KR101415485B1 - 금속공구용 클램프형 ｒｆｉｄ 디바이스 - Google Patents

Abstract

금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 제공한다.
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 이용하여 무선 주파수를 인식하기 위한 RFID 디바이스에 있어서, 일측면에 무선통신을 위해서 전송되는 외부전자파에 의해서 공진되는 안테나 패턴을 갖는 기판과, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되도록 상기 기판에 탑재되는 적어도 하나의 칩을 구비하는 태그 ; 상기 태그를 몸체 내부에 내장배치하도록 수지재로서 사출성형되는 성형본체 ; 및 상기 기판과 일정간격을 두고 나란하도록 성형본체에 관통형성된 관통공을 통해 삽입되고, 원형몸체를 갖는 공구의 외부면에 성형본체를 밀착하여 고정하는 클램프부 ; 를 포함한다.

Description

금속공구용 클램프형 ＲＦＩＤ 디바이스{Clamp Type RFID Device For Metal Tool}

본 발명은 금속공구에 클램프형으로 구비되는 알에프아이디 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세히는 금속제로 이루어진 대상물의 원형 몸체에 밀착하여 고정설치하는 작업이 용이하고, 금속제에 의한 통신 에러율을 낮출 수 있는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스에 관한 것이다.

일반적으로 RFID 태그는 안테나 및 IC칩으로 이루어져 외부의 리딩 장치와 소정의 데이터를 송수신하는 장치를 의미하며, 다르게는 트랜스폰더(transponder)라고도 한다.

이러한 RFID 태그는 주파수를 이용하는 비접촉 방식에 따라 외부의 리더-라이터장치(reader-writer device)와 필요한 데이터를 송수신할 수가 있다.

주지한 바와 같이 RFID 기술은 대상물에 태그를 이용하여 대상물들의 다양한 정보를 무선(Radio Frequency)으로 인식하는 기술로서 안테나를 포함하는 리더(Reader), 태그, 및 이를 판독하여 데이터를 처리하는 호스트 컴퓨터로 구성된다.

이전에는 저주파 대역(LF, HF)의 시스템을 많이 사용하였으나 최근에는 다중인식(Anti-collision), 긴 인식거리(Long Reading Range), 데이터 처리속도 등의 기술적인 장점으로 인하여 UHF대역의 RFID태그가 주목을 받고 있다.

여기서 RFID 태그는 전원의 유무에 따라 크게 능동형(Active)과 수동형(Passive)으로 구분되어 진다. 전원을 자체적으로 가지고 동작하는 액티브 형태의 경우, RFID Interrogator로부터 오는 전자파를 이용한 유도전류 방식으로 전원을 생성하여 에너지로 사용하는 방식이므로, RFID 태그가 부착되는 주변의 환경에 따라 인식이 달라지는 문제점이 발생하게 된다.

한편, RFID 태그의 부착 대상물이 중장비에 교체장착되는 금속공구와 같은 금속일 경우 전자파를 반사하는 특성으로 인하여 RFID가 정상적으로 작동하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0076276호(2008.8.20.)에는 사출성형되는 상,하부케이스와, 그사이에 개재되는 RFID 태그를 구비하여 주변환경의 영향을 배제한 RFID 디바이스를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 RFID 디바이스는 칩을 포함하는 태그를 상,하부케이스의 내부에 배치하여 주변환경에 근접하는 금속에 의한 영향을 배제할 수 있는 장점은 있지만 포크레인 및 굴착기와 같은 중장비에 구비되는 드릴, 착암기와 같은 금속공구의 원형단면을 갖는 몸체에 밀착하여 고정설치하는 것이 곤란하였다.

또한, 금속밴드, 철사와 같은 금속소재로 이루어진 고정부재를 이용하여 금속공구의 원형몸체에 RFID 디바이스를 고정하게 되는 경우, 금속제의 고정부재 및 금속제의 공구에 의해서 통신 에러율이 높아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 금속제로 이루어진 대상물의 원형 몸체에 밀착하여 고정설치하는 작업이 용이하고, 금속제에 의한 통신 에러율을 낮출 수 있는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 이용하여 무선 주파수를 인식하기 위한 RFID 디바이스에 있어서, 일측면에 무선통신을 위해서 전송되는 외부전자파에 의해서 공진되는 안테나 패턴을 갖는 기판과, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되도록 상기 기판에 탑재되는 적어도 하나의 칩을 구비하는 태그 ; 상기 태그를 몸체 내부에 내장배치하도록 수지재로서 사출성형되는 성형본체 ; 상기 기판과 일정간격을 두고 나란하도록 성형본체에 관통형성된 관통공을 통해 삽입되고, 원형몸체를 갖는 공구의 외부면에 성형본체를 밀착하여 고정하는 클램프부 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 제공한다.

바람직하게, 상기 기판은 상기 성형본체와 기판간의 결합력을 높일 수 있도록 상기 성형본체의 성형시 수지재가 채워지는 복수개의 충진홀을 관통형성한다.

