JP3167316U - Heat-resistant RFID tag - Google Patents
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Abstract
【課題】生産プロセスのように高温にさらされる環境において物品の識別に使用されるRFIDタグであって、設備を冷却するための冷却風によって横転したり吹き飛ばされたりし難く配置する耐熱製RFIDタグを提供する。【解決手段】金属製の複数の薄板21,22を空気層32を介して積層するとともに、対象物に対して最も近い位置に配置された薄板21における風上側の端および風下側の端を対象物側にそれぞれ折り曲げることで、先端が対象物に接触する脚部23を形成する。【選択図】図2An RFID tag used for identifying an article in an environment exposed to a high temperature such as a production process, wherein the RFID tag is arranged so as not to be overturned or blown off by a cooling wind for cooling equipment. I will provide a. A plurality of metal thin plates (21, 22) are stacked via an air layer (32), and the windward end and the leeward end of a thin plate (21) arranged closest to an object are targeted. By bending each to the object side, a leg 23 is formed, the tip of which is in contact with the object. [Selection] Figure 2
Description
本考案は、生産プロセスのように高温にさらされる環境において物品の識別に使用される耐熱RFIDタグに関する。 The present invention relates to a heat-resistant RFID tag used for identification of an article in an environment exposed to a high temperature such as a production process.
近年、物品の識別にRFIDタグ(Radio Frequency IDentificationタグ)が多用されている。このRFIDタグの使用温度範囲は、このRFIDタグを構成する半導体チップや樹脂製フィルム状基板などの耐熱性能に基づいており、通常、−40℃〜85℃の温度範囲内に制限されている。仮に、RFIDタグを高温下で使用すると、半導体チップに含まれる回路の破壊や記憶データの消去が生じたり、フィルム状基板に皺(しわ)が生じたり、溶融したりする虞がある。 In recent years, RFID tags (Radio Frequency IDentification tags) are frequently used for identification of articles. The operating temperature range of the RFID tag is based on the heat resistance performance of a semiconductor chip or a resin film-like substrate constituting the RFID tag, and is normally limited to a temperature range of −40 ° C. to 85 ° C. If the RFID tag is used at a high temperature, the circuit included in the semiconductor chip may be destroyed, the stored data may be erased, wrinkles may be generated on the film substrate, or the film may be melted.
そこで、特許文献1には、所定の間隔をおいて積層された金属製の3枚の薄板と、高温の対象物から最も離れた薄板上に配置された非接触IDタグ本体とを有する非接触IDタグが開示されている。複数の薄板と薄板間の空気層とが非接触IDタグ本体と対象物との間に配置され、対象物からの熱伝導及び放射熱の影響が抑制されるので、非接触IDタグ本体の温度が使用温度範囲内に抑えられ、非接触IDタグを正常に動作させることが可能となる。
Therefore,
ところで、高温の対象物を早期に冷却するために、対象物に風を当てることがある。特許文献1に記載されている非接触IDタグでは、横から風を受けた際に側面に大きな風荷重が発生するので、横転したり、吹き飛ばされたりする虞がある。
By the way, in order to cool a high temperature target object at an early stage, wind may be applied to the target object. In the non-contact ID tag described in
本考案の目的は、横転したり吹き飛ばされたりし難くすることが可能な耐熱RFIDタグを提供することである。 An object of the present invention is to provide a heat-resistant RFID tag that can hardly be tumbled or blown away.
