KR100627164B1

KR100627164B1 - Ｒｆｉｄ용 아일렛

Info

Publication number: KR100627164B1
Application number: KR1020040030899A
Authority: KR
Inventors: 유용웅; 유재형
Original assignee: (주)알에프캠프
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2006-09-25
Also published as: KR20050105675A

Abstract

비접촉식 식별 기능을 수행할 수 있는 RFID용 아일렛이 개시된다. RFID용 아일렛은 와셔홀이 형성된 아일렛 와셔, 대상물을 사이에 두고 상기 아일렛 와셔에 대향하게 배치되며 와셔홀을 통해 아일렛 와셔에 고정되는 아일렛 베이스 및 대상물과 함께 아일렛 와셔와 아일렛 베이스 사이에 개재되는 RFID 모듈을 포함한다. RFID 모듈이 아일렛 사이에 개재시킴으로써 RFID 모듈을 쉽게 고정시켜 보호할 수 있으며, 종래의 아일렛 기능에 RFID 기능을 부여하여 RFID 태그의 적용 범위를 다양하게 확장시킬 수 있고, 종래의 아일렛 체결 장치를 그대로 이용할 수 있어 추가적인 비용 부담 없이 저렴하게 RFID 태그를 생산할 수가 있다.

Description

ＲＦＩＤ용 아일렛{EYELET FOR A RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이다.

도 2는 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 3은 제1 실시예에 따른 RFID 와셔의 구조를 설명하기 위해 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 부분 확대 단면도이다.

도 4는 제1 실시예와 유사한 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID용 아일렛을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.

도 5는 제1 실시예와 유사한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID용 아일렛을 설명하기 위한 단면도로서,

도 6은 제1 실시예와 유사한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 RFID 와셔를 설명하기 위한 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이다.

도 8은 제2 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이다.

도 10은 제3 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 설명하기 위한 저면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 200：RFID용 아일렛 110, 210：RFID 와셔

112, 212：아일렛 기판 114, 214：와셔홀

116. 216：안테나부 118, 218：RFID 칩

120, 220：아일렛 베이스 125, 225：림(rim)

130, 230：바렐부(barrel) 136, 236：권취부

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 기술을 이용한 태그에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 식별이 필요한 대상물의 종류 및 형상 등과 무관하게 적용될 수 있으며, 다양한 용도로 사용될 수 있는 RFID용 태그에 관한 것이다.

RFID 태그는 일반적으로 안테나 및 IC칩으로 이루어져 외부의 리딩 장치와 소정의 데이터를 송수신하는 장치를 의미하며, 다르게는 트랜스폰더(transponder)라고도 한다. RFID 태그는 고주파를 이용하는 비접촉 방식에 따라 외부의 리더-라이터장치(reader-writer device)와 필요한 데이터를 송수신할 수가 있다. 일 예로 RFID 태그는 비접촉 방식이라는 특성상 물품의 관리 등에 사용되고 있으며, 통화 결제를 위한 IC 카드나 통행권 등의 용도로 다양하게 사용되고 있다. 이들 RFID 태 그는 리더-라이터장치와 비접촉 방식에 의해서 필요한 데이터를 송수신할 수 있으며, 일부 방식에 따라서는 리더-라이터장치에서 발생하는 고주파를 이용하여 유도 전류를 생성할 수 있기 때문에 별도의 배터리 없이도 작동할 수 있다는 장점을 갖는다.

상기의 [표 1]에 정리된 바와 같이, RFID 기술을 이용한 식별 방법으로는 태그 자체를 사용하는 방법, 라미네이팅에 의해 제작된 카드에 일체화 시키는 방법, 스티커와 같은 접착 매개체을 이용한 방법 및 몰딩을 통해 태그를 일체로 성형화하는 방법 등이 있다. 하지만, 소포나 의류 등에 태그를 사용하는 방법은 체결이 용이하고 재사용이 가능하다는 장점이 있으나, 분실 또는 유실 등의 위험이 있으며 외부 충격에 의해서 태그가 쉽게 손상될 수가 있다는 단점을 갖는다. 또한, 몰딩을 통해 성형된 태그는 내부의 RFID 모듈을 보호하여 열악한 환경에서도 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 일단 몰딩으로 제작된 태그는 재활용이 불가능하고 몰딩을 통한 성형 가공이 어렵다는 단점을 갖는다.

이미 언급한 바와 같이, RFID 태그는 안테나부 및 IC칩으로 구성된다. 기본적으로 PVC, PCB, PE, PA 등 각종 플라스틱 재질로 이루어진 시트가 사용되며, 상기 시트는 약 100㎛ 이내의 두께로 형성되어 안테나부(Antenna)가 형성되는 기판을 제공한다. 안테나부의 도선은 칩과 함께 시트 상에 장착되거나 시트 외부의 칩과 Direct Bonding 방식 또는 임베딩(embedding) 방식에 의해서 연결될 수 있다.

