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発明の名称 非接触通信式情報担体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−30599(P2003−30599A)
公開日 平成15年1月31日(2003.1.31)
出願番号 特願2001−209700(P2001−209700)
出願日 平成13年7月10日(2001.7.10)
代理人 【識別番号】100078134
【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎
【テーマコード(参考)】
2C005
5B035
5B058
【Fターム(参考)】
2C005 MA19 MB10 NA08 NB05 TA22 
5B035 BA01 BA03 BB09 CA01 CA23
5B058 CA15 KA12
発明者 荒木 勤 / 金子 利行
要約 課題
取扱性ならびに生産性が良好で安価な非接触通信式情報担体を提供する。

解決手段
一面にアンテナコイル3を一体に形成したICチップ1をコアピース本体5の凹部6内に装着してコアピース10を構成し、そのコアピース10を筒状容器13の底部中央位置、またはその容器13の開口部を閉塞する蓋体45の中央位置に取り付けたことを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 一面にアンテナコイルを一体に形成したICチップをコアピース本体の凹部内に装着してコアピースを構成し、そのコアピースを筒状容器の底部中央位置、またはその容器の開口部を閉塞する蓋体の中央位置に取り付けたことを特徴とする非接触通信式情報担体。
【請求項2】 請求項1記載の非接触通信式情報担体において、前記容器または蓋体の中央位置に嵌合凹部が形成され、その嵌合凹部内に前記コアピースが圧入固定されていることを特徴とする非接触通信式情報担体。
【請求項3】 請求項2記載の非接触通信式情報担体において、前記コアピースの周面に環状凸部あるいは環状凹部が形成され、前記容器または蓋体の嵌合凹部の周面に環状凹部または環状凸部が形成されて、環状凸部と環状凹部の係合によりコアピースが容器または蓋体に取り付けられることを特徴とする非接触通信式情報担体。
【請求項4】 請求項1記載の非接触通信式情報担体において、前記アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにICチップがコアピース本体の凹部内に配置され、そのコアピース本体の底部が前記容器の底面側または蓋体の上面側に配置されるようにコアピースが容器または蓋体に取り付けられ、前記コアピース本体の底部表面が容器の底面または蓋体の上面よりも突出していないことを特徴とする非接触通信式情報担体。
【請求項5】 請求項1記載の非接触通信式情報担体において、前記ICチップが正方形で、アンテナコイルの巻回中心がICチップの中心と略一致するようにアンテナコイルがICチップ上に形成され、前記コアピース本体が円板状をしており、そのコアピース本体の中央位置に直径がICチップの対角線の長さとほぼ等しい凹部が形成され、その凹部内にICチップを装着してコアピースを構成し、前記容器または蓋体の中央位置に形成された嵌合凹部が円筒状をしており、その嵌入凹部内に前記コアピースが装着されることを特徴とする非接触通信式情報担体。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一面にアンテナコイルを形成したICチップを備える容器あるいはその開口部を閉塞する蓋体からなる非接触通信式情報担体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば試験管を使用して血液検査などを行なう場合、その検査に関する情報などを記載した小片の記録用紙あるいはバーコードを印刷した小片の用紙を試験管の周面に貼っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが前記試験管の取扱中や高温多湿の環境下におれる検査中などに情報を記録した用紙が汚れたり、試験管から剥がれて紛失したりする不都合があった。さらに記録用紙に記載した情報を目で読むときには、記録用紙が見える位置まで試験管を回す必要があった。またバーコード情報を光学的に読み取る場合は、バーコードが光学ヘッドと対向する位置まで試験管を回す必要があり、そのために読取装置に試験管の回転、位置決め機構が必要となり、構造の複雑化、大型化、コスト高などの弊害を招来する。