本考案における耐熱RFIDタグは、高温の対象物上に載置された状態で使用され、横から風を受ける耐熱RFIDタグであって、空気層を介して積層された金属製の複数の薄板と、前記対象物に対して最も遠い位置に配置された薄板上に設けられ、データを記憶する半導体チップを備えて非接触でデータの送受信を行うことが可能なタグ本体と、前記対象物に対して最も近い位置に配置された薄板における風上側の端および風下側の端が前記対象物側にそれぞれ折り曲げられることで形成され、先端が前記対象物に接触する脚部と、を有することを特徴とする。 The heat-resistant RFID tag according to the present invention is a heat-resistant RFID tag that is used in a state of being placed on a high-temperature object and receives wind from the side, and includes a plurality of metal thin plates stacked via an air layer, A tag body provided on a thin plate disposed at a position farthest from the object, and provided with a semiconductor chip for storing data and capable of transmitting and receiving data in a non-contact manner; and A leeward end and a leeward end of the thin plate disposed at the closest position are bent to the object side, and a leg portion is in contact with the object. And
上記の構成によれば、耐熱RFIDタグが横から風を受けると、風は対象物と薄板との間、及び、薄板と薄板との間を通過する。その際、風上側の脚部で風が上向きに曲げられて、風上側の脚部が対象物に押し付けられることで、耐熱RFIDタグと対象物との摩擦が増える。これにより、横から風を受けた際に耐熱RFIDタグの側面に大きな風荷重が作用しないので、横転したり吹き飛ばされたりし難くすることができる。 According to the above configuration, when the heat-resistant RFID tag receives wind from the side, the wind passes between the object and the thin plate and between the thin plate and the thin plate. At that time, the wind is bent upward at the windward leg portion, and the windward leg portion is pressed against the object, so that friction between the heat-resistant RFID tag and the object increases. Thereby, when a wind is received from the side, a large wind load does not act on the side surface of the heat-resistant RFID tag, so that it is difficult to roll over or blow away.
また、本考案における耐熱RFIDタグにおいては、前記複数の薄板が前記データを送受信する平面アンテナを構成していてよい。上記の構成によれば、複数の薄板がデータを送受信する平面アンテナを構成しているので、耐熱RFIDタグはタグ本体よりも感度がよくなる。よって、耐熱RFIDタグの送受信距離がタグ本体の送受信距離よりも長くなるので、RFIDリーダがタグ本体を検知できないような距離からでも耐熱RFIDタグを検知することができる。 In the heat-resistant RFID tag according to the present invention, the plurality of thin plates may constitute a planar antenna that transmits and receives the data. According to the above configuration, since the plurality of thin plates constitute a planar antenna that transmits and receives data, the heat-resistant RFID tag is more sensitive than the tag body. Therefore, since the transmission / reception distance of the heat-resistant RFID tag is longer than the transmission / reception distance of the tag body, the heat-resistant RFID tag can be detected even from a distance where the RFID reader cannot detect the tag body.
また、本考案における耐熱RFIDタグにおいては、前記脚部が形成された薄板よりも上方の薄板および前記タグ本体が、水平方向において、2つの前記脚部の間に位置していてよい。上記の構成によれば、複数の耐熱RFIDタグを薄板の積層方向に重ねた際に、脚部が形成された薄板よりも上方の薄板およびタグ本体が、上に隣接する耐熱RFIDタグの2つの脚部の間にすっぽりと収まる。よって、耐熱RFIDタグの保管時に、狭い空間に多数の耐熱RFIDタグを収納することができる。 In the heat-resistant RFID tag according to the present invention, the thin plate above the thin plate on which the leg portion is formed and the tag main body may be positioned between the two leg portions in the horizontal direction. According to the above configuration, when a plurality of heat-resistant RFID tags are stacked in the laminating direction of the thin plates, the thin plate above the thin plate on which the leg portions are formed and the tag body are two adjacent heat-resistant RFID tags. Fits comfortably between legs. Therefore, a large number of heat resistant RFID tags can be stored in a narrow space when the heat resistant RFID tag is stored.
また、本考案における耐熱RFIDタグにおいては、前記複数の薄板がステンレス製であってよい。上記の構成によれば、ステンレスは赤外線(熱線)の放射率および吸収率が波長2500nmにて0.3程度と少ないので、対象物からタグ本体への放射熱の影響を抑制することができる。 In the heat-resistant RFID tag according to the present invention, the plurality of thin plates may be made of stainless steel. According to said structure, since the emissivity and absorption factor of infrared rays (heat ray) are as few as about 0.3 in wavelength 2500nm, stainless steel can suppress the influence of the radiant heat from a target object to a tag main body.