일반적으로, RFID 태그의 크기는 칩(Chip)의 사이즈, 안테나(Antenna)의 크기, 공정에 대한 기술 숙련도, 능동/수동 (Active/Passive) 방식에 따른 배터리의 사용 여부 등에 의해서 결정되나, 최근 들어 칩의 사이즈 및 기술 숙련도에 대한 기술 수준이 현저하게 증가하여 RFID 태그의 크기는 주로 안테나의 크기에 의존하여 결정되고 있다. 따라서, 리더-라이터장치에서 요구되는 감지 범위에 따라 안테나의 크기가 결정되고 있으며, 결정된 안테나의 크기에 따라 태그의 크기가 증가 또는 감소할 수 있다. 이외에도 안테나의 크기는 사용되는 주파수의 고저에 따라 결정될 수 있다. 근래에 사용되고 있는 기존의RFID 채용 주파수는 약 13.56 MHz대 이하이기 때문에 안테나의 길이 및 외부 하우징에 대한 재질의 제한이 있다. 하지만, 앞으로는 RFID용 통신 주파수를 약 900MHz대 이상으로 사용하는 노력이 진행될 것이며, 이 경우 RFID 태그의 크기를 대폭 축소할 수 있을 것으로 예상되고 있으며, 형상이나 크기에 대한 제한 없이 다양한 형태의 RFID 태그의 구현이 가능하게 될 것이라 예상되고 있기는 하다.

하지만, 종래의 RFID 태그 중 체결이나 장착이 용이한 것은 그에 상응하여 RFID 태그의 분실이나 이탈의 우려가 많다는 문제점이 있으며, 태그에서 RFID 모듈을 분리하여 재사용할 수 있으나 주변 환경에 노출되어 외적 영향을 많이 받을 수 있다는 문제점도 있다. 또한, 주변의 열악한 환경으로부터 RFID 모듈을 보호하기 위해 아예 RFID 모듈을 몰딩 성형으로 차단하는 RFID 태그가 개시되어 있으나, 인젝션 몰딩 등을 이용하기 때문에 성형 과정이 복잡하고, RFID 태그를 제작하기 위한 제조 단가가 높아져 비경제적이며, 일단 인젝션 몰딩을 통해 제작된 태그에서 RFID 모듈을 분리하여 재사용하는 것은 거의 불가능하기 때문에 사용 과정 자체가 소모적이라는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 일 목적은 태그를 용이하게 체결 또는 장착할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이며, 태그를 용이하게 분리 또는 해체시킬 수 있어 RFID 모듈을 다른 용도로 재사용할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 RFID 모듈을 외부의 열악한 환경으로부터 효과적으로 보호하고, 태그 자체가 차지하는 공간 및 비율을 최소화시킬 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 RFID 태그 이외의 용도로도 다양하게 사용될 수 있으며, 종래의 체결 장치를 그대로 이용할 수 있어 별도로 추가해야 하는 설치 부담을 최소화할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 RFID 모듈을 고정 및 보호하는 동시에 RFID 모듈 및 리더-라이터장치 간의 원활한 통신을 방해하지 않고, 외부의 충격으로부터 RFID 모듈을 보호할 수 있는 RFID용 태그를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 형상, 모양 및 색상을 표현할 수 있는 구조를 가지며, 태그 이외의 목적으로도 유용하게 사용될 수 있는 구조의 RFID용 태그를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, RFID용 아일렛은 RFID 와셔(RFID washer) 및 아일렛 베이스(eyelet base)를 포함한다.

일반적으로 아일렛은 대상물을 사이에 두고 양측에서 고정되는 아일렛 와셔 및 아일렛 베이스로 구성되며, 아일렛 와셔는 암놈(female)으로서 내부에 형성된 와셔홀을 포함하고, 아일렛 베이스는 숫놈(male)으로서 림 및 바렐부를 포함하여 대상물을 사이에 두고 아일렛 와셔에 대향하게 배치되고 아일렛 와셔에 고정된다. 바렐부는 원통형, 분리된 원통형 또는 레그(leg)형 등으로 형성되며, 대상물 및 와셔홀을 통과하여 아일렛 와셔에 고정된다. 본 명세서에서 아일렛(Eyelet or Grommet)은 단순한 고정구(Fastener)로서의 아일렛 외에도, 종이나 직물과 같이 약한 재질에 형성된 구멍에 강한 재질을 부분적으로 덧대어 상대적으로 강화된 구멍 을 형성하기 위한 목적으로 사용되거나, 의류나 기타 직물 등에 장식적인 요소를 가미하기 위한 목적으로 사용되는 아일렛도 포함된다고 할 것이다.

이렇게 종래의 아일렛은 보통의 아일렛 와셔 및 아일렛 베이스로 구성되지만, 본 발명에 따른 아일렛에서는 RFID 와셔, 즉 RFID 모듈이 아일렛 와셔로 사용되어 아일렛 베이스와 체결되는 것을 특징으로 한다. 기본적으로 RFID 태그를 구성함에 있어 종래의 아일렛(eyelet)의 구조를 응용할 수 있기 때문에 아일렛의 장점 및 RFID 태그의 장점을 모두 얻을 수 있으며, 아일렛 와셔와 RFID 모듈을 일체화시켰기 때문에 장착 및 분리가 간단하고 실제 생활에서 응용될 수 있는 범위가 아주 넓다.

하지만, 일반적으로 아일렛은 알루미늄, 구리 등과 같이 전성 및 연성이 좋은 금속 재질로 구성되고 있으며, 금속이라는 특성상 이러한 금속은 도전성 물질(conductive material)에 해당한다. 도전성 물질은 안테나의 길이 및 사용되는 주파수 고저와 무관하게 RFID 태그 및 리더-라이터장치 간의 원활한 통신을 방해할 수가 있다. 왜냐하면, RFID 태그를 금속면에 부착하거나 아일렛과 같이 금속으로 둘러싸서 보호하는 경우, 전자파에 의해서 생성되는 교류 자계에 의해서 금속 내에 와전류(eddy current)가 발생하게 되고, 이 와전류는 송수신용 자속에 반발하는 자속을 생성하여 송수신용 자속을 감쇠시킴으로써 원활한 통신을 방해하기 때문이다. 특히, 종래에 사용되고 있는 약 13.56 MHz 또는 그 이하인 주파수는 상대적으로 저주파 영역에 해당하며, 이러한 저주파 영역에서의 RFID 태그는 주변의 도전성 물질에 의해서 통신 장애를 받게 되는 경우가 종종 있다.

