JP7003592B2 - コイン型ｉｃタグ - Google Patents

Description

本発明は、通信によるデータを記録したり、記録データを送信したりすることのできる非接触ＩＣタグに関し、さらに詳しくは、例えば、パチンコ遊技場において、パチンコあるいはスロットルマシン（パチスロ）の遊技に使用されるパチンコ球やメダルのような払出し用媒体（貨幣の代替え）として使用可能なコイン型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コイン型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る。

このようなコイン型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り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コイン型ＩＣタグを作製すると、重量が数分の１となってしまう。コイン型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、コイン型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。

上記の問題点を解決する技術として、樹脂材料として高比重の成分を含む材料を使用することによってそのようなコイン型ＩＣタグの重量を増加させる方法や、アンテナの構造を改良することによってこの通信距離の問題の解決を図る方法が特許文献１および２に提案されている。

また、ＩＣタグは非接触で情報の読み取りや書込みが可能であるため、入退室管理や通勤定期などのほか、スキー場、海水浴場、レジャーランドなど様々な場面で使用されるようになっている。そのため、様々な異なる環境に晒されることになり、ＩＣタグにはより高い耐久性が求められている。例えば、リーダ・ライタやその他の硬い物体と接触したり、衝突した場合であっても、ＩＣタグが傷付いたり、損傷したりすることがない高い耐久性・耐衝撃性が求められている。

そのため、例えばコイン型ＩＣタグの周囲を金属リングの様な硬い材料で保護することが考えられるが、単に金属リングを使用したのでは、金属リングに電波により渦電流が誘起されるため電波が弱められることにより、コイン型ＩＣタグの通信可能距離が著しく短くなってしまう問題がある。その問題を解決する技術として、特許文献３には、図２に例示した様に、樹脂モールドされたインレット３を保護する金属保護リング２－３の一部を切断し切欠き部１－３を形成することによって金属保護リング２－３が閉ループを形成できなくする事によって、渦電流の発生による通信可能距離の短縮化を抑制したコイン型ＩＣタグ１０－３が開示されている。

この技術は、高い耐久性と耐衝撃性を備え、且つ通信可能距離が短縮する問題も克服し
た優れた技術であるが、例えばこのコイン型ＩＣタグが落下した際、金属リングの切断部（切欠き部とも称する。）に隙間が形成されているため、金属リングの機械的な強度が低下し、金属リングは元の形状を維持できず、変形しやすくなる。そのため、金属保護リングの内側に配置されている樹脂モールドされたインレットに強い応力が加わる可能性がある。例えば、落下などによって強い撃力などの力が加わるとコイン型ＩＣタグのインレットをモールドしている樹脂が破損する虞が出てくる。

特開２００２－７９８９号公報 特開２００３－３３１２５０号公報 特開平５－５０７９０号公報

上記の事情に鑑み、本発明は切欠き部を持つ金属保護リングによって保護されたコイン型ＩＣタグに強い力が加わっても、破損する虞が無いコイン型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、本発明の第一の態様は、コイン型の樹脂モールドされたインレットの外周部に切欠き部を持つ金属保護リングを備えたコイン型ＩＣタグにおいて、
その切欠き部には、切欠き部に挿入され固定された絶縁性の支持体が備えられており、
金属保護リングの切欠き部において対面する断面が、金属保護リングの中心に向って開いた斜面または曲面であることを特徴とするコイン型ＩＣタグである。

コイン型の樹脂モールドされたインレットの外周部に備えられた金属保護リングの切欠き部の対面する断面が金属保護リングの中心に向って開いた斜面または曲面であると、断面が金属保護リングの円周方向に直交する平面である場合、あるいは切欠き部の対面する断面が直方体の相対する面であるような場合、に比べその表面積が増大する。その結果、その斜面または曲面が形成する空間に挿入・固定された絶縁性の支持体が金属保護リングから受ける応力が低減し、金属保護リングが強い力を受けても、支持体は破損し難くなる。そのため、より強い力が金属保護リングに加わっても切欠き部は支持体に支えられ、金属保護リングの内側にある樹脂モールドされたインレットに外力が加わり損傷を受ける虞が低減される。

また、第二の態様は、前記絶縁性の支持体が、樹脂、セラミック、ガラスのいずれか１種または２種以上を組み合わせた材料、または絶縁性材料で被覆された金属からなることを特徴とする第一の態様に記載のコイン型ＩＣタグである。

絶縁性の支持体が、樹脂、セラミック、ガラス等の高い電気的な絶縁性を備え、且つ硬い材料により形成されていることにより、金属保護リングに強い外力が作用しても、支持体の変形は小さく抑えられる。そのため、金属保護リングの金属保護リングの内側にある樹脂モールドされたインレットに外力が加わり損傷を受けることはない。支持体として金属を使用する場合は、その表面が絶縁性材料で被覆されていることにより、金属保護リング切欠き部における絶縁性が保持できるため、使用可能となる。