また、本考案における耐熱RFIDタグにおいては、前記複数の薄板がアルミニウム製であってよい。上記の構成によれば、アルミニウムは赤外線(熱線)の放射率および吸収率が波長2500nmにて0.1程度と少ないので、対象物からタグ本体への放射熱の影響を抑制することができる。また、アルミニウムは赤外線の反射率がステンレスより高いので、放射熱を大幅に削減することができて、より大きな断熱性を得ることができる。 In the heat-resistant RFID tag according to the present invention, the plurality of thin plates may be made of aluminum. According to said structure, since the emissivity and absorption factor of infrared rays (heat ray) are as small as about 0.1 in wavelength 2500nm, aluminum can suppress the influence of the radiant heat from a target object to a tag main body. In addition, since aluminum has a higher infrared reflectance than stainless steel, radiant heat can be greatly reduced, and a greater heat insulating property can be obtained.
本考案の耐熱RFIDタグによると、横から風を受けた際に、風上側の脚部で風が上向きに曲げられて、風上側の脚部が対象物に押し付けられることで、耐熱RFIDタグと対象物との摩擦が増える。これにより、横から風を受けた際に耐熱RFIDタグの側面に大きな風荷重が作用しないので、横転したり吹き飛ばされたりし難くすることができる。 According to the heat-resistant RFID tag of the present invention, when the wind is received from the side, the wind is bent upward at the windward leg, and the windward leg is pressed against the object. Increases friction with the object. Thereby, when a wind is received from the side, a large wind load does not act on the side surface of the heat-resistant RFID tag, so that it is difficult to roll over or blow away.
以下、本考案を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(耐熱RFIDタグの構成)
本考案の実施形態による耐熱RFIDタグ1は、高温の対象物10上に載置された状態で使用される。例えば、図1に示すように、耐熱RFIDタグ1は、高温の対象物10であるアルミニウムの熱延コイルの内部に載置される。アルミニウムの熱延コイルは、厚さ10mm程度のアルミニウムを、トイレットペーパーのように円筒形に巻いたものであり、芯の部分の内径はφ600mm程度、外径はφ1400mm程度、奥行きは1600mm程度である。そして、熱間圧延(高温に加熱して圧延)直後の熱延コイルの温度は350℃前後と非常に高い温度である。このような対象物10を早期に冷却するために、ターボファン等により風速1m/s〜20m/sの風が対象物10に当てられる。これにより、耐熱RFIDタグ1は横から風を受けることになる。なお、対象物10はアルミニウムの熱延コイルに限定されず、高温で動作する機械や炉体等であってもよい。
(Configuration of heat-resistant RFID tag)
The heat-
耐熱RFIDタグ1は、図2に示すように、耐熱ベース20と、タグ本体2とを有している。耐熱ベース20は、空気層32を介してZ方向に積層されたステンレス製の2枚の薄板21,22と、ステンレス製の脚部23と、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂製の2本のスペーサ24とを有している。本実施形態の耐熱ベース20は、奥行き200mm、幅100mm、厚さ30mmである。
As shown in FIG. 2, the heat
脚部23は、側面図である図2(a)に示すように、対象物10に対して最も近い位置に配置された薄板21における風上側の端および風下側の端が対象物10側(Z方向の下方)に約30°でそれぞれ折り曲げられることで形成されている。ここで、耐熱RFIDタグ1が横から受ける風の向きはY方向である。これにより、脚部23の先端が対象物10に接触するので、対象物10と薄板21との間に空気層31が形成されることになる。
As shown in FIG. 2A, which is a side view, the
対象物10に対して最も遠い位置に配置された薄板22は、図2(a)に示すように、2枚の分割板22a,22bからなる。これら分割板22a,22bは、所定の間隔をおいて配置されており、それぞれが薄板21上において2つのスペーサ25及び1つのスペーサ24によって支持されている。