RFID 와셔는 대상물을 사이에 두고 아일렛 베이스에 대향하게 배치되기 때문에, 아일렛 베이스가 도전성 물질로 구성되어도 전자파에 의한 영향을 적게 받을 수 있으며, 그 결과 본 발명에 따른 RFID용 아일렛은 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역에서도 전자파의 방해 없이 유용하게 사용될 수 있다. 물론, 아일렛 베이스가 플라스틱과 같은 비도전성 물질(nonconductive material)로 구성되거나, RFID 와셔 및 아일렛 베이스 사이에 페라이트(ferrite)와 같은 자성체 차단재를 개재하여 전자파에 의한 방해를 효과적으로 차단할 수도 있다. 본 발명에서 자성체 차단재라 함은 자성체를 이용하여 형성된 차단재라 할 수 있다.

RFID 와셔는 와셔홀을 포함하는 아일렛 기판, 안테나부 및 RFID 회로부를 포함한다. 종래의 아일렛은 수~수십 mm 정도의 작은 크기를 갖지만, RFID 회로를 칩(chip) 형태로 구현하는 것이 가능해지고, 안테나 제작 기술과 같이 RFID 관련 기술이 발전함에 따라 RFID 모듈의 크기를 아일렛의 크기에 맞게 제작할 수가 있다. 또한, RFID 와셔의 크기를 종래의 태그 크기로 제작함으로써 와셔 및 정보 시트, RFID 모듈의 기능을 하나로 종합할 수도 있다.

본 발명에 따른 RFID 용 아일렛은 종래의 아일렛 구조를 이용함으로써 RFID 모듈을 효과적으로 대상물 상에 고정시킬 수 있으며, 일상적으로 사용되고 있는 종래의 아일렛 기능을 유지 및 개선할 수 있고, 종래의 아일렛 체결 장치를 그대로 이용할 수 있어 큰 비용 증가 없이 실제 응용이 가능하여 경제적이기도 하다. 또한, RFID용 아일렛의 제조 및 체결 과정이 간단하고, 아일렛의 생산 설비 시스템이 이미 많이 유포되어 있기 때문에 RFID의 태그 가격을 현저하게 낮출 수 있다는 장점을 갖는다. 게다가, 아일렛은 실제 생활에서 정말로 많은 분야에서 많이 사용되 고 있어 그 적용 분야 및 파급 효과도 엄청나게 성장할 수가 있다.

예를 들어, 현재 항공 또는 기차 화물 등을 식별하기 위해서 사용되는 태그에 고무줄 또는 와이어가 결속되어 있으며, 고무줄 또는 와이어가 결속되는 대부분의 구멍에는 아일렛이 사용되고 있다. 이때 종래의 평범한 아일렛을 RFID용 아일렛으로 교체하여 사용한다면, 화물에 대한 정보를 일일이 확인하지 않아도 자동으로 파악할 수 있으며, 화물의 분실이나 잘못된 배송을 미연에 방지할 수가 있다. 또한, RFID용 아일렛은 외부의 충격이나 기타 가혹한 환경에서도 잘 견디며 내부의 RFID 모듈을 보호할 수가 있고, 고무줄을 이용한 태그로 사용되는 경우에 재사용 등이 가능하여 매우 경제적이다.

이 외에도 의류 및 신발, 차광용 천막, 건설자재용 천막 등과 같이 아일렛이 사용되고 있는 분야는 물론 현재 아일렛이 사용되고 있지 않는 분야라도 종래의 아일렛 체결 장치를 사용하여 다양한 대상물에 RFID용 아일렛을 간단하게 고정할 수 있으며, RFID용 아일렛을 통해 RFID를 이용한 비접촉식 식별 기술을 다양한 분야에 적용할 수가 있다.

앞으로는 RFID용 통신 주파수를 약 900MHz대 이상으로 사용하려는 시도가 진행되고 있으며, 고주파를 사용함으로써 림 또는 아일렛 와셔로부터 안테나부를 노출시킬 필요가 없으며 RFID 태그의 크기를 대폭 축소할 수 있을 것이다. 또한, RFID 아일렛의 형상이나 크기에 대한 제한 없이 다양한 형태의 RFID 태그의 구현이 가능하다. 게다가, 900MHz대 이상의 고주파를 이용하는 하는 경우에는 다이폴(dipole)과 같이 극성이 있는 안테나로도 RFID 기능을 수행할 수가 있다. 다 이폴 안테나는 간단하게는 일정한 길이의 직선 도선으로 구성될 수 있으며, 그 외에도 Ｕ자형 등 다양한 형상으로 형성될 수가 있다. 이때 다이폴 안테나는 역산란 방식을 이용한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이며, 도 2는 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 도시한 부분 단면도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 RFID 와셔의 구조를 설명하기 위해 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 부분 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛(100)은 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)를 포함하며, 대상물(OBJ)은 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120) 사이에 개재되고, 양 부품의 체결에 의해서 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 밀착 고정된다.