本発明のコイン型ＩＣタグによれば、コイン形状の樹脂モールドされたインレットの外周部に金属保護リングの一部が切断された切欠き部を備えられており、且つその切欠き部には絶縁性の支持体が挿入され固定されているため、切欠き部の両側にある金属保護リングの切断面が互いに近接する方向に移動することがない。そのため、金属保護リングの内側に配置されている樹脂モールドされたインレットに強い外力が加わる事が無く、例え金属保護リングに強い外力が加えられた場合でも、インレットが損傷を受けることはない。また、金属保護リングの切欠き部に絶縁性の支持体が挿入されているため、このコイン型ＩＣタグの通信可能距離が短くなることはない。

本発明のコイン型ＩＣタグの上面図を例示した説明図である。 従来のコイン型ＩＣタグの上面図を例示した説明図である。

＜第一の実施形態＞
本発明のコイン型ＩＣタグの第一の実施形態について、図１（ａ）を用いて説明する。
本発明のコイン型ＩＣタグ１０－１は、コイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部に金属保護リング２－１を備えたコイン型ＩＣタグである。
金属保護リング２－１は、金属保護リング２－１の一部が切断された切欠き部１－１を備えている。その切欠き部１－１の対面する断面が形成する空間には、絶縁性の支持体４－１が挿入され固定されている。
金属保護リング２－１の切欠き部１－１において対面する断面が、金属保護リング２－１の中心に向って開いた斜面または曲面であることが特徴である。

絶縁性の支持体４－１が挿入されている切欠き部１－１の対面する断面が、金属保護リング２－１の中心に向って開いた斜面または曲面であることにより、金属保護リング２－１の円周方向にほぼ直交する面に平行な断面である場合と比べ、断面の面積が広くなる。そのため、断面の単位面積当りにかかる力が弱くなり、より大きな力が金属保護リング２－１にかかっても、その力が金属保護リング２－１で支えられ、内側のコイン型の樹脂モールドされたインレット３にかかることはなく、保護される。

また、金属保護リング２－１の切欠き部１－１において対面する断面が、金属保護リング２－１の中心に向って開いた斜面または曲面である場合、金属保護リング２－１にかかる力により、絶縁性の支持体４－１は内側のコイン型の樹脂モールドされたインレット３側に押出される方向に力を受ける。仮に絶縁性の支持体４－１が押出すことが可能な力が加わっても、インレット３に当接するため、絶縁性の支持体４－１が押出されることはない。

また、金属保護リング２－１の切欠き部１－１において対面する断面には、互いに嵌め合い関係となる凹凸構造が形成されていても構わない。例えば、一方が凹型、他方が凸型、出会っても良いし、一方が柱の継ぎ手と同様の構造である、相欠け継ぎ、いすか継ぎ、腰掛け蟻継ぎ、等の継ぎ手の構造を有していても構わない。

本発明のコイン型ＩＣタグ１０－１の製造方法については、従来の製造方法を好適に使用可能である。
コイン型の樹脂モールドされたインレット３は、例えば、コイン型である薄い円柱形の金型に、ＩＣチップが接続されたアンテナからなるインレットを装着し、金型を閉じた後、溶融した樹脂を金型の内部に注入し、樹脂が固化してから金型を開いて樹脂モールドされたインレット３を製造することができる。

一方、金属保護リングは、コイン型の樹脂モールドされたインレット３の外形寸法に合せて作製した金属リングの円弧の一部を数十μｍ～数ｍｍ程度の幅で切断してまず切断部を作製することができる。金属リングを切断後、金属リングの切断面の形状を加工することによって、切欠き部１－１とする事ができる。例えば金属リングの中心に向って開いた斜面や曲面を形成する場合は、金属リングの切断面の内側から、バイトを用いて切削加工しても良いし、グラインダーを用いて削っても良い。曲面を形成する場合も同様の加工手段を使用して形成することができる。金属リングの中心から外側に向って開いた斜面や曲面を形成する場合も同様である。また、金属リングを切断した面に、別工程で作製した斜面や曲面を備えた部材を切断面に接着しても構わない。

この様にして作製した金属保護リングを押し広げ、コイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部に配置した後、元に戻すことによって、コイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部に金属保護リングを嵌め込むことができる。金属保護リングがコイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部から外れない様にするため、接着剤で接着しても良いし、あるいは、コイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部に凸部または凹部を形成しておき、丁度その凹凸関係が逆の凹凸形状を、金属保護リングの内側に形成しておいても構わない。