【0004】一方、近年、一面にアンテナコイルを一体に形成したICチップを使用する非接触通信式情報担体が検討されている。ところがアンテナコイルを一体に形成したICチップは硬く、ICチップどうしが接触するとコイル形成面が傷つき易いため、ICチップの袋詰めやパーツフィーダによるICチップの供給ができず、高価なマテリアルハンドリングに依らざるを得ない。
【0005】またアンテナコイルを一体に形成したICチップは極めて薄く(厚さが0.2mm〜0.6mm程度)、脆性が高いのでコイル形成面側(またはその裏面側)に対する応力による割れや欠けなどが起こり易く、2次加工が困難である。
【0006】さらに樹脂を利用したチップのインサート成形は可能であるが、アンテナコイルを一体に形成したICチップとモールド樹脂との物理的特性の違いが大きいため、成形性が悪く、多数個取りが難しく、コスト高になるなどの欠点を有している。
【0007】本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、取扱性ならびに生産性が良好で安価な非接触通信式情報担体を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明の第1の手段は、一面にアンテナコイルを一体に形成したICチップをコアピース本体の凹部内に装着してコアピースを構成し、そのコアピースを例えば試験管などの筒状容器の底部中央位置、またはその容器の開口部を閉塞する蓋体の中央位置に取り付けたことを特徴とするものである。
【0009】本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記容器または蓋体の中央位置に嵌合凹部が形成され、その嵌合凹部内に前記コアピースが圧入固定されていることを特徴とするものである。
【0010】本発明の第3の手段は前記第2の手段において、前記コアピースの周面に環状凸部あるいは環状凹部が形成され、前記容器または蓋体の嵌合凹部の周面に環状凹部または環状凸部が形成されて、環状凸部と環状凹部の係合によりコアピースが容器または蓋体に取り付けられることを特徴とするものである。
【0011】本発明の第4の手段は前記第1の手段において、前記アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにICチップがコアピース本体の凹部内に配置され、そのコアピース本体の底部が前記容器の底面側または蓋体の上面側に配置されるようにコアピースが容器または蓋体に取り付けられ、前記コアピース本体の底部表面が容器の底面または蓋体の上面よりも突出していないことを特徴とするものである。
【0012】本発明の第5の手段は前記第1の手段において、前記ICチップが正方形で、アンテナコイルの巻回中心がICチップの中心と略一致するようにアンテナコイルがICチップ上に形成され、前記コアピース本体が円板状をしており、そのコアピース本体の中央位置に直径がICチップの対角線の長さとほぼ等しい凹部が形成され、その凹部内にICチップを装着してコアピースを構成し、前記容器または蓋体の中央位置に形成された嵌合凹部が円筒状をしており、その嵌入凹部内に前記コアピースが装着されることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図1は実施形態に係る情報担体用コアピースの平面図、図2は図1A−A線上の断面図、図3はそのコアピースに用いるICチップの拡大平面図、図4は図3B部の拡大平面図、図5はそのコアピースに用いるコアピース本体の平面図、図6はそのコアピース本体の一部を断面にした正面図である。
