JP2010078325A

JP2010078325A - カード曲げ試験装置

Info

Publication number: JP2010078325A
Application number: JP2008243487A
Authority: JP
Inventors: Nao Oura; 奈緒大浦
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】カード全体に均一なたわみを与えるとともに、試験後もカード表面にキズが発生することを防ぎ、製品全数を検査しても製造歩留りが低下しないカード曲げ試験装置を提供すること。
【解決手段】凸型治具１と、凸型治具１に対向して配した回動自在なローラ４でカード２を挟み込み、カード２を凸型治具１の曲面に沿って湾曲させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カード状基板の機械的強度の評価に用いる装置に関し、特にＩＣカード等のプラスチックカードの曲げ試験装置に関するものである。

近年のキャッシュカードやクレジットカード等は、従来のプラスチックカードに磁気ストライプを設けた磁気記録方式に替わり、ＣＰＵやメモリ等の半導体チップをカード状基体に実装したＩＣカードが広く用いられている。

ＩＣカードの構成は、半導体チップを実装した回路シートと、半導体チップを収納するくりぬき穴を有して回路シート上に装着した中間シートと、中間シート上に装着したカバーシートとを積層一体化した３層構造を基本とするが、接触／非接触通信、磁気ストライプ、画像転写受容層などの複合機能を有するＩＣカードでは、更に多くの層から構成されるものもある。

一般的なＩＣカードは、所有者が常時携帯することが多いため、その扱い方によってはカードに繰り返して大きな曲げ応力が加わることが想定される。内部に半導体チップを有するＩＣカードでは、加えられる曲げ応力の大きさや回数によっては、半導体チップが割れてしまったり、断線が発生して使用不能になる場合があることから、通常はカードに許容される最大たわみ量を規定し、生産工程等における検査で曲げ試験を行い、カードの曲げによる機械的または機能的な影響を評価している。

カードの曲げ試験においては、ＪＩＳＸ６３０５などに記載された方法に基づいて行なわれることが多い。すなわち、カード曲げ試験装置を用いて、装置のかみ合いの固定点に設けられた溝部にカードの一辺を配し、かみ合いの可動部に設けられた溝部にカードの対向する他辺を配し、前記可動部を往復運動させることにより、かみ合いの間に挟んだカードを湾曲させて所定のたわみ量を得る方法である。

また、実際の製品の構造や評価内容、試験の効率や再現性などの要素を考慮し、ＪＩＳに規定された方法とは異なる方法で試験を行なうこともある。

例えば、特許文献１には、カード型基板の多様な曲げ試験や加圧試験を効率良く行なうため、凸型治具の各々と、凹型治具の各々の組み合わせで、カード型基板の曲げ方向の異なる複数の曲げ試験機構ユニットを構成して鉛直方向に配置するとともに、個々の曲げ試験機構ユニットの各々でカード型基板を停止させる保持板を設け、一つの曲げ試験機構ユニットから他の試験ユニットへのカード型基板の挿脱を保持板の動作で逐次的に自由落下させて行なうことにより、カード型基板の長辺・短辺の２方向およびカード型基板の両面方向の組み合わせから成る４条件での曲げ試験を連続して行なう試験装置が開示されている。

図３は、特許文献１に示されたカード曲げ試験装置の動作を説明する斜視図である。

図のような構成のカード曲げ試験装置では、凸型治具１と凹型治具６の間にカード２を挟んで加圧することにより、カード２に所定の曲率のたわみを与えることができる。

特開２０００−３２１１８８号公報

カード内部に半導体チップやアンテナ等の部材が配置されたＩＣカード等では、部材が配置された場所によってカードの曲げ強度が異なるため、ＪＩＳＸ６３０５に規定されたような、カードの二辺を挟むカード曲げ試験においては、曲げ強度の大きい部位はあまりたわまず、曲げ強度の小さい部位がより大きくたわむことになる。従って、カード全体に均一なたわみを与えることが困難であるという課題がある。

また、このような曲げ試験装置を用いてカードを曲げると、カードの湾曲に伴って応力を受け止める両辺付近が僅かに傾斜するため、カードを挟むかみ合いに設けられた溝部の周縁とカード表面が接触し、カード表面に筋状のキズが発生する場合がある。通常、カード表面に残る大きなキズは外観不良とされるため、このような曲げ試験装置の適用は製品の抜き取り検査に留める場合が多いが、製品全体の信頼性を保障するためにも製造工程中で全数検査を実施することが望まれている。しかしながら、製品全数を検査した場合には、外観不良により製造歩留りが低下することがあるという課題がある。

