｍとし、導体板１１上で、５０Ωのマッチング作業を行ったものを、実施例２９（Ｏ）とした。また、図３３に示すように、絶縁体（非導体）１０上に積層してマッチング作業を行う以外は、実施例２９と同様のものを作製して、比較例６（Ｎ）とした。

［マッチング型と通信距離］
上記の実施例２９（Ｏ）と比較例６（Ｎ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれ通信距離を測定した結果を、表９、これをグラフ化したものを図３４に示す。

この表９及び図３４から明らかなように、導体板１１上でマッチング作業を行うことで、アンテナコイル１の通信距離を伸ばすことができる。

［第８の実施形態］
［構成］
本発明の第８の実施形態の構成を、図３５を参照して説明する。本実施形態は、例えば、ＲＦＩＤリーダライタを小さく形成するときに、金属部品を実装している回路基板がアンテナコイルの下に配置される場合に適用されるものである。すなわち、図３５に示すように、本実施形態は、ケース８の底面に、金属部材を実装している回路基板１２を備え、その上方に、シールド部材５、磁性部材４、空芯コイル２が設けられた基板３を積層することによって構成されている。シールド部材５には、厚み方向に貫通した直線上のスリット６が設けられている。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した実施例と比較例に基づいて説明する。
［金属部品実装型の実施例］
まず、金属部品実装型の実施例を作製した。ケース８の大きさは５５×４０ｍｍ（外形）、５１×３６ｍｍ（内形）、高さ１５ｍｍ、金属部品を実装した回路基板１２の大きさ４２×３５ｍｍ、基板３の大きさ５０×２０ｍｍ、磁性部材４の大きさ５０×３５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、シールド部材５の大きさ５０×２０ｍｍ、厚さ１ｍｍで、スリット６の長さ４５ｍｍ、幅０．８ｍｍとしたものを、実施例３０（Ｑ）とした。また、シールド部材５のスリット６がない以外は、実施例３０と同様のものを作製して、比較例７（Ｐ）とした。その断面図を、図３６に示す。

［金属部品実装型と通信距離］
上記の実施例３０（Ｑ）と比較例７（Ｐ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれ通信距離を測定した結果を、表１０、これをグラフ化したものを図３７に示す。

この表１０び図３７から明らかなように、金属部品を実装している回路基板１２をアンテナコイル１の下に配置すると、回路基板１２の金属部品の影響を受けて通信距離が著しく低下する。これに対して、アンテナコイル１と回路基板１２との間に磁性部材４とスリット６入りのシールド部材５を配置することにより、通信距離を著しく伸ばすことができる。

なお、金属部品実装型のアンテナコイル１の他の例としては、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を形成したもの（図３８）、基板３と磁性部材４との間に磁性材料がない部分（例えば、磁性材料を含まない樹脂層９）を形成したもの（図３９）が考えられるが、これらについても、同様の効果が得られる。

［第９の実施形態］
［構成］
本発明の第９の実施形態の構成を、図４０を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には上記第１の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、図４０に示すように、シールド部材５のスリット６が、間隔を空けて形成されている点に特徴を有している。この図４０の例では、スリット６は、シールド部材５の一方の辺と対向する辺から、それぞれ直線状に伸びていて、中央部分において途切れているいるため、スリット６が無い部分（長さＸ）が存在する。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した複数の実施例に基づいて説明する。
［スリット形状の異なる実施例］
まず、スリット６が無い部分の長さＸが異なる実施例を作製した。基板３、磁性部材４及びシールド部材５の大きさは、７５×７０ｍｍ、磁性部材４の厚さ２．０ｍｍとした。シールド部材５は、アルミニウム板で、厚さ１．０ｍｍのものを用いた。そして、スリット６の深さは、１．０ｍｍ（厚み方向に貫通）、幅０．８ｍｍとして、スリットが無い部分の長さＸを、５．０、４．０、３．０、２．５、２．０、１．０、０．０ｃｍとしたものを実施例３１〜３７とした。なお、実施例３７は、図５と同様に、スリット６をシールド部材５の全長に亘って形成したものである。