この様にしてコイン型の樹脂モールドされたインレット３の外周部に金属保護リングを嵌め込んで固定した後、金属保護リングの切欠き部１－１に絶縁性の支持体４－１を形成することによって、本発明のコイン型ＩＣタグ１０－１を完成させることができる。絶縁性の支持体４－１は、例えば樹脂やセラミックやガラスなどからなる嵌め込み部材を作製しておき、それを切欠き部１－１に嵌め込んで接着しても良いし、或いはエポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂を切欠き部１－１に溶融固化させても構わない。前者は切欠き部１－１の切断した幅が数ｍｍオーダーの時に好適に使用する事ができる。後者の場合は切断した幅が数十μｍオーダーの狭い場合に適する。なお、以上の内容は次に説明する第二の実施形態においても同様である。

以上で説明した製造方法はこれに限定するものではない。本発明のコイン型ＩＣタグの構成が実現できる方法であれば、どのような製造方法を行っても構わない。

＜第二の実施形態＞
本発明のコイン型ＩＣタグの第二の実施形態について、図１（ｂ）を用いて説明する。
本発明の第二の実施形態のコイン型ＩＣタグ１０－２が第一の実施形態と異なる点は、金属保護リング２－２の切欠き部１－２において対面する断面が、金属保護リング２－２の中心から外側に向って開いた斜面または曲面であることが特徴である。

金属保護リング２－２内側のコイン型の樹脂モールドされたインレット３は、第一の実施形態と同じである。

金属保護リング２－２の切欠き部１－２において対面する断面が、金属保護リング２－２の中心から外側に向って開いた斜面または曲面であるため、切欠き部１－２に挿入または充填された絶縁性の支持体４－２を押出す力以上の力が金属保護リング２－２に加わると、絶縁性の支持体４－２は、金属保護リング２－２の外側に向って押出される。そのため、切欠き部１－２は押し縮められ、金属保護リング２－２に加えられた力が樹脂モールドされたインレット３に加わることとなるため、損傷を受ける虞がある。

しかしながら、第一の実施形態と同様に、絶縁性の支持体４－２が挿入されている切欠き部１－２の対面する断面が、金属保護リング２－２の中心から外側に向って開いた斜面または曲面であることにより、金属保護リング２－２の円周方向にほぼ直交する面に平行な断面である場合と比べ、断面の面積が広くなる。そのため、断面の単位面積当りにかかる力が弱くなり、より大きな力が金属保護リング２－２にかかっても、その力が金属保護リング２－２で支えられ、内側のコイン型の樹脂モールドされたインレット３にかかることはなく、保護される。

なお、本発明の第一の実施形態および第二の実施形態において、絶縁性の支持体４－１、４－２が、樹脂、セラミック、ガラスのいずれか１種または２種以上を組み合わせた材料、または絶縁性材料で被覆された金属から形成されていても良い。

金属保護リング２－１、２－２の円周方向に渦電流が流れなくできることが必要であり、そのためには少なくとも電気的な絶縁体であれば良い。また、ゴムの様に容易に伸び縮みする材料ではなく、樹脂、セラミック、ガラスなどの固体であれば好適に使用することができる。また金属であっても表面を絶縁材料で被覆したものであれば使用可能である。

第二の実施形態におけるコイン型ＩＣタグ１０－２の製造方法も、第一の実施形態におけるコイン型ＩＣタグ１０－１の製造方法と同様に実施することができる。異なる点は、切欠き部１－２の形状である。加工時に金属保護リング２－２の切欠き部１－２において対面する断面が、金属保護リング２－２の中心から外側に向って開いた斜面または曲面となるように加工すれば良い。またはその様な形状の部材を使用すれば良い。それ以外は、第一の実施形態と同様である。

１－１、１－２、１－３・・・切欠き部
２－１、２－２、２－３・・・金属保護リング
３・・・樹脂モールドされたインレット
４－１、４－２・・・（切欠き部に充填された）絶縁性の支持体
１０－１、１０－２、１０－３・・・コイン型ＩＣタグ

Claims (2)

1. コイン型の樹脂モールドされたインレットの外周部に切欠き部を持つ金属保護リングを備えたコイン型ＩＣタグにおいて、
   その切欠き部には、切欠き部に挿入され固定された絶縁性の支持体が備えられており、
   金属保護リングの切欠き部において対面する断面が、金属保護リングの中心に向って開いた斜面または曲面であることを特徴とするコイン型ＩＣタグ。
2. 前記絶縁性の支持体が、樹脂、セラミック、ガラスのいずれか１種または２種以上を組み合わせた材料、または絶縁性材料で被覆された金属からなることを特徴とする請求項１に記載のコイン型ＩＣタグ。
   

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