RFID 와셔(110)는 와셔홀(114)을 포함하는 아일렛 기판(112), 와셔홀(114)의 주변을 따라 아일렛 기판(112) 상에 형성된 안테나부(116) 및 안테나부(116)와 전기적으로 연결된 RFID 칩(118)을 포함한다.

본 실시예에서 아일렛 기판(112)은 중앙에 형성된 와셔홀(114)을 포함하여 링 형상으로 형성된다. 또한, 아일렛 기판(112)는 PVC, PCB, PE, PA 등과 같은 비 도전성 물질로 구성되며, 굽힘 강도 등을 개선하기 위해 적층 구조를 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 아일렛 기판(112)은 3개의 플라스틱 박판이 상하로 적층되어 형성되며, 플라스틱 박판이 방향성이 있다면 각각의 재질 방향이 상하로 약 90도 각도를 이루도록 교차되면서 적층된다. 이렇게 복수개의 박판을 서로 교차하도록 적층을 하면, 하나의 박판이 갖는 강도의 취약점을 서로 보완할 수 있으며, 적층 구조를 이루는 아일렛 기판(112)의 강도는 크게 개선될 수 있다. 이러한 강도 개선은 RFID 모듈이 아일렛 와셔로 사용되기 때문에 요구되는 중요한 특성 중 하나이다. 또한, RFID 와셔(110)에서 와셔홀(114)의 주변에는 내부 마진(113)이 형성되며, 내부 마진(113)을 통해 아일렛 베이스(120)와 RFID 와셔(110)가 상호 고정된다. 본 실시예에서는 아일렛 기판(112)이 3개의 박판으로 구성되지만, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 아일렛 기판은 복수개의 플라스틱 박판으로 구성될 수가 있다.

아일렛 기판(112) 상의 와셔홀(114) 주변에는 안테나부(116)가 형성된다. 본 실시예에서 안테나부(116)는 전체적으로 링 형상으로 형성되며, 구체적으로는 알루미늄, 철 또는 구리와 같은 도전성 물질이 나선형으로 이어져서 전체적으로 링 형상을 형성한다. 본 명세서에서 나선형이라 함은 기본적으로 원형으로 형성되고 반지름이 조금씩 증가하면서 연속적으로 이어진 전형적인 나선형을 포함하며, 그 외에도 외형적으로는 사각형 또는 육각형과 같은 다각형으로 형성되어 중심으로부터 조금씩 멀어지면서 연속적으로 이어지는 형상도 포함하는 개념으로 사용된다. 또한, 안테나부에서 나선형은 전자를 원활하게 이동시키기 위한 다양한 구조의 형상 도 포함될 수 있다.

본 실시예에서, 안테나부(116)는 와셔홀(114) 주변에서 나선형으로 형성된다. 안테나부(116)를 형성하기 위해 아일렛 기판(112) 상에 구리 박막 또는 알루미늄 박막을 형성하고, 미리 정해진 안테나 패턴에 따라 박막을 에칭(etching)하여 안테나 패턴에 대응하는 안테나부(116)를 형성한다. 이 외에도 임베딩(embedding) 방법에 의해 아일렛 기판(112)에 직접 구리 또는 알루미늄 도선부를 식립하여 형성할 수도 있다.

아일렛 기판(122) 상에 RFID 칩(118)을 장착한 후, 안테나부(116)를 형성하는 구리/알루미늄 패턴과 RFID 칩(118)을 전기적으로 연결함으로써 RFID 와셔(110)를 완성한다.

RFID 와셔(110)에 대향하여 아일렛 베이스(120)가 제공된다. 본 실시예에 따른 아일렛 베이스(120)는 도전성 물질로 구성되며, 원형 외곽을 갖는 림(125) 및 림(125)과 일체로 형성된 바렐부(130)를 포함한다. 바렐부(130)는 원통형으로 형성되며, 대상물(OBJ)의 홀 및 RFID 와셔(110)의 와셔홀(114)을 통과한다. RFID 와셔(110)를 통과하여 외부로 돌출된 바렐부(130)는 아일렛 체결 장치인 펀치 프레스(P)에 의해서 가압되고, 펀치 프레스(P)의 환형 홈에 의해 단부에서부터 권취되기 시작한다. 바렐부(130)가 단부부터 지속적으로 권취되어 권취부(136)를 형성하고, 권취부(136)가 RFID 와셔(110)의 내부 마진(113)에 밀착함으로써, RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 견고하게 고정된다. 본 실시예에서는 바렐부(130)의 단부를 권취하여 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)를 체결하지 만, 이 외에도 종래의 다른 아일렛 체결 방법을 사용될 수 있으며, 이러한 방법들에 의해서 체결된 RFID용 아일렛 역시 본 발명에 포함될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 아일렛 베이스(120), 대상물(OBJ) 및 RFID 와셔(110)를 순차적으로 상하로 배열하고, 바렐부(130)가 RFID 와셔(110)의 와셔홀(114)를 통과하면서 RFID 와셔(110)의 수평 이동을 제한하고, 펀치 프레스(P) 등에 의해서 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 대상물(OBJ)에 밀착 고정되면서 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 견고하게 고정되어 수직 이동이 제한된다.

본 실시예에 따른 RFID용 아일렛(100)에서 아일렛 베이스(120) 및 RFID 와셔(110)가 밀착 고정되어, RFID 와셔(110)를 대상물(OBJ)에 견고하게 고정시킬 수 있다. 또한, RFID 와셔(110)가 대상물(OBJ)에 바짝 밀착되기 때문에 주위의 다른 대상물이나 주변물에 충돌하는 횟수도 적어지고, 설령 충돌하여도 대상물을 통해 충격을 흡수할 수 있어 RFID 와셔(110)를 효과적으로 보호할 수가 있다.