바람직하게, 상기 성형본체는 상기 기판이 내장되도록 배치되는 상부본체와, 상기 상부본체의 일측면에 일체로 부착되고 상기 클램프부가 배치되는 관통공을 관통형성한 하부본체를 포함한다.

바람직하게, 상기 안테나패턴이 형성되는 기판과 상기 성형본체에 감겨져 고정되는 밴드가 삽입배치되는 관통공은 2.6 내지 3.2mm 의 일정간격을 두고 서로 이격된다.

더욱 바람직하게, 상기 밴드는 금속소재로 이루어진다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 칩을 기판에 탑재한 태그를 수지재로 성형되는 성형본체의 내부 임의위치에 내장배치하고, 기판과 일정간격을 두고 성형본체에 관통형성되는 관통공에 성형본체를 공구에 밀착고정시키는 클램프부를 구비함으로써 금속제로 이루어진 대상물의 원형 몸체에 태그를 갖는 성형본체를 간편하고 신속하게 밀착하여 고정설치할 수 있기 때문에 원형단면을 갖는 공구 일부에 공구의 정보를 인식하도록 하는 RFID 디바이스를 설치하는 작업을 종래에 비하여 간편하게 수행하여 사용상 편리성을 향상시킬 수 있다.

(2) 성형본체의 내부에 일체로 성형되는 태그와 금속제로 이루어지는 클램프간의 간격을 일정하게 유지함으로써 금속제에 반사되는 전파에 기인하는 통신 에러율을 최소화할 수 있기 때문에 제품이 작동신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스에 채용되는 태그를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스를 도시한 사용상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 RFID 디바이스(100)는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 포크레인, 굴착기 및 착암기와 같이 둥근몸체를 갖는 공구에 간편하게 고정설치하면서 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 이용하여 무선 주파수를 인식할 수 있도록 태그(110), 성형본체(120) 및 클램프부(130)를 포함한다.

상기 태그(110)는 일측면, 도면상 상부면에 무선통신을 위해서 외부로부터 전송되는 외부전자파에 의해서 공진되도록 패턴설계된 안테나 패턴(114)을 갖는 기판(112)과, 상기 안테나 패턴(114)과 전기적으로 연결되도록 상기 안테나 패턴(114)이 패턴인쇄되는 기판(112)의 상부면에 칩온보드(Chip On Board) 방식으로 탑재되는 적어도 하나의 칩(116)를 구비한다.

여기서, 상기 안테나 패턴(114)은 에폭시소재로 이루어지는 FR4와 같은 대략 사각판상의 기판(112)의 일측면인 상부면에 도전성을 갖는 금속 재질의 페이스트로서 인쇄하거나 금속 박막을 증착한 후 에칭 공정을 통해 생성될 수 있다.

상기 안테나 패턴(114)은 외부의 트랜스폰더(알에프아이디 리더기)에서 제공되는 전파에 공진할 수 있도록 전파의 파장의 길이에 비례하여 그 길이가 결정된다. 통상 전파의 파장이 작을수록 안테나 패턴(114)의 길이가 짧아지며, 반대의 경우 증가한다.

그리고, 상기 안테나 패턴(114)과 전기적으로 연결되도록 기판의 일측면인 상부면에 탑재되는 칩(116)은 외부충격으로부터 보호될 수 있도록 수지재로서 덮어지는 보호층(115)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 성형본체(120)는 상기 태그(110)를 몸체 내부의 임의위치에 내장하여 배치하도록 수지재로서 사출성형되는 대략 직육면체상의 성형체이다.

이러한 성형본체(120)는 다양한 외경크기를 갖는 원형단면의 공구몸체(T)의 외부면에 탄력적으로 휨변형되어 밀착될 수 있도록 폴리우레탄과 같은 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 성형본체(120)는 몸체내부에 상기 기판(112)과 나란하도록 상기 성형본체의 성형시 금형내에 구비되는 코어(미도시)에 의해서 일측단으로부터 타측단까지 관통형성된 관통공(122)을 구비하며, 이러한 관통공(122)을 통하여 상기 클램프부의 밴드가 관통되어 배치되는 것이다.

또한, 상기 성형본체(120)의 일측 외부면에는 원형몸체를 갖는 공구와 관련된 회사명, 제품명 및 로고와 같은 정보를 표시하는 표시부(124)를 구비하는 것이 바람직하며, 이러한 표시부(124)는 상기 성형본체의 성형시 그 외부면에 돌출되거나 함몰형성될 수 있다.

그리고, 상기 성형본체(120)의 내부에 내장배치되는 기판(112)은 상기 성형본체(120)와의 결합력을 높일 수 있도록 성형시 수지재가 채워지는 충진홀(113)을 복수개 관통형성한다.

여기서, 상기 충진홀(113)은 상기 기판(112)의 표면에 패턴형성되는 안테나 패턴(114)과 중첩되어 패턴을 단락시키지 않도록 구비되어야 한다.

