JP6841135B2 - コイン形状のｉｃタグとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コイン形状のＩＣタグに関する。更に詳しくは、共振周波数の調整が容易で、広い伝送範囲を確保することができるコイン形状のＩＣタグに関する。

従来、データを記録し、記録データの更新や送信をするＩＣタグで円形をなしたＩＣタグは存在するが、一般的なＩＣタグの構造は、ＩＣモジュールを合成樹脂材料で被覆して形成しているため、金属製のコインに比べて比較的軽量に形成されている。

このような非接触ＩＣタグは、一般にはＩＣモジュールおよびアンテナを樹脂材料によって被覆する構成であるために、通信機能の面から寸法や重量が制約されてしまうことが避けられなかった。
一般に硬貨や遊技施設で使用されるコイン類には銅を主体として亜鉛、スズ、ニッケルなどを含む合金である黄銅、青銅、白銅、洋白、もしくはステンレスなどが用いられており、それらの比重は７．７〜９程度である。

それに対してＩＣタグを構成する一般的な合成樹脂の比重は１前後であるから、従来の硬貨やコイン類と形状や厚さをほとんど変えずに非接触ＩＣタグを作製すると、重量が数分の１となってしまう。
非接触ＩＣタグは硬貨やコイン類の代替として、機械装置に投入転動させて使用する用途が想定されるが、非接触ＩＣタグが硬貨やコイン類よりも著しく軽量である場合は、従来の硬貨等を基準にした機械装置の使用環境においては必ずしも安定した動作が得られず、そのためデータ送受信において動作不良が生じる問題を有していた。

また、非接触ＩＣタグなどの情報媒体を読取書込装置に近付けた際に、しばしば両者が接触し、このために情報媒体の外周部が欠け落ちたり、傷を生じたりする恐れがある。

この様な問題点を解決する技術として、例えば特許文献１には、搬送体と、この搬送体に埋設した集積回路素子と、この集積回路素子に接続し、所望の幅に導体を同心状、且つ環状に複数回巻いた第１のコイルと、前記搬送体の外周部に取り付けた金属リングとを備え、前記金属リングの少なくとも一部に、前記金属リングが閉ループをなさないよう切断部を設けた情報媒体が開示されている。

この情報媒体は、外周部に金属リングを有するため、情報媒体を保護できるだけでなく、そこに装飾を施して外観上の質感や重量感を持たせることもできるため、機械装置に投入転動させて使用して安定した動作が得られ、レジャーランド等での使用に適したものとなる。さらに前記金属リングに切断部分を設けて閉ループをなさない形状とすることにより、金属リングにループ電流が流れてコイルと交鎖する磁束をさえぎることがないため、読取書込装置との間で強い電磁結合を確保することができ、広い伝送範囲を確保することができる優れた技術である。

しかしながら、金属リングを閉ループにしないようにする目的で、リングの一部を切断しているため、重量バランスが必ずしも良好とは言えない。また、そのリングの一部を切断する加工コストがかかる問題がある。また、共振アンテナとして機能する一部を切断した金属リングでは共振周波数の調整が困難である。

特開平５−５０７９０号公報

本発明は、上記の問題点に鑑み、共振周波数の調整が容易で、広い伝送範囲を確保することができ、機械装置に投入転動させて使用しても安定した動作が得られるコイン形状のＩＣタグを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、ＩＣチップとコイルアンテナを備えたインレットと、一対の円弧状金属パーツと、を備えたコイン形状のＩＣタグであって、
一対の円弧状金属パーツは、インレットのコイルアンテナの周縁部に沿って、左右対称に、且つ所望の共振周波数に応じて相互の距離が調整されて配置されており、
一対の円弧状金属パーツとインレットとは、樹脂により一体に固定されていることを特徴とするコイン形状のＩＣタグである。

また、請求項２に記載の発明は、前記コイン形状のＩＣタグの中心に重心があることを特徴とする請求項１に記載のコイン形状のＩＣタグである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のコイン形状のＩＣタグの製造方法であって、
樹脂モールド成形用の金型の中で、前記インレットと前記一対の円弧状金属パーツとを、互いに開口側を向かい合わせにして、左右対称に、且つ相互の距離を所望の共振周波数に応じて調整して配置し、固定する第一の工程と、
第一の工程で固定した前記インレットと前記一対の円弧状金属パーツとを、樹脂モールド成形により成形する第二の工程と、を備えていることを特徴とするコイン形状のＩＣタグの製造方法である。

