JP4820356B2 - ワイヤレス可能な装置 - Google Patents
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Description
本願発明は、無線部品を封入し、この部品を所望の装置の熱可塑性材料製の表面上に固定するための装置及びその製造方法に関し、詳しくは、RFIDタグのような無線部品を封入し、この部品をフィルター又はフィルターカプセル、バイオバッグその他のような所望の装置の熱可塑性の表面上に固定するための装置及びその製造方法に関する。
この問題を解決し得るものとして、RFIDタグのような無線タグの使用が検討されているが、そうしたタグは一般に、カード或いはその他の基材に取り付けられ、全体をエポキシ又はウレタンで封入したある形式の無線中継器及びアンテナを含み、接着材、特には自己接着性の接着材を使用して製品に付着され、特に流路での接着材に関する問題が尚残る他に、接着材は経時劣化し易いので、タグが外れてシステム全体の機能が失われる恐れもある。
この問題に対し、無線識別法と組み合わせての表面加工法(in mold labeling)における最近の進歩により、伝統的な接着式無線タグを排除し、装置自体の内部に無線タグを埋設して無線タグを流体流れから隔絶させるという解決策が示されたが、そのための設備変更はコストを要し、しかもタグと共に改変する各部分毎に固有化されるべきであることがその採用及び実施を遅らせている。
ハウジングはその1つの表面上に、ハウジングを装置に関してセンタリングし且つ装置への取り付けを助成する、2つ又はそれ以上の離間した突起を有することが好ましい。これらの突起は、優先的に溶融してハウジングを装置に取り付けるべく使用されるエネルギー配向体として作用することがもっと好ましい。またこれらの突起は、機械的な取付け上必要な塊状の犠牲材料をも形成する。
結局、ユーザーはプロセス上新たな材料を受け入れる必要が無く、多数の製品に関して無線技法の利益を生かすことができる。
本発明の装置には、この次世代型の無線タグにセンサを組み込むことで、プロセス情報が顧客にリアルタイムで提供されるという更なる利益もある。これらのタグは流体通路中に配置すべきでありながら、その構成上の新規材料が最小である汎用の取付け手段を有する点で高い有益性がある。
好適な熱可塑性材料には、これに限定しないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、EVAコポリマー、アルファオレフィンやメタロセンコポリマー、PFA、MFA、ポリカーボネート、PVCのようなビニルコポリマー、ナイロンのようなポリアミド、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエンスチレン(ABS)、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、及びそれらの混合物が含まれる。
図2には、ハウジング2の凹所6内に位置付けた無線装置8が示される。この実施例では、無線装置はRFIDタグとアンテナとよりなるアセンブリであるが、装置はZigbee、Bluetooth又はWUSB(何れも商標名)のような無線プロトコルを使用する任意の装置であり得る。
次いで、凹所を、好ましくはハウジング2と同じプラスチックから形成したカバー10でシールするが、カバー10は、ハウジングに対して液密態様下にシールされ得るよう、その全体をハウジング2のプラスチックと相容性のものとすべきである。ハウジングのカバー10は別個に又は前成型した部品であり得、熱、超音波、又は振動溶接、接着材、溶剤接合その他によってハウジング2にリム12の位置で取り付けられる。あるいはまた好ましくは、カバーは、無線装置及び凹所を覆って、射出成形による如くして直接成型することができる。
装置の、ハウジング2の閉じた第1表面4又はカバー10(本実施例では表面14として示される)の、図4に示す如き表面14の何れかが、そこに形成した2つ以上の突起16を有し、これらの突起16が表面14から離間する方向に伸延することが好ましい。
ハウジング内の無線装置は、溶剤接合、接着材、超音波又は振動溶接の如き熱接合の如き任意の従来手段によって、又は、突起の熱可塑性材料及び又は装置の熱可塑性材料を放射熱又は誘導加熱することにより、装置の被取付け表面上に取り付けられる。
突起は熱可塑性材料から作製し、超音波又は振動溶接のようなエネルギーベースの加熱により接着させることが好ましい。各突起は、スタビライザー又はセンタリング装置としての働きに加えて、それらが接触配置されるところの装置に隣り合う表面位置でエネルギー配向体としても作用し且つ優先的にエネルギーを吸収して、ハウジングと装置との間に熱可塑性プラスチックの溶融接合部を形成する。この実施例では、ハウジング及びハウジングを取り付ける装置の熱可塑性材料は相容性のものとすべきであり、相互に接合され得るべきである。別の実施例では前記各熱可塑性材料は相容性を有し、突起の融点は装置表面のそれよりも低い。また別の実施例では熱可塑性材料は同一のものである。
突起形状は、図6A〜図6Dにその幾つかを示すようなその他の形状とすることもできる。突起は、図6Aに16Dで示す円形、図6Bに16Eで示す楕円形、図6Cの16Fで示すピラミッド形、図6Dに16Gで示す矩形又は四角形に形成され得るが、その他の形状としても良い。図6A及び図6Dでは突起は4つであるが、図6B及び図6Cでは2つである。突起は図6Eに示すように5つとしても良い。突起はその他の数でも設け得る。