また、比較例８として、スリット６が全く無い（Ｘ＝７．５ｃｍ）以外は、実施例３１〜３７と同様のものを作製した。さらに、比較例９として、スリット６が空芯コイル２の内側に無い（Ｘ＝６．０ｃｍ）以外は、実施例３１〜３７と同様のものを作製した。

［スリット形状と通信距離］
以上の実施例３１〜３７と比較例８、９について、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表１１に示し、これをグラフ化したものを、図４１に示す。

この表１１、図４１から、以下のことが分かる。すなわち、スリット６が無い部分が短いほど（スリット６が長いほど）、通信距離は伸びているが、中心付近にスリット６がなくても、一定の効果は得られる。これは、渦電流は中心で零となるため、中心部分についてはスリット６が存在しなくても、通信距離を伸ばす効果はあるからである。また、スリット６は、空芯コイル２の内側にある場合に通信距離を伸ばす効果があり、外側のみにある場合には効果はないことが分かる。

なお、本実施形態は、図１と同様に構成したもの以外にも、図７に示したように、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を形成したものであっても、同様の効果が得られる。

［第１０の実施形態］
［構成］
本発明の第１０の実施形態の構成を、図４２を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には上記第２の実施形態と同様の構成である。但し、本実施形態は、図４２に示すように、間隔を空けたスリット６が、シールド部材５に直交する方向に形成されている点に特徴を有している。この図４２の例では、一方のスリット６の間隔（スリット６が無い部分の長さ）をＸ１、他方のスリット５の間隔（スリット６が無い部分の長さ）をＸ２とする。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果を、実際に作製した実施例に基づいて説明する。
［スリット形状の異なる実施例］
まず、スリット６が無い部分の長さＸ１、Ｘ２が同じ実施例を作製した。基板３、磁性部材４及びシールド部材５の大きさは、７５×７０ｍｍ、磁性部材４の厚さ２．０ｍｍとした。シールド部材５は、アルミニウム板で、厚さ１．０ｍｍのものを用いた。そして、スリット６の深さは、１．０ｍｍ（厚み方向に貫通）、幅０．８ｍｍとして、スリットが無い部分の長さＸ１、Ｘ２を、いずれも１．０ｃｍとしたものを、実施例３８（Ｓ）とした。また、比較例１０（Ｒ）として、スリット６が全く無い以外は、実施例３８と同様のものを作製した。

［スリット形状と通信距離］
以上の実施例３８（Ｓ）と比較例１０（Ｒ）について、外部に金属があるものを作製し、それぞれにおける通信距離を測定した結果を、表１２に示し、これをグラフ化したものを、図４３に示す。

この表１２、図４３から、以下のことが分かる。すなわち、間隔を設けたスリット６が直交する場合には、スリット６がないものよりも通信距離を伸ばす効果があることが分かる。なお、本実施形態は、図１と同様に構成したもの以外にも、図７に示したように、基板３と磁性部材４との間にスペーサ７を挿入して空隙を形成したものであっても、同様の効果が得られる。

［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、各部材の材質、大きさ、形状、数、配置等は、適宜変更可能であり、以下に説明する通り、種々の態様を含むものである。例えば、上記の第１の実施形態において、磁性部材として、あらかじめ作製された平板状の部材を用いたが、磁性材料を含んだ樹脂をシールド部材上に印刷若しくは塗布することにより、磁性部材を形成してもよい。シールド部材についても、導電性塗料を印刷若しくは塗布することににより構成してもよい。

また、磁性材料として、シールド特性を改善するために、扁平状の磁性粉末を用いる場合がある。そこで、これを利用して、図４４に示すように、磁性部材４を、球状磁性材料層４ａと、扁平状磁性材料層４ｂとの２層構造とすることも可能である。また、図４５に示すように、磁性部材４と基板３との間を、磁性材料を含まない樹脂層９としてもよい。さらに、図４６に示すように、磁性部材４を、球状磁性材料層４ａと扁平状磁性材料層４ｂの２層構造とするとともに、磁性部材４と基板３との間を、磁性材料を含まない樹脂層９としてもよい。