【0014】図3と図4に示すように、正方形をしたICチップ1の回路形成側の表面にポリイミド樹脂などからなる絶縁層2(図11参照)を介して矩形スパイラル状のアンテナコイル3が一体に形成されている。アンテナコイル3はICチップ1の外形に沿って矩形に形成され、本実施形態の場合、コイル幅は約14μm、コイル間の隙間は約4μmで、ターン数は約47ターンである。アンテナコイル3の両端は、入出力端子4、4に接続されている。図3に示すように、ICチップ1の中心O1と矩形スパイラル状のアンテナコイル3の巻回中心O2が一致するように、アンテナコイル3がICチップ1上にフォトレジスト法などにより形成される。このアンテナコイル3を一体形成したICチップ1の一辺の長さは3mm〜4mm程度、厚さは0.2mm〜0.6mm程度である。
【0015】コアピース本体5は例えばポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂で成形され、図5と図6に示すように中央位置に円形の凹部6を有し、凹部6の開口部周辺に突起状のかしめ代7が一体に形成されている。
【0016】図5に示すように凹部6の内径DはICチップ1の対角線の長さL(図3参照)と略等しく設計され、ICチップ1を凹部6内に挿入することにより、ICチップ1の中心O1とコアピース本体5の中心O3が一致するように、すなわちコアピース本体5内でICチップ1(アンテナコイル3)がその中心に位置決めされるようになっている。コアピース本体5の外周に環状凸部11が1条または複数条(本実施形態では1条)形成されている。
【0017】図2に示すようにICチップ1はアンテナコイル3側を下にして凹部6内に挿入され、コアピース本体5の上側から超音波溶着ホーン(図示せず)を押し付けてかしめ代7を内側に加熱軟化してかしめ、図1と図2に示すようにICチップ1の4つの角部1a〜1dを押さえる(係止する)かしめ部9を形成して、ICチップ1が凹部6内にがたつくことなく担持されて、コアピース10を構成する。なお、かしめ代7の上端部に切欠部あるいは切り込みを設けて、かしめ代7の内側への折れ曲げを容易にすることもできる。
【0018】この例ではICチップ1はアンテナコイル3側を下にして凹部6内に挿入し、アンテナコイル3を凹部6の底部12で保護した形になっていが、アンテナコイル3側を上にしてICチップ1を凹部6内に挿入しても、アンテナコイル3の表面はかしめ部9の厚さ分だけコアピース本体5の上面より内側に下がっているから、袋詰やパーツフィーダで供給するときにアンテナコイル3が傷つくことなく、保護効果はある。コアピース本体5を透明な合成樹脂で成形すれば、ICチップ1の装着の有無などの確認ができて便利である。
【0019】図7と図8はコアピース10を取り付ける試験管13を説明するための図で、図7はコアピース10を取り付ける前の状態を、図8はコアピース10を取り付けた後の状態を、それぞれ示している。
【0020】試験管13は例えばポリプロピレン樹脂などの半透明あいは透明で耐熱性、耐薬品性などに優れた合成樹脂で成形され、図7に示すように底部14の中央位置に嵌合凹部15が形成され、それの内周面に環状凹部16が設けられている。
【0021】この嵌合凹部15に対してコアピース10の底部12が下側になるようにしてコアピース10を嵌合凹部15に圧入する。この圧入によりコアピース10に設けられている環状凸部11が嵌合凹部15に設けられている環状凹部16に嵌まり込み、両者の係合で図8に示すように試験管13の底部14にコアピース10が嵌着される。この状態でコアピース10の底面は試験管13の底面より突出しておらず、また、試験管13の中央位置にコアピース10(アンテナコイル3)が位置決めされる。このようにして固定されたコアピース10は、試験管13の取扱時や洗浄時などに脱落したりすることはない。
【0022】このようにコアピース10を取り付けた試験管13により本実施形態に係る情報担体が構成される。この試験管13を用いて例えば血液検査などが行なわれる場合、被検者の1D情報、試験条件に関する情報、試験結果に関する情報などがコアピース10のICチップ1に記憶されたり、ICチップ1に記憶されている情報が読み出される。
【0023】図9は、この試験管13などの情報担体に対して情報の読出し/書込みを行なうるリーダライタ17の断面図である。リーダライタ17は上ケース18と下ケース(シャーシ)19を有し、内側空間部にプリント配線基板20が設置され、それには各種電子部品21ならびに通信用コア22が搭載されている。またこのプリント配線基板20には、スイッチ25やコネクター23を介してリード線24なども接続されている。