第1の方法では、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、を有するハウジングから成る熱可塑性材料製の装置を前成形し、次いで、少なくとも1つの凹所内にRFIDチップ及びアンテナのような無線部品を配置する。無線部品は単に緩く締着(laced)され、又は所望であれば、ホットメルト熱可塑性材料の如き接着材を用いて然るべく接着する。次いで、少なくとも1つの凹所及び無線部品にカバーをオーバーモールド成型して熱可塑性材料で無線部品を封入すると共に、ハウジングの第2の外面を形成する。ハウジングの第1の外面又は第2の外面の何れかが、この外面から離間する方向に伸延する2つ以上の離間した突起を有する。
本発明の一部分として、当業者に良く知られたその他の方法を使用することができる。
本例では、リード/ライトチップから形成したRFIDタグ及びアンテナから成り、フランス国のTagsysS.A.社からカタログアイテムArio(商標名)SM−ISO RFIDタグとして入手可能な無線装置を選択した。この無線装置は幅14mm、長さ14mm、高さ2mmであった。
ハウジングはキャビティを有し、キャビティの内側寸法は無線装置の寸法よりも若干大きく、ポリプロピレンから形成した。
無線装置をハウジングに挿入するに先立ち、Tagsys社から入手可能な手持ち型リーダーを用いて装置の読み取り試験を実施した。
射出成型器を使用してカバーを、ハウジングのキャビティ内の無線装置を封入するようにキャビティ内に形成した。
ハウジングの、キャビティ開口に対向する外面は、図4に示すそれと類似の、丸味付けした矩形形態の3本の突起を有していた。
ハウジングを、マサチューセッツ州Billericaのミリポア社から入手可能なSHFの熱可塑性材料(ポリプロピレン)製の外面に接触する状態で配置し、ハウジングとこの外面との間に圧力を加えつつ、標準の振動熱溶接を使用して、各突起とハウジングとを約1分間加熱してフィルターの外面に接合させた。次いで振動を停止し、フィルターとハウジングとを冷却させ、次いで無線装置を試験し、情報の読み書きの何れも可能であることを確認した。
4 閉じた第1表面
6 凹所
8 無線装置
10 カバー
12 リム
14 表面
16A、16B、16C、16D 突起
18 平坦部
20 丸味付け表面
Claims (12)
- 熱可塑性材料製の装置内の無線電子部品を熱可塑性材料製のアセンブリに取り付けるための方法であって、
a.実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、を有するハウジングから成る熱可塑性材料製の装置を形成すること、
b.無線電子部品を前記少なくとも1つの凹所に配置すること、
c.該少なくとも1つの凹所と、無線電子部品とを熱可塑性材料でオーバーモールド成型して無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成し、ハウジングの第1の外面及び第2の外面の何れか一方が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一である3つの突起を有する様にすること、
d.装置の2つ以上の前記突起を熱可塑性材料製のアセンブリに接触する状態で保持すると共に、該2つ以上の突起を少なくとも部分的に溶融させて熱可塑性材料製のアセンブリと装置の熱可塑性材料との間に接合部を形成すること、
を含む方法。 - 3つの突起が、装置をセンタリングし且つ装置を熱可塑性材料製のアセンブリに熱的に接合させるためのエネルギー配向体として作用する請求項1の方法。
- 熱可塑性材料製のアセンブリが、フィルターカセット、フィルターカートリッジ、フィルターハウジング、バイオバッグ、サンプリング装置、弁、コネクタ、管及びそれらの組み合わせから成る群から選択される請求項1の方法。
- 突起が、振動溶接、超音波溶接、熱放射、から成る群から選択した方法により生じさせた熱を使用して熱可塑性材料製のアセンブリの熱可塑性材料に接合される請求項1の方法。
- 無線電子部品を表面に取り付けるための装置であって、
実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該少なくとも1つの凹所内に維持した無線電子部品と、を有する熱可塑性材料製のハウジングと、
前記少なくとも1つの凹所とハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーとを含み、
前記ハウジングの第1の外面及び第2の外面の何れか一方が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起の寸法形状が同一である3つの突起を有する装置。 - 無線電子部品を熱可塑性材料製の表面に取り付けるための装置であって、
実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該少なくとも1つの凹所内に維持した無線電子部品と、を有する熱可塑性材料製のハウジングと、
前記少なくとも1つの凹所とハウジングとに取り付けられ、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型されたカバーとを含み、
ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をセンタリングし且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有する装置。 - 熱可塑性材料製のハウジングの内部に収納したフィルターカートリッジを含むフィルター装置であって、
前記ハウジングが、該ハウジングの内部への入口と、フィルターカートリッジの外側部分と、該フィルターカートリッジの出口に液密態様下に取り付けた出口と、を有し、
ハウジングの熱可塑性材料製の表面に接合した、無線電子部品取り付け用の装置にして、熱可塑性材料製の部品ハウジングから形成され、該部品ハウジングが、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該凹所内に維持した無線電子部品とを有する装置と、
前記少なくとも1つの凹所と部品ハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーと、