本発明の第１の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図１の実施形態におけるシールド部材の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図１の実施形態におけるスリット長とＬ、ΔＬとの関係を示す説明図である。 図１の実施形態におけるスリット長と通信距離との関係を示す説明図である。 図１の実施形態における分割型のスリットを入れたシールド部材の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図１の実施形態におけるスリット幅と通信距離との関係を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図７の実施形態の比較例（空隙無し）を示す断面図である。 図７の実施形態の比較例（空隙有り）を示す断面図である。 図７の実施形態の比較例（空隙無し）を示す断面図である。 図７の実施形態の比較例（空隙有り）を示す断面図である。 図７の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 図７の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態のアンテナコイルにおけるシールド部材を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 本発明の第３の実施形態のアンテナコイルにおけるシールド部材を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図１４及び図１５の実施形態のアンテナコイル（空隙無し）を示す断面図である。 図１４及び図１５の実施形態のアンテナコイル（空隙有り）を示す断面図である。 図１４及び図１５の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態のアンテナコイルにおけるシールド部材を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 本発明の第４の実施形態のアンテナコイルにおけるシールド部材を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図１９及び図２０の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図２２の実施形態の比較例を示す断面図である。 図２２の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 図２２の実施形態における他の例を示す断面図である。 図２２の実施形態における他の例を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図２７の実施形態の比較例を示す断面図である。 図２７の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 図２７の実施形態における他の例を示す断面図である。 図２７の実施形態における他の例を示す断面図である。 本発明の第７の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図３２の実施形態の比較例を示す断面図である。 図３２の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 本発明の第８の実施形態のアンテナコイルを示す断面図である。 図３５の実施形態における比較例を示す断面図である。 図３５の実施形態における実施例と比較例との通信距離を示す説明図である。 図３５の実施形態における他の例を示す断面図である。 図３５の実施形態における他の例を示す断面図である。 本発明の第９の実施形態におけるシールド部材の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図４０の実施形態におけるスリットが無い部分の距離と通信距離との関係を示す説明図である。 本発明の第１０の実施形態におけるシールド部材の平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 図４２の実施形態における実施例と比較例との通信距離の比較を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１…アンテナコイル
２…空芯コイル
３…基板
４…磁性部材
４ａ…球状磁性材料層
４ｂ…扁平状磁性材料層
５…シールド部材
６…スリット
７…スペーサ
８…ケース
９…樹脂層
１０…絶縁体
１１…導体板
１２…回路基板

Claims (14)

1. 平面内で渦巻き状に巻回されたコイル部と、平板状の磁性部材と、金属製のシールド部材とを備えたアンテナコイルにおいて、
   前記シールド部材にスリットを入れたことを特徴とするアンテナコイル。
2. 前記コイル部と前記磁性部材との間に、間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナコイル。
3. 前記コイル部、前記磁性部材及び前記シールド部材とが、互いに平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナコイル。
4. 前記磁性部材の大きさが、前記コイル部と同等かそれ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
5. 前記シールド部材の大きさが前記コイル部と同等であり、若しくは前記シールド部材が複数に分割されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のアンテナコイル。
6. 前記スリットが、前記シールド部材の厚み方向に貫通しないハーフカットであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
7. 前記磁性部材が、軟磁性金属、アモルファス若しくはフェライトの粉末若しくはフレークと、プラスチック若しくはゴムとの複合材により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
8. ケース内に、前記シールド部材が固定されるとともに、前記磁性部材を含んだ樹脂材料がポッティングされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
9. 前記磁性部材の中に、前記シールド部材が埋め込まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
10. 前記磁性部材は、磁性材料を含んだ樹脂を、前記シールド部材に印刷することにより形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
11. 前記磁性部材は、球形の磁性材料を含む層と扁平状の磁性材料を含む層の２層を含む構造であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
12. 前記磁性部材が、磁性材料を含む層と磁性材料を含まない樹脂のみの層の２層を含む構造であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアンテナコイル。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアンテナコイルを用いた通信機器において、
    前記アンテナコイルは、導体基板上でインピーダンスマッチングされていることを特徴とする通信機器。
14. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアンテナコイルを用いた通信機器において、
    前記磁性部材の下に、回路基板が配置されていることを特徴とする通信機器。

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