一方、特許文献１に開示されているような、図３に示す凸型治具と凹型治具でカードを挟むカード曲げ試験装置を用いれば、カード全体に均一なたわみを与えることができるため、カードの構造によらず効率的かつ再現性の高い試験が可能となる。しかしながら、凸型治具と凹型治具でカードを挟む過程において、カードの湾曲に伴って応力を受け止める両端周縁が治具表面と摺動することにより、カード表面に擦りキズを発生させる場合がある。従って、前記のＪＩＳＸ６３０５に規定された方法と同様、製品全数を検査した場合には、外観不良により製造歩留りが低下することがあるという課題がある。

本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、カード全体に均一なたわみを与えるとともに、試験後もカード表面にキズが発生することを防ぎ、製品全数を検査しても製造歩留りが低下しないカード曲げ試験装置を提供することにある。

本発明によれば、任意の曲率の曲面を有する凸型治具と、前記凸型治具に対向して離間配置したシャーシ部材と、前記シャーシ部材に設けた揺動軸を中心として揺動自在に取り付けてなる複数の支持部材と、前記複数の支持部材の前記凸型治具に対向する一端の各々に回動自在に取り付けてなるローラと、前記ローラを前記曲面に押し付ける方向に前記複数の支持部材を付勢する弾性部材からなり、前記凸型治具と前記ローラの間に配したカードを、前記凸型治具または前記ローラのいずれかを移動させて挟み込むことにより、前記カードを前記曲面に沿って湾曲させることを特徴とするカード曲げ試験装置が得られる。

本発明は、凸型治具と、凸型治具に対向して配した回動自在なローラでカードを挟み込み、カードを凸型治具の曲面に沿って湾曲させるカード曲げ試験装置であり、カードを挟み込む際にはカードの湾曲に伴ってローラが押し込まれ、ローラを取り付けた支持部材が揺動軸を中心に揺動し、弾性部材で付勢された支持部材及びその一端に取り付けられたローラが、カードを凸型治具の曲面に押し付けるものである。

本発明では、カードが湾曲する過程に伴ってカードの曲げ応力を受け止めるローラが回動することにより、部材とカード表面の摺動を防ぐものである。

本発明によれば、任意の曲率の曲面を有する凸型治具と、前記凸型治具に対向して配した回動自在なローラでカードを挟み込み、カードを凸型治具の曲面に沿って湾曲させることにより、カード全体に均一なたわみを与えることができ、且つ、カードをかみ合いの間に挟まない構成であることから、カード端部周縁にキズが発生することを防ぐカード曲げ試験装置の提供が可能となる。

また、本発明によれば、カードが湾曲する過程に伴ってカードの曲げ応力を受け止めるローラが回動することにより、部材との摺動によるカード表面の擦りキズを防ぐことができ、試験後もカード表面にキズが発生することを防ぎ、製品全数を検査しても製造歩留りが低下しないカード曲げ試験装置の提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明によるカード曲げ試験装置の構成を説明する斜視図である。

本発明によるカード曲げ試験装置は、任意の曲率の曲面を有する凸型治具１と、凸型治具１に対向して離間配置したシャーシ部材３と、シャーシ部材３に設けた揺動軸８を中心として揺動自在に取り付けた支持部材７と、支持部材７の凸型治具１に対向する一端の各々に回動自在に取り付けたローラ４と、ローラ４を凸型治具１の曲面に押し付ける方向に支持部材７を付勢する弾性部材５から構成される。

図２は、本発明によるカード曲げ試験装置でカード２にたわみを与えた状態を示す斜視図である。

凸型治具１とローラ４の間に配したカード２を、凸型治具１を下降させるか、ローラ４を含むシャーシ部材３を上昇させることにより挟み込むことで、図のようにカード２を凸型治具１の曲面に沿って湾曲させ、所定のたわみを与えることができる。この際、ローラ４はカード２が湾曲するに従って湾曲方向に揺動するため、カード２の端部周縁まで凸型治具１の曲面と密着させることができる。

カード２に所定のたわみを与えた後は、前記挟み込む動作と逆に、凸型治具１を上昇させるか、ローラ４を含むシャーシ部材３を下降させることにより、カード２を解放することができる。