本発明のコイン形状のＩＣタグによれば、一対の円弧状金属パーツが、インレットのコイルアンテナの周縁部に沿って、互いに開口側を向かい合わせにして所望の共振周波数が得られる所望の共振周波数が得られる位置に調整し固定されるため、共振周波数の調整を容易に実施することができる。
また円弧状金属パーツによって適切な重量とし、また一対の円弧状金属パーツをインレットの周縁部に左右対称に配置しているため、破壊し難くすることが可能であり、機械装置に投入転動させて使用しても、安定した動作が可能である。
また、ループ状の金属パーツではなく、分断した一対の円弧状金属パーツを使用するため、ループ電流が流れてコイルと交鎖する磁束をさえぎることがない。そのため、通信距離の短縮が起こらない。

また、コイン形状のＩＣタグの製造方法によれば、本発明のコイン形状のＩＣタグを製造可能とすることができる。

本発明のコイン形状のＩＣタグの形態の一例を示す説明図であって、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は（ａ）の切断線Ａ−Ａ´に於ける概略断面図、である。 本発明のコイン形状のＩＣタグにおける一対の円弧状金属パーツの配置変更の状況を例示した説明図である。

本発明のコイン形状のＩＣタグを図１および図２を用いて説明する。
図１は、本発明のコイン形状のＩＣタグの実施形態の一例を示す説明図である。図１（ａ）は概略上面図、（ｂ）は、（ａ）の切断線Ａ−Ａ´に於ける概略断面図をそれぞれ示している。

＜コイン形状のＩＣタグ＞
本発明のコイン形状のＩＣタグ１０は、ＩＣチップ５とコイルアンテナ５を備えたインレット１と、一対の円弧状金属パーツ２と、を備えたコイン形状のＩＣタグ１０である。
一対の円弧状金属パーツ２は、インレット１のコイルアンテナ４の周縁部に沿って、互いに開口側を向かい合わせにして、左右対称に配置されている。また所望の共振周波数に応じて一対の円弧状金属パーツの相互の距離を調整した位置に配置され、樹脂３によりインレット１と一体に固定されている（図１（ｂ）参照）。そのため、本発明のコイン形状のＩＣタグ１０の中心に重心がある構成となっている。

（インレット）
本発明のコイン形状のＩＣタグ１０で使用するインレット１は、コイルアンテナ５が巻線コイルからなり、その巻線コイルにＩＣチップ５が電気的に接続されているものでも良いし、配線基板上にパターニングされた導体パターンからなるアンテナに、ＩＣチップ５が接続されたものであっても良い。通信に使用する周波数に従って、コイルアンテナ５の形態を変更すれば良い。ＩＣチップ５についても同様である。

（円弧状金属パーツ）
本発明のコイン形状のＩＣタグ１０で使用する一対の円弧状金属パーツ２は、インレット１のコイルアンテナ５の周縁部に沿って配置される。

一対の円弧状金属パーツ２が互いに開口側を向かい合わせにして配置されており、コイルアンテナの共振周波数は、それらが配置される位置を変更する（図２参照）ことによって変化させることができる。

例えば、所望の共振周波数が得られる位置を調べておいて、その位置に一対の円弧状金属パーツ２を配置し、その状態でインレット１と一対の円弧状金属パーツ２とを樹脂によって固定することにより、本発明のコイン形状のＩＣタグ１０を作製することができる。

本発明のコイン形状のＩＣタグ１０で使用する一対の円弧状金属パーツ２の材質は、金属であれば特に限定する必要はなく、銅を主体として亜鉛、スズ、ニッケルなどを含む黄銅、青銅、白銅、洋銅もしくはステンレスなどの硬貨や遊技場などのコインとして使用される材料で、且つコイルアンテナの共振周波数を調整し得る材料であれば使用可能である。それらの機能を備えている材料であれば使用可能であり、金属に限定する必要は無い。

＜コイン形状のＩＣタグの製造方法＞
本発明のコイン形状のＩＣタグの製造方法は、樹脂モールド成形用の金型の中で、インレットと一対の円弧状金属パーツとを、互いに開口側を向かい合わせにして、左右対称に、且つ相互の距離を所望の共振周波数に応じて調整して配置し、固定する第一の工程と、
第一の工程で固定したインレットと一対の円弧状金属パーツとを、樹脂モールド成形により成形する第二の工程と、を備えている。