The
スペーサ25は、図3に示すように、分割板22a,22bの各々にスリットを設けることにより形成された舌部25aをZ方向に90°折り曲げ、その中央をY方向に90°折り曲げることによってL字状に形成されている。図2において、スペーサ25はそれぞれ薄板21にスポット溶接されている。このように、分割板22a,22bの各々に形成した舌部25aでスペーサ25を形成することで、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。また、スペーサ25を薄板21にスポット溶接することで、耐熱RFIDタグ1をある程度の高さから落としても壊れ難くすることができる。
As shown in FIG. 3, the
スペーサ24及び薄板21には、上下面を貫通するように雌ねじ部が形成されており、この両雌ねじ部と薄板22に形成されたザグリ穴とを合わせ、雄ねじ部をねじ込むことで、スペーサ24が分割板22a,22bと共に薄板21にネジ止めされる。スペーサ25とスペーサ24とにより、2枚の薄板21,22の間には空気層32が形成されることとなる。なお、スペーサ24の材質は、断熱性能がある程度高ければ、PPS樹脂以外の材質から構成されていてもよい。
The
タグ本体2は、上面図である図2(b)に示すように、データを記憶する半導体チップを備えて非接触でデータの送受信を行うUHF帯RFIDインレイ2aを有している。このUHF帯RFIDインレイ2aは、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂等のフィルム上に、銅や銀ペースト等の電気導体でアンテナを構成し、その中央部に半導体チップを搭載したものである。このUHF帯RFIDインレイ2aとして、例えばUPM Raflatac社製のものを使用することができる。本実施形態におけるタグ本体2は、その中央にUHF帯RFIDインレイ2aが実装された、奥行き160mm、幅100mm、厚さ100μmの樹脂製のラベルである。そして、タグ本体2は薄板22の上面に貼り付けられている。具体的には、2枚の分割板22a,22bを跨ぐように2枚の分割板22a,22bの上面の各々に貼り付けられている。ここで、分割板22a,22bの上面には凹凸がないので、ラベル状のタグ本体2を分割板22a,22bに貼り付け易いとともに、分割板22a,22bから剥がし易い。また、タグ本体2は樹脂製であるので破れ難い。なお、タグ本体2は、破れ難い不織布製のラベルであってもよい。また、タグ本体2の接着剤を弱粘性にすることで、張り替えを容易にすることができる。
As shown in FIG. 2B, which is a top view, the tag
ここで、薄板21と分割板22a,22bとは、平面アンテナの一種である、差動パッチアンテナを構成しており、図示しないUHF帯RFIDリーダの送信周波数である953MHzで共振するように設計されている。そして、分割板22a,22bとUHF帯RFIDインレイ2aとはPET樹脂を介して静電容量で接続している。このため、分割板22a,22bに貼られたUHF帯RFIDインレイ2aには、差動パッチアンテナがUHF帯RFIDリーダから受け取った電界が共振により強化された電界が加わる。よって、耐熱RFIDタグ1は、UHF帯RFIDインレイ2aよりも感度がよくなり、耐熱RFIDタグ1の送受信距離がUHF帯RFIDインレイ2aの送受信距離よりも長くなる。なお、分割板22a,22bのサイズ及び両者の間隔は、共振させる周波数に応じて適宜変更してよい。
Here, the
また、図2(a)に示すように、脚部23が形成された薄板21よりも上方の薄板22およびタグ本体2が、水平方向(Y方向)において、2つの脚部23の間に位置している。よって、図4に示すように、複数の耐熱RFIDタグ1を薄板21,22の積層方向(Z方向)に重ねた際に、耐熱RFIDタグ1の薄板22およびタグ本体2が、上に隣接する耐熱RFIDタグ1の2つの脚部23の間にすっぽりと収まる。
Further, as shown in FIG. 2A, the
このような耐熱RFIDタグ1の構成において、対象物10が高温であると、対象物10からの熱伝導と熱線による放射熱によって耐熱RFIDタグ1が対象物10側(すなわち、薄板21側)から順に加熱される。このとき、図2(a)に示すように、対象物10と薄板21との間、及び、薄板21と薄板22との間には、熱抵抗が非常に大きい空気層31,32が存在するので、断熱効果が大きくなっている。そのため、対象物10からの熱がタグ本体2に向かって空気層31、薄板21、空気層32、薄板22の順に伝わっていく際に、対象物10からの熱が冷却される。ここで、脚部23は、先端が対象物10に接触しているが、ステンレスの熱抵抗は比較的大きく、薄板21と対象物10との間の空気層31の熱抵抗も非常に大きいので、脚部23よりも上方の温度は、対象物10よりも低い温度となる。また、分割板22a,22bおよびスペーサ25のステンレスの熱抵抗は比較的大きく、スペーサ24の熱抵抗は非常に大きいので、分割板22a,22bよりも上方の温度は、脚部23の上方よりもさらに低い温度となる。さらに、空気層31,32は外部と連通しており、外部からの風が対象物10と薄板21との間、及び、薄板21と薄板22との間を通過する際に、薄板21,22の表面から熱を奪っていく。これにより、対象物10からの熱伝導及び放射熱の影響が効果的に抑制され、タグ本体2の温度が使用温度範囲内に抑えられるので、耐熱RFIDタグ1は高温条件下で正常に動作する。
In such a configuration of the heat-