한편, 상기 성형본체(120)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기판(112)을 몸체내부의 임의위치에 내장배치하기 위한 성형시 상기 클램프부(130)의 밴드(132)가 관통되어 배치되는 관통공(122)을 동시에 형성하는 하나의 탄성체로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 다른 형태로 구비될 수도 있다.

즉, 상기 성형본체(120)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기판(112)이 몸체내부의 임의위치에 내장되어 배치되는 상부본체(120a)와, 상기 상부본체(120a)의 일측면인 하부면에 상부면이 일체로 부착되고 상기 클램프부(130)의 밴드(132)가 관통되어 배치되는 관통공(122)을 관통형성한 하부본체(120b)를 포함한다.

상기 클램프부(130)는 대략 원형단면의 몸체를 갖는 공구(T)의 외부면에 상기 태그(110)를 내장배치한 성형본체(120)를 밀착시켜 고정하는 고정수단이다.

이러한 클램프부(130)는 상기 성형본체(120)의 관통공(122)에 삽입배치되고, 일정간격을 두고 복수개의 톱니홈(132a)을 형성한 일정길이의 밴드(132)와, 상기 밴드(132)의 일단에 고정설치되고, 상기 공구(T)의 외부면에 감겨지는 밴드(132)의 타단이 통과하는 고정체(134)와, 상기 밴드(132)의 톱니홈(132a)과 치합되는 나사산을 갖추어 상기 고정체(134)에 구비되는 조임볼트(136)를 포함한다.

여기서, 상기 밴드(132)는 스테인레스와 같은 금속소재의 강재띠로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 밴드(132)가 금속소재의 강재띠로 이루어지는 경우, 상기 밴드(132)가 삽입배치되는 관통공(122)과 상기 안테나패턴(114)이 형성되는 기판(112)은 금속제 밴드(132)에 기인하는 안테나 패턴(114)과의 전파간섭을 줄여 통신 에러율을 낮출 수 있도록 일정간격, 바람직하게는 2.6 내지 3.2mm 의 간격을 두고 서로 이격되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2.8 내지 3.0mm 의 간격을 두고 서로 이격되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 클램프부(130)의 밴드(132)를 공구의 원형몸체에 감아 1차 고정한 상태에서 상기 조임볼트(136)를 조임방향으로 스크류 드라이버와 같은 수공구(D)로서 회전시키면, 상기 조임볼트와 나사산과 상기 밴드의 톱니홈간의 치합결합에 의해서 상기 조임볼트의 회전량에 따라 밴드의 타단이 외측으로 당겨지기 때문에 상기 공구의 원형단면의 몸체에 감겨진 밴드의 외경이 작아지면서 조임고정력을 발생시키게 된다.

이로 인하여 상기 태그를 갖는 성형본체를 공구의 외부면에 분리이탈이 곤란하도록 밀착고정할 수 있는 것이다.

그리고, 상기와 반대로 상기 조임볼트를 반대방향인 풀림방향으로 회전시켜 조임고정력을 해제하게 되면, 밴드의 외경이 확대되어 성형본체를 공구로부터 이격 및 분리할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 태그 112 : 기판
114 : 안테나 패턴 115 : 보호층
116 : 칩 120 : 성형본체
122 : 관통공 124 : 표시부
130 : 클램프부 132 : 밴드
134 : 고정체 136 : 조임볼트

Claims (5)

1. RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(Tag)를 이용하여 무선 주파수를 인식하기 위한 RFID 디바이스에 있어서,
   일측면에 무선통신을 위해서 전송되는 외부전자파에 의해서 공진되는 안테나 패턴을 갖는 기판과, 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되도록 상기 기판에 탑재되는 적어도 하나의 칩을 구비하는 태그 ;
   상기 태그를 몸체 내부에 내장배치하도록 수지재로서 사출성형되는 성형본체 ; 및
   상기 기판과 일정간격을 두고 나란하도록 성형본체에 관통형성된 관통공을 통해 삽입되고, 원형몸체를 갖는 공구의 외부면에 성형본체를 밀착하여 고정하는 클램프부 ; 를 포함하고,
   상기 기판은 상기 성형본체와 기판간의 결합력을 높일 수 있도록 상기 성형본체의 성형시 수지재가 채워지는 복수개의 충진홀을 관통형성하는 것을 특징으로 하는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 성형본체는 상기 기판이 내장되도록 배치되는 상부본체와, 상기 상부본체의 일측면에 일체로 부착되고 상기 클램프부가 배치되는 관통공을 관통형성한 하부본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스.
4. 제1항에 있어서,
   상기 안테나패턴이 형성되는 기판과 상기 성형본체에 감겨져 고정되는 밴드가 삽입배치되는 관통공은 2.6 내지 3.2mm 의 일정간격을 두고 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스.
5. 제4항에 있어서,
   상기 밴드는 금속소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속공구용 클램프형 RFID 디바이스.

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