【0024】通信用コア22は円柱状のフェライト焼結体から構成され(図11参照)、上ケース18の通信用コア22と対応する位置に、凹状のホルダー位置決め部25が設けられ、そのホルダー位置決め部25の底面に通信用コア22の上面が露出し、ホルダー位置決め部25の底面と通信用コア22の上面が面一になっているか、通信用コア22の上面の方がホルダー位置決め部25の底面より若干突出している。。
【0025】凹状のホルダー位置決め部25には、合成樹脂の成形体からなるホルダー26が交換可能に装着される。ホルダー26の中央位置には、上下に貫通し上方に向けて若干拡がったテーパ状の挿入孔27が形成され、挿入孔27の下部の内径は情報の授受を行なおうとする試験管13の外径とほぼ同寸となっている。
【0026】図9に示すホルダー26は細い径の試験管用のものであるが、使用する試験管13の外径に合わせて数種類準備されており、例えば図10に示すホルダー26は太い径の試験管用あるいは他の容器用のものである。このように挿入孔27の内径は適用す試験管13などの太さによって様々であるが、各ホルダー26とも外径はリーダライタ17のホルダー位置決め部25の内径とほぼ同寸である。なお、各ホルダー26の高さは、同じであっても異なってもよく、要は試験管13などを安定した状態で垂直に保持できる高さであればよい。
【0027】図9に示すように試験管13の外径に適合した内径を有するホルダー26を選択してホルダー位置決め部25に装着することにより、通信用コア22上でのホルダー26に位置決めがなされ、通信用コア22の中心と挿入孔27の中心が合致する。この状態で底部14を下にして試験管13を挿入孔27に挿入すると、試験管13の底部14に装着されているコアピース10が通信用コア22の上面に当接し、挿入孔27の案内で、コアピース10(アンテナコイル3)の中心が通信用コア22の上面の中心と合致する。
【0028】図11に示すように通信用コア22の外周にはアンテナコイル28が巻装されている。同図はコアピース10のアンテナコイル3と通信用コア22のアンテナコイル28との対応関係を示す図であるが、同図ではコアピース10のアンテナコイル3を実線で表すため、コアピース10が通信用コア22の下側に描かれており、実際にはコアピース10が通信用コア22の上面に当接した状態になっている。
【0029】前述のように試験管13を垂直に保持することにより、アンテナコイル3の平面が通信用コア22の軸方向に対して垂直に配置され、アンテナコイル3の中心と通信用コア22の中心が自動的に合致する。
【0030】このように中心の位置合わせを行なうことにより、試験管13(アンテナコイル3)がその平面上においてどのような向きになっても、アンテナコイル3とアンテナコイル28の間で磁気的に結合され、データの授受がなされる。
【0031】図12は、本発明に係る試験管13(情報担体)とリーダライタ17とホストコンピュータ44との間におけるデータ伝送システムを示すブロック図である。試験管13に付設されているコアピース10内のICチップ1はアンテナコイル3、電源生成回路33、メモリ34、コントロール回路35などを備えている。リーダライタ17は試験管13側のアンテナコイル3と磁気的に結合するアンテナコイル28、トランシーバ/レシーバ37、コントローラ38などを備えている。各部の関係は図に示すような関係になっており、ホストコンピュータ44からの指令に基づき、リーダライタ17を介して試験管13に付設されているメモリ34に各種データが書き込まれたり、データの読出しが行なわれる。
【0032】図13は、本発明の第2の実施形態を示す蓋体45の側面図である。この蓋体45は試験管13の開口部を閉塞するためのもので、例えばポリプロピレンなどの弾性、耐熱性、耐薬品性などに優れた合成樹脂で成形され、蓋体45の上面の中心位置にコアピース10が取り付けられている。この取付構造は図7ならびに図8に示した試験管13の場合と同様であるからその説明は省略するが、この例の場合図2に示すコアピース10の底部12(アンテナコイル3)が蓋体45の上面側に配置される。