また、耐熱RFIDタグ1は、脆くて繊維や粉末が発散し易いイビウール等の断熱材を使用していないので、長期間使用しても周囲の空間を汚すことがない。さらに、耐熱RFIDタグ1が横から風を受けると、風は対象物10と薄板21との間、及び、薄板21と薄板22との間を通過する。その際、風上側の脚部23で風が上向きに曲げられて、風上側の脚部23が対象物10に押し付けられることで、耐熱RFIDタグ1と対象物10との摩擦が増える。これにより、最大20m/sの風が横から当たっても耐熱RFIDタグ1に大きな風荷重が作用しないので、耐熱RFIDタグ1が横転したり吹き飛ばされたりし難くなる。
Moreover, since the heat-
また、複数の薄板21,22がデータを送受信する平面アンテナを構成することにより、耐熱RFIDタグ1の送受信距離がタグ本体2の送受信距離よりも長くなる。これにより、RFIDリーダがタグ本体2を検知できないような距離からでも耐熱RFIDタグ1を検知することができる。
Moreover, the transmission / reception distance of the heat-
また、図4に示すように、複数の耐熱RFIDタグ1をZ方向に重ねた際に、薄板22およびタグ本体2が、上に隣接する耐熱RFIDタグ1の2つの脚部23の間にすっぽりと収まるので、耐熱RFIDタグ1の保管時に、狭い空間に多数の耐熱RFIDタグ1を収納することができる。
As shown in FIG. 4, when a plurality of heat-
また、薄板21,22を構成するステンレスは赤外線(熱線)の放射率および吸収率が波長2500nmにて0.3程度と少ないので、対象物10からの放射熱の影響を好適に抑制することができる。なお、対象物10の温度が350℃以上の高温の場合には、ステンレス製の薄板21,22の表面をニッケル、銅、銀、金等の赤外線の反射率の高い材料でメッキしたり、アルミニウム等でコーティングしたりして、赤外線の反射率を高くすることで、より大きな断熱性を得ることができる。ステンレスの表面をアルミ箔で覆った耐熱RFIDタグ1を試作して温度試験を実施したところ、対象物10の温度が309℃の時、脚部23の温度は150℃、分割板22a,22bの温度は97℃、タグ本体2の温度は78℃であった。つまり、タグ本体2の温度は−40℃〜85℃の使用温度範囲内であった。
Moreover, since the stainless steel which comprises the
また、2枚の薄板21,22は、ステンレスから構成されているが、対象物10の温度が200℃以下の場合には、アルミニウムから構成されていてもよい。アルミニウムは赤外線(熱線)の放射率および吸収率が波長2500nmにて0.1程度であるとともに、赤外線の反射率がステンレスより高いので、放射熱を大幅に削減することができて、より大きな断熱性を得ることができる。
Moreover, although the two
また、2枚の薄板21,22は安価な鉄で構成されていてもよい。この場合、鉄の赤外線(熱線)の反射率はステンレスよりも低いので、表面をニッケル、銅、銀、金等の赤外線の反射率の高い材料で鍍金したり、アルミニウム等でコーティングしてやることが好ましい。また、2枚の薄板21,22は、金、銀および銅等の金属から構成されていてもよい。好ましくは、対象物10からの熱線(赤外線)の放射率および吸収率が0.1以下となるような材質であればよい。こうすれば、対象物10からの放射熱によって薄板21,22が加熱され難くなる。また、耐熱樹脂の表面をアルミ箔で覆った複合材や上述の金属材料をメッキ処理した板材を薄板21,22に採用してもよい。
The two
(効果)
以上のように、本実施形態における耐熱RFIDタグ1によると、耐熱RFIDタグ1が横から風を受けると、風は対象物10と薄板21との間、及び、薄板21と薄板22との間を通過する。その際、風上側の脚部23で風が上向きに曲げられて、風上側の脚部23が対象物10に押し付けられることで、耐熱RFIDタグ1と対象物10との摩擦が増える。これにより、横から風を受けた際に耐熱RFIDタグ1の側面に大きな風荷重が作用しないので、横転したり吹き飛ばされたりし難くすることができる。
(effect)
As described above, according to the heat-
また、複数の薄板21,22がデータを送受信する平面アンテナを構成しているので、耐熱RFIDタグ1はタグ本体2よりも感度がよくなる。よって、耐熱RFIDタグ1の送受信距離がタグ本体2の送受信距離よりも長くなるので、RFIDリーダがタグ本体2を検知できないような距離からでも耐熱RFIDタグ1を検知することができる。
In addition, since the plurality of
また、図4に示すように、複数の耐熱RFIDタグ1をZ方向に重ねた際に、脚部23が形成された薄板21よりも上方の薄板22およびタグ本体2が、上に隣接する耐熱RFIDタグ1の2つの脚部23の間にすっぽりと収まる。よって、耐熱RFIDタグ1の保管時に、狭い空間に多数の耐熱RFIDタグ1を収納することができる。
As shown in FIG. 4, when a plurality of heat-
また、薄板21,22を構成するステンレスは赤外線(熱線)の放射率および吸収率が波長2500nmにて0.3程度と少ないので、対象物10からタグ本体2への放射熱の影響を抑制することができる。なお、薄板21,22がアルミニウム製である場合には、アルミニウムは赤外線の反射率がステンレスより高いので、放射熱を大幅に削減することができて、より大きな断熱性を得ることができる。