도 4를 참조하면, 제1 실시예와 유사한 본 실시예에 따른 RFID 와셔(140)는 아일렛 기판(142), 안테나부(146) 및 RFID 칩(148)을 포함한다. 제1 실시예에서 안테나부(116) 및 RFID 칩(118)은 아일렛 기판(112) 상에 형성되지만, 본 실시예에서 안테나부(146) 및 RFID 칩(148)은 아일렛 기판(142)의 적층 구조 속에 형성되는 것을 특징으로 한다. 제조 과정에서부터 안테나부(146) 및 RFID 칩(148)을 적층 구조 속에 형성함으로써, 충격이나 주위 환경 조건에 민감한 RFID 부품들을 안전하게 보호할 수가 있으며, 가혹한 조건의 실험이나 험한 관리가 불가피한 물품 등에 사용되어 태그의 손상 없이 안정적으로 사용될 수가 있다. 또한, RFID 관련 부품을 안전하게 보호할 수 있기 때문에 RFID 와셔(140)의 수명을 연장시킬 수 있으며, RFID 와셔(140)의 재사용을 통해 RFID 관련 비용을 절감할 수도 있다.

다만, 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛(100)에 있어서, 아일렛 베이스(120)가 도전성 물질로 구성되어 있기 때문에 리더-라이터장치에 접근할수록 아일렛 베이스(120)로부터 와전류(eddy current)가 생성될 수 있으며, 이러한 와전류는 RFID 와셔(110) 및 리더-라이터장치 간의 원활한 전자파 통신을 방해할 수가 있다. 물론, RFID 와셔(110)는 대상물(OBJ)을 사이에 두고 아일렛 베이스(120)로부터 떨어져 있기 때문에, 도전성 물질에 의한 방해를 적게 받지만, 아일렛 베이스(120) 및 RFID 와셔(110) 사이에 전자파 차단재 등을 개재함으로써 RFID용 아일렛(100)의 수신율을 더욱 향상시킬 수도 있다.

도 5는 제1 실시예와 유사한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID용 아일렛을 설명하기 위한 단면도로서, RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120) 사이에 자성체 차단재(150)를 개재함으로써 전자파의 수신율을 향상시킨 일 예가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, RFID용 아일렛(101)은 RFID 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)를 포함하며, 아일렛 베이스(120)는 림(125) 및 바렐부(130)를 포함한다. 제1 실시예의 RFID용 아일렛(100)과 비교하여, 도 5의 RFID용 아일렛(101)은 자성체 차단재(150)를 더 포함하며, RFID 와셔(110) 상에는 대상물(OBJ), 자성체 차단재(150) 및 아일렛 베이스(120)가 차례로 배치된다.

페라이트(ferrite)와 자성체 물질은 외부의 전자파를 차단하여 아일렛 베이스(120)가 전자파 통신을 방해하는 것을 억제시킬 수 있다. 따라서, 약 900MHz 이상의 고주파 영역은 물론 그 이하의 저주파 영역에서도 자성체 차단재(150)를 사용함으로써, 보다 향상된 통신 효율을 얻을 수가 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 RFID용 아일렛(100)은 약 900MHz 대 이상의 고주파 영역은 물론 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역에서도 유용하게 사용될 수 있다. 자세하게는, RFID용 아일렛(100)이 리더-라이터장치(미도시)에 근접하게 통과하면서, 리더-라이터장치로부터 데이터 요청에 대한 신호를 받고, 안테나부(116)로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 칩(118)은 신호를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다.

대상물(OBJ)은 화물 등에 결속되어 화물의 도착지 및 출발지를 표시하는 태그가 될 수 있으며, 각종 우편물, 소포류, 물류 포장재, 의류용 태그, 화물 차량용 천막 등 여러 가지가 될 수 있다.

또한, RFID용 아일렛은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이는 사용자의 요구 또는 성향에 따라 종래의 아일렛으로부터 다양하게 선택되어 변경될 수 있으며, 종래의 여러 가지 아일렛의 사용례들을 본 발명에 적용할 수가 있다.

도 6을 참조하면, RFID 와셔(110)에는 코일형의 유도성 결합(inductively coupled)된 안테나부(116) 외에도, 다이폴(dipole) 형태의 안테나(A)가 사용될 수 있다. RFID 모듈에 사용될 수 있는 안테나(A) 및 RFID 칩(C)은 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 다양한 형태 및 크기로 제작될 수 있으며, 이 외에도 종래 및 개발될 수 있는 다른 극성 안테나로 대체될 수가 있다. 특히, 이러한 안테나들은 900MHz 대 이상의 UHF 주파수에서 효과적으로 사용될 수 있다.

실시예 2

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이며, 도 8은 제2 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 RFID용 아일렛(200)은 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)를 포함하며, 대상물(OBJ)은 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220) 사이에 개재되고, 양 부품의 체결에 의해서 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)가 밀착 고정된다. 기본적인 구조는 원리는 제1 실시예의 RFID용 아일렛(100)과 유사하기 때문에, 대부분의 설명은 이전 실시예의 설명 및 도면을 참조할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 RFID용 아일렛(200)은 RFID 와셔(110)에서 안테나부(216)가 림(225)보다 크게 형성되어, 안테나부(216)의 내부 반경이 림(225)의 외부 반경보다 큰 것을 특징으로 하며, 이러한 구조의 RFID 와셔(210)은 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역을 사용하는 리더-라이터장치에서 RFID 태그로서 유용하게 작동할 수 있다.