【0033】図14は、本発明の第3の実施形態を示すペトリ皿46の断面図である。ペトリ皿46は合成樹脂の成形体からなり比較的浅い筒状の容器で例えば細菌の培養などに用いられ、それの底部下面の中心位置にコアピース10が取り付けられている。この取付構造は、図7ならびに図8に示した試験管13の場合と同様であるからその説明は省略する。このペトリ皿46の代わりに、蓋体47の上面の中心位置にコアピース10を取り付けることも可能である。
【0034】前記実施形態では通信用コアを用いた例を示したが、通信用コアを使用しないコアレスのリーダライタ側アンテナコイルを使用することも可能である。
【0035】前記実施形態ではICチップをコアピースに装着した場合を説明したが、一面にアンテナコイルを一体に形成したICチップを直接容器または蓋体に装着することも可能である。
【0036】本発明に係る非接触通信式情報担体は前記実施形態に限られることなく、各種の産業分野に適用可能である。
【0037】
【発明の効果】請求項1記載の本発明は、アンテナコイルを一体に形成したICチップをコアピース本体の凹部内に装着することにより、コイル形成面の保護ができ、しかも取り扱い易い大きさにできるから、袋詰やパーツフィーダによる供給が可能となり、取扱性ならびに生産性が良好で安価な非接触通信式情報担体を提供することができる。
【0038】また情報担体を構成する容器や蓋体の形状、大きさなどが異なっても、コアピースとの取付部(装着部)の形状を一定にしておけば、同じコアピースが共通に使用でき、コストの低減が図れる。
【0039】さらに従来は試験管などの容器の周面に小片の記録用紙やバーコードを印刷した用紙を貼っていたため、剥がれて紛失したりする不都合があったが、本発明は容器や蓋体に予めコアピースが固定されているから、紛失などの心配がない。
【0040】さらにまた従来は、記録用紙に記載した情報を目で読むときには、記録用紙が見える位置まで試験管を回す必要があった。またバーコード情報を光学的に読み取る場合は、バーコードが光学ヘッドと対向する位置まで試験管を回す必要があり、読取装置に試験管の回転、位置決め機構が必要となり、構造の複雑化、大型化、コスト高などの弊害があったが、本発明はコアピースが容器や蓋体の中心位置に設けられているから、容器や蓋体を回転したりする必要がない。
【0041】請求項2記載の本発明は、容器または蓋体の中央位置に嵌合凹部が形成され、その嵌合凹部内にコアピースが圧入固定されていることを特徴とするものである。また請求項3記載の本発明は、コアピースの周面に環状凸部あるいは環状凹部が形成され、容器または蓋体の嵌合凹部の周面に環状凹部または環状凸部が形成されて、環状凸部と環状凹部の係合によりコアピースが容器または蓋体に取り付けられることを特徴とするものである。このような構成をとることにより、容器または蓋体に対するコアピースの取付けが容易である。
【0042】請求項4記載の本発明は、アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにICチップが凹部内に配置され、そのコアピース本体の底部が情報担体の表面側に配置されるようにコアピースが情報担体に取り付けられ、前記コアピース本体の底部表面が情報担体の表面よりも突出していないから、コイル形成面の保護ができ、しかも情報担体の取扱時(例えば情報担体のリーダライタへの出し入れ時)にコアピースにより情報担体が引っ掛かるようなことがなく、取扱いがスムーズである。
【0043】請求項5記載の本発明は、ICチップが正方形で、アンテナコイルの巻回中心がICチップの中心と略一致するようにアンテナコイルがICチップ上に形成され、前記コアピース本体が円板状をしており、そのコアピース本体の中央位置に直径がICチップの対角線の長さとほぼ等しい凹部が形成され、その凹部内にICチップを装着してコアピースを構成し、前記容器または蓋体の中央位置に形成された嵌合凹部が円筒状をしており、その嵌入凹部内に前記コアピースが装着される。そのため小さいICチップをコアピース本体に装着するときの方向性を考慮する必要がなく、ICチップの装着工程が簡便になり、生産性の向上が図れる。




 

 


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