Further, the stainless steel constituting the
(本実施形態の変形例)
以上、本考案の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本考案を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、考案の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本考案から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本考案による作用及び効果は、本考案の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
(Modification of this embodiment)
The embodiment of the present invention has been described above, but only a specific example is illustrated, and the present invention is not particularly limited, and a specific configuration and the like can be appropriately changed in design. Further, the actions and effects described in the embodiments of the invention are merely a list of the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.
例えば、上述の実施形態においては、2枚の薄板21,22が積層されているが、3枚以上の薄板が積層されていてもよい。また、薄板22は、3以上の分割板によって構成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, two
1 耐熱RFIDタグ
2 タグ本体
2a UHF帯RFIDインレイ
10 対象物
20 耐熱ベース
21,22 薄板
22a,22b 分割板
23 脚部
24,25 スペーサ
31,32 空気層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
空気層を介して積層された金属製の複数の薄板と、
前記対象物に対して最も遠い位置に配置された薄板上に設けられ、データを記憶する半導体チップを備えて非接触でデータの送受信を行うことが可能なタグ本体と、
前記対象物に対して最も近い位置に配置された薄板における風上側の端および風下側の端が前記対象物側にそれぞれ折り曲げられることで形成され、先端が前記対象物に接触する脚部と、
を有することを特徴とする耐熱RFIDタグ。 A heat-resistant RFID tag that is used while placed on a high-temperature object and receives wind from the side,
A plurality of thin metal plates stacked via an air layer;
A tag body provided on a thin plate disposed at a position farthest from the object, and having a semiconductor chip for storing data and capable of transmitting and receiving data in a contactless manner;
Legs that are formed by bending the windward end and the leeward end of the thin plate disposed at a position closest to the object to the object side, and the tip is in contact with the object;
A heat-resistant RFID tag characterized by comprising:
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JP2010261276 Continuation | 2010-11-24 |
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Cited By (1)
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JP2013058129A (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Kobe Steel Ltd | Wireless ic tag |
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2011
- 2011-02-03 JP JP2011000561U patent/JP3167316U/en not_active Expired - Lifetime
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