RFID 와셔(210)는 와셔홀(214)을 포함하는 아일렛 기판(212), 와셔홀(214)의 주변을 따라 아일렛 기판(212) 상에 형성된 안테나부(216) 및 안테나부(216)와 전기적으로 연결된 RFID 칩(218)을 포함한다.

본 실시예에서 아일렛 기판(212)은 아일렛 베이스(220)의 림(225)보다 큰 사이즈로 형성되지만, 중앙에 형성된 와셔홀(214)을 포함하여 링 형상으로 형성되는 것은 거의 유사하다. 또한, 아일렛 기판(212)는 PVC, PCB, PE, PA 등과 같은 비도전성 물질이 적층 구조를 형성하여 크게 개선된 강도를 갖는다. 또한, RFID 와셔(210)에서 와셔홀(214)의 주변에는 내부 마진(213)이 형성되며, 내부 마진(213)을 통해 아일렛 베이스(220)와 RFID 와셔(210)가 상호 고정된다.

아일렛 기판(212) 상의 와셔홀(214) 주변에는 안테나부(216)가 형성된다. 본 실시예에서 안테나부(216)는 전체적으로 링 형상으로 형성되며, 구체적으로는 알루미늄, 철 또는 구리와 같은 도전성 물질이 나선형으로 이어져서 전체적으로 링 형상을 형성한다. 단, 안테나부(216)의 내부 반경이 림(225)의 외부 반경보다 크기 때문에, 안테나부(216)는 림(225)으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 있다. 이는 도전성 물질로 구성된 림(225)으로부터 이격되어 최대한 전자파 통신을 방해 받지 않기 위한 것으로서, 최소한 림(225) 또는 아일렛 베이스(220)의 다른 부위들로부터 적어도 5mm이상 이격되는 것이 바람직하다. 다만, 주파수 영역 및 실제 적용 사례를 통하여 상기 최소 이격거리는 더 좁혀질 수도 있다.

아일렛 기판(222) 상에 RFID 칩(218)이 장착되며, 안테나부(216)를 형성하는 구리/알루미늄 패턴과 RFID 칩(218)을 전기적으로 연결함으로써 RFID 와셔(210)를 완성한다. 완성된 RFID 와셔(210)는 안테나부(216) 및 RFID 칩(218)이 아일렛 베이스(220)를 향하도록 배치되며, RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)가 서로 고정됨으로써 안테나부(216) 및 RFID 칩(218)이 대상물(OBJ)에 밀착하여 보호된다.

RFID 와셔(210)에 대향하여 아일렛 베이스(220)가 제공된다. 본 실시예에 따른 아일렛 베이스(220)는 도전성 물질로 구성되며, 원형 외곽을 갖는 림(225) 및 림(225)과 일체로 형성된 바렐부(230)를 포함한다. 바렐부(230)는 원통형으로 형성되며, 대상물(OBJ)의 홀 및 RFID 와셔(210)의 와셔홀(214)을 통과한다. RFID 와셔(210)를 통과하여 외부로 돌출된 바렐부(230)는 아일렛 체결 장치인 펀치 프레스(P)에 의해서 가압되고, 펀치 프레스(P)의 환형 홈에 의해 단부에서부터 권취되어 권취부(236)를 형성하고, 권취부(236)가 RFID 와셔(210)의 내부 마진(213)에 밀착함으로써, RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)가 견고하게 고정된다. 본 실시예에서는 바렐부(230)의 단부를 권취하여 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)를 체결하지만, 이 외에도 종래의 다른 아일렛 체결 방법을 사용될 수 있으며, 이러한 방법들에 의해서 체결된 RFID용 아일렛 역시 본 발명에 포함될 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 아일렛 베이스(220), 대상물(OBJ) 및 RFID 와셔(210)를 순차적으로 상하로 배열하고, 바렐부(230)가 RFID 와셔(210)의 와셔홀(214)를 통과하면서 RFID 와셔(210)의 수평 이동을 제한하고, 펀치 프레스(P) 등에 의해서 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)가 대상물(OBJ)에 밀착 고정되면서 RFID 와셔(210) 및 아일렛 베이스(220)가 견고하게 고정되어 수직 이동이 제한된다.

또한, RFID용 아일렛(200)은 약 900MHz 대 이상의 고주파 영역은 물론 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역에서도 유용하게 사용될 수 있다. RFID용 아일렛(200)이 리더-라이터장치(미도시)에 근접하게 통과하면서, 리더-라이터장치로부터 데이터 요청에 대한 신호를 받고, 안테나부(216)로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 칩(218)은 신호를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 RFID용 아일렛에서도 림(225) 및 RFID 와셔(210) 사이에 페라이트와 같은 자성체 차단재를 개재시킴으로써 보다 향상된 통신 효율을 얻을 수가 있다. 또한, 본 실시예에 대한 설명은 이전 실시예의 설명을 참고할 수 있으며, 이전 실시예에서 설명된 다른 변형 예들 역시 본 실시예에 적용될 수가 있다.