本発明によるカード曲げ試験装置は、ＪＩＳＸ６３０５や特許文献１に開示されたような従来の試験装置に比べ、カード２の表面が摺動する部位がないため、本質的にキズがつき難い構成ではあるが、凸型治具１を樹脂によって形成したり、金属の表面に樹脂シートを貼り付けた構造とすることにより、更にカード表面にキズがつき難くなるため好ましい。

また、対向するローラ４は、カード２を凸型治具１の曲面に密着させることができる寸法であれば良く、その材質も金属や樹脂を用いることができるが、カード２の表面にキズを付け難いものであることが望ましく、ゴムを用いれば適度な弾力によって密着性が更に向上するためなお好ましい。

ローラ４がカード２を押さえ付ける箇所は、カード２内部の半導体チップやアンテナ等の部材に損傷を与えないよう、それら内部の構成部材を避けるよう配することが望ましい。

図中では、カード２の四隅を押さえるようにローラ４が４個の構成を示したが、カード２の両端周縁を押さえるような長い棒状の２本のローラを用いても良いし、カードの一端周縁を押さえるローラを３個以上並列に並べて構成しても、同様の効果を得ることができる。

支持部材７の寸法は、揺動軸８の位置と弾性部材５の弾性力のみならず、カード曲げ試験装置各部の寸法により適宜定められるが、凸型治具１とローラ４がカード２を挟み込んだ際に、ローラ４がカード２の両端周縁を十分押し付け、かつカード２の両端周縁から外れない位置となるよう定める必要がある。

弾性部材５は、通常の金属バネが好ましいが、付勢力を与えるものであればゴムやエアシリンダを用いても良い。また、図では引張りバネによって構成されているが、揺動軸８に対するシャーシ部材３への取り付け位置を反転させれば、圧縮バネを用いることもできる。

本発明によるカード曲げ試験装置の一実施例について、図面を参照して説明する。

図１のカード曲げ試験装置について、凸型治具１はＰＴＦＥ製で、曲率半径４５ｍｍ、長さ９０ｍｍのカマボコ型であり、ハンドプレス機の先端に取り付けることで上下に移動することができる。カード２は、長辺が８５ｍｍ、短辺が５４ｍｍ、厚さが０．８ｍｍである。シャーシ部材３は作業台に固定し、ローラ４は直径２３ｍｍ、幅５ｍｍ、ゴム厚３ｍｍのシリコンゴムローラを使用した。弾性部材５は、長さ２０ｍｍ、バネ定数１．３Ｎ／ｍｍ、初張力１．２Ｎの引張りバネを使用した。

カード２をカード曲げ試験装置にセットする場合、凸型治具１の凸面の中心線と、カード２が湾曲する軸の中心線は、凸型治具１が上下移動する方向から見て重なるように配置した。

このようなカード曲げ試験装置により、ＩＣカードの曲げ試験を行ったところ、ＩＣカードの表面に目視で確認できるキズは発生しなかった。

表１は、特許文献１のような従来のカード曲げ試験装置と、本発明によるカード曲げ試験装置を用いて行なったカード曲げ試験後の、カード表面のキズによる外観不良の発生率を比較した表である。

以上、図面を用いて本発明の実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、材質や構成の変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば当然なしえるであろう各種変形や修正もまた、本発明に含まれる。

本発明によるカード曲げ試験装置の構成を説明する斜視図。本発明によるカード曲げ試験装置でカードにたわみを与えた状態を示す斜視図。特許文献１に示されたカード曲げ試験装置の動作を説明する斜視図。

符号の説明

１凸型治具
２カード
３シャーシ部材
４ローラ
５弾性部材
６凹型治具
７支持部材
８揺動軸

Claims

任意の曲率の曲面を有する凸型治具と、前記凸型治具に対向して離間配置したシャーシ部材と、前記シャーシ部材に設けた揺動軸を中心として揺動自在に取り付けてなる複数の支持部材と、前記複数の支持部材の前記凸型治具に対向する一端の各々に回動自在に取り付けてなるローラと、前記ローラを前記曲面に押し付ける方向に前記複数の支持部材を付勢する弾性部材からなり、前記凸型治具と前記ローラの間に配したカードを、前記凸型治具または前記ローラのいずれかを移動させて挟み込むことにより、前記カードを前記曲面に沿って湾曲させることを特徴とするカード曲げ試験装置。