（コイン形状のインレットを作製する工程）
従来の非接触ＩＣタグ（単にＩＣタグとも称す。）のインレットの製造工程を好適に使
用することができる。巻線タイプのコイルアンテナを使用する場合は、そのコイルアンテナの端子にＩＣチップを半田付けする製造工程であれば良い。コイルアンテナとして、配線基板上に形成された銅箔やアルミニウム箔をパターニング後、ＩＣチップを搭載し接続する工程であっても良い。絶縁基板上に、導電性インキを印刷し、焼成した配線基板にＩＣチップを搭載し、接続する工程であっても良い。コイン形状のＩＣタグのインレットを作製できる工程であれば、好適に使用することができる。

（第一の工程）
コイン形状のインレットに一対の円弧状金属パーツを配置する工程としては、金型を使用した樹脂モールド工程を好適に使用することができる。例えば、まず金型の中にコイン形状のインレットを配置する。次に、そのコイン形状のインレットのアンテナコイルの周縁部に、一対の円弧状金属パーツを、互いに開口側を向かい合わせにして、左右対称に配置する。一対の円弧状金属パーツは、相互の距離が所望の共振周波数に応じた位置に調整され、配置される。

所望の共振周波数が得られる位置に配置する方法としては、例えば、予め一対の円弧状金属パーツとインレットの位置関係を調べておいて、配置する方法を採用することができる。更に正確に共振周波数を微調整する場合には、一対の円弧状金属パーツを配置した後、共振周波数を測定し、一方または両方の円弧状金属パーツの位置を一定の距離だけずらした後、再び共振周波数を測定し、所望の共振周波数が得られた後、円弧状金属パーツを固定し、一対の円弧状金属パーツの配置を完了することもできる。円弧状金属パーツの位置をずらす方向は、例えば図１（ｂ）に図示した円弧状金属パーツの配置変更方向に沿って移動させれば良い。

本発明においては、上記に説明した方法に限定する必要は無く、一対の円弧状金属パーツを所望の位置に配置し固定できる手段であれば良い。例えば接着剤を使用して、コイン形状のインレットの周縁部に固定することも可能である。その場合、共振周波数の調整は、コイン形状のインレットの直径を変更することにより可能である。

（第二の工程）
第二の工程では、金型の中で、一対の円弧状金属パーツの配置を完了した後、金型を閉じ、樹脂モールドを実施する事によって、インレットと一対の円弧状金属パーツを樹脂で固定する。

以上のようにして、本発明のコイン形状のＩＣタグを製造することができるが、上記に説明した製造方法に限定する必要はない。例えば、コイン形状のインレットのコイルアンテナの周縁部に、一対の円弧状金属パーツを接着しても良い。この場合の共振周波数の調整は、例えば、円弧状金属パーツの円弧の長さを変更したり、一対の円弧状金属パーツの距離を、スペーサを介して円弧状金属パーツを接着することにより調整することも容易に実施可能である。

また、金型の中で、インレットや一対の円弧状金属パーツを固定する手段としては、例えば、金型の中央部にインレットを配置し固定する凹部を備えておき、その周縁部に、一対の円弧状金属パーツを互いに開口側を向かい合わせにして配置し、固定可能な凹部を備えておく方法を採用することができる。これらの凹部は、所望の複数の共振周波数に対応した位置に一対の円弧状金属パーツが配置できるようにしておけば良い。

１・・・インレット
２・・・円弧状の金属パーツ
３・・・樹脂
４・・・コイルアンテナ
５・・・ＩＣチップ
１０・・・コイン形状のＩＣタグ

Claims (3)

1. ＩＣチップとコイルアンテナを備えたインレットと、一対の円弧状金属パーツと、を備えたコイン形状のＩＣタグであって、
   一対の円弧状金属パーツは、インレットのコイルアンテナの周縁部に沿って、左右対称に、且つ所望の共振周波数に応じて相互の距離が調整されて配置されており、
   一対の円弧状金属パーツとインレットとは、樹脂により一体に固定されていることを特徴とするコイン形状のＩＣタグ。
2. 前記コイン形状のＩＣタグの中心に重心があることを特徴とする請求項１に記載のコイン形状のＩＣタグ。
3. 請求項１または２に記載のコイン形状のＩＣタグの製造方法であって、
   樹脂モールド成形用の金型の中で、前記インレットと前記一対の円弧状金属パーツとを、互いに開口側を向かい合わせにして、左右対称に、且つ相互の距離を所望の共振周波数に応じて調整して配置し、固定する第一の工程と、
   第一の工程で固定した前記インレットと前記一対の円弧状金属パーツとを、樹脂モールド成形により成形する第二の工程と、を備えていることを特徴とするコイン形状のＩＣタグの製造方法。