실시예 3

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 분해 사시도이며, 도 10은 제3 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 체결된 상태를 설명하기 위한 저면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제3 실시예에 따른 RFID용 아일렛(300)은 RFID 와셔(310) 및 아일렛 베이스(320)를 포함하며, 대상물(OBJ)은 RFID 와셔(310) 및 아일렛 베이스(320) 사이에 개재되며, 양 부품의 체결에 의해서 RFID 와셔(310) 및 아일렛 베이스(320)는 대상물(OBJ)에 밀착 고정된다. 기본적인 구조는 원리는 이전 실시예들의 RFID용 아일렛들(100, 200)과 유사하기 때문에, 대부분의 설명은 이전 실시예들의 설명 및 도면을 참조할 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 RFID용 아일렛(300)은 RFID 와셔(310)가 크게 형성되고 여분의 면적상에 제품번호 또는 가격 등의 필요한 정보를 기재할 수 있어 그 자체가 하나의 태그로 사용될 수 있다. 또한, 안테나부(316)도 크게 형성되어 림(325)의 외곽으로부터 노출되며, 바렐부(330)는 원통형이 아니 2개의 바렐 레그(barrel leg)(332, 334)를 포함하여 쉽게 아일렛을 장착 및 분리할 수가 있다.

종래의 아일렛 와셔와는 달리, 본 실시예에 따른 RFID 와셔(310)는 그 자체가 아일렛 베이스(320)를 고정하기 위한 와셔로서의 용도 외에도, 태그로 사용되어 필요한 정보를 기재할 수 있으며, 사용자는 종래의 태그 및 RFID 모듈과 아일렛 와셔를 일체화하여 더욱 간단하게 RFID 태그를 장착 및 분리할 수 있으며, 대량 제작을 통해 물류나 제품 등을 일괄적으로 관리함으로써 유통의 비용 절감 및 관리의 편리함을 얻을 수 있다.

또한, 이러한 구조의 안테나부(316)는 역시 림(325) 및 바렐 레그(332, 334)로부터의 통신 장애를 극복하여, 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역에서도 RFID용 아일렛(300)을 사용하기 위한 것이다.

아일렛 베이스(320)는 도전성 물질로 구성되며, 원형 외곽을 갖는 림(325) 및 림(325)과 일체로 형성된 바렐부(330)를 포함한다. 바렐부(330)는 제1 바렐 레그(332) 및 제2 바렐 레그(334)를 포함하며, 제1 및 제2 바렐 레그(332, 334)는 서로 대향하게 배치되어 하방을 향해 형성된다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 바렐 레그(332, 334)는 대상물(OBJ)의 홀 및 RFID 와셔(310)의 와셔홀(314)을 차례로 통 과한 후, 좌우로 절곡되어 아일렛 베이스(320)를 RFID 와셔(310)에 고정시킨다. 바렐 레그(332, 334)를 절곡하기 위해서는 별도의 프레스 장치를 사용할 수도 있지만, 사용자가 직접 손으로 절곡하여 체결 및 분리할 수도 있어 매우 간편하다.

아일렛 베이스(320)에 대향하여 RFID 와셔(310)가 제공된다. RFID 와셔(310)는 태그 형태로 제작된 아일렛 기판(312), 와셔홀(314)의 주변에 형성된 안테나부(316), 그리고 RFID 칩(318)을 포함한다. RFID 와셔(340)에서 아일렛 기판(312)은 사각형 또는 기타 태그 형상으로 형성된다. 아일렛 기판(312) 상에는 제품 정보, 제품 가격 등의 정보가 기재될 수 있으며, 아일렛 기판(312)의 일측에는 와셔홀(314)이 형성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 안테나부(316)의 일부가 제1 및 제2 바렐 레그(332, 334)와 인접해 있지만, 안테나부(316)의 내경이 림(325)의 외경보다 크게 형성되어 있고 바렐 레그(332, 334)와 상하로 겹쳐진 부분도 상대적으로 적은 면적을 차지하기 때문에 전자파 통신에 대한 영향을 적게 받는다. 이는 도전성 물질로 구성된 림(325)으로부터 최대한 전자파 통신을 방해 받지 않기 위한 것으로서, 현재 기술 수준에 따르면 최소한 림(325) 또는 다른 아일렛 구조로부터 약 5mm이상 이격되는 것이 바람직하다.

아일렛 기판(312) 상에 RFID 칩(318)을 장착한 후, 안테나부(316)가 되는 구리/알루미늄 패턴과 RFID 칩(318)을 전기적으로 연결함으로써 RFID 와셔(340)을 완성한다. 완성된 RFID 와셔(310)는 안테나부(316) 및 RFID 칩(318)이 아일렛 베이스(320)를 향하도록 배치되며, RFID 와셔(310) 및 아일렛 베이스(320)가 서로 고정됨으로써 안테나부 및 RFID 칩(318)이 대상물(OBJ)에 밀착하여 보호된다.

RFID 와셔(310) 상에 대상물(OBJ) 및 아일렛 베이스(320)가 차례로 위치하게 되고, 아일렛 체결 장치(미도시)는 상기 순서에 따라 RFID용 아일렛(300)의 구성요소를 배열한 후, 와셔홀(314)로부터 돌출된 제1 및 제2 바렐 레그(332, 334)를 양쪽으로 벌려 아일렛을 체결할 수가 있다.

RFID용 아일렛(300)에서 안테나부(316)가 림(325)으로부터 소정의 간격만큼 이격되어 있으며, 안테나부(316)의 대부분이 바렐 레그(332, 334)로부터도 소정의 간격만큼 이격되어 있다. 따라서, RFID 와셔(310)은 도전성 물질을 방해에도 불구하고 리더-라이터장치와 필요한 신호를 충분히 송수신할 수 있으며, 안테나부로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 칩(318)은 신호를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다. 특히, 이와 같이 전자파의 통신 기능이 개선된 RFID용 아일렛(300)은 약 13.56MHz 이하의 저주파 영역에서도 리더-라이터장치와 원활하게 통신을 할 수 있다.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 RFID용 아일렛에서도 림(325) 및 RFID 와셔(310) 사이에 페라이트와 같은 자성체 차단재를 개재시킴으로써 보다 향상된 통신 효율을 얻을 수가 있다. 또한, 본 실시예에 대한 설명은 이전 실시예의 설명을 참고할 수 있으며, 이전 실시예에서 설명된 다른 변형 예들 역시 본 실시예에 적용될 수가 있다.