を含み、
ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をセンタリングし且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有するフィルター装置。 - 1片又は複数片のフィルムから形成され、中央に閉じたキャビティを有するバッグを含み、1つ以上の熱可塑性材料から形成したバイオバッグであって、前記キャビティに関して液密態様下に設けた1つ以上の入口及び1つ以上の出口と、該バイオバッグの熱可塑性材料製の表面に接合する、無線電子部品取り付け用の装置にして、熱可塑性材料製の部品ハウジングから構成され、該部品ハウジングが、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該凹所内に維持した無線電子部品とを有する装置と、前記少なくとも1つの凹所と部品ハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーと、を含み、ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をセンタリングし且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有するバイオバッグ。
- フィルター装置であって、
1つ以上の多孔質のフィルター層によって包囲した多孔質のコアから形成されるフィルターカートリッジと、
1つ以上のフィルター層から離間され且つ該フィルター層を包囲する熱可塑性材料製の外側ケージと、
該外側ケージの第1端部を覆って形成した閉じた上部キャップと、
1つ以上のフィルター層及びコアと、
該コアとインライン配置した開口を有し、ケージの第2端部を覆って形成した第2の端部キャップと、
を有し、
前記1つ以上のフィルター層と、コアと、ケージとが、該1つ以上のフィルター層の外面に関する一連の入口と、第2端部キャップの開口に取り付けた出口とを有し、
前記入口及び出口の全てが液密構成を有し、
外側ケージの熱可塑性材料製の表面に接合する、無線電子部品取り付け用の装置にして、熱可塑性材料製の部品ハウジングから形成され、該部品ハウジングが、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該凹所内に維持される無線電子部品とを有する装置と、
前記少なくとも1つの凹所と部品ハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーと、
を含み、
ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をセンタリングし且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有するフィルター装置。 - 廃棄性のコネクタアセンブリであって、
環境に対して選択的に開閉可能な第1端部を有するコネクタにして、該第1端部の下流側の胴部にして、第1端部が開放位置にある時は流体を通過させ得る穿孔と、第1端部の下流側の胴部の一部分の第2端部にして、管の第1端位置に取り付けた第2端部とを有し、前記管の第2端が、フィルターカプセルと、バッグと、廃棄性の第2のコネクタから成る群から選択した装置に取り付けた胴部と、熱可塑性材料から構成した外側部分を少なくとも有するコネクタと、
該コネクタの熱可塑性材料部分に接合した、無線電子部品取り付け用の装置にして、熱可塑性材料製の部品ハウジングから構成され、該部品ハウジングが、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該凹所内に維持される無線電子部品と、を有する装置と、
前記少なくとも1つの凹所と部品ハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーと、
を含み、
ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をセンタリングし且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有するコネクタアセンブリ。 - 廃棄性のサンプリング装置であって、
第1端部及び第2端部を有するサンプリング針と、
第1端部及び第2端部を有する管にして、該管の第1端部がサンプリング針の第2端部に連結され、管の第2端部が熱可塑性材料製の1つ以上のサンプルバッグに連結されてサンプル針の第1端部から該1つ以上のサンプルバッグへの流路を確立する管と、
無線電子部品取り付け用の装置にして、サンプルバッグの熱可塑性材料製の表面に接合され、熱可塑性材料製の部品ハウジングから形成され、該部品ハウジングが、実質的に平坦な第1の閉じた内面と、第1の外面と、無線電子部品を保持するための少なくとも1つの凹所と、該凹所内に維持される無線電子部品とを有する装置と、
前記少なくとも1つの凹所と部品ハウジングとに取り付けたカバーにして、無線電子部品を封入すると共にハウジングの第2の外面を形成するようにオーバーモールド成型したカバーと、
を含み、
ハウジングの前記第1の外面と、第2の外面とから成る群から選択した1つの外面が、該外面から離れる方向に伸延する3つの離間した突起にして、中央の前記突起が他の2つの突起とその高さ及び長さにおける寸法及びその他ディメンションが異なり、前記他の2つの突起が同一の寸法形状が同一であり且つ装置をアセンブリに熱的に接合するためのエネルギー配向体として作用する3つの突起を有する廃棄性のサンプリング装置。 - 部品ハウジングの熱可塑性材料と、該部品ハウジングを取り付けるコネクタアセンブリの熱可塑性材料とが相容性を有する請求項1の方法。
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