따라서, 본 발명에 따른 RFID용 아일렛은 RFID 와셔를 대상물에 밀착 고정시킴으로써 RFID 와셔를 외부의 가혹한 환경으로부터 효과적으로 보호할 수 있으며, 아일렛 구조는 대상물에 밀착하여 고정되고 비교적 작은 크기를 갖기 때문에 RFID용 아일렛이 차지하는 공간이 적다.

또한, RFID 모듈 및 아일렛 와셔가 일체화된 RFID 와셔를 사용함으로써, 아일렛의 체결을 용이하게 할 수 있으며, 조립 공정을 단축시킬 수 있어 대량 생산 및 조립 설비를 통해 유용하게 적용될 수 있다. 또한, RFID 와셔의 분리 및 재사용이 가능하여 RFID 관리 및 운영 비용을 현저하게 줄일 수도 있다.

또한, 종래의 RFID 태그는 약 13.56Mhz 근처 또는 그 이하의 저주파 영역에서 사용될 때, 주변의 도전성 물질로부터 전자파 통신의 방해를 받는다. 하지만, 본 발명에 따른 RFID용 아일렛은 RFID 와셔에서 안테나부를 소정의 거리만큼 떨어뜨려 노출시킴으로써 저주파 영역에서의 통신 문제를 해결할 수가 있다. 게다가, 약 900MHz 이상의 고주파 영역에서는 전자파 통신에 대한 선택의 폭이 넓어지기 때문에, 본 발명에 따른 RFID용 아일렛은 아일렛의 구조를 이용하여 RFID 와셔를 효과적으로 고정 및 보호할 수 있으며, 종래의 아일렛 기능에 RFID 기능을 부가하여 더욱 향상된 사용효과를 얻을 수가 있다.

또한, 아일렛은 실제 생활에서도 여러 분야에서 많이 사용되고 있어 그 적용 분야 및 파급 효과에 잠재력은 엄청나며, 그 제조 및 장착 과정도 간단하여 대량 생산에 매우 유리하다. 더구나, 아일렛 체결 장치와 같은 조립 시스템은 이미 관련 기술이 성숙되어 있고, 많은 분야에서 이미 사용되고 있기 때문에 아일렛과 RFID 기술을 접목하는 데에는 큰 비용이 소비되지 않을 수 있다.

또한, RFID용 아일렛은 태그의 크기를 소형화시킬 수 있어 적용될 수 있는 분야가 다양하다.

또한, RFID용 아일렛 중 RFID 와셔는 상대적으로 고가에 해당하기 때문에 RFID 와셔를 재사용하는 경우 많은 경제적 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 분리 또는 해체가 용이한 아일렛 구조를 이용함으로써, RFID용 아일렛을 한번 사용한 후에도 고가인 RFID 와셔를 쉽게 분리하여 다시 사용할 수 있으며, 이로 인한 경제적 효과도 용이하게 얻을 수가 있다.

또한, 여러 형상 및 디자인의 아일렛이 사용되고 있는 만큼, RFID용 아일렛도 다양한 형상, 모양 및 색상을 표현할 수 있어 상품으로서의 가치도 매우 크다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

일측에 와셔홀이 형성된 아일렛 기판, 상기 와셔홀의 주변을 따라 상기 아일렛 기판 상에 형성된 안테나부 및 상기 아일렛 기판에 형성되며 상기 안테나부와 전기적으로 연결된 RFID 회로부를 포함하는 RFID 와셔; 및

대상물을 사이에 두고 상기 RFID 와셔에 대향하게 배치되는 림 및 상기 림과 일체로 형성되며 상기 대상물을 통과하여 상기 와셔홀을 통해 상기 RFID 와셔에 고정되는 바렐부를 포함하는 아일렛 베이스를 구비하는 RFID용 아일렛.
제1항에 있어서,

상기 아일렛 기판은 적층 구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
제2항에 있어서,

상기 안테나부 및 상기 RFID 회로부는 상기 아일렛 기판의 적층 구조 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
상기 RFID 와셔의 상기 안테나부는 인접한 상기 림으로부터 소정의 거리 이상 이격된 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
제4항에 있어서,

상기 안테나부 전체가 인접한 상기 림의 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
제1항에 있어서,

상기 바렐부는 원형 또는 다각형의 단면을 갖는 통형으로 형성되며, 상기 바렐부의 단부로부터 상기 바렐부가 부분적으로 권취되어 상기 RFID 와셔에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
제1항에 있어서,

상기 바렐부는 상기 림과 일체로 형성된 적어도 하나의 바렐 레그를 포함하며, 상기 바렐 레그가 상기 와셔홀을 통과한 후 바깥을 향해 절곡되어 상기 아일렛 베이스 및 상기 RFID 와셔를 체결하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
제1항에 있어서,

상기 아일렛 베이스의 림 및 상기 대상물 사이 또는 상기 RFID 와셔 및 상기 대상물 사이에는 자성을 갖는 적어도 하나의 자성체 차단재